JPH107467A - 超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加圧処理方法 - Google Patents
超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加圧処理方法Info
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- JPH107467A JPH107467A JP8161293A JP16129396A JPH107467A JP H107467 A JPH107467 A JP H107467A JP 8161293 A JP8161293 A JP 8161293A JP 16129396 A JP16129396 A JP 16129396A JP H107467 A JPH107467 A JP H107467A
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Abstract
安価な超高温で使用可能な超高温用熱間等方加圧処理カ
プセルによる熱間等方加圧処理方法を提供すること。 【解決手段】 粉末原料又は粉末形成体の被処理体を、
炭素鋼又はステンレス鋼で構成された容器内に高融点金
属材を充填した後に収納し、該容器を溶接シールしたカ
プセルを真空吸引して真空密封した後、第１次ＨＩＰ処
理することにより、被処理体の周囲を高融点金属層で覆
った後、該カプセルを除去し、引続き高融点金属層で真
空密封されている被処理体を第２次ＨＩＰ処理すること
を特徴とする超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる
熱間等方加圧処理方法。
Description
な超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加
圧処理方法に関するものである。
いられるカプセルの作製方法として、特開平６−３４５
５４５号公報に知られるように、セラミックスを主成分
とする粉末原料又は粉末成形体等の被処理体を、３０〜
３００μｍの厚さのタンタル箔内に収納する第１工程
と、前記被処理体を前記タンタル箔内に、前記タンタル
箔を接合することで封入し、カプセルを作製する第２工
程とからなり、この接合は、モリブデン及びタングステ
ンの少なくともいずれか一方を９０％以上含有する金属
材料で構成される電極を用いたシーム溶接手段により拡
散接合を行う熱間等方加圧処理用カプセルの製作方法が
開示されている。
処理工程を図２に示す。すなわち、図２は従来のカプセ
ルによる熱間等方加圧処理方法を説明するための工程図
である。この図２（ａ）に示すように、第１工程とし
て、タンタルよりなる箔２を、例えばセラミックスを主
体とする粉末原料又は粉末成形体等の被処理体１を３０
〜３００μｍの厚さのタンタルよりなる箔２内に充填す
るために、タンタル箔を溶接シール３を行った箱状体よ
るなるカプセル４を形成する。
ように、シーム溶接手段等により接合された箱状体のカ
プセル４に被処理体１を収納し、箱状体のカプセル４の
上部を溶接シール３を行って完全密封する。その後箱状
体内を脱気管５より真空脱気する。完全に真空脱気を行
った後は、図２（ｃ）に示すように、脱気管５を圧着し
て真空封入する。真空封入した後は、図２（ｄ）に示す
ように高温下で高圧のガス圧力を作用させて被処理体１
を高密度焼結する。これがＨＩＰ処理法と言われ、例え
ば、１０００〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 といった大きな
圧力を作用させることが可能である。このＨＩＰ処理法
によって一次焼結体である被処理体１中の残留気孔６を
消滅させ、被処理体１の箱状体のタンタル箔より構成さ
れるカプセル４を機械加工によって図２（ｅ）に示すよ
うに除去して完全緻密な焼結体１０として製品化する。
る、真空脱気工程において溶接シールを行う場合又は真
空封入工程において、脱気管５がタンタル等の高融点材
で製造される場合には高融点材であることと、酸化し易
い材料であることから、溶接シール及び圧着作業が極め
て困難であると言う問題がある。しかもタンタル等は高
価な高融点稀少金属であり、大型製品を得るためには製
造加工作業の困難なこととコスト高となる等の問題があ
る。
題を解消するために鋭意開発を進めた結果、高融点金属
を用いたカプセル組立を行わず、しかも、極めて安価に
して被処理体を充填封入することを可能とした超高温用
熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加圧処理方法
を提供するものである。その発明の要旨とするところ
は、 （１）粉末原料又は粉末成形体の被処理体を、炭素鋼又
はステンレス鋼で構成された容器内に高融点金属材を充
填した後収納し、該容器を溶接シールしたカプセルを真
空吸引して真空密封した後、第１次ＨＩＰ処理すること
により、被処理体の周囲を高融点金属材で覆った後、該
カプセルを除去し、引続き高融点金属材で真空密封され
ている被処理体を第２次ＨＩＰ処理することを特徴とす
る超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加
圧処理方法。
を、炭素鋼又はステンレス鋼で構成された容器内に高融
点金属材を充填した後に収納し、該容器を溶接シールし
たカプセルを真空吸引して真空密封した後、第１次ＨＩ
Ｐ処理することにより、被処理体の周囲を高融点金属層
で覆った後、該カプセルを除去し、次いで該高融点金属
層の表面を酸化・窒化させ、該高融点金属層表面に酸化
・窒化層を形成させた被処理体を第２次ＨＩＰ処理する
ことを特徴とする超高温用熱間等方加圧処理カプセルに
よる熱間等方加圧処理方法にある。
て詳細に説明する。図１は本発明に係るカプセルによる
熱間等方加圧処理方法を説明するための工程図である。
この図１（ａ）に示すように、炭素鋼やステンレス鋼よ
りなる薄板７に溶接シール３を行って、約３〜５ｍｍの
炭素鋼やステンレス鋼の薄板７より成る箱状体のカプセ
ル４を形成する。このカプセル４内に、Ｃｒ，Ｍｏ等か
らなる高融点金属粉８を充填すると共に、Ａｌ2 Ｏ3 ，
ＷＣ−Ｃｏ，Ｗなどからなる焼結原料である被処理体１
を図１（ｂ）に示すように収納させる。収納させた後
は、従来法と同様に炭素鋼やステンレス鋼よりなる薄板
７の上部を溶接シールした後に真空脱気を行い、真空に
した後に図１（ｃ）に示すように真空封入を行う。この
場合、溶接シール３や脱気管５が炭素鋼やステンレス鋼
より構成されていることから、従来のタンタル等の高融
点金属に比べて溶接シールや圧着が極めて容易に行うこ
とが出来る。
ＨＩＰ処理による、例えば、温度１４００℃、圧力１５
００ｋｇｆ／ｃｍ2 なる条件で、約２時間の処理を行っ
た後、外周カプセル材である炭素鋼やステンレス鋼を機
械加工によって除去して図１（ｅ）に示すような、被処
理体１と高融点金属層９からなる一体製品とする。この
場合、炭素鋼やステンレス鋼より構成されたカプセルと
被処理体間に高融点金属粉８を入れてＨＩＰ処理するこ
とにより、被処理体１の周囲を相対密度９５％以上の高
融点金属層９で覆うことが出来る。従って、その後炭素
鋼やステンレス鋼より構成されるカプセルを除去した後
も被処理体１は高融点金属層９で真空密閉された状態と
なり、その状態で１４００℃以上での第２次ＨＩＰ処理
することが出来るため極めて優れた焼結体１０を得るこ
とが出来る。
ルの原料として平均粒径２５０μｍ以下の高融点金属粉
末を用いた。粉末を用いたのはカプセル形状に影響をう
けず取扱いが容易なためである。また、平均粒径２５０
μｍ以下の粉末を用いたのは焼結性を考慮したためであ
る。粉末を使用した場合、表１に示すように、相対密度
９５％以上の素材を得ることにより第２次ＨＩＰ用カプ
セルとしての機能を確保でき、高融点金属層カプセルの
融点以下での超高温カプセリングＨＩＰ処理が可能とな
る。勿論、高融点金属層カプセルの原料としての板等の
バルク素材、あるいは平均粒径２５０μｍ以上の粉末を
使用しても本発明の具現化には何等支障はない。
ＩＰ処理を行う場合、一般的にグラファイトヒーターを
使用する関係から、この際加圧ガスとしてはＡｒ，Ｎ2
等不活性ガスを使用するものであるが、グラファイトの
一部が粉粒化し、カプセル表面に付着する場合が生じ
る。この場合高融点金属層表面に付着したグラファイト
（カーボン）が反応して高融点金属層よりなるカプセル
の融点を低下させることがある。特に、高融点金属材が
Ｃｒ金属の場合にはクロム炭化物を生じ、高融点金属の
融点を下げ１５００℃以下で溶融する。従って、高融点
金属材がＣｒ金属の場合にはこれを防止する必要があ
り、そのために高融点金属層表面を酸化、窒化させて高
融点金属層表面に酸化層、あるいは窒化層を形成させて
安定化することにより、カーボンの拡散を防止し、融点
低下を防ぐことが出来る。
がＣｒ金属の場合には、高融点金属層で覆われた被処理
体の表面を酸化することにより高融点金属層表面に酸化
層を形成させて、その表面の安定化を図るために、図１
（ｆ）に示すように、大気中で温度８００℃、約３時間
の加熱処理を行い、高融点金属層９の表面に酸化膜であ
るＣｒ2 Ｏ3 層１１を形成させ、高融点金属層表面の安
定化を図った後、例えば１６００℃、１５００ｋｇｆ／
ｃｍ2 、約２時間の処理条件で第２次ＨＩＰ処理を行う
と、完全に真空封入が保持された状態で容易に被処理体
１内の気泡６の消滅が可能となり、その後に高融点金属
層よりなるカプセルを機械加工により除去して高密度の
焼結体１０の製品を得ることが出来た。このように、高
融点金属材を用いて１４００℃以下の第１次ＨＩＰ処理
条件で相対密度９５％以上に焼結された高融点金属層を
用いたカプセルによって真空封入された被処理材が容易
に製造され、安定した第２次ＨＩＰ処理が行われ、極め
て優れた高密度の焼結体１０を得ることが出来るもので
ある。
タル等高価な高融点稀少金属を使用することなく、しか
もタンタル等の高融点金属を用いた溶接によるカプセル
組立を行わず、安価なカプセルを使用して容易に被処理
体を高融点金属内に真空封入が可能となり、作業的にも
容易でかつ安価な高密度焼結体を製造できる等、工業的
に極めて優れた効果を奏するものである。
方法を説明するための工程図である。
説明するための工程図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 粉末原料又は粉末成形体の被処理体を、
炭素鋼又はステンレス鋼で構成された容器内に高融点金
属材を充填した後に収納し、該容器を溶接シールしたカ
プセルを真空吸引して真空密封した後、第１次ＨＩＰ処
理することにより、被処理体の周囲を高融点金属層で覆
った後、該カプセルを除去し、引続き高融点金属層で真
空密封されている被処理体を第２次ＨＩＰ処理すること
を特徴とする超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる
熱間等方加圧処理方法。 - 【請求項２】 粉末原料又は粉末成形体の被処理体を、
炭素鋼又はステンレス鋼で構成された容器内に高融点金
属材を充填した後に収納し、該容器を溶接シールしたカ
プセルを真空吸引して真空密封した後、第１次ＨＩＰ処
理することにより、被処理体の周囲を高融点金属層で覆
った後、該カプセルを除去し、次いで該高融点金属層の
表面を酸化・窒化させ、該高融点金属層表面に酸化・窒
化層を形成させた被処理体を第２次ＨＩＰ処理すること
を特徴とする超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる
熱間等方加圧処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16129396A JP3600691B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加圧処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16129396A JP3600691B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加圧処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH107467A true JPH107467A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3600691B2 JP3600691B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=15732363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16129396A Expired - Lifetime JP3600691B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 超高温用熱間等方加圧処理カプセルによる熱間等方加圧処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3600691B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005144510A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Japan Atom Energy Res Inst | 高融点異種金属材の高温等方加圧接合法 |
| KR100810436B1 (ko) | 2007-10-23 | 2008-03-04 | 이명배 | Ｈｉｐ 공법을 이용한 연료 분사 노즐용 소재의 제조방법 |
| GB2577788A (en) * | 2018-08-07 | 2020-04-08 | Bae Systems Plc | Hot isostatic pressing consolidation of powder derived parts |
| CN114433842A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-06 | 宁波江丰热等静压技术有限公司 | 一种热等静压用包套 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16129396A patent/JP3600691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005144510A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Japan Atom Energy Res Inst | 高融点異種金属材の高温等方加圧接合法 |
| KR100810436B1 (ko) | 2007-10-23 | 2008-03-04 | 이명배 | Ｈｉｐ 공법을 이용한 연료 분사 노즐용 소재의 제조방법 |
| GB2577788A (en) * | 2018-08-07 | 2020-04-08 | Bae Systems Plc | Hot isostatic pressing consolidation of powder derived parts |
| GB2577788B (en) * | 2018-08-07 | 2021-09-29 | Bae Systems Plc | Hot isostatic pressing consolidation of powder derived parts |
| US11638956B2 (en) | 2018-08-07 | 2023-05-02 | Bae Systems Plc | Hot isostatic pressing consolidation of powder derived parts |
| CN114433842A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-06 | 宁波江丰热等静压技术有限公司 | 一种热等静压用包套 |
| CN114433842B (zh) * | 2022-03-03 | 2024-05-28 | 宁波江丰热等静压技术有限公司 | 一种热等静压用包套 |
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|---|---|
| JP3600691B2 (ja) | 2004-12-15 |
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