JPS6230253B2 - - Google Patents
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- JPS6230253B2 JPS6230253B2 JP1205184A JP1205184A JPS6230253B2 JP S6230253 B2 JPS6230253 B2 JP S6230253B2 JP 1205184 A JP1205184 A JP 1205184A JP 1205184 A JP1205184 A JP 1205184A JP S6230253 B2 JPS6230253 B2 JP S6230253B2
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、印字体、石油ストーブの燈芯、軸
受、フイルター、防音材、金型などとして有用な
連通気孔を有する多孔質金属体の製造方法に関す
るものである。
受、フイルター、防音材、金型などとして有用な
連通気孔を有する多孔質金属体の製造方法に関す
るものである。
これまで、連通気孔を有する多孔質金属体の製
造方法としては、金属粉末を型に入れ、これを金
属の融点以下の温度に加熱して、金属粒子相互間
を部分的に焼結させる、いわゆる粉末や金法、発
泡樹脂に液状セツコウを流し込み冷却固化後、加
熱して樹脂部分を焼成除去し、次いで空隙部分に
溶融金属を流し込み冷却後セツコウを除去する、
いわゆる鋳造法、立体網目構造を有する発泡樹脂
に、金属めつきを施すことにより外観上多孔質金
属体に類似した複合体とする、いわゆるめつき法
などが知られている。
造方法としては、金属粉末を型に入れ、これを金
属の融点以下の温度に加熱して、金属粒子相互間
を部分的に焼結させる、いわゆる粉末や金法、発
泡樹脂に液状セツコウを流し込み冷却固化後、加
熱して樹脂部分を焼成除去し、次いで空隙部分に
溶融金属を流し込み冷却後セツコウを除去する、
いわゆる鋳造法、立体網目構造を有する発泡樹脂
に、金属めつきを施すことにより外観上多孔質金
属体に類似した複合体とする、いわゆるめつき法
などが知られている。
しかしながら、粉末や金法は、得られる気孔率
がせいぜい20〜30％と低く、高い気孔率のものを
得る方法としては不適当であるし、また鋳造法は
工程数が多い上に、やはり気孔率に限度がある。
他方、めつき法は気孔率の高いものを得ることは
できるが、機械的強度や耐熱性を欠くという致命
的な欠点がある。
がせいぜい20〜30％と低く、高い気孔率のものを
得る方法としては不適当であるし、また鋳造法は
工程数が多い上に、やはり気孔率に限度がある。
他方、めつき法は気孔率の高いものを得ることは
できるが、機械的強度や耐熱性を欠くという致命
的な欠点がある。
このように、従来の多孔質金属体の製造方法
は、いずれもなんらかの欠点を有し、高い気孔
率、優れた機械的強度や耐熱性をもつ多孔質金属
体を得ることができなかつた。
は、いずれもなんらかの欠点を有し、高い気孔
率、優れた機械的強度や耐熱性をもつ多孔質金属
体を得ることができなかつた。
本発明者らは、このような従来方法のもつ欠点
を克服し、品質の優れた多孔質金属体が容易に得
られる方法を開発すべく鋭意研究を重ね、先に易
水溶性塩粉末の焼結体に溶融金属を圧入したの
ち、易水溶性塩を溶解除去することにより多孔質
金属体を得る方法を提案したが、さらに研究を続
けた結果、上記のようにして得た多孔質金属体を
引き続き機械的又は静水圧的に圧縮することによ
り、より微細な、しかも制御された孔径の連通気
孔をもつ多孔質金属体が得られることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至つた。
を克服し、品質の優れた多孔質金属体が容易に得
られる方法を開発すべく鋭意研究を重ね、先に易
水溶性塩粉末の焼結体に溶融金属を圧入したの
ち、易水溶性塩を溶解除去することにより多孔質
金属体を得る方法を提案したが、さらに研究を続
けた結果、上記のようにして得た多孔質金属体を
引き続き機械的又は静水圧的に圧縮することによ
り、より微細な、しかも制御された孔径の連通気
孔をもつ多孔質金属体が得られることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至つた。
すなわち、本発明は、
(イ) 金型に、粒径10〜150μｍの範囲内にある易
水溶性塩粉末を充填する工程、 (ロ) この易水溶性塩粉末を充填した金型を加熱し
てその中の易水溶性塩粉末を焼結する工程、 (ハ) このようにして得た易水溶性塩焼結体を予熱
し、これに溶融金属を圧入する工程、 (ニ) 溶融金属を冷却固化する工程、 (ホ) 易水溶性塩を洗浄除去し多孔質金属体を得る
工程、及び (ヘ) このようにして得た多孔質金属体を機械的又
は静水圧的に圧縮し、より縮小された孔径をも
つ多孔質金属体とする工程 から成る多孔質金属体の製造方法を提供するもの
である。
水溶性塩粉末を充填する工程、 (ロ) この易水溶性塩粉末を充填した金型を加熱し
てその中の易水溶性塩粉末を焼結する工程、 (ハ) このようにして得た易水溶性塩焼結体を予熱
し、これに溶融金属を圧入する工程、 (ニ) 溶融金属を冷却固化する工程、 (ホ) 易水溶性塩を洗浄除去し多孔質金属体を得る
工程、及び (ヘ) このようにして得た多孔質金属体を機械的又
は静水圧的に圧縮し、より縮小された孔径をも
つ多孔質金属体とする工程 から成る多孔質金属体の製造方法を提供するもの
である。
本発明方法において焼結を形成させるために使
用される易水溶性塩とは、常温又は加温した水に
容易に溶解しうる非熱分解性金属塩のことであつ
て、このようなものとしては、例えば塩化第一ス
ズ、塩化亜鉛、塩化第二銅、塩化マグネシウム、
塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化バリウム、
硫酸マグネシウム、リン酸カリウムなどを挙げる
ことができる。
用される易水溶性塩とは、常温又は加温した水に
容易に溶解しうる非熱分解性金属塩のことであつ
て、このようなものとしては、例えば塩化第一ス
ズ、塩化亜鉛、塩化第二銅、塩化マグネシウム、
塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化バリウム、
硫酸マグネシウム、リン酸カリウムなどを挙げる
ことができる。
本発明方法において用いる易水溶性塩粉末とし
ては、粒径10〜150μｍの範囲のものを用いる必
要がある。
ては、粒径10〜150μｍの範囲のものを用いる必
要がある。
本発明方法において、易水溶性塩粉末を焼結す
るために用いる金型は、必ずしも金属で作られた
ものである必要はなく、所要の強度をもつ耐火材
料、例えば黒鉛などで作られたものであつてもよ
い。また、この型の形状として角柱状、円柱状、
角錐台状、円錐台状、立方体状等任意の形状を選
ぶことができる。
るために用いる金型は、必ずしも金属で作られた
ものである必要はなく、所要の強度をもつ耐火材
料、例えば黒鉛などで作られたものであつてもよ
い。また、この型の形状として角柱状、円柱状、
角錐台状、円錐台状、立方体状等任意の形状を選
ぶことができる。
この金型に易水溶性塩粉末を充填する場合、最
終的に得られる多孔質金属の気孔率が60〜80％程
度になるように充填するのが望ましい。このため
には、易水溶性塩粉末の充填率を50〜70％の範囲
で選択するのがよい。
終的に得られる多孔質金属の気孔率が60〜80％程
度になるように充填するのが望ましい。このため
には、易水溶性塩粉末の充填率を50〜70％の範囲
で選択するのがよい。
この金型に易水溶性塩粉末を充填する場合印字
部分には粒径10〜150μｍの粉末を充填し、イン
キ吸蔵部分にはさらに大きい粒径のもの、例えば
100〜1000μｍのものを充填することができる。
部分には粒径10〜150μｍの粉末を充填し、イン
キ吸蔵部分にはさらに大きい粒径のもの、例えば
100〜1000μｍのものを充填することができる。
次に、易水溶性塩粉末の焼結工程は、易水溶性
塩粉末を充填した金型をそのまま加熱装置例えば
電気炉に入れ、例えば塩化ナトリウムの場合650
〜800℃に加熱することによつて行われる。この
焼結に要する間は通常２〜10時間程度ある。この
焼結処理により、焼結前は点接触していた各粉末
粒子は面接触するようになり、溶融金属を圧入
し、易水溶性塩を洗浄除去した後、ほぼ完全な連
続気孔が形成されることになる。この際、加熱時
間が長ければ長いほど各粒子間の接触面積割合は
増加するが、あまり長くすると独立した空隙部が
生成しはじめる状態、いわゆる過焼結状態が生
じ、後続工程で溶融金属を圧入することができな
くなるので好ましくない。この過焼結状態を生じ
ないようにするには易水溶性塩焼結体の空隙率を
15〜50％の範囲内に制御するのが有利である。
塩粉末を充填した金型をそのまま加熱装置例えば
電気炉に入れ、例えば塩化ナトリウムの場合650
〜800℃に加熱することによつて行われる。この
焼結に要する間は通常２〜10時間程度ある。この
焼結処理により、焼結前は点接触していた各粉末
粒子は面接触するようになり、溶融金属を圧入
し、易水溶性塩を洗浄除去した後、ほぼ完全な連
続気孔が形成されることになる。この際、加熱時
間が長ければ長いほど各粒子間の接触面積割合は
増加するが、あまり長くすると独立した空隙部が
生成しはじめる状態、いわゆる過焼結状態が生
じ、後続工程で溶融金属を圧入することができな
くなるので好ましくない。この過焼結状態を生じ
ないようにするには易水溶性塩焼結体の空隙率を
15〜50％の範囲内に制御するのが有利である。
次いで、このようにして易水溶性塩焼結体に溶
融金属を圧入するが、この工程は、前工程で用い
た金型が耐圧性のものであればそれをそのまま用
いて行つてもよいし、また別の適当な耐圧金型に
焼結体を移して行つてもよい。この際に用いる溶
融金属としては、易水溶性塩よりも低い融点をも
つ金属又は合金であれば任意のものを用いること
ができる。このようなものとしては、例えばス
ズ、亜鉛、マグネシウム又はそれらの合金を挙げ
ることができる。
融金属を圧入するが、この工程は、前工程で用い
た金型が耐圧性のものであればそれをそのまま用
いて行つてもよいし、また別の適当な耐圧金型に
焼結体を移して行つてもよい。この際に用いる溶
融金属としては、易水溶性塩よりも低い融点をも
つ金属又は合金であれば任意のものを用いること
ができる。このようなものとしては、例えばス
ズ、亜鉛、マグネシウム又はそれらの合金を挙げ
ることができる。
本発明方法において、均質でかつ完全な連続気
孔を有する印字体を得るには、この溶融金属を圧
入する際、前記の焼結体を予熱することが必要で
ある。この予熱温度としては、溶融金属の凝固点
よりも低く、次式で示される臨界予熱温度ＴC
（℃）よりも高い温度が用いられる。
孔を有する印字体を得るには、この溶融金属を圧
入する際、前記の焼結体を予熱することが必要で
ある。この予熱温度としては、溶融金属の凝固点
よりも低く、次式で示される臨界予熱温度ＴC
（℃）よりも高い温度が用いられる。
ＴC＝ＴM−０．２５ＨＭＤＭ／ＶＰＣＰＤＰ
〔式中のＴM、ＨM及びＤMはそれぞれ溶融金属の凝
固点（℃）、凝固潜熱（cal／ｇ）及び密度（ｇ/
cm3）であり、ＶP、ＣP及びＤPはそれぞれ塩化ナ
トリウム粒子の空間占有率又は充填率、該粒子の
比熱（cal／ｇ／℃）及び密度（ｇ/cm3）であ
る〕。
固点（℃）、凝固潜熱（cal／ｇ）及び密度（ｇ/
cm3）であり、ＶP、ＣP及びＤPはそれぞれ塩化ナ
トリウム粒子の空間占有率又は充填率、該粒子の
比熱（cal／ｇ／℃）及び密度（ｇ/cm3）であ
る〕。
この溶融金属の圧入圧力は、焼結体の空隙を流
れる溶融金属の流体抵抗よりも大きくする必要が
あるが、通常は30Kg/cm2又はそれ以上の圧力が用
いられる。またこの圧入に要する時間は、目的と
する印字体の大きさによつて異なるが、通常は数
秒ないし数分の範囲である。このようにして、溶
融金属を圧入したのち、冷却し、金型から内容物
を取り出せば、金属−塩化ナトリウム複合体が得
られる。
れる溶融金属の流体抵抗よりも大きくする必要が
あるが、通常は30Kg/cm2又はそれ以上の圧力が用
いられる。またこの圧入に要する時間は、目的と
