JPS6075538A - Uo↓2ペレット焼結用治具及びその製造方法 - Google Patents

Uo↓2ペレット焼結用治具及びその製造方法

Info

Publication number
JPS6075538A
JPS6075538A JP17914083A JP17914083A JPS6075538A JP S6075538 A JPS6075538 A JP S6075538A JP 17914083 A JP17914083 A JP 17914083A JP 17914083 A JP17914083 A JP 17914083A JP S6075538 A JPS6075538 A JP S6075538A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
jig
sintering
pellet
temperature
tungsten alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP17914083A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0547606B2 (ja
Inventor
Miharu Fukazawa
深沢 美治
Hideo Ishihara
石原 秀夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17914083A priority Critical patent/JPS6075538A/ja
Publication of JPS6075538A publication Critical patent/JPS6075538A/ja
Publication of JPH0547606B2 publication Critical patent/JPH0547606B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は高温強度に優れたUO,ベレット焼結用治具
及びその製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般にUO,ペレットの焼結は、プレス成形したUO,
粉末成型体を1500〜1800℃の水蒸雰囲気中で加
熱して行なわれる。
この焼結に使用するUO,ベレット焼結用治具たとえば
UO,ペレットを電気炉中lこ装入するボー)tj、焼
結温度が高いため、耐熱セラミックスが考えられるが、
ボートを電気炉中に出し入れする際の急激な加熱冷却に
伴なう熱ひずみにより割れる。
また、Fe合金やN1合金では焼結温度の1500〜1
800℃で融解してしまう。このためUO,ベレット焼
結用治具はモリブデンあるいはタングステンが使用され
ている。
このモリブデンあるいはタングステンからなるUO,ベ
レット焼結用治具の製造方法は、従来第1図に示し九方
法、すなわちインゴットに熱間加工を施こすことによっ
てモリブデン板あるいはタングステン板を得る。その後
加工のままの板あるいは一次再結晶温度以下、通常1′
1800〜1200’Cでのひずみ収り焼鈍を施こした
板に二次成形加工を施こしてUO,ベレット焼結用治具
とし使用に供している。
しかし、上記の従来の加工法で得られたモリブデンある
いはタングステンより成るUO,ベレット焼結用治具は
、その使用温度が1500〜1800℃とモリブデンの
一次再結晶温度(約1200”C)以上であるいはタン
グステンの一次再結晶温度(約1400℃)以上で使用
されることから、使用中の再結晶粒の成長粗大化、加熱
冷却に伴なう熱疲労および高温使用中のクリープ現象な
どiこよって大きく変形し、たとえばUO,ベレット焼
結の自動化ラインで使用されるUO,ペレット焼結用油
Aでは、UO,ベレットの転落が起ったり、極端な場合
には隣り同志のモリブデン板あるいはタングステン板が
接触してしまい、UO,ペレットを収納できなくなり、
使用−こ耐見られない場合がありた。
さらに、UO,ベレットの熱伝導率(0,02W/cm
 e ’C)がUO,ベレット焼結治具を構成するモリ
ブデンの熱伝導率(0,1W/cm・℃)に比較して約
1750と小さいため、加熱冷却にUO,焼結用治具を
構成するモリブデン板あるいはタングステン板の上下面
に温度差が生じUO,ペレットに接するモリブデン表面
には、加熱時に引張力が、冷却時に圧縮応力が、また反
対側表面には加熱時に圧縮応力が、冷却時に引張応力が
発生、この熱応力サイクルの繰返しによってUO,ベレ
ット焼結用治具の変形がより大きくなったり、破壊して
しまい長時間の使用に耐えられないなどの不都合があっ
た。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点を考慮してなされたもので。
従来のUOiペレット焼結用治具の欠点を解消するため
の高温強度に優れたUO,ベレット焼結用治具及びその
製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明はUO,粉末成型体を高温焼成する際に一使用さ
れる治具をタングステン合金から形成する′ものであり
、又治具を2段以上の多段構造とするものである。また
上記タングステン合金としては0.005〜0.15重
量係のA1%i91.にの少なくとも一種を含むものを
用いる事が望ましい。
また本発明方法は、AJ、8i、にの一種又は二種以上
が重量%で0.005〜0.75To含むタングステン
合金を加工率801以上の鍛造又は圧延加工する第1の
工程と、UO,ベレット焼結用治具に成形加工する第2
の工程と、前記成形加工後二次再結晶温度より100℃
高い温度から2800℃以下の温度範囲で加熱処理を行
う第3の工程とを具備したUO露ベレット焼結用治具の
製造方法であり、又第2の工程の成形加工前に一次再結
晶温度より低い温度での歪取りの焼鈍工程を設ける事が
できるというものである。
ここで5本発明に係るUOオペレット焼結用治具の構造
、構成材料であるタングステン合金の組成範囲およびそ
の製造方法について順に説明する。
二段以上の多段構造は、大量のUO,ベレットを電気炉
中に連続的に装入し、かつ同一電気炉を効率的に使用す
るためであり、たとえば第3図に断面的に示したような
多段構造のUO奪ベレット焼結用治具とすることによっ
て炉内空間を有効に使用で′l!、かつ構造的にも簡単
であることからUO,ペレットの自動焼結ラインとして
も充分使用に耐えるものである。
なお、第3図は本発明に係るUO,ベレット焼結治具の
一例を示した図で1図中の(1)はUO,べレット、(
2)はタングステン合金製ボード、(31ti支持カラ
ー、(410支持棒、(5)は敷板である。
次ζこタングステン合金の組成範囲について説明すると
、A7,83.には加工後の加熱処理により整列した微
小ドープ孔を生成させ、この微小ドープ孔の効果1こよ
って二次再結晶粒を細長く成長させるには必要な組成範
囲で1重を饅で0.005%未満ではその効果が小さく
、加工後の加熱処理によっても二次再結晶粒が亀甲状の
等軸結晶粒となり、0.75%を起えると上述の微小ド
ープ孔を必要以上に太き(、かつ多量に生成させるため
1局部的に二次再結晶粒が亀甲状の等軸結晶粒となるこ
とやドープ孔の集合および異常成長の起ることによる欠
陥穴の生成することとなる丸め、高温下で使用するUO
,ペレット焼結用治具として使用した場合1粒界すべり
に伴なう異常変形や粒界割れおよび欠陥穴を起点とする
粒内割れを容易にさせるのでこの組成範囲とする事が好
ましい。
次に本発明に係るUO,ペレット焼結用治具を構成する
タングステン合金の加工率fこついて説明すると、第1
の工程での80%以上の加工率、望ましくは90%以上
の加工率は、加工後の加熱処理によって二次再結晶粒を
細長(大きく成長させるlこ必要な加1工、率範囲で−
80チ未満では充分に加工繊維組織の発達を行なわせる
ことができず、加工後の限定した温度範囲での加熱処理
によりても二次再結晶粒が亀甲状の等軸結晶粒となるた
め。
高温下で使用するUO,ペレット焼結用治具として使用
した場合、粒界すべりIこ伴なう異常変形や粒界割れを
容易lこさせるのでこの範囲とする。
ただし、加工率100%の場合はあり得ないので加工率
100%は含まない。
次に1本発明lこ係るUO,ペレット焼結用治具を構成
するタングステン合金の加熱処理について説明すると、
第3の工程での二次再結晶温度より100℃高い温度よ
り2800℃までの温度範囲での加勢処理は80%以上
の加工率まで熱間加工を施こし、充分に加工繊維組織を
発達させたUO。
ベレット焼結用治具の構成材料であるモリブデン合金の
二次再結晶粒を細長く、大きくジグザグに結合した状態
にするための加熱処理温度で、高温下で優れた熱疲労強
度やクリープ強度を兼備させるに必要な温度範囲で、二
次再結晶温度より100℃高い温度未満の加熱処理では
、二次再結晶粒の成長を充分に行なわせることができな
いため、高温下で使用中に不安定な結晶粒成長が起り、
熱疲労強度やクリープ強度のバラツキを生じさせ、また
2800℃を越える加熱処理は、細長く、大きくジグザ
グに成長した二次再結晶粒が過大に成長し。
等軸結晶粒と同様になるとともに前述の微小ドープ孔の
異常成長や集合が起り、大きな欠陥穴となることや、微
小ドープ孔の分散会こよる分散強化効果が無(なること
などによりて、高温下で使用するUO,ベレット焼結用
油^とじて使用し九場合。
粒界すべりや高温強度の低下に伴なう異常変形。
粒界割れを容易にさせたり、粗大な欠陥穴の生成による
局部的な熱疲労強度の低下による使用中の割れ破壊を起
させるのでこの温度範囲とする。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係るUO,ペレット焼結用
治具はUO,ベレット焼結用治具の構成材料であるタン
グステン合金焼結体に、限定した加工率での熱間加工を
施こしてタングステン合金板とした後、限定した熱処理
温度範囲での二次再結晶粒均一化処理を施こし、その後
に限定した加工率での熱間加工を施こして所定の板厚の
タングステン合金板とする。
その後UO禦ペレット焼結用治具に成形加工し。
さらに限定した熱処理温度範囲での加熱処理を施こし、
最終工程で多段構造のUO,ベレット焼結用治具に組立
てることにより、熱疲労強度およびクリープ強度に優れ
