JP2761573B2 - 物品の高密度化の方法と装置 - Google Patents
物品の高密度化の方法と装置Info
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F3/15—Hot isostatic pressing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
- B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物品を高密度化する方
法と装置に関し、更に詳細には、内部ポロシテーを封孔
するとともに力学的性質を向上する、金属や金属間化合
物の鋳物等の物品の高温等方圧縮による物品の高密度化
の方法と装置に関する。
法と装置に関し、更に詳細には、内部ポロシテーを封孔
するとともに力学的性質を向上する、金属や金属間化合
物の鋳物等の物品の高温等方圧縮による物品の高密度化
の方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温等方圧縮（ＨＩＰ）は、内部ポロシ
テーを有する物品の処理に幅広く使用される方法であ
り、前記ポロシテーを封孔するとともに、従って、物品
を高密度化する。特に、ＨＩＰは、内部ポロシテーを封
孔するとともに冶金組織と力学的性質を向上させるべく
金属鋳物を処理する鋳物業界で幅広く使用される。
テーを有する物品の処理に幅広く使用される方法であ
り、前記ポロシテーを封孔するとともに、従って、物品
を高密度化する。特に、ＨＩＰは、内部ポロシテーを封
孔するとともに冶金組織と力学的性質を向上させるべく
金属鋳物を処理する鋳物業界で幅広く使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＨＩＰは、鋳物又は別
の物品を、内部ポロシテーの無い冶金組織が得られる温
度と圧力で適切な時間の間、高温と、アルゴンガス圧力
等の高ガス圧力と、で処理することを含む。不活性ガス
の高圧力でＨＩＰ作業を行う機器は、極めて高価であ
る。さらに、かかるＨＩＰ機器は、温度と圧力の両方を
所要の高レベルに上昇させるとともに物品の圧密が完全
となる後に低下させるためには、長時間のサイクルタイ
ムを必要とする。このため、ＨＩＰは、改良型鋳物を製
造するために広範囲に使用されるが、当該鋳物のコスト
をかなり増加させる。
の物品を、内部ポロシテーの無い冶金組織が得られる温
度と圧力で適切な時間の間、高温と、アルゴンガス圧力
等の高ガス圧力と、で処理することを含む。不活性ガス
の高圧力でＨＩＰ作業を行う機器は、極めて高価であ
る。さらに、かかるＨＩＰ機器は、温度と圧力の両方を
所要の高レベルに上昇させるとともに物品の圧密が完全
となる後に低下させるためには、長時間のサイクルタイ
ムを必要とする。このため、ＨＩＰは、改良型鋳物を製
造するために広範囲に使用されるが、当該鋳物のコスト
をかなり増加させる。
【０００４】ＨＩＰの条件に劣らぬように図る別の方法
が、金属、金属間化合物、及び、セラミックの各熱間プ
レス生成物に対する「セラコン」（ＣＥＲＡＣＯＮ）プ
ロセスとして開発販売された。この方法は、被予熱物品
を容器の空間（ダイキャビティ）に納置することと、こ
の空間（ダイキャビティ）を被予熱セラミック粒又は微
粒子で充填することと、物品の周りに配設された当該微
粒子を圧縮すべく油圧式駆動ラムを空間（ダイキャビテ
ィ）に挿入すること、とを含む。上記方法では、前記微
粒子によって、疑似等方圧力のみが物品に印加され、高
密度化されるようになっている。さらに、反応性金属
｛例えば、チタン（Ｔｉ）並びにチタン合金｝や金属間
化合物（例えば、ＴｉＡｌ）等の非常に反応しやすい物
質を処理するためには、上記方法は、物品を保護容器中
に封包しない限り、又は、圧縮作業を真空又は不活性ガ
ス中で行わない限り、使用することができない。
が、金属、金属間化合物、及び、セラミックの各熱間プ
レス生成物に対する「セラコン」（ＣＥＲＡＣＯＮ）プ
ロセスとして開発販売された。この方法は、被予熱物品
を容器の空間（ダイキャビティ）に納置することと、こ
の空間（ダイキャビティ）を被予熱セラミック粒又は微
粒子で充填することと、物品の周りに配設された当該微
粒子を圧縮すべく油圧式駆動ラムを空間（ダイキャビテ
ィ）に挿入すること、とを含む。上記方法では、前記微
粒子によって、疑似等方圧力のみが物品に印加され、高
密度化されるようになっている。さらに、反応性金属
｛例えば、チタン（Ｔｉ）並びにチタン合金｝や金属間
化合物（例えば、ＴｉＡｌ）等の非常に反応しやすい物
質を処理するためには、上記方法は、物品を保護容器中
に封包しない限り、又は、圧縮作業を真空又は不活性ガ
ス中で行わない限り、使用することができない。
【０００５】高温度、並びに、極めて等方性の高圧力の
条件下で、また更に不活性ガス圧力に基づく従来使用の
ＨＩＰプロセスよりも低コストで、物品を高密度化する
方法と装置が必要である。
条件下で、また更に不活性ガス圧力に基づく従来使用の
ＨＩＰプロセスよりも低コストで、物品を高密度化する
方法と装置が必要である。
【０００６】本発明の目的は、上記必要性を満たすこと
にある。
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明は、ａ）、物品を加圧して高密度化する第
