JPS6077945A - 粒子分散型金属材料の製造方法 - Google Patents
粒子分散型金属材料の製造方法Info
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- JPS6077945A JPS6077945A JP18442483A JP18442483A JPS6077945A JP S6077945 A JPS6077945 A JP S6077945A JP 18442483 A JP18442483 A JP 18442483A JP 18442483 A JP18442483 A JP 18442483A JP S6077945 A JPS6077945 A JP S6077945A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
技 術 分 野
非金属粉末を分散させた粒子分散型金属材料の製造方法
に関しこの明細書に述べる技術内容は、該非金属粉末の
分散性状の改善に関連し、複合材料の製造に係わる技術
の分野を占めている。
に関しこの明細書に述べる技術内容は、該非金属粉末の
分散性状の改善に関連し、複合材料の製造に係わる技術
の分野を占めている。
背 景 技 術
高融点の酸化物や窒化物などの粒子を金属中に分散させ
た複合材料は、一般に常温および高温の引張強さ、ある
いはクリープ強度が向上するため、その開発が強く望ま
れている。
た複合材料は、一般に常温および高温の引張強さ、ある
いはクリープ強度が向上するため、その開発が強く望ま
れている。
このような分散強化の程度は、金属中の分散粒、子の大
きさ、形状、密度および分布状態に依存するため、非金
属粒子分散型複合材料の製造においてもつとも重要なこ
とは、非金属粒子の分散状態の制御であり、一般には分
散粒子は均一に分布している方が機械的特性が優れてい
る。
きさ、形状、密度および分布状態に依存するため、非金
属粒子分散型複合材料の製造においてもつとも重要なこ
とは、非金属粒子の分散状態の制御であり、一般には分
散粒子は均一に分布している方が機械的特性が優れてい
る。
従 来 技 術
金り中に非金属粒子を分散させる方法としては（１）
非金属粒子を溶融金属の湯面上に投入し、それを攪拌し
て混合させる、 （２）非金属粒子を溶解炉あるいは鋳型内にあらかじめ
セットしておき、そこへ浴融金属を注入して混合させる
、 （３） 溶融金属中にランスを浸漬し、そのランスを用
いて、カス気流と共に非金属粒子を溶融金属中に添加し
て混合させる、 （４）鋳型へ溶融金属を注入する際に注入流に非金属粒
子を混合したガス気流を吹付け、溶融金属と混合させる
、 方法などがある。
非金属粒子を溶融金属の湯面上に投入し、それを攪拌し
て混合させる、 （２）非金属粒子を溶解炉あるいは鋳型内にあらかじめ
セットしておき、そこへ浴融金属を注入して混合させる
、 （３） 溶融金属中にランスを浸漬し、そのランスを用
いて、カス気流と共に非金属粒子を溶融金属中に添加し
て混合させる、 （４）鋳型へ溶融金属を注入する際に注入流に非金属粒
子を混合したガス気流を吹付け、溶融金属と混合させる
、 方法などがある。
しかしく１１１ （２１では、非金属と溶融金属の比重
差が大きい場合とか、両者の濡れ性が悪い場合には非金
属粒子の大部分は凝集浮上してしまう。
差が大きい場合とか、両者の濡れ性が悪い場合には非金
属粒子の大部分は凝集浮上してしまう。
一方、（８Ｊ ＃ （４ｉの場合にも溶融金属中をガス
が浮上する際に非金属粒子が凝集し易く、目標とする粒
子径および分布状態になる粒子分散型金属材料を得るの
は難しい。
が浮上する際に非金属粒子が凝集し易く、目標とする粒
子径および分布状態になる粒子分散型金属材料を得るの
は難しい。
発 明 の 目 的
非金属粒子を溶融金属中に簡便かつ効率的に分散分布さ
せる方法を種々検討した結果に従い、有利な粒子分散型
金属材料の製造方法を提案することがこの発明の目的で
ある。
せる方法を種々検討した結果に従い、有利な粒子分散型
金属材料の製造方法を提案することがこの発明の目的で
ある。
発 明 の 構 成
この発明は、非金属粉をあらかじめ金属粉と混合し、そ
の混合粉を溶融金属に添加することよりなる粒子分散型
金属材料の製造方法である。
の混合粉を溶融金属に添加することよりなる粒子分散型
金属材料の製造方法である。
ここに上記の混合粉は、１０００ ｋｇｆ／ｃｍ”以上
の圧力を加えて圧粉体として添加すること、また・圧粉
体を予め還元性雰囲気で焼結し、その焼結体として添加
することがよりのぞましく、またかような混合粉、圧粉
体および焼結体は、不活性ガスを用いて溶融金属中に吹
き込むことが好ましい。
の圧力を加えて圧粉体として添加すること、また・圧粉
体を予め還元性雰囲気で焼結し、その焼結体として添加
することがよりのぞましく、またかような混合粉、圧粉
体および焼結体は、不活性ガスを用いて溶融金属中に吹
き込むことが好ましい。
この明細書にて非金属粉というのは、粒径がＦｅＯ、Ｆ
ｅ２Ｏ８，およびＦｅ８０． ｔｒどの酸化物ならびに
ＢＮの如き窒化物を指すものとし、それらは１種又は２
種以上の併用であってもよい。
ｅ２Ｏ８，およびＦｅ８０． ｔｒどの酸化物ならびに
ＢＮの如き窒化物を指すものとし、それらは１種又は２
種以上の併用であってもよい。
さてすでに触れたように、粉おγ状あるいは繊維状の非
金属粉をそのまま溶融金属に直接添加して粒子分散型金
属材料を得ようとする従来法では、比重差のある非金属
を浴融金属に均一分散させるのは難しいのに反し、非金
島粉と金属粉とをあらかじめ混合した混合粉にすること
によって溶融金属に対する見掛けの比重差を小さくする
と、溶融金属と混合し易く、とくに、非金島粉と金属粉
は共に固体であるため、互いに均一分散状態に混合され
やすい。
金属粉をそのまま溶融金属に直接添加して粒子分散型金
属材料を得ようとする従来法では、比重差のある非金属
を浴融金属に均一分散させるのは難しいのに反し、非金
島粉と金属粉とをあらかじめ混合した混合粉にすること
によって溶融金属に対する見掛けの比重差を小さくする
と、溶融金属と混合し易く、とくに、非金島粉と金属粉
は共に固体であるため、互いに均一分散状態に混合され
やすい。
このような混合粉を浴融金属に添加すれば、あらかじめ
金属粉中に混合した非金属粉は溶融金属に均一分散され
る。
金属粉中に混合した非金属粉は溶融金属に均一分散され
る。
なお、非金属粉は粒状、片状、繊維状など形状にかかわ
らず粒径Ｑ、ｌｓａｍ以下であればこの発明に２゜従い
、均一分散する。
らず粒径Ｑ、ｌｓａｍ以下であればこの発明に２゜従い
、均一分散する。
混合粉の添加手順はたとえば溶解炉内に他原料とともに
前置きして溶製するか、または溶融金属の湯面上から添
加し、あるいは鋳型内にｉ装置きしそれに溶融金属を注
入することによる添加でもよい。
前置きして溶製するか、または溶融金属の湯面上から添
加し、あるいは鋳型内にｉ装置きしそれに溶融金属を注
入することによる添加でもよい。
何れの場合も、非金属粉とあらかじめ混合する金属粉を
溶融金属と同種金属とすると、非金属粉の溶融金属中の
分散は一層速やかになる。
溶融金属と同種金属とすると、非金属粉の溶融金属中の
分散は一層速やかになる。
また非金属粉が金属粉に比し比重の差が大きい場合、混
合粉の連撮の際などの振動により２層に分離することが
あるのでこれを回避するためには、混合粉を型に入れて
加圧し、いわゆる圧粉体とすることが有利である。この
際、加圧力が１０００に９ｆ／ｃｍ より低い場合には
非金属粉と金属粉の分離までは至らないが、圧粉体の形
がくずれる可能性があり、加圧力を１０００ ｋｇｆ／
ｃｍ２以上とすることがのぞましい。
合粉の連撮の際などの振動により２層に分離することが
あるのでこれを回避するためには、混合粉を型に入れて
加圧し、いわゆる圧粉体とすることが有利である。この
際、加圧力が１０００に９ｆ／ｃｍ より低い場合には
非金属粉と金属粉の分離までは至らないが、圧粉体の形
がくずれる可能性があり、加圧力を１０００ ｋｇｆ／
ｃｍ２以上とすることがのぞましい。
形のくずれにくい圧粉体であっても高速度で溶融金属に
