JP2019508576A - 金属性粉末を圧縮し高密度化して得られる材料 - Google Patents
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Abstract
Description
くぼみとピークがある不規則的なランダムな形の粒子によって構成する一又は複数の金属性粉末を用意するステップと、
粒子がそれらの粒子のくぼみとピークのからみ合いによって互いに結合しているような圧縮されたアセンブリーを形成し、金属性粉末の粒子のみによって構成している凝集体の形態の中間製品を形成するように、金属性粉末を圧縮するステップと、
最も低い融点を有する粉末の融点よりも下の温度で衝撃によって圧縮された前記凝集体のアセンブリーを高密度化するステップと
を有し、
前記アセンブリーは、前記高密度化の前又は最中に、3〜30分、好ましくは、5〜20分の時間の間、前記温度にされる。
− バリがないチップ除去機械加工プロセスによって半製品を容易に成形することができること。
− 機械加工の後に材料の変形を防ぐために寸法安定性があること。
− 特に、レーザー溶接によって、溶接可能であること。
粉末は、所与の充填高さまで充填する容積測定の手法によって空欠部に投入された。例において、この充填高さは6mmであり、これによって、約2mmの圧縮された厚みを達成する。このパラメーター、すなわち、充填高さ、は、圧縮された固体の所望の最終厚みに応じて、2mm〜50mmの範囲で変えることができる。投入される粉末の量は、ダイに囲まれた上側ポンチと下側ポンチの間で圧縮されて、所与の直径のディスクを形成する。この圧縮は、この例において、25回の衝撃によって行われる。このステップの目的は、後の高温高密度化のために十分に密度が高い固体を得ることである。また、圧縮は、高温高密度化の間に操作されることができるように、圧縮された固体が十分に堅固であることを確実にするようにもはたらく。このステップで得られる比重は、90%よりも大きい。
圧縮されたディスクは、700℃に近い温度に、この温度に予加熱された炉内にて、される。圧縮されたディスクは、少なくとも5分の間、好ましくは、15分の間、炉内に配置される。加熱されたディスクは、輸送され、直径がディスクの直径よりもわずかに大きい空欠部内に配置される。炉からプレスに、そして、ダイ内の位置に予加熱されたディスクを輸送するためにかかる時間は、2〜5秒である。そして、予加熱されたディスクは、25回の衝撃を与えられて、上側ポンチと下側ポンチの間で高密度化される。加熱手段がないと、衝撃による高密度化の際に温度の低下が観察される。高密度化されたディスクの例において、最終厚みは、約1.8mmである。このディスクの比重は、98%よりも大きい。その微細構造は、図3にて得られたものと同様である。
Claims (22)
- 粒子の凝集体で形成された一又は複数の相を有する圧縮され高密度化された金属性材料であって、
粒子の間に形成されるブリッジによって当該材料は凝集しており、当該材料は、比重が、95%以上であり、好ましくは、98%以上であり、
粒子の外表面は、くぼみとピークがある不規則的なランダムな形を有する
ことを特徴とする材料。 - 前記相の大部分は、Ni、Cu、Zn、Ti、Al、Fe、Cr、Co、V、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Ta、W、Pt、Au及びこれらの合金からなる群から選択される元素によって構成している
ことを特徴とする請求項1に記載の材料。 - 前記粒子は、異なる大きさを有し、粒度分布は、1倍から少なくとも4倍までにわたるように分布している
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の材料。 - 当該材料には、少なくとも2つの相があり、前記少なくとも2つの相の間の粒度分布の差は、少なくとも4倍にわたる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の材料。 - 大部分がニッケルによって構成している第1の相と、大部分が青銅によって構成している第2の相と、及び大部分が黄銅によって構成している第3の相との3つの相を有する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の材料。 - 前記第1の相の割合は3〜40重量%であり、第2の相の割合は2〜20重量%であり、第3の相の割合は100重量%までの残りである
ことを特徴とする請求項5に記載の材料。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の材料を有することを特徴とする部品。
- 計時器の部品である
ことを特徴とする請求項7に記載の部品。 - 微細機械工学の分野における請求項1〜5のいずれかに記載の材料の使用。
- 粉末冶金によって材料を作る方法であって、
くぼみとピークがある不規則的なランダムな形の粒子によって構成する一又は複数の金属性粉末を用意するステップと、
粒子がそれらの粒子のくぼみとピークのからみ合いによって互いに結合しているような圧縮されたアセンブリーを形成し、金属性粉末の粒子のみによって構成している凝集体の形態の中間製品を形成するように、金属性粉末を圧縮するステップと、
最も低い融点を有する粉末の融点よりも下の温度で衝撃によって前記凝集体を高密度化するステップと
を有し、
前記アセンブリーは、前記高密度化の前又は最中に、3〜30分、好ましくは、5〜20分の時間の間、前記温度にされる
ことを特徴とする方法。 - 前記圧縮の前に、粉末を混合するステップを有する
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記粉末は、Ni、Cu、Zn、Ti、Al、Fe、Cr、Co、V、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Ta、W、Pt、Au及びこれらの合金の純金属からなる群から選択される
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の方法。 - 前記粉末には、異なる大きさの粒子があり、粒度分布は、1倍から少なくとも4倍までにわたるように分布している
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の方法。 - 前記材料には、少なくとも2つの相があり、前記少なくとも2つの相の間の粒度分布の差は、少なくとも4倍にわたる
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の方法。 - 異なる組成の少なくとも2種類の粉末が用意される
ことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の方法。 - 前記材料には、少なくとも2つの相があり、前記少なくとも2つの相の間の粒度分布の差は、少なくとも4倍にわたる
ことを特徴とする請求項10〜15のいずれかに記載の方法。 - ニッケル粉末である第1の粉末と、黄銅粉末である第2の粉末と、及び青銅粉末である第3の粉末との3種類の粉末が用意される
ことを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の方法。 - ニッケル粉末の割合は3〜40重量%であり、青銅粉末の割合は2〜20重量%であり、黄銅粉末の割合は100重量%まで残りである
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 黄銅粉末のCuとZnの含有量はそれぞれ、60重量%と40重量%であり、青銅粉末のCuとSnの含有量はそれぞれ、90重量%と10重量%である
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の方法。 - 前記衝撃による高密度化は、500℃以上の温度、好ましくは、700℃以上の温度、で行われる
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 圧縮は、冷間圧縮である
ことを特徴とする請求項9〜16のいずれかに記載の方法。 - 高密度化のときに衝撃が500〜2000Jのエネルギーで、1〜50の回数与えられる
ことを特徴とする請求項9〜17のいずれかに記載の方法。
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