１高温度の第１溶融塩圧力伝達媒体を、容器内の前記物
品の周りに配設することと、ｂ）、前記第１温度よりも
低い第２温度の第２溶融塩圧力伝達媒体であって、前記
第２媒体に印加される圧力が前記第１媒体に伝達される
ように前記第１媒体と前記第２媒体とを直接的に連絡さ
せるべく前記第２溶融塩圧力伝達媒体を前記容器の周り
に配設することと、ｃ）、前記第１媒体に内装される前
記物品を高密度化するに足る圧力を、前記第２媒体に印
加することと、から成ることを特徴とする。
に、この発明は、ａ）、物品を加圧して高密度化する第
１高温度の第１溶融塩圧力伝達媒体を、容器内の前記物
品の周りに配設することと、ｂ）、前記第１温度よりも
低い第２温度の第２溶融塩圧力伝達媒体であって、前記
第２媒体に印加される圧力が前記第１媒体に伝達される
ように前記第１媒体と前記第２媒体とを直接的に連絡さ
せるべく前記第２溶融塩圧力伝達媒体を前記容器の周り
に配設することと、ｃ）、前記第１媒体に内装される前
記物品を高密度化するに足る圧力を、前記第２媒体に印
加することと、から成ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】この発明によれば、容器内の第１溶融塩圧力伝
達媒体に内装される物品を高密度化する方法と装置であ
って、前記第１媒体は、第１高密度化高温度に加熱され
る。前記容器は、前記第１温度よりも低い第２温度の第
２溶融塩圧力伝達媒体に内装される。前記第１媒体と前
記第２媒体とは、前記第２媒体に印加される圧力が前記
第１媒体に伝達されるように直接的に連絡される。前記
比較的高温の第１媒体に内装される前記物品を高密度化
するに足る圧力が、前記比較的低温の第２媒体に印加さ
れる。前記容器は、前記物品の高密度化の後に前記第２
媒体から抜出される。特に、この方法と装置は、金属鋳
物と金属間化合物の鋳物の内部ポロシテーを封孔する場
合に有用である。
達媒体に内装される物品を高密度化する方法と装置であ
って、前記第１媒体は、第１高密度化高温度に加熱され
る。前記容器は、前記第１温度よりも低い第２温度の第
２溶融塩圧力伝達媒体に内装される。前記第１媒体と前
記第２媒体とは、前記第２媒体に印加される圧力が前記
第１媒体に伝達されるように直接的に連絡される。前記
比較的高温の第１媒体に内装される前記物品を高密度化
するに足る圧力が、前記比較的低温の第２媒体に印加さ
れる。前記容器は、前記物品の高密度化の後に前記第２
媒体から抜出される。特に、この方法と装置は、金属鋳
物と金属間化合物の鋳物の内部ポロシテーを封孔する場
合に有用である。
【０００９】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説
明する。図１には、本発明の１実施例による装置が図示
されており、複数の物品の実例として内燃機関の鋳造バ
ルブ１０が、本発明の方法実施例に基づいて高密度化さ
れる、又は、圧密される。当該バルブ１０は、内燃機関
の、インベスト鋳造された原子重量比５０％のチタン
（Ｔｉ）対原子重量比５０％のアルミニウム（Ａｌ）の
排気弁でよい。これらの金属間化合物のバルブ１０は、
一般に、図２のバルブステム１０ａとバルブヘッド１０
ｂとで構成される。但し、本発明は、内燃機関のバルブ
を高密度化することに限定されず、任意の物品を高密度
化するために使用することができる。更に、本発明は、
金属間化合物の物品を高密度化することに限定されず、
金属物質、金属間化合物の物質、セラミック物質、及
び、その他の物質を含む物品を高密度化するために実施
することができる。内燃機関のＴｉＡｌ金属間化合物の
バルブ１０の高密度化は、単に例示上において記述され
るものであって、これに限定されない。
明する。図１には、本発明の１実施例による装置が図示
されており、複数の物品の実例として内燃機関の鋳造バ
ルブ１０が、本発明の方法実施例に基づいて高密度化さ
れる、又は、圧密される。当該バルブ１０は、内燃機関
の、インベスト鋳造された原子重量比５０％のチタン
（Ｔｉ）対原子重量比５０％のアルミニウム（Ａｌ）の
排気弁でよい。これらの金属間化合物のバルブ１０は、
一般に、図２のバルブステム１０ａとバルブヘッド１０
ｂとで構成される。但し、本発明は、内燃機関のバルブ
を高密度化することに限定されず、任意の物品を高密度
化するために使用することができる。更に、本発明は、
金属間化合物の物品を高密度化することに限定されず、
金属物質、金属間化合物の物質、セラミック物質、及
び、その他の物質を含む物品を高密度化するために実施
することができる。内燃機関のＴｉＡｌ金属間化合物の
バルブ１０の高密度化は、単に例示上において記述され
るものであって、これに限定されない。
【００１０】この装置は、第１内部セラミック容器２０
を含むとともに、この第１容器２０は、第１溶融塩圧力
伝達媒体２２を貯留する円筒形の室（チャンバ）２０ａ
を有し、この圧力伝達媒体２２中に各バルブ１０が高密
度化するように内装されていることが分かる。この第１
圧力伝達媒体２２は、溶融塩を含有するとともに、この
溶融塩の組成は、バルブ１０を加圧して高密度化する第
１高温度よりも高い安定融点が得られるように、高融点
の塩から選択される。例えば、上記ＴｉＡｌのバルブ１
０を高密度化する場合、高温溶融塩は、安定塩の融点を
摂氏約１３７１度（華氏約２５００度）にすべく１００
％のＢａＣＬ２を含有するので、バルブ１０を摂氏約１
２６０度（華氏約２３００度）の高密度化温度で高密度
化させることができる。即ち、バルブ１０と第１媒体２
２とは、摂氏約１２６０度（華氏２３００度）である。
を含むとともに、この第１容器２０は、第１溶融塩圧力
伝達媒体２２を貯留する円筒形の室（チャンバ）２０ａ
を有し、この圧力伝達媒体２２中に各バルブ１０が高密
度化するように内装されていることが分かる。この第１
圧力伝達媒体２２は、溶融塩を含有するとともに、この
溶融塩の組成は、バルブ１０を加圧して高密度化する第
１高温度よりも高い安定融点が得られるように、高融点
の塩から選択される。例えば、上記ＴｉＡｌのバルブ１
０を高密度化する場合、高温溶融塩は、安定塩の融点を
摂氏約１３７１度（華氏約２５００度）にすべく１００
％のＢａＣＬ２を含有するので、バルブ１０を摂氏約１
２６０度（華氏約２３００度）の高密度化温度で高密度
化させることができる。即ち、バルブ１０と第１媒体２
２とは、摂氏約１２６０度（華氏２３００度）である。
【００１１】バルブ１０は、取付具３０等の適格な取付
具に載置することができ、この取付具３０は、１０本の
バルブ１０を収納するセラミック（例えば、アルミナ）
の下部支持体部材３２、３３を含む。特に、６本のバル
ブ１０が、中央のバルブ１０を中心に下部支持体部材３
２上に沿って円周方向に離間される。３本のバルブ１０
が下部支持体部材３３に載設される。この下部支持体部
材３３は、図２と図３に詳細に示されるように、複数の
バルブヘッド１０ｂを収容するのに適格な凹部３３ａ
と、複数のバルブステム１０ａが上方に貫通する直立開
口３３ｂと、を各々複数含む。
具に載置することができ、この取付具３０は、１０本の
バルブ１０を収納するセラミック（例えば、アルミナ）
の下部支持体部材３２、３３を含む。特に、６本のバル
ブ１０が、中央のバルブ１０を中心に下部支持体部材３
２上に沿って円周方向に離間される。３本のバルブ１０
が下部支持体部材３３に載設される。この下部支持体部
材３３は、図２と図３に詳細に示されるように、複数の
バルブヘッド１０ｂを収容するのに適格な凹部３３ａ
と、複数のバルブステム１０ａが上方に貫通する直立開
口３３ｂと、を各々複数含む。
【００１２】また、取付具３０は、同様に１０本のバル
ブ１０を収納するセラミック（例えば、アルミナ）の上
部支持体部材３４、３５を含む。６本のバルブ１０が、
中央のバルブ１０を中心に上部支持体部材３４上に沿っ
て円周方向に離間される。３本のバルブ１０が上部支持
体部材３５に載置される。これらの上部支持体部材３
４、３５は、図２と図３に詳細に示されるように、複数
のバルブヘッド１０ｂを収納するのに適格な凹部３４
ａ、３５ａと、複数のバルブステム１０ａが下方に貫通
する直立開口３４ｂ、３５ｂと、を含む。
ブ１０を収納するセラミック（例えば、アルミナ）の上
部支持体部材３４、３５を含む。６本のバルブ１０が、
中央のバルブ１０を中心に上部支持体部材３４上に沿っ
て円周方向に離間される。３本のバルブ１０が上部支持
体部材３５に載置される。これらの上部支持体部材３
４、３５は、図２と図３に詳細に示されるように、複数
のバルブヘッド１０ｂを収納するのに適格な凹部３４
ａ、３５ａと、複数のバルブステム１０ａが下方に貫通
する直立開口３４ｂ、３５ｂと、を含む。
【００１３】上部支持体部材３４、３５上のバルブ１０
は、下部支持体部材３２、３３上のバルブ１０と同様の
配列で構成されるが、但し、上部支持体部材３４、３５
に載置されるバルブ１０を下部支持体部材３２、３４に
載置されるバルブ１０の間に組み込むことができるよう
に角度を成して変位される。上部支持体部材３４、３５
は、３本の直立柱３６（図示では２本）の間を１２０度
離間させることによって、下部支持体部材３２、３３の
上方で支持される。上述の取付具３０・３０の各構成要
素３２・３３・３４・３５と各バルブ１０とは、ファス
ナー等を使用せずに重力で一体に組み付けられた状態に
維持される。
は、下部支持体部材３２、３３上のバルブ１０と同様の
配列で構成されるが、但し、上部支持体部材３４、３５
に載置されるバルブ１０を下部支持体部材３２、３４に
載置されるバルブ１０の間に組み込むことができるよう
に角度を成して変位される。上部支持体部材３４、３５
は、３本の直立柱３６（図示では２本）の間を１２０度
離間させることによって、下部支持体部材３２、３３の
上方で支持される。上述の取付具３０・３０の各構成要
素３２・３３・３４・３５と各バルブ１０とは、ファス
ナー等を使用せずに重力で一体に組み付けられた状態に
維持される。
【００１４】複数の取付具３０（図示では２個）は、図
１に示されるように、第１容器２０の室（チャンバ）２
０ａ中に納置することができる。全部で４０本のバルブ
１０を、図示されるように、各々が２０本のバルブ１０
を支持する取付具３０を２つ使って、図１の装置中で高
密度化させることができる。
１に示されるように、第１容器２０の室（チャンバ）２
０ａ中に納置することができる。全部で４０本のバルブ
１０を、図示されるように、各々が２０本のバルブ１０
を支持する取付具３０を２つ使って、図１の装置中で高
密度化させることができる。
【００１５】この装置は、第２溶融塩圧力伝達媒体４２
を貯蔵する第２金属容器４０を含むとともに、この第２
溶融塩圧力伝達媒体４２は、第１温度よりも低い第２温
度であり、即ち、第１容器２０内の第１溶融塩圧力伝達
媒体２２の温度よりも低い。この第２媒体は、溶融塩を
含有するとともに、この溶融塩の組成は、所望の低温度
を得るべく高融点と低融点の塩から選択される。上記Ｔ
ｉＡｌのバルブ１０を高密度化する場合、この溶融塩
は、安定塩の融点を摂氏約４５４度（華氏約８５０度）
にするため、ＢａＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＮａＣｌの混合
物を（例えば、重量比３５％のＢａＣｌ２、重量比４５
％のＣａＣｌ２、及び、重量比２０％のＮａＣｌ）の割
合で含むので、この第２媒体４２が摂氏約５３７度（華
氏１０００度）の最低温度のときにバルブ１０を高密度
化することができる。
を貯蔵する第２金属容器４０を含むとともに、この第２
溶融塩圧力伝達媒体４２は、第１温度よりも低い第２温
度であり、即ち、第１容器２０内の第１溶融塩圧力伝達
媒体２２の温度よりも低い。この第２媒体は、溶融塩を
含有するとともに、この溶融塩の組成は、所望の低温度
を得るべく高融点と低融点の塩から選択される。上記Ｔ
ｉＡｌのバルブ１０を高密度化する場合、この溶融塩
は、安定塩の融点を摂氏約４５４度（華氏約８５０度）
にするため、ＢａＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＮａＣｌの混合
物を（例えば、重量比３５％のＢａＣｌ２、重量比４５
％のＣａＣｌ２、及び、重量比２０％のＮａＣｌ）の割
合で含むので、この第２媒体４２が摂氏約５３７度（華
氏１０００度）の最低温度のときにバルブ１０を高密度
化することができる。
【００１６】第１容器２０は、図１に詳細に示されるよ
うに、第１媒体（第１溶融塩）２２と第２媒体（第２溶
融塩）４２とを直接的に連絡させる上蓋体（トップクロ
ージャプレート）４８を含み、第２媒体４２に印加され
る圧力が第１媒体２２に伝達されるようになっている。
この連絡は、上蓋体４８に設けた孔（アパーチャ）４６
等の穴又は開口によって行うことができるが、この孔
（アパーチャ）４６は、サイズが限定されており｛例え
ば、直径１．２７センチメートル（１／２インチ）｝、
第１容器２０中の高温溶融塩と、第２容器４０内の比較
的低温な溶融塩と、の過度な混合が圧縮工程中に生じな
いようにする。また、上蓋体（トップクロージャプレー
ト）４８は、流体圧力を伝達させる多孔性のセラミック
ファイバ材料でもよい。この上蓋体（トップクロージャ
プレート）４８は、重力によって第１容器２０に支持さ
れる。
うに、第１媒体（第１溶融塩）２２と第２媒体（第２溶
融塩）４２とを直接的に連絡させる上蓋体（トップクロ
ージャプレート）４８を含み、第２媒体４２に印加され
る圧力が第１媒体２２に伝達されるようになっている。
この連絡は、上蓋体４８に設けた孔（アパーチャ）４６
等の穴又は開口によって行うことができるが、この孔
（アパーチャ）４６は、サイズが限定されており｛例え
ば、直径１．２７センチメートル（１／２インチ）｝、
第１容器２０中の高温溶融塩と、第２容器４０内の比較
的低温な溶融塩と、の過度な混合が圧縮工程中に生じな
いようにする。また、上蓋体（トップクロージャプレー
ト）４８は、流体圧力を伝達させる多孔性のセラミック
ファイバ材料でもよい。この上蓋体（トップクロージャ
プレート）４８は、重力によって第１容器２０に支持さ
れる。
【００１７】第２容器４０は、円筒形の空間（ダイキャ
ビティ）５０を有する金属ダイとして図示されており、
この空間（ダイキャビティ）５０に第１容器２０が内装
される。この第２容器４０は、前記空間５０の上端開口
部４０ａを含むとともに、この上端開口部４０ａに、液
圧プレス又は類似のプレスのピストン（又はラム）５
２、例えば、５００トンの従来の液圧プレスのピストン
が嵌挿される。外周封着部材６０（コバルト合金３から
成る）が、ピストン５２の周囲に沿ってピストン５２と
第２容器４０との間に介設されるとともに、一般に、後
述の圧縮工程中に１７５７．７５キログラム毎平方セン
チメートル（２５０００ポンド毎平方インチ）に耐える
ことができる。この第２容器（又はダイ）４０は、液圧
プレスのベッド（図示せず）に支持されるが、この代わ
りに、適切な支持体フレームに螺着させることができ
る。
ビティ）５０を有する金属ダイとして図示されており、
この空間（ダイキャビティ）５０に第１容器２０が内装
される。この第２容器４０は、前記空間５０の上端開口
部４０ａを含むとともに、この上端開口部４０ａに、液
圧プレス又は類似のプレスのピストン（又はラム）５
２、例えば、５００トンの従来の液圧プレスのピストン
が嵌挿される。外周封着部材６０（コバルト合金３から
成る）が、ピストン５２の周囲に沿ってピストン５２と
第２容器４０との間に介設されるとともに、一般に、後
述の圧縮工程中に１７５７．７５キログラム毎平方セン
チメートル（２５０００ポンド毎平方インチ）に耐える
ことができる。この第２容器（又はダイ）４０は、液圧
プレスのベッド（図示せず）に支持されるが、この代わ
りに、適切な支持体フレームに螺着させることができ
る。
【００１８】ピストン５２は、圧力を第２媒体４２に印
加する手段を含むとともに、この圧力は、孔４６を介し
て第１容器２０中の第１媒体２２に伝達される。ピスト
ン５２によって印加される圧力は、第１容器２０内の第
１媒体２２に内装される各バルブ１０を高密度化するの
に必要な圧縮温度で充分であるように選択される。ピス
トン５２は、外気に通じる通気路５４を含み、先ずピス
トン５２が上端開口部４２ａから空間（ダイキャビテ
ィ）５０に挿入されると、この空間（ダイキャビティ）
５０内の空気が漏出することができるようになってい
る。通気路５４は、排気後、ピストン５２に載置される
空気抜き弁５６（概略図示）によって閉塞される。
加する手段を含むとともに、この圧力は、孔４６を介し
て第１容器２０中の第１媒体２２に伝達される。ピスト
ン５２によって印加される圧力は、第１容器２０内の第
１媒体２２に内装される各バルブ１０を高密度化するの
に必要な圧縮温度で充分であるように選択される。ピス
トン５２は、外気に通じる通気路５４を含み、先ずピス
トン５２が上端開口部４２ａから空間（ダイキャビテ
ィ）５０に挿入されると、この空間（ダイキャビティ）
５０内の空気が漏出することができるようになってい
る。通気路５４は、排気後、ピストン５２に載置される
空気抜き弁５６（概略図示）によって閉塞される。
【００１９】取付具３０上の４０本の鋳造ＴｉＡｌのバ
ルブ１０を高密度化するために例示される図１の装置で
は、第２容器（又はダイ）４０は、ＩＮ７１８等のニッ
ケル基超合金から成るとともに、４８．２６センチメー
トル（１９インチ）の外径と８６．３６センチメートル
（３４インチ）の高さを有する。この第２容器（ダイ）
４０は、圧縮工程中、４６４０．４６キログラム毎平方
センチメートル（約６６０００ポンド毎平方インチ）の
最大フープ応力を受ける。空間（ダイキャビティ）５０
は、１７．７８センチメートル（７インチ）の内径と６
０．９６センチメートル（２４インチ）の高さを有す
る。セラミックの第１容器２０は、アルミナから成ると
ともに、１２．７センチメートル（５インチ）の外径と
４５．７２センチメートル（１８インチ）の高さを有す
る。室（チャンバ）２０ａは、１０センチメートル（４
インチ）の内径と４４．５４センチメートル（１７．５
インチ）の高さを有する。第１容器２０は、空間（ダイ
キャビティ）５０の底部で金属（例えば、ＩＮ７１８）
の台座５８に載置される。ピストン５２は、タイプ４４
０のステンレス鋼から成るとともに、約１７．７５セン
チメートル（約６．９９インチ）の外径を有する。
ルブ１０を高密度化するために例示される図１の装置で
は、第２容器（又はダイ）４０は、ＩＮ７１８等のニッ
ケル基超合金から成るとともに、４８．２６センチメー
トル（１９インチ）の外径と８６．３６センチメートル
（３４インチ）の高さを有する。この第２容器（ダイ）
４０は、圧縮工程中、４６４０．４６キログラム毎平方
センチメートル（約６６０００ポンド毎平方インチ）の
最大フープ応力を受ける。空間（ダイキャビティ）５０
は、１７．７８センチメートル（７インチ）の内径と６
０．９６センチメートル（２４インチ）の高さを有す
る。セラミックの第１容器２０は、アルミナから成ると
ともに、１２．７センチメートル（５インチ）の外径と
４５．７２センチメートル（１８インチ）の高さを有す
る。室（チャンバ）２０ａは、１０センチメートル（４
インチ）の内径と４４．５４センチメートル（１７．５
インチ）の高さを有する。第１容器２０は、空間（ダイ
キャビティ）５０の底部で金属（例えば、ＩＮ７１８）
の台座５８に載置される。ピストン５２は、タイプ４４
０のステンレス鋼から成るとともに、約１７．７５セン
チメートル（約６．９９インチ）の外径を有する。
【００２０】鋳造ＴｉＡｌのバルブ１０を高密度化する
本発明の方法実施例を行う場合、先ず、バルブ１０を図
２と図３に示されるように各取付具３０に載置する。こ
れらの取付具３０は、セラミックの第１容器２０中に装
填される。ＢａＣｌ２の溶融塩が、第１容器２０中の各
取付具３０の周りに注加される。次に、上蓋体（トップ
クロージャプレート）４８がこの第１容器２０に載置さ
れる。次に、この第１容器２０が、溶融塩槽ヒータ等の
適切な加熱装置（図示せず）に装置されて、所望の等方
圧縮温度に加熱される。本発明の１実施例では、摂氏約
１２６０度（華氏２３００度）の溶融塩圧縮温度が、上
述した鋳造ＴｉＡｌのバルブ１０の等方圧縮に使用され
る。無論、当該バルブ１０が他の物質から成る場合は、
別の等方圧縮温度が使用される。圧縮される物質に応じ
て、摂氏３１６度（華氏６００度）から摂氏１３７１度
（華氏２５００度）までの範囲の圧縮温度を使用するこ
とができる。
本発明の方法実施例を行う場合、先ず、バルブ１０を図
２と図３に示されるように各取付具３０に載置する。こ
れらの取付具３０は、セラミックの第１容器２０中に装
填される。ＢａＣｌ２の溶融塩が、第１容器２０中の各
取付具３０の周りに注加される。次に、上蓋体（トップ
クロージャプレート）４８がこの第１容器２０に載置さ
れる。次に、この第１容器２０が、溶融塩槽ヒータ等の
適切な加熱装置（図示せず）に装置されて、所望の等方
圧縮温度に加熱される。本発明の１実施例では、摂氏約
１２６０度（華氏２３００度）の溶融塩圧縮温度が、上
述した鋳造ＴｉＡｌのバルブ１０の等方圧縮に使用され
る。無論、当該バルブ１０が他の物質から成る場合は、
別の等方圧縮温度が使用される。圧縮される物質に応じ
て、摂氏３１６度（華氏６００度）から摂氏１３７１度
（華氏２５００度）までの範囲の圧縮温度を使用するこ
とができる。
【００２１】第１溶融塩圧力伝達媒体２２と、取付具３
０上のバルブ１０と、を収蔵する加熱済みの第１容器２
０は、空間（ダイキャビティ）５０内の第２溶融塩圧力
伝達媒体４２中に内装されるとともに、この空間（ダイ
キャビティ）５０は、適切な温度の第２溶融塩圧力伝達
媒体４２が得られるように（概略図示されるバンド電気
抵抗加熱装置４１によって）予熱されている。摂氏１２
６０度（華氏２３００度）の第１溶融塩圧力伝達媒体２
２中の鋳造ＴｉＡｌのバルブ１０を高密度化する場合、
空間（ダイキャビティ）５０中の第２溶融塩圧力伝達媒
体４２は、最低摂氏５３８度（華氏１０００度）に予熱
される。
０上のバルブ１０と、を収蔵する加熱済みの第１容器２
０は、空間（ダイキャビティ）５０内の第２溶融塩圧力
伝達媒体４２中に内装されるとともに、この空間（ダイ
キャビティ）５０は、適切な温度の第２溶融塩圧力伝達
媒体４２が得られるように（概略図示されるバンド電気
抵抗加熱装置４１によって）予熱されている。摂氏１２
６０度（華氏２３００度）の第１溶融塩圧力伝達媒体２
２中の鋳造ＴｉＡｌのバルブ１０を高密度化する場合、
空間（ダイキャビティ）５０中の第２溶融塩圧力伝達媒
体４２は、最低摂氏５３８度（華氏１０００度）に予熱
される。
【００２２】特に、ＢａＣｌ２（重量比３５％）、Ｃａ
Ｃｌ２（重量比４５％）、及び、ＮａＣｌ（重量比２０
％）の混合物が、空間（ダイキャビティ）５０中に貯留
されるとともに、電気抵抗（又は誘導）加熱装置４１に
よって最低摂氏５３８度（華氏１０００度）に加熱され
る。この摂氏５３８度（華氏１０００度）の最低温度
は、各バルブ１０の冷ましを低減するために使用され
る。
Ｃｌ２（重量比４５％）、及び、ＮａＣｌ（重量比２０
％）の混合物が、空間（ダイキャビティ）５０中に貯留
されるとともに、電気抵抗（又は誘導）加熱装置４１に
よって最低摂氏５３８度（華氏１０００度）に加熱され
る。この摂氏５３８度（華氏１０００度）の最低温度
は、各バルブ１０の冷ましを低減するために使用され
る。
【００２３】加熱済み第１容器２０が第２容器（ダイ）
４０に内装された後に、ピストン５２が空間（ダイキャ
ビティ）５０中に降下又は挿入されて、第１容器２０内
の各バルブ１０の温度低下を最小限に抑えるようになっ
ており、この後に、当該バルブ１０が等方圧縮高圧力を
受ける。ピストン５２は、先ず、空気抜き弁５６によっ
て通気路５４を開口させて空間（ダイキャビティ）５０
に挿入されるので、通気路５４によって空気をこの空間
（ダイキャビティ）５０から吐出させることができる。
次に、空気抜き弁５６が閉じられるとともに、ピストン
５２が更に挿入されて第２溶融塩圧力伝達媒体４２と密
接して押圧し、所望の等方圧縮圧力を印加するようにな
っている。この比較的低温の第２溶融塩圧力伝達媒体４
２によって、この印加圧力は、孔４６（又は、第２媒体
４２と第１媒体２２との間の別の圧力伝達手段）を介し
て第１容器２０内の比較的高温の第１溶融塩圧力伝達媒
体２２に伝達されるとともに、従って、各取付具３０上
のバルブ１０に伝達される。摂氏１２６０度（華氏２３
００度）で鋳造ＴｉＡｌのバルブ１０を等方圧縮する通
常の圧力は、約１７５７．７５キログラム毎平方センチ
メートル（約２５０００ポンド毎平方インチ）である。
この圧力は、各バルブ１０の鋳造微小組織中の内部ポロ
シテーを封孔するに充分である。この等方圧力は、各バ
ルブ１０に約１分間だけ印加される。言うまでもなく、
バルブ１０（又は他の物品）が別の物質から成る場合、
等方圧縮温度と圧力、及び、温度／圧力の時間は、異な
るので、バルブ１０（又は他の物品）の所望の高密度化
又は圧密が生じるように選択される。
４０に内装された後に、ピストン５２が空間（ダイキャ
ビティ）５０中に降下又は挿入されて、第１容器２０内
の各バルブ１０の温度低下を最小限に抑えるようになっ
ており、この後に、当該バルブ１０が等方圧縮高圧力を
受ける。ピストン５２は、先ず、空気抜き弁５６によっ
て通気路５４を開口させて空間（ダイキャビティ）５０
に挿入されるので、通気路５４によって空気をこの空間
（ダイキャビティ）５０から吐出させることができる。
次に、空気抜き弁５６が閉じられるとともに、ピストン
５２が更に挿入されて第２溶融塩圧力伝達媒体４２と密
接して押圧し、所望の等方圧縮圧力を印加するようにな
っている。この比較的低温の第２溶融塩圧力伝達媒体４
２によって、この印加圧力は、孔４６（又は、第２媒体
４２と第１媒体２２との間の別の圧力伝達手段）を介し
て第１容器２０内の比較的高温の第１溶融塩圧力伝達媒
体２２に伝達されるとともに、従って、各取付具３０上
のバルブ１０に伝達される。摂氏１２６０度（華氏２３
００度）で鋳造ＴｉＡｌのバルブ１０を等方圧縮する通
常の圧力は、約１７５７．７５キログラム毎平方センチ
メートル（約２５０００ポンド毎平方インチ）である。
この圧力は、各バルブ１０の鋳造微小組織中の内部ポロ
シテーを封孔するに充分である。この等方圧力は、各バ
ルブ１０に約１分間だけ印加される。言うまでもなく、
バルブ１０（又は他の物品）が別の物質から成る場合、
等方圧縮温度と圧力、及び、温度／圧力の時間は、異な
るので、バルブ１０（又は他の物品）の所望の高密度化
又は圧密が生じるように選択される。
【００２４】各バルブ１０が等方的に圧縮された後（例
えば、等方圧縮圧力の印加から１分後）、ピストン５２
が持ち上げられて、第１容器２０が空間（ダイキャビテ
ィ）５０から抜出される。高温等方圧縮されたバルブ１
０は、この第１容器２０から抜出されて不活性ガス体中
に入れられて周囲温度に冷やされるが、あるいは、当該
バルブ１０を、第１容器２０内の環境温度に冷ました後
に第１容器２０から抜出することができる。
えば、等方圧縮圧力の印加から１分後）、ピストン５２
が持ち上げられて、第１容器２０が空間（ダイキャビテ
ィ）５０から抜出される。高温等方圧縮されたバルブ１
０は、この第１容器２０から抜出されて不活性ガス体中
に入れられて周囲温度に冷やされるが、あるいは、当該
バルブ１０を、第１容器２０内の環境温度に冷ました後
に第１容器２０から抜出することができる。
【００２５】上述した方法で高温等方圧縮される鋳造Ｔ
ｉＡｌのバルブ１０の冶金分析によって、各バルブ１０
に内部ポロシテーの無いことが明らかにされた。
ｉＡｌのバルブ１０の冶金分析によって、各バルブ１０
に内部ポロシテーの無いことが明らかにされた。
【００２６】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）には、本発明
の別の実施例による装置が図示されている。この装置
は、図１から図３に基づいて上述した装置と類似する
が、第２容器４０’（被加熱ダイ）中の第２溶融塩圧力
伝達媒体４２’を加圧する装置は別である。図４
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、図１から図３までの同様
の様相を明示するために、予め用意された類似の参照番
号が使用される。
の別の実施例による装置が図示されている。この装置
は、図１から図３に基づいて上述した装置と類似する
が、第２容器４０’（被加熱ダイ）中の第２溶融塩圧力
伝達媒体４２’を加圧する装置は別である。図４
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、図１から図３までの同様
の様相を明示するために、予め用意された類似の参照番
号が使用される。
【００２７】図４（Ａ）では、高温の溶融塩（第１溶融
塩圧力伝達媒体２２’）中に載置される各取付具３０’
に複数のバルブ１０’を支持させている第１内部セラミ
ック容器２０’が、第２容器（被加熱ダイ）４０’に内
設されているのが分かる。この第２容器４０’は、第１
容器２０’の周りに比較的低温の溶融塩（第２溶融塩圧
力伝達媒体４２’）を収蔵するとともに、上蓋体（トッ
プクロージャプレート）４８’（又は、容器とダイの間
の他の開口手段）中の孔４６’によって、第１媒体２
２，と直接的に連絡される。
塩圧力伝達媒体２２’）中に載置される各取付具３０’
に複数のバルブ１０’を支持させている第１内部セラミ
ック容器２０’が、第２容器（被加熱ダイ）４０’に内
設されているのが分かる。この第２容器４０’は、第１
容器２０’の周りに比較的低温の溶融塩（第２溶融塩圧
力伝達媒体４２’）を収蔵するとともに、上蓋体（トッ
プクロージャプレート）４８’（又は、容器とダイの間
の他の開口手段）中の孔４６’によって、第１媒体２
２，と直接的に連絡される。
【００２８】この第２容器（被加熱ダイ）４０’は、下
部固定フレーム８０’に支持される。移動可能な上部フ
レーム８２’は、第２容器４０’に載置可能である。こ
の上部フレーム８２’は、クレーン又は上部プレスプラ
テン（図示せず）で移動可能である。上部フレーム８
２’は、外周部材８２ａ’と横部材８２ｂ’とで構成さ
れるとともに、この横部材８２ｂ’は、突出ノーズ８２
ｃ’と中央開口８２ｄ’とを、第２容器４０’の空間
（チャンバ）５０’の上方で位置合わせする。中央開口
８２ｄ’には、この上部フレーム８２’に載置される液
圧シリンダ９２’のロッド９０’が嵌挿される。
部固定フレーム８０’に支持される。移動可能な上部フ
レーム８２’は、第２容器４０’に載置可能である。こ
の上部フレーム８２’は、クレーン又は上部プレスプラ
テン（図示せず）で移動可能である。上部フレーム８
２’は、外周部材８２ａ’と横部材８２ｂ’とで構成さ
れるとともに、この横部材８２ｂ’は、突出ノーズ８２
ｃ’と中央開口８２ｄ’とを、第２容器４０’の空間
（チャンバ）５０’の上方で位置合わせする。中央開口
８２ｄ’には、この上部フレーム８２’に載置される液
圧シリンダ９２’のロッド９０’が嵌挿される。
【００２９】この上部フレーム８２’が第２容器４０’
の上方で位置決めされる前に、０．１５７８５センチメ
ートル（１／１６インチ）の厚さを有する低炭素鋼１０
１０のシート等の適切な材質のシート１００’が、第２
容器４０’に載置され、図４（Ａ）に示されるように、
上部ダイ開口４０ａ’と、第２媒体４２’の表面と、に
重置されるようになっている。このシート１００’は、
外周部１００ａ’と、上端開口部４０ａ’に嵌入される
中央部１００ｂ’と、から成る。直径２５．４センチメ
ートル（１０インチ）のシート１００’が、直径１７．
７センチメートル（７インチ）の空間（ダイキャビテ
ィ）５０’に使用される。
の上方で位置決めされる前に、０．１５７８５センチメ
ートル（１／１６インチ）の厚さを有する低炭素鋼１０
１０のシート等の適切な材質のシート１００’が、第２
容器４０’に載置され、図４（Ａ）に示されるように、
上部ダイ開口４０ａ’と、第２媒体４２’の表面と、に
重置されるようになっている。このシート１００’は、
