JP2735132B2 - 高密度エリンバー型Ｆｅ基焼結合金の製造法 - Google Patents
高密度エリンバー型Ｆｅ基焼結合金の製造法Info
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- JP2735132B2 JP2735132B2 JP9179390A JP9179390A JP2735132B2 JP 2735132 B2 JP2735132 B2 JP 2735132B2 JP 9179390 A JP9179390 A JP 9179390A JP 9179390 A JP9179390 A JP 9179390A JP 2735132 B2 JP2735132 B2 JP 2735132B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、良く知られているエリンバー型Fe基溶解
合金に匹敵する特性を有するエリンバー型Fe基焼結合金
を通常の真空焼結法を用いて製造する方法に関するもの
である。
合金に匹敵する特性を有するエリンバー型Fe基焼結合金
を通常の真空焼結法を用いて製造する方法に関するもの
である。
従来、一般に音叉やメカニカルフィルター、さらに磁
歪振動子やトルク計などの精密機器の構造部材などの製
造に、各種のエリンバー型合金、すなわち弾性率（ヤン
グ率）の温度による変化の小さい合金が広く用いられて
おり、またこれらエリンバー型合金の１つとして、例え
ば特開昭57−149441号公報および特開昭60−59050号公
報に記載される通り、重量％で（以下％は重量％を示
す） Ni:45〜70％、 Cr:0.01〜15％、 Ti:5％以下、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成をもっ
たFe基合金が知られている。
歪振動子やトルク計などの精密機器の構造部材などの製
造に、各種のエリンバー型合金、すなわち弾性率（ヤン
グ率）の温度による変化の小さい合金が広く用いられて
おり、またこれらエリンバー型合金の１つとして、例え
ば特開昭57−149441号公報および特開昭60−59050号公
報に記載される通り、重量％で（以下％は重量％を示
す） Ni:45〜70％、 Cr:0.01〜15％、 Ti:5％以下、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成をもっ
たFe基合金が知られている。
上記のFe−Ni−Cr−Ti系のFe基合金を含め、従来エリ
ンバー型合金は、溶解法により製造されるものであるた
めに、所定形状の最終製品とするには、所定成分組成に
調製した溶湯をインゴットあるいは合金粉末とし、前記
インゴットは直接、合金粉末は粉末冶金法にて焼結イン
ゴットとした状態で、これに圧延や引抜きなどの塑性加
工、さらに打抜きや切削などの機械加工などの多くの工
程を施す必要があり、生産性および製造コストの面で問
題がある。
ンバー型合金は、溶解法により製造されるものであるた
めに、所定形状の最終製品とするには、所定成分組成に
調製した溶湯をインゴットあるいは合金粉末とし、前記
インゴットは直接、合金粉末は粉末冶金法にて焼結イン
ゴットとした状態で、これに圧延や引抜きなどの塑性加
工、さらに打抜きや切削などの機械加工などの多くの工
程を施す必要があり、生産性および製造コストの面で問
題がある。
一方、これら所定形状をもったエリンバー型合金を、
生産性および製造コストの面で有利な粉末冶金法により
直接製造する試みがなされ、例えば上記のFe−Ni−Cr−
Ti系の合金を、原料粉末として、Fe−Ti合金粉末、Fe−
Cr合金粉末、Fe−Cr−Ni合金粉末、Ni粉末、およびカー
ボニル鉄粉を用い、これら原料粉末を所定の配合組成に
配合し、通常の条件で、混合し、圧粉体にプレス成形し
た後、焼結し、さらにホットプレスを施すことにより製
造する試みもなされたが、上記の通りホットプレス付加
によっても高密度化は不可能であるために、上記の従来
エリンバー型溶解合金のもつ特性に比して著しく劣る特
性しか示さず、実用化は困難であるという結果しか得ら
れていない。
生産性および製造コストの面で有利な粉末冶金法により
直接製造する試みがなされ、例えば上記のFe−Ni−Cr−
Ti系の合金を、原料粉末として、Fe−Ti合金粉末、Fe−
Cr合金粉末、Fe−Cr−Ni合金粉末、Ni粉末、およびカー
ボニル鉄粉を用い、これら原料粉末を所定の配合組成に
配合し、通常の条件で、混合し、圧粉体にプレス成形し
た後、焼結し、さらにホットプレスを施すことにより製
造する試みもなされたが、上記の通りホットプレス付加
によっても高密度化は不可能であるために、上記の従来
エリンバー型溶解合金のもつ特性に比して著しく劣る特
性しか示さず、実用化は困難であるという結果しか得ら
れていない。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、エリ
ンバー型焼結合金の高密度化をはかるべく、特に上記の
Fe−Ni−Cr−Ti系のFe基焼結合金に着目し研究を行なっ
た結果、原料粉末のうちのTi成分供給用原料粉末として
水素化チタン（以下、TiHxで示す）粉末を用いると、こ
のTiHx粉末は、きわめて高い反応性を有し、焼結時に金
属Tiと水素に分解し、この結果分解水素は他の原料粉末
の表面に付着する酸化物などと反応し、これを除去して
表面活性化に作用し、一方金属Ti自体も活性なTiとなっ
て前記表面活性化した粉末と反応するようになることか
ら、焼結性のきわめて良好な状態となるので、製造され
た焼結体は理論密度比で98％以上の高密度をもつように
なり、このように高密度化した焼結体は、溶解合金と同
等のエリンバー特性をもつほか、機械的性質にもすぐれ
たものになるという研究結果を得たのである。
ンバー型焼結合金の高密度化をはかるべく、特に上記の
Fe−Ni−Cr−Ti系のFe基焼結合金に着目し研究を行なっ
た結果、原料粉末のうちのTi成分供給用原料粉末として
水素化チタン（以下、TiHxで示す）粉末を用いると、こ
のTiHx粉末は、きわめて高い反応性を有し、焼結時に金
属Tiと水素に分解し、この結果分解水素は他の原料粉末
の表面に付着する酸化物などと反応し、これを除去して
表面活性化に作用し、一方金属Ti自体も活性なTiとなっ
て前記表面活性化した粉末と反応するようになることか
ら、焼結性のきわめて良好な状態となるので、製造され
た焼結体は理論密度比で98％以上の高密度をもつように
なり、このように高密度化した焼結体は、溶解合金と同
等のエリンバー特性をもつほか、機械的性質にもすぐれ
たものになるという研究結果を得たのである。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもの
であって、原料粉末として、TiHx粉末、Fe−Cr合金粉
末、Fe−Cr−Ni合金粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉およ
び／またはカーボニル鉄粉を用い、これら原料粉末を、 Ni:35〜45％、 Cr:1〜10％、 Ti:0.1〜５％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成に配合
し、通常の条件で、混合し、圧粉体に成形した後、真空
焼結することにより高密度エリンバー型Fe基焼結合金を
製造する方法に特徴を有するものである。
であって、原料粉末として、TiHx粉末、Fe−Cr合金粉
末、Fe−Cr−Ni合金粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉およ
び／またはカーボニル鉄粉を用い、これら原料粉末を、 Ni:35〜45％、 Cr:1〜10％、 Ti:0.1〜５％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成に配合
し、通常の条件で、混合し、圧粉体に成形した後、真空
焼結することにより高密度エリンバー型Fe基焼結合金を
製造する方法に特徴を有するものである。
なお、この発明の方法における配合組成は以下の理由
で定められている。
で定められている。
（ａ）Ni Ni成分には、弾性率の温度による変化を抑制する作用
があるが、その配合割合が35％未満でも、また45％を越
えても弾性率の温度変化が急激に増大するようになるの
で、その配合割合を35〜45％と定めた。
があるが、その配合割合が35％未満でも、また45％を越
えても弾性率の温度変化が急激に増大するようになるの
で、その配合割合を35〜45％と定めた。
（ｂ）Cr Cr成分には、合金の耐食性および耐熱性を向上させる
作用があるが、その配合割合が１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その配合割合が10％を越え
ると弾性率の温度変化が増大するようになることから、
その配合割合を１〜10％と定めた。
作用があるが、その配合割合が１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その配合割合が10％を越え
ると弾性率の温度変化が増大するようになることから、
その配合割合を１〜10％と定めた。
（ｃ）Ti Ti成分は、上記の通り焼結性を向上させる目的でTiHx
の形で配合されるが、その配合割合が0.1％未満では実
質的にTiHxの割合が少なすぎて、所望の良好な焼結性を
確保することができず、またTi成分には合金成分として
含有して結晶微細化に寄与し、合金強度を向上させる作
用があり、所望の強度向上のためにも0.1％以上の配合
は必要であり、一方その配合割合が５％を越えると、合
金の靱性が低下するようになるという理由で、その配合
割合を0.1〜５％と定めたのである。
の形で配合されるが、その配合割合が0.1％未満では実
質的にTiHxの割合が少なすぎて、所望の良好な焼結性を
確保することができず、またTi成分には合金成分として
含有して結晶微細化に寄与し、合金強度を向上させる作
用があり、所望の強度向上のためにも0.1％以上の配合
は必要であり、一方その配合割合が５％を越えると、合
金の靱性が低下するようになるという理由で、その配合
割合を0.1〜５％と定めたのである。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明
する。
する。
原料粉末として、いずれも10〜150μｍの範囲内の所
定の平均粒径を有するTiHx粉末、Fe−Cr合金（Cr:13％
含有）粉末、Fe−Cr−Ni合金（Cr:18％、Ni:8％含有）
粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉、およびカーボニル鉄粉
を用い、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示される配
合組成に配合し、ボールミルにて72時間混合し、5ton/c
m2の圧力で圧粉体にプレス成形した後、10-4torrの真空
中、1300〜1500℃の範囲内の所定温度に２時間保持後、
Arガス吹付冷却の条件で焼結することにより本発明焼結
製造法を実施し、2mm×5mm×40mmの寸法をもち、かつ 配合組成と実質的に同一の成分組成をもった本発明Fe基
焼結合金１〜６をそれぞれ製造した。
定の平均粒径を有するTiHx粉末、Fe−Cr合金（Cr:13％
含有）粉末、Fe−Cr−Ni合金（Cr:18％、Ni:8％含有）
粉末、Ni粉末、アトマイズ鉄粉、およびカーボニル鉄粉
を用い、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示される配
合組成に配合し、ボールミルにて72時間混合し、5ton/c
m2の圧力で圧粉体にプレス成形した後、10-4torrの真空
中、1300〜1500℃の範囲内の所定温度に２時間保持後、
Arガス吹付冷却の条件で焼結することにより本発明焼結
製造法を実施し、2mm×5mm×40mmの寸法をもち、かつ 配合組成と実質的に同一の成分組成をもった本発明Fe基
焼結合金１〜６をそれぞれ製造した。
また、比較の目的で、通常の高周波誘導炉を用いて、
第１表に示される成分組成をもった溶湯を調製し、鋳造
し、通常の条件で、熱間鍛造および熱間圧延を施すこと
により従来溶解製造法を行ない、従来Fe基溶解合金を製
造した。
第１表に示される成分組成をもった溶湯を調製し、鋳造
し、通常の条件で、熱間鍛造および熱間圧延を施すこと
により従来溶解製造法を行ない、従来Fe基溶解合金を製
造した。
ついで、この結果得られたエリンバー型の本発明Fe基
焼結合金１〜６および従来Fe基溶解合金について、温
度：−30℃,25℃，および100℃におけるヤング率を測定
し、さらに引張強さを測定した。これらの測定結果を第
１表に示した。また、第１表にはFe基焼結合金の理論密
度比も示した。
焼結合金１〜６および従来Fe基溶解合金について、温
度：−30℃,25℃，および100℃におけるヤング率を測定
し、さらに引張強さを測定した。これらの測定結果を第
１表に示した。また、第１表にはFe基焼結合金の理論密
度比も示した。
第１表に示される結果から、本発明焼結製造法で製造
された本発明Fe基焼結合金１〜６は、いずれも理論密度
比で98％以上の高密度を有し、この結果従来溶解製造法
により製造された従来Fe基溶解合金に比してやや劣る
が、ほぼ同等のエリンバー特性を示し、かつより高い強
度をもつようになることが明らかである。
された本発明Fe基焼結合金１〜６は、いずれも理論密度
比で98％以上の高密度を有し、この結果従来溶解製造法
により製造された従来Fe基溶解合金に比してやや劣る
が、ほぼ同等のエリンバー特性を示し、かつより高い強
度をもつようになることが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、原料粉末と
してTiHx粉末を用いることにより、通常の真空焼結法に
て、従来Fe基溶解合金と同等のエリンバー特性および機
械的性質をもったエリンバー型Fe基焼結合金を製造する
ことができ、これによって生産性および製造コストは大
幅に改善されるようになるなど工業上有用な効果がもた
らされるのである。
してTiHx粉末を用いることにより、通常の真空焼結法に
て、従来Fe基溶解合金と同等のエリンバー特性および機
械的性質をもったエリンバー型Fe基焼結合金を製造する
ことができ、これによって生産性および製造コストは大
幅に改善されるようになるなど工業上有用な効果がもた
らされるのである。
Claims (1)
- 【請求項１】原料粉末として、水素化チタン粉末、Fe−
Cr合金粉末、Fe−Cr−Ni合金粉末、Ni粉末、アトマイズ
鉄粉および／またはカーボニル鉄粉を用い、これら原料
粉末を、 Ni:35〜45％、 Cr:1〜10％、 Ti:0.1〜５％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）に配合し、通常の条件で、混合し、圧粉体に成
形した後、真空焼結し、この真空焼結における焼結性を
原料粉末として用いた上記水素化チタン粉末のもつ高い
活性化作用で向上させ、高密度化をはかることを特徴と
する高密度エリンバー型Fe基焼結合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9179390A JP2735132B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 高密度エリンバー型Ｆｅ基焼結合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9179390A JP2735132B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 高密度エリンバー型Ｆｅ基焼結合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03291352A JPH03291352A (ja) | 1991-12-20 |
| JP2735132B2 true JP2735132B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=14036492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9179390A Expired - Lifetime JP2735132B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 高密度エリンバー型Ｆｅ基焼結合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735132B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020158876A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-10-01 | 株式会社アテクト | 水素及び／又は水素化物を用いた耐熱性合金製の耐熱部材の製造方法 |
-
1990
- 1990-04-06 JP JP9179390A patent/JP2735132B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03291352A (ja) | 1991-12-20 |
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