JP2000034173A

JP2000034173A - 複合焼結体の製造方法

Info

Publication number: JP2000034173A
Application number: JP10212043A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Miyake; 正太郎三宅; Yukio Kubota; 幸雄久保田; Tsuneo Hiraide; 恒男平出
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】加圧方向と直交する方向に層が接合され、熱応
力によるクラックの発生等のない複合焼結体の製造方法
を提供する。【解決手段】組成の異なる材料からなる複数の層が焼結
時の押圧方向と直交する方向に接合されるように材料を
型内に充填し、材料を放電プラズマ焼結法により焼結し
て複合焼結体を製造する際に、焼結工程において前記層
ごとに圧縮比を変えて押圧する。押圧面は層ごとに同心
円状に分割されていることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は複合焼結体、特に異
なる複数の層が焼結時の押圧方向と直交する方向に接合
された複合焼結体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、異種材料からなる複合焼結体が開
発され、かかる複合焼結体は従来２物質を接着していた
部品の代替や、強度と靱性を併せ持つ生体材料等への応
用等、多様な分野への適用が展開されていた。このよう
な複合焼結体の製造方法としては、例えば放電プラズマ
焼結法（ＳＰＳ）が挙げられる。

【０００３】放電プラズマ焼結法は加圧焼結法の一種で
あり、焼結材料内部からの自己発熱作用を利用した焼結
法である。放電による直接発熱方式によるため、極めて
熱効率に優れ、簡便かつ短時間で均質高品位の焼結体
（焼結接合体）が容易に得られるという特長がある。

【０００４】また、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ）のよ
うな一軸荷重焼結法は、一般に円筒状のスリーブに円柱
状の押圧子（パンチ）を用いて加圧しながら焼結する方
法であり、材料または気孔率あるいは密度の異なる層が
加圧方向に順次接合された複合焼結体を容易に製造する
ことができる。

【０００５】しかし、例えば、大中小の円筒形状の焼結
体が加圧方向と直交する方向に同心円状に接合された複
合焼結体の場合、これをＳＰＳ法により作製することは
困難であった。

【０００６】このような複合焼結体の製造方法として
は、例えば、層ごとに焼結体を作製し、これらを組合わ
せて焼結・接合させる方法が挙げられる。しかし、この
方法では製造工程が多く煩雑であった。

【０００７】また、別々に作製された焼結体を焼き嵌め
等により接合させる方法が挙げられる。しかし、かかる
方法によれば、同心円の外側部分の収縮量が中心部分よ
りも大きくなるように調節しなければならない。このた
め、外側部分が内側部分よりも密度が小さいものしか製
造することができなかった。

【０００８】さらに、各焼結体の嵌合部分の形状を熱に
よる寸法変化等を考慮して設定しなければならず、各焼
結体の密度、寸法の調整等が困難であった。さらに嵌め
合いが可能である焼結体の形状には制限があった。

【０００９】一方、熱間等方加圧焼結法（ＨＩＰ）によ
り、複数の層が同心円状に配置された多重構造の焼結体
を製造する方法が提案されている。しかし、この方法に
よれば、材料の熱膨張係数の相違や残留応力等により焼
結体に割れが生じる等の問題がある等、加圧方向と異な
る方向、例えば加圧方向に直交する方向に層が接合され
た複合焼結体を簡易にかつ良好に製造することは困難で
あった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加圧
方向と直交する方向に層が接合された複合焼結体であっ
て、層間に作用する熱応力を緩和することができる複合
焼結体の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）の本発明により達成される。

【００１２】（１）組成の異なる材料からなる複数の
層が焼結時の押圧方向と直交する方向に接合されるよう
に前記材料を型内に充填する工程と、前記材料を放電プ
ラズマ焼結法により焼結する工程とを有する複合焼結体
の製造方法において、前記焼結工程において前記層ごと
に圧縮比を変えて押圧することを特徴とする複合焼結体
の製造方法。