する印字体の大きさによつて異なるが、通常は数
秒ないし数分の範囲である。このようにして、溶
融金属を圧入したのち、冷却し、金型から内容物
を取り出せば、金属−塩化ナトリウム複合体が得
られる。
次いで水好ましくは熱水によりその中の易水溶
性塩を溶かし出して除去する。これは、通常、水
又は、熱湯中に複合体を浸せきして行われる。こ
の際、溶出を促進するために、かきまぜたり、振
りまぜることもできる。
性塩を溶かし出して除去する。これは、通常、水
又は、熱湯中に複合体を浸せきして行われる。こ
の際、溶出を促進するために、かきまぜたり、振
りまぜることもできる。
このようにして得られた多孔質金属体を乾燥し
たのち、機械的又は静水圧的手段を用いて圧縮す
る。
たのち、機械的又は静水圧的手段を用いて圧縮す
る。
この圧縮工程は、例えば万能試験機、静水圧機
などを用い、上方、下方又は上下両方向、あるい
は上下左右方向から、100〜500Kg/cm2の圧力で均
一に圧縮することにより行われる。この圧縮によ
り、多孔質金属体は全体的に縮小され、気孔率及
び気孔の孔径は小さくなるが、気孔の連通状態は
そのまま維持されるので、使用目的にはなんら悪
影響を及ぼすことはない。
などを用い、上方、下方又は上下両方向、あるい
は上下左右方向から、100〜500Kg/cm2の圧力で均
一に圧縮することにより行われる。この圧縮によ
り、多孔質金属体は全体的に縮小され、気孔率及
び気孔の孔径は小さくなるが、気孔の連通状態は
そのまま維持されるので、使用目的にはなんら悪
影響を及ぼすことはない。
したがつて、本発明方法によれば、あらかじめ
(イ)ないし(ホ)工程で高い気孔率、例えば約70％又は
それ以上の気孔率の多孔質金属体を形成させてお
き、次いでこれを圧縮することにより気孔率70％
未満の任意の多孔質金属体を製造することができ
る。また、圧縮工程において全体的に圧縮するだ
けでなく、所要の部分のみ、部分的に圧縮するこ
ともできる。このように、全体的又は部分的な圧
縮にもかかわらず、連通気孔の閉塞を生じること
なく任意に制御された気孔率の連通した気孔をも
つ多孔質金属体が得られたことは、全く意外なこ
とであつた。
(イ)ないし(ホ)工程で高い気孔率、例えば約70％又は
それ以上の気孔率の多孔質金属体を形成させてお
き、次いでこれを圧縮することにより気孔率70％
未満の任意の多孔質金属体を製造することができ
る。また、圧縮工程において全体的に圧縮するだ
けでなく、所要の部分のみ、部分的に圧縮するこ
ともできる。このように、全体的又は部分的な圧
縮にもかかわらず、連通気孔の閉塞を生じること
なく任意に制御された気孔率の連通した気孔をも
つ多孔質金属体が得られたことは、全く意外なこ
とであつた。
さらに、本発明方法によれば、多孔質金属体が
全体的に均一に圧縮されるため、その硬度を増大
しうるという効果も奏される。
全体的に均一に圧縮されるため、その硬度を増大
しうるという効果も奏される。
本発明方法により得られる多孔質金属体は、連
通した気孔を有するものであるから、インキを吸
蔵させた印字体、例えば筆記具、タイプライター
活字、印判など、石油ストーブの燈芯や燃焼補助
カバー、潤滑剤を含浸させた軸受、ガス抜き金型
等として、またその遮断性を利用して防音材その
他の建築材料等として広く使用することができ
る。
通した気孔を有するものであるから、インキを吸
蔵させた印字体、例えば筆記具、タイプライター
活字、印判など、石油ストーブの燈芯や燃焼補助
カバー、潤滑剤を含浸させた軸受、ガス抜き金型
等として、またその遮断性を利用して防音材その
他の建築材料等として広く使用することができ
る。
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。
る。
実施例 １
平均粒径50μｍの塩化ナトリウム粉末を、ラバ
ープレスにより径100mm、長さ100mmの円柱状に予
備成形したのち、黒鉛製容器に装入し、電気炉中
で780℃において４時間加熱し、径95mm、長さ96
mmの円柱状塩化ナトリウム焼結体を得た。
ープレスにより径100mm、長さ100mmの円柱状に予
備成形したのち、黒鉛製容器に装入し、電気炉中
で780℃において４時間加熱し、径95mm、長さ96
mmの円柱状塩化ナトリウム焼結体を得た。
次いで、この焼結体を鋳鉄製容器に移し、500
℃に加熱したのち、12％Si−Al合金を40Kg/cm2の
圧力で圧入し、Al合金−塩複合体を製造した。
この複合体から厚さ８mmの円板状試片10個をスラ
イスし、旋盤仕上げしたのち、流水中で３時間、
超音波洗浄し、続いて30分間真空脱気し、さらに
30分間超音波再洗浄することにより完全に塩を溶
解除去し、乾燥する。
℃に加熱したのち、12％Si−Al合金を40Kg/cm2の
圧力で圧入し、Al合金−塩複合体を製造した。
この複合体から厚さ８mmの円板状試片10個をスラ
イスし、旋盤仕上げしたのち、流水中で３時間、
超音波洗浄し、続いて30分間真空脱気し、さらに
30分間超音波再洗浄することにより完全に塩を溶
解除去し、乾燥する。
このようにして、気孔率68〜70％の連通気孔を
有する多孔質Al合金が得られた。
有する多孔質Al合金が得られた。
次に、この試料を万能試験機により、100Kg/
cm2、200Kg/cm2、300Kg/cm2、400Kg/cm2及び500Kg/cm2
の各圧力で圧縮した。この際の圧力と気孔率との
関係をグラフとして第１図に示す。
cm2、200Kg/cm2、300Kg/cm2、400Kg/cm2及び500Kg/cm2
の各圧力で圧縮した。この際の圧力と気孔率との
関係をグラフとして第１図に示す。
このグラフから明らかなように、圧縮の際の圧
力と得られる多孔質金属体の気孔率との間には、
ほぼ一定した相関関係があるので、圧力を加減す
ることにより、気孔率を任意に制御することがで
きる。
力と得られる多孔質金属体の気孔率との間には、
ほぼ一定した相関関係があるので、圧力を加減す
ることにより、気孔率を任意に制御することがで
きる。
実施例 ２
平均粒径300μｍの塩化バリウム粉末を径30
mm、深さ100mmのくぼみをもつ黒鉛製鋳型内にタ
ツプ充填し、大気中、950℃で３時間加熱するこ
とにより、径29mm、長さ97mmの円柱状塩化バリウ
ム焼結体を製造した。次いで、これをステンレス
鋼製金型に装入し、850℃に予熱したのち、溶融
したCu−30％Zn、合金を30Kg/cm2のプレス圧力に
より圧入し、銅合金−塩化バリウム複合体を得
た。この試料を約10mmの厚さにスライスし、水
洗、真空脱気、超音波洗浄を繰り返すことにより
完全に塩分を除去したのち、乾燥した。このよう
にして、気孔率65〜67％の連通気孔を有する多孔
質銅合金が得られた。
mm、深さ100mmのくぼみをもつ黒鉛製鋳型内にタ
ツプ充填し、大気中、950℃で３時間加熱するこ
とにより、径29mm、長さ97mmの円柱状塩化バリウ
ム焼結体を製造した。次いで、これをステンレス
鋼製金型に装入し、850℃に予熱したのち、溶融
したCu−30％Zn、合金を30Kg/cm2のプレス圧力に
より圧入し、銅合金−塩化バリウム複合体を得
た。この試料を約10mmの厚さにスライスし、水
洗、真空脱気、超音波洗浄を繰り返すことにより
完全に塩分を除去したのち、乾燥した。このよう
にして、気孔率65〜67％の連通気孔を有する多孔
質銅合金が得られた。
次に、これを200〜1000Kg/cm2の間で圧力を変え
て実施例１と同様にして圧縮した。この際の圧力
と気孔率との関係をグラフとして第２図に示す。
て実施例１と同様にして圧縮した。この際の圧力
と気孔率との関係をグラフとして第２図に示す。
このようにして得た多孔質銅合金の一方の側か
ら他方の側へ向つて空気を圧入したところ、空気
は完全に通過し、この多孔質銅合金を連通した気
孔を有することが分つた。
ら他方の側へ向つて空気を圧入したところ、空気
は完全に通過し、この多孔質銅合金を連通した気
孔を有することが分つた。
第１図及び第２図は、本発明方法における圧縮
の際の圧力と得られる多孔質金属体の気孔率との
関係を示すグラフである。
の際の圧力と得られる多孔質金属体の気孔率との
関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 金型に、粒径10〜150μｍの範囲内にあ
る易水溶性塩粉末を充填する工程、 (ロ) この易水溶性塩粉末を充填した金型を加熱し
てその中の易水溶性塩粉末を焼結する工程、 (ハ) このようにして得た易水溶性塩焼結体を予熱
し、これに溶融金属を圧入する工程、 (ニ) 溶融金属を冷却固化する工程、 (ホ) 易水溶性塩を洗浄除去し多孔質金属体を得る
工程、及び (ヘ) このようにして得た多孔質金属体を機械的又
は静水圧的に圧縮し、より縮小された孔径をも
つ多孔質金属体とする工程 から成る多孔質金属体の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205184A JPS60159136A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 多孔質金属体の製造方法 |
| GB08501351A GB2154252B (en) | 1984-01-27 | 1985-01-18 | A method for the preparation of a spongy metallic body |
| DE19853502504 DE3502504A1 (de) | 1984-01-27 | 1985-01-25 | Verfahren zur herstellung eines schwammartigen metallformkoerpers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205184A JPS60159136A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 多孔質金属体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60159136A JPS60159136A (ja) | 1985-08-20 |
| JPS6230253B2 true JPS6230253B2 (ja) | 1987-07-01 |
Family
ID=11794795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1205184A Granted JPS60159136A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 多孔質金属体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60159136A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4279861B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2009-06-17 | 浦谷商事株式会社 | 刻印装置 |
| CN105382245B (zh) * | 2015-11-19 | 2019-02-12 | 山西振华创新科技有限公司 | 用于制作多孔金属的填充料及该填充料的填充方法 |
| JP7848802B2 (ja) * | 2021-07-05 | 2026-04-21 | 住友電気工業株式会社 | 金属多孔体の製造方法及び金属多孔体 |
| KR102938537B1 (ko) | 2021-12-24 | 2026-03-11 | 엘지디스플레이 주식회사 | 쿠션 플레이트와 쿠션 플레이트를 포함하는 표시 장치 및 쿠션 플레이트의 제조 방법 |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP1205184A patent/JPS60159136A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60159136A (ja) | 1985-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |