JPH0436405A - 高強度構造部材の製造方法 - Google Patents
高強度構造部材の製造方法Info
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- JPH0436405A JPH0436405A JP2141838A JP14183890A JPH0436405A JP H0436405 A JPH0436405 A JP H0436405A JP 2141838 A JP2141838 A JP 2141838A JP 14183890 A JP14183890 A JP 14183890A JP H0436405 A JPH0436405 A JP H0436405A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ０発明の目的
（１）産業上の利用分野
本発明は高強度構造部材の製造方法、特に、原料粉末を
焼結（成形固化を含む）して前記部材を得る方法の改良
に関する。
焼結（成形固化を含む）して前記部材を得る方法の改良
に関する。
（２）従来の技術
従来、前記製造方法においては各種原料粉末が用いられ
ているが、構造部材のなお一層の高強度化を狙った場合
、原料粉末として非晶質単相合金粉末または非晶質相と
結晶質相とを含む混相合金粉末を用いることが考えられ
る。
ているが、構造部材のなお一層の高強度化を狙った場合
、原料粉末として非晶質単相合金粉末または非晶質相と
結晶質相とを含む混相合金粉末を用いることが考えられ
る。
その理由は、前記合金粉末に結晶化温度Ｔｘ以上の熱履
歴を与えると、高合金であるにも拘らず微細な結晶組織
が均一に現出するので、前記部材における高強度化およ
び高靭性化を期待し得るからである。
歴を与えると、高合金であるにも拘らず微細な結晶組織
が均一に現出するので、前記部材における高強度化およ
び高靭性化を期待し得るからである。
（３）発明が解決しようとする課題
しかしながら前記合金粉末は非晶質相の結晶化に際して
、発熱現象により多量の熱を発生し、またその温度を制
御することが事実上不可能であるから、・部分的な結晶
組織の粗大化および不均一化を招き易く、その結果、前
記部材の強度のばらつき幅が許容限度である１０ｋｇｆ
／閣２の範囲を逸脱する、といった不具合を生じる。
、発熱現象により多量の熱を発生し、またその温度を制
御することが事実上不可能であるから、・部分的な結晶
組織の粗大化および不均一化を招き易く、その結果、前
記部材の強度のばらつき幅が許容限度である１０ｋｇｆ
／閣２の範囲を逸脱する、といった不具合を生じる。
本発明は前記不具合を解消して、高強度、且つ高靭性な
構造部材を得ることのできる前記製造方法を提供するこ
とを目的とする。
構造部材を得ることのできる前記製造方法を提供するこ
とを目的とする。
Ｂ０発明の構成
（１）課題を解決するための手段
本発明は、原料粉末を焼結して高強度構造部材を製造す
るに当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、前記添加粉末は、結晶質相と非晶
質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）
が３０％以上、８０％未満である混相合金粉末よりなり
、前記原料粉末における前記添加粉末の最少体積分率Ｐ
ｍ（Ｖｆ）と、前記添加粉末の結晶質相の体積分率ｃ（
Ｖｆ）との関係を、 Ｐｍ （Ｖｆ）＝−０，７Ｃ（Ｖｆ）＋６１に設定した
ことを第１の特徴とする。
るに当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、前記添加粉末は、結晶質相と非晶
質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）
が３０％以上、８０％未満である混相合金粉末よりなり
、前記原料粉末における前記添加粉末の最少体積分率Ｐ
ｍ（Ｖｆ）と、前記添加粉末の結晶質相の体積分率ｃ（
Ｖｆ）との関係を、 Ｐｍ （Ｖｆ）＝−０，７Ｃ（Ｖｆ）＋６１に設定した
ことを第１の特徴とする。
本発明は、原料粉末を焼結して高強度構造部材を製造す
るに当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、前記添加粉末は、結晶質相と非晶
質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率ｃ（Ｖｆ）
が８０％以上、１００％未満である混相合金粉末および
結晶質単相合金粉末の少なくとも一方よりなり、前記原
料粉末における前記添加粉末の体積分率Ｐ（Ｖｆ）を５
％≦ｐ（Ｖｆ）５４０％に設定したことを第２の特徴と
する。
るに当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、前記添加粉末は、結晶質相と非晶
質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率ｃ（Ｖｆ）
が８０％以上、１００％未満である混相合金粉末および
結晶質単相合金粉末の少なくとも一方よりなり、前記原
料粉末における前記添加粉末の体積分率Ｐ（Ｖｆ）を５
％≦ｐ（Ｖｆ）５４０％に設定したことを第２の特徴と
する。
本発明は、原料粉末を焼結して高強度構造部材を製造す
るに当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、前記添加粉末は、第１添加粉末と
第２添加粉末とを含有し、前記第１添加粉末は、結晶質
相と非晶質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ
（Ｖｆ）が３０％以上、８０％未満である混相合金粉末
よりなり、また前記第２添加粉末は、結晶質相と非晶質
相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が
８０％以上、１００％未満である混相合金粉末および結
晶質単相合金粉末の少なくとも一方よりなり、 前記原料粉末における前記第１添加粉末の体積分率Ｐ１
（Ｖｆ）を５％≦ＰＩ （Ｖｆ）＜４０％に、また前
記第２添加粉末の体積分率ｐｇ （Ｖｆ）を０％＜Ｐ
１（Ｖｆ）≦３．５％にそれぞれ設定し、さらに第１お
よび第２添加粉末の体積分率Ｐ ＋ （Ｖ ｆ ）
、Ｐ ｚ （Ｖ ｆ ）と、第１添加粉末の結晶質相
の体積分率Ｃ（Ｖｆ）との関係を、Ｐ１（Ｖｆ）−（−
０，７＋０．２Ｐｚ （Ｖｆ））Ｃ（Ｖｆ）＋ （６１
−１６Ｐｘ （Ｖｆ）） に設定したことを第３の特徴とする。
るに当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、前記添加粉末は、第１添加粉末と
第２添加粉末とを含有し、前記第１添加粉末は、結晶質
相と非晶質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ
（Ｖｆ）が３０％以上、８０％未満である混相合金粉末
よりなり、また前記第２添加粉末は、結晶質相と非晶質
相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が
８０％以上、１００％未満である混相合金粉末および結
晶質単相合金粉末の少なくとも一方よりなり、 前記原料粉末における前記第１添加粉末の体積分率Ｐ１
（Ｖｆ）を５％≦ＰＩ （Ｖｆ）＜４０％に、また前
記第２添加粉末の体積分率ｐｇ （Ｖｆ）を０％＜Ｐ
１（Ｖｆ）≦３．５％にそれぞれ設定し、さらに第１お
よび第２添加粉末の体積分率Ｐ ＋ （Ｖ ｆ ）
、Ｐ ｚ （Ｖ ｆ ）と、第１添加粉末の結晶質相
の体積分率Ｃ（Ｖｆ）との関係を、Ｐ１（Ｖｆ）−（−
０，７＋０．２Ｐｚ （Ｖｆ））Ｃ（Ｖｆ）＋ （６１
−１６Ｐｘ （Ｖｆ）） に設定したことを第３の特徴とする。
（２）作 用
前記のように非晶質単相または結晶質相の体積分率ｃ（
Ｖｆ）の低い基準粉末より構造部材を製造すると、その
構造部材は高強度ではあるが、その強度のばらつき幅が
１０ａｌｆ／閣２の範囲を逸脱し易い、一方、前記のよ
うに結晶質単相または結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）の
高い添加粉末より構造部材を製造すると、その構造部材
は低強度ではあるが、その強度のばらつき幅が１０ｋｇ
ｆ／閤２の範囲内に略収まる。
Ｖｆ）の低い基準粉末より構造部材を製造すると、その
構造部材は高強度ではあるが、その強度のばらつき幅が
１０ａｌｆ／閣２の範囲を逸脱し易い、一方、前記のよ
うに結晶質単相または結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）の
高い添加粉末より構造部材を製造すると、その構造部材
は低強度ではあるが、その強度のばらつき幅が１０ｋｇ
ｆ／閤２の範囲内に略収まる。
このような物性を考慮して、前記基準粉末と前記特定量
の添加粉末とよりなる混合粉末を用いて前記製造工程を
実施すると、基準粉末における非晶質相の結晶化に伴う
発熱量の増加および基準粉末における非晶質相相互間の
連鎖的発熱現象の発住を、結晶化の進んだ添加粉末によ
り抑制し、また添加粉末の良好な成形性を得て、微細で
、且つ均一な結晶組織を持つと共に強度のばらつき幅を
１０ｋｇｆ／■茸の範囲内に収めた高強度、且つ高靭性
な構造部材を製造することができる。
の添加粉末とよりなる混合粉末を用いて前記製造工程を
実施すると、基準粉末における非晶質相の結晶化に伴う
発熱量の増加および基準粉末における非晶質相相互間の
連鎖的発熱現象の発住を、結晶化の進んだ添加粉末によ
り抑制し、また添加粉末の良好な成形性を得て、微細で
、且つ均一な結晶組織を持つと共に強度のばらつき幅を
１０ｋｇｆ／■茸の範囲内に収めた高強度、且つ高靭性
な構造部材を製造することができる。
たりし、添加粉末の添加量等が前記範囲を逸脱すると、
原料粉末の非晶質的物性が高められて、前記のような構
