JP2013524010A - 熱間等方圧加圧法で部品を製造するための方法及び配置、コア、クラッディング用プリフォーム、及び、コアの使用 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
本発明の一つの目的は、費用効率が高く、かつ、確実な方法で、クラッドキャビティまたは開口形状を含む部品を製造することを可能にする方法及び配置を提供することである。
本発明の他の目的は、より迅速かつ簡単にクラッドキャビティまたは開口形状を含む部品を製造させる方法及び配置を提供することである。
本発明のさらなる目的は、少なくとも部分的に再利用できるコアを提供することである。
さらに、本発明のさらなる目的は、クラッディングのための前身を提供することであり、それによって、クラッド部品を製造し、かつ、均一の厚みでクラッドを製造することがより容易になる。
本発明によるいくつかの好適な実施形態は、以下に提示される独立請求項において開示される。
金属粉末のためのシートメタルカプセルを形成すること、
第2材料で作られた形成層を、第1材料で作られたコア芯の周りに配置することによって、コアを製造し、前記形成層の外表面の形状を、前記部品の開口形状の外表面の形状に一致させること、
前記コアを、前記部品の外表面に開口する形状が形成される場所に設置すること、
製造される前記部品の本体部を形成する金属粉末を、前記シートメタルカプセル内に配置すること、
クラッド材料を、前記コアの外表面と前記金属粉末との間に配置すること、及び、
熱間等方圧加圧法を、前記金属粉末及び前記クラッド材料を同時に圧縮するために行うことを含む。
第1材料から製造されるコア芯、及び、
前記コア芯の周りに配置される第2の異種材料から構成される形成層、
を含み、それによって、
前記形成層は、前記コア芯の第1材料の熱膨張率とは最大20パーセントまで異なる熱膨張率を有する第2材料から製造されるか、または、
前記形成層は、前記コア芯の第1材料の密度値より小さい密度値である第2材料から製造され、それによって、前記密度値は、各材料の実際の密度と理論密度との比率に従って算出される。
0.5−1000μmの寸法を有する前記クラッド材料の金属粉末の粒子、及び、
前記金属粉末の粒子の重量の1から50重量パーセントである結合ポリマー、から構成される。
金属粉末のためのシートメタルカプセル、及び、
前記シートメタルカプセルと連結して配置される、本発明によるコア、を含む。
Claims (23)
- 固体形態を生じさせる熱間等方圧加圧法を用いて部品を製造するための方法であって、製造される前記部品は、前記部品の外表面に開口する形状を含み、該方法は、
金属粉末のためのシートメタルカプセルを形成すること、
形成層の外表面の形状が前記部品の開口形状の外表面の形状に一致するように、第2材料で作られた形成層を、第1材料で作られたコア芯の周りに配置することによって、コアを製造すること、
前記コアを、前記部品の外表面に開口する形状が形成される場所に設置すること、及び、
製造される前記部品の本体部を形成する金属粉末を、前記シートメタルカプセル内に配置すること、
を含み、
クラッド材料を、前記コアの外表面と前記金属粉末との間に配置し、かつ、
熱間等方圧加圧法を、前記金属粉末及び前記クラッド材料を同時に圧縮するために行うことを特徴とする方法。 - 前記シートメタルカプセルを閉じ、かつ、ガス抜きする前に、前記コアを前記シートメタルカプセル内に設置することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記クラッド材料を、前記部品の本体部分を形成する前記金属粉末と分離するパーティションウォールを、前記シートメタルカプセル内に配置することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 粉状のクラッド材料またはクラッド材料を含み、かつ、ポリマー結合されたマット状またはペースト状のものであるプリフォームを、前記パーティションウォールと前記コアとの間に配置することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記コアが前記シートメタルカプセル内に設置される前に、クラッド材料を含みかつポリマー結合されたマット状またはペースト状のものであるプリフォームを、前記コアの外面上に配置することを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の方法。
- 前記熱間等方圧加圧法の前に、クラッド材料を含む前記プリフォーム内に含まれる少なくとも大部分の前記結合ポリマーを、熱的なガス抜きによって蒸発させることを特徴とする請求項4または5に記載の方法。
- 前記熱間等方圧加圧法の後に、前記コア芯を一体的に取り除くこと、及び、
新しいコアを製造するために、第2材料で作られた新しい形成層を、取り除いた前記コア芯の周りに配置すること、
を特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の方法。 - 部品の外表面に開口する形状を含む前記部品の製造において使用するのに適しているコアであって、前記コアは、
第1材料から製造されるコア芯、及び、
前記コア芯の周りに配置される第2の異種材料から構成される形成層、
を含み、
前記形成層は、前記コア芯の第1材料の熱膨張率とは最大20パーセントまで異なる熱膨張率を有する第2材料から製造されるか、または、
前記形成層は、前記コア芯の第1材料の密度値より小さい前記密度値である第2材料から製造され、前記密度値は、各材料の実際の密度と理論密度との比率に従って算出されることを特徴とするコア。 - 前記コア芯は、材料の密度が、第1材料の前記理論密度の少なくとも95パーセント、好適には少なくとも98パーセントである材料から製造されることを特徴とする請求項8に記載のコア。
- 前記コア芯は、鋼鉄、特に炭素鋼のような鉄ベースの材料からか、または、鋳鉄から製造されるか、または、前記コア芯は、ニッケルベースの高温材料から製造されることを特徴とする請求項8または9に記載のコア。
- 前記形成層は、材料の密度が、第2材料の前記理論密度の60−95パーセント、好適には70−95パーセント、さらに好適には80−95パーセントである材料から製造されることを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載のコア。
- 前記形成層は、熱間等方圧加圧法条件において、不活性でかつ熱的に安定である材料から製造されることを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載のコア。
- 前記形成層は、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化セラミックス、ホウ化物セラミックス、ベリリウムセラミックスのようなセラミック材料から製造されるか、または、前記形成層はグラファイトから形成されることを特徴とする請求項8から12のいずれかに記載のコア。
- 前記形成層の曲げ強度は75MPaより高く、かつ/または、圧縮強度は140MPaより高いことを特徴とする請求項8から13のいずれかに記載のコア。
- 抗付着層は前記コア芯と前記形成層との間に配置され、前記抗付着層の特性は前記コア芯及び前記形成層とは異なり、かつ、前記抗付着層は酸化アルミニウムまたは窒化ホウ素から好適に構成されることを特徴とする請求項8から14のいずれかに記載のコア。
- 抗付着性クラッドは、前記コアの外表面上の前記形成層上に配置されることを特徴とする請求項8から15のいずれかに記載のコア。
- 前記コア芯の第1端部から前記コア芯の第2端部へ延びる開口チャネルは、前記熱間等方圧加圧法の間の圧力を一定にするために、前記コア芯を経由して配置されることを特徴とする請求項8から16のいずれかに記載のコア。
- クラッディングのためのプリフォームは、
0.5−1000μmの寸法を有する前記クラッド材料の金属粉末の粒径、及び、
前記金属粉末の粒径の重量の1から50重量パーセントである、前記プリフォームにおける結合ポリマー、
から構成されることを特徴とするクラッディング用プリフォーム。 - 前記結合ポリマーは、ポリエチレン、ポリアクリル酸塩、ポリイソブチレン、セルロース誘導体か、低分子量または高分子量の成分から構成されるポリビニルブチラール、ポリフルオロエチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、またはポリイミドか、または、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、またはシリコンのようなフェノール樹脂、で構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項18に記載のクラッディング用プリフォーム。
- 前記金属粉末粒子は、例えば主にニッケル、コバルト及びチタニウムをベースにした合金、ステンレス鋼、または、硬質金属、例えばインコネル625(登録商標)のニッケル・クロム合金またはモネル(登録商標)のニッケル・銅合金、から成る金属粉末であることを特徴とする請求項18に記載のクラッディング用プリフォーム。
- 固体形態を生じさせる熱間等方圧加圧法を用いて部品を製造するための配置であって、前記部品は、前記部品の外表面に開口する形状を含み、該配置は、
金属粉末のためのシートメタルカプセル、及び、
前記シートメタルカプセルと連結して配置されるコア、
を含み、
前記コアは、請求項8から17のいずれかに記載のコアであることを特徴とする配置。 - 前記シートメタルカプセルの壁から少し離れて配置されるパーティションウォールを含み、かつ、前記パーティションウォールは、前記パーティションウォールと前記シートメタルカプセルとの間の前記金属粉末のために作られるスペースを定めるために配置されることを特徴とする請求項21に記載の配置。
- 熱間等方圧加圧法により、バルブ、ポンプケーシング、または、配管部品を製造することを特徴とする請求項8から17のいずれかに記載のコアの使用。
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