JP2542091B2 - 粉末緻密化法 - Google Patents

粉末緻密化法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉末冶金の一般的分野に関し、特に焼結操
作により得られる物品の品質を改良するために、圧縮操
作に用いられる粉末を予備処理することに関する。
〔従来の技術〕 よく知られているように、通常の冶金法では、適当に
調製された粉末の形の原料を用い、そのような材料を通
常用いられる種々の方法の一つによって緻密にし、その
ようにして得られた生成物を、温度、圧力及び周囲の雰
囲気の組成についての適当な条件を適用して処理し、希
望の物理化学的及び技術的特性を有する生成物を得てい
る。
得られる最終的特性は成形操作によって得られる密度
の増大に著しく依存することは、当業者によく知られて
いる。そのため、原料の密度増大を受ける能力を改良す
るため、また、用いられる混合物に或る薬剤を添加する
ことにより改良するために、多くの処理が工業的方法に
導入されてきた。
緻密化すべき粉末混合物に、最終的生成物を得るため
には実質的に不必要であるが、希望の密度の増大を与え
るのに必要な力を減少させるように、或る潤滑効果を与
えることができる或る化合物を添加することは、一般に
行われていることである。一般に用いられている潤滑剤
には種々の形のものがあり、最も汎用的潤滑剤の中に
は、リチウムステアリン酸塩、亜鉛ステアリン酸塩の
外、他の金属のステアリン酸塩、パラフィン、ワック
ス、天然又は合成脂肪誘導体が用いられている。そのよ
うな潤滑剤は、種々の圧縮或は密度増大法により、また
得られる生成物に望まれる種々の最終的性質により、0.
2〜10重量%までの量で原料に添加されている。
そのように調製された粉末を、次に室温で選択された
成形操作にかける。最も汎用的成形装置の中では、プレ
ス成形での緻密化法、押し出し、射出成形の使用及び圧
延を挙げることができる。そのような場合のいずれで
も、混合粉末に或る圧力が及ぼされ、その結果混合粉末
は緻密になるが、圧力“P"に対向して反応力が存在し、
その反応力は密度が増大するに従って殆ど指数関数的に
増大し、緻密にされた粉末の見掛けの密度と、用いられ
た材料の理論的密度との比率“R"によって決定すること
ができる。
大きな圧力を加えると、粉末の粒子間の外、粉末と型
及び成形装置の壁との間に顕著な摩擦力を生ずる。この
ように壁との大きな摩擦力のために型から緻密にした粉
末を取り出しにくいこと、装置の摩耗又は破損を起こし
易いこと、遥かに高価になる高品質の粉末を用いる必要
性、複雑な形をした物品を製造することが実際上不可能
であること、及びより大きな力を利用できる機械が必要
であることと共に、与えられた限界を越えて粉末を緻密
にすることには或る実際的な困難が生じている。
そのような問題を少なくするための通常の技術に従っ
た方法は、非酸化性制御雰囲気中で350〜650℃まで加熱
した粉末を用い、潤滑剤を含む型で、粉末を緻密にする
ため150〜450℃まで予め加熱した型へ注入することから
なる。しかし、そのような方法は、型の周りの雰囲気を
制御する必要性に加えて、粉末を比較的高い温度まで加
熱し、非酸化性雰囲気を用いる必要があること、その
外、潤滑されていない粉末を処理する必要性、型を予熱
する必要性、型を潤滑しておく必要性のため制約されて
いる。
本発明の目的は、次のことを可能にする方法を開示す
ることにある: −粉末を処理するための高温を使用しない; −粉末を調製する際の制御された非酸化性雰囲気の使用
を避ける; −型及び他の緻密化用装置の周りの制御された雰囲気の
使用を避ける; −型及びその他の緻密化用装置の前加熱を行わない; −型及び他の緻密化用装置の直後の潤滑を行わない; −粉末を緻密にするのに必要な力を低下する; −緻密化した粉末を型から取り出すために働かせる力を
減少させる; −実際に得られる密度を増大する; −型及び他の成形装置の摩耗を少なくする; −品質の低い分毎を使用できるようにする; −一層複雑な形を実現できるようにする; −力の少ない機械を使用できるようにする。
上述したことを一層正確に述べると、本発明による粉
末緻密化法は、粉末を固体潤滑剤と必要に応じ溶液溶剤
と混合した後、前記粉末を室温と、用いられた潤滑剤の
軟化温度との間の温度まで加熱する。
本発明の方法の好ましい態様によれば、予熱は、酸化
性雰囲気、特に空気中でも制御された条件で行われる。
本発明の好ましい態様によれば、予熱は70〜120℃の
温度で行われる。
本発明の一層詳細な点及び利点は、本記載を付図を参
照して更に考察することにより明らかになるであろう。
既に上で述べた如く、本発明の方法は、液体添加剤と
一緒又はそれを用いずに、固体潤滑剤を添加して調製し
た粉末を用いる。固体潤滑用添加剤は普通のやり方で丁
度示唆されているものである。液体添加剤はパラフィン
系有機溶剤からなる。本発明に関して好ましい液体はラ
ンプオイルである。粉末調製のため粉末に添加される液
体溶剤の量は、粉末1トン当たり0〜200gの範囲で変え
ることができる。固体潤滑剤の量は、全混合物中0.2〜1
0重量%の範囲で変えることができる。粉末及びそれに
添加される薬剤は、粉末粒子と潤滑用添加剤とをよく接
触させるのに充分な時間よく混合する。これによって粒
子は潤滑剤の薄い膜で、特に液体溶剤が存在する場合に
はその作用の結果として、被覆されるであろう。
そのような粉末を、上述の混合操作の後、圧搾操作を
行う前に、室温と異なった温度であるが、潤滑剤の軟化
点よりも低い温度までとにかく加熱する。
上述の潤滑剤としてはそのような限界温度は通常150
℃であり、好ましい温度の値は70〜120℃の範囲内にあ
る。粉末を潤滑用膜で保護し、温度を比較的低くして、
そのような加熱を酸化性雰囲気の存在下でも、例えば、
空気の存在下でも行うことができる。
制御された非酸化性雰囲気によって保護されていない
未加熱型を用いることもできる。潤滑剤が粉末全体に広
がって存在していると、予め潤滑していない型を用いる
ことができる。
混合粉末を予め加熱すると、粉末と壁との間と同様、
粉末粒子間の摩擦力が劇的に減少するため、既に最初の
緻密化工程で最良の潤滑状態に到達することができる。
一層流動性の潤滑剤は、気孔から物品の外へ流れる一層
大きな傾向を示し、そのため粉末自身を一層緻密にし易
くなり、粉末と、型又は緻密化用装置の壁との間の接触
表面を一層よく一層潤沢に潤滑する。
第2図は、本発明の適用による典型的な結果を単に例
示の目的で示している。曲線1は、室温で用いた0.5重
量%の潤滑剤と混合した粉末の場合に得られた密度の増
大に関する圧縮圧力の挙動を示している。曲線2は、同
じ粉末であるが、好ましい範囲内の温度までそれを加熱
した後に用いた場合のそのような挙動を示している。
第2図は、もし室温の粉末を用いて与えられた密度の
増大Rを得るのに圧力Pが必要であるとすると(曲線1
の点A)、本発明により既に加熱された粉末を用いる
と、同じ圧力PでRより大きな密度の増大R′が得られ
か(曲線2の点B)、又は圧力Pより低い圧力P′で同
じ密度の増大Rを得る(曲線2の点C)ことができる。
圧縮された又は緻密化された粉末を型から取り出すの
に必要な力の値を比較すると、同様な改良された結果が
得られる。第3図は、室温で処理された粉末の場合(曲
線1)及び予熱した粉末の場合(曲線2)について、取
り出し力Eを密度の増大Rの関数として例示しているプ
ロットを示している。
今までの記載で、本発明の好ましい態様を例示してき
たが、前記特許請求の範囲に記載の本発明の本質及び範
囲を離れることなく、当業者によって修正及び(又は)
変更を本発明に導入することができることは分かるであ
ろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、緻密化度の関数として、必要な密度の増大R
を得るために必要な圧力Pの典型的なプロットを示す。 第2図は、本発明を適用することにより得られるR−P
の典型的な挙動を例示するプロットである。 第3図は、室温の粉末(曲線1)及び加熱した粉末(曲
線2)に体する、密度の増大Rの関数として取り出し力
Eを例示するプロットである。
フロントページの続き (72)発明者 マリオ ダンゲロ イタリア国(ナポリ)アルザノ,ストラ ダ プロビンシアル アルザノ‐ カサ ンドリノ,ナンバー41 ヌオバ メリシ ンター ソチエタ ペル アツイオニ 気付 (56)参考文献 特開 昭61−107717(JP,A) 特開 昭59−229403(JP,A) 特開 昭63−72802(JP,A) 特開 昭61−136602(JP,A) 粉末冶金技術講座4「金属粉の成形」 (昭和39年8月25日 日刊工業新聞社) P34〜39

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】型又は他の未だ加熱されておらず未だ潤滑
    にされていない圧縮装置の中で圧縮又は緻密にされる前
    に冶金粉末を前処理する方法において、前記粉末を固体
    潤滑剤及び必要に応じ液体溶剤と混合し、次いで室温と
    使用される固体潤滑剤の軟化温度との間の温度で加熱す
    る方法。
  2. 【請求項2】予熱を酸化性雰囲気、特に空気中でも制御
    した条件で行うことを特徴とする請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】予熱を好ましくは70℃〜120℃の温度で行
    うことを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】潤滑用添加剤がリチウム、亜鉛及び他の金
    属ステアリン酸塩、パラフィン、ワックス、天然又は合
    成脂肪誘導体から選択されることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】液体添加剤がパラフィン系有機溶剤、特に
    ランプオイルから選択されることを特徴とする請求項1
    〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】用いられる固体潤滑用添加剤の量が全混合
    物の0.2〜10重量%であることを特徴とする請求項4に
    記載の方法。
  7. 【請求項7】液体添加剤の量が粉末1トン当たり0〜20
    0gであることを特徴とする請求項5に記載の方法。
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