JPH0841505A - 金属粉末焼結体の製造方法 - Google Patents
金属粉末焼結体の製造方法Info
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- JPH0841505A JPH0841505A JP19475994A JP19475994A JPH0841505A JP H0841505 A JPH0841505 A JP H0841505A JP 19475994 A JP19475994 A JP 19475994A JP 19475994 A JP19475994 A JP 19475994A JP H0841505 A JPH0841505 A JP H0841505A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セッターと焼結炉内装材との間の還元反応に
よる成形体の汚染がなく、高品質かつ低コストに金属粉
末焼結体を製造する。 【構成】 焼結炉内の内装材１底面に窒化物、ほう化物
もしくは炭化物であり、かつ減圧還元雰囲気の焼結条件
下で分解しないセラミックスのブロック４，８，９を設
置し、ブロック４，８，９上に焼結用アルミナセッター
２を乗せ、アルミナセッター２上に脱脂体５を配置して
焼結を行う。
よる成形体の汚染がなく、高品質かつ低コストに金属粉
末焼結体を製造する。 【構成】 焼結炉内の内装材１底面に窒化物、ほう化物
もしくは炭化物であり、かつ減圧還元雰囲気の焼結条件
下で分解しないセラミックスのブロック４，８，９を設
置し、ブロック４，８，９上に焼結用アルミナセッター
２を乗せ、アルミナセッター２上に脱脂体５を配置して
焼結を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内装材がカーボンから
成る焼結炉内にアルミナセッターを設置し、アルミナセ
ッター上に焼結されるべき成形体を配置して焼結をする
金属粉末焼結体の製造方法に関する。
成る焼結炉内にアルミナセッターを設置し、アルミナセ
ッター上に焼結されるべき成形体を配置して焼結をする
金属粉末焼結体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の金属粉末焼結体の製造方
法における公知の例としては、特開平２−５７６１７号
公報に記載された発明が挙げられる。そして同公報記載
の発明は、焼結の際に、９５％以上の高純度なＡｌ2 Ｏ
3 、ＢＮまたはＳｉＣから成るセッター上に成形体を配
置して焼結を行っており、これらのセッターの材質のな
かでは特にＡｌ2 Ｏ3 が多く用いられている。
法における公知の例としては、特開平２−５７６１７号
公報に記載された発明が挙げられる。そして同公報記載
の発明は、焼結の際に、９５％以上の高純度なＡｌ2 Ｏ
3 、ＢＮまたはＳｉＣから成るセッター上に成形体を配
置して焼結を行っており、これらのセッターの材質のな
かでは特にＡｌ2 Ｏ3 が多く用いられている。
【０００３】これらの材質を用いる理由は、焼結炉のカ
ーボンから成る内装材と焼結されるべき成形体とを直接
に接触させないことで成形体が浸炭されることを防ぐこ
とと、これらの材質は蒸気圧が低く、耐熱性に優れてい
ることにより、セッターの分解、蒸発による成形体への
汚染を防ぐためのものである。
ーボンから成る内装材と焼結されるべき成形体とを直接
に接触させないことで成形体が浸炭されることを防ぐこ
とと、これらの材質は蒸気圧が低く、耐熱性に優れてい
ることにより、セッターの分解、蒸発による成形体への
汚染を防ぐためのものである。
【０００４】また、通常、内装材下部にはその内部を真
空にし、または雰囲気ガス等を導入して必要な焼結条件
下にし得るように通気口が存在するため、内部にセッタ
ーを設置する際にはこの通気口を塞いでしまわないよう
に、セッターをこれにならった形状にするか、もしくは
セッター下にブロックを設置するようにしている。
空にし、または雰囲気ガス等を導入して必要な焼結条件
下にし得るように通気口が存在するため、内部にセッタ
ーを設置する際にはこの通気口を塞いでしまわないよう
に、セッターをこれにならった形状にするか、もしくは
セッター下にブロックを設置するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の公報では、焼結
炉の内装材の材質がカーボンで、その内部にて、材質が
Ａｌ2 Ｏ3 のセッターやブロックを用いた場合に、Ａｌ
2 Ｏ3 が９５％以上の純度であればカーボンとＡｌ2 Ｏ
3 との間で還元反応が起こらないために、成形体を汚染
することない金属粉末焼結体の製造が可能であると記載
されている。
炉の内装材の材質がカーボンで、その内部にて、材質が
Ａｌ2 Ｏ3 のセッターやブロックを用いた場合に、Ａｌ
2 Ｏ3 が９５％以上の純度であればカーボンとＡｌ2 Ｏ
3 との間で還元反応が起こらないために、成形体を汚染
することない金属粉末焼結体の製造が可能であると記載
されている。
【０００６】しかしながら、焼結時に内装材であるカー
ボンとＡｌ2 Ｏ3 が直接的に接触していれば、高純度の
アルミナであっても、減圧下ではその条件によって、そ
の接触部でＡｌ2 Ｏ3 中の酸素元素が内装材の炭素元素
により還元され、Ａｌ2 Ｏ3中の金属元素が飛散し、こ
れが製品に付着して表面が黒灰色となってしまうなど外
観を損ねたり、炉内を汚染したりしてしまうという問題
がある。例えば、Ａｌ2 Ｏ3 をセッターとして用いた場
合は次式に示す還元反応が起こる。
ボンとＡｌ2 Ｏ3 が直接的に接触していれば、高純度の
アルミナであっても、減圧下ではその条件によって、そ
の接触部でＡｌ2 Ｏ3 中の酸素元素が内装材の炭素元素
により還元され、Ａｌ2 Ｏ3中の金属元素が飛散し、こ
れが製品に付着して表面が黒灰色となってしまうなど外
観を損ねたり、炉内を汚染したりしてしまうという問題
がある。例えば、Ａｌ2 Ｏ3 をセッターとして用いた場
合は次式に示す還元反応が起こる。
【０００７】Ａｌ2 Ｏ3 ＋３Ｃ → ３ＣＯ＋２Ａｌ ２Ａｌ2 Ｏ3 ＋３Ｃ → ３ＣＯ2 ＋４Ａｌ
【０００８】一方、ＢＮやＳｉＣにはＡｌ2 Ｏ3 の時の
ような還元反応は起きていないが、セッター上で成形体
を焼結するするとともに形状を矯正する場合、セッター
を製品の最終形状にならった形状に加工して、この上に
成形体を配置して焼結を行うことが行われているが、材
質がＢＮのセッターの場合は材料の加工性が悪く、セッ
ターとしての所要の寸法精度が得られにくいため現実的
ではない。
ような還元反応は起きていないが、セッター上で成形体
を焼結するするとともに形状を矯正する場合、セッター
を製品の最終形状にならった形状に加工して、この上に
成形体を配置して焼結を行うことが行われているが、材
質がＢＮのセッターの場合は材料の加工性が悪く、セッ
ターとしての所要の寸法精度が得られにくいため現実的
ではない。
【０００９】また、材質がＳｉＣの場合でもＳｉＣは非
常に高価であり、セッターとしてのランニングコストが
高くなるため製品コストが高くなる。そして、ＳｉＣの
焼結温度は１３００℃程度のものが多く、焼結する金属
によっては耐熱性上、使用出来ない場合もあるという問
題があり、セッターとしてＡｌ2 Ｏ3 が主として用いら
れる理由にもなっている。
常に高価であり、セッターとしてのランニングコストが
高くなるため製品コストが高くなる。そして、ＳｉＣの
焼結温度は１３００℃程度のものが多く、焼結する金属
によっては耐熱性上、使用出来ない場合もあるという問
題があり、セッターとしてＡｌ2 Ｏ3 が主として用いら
れる理由にもなっている。
【００１０】よって本発明は前記問題点に鑑みてなされ
たものであり、セッターと焼結炉内装材との間の還元反
応による成形体の汚染がなく、高品質かつ低コストの金
属粉末焼結体の製造方法の提供を目的とする。
たものであり、セッターと焼結炉内装材との間の還元反
応による成形体の汚染がなく、高品質かつ低コストの金
属粉末焼結体の製造方法の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、金属粉末および有機バインダーから成る
コンパウンドを原料とし、これを射出成形する行程と、
成形体を脱脂して脱脂体を得る行程と、内装材がカーボ
ンから成る焼結炉と、焼結用Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）セ
ッターを用いて行う焼結工程からなる金属粉末焼結体の
製造方法において、焼結炉内の内装材の底面に窒化物、
ほう化物もしくは炭化物であり、かつ減圧還元雰囲気の
焼結条件下で分解しないセラミックスを設置し、この上
に焼結用アルミナセッターを乗せ、前記アルミナセッタ
ー上に脱脂体を配置して焼結を行うことを特徴とする。
め、本発明は、金属粉末および有機バインダーから成る
コンパウンドを原料とし、これを射出成形する行程と、
成形体を脱脂して脱脂体を得る行程と、内装材がカーボ
ンから成る焼結炉と、焼結用Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）セ
ッターを用いて行う焼結工程からなる金属粉末焼結体の
製造方法において、焼結炉内の内装材の底面に窒化物、
ほう化物もしくは炭化物であり、かつ減圧還元雰囲気の
焼結条件下で分解しないセラミックスを設置し、この上
に焼結用アルミナセッターを乗せ、前記アルミナセッタ
ー上に脱脂体を配置して焼結を行うことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明の金属粉末焼結体の製造方法によれば、
酸化物ではなく、かつ焼結を行う減圧、還元雰囲気の条
件下で分解等がなく、耐熱性に優れたセラミックスのブ
ロックを内装材内の底面に設置し、このブロックの上に
セッターを設置してセッターが内装材と直接接触しない
ようにして焼結を行うことにより、炉内でセッターの還
元反応が起こらないため、成形体を汚染することがな
い。
酸化物ではなく、かつ焼結を行う減圧、還元雰囲気の条
件下で分解等がなく、耐熱性に優れたセラミックスのブ
ロックを内装材内の底面に設置し、このブロックの上に
セッターを設置してセッターが内装材と直接接触しない
ようにして焼結を行うことにより、炉内でセッターの還
元反応が起こらないため、成形体を汚染することがな
い。
【００１３】なお、この焼結に用いるセッターはカーボ
ン製の内装材と直接に接触していないので、焼結する条
件下で充分に耐え得るだけの蒸気圧を有し、耐熱性の問
題がない限り、酸化物のセラミックス等、いかなるセラ
ミックスでも構わず、セッターの加工性等、その用途に
合わせたものを使用することが可能である。このため、
低コストのセラミックスを使用すればセッターのランニ
ングコストも低減され、製品の低コスト化を図ることが
できる。
ン製の内装材と直接に接触していないので、焼結する条
件下で充分に耐え得るだけの蒸気圧を有し、耐熱性の問
題がない限り、酸化物のセラミックス等、いかなるセラ
ミックスでも構わず、セッターの加工性等、その用途に
合わせたものを使用することが可能である。このため、
低コストのセラミックスを使用すればセッターのランニ
ングコストも低減され、製品の低コスト化を図ることが
できる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。なお各実施例における共通の要旨の重複する説明を
省略する。
る。なお各実施例における共通の要旨の重複する説明を
省略する。
【００１５】
【実施例１】図１は本発明の金属粉末焼結体の製造方法
に用いる焼結炉の断面図を示す。本実施例で用いる焼結
炉は、外ケース６内に材質がカーボンからなる内装材１
が配設され、内装材１の下部には内装材１内を真空に
し、また雰囲気ガスを導入するための通気口７が連設さ
れている。内装材１内部の底面３にはＢＮ１００％（窒
化物セラミックス）のブロック４が配設されて、ブロッ
ク４の上面に純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から成るセッ
ター２が配設されている。そして、セッター２の上面に
焼結されるべき成形体が配置され、焼結が行われるよう
に構成している。
に用いる焼結炉の断面図を示す。本実施例で用いる焼結
炉は、外ケース６内に材質がカーボンからなる内装材１
が配設され、内装材１の下部には内装材１内を真空に
し、また雰囲気ガスを導入するための通気口７が連設さ
れている。内装材１内部の底面３にはＢＮ１００％（窒
化物セラミックス）のブロック４が配設されて、ブロッ
ク４の上面に純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から成るセッ
ター２が配設されている。そして、セッター２の上面に
焼結されるべき成形体が配置され、焼結が行われるよう
に構成している。
【００１６】以下この構成の焼結炉による金属粉末焼結
体の製造方法について説明をする。まず金属粉末の原料
としてＳＵＳ３１６Ｌを用い、これに有機バインダーを
混合したコンパウンドを原材料として射出成形し、所望
の形状の射出成形体を形成した後、これをセッター２上
に配置して所定の脱脂条件にて脱脂を行う。
体の製造方法について説明をする。まず金属粉末の原料
としてＳＵＳ３１６Ｌを用い、これに有機バインダーを
混合したコンパウンドを原材料として射出成形し、所望
の形状の射出成形体を形成した後、これをセッター２上
に配置して所定の脱脂条件にて脱脂を行う。
【００１７】つぎに、内装材１内の温度を１０００℃ま
では真空で、１０００℃以降は１３２０℃まではＡｒ５
Ｔｏｒｒ下で焼結を行った。そして、焼結の終了後に、
焼結体の表面をＥＰＭＡにより元素分析を行いＡｌの検
出を行った結果は、表１に示す通り、焼結体の表面に異
常は発見されなかった。
では真空で、１０００℃以降は１３２０℃まではＡｒ５
Ｔｏｒｒ下で焼結を行った。そして、焼結の終了後に、
焼結体の表面をＥＰＭＡにより元素分析を行いＡｌの検
出を行った結果は、表１に示す通り、焼結体の表面に異
常は発見されなかった。
【００１８】本実施例によれば、カーボンからなる内装
材１内部の底面３と、純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から
成るセッター２との間に材質がＢＮ１００％のブロック
４を配設したことにより、焼結体の表面をＡｌの蒸気で
汚染させることなく焼結することができた。
材１内部の底面３と、純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から
成るセッター２との間に材質がＢＮ１００％のブロック
４を配設したことにより、焼結体の表面をＡｌの蒸気で
汚染させることなく焼結することができた。
【００１９】
【実施例２】本実施例では、実施例１におけるブロック
４の材質に替えてＴｉＢ2（ほう化物セラミックス）の
材質からなるブロック８を用いたことを異にするもので
ある。この構成の焼結炉にて焼結した焼結体の表面を実
施例１と同様に元素分析した結果は、表１に示す通り、
焼結体の表面に異常は発見されなかった。
４の材質に替えてＴｉＢ2（ほう化物セラミックス）の
材質からなるブロック８を用いたことを異にするもので
ある。この構成の焼結炉にて焼結した焼結体の表面を実
施例１と同様に元素分析した結果は、表１に示す通り、
焼結体の表面に異常は発見されなかった。
【００２０】本実施例によれば、カーボンからなる内装
材１内部の底面３と、純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から
成るセッター２との間に材質がＴｉＢ2のブロック８を
配設したことにより、焼結体の表面をＡｌの蒸気で汚染
させることなく焼結することができた。
材１内部の底面３と、純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から
成るセッター２との間に材質がＴｉＢ2のブロック８を
配設したことにより、焼結体の表面をＡｌの蒸気で汚染
させることなく焼結することができた。
【００２１】
【実施例３】本実施例では、実施例１におけるブロック
４の材質に替えてＳｉＣ（炭化物セラミックス）の材質
からなるブロック９を用いたことを異にするものであ
る。この構成の焼結炉にて焼結した焼結体の表面を実施
例１と同様に元素分析した結果は、表１に示す通り、焼
結体の表面に異常は発見されなかった。
４の材質に替えてＳｉＣ（炭化物セラミックス）の材質
からなるブロック９を用いたことを異にするものであ
る。この構成の焼結炉にて焼結した焼結体の表面を実施
例１と同様に元素分析した結果は、表１に示す通り、焼
結体の表面に異常は発見されなかった。
【００２２】本実施例によれば、カーボンからなる内装
材１内部の底面３と、純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から
成るセッター２との間に材質がＳｉＣのブロック９を配
設したことにより、焼結体の表面をＡｌの蒸気で汚染さ
せることなく焼結することができた。
材１内部の底面３と、純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 から
成るセッター２との間に材質がＳｉＣのブロック９を配
設したことにより、焼結体の表面をＡｌの蒸気で汚染さ
せることなく焼結することができた。
【００２３】
【表１】
【００２４】〔比較例〕つぎに実施例１から３における
ブロック４，８，９の材質に替えて、セッター２と同材
質のＡｌ2 Ｏ3 を用いて前記実施例１から３と同条件に
て焼結及び焼結体の表面の実元素分析をした結果、表１
に示す通り、焼結体の表面は黒灰色に変色して金属光沢
を失ったものとなり、表面からアルミニウムの元素が検
出された。
ブロック４，８，９の材質に替えて、セッター２と同材
質のＡｌ2 Ｏ3 を用いて前記実施例１から３と同条件に
て焼結及び焼結体の表面の実元素分析をした結果、表１
に示す通り、焼結体の表面は黒灰色に変色して金属光沢
を失ったものとなり、表面からアルミニウムの元素が検
出された。
【００２５】これは、Ａｌ2 Ｏ3 からなるブロックが内
装材１のカーボンにて還元されて飛散したアルミニウム
が焼結体の表面に付着したためと考えられる。そこで、
本発明の製造方法では、実施例１から３のいずれの場合
も表１のＥＰＭＡでの分析結果に見られるのように、焼
結体の表面に異常は見られず、良好な金属光沢を有して
いた。
装材１のカーボンにて還元されて飛散したアルミニウム
が焼結体の表面に付着したためと考えられる。そこで、
本発明の製造方法では、実施例１から３のいずれの場合
も表１のＥＰＭＡでの分析結果に見られるのように、焼
結体の表面に異常は見られず、良好な金属光沢を有して
いた。
【００２６】
【発明の効果】本発明の金属粉末焼結体の製造方法によ
れば、Ａｌ2 Ｏ3 から成るセッターとカーボンから成る
内装材との間に、窒化物、ほう化物、または炭化物であ
り焼結条件下で分解等の耐熱的に問題が生じないセラミ
ックスを介して、セッターを内装材に接触させないよう
にして焼結することにより、焼結体の表面を変色させな
いようにすることが可能になる。
れば、Ａｌ2 Ｏ3 から成るセッターとカーボンから成る
内装材との間に、窒化物、ほう化物、または炭化物であ
り焼結条件下で分解等の耐熱的に問題が生じないセラミ
ックスを介して、セッターを内装材に接触させないよう
にして焼結することにより、焼結体の表面を変色させな
いようにすることが可能になる。
【００２７】また、ＢＮやＳｉＣの材料はセッターとし
て加工することは加工性が悪いためコストが上昇すると
いう問題があったが、本発明ではこの材料をブロックと
して用いるだけであるのでコストの面では問題とならな
い。これにより、セッターの還元反応による成形体の汚
染がなく、高品質、かつ低コストの金属粉末焼結体を製
造することができる。
て加工することは加工性が悪いためコストが上昇すると
いう問題があったが、本発明ではこの材料をブロックと
して用いるだけであるのでコストの面では問題とならな
い。これにより、セッターの還元反応による成形体の汚
染がなく、高品質、かつ低コストの金属粉末焼結体を製
造することができる。
【図１】本発明の金属粉末焼結体の製造方法に用いる焼
結炉の断面図。
結炉の断面図。
１ 内装材 ２ セッター ３ 底面 ４，８，９ ブロック ５ 成形体 ６ 外ケース ７ 通気口
Claims (1)
- 【請求項１】 金属粉末および有機バインダーから成る
コンパウンドを原料とし、これを射出成形する行程と、
成形体を脱脂して脱脂体を得る行程と、内装材がカーボ
ンから成る焼結炉内にＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）焼結用治
具（以下セッターという）を設置して行う焼結工程から
なる金属粉末焼結体の製造方法において、 焼結炉内の内装材底面に窒化物、ほう化物もしくは炭化
物であり、かつ減圧還元雰囲気の焼結条件下で分解しな
いセラミックスを設置し、前記セラミックスの上に焼結
用アルミナセッターを乗せ、前記アルミナセッター上に
脱脂体を配置して焼結を行うことを特徴とする金属粉末
焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19475994A JPH0841505A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19475994A JPH0841505A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0841505A true JPH0841505A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16329769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19475994A Withdrawn JPH0841505A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0841505A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0884548A3 (en) * | 1997-06-03 | 1999-05-19 | Kanthal Ab | Method for heat treating materials at high temperatures, and a furnace bottom construction for high temperature furnaces |
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| CN114985731A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-02 | 福建省智胜矿业有限公司 | 一种碳化污染的氧化铝承烧板的返烧净化设备 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP19475994A patent/JPH0841505A/ja not_active Withdrawn
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