JP2001348277A - 放電プラズマ焼結方法および装置 - Google Patents
放電プラズマ焼結方法および装置Info
- Publication number
- JP2001348277A JP2001348277A JP2000164063A JP2000164063A JP2001348277A JP 2001348277 A JP2001348277 A JP 2001348277A JP 2000164063 A JP2000164063 A JP 2000164063A JP 2000164063 A JP2000164063 A JP 2000164063A JP 2001348277 A JP2001348277 A JP 2001348277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- punch
- forming die
- plasma sintering
- tip
- material charging
- 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
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電プラズマ焼結において、高温で長時間の
加熱を行った場合にも、パンチ先端部が過熱することが
なく、性状にばらつきの無い均質が焼結体を得ることを
できる放電プラズマ焼結方法および装置を提供する。 【解決手段】 粉末状の材料を成形ダイ中に装入し、パ
ンチで圧縮したのちパンチを通してパルス状電流を通電
することにより焼結体を得る放電プラズマ焼結方法にお
いて、材料装入部と材料装入部の外側に配置される外枠
部からなる成形ダイ、および成形ダイの材料装入部に挿
入される先端部と該先端部より断面積が大きく成形ダイ
の外枠部の端部に嵌入する基部をそなえたパンチを使用
して圧縮、通電を行う。パンチ先端部への電流集中が避
けられて均質な焼結体を得ることができる。
加熱を行った場合にも、パンチ先端部が過熱することが
なく、性状にばらつきの無い均質が焼結体を得ることを
できる放電プラズマ焼結方法および装置を提供する。 【解決手段】 粉末状の材料を成形ダイ中に装入し、パ
ンチで圧縮したのちパンチを通してパルス状電流を通電
することにより焼結体を得る放電プラズマ焼結方法にお
いて、材料装入部と材料装入部の外側に配置される外枠
部からなる成形ダイ、および成形ダイの材料装入部に挿
入される先端部と該先端部より断面積が大きく成形ダイ
の外枠部の端部に嵌入する基部をそなえたパンチを使用
して圧縮、通電を行う。パンチ先端部への電流集中が避
けられて均質な焼結体を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電プラズマ焼結
方法および装置に関する。
方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放電プラズマ焼結は、これまで焼結の難
しかった材料、例えばウイスカーなどを含むセラミック
ス複合材料や繊維強化金属材料（ＦＲＭ）などの焼結、
高温焼結特性の損なわれ易いアモルファス材料や電子材
料などの低温焼結を可能にするものとして注目されてい
る。
しかった材料、例えばウイスカーなどを含むセラミック
ス複合材料や繊維強化金属材料（ＦＲＭ）などの焼結、
高温焼結特性の損なわれ易いアモルファス材料や電子材
料などの低温焼結を可能にするものとして注目されてい
る。
【０００３】放電プラズマ焼結は、真空容器内に設けら
れた焼結炉に、成形ダイと成形ダイに挿入されるパンチ
を配設し、成形ダイ内に粉末状の成形材料を装入してパ
ンチに５〜２０Ｔ／ｃｍ2 の圧縮応力を付加し、成形材
料を上下から圧縮したのち、パンチを通して成形材料に
パルス状電流を通電することにより行われている。
れた焼結炉に、成形ダイと成形ダイに挿入されるパンチ
を配設し、成形ダイ内に粉末状の成形材料を装入してパ
ンチに５〜２０Ｔ／ｃｍ2 の圧縮応力を付加し、成形材
料を上下から圧縮したのち、パンチを通して成形材料に
パルス状電流を通電することにより行われている。
【０００４】従来の放電プラズマ焼結法においては、パ
ンチを通して材料に印加されるパルス電流がパンチから
成形ダイにも流れて成形ダイを発熱させる。この成形ダ
イの発熱は材料を保温する役割を果たすが、急速昇温を
行うために比較的大きな電流を印加した場合、電流がパ
ンチに集中してパンチを過熱し、パンチの損耗を早め焼
結作業にもトラブルを生ぜしめるという問題点があっ
た。
ンチを通して材料に印加されるパルス電流がパンチから
成形ダイにも流れて成形ダイを発熱させる。この成形ダ
イの発熱は材料を保温する役割を果たすが、急速昇温を
行うために比較的大きな電流を印加した場合、電流がパ
ンチに集中してパンチを過熱し、パンチの損耗を早め焼
結作業にもトラブルを生ぜしめるという問題点があっ
た。
【０００５】この問題を解決するために、出願人は先
に、放電プラズマ焼結方法において、図３に示すよう
に、成形ダイ１の材料装入部に挿入される先端部２Ａと
先端部２Ａより断面積の大きい基部２Ｂを有するパンチ
２、および材料装入部とパンチ２の基部２Ｂが嵌入する
端部６を具えた成形ダイ１を使用して圧縮、通電するこ
と方式を提案した（特許第２７６２２２５号）。
に、放電プラズマ焼結方法において、図３に示すよう
に、成形ダイ１の材料装入部に挿入される先端部２Ａと
先端部２Ａより断面積の大きい基部２Ｂを有するパンチ
２、および材料装入部とパンチ２の基部２Ｂが嵌入する
端部６を具えた成形ダイ１を使用して圧縮、通電するこ
と方式を提案した（特許第２７６２２２５号）。
【０００６】この方式によれば、図３に示すように、材
料Ｍにパンチ３を通してパルス電流を通電する場合、電
流は、パンチ−材料−パンチの経路（経路Ａ）で流れる
他、パンチの基部−パンチの先端部−成形ダイ−パンチ
の先端部−パンチの基部の経路（経路Ｂ）、パンチの基
部−成形ダイ−パンチの基部の経路（経路Ｃ）でも流れ
る結果、電流が分散され、パンチ先端部への電流集中が
軽減される。しかしながら、より高温で長時間の焼結を
行う実施態様においては、パンチ先端部への電流集中が
なお避けられず、パンチ先端部が過熱し、成形ダイに装
入された材料の中央部が周辺部に比べて高温となって、
焼結体の性状にばらつきが生じることが経験されてい
る。
料Ｍにパンチ３を通してパルス電流を通電する場合、電
流は、パンチ−材料−パンチの経路（経路Ａ）で流れる
他、パンチの基部−パンチの先端部−成形ダイ−パンチ
の先端部−パンチの基部の経路（経路Ｂ）、パンチの基
部−成形ダイ−パンチの基部の経路（経路Ｃ）でも流れ
る結果、電流が分散され、パンチ先端部への電流集中が
軽減される。しかしながら、より高温で長時間の焼結を
行う実施態様においては、パンチ先端部への電流集中が
なお避けられず、パンチ先端部が過熱し、成形ダイに装
入された材料の中央部が周辺部に比べて高温となって、
焼結体の性状にばらつきが生じることが経験されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、放電プラズ
マ焼結における上記の問題点を解消するためになされた
ものであり、大電流を印加し高温長時間の焼結を行った
場合にもパンチ先端部が過熱することがなく、性状にば
らつきの無い均質が焼結体を得ることを可能とする放電
プラズマ焼結方法および装置を提供することにある。
マ焼結における上記の問題点を解消するためになされた
ものであり、大電流を印加し高温長時間の焼結を行った
場合にもパンチ先端部が過熱することがなく、性状にば
らつきの無い均質が焼結体を得ることを可能とする放電
プラズマ焼結方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による放電プラズマ焼結方法は、粉末状の材
料を成形ダイ中に装入し、パンチで圧縮したのちパンチ
を通してパルス状電流を通電することにより焼結体を得
る放電プラズマ焼結方法において、材料装入部と材料装
入部の外側に配置される外枠部からなる成形ダイ、およ
び成形ダイの材料装入部に挿入される先端部と該先端部
より断面積が大きく成形ダイの外枠部の端部に嵌入する
基部をそなえたパンチを使用して圧縮、通電を行うこと
により、パンチ先端部への電流集中を避けて均質な焼結
体を得るようにしたことを特徴とする。
めの本発明による放電プラズマ焼結方法は、粉末状の材
料を成形ダイ中に装入し、パンチで圧縮したのちパンチ
を通してパルス状電流を通電することにより焼結体を得
る放電プラズマ焼結方法において、材料装入部と材料装
入部の外側に配置される外枠部からなる成形ダイ、およ
び成形ダイの材料装入部に挿入される先端部と該先端部
より断面積が大きく成形ダイの外枠部の端部に嵌入する
基部をそなえたパンチを使用して圧縮、通電を行うこと
により、パンチ先端部への電流集中を避けて均質な焼結
体を得るようにしたことを特徴とする。
【０００９】本発明による放電焼結装置は、粉末状の材
料を装入する成形ダイと、該成形ダイ中に挿入され材料
を圧縮するとともに材料にパルス状電流を通電するパン
チを有する放電プラズマ焼結装置において、成形ダイが
材料装入部と材料装入部の外側に配置された外枠部から
構成され、パンチが成形ダイの材料装入部に挿入される
先端部と該先端部より断面積が大きく成形ダイの外枠部
の端部に嵌入する基部をそなえていることを特徴とす
る。
料を装入する成形ダイと、該成形ダイ中に挿入され材料
を圧縮するとともに材料にパルス状電流を通電するパン
チを有する放電プラズマ焼結装置において、成形ダイが
材料装入部と材料装入部の外側に配置された外枠部から
構成され、パンチが成形ダイの材料装入部に挿入される
先端部と該先端部より断面積が大きく成形ダイの外枠部
の端部に嵌入する基部をそなえていることを特徴とす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態においては、
図１に示すように、パンチ２、２の形状が、成形ダイ１
の材料装入部１Ａに挿入される先端部２Ａ、２Ａと先端
部２Ａ、２Ａより断面積の大きい基部２Ｂ、２Ｂの２段
階に構成され、成形ダイ１が材料装入部１Ａと材料装入
部１Ａの外側に配置される外枠部１Ｂより構成される。
この実施形態においては、成形ダイ１は、材料装入部１
Ａと外枠部２Ｂとが当接部または密接部４を有するよう
組合わされた二重構造のものとなっている。また、パン
チ２、２の基部２Ｂ、２Ｂは、成形ダイ１の外枠部１Ｂ
の端部３、３に嵌入できるよう形成されている。
図１に示すように、パンチ２、２の形状が、成形ダイ１
の材料装入部１Ａに挿入される先端部２Ａ、２Ａと先端
部２Ａ、２Ａより断面積の大きい基部２Ｂ、２Ｂの２段
階に構成され、成形ダイ１が材料装入部１Ａと材料装入
部１Ａの外側に配置される外枠部１Ｂより構成される。
この実施形態においては、成形ダイ１は、材料装入部１
Ａと外枠部２Ｂとが当接部または密接部４を有するよう
組合わされた二重構造のものとなっている。また、パン
チ２、２の基部２Ｂ、２Ｂは、成形ダイ１の外枠部１Ｂ
の端部３、３に嵌入できるよう形成されている。
【００１１】パンチ２の基部２Ｂと成形ダイ１の外枠部
１Ｂの端部３との嵌合は重要で、精度の良い嵌合状態を
形成するのが好ましい。通電圧縮機構は、従来の装置と
同様、焼結炉（図示せず）内に配設され、焼結炉は真空
容器（図示せず）内に収められている。成形ダイおよび
パンチはいずれも超硬金属、超硬合金、炭素系材料など
導電性材料からなる。
１Ｂの端部３との嵌合は重要で、精度の良い嵌合状態を
形成するのが好ましい。通電圧縮機構は、従来の装置と
同様、焼結炉（図示せず）内に配設され、焼結炉は真空
容器（図示せず）内に収められている。成形ダイおよび
パンチはいずれも超硬金属、超硬合金、炭素系材料など
導電性材料からなる。
【００１２】焼結作業は、成形ダイ１の材料装入部１Ａ
の内部に所定量の粉末状の材料Ｍを装入し、成形ダイ１
およびパンチ２を焼結炉内にセットし、真空容器を密封
して真空ポンプで焼結炉内を真空状態とし、必要に応じ
て真空容器内に不活性雰囲気ガスを充填した後、パンチ
２を作動させ成形ダイ１内の材料Ｍを圧縮力Ｐで押圧し
て圧縮したのち、高密度に圧縮された材料にパンチ２を
通してパルス電流を通電し、材料Ｍを例えば１２００〜
１３００℃程度に加熱し焼結を行う。
の内部に所定量の粉末状の材料Ｍを装入し、成形ダイ１
およびパンチ２を焼結炉内にセットし、真空容器を密封
して真空ポンプで焼結炉内を真空状態とし、必要に応じ
て真空容器内に不活性雰囲気ガスを充填した後、パンチ
２を作動させ成形ダイ１内の材料Ｍを圧縮力Ｐで押圧し
て圧縮したのち、高密度に圧縮された材料にパンチ２を
通してパルス電流を通電し、材料Ｍを例えば１２００〜
１３００℃程度に加熱し焼結を行う。
【００１３】本発明において、パンチ２は、図１に示す
ように、先端部２Ａと基部２Ｂからなるが、先端部と基
部とは一体のものであってもよく、別体のものを組合わ
せてもよい。パンチ、およびパンチが嵌入する成形ダイ
の材料装入部の断面は、一般には円形であるが、材料の
焼結形状に応じて４角形その他の多角形とすることもで
きる。パンチの基部２Ｂの断面は先端部２Ａの断面（通
電断面）の１．２倍以上の面積を有するのが好ましく、
さらに好ましくは、先端部に対して１．５倍以上の断面
積を有する基部を具えたパンチを使用するのがよい。上
限は２倍以下とするのが実際作業上便利である。
ように、先端部２Ａと基部２Ｂからなるが、先端部と基
部とは一体のものであってもよく、別体のものを組合わ
せてもよい。パンチ、およびパンチが嵌入する成形ダイ
の材料装入部の断面は、一般には円形であるが、材料の
焼結形状に応じて４角形その他の多角形とすることもで
きる。パンチの基部２Ｂの断面は先端部２Ａの断面（通
電断面）の１．２倍以上の面積を有するのが好ましく、
さらに好ましくは、先端部に対して１．５倍以上の断面
積を有する基部を具えたパンチを使用するのがよい。上
限は２倍以下とするのが実際作業上便利である。
【００１４】本発明の方式によれば、図３に示す従来方
式と同様、材料Ｍにパンチ２を通してパルス電流を通電
した場合、電流は、パンチ−材料−パンチの経路（経路
Ａ）で流れる他、パンチの基部−パンチの先端部−成形
ダイの材料装入部−パンチの先端部−パンチの基部の経
路（経路Ｂ）、パンチの基部−成形ダイの外枠部−パン
チの基部の経路（経路Ｃ）でも流れる結果、電流が分散
されることとなり、経路Ａの電流集中が軽減される。
式と同様、材料Ｍにパンチ２を通してパルス電流を通電
した場合、電流は、パンチ−材料−パンチの経路（経路
Ａ）で流れる他、パンチの基部−パンチの先端部−成形
ダイの材料装入部−パンチの先端部−パンチの基部の経
路（経路Ｂ）、パンチの基部−成形ダイの外枠部−パン
チの基部の経路（経路Ｃ）でも流れる結果、電流が分散
されることとなり、経路Ａの電流集中が軽減される。
【００１５】また、パンチの基部２Ｂ、２Ｂと成形ダイ
１の外枠部１Ｂの端部３とは精度良く嵌合しており、且
つパンチの基部２Ｂ、２Ｂは先端部２Ａ，２Ａに比べて
通電面積が大きく抵抗が減ずるため、経路Ｃには経路Ｂ
に比べてより大きい電流が流れ、この場合、本発明の成
形ダイの構成は、図３に示す従来方式のものと異なり、
材料装入部１Ａと外枠部１Ｂとは一体ではなく互いに当
接または密接した二重構造のもので、一体構造のものに
比べてある程度は互いに絶縁性を有する構成となってい
るから、経路Ｃの電流は経路Ｂに混入することが少な
く、パンチ先端部への電流集中の防止に効果的に寄与す
ることができる。経路Ｂおよび経路Ｃに流れる電流は成
形ダイ中の材料を保温する役割を果たす。
１の外枠部１Ｂの端部３とは精度良く嵌合しており、且
つパンチの基部２Ｂ、２Ｂは先端部２Ａ，２Ａに比べて
通電面積が大きく抵抗が減ずるため、経路Ｃには経路Ｂ
に比べてより大きい電流が流れ、この場合、本発明の成
形ダイの構成は、図３に示す従来方式のものと異なり、
材料装入部１Ａと外枠部１Ｂとは一体ではなく互いに当
接または密接した二重構造のもので、一体構造のものに
比べてある程度は互いに絶縁性を有する構成となってい
るから、経路Ｃの電流は経路Ｂに混入することが少な
く、パンチ先端部への電流集中の防止に効果的に寄与す
ることができる。経路Ｂおよび経路Ｃに流れる電流は成
形ダイ中の材料を保温する役割を果たす。
【００１６】本発明の他の実施形態においては、図２に
示すように、成形ダイ１が、材料装入部１Ａと外枠部１
Ｂとの間に間隙５を形成して構成されている。この実施
形態においては、材料装入部１Ａと外枠部１Ｂとの間が
完全に絶縁されているため、経路Ｃに流れる電流は経路
Ｂに混入することが全くなく、パンチ先端部への電流集
中を防止の役割を果たす。保温は経路Ｂに流れる電流に
より行われる。
示すように、成形ダイ１が、材料装入部１Ａと外枠部１
Ｂとの間に間隙５を形成して構成されている。この実施
形態においては、材料装入部１Ａと外枠部１Ｂとの間が
完全に絶縁されているため、経路Ｃに流れる電流は経路
Ｂに混入することが全くなく、パンチ先端部への電流集
中を防止の役割を果たす。保温は経路Ｂに流れる電流に
より行われる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。これらの実施例は、本発明の一実施態様を示す
ものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
明する。これらの実施例は、本発明の一実施態様を示す
ものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】実施例１ 成形ダイを、外径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、材料装入部
の径２０ｍｍの炭素材からなる材料装入部と、内径５０
ｍｍ、外径８０ｍｍ、高さ８０ｍｍの炭素材からなる外
枠部との二重構造で構成し、上下のパンチを、外径２０
ｍｍ、高さ２５ｍｍの先端部と外径５０ｍｍ、高さ２０
ｍｍの基部を炭素材で一体に形成し、これらの成形ダイ
とパンチを組合わせて、図１に示すような成形型を構成
した。
の径２０ｍｍの炭素材からなる材料装入部と、内径５０
ｍｍ、外径８０ｍｍ、高さ８０ｍｍの炭素材からなる外
枠部との二重構造で構成し、上下のパンチを、外径２０
ｍｍ、高さ２５ｍｍの先端部と外径５０ｍｍ、高さ２０
ｍｍの基部を炭素材で一体に形成し、これらの成形ダイ
とパンチを組合わせて、図１に示すような成形型を構成
した。
【００１９】この成形型の成形ダイの材料装入部に、平
均粒径１．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末に平
均粒径１μｍのコバルト粉末１０重量％を混合した材料
を、充填厚み１０ｍｍで充填して通電焼結を行った。
均粒径１．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末に平
均粒径１μｍのコバルト粉末１０重量％を混合した材料
を、充填厚み１０ｍｍで充填して通電焼結を行った。
【００２０】まず、材料を充填した成形型を通電焼結機
にセットして、１０-2トールに排気し、パンチで３００
ｋｇ／ｃｍ2 で加圧した後、成形ダイの材料装入部付近
の温度が１２５０℃になるまで通電し、この温度で５分
間保持して通電を停止して、焼結を終了した。
にセットして、１０-2トールに排気し、パンチで３００
ｋｇ／ｃｍ2 で加圧した後、成形ダイの材料装入部付近
の温度が１２５０℃になるまで通電し、この温度で５分
間保持して通電を停止して、焼結を終了した。
【００２１】上記の通電焼結により、外径２０ｍｍ、高
さ５ｍｍの焼結体が得られた。得られた焼結体につい
て、焼結体内の各位置における硬さとＷＣ粒子の大きさ
の分布を測定した。その結果、各位置において、硬さは
１５５０ｋｇ／ｍｍ2 、ＷＣ粒子の大きさは１．５〜２
μｍと一様であり、均一な焼結体が成形されていること
が認められた。
さ５ｍｍの焼結体が得られた。得られた焼結体につい
て、焼結体内の各位置における硬さとＷＣ粒子の大きさ
の分布を測定した。その結果、各位置において、硬さは
１５５０ｋｇ／ｍｍ2 、ＷＣ粒子の大きさは１．５〜２
μｍと一様であり、均一な焼結体が成形されていること
が認められた。
【００２２】比較例１ 成形ダイの材料装入部と外枠部とを炭素材で一体に構成
した以外は、実施例１と同じ成形型（図３に示す成形型
に相当する）を使用し、実施例１と同一の材料を実施例
１と同一の条件で通電焼結して、外径２０ｍｍ、高さ５
ｍｍの焼結体を得た。
した以外は、実施例１と同じ成形型（図３に示す成形型
に相当する）を使用し、実施例１と同一の材料を実施例
１と同一の条件で通電焼結して、外径２０ｍｍ、高さ５
ｍｍの焼結体を得た。
【００２３】得られた焼結体について、実施例１と同
様、焼結体内の各位置における硬さとＷＣ粒子の大きさ
の分布を測定した。その結果、焼結体の内部と外周部に
おいて、硬さおよびＷＣ粒子の大きさに差が認められ
た。すなわち、外周部ではＷＣ粒子の大きさが１．５〜
２μｍ、硬さが１５５０ｋｇ／ｍｍ2 であったのに対し
て、内部（中心部）ではＷＣ粒子の大きさが４〜５μ
ｍ、硬さが１３００ｋｇ／ｍｍ2 であり、均一な焼結体
が得られなかった。この結果は、材料中心部の焼結温度
が材料外周部の焼結温度より高かったことを示すもので
ある。
様、焼結体内の各位置における硬さとＷＣ粒子の大きさ
の分布を測定した。その結果、焼結体の内部と外周部に
おいて、硬さおよびＷＣ粒子の大きさに差が認められ
た。すなわち、外周部ではＷＣ粒子の大きさが１．５〜
２μｍ、硬さが１５５０ｋｇ／ｍｍ2 であったのに対し
て、内部（中心部）ではＷＣ粒子の大きさが４〜５μ
ｍ、硬さが１３００ｋｇ／ｍｍ2 であり、均一な焼結体
が得られなかった。この結果は、材料中心部の焼結温度
が材料外周部の焼結温度より高かったことを示すもので
ある。
【００２４】実施例２ 成形ダイを、外径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、材料装入部
の径２０ｍｍの炭素材からなる材料装入部と、内径５５
ｍｍ、外径８５ｍｍ、高さ８０ｍｍの炭素材からなる外
枠部とを互いに隙間をあけて組合わせた二重構造とし、
上下のパンチを、外径２０ｍｍ、高さ２５ｍｍの先端部
と外径５５ｍｍ、高さ２０ｍｍの基部を炭素材で一体に
形成し、これらの成形ダイとパンチを組合わせて、図２
に示すような成形型を構成した。
の径２０ｍｍの炭素材からなる材料装入部と、内径５５
ｍｍ、外径８５ｍｍ、高さ８０ｍｍの炭素材からなる外
枠部とを互いに隙間をあけて組合わせた二重構造とし、
上下のパンチを、外径２０ｍｍ、高さ２５ｍｍの先端部
と外径５５ｍｍ、高さ２０ｍｍの基部を炭素材で一体に
形成し、これらの成形ダイとパンチを組合わせて、図２
に示すような成形型を構成した。
【００２５】この成形型の成形ダイの材料装入部に、平
均粒径０．５μｍのアルミナ粉末を、充填厚み１４ｍｍ
で充填し、材料を充填した成形型を通電焼結機にセット
して、１０-2トールに排気し、パンチで２５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 で加圧した後、成形ダイの材料装入部付近の温度が
１３００℃になるまで通電し、この温度で５分間保持し
て通電を停止して、焼結を終了した。
均粒径０．５μｍのアルミナ粉末を、充填厚み１４ｍｍ
で充填し、材料を充填した成形型を通電焼結機にセット
して、１０-2トールに排気し、パンチで２５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 で加圧した後、成形ダイの材料装入部付近の温度が
１３００℃になるまで通電し、この温度で５分間保持し
て通電を停止して、焼結を終了した。
【００２６】上記の通電焼結により、外径２０ｍｍ、高
さ５．５ｍｍの焼結体が得られた。得られた焼結体につ
いて、焼結体内の各位置における硬さとアルミナ粒子の
大きさの分布を測定した。その結果、各位置において、
硬さは１９５０ｋｇ／ｍｍ2、ＷＣ粒子の大きさは０．
５〜１．５μｍと一様であり、均一な焼結体が成形され
ていることが認められた。
さ５．５ｍｍの焼結体が得られた。得られた焼結体につ
いて、焼結体内の各位置における硬さとアルミナ粒子の
大きさの分布を測定した。その結果、各位置において、
硬さは１９５０ｋｇ／ｍｍ2、ＷＣ粒子の大きさは０．
５〜１．５μｍと一様であり、均一な焼結体が成形され
ていることが認められた。
【００２７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、放電プ
ラズマ焼結において、高温で長時間の加熱を行った場合
にも、パンチ先端部が過熱することがなく、性状にばら
つきの無い均質が焼結体を得ることをできる。
ラズマ焼結において、高温で長時間の加熱を行った場合
にも、パンチ先端部が過熱することがなく、性状にばら
つきの無い均質が焼結体を得ることをできる。
【図１】本発明における成形ダイとパンチを配列した成
形型の一実施例を示す断面図である。
形型の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明における成形ダイとパンチを配列した成
形型の他の実施例を示す断面図である。
形型の他の実施例を示す断面図である。
【図３】従来の成形型を示す断面図である。
１ 成形ダイ １Ａ 材料装入部 １Ｂ 外枠部 ２ パンチ ２Ａ パンチの先端部 ２Ｂ パンチの基部 ３ 外枠部の端部 ４ 当接部（密着部） ５ 間隙 ６ 成形ダイの端部 Ｍ 材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 章弘 北海道赤平市赤平485 株式会社イズミテ ック内 Ｆターム(参考） 4K018 EA23
Claims (2)
- 【請求項１】 粉末状の材料を成形ダイ中に装入し、パ
ンチで圧縮したのちパンチを通してパルス状電流を通電
することにより焼結体を得る放電プラズマ焼結方法にお
いて、材料装入部と材料装入部の外側に配置される外枠
部からなる成形ダイ、および成形ダイの材料装入部に挿
入される先端部と該先端部より断面積が大きく成形ダイ
の外枠部の端部に嵌入する基部をそなえたパンチを使用
して圧縮、通電を行うことにより、パンチ先端部への電
流集中を避けて均質な焼結体を得るようにしたことを特
徴とする放電プラズマ焼結方法。 - 【請求項２】 粉末状の材料を装入する成形ダイと、該
成形ダイ中に挿入され材料を圧縮するとともに材料にパ
ルス状電流を通電するパンチを有する放電プラズマ焼結
装置において、成形ダイが材料装入部と材料装入部の外
側に配置された外枠部から構成され、パンチが成形ダイ
の材料装入部に挿入される先端部と該先端部より断面積
が大きく成形ダイの外枠部の端部に嵌入する基部をそな
えていることを特徴とする放電プラズマ焼結装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164063A JP4475615B2 (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 放電プラズマ焼結方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164063A JP4475615B2 (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 放電プラズマ焼結方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001348277A true JP2001348277A (ja) | 2001-12-18 |
| JP4475615B2 JP4475615B2 (ja) | 2010-06-09 |
Family
ID=18667730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000164063A Expired - Lifetime JP4475615B2 (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 放電プラズマ焼結方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4475615B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008085947A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-17 | The University Of Houston System | Minimizing heat losses and leakage currents in spark plasma sintering |
| CN102335793A (zh) * | 2010-07-22 | 2012-02-01 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件 |
| WO2012089105A1 (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 联合非晶材料有限公司 | 放电等离子烧结装置及方法 |
| CN103819202A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-28 | 苏州永佳超硬耐磨材料有限公司 | 一种陶瓷材料烧结炉及等静压场控等离子烧结方法 |
| CN109175363A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-11 | 湖南惠同新材料股份有限公司 | 一种放电等离子烧结制备金属纤维烧结毡的方法 |
| CN111438361A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | 一种芯杆随动的放电烧结模具 |
-
2000
- 2000-06-01 JP JP2000164063A patent/JP4475615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008085947A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-17 | The University Of Houston System | Minimizing heat losses and leakage currents in spark plasma sintering |
| CN102335793A (zh) * | 2010-07-22 | 2012-02-01 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件 |
| WO2012089105A1 (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 联合非晶材料有限公司 | 放电等离子烧结装置及方法 |
| CN103819202A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-28 | 苏州永佳超硬耐磨材料有限公司 | 一种陶瓷材料烧结炉及等静压场控等离子烧结方法 |
| CN109175363A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-11 | 湖南惠同新材料股份有限公司 | 一种放电等离子烧结制备金属纤维烧结毡的方法 |
| CN111438361A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | 一种芯杆随动的放电烧结模具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4475615B2 (ja) | 2010-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001348277A (ja) | 放電プラズマ焼結方法および装置 | |
| JP4410066B2 (ja) | 電気接点材料の製造方法 | |
| JP2762225B2 (ja) | 放電プラズマ焼結方法および装置 | |
| US4366361A (en) | Method of producing an electrical component | |
| JPH07178568A (ja) | 抵抗溶接用電極及びその製造方法 | |
| JP4449847B2 (ja) | 放電表面処理用電極の製造方法およびその製造装置 | |
| JP7490852B2 (ja) | チャンバー | |
| JPH0784352B2 (ja) | 傾斜機能材の製造方法 | |
| JPS61243103A (ja) | 不良導体硬質材料粉末と金属粉末より成る複合材の工具チツプの製法 | |
| JP4271817B2 (ja) | 通電焼結加工用ダイス | |
| JP4083273B2 (ja) | セラミックスと金属との接合方法 | |
| JP2006249462A (ja) | 電極の製造方法、及び電極 | |
| KR20090093637A (ko) | 마그네트론 음극 구조체 융착체 및 그 제조방법 | |
| JP4083275B2 (ja) | セラミックスと金属との接合方法 | |
| JP2011011927A (ja) | 炭化ハフニウム焼結体の製造方法 | |
| JP2000016873A (ja) | 放電プラズマ焼結法 | |
| JP4398027B2 (ja) | 多孔質炭化珪素焼結体 | |
| JP5670708B2 (ja) | ショートアーク放電灯用電極及びその製造方法 | |
| JP3835008B2 (ja) | 通電加熱式加圧焼結装置 | |
| JP2011068975A (ja) | 通電焼結方法 | |
| JP2000237899A (ja) | 通電焼結用成形ダイ | |
| JP2004031028A (ja) | 電気接点材料または電極材料 | |
| JP2002363614A (ja) | 通電加圧焼結装置の焼結型 | |
| JP2003113405A (ja) | 通電加圧焼結装置 | |
| JP2000239709A (ja) | 直接通電焼結法および焼結装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050810 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20051013 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051024 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051213 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070412 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091120 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091202 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100201 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100305 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100308 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |