JPH07331378A - Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法Info
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- JPH07331378A JPH07331378A JP14564094A JP14564094A JPH07331378A JP H07331378 A JPH07331378 A JP H07331378A JP 14564094 A JP14564094 A JP 14564094A JP 14564094 A JP14564094 A JP 14564094A JP H07331378 A JPH07331378 A JP H07331378A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末のＨＩＰ成形によ
る鋼塊の塑性加工が改善され、割れの発生がなく鍛造加
工を行うことができる耐熱材料を提供する。 【構成】Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯を、ガスアトマイ
ズ法または水アトマイズ法により粉末化した後、粉末を
ＨＩＰ成形またはＣＩＰ成形により鋼塊を作成し、この
鋼塊を均熱後径方向に３個以上に分割され、しかも、軸
方向に傾斜角度を有する分割金型を使用して長手方向に
連続的に、かつ、段階的に鍛造を行った後熱間圧延を行
う。
る鋼塊の塑性加工が改善され、割れの発生がなく鍛造加
工を行うことができる耐熱材料を提供する。 【構成】Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯を、ガスアトマイ
ズ法または水アトマイズ法により粉末化した後、粉末を
ＨＩＰ成形またはＣＩＰ成形により鋼塊を作成し、この
鋼塊を均熱後径方向に３個以上に分割され、しかも、軸
方向に傾斜角度を有する分割金型を使用して長手方向に
連続的に、かつ、段階的に鍛造を行った後熱間圧延を行
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結
合金の製造方法に関し、さらに詳しくは、ヒーター材、
各種工業用炉の内部材および耐熱材料等の高温域におい
て使用するのに適しているＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金
の製造方法に関するものである。
合金の製造方法に関し、さらに詳しくは、ヒーター材、
各種工業用炉の内部材および耐熱材料等の高温域におい
て使用するのに適しているＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来より提案されている、家庭電気製品、
工業用炉等の発熱体や精密抵抗線に有用な高電気抵抗材
料および耐熱材料等に適しているＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼
結合金の製造方法について図５により説明する。
工業用炉等の発熱体や精密抵抗線に有用な高電気抵抗材
料および耐熱材料等に適しているＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼
結合金の製造方法について図５により説明する。
【０００３】即ち、図５において、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金を大気溶解または真空溶解し、アルゴン等の不活性
ガスアトマイズ法または水アトマイズ法により、合金粉
末を作成し、次いで、ＨＩＰ成形を行い、外側に軟鋼層
を付けたままの状態で熱間押出または２個の金型による
２面鍛造を行い、さらに、熱間圧延を行って製品とす
る。そして、これら２つの方法について実施検討を行っ
たところ、工業的に有効な鍛造法の図５の工程Ｂについ
ては、以下説明するような問題のあることがわかった。
合金を大気溶解または真空溶解し、アルゴン等の不活性
ガスアトマイズ法または水アトマイズ法により、合金粉
末を作成し、次いで、ＨＩＰ成形を行い、外側に軟鋼層
を付けたままの状態で熱間押出または２個の金型による
２面鍛造を行い、さらに、熱間圧延を行って製品とす
る。そして、これら２つの方法について実施検討を行っ
たところ、工業的に有効な鍛造法の図５の工程Ｂについ
ては、以下説明するような問題のあることがわかった。
【０００４】一般的にＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末をＨＩＰ
成形法により鋼塊を作成するのであるが、使用する粉末
の表面にＡｌの酸窒化物がフィルム状に存在しており、
そのため粉末同士の真の接合（メタルボンディング）を
阻害している。従って、ＨＩＰ成形法により作成された
鋼塊を次工程で鍛造または圧延を行う際に、ＨＩＰ鋼塊
に割れが発生して、健全な製品（ビレット）を製造する
ことができないという問題が屡々発生していた。
成形法により鋼塊を作成するのであるが、使用する粉末
の表面にＡｌの酸窒化物がフィルム状に存在しており、
そのため粉末同士の真の接合（メタルボンディング）を
阻害している。従って、ＨＩＰ成形法により作成された
鋼塊を次工程で鍛造または圧延を行う際に、ＨＩＰ鋼塊
に割れが発生して、健全な製品（ビレット）を製造する
ことができないという問題が屡々発生していた。
【０００５】また、従来技術におけるＨＩＰ成形後の鍛
造は、図６に示すように２個の金型３、３の間にビレッ
トＭを設置して、上部金型３の上下動によりビレットＭ
の鍛造を行う場合には、ビレットＭの中央部に引張応力
が生じて割れ４が発生し（この鍛造を２面鍛造と呼
ぶ。）、また、図７に示すように、通常の金型を使用す
る鍛造においては、金型５、５の間のビレットＭには割
れ４が発生するという問題がある。
造は、図６に示すように２個の金型３、３の間にビレッ
トＭを設置して、上部金型３の上下動によりビレットＭ
の鍛造を行う場合には、ビレットＭの中央部に引張応力
が生じて割れ４が発生し（この鍛造を２面鍛造と呼
ぶ。）、また、図７に示すように、通常の金型を使用す
る鍛造においては、金型５、５の間のビレットＭには割
れ４が発生するという問題がある。
【０００６】この問題を解決するために以下説明する技
術が提案されている。先ず、特開昭６２−２８０３４８
号公報には、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法に
ついて、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ５〜１２ｗｔ％、
酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素 ０.０３ｗｔ％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Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金焼結体を製造する方法が提案されている。な
お、熱間静水圧プレス成形後、熱間加工を行い、被覆金
属製容器を除去する。
術が提案されている。先ず、特開昭６２−２８０３４８
号公報には、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法に
ついて、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ５〜１２ｗｔ％、
酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素 ０.０３ｗｔ％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Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金焼結体を製造する方法が提案されている。な
お、熱間静水圧プレス成形後、熱間加工を行い、被覆金
属製容器を除去する。
【０００７】次に、特開平０４−３０８０６４号公報に
は、高電気抵抗材料およびその製造方法について、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系合金であって、Ｃｒ１５〜３０ｗｔ％、
Ａｌ５〜３０ｗｔ％、Ｃａ＋Ｍｇ１.０ｗｔ％以下、Ｆ
ｅ残部の範囲の高電気抵抗材料である。また、このＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系合金は、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ５
〜１２ｗｔ％、Ｓｉ２ｗｔ％以下、Ｍｎ１ｗｔ％以下、
Ｔｉ０.１〜１ｗｔ％、酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素
０.０３ｗｔ％以下、Ｆｅ残部とすることができる。
は、高電気抵抗材料およびその製造方法について、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系合金であって、Ｃｒ１５〜３０ｗｔ％、
Ａｌ５〜３０ｗｔ％、Ｃａ＋Ｍｇ１.０ｗｔ％以下、Ｆ
ｅ残部の範囲の高電気抵抗材料である。また、このＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系合金は、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ５
〜１２ｗｔ％、Ｓｉ２ｗｔ％以下、Ｍｎ１ｗｔ％以下、
Ｔｉ０.１〜１ｗｔ％、酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素
０.０３ｗｔ％以下、Ｆｅ残部とすることができる。
【０００８】製造方法は、上記含有成分、成分割合の合
金粉末を容器に充填して、この容器内の粉末を熱間で圧
縮成形する方法である。そして、Ｃａ＋Ｍｇを合計で
１.０ｗｔ％以下を含有させることにより、ＨＩＰ成形
による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れの発生がなく
鍛造加工を行うことができる。
金粉末を容器に充填して、この容器内の粉末を熱間で圧
縮成形する方法である。そして、Ｃａ＋Ｍｇを合計で
１.０ｗｔ％以下を含有させることにより、ＨＩＰ成形
による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れの発生がなく
鍛造加工を行うことができる。
【０００９】さらに、特開平０４−３０８０６５号公報
には、高電気抵抗材料およびその製造方法が提案されて
おり、即ち、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金であって、Ｃｒ１
５〜３０ｗｔ％、Ａｌ５〜３０ｗｔ％、希土類元素１.
０ｗｔ％以下、Ｆｅ残部の範囲の高電気抵抗材料であ
り、この組成の合金粉末を容器に充填して、この容器内
の粉末を熱間で圧縮成形する製造方法である。そして、
希土類元素を１.０ｗｔ％以下含有させることにより、
ＨＩＰ成形による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れの
発生がなく、鍛造加工を行うことができる。
には、高電気抵抗材料およびその製造方法が提案されて
おり、即ち、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金であって、Ｃｒ１
５〜３０ｗｔ％、Ａｌ５〜３０ｗｔ％、希土類元素１.
０ｗｔ％以下、Ｆｅ残部の範囲の高電気抵抗材料であ
り、この組成の合金粉末を容器に充填して、この容器内
の粉末を熱間で圧縮成形する製造方法である。そして、
希土類元素を１.０ｗｔ％以下含有させることにより、
ＨＩＰ成形による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れの
発生がなく、鍛造加工を行うことができる。
【００１０】そして、特開昭６２−２８０３４８号公報
の技術は、酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素０.０３ｗｔ％
以下に規制することにより、また、特開平０４−３０８
０６４号公報の技術は、Ｃａ＋Ｍｇを１.０ｗｔ％以
下、かつ、酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素０.０３ｗｔ％
以下に限定することにより、さらに、特開平０４−３０
８０６５号公報の技術は、希土類元素を１.０ｗｔ％以
下に限定することにより、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末
のＨＩＰ成形による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れ
の発生がなく、鍛造加工を行うことができる。
の技術は、酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素０.０３ｗｔ％
以下に規制することにより、また、特開平０４−３０８
０６４号公報の技術は、Ｃａ＋Ｍｇを１.０ｗｔ％以
下、かつ、酸素０.０２ｗｔ％以下、窒素０.０３ｗｔ％
以下に限定することにより、さらに、特開平０４−３０
８０６５号公報の技術は、希土類元素を１.０ｗｔ％以
下に限定することにより、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末
のＨＩＰ成形による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れ
の発生がなく、鍛造加工を行うことができる。
【００１１】しかしながら、上記に説明した技術におけ
るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の組成は、熱間加工性の面か
らは良好な結果をもたらすけれども、目標とする製品の
特性については、必ずしも満足する良好な効果が得られ
るものではなかった。
るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の組成は、熱間加工性の面か
らは良好な結果をもたらすけれども、目標とする製品の
特性については、必ずしも満足する良好な効果が得られ
るものではなかった。
【００１２】しかして、出願人が先に提案した耐クリー
プ性および耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合
金の製造方法およびＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金には、
上記に説明した従来技術を適用することができず、従っ
て、技術的に製造上に制約の多い押出加工法によりＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金を製造していた。以下、出願人
が先に提案したＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金の製造方法
について説明する。
プ性および耐酸化性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合
金の製造方法およびＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金には、
上記に説明した従来技術を適用することができず、従っ
て、技術的に製造上に制約の多い押出加工法によりＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金を製造していた。以下、出願人
が先に提案したＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金の製造方法
について説明する。
【００１３】先ず、特開平０５年−０４３９７６号公報
は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金の製造方法に関する技
術であり、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ４〜１２ｗｔ％
を含有するＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯をガスアトマイ
ズ法により粉末化し、この合金粉末を予備成形し、予備
成形することなく、押出比２以上の熱間押出加工を行っ
た後に成形加工を行う方法であり、この合金粉末中の酸
素０.１０ｗｔ％以下、窒素０.０５〜０.２０ｗｔ％に
制御し、さらに、ＮｂまたはＴｉの１種およびＹ、Ｈ
ｆ、Ｓｃ、希土類元素の１種以上を合計で１ｗｔ％以下
を含有させることができる。そして、製造された材料は
靭性が向上しており、熱間加工性が著しく良好となり、
さらに、耐クリープ性、耐酸化性も良好である。
は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金の製造方法に関する技
術であり、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ４〜１２ｗｔ％
を含有するＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯をガスアトマイ
ズ法により粉末化し、この合金粉末を予備成形し、予備
成形することなく、押出比２以上の熱間押出加工を行っ
た後に成形加工を行う方法であり、この合金粉末中の酸
素０.１０ｗｔ％以下、窒素０.０５〜０.２０ｗｔ％に
制御し、さらに、ＮｂまたはＴｉの１種およびＹ、Ｈ
ｆ、Ｓｃ、希土類元素の１種以上を合計で１ｗｔ％以下
を含有させることができる。そして、製造された材料は
靭性が向上しており、熱間加工性が著しく良好となり、
さらに、耐クリープ性、耐酸化性も良好である。
【００１４】次に、特開平０５−０９８４０１号公報
は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金に関し、熱間押出法に
より製造されるものであり、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａ
ｌ４〜１２ｗｔ％、酸素０.１０ｗｔ％以下、窒素０.０
５〜０.２０ｗｔ％を含有し、残部不可避不純物および
ＦｅからなるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金であり、Ｙ、
Ｈｆ、Ｓｃ、希土類元素の中から選んだ１種以上を１ｗ
ｔ％以下、或いは、０.００１ｗｔ％以上、固溶限（０.
１ｗｔ％）以下、さらに、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選
んだ１種以上を含有させることができる。そして、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金は、耐クリープ性、耐酸化性に
極めて優れている。
は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金に関し、熱間押出法に
より製造されるものであり、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、Ａ
ｌ４〜１２ｗｔ％、酸素０.１０ｗｔ％以下、窒素０.０
５〜０.２０ｗｔ％を含有し、残部不可避不純物および
ＦｅからなるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金であり、Ｙ、
Ｈｆ、Ｓｃ、希土類元素の中から選んだ１種以上を１ｗ
ｔ％以下、或いは、０.００１ｗｔ％以上、固溶限（０.
１ｗｔ％）以下、さらに、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選
んだ１種以上を含有させることができる。そして、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金は、耐クリープ性、耐酸化性に
極めて優れている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た従来におけるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金または焼結
合金の製造方法の種々の問題点を解決するため、およ
び、出願人が先に提案した従来技術が適用できない組成
のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金の製造方法における問題
点を解決するために、本発明者が鋭意研究を行い、検討
を重ねた結果、大気溶解または真空溶解により溶解した
溶湯をガスアトマイズ、水アトマイズによる合金粉末を
ＨＩＰ成形により作製した鋼塊を、鍛造する場合に割れ
を発生させることなく行うことができるＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系焼結合金の製造方法を開発したのである。
た従来におけるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金または焼結
合金の製造方法の種々の問題点を解決するため、およ
び、出願人が先に提案した従来技術が適用できない組成
のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金の製造方法における問題
点を解決するために、本発明者が鋭意研究を行い、検討
を重ねた結果、大気溶解または真空溶解により溶解した
溶湯をガスアトマイズ、水アトマイズによる合金粉末を
ＨＩＰ成形により作製した鋼塊を、鍛造する場合に割れ
を発生させることなく行うことができるＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系焼結合金の製造方法を開発したのである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＦｅ−Ｃｒ
−Ａｌ系焼結合金の製造方法は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金溶湯をガスアトマイズ法または水アトマイズ法により
粉末化した後、粉末をＨＩＰ成形またはＣＩＰ成形によ
り鋼塊を作製し、この鋼塊を均熱後軸方向に傾斜角度を
有し、鋼塊の進行に従って断面積が小さくなっている径
方向に複数に分割された金型を使用して長手方向に連続
的に、かつ、段階的に鍛造を行った後、熱間圧延を行う
ことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方
法を第１の発明とし、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯をガ
スアトマイズ法または水アトマイズ法により粉末化した
後、この粉末を容器内に封入後加熱し、粉末封入容器を
軸方向に傾斜角度を有し、容器の進行に従って断面積が
小さくなっている径方向に複数に分割された金型を使用
して長手方向に連続的に、かつ、段階的に鍛造を行った
後、熱間圧延を行うことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ
系焼結合金の製造方法を第２の発明とする２つの発明よ
りなるものである。
−Ａｌ系焼結合金の製造方法は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金溶湯をガスアトマイズ法または水アトマイズ法により
粉末化した後、粉末をＨＩＰ成形またはＣＩＰ成形によ
り鋼塊を作製し、この鋼塊を均熱後軸方向に傾斜角度を
有し、鋼塊の進行に従って断面積が小さくなっている径
方向に複数に分割された金型を使用して長手方向に連続
的に、かつ、段階的に鍛造を行った後、熱間圧延を行う
ことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方
法を第１の発明とし、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯をガ
スアトマイズ法または水アトマイズ法により粉末化した
後、この粉末を容器内に封入後加熱し、粉末封入容器を
軸方向に傾斜角度を有し、容器の進行に従って断面積が
小さくなっている径方向に複数に分割された金型を使用
して長手方向に連続的に、かつ、段階的に鍛造を行った
後、熱間圧延を行うことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ
系焼結合金の製造方法を第２の発明とする２つの発明よ
りなるものである。
【００１７】本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金
の製造方法について、以下詳細に説明する。
の製造方法について、以下詳細に説明する。
【００１８】なお、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼
結合金の製造方法において、使用することができるＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系合金としては、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、
Ａｌ４〜１２ｗｔ％、酸素０.１０ｗｔ％以下、窒素０.
０５〜０.２０ｗｔ％を含有しており、残部が不可避不
純物およびＦｅからなる合金が好適であり、そして、こ
の合金には、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、希土類元素の中から選ん
だ１種以上を１ｗｔ％以下、或いは、０.００１ｗｔ％
以上、固溶限(０.１ｗｔ％、）以下、さらに、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｔｉの中から選んだ１種以上を含有させることがで
きる。
結合金の製造方法において、使用することができるＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系合金としては、Ｃｒ２０〜３５ｗｔ％、
Ａｌ４〜１２ｗｔ％、酸素０.１０ｗｔ％以下、窒素０.
０５〜０.２０ｗｔ％を含有しており、残部が不可避不
純物およびＦｅからなる合金が好適であり、そして、こ
の合金には、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ、希土類元素の中から選ん
だ１種以上を１ｗｔ％以下、或いは、０.００１ｗｔ％
以上、固溶限(０.１ｗｔ％、）以下、さらに、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｔｉの中から選んだ１種以上を含有させることがで
きる。
【００１９】本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金
の製造方法は、図３（Ｃ工程）に示すように、先ず、所
定の含有成分、成分割合に調整したＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金を大気溶解または真空溶解により溶解温度１６００
〜１６５０℃で溶解して得られた溶鋼を、５φ〜１０φ
のタンディッシュノズル径より流下されて、３０〜５０
ｋｇ／ｃｍ2の窒素ガスによりガスアトマイズにより合
金粉末を製作する。
の製造方法は、図３（Ｃ工程）に示すように、先ず、所
定の含有成分、成分割合に調整したＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金を大気溶解または真空溶解により溶解温度１６００
〜１６５０℃で溶解して得られた溶鋼を、５φ〜１０φ
のタンディッシュノズル径より流下されて、３０〜５０
ｋｇ／ｃｍ2の窒素ガスによりガスアトマイズにより合
金粉末を製作する。
【００２０】この粉末化された合金粉末を金属製容器、
例えば、軟鋼製容器に充填し、真空加熱脱気後密封し
た。次いで、ＨＩＰ成形（温度：１１００〜１２００
℃，圧力：７００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2，時間：３〜
７時間、好ましい条件としては、１０００℃×１０００
ｋｇ／ｃｍ2×３時間。）［または、ＣＩＰ成形（圧
力：３０００〜１００００ｋｇ／ｃｍ2，時間：１０〜
２０分，好ましい条件としては、５０００ｋｇ／ｃｍ2
×１０分。 ）］を行って鍛造用ビレットＭを作製し
た。
例えば、軟鋼製容器に充填し、真空加熱脱気後密封し
た。次いで、ＨＩＰ成形（温度：１１００〜１２００
℃，圧力：７００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2，時間：３〜
７時間、好ましい条件としては、１０００℃×１０００
ｋｇ／ｃｍ2×３時間。）［または、ＣＩＰ成形（圧
力：３０００〜１００００ｋｇ／ｃｍ2，時間：１０〜
２０分，好ましい条件としては、５０００ｋｇ／ｃｍ2
×１０分。 ）］を行って鍛造用ビレットＭを作製し
た。
【００２１】このビレットＭを均熱（加熱温度：１１０
０〜１２００℃、例えば、１１５０℃。）した後、、複
数の金型、例えば、図１に示すように４個の分割金型１
によりビレットＭの外壁を同時に全周方向から長手方向
に連続的に、段階的に加圧鍛造を行う（このように、３
個以上の金型により素材を全周から加圧鍛造する方式を
多面鍛造と言う。この場合の、多面鍛造条件：分割金型
３〜４個、金型角度５〜２０度、好ましくは、５〜１
５度であるる。）。例えば、図１、図２に示すように軸
方向に傾斜角度を有し、例えば、１５°の角度を有して
おり、鋼塊の進行に従って断面積が小さくなっている４
個の分割金型２、２により、ビレットＭの外壁を長手方
向に連続的に、段階的に加圧鍛造を行う。そして、得ら
れた多面鍛造体の外周部に付着した軟鋼を除去して圧延
用ビレットを製作し、その後、加熱温度１０００〜１２
００℃において熱間圧延を行って製品とする。
０〜１２００℃、例えば、１１５０℃。）した後、、複
数の金型、例えば、図１に示すように４個の分割金型１
によりビレットＭの外壁を同時に全周方向から長手方向
に連続的に、段階的に加圧鍛造を行う（このように、３
個以上の金型により素材を全周から加圧鍛造する方式を
多面鍛造と言う。この場合の、多面鍛造条件：分割金型
３〜４個、金型角度５〜２０度、好ましくは、５〜１
５度であるる。）。例えば、図１、図２に示すように軸
方向に傾斜角度を有し、例えば、１５°の角度を有して
おり、鋼塊の進行に従って断面積が小さくなっている４
個の分割金型２、２により、ビレットＭの外壁を長手方
向に連続的に、段階的に加圧鍛造を行う。そして、得ら
れた多面鍛造体の外周部に付着した軟鋼を除去して圧延
用ビレットを製作し、その後、加熱温度１０００〜１２
００℃において熱間圧延を行って製品とする。
【００２２】次に、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼
結合金の製造方法は、図３（Ｅ工程）に示すように、先
ず、所定の含有成分、成分割合に調整したＦｅ−Ｃｒ−
Ａｌ系合金を大気溶解または真空溶解により溶解して得
られた溶湯をガスアトマイズまたは水アトマイズにより
粉末化して合金粉末する。
結合金の製造方法は、図３（Ｅ工程）に示すように、先
ず、所定の含有成分、成分割合に調整したＦｅ−Ｃｒ−
Ａｌ系合金を大気溶解または真空溶解により溶解して得
られた溶湯をガスアトマイズまたは水アトマイズにより
粉末化して合金粉末する。
【００２３】この合金粉末を金属製容器（軟鋼製）に充
填し、真空加熱脱気を行った後、密封した。次いで、合
金粉末封入容器を３個以上の金型、例えば、図１に示す
ような４個の分割金型１、１を使用して長手方向に連続
的、段階的に鍛造を行う合金粉末を充填した金属製容器
を、図１、図２に示すように軸方向に傾斜角度を有し、
例えば、５〜２０°の角度を有しており、容器の進行に
従って断面積が小さくなっている４個の分割金型２、２
により、金属製容器の外壁を長手方向に連続的に、段階
的に加圧鍛造を行う。多面鍛造後に金属製容器を切削除
去したビレットを加熱して熱間圧延を行い製品とする。
填し、真空加熱脱気を行った後、密封した。次いで、合
金粉末封入容器を３個以上の金型、例えば、図１に示す
ような４個の分割金型１、１を使用して長手方向に連続
的、段階的に鍛造を行う合金粉末を充填した金属製容器
を、図１、図２に示すように軸方向に傾斜角度を有し、
例えば、５〜２０°の角度を有しており、容器の進行に
従って断面積が小さくなっている４個の分割金型２、２
により、金属製容器の外壁を長手方向に連続的に、段階
的に加圧鍛造を行う。多面鍛造後に金属製容器を切削除
去したビレットを加熱して熱間圧延を行い製品とする。
【００２４】このように、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系焼結合金の製造方法は、従来技術の熱間押出法を採
用していないので、押出後の単重および径を大きくする
ことができ、また、製造費用も押出方式に比べてかなり
少なくてすむ。
ｌ系焼結合金の製造方法は、従来技術の熱間押出法を採
用していないので、押出後の単重および径を大きくする
ことができ、また、製造費用も押出方式に比べてかなり
少なくてすむ。
【００２５】
【実 施 例】本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合
金の製造方法の実施例を比較例と共に説明する。
金の製造方法の実施例を比較例と共に説明する。
【００２６】
【実 施 例 １】表１に本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ
系焼結合金の製造方法の実施例および比較例において使
用するＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の含有成分と成分割合を
示してある。この表１において、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.４は比
較例、Ｎｏ.５〜Ｎｏ.１２は本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−
Ａｌ系焼結合金の製造方法の実施例である。
系焼結合金の製造方法の実施例および比較例において使
用するＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の含有成分と成分割合を
示してある。この表１において、Ｎｏ.１〜Ｎｏ.４は比
較例、Ｎｏ.５〜Ｎｏ.１２は本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−
Ａｌ系焼結合金の製造方法の実施例である。
【００２７】表１のＮｏ.５〜Ｎｏ.８の含有成分、成分
割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を大気溶解（真空溶解で
も可）により溶解後、溶湯を窒素アトマイザー（アルゴ
ンアトマイザーでも可）により合金粉末を製作した。即
ち、高周波溶解炉を使用して、原材料２００ｋｇを装入
し、１６５０℃の温度で溶解し、５ｍｍφのタンディッ
シュノズルより落下させ、この溶鋼にチッソガスを吹き
つけてガスアトマイズ粉末を製作した。
割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を大気溶解（真空溶解で
も可）により溶解後、溶湯を窒素アトマイザー（アルゴ
ンアトマイザーでも可）により合金粉末を製作した。即
ち、高周波溶解炉を使用して、原材料２００ｋｇを装入
し、１６５０℃の温度で溶解し、５ｍｍφのタンディッ
シュノズルより落下させ、この溶鋼にチッソガスを吹き
つけてガスアトマイズ粉末を製作した。
【００２８】この合金粉末を３５メッシュの篩により篩
分けを行って使用した。この粉末の酸素含有量は５０〜
１００ｐｐｍ、窒素含有量は６００〜８００ｐｐｍであ
る。次いで、このガスアトマイズ粉末を内径３００φ×
長さ２０００ｍｍの軟鋼製容器に充填し、真空加熱脱気
を行った後、密封した。次いで、温度１１００℃、圧力
１０００ａｔｍでＨＩＰ処理を行い、径２８０φ×長さ
１８００ｍｍのＨＩＰ成形鋼塊を作製した。
分けを行って使用した。この粉末の酸素含有量は５０〜
１００ｐｐｍ、窒素含有量は６００〜８００ｐｐｍであ
る。次いで、このガスアトマイズ粉末を内径３００φ×
長さ２０００ｍｍの軟鋼製容器に充填し、真空加熱脱気
を行った後、密封した。次いで、温度１１００℃、圧力
１０００ａｔｍでＨＩＰ処理を行い、径２８０φ×長さ
１８００ｍｍのＨＩＰ成形鋼塊を作製した。
【００２９】このＨＩＰ成形鋼塊を図３の工程Ｃに従っ
て、１１５０℃の温度に均熱後、鍛造比４で金型角度１
５°で４つの分割金型による４面鍛造法により、径１４
０φ×長さ７２００ｍｍのビレットを作製した。次に、
ビレット外周部の軟鋼部を旋削除去後１１００℃の温度
に加熱後熱間圧延を行ったが、何れのビレットにもクラ
ックのない健全な圧延材が製造できた。
て、１１５０℃の温度に均熱後、鍛造比４で金型角度１
５°で４つの分割金型による４面鍛造法により、径１４
０φ×長さ７２００ｍｍのビレットを作製した。次に、
ビレット外周部の軟鋼部を旋削除去後１１００℃の温度
に加熱後熱間圧延を行ったが、何れのビレットにもクラ
ックのない健全な圧延材が製造できた。
【００３０】なお、図４に加工温度と絞りの関係を示し
てあり、同じ含有成分と成分割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金粉末を使用した場合に、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−
Ａｌ系焼結合金の製造方法による分割金型による多面鍛
造材は、絞り値は何れの温度においても８０％以上であ
り加工性が大幅に向上しているが、これに対して、ＨＩ
Ｐ成形体は何れの温度においても絞り値は２０％以下で
極めて低いのことがわかる。
てあり、同じ含有成分と成分割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金粉末を使用した場合に、本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−
Ａｌ系焼結合金の製造方法による分割金型による多面鍛
造材は、絞り値は何れの温度においても８０％以上であ
り加工性が大幅に向上しているが、これに対して、ＨＩ
Ｐ成形体は何れの温度においても絞り値は２０％以下で
極めて低いのことがわかる。
【００３１】
【比 較 例】表１のＮｏ.１〜Ｎｏ.４の含有成分、成分
割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を、上記の実施例１と同
様な方法により径２８０φ×長さ１８００ｍｍのＨＩＰ
成形鋼塊を作製した。
割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を、上記の実施例１と同
様な方法により径２８０φ×長さ１８００ｍｍのＨＩＰ
成形鋼塊を作製した。
【００３２】このＨＩＰ鋼塊を図５の工程Ｂに従って、
１１５０℃の温度に加熱後、２個の金型による２面鍛造
を行ったが、超音波探傷検査の結果何れのビレットにも
クラックの発生していることがわかり、次工程の熱間圧
延を行うことができなかった。
１１５０℃の温度に加熱後、２個の金型による２面鍛造
を行ったが、超音波探傷検査の結果何れのビレットにも
クラックの発生していることがわかり、次工程の熱間圧
延を行うことができなかった。
【００３３】
【実 施 例 ２】表１の含有成分、成分割合のＮｏ.９〜
Ｎｏ.１０のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を、大気溶解（真
空溶解でも可）を行った後、得られた溶湯を窒素アトマ
イザー（アルゴンアトマイザーでも可）により粉末化し
て合金粉末を作製し、この合金粉末を内径３００φ×長
さ２０００ｍｍの軟鋼製容器に充填し、加熱脱気を行っ
た後、密封した。（即ち、ガスアトマイズ粉末を製作す
る工程は実施例１と同様な処理方法である。）
Ｎｏ.１０のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を、大気溶解（真
空溶解でも可）を行った後、得られた溶湯を窒素アトマ
イザー（アルゴンアトマイザーでも可）により粉末化し
て合金粉末を作製し、この合金粉末を内径３００φ×長
さ２０００ｍｍの軟鋼製容器に充填し、加熱脱気を行っ
た後、密封した。（即ち、ガスアトマイズ粉末を製作す
る工程は実施例１と同様な処理方法である。）
【００３４】この合金粉末密封した軟鋼製容器を常温、
圧力５０００ａｔｍのＣＩＰ処理を行い、ＣＩＰ成形鋼
塊を作製した。次いで、こりＣＩＰ成形鋼塊を工程Ｄに
従って、１１００℃の温度に均熱した後、金型角度７°
の３つの分割金型による３面鍛造を行い、径１４０φ×
長さ７２００ｍｍのバー材とした。次に、このバー材ま
表面を１１００℃の温度に加熱した後、熱間圧延を行っ
たが何れもクラックの発生はなく、健全な圧延材が製造
できた。
圧力５０００ａｔｍのＣＩＰ処理を行い、ＣＩＰ成形鋼
塊を作製した。次いで、こりＣＩＰ成形鋼塊を工程Ｄに
従って、１１００℃の温度に均熱した後、金型角度７°
の３つの分割金型による３面鍛造を行い、径１４０φ×
長さ７２００ｍｍのバー材とした。次に、このバー材ま
表面を１１００℃の温度に加熱した後、熱間圧延を行っ
たが何れもクラックの発生はなく、健全な圧延材が製造
できた。
【００３５】
【実 施 例 ３】表１のＮｏ.１１〜Ｎｏ.１２の含有成
分、成分割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を、大気溶解に
より溶解後、溶湯を窒素ガスアトマイザーにより粉末化
して合金粉末を作製した。この合金粉末を内径３００φ
×長さ２０００ｍｍの軟鋼製容器に充填し、加熱脱気後
密封した。（即ち、ガスアトマイズ粉末を製作する工程
は実施例１と同様な処理方法である。）
分、成分割合のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を、大気溶解に
より溶解後、溶湯を窒素ガスアトマイザーにより粉末化
して合金粉末を作製した。この合金粉末を内径３００φ
×長さ２０００ｍｍの軟鋼製容器に充填し、加熱脱気後
密封した。（即ち、ガスアトマイズ粉末を製作する工程
は実施例１と同様な処理方法である。）
【００３６】この合金粉末が充填された軟鋼製容器を１
１００℃の温度に加熱後、鍛造比４で金型角度７°の４
個の分割金型により４面鍛造を行って鋼塊を作製した。
次いで、この鋼塊から軟鋼製容器を切削除去してビレッ
トとした。このビレットを１１５０℃の温度に加熱後熱
間圧延をおこなったが、何れもクラックの発性はなく、
健全な圧延材を製造することができた。
１００℃の温度に加熱後、鍛造比４で金型角度７°の４
個の分割金型により４面鍛造を行って鋼塊を作製した。
次いで、この鋼塊から軟鋼製容器を切削除去してビレッ
トとした。このビレットを１１５０℃の温度に加熱後熱
間圧延をおこなったが、何れもクラックの発性はなく、
健全な圧延材を製造することができた。
【００３７】表１に本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼
結合金の製造方法の実施例を比較例において使用したＦ
ｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の含有成分と成分割合について示
してあり、製造工程およびクラックの有無について示し
てある。
結合金の製造方法の実施例を比較例において使用したＦ
ｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の含有成分と成分割合について示
してあり、製造工程およびクラックの有無について示し
てある。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＦｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法は上記の構成である
から、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末を従来技術のように
熱間押出加工法を使用することなく、複数（２個は含ま
ず。）、例えば、３個以上の分割金型により多面鍛造を
行うことにより、高温における熱間加工を行ってもクラ
ックの発生が皆無であるという優れた効果があり、さら
に、分割金型による多面鍛造後のビレットの単重および
径を押出加工法に比して大きくすることができ、かつ、
低コストであり、工業的に量産が可能な優れた製造方法
である。
−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法は上記の構成である
から、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末を従来技術のように
熱間押出加工法を使用することなく、複数（２個は含ま
ず。）、例えば、３個以上の分割金型により多面鍛造を
行うことにより、高温における熱間加工を行ってもクラ
ックの発生が皆無であるという優れた効果があり、さら
に、分割金型による多面鍛造後のビレットの単重および
径を押出加工法に比して大きくすることができ、かつ、
低コストであり、工業的に量産が可能な優れた製造方法
である。
【図１】本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製
造方法において使用する分割金型の一つの例を示す横断
面図である。
造方法において使用する分割金型の一つの例を示す横断
面図である。
【図２】本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製
造方法において使用する図１の金型の縦断面図である。
造方法において使用する図１の金型の縦断面図である。
【図３】本発明に係るＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製
造方法における各種工程を示す図である。
造方法における各種工程を示す図である。
【図４】多面鍛造材とＨＩＰ材との加工温度と絞りとの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図５】従来技術のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の各種
工程を示す図である。
工程を示す図である。
【図６】従来技術において使用する金型の断面図であ
る。
る。
【図７】従来技術において使用する他の金型の断面図で
ある。
ある。
１・・・分割金型 ２，３，５・・・金型 ４・・・割れ Ｍ・・・ビレット
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯をガスアト
マイズ法または水アトマイズ法により粉末化した後、粉
末をＨＩＰ成形またはＣＩＰ成形により鋼塊を作製し、
この鋼塊を均熱後軸方向に傾斜角度を有し、鋼塊の進行
に従って断面積が小さくなっている径方向に複数に分割
された金型を使用して長手方向に連続的に、かつ、段階
的に鍛造を行った後、熱間圧延を行うことを特徴とする
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法。 - 【請求項２】 Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金溶湯をガスアト
マイズ法または水アトマイズ法により粉末化した後、こ
の粉末を容器内に封入後加熱し、粉末封入容器を軸方向
に傾斜角度を有し、容器の進行に従って断面積が小さく
なっている径方向に複数に分割された金型を使用して長
手方向に連続的に、かつ、段階的に鍛造を行った後、熱
間圧延を行うことを特徴とするＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結
合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14564094A JPH07331378A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14564094A JPH07331378A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331378A true JPH07331378A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15389691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14564094A Pending JPH07331378A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07331378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013047511A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 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 |
| JP2016166423A (ja) * | 2016-04-13 | 2016-09-15 | 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 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63405A (ja) * | 1986-06-02 | 1988-01-05 | ゲ−エフエム ゲゼルシヤフト フユ−ル フエルテイグングステヒニク ウント マシ−ネンバウ ゲゼルシヤフト エムベ−ハ− | 粉末冶金学的加工材料を高密度に製造する機械 |
| JPS6436703A (en) * | 1986-06-17 | 1989-02-07 | Sumitomo Electric Industries | Production of nitride precipitated reinforcing type ni base alloy fine wire |
| JPH04308064A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-30 | Daido Steel Co Ltd | 高電気抵抗材料およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP14564094A patent/JPH07331378A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63405A (ja) * | 1986-06-02 | 1988-01-05 | ゲ−エフエム ゲゼルシヤフト フユ−ル フエルテイグングステヒニク ウント マシ−ネンバウ ゲゼルシヤフト エムベ−ハ− | 粉末冶金学的加工材料を高密度に製造する機械 |
| JPS6436703A (en) * | 1986-06-17 | 1989-02-07 | Sumitomo Electric Industries | Production of nitride precipitated reinforcing type ni base alloy fine wire |
| JPH04308064A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-30 | Daido Steel Co Ltd | 高電気抵抗材料およびその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013047511A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 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 |
| JP2013072115A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高温強度に優れたＦｅ基粉末緻密固化成形体 |
| JP2016166423A (ja) * | 2016-04-13 | 2016-09-15 | 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980707 |