造部材を得ることが難しい。
原料粉末の非晶質的物性が高められて、前記のような構
造部材を得ることが難しい。
なお、各粉末における結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）と
は、１個の粉末についての結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）を意味する。以下同じである。
は、１個の粉末についての結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）を意味する。以下同じである。
（３）実施例
第１図は、原料粉末として用いられる各種混相合金粉末
のＸ線回折図である。これら混相合金粉末は高圧Ｈｅガ
スアトマイズ法により製造されたものである。各混相合
金粉末はＡ Ｉｔ ＠Ｓ Ｎ ｔ ５ Ｙ ＠Ｃｏ、（
数値は原子％）の組成を有し、非晶質相と結晶質相とよ
りなる。
のＸ線回折図である。これら混相合金粉末は高圧Ｈｅガ
スアトマイズ法により製造されたものである。各混相合
金粉末はＡ Ｉｔ ＠Ｓ Ｎ ｔ ５ Ｙ ＠Ｃｏ、（
数値は原子％）の組成を有し、非晶質相と結晶質相とよ
りなる。
同図（ａ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が１０％の
場合に、同図（ロ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が
２０％の場合に、同図（Ｃ）は結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が４０％の場合に、同図（ロ）は結晶質相の体積
分率Ｃ（Ｖｆ）が６０％の場合に、同図（ｅ）は結晶質
相の体積分率ｃ（Ｖｆ）が８０％の場合にそれぞれ該当
する。
場合に、同図（ロ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が
２０％の場合に、同図（Ｃ）は結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が４０％の場合に、同図（ロ）は結晶質相の体積
分率Ｃ（Ｖｆ）が６０％の場合に、同図（ｅ）は結晶質
相の体積分率ｃ（Ｖｆ）が８０％の場合にそれぞれ該当
する。
同図（→〜（ｅ）を比較すると明らかなように、同図（
ａ）では非晶質特有のハローパターンに近い波形になっ
ているが、結晶質相の増加に伴いピークの数が増えてい
ることが判る。
ａ）では非晶質特有のハローパターンに近い波形になっ
ているが、結晶質相の増加に伴いピークの数が増えてい
ることが判る。
第２図は前記混相合金粉末の示差熱量分析図であり、同
図（ａ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が１０％の場
合に、同図（ｂ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が４
０％の場合に、同図（Ｃ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖ
ｆ）が８０％の場合にそれぞれ該当する。
図（ａ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が１０％の場
合に、同図（ｂ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が４
０％の場合に、同図（Ｃ）は結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖ
ｆ）が８０％の場合にそれぞれ該当する。
同図（ａ）〜（Ｃ）を比較すると明らかなように、結晶
質相の増加に伴って結晶化温度Ｔｘが上昇し、また非晶
質相の結晶化に因る発熱量が減少することが判る。これ
は、結晶質相により非晶質相の結晶化および連鎖的発熱
現象の発生が抑制され、またその抑制の程度が結晶質相
の体積分率Ｃ（Ｖｆ）の増加に応じて強められることに
起因する。結晶化温度Ｔｘは、結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が、１０．２０，４０．６０．８０％の混相合金
粉末において、それぞれ、２９９．８°Ｃ，３０１，４
°Ｃ２３０４、０°Ｃ１３１０，９℃、３２２．１°Ｃ
である。
質相の増加に伴って結晶化温度Ｔｘが上昇し、また非晶
質相の結晶化に因る発熱量が減少することが判る。これ
は、結晶質相により非晶質相の結晶化および連鎖的発熱
現象の発生が抑制され、またその抑制の程度が結晶質相
の体積分率Ｃ（Ｖｆ）の増加に応じて強められることに
起因する。結晶化温度Ｔｘは、結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が、１０．２０，４０．６０．８０％の混相合金
粉末において、それぞれ、２９９．８°Ｃ，３０１，４
°Ｃ２３０４、０°Ｃ１３１０，９℃、３２２．１°Ｃ
である。
なお、各混相合金粉末における結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）はＸ線回折図のピークと、示差熱量分析図の発熱
量の比とを基準に決定した。
Ｖｆ）はＸ線回折図のピークと、示差熱量分析図の発熱
量の比とを基準に決定した。
次に、原料粉末として、前記組成を存する非晶質単相合
金粉末、各種混相合金粉末および結晶質単相合金粉末を
それぞれ単独で用いて各種構造部材を製造した。
金粉末、各種混相合金粉末および結晶質単相合金粉末を
それぞれ単独で用いて各種構造部材を製造した。
その製造方法は次の通りである。
（ｉ） 第３図（ａ）に示すように、原料粉末１を本
体２と蓋体３とよりなるゴム製鐘体４に入れて、それに
圧力４０００ｋｇｆ／ｃｍの条件下で冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）を施す。
体２と蓋体３とよりなるゴム製鐘体４に入れて、それに
圧力４０００ｋｇｆ／ｃｍの条件下で冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）を施す。
（ｉｉ ） 同図（ｂ）に示すように、前記冷間静水
圧プレスによって、直径５８ｍ、長さ４０ｍ、密度７８
％の短円柱状圧粉体５を得る。
圧プレスによって、直径５８ｍ、長さ４０ｍ、密度７８
％の短円柱状圧粉体５を得る。
（ｉｉ） 同図（Ｃ）に示すように、圧粉体５を、ア
ルミニウム合金（ＡＡ規格 ６０６１材）よりなる鐘体
６に装填する。この鐘体６は、外径７８閣、長さ７０閤
の本体７と、その本体７の開口に溶接される蓋体８とよ
りなり、その蓋体８は本体７の内外を連通ずる通気管９
を有する。
ルミニウム合金（ＡＡ規格 ６０６１材）よりなる鐘体
６に装填する。この鐘体６は、外径７８閣、長さ７０閤
の本体７と、その本体７の開口に溶接される蓋体８とよ
りなり、その蓋体８は本体７の内外を連通ずる通気管９
を有する。
（１ｖ） 同図（６）に示すように、鐘体６と共に圧
粉体５を単動式熱間押出し加工機１０のコンテナ１１に
装填する。この場合、通気管９はダイス１２のダイス孔
１３を貫通してダイ式ツカ１４内に延びている。
粉体５を単動式熱間押出し加工機１０のコンテナ１１に
装填する。この場合、通気管９はダイス１２のダイス孔
１３を貫通してダイ式ツカ１４内に延びている。
熱間押出し加工機１０において、最大加圧力は５００ト
ン、コンテナ１１の内径は８０ｍ、コンテナ１１の予熱
温度は４７０℃に設定される。
ン、コンテナ１１の内径は８０ｍ、コンテナ１１の予熱
温度は４７０℃に設定される。
次いで通気管９に真空ポンプ１５をゴム管１６を介して
接続し、縮体６内を減圧する。縮体６内の真空度が１０
−’Ｔｏｒｒを超えた時点でステム１７を前進させてダ
ミーブロック１８を介し縮体６に約１２０トンの荷重を
作用させる。これにより縮体６が変形してコンテナ１１
に密着するので、圧粉体５の温度が急速に上昇し、約７
分間で４５０℃に達する。
接続し、縮体６内を減圧する。縮体６内の真空度が１０
−’Ｔｏｒｒを超えた時点でステム１７を前進させてダ
ミーブロック１８を介し縮体６に約１２０トンの荷重を
作用させる。これにより縮体６が変形してコンテナ１１
に密着するので、圧粉体５の温度が急速に上昇し、約７
分間で４５０℃に達する。
この加熱および減圧作用によって圧粉体５に含まれたガ
スが抜け、それに伴い縮体６内の真空度は低下するが、
圧粉体５の温度が４５０℃に達してから約７分後には１
０−’Ｔｏｒｒを超えた状態に復帰する。
スが抜け、それに伴い縮体６内の真空度は低下するが、
圧粉体５の温度が４５０℃に達してから約７分後には１
０−’Ｔｏｒｒを超えた状態に復帰する。
この温度下における保持時間は、圧粉体５の密度、組成
、組織等により異なるが、１分間〜２時間に設定される
。この製造例では、縮体６内の真空度が１０−’Ｔｏｒ
ｒに復帰した時、縮体６と共に圧粉体５を押出して、粉
末相互間を焼結することにより丸棒状構造部材を得る。
、組織等により異なるが、１分間〜２時間に設定される
。この製造例では、縮体６内の真空度が１０−’Ｔｏｒ
ｒに復帰した時、縮体６と共に圧粉体５を押出して、粉
末相互間を焼結することにより丸棒状構造部材を得る。
第４図は、前記方法により得られた構造部材の引張強さ
と、原料粉末における結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）と
の関係を示す０図中、Ｄは強度のばらつき幅を示す。
と、原料粉末における結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）と
の関係を示す０図中、Ｄは強度のばらつき幅を示す。
第４図から明らかなように、原料粉末における結晶質相
の体積分率Ｃ（Ｖｆ）３０％を境にして、３０％以上、
１００％以下の範囲では強度のばらつき輻りが１０ｋｇ
ｆ／閣２の範囲内に略収まっでいるが、３０％未満、非
晶質単相（結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）−０％）の範
囲では強度のばらつき幅りは１０ｋｇｆ／閣２の範囲を
逸脱している。
の体積分率Ｃ（Ｖｆ）３０％を境にして、３０％以上、
１００％以下の範囲では強度のばらつき輻りが１０ｋｇ
ｆ／閣２の範囲内に略収まっでいるが、３０％未満、非
晶質単相（結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）−０％）の範
囲では強度のばらつき幅りは１０ｋｇｆ／閣２の範囲を
逸脱している。
このような原料粉末の物性を考慮して、本発明において
は、原料粉末として、次のような基準粉末と添加粉末と
の混合粉末を用いるものである。
は、原料粉末として、次のような基準粉末と添加粉末と
の混合粉末を用いるものである。
配合例（ｉ）
基準粉末として、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方を選定し、また添加粉末としては、結晶質相
と非晶質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が３０％以上、８０％未満である混相合金粉末を
選定する。
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方を選定し、また添加粉末としては、結晶質相
と非晶質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が３０％以上、８０％未満である混相合金粉末を
選定する。
そして原料粉末における添加粉末の最少体積分率Ｐｍ（
Ｖｆ）と、前記添加粉末の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）との関係を、 Ｐｍ （Ｖｆ）＝−０，７Ｃ（Ｖｆ）＋６１に設定する
ものである。
Ｖｆ）と、前記添加粉末の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）との関係を、 Ｐｍ （Ｖｆ）＝−０，７Ｃ（Ｖｆ）＋６１に設定する
ものである。
配合例（ｉｉ ）
基準粉末として、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方を選定し、また添加粉末としては、結晶質相
と非晶質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が８０％以上、１００％未満である混相合金粉末
および結晶質単相合金粉末の少なくとも一方を選定する
。
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方を選定し、また添加粉末としては、結晶質相
と非晶質相とを含み、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（
Ｖｆ）が８０％以上、１００％未満である混相合金粉末
および結晶質単相合金粉末の少なくとも一方を選定する
。
そして原料粉末における添加粉末の体積分率Ｐ（Ｖｆ）
を５％≦Ｐ （Ｖｆ）５４０％に設定するものである。
を５％≦Ｐ （Ｖｆ）５４０％に設定するものである。
配合例（ｉｉ）
基準粉末として、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方を選定し、また添加粉末としては、第１添加
粉末と第２添加粉末とを含有するものを選定する。この
場合、第１添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、
且つその結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％以上、
８０％未満である混相合金粉末よりなり、また前記第２
添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つその結
晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が８０％以上、１００％未
満である混相合金粉末および結晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなる。そして原料粉末における第１添加
粉末の体積分率Ｐ（Ｖｆ）を５％≦Ｐ＋ （Ｖｆ）＜
４０％に、また第２添加粉末の体積分率Ｐ１（Ｖｆ）を
、好ましくは０％＜Ｐ１（Ｖｆ）≦３．５％にそれぞれ
設定し、さらに第１および第２添加粉末の体積分率Ｐ＋
（Ｖ ｆ ） 、Ｐｔ （Ｖ ｆ ）と、第１添
加粉末の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）との関係を、Ｐ
１（Ｖｆ）−（−０，７＋０．２Ｐｔ （Ｖｆ））Ｃ（
Ｖｆ）＋（６１１６Ｐｘ（Ｖｆ）） に設定するものである。
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方を選定し、また添加粉末としては、第１添加
粉末と第２添加粉末とを含有するものを選定する。この
場合、第１添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、
且つその結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％以上、
８０％未満である混相合金粉末よりなり、また前記第２
添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つその結
晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が８０％以上、１００％未
満である混相合金粉末および結晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなる。そして原料粉末における第１添加
粉末の体積分率Ｐ（Ｖｆ）を５％≦Ｐ＋ （Ｖｆ）＜
４０％に、また第２添加粉末の体積分率Ｐ１（Ｖｆ）を
、好ましくは０％＜Ｐ１（Ｖｆ）≦３．５％にそれぞれ
設定し、さらに第１および第２添加粉末の体積分率Ｐ＋
（Ｖ ｆ ） 、Ｐｔ （Ｖ ｆ ）と、第１添
加粉末の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）との関係を、Ｐ
１（Ｖｆ）−（−０，７＋０．２Ｐｔ （Ｖｆ））Ｃ（
Ｖｆ）＋（６１１６Ｐｘ（Ｖｆ）） に設定するものである。
この配合例（ｉｉｉ）においては、第２添加粉末の体積
分率Ｐｇ （Ｖｆ）が１％増加すると、第１添加粉末
の体積分率Ｐ１（Ｖｆ）が１０％低下する。
分率Ｐｇ （Ｖｆ）が１％増加すると、第１添加粉末
の体積分率Ｐ１（Ｖｆ）が１０％低下する。
なお、原料粉末における第２添加粉末の体積分率ｐｇ
（Ｖｆ）は、部材の強度を考慮しつ−１３，５％を超
えるように設定することもある。たりし、上限は４０％
である。
（Ｖｆ）は、部材の強度を考慮しつ−１３，５％を超
えるように設定することもある。たりし、上限は４０％
である。
第５図は、前記配合例（ｉ）〜（ｊｉ）を図式化したも
ので、線（１）〜（３）はそれぞれ配合例（ｉ）〜（ｉ
ｉｉ）における添加粉末の最少体積分率Ｐｍ （Ｖｆ）
に対応する。したがって、各斜線領域が配合例（ｉ）〜
（ｉｉｉ ）の範囲である。配合例（ｉｊ）の範囲にお
いて、−例として挙げた線（４）は、第２添加粉末の体
積分率Ｐ１（Ｖｆ）を１％に設定したときの第１添加粉
末における体積分率ＰＩ （Ｖｆ）の変化を示したも
のである。基準粉末および添加粉末の組成は前記と同一
である。また基準粉末は、結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）が２０％の混相合金粉末である。
ので、線（１）〜（３）はそれぞれ配合例（ｉ）〜（ｉ
ｉｉ）における添加粉末の最少体積分率Ｐｍ （Ｖｆ）
に対応する。したがって、各斜線領域が配合例（ｉ）〜
（ｉｉｉ ）の範囲である。配合例（ｉｊ）の範囲にお
いて、−例として挙げた線（４）は、第２添加粉末の体
積分率Ｐ１（Ｖｆ）を１％に設定したときの第１添加粉
末における体積分率ＰＩ （Ｖｆ）の変化を示したも
のである。基準粉末および添加粉末の組成は前記と同一
である。また基準粉末は、結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）が２０％の混相合金粉末である。
前記配合例（ｉ）〜（ｉｉｉ）を適用した原料粉末を用
いて前記製造工程を実施すると、基準粉末における非晶
質相の結晶化に伴う発熱量の増加および基準粉末におけ
る非晶質相相互間の連鎖的発熱現象の発生を結晶化の進
んだ添加粉末により抑制し、また添加粉末の良好な成形
性を得て、微細で、且つ均一な結晶組織を持つと共に強
度のばらつき幅を１０ｋｇｆ／ｓ＋ｓ”の範囲内に収め
た高強度、且つ高靭性な構造部材を得ることができる。
いて前記製造工程を実施すると、基準粉末における非晶
質相の結晶化に伴う発熱量の増加および基準粉末におけ
る非晶質相相互間の連鎖的発熱現象の発生を結晶化の進
んだ添加粉末により抑制し、また添加粉末の良好な成形
性を得て、微細で、且つ均一な結晶組織を持つと共に強
度のばらつき幅を１０ｋｇｆ／ｓ＋ｓ”の範囲内に収め
た高強度、且つ高靭性な構造部材を得ることができる。
第６図は、配合例（ｉｉ ）を適用した場合における構
造部材の引張強さと、原料粉末における添加粉末の体積
分率Ｐ（Ｖｆ）（添加量）との関係を示す、基準粉末お
よび添加粉末の組成は前記と同一である。基準粉末は、
結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が２０％の混相合金粉末
であり、また添加粉末は、結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）が８０％の混相合金粉末である。
造部材の引張強さと、原料粉末における添加粉末の体積
分率Ｐ（Ｖｆ）（添加量）との関係を示す、基準粉末お
よび添加粉末の組成は前記と同一である。基準粉末は、
結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が２０％の混相合金粉末
であり、また添加粉末は、結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）が８０％の混相合金粉末である。
同図から明らかなように、添加粉末の体積分率Ｐ（Ｖｆ
）を５％≦Ｆ’ （Ｖｆ）５４０％に設定することによ
り、高強度な構造部材が得られ、またその強度のばらつ
き幅も１０ｋｇｆ１０ｎ”の範囲内に収められているこ
とが判る。
）を５％≦Ｆ’ （Ｖｆ）５４０％に設定することによ
り、高強度な構造部材が得られ、またその強度のばらつ
き幅も１０ｋｇｆ１０ｎ”の範囲内に収められているこ
とが判る。
表Ｉ−■は配合例（１）〜（ｆｉｉ）と各種構造部材の
強度との関係を示す０表中、（）内の数値は結晶質相の
体積分率Ｃ（Ｖｆ）を示す。
強度との関係を示す０表中、（）内の数値は結晶質相の
体積分率Ｃ（Ｖｆ）を示す。
表
■
〔配合例（ｉ）
〕
表
■
〔配合例（ｉｉｉ）
〕
表
■
〔配合例（ｉｉ）
〕
表Ｉ〜ｍから明らかなように、配合例（ｉ）〜（ｉｉｉ
）の何れを適用した場合にも、引張強さ９０ｋｇｆ／ｍ
”以上の強度を持つ構造部材を得ることができる。
）の何れを適用した場合にも、引張強さ９０ｋｇｆ／ｍ
”以上の強度を持つ構造部材を得ることができる。
なお、本発明には、熱間押出し加工の外に熱間鍛造加工
等の熱間塑性加工が適用される。
等の熱間塑性加工が適用される。
Ｃ０発明の効果
本発明によれば、原料粉末として前記のように特定され
た混合粉末を用いることにより、微細で、且つ均一な結
晶組織を持ち高強度、且つ高靭性な構造部材を得ること
ができる。
た混合粉末を用いることにより、微細で、且つ均一な結
晶組織を持ち高強度、且つ高靭性な構造部材を得ること
ができる。
第１図は各種混相合金粉末のＸ線回折図、第２図は各種
混相合金粉末の示差熱量分析図、第３図は構造部材の製
造側説明図、第４図は原料粉末における結晶質相の体積
分率Ｃ（Ｖｆ）と構造部材の引張強さσ、との関係を示
すグラフ、第５図は添加粉末における結晶質相の体積分
率Ｃ（Ｖｆ）と原料粉末における添加粉末の最少体積分
率Ｐｍ（Ｖｆ）との関係を示すグラフ、第６図は原料粉
末における添加粉末（結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）８
０％）の体積分率Ｐ（Ｖｆ）と構造部材の引張強さσ、
との関係を示すグラフである。 １・・・原料粉末、５・・・圧粉体、６・・・縮体、１
０・・・熱間押出し加工機、１１・・・コンテナ、１２
・・・ダイス、１５・・・真空ポンプ、Ｄ・・・強度の
ばらつき幅第１図 第２図 加 軌 温 度 （°Ｃ） 加 熱 温 度 （°Ｃ） 加 訪 温 度 （°Ｃ） 第４図 原料粉末における結晶質相の 体積分率（（Ｖｆ）（％） 第５図 添加粉末における結晶質相の 体積分率Ｃ（Ｖｆ）（％） 第６図 原料粉末における添加粉末（結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖ
ｆ）８０％）の体積分率Ｐ（Ｖｆ）（％）
混相合金粉末の示差熱量分析図、第３図は構造部材の製
造側説明図、第４図は原料粉末における結晶質相の体積
分率Ｃ（Ｖｆ）と構造部材の引張強さσ、との関係を示
すグラフ、第５図は添加粉末における結晶質相の体積分
率Ｃ（Ｖｆ）と原料粉末における添加粉末の最少体積分
率Ｐｍ（Ｖｆ）との関係を示すグラフ、第６図は原料粉
末における添加粉末（結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）８
０％）の体積分率Ｐ（Ｖｆ）と構造部材の引張強さσ、
との関係を示すグラフである。 １・・・原料粉末、５・・・圧粉体、６・・・縮体、１
０・・・熱間押出し加工機、１１・・・コンテナ、１２
・・・ダイス、１５・・・真空ポンプ、Ｄ・・・強度の
ばらつき幅第１図 第２図 加 軌 温 度 （°Ｃ） 加 熱 温 度 （°Ｃ） 加 訪 温 度 （°Ｃ） 第４図 原料粉末における結晶質相の 体積分率（（Ｖｆ）（％） 第５図 添加粉末における結晶質相の 体積分率Ｃ（Ｖｆ）（％） 第６図 原料粉末における添加粉末（結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖ
ｆ）８０％）の体積分率Ｐ（Ｖｆ）（％）
Claims (3)
- （１）原料粉末を焼結して高強度構造部材を製造するに
当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質権の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、 前記添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％以上、８０％