【００１３】（２）前記押圧は押圧面を分割して行わ
れる上記（１）に記載の複合焼結体の製造方法。

【００１４】（３）前記押圧面は前記層ごとに分割さ
れている上記（２）に記載の複合焼結体の製造方法。

【００１５】（４）前記押圧面は同心円状に分割され
ている上記（２）または（３）に記載の複合焼結体の製
造方法。

【００１６】（５）前記焼結工程の前に圧粉体を形成
する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の複合焼
結体の製造方法。

【００１７】（６）前記圧粉体は前記層ごとに形成さ
れる上記（５）に記載の複合焼結体の製造方法。

【００１８】（７）前記圧粉体の形成は一軸成形法に
よる上記（５）または（６）に記載の複合焼結体の製造
方法。

【００１９】（８）前記材料はセラミックスおよび金
属材料のうち少なくとも一方である上記（１）ないし
（７）のいずれかに記載の複合焼結体の製造方法。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の複合焼結体の製造
方法を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説
明する。

【００２１】図１は、本発明の複合焼結体の製造方法に
用いられる成形型および材料充填治具の縦断面図、図２
〜図１０は、本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施
形態を示す縦断面図である。

【００２２】図１に示す成形用型１は、複合焼結体を構
成する材料を収容可能な中空部２１を有する円筒形状の
外型２と、焼結材料を押圧するための押圧子３ａと第２
の押圧子３ｂからなる一対の押圧子とを備えている。第
２の押圧子３ｂは２重構造であり、環状押圧部材３１と
柱状押圧部材３２とから構成されている。

【００２３】まず、成形用型１内に材料５ａを充填す
る。充填は図１に示すように材料充填治具８を用いて行
われる。これにより、材料５ａは突起部８２の周囲に環
状に充填される。

【００２４】材料充填治具８は、外型２の中空部２１に
嵌合可能な嵌合部８１と、中空部２１に挿入可能な突起
部８２とから構成されている。嵌合部８１と突起部８２
とはともに断面形状が円形であって同心円状に設けられ
ている。材料充填治具８の構成材料としては特に限定さ
れず、例えば金属等が挙げられる。

【００２５】外型２には同心円状に中空部２１が形成さ
れており、内周面には導電性を有するカーボンシート７
が設けられている。これにより材料５ａと中空部２１の
内周面との間にクッション材として介在するため、材料
５ａに含まれる金属材料が外型２を構成するカーボンと
反応し、内周面に固着すること等を防止することができ
る。さらに、焼結時に各押圧子が外型２の内周面に食い
つくことを防止し、円滑に摺動させることができる。

【００２６】外型２の構成材料としては、放電プラズマ
焼結に好適な導電性材料であることが好ましく、例え
ば、超硬金属、超硬合金、炭素系材料等が挙げられ、な
かでも炭素系材料がより好ましい。

【００２７】図２に示すように、嵌合部８１を中空部２
１に嵌合させて材料充填治具８が外型２に取り付けられ
る。突起部８２の表面は、圧粉体からの離型性を良好に
保つためテフロンシート８８で被覆されている。

【００２８】次に、図３に示すように、材料充填治具８
が取付けられた外型２に材料５ａが充填される。

【００２９】材料５ａとしては、ＳＵＳ３０４等のステ
ンレス鋼系材料、Ａｌ、Ａｌ系合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金等
の非鉄金属系金属材料等、その他の殆どの金属材料が挙
げられる。さらに、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等の酸化物系セラミック
ス、ＳｉＣ等の炭化物系セラミックス、ＴａＮ等の窒化
物系セラミックス、ＴｉＢ₂ 等の硼化物系セラミック
ス、ＬｉＦ等のフッ化物系セラミックス、ハイドロキシ
アパタイト等のリン酸カルシウム系セラミックス等のセ
ラミックス系材料、サーメット系化合物材料、金属間化
合物系材料、有機系材料等が挙げられ、これらを１種ま
たは２種以上を混合して用いることができるが、なかで
もセラミックスおよび金属材料のうち少なくとも一方で
あることがより好ましい。

【００３０】また、外型２に充填される材料５ａの形態
は、粉状物、ブロック体等の塊状物等いかなるものでも
よいが、充填量の調節の容易さ等から粉状物がより好ま
しい。粉状物の場合、平均粒径１〜１００μｍ程度のも
のが好ましく用いられる。

【００３１】次に、図４および図５に示すように環状に
充填された材料５ａを環状の圧縮用押圧子９１により圧
縮し、材料５ａからなる圧粉体５１ａを形成する。予め
圧粉体５１ａを形成することにより、焼結体の強度およ
び接合力をより向上させ、また、気孔率、気孔径等をよ
り精度よく制御することができる。

【００３２】さらに、層ごとに圧粉体を形成すれば、層
ごとに上記焼結体の強度等を調整することができるとと
もに、押圧方向と直交する方向に積層構造を構成するこ
とが容易になる。

【００３３】圧粉体５１ａ形成時の押圧力は、材料５ａ
の種類、形態等に応じて適宜選択されるが、１００〜５
００kgf/cm² の範囲であることが好ましい。

【００３４】圧縮用押圧子９１は、外型２の中空部２１
に摺動可能に嵌合する環状体であって、その中心軸に対
し同心円状に中空部９１０が形成されている。中空部９
１０は材料充填治具８の突起部８２を摺動可能に嵌合す
るよう形成されている。これにより材料５ａを圧縮し、
環状の圧粉体５１ａを形成することができる。圧縮用押
圧子９１の構成材料としては、例えば金属製のものが用
いられる。

【００３５】圧粉体５１ａを形成する方法としては特に
限定されず、押圧子を用いた一軸成形法の他、例えば冷
間等方加圧法（ＣＩＰ）、熱間等方加圧法（ＨＩＰ）等
が挙げられるが、一軸成形法がより好ましい。一軸成形
法は製造方法が単純でかつ最も量産性に優れている。

【００３６】なお、材料５ａがブロック体である場合、
圧粉体を形成する工程を省略することができる。

【００３７】圧粉体５１ａを形成後、図５に示すように
材料充填治具８を柱状形状の第１の押圧子３ａに交換す
る。これにより圧粉体５１ａの中空部に新たな材料を充
填することが可能となる。

【００３８】第１の押圧子３ａは、外型２の中空部２１
に嵌合可能な柱状体で構成されている。第１の押圧子３
ａの構成材料としては、外型２と同様のものが挙げら
れ、焼結に適したものが好ましく用いられ、例えば、超
硬金属、超硬合金、炭素系材料等が挙げられるが、炭素
系材料がより好ましい。

【００３９】次に、図６に示すように圧縮用押圧子９１
の中空部９１０から、さきに充填した材料５ａと粒度や
材質の異なる材料５ｂを充填する。材料５ｂとしては、
材料５ａと同様のものが挙げられるが、なかでもセラミ
ックスおよび金属材料のうち少なくとも一方であること
がより好ましい。

【００４０】材料５ｂの形態は、粉状物、ブロック体等
の塊状物等いかなるものでもよいが、充填量の調節の容
易さ等から粉状物がより好ましい。粉状物である場合、
平均粒径１〜１００μｍ程度のものが好ましく用いられ
る。

【００４１】そして、図７に示すように柱状の圧縮用押
圧子９２により材料５ｂを圧縮し、図８に示すような圧
粉体５１ｂを作製する。圧縮用押圧子９２は、圧縮用押
圧子９１の中空部９１０に嵌入可能な形状の柱状体であ
って、例えば金属材料から構成されている。

【００４２】圧粉体５１ｂ形成時の押圧力は、材料５ｂ
の種類、形態等に応じて適宜選択されるが、１００〜５
００kgf/cm² の範囲であることが好ましい。

【００４３】なお、材料５ｂがブロック体である場合、
圧粉体を形成する工程を省略することができる。

【００４４】材料５ａおよび５ｂのうち少なくとも一方
は粉体であることが好ましい。隣接する材料が双方とも
ブロック体等の固体である場合、固体は圧縮比の調整の
幅が狭いため、層ごとに焼結体の密度を調整することに
よる熱応力の緩和が十分に行ない得ない場合がある。

【００４５】なお、圧粉体５１ｂを形成する方法として
は圧粉体５１ａを形成する場合と同様の方法が挙げられ
るが、一軸成形法がより好ましい。

【００４６】以上のようにして、組成の異なる材料５
ａ、５ｂからなる層が焼結時の押圧方向（圧縮方向）と
直交する方向に接合されるように外型２内に充填され
る。

【００４７】次に、図９に示すように圧縮用押圧子９
１、９２を環状押圧部材３１および柱状押圧部材３２に
交換する。

【００４８】環状押圧部材３１は、図１に示すようにそ
の中心軸に対し同心円状に中空部３１０が形成されてい
る。柱状押圧部材３２は円柱形状で、環状押圧部材３１
の中空部３１０に摺動可能に嵌合するよう形成されてい
る。

【００４９】環状押圧部材３１は押圧面３１５により圧
粉体５１ａを押圧し、柱状押圧部材３２は押圧面３２５
により圧粉体５１ｂを押圧するように配置される。この
ように押圧面が層ごとに分割されるように構成すること
により、層（圧粉体）毎に圧縮比を変えて押圧すること
が容易となる。

【００５０】したがって、例えば、熱膨張係数が大きく
異なる材料からなる層が接合する複合焼結体を作製する
場合、熱膨張係数の大きい材料の圧縮比を小さく、熱膨
張係数の小さい材料の圧縮比を大きくすることで熱応力
の緩和を図り、層間の接合強度の向上およびクラックの
発生等を防止することができる。また、複合焼結体の焼
結後の形状も精度よく制御することが可能になる。

【００５１】また、押圧面を同心円状に分割して被焼結
物（圧粉体）を押圧・焼結することにより、加圧方向と
直交する方向（径方向）における温度および圧力分布に
関し均一にすることができ、より優れた複合焼結体を作
製することができる。

【００５２】押圧子を交換し、成形用型１を放電プラズ
マ焼結用装置にセットした後、放電プラズマ焼結法によ
り焼結し複合焼結体を製造する。

【００５３】焼結系内は、被焼結物の酸化等を抑制する
ために真空状態または不活性ガス雰囲気とされることが
好ましい。

【００５４】圧粉体５１ａと圧粉体５１ｂとを相異なる
圧縮比で押圧するように環状押圧部材３１および柱状押
圧部材３２を制御する方法としては、例えば、図９およ
び図１０に示すように環状押圧部材３１と柱状押圧部材
３２とを相異なる長さ（突出量）とし、これにより押圧
部材ごとに押込み量を調節し、圧粉体の圧縮量を変化さ
せる方法が挙げられる。

【００５５】本実施形態では、外型２からより上方に突
出した柱状押圧部材３２を図示しない固定部材により固
定する。この状態で、第１の押圧子３ａ側から押圧し、
環状押圧部材３１と柱状押圧部材３２とがほぼ同じ高さ
になるまで圧縮すると、柱状押圧部材３２による圧粉体
５１ｂの押込み量（圧縮比）は、環状押圧部材３１によ
り押圧される圧粉体５１ａの押込み量よりも多くなる。

【００５６】したがって、柱状押圧部材３２により押圧
された焼結体の密度の増加量は、環状押圧部材３１によ
り押圧された焼結体よりも大きくなる。このような方法
によれば、各押圧部材の突出量（長さ）を調節すること
により、各焼結体の密度差を設定することができる。

【００５７】また、他の方法としては、各押圧部材を別
々の加圧ラム等により駆動し、例えば、環状押圧部材３
１と柱状押圧部材３２とが独立して圧縮比が異なるよう
に押圧する方法等が挙げられる。この場合、各層の圧縮
比は押圧部材の長さによらず、加圧ラムの制御により調
整される。

【００５８】放電プラズマ焼結は、第１の押圧子３ａ、
第２の押圧子３ｂおよび外型２を通してパルス電圧を印
可し、圧縮通電系を加熱する。焼結系の温度が所定温度
に達したらかかる温度で一定時間保持し、焼結接合体１
０を作製する。焼結温度としては３００〜２０００℃、
焼結時間は２〜３０分、押圧力は３００〜１０００kgf/
cm² 程度とすることが好ましい。

【００５９】放電プラズマ焼結法は、圧粉体粒子間隙に
直接パルス状の電気エネルギーを投入し、火花放電によ
り瞬時に発生する高温プラズマの高エネルギーを熱拡散
・電界拡散等へ効果的に応用することで、ホットプレス
法等に比べ、昇温、保持時間を含め、数分〜数十分の短
時間で焼結あるいは焼結接合を可能とする。また、放電
点の分散による均等加熱により、均質で接合強度に優れ
た高品位の複合焼結体を容易かつ高効率で製造すること
ができる。

【００６０】また、このような方法によれば、材料の充
填、圧粉体化および焼結を１つの外型２内で行うことが
可能であり、工程が簡略化され製造コストの低減を図る
ことも可能である。

【００６１】以上のような方法により、図１１および図
１２に示すように高密度焼結体１０３と低密度焼結体１
０５からなる同心円状に二層構造の複合焼結体１０が得
られる。

【００６２】図１３は本発明の複合焼結体の製造方法の
第２実施形態に用いられる材料充填治具および成形用型
を示す縦断面図である。

【００６３】本実施形態において製造される複合焼結体
は、異なる材料からなる層が同心円状に３層積層された
構造である点で、図１〜図１０に示される第１実施形態
と異なる。以下、主に第１実施形態と異なる点について
説明し、同一の事項および同一部材には同一符号を付
し、その説明は省略する。

【００６４】３層構造の複合焼結体を製造する場合、材
料充填用治具８ａおよび８ｂが用いられる。材料充填用
治具８ａおよび８ｂは第１実施形態で用いられる材料充
填治具８と同様のものを使用することができ、各突起部
８２ａおよび８２ｂは、材料充填治具８と同様、離型性
の向上を図るためにテフロンシート８８で被覆されてい
る。

【００６５】第１実施形態の場合と同様にして圧粉体５
１ａを形成した後、図１４に示すように、材料充填治具
８ｂを用いて材料５ａと異なる材料５ｂを充填する。材
料充填治具８ｂにより材料５ｂは圧粉体５１ａと同心円
状に環状に充填される。

【００６６】次に、図１５に示すように材料５ｂを環状
の圧縮用押圧子９３により圧縮し圧粉体５１ｂを形成す
る。

【００６７】そして、第１実施形態の場合と同様に材料
充填治具８ｂを第１の押圧子３ａに交換した後、圧粉体
５１ｂの中空部に材料５ｂと異なる材料５ｃを充填し、
柱状の圧縮用押圧子（図示せず）により押圧し圧粉体５
１ｃを形成する。

【００６８】最後に、図１６に示すように環状押圧子３
１１、３１２および柱状押圧子３２からなる第２の押圧
子３ｂを用いて、各層（圧粉体）ごとに圧縮比を変えて
押圧しながら、放電プラズマ焼結法により各圧粉体５１
ａ、５１ｂ、５１ｃを焼結し、図１７に示すような複合
焼結体１０を作製する。

【００６９】以上、本発明の複合焼結体の製造方法を図
示の各実施形態について説明したが、本発明はこれらに
限定されるものではなく、例えば型への材料の充填は、
外層側から充填するものに限られず、内層側から充填す
るものであってもよい。

【００７０】また、圧粉体形成時と焼結時に用いられる
押圧子を１つの押圧子で行なってもよい。

【００７１】さらに、本発明の方法により製造される複
合焼結体は、同心円状に層が接合されたものに限られ
ず、例えば、図１８に示すように２つの異なる焼結体１
０４ａ、１０４ｂが偏心して接合されたものや、図１９
に示すように４つの異なる焼結体（１０９ａ〜１０９
ｄ）が接合された構造の複合焼結体であってもよい。

【００７２】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【００７３】（実施例１）材料として、ハイドロキシア
パタイト粉末（平均粒径：４０μｍ）２．５ｇ、Ｔｉ粉
末（平均粒径：２２μｍ）２．７５ｇを使用し、図１に
示す材料充填治具および成形用型を用いて、図２〜図１
０に示す工程により複合焼結体を作製した。

【００７４】まず、外径４０mm、内径１８mm、高さ５０
mmのカーボン製外型２の中空部２１の一端側に、材料充
填治具８を嵌入した（図２）。

【００７５】次に中空部２１から材料５ａとしてハイド
ロキシアパタイト粉末を装入した（図３）。

【００７６】金属製圧縮用押圧子９１を使用して、ハイ
ドロキシアパタイト粉末を圧縮し圧粉体５１ａを形成し
た（図４）。このときの圧縮力は、３００kgf/cm² であ
った。

【００７７】材料充填用治具８を第１の押圧子３ａに交
換し（図５）、圧縮用押圧子９１の中空部９１０から材
料５ｂとしてＴｉ粉末を装入した（図６）。

【００７８】Ｔｉ粉末を金属製の圧縮用押圧子９２で圧
縮し、圧粉体５１ｂを形成した（図７、図８）。

【００７９】圧縮用押圧子９１、９２を外径１８mm、内
径１０mm、高さ２５mmのカーボン製の環状押圧部材３１
および外径１０mm、高さ１０mmのカーボン製の柱状押圧
部材３２に交換して（図９）、放電プラズマ焼結装置
（住友石炭鉱業（株）製ＳＰＳ−５１０Ｌ）にセッティ
ングし、焼結系内を真空状態とした。

【００８０】環状押圧子３１よりも柱状押圧子３２が上
方に突出していた状態から、両者がほぼ同じ高さになる
まで第１の押圧子３ａ側から押圧力３５０kgf/cm² で圧
粉体５１ａおよび５１ｂを押圧し、パルス電圧（パルス
条件＝１２：２）を印可して圧縮通電系を加熱し焼結を
行った。

【００８１】焼結条件は、焼結温度：９５０℃、焼結時
間（保持時間）：５分とし、内側のＴｉ圧粉体の圧縮比
が外側のハイドロキシアパタイト圧粉体の圧縮比よりも
大きくなるように押圧した。

【００８２】上記の条件で焼結を行い（図１０）、図１
１および図１２に示すような複合焼結体１０を得た。

【００８３】実施例で製造された複合焼結体１０は、同
心円状に外層がハイドロキシアパタイトからなる低密度
焼結体１０５、内層がＴｉからなる高密度焼結体１０３
から構成されるものであった。

【００８４】焼結体１０３、１０５は、各々良好な焼結
状態で、ひび割れ、欠け等はみられず、両焼結体は互い
に強固に接合されていた。

【００８５】さらに、製造された複合焼結体１０は、内
層（Ｔｉ）と外層（ハイドロキシアパタイト）とでは熱
膨張係数が各々異なるが、熱膨張係数のより大きいハイ
ドロキシアパタイト層をＴｉ層よりも圧縮比が小さくな
るように押圧しながら焼結したことにより、各層の熱膨
張または収縮による体積変化が調整されて熱応力が均一
化し、加熱・冷却が繰り返される環境下においても熱応
力によるクラック、欠け等がみられなかった。

【００８６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の複合焼結体
の製造方法によれば、異なる材料からなる層が押圧方向
と直交する方向に接合された複合焼結体を容易に作製す
ることができる。さらに各層の焼結・接合が均一かつ均
質で高品位の複合焼結体が得られる。

【００８７】さらに、層ごとに圧縮比を変えて押圧する
ため、熱膨張係数の差によって生じる熱応力を緩和する
ことができ、クラック、欠けの発生等を防止することが
できる。

【００８８】したがって、従来の方法では得られなかっ
た材料の組み合わせからなる複合焼結体を製造すること
ができ、材料設計の自由度が飛躍的に増大し、耐熱部
材、各種反応器、生体材料等として化学工業、機械工
業、医療、電子機器等多岐にわたる分野において幅広い
応用が期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合焼結体の製造方法で用いられる成
形型および材料充填治具の縦断面図である。

【図２】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図３】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図４】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図５】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図６】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図７】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図８】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図９】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図１０】本発明の複合焼結体の製造方法の第１実施形
態を示す縦断面図である。

【図１１】本発明の複合焼結体の製造方法により製造さ
れた複合焼結体の横断面図である。

【図１２】図１１に示す複合焼結体の縦断面図である。

【図１３】本発明の複合焼結体の製造方法の第２実施形
態で用いられる成形型および材料充填治具の縦断面図で
ある。

【図１４】本発明の複合焼結体の製造方法の第２実施形
態を示す縦断面図である。

【図１５】本発明の複合焼結体の製造方法の第２実施形
態を示す縦断面図である。

【図１６】本発明の複合焼結体の製造方法の第２実施形
態を示す縦断面図である。

【図１７】本発明の複合焼結体の製造方法の第２実施形
態を示す縦断面図である。

【図１８】本発明の方法で製造される複合焼結体の一例
である。

【図１９】本発明の方法で製造される複合焼結体の一例
である。

【符号の説明】

１成形用型２外型２１中空部３ａ第１の押圧子３ｂ第２の押圧子３１環状押圧部材３１０中空部３１１、３１２環状押圧部材３１５、３２５押圧面３１１０、３１２０中空部３１１５、３１２５押圧面３２柱状押圧部材５ａ、５ｂ、５ｃ材料５１ａ、５１ｂ、５１ｃ圧粉体７カーボンシート８材料充填治具８ａ、８ｂ材料充填治具８１嵌合部８２、８２ｂ突起部８８テフロンシート９１圧縮用押圧子９１０中空部９２圧縮用押圧子９３圧縮用押圧子１０複合焼結体１０３高密度焼結体１０４ａ、１０４ｂ焼結体１０５低密度焼結体１０９ａ〜１０９ｄ焼結体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組成の異なる材料からなる複数の層が焼
結時の押圧方向と直交する方向に接合されるように前記
材料を型内に充填する工程と、前記材料を放電プラズマ焼結法により焼結する工程とを
有する複合焼結体の製造方法において、前記焼結工程において前記層ごとに圧縮比を変えて押圧
することを特徴とする複合焼結体の製造方法。
【請求項２】前記押圧は押圧面を分割して行われる請
求項１に記載の複合焼結体の製造方法。
【請求項３】前記押圧面は前記層ごとに分割されてい
る請求項２に記載の複合焼結体の製造方法。
【請求項４】前記押圧面は同心円状に分割されている
請求項２または３に記載の複合焼結体の製造方法。
【請求項５】前記焼結工程の前に圧粉体を形成する請
求項１ないし４のいずれかに記載の複合焼結体の製造方
法。
【請求項６】前記圧粉体は前記層ごとに形成される請
求項５に記載の複合焼結体の製造方法。
【請求項７】前記圧粉体の形成は一軸成形法による請
求項５または６に記載の複合焼結体の製造方法。
【請求項８】前記材料はセラミックスおよび金属材料
のうち少なくとも一方である請求項１ないし７のいずれ
かに記載の複合焼結体の製造方法。