JPH0653908B2 - Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法 - Google Patents
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法Info
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- JPH0653908B2 JPH0653908B2 JP12765386A JP12765386A JPH0653908B2 JP H0653908 B2 JPH0653908 B2 JP H0653908B2 JP 12765386 A JP12765386 A JP 12765386A JP 12765386 A JP12765386 A JP 12765386A JP H0653908 B2 JPH0653908 B2 JP H0653908B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、家電製品および工業炉用発熱体や電気機器用
精密抵抗線に有用な高電気抵抗のＦe-Ｃr-Ａl系合金焼
結体の製造法に関するものである。
精密抵抗線に有用な高電気抵抗のＦe-Ｃr-Ａl系合金焼
結体の製造法に関するものである。
Ｆe-Ｃr-Ａl系電熱体は、JIS C2520で２種類が規定され
ており、固有抵抗値の大きいFCH1で代表的組成Ｃr：23
〜26(%)、Ａl：4〜6(%)、体積抵抗率135〜149μΩ・cm
が示されている。
ており、固有抵抗値の大きいFCH1で代表的組成Ｃr：23
〜26(%)、Ａl：4〜6(%)、体積抵抗率135〜149μΩ・cm
が示されている。
通常、Ｆe-Ｃr-Ａl系電熱線及び帯は大気、真空もしく
は特殊雰囲気中で溶解したのち、造塊→熱間および冷間
加工により製造されている。
は特殊雰囲気中で溶解したのち、造塊→熱間および冷間
加工により製造されている。
しかし、本系統の合金は靭性が劣り、帯や線に加工し難
く、特にＡl量が増すとその傾向は顕著になる。
く、特にＡl量が増すとその傾向は顕著になる。
そのため、Ａl含有量を高めると高い電気抵抗が得られ
ることが、理論的にはわかっていたが、固有抵抗150μ
Ω・cm以上の材料を工業製品として実用化しうる製造法
がなかった。
ることが、理論的にはわかっていたが、固有抵抗150μ
Ω・cm以上の材料を工業製品として実用化しうる製造法
がなかった。
上記のように高抵抗Ｆe-Ｃr-Ａl系合金の抵抗体を溶製
材から鍛造、圧延で製造することは、材料が脆いため非
常に難しいという欠点があった。
材から鍛造、圧延で製造することは、材料が脆いため非
常に難しいという欠点があった。
そこで合金粉末を製作し、それを金属製容器に充填封入
(キャンニング)する方法で低抗体を製造する方法を検討
した。
(キャンニング)する方法で低抗体を製造する方法を検討
した。
合金粉末を製造する方法としては、一般に水アトマイズ
法や窒素ガスアトマイズ法がよく知られているが、本合
金をこの製法で製造すると、キャンニング→熱間静水圧
プレス成形後の加工でほとんどワレを発生してしまう。
このワレは粒子間界面の窒化物、酸化物が原因であるこ
とを究明し、合金粉末をより低酸素、低窒素分圧中で製
造し、キャンニング→熱間静水圧プレス成形→熱間圧延
加工を試みたところ、合金のガス量をある水準に押える
と、圧延加工時ワレ発生なく行え、高抵抗のＦe-Ｃr-Ａ
l系合金焼結体が得られることが判明した。
法や窒素ガスアトマイズ法がよく知られているが、本合
金をこの製法で製造すると、キャンニング→熱間静水圧
プレス成形後の加工でほとんどワレを発生してしまう。
このワレは粒子間界面の窒化物、酸化物が原因であるこ
とを究明し、合金粉末をより低酸素、低窒素分圧中で製
造し、キャンニング→熱間静水圧プレス成形→熱間圧延
加工を試みたところ、合金のガス量をある水準に押える
と、圧延加工時ワレ発生なく行え、高抵抗のＦe-Ｃr-Ａ
l系合金焼結体が得られることが判明した。
本発明は、重量％でＣr 20〜35%、Ａl 5〜12%、酸素 0.
02%以下、窒素 0.03%以下を含有するＦe-Ｃr-Ａl系合金
粉末を真空溶解・ガスアトマイズ法で作製し、得られた
Ｆe-Ｃr-Ａl系合金粉末を軟鋼やステンレス鋼等の金属
製容器に充填封入し、その後熱間静水圧プレス成形して
固有抵抗が150μΩ・cm以上のＦe-Ｃr-Ａl系合金焼結体
を製造する方法である。また板、帯あるいは線材を得る
ため熱間静水圧プレス成形後、圧延、鍛造、スウェージ
加工等の熱間加工を施し、その後被覆されている金属製
容器を機械的あるいは酸洗等の化学的な方法で除去する
のが望ましい。また、Ｆe-Ｃr-Ａl系合金粉末が重量％
でＣr 20〜35%、Ａl 5〜12%、Ｓi 2%以下、Ｍn 1%以
下、Ｔi 0.1〜1%以下、酸素 0.02%以下、窒素 0.03%以
下、残部実質的にＦe が望ましい。
02%以下、窒素 0.03%以下を含有するＦe-Ｃr-Ａl系合金
粉末を真空溶解・ガスアトマイズ法で作製し、得られた
Ｆe-Ｃr-Ａl系合金粉末を軟鋼やステンレス鋼等の金属
製容器に充填封入し、その後熱間静水圧プレス成形して
固有抵抗が150μΩ・cm以上のＦe-Ｃr-Ａl系合金焼結体
を製造する方法である。また板、帯あるいは線材を得る
ため熱間静水圧プレス成形後、圧延、鍛造、スウェージ
加工等の熱間加工を施し、その後被覆されている金属製
容器を機械的あるいは酸洗等の化学的な方法で除去する
のが望ましい。また、Ｆe-Ｃr-Ａl系合金粉末が重量％
でＣr 20〜35%、Ａl 5〜12%、Ｓi 2%以下、Ｍn 1%以
下、Ｔi 0.1〜1%以下、酸素 0.02%以下、窒素 0.03%以
下、残部実質的にＦe が望ましい。
熱間静水圧の条件は、粉体相互の拡散・焼結と変形抵抗
により決定される。温度としては変形抵抗の点から1000
℃以上、装置保守の点から1250℃以下でよく、本材の場
合1050〜1150℃が望ましい。
により決定される。温度としては変形抵抗の点から1000
℃以上、装置保守の点から1250℃以下でよく、本材の場
合1050〜1150℃が望ましい。
また圧力は高い方がよいが、900気圧以上であれば問題
ない。
ない。
さらに熱間圧延は、粉体間の圧密度向上、所定の製品形
状を得るために行なうものであり、Ｆe-Ｃr-Ａl系合金
の熱間加工性から1050〜1200℃で行なうことが望まし
い。
状を得るために行なうものであり、Ｆe-Ｃr-Ａl系合金
の熱間加工性から1050〜1200℃で行なうことが望まし
い。
Ｃr、Ａlは高抵抗で、かつ電熱線のように高温で使用す
る際、材料の耐酸化性を高めるために必要な元素であ
る。そして、Ｃrが10%未満では耐酸化性の向上がなく、
35%を越えるとシグマ相を形成し易く脆化するため、Ｃr
の含有量を20〜35%に、またＡlが5%未満では高抵抗が得
られず、12%を越えると最終製品である焼結体が脆くな
るためＡlの含有量を5〜12%に限定した。
る際、材料の耐酸化性を高めるために必要な元素であ
る。そして、Ｃrが10%未満では耐酸化性の向上がなく、
35%を越えるとシグマ相を形成し易く脆化するため、Ｃr
の含有量を20〜35%に、またＡlが5%未満では高抵抗が得
られず、12%を越えると最終製品である焼結体が脆くな
るためＡlの含有量を5〜12%に限定した。
Ｆe-Ｃr-Ａl系合金粉末を熱間静水圧プレス成形したの
ち、鍛造や圧延したときのワレは合金粉末の界面で発生
する。その原因は明確ではないが、ワレ界面をＥＰＭＡ
で分析するとＮとＯの富化が認められ、事実合金粉末の
Ｏ、Ｎ量とワレ発生の相関をとると、Ｏ、Ｎの低いもの
はワレが発生しなくなる。
ち、鍛造や圧延したときのワレは合金粉末の界面で発生
する。その原因は明確ではないが、ワレ界面をＥＰＭＡ
で分析するとＮとＯの富化が認められ、事実合金粉末の
Ｏ、Ｎ量とワレ発生の相関をとると、Ｏ、Ｎの低いもの
はワレが発生しなくなる。
Ｏの含有量を0.02%以下およびＮの含有量を0.03%以下と
限定したのは、各種実験を行ったところ、これ以下なら
ばワレが発生しない限界から求めたものである。
限定したのは、各種実験を行ったところ、これ以下なら
ばワレが発生しない限界から求めたものである。
Ｓi、Ｍnをそれぞれ2%、1%以下としたのは、ともに脱酸
剤として効果があるほか、Ｓiは電熱線を高温保持した
とき形成される酸化膜の成長速度を抑制する作用がある
からである。
剤として効果があるほか、Ｓiは電熱線を高温保持した
とき形成される酸化膜の成長速度を抑制する作用がある
からである。
また、Ｔiを0.1〜1%としたのは、Ｔiは酸化膜が地金に
密着する作用を高め、酸化膜が剥離して結果として酸化
増量が大きくなるのを防止する効果がある。その作用が
0.1%未満では効果がなく、1%を越えると、材料の靭性が
低下するため、Ｔi量を0.1〜1%とした。
密着する作用を高め、酸化膜が剥離して結果として酸化
増量が大きくなるのを防止する効果がある。その作用が
0.1%未満では効果がなく、1%を越えると、材料の靭性が
低下するため、Ｔi量を0.1〜1%とした。
真空中で溶解したのち、不活性ガス中でガスアトマイズ
できる装置を利用して、表１に組成を示す合金粉末を各
3kgあて作製した。
できる装置を利用して、表１に組成を示す合金粉末を各
3kgあて作製した。
その後、肉厚 2mmの軟鋼で作った30mm厚×50mm幅×200m
m長さの金属製容器に粉末を充填し室温で脱気したの
ち、脱気部パイプを圧接して気密封止した。次に、これ
ら金属製容器を熱間静水圧プレス成形(1100℃、1000at
m)加工したのち、1100℃で金属製容器ごと4mm厚に熱間
圧延を行い、その後被覆されている外皮金属製容器を機
械的に除去した。
m長さの金属製容器に粉末を充填し室温で脱気したの
ち、脱気部パイプを圧接して気密封止した。次に、これ
ら金属製容器を熱間静水圧プレス成形(1100℃、1000at
m)加工したのち、1100℃で金属製容器ごと4mm厚に熱間
圧延を行い、その後被覆されている外皮金属製容器を機
械的に除去した。
続いて、電気抵抗及び耐酸化テスト試験片を採取して特
性を調査すると同時に、熱間圧延材のワレ有無を調査し
た。
性を調査すると同時に、熱間圧延材のワレ有無を調査し
た。
各種特性の調査結果を第１表に示すが、耐酸化テストは
1mmt×20mm角に加工したのち、表面をエメリー紙#800で
研磨し、大気中1000、1200℃で20H保持したのち、酸化
増量を測定した。第１表には従来材として従来の溶製法
で作製したJIS FCH1の特性も同時に示す。
1mmt×20mm角に加工したのち、表面をエメリー紙#800で
研磨し、大気中1000、1200℃で20H保持したのち、酸化
増量を測定した。第１表には従来材として従来の溶製法
で作製したJIS FCH1の特性も同時に示す。
第１表に示すように、本発明の製造法によって得られた
Ｏ、Ｎをそれぞれ0.02、0.03%以下の合金粉末焼結体は
ワレの発生がなく、固有抵抗値が約170μΩ・cmとなり1
50μΩ・cm以上の特性が得られている。また1200℃のよ
うな高温になると従来法による溶製材で得られるJIS FC
H1より大幅に耐酸化性も向上している。
Ｏ、Ｎをそれぞれ0.02、0.03%以下の合金粉末焼結体は
ワレの発生がなく、固有抵抗値が約170μΩ・cmとなり1
50μΩ・cm以上の特性が得られている。また1200℃のよ
うな高温になると従来法による溶製材で得られるJIS FC
H1より大幅に耐酸化性も向上している。
なお、合金粉末を金属製容器に充填封入する際に、粉末
に吸着したガスや水分を除去し易くするために、500℃
以下に加熱し、10-2torr以下の減圧下で真空封入しても
よい。
に吸着したガスや水分を除去し易くするために、500℃
以下に加熱し、10-2torr以下の減圧下で真空封入しても
よい。
本発明の製造法によれば、従来溶製法では加工性が悪い
ため、固有抵抗150μΩ・cm未満しか得られていなかっ
たＦe-Ｃr-Ａl系電気抵抗材に対して、電気抵抗150μΩ
・cm以上でかつ高温での耐酸化性の優れた抵抗体を提供
することができる。
ため、固有抵抗150μΩ・cm未満しか得られていなかっ
たＦe-Ｃr-Ａl系電気抵抗材に対して、電気抵抗150μΩ
・cm以上でかつ高温での耐酸化性の優れた抵抗体を提供
することができる。
Claims (3)
- 【請求項１】重量％でＣr 20〜35%、Ａl 5〜12%、酸素
0.02%以下、窒素 0.03%以下を含有するＦe-Ｃr-Ａl系合
金粉末を真空溶解・ガスアトマイズ法で作製し、該Ｆe-
Ｃr-Ａl系合金粉末を金属製容器に充填封入し、その後
熱間静水圧プレス成形して固有抵抗が150μΩ・cm以上
の合金焼結体を製造することを特徴とするＦe-Ｃr-Ａl
系合金焼結体の製造法。 - 【請求項２】重量％でＣr 20〜35%、Ａl 5〜12%、酸素
0.02%以下、窒素 0.03%以下を含有するＦe-Ｃr-Ａl系合
金粉末を真空溶解・ガスアトマイズ法で作製し、該Ｆe-
Ｃr-Ａl系合金粉末を金属製容器に充填封入し、熱間静
水圧プレス成形後、熱間加工を施し、その後被覆されて
いる前記金属製容器を除去して固有抵抗が150μΩ・cm
以上の合金焼結体を製造することを特徴とするＦe-Ｃr-
Ａl系合金焼結体の製造法。 - 【請求項３】Ｆe-Ｃr-Ａl系合金粉末が重量％でＣr 20
〜35%、Ａl 5〜12%、Ｓi 2%以下、Ｍn 1%以下、Ｔi 0.1
〜1%以下、酸素 0.02%以下、窒素 0.03%以下、残部実質
的にＦeである特許請求の範囲第１項または第２項記載
のＦe-Ｃr-Ａl系合金焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12765386A JPH0653908B2 (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12765386A JPH0653908B2 (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62284035A JPS62284035A (ja) | 1987-12-09 |
| JPH0653908B2 true JPH0653908B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=14965410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12765386A Expired - Lifetime JPH0653908B2 (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653908B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2813887B2 (ja) * | 1989-01-06 | 1998-10-22 | 日本冶金工業株式会社 | 高い電気比抵抗値をもつ電熱体用材料 |
| JPH02232302A (ja) * | 1989-03-04 | 1990-09-14 | Daido Steel Co Ltd | 粉末高合金鋼圧延材の製造方法 |
| DE102010006800A1 (de) * | 2010-02-04 | 2011-03-17 | Daimler Ag | Aluminium-haltige Eisenlegierung und daraus hergestellter Turbolader |
| JP5972548B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2016-08-17 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高温強度に優れたＦｅ基粉末緻密固化成形体の製造方法 |
| WO2021214958A1 (ja) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | ヤマハ発動機株式会社 | ステンレス鋼からなる造形用粉末または造形用ワイヤ |
-
1986
- 1986-06-02 JP JP12765386A patent/JPH0653908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62284035A (ja) | 1987-12-09 |
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