衝突添加をする場合には歯丈時の衝撃で圧粉体の形がく
ずれてしまい溶融金属中に混合しないおそれがあり、こ
の場合圧粉体を還元性雰囲気で加熱して焼結し、炬５結
体にしておくことが望ましい。
衝突添加をする場合には歯丈時の衝撃で圧粉体の形がく
ずれてしまい溶融金属中に混合しないおそれがあり、こ
の場合圧粉体を還元性雰囲気で加熱して焼結し、炬５結
体にしておくことが望ましい。
上述した混合粉、圧粉体あるいは焼結体を溶融金属に湯
面上から添加したり、あるいは溶解炉内、鋳型内への前
置きにより添加する方法に比べると、これら、混合粉圧
粉体あるいはか、給体は非金属粉より比重が大きいので
、むしろガス気流に混入して溶融金属中に吹き込む方法
で混合が均一に行われる。
面上から添加したり、あるいは溶解炉内、鋳型内への前
置きにより添加する方法に比べると、これら、混合粉圧
粉体あるいはか、給体は非金属粉より比重が大きいので
、むしろガス気流に混入して溶融金属中に吹き込む方法
で混合が均一に行われる。
非金属粉および金属粉の混合粉あるいはそれらの圧粉体
、焼結体を溶融金属中に上述の方法で混入するとそれら
粉体中の金属粉は溶融金属中へ溶は出し、それとともに
非金属粉は粒径が小さいために凝集、浮上することなく
溶融金属中に均一分散する。これを凝固させれば粒子が
均一分散した金属材料を得ることができる。
、焼結体を溶融金属中に上述の方法で混入するとそれら
粉体中の金属粉は溶融金属中へ溶は出し、それとともに
非金属粉は粒径が小さいために凝集、浮上することなく
溶融金属中に均一分散する。これを凝固させれば粒子が
均一分散した金属材料を得ることができる。
次に実施例について述べる。
（実施例）重量係による成分組成が、Ｑ１０．０８、ｓ
ｉ ／ ０．８５ 、 Ｉｎ ／ １．４５、Ｐ ／
０．０１５、Ｓ ／ ０．００８およびＮ ／ ０．０
０５の浴Ｗ（中に、１．０μ以下のＡｌ、０８微粉を混
合させるために次の方法を試みた。
ｉ ／ ０．８５ 、 Ｉｎ ／ １．４５、Ｐ ／
０．０１５、Ｓ ／ ０．００８およびＮ ／ ０．０
０５の浴Ｗ（中に、１．０μ以下のＡｌ、０８微粉を混
合させるために次の方法を試みた。
（１１Ａ４ｇ０３粉を０．８闘の軟鋼板で包んで鋳型内
に前置きし、その後溶鋼を注入した（比較例）。
に前置きし、その後溶鋼を注入した（比較例）。
（２） Ａｊ、０８粉をＡｒガス気流に混入して溶鋼中
にランスを用いて吹き込んだ（比較例）。
にランスを用いて吹き込んだ（比較例）。
（３） 溶鋼を鋳型に注入する際に、Ａｌ、０８を混入
したＡｒガス気流を溶鋼注入流に吹き付けた（比較例）
。
したＡｒガス気流を溶鋼注入流に吹き付けた（比較例）
。
（４） Ａｊ、０８粉とＦｅ粉をｕｒ比で１＝１０の割
合に混合し、それを１１００ ｋｐｆ／ｃｍ”で圧粉体
としたのち、０．２５Ｊｒ９／溶ｗ４１に９の割合で溶
鋼上部から添加する方法と、溶解炉内に前置きする方法
とで、Ａｊ、Ｏ，粒子を溶鋼に混合した（実施例）。
合に混合し、それを１１００ ｋｐｆ／ｃｍ”で圧粉体
としたのち、０．２５Ｊｒ９／溶ｗ４１に９の割合で溶
鋼上部から添加する方法と、溶解炉内に前置きする方法
とで、Ａｊ、Ｏ，粒子を溶鋼に混合した（実施例）。
、（１１、（２，＋ １ （８］の方法でＡｊ、０８を
添加した場合何れも１．０８が鋳肌面に付着し、鋼中へ
のＡｔ、０８添加の効率が低いことがわかった。一方（
４）の方法では鋳肌にＡｌ、０８の付着は認められなか
った。また、これら鋼のＡ４２０８の分析を行った結果
、（４）の方法によると０．２０４であったがこれに反
し、（１１〜（３）の方法では０．００１％以下であっ
た。
添加した場合何れも１．０８が鋳肌面に付着し、鋼中へ
のＡｔ、０８添加の効率が低いことがわかった。一方（
４）の方法では鋳肌にＡｌ、０８の付着は認められなか
った。また、これら鋼のＡ４２０８の分析を行った結果
、（４）の方法によると０．２０４であったがこれに反
し、（１１〜（３）の方法では０．００１％以下であっ
た。
発 明 の 効 果
非金属粉の溶融金属中への添加に際して予め金属粉との
混合粉、その圧粉体又は焼結体の形態において、溶融金
屑との間の比重差を小さくして溶融金属中における分散
を確保することにより、複合材料として、非金属粉の均
一分散をもたらし、粒子分散型金属材料の特性向上を、
簡便に実現できる。
混合粉、その圧粉体又は焼結体の形態において、溶融金
屑との間の比重差を小さくして溶融金属中における分散
を確保することにより、複合材料として、非金属粉の均
一分散をもたらし、粒子分散型金属材料の特性向上を、
簡便に実現できる。
Claims (1)
- Ｌ 非金属粉をあらかじめ金属粉と混合し、その混合粉
を浴融金属に添加することを特徴とする粒子分散型金属
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18442483A JPS6077945A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 粒子分散型金属材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18442483A JPS6077945A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 粒子分散型金属材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077945A true JPS6077945A (ja) | 1985-05-02 |
Family
ID=16152909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18442483A Pending JPS6077945A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 粒子分散型金属材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077945A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270538A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Agency Of Ind Science & Technol | セラミツクス粒子分散複合合金の製造方法 |
| JPH02500756A (ja) * | 1986-11-05 | 1990-03-15 | マーチン・マリエッタ・コーポレーション | 金属−第２相複合物の形成方法 |
| JPH0382723A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-08 | Tokai Carbon Co Ltd | アルミニウムおよびマグネシウム系金属複合材の製造方法 |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP18442483A patent/JPS6077945A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270538A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Agency Of Ind Science & Technol | セラミツクス粒子分散複合合金の製造方法 |
| JPH02500756A (ja) * | 1986-11-05 | 1990-03-15 | マーチン・マリエッタ・コーポレーション | 金属−第２相複合物の形成方法 |
| JPH0382723A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-08 | Tokai Carbon Co Ltd | アルミニウムおよびマグネシウム系金属複合材の製造方法 |
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