JP2667394B2 - 金属部材の製造方法 - Google Patents

金属部材の製造方法

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JP2667394B2 JP61241379A JP24137986A JP2667394B2 JP 2667394 B2 JP2667394 B2 JP 2667394B2 JP 61241379 A JP61241379 A JP 61241379A JP 24137986 A JP24137986 A JP 24137986A JP 2667394 B2 JP2667394 B2 JP 2667394B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は金属部材の製造方法に関する。 (従来の技術) 金属部材を熱処理、例えば焼結および/または溶浸す
る際は熱処理治具中に金属部材を収容して熱処理するこ
とが行われている。一般にこの熱処理治具には熱処理の
際の加熱,冷却による耐熱衝撃性の高いカーボンを含有
してなるものが用いられている。しかし、このカーボン
を含有してなる熱処理治具を用いて熱処理した場合は、
このカーボンと金属部材とが反応してしまうという欠点
があった。例えば熱処理治具中のカーボンと金属部材中
の鉄とが反応し、鉄が溶融してしまう場合があった。あ
るいはタングステンを主成分とする金属部材を焼結した
場合は、タングステンと熱処理治具のカーボンが反応
し、炭化物を形成するため硬度が増し、熱処理後の加工
性が悪くなっていた。また、溶浸を行った場合は、熱処
理治具と金属部材に溶浸した溶浸部材のぬれにより、熱
処理治具と金属部材が接着してしまう場合があった。 このため、従来は熱処理治具と金属部材との間にAl2O
3等のセラミック粉末あるいは粉末を固めたもの(例え
ば板,ブロック)を介挿し熱処理を行っていた。これに
より熱処理治具と金属部材との反応および装着を防止し
ていた。 (発明が解決しようとする問題点) 従来、熱処理治具と金属部材との間にセラミック粉末
あるいは板等を介挿し熱処理を行っている。例えばセラ
ミック粉末を介挿し焼結を行う場合は、金属部材を載置
する前に熱処理治具上の粉末をならさなければならず、
作業効率が悪かった。さらに、熱処理時に粉末が炉中に
飛散して炉壁に付着したり、あるいは炉の隙間に入って
しまう等の炉の汚染を生じた。例えば銅−タングステン
よりなる合金の軽量化、あるいはコスト低減のために銅
−タングステンの不必要な部分を鉄材に置き換えること
が行われている。この鉄材を接着するために銅等の溶浸
材の溶浸による接合を行っている。その際、熱処理治具
と金属部材の間にアルミナ粉末を介挿して溶浸を行う場
合は、上記焼結時の問題とともに、溶浸材である銅とア
ルミナ粉末のぬれにより金属部材と高硬度のアルミナ粉
末が接着してしまい、熱処理後の加工が困難になってい
た。さらにアルミナ粉末の代わりにアルミナの板を介挿
し溶浸を行った場合も同様に金属部材と接着し、剥がし
作業が必要となり、加工性が悪く、金属部材が変形を生
じる場合があった。 したがって本発明は上記問題を解決し、熱処理時の金
属部材と熱処理治具との反応およびぬれを防止し、良好
な熱処理工程を提供することを目的とする。 [発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の金属部材の製造方法は、熱処理治具中に金属
部材を収容して熱処理する際に、前記熱処理治具と前記
金属部材間に繊維状のセラミックよりなる部材を介挿す
ることを特徴とするものである。 (作 用) 上記手段により、焼結時の熱処理治具と金属部材は接
触しないためそれらの反応、例えばカーボンを含有する
熱処理治具のカーボンと、タングステン系の金属部材の
タングステンとの反応による硬化を防止することができ
る。さらに溶浸時においても熱処理治具と金属部材との
接着を防止することができ、また繊維状のセラミックよ
りなる部材の溶浸材とのぬれは小さいため繊維状のセラ
ミックよりなる部材と金属部材との接着は生じない。繊
維状のセラミックは酸化物系セラミック、特にAl2O3
よび/またはSiO2を主成分としたものが好ましい。これ
は他のMgOやZrO2等と比較して耐熱衝撃性,強度が高
く、弾性および繊維性に優れているためである。この繊
維状のセラミックは織編物状の部材すなわちシート状に
して用いると柔軟性に富み、金属部材を容易に1つずつ
包み込むことが可能である。これは、複数の金属部材を
一度に焼結する際に隣接した金属部材同士の接着を防止
するためのものであり、セラミックの板を用いケースと
したものと比較してもシート状の部材は例えば紙と同様
に取扱うことが可能であり、作業性が良く、板材のよう
に割れることがなく、取扱いが容易である。 本発明はカーボンを含有してなる熱処理治具を用いて
いるために、金属部材は炭化物形成能を有するFe,Mo,W,
V,Nb,Ta,Ti,Zr,Ni,Coのうち少くとも1種を含有してい
るものに対して好ましい。しかし、他の物質においても
焼結および/または溶浸等の熱処理の際に反応および/
または接着を起こすものに対して効果がある。 (実施例) 実施例1 WとCuの粉末を混合し、バインダーを添加後成形圧約
2ton/cm2でリング状の成形体を得た。得られた成形体を
カーボンよりなる板状の熱処理治具上で焼結する際に繊
維状のAl2O350%とSiO250%よりなる織編物状(紙状)
部材(厚さ0.5mm)(商品名コーセランC興人製)を成
形体と熱処理治具間に介挿し、非酸化性雰囲気中で約11
00〜1200℃,1時間の焼結を行いW−Cuのスケルトンを得
た。その結果、成形体中のWと熱処理治具中のカーボン
との反応もなく、炭化物とならないため金属部材の硬度
も上昇することなく、機械加工性は低下しなかった。 実施例2 WとCuの粉末を混合し、バインダー添加後成形圧約2t
on/cm2でリング状の成形体を得た。得られた成形体をAl
2O3の粉末で包み、非酸化性雰囲気中で約1100〜1200℃,
1時間で焼結しW−Cuスケルトンを得た。得られたリン
グ状W−Cuスケルトン中にFe材を接合するため、および
W−Cuスケルトン中に溶浸するためのCu材とともに繊維
状のAl2O385%とSiO215%を主成分とした織編物状(紙
状)部材(厚さ0.3mm)で包み、黒鉛ボート内に設置し
た。次に、非酸化性雰囲気中で約1150〜1250℃,1時間の
熱処理を施し、W−CuスケルトンにCuを含浸すると共に
Fe材を接合した。 また、比較として上記工程の織編状部材に変えて、従
来のAl2O3粉末を用いたところ、Al2O3粉末が金属部材に
接着してしまった。そのため、その後の機械加工で高硬
度のAl2O3粉末を除去しなくてはならないため機械加工
性が悪くなってしまった。 実施例3 WとAgの粉末を混合し、バインダー添加後成形圧約3t
on/cm2で円柱状の成形体を得た。得られた成形体を黒鉛
ボート上で焼結する際に繊維状のAl2O350%とSiO250%
を主成分とした織編物状(紙状)部材(厚さ0.3mm)を
介挿し、非酸化性雰囲気中で約1100〜1200℃,1時間の焼
結を行いW−Agスケルトンを得た。次に、このW−Agス
ケルトン中にAgを溶浸するためのAg材とともに繊維状の
Al2O3とSiO2を主成分とした織編物状(紙状)部材で包
み、黒鉛ボート内に設置した。次に、非酸化性雰囲気中
で約1150〜1250℃,1時間の熱処理を施し、W−Agを含浸
した。 また、比較として上記織編状部材に変えて、Al2O3
りなるケースを用いたところ、金属部材であるW−Agと
ケースが接着してしまった。そのため、Al2O3とW−Ag
との熱膨脹率の差によりW−Agが変形を起こしてしまっ
た。また熱処理後にケースを剥がす工程が必要となり、
この際割れを発生し易く機械加工性が悪かった。 上記実施例1乃至3を第1表にまとめた。表中○は特
性が良好、△はやや悪く、×は悪いことを表している。 表中「金属部材の変形」とは熱処理時の金属部材の変
形のしやすさを表しており、熱処理治具とのぬれによる
影響があり、一番ぬれ易い板が変形しやすい。「剥がし
易さ」とは、熱処理の金属部材と熱処理治具とがぬれに
より接着した場合に熱処理治具を金属部材より剥がさな
ければならないが、その際の剥がし易さであり、板は剥
がす際に割れが起こるため剥がし難い。「機械加工性」
は熱処理部材の剥離後の仕上げ加工性であり、粉末は金
属部材の細部にも付着してしまい、仕上げ加工性が低下
してしまう場合がある。「取扱い性」とは熱処理治具の
保管も含めて取扱い易さであり、板は割れが起こり易
い。「金属部材および装置の汚染性」とは、熱処理治具
の金属部材および装置への影響であり、粉体は装置内で
舞ってしまうため装置および金属部材に付着してしま
う。「柔軟性」とは熱処理治具により金属部材を包み込
めるか等、治具のしなやかさを表したものである。 上記結果より明らかなように、本発明の実施例である
繊維状のセラミックよりなる部材を用いたものは、他の
粉末状あるいは板状と比較してぬれにくいため、熱処理
部材とセラミック部材、あるいは熱処理治具との接着は
生じず、それに伴う変形は発生せず、その後の加工も容
易である。また、柔軟性を有するものであるため板状の
セラミックと異なり割れを生じることはなく、熱処理部
材の形状が異なるものでも容易に包み込むことが可能で
ある。すなわち取扱いが容易である。 (発明の効果) 本発明の製造方法により、熱処理の際に金属部材と熱
処理治具あるいはそれらの間に介挿されるセラミック部
材との反応あるいはぬれを防止し、良好な金属部材の製
造方法を提供できる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−78506(JP,A) 特開 昭50−78507(JP,A) 特開 昭52−100510(JP,A) 特開 昭53−137004(JP,A) 特開 昭59−150002(JP,A) 特開 昭60−106902(JP,A) 実開 昭57−172038(JP,U) 実開 昭60−110435(JP,U) 実開 昭61−59638(JP,U) 実開 昭61−159331(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.熱処理治具中に金属部材を収容して熱処理する際
    に、前記熱処理治具と前記金属部材間に繊維状のセラミ
    ックよりなる部材を介挿することを特徴とする金属部材
    の製造方法。 2.繊維状セラミックはAl2O3および/またはSiO2を主
    成分とするものである特許請求の範囲第1項に記載の金
    属部材の製造方法。 3.繊維状のセラミックよりなる部材は織編物状部材で
    ある特許請求の範囲第1項に記載の金属部材の製造方
    法。 4.熱処理治具はボート状あるいは板状なる形状を有す
    る特許請求の範囲第1項に記載の金属部材の製造方法。 5.熱処理治具はカーボンを含有してなるものである特
    許請求の範囲第1項に記載の金属部材の製造方法。 6.金属部材は、Fe,Mo,W,V,Nb,Ta,Ti,Zr,Ni,Coのうち
    少くとも1種を含有し、炭化物形成能を有する部材であ
    る特許請求の範囲第1項に記載の金属部材の製造方法。 7.熱処理は焼結である特許請求の範囲第1項に記載の
    金属部材の製造方法。 8.熱処理は溶浸である特許請求の範囲第1項に記載の
    金属部材の製造方法。
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JPS60207893A (ja) * 1984-03-31 1985-10-19 田部井 徹 立体形状をした素焼きの製作方法
JPS6129683A (ja) * 1984-07-19 1986-02-10 大同特殊鋼株式会社 焼成トレ−

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