JPS5964701A

JPS5964701A - 高温ラバ−プレス法

Info

Publication number: JPS5964701A
Application number: JP57174758A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kitagawa; 北川　一男
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1982-10-04
Filing date: 1982-10-04
Publication date: 1984-04-12
Also published as: JPS6340845B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、粉末材料の加圧焼結、鋳造品及び焼結晶の内
部欠陥除去、拡散接合等のための高温ヲパープレス法に
関する。

粉末材ζ１の加圧焼結、鋳造品及び焼結晶の内部欠陥除
去、拡散接合等のだめのＪＪｎ１圧法として、熱間静水
圧加工法が知られている。

現在、工業的に使用されている熱間静水圧加工法は、ア
ルゴン、窒素等の不活性ガス或いは空気が圧媒として使
用されており、これらガス圧媒は１０００〜２０００ｋ
ｇｆ／ｄにも達するガス圧力下で、被処理体を数百〜２
０００℃もの高温にして圧縮処理するものであシ、ガス
圧をもちいるため被処理体が大形あるいは異形であると
を問わず、内部まで均一に圧縮され、高温であることと
あいまって、真密度化にきわめて有効である。

ところで、斯る加圧法は、加圧、減圧、高圧容器の内部
に設置されているヒータによる加熱、降温を行ない、ガ
ス圧媒を高圧容器から完全に回収してから被処理体を取
出すようにしており、サイクルタイムに長時間、例えば
、１ザイクルで７蓋８時間も要し、非常に生産性が劣っ
ていた。

□　　サイクルタイムの短縮を図るため、被処理体の加
熱、降温を高圧容器外で行ない、高圧容器では加圧、減
圧及びイｌ（給したガス圧媒の月温のみを行なう方式が
試みられている。

しかしながら、これでもサイクルタイムは約１時間はど
必要となっている。

そのため、理論的にはガス圧媒のための圧縮機容量を大
きくするとか、その台数を増やすことが推考される。

しかし、現実には市販されている高圧の圧縮機は容置に
限度があり、また、台数増加についても本体機器とのバ
ランス上、極端に数を増やすことは合理的ではない。

サイクルタイムを極端に短縮して生産性をあげるため、
粉末を圧媒として使用し、通常のプレス圧縮により粉末
圧媒を加圧し、粉末を介して被処理体を加圧する方法１
．が例えば特開昭５５−１２０４９９号公報で提案され
ている。

この従来例は、被処理体は予熱炉であらかじめ加熱する
ものであるが、粉末ＩＨＪの摩擦、高圧容器と粉末間の
摩擦のため圧媒に圧力分布の不均衡が起り、被処理体を
等方的に加圧圧縮することが困ｆ、ｆ４である。

そこで木発明は、圧媒として粉末を使用し、高圧容器の
内側面にゴム型を配置した通常の乾式ラバー　７”レス
を用いたにも拘らず、サイクルタイムの短縮と被処理体
の均等な加圧圧縮を可能としたものであり、従って、本
発明では高圧容器の内側面にゴム型を配置し、前記高圧
容器とゴム型との間に液体の圧力媒体を供給してゴム型
内の被処理体を等方的に加圧するいわゆるヲパーブレス
法であって、予じめ外部で加熱された被処理体が高圧容
器内で断熱利からなるコツプ状物体で囲続されており、
該囲続状態でゴム型内に粉末の圧力媒体を供給し、その
後、前記コツプ状物体をゴム型外へ取出し、次いで、高
圧容器を密封した状態で、高圧容器とゴム型とのＩ１４
］に液体の圧力媒体を供給して被処理体をゴム型並びに
粉末の圧力媒体を介して等方的に加圧するように′した
ことを特徴とする。

以下、図面を参照して木発明の実施例ｋｎη述する。

第１図は、木発明に直接使用する所謂乾式ラバーブレス
であυ、加圧圧縮中を示しておシ、図中、（１）はプレ
スフレーム、で、その内部に方形の空間が形成されてい
る。

プレスフレーム（１）は図外蝶番ｔ１ｑ造によ！ｌｌ縦
軸回りに旋回自在であり、該旋回運動を介して高圧容器
（２）がプレスフレーム（１）の空間内に相対的に出入
自在とされている。

高圧容器（２）は円筒形で、その頂部側にはトップクロ
ーザ（３）が、下部側にはボトムクローザ（４）がそれ
ぞれ装着され、トップクローザ（３）及びボトムクロー
ザ（４）はプレスフレーム（１）の上下内端面（ＩＡＸ
ＩＢ）にそれぞれ接当可能とされている。

トップクローザ（３）は高圧容器（２）に挿嵌されボル
ト（５）で締結された筒形の外プラグ（６）と、核外プ
ラグ（６）に挿抜自在に挿支された内プラグ（７）とか
らなる。

ボトムクローザ（４）ｔま高圧容器（２）に挿嵌されボ
ルト（８）で締結された筒形め外プラグ（９）と、核外
プラグ（９）に挿抜自在に挿支された内プラグ００とか
らなる。

高圧容器（２）の内周面には円筒形のサポートｉｌｌ力
（挿嵌され、該サボー）　［１１１の上下端周縁が容器
内面にそれぞれ本例では溶接にて固着され、更に、該サ
ポートｉＩ］）には多数の通孔０２が径方向に開Ｎ’に
さｈている。

一す゛ボートＩＩＪＩの内周面には薄手のゴム型（１９
を介して厚手のゴム型α４）が周設され、ここに、高圧
容器（２）の内側面にゴム型０３α４）が配置されてい
る。

更に、高圧容器（２）には液体よりなる圧力媒体の出入
口０９が形成され、水側では容器（２）下部側周壁に形
成され、径方向の通路ａＧを介して前記通孔Ｏ２のそれ
ぞれと連通されている。

更に、第１図において、（１７１は被処理体であり、ア
ルミナ等からなるサボー）　（１８１を介して加圧室内
においてボトムクローザ（４）の内プラグ（１（ｊ上に
載ＩＮされている。

又、第１図において、昨はアルミナ粉末、ＢＮ粉末等よ
シなる圧力媒体、［２０１はゴム板で、トップクローザ
（３）の内プラグ（７）に装着されている。

而して、本発明においては、被処理体［１７１を例えば
外部のエレマ炉管・によって予じめ例えば１０００℃程
度に加熱してからゴム型Ｑ３（＋４１の内側に挿入する
が、そのさい、ゴム型（１，１（＋４１の熱焼損を防止
する見地から、第２図に示す断熱材からなるコツプ状物
体（２１）によって被処理体Ｌ１７１を囲続した状態で
高圧容器（２）のゴム型（１３（１４１の内側に挿入さ
れる。

即ち、本実施例では頂部中央に保合部（２１Ａ）を有す
るコツプ状物体［２１＋で、予じめ外部で加熱された被
処理体［１７１をボトムクローザ（３）の内プラグ００
上で囲続させ、この状態で高圧容器（２）の下方から挿
入され、挿入後にあっては昇降自在な引上げロッド（２
２１の下端を前記保合部（２１Ａ）に連結する。

他の実施例として、引上げロッドのを付設したコツプ状
物体Ｉ２１）を高圧容器（２）内で待機させておくか、
下方に突出させておき、待機させたときは被処理体（１
７１を載置した内プラグＱｄを下方よシ高圧容器（２）
内に挿入し、被処理体［１７１を待機中のコツプ状物体
１２１１内に挿入して該物体１２１１で囲続する。

又、コツプ状物体（２１）を下方へ突出させたときはこ
の物体Ｃ７１１内に被処理体＋１７１を挿入し、コツプ
状物体（２１１と内プラグαＯを同調して上列させ、高
圧容器（２）内に挿入する。

いすわの実施例によっても、要するに、高圧容器（２）
内において被処理体（１７１は断熱利よすなるコツプ状
物体ｔ２１＋で囲続されている。

但し、図示の本実施例の方が、高さ方向に関してコンパ
クトに設備（引上げロッドの関係から）を構成でき、取
扱いも有利となる。

高圧容器（２）内でコツプ状物体（２１）で被処理体口
ηが囲続された状態において、第２図に示す粉末フィー
ダｃ！３）からアルミナ、ＢＮ等の粉末の圧カ媒体旧を
高圧容器（２１の中に供給する。

この工程中、ゴム型０３α４）は断熱材からなるコツプ
状物体（２１）によって熱しゃへいされている。

圧力媒体＋１９１の供給がある程度まで進行してから、
引上げロッドのを介してコツプ状物体（２１）を徐々に
引上げると、圧力媒体［１９１は下部から充填されてゆ
き、粉末供給を続行しておくと第８図のように圧力媒体
１１９）ｔよ充填されることになる。

この工程では被処理体［１７１はコツプ状物体Ｉ２１）
又は圧力媒体＋ＨＩｌで熱しゃへいされ、ゴム型Ｑ、Ｉ
　Ｑ４１が被処理物Ｌ１７１の熱にさらされることがな
い。

特に、圧力ｔｌＩＬ体［１！Ｉｔとしてアルミナを使用
したときは断熱効果は大である。

なお、圧力媒体［１！１１が不足しているときには、フ
ィーダ（２３１によって補給される。

圧力媒体ｌ！１の充填とコツプ状物体ののゴム型０３□
　　αａ外への取出しの後、トップクローザ（３）の内
プラグ（７）を挿嵌させしめ、高圧容器（２）の上下に
プレスフレーム（１）の上下内端面（ＩＡ）（ＩＢ）が
接受するようにして高圧容器（２）を密封状態にする（
第１図参照：　　）。

この状態で液体の圧力媒体を出入口α９から導入・　　
　し、通孔ａ２に供給すると、ゴム型ａ３α４）が圧縮
され、／、　　これによｐ、圧力媒体Ｕ！］）が圧縮され、ここ
に、被処理体［１７１はゴム型ｏ：＋　（１４１並びに
粉末の圧力媒体（１！’１を介して等方向に加圧至れる
。

加圧成形後は、液体の圧力媒体を減圧するとともに出入
口０９を介して容器（２］外に排出すると、ゴム型０９
θ４１はその弾性復元力によって高圧容器（２）の内壁
側に復元され、一方、圧力媒体１１ｍは加゛圧成形され
た状態となり、例えば、第４図に示す如く加圧成形物（
１９Ａ）とゴム型（Ｉ４）との間に隙間が生じる。

従って、プレスフレーム（１）全旋回させてから、第４
図に示す如く粉末の成形物（１９Ａ）とともに製品（１
７Ａ）をボトムクローザ（４）の内プラグ００を介して
容器（２）より下方に抜出し、以後は、成形物（１９Ａ
）の除去・粉砕、輸送、排出等の後ノ・ンドリンクを施
こすのである。

なお、液体の圧力媒体による処理圧力が低い場合とか、
成形しにくい粉末圧媒［１９）を使用した場合には第５
図で示す如くトップクローザ（３）の内プラグ（７）を
外し、コツプ状物体ｃ２１）を下降挿入し、ボトムクロ
ーザ（４）の内プラグαυを降下すると、図示の如く圧
力媒体ルは流下され別途回収され、この場合もゴム型０
９０小が被処理体ｌＩ′７１′の熱にさらされることは
ない。

更に、被処理体ｕ７１としては、低級鋼が最適であるが
、ガス圧Ｘ！Ｊ　（Ｃよる樫へ間静水圧加圧法の対象に
なるものであＪ］−は適用可能である。

例、ｔ　Ｈ１金屈、セラミックスの粉末月利の加圧焼結
、匹造品及び１１．ｌ’ｌ’ｊ結品の内部欠陥除去等が
可能である。

また、放射性金屑廃棄物、放射性セラミックス廃棄物（
レンガ、コンクリート、焼却灰、セラミックフィルタ等
）も対象となる。

粉末月別や放射性廃棄物の場合は、カプセルに充填し、
密封して処理される。

次に、実施例をあげる。

高速度銀の約８０ミクロン粉末を内径６０門、高さ１２
０ｍｍ、厚さ１７７ｍの軟鍋カプセルにタッピングしな
がら充′ＪｊＱ　ｌ、た。充填率は約６０％である。

これに、−内径１０問、長さ５００間の脱気管を有する
蓋をＴ工Ｇ溶接した。

次いで、脱気管を真空装置ｉ７に接続し、約８００°Ｃ
にカプセルを加へキしながら脱気管を介してカプセル内
部を１０　’　ＴＯｒｒまで約１時間真空脱気し、その
状態で脱気管をガスバーナで加熱して圧接し、カプセル
を密封した。

このようにして製作された密封カプセルを、１１００℃
に加熱保持したエレマ炉に装入し、２時間加熱した。

エレマ炉から取出したカプセル（被処理体）全、１間厚
の軟鋼板間にガラスウールを配置した断熱材よりなるコ
ツプ状物体で囲続し、内径２００所屑の高圧容器内に装
入し、ただちに、ゴム型とコツプ状物体との間にアルミ
ナ粉よりなる圧媒を充填した。

圧媒の充填後に、コツプ状物体を引抜き、高圧容器に粉
末の圧力媒体が満杯になる寸で補給してから、高圧容器
を密封した。

そして、２００　Ｍ　Ｐａで５分間加圧し、被処理体を
加圧してから、その後、減圧して容器より取出した。

なお、被処理体をプレスに装入してから圧力２００　Ｍ
　Ｐａ　ｌＣ達するまで約２分′、減圧開始後処理体（
製品）取出しまで約２分を硬した。

即ち、被処理体がラバープレスの中に滞在した時間は約
１０分間であった。

処理体は圧媒であるアルミナ粉末の仮焼結体で熱的に保
傅さノ１．ており、ゴム型の保護のためのコツプ状物体
ｔよ取出し後にあっては不要であった。

処理体の密度を測定した結果、高速度鋼は十分緻密化し
ており、真密度であることが判った。

本発明は以」二の通りであり、圧媒として固体、即ち、
粉末、ベレットを使用するので、ザイクルタイムが極端
に旬〈でき、生産性が向上できる。

因みに、ガス圧媒ではガスの圧縮、回収時間が長いのに
比較し、粉末圧媒を使用する本発明は有利となる。

被処理体を等方的に圧縮でき、真密度にできる。

因みに、固体粉体の圧媒を１軸圧縮する場合は必ず圧力
分布の不均衡が生じるが、ゴム型内に粉末圧媒を供給し
て加圧する本発明では、等方的に圧縮できる。

ゴム型を使用するが、粉末圧媒を利用し、断熱わよυな
るコツプ状物体で被処理体を囲続しているので、ゴム型
の熱損傷等は防止できる。

被処理体（カプセル）の完全密封性を必要としない。因
みに、ガス圧媒ではカプセルの完全密封性が不可欠であ
るが、粉末圧媒を使用する本発明ではこれが問題とされ
ない。

更に、細長物でも処理できるし、粉末圧媒は粉砕して再
使用できるから繰返し使用ができる。因みに、ひまし油
、グリス等を使用する方法では１回で圧媒は劣化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に直接使用する乾式ラバープレスの断面
図で、加圧中を示し、第２図は、高圧容器に粉末圧媒を
供給している断面図、第８図は供給して断熱コツプ状物
体を引抜いている断面図、εＢ　４図は処理後の断面図
、第５図ｅま圧媒未成形のときの回収−例を示す断面図
である。（１）・・・プレスフレーム、（２）・・・高圧ｆｉ　
器、（３ｉ・・・トップクローザ、（４）・・・ボトム
クローザ、（ＬＩ　Ｑ４１・・・ゴム型、０９・・・液
体圧媒出入口、ｕ７１・・・被′処理体、（１ｍ・・・
圧力媒体、２１）・・・コツプ状物体。

Claims

【特許請求の範囲】

１、高圧容器の内側面にゴム型を配置し、前記高圧容器
とゴム型との間に液体の圧力媒体を供給してゴム型内の
被処理体を等方的に加圧するいわゆるヲパープレス法で
あって、予じめ外部で加熱された被処理体が高圧容器内
で断熱材からなるコツプ状物体で囲続されておシ、核囲
続状態でゴム型内に粉末の圧力媒体を供給し、その後、
前記コツプ状物体をゴム型外へ取出し、次いで、高圧容
器を密封した状態で、高圧容器とゴム型との間に液体の
圧力媒体を供給して被処理体をゴム型並びに粉末の圧力
媒体を介して等方的に加圧するようにしたことを特徴と
する高温ラバープレス法。