JPS5893802A - 難加工性合金線材の製造方法 - Google Patents
難加工性合金線材の製造方法Info
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- JPS5893802A JPS5893802A JP19250581A JP19250581A JPS5893802A JP S5893802 A JPS5893802 A JP S5893802A JP 19250581 A JP19250581 A JP 19250581A JP 19250581 A JP19250581 A JP 19250581A JP S5893802 A JPS5893802 A JP S5893802A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、粉末冶金法によって超塑性を有する素材を予
備成形した後、超塑性加工を行うことによって、難加工
性合金線材を製造方法を供するものである。
備成形した後、超塑性加工を行うことによって、難加工
性合金線材を製造方法を供するものである。
超塑性加工は、素材が超塑性を有する条件下で塑性加工
し、極めて変形率の大きな、しかも複雑な形状を得る方
法である。超塑性は、1)小さい力で加工できる。その
ため真空成形やガス圧成形が可能である。2)伸びが大
きいので複雑な形状ができ、加工費が節約できる。 8
)冷間加工のように残留応力を内蔵していないので耐食
性や寸法精度が安定している。 4)加工の表面状態が
よい。
し、極めて変形率の大きな、しかも複雑な形状を得る方
法である。超塑性は、1)小さい力で加工できる。その
ため真空成形やガス圧成形が可能である。2)伸びが大
きいので複雑な形状ができ、加工費が節約できる。 8
)冷間加工のように残留応力を内蔵していないので耐食
性や寸法精度が安定している。 4)加工の表面状態が
よい。
などの特徴がある。一般に超塑性には微細結晶粒超塑性
、変態超塑性と変態誘起塑性があり、本発明で利用する
超塑性は、微細結晶粒超塑性1である。
、変態超塑性と変態誘起塑性があり、本発明で利用する
超塑性は、微細結晶粒超塑性1である。
この超塑性は芦りの2つに比較して材料1組成の制約が
少く、又加工温度範囲も広い長所を有している。従来、
溶解鋳造法において合金の結晶粒を微細化する方法とし
ては、単相の時は強冷間加工と再結晶を利用し、2相混
合組織の時は共析・共晶反応や加工熱処理などを利用し
ていた。
少く、又加工温度範囲も広い長所を有している。従来、
溶解鋳造法において合金の結晶粒を微細化する方法とし
ては、単相の時は強冷間加工と再結晶を利用し、2相混
合組織の時は共析・共晶反応や加工熱処理などを利用し
ていた。
しかし乍ら、溶解鋳造法ではこの様な超塑性を誘起し得
る5μm以下の微細結晶粒を得ることが極めて困難であ
った。
る5μm以下の微細結晶粒を得ることが極めて困難であ
った。
一方、粉末冶金法によって微細結晶粒を得る試みもなさ
れたが、従来の方法では、まづ、結晶粒が5μm以下の
粉末粒子を作ること自体が難いことであった。しかし近
年、超急冷凝固技術の発達により、従来のアトマイズ技
術ではせいぜい10’’C/sec であった冷却速
度が106°C/secにまで高められ、著しく結晶粒
の微細な粉末又は、非晶質の粉末が容易に得られる様に
なった。非晶質の粉末は本質的に結晶粒を有していない
が、これを適切な温度域で加熱してやると、結晶化がは
じまり、著しく微細な結晶粒を有する結晶質の粉末が得
られることも分ってきた゛。本発明ではこのような最近
に公知となった技術をもとtで、新しい難加工性合金線
材の製造方法を発明した。
れたが、従来の方法では、まづ、結晶粒が5μm以下の
粉末粒子を作ること自体が難いことであった。しかし近
年、超急冷凝固技術の発達により、従来のアトマイズ技
術ではせいぜい10’’C/sec であった冷却速
度が106°C/secにまで高められ、著しく結晶粒
の微細な粉末又は、非晶質の粉末が容易に得られる様に
なった。非晶質の粉末は本質的に結晶粒を有していない
が、これを適切な温度域で加熱してやると、結晶化がは
じまり、著しく微細な結晶粒を有する結晶質の粉末が得
られることも分ってきた゛。本発明ではこのような最近
に公知となった技術をもとtで、新しい難加工性合金線
材の製造方法を発明した。
5μm以下の微細結晶粒を有する粉末も、従来の方法で
プレス、焼結あるいはHI P (Hot l5os−
tatic Pressing) 処理を施したので
は結晶粒は再結晶によって粗大化するだけで意味がなく
なってしまう。従って再結晶化が生じる温度以下或いは
再結晶化しても結晶粒が5μm以上に成長しない条件で
焼結又は塑性加工を行わねばならないが一般に再結晶温
度以下、又は再結晶温度以上でも結晶粒径が5μ以上に
成長しない温度では焼結の駆動力である自己拡散は遅く
、常圧下で焼結することは困難である。又HIPを結晶
粒糸5μm以上に成長しない条件で行っても、拡散流動
(CableクリープやNabarroクリープ)は殆
ど生じず、従って焼結による緻密化ばほとんどおこらな
い。このように従来の恒温焼結(拡散焼結メカニズム)
のみによっては5μm以下の結晶粒を有する微細結晶組
織を得ることが著しく困難であった。
プレス、焼結あるいはHI P (Hot l5os−
tatic Pressing) 処理を施したので
は結晶粒は再結晶によって粗大化するだけで意味がなく
なってしまう。従って再結晶化が生じる温度以下或いは
再結晶化しても結晶粒が5μm以上に成長しない条件で
焼結又は塑性加工を行わねばならないが一般に再結晶温
度以下、又は再結晶温度以上でも結晶粒径が5μ以上に
成長しない温度では焼結の駆動力である自己拡散は遅く
、常圧下で焼結することは困難である。又HIPを結晶
粒糸5μm以上に成長しない条件で行っても、拡散流動
(CableクリープやNabarroクリープ)は殆
ど生じず、従って焼結による緻密化ばほとんどおこらな
い。このように従来の恒温焼結(拡散焼結メカニズム)
のみによっては5μm以下の結晶粒を有する微細結晶組
織を得ることが著しく困難であった。
本発明は、焼結方法として、極めて短時間の、はとんど
瞬間的なエネルギーの付加によって焼結する方法、およ
び前処理をして低温で熱間静水圧加工する方法が、微細
結晶粒合金の製造に適していることを見いだしたもので
ある。
瞬間的なエネルギーの付加によって焼結する方法、およ
び前処理をして低温で熱間静水圧加工する方法が、微細
結晶粒合金の製造に適していることを見いだしたもので
ある。
第1の方法は、特許請求の範囲第2項記載の、動的成形
法である。この方法はチでに知られている爆発成形と同
心原理に基いている。即ち、衝撃波を発生させ、これを
粉末成形体に作用させることによって、高い応力下での
転位すべりによる塑性変形と、粉末粒子相互の変位時の
摩擦によって発生する摩擦熱エネルギーによって、粒子
界面が一種の融着を発生する。この結果、粉末は空孔の
極めて少ない、しかも粒子間が原子的に完全に結合した
成形体(素材)が得られる。しかもこの素材は、焼結時
に温度がせいぜい500℃程庫しか上らないので結晶粒
は再結晶化せず、極めて微細なものが得られる。
法である。この方法はチでに知られている爆発成形と同
心原理に基いている。即ち、衝撃波を発生させ、これを
粉末成形体に作用させることによって、高い応力下での
転位すべりによる塑性変形と、粉末粒子相互の変位時の
摩擦によって発生する摩擦熱エネルギーによって、粒子
界面が一種の融着を発生する。この結果、粉末は空孔の
極めて少ない、しかも粒子間が原子的に完全に結合した
成形体(素材)が得られる。しかもこの素材は、焼結時
に温度がせいぜい500℃程庫しか上らないので結晶粒
は再結晶化せず、極めて微細なものが得られる。
第2の方法は、特許請求の範囲第3項記載の瞬時通電焼
結方法である、この方法もすでに公知のものであるが、
本発明は、特にこの通電時間を短(し、やはり焼結体の
温度上昇を500 ℃どまりとした点が特徴である。粉
末体に高電流を流すこ、とにより、固有抵抗の大きい粒
子界面でのジュール熱が粒子界面の融着を促す。この結
果、成形体は第一の方法と同様に微細結晶組織が得られ
る。
結方法である、この方法もすでに公知のものであるが、
本発明は、特にこの通電時間を短(し、やはり焼結体の
温度上昇を500 ℃どまりとした点が特徴である。粉
末体に高電流を流すこ、とにより、固有抵抗の大きい粒
子界面でのジュール熱が粒子界面の融着を促す。この結
果、成形体は第一の方法と同様に微細結晶組織が得られ
る。
第3の方法は特許請求の範囲第4項記載の熱間静水圧加
工法である。この方法もすでに公知のものであるが、本
発明は熱間静水圧加工する前に、粉末処理と冷間静水圧
加工をほどこすことにより熱間静水圧加工温度を低くと
ることによって結晶粒径が5μm以上成長しないうちに
緻密化する点が特徴である。この結果、微細結晶組織の
素材が得られる。
工法である。この方法もすでに公知のものであるが、本
発明は熱間静水圧加工する前に、粉末処理と冷間静水圧
加工をほどこすことにより熱間静水圧加工温度を低くと
ることによって結晶粒径が5μm以上成長しないうちに
緻密化する点が特徴である。この結果、微細結晶組織の
素材が得られる。
このようにして得られた微細結晶粒合金素材を加熱用誘
導コイルを用いて加工する部分を超塑性発現温度にし、
一定歪速度の範囲内で引張り、適切な速度で誘導コイル
を移動させて伸線加工することによって従来の方法では
できなかった難加工性合金を線材にすることができるよ
うになった。
導コイルを用いて加工する部分を超塑性発現温度にし、
一定歪速度の範囲内で引張り、適切な速度で誘導コイル
を移動させて伸線加工することによって従来の方法では
できなかった難加工性合金を線材にすることができるよ
うになった。
以上述べん如く、本発明は、超急冷方法等によって得ら
れる非晶質又は、微細結晶粒粉末を原料として、結晶粒
径が5μm以上に成長しない条件において焼結かつ塑性
加工し、且つ素材を超塑性加工領域において伸線加工す
ることを特徴とするものであり、特に結晶粒を微細化し
、加工速度を上げなからTi合金、W−Re合金、 C
o、 Ni、 Fe基のスパーアロイ等の伸線加工方法
として適している。
れる非晶質又は、微細結晶粒粉末を原料として、結晶粒
径が5μm以上に成長しない条件において焼結かつ塑性
加工し、且つ素材を超塑性加工領域において伸線加工す
ることを特徴とするものであり、特に結晶粒を微細化し
、加工速度を上げなからTi合金、W−Re合金、 C
o、 Ni、 Fe基のスパーアロイ等の伸線加工方法
として適している。
実施例1゜
超急冷凝固法によって得た、結晶粒が1μm以下のTi
−6At−4V合金粉末を内径20mmの金型内に装入
し、ガスジェットを用いた衝撃波を加え約5 GPa/
c♂の圧力で動的成形を行った。得られた成形体は高さ
約100 Delで外径約20111111の棒である
。
−6At−4V合金粉末を内径20mmの金型内に装入
し、ガスジェットを用いた衝撃波を加え約5 GPa/
c♂の圧力で動的成形を行った。得られた成形体は高さ
約100 Delで外径約20111111の棒である
。
この素材から長さ80IIIII+、直径7閣の丸棒を
削り出した。800〜850℃において、歪速度が約6
〜8X10 S で超塑性伸線加工を行った。伸
びは約300%に達し、超塑性伸線が可能であることが
確められた。
削り出した。800〜850℃において、歪速度が約6
〜8X10 S で超塑性伸線加工を行った。伸
びは約300%に達し、超塑性伸線が可能であることが
確められた。
実施例2゜
超急冷凝固法によって得た、結晶粒が2.2μm以下の
Astroloy スーパーアロイ粉末を、長さ50
mm、内径6Mの金型内に充てんした後10 MPV印
の圧力で加圧しながら、約1000OA の交流電流を
100カウント流した。得られた素材の表面を加工して
引張試験片を作成し、温度880〜1020℃において
歪速度10−〜10 S で超塑性伸線加工を行っ
た。伸びは800チを示し、超塑性伸線が十分可能であ
ることを示した。
Astroloy スーパーアロイ粉末を、長さ50
mm、内径6Mの金型内に充てんした後10 MPV印
の圧力で加圧しながら、約1000OA の交流電流を
100カウント流した。得られた素材の表面を加工して
引張試験片を作成し、温度880〜1020℃において
歪速度10−〜10 S で超塑性伸線加工を行っ
た。伸びは800チを示し、超塑性伸線が十分可能であ
ることを示した。
実施例8゜
超急冷凝固法によって得た、結晶粒が1.6μm以下の
lN100 スーパーアロイ粉末をアトライター処理
5Hした後、冷間静水圧加工で約40001%/an2
の圧力で加圧したのち、温度1010℃圧力1200藍
ら2の条件で熱間静水圧加工した。得られた素材から外
径5mm長さ50mmの丸棒を削り出し、温度950〜
1020°Cにおいて歪速度10 〜10 Sで超塑
性伸線加工を行った。伸びは約850%を示し、超塑性
伸線が十分可能であることを示した。
lN100 スーパーアロイ粉末をアトライター処理
5Hした後、冷間静水圧加工で約40001%/an2
の圧力で加圧したのち、温度1010℃圧力1200藍
ら2の条件で熱間静水圧加工した。得られた素材から外
径5mm長さ50mmの丸棒を削り出し、温度950〜
1020°Cにおいて歪速度10 〜10 Sで超塑
性伸線加工を行った。伸びは約850%を示し、超塑性
伸線が十分可能であることを示した。
Claims (4)
- (1)非晶質又は結晶粒径が5Ixn以下の多結晶粉末
又は、粉末粒径が5μm以下の単結晶性粉末を該粉末の
結晶粒径が5μmi上に成長しない条件において、焼結
又は塑性加工をして空孔率が596以下の素材を作成し
、該素材の超塑性加工領域において伸線加工を行うこと
を特徴とする難加工性合金線材の製造方法。 - (2)粉末体に金型中で冷間で、高エネルギーの衝撃波
を加え、冷間焼結することによって素材を作成すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の難加工性合金
線材の製造方法。 - (3)粉末体に交流電流を瞬時通電し、常温で焼結する
ことによって素材を作成することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の難加工性合金線材の製造方法。 - (4)粉末体を熱間静水圧加工することによって素材を
作成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
難加工性合金線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19250581A JPS5893802A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 難加工性合金線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19250581A JPS5893802A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 難加工性合金線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893802A true JPS5893802A (ja) | 1983-06-03 |
Family
ID=16292406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19250581A Pending JPS5893802A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 難加工性合金線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5893802A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62156203A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-07-11 | ロベルト ツアツプ ヴエルクシユトツフテクニ−ク ゲ−エムベ−ハ− ウント コムパニ− カ−ゲ− | 工具製造方法 |
| JPS63240939A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Tokieda Naomitsu | 多結晶体の結晶方位再配列方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51130605A (en) * | 1975-04-28 | 1976-11-13 | Bbc Brown Boveri & Cie | Process for production by powder metallurgy of superalloy product having coarsely granular texture |
| JPS5250908A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-23 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method of producing parts of heattresisting alloy by powder metallurgy |
| JPS53146920A (en) * | 1977-04-04 | 1978-12-21 | Crucible Inc | Method of making perfectly compact product formed by nickellbase superalloy |
| JPS5625942A (en) * | 1979-07-09 | 1981-03-12 | Inst Seratsuku Sa | Manufacture of large body from powder particle in equilibrium state |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19250581A patent/JPS5893802A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS51130605A (en) * | 1975-04-28 | 1976-11-13 | Bbc Brown Boveri & Cie | Process for production by powder metallurgy of superalloy product having coarsely granular texture |
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| JPS63240939A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Tokieda Naomitsu | 多結晶体の結晶方位再配列方法 |
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