*、UO,ベレット焼結用治具を得ることが出来念。
−このため、UO,ペレットの焼結温度である1500
℃〜1800℃の高温下で使用されるUO。
ペレット焼結用治具の使用可能寿命を大幅に伸ばし、か
つ長時間安定状態で使用できるので、、UO。
ペレットの自動化ラインの保守点検回数を減らすことが
できるなど運転効率を大幅に向上できる効果がある。
さらに1本発明に係るUO,ベレット焼結用治具を使用
することiこよって、希少金属であるタングステン合金
を有効に活用できることとなり工業上類る有用である。
〔発明の実施例〕
本発明のUOオペレット焼結用治具の構成材料であるタ
ングステン合金は、第1表fこ示し九組成となるように
Aj、に、81を溶液ドープした平均粒径3μのドープ
タングステン粉末を製造する。
このドープタングステン粉末を2 ton /cva”
の圧力でプレス成形した後、真空中で2300℃×9後
500℃〜後車00℃の温度範囲で圧延により、加工率
が70%、85%、98係になるように加工率を調整し
て板厚が2mmのタングステン合金板を得た(第1の工
程)。
(11) 上記加工率のタングステン合金板を必要に応じ1100
℃XIHr加熱してひずみ取り焼鈍を梅こした後、第4
図に示す形状の一辺が160mmの角型ボート(2)に
各各4枚成形加工した(第2の工程)。
次に成形加工したボート(2)各々2枚について240
0℃×1時間の加熱処理を施こした後(第3の工程)ま
念他の2枚のボートに対しては成形加工のまま第3図に
示したUO,ベレット焼結用治具に組立てた。
なお、他の比較例として、従来の製造方法によって得ら
れた板厚2mmのモリブデン板を従来の成形方法によっ
て第4図に示す形状のボート(2)に成形した後、第3
図に示したUO,ベレット焼結用治具に組立てた。
この第3図に示したUO,ベレット焼結用治具のボート
(2)の上面に総重量1.7 kgのUO,ペレット(
1)を載せたまま、1800℃のH,気流中に10時間
投入と室温1時間放置との加熱、冷却サイクルを20回
繰返し4回ごとのボート(2)の4隅に対する各2枚の
反り量CM、@M、)を測定、(Ml(12) +Mt)/2 を平均反り量CM)とした、この結果を
第5図に示す。
ここで1曲線a 、 b 、 cFi加工率70%、8
5%、98%に対応し、a−1,b−1,c−1は各々
の加工率のタングステン合金板をボートに成形加工した
まま(比較例1〜3)の例を、a−2゜b−2,c−3
はボートlこ成形加工した後、 2400”CX 1時
間の加熱処理を施こした例で、a−2は比較例4を、b
−2,c−2は本発明例1.2をそれぞれ示す。
また1曲線dは従来のモリブデンで構成されたIJO、
ベレット焼結用治具の比較例5を示す。
第5図より明らかなように、本発明lこ係るタングステ
ン合金で構成されたUO,ベレット焼結用治具(本発明
例1.2)は比較例1〜3の2400”CX 1時間の
加熱処理を施こさなかりたUO,ベレット焼結用治具に
比較して、平均反り量(M)が20回の加熱冷却後で約
1/3以下と少な(。
また比較例4の加工率が70チのタングステン合金で構
成されたUO,ベレット焼結用治具に比較して約1/1
3以下と少なく、耐熱疲労性や耐クリープ性など優れた
高温強度を持つことが確認できた。
さらに、本発明に係るタングステン合金で構成されたU
O,ベレット焼結用治具(本発明例1゜2)#i比較例
5の従来のモリブデンで構成されたUO,ベレット焼結
用治具が9回と12回の加熱冷却サイクル後に割れたの
に比較して耐熱疲労性や耐クリープ性など優れた高温強
度を持つことが確認できた。
これらの結果は、本発明に係るUO,ベレット焼結用治
具はその構成材料であるタングステン合金の二次再結晶
粒が細長く、大きく、ジグザグに結合した状態になった
ためである。さらに、二次再結晶温度よりも充分高い温
度での加熱処理を行なったことにより本発明のUO)ベ
レット焼結用治具の構成材料であるタングステン合金の
UOlペレット焼結温度1500℃〜1800℃ での
使用中の金属組織変化が少なく、安定度を増したためで
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のUO,ベレット焼結用治具の製造方法を
説明する工程図、第2図は本発明のUO。 ベレット焼結用治具の製造方法を説゛明する工程図。 第3図は本発明のUO,ベレット焼結用治具の構造の一
例を示す概略断面図、第4図は本発明のtyo、 ベレ
ット焼結用治具のタングステン合金製ボート部品の一例
を示す概略斜視図、第5図は加熱冷却試験後の反り量の
測定結果を示す曲線図。 1・・・UO,ペレット%2・・・タングステン合金製
ボート、3・・・支持カラー、4・・・支持棒s5・−
敷板。 代理人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)(15) 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) U O章粉末成型体を高温焼結する際に使用さ
    れるUO霊ベレット焼結用治具がタングステン合金から
    成ることを特徴とするUO,ベレット焼結用治具。 (2、特許請求の範囲第声項のタングステン合金より成
    るUO,ベレット焼結用治具が二段以上の多段構造であ
    ることを特徴とするUO,ベレット焼結用治具。 (3)特許請求の範囲第1項または第2項のUO,ベレ
    ット焼結用治具のタングステン合金がAJ 、 S t
    。 Kの一種又は二種以上が重量%で0.005〜0.75
    tsを含むタングステン合金であることを特徴とするU
    O,ベレット焼結用治具。 (4)An、81.にの一種又は二種以上が重量優で0
    .005〜0175%含むタングステン合金サブグレイ
    ンの発生する一次再結晶温度未満の温度で加工率80チ
    以上の鍛造又は圧延加工する第1の工程と、UO,ベレ
    ット焼結用治具に成形加工する第2の工程と、前記成形
    加工後再結晶粒の成長する二次再結晶温度より100°
    C高い温度から2800℃以下の温度範囲で加熱処理を
    行う第3の工程とを具備し要事を特徴とするUO,ベレ
    ット焼結用治具の製造方法。
JP17914083A 1983-09-29 1983-09-29 Uo↓2ペレット焼結用治具及びその製造方法 Granted JPS6075538A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17914083A JPS6075538A (ja) 1983-09-29 1983-09-29 Uo↓2ペレット焼結用治具及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17914083A JPS6075538A (ja) 1983-09-29 1983-09-29 Uo↓2ペレット焼結用治具及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6075538A true JPS6075538A (ja) 1985-04-27
JPH0547606B2 JPH0547606B2 (ja) 1993-07-19

Family

ID=16060673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17914083A Granted JPS6075538A (ja) 1983-09-29 1983-09-29 Uo↓2ペレット焼結用治具及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6075538A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0547606B2 (ja) 1993-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108907049B (zh) 一种提高特tc4钛合金组织性能的锻造方法
CN113025793A (zh) 一种高纯净度细晶不锈钢锻件以及锻造处理工艺
EP0119438B1 (en) Molybdenum board and process of manufacturing the same
JPH0617557B2 (ja) 高温熱処理用モリブデン治具の製造方法
JPS6075538A (ja) Uo↓2ペレット焼結用治具及びその製造方法
US3035341A (en) Manufacturing method for making molybdenum base alloy articles
JPS6127459B2 (ja)
CN114700451B (zh) 一种Waspaloy镍基合金的锻造生产工艺
CN119328037A (zh) 一种有效消除难变形高温合金棒材边部混晶组织的锻造方法
CN115245996B (zh) 一种uns n06030耐蚀合金锻件及其制备方法
CN112122523A (zh) 一种TiAl基合金静子叶片等温成型制造方法及其装置
CN118241137A (zh) 一种钛合金类胞状微观组织结构调控方法
JPS60197839A (ja) セラミツクス焼結用治具及びその製造方法
JPS60149994A (ja) Uo↓2ペレツト焼結用治具及びその製造方法
JPS59180391A (ja) Uo↓2ペレツト焼結用治具及びその製造方法
JPS6321747B2 (ja)
JPS6075564A (ja) 高温熱処理用モリブデン治具の製造方法
JPS60138060A (ja) 高温熱処理用モリブデン治具の製造方法
US3333996A (en) Solution treatment of nickelchromium-cobalt alloys
US2837428A (en) Method of sintering chromium-alumina metal ceramics
JPH0617556B2 (ja) モリブデン材の製造方法
JPS6362586B2 (ja)
JPS6075566A (ja) 高温熱処理用タングステン治具の製造方法
JPH021905B2 (ja)
JPS6260464B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees