JP2006152446A - Production method for alloy powder raw material - Google Patents

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Katsuyoshi Kondo
勝義 近藤
Mitsuhiro Goto
充啓 後藤
Hideaki Fukui
秀明 福井
Shuji Shiozaki
修司 塩崎
Hajime Agata
肇 阿片
Katsuto Itakura
克仁 板倉
Kazunori Fukumoto
和典 福本
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Kurimoto Ltd
Gohsyu Corp
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Kurimoto Ltd
Gohsyu Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for an alloy powder raw material which is large in the grain sizes of the powder itself but is fine in the crystal grains of the metal or alloy constituting the substrate of the powder. <P>SOLUTION: By passing the starting raw material powder between a pair of rolls 2a, plastic working is applied to the starting raw material powder, so that the crystal grains of the metal or alloy particles constituting the substrate of the powder after the working is fined. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、微細な結晶粒を有する合金粉体原料およびその製造方法に関するものである。特に、本発明は、高強度と高靭性とを併せ持つマグネシウム合金を創製するために、原料となるマグネシウム基合金粉体の素地を構成するマグネシウム結晶粒を微細化しようとするものである。   The present invention relates to an alloy powder raw material having fine crystal grains and a method for producing the same. In particular, the present invention seeks to refine the magnesium crystal grains constituting the base of the magnesium-based alloy powder as a raw material in order to create a magnesium alloy having both high strength and high toughness.

マグネシウム合金は、低比重による軽量化効果が期待されるので、携帯電話や携帯音響機器の筐体をはじめ、自動車用部品、機械部品、構造用材料等に広く活用されている。更なる軽量化効果の発現には、マグネシウム合金の高強度化と高靭性化が必要である。このような特性向上には、マグネシウム合金の組成・成分の最適化や、素地を構成するマグネシウム結晶粒の微細化が有効である。特に、マグネシウム合金素材の結晶粒微細化に関しては、これまで圧延法、押出加工法、鍛造加工法、引き抜き加工法、ECAE(Equal Channel Angular Extrusion)法など、塑性加工プロセスを基調とした方法が用いられていた。   Magnesium alloys are expected to have a light weight effect due to their low specific gravity, and are therefore widely used in mobile phone and portable audio equipment casings, automotive parts, mechanical parts, structural materials, and the like. For further lightening effect, it is necessary to increase the strength and toughness of the magnesium alloy. In order to improve such characteristics, it is effective to optimize the composition and components of the magnesium alloy and to refine the magnesium crystal grains constituting the substrate. In particular, for grain refinement of magnesium alloy materials, methods based on plastic working processes such as rolling, extrusion, forging, drawing and ECAE (Equal Channel Angular Extrusion) have been used so far. It was done.

特開2001−294966号公報(特許文献1)は、「マグネシウム合金薄板およびその製造方法ならびにそれを用いた成形品」を開示している。この公報に開示された方法では、溶融したマグネシウム合金を射出成形によって板状素材とし、その板状素材をロール圧延によって圧縮変形し、さらにこの素材に対して熱処理を施すことにより、再結晶化によるマグネシウム結晶粒の微細化を行なっている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-294966 (Patent Document 1) discloses “magnesium alloy thin plate, method for producing the same, and molded product using the same”. In the method disclosed in this publication, a molten magnesium alloy is formed into a plate-like material by injection molding, the plate-like material is compressed and deformed by roll rolling, and further subjected to heat treatment, thereby recrystallization. Refinement of magnesium crystal grains.

特開2000−087199号公報(特許文献2)は、「マグネシウム合金圧延材の製造方法、マグネシウム合金のプレス加工方法、ならびにプレス加工品」を開示している。この公報に開示された方法では、マグネシウム合金板材を所定の圧下率で冷間圧延し、その後この板材に対して所定の温度域で熱処理を施すことにより、再結晶化によるマグネシウム結晶粒の微細化を行なっている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-087199 (Patent Document 2) discloses “a method for manufacturing a magnesium alloy rolled material, a method for pressing a magnesium alloy, and a pressed product”. In the method disclosed in this publication, a magnesium alloy sheet is cold-rolled at a predetermined reduction rate, and then the sheet is subjected to heat treatment at a predetermined temperature range, thereby refining magnesium crystal grains by recrystallization. Is doing.

特開2001−294966号公報および特開2000−087199号公報に開示された方法では、いずれも、被加工物は板状素材であり、最終的に得られるものも板材である。そのため、これらの公報に開示された方法によって、パイプ状素材、棒状素材、異形状断面を有する素材などを製作するのは、極めて困難である。また圧延加工の後に熱処理工程が必要であり、経済性の面においても素材のコストアップを招くという問題点がある。   In any of the methods disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-294966 and 2000-087199, the workpiece is a plate-like material, and what is finally obtained is also a plate material. Therefore, it is extremely difficult to produce a pipe-shaped material, a rod-shaped material, a material having an irregularly shaped cross-section, etc. by the methods disclosed in these publications. In addition, a heat treatment step is required after the rolling process, and there is a problem that the cost of the material is increased in terms of economy.

特開2003−277899号公報(特許文献3)は、「マグネシウム合金部材とその製造方法」を開示している。この公報に開示された方法では、マグネシウム合金素材を溶体化処理した後、第1次鍛造加工、時効熱処理、第2次鍛造加工を行なうことにより、マグネシウム結晶粒の微細化を行なっている。この方法においても、複数回の鍛造加工と熱処理の繰り返しが必要であり、素材のコストアップを招く。また、第1次鍛造加工において、素材に対して所定の加工予歪を与えることが不可欠であるので、製品形状に制約が生まれる。さらに、この公報に開示された方法は、棒状素材やパイプ状素材といった長尺製品の作製には不適である。   Japanese Patent Laying-Open No. 2003-277899 (Patent Document 3) discloses "magnesium alloy member and manufacturing method thereof". In the method disclosed in this publication, the magnesium crystal grains are refined by firstly forging, aging heat treatment, and secondary forging after solution treatment of the magnesium alloy material. Even in this method, it is necessary to repeat forging and heat treatment a plurality of times, resulting in an increase in the cost of the material. Further, in the first forging process, it is indispensable to give a predetermined processing pre-strain to the raw material, so that the product shape is restricted. Furthermore, the method disclosed in this publication is unsuitable for producing a long product such as a rod-shaped material or a pipe-shaped material.

国際公開公報WO03/027342A1(特許文献4)は、「マグネシウム基複合材料」を開示している。この公報に開示された方法では、マグネシウム合金粉末あるいはマグネシウム合金チップを出発原料とし、この原料を金型臼内に投入して圧縮成形と押出加工を繰返し行なった後に粉末あるいはチップの固化体ビレットを作り、さらにそのビレットに対して熱間塑性加工を施すことにより、微細なマグネシウム結晶粒を有する高強度マグネシウム合金を得るものである。この公報に開示された方法によれば、大きな固化体ビレットを製造する場合、結晶粒の微細粒化をビレット内部で均一に行ない難くなるといった問題が生じる。また、微細粒化を進行させるには、上記の圧縮・押出の加工回数を著しく増加する必要があるために、素材コストが上昇するといった問題も生じる。   International Publication No. WO03 / 027342A1 (Patent Document 4) discloses a “magnesium-based composite material”. In the method disclosed in this publication, magnesium alloy powder or magnesium alloy chip is used as a starting material, and this material is put into a mold die and subjected to compression molding and extrusion processing. Further, a high strength magnesium alloy having fine magnesium crystal grains is obtained by subjecting the billet to hot plastic working. According to the method disclosed in this publication, when a large solidified billet is produced, there arises a problem that it is difficult to make the crystal grains finer uniformly in the billet. Further, in order to advance the atomization, it is necessary to remarkably increase the number of compression / extrusion processes described above, which causes a problem that the material cost increases.

特開平5−320715公報(特許文献5)は、「マグネシウム合金製部材の製造方法」を開示している。この公報に開示された方法では、マグネシウム合金製部材の切削加工時に排出される切粉、スクラップ、廃棄物等を圧縮固化し、それを押出加工あるいは鍛造加工することにより、塑性加工歴のあるマグネシウム合金部材を創製している。その際、塑性加工によってマグネシウム結晶粒の微細化を促すことでマグネシウム合金の強度を向上させている。   Japanese Patent Laid-Open No. 5-320715 (Patent Document 5) discloses a “manufacturing method of a magnesium alloy member”. In the method disclosed in this gazette, magnesium having a history of plastic working is obtained by compressing and solidifying chips, scraps, wastes, and the like discharged during cutting of a magnesium alloy member and extruding or forging it. We are creating alloy members. At that time, the strength of the magnesium alloy is improved by promoting the refinement of the magnesium crystal grains by plastic working.

上記の方法の場合、押出加工あるいは鍛造加工後のマグネシウム合金の強度特性を支配するマグネシウム素地の結晶粒径は、塑性加工時に原料に与える歪量だけでなく、出発原料として用いる切粉、スクラップ、廃棄物、あるいは鋳造材のマグネシウム素地の結晶粒径との関連性も強い。つまり、出発原料の素地を構成するマグネシウムの結晶粒微細化は、最終製品となるマグネシウム合金素材の高強度化に極めて有効である。しかしながら、ここで用いられる切粉、スクラップ、廃棄物、さらには鋳造材ではマグネシウムの結晶粒径は数百ミクロンを超える粗大なものである。よって、通常のマグネシウム合金の切粉、スクラップ、廃棄物、また鋳造材を出発原料として用いた場合に得られるマグネシウム合金においては、著しい高強度化・高靭性化は望めない。   In the case of the above method, the crystal grain size of the magnesium base governing the strength characteristics of the magnesium alloy after extrusion or forging is not only the amount of strain applied to the raw material during plastic processing, but also chips, scrap, There is also a strong relationship with the crystal grain size of waste or cast magnesium. In other words, the refinement of the crystal grains of magnesium constituting the base material of the starting material is extremely effective for increasing the strength of the magnesium alloy material that is the final product. However, in the chips, scraps, wastes, and cast materials used here, the crystal grain size of magnesium is coarser than several hundred microns. Therefore, in a magnesium alloy obtained when a normal magnesium alloy chip, scrap, waste, or cast material is used as a starting material, significant increase in strength and toughness cannot be expected.

一方、出発原料の一つであるマグネシウム合金粉体粒子におけるマグネシウム結晶粒の微細粒化手法に着目すると、噴霧法や単ロール法などによる急冷凝固プロセスがある。これらの方法では、溶融状態のマグネシウム合金液滴が極めて短い時間で冷却・凝固する過程で結晶粒の成長を抑制し、微細な結晶粒を有するマグネシウム基合金粉末粒子を製造することが可能である。   On the other hand, paying attention to the method of atomizing the magnesium crystal grains in the magnesium alloy powder particles, which is one of the starting materials, there is a rapid solidification process such as a spray method or a single roll method. With these methods, it is possible to produce magnesium-based alloy powder particles having fine crystal grains by suppressing the growth of crystal grains in the process of cooling and solidifying the molten magnesium alloy droplets in a very short time. .

冷却・凝固速度は液滴表面での抜熱量に支配される。つまりマグネシウム合金液滴の比表面積に依存し、微細な液滴であるほど凝固速度は大きく、短時間で凝固できるために微細なマグネシウム結晶粒を有する。よって、急冷凝固法によって微細な結晶粒を有するマグネシウム基合金粉末を作製することができるが、その反面、粉末粒子径は小さくなるため、製造過程において粉体粒子が浮遊し易くなり、粉塵爆発などの危険性が急増する。また金型プレス成形による圧縮固化を考えた場合、細かい粉末粒子では流動性が低いために、金型への充填率の低下や局部的な空隙の形成、さらには粉末間での摩擦力が大きくなるために固まり難くなるといった問題が生じる。
特開2001−294966号公報 特開2000−087199号公報 特開2003−277899号公報 国際公開公報WO03/027342A1 特開平5−320715公報
The cooling / solidification rate is governed by the amount of heat removed from the droplet surface. In other words, depending on the specific surface area of the magnesium alloy droplets, the finer the droplets, the higher the solidification rate, and the finer crystal grains that can be solidified in a short time. Therefore, a magnesium-based alloy powder having fine crystal grains can be produced by a rapid solidification method, but on the other hand, the particle size of the powder is small, so that the powder particles are likely to float in the manufacturing process, and dust explosion etc. The risk of increases rapidly. Also, when considering compression solidification by mold press molding, the flowability of fine powder particles is low, so the filling rate into the mold and the formation of local voids, and the frictional force between the powders are large. Therefore, there is a problem that it becomes difficult to harden.
JP 2001-294966 A JP 2000-087199 A JP 2003-277899 A International Publication No. WO03 / 027342A1 JP-A-5-320715

上記の通り、マグネシウム合金の高強靭性化においては、素地のマグネシウム結晶粒の微細化が有効である。そのためには先ず、鋳造法やダイカスト法といった粒成長を伴う溶解・凝固過程を経由しない製造方法が必要である。具体的には、粉体あるいはそれに類似した幾何学的形状を有する原料をその融点以下の温度域で成形・緻密固化する固相プロセスの構築が課題である。   As described above, in order to increase the toughness of the magnesium alloy, it is effective to refine the magnesium crystal grains in the substrate. To that end, a manufacturing method that does not go through a melting / solidifying process accompanied by grain growth, such as a casting method or a die casting method, is necessary. Specifically, it is a problem to construct a solid phase process in which a powder or a raw material having a geometric shape similar to that is formed and compacted in a temperature range below its melting point.

次に、その際に原料として用いるマグネシウム基合金粉体の結晶粒の微細化を行う必要がある。同時に、粉塵爆発を引き起こさないような比較的粗大な粉体であり、またプレス成形の観点からも適切な大きさを有することが望まれる。   Next, it is necessary to refine the crystal grains of the magnesium-based alloy powder used as a raw material at that time. At the same time, it is desirable that the powder is a relatively coarse powder that does not cause dust explosion and has an appropriate size from the viewpoint of press molding.

本発明の目的は、粉末自体の粒径は大きいが、粉末の素地(マトリクス)を構成する金属または合金の結晶粒が微細である合金粉体原料およびその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an alloy powder raw material and a method for producing the same, in which the powder itself has a large particle size, but the crystal grains of the metal or alloy constituting the powder substrate (matrix) are fine.

本件発明者らは、上記の課題を精力的に検討し、多くの実験を繰り返すことにより、以下に記載する課題解決手段を見出した。具体的には、素地を構成する金属または合金粒子の最大結晶粒径が30μm以下と微細であり、しかも粉塵爆発などの危険性を伴わない比較的粗大な合金粉体原料およびその製造方法を見出した。   The inventors of the present invention have intensively studied the above problems, and have found a means for solving the problems described below by repeating many experiments. Specifically, the material has a maximum crystal grain size of metal or alloy particles constituting the substrate as fine as 30 μm or less, and a relatively coarse alloy powder raw material without a risk of dust explosion and a method for producing the same. It was.

本件発明者らはマグネシウム基合金粉体原料について実験を行なったが、本発明は、他の材料粉末、例えばアルミニウム基合金粉体原料等にも適用可能である。なお、実験では、上記のようなマグネシウム基合金粉体原料を成形・固化して得られるマグネシウム合金が、優れた強度と靭性とを兼ね備えることを確認した。   The present inventors conducted experiments on magnesium-based alloy powder raw materials, but the present invention can also be applied to other material powders such as aluminum-based alloy powder raw materials. In the experiment, it was confirmed that a magnesium alloy obtained by molding and solidifying the above magnesium-based alloy powder raw material has both excellent strength and toughness.

本明細書中において、「金属」および「合金」という用語を使用しているが、両者を厳格に区別して使い分けているのではない。本明細書においては、「金属」または「合金」という用語は、純金属および合金の両者を含むものとして理解すべきである。   In the present specification, the terms “metal” and “alloy” are used, but the two are not strictly distinguished. In this specification, the term “metal” or “alloy” should be understood to include both pure metals and alloys.

上記の目的を達成する本発明は、以下の通りである。   The present invention that achieves the above object is as follows.

本発明に従った合金粉体原料は、粉体の最大サイズが10mm以下、粉体の最小サイズが0.1mm以上であり、粉体の素地を構成する金属または合金粒子の最大結晶粒径が30μm以下である。   The alloy powder raw material according to the present invention has a maximum powder size of 10 mm or less, a minimum powder size of 0.1 mm or more, and a maximum crystal grain size of metal or alloy particles constituting the powder base. 30 μm or less.

粉体の素地を構成する金属または合金は、例えば、マグネシウムまたはマグネシウム合金である。好ましくは、粉体の最大サイズが6mm以下、粉体の最小サイズが0.5mm以上である。さらに好ましくは、粉体の素地を構成するマグネシウムまたはマグネシウム合金粒子の最大結晶粒径が15μm以下である。   The metal or alloy constituting the powder base is, for example, magnesium or a magnesium alloy. Preferably, the maximum size of the powder is 6 mm or less, and the minimum size of the powder is 0.5 mm or more. More preferably, the maximum crystal grain size of magnesium or magnesium alloy particles constituting the powder base is 15 μm or less.

一つの実施形態では、当該粉体原料は、相対的に大きな結晶粒径を持つ出発原料粉末に対して、塑性加工を施して相対的に小さな結晶粒径としたものである。他の実施形態では、当該粉体原料は、最大結晶粒径が30μm以下である素地を有する金属または合金素材から、切削加工、切断加工、粉砕加工のいずれかの機械加工を施すことによって採取したものである。   In one embodiment, the powder raw material is obtained by subjecting a starting raw material powder having a relatively large crystal grain size to plastic processing to have a relatively small crystal grain size. In another embodiment, the powder raw material is collected from a metal or alloy material having a base having a maximum crystal grain size of 30 μm or less by performing any one of machining, cutting, and grinding. Is.

一つの局面において、本発明に従った合金粉体原料の製造方法は、出発原料粉末に対して塑性加工を施すことによって、該出発原料粉末の素地を構成する金属又は合金粒子の結晶粒径を微細化することを特徴とする。   In one aspect, the method for producing an alloy powder raw material according to the present invention includes subjecting the starting raw material powder to plastic working, thereby reducing the crystal grain size of the metal or alloy particles constituting the substrate of the starting raw material powder. It is characterized by miniaturization.

塑性加工は、好ましくは、粉体の最大サイズが10mm以下で最小サイズが0.1mm以上、かつ粉体の素地を構成する金属または合金粒子の最大結晶粒径が30μm以下になるまで行なう。あるいは、出発原料粉末の素地を構成する金属または合金粒子の最大結晶粒径を100%としたとき、塑性加工は、加工後の粉体の素地を構成する金属又は合金粒子の最大結晶粒径が20%以下となるまで行なう。   The plastic working is preferably performed until the maximum size of the powder is 10 mm or less, the minimum size is 0.1 mm or more, and the maximum crystal grain size of the metal or alloy particles constituting the powder base is 30 μm or less. Alternatively, when the maximum crystal grain size of the metal or alloy particles constituting the base of the starting raw material powder is 100%, the plastic processing is performed so that the maximum crystal grain size of the metal or alloy particles constituting the powder base after the processing is Continue until 20% or less.

塑性加工は、好ましくは、300℃以下の温度で行なう。また、好ましくは、出発原料粉末を不活性ガス雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、真空雰囲気のいずれかの雰囲気下で加熱する。出発原料粉末は、例えば、マグネシウムまたはマグネシウム合金粉末である。   The plastic working is preferably performed at a temperature of 300 ° C. or lower. Preferably, the starting material powder is heated in an inert gas atmosphere, a non-oxidizing gas atmosphere, or a vacuum atmosphere. The starting material powder is, for example, magnesium or a magnesium alloy powder.

一つの実施形態では、塑性加工は、出発原料粉末を1対のロール間に通して圧縮変形させることによって行なう。より具体的な形態として、1対のロールは、ケース内に配置されており、上記の方法は、さらに、出発原料粉末をケース内の1対のロール間に連続的に投入する原料投入工程と、1対のロール間で塑性加工された粉体をケース外へ連続的に送り出す粉体排出工程とを備える。ケースから送り出された粉体に対して、引き続いて破砕機、粉砕機、粗粒機のうちの少なくとも一つの機械で処理して顆粒状粉体とする工程をさらに備えるようにしてもよい。   In one embodiment, the plastic working is performed by compressing and deforming the starting material powder through a pair of rolls. As a more specific form, the pair of rolls are arranged in the case, and the above method further includes a raw material charging step of continuously charging the starting raw material powder between the pair of rolls in the case. And a powder discharge step of continuously feeding the powder plastically processed between the pair of rolls to the outside of the case. The powder sent out from the case may be further processed with at least one of a crusher, a pulverizer, and a coarse granulator to obtain a granular powder.

1対のロールを複数組設け、出発原料粉末を複数組のロール間に通して塑性加工するようにしてもよい。1対のロール間のクリアランスは、例えば、2mm以下である。   A plurality of sets of a pair of rolls may be provided, and the raw material powder may be plastically processed by passing between the plurality of sets of rolls. The clearance between the pair of rolls is, for example, 2 mm or less.

好ましくは、出発原料粉末が接触するロールの表面温度を300℃以下とする。また、好ましくは、1対のロールを含む塑性加工付与領域を不活性ガス雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、真空雰囲気のいずれかの雰囲気にする。ロールは、例えば、その表面に凹部を有する。   Preferably, the surface temperature of the roll in contact with the starting material powder is 300 ° C. or less. Preferably, the plastic working application region including a pair of rolls is set to one of an inert gas atmosphere, a non-oxidizing gas atmosphere, and a vacuum atmosphere. A roll has a recessed part in the surface, for example.

他の実施形態では、塑性加工は、出発原料粉末を混練することによって行なう。より具体的な形態として、塑性加工は、1対の回転パドルを配置したケース内に出発原料粉末を投入して混練することによって行なう。この場合、上記の方法は、好ましくは、出発原料粉末をケース内に連続的に投入する原料投入工程と、ケース内で出発原料粉末を混練する混練工程と、混練後の粉体をケース外へ連続的に送り出す粉体排出工程とを備える。ケースから送り出された粉体に対して、引き続いて破砕機、粉砕機、粗粒機のうちの少なくとも一つの機械で処理して顆粒状粉体とする工程をさらに備えるようにしてもよい。   In another embodiment, the plastic working is performed by kneading the starting material powder. As a more specific form, the plastic working is performed by putting the starting raw material powder into a case in which a pair of rotating paddles are arranged and kneading. In this case, the above method preferably includes a raw material charging step of continuously charging the starting raw material powder into the case, a kneading step of kneading the starting raw material powder in the case, and the powder after the kneading to the outside of the case. And a powder discharging process for continuously feeding. The powder sent out from the case may be further processed with at least one of a crusher, a pulverizer, and a coarse granulator to obtain a granular powder.

1対のパドルを複数組設け、出発原料粉末を複数組のパドルによって混練加工するようにしてもよい。1対のパドル間のクリアランスは、例えば、パドル径の2%以下、または出発原料粉末のサイズの20%以下、または2mm以下である。また、パドルとケースとの間のクリアランスは、例えば、パドル径の2%以下、または出発原料粉末のサイズの20%以下、または2mm以下である。   A plurality of pairs of paddles may be provided, and the starting raw material powder may be kneaded with a plurality of pairs of paddles. The clearance between a pair of paddles is, for example, 2% or less of the paddle diameter, or 20% or less of the size of the starting material powder, or 2 mm or less. The clearance between the paddle and the case is, for example, 2% or less of the paddle diameter, or 20% or less of the size of the starting raw material powder, or 2 mm or less.

好ましくは、出発原料粉末が接触するパドルの表面温度を300℃以下とする。また、好ましくは、出発原料粉末が接触するケースの内壁面の温度を300℃以下とする。さらに好ましくは、ケース内を不活性ガス雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、真空雰囲気のいずれかの雰囲気にする。   Preferably, the surface temperature of the paddle with which the starting material powder contacts is 300 ° C. or less. Preferably, the temperature of the inner wall surface of the case with which the starting material powder contacts is 300 ° C. or lower. More preferably, the inside of the case is an inert gas atmosphere, a non-oxidizing gas atmosphere, or a vacuum atmosphere.

他の局面において、本発明に従った合金粉体原料の製造方法は、板状、棒状、柱状、塊状のいずれかの形状を有し、素地を構成する金属または合金粒子の最大結晶粒径が30μm以下である素材を用意する工程と、この素材に対して切削加工、切断加工、粉砕加工等の機械加工を行なって、この素材から、最大サイズが10mm以下で、最小サイズが0.1mm以上である粉体原料を採取する工程とを備える。   In another aspect, the method for producing an alloy powder raw material according to the present invention has any one of a plate shape, a rod shape, a column shape, and a lump shape, and the maximum crystal grain size of the metal or alloy particles constituting the substrate is A process of preparing a material that is 30 μm or less, and machining such as cutting, cutting, and pulverization are performed on the material, and the maximum size is 10 mm or less and the minimum size is 0.1 mm or more. And a step of collecting the powder raw material.

以下に、本発明の実施形態および作用効果を説明する。   In the following, embodiments and operational effects of the present invention will be described.

(1)マグネシウム基合金粉体原料
(A)粉体原料の形状
マグネシウム基合金粉体原料に対して、連続的な塑性加工を施して効率的にマグネシウム素地の結晶粒の微細化を促進する。このような微細化を促進するために、使用する出発原料粉末は、粒子状,粉末状,塊状,カール状,帯状,切削粉末状,切削カール状,切粉状のいずれかの形状を有することが望ましい。これらの形状を図1に示している。
(1) Magnesium-based alloy powder raw material (A) Shape of powder raw material The magnesium-based alloy powder raw material is subjected to continuous plastic working to efficiently promote the refinement of crystal grains of the magnesium base. In order to promote such miniaturization, the starting raw material powder to be used has any one of the shapes of particles, powders, lumps, curls, bands, cutting powders, cutting curls, and chips. Is desirable. These shapes are shown in FIG.

塑性加工として、圧縮加工、せん断加工、粉砕加工、混練加工などが施されるが、加工後に得られる粉体は、出発原料として用いた粉体に類似した粉体またはそれらの集合体であり、必要に応じて破砕加工を施すことにより次工程である圧縮成形・固化が容易となる。   As plastic processing, compression processing, shearing processing, pulverization processing, kneading processing, etc. are performed, but the powder obtained after processing is a powder similar to the powder used as a starting material or an aggregate thereof, By performing crushing as necessary, the next step, compression molding and solidification, is facilitated.

具体的には、塑性加工後のマグネシウム基合金粉体には適切な圧縮成形性や固化性が要求され、また金型臼内でマグネシウム基合金粉体を成形固化する場合には、粉体の流動性や金型内での充填性を向上させる必要がある。これらの特性を向上させるためにも、出発原料として粒子状、粉末状、塊状、カール状、帯状、切削粉末状、切削カール状、切粉状のいずれかの形状を有するマグネシウム基合金粉体を用いることが望ましい。   Specifically, the magnesium-based alloy powder after plastic processing is required to have appropriate compression moldability and solidification, and when the magnesium-based alloy powder is molded and solidified in a mold die, It is necessary to improve fluidity and filling property in the mold. In order to improve these characteristics, a magnesium-based alloy powder having a particulate, powder, lump, curl, belt, cutting powder, cutting curl, or chip shape is used as a starting material. It is desirable to use it.

(B)粉体原料の大きさ
本発明の方法によって得られるマグネシウム基合金粉体原料は、粉体の最大サイズが10mm以下である。ここで最大サイズとは、その粉体の最も大きい寸法を示しており、粒子状、粉末状、塊状、切粉であれば、最大粒子径に相当する。帯状であれば、幅、長さ、厚さとした場合に最も大きい長さ方向での寸法を意味する。カール状の場合には、それを円と見立てた場合の直径に相当する。
(B) Size of powder raw material The magnesium-based alloy powder raw material obtained by the method of the present invention has a maximum powder size of 10 mm or less. Here, the maximum size indicates the largest dimension of the powder, and corresponds to the maximum particle diameter in the case of particles, powders, lumps, and chips. In the case of a strip shape, the dimension in the length direction is the largest when the width, length, and thickness are taken. In the case of a curled shape, it corresponds to the diameter when it is regarded as a circle.

本発明のマグネシウム基合金粉体の最大サイズが10mm以下の場合には、上記の圧縮成形性、固化性、流動性、金型充填性に問題がない。より好ましい最大サイズとしては6mm以下である。粉体の最大サイズが10mmを超えると、これらの特性が低下し、特に圧縮成形性が低下するために、固化体ビレットに亀裂や割れが発生するといった問題が生じる。   When the maximum size of the magnesium-based alloy powder of the present invention is 10 mm or less, there is no problem in the above-described compression moldability, solidification property, fluidity, and mold filling property. A more preferable maximum size is 6 mm or less. When the maximum size of the powder exceeds 10 mm, these characteristics are deteriorated, and particularly the compression moldability is deteriorated, so that there is a problem that the solidified billet is cracked or cracked.

他方、本発明の方法によって得られるマグネシウム基合金粉体原料は、粉体の最小サイズが0.1mm以上である。ここで最小サイズとは、その粉体の最も小さい寸法を示しており、粒子状、粉末状、塊状、切粉であれば、最小粒子径に相当する。帯状であれば、幅、長さ、厚さとした場合に最も小さい厚さ方向での寸法を意味する。カール状の場合には、そのカールを構成する素材の幅あるいは厚さの小さい方の寸法とする。   On the other hand, the magnesium-based alloy powder raw material obtained by the method of the present invention has a minimum powder size of 0.1 mm or more. Here, the minimum size indicates the smallest dimension of the powder, and corresponds to the minimum particle diameter in the case of particles, powders, lumps, and chips. In the case of a strip shape, it means the smallest dimension in the thickness direction when the width, length, and thickness are taken. In the case of a curled shape, the dimension of the material having the smaller width or thickness is used.

本発明のマグネシウム基合金粉体の最小サイズが0.1mm以上の場合には、上記の圧縮成形性、固化性、流動性、金型充填性に問題がない。より好ましい最小サイズとしては0.5mm以上である。粉体の最小サイズが0.1mmを下回ると、圧縮成形固化に関する粉体特性が低下すると同時に、粉体の浮遊による粉塵爆発を引き起こす確率が増加するといった危険性を伴う。   When the minimum size of the magnesium-based alloy powder of the present invention is 0.1 mm or more, there is no problem in the above-described compression moldability, solidification property, fluidity, and mold filling property. A more preferable minimum size is 0.5 mm or more. If the minimum size of the powder is less than 0.1 mm, the powder characteristics relating to compression molding and solidification deteriorate, and at the same time, there is a risk that the probability of causing a dust explosion due to floating of the powder increases.

図1に、各粉末形状に対する最大サイズ部分および最小サイズ部分を示している。   FIG. 1 shows a maximum size portion and a minimum size portion for each powder shape.

(C)粉体の素地を構成するマグネシウム粒子の最大結晶粒径
本発明の方法によって得られるマグネシウム基合金粉体において、素地を構成するマグネシウム粒子の最大結晶粒径は30μm以下である。ここで最大結晶粒径とは、結晶粒の外接円の直径である。具体的には、粉体を砥粒にて湿式研磨した後、化学腐食(エッチング)を行って結晶粒界を明瞭にした状態で、光学顕微鏡等によって観察される結晶粒において最も大きい寸法のものを意味する。
(C) Maximum crystal grain size of magnesium particles constituting the powder base In the magnesium-based alloy powder obtained by the method of the present invention, the maximum crystal grain size of the magnesium particles constituting the base is 30 μm or less. Here, the maximum crystal grain size is a diameter of a circumscribed circle of the crystal grain. Specifically, after the powder is wet-polished with abrasive grains, the largest grain size of the crystal grains observed with an optical microscope or the like is obtained with chemical corrosion (etching) being performed to clarify the grain boundaries. Means.

粉体の強さや硬さなどの機械的特性の向上には、素地を構成する粒子の平均的な結晶粒径を小さくするだけでなく、最大結晶粒径を小さくすることが求められる。そこで、本発明では、マグネシウム粒子の最大結晶粒径を適正な範囲に管理することにより、優れた強度と靭性とを兼ね備えたマグネシウム基合金素材を創製できることを明らかにした。   In order to improve mechanical properties such as strength and hardness of the powder, it is required not only to reduce the average crystal grain size of the particles constituting the substrate but also to reduce the maximum crystal grain size. Therefore, in the present invention, it has been clarified that a magnesium-based alloy material having both excellent strength and toughness can be created by managing the maximum crystal grain size of magnesium particles within an appropriate range.

他方、素地を構成するマグネシウム粒子の最大結晶粒径が30μmを超えるような粉体原料を用いた場合、得られるマグネシウム基合金はバランスがとれた強度と靭性を有することはなく、どちらか一方、あるいは両方の機械的特性の低下が生じる。より好ましくは、マグネシウム基合金粉体原料におけるマグネシウム粒子の最大結晶粒径は15μm以下である。   On the other hand, when using a powder raw material such that the maximum crystal grain size of the magnesium particles constituting the substrate exceeds 30 μm, the resulting magnesium-based alloy does not have a balanced strength and toughness, either one, Alternatively, both mechanical properties are degraded. More preferably, the maximum crystal grain size of the magnesium particles in the magnesium-based alloy powder raw material is 15 μm or less.

上記のような構成のマグネシウム基合金粉体原料は、出発原料粉末に対する塑性加工または機械加工によって得られる。具体的には、一つの方法では、粉体原料は、相対的に大きな結晶粒径を持つ出発原料粉末に対して、塑性加工を施して小さな結晶粒径としたものである。他の方法では、粉体原料は、最大結晶粒径が30μm以下である素地を有する金属または合金素材から、切削加工、切断加工、粉砕加工のいずれかの機械加工を施すことによって採取したものである。   The magnesium-based alloy powder raw material having the above configuration is obtained by plastic working or machining on the starting raw material powder. Specifically, in one method, the powder raw material is obtained by subjecting a starting raw material powder having a relatively large crystal grain size to plastic processing to have a small crystal grain size. In another method, the powder raw material is collected from a metal or alloy material having a base having a maximum crystal grain size of 30 μm or less by performing any one of machining processes such as a cutting process, a cutting process, and a crushing process. is there.

マグネシウム基合金粉体原料は、本発明に従った合金粉体原料の一つの実施形態である。本発明は、アルミニウム基合金粉体原料等の他の材質のものにも適用可能である。この点は、後述する方法においても同様である。   The magnesium-based alloy powder raw material is one embodiment of the alloy powder raw material according to the present invention. The present invention can also be applied to other materials such as aluminum-based alloy powder raw materials. This also applies to the method described later.

(2)塑性加工によるマグネシウム基合金粉体原料の製造方法
図2は、塑性加工によるマグネシウム基合金粉体原料の製造工程を順に示している。
(2) Method for Producing Magnesium-Based Alloy Powder Raw Material by Plastic Working FIG. 2 sequentially shows the steps for producing a magnesium-based alloy powder raw material by plastic working.

(A)原料の加熱工程
出発原料の連続式塑性加工において、加工時の原料の温度はマグネシウム結晶粒の微細粒化と密接な関係があり、適正な温度範囲で管理する必要がある。そのため、塑性加工前に原料粉末を事前に所定の温度で加熱保持することは重要である。後述するような理由により、粉体の加熱保持温度は300℃以下であることが望ましく、より好ましくは100〜200℃である。
(A) Raw material heating step In the continuous plastic working of the starting material, the temperature of the raw material during processing is closely related to the refinement of the magnesium crystal grains and must be controlled within an appropriate temperature range. Therefore, it is important to heat and hold the raw material powder at a predetermined temperature before plastic working. For reasons that will be described later, the heating and holding temperature of the powder is desirably 300 ° C. or less, and more preferably 100 to 200 ° C.

上記のような温度範囲で投入原料に対して所定の塑性変形を付与することにより、結晶粒の微細粒化の駆動源である強ひずみ加工による結晶粒の分断および再結晶が顕著に進行する。常温においても連続的塑性加工は可能であるが、強ひずみ加工によって原料に導入される転位などの欠陥が増大し、原料粉体が脆くなって加工過程で粉砕・微粉化するため、粉塵爆発を引き起こす確率が高くなる。   By applying predetermined plastic deformation to the input raw material in the temperature range as described above, the fragmentation and recrystallization of the crystal grains by the high strain processing, which is the driving source for the refinement of the crystal grains, proceeds significantly. Although continuous plastic working is possible even at room temperature, defects such as dislocations introduced into the raw material due to high strain processing increase, and the raw material powder becomes brittle and is pulverized and pulverized in the processing process. Increases the probability of triggering.

出発原料粉末に対して100〜200℃の温度範囲で塑性加工を施せば、加工後の粉体原料に延性を与えた状態で粉砕・微粉化を抑制し、同時にマグネシウム結晶粒の微細化を進行させることができる。他方、300℃を越える温度で塑性加工を行なえば、塑性加工過程において、塑性加工用回転体と原料との焼付き・凝着現象が生じる。   If plastic processing is performed on the starting raw material powder at a temperature range of 100 to 200 ° C, pulverization and pulverization is suppressed while ductility is imparted to the processed powder raw material, and at the same time, the refinement of magnesium crystal grains proceeds. Can be made. On the other hand, if plastic working is performed at a temperature exceeding 300 ° C., seizure / adhesion between the rotating body for plastic working and the raw material occurs in the plastic working process.

出発原料の加熱過程において、粉体表面の酸化を阻止する観点から、出発原料粉末を、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、あるいは真空雰囲気中で加熱するのが望ましい。例えば大気中で出発原料粉末を加熱した場合には、粉末表面の酸化により後工程である熱間押出加工や鍛造加工後のマグネシウム基合金中に酸化物が存在し、それによって疲労強度などの特性低下を招くといった問題を生じる。   In the heating process of the starting material, it is desirable to heat the starting material powder in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, a non-oxidizing gas atmosphere, or a vacuum atmosphere from the viewpoint of preventing oxidation of the powder surface. For example, when starting material powder is heated in the atmosphere, oxides are present in the magnesium-based alloy after hot extrusion or forging, which is a subsequent process, due to oxidation of the powder surface, and thereby characteristics such as fatigue strength. This causes problems such as lowering.

(B)原料の連続式塑性加工工程
図3および図4は、連続式粉体塑性加工装置の一例であるローラーコンパクタ−を示し、図5〜図7は、連続式粉体塑性加工装置の他の例であるニーダー(混練加工機)を示している。まず、これらの装置構成について簡単に説明する。
(B) Continuous plastic working process of raw material FIGS. 3 and 4 show a roller compactor which is an example of a continuous powder plastic working apparatus, and FIGS. 5 to 7 show other continuous powder plastic working apparatuses. The kneader (kneading machine) which is an example of is shown. First, these device configurations will be briefly described.

図3に示す連続式粉体塑性加工装置は、ケース1と、このケース1内に配置された多段式ロール回転体2と、破砕装置3と、粉末温度・供給量制御システム4と、受台5とを備える。多段式ロール回転体2は、出発原料粉末に対して圧延加工を施す3組のロール対2a,2b,2cを有する。出発原料粉末は、対となったロール間を通過する際に、圧縮変形する。   A continuous powder plastic working apparatus shown in FIG. 3 includes a case 1, a multistage roll rotating body 2 disposed in the case 1, a crushing device 3, a powder temperature / supply amount control system 4, and a cradle. 5. The multi-stage roll rotating body 2 has three pairs of rolls 2a, 2b, and 2c for rolling the starting material powder. The starting raw material powder undergoes compression deformation when passing between the pair of rolls.

出発原料粉末は、粉末温度・供給量制御システム4で所定の温度および所定の量に調整されてケース1内に投入される。ケース1の内部は、粉末表面の酸化防止の観点から、不活性ガス雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、または真空雰囲気に保たれる。   The starting raw material powder is adjusted to a predetermined temperature and a predetermined amount by the powder temperature / supply amount control system 4 and charged into the case 1. The inside of the case 1 is maintained in an inert gas atmosphere, a non-oxidizing gas atmosphere, or a vacuum atmosphere from the viewpoint of preventing oxidation of the powder surface.

図4は、3段目のロール対2cと破砕装置3とを示している。ロール対2cから送り出された粉体は、引き続いて破砕装置3によって破砕されて顆粒状粉体となる。この顆粒状粉体を再度粉末温度・供給量制御システム4に戻して、多段式ロール回転体2による塑性加工を繰り返してもよい。加工後の顆粒状粉体は、受台5に収容される。   FIG. 4 shows the third-stage roll pair 2 c and the crushing device 3. The powder delivered from the roll pair 2c is subsequently crushed by the crushing device 3 to become granular powder. The granular powder may be returned to the powder temperature / supply amount control system 4 again, and plastic processing by the multistage roll rotating body 2 may be repeated. The processed granular powder is accommodated in the cradle 5.

図5に示す連続式粉体塑性加工装置は、不活性ガス雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、または真空雰囲気に保たれる混練室12と、出発原料粉末を受入れる供給口13と、混練加工後の粉体を送り出す排出口14とを有するケース11を備える。ケース11内には、軸受16によって回転自在に支持され、駆動部19によって回転駆動される2本の回転軸15が配置されている。各回転軸15には、ケース11内に投入された出発原料粉末を前方に送り込むスクリュー17と、出発原料粉末に対して混練加工を施すためのパドル18が固定されている。ケース11を加熱できるようにするために、ケース11に対して、ヒータまたは加熱媒体を供給することのできるジャケットを設けてもよい。また、回転軸15を加熱できるようにするために、回転軸15に対して、ヒータまたは加熱媒体を供給できる装置を設けてもよい。   The continuous powder plastic working apparatus shown in FIG. 5 includes a kneading chamber 12 maintained in an inert gas atmosphere, a non-oxidizing gas atmosphere, or a vacuum atmosphere, a supply port 13 for receiving starting raw material powder, A case 11 having a discharge port 14 for delivering powder is provided. In the case 11, two rotating shafts 15 that are rotatably supported by a bearing 16 and are driven to rotate by a driving unit 19 are disposed. A screw 17 for feeding the starting raw material powder charged into the case 11 forward and a paddle 18 for kneading the starting raw material powder are fixed to each rotating shaft 15. In order to heat the case 11, a heater or a jacket capable of supplying a heating medium may be provided to the case 11. Further, in order to heat the rotating shaft 15, a device that can supply a heater or a heating medium to the rotating shaft 15 may be provided.

スクリュー17によって混練室12に送り込まれた出発原料粉末は、1対の回転パドル18間の隙間、および各パドル18とケース11の内壁面との間の隙間を通過する際に、混練加工される。この混練加工は、出発原料粉末に対して、圧縮力、せん断力、分散力、衝撃力、変形力、粉砕力等を与えるものである。なお、対となった回転パドル18は、複数組設けられている。   The starting raw material powder fed into the kneading chamber 12 by the screw 17 is kneaded when passing through the gap between the pair of rotating paddles 18 and the gap between each paddle 18 and the inner wall surface of the case 11. . This kneading process gives compressive force, shear force, dispersion force, impact force, deformation force, crushing force and the like to the starting raw material powder. A plurality of pairs of rotating paddles 18 are provided.

図5に示す実施形態では、1対のパドル18は同じ方向に回転する。また、各パドル18は、3個の尖った頂点を有する形状を有している。図6および図7は、図5のパドル18とは異なった形状のパドル対を示している。図6に示す1対のパドル21,22は共に、2個の尖った頂点を有する形状を有しており、同じ方向に回転する。図7に示す1対のパドル31,32は互いに異なった形状を有するものであり、回転方向も逆向きである。このように種々のパドルがあるが、どのようなパドルを用いて混練加工を行なってもよい。   In the embodiment shown in FIG. 5, the pair of paddles 18 rotate in the same direction. Each paddle 18 has a shape having three pointed vertices. 6 and 7 show a pair of paddles having a different shape from the paddle 18 of FIG. The pair of paddles 21 and 22 shown in FIG. 6 both have a shape having two pointed vertices and rotate in the same direction. The pair of paddles 31 and 32 shown in FIG. 7 have different shapes, and the rotation direction is also opposite. There are various paddles as described above, and any paddle may be used for kneading.

図3および図5に示す連続式粉体塑性加工装置は、いずれも、1対の回転体を有しており、その回転体同士の間、または回転体とケースとの間に供給される出発原料粉体に対して圧縮加工、せん断加工、粉砕加工などの塑性加工を与え、その際に前述したような強ひずみ加工による結晶粒の微細化を促進する。   Each of the continuous powder plastic working apparatuses shown in FIGS. 3 and 5 has a pair of rotating bodies and is supplied between the rotating bodies or between the rotating body and the case. The raw material powder is subjected to plastic processing such as compression processing, shearing processing, and pulverization processing, and at that time, the refinement of crystal grains by the high strain processing as described above is promoted.

前述したように、塑性加工時の原料粉末の温度管理が重要であるので、原料粉末と接触する1対の回転体表面の温度、および/またはケース内壁面の温度について適正範囲に管理する必要がある。その温度範囲は、上記の原料粉体の加熱保持温度と同じく300℃以下が望ましく、100〜200℃がより好ましい範囲であってその理由も前述したのと同様である。   As described above, since temperature control of the raw material powder at the time of plastic working is important, it is necessary to manage the temperature of the pair of rotating body surfaces in contact with the raw material powder and / or the temperature of the inner wall surface of the case within an appropriate range. is there. The temperature range is desirably 300 ° C. or lower, similar to the heating and holding temperature of the raw material powder, and more preferably 100 to 200 ° C. for the same reason as described above.

連続式粉体塑性加工装置において、1対の回転体を複数組配置することにより、原料粉体に対して強ひずみ加工を付与することが可能となる。また、塑性加工後に再度、原料粉体を所定の温度に加熱した後、塑性加工装置に再投入して塑性加工を施すことを複数回繰り返す方法も有効である。   In the continuous powder plastic working apparatus, by arranging a plurality of pairs of rotating bodies, it is possible to give a high strain process to the raw material powder. Another effective method is to repeatedly heat the raw material powder to a predetermined temperature after plastic working and then re-enter the plastic working apparatus to perform plastic working.

連続式粉体塑性加工装置における1対の回転体間のクリアランス、および回転体とケースと間のクリアランスを適正な値にすることが望ましい。図3に示す装置の場合、1対のロール間のクリアランスを2mm以下にすることが好ましい。図5に示す装置の場合、1対のパドル間のクリアランスを、パドル径の2%以下、または出発原料粉末のサイズの20%以下、または2mm以下にすることが好ましい。さらに、パドルとケースとの間のクリアランスも、パドル径の2%以下、または出発原料粉末の最大サイズの20%以下、または2mm以下にすることが好ましい。   It is desirable that the clearance between the pair of rotating bodies and the clearance between the rotating bodies and the case in the continuous powder plastic working apparatus be set to appropriate values. In the case of the apparatus shown in FIG. 3, the clearance between the pair of rolls is preferably 2 mm or less. In the case of the apparatus shown in FIG. 5, the clearance between a pair of paddles is preferably 2% or less of the paddle diameter, or 20% or less of the size of the starting material powder, or 2 mm or less. Furthermore, the clearance between the paddle and the case is also preferably 2% or less of the paddle diameter, or 20% or less of the maximum size of the starting raw material powder, or 2 mm or less.

1対の回転体の隙間部分、または各回転体とケースとの間の隙間部分に原料粉体が連続的に供給されて塑性加工が施されるが、クリアランスの大きさが上記のような好ましい値を超える場合には、十分な強ひずみ加工を付与することができず、その結果、30μm以下のマグネシウム結晶粒が得られなくなる。投入する原料粉体の大きさや形状によって加工度が異なるが、上記のクリアランスを原料粉体の最大サイズの1/5以下に設定することで安定したマグネシウム結晶粒の連続式微細化が可能となる。   The raw material powder is continuously supplied to the gap portion of the pair of rotating bodies or the gap portion between each rotating body and the case to perform plastic working, but the size of the clearance is preferable as described above. When the value is exceeded, sufficient strong strain processing cannot be applied, and as a result, magnesium crystal grains of 30 μm or less cannot be obtained. The degree of processing varies depending on the size and shape of the raw material powder to be added, but by setting the above clearance to 1/5 or less of the maximum size of the raw material powder, it is possible to continuously refine the magnesium crystal grains stably. .

連続式粉体塑性加工装置において、原料粉体と接触する1対のロール回転体の表面性状に改良を加えるようにしてもよい。具体的には、ロール回転体の表面に、凹部を形成する。凹部として、1つまたは複数の凹状の溝や、凹状のスリットが考えられるが、それらを回転方向に対して垂直な方向、または平行な方向、または斜めに角度をもって交差する方向に延在するように設けることにより、楔効果によって原料粉体を効率的にロール回転体間に引き込むことができると同時に、強制的に強ひずみ加工を施すことができるようになる。しかしながら、凹部を設けることは必須ではなく、このような凹状溝あるいは凹状スリットを付与しない表面を有するロール回転体であっても塑性加工による結晶粒の微細化は可能である。   In the continuous powder plastic working apparatus, the surface properties of a pair of roll rotating bodies in contact with the raw material powder may be improved. Specifically, a recess is formed on the surface of the roll rotator. One or a plurality of concave grooves or concave slits may be considered as the concave portions, but they extend in a direction perpendicular to the rotation direction, a parallel direction, or a direction intersecting at an angle with an angle. Accordingly, the raw material powder can be efficiently drawn between the roll rotating bodies due to the wedge effect, and at the same time, the high strain processing can be forcibly performed. However, it is not essential to provide a concave portion, and even a roll rotating body having a surface not provided with such a concave groove or a concave slit can refine crystal grains by plastic working.

塑性加工時における原料粉体の酸化を抑制するため、連続式粉体塑性加工装置において回転体を含む一部あるいは全体をグローボックスなどで覆い、その雰囲気を不活性ガス雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、真空雰囲気などに管理する。   In order to suppress oxidation of the raw material powder during plastic processing, a part or the whole including the rotating body is covered with a glow box etc. in a continuous powder plastic processing apparatus, and the atmosphere is inert gas atmosphere, non-oxidizing gas atmosphere Manage in a vacuum atmosphere.

出発原料粉末に対して上記のような塑性加工を施すことにより、加工後の合金粉体原料は、次のような特徴を有するものとなる。すなわち、合金粉体原料は、粉体の素地を構成する合金粒子の最大結晶粒径が30μm以下である。あるいは、出発原料粉末の素地を構成する合金粒子の最大結晶粒径を100%としたとき、塑性加工は、加工後の粉体の素地を構成する合金粒子の最大結晶粒径が20%以下となるまで行なう。このような結晶粒微細化を実現できなければ、得られた粉体を成形固化して作製するマグネシウム基合金素材において、優れた強度と靭性の両立は困難である。   By subjecting the starting raw material powder to the plastic processing as described above, the alloy powder raw material after processing has the following characteristics. That is, the alloy powder raw material has a maximum crystal grain size of 30 μm or less of alloy particles constituting the powder base. Alternatively, when the maximum crystal grain size of the alloy particles constituting the base of the starting raw material powder is 100%, the plastic working is performed such that the maximum crystal grain size of the alloy particles constituting the base of the powder after processing is 20% or less. Do until it becomes. If such crystal grain refinement cannot be realized, it is difficult to achieve both excellent strength and toughness in a magnesium-based alloy material produced by molding and solidifying the obtained powder.

(C)粉体の搬送・排出工程
塑性加工を施した粉体は、連続的にケースから排出される。複数回の塑性加工が必要な場合には、再度、粉体を加熱工程に供給し、連続式塑性加工を行なう。排出された粉体が大きい場合には、適当な寸法・形状に破砕あるいは顆粒化した後に加熱工程へ供給する。
(C) Powder transfer / discharge process The powder subjected to plastic working is continuously discharged from the case. When a plurality of plastic workings are required, the powder is again supplied to the heating process and the continuous plastic working is performed. When the discharged powder is large, it is crushed or granulated to an appropriate size and shape and then supplied to the heating process.

(D)破砕・粗粒化・顆粒化工程
上述の通り、本発明によるマグネシウム基合金粉体原料は、後に圧縮成形固化されるものである。そのため、適切な圧縮成形性、固化性、流動性、金型充填性が必要である。これらの特性は粉体の寸法や形状に起因するので、好ましくは、連続式塑性加工を施した後に、装置から排出された粉体に対して、破砕機、粉砕機、粗粒機などを用いて破砕処理、粗粒化処理、顆粒化処理を施して寸法(粒子径)や形状を均一化する。粉砕加工性の観点から、そのときの粉体の温度は常温であることが望ましい。最終的に得られる合金粉体原料は、その粉体の最大サイズが10mm以下で、粉体の最小サイズが0.1mm以上である。粉体の形状は、例えば、顆粒状粉体である。
(D) Crushing / Roughening / Granulating Step As described above, the magnesium-based alloy powder raw material according to the present invention is compression-molded and solidified later. Therefore, appropriate compression moldability, solidification property, fluidity, and mold filling property are required. Since these characteristics are due to the size and shape of the powder, it is preferable to use a crusher, crusher, coarse grain machine, etc. for the powder discharged from the apparatus after continuous plastic working. Crushing treatment, coarse graining treatment, and granulating treatment to make the dimensions (particle diameter) and shape uniform. From the viewpoint of pulverization processability, it is desirable that the temperature of the powder at that time is room temperature. The alloy powder raw material finally obtained has a maximum powder size of 10 mm or less and a minimum powder size of 0.1 mm or more. The shape of the powder is, for example, a granular powder.

(3)機械加工によるマグネシウム基合金粉体原料の製造方法
本発明に従ったマグネシウム基合金粉体原料を、上述したような塑性加工ではなく、機械加工によって製造することもできる。
(3) Method for Producing Magnesium-Based Alloy Powder Raw Material by Machining The magnesium-based alloy powder raw material according to the present invention can be produced by machining instead of plastic working as described above.

この方法では、まず、板状、棒状、柱状、塊状のいずれかの形状を有し、素地を構成するマグネシウム合金粒子の最大結晶粒径が30μm以下である素材を準備する。このような素材は、出発材料である板状、棒状、板状、塊状のマグネシウム基合金素材に対して、圧延、押出加工、鍛造加工などの熱間あるいは温間塑性加工を施し、強ひずみ加工を付与することによって得られる。こうして素材の素地を構成するマグネシウム合金粒子の最大結晶粒径を30μm以下に微細化するのであるが、好ましくはマグネシウム合金粒子の最大結晶粒径が15μm以下になるまで微細化する。   In this method, first, a material having any one of a plate shape, a rod shape, a column shape, and a lump shape and having a maximum crystal grain size of magnesium alloy particles constituting the substrate of 30 μm or less is prepared. Such materials are subjected to hot or warm plastic processing such as rolling, extruding, forging, etc. on the starting material, plate-like, rod-like, plate-like, or massive magnesium-based alloy material, and high strain processing Is obtained. In this way, the maximum crystal grain size of the magnesium alloy particles constituting the material base is refined to 30 μm or less. Preferably, the magnesium alloy particles are refined until the maximum crystal grain size of the magnesium alloy particles is 15 μm or less.

次に結晶粒を微細化したマグネシウム合金素材に対して、切削加工、切断加工、粉砕加工等の機械加工を行なって、この素材から、粉体の最大サイズが10mm以下で、粉体の最小サイズが0.1mm以上である粉体原料を採取する。採取した粉体の素地を構成するマグネシウム合金粒子の最大結晶粒径は30μm以下、好ましくは15μm以下である。粉体のサイズに関しては、上記の機械加工条件の調整、例えば、切削速度の調整、工具の材質・形状の選択、ボールミルで粉砕する場合の処理時間の調整等で対応できる。   Next, the magnesium alloy material with refined crystal grains is subjected to machining such as cutting, cutting, and pulverization. From this material, the maximum size of the powder is 10 mm or less, and the minimum size of the powder A powder raw material having a diameter of 0.1 mm or more is collected. The maximum crystal grain size of the magnesium alloy particles constituting the base of the collected powder is 30 μm or less, preferably 15 μm or less. The size of the powder can be dealt with by adjusting the machining conditions described above, for example, adjusting the cutting speed, selecting the material and shape of the tool, and adjusting the processing time when grinding with a ball mill.

出発原料としてAM60(公称組成:Mg−6%Al−0.5%Mn/重量基準)合金製チップ(長さ3.5mm、幅1.5mm、厚さ1.2mm、素地のマグネシウムの最大結晶粒径350μm、平均ビッカース硬さ65.4Hv)を準備した。また1対のロール回転体(ロール直径66mmφ、ロール幅60mm、ロール間のクリアランス0.4mm)を有するローラーコンパクターを連続式粉体塑性加工装置として用いた。窒素ガス雰囲気で管理した加熱炉でAM60チップを表1に示す各温度で保持した後、加工装置に供給してチップに対して圧縮変形を与えた。装置から排出された試料を回分装置で粉砕・顆粒化した後、同表1に示すように再度、所定の温度で加熱保持した後に同加工装置によって連続的に圧縮変形を付与した。   AM60 (nominal composition: Mg-6% Al-0.5% Mn / weight basis) alloy chip (length 3.5mm, width 1.5mm, thickness 1.2mm as the starting material, maximum crystal of magnesium on the base A particle size of 350 μm and an average Vickers hardness of 65.4 Hv) were prepared. A roller compactor having a pair of roll rotating bodies (roll diameter 66 mmφ, roll width 60 mm, clearance between rolls 0.4 mm) was used as a continuous powder plastic working apparatus. The AM60 chip was held at each temperature shown in Table 1 in a heating furnace controlled in a nitrogen gas atmosphere, and then supplied to the processing apparatus to give the chip a compressive deformation. After the sample discharged from the apparatus was pulverized and granulated by a batch apparatus, as shown in Table 1, it was again heated and held at a predetermined temperature, and then continuously subjected to compressive deformation by the processing apparatus.

表1において、パス回数とは、ローラーコンパクターにAM60チップを供給した回数を示す。得られた粉体試料の形状および寸法測定結果を同表1に、研磨・化学腐食後の光学顕微鏡観察による最大結晶粒径、ビッカース硬さの測定結果を表2に示す。   In Table 1, the number of passes indicates the number of times AM60 chips are supplied to the roller compactor. Table 1 shows the shape and dimensional measurement results of the obtained powder sample, and Table 2 shows the measurement results of the maximum crystal grain size and Vickers hardness by observation with an optical microscope after polishing and chemical corrosion.

本発明例である試料番号1〜5においては、投入原料であるAM60チップと比較して、素地の最大結晶粒径は30μm以下にまで微細化されており、温度条件を適正化することで15μm以下にまで更に微細粒化が可能である。また強ひずみ加工によってビッカース硬さも増加することが認められる。   In Sample Nos. 1 to 5, which are examples of the present invention, the maximum crystal grain size of the substrate is refined to 30 μm or less as compared with the AM60 chip as the input material, and 15 μm can be obtained by optimizing the temperature condition. Further refinement is possible to the following. It is also recognized that the Vickers hardness is increased by the high strain processing.

比較例である試料番号6においては、投入試料AM60チップの温度が330℃と適正範囲を超えたため、塑性加工過程においてロール表面に試料チップが付着するといった問題が生じた。   In Sample No. 6, which is a comparative example, the temperature of the input sample AM60 tip exceeded 330 ° C. and the appropriate range, so that a problem that the sample tip adhered to the roll surface during the plastic working process occurred.

表1および表2に示した本発明例である試料番号1および4の試料の光学顕微鏡による組織観察結果、および投入原料AM60チップの光学顕微鏡による組織観察結果を図8に示す。 FIG. 8 shows the structure observation results of the samples Nos. 1 and 4 which are examples of the present invention shown in Tables 1 and 2 by the optical microscope and the structure observation results of the input material AM60 chip by the optical microscope.

図8の(a)は、試料番号1の試料を示しており、素地を構成するマグネシウム粒子の最大結晶粒径が26μmであり、画像解析の結果によると平均結晶粒径は14.3μmと微細粒化している。   (A) of FIG. 8 shows the sample of sample number 1, the maximum crystal grain size of the magnesium particles constituting the substrate is 26 μm, and the average crystal grain size is as fine as 14.3 μm according to the result of image analysis. Granulated.

図8の(b)は、試料番号4の試料を示しており、素地を構成するマグネシウム粒子の最大結晶粒径が11μmと小さく、画像解析の結果によると平均結晶粒径は7.8μmと微細粒化している。   FIG. 8 (b) shows the sample of sample number 4, the maximum crystal grain size of the magnesium particles constituting the substrate is as small as 11 μm, and the average crystal grain size is as fine as 7.8 μm according to the result of image analysis. Granulated.

図8の(c)は、投入原料であるAM60チップを示しており、素地を構成するマグネシウム粒子の最大結晶粒径は350μm、最小結晶粒径は123μm、平均結晶粒径は218μm(いずれも画像解析の結果)である。   (C) of FIG. 8 shows AM60 chip as an input material, and the maximum crystal grain size of the magnesium particles constituting the substrate is 350 μm, the minimum crystal grain size is 123 μm, and the average crystal grain size is 218 μm (both images) Analysis results).

上記の結果から明らかなように、本発明による連続式粉体塑性加工によって30μm以下の微細なマグネシウム結晶粒を有する粗大なマグネシウム基合金粉体を作製することが可能である。   As is clear from the above results, it is possible to produce a coarse magnesium-based alloy powder having fine magnesium crystal grains of 30 μm or less by continuous powder plastic working according to the present invention.

出発原料としてAM60(公称組成:Mg−6%Al−0.5%Mn/重量基準)合金製チップ(長さ3.5mm、幅1.5mm、厚さ1.2mm、素地のマグネシウムの最大結晶粒径350μm、平均ビッカース硬さ65.4Hv)を準備した。また1対のロール回転体(ロール直径100mmφ、ロール幅80mm、ロール間のクリアランス0.5mm)を有するローラーコンパクターを連続式粉体塑性加工装置として用いた。窒素ガス雰囲気で管理した加熱炉でAM60チップを200℃で加熱保持した後、加工装置に供給してチップに対して圧縮変形を与えた。装置から排出された試料を回分装置で粉砕・顆粒化した後、再度、所定の温度で加熱保持した後に同加工装置によって連続的に圧縮変形を付与した。   AM60 (nominal composition: Mg-6% Al-0.5% Mn / weight basis) alloy chip (length 3.5mm, width 1.5mm, thickness 1.2mm as the starting material, maximum crystal of magnesium on the base A particle size of 350 μm and an average Vickers hardness of 65.4 Hv) were prepared. A roller compactor having a pair of roll rotating bodies (roll diameter 100 mmφ, roll width 80 mm, clearance between rolls 0.5 mm) was used as a continuous powder plastic working apparatus. The AM60 chip was heated and held at 200 ° C. in a heating furnace controlled in a nitrogen gas atmosphere, and then supplied to a processing apparatus to give the chip a compressive deformation. After the sample discharged from the apparatus was pulverized and granulated by a batch apparatus, it was again heated and held at a predetermined temperature, and then continuously compressed and deformed by the same processing apparatus.

ここでパス回数とは、ローラーコンパクターにAM60チップを供給した回数を示す。得られた粉体試料について、研磨・化学腐食後の光学顕微鏡観察による最大結晶粒径、ビッカース硬さの測定結果を表3に示す。   Here, the number of passes indicates the number of times of supplying AM60 chips to the roller compactor. Table 3 shows the measurement results of the maximum crystal grain size and Vickers hardness of the obtained powder sample by observation with an optical microscope after polishing and chemical corrosion.

本発明例である試料番号11〜16においては、投入原料であるAM60チップと比較して、素地の最大結晶粒径は30μm以下にまで微細化されており、パス回数の増加と共に最大結晶粒径は減少し、15μm以下にまで更に微細粒化が可能であることが認められる。同時に、強ひずみ加工の蓄積によってビッカース硬さも増加する。連続塑性加工を施した後に回分処理を行なった試料は、いずれも板状試料と顆粒状試料との混合粉体であり、その大きさは0.3〜4.5mmであり、本発明が規定する適正な寸法範囲を満足するものである。   In Sample Nos. 11 to 16, which are examples of the present invention, the maximum crystal grain size of the substrate is refined to 30 μm or less as compared with the AM60 chip as the input material. It is recognized that further reduction of the particle size to 15 μm or less is possible. At the same time, the Vickers hardness increases due to the accumulation of high strain processing. All samples subjected to batch processing after being subjected to continuous plastic working are mixed powders of plate-like samples and granular samples, and the size is 0.3 to 4.5 mm. This satisfies the proper size range.

表3に示した試料番号12および16の試料、さらに投入原料AM60チップを出発原料とし、各粉体を常温で固化して直径35mmφ、高さ18mmの圧粉成形体を作製した。窒素ガス雰囲気で温度400℃、保持時間5分の加熱の後、直ちに熱間押出(押出比25、ダイス温度400℃)を行なって緻密なマグネシウム基合金棒材(直径7mmφ)を作製した。得られた各押出素材から引張試験片(平行部15mm、直径3.5mmφ)を作製し、常温において引張強度特性(引張強さ、降伏応力、破断伸び)を評価した。その結果を表4に示す。   Samples Nos. 12 and 16 shown in Table 3 and the input raw material AM60 chip were used as starting materials, and each powder was solidified at room temperature to produce a compacted body having a diameter of 35 mmφ and a height of 18 mm. After heating in a nitrogen gas atmosphere at a temperature of 400 ° C. and a holding time of 5 minutes, hot extrusion (extrusion ratio 25, die temperature 400 ° C.) was immediately performed to prepare a dense magnesium-based alloy rod (diameter 7 mmφ). Tensile test pieces (parallel portion 15 mm, diameter 3.5 mmφ) were prepared from the obtained extruded materials, and tensile strength characteristics (tensile strength, yield stress, elongation at break) were evaluated at room temperature. The results are shown in Table 4.

本発明の連続式粉体塑性加工によって作製したマグネシウム最大結晶粒径が15μm以下の微細な組織構造を有するAM60マグネシウム基合金粉体を用いて作製した押出素材の引張強さ、降伏応力および破断伸びは、いずれも塑性加工処理を施さない投入原料AM60チップを用いた場合に比べて、著しく向上している。この結果から明らかなように、本発明が提案する塑性加工法を用いたマグネシウム結晶粒の微細化によりマグネシウム基合金の高強度化・高靭性化が両立できることが認められる。   Tensile strength, yield stress and elongation at break of extruded material produced using AM60 magnesium-based alloy powder having a fine structure with a maximum magnesium crystal grain size of 15 μm or less produced by continuous powder plastic working of the present invention Is significantly improved as compared with the case of using the input raw material AM60 chip that is not subjected to plastic processing. As is apparent from this result, it is recognized that the magnesium base alloy can be made to have both high strength and high toughness by refining magnesium crystal grains using the plastic working method proposed by the present invention.

出発原料としてAM60(公称組成:Mg−6%Al−0.5%Mn/重量基準)合金製チップ(長さ3.5mm、幅1.5mm、厚さ1.2mm、素地のマグネシウムの最大結晶粒径350μm、平均ビッカース硬さ65.4Hv)を準備した。また1対の回転パドル(1対のパドル間のクリアランス0.3mm、パドルとケースとのクリアランス0.3mm)を有するニーダー(混錬加工機)を連続式粉体塑性加工装置として用いた。窒素ガス雰囲気で管理した加熱炉でAM60チップを表5に示す各温度で保持した後、加工装置に供給してチップに対して圧縮変形およびせん断加工を与えた。装置から排出された試料を回分装置で粉砕・顆粒化した。得られた粉体試料の形状および寸法測定結果を同表5に、研磨・化学腐食後の光学顕微鏡観察による最大結晶粒径、ビッカース硬さの測定結果を表6に示す。   AM60 (nominal composition: Mg-6% Al-0.5% Mn / weight basis) alloy chip (length 3.5mm, width 1.5mm, thickness 1.2mm as the starting material, maximum crystal of magnesium on the base A particle size of 350 μm and an average Vickers hardness of 65.4 Hv) were prepared. A kneader (kneading machine) having a pair of rotating paddles (a clearance between the pair of paddles of 0.3 mm and a clearance between the paddle and the case of 0.3 mm) was used as a continuous powder plastic working apparatus. After holding the AM60 chip at each temperature shown in Table 5 in a heating furnace controlled in a nitrogen gas atmosphere, the chip was supplied to a processing apparatus and subjected to compressive deformation and shearing. The sample discharged from the apparatus was pulverized and granulated with a batch apparatus. Table 5 shows the shape and dimensional measurement results of the obtained powder sample, and Table 6 shows the measurement results of the maximum crystal grain size and Vickers hardness by observation with an optical microscope after polishing and chemical corrosion.

本発明例である試料番号21〜25においては、投入原料であるAM60チップと比較して、素地の最大結晶粒径は30μm以下にまで微細化されており、温度条件を適正化することで15μm以下にまで更に微細粒化が可能であることが認められる。また強ひずみ加工によってビッカース硬さも増加することが認められる。   In sample numbers 21 to 25, which are examples of the present invention, the maximum crystal grain size of the substrate is refined to 30 μm or less as compared with the AM60 chip as the input material, and 15 μm can be achieved by optimizing the temperature conditions. It can be seen that further refinement is possible to: It is also recognized that the Vickers hardness is increased by the high strain processing.

比較例である試料番号26においては、投入試料AM60チップの温度が350℃と適正範囲を超えたため、塑性加工過程においてパドルおよびケース内壁面に試料チップが付着するといった問題が生じた。   In Sample No. 26, which is a comparative example, the temperature of the input sample AM60 tip exceeded 350 ° C. and the appropriate range, so that there was a problem that the sample tip adhered to the paddle and the case inner wall surface during the plastic working process.

表5および表6に示した本発明例である試料番号23および24の試料の光学顕微鏡による組織観察結果を図9に示す。いずれのマグネシウム基合金粉体においても、マグネシウムの最大結晶粒径は15μm以下と小さく、本発明による連続式粉体塑性加工によって微細なマグネシウム結晶粒を有する粗大なマグネシウム基合金粉体を作製することが可能であることが認められる。 FIG. 9 shows the structure observation results of the samples Nos. 23 and 24, which are examples of the present invention shown in Tables 5 and 6, using an optical microscope. In any magnesium-based alloy powder, the maximum crystal grain size of magnesium is as small as 15 μm or less, and a coarse magnesium-based alloy powder having fine magnesium crystal grains is produced by continuous powder plastic working according to the present invention. It is recognized that this is possible.

出発原料としてAM60(公称組成:Mg−6%Al−0.5%Mn/重量基準)合金製チップ(長さ3.5mm、幅1.5mm、厚さ1.2mm、素地のマグネシウムの最大結晶粒径350μm、平均ビッカース硬さ65.4Hv)を準備した。また1対のロール回転体(ロール直径66mmφ、ロール幅60mm、ロール間のクリアランス0mm)を有するローラーコンパクター(ローラー軸は片持ち式)を連続式粉体塑性加工装置として用いた。   AM60 (nominal composition: Mg-6% Al-0.5% Mn / weight basis) alloy chip (length 3.5mm, width 1.5mm, thickness 1.2mm as the starting material, maximum crystal of magnesium on the base A particle size of 350 μm and an average Vickers hardness of 65.4 Hv) were prepared. A roller compactor (roller shaft is cantilevered) having a pair of roll rotating bodies (roll diameter 66 mmφ, roll width 60 mm, clearance between rolls 0 mm) was used as a continuous powder plastic working apparatus.

試料供給口の温度は170℃とし、窒素ガス雰囲気で管理した加熱炉でAM60チップを200℃で保持した後、加工装置に供給してチップに対して圧縮変形を与えた。装置から排出された試料を回分装置で粉砕・顆粒化した後、再度、200℃で加熱保持した後に同加工装置によって連続的に圧縮変形を付与した。   The temperature of the sample supply port was 170 ° C., and the AM60 chip was held at 200 ° C. in a heating furnace controlled in a nitrogen gas atmosphere, and then supplied to the processing apparatus to give the chip a compressive deformation. After the sample discharged from the apparatus was pulverized and granulated by a batch apparatus, it was again heated and held at 200 ° C. and then continuously subjected to compressive deformation by the same processing apparatus.

ここでパス回数とは、ローラーコンパクターにAM60チップを供給した回数を示す。得られた粉体試料の形状および寸法測定結果を表7に、研磨・化学腐食後の光学顕微鏡観察による最大結晶粒径、ビッカース硬さの測定結果を表8に示す。   Here, the number of passes indicates the number of times of supplying AM60 chips to the roller compactor. Table 7 shows the shape and size measurement results of the obtained powder sample, and Table 8 shows the measurement results of the maximum crystal grain size and Vickers hardness by optical microscope observation after polishing and chemical corrosion.

本発明例である試料番号31〜36の試料においては、投入原料であるAM60チップと比較して、最大結晶粒径は15μm以下にまで微細化されており、温度条件を適正化することでロール表面への材料の付着を伴うことなくAM60チップの微細粒化が可能であることが認められる。また強ひずみ加工によってビッカース硬さも増加することが認められる。   In the samples of Sample Nos. 31 to 36, which are examples of the present invention, the maximum crystal grain size is reduced to 15 μm or less as compared with the AM60 chip as the input material, and rolls can be made by optimizing the temperature conditions. It can be seen that the AM60 chip can be made finer without the material adhering to the surface. It is also recognized that the Vickers hardness is increased by the high strain processing.

この発明は、高強度と高靭性とを併せ持つ合金を得るための合金粉体原料およびその製造方法として有利に利用され得る。   The present invention can be advantageously used as an alloy powder raw material for obtaining an alloy having both high strength and high toughness and a method for producing the same.

粉体原料の種々の形状を示す図である。It is a figure which shows the various shapes of a powder raw material. 本発明に従った方法の製造工程を順に示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the method according to this invention in order. 連続式粉体塑性加工装置の一例としてのローラーコンパクターの図解図である。It is an illustration figure of the roller compactor as an example of a continuous type powder plastic processing apparatus. 図3に示した連続式粉体塑性加工装置における3段目のロール対と破砕装置とを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a third-stage roll pair and a crushing device in the continuous powder plastic working device shown in FIG. 3. 連続式粉体塑性加工装置の他の例としての混練加工機を示す図である。It is a figure which shows the kneading machine as another example of a continuous type powder plastic processing apparatus. 図5に示した連続式粉体塑性加工装置における1対のパドルの他の例を示す図である。FIG. 6 is a view showing another example of a pair of paddles in the continuous powder plastic working apparatus shown in FIG. 5. 図5に示した連続式粉体塑性加工装置における1対のパドルのさらに他の例を示す図である。FIG. 6 is a view showing still another example of a pair of paddles in the continuous powder plastic working apparatus shown in FIG. 5. 表1および表2の試料番号1および4の試料の光学顕微鏡写真、および投入原料AM60チップの光学顕微鏡写真である。It is the optical microscope photograph of the sample of the sample numbers 1 and 4 of Table 1 and Table 2, and the optical microscope photograph of input raw material AM60 chip | tip. 表5および表6の試料番号23および24の試料の光学顕微鏡写真である。It is an optical micrograph of the sample of the sample numbers 23 and 24 of Table 5 and Table 6. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ケース、2 多段式ロール回転体、2a,2b,2c ロール対、3 破砕装置、4 粉末温度・供給量制御システム、5 受台、11 ケース、12 混練室、13 供給口、14 排出口、15 回転軸、16 軸受、17 スクリュー、18 パドル、19 駆動部、21,22,31,32 パドル。   1 case, 2 multi-stage roll rotating body, 2a, 2b, 2c roll pair, 3 crushing device, 4 powder temperature and supply control system, 5 cradle, 11 case, 12 kneading chamber, 13 supply port, 14 discharge port, 15 rotating shafts, 16 bearings, 17 screws, 18 paddles, 19 drive units, 21, 22, 31, 32 paddles.

Claims (1)

出発原料粉末に対して塑性加工を施すことによって、該出発原料粉末の素地を構成する金属又は合金粒子の結晶粒径を微細化することを特徴とする、合金粉体原料の製造方法。 A method for producing an alloy powder raw material, comprising subjecting the starting raw material powder to plastic working to refine the crystal grain size of metal or alloy particles constituting the substrate of the starting raw material powder.
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