JPS6281299A - プレフォーム体圧縮用組立体及びプレフォーム体の圧縮方法 - Google Patents

プレフォーム体圧縮用組立体及びプレフォーム体の圧縮方法

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JPS6281299A JP61211354A JP21135486A JPS6281299A JP S6281299 A JPS6281299 A JP S6281299A JP 61211354 A JP61211354 A JP 61211354A JP 21135486 A JP21135486 A JP 21135486A JP S6281299 A JPS6281299 A JP S6281299A
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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】 本発明は金属および非金属組成物およびこれらの組合わ
せの粉体から成るプレフォーム体を圧縮して所定の圧縮
体を形成するのに使用される。
圧縮された粉体から成るプレフォーム体を真空焼結する
ことは周知である。しかしながら高温および長期焼結期
間でも完全な理論的密度を得られることはめったにない
。更にその結果化じる粒径および敵視的成分の寸法は大
きいので所望の性能を実質的に低下する。
圧縮粉体から成るプレフォーム体を焼結し、アイソスタ
ティックに高温プレスすることも周知である。双方の作
業での出費の他に高温および長期のサイクル時間も粒径
および微視成分の寸法を大きくする。
１９８４年１月３１日にロスマスに発行された米国特許
第４，４２８，９０６号に開示されているように大きな
開発がなされた。上記特許では、圧力伝達媒体から成る
モールド内にプレフォーム体を入れまたは注型でき、圧
力伝達媒体は流動化ガラスを封入する剛性の相互に接続
されたセラミックスケルトン構造体から成る。
ガラスは、圧縮に利用される温度で流動状態となり塑性
状態で流れることができるが、セラミックスケルトンは
その形状を保持し、流動性ガラスのキャリアとして作動
する。ポットグイとラムとの協働により外部圧力が加え
られると、セラミックスケルトン構造体は崩壊して流動
化ガラス内に分散したセラミックスケルトン構造体のフ
ラグメントの複合体を形成する。この複合体は、閉じ込
め体内で材料が所定の圧縮を受けたとき実質的に密とな
り、圧縮不能となり、流動的になり、塑性状態で流れる
ことができるようになる。従ってセラミックスケルトン
構造体は、このスケルトン構造体がラムの圧力により崩
壊し、流動化ガラスが全方向に圧力を伝達しプレフォー
ム体の所定の圧縮を行うのに有力となるまで構造上の剛
性を与え、流動ガラスの封入および保持をするのに有力
である。この結果鍛造プレスの高圧（約８４３６ｋｇ　
／ｃｍ（１２０，０００ｐｓｉ　）を越える）は、大幅
に短い時間および低温での完全理論的密度の圧縮を可能
とする。これにより、極めて微細な粒径および金属間寸
法が生じ、優れた製品の性能が得られる。
しかしながらこの方法は、高価でほとんどの形状にとっ
て実施が困難である。すなわち、プレフォーム体は子鹿
熱中に炉のふん囲気ガスおよび圧力伝達媒体の反応ガス
による汚染を受け、このため表面は許容できないものと
なり、微細構造および物理的特性は不良となる。
本発明によれば、金属および非金属組成物およびそれら
のｘ■合わせの粉体から成るプレフォーム体を圧縮し、
所定の密度の圧縮体を形成するためのアセンブリが提供
される。このアセンブリは、所定の力および温度に応答
して流動化でき、この所定の力および温度よりも低い温
度および力にてガスを通気する外側閉じ込め体と、閉じ
込め体内にプレフォーム体を封入し、低い温度および力
にて溶融しガス流に対する液体バリアを形成する内部媒
体とを含む。本発明は金属および非金属の組成物および
それらの組合わせの粉体から成るプレフォーム体を所定
密度の圧縮体に圧縮する方法を更に提供する。この方法
は所定の力および温度に応答して流動化でき、前記所定
の力および温度よりも低い温度および力にてガス流を通
気できる閉じ込め体でプレフォーム体を囲み、閉じ込め
体中の内部媒体内にプレフォーム体を封入し・、前記低
い温度で内部媒体を溶融し、ガス流に対する液体バリア
を形成する諸工程から成る。
添附図面を参照しながら次の詳細な説明を読めば、本発
明の上記以外の利点がより理解されよう。
図には、本発明に従って製造された、プレフォーム体を
圧縮するためのアセンブリが一般的に番号１０で表示さ
れている。このアセンブリ１０は、所定の密度の圧縮さ
れた圧縮体１２’を形成するよう金属および非金属組成
物およびその組合わせの粉体から成る完全に密なセグメ
ントを含むプレフォーム体１２を圧縮するためのもので
ある。プレフォーム体１２は、未加工品として知られて
いるもので、この未加工品は例えば第１図に示されるよ
うに囲まれる前に低密度に圧縮され、所定形状に自立す
るようになっている。
アセンブリ１０はプレスのうちのラム１４と、ボ・７ト
ダイ１６を含む。下方のボットダイ１６は、アセンブリ
】０を拘束するようにポケット１８内にアセンブリ１０
を収容している。
アセンブリ１０は、所定の力および温度に応答して流動
できる外側封じ込め体２０を含み、この封じ込め体２０
は所定の力および温度よりも低い温度および力にてガス
を通過する。このアセンブリは、内部媒体２２を含むこ
とを特徴とし、この内部媒体２２は封じ込め体２０内に
プレフォーム体１２を封入し、通過するガス流れに対す
る液体バリアを形成するよう低温で溶融する。
より詳細に説明すれば、外側閉じ込め体２０は、剛性の
相互に接続されたスケルトン構造体を含むことができる
。このスケルトン構造体は、１９８４年１月３１日ロス
マスに発行され、本発明の出願人に譲渡された米国特許
第４，４２８，９０６号に開示されている。外側閉じ込
め体２０は、圧力伝達媒体であり、所定の力すなわち圧
力に応答して崩壊できる剛性の相互接続されたスケルト
ン構造体２３を含み、更に流動化手段２５も含む。この
流動化手段２５は、流動化でき、スケルトン構造体２３
に支持されかつ保持され、所定の力におけるスケルトン
構造体２３の崩壊に応答して流ｖＪ化手段２５内に分散
されたスケルトン構造体セグメント２３′の複合体２０
′を形成すると共に圧縮体１２’の所定密度で複合体２
０′を実質的に完全に密にし、圧縮不能にしかつ流動的
に流れることかできるようにする。スケルトン構造体は
セラミックから構成できるし、流動化手段２５はガラス
から構成できる。
内部媒体２２は、圧縮のための温度よりも低い温度で溶
融できる粘性材料から形成できる。媒体２２を含む材料
は、外側閉じ込め体２０よりも所定温度で粘性が低くな
ることが好ましい。好ましい媒体２０は、閉じ込め体２
０の流動化手段２５を画定”・（−るガラスよりも低い
温度で溶融できるガラスか・、形成される。
外側閉じ込め体’Ｉ　Ｑ　’、！：、内部に内部媒体２
２を収容するためのキャビティ２６を画定するプレフォ
ームカップ２７を含む。外側閉じ込め体２０は、キャビ
ティ２６およびカップ２７をカバーするためのカバー２
８を更に含む。
本発明は更に金属および非金属組成物およびそれらの組
合わせから成る粉体材料から成るプレフォーム体１２を
圧縮し、所定密度の圧縮された圧縮体１２′を形成する
方法を提供するものである。
この方法は、所定の力および温度に応答して流動化でき
、所定の力および温度よりも低い温度および力にてガス
流れを通気できる閉じ込め体２０によってプレフォーム
体１２を囲み、閉じ込め体２０内の内部媒体２２内にプ
レフォーム体１２を封入し、子鹿熱の初期の段階で低い
温度で内部媒体を溶融して通過するガス流れに対して液
体バリアを形成し、よって外側閉じ込め体２０の炉ふん
囲気ガスおよび反応性ガスがプレフォーム体１２を汚染
しないようにする諸工程から成る。閉じ込め体２０の外
側全体に外部圧力を加え、静水圧によりプレフォーム体
１２の所定の圧縮を行ない、圧縮体１２′とする。この
ときの静水圧は、圧縮体１２′の所定の圧縮の少なくと
も直前に完全に密になり、圧縮不能となり、流動化でき
る媒体２２および閉じ込め体より加えられる。閉し込め
体２０は、所定の力に応答して崩壊できる剛性の相互に
接続されたスケルトン構造体とスケルトン構造体に支持
、係止され、流動化できる流動化手段から成り、所定の
力におけるスケルトン構造体の崩壊に応答して流動化手
段内に分散したスケルトン構造のフラグメントの複合体
２０′を形成すると共に複合体１２’を圧縮体１２′の
所定密度で実質的に完全に密にし、非圧縮性にし、流動
的に流れることができるようにする。内部媒体２２は、
流動化手段と同じようにガラスから形成することが好ま
しい。両者は同じガラスフリットにできる。閉じ込め体
２０は、キャビティ１８および閉じ込め体２０をカバー
するためのカバ一手段２８および内部媒体２２を受ける
キャビティ１８を備えたカップ２７から形成される。閉
じ込め体２０は内部媒体２２およびプレフォーム体１２
と共にポットダイ１６内へ入れられる。次にラム１４が
ボットダイ１６内へ挿入され、ボ・ノドダイ１６内に保
持したまま閉し込め体２０に所定の力が加えられるよう
内部の閉し込め体２０を圧縮する。プレフォーム体１２
および内部媒体は、ポ・ノ１〜ダイ１６に挿入する前に
好ましくは炉内で加熱される。
三部品形容器２７．２８を注型して、セラミ・ツク−ガ
ラス複合体ダイを形成するよう硬化する。
プレフォーム体１２は、細いワイヤサポート上に置いて
、子鹿熱および圧縮時にプレフォーム体がキャビティ２
６の底部まで降下しないようにできるが、キャビティ２
６の底部の上にガラス粉末（好ましいハーメチックシー
ル媒体）とシリカを層状にし、プレフォーム体１２を所
望高さに設定する方法が好ましい。このシリカ・ガラス
混合体はプレフォーム体１２がキャビティの底部まで降
下することを防止する。シリカ・ガラス層上にプレフォ
ーム体１２を置いた後、キャビティのバランスにガラス
粉末を入れ、媒体２２を形成する。
第１図に示すように頂部に圧力伝達カバー２８を置く。
すでに圧縮温度以上になっているふん囲気−制御炉内に
このアセンブリを入れる。低溶融媒体２２は、数分以内
にバリアを形成し、プレフォーム体１２がガス汚染され
ないようにこれを保護する。圧縮温度より高い温度で高
温にすればするほどより短時間にハーメチックシールで
き、更に子鹿熱サイクルも短くなる。温度が圧縮温度よ
りも高くなれば、プレフォーム体１２が圧縮温度に達し
たとき閉じ込め体２０を取除くようサイクルのタイミン
グを合わせなければならない。ポットダイ１６内に閉じ
込め体２０を入れ、ラム１４によって圧縮する。次に閉
じ込め体２０′を除去し、冷却し、機械的に剥離する。
ハーメチックシール媒体には、ガラスが好ま°しいが、
プロセス温度によっては金属、塩またはポリマーでもよ
い。ガラスが冷却するとき複合体２０′は凝固し、除去
するため破壊で−る。
ハーメチッ：：ノシール媒体２２が圧力を加えたときプ
レフォーム体１２内の表面の微細孔に浸透するようプレ
フォーム体１２と反応できるかまたは粘性が低い場合、
プレフォーム体１２にデルタグレーズ２７　（Ｄｅｌｔ
ａ　ＧＬａｚｅ　２７　）のような非反応性で、比較的
非浸透性で高温のコーティングをプリコートしてもよい
。かかるコーティングは、プレフォーム体１２が溶融ガ
ラスに対して非浸透性となるようにする。
作動時には、内部媒体２２内に封入され圧力伝達閉じ込
め体２０内に収容されたプレフォーム体１２を子鹿熱し
、次にポットダイ１６内に入れる。
ポットダイ１６内の閉じ込め体を圧縮するラム１４によ
り閉じ込め体２０の全外周面に力を加え、プレフォーム
体１２を所定密度の圧縮体１２′へと圧縮する。急速ハ
ーメチックシール媒体２２は、比較的低温で溶融するの
で、子鹿熱の段階でガス拡散バリアすなわち、ガスの通
過を阻止する液体バリアを形成する。子鹿熱の初期の段
階では、ハーメチックシール媒体は炉内ふん囲気ガスお
よび圧力伝達閉じ込め体２０からの反応ガスがプレフォ
ーム体１２を汚染しないよう充分に溶融する。
ボットダイ１６とラム１４と協働により外部圧力が加え
られると、圧力伝達閉じ込め体２０のセラミックスケル
トン構造体が崩壊して、流動化ガラス２５′内に分散し
たセラミックスケルトン構造体フラグメント２３′の複
合体を発生するが、この複合体は圧縮体１２′が閉じ込
め体内で所定の圧縮を受けるとき実質的に密になり、圧
縮不能となり、流動的になり、塑性状態で流れることか
で　。
きるようになる。実質的に溶融し、圧力により完全に密
になったハーメチックシール媒体２２′は、塑性流れの
圧力伝達を妨げない。従って、セラミックスケルトン構
造体は、このスケルトン構造体がラム１４の力により崩
壊し、圧縮体１２′の所定の圧縮を行うよう全方向の圧
力伝達をするのに有力となるまで構造上の剛性、封入お
よび流動ガスの保持をするのに有力である。
以上で本発明を図解により説明したがここで使用した用
語は、限定のためのものではなく、説明上のものにすぎ
ないと解すべきである。
上記教示内容に鑑みれば、本発明の変形および変更が可
能であることは明らかである。従って、参照番号を限定
のためでなく単に便宜的に附けたにすぎない特許請求の
範囲内では、上記に述べた特定の倒板外にも本発明を実
施できると解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に従って製造されたアセンブリの横断
面図、第２図は圧縮状態にある第１図に示した同じアセ
ンブリの横断面図である。 １０・・・・・・アセンブリ、 １２・・・・・・プレフォーム体、 １２′・・・・・・圧縮体、 ２０・・・・・・閉じ込め体、 ２２・・・・・・内部媒体。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）所定の力および温度に応答して流動化でき、前記
    所定の力および温度よりも低い温度および力にてガス流
    を通気する外側閉じ込め体（２０）を含み、金属および
    非金属組成物およびそれらの組合わせの粉体から成るプ
    レフォーム体（１２）を圧縮して所定密度の圧縮体（１
    ２′）を形成するアセンブリにおいて、 前記閉じ込め体（２０）内にプレフォーム体（１２）を
    封入し、通過するガス流に対する液体バリアを形成する
    よう前記低温で溶融する内部媒体（２２）を特徴とする
    アセンブリ（１０）。
  2. （２）金属および非金属の組成物およびそれらの組合わ
    せの粉体から成るプレフォーム体（１２）を圧縮して所
    定密度の圧縮体（１２′）を形成する方法において、 所定の力および温度に応答して流動化でき、前記所定の
    力および温度よりも低い温度および力にてガス流を通気
    できる閉じ込め体（２０）でプレフォーム体（１２）を
    囲み、 閉じ込め体（２０）中の内部媒体（２２）内にプレフォ
    ーム体（１２）を封入し、前記低い温度で内部媒体（２
    ２）を溶融しガス流に対する液体バリアを形成すること
    から成る方法。
JP61211354A 1985-10-03 1986-09-08 プレフォーム体圧縮用組立体及びプレフォーム体の圧縮方法 Granted JPS6281299A (ja)

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