JPH0478698B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0478698B2 JPH0478698B2 JP61265611A JP26561186A JPH0478698B2 JP H0478698 B2 JPH0478698 B2 JP H0478698B2 JP 61265611 A JP61265611 A JP 61265611A JP 26561186 A JP26561186 A JP 26561186A JP H0478698 B2 JPH0478698 B2 JP H0478698B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- aluminum
- alloy
- degassing
- producing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本発明はアルミニウム（Al）系粉末よりAl系
粉末合金を得る方法に関する。 ＜従来の技術＞ Al系粉末を含む粉末からAl合金いわゆる焼結
Al合金を製造する方法は古くから研究されてい
るが、Al粉末の表面は硬いアルミナ（酸化被覆）
で覆われているため、従来の如く、単に粉末を成
形した後融点以下の温度にて焼結する方法では十
分な強度が得られなかつた。 そこで、粉末を押出法にて固化する方法が考え
出されている。しかしながら、Al粉末の表面に
は、H2Ｏ，O2、N2等のガス（吸着ガス）が吸着
しており、押出し中の材料内において、又は固化
した後のAl合金を熱処理する段階において、又
はAl合金を高温下で使用する場合において、前
記吸着ガス特にH2ＯがH2Ｏガス又はH2ガス
（3H2Ｏ＋2Al→Al2O3＋3H2）として高温下で膨
張し、一般にブリスター（気泡）と呼ばれる材料
欠陥を生成させてしまう。 従つて、粉末を押出成形する場合には、H2Ｏ
の脱ガスが必要であり、従来は、真空中で加熱す
ることによりH2Ｏの脱ガスを行つていた。又、
加熱真空中でないと、十分なH2Ｏの脱ガスがで
きないと考えられていた（例えば、Advances in
Powder Technology P.194）。 加熱真空中で脱ガスを行う従来の脱ガス方法
は、成形した粉末又は粉末をそのままホツトプレ
スに入れ、高温真空下で脱ガス及び加圧成形し、
押出用ビレツトとするか、又は、缶の中に粉末成
形体又は粉末を直接投入し、缶を加熱し、真空引
きすることによつて脱ガスを行い、終了後真空封
入して押出用ビレツトとしていた。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記のようにして、押出用ビレツトなどのAl
系粉末合金を得る方法は、研究用としてはあまり
問題とはならないが、生産に際しては、プロセス
が複雑すぎる、経費がかかるなど製造上、経済上
の問題があつた。 本発明は以上のような従来の状況にかんがみて
なされたもので、ブリスターのないAl系粉末合
金を容易かつ経済的に得られるようにすることを
目的とする。 ＜問題点を解決するための手段及び作用＞ 上記目的を達成するための本発明の構成は、ア
ルミニウム系粉末を見掛け密度が真密度比で65〜
94％となるように成形し、当該粉末成形体を300
℃以上550℃以下の温度で大気中において加熱、
脱ガスを行い、塑性加工を施すことを特徴とす
る。 上記構成の各要件は以下のような考察から決定
される。 (1) 粉末成形体の密度 Al系粉末は吸着ガス特にH2Ｏを表面に吸着し
ている。このH2Ｏガスが十分粉末粒子から分離
されないと、固化後ブリスター等の材料欠陥が発
生する。 従つて、ブリスター等の材料欠陥の発生を防ぐ
ためにも粉末成形体の状態での脱ガスが必要で、
このためには、粉末成形体の見掛け密度が真密度
比で65％〜94％の範囲に調整されることが必要で
ある。密度が65％より低い場合には、粉末成形体
の強度が低く、持ち運び等の取扱い時に割れ等が
発生し、歩留りが悪く取扱いにくくなる。密度が
95％以上の場合には、粉末成形体中の空隙が外部
から閉鎖された状態となり、このまま押出時に加
熱を行うと、閉空間内のH2Ｏガスが膨張し、粉
末成形体を破壊する。このような閉空間が生ずる
限界が密度95％以上であり、従つて、粉末成形体
の密度は94％以下にする必要がある。 尚、より好ましくは、成形体割れや脱ガスの不
十分な状況が生じないように、70％〜90％の密度
とすることが望ましい。 (2) 粉末成形体の脱ガス条件 従来、粉末に吸着したガスの脱ガスは、熱力学
的な観点から、真空度と温度に平衡した平衡ガス
圧力を求める方法から脱ガスプロセスを予測する
のが一般的であつた（LEYBOLDHERAEUS
GMBH，Vacuum Degassing of Metal
Powders，by P.Flecher and R.Ruthardt参照）。 又、一般には、大気中では酸化が進行するた
め、大気中脱ガスは従来検討されたことがなかつ
た。 しかしながら、現実の脱ガスプロセスは、時
間の関係した速度論的な過程であり、しかも吸
着ガスのようには熱力学的に予測することのでき
ない水分を含んでおり、Al粉末は強固な酸化
被膜は還元することが困難である。しかしながら
実際に大気中加熱を行つて形成される酸化被膜の
増加はわずかである。 以上の点から大気中で脱水分（ガス）が可能で
あると考えられる。 各種粉末の温度Ｔ（Ｋ）において、脱ガスが十
分完了されたと考えられる1ppmの水蒸気量にな
るための平衡分圧（mbar）は、 Ｐ＝2981√T3／exp（9562／Ｔ） (1) で与えられる。 一方、大気中の飽和水蒸気圧は第１図に示す如
くなつている。すなわち、この図より、日本にお
いて最も高温多湿の梅雨時において、気温30℃で
相対湿度100％なら、飽和水蒸気圧は42mbarであ
り、この場合においても(1)式より408℃以上なら
粉末の水蒸気量を1ppm以下にできることがわか
る。又、冬期の温度５℃において、相対湿度が30
％なら大気中の水蒸気圧は約3mbarで、(1)式より
約320℃以上で加熱すれば粉末の水蒸気量を1ppm
以下とすることができることがわかる。 従つて、脱ガスの温度としては、300℃以上に
する必要がある。550℃以上において、粉末に吸
着している水分又は他のガスはほぼ完全に粉末粒
子から切り離されるためこれ以上にする必要はな
い。 (3) 加熱雰囲気 従来、Al粉末を大気中で加熱すると酸化被膜
が成長するため、大気中での加熱は不可と考えら
れていたが、実際に酸素量の測定をしてみると、
大気中加熱前のAl粉末の酸素量は0.15〜0.25wt％
程度であつたが、加熱後においても0.17〜0.25wt
％とほとんど変わらないことがわかつた。 従つて、大気中にて加熱脱ガスを行つても、何
ら酸化の影響は問題とはならない。しかし、大気
中には水蒸気が含まれているためH2Ｏ分圧がい
くらかあるが、N2やAr，He等の不活性ガス雰囲
気中にて脱ガスを行うと、この分圧が更に小さく
なり、より脱ガスが容易となる。 (4) 塑性加工法 粉末の塑性加工は粉末を密度100％の合金塊と
するための方法であり、一般的には押出が最も多
く用いられるが、鍛造や圧延などの採用も可能で
ある。 (5) 原料粉末 本発明で対象となるAl系粉末は、Al粉末を含
むすべての粉末、すなわち、Al粉末又はAl合金
粉末又はAl粉末とAl合金粉末との混合粉末又は
Al粉末もしくはAl合金粉末もしくはこれらの混
合粉末と他の金属粉末もしくは非金属粉末との混
合粉末である。 ＜実施例＞ Al−20wt％Si−5wt％Fe−4wt％Cu−1wt％
MgのAl合金粉末（−100メツシユ）を約70％、
90％、96％の密度でそれぞれ成形し、できた粉末
成形体を300℃，400℃，500℃の各温度にて大気
中で７時間加熱した後、その温度にて押出比10：
１にて押出加工を行つた。 得られた押出材を500℃で加熱し、この時発生
するブリスターの有無を調査した。その結果を表
１に示す。
粉末合金を得る方法に関する。 ＜従来の技術＞ Al系粉末を含む粉末からAl合金いわゆる焼結
Al合金を製造する方法は古くから研究されてい
るが、Al粉末の表面は硬いアルミナ（酸化被覆）
で覆われているため、従来の如く、単に粉末を成
形した後融点以下の温度にて焼結する方法では十
分な強度が得られなかつた。 そこで、粉末を押出法にて固化する方法が考え
出されている。しかしながら、Al粉末の表面に
は、H2Ｏ，O2、N2等のガス（吸着ガス）が吸着
しており、押出し中の材料内において、又は固化
した後のAl合金を熱処理する段階において、又
はAl合金を高温下で使用する場合において、前
記吸着ガス特にH2ＯがH2Ｏガス又はH2ガス
（3H2Ｏ＋2Al→Al2O3＋3H2）として高温下で膨
張し、一般にブリスター（気泡）と呼ばれる材料
欠陥を生成させてしまう。 従つて、粉末を押出成形する場合には、H2Ｏ
の脱ガスが必要であり、従来は、真空中で加熱す
ることによりH2Ｏの脱ガスを行つていた。又、
加熱真空中でないと、十分なH2Ｏの脱ガスがで
きないと考えられていた（例えば、Advances in
Powder Technology P.194）。 加熱真空中で脱ガスを行う従来の脱ガス方法
は、成形した粉末又は粉末をそのままホツトプレ
スに入れ、高温真空下で脱ガス及び加圧成形し、
押出用ビレツトとするか、又は、缶の中に粉末成
形体又は粉末を直接投入し、缶を加熱し、真空引
きすることによつて脱ガスを行い、終了後真空封
入して押出用ビレツトとしていた。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記のようにして、押出用ビレツトなどのAl
系粉末合金を得る方法は、研究用としてはあまり
問題とはならないが、生産に際しては、プロセス
が複雑すぎる、経費がかかるなど製造上、経済上
の問題があつた。 本発明は以上のような従来の状況にかんがみて
なされたもので、ブリスターのないAl系粉末合
金を容易かつ経済的に得られるようにすることを
目的とする。 ＜問題点を解決するための手段及び作用＞ 上記目的を達成するための本発明の構成は、ア
ルミニウム系粉末を見掛け密度が真密度比で65〜
94％となるように成形し、当該粉末成形体を300
℃以上550℃以下の温度で大気中において加熱、
脱ガスを行い、塑性加工を施すことを特徴とす
る。 上記構成の各要件は以下のような考察から決定
される。 (1) 粉末成形体の密度 Al系粉末は吸着ガス特にH2Ｏを表面に吸着し
ている。このH2Ｏガスが十分粉末粒子から分離
されないと、固化後ブリスター等の材料欠陥が発
生する。 従つて、ブリスター等の材料欠陥の発生を防ぐ
ためにも粉末成形体の状態での脱ガスが必要で、
このためには、粉末成形体の見掛け密度が真密度
比で65％〜94％の範囲に調整されることが必要で
ある。密度が65％より低い場合には、粉末成形体
の強度が低く、持ち運び等の取扱い時に割れ等が
発生し、歩留りが悪く取扱いにくくなる。密度が
95％以上の場合には、粉末成形体中の空隙が外部
から閉鎖された状態となり、このまま押出時に加
熱を行うと、閉空間内のH2Ｏガスが膨張し、粉
末成形体を破壊する。このような閉空間が生ずる
限界が密度95％以上であり、従つて、粉末成形体
の密度は94％以下にする必要がある。 尚、より好ましくは、成形体割れや脱ガスの不
十分な状況が生じないように、70％〜90％の密度
とすることが望ましい。 (2) 粉末成形体の脱ガス条件 従来、粉末に吸着したガスの脱ガスは、熱力学
的な観点から、真空度と温度に平衡した平衡ガス
圧力を求める方法から脱ガスプロセスを予測する
のが一般的であつた（LEYBOLDHERAEUS
GMBH，Vacuum Degassing of Metal
Powders，by P.Flecher and R.Ruthardt参照）。 又、一般には、大気中では酸化が進行するた
め、大気中脱ガスは従来検討されたことがなかつ
た。 しかしながら、現実の脱ガスプロセスは、時
間の関係した速度論的な過程であり、しかも吸
着ガスのようには熱力学的に予測することのでき
ない水分を含んでおり、Al粉末は強固な酸化
被膜は還元することが困難である。しかしながら
実際に大気中加熱を行つて形成される酸化被膜の
増加はわずかである。 以上の点から大気中で脱水分（ガス）が可能で
あると考えられる。 各種粉末の温度Ｔ（Ｋ）において、脱ガスが十
分完了されたと考えられる1ppmの水蒸気量にな
るための平衡分圧（mbar）は、 Ｐ＝2981√T3／exp（9562／Ｔ） (1) で与えられる。 一方、大気中の飽和水蒸気圧は第１図に示す如
くなつている。すなわち、この図より、日本にお
いて最も高温多湿の梅雨時において、気温30℃で
相対湿度100％なら、飽和水蒸気圧は42mbarであ
り、この場合においても(1)式より408℃以上なら
粉末の水蒸気量を1ppm以下にできることがわか
る。又、冬期の温度５℃において、相対湿度が30
％なら大気中の水蒸気圧は約3mbarで、(1)式より
約320℃以上で加熱すれば粉末の水蒸気量を1ppm
以下とすることができることがわかる。 従つて、脱ガスの温度としては、300℃以上に
する必要がある。550℃以上において、粉末に吸
着している水分又は他のガスはほぼ完全に粉末粒
子から切り離されるためこれ以上にする必要はな
い。 (3) 加熱雰囲気 従来、Al粉末を大気中で加熱すると酸化被膜
が成長するため、大気中での加熱は不可と考えら
れていたが、実際に酸素量の測定をしてみると、
大気中加熱前のAl粉末の酸素量は0.15〜0.25wt％
程度であつたが、加熱後においても0.17〜0.25wt
％とほとんど変わらないことがわかつた。 従つて、大気中にて加熱脱ガスを行つても、何
ら酸化の影響は問題とはならない。しかし、大気
中には水蒸気が含まれているためH2Ｏ分圧がい
くらかあるが、N2やAr，He等の不活性ガス雰囲
気中にて脱ガスを行うと、この分圧が更に小さく
なり、より脱ガスが容易となる。 (4) 塑性加工法 粉末の塑性加工は粉末を密度100％の合金塊と
するための方法であり、一般的には押出が最も多
く用いられるが、鍛造や圧延などの採用も可能で
ある。 (5) 原料粉末 本発明で対象となるAl系粉末は、Al粉末を含
むすべての粉末、すなわち、Al粉末又はAl合金
粉末又はAl粉末とAl合金粉末との混合粉末又は
Al粉末もしくはAl合金粉末もしくはこれらの混
合粉末と他の金属粉末もしくは非金属粉末との混
合粉末である。 ＜実施例＞ Al−20wt％Si−5wt％Fe−4wt％Cu−1wt％
MgのAl合金粉末（−100メツシユ）を約70％、
90％、96％の密度でそれぞれ成形し、できた粉末
成形体を300℃，400℃，500℃の各温度にて大気
中で７時間加熱した後、その温度にて押出比10：
１にて押出加工を行つた。 得られた押出材を500℃で加熱し、この時発生
するブリスターの有無を調査した。その結果を表
１に示す。
【表】
表１に示すように、真密度比が96％の場合は押
出前の加熱中に粉末成形体が割れることがあつ
た。 又、300℃加熱の場合にはどの密度のものも加
熱中に割れることはなかつたが、押出時又はその
後の短時間の500℃加熱によつてブリスターが発
生した。 しかし、400℃以上の加熱の場合には500℃，５
時間の加熱においてもブリスターは見られなかつ
た。 ＜発明の効果＞ 本発明に係るAl系粉末合金の製造方法によれ
ば、Al系粉末の脱ガスを大気圧で大気中又はN2，
Ar，He等の不活性ガス中において行うので、従
来の真空中での脱ガス処理等に比べて工程数が少
なく、設備も簡素であり、高能率で実施できるよ
うになる。 更に、このようにして得られるAl系粉末合金
は、従来方法で得られるものとほぼ同等の品質で
あり、空気中の加熱処理にもかかわらず酸化膜の
増大もなく、粉末Al合金の製造に極めて好適で
ある。
出前の加熱中に粉末成形体が割れることがあつ
た。 又、300℃加熱の場合にはどの密度のものも加
熱中に割れることはなかつたが、押出時又はその
後の短時間の500℃加熱によつてブリスターが発
生した。 しかし、400℃以上の加熱の場合には500℃，５
時間の加熱においてもブリスターは見られなかつ
た。 ＜発明の効果＞ 本発明に係るAl系粉末合金の製造方法によれ
ば、Al系粉末の脱ガスを大気圧で大気中又はN2，
Ar，He等の不活性ガス中において行うので、従
来の真空中での脱ガス処理等に比べて工程数が少
なく、設備も簡素であり、高能率で実施できるよ
うになる。 更に、このようにして得られるAl系粉末合金
は、従来方法で得られるものとほぼ同等の品質で
あり、空気中の加熱処理にもかかわらず酸化膜の
増大もなく、粉末Al合金の製造に極めて好適で
ある。
第１図は温度と大気中の飽和水蒸気圧との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム系粉末を見掛け密度が真密度比
で65〜94％となるように成形し、当該粉末成形体
を300℃以上550℃以下の温度で大気中において加
熱、脱ガスを行い、塑性加工を施すことを特徴と
するアルミニウム系粉末合金の製造方法。 ２ 粉末成形体の見掛け密度が真密度比で70〜90
％である特許請求の範囲第１項に記載のアルミニ
ウム系粉末合金の製造方法。 ３ 脱ガス雰囲気ガスとしてN2ガス又はAr，He
等の不活性ガスを用いる特許請求の範囲第１項又
は第２項に記載のアルミニウム系粉末合金の製造
方法。 ４ アルミニウム系粉末として、アルミニウム粉
末又はアルミニウム合金粉末又はアルミニウム粉
末とアルミニウム合金粉末との混合粉末又はアル
ミニウム粉末もしくはアルミニウム合金粉末もし
くはこれらの混合粉末と他の金属粉末もしくは非
金属粉末との混合粉末を用いる特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれかに記載のアルミニウ
ム系粉末合金の製造方法。 ５ 塑性加工方法として、押出、鍛造、圧延を用
いる特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
かに記載のアルミニウム系粉末合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26561186A JPS63121628A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | アルミニウム系粉末合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26561186A JPS63121628A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | アルミニウム系粉末合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121628A JPS63121628A (ja) | 1988-05-25 |
| JPH0478698B2 true JPH0478698B2 (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=17419538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26561186A Granted JPS63121628A (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | アルミニウム系粉末合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63121628A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2693181B2 (ja) * | 1988-08-18 | 1997-12-24 | 昭和アルミニウム株式会社 | アルミニウムブレージングシート |
| JP3336645B2 (ja) * | 1991-11-22 | 2002-10-21 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム合金粉末の脱ガス及び固化方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5597447A (en) * | 1979-01-19 | 1980-07-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Aluminum sintered alloy and production of the same |
| JPS5835562A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-03-02 | Fuji Xerox Co Ltd | メツセ−ジ情報記録装置 |
| JPS6015687A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | 日本電気株式会社 | 表示装置 |
| JPH0643628B2 (ja) * | 1986-08-29 | 1994-06-08 | 三菱マテリアル株式会社 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
-
1986
- 1986-11-10 JP JP26561186A patent/JPS63121628A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63121628A (ja) | 1988-05-25 |
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