未満である混相合金粉末よりなり、前記原料粉末におけ
る前記添加粉末の最少体積分率Ｐｍ（Ｖｆ）と、前記添
加粉末の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）との関係を、 Ｐｍ（Ｖｆ）＝−０．７Ｃ（Ｖｆ）＋６１ に設定したことを特徴とする高強度構造部材の製造方法
。 - （２）原料粉末を焼結して高強度構造部材を製造するに
当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、 前記添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が８０％以上、１００
％未満である混相合金粉末および結晶質単相合金粉末の
少なくとも一方よりなり、前記原料粉末における前記添
加粉末の体積分率Ｐ（Ｖｆ）を５％≦Ｐ（Ｖｆ）≦４０
％に設定したことを特徴とする高強度構造部材の製造方
法。 - （３）原料粉末を焼結して高強度構造部材を製造するに
当り、 前記原料粉末として、基準粉末と添加粉末との混合粉末
を用い、 前記基準粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つそ
の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％未満である一
種以上の混相合金粉末および非晶質単相合金粉末の少な
くとも一方よりなり、 前記添加粉末は、第１添加粉末と第２添加粉末とを含有
し、前記第１添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み
、且つその結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が３０％以上
、８０％未満である混相合金粉末よりなり、また前記第
２添加粉末は、結晶質相と非晶質相とを含み、且つその
結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ）が８０％以上、１００％
未満である混相合金粉末および結晶質単相合金粉末の少
なくとも一方よりなり、 前記原料粉末における前記第１添加粉末の体積分率Ｐ＿
１（Ｖｆ）を５％≦Ｐ＿１（Ｖｆ）＜４０％に、また前
記第２添加粉末の体積分率Ｐ＿２（Ｖｆ）を０％＜Ｐ＿
２（Ｖｆ）≦３．５％にそれぞれ設定し、さらに第１お
よび第２添加粉末の体積分率Ｐ＿１（Ｖｆ）、Ｐ＿２（
Ｖｆ）と、第１添加粉末の結晶質相の体積分率Ｃ（Ｖｆ
）との関係を、Ｐ＿１（Ｖｆ）＝〔−０．７＋０．２Ｐ
＿２（Ｖｆ）〕Ｃ（Ｖｆ）＋〔６１−１６Ｐ＿２（Ｖｆ
）〕 に設定したことを特徴とする高強度構造部材の製造方法
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141838A JPH0436405A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 高強度構造部材の製造方法 |
| US07/708,182 US5145503A (en) | 1990-05-31 | 1991-05-31 | Process product, and powder for producing high strength structural member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2141838A JPH0436405A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 高強度構造部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436405A true JPH0436405A (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15301324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2141838A Pending JPH0436405A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 高強度構造部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436405A (ja) |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2141838A patent/JPH0436405A/ja active Pending
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