外周部１００ａ’と、上端開口部４０ａ’に嵌入される
中央部１００ｂ’と、から成る。直径２５．４センチメ
ートル（１０インチ）のシート１００’が、直径１７．
７センチメートル（７インチ）の空間（ダイキャビテ
ィ）５０’に使用される。
【００３０】次に、上部フレーム８２’は、図４（Ｂ）
のように、横部材８２ｂ’が第２容器（被加熱ダイ）４
０’の上端部と係合するまで、第２容器４０’に向かっ
て降下される。この移動によって、シート１００’の中
央部１００ｂ’が上端開口部４０ａ’に嵌入され、中央
部１００ｂ’と空間５０’との間の空気が吐出される。
図４（Ｂ）のように、シート１００’の外周部１００
ａ’が横部材８２ｂ’によって第２容器４０’の上端部
との間に封じ込まれるとともに、同時にノーズ８２ｃ’
がシート中央部１００ｂ’と係合する。次に、下部固定
フレーム８０’と上部フレーム８２’とが螺着、あるい
は、持着される。
のように、横部材８２ｂ’が第２容器（被加熱ダイ）４
０’の上端部と係合するまで、第２容器４０’に向かっ
て降下される。この移動によって、シート１００’の中
央部１００ｂ’が上端開口部４０ａ’に嵌入され、中央
部１００ｂ’と空間５０’との間の空気が吐出される。
図４（Ｂ）のように、シート１００’の外周部１００
ａ’が横部材８２ｂ’によって第２容器４０’の上端部
との間に封じ込まれるとともに、同時にノーズ８２ｃ’
がシート中央部１００ｂ’と係合する。次に、下部固定
フレーム８０’と上部フレーム８２’とが螺着、あるい
は、持着される。
【００３１】横部材８２ｂ’が第２容器４０’と係合し
た後に、シリンダ９２’が駆動されてロッド９０’を横
部材８２ｂ’に対して移動降下させてシート１００’の
中央部１００ｂ’に係合させ、シート１００’の中央部
１００ｂ’を第２媒体４２’内に圧入させ、図４（Ｃ）
のように、所望の圧縮圧力を、第２媒体４２’を介して
第１容器２０’内の第１媒体２２’に印加するようにな
っている。シート中央部１００ｂ’は、圧縮工程中、塑
性変形される。
た後に、シリンダ９２’が駆動されてロッド９０’を横
部材８２ｂ’に対して移動降下させてシート１００’の
中央部１００ｂ’に係合させ、シート１００’の中央部
１００ｂ’を第２媒体４２’内に圧入させ、図４（Ｃ）
のように、所望の圧縮圧力を、第２媒体４２’を介して
第１容器２０’内の第１媒体２２’に印加するようにな
っている。シート中央部１００ｂ’は、圧縮工程中、塑
性変形される。
【００３２】等方圧縮の後、シリンダ９２’が駆動され
てロッド９０’を持ち上げる。次に、上部フレーム８
２’が、下部固定フレーム８０’から切り離されて持ち
上げられ、シート１００’を取り外して破棄する。次
に、各取付具３０’の装填された第１容器２０’が第２
容器４０’から取り出され、各取付具３０’が第１容器
２０’から取り外されて、取付具３０’上の高温等方圧
縮（ＨＩＰ）された各バルブ１０’にアクセスする。
てロッド９０’を持ち上げる。次に、上部フレーム８
２’が、下部固定フレーム８０’から切り離されて持ち
上げられ、シート１００’を取り外して破棄する。次
に、各取付具３０’の装填された第１容器２０’が第２
容器４０’から取り出され、各取付具３０’が第１容器
２０’から取り外されて、取付具３０’上の高温等方圧
縮（ＨＩＰ）された各バルブ１０’にアクセスする。
【００３３】この装置の実施例が図１から図３に示され
る装置よりも優れているのは、小液圧シリンダ９２’
｛例えば、１３１５４．４キログラム（２９０００ポン
ド）｝を使って、圧縮圧力を、このシリンダ９２’の小
径｛例えば、３．１７５センチメートル（１．２５イン
チ）｝のロッド９０’と、このロッド９０’に係合され
る広面積のシート１００’｛例えば、１７．７センチメ
ートル（直径７インチ）の空間（ダイキャビティ）５０
に対して直径２５．４センチメートル（１０インチ）の
シート｝と、を介して印加することができることであ
る。圧縮圧力を発生させるのに必要なロッド９０’の行
程は、上記構成のため比較的小さい。
る装置よりも優れているのは、小液圧シリンダ９２’
｛例えば、１３１５４．４キログラム（２９０００ポン
ド）｝を使って、圧縮圧力を、このシリンダ９２’の小
径｛例えば、３．１７５センチメートル（１．２５イン
チ）｝のロッド９０’と、このロッド９０’に係合され
る広面積のシート１００’｛例えば、１７．７センチメ
ートル（直径７インチ）の空間（ダイキャビティ）５０
に対して直径２５．４センチメートル（１０インチ）の
シート｝と、を介して印加することができることであ
る。圧縮圧力を発生させるのに必要なロッド９０’の行
程は、上記構成のため比較的小さい。
【００３４】本発明は、極めて等方性の圧力が、第１・
第２溶融塩圧力伝達媒体２２（２２’）、４２（４
２’）を介して物品（例えば、バルブ１０）に印加され
るとともに、高価なガス圧力機器が不要であるという利
点がある。液圧伝達媒体を上述のように使用することに
よって、金属や金属間化合物の鋳物などの製品を高密度
化する、比較的低コストで短時間のサイクルタイムの高
温等方圧縮プロセスが得られる。さらに、物品は、この
物品の酸化を防ぐように選択することができる第１媒体
２２（２２’）中で高密度化又は圧密される。
第２溶融塩圧力伝達媒体２２（２２’）、４２（４
２’）を介して物品（例えば、バルブ１０）に印加され
るとともに、高価なガス圧力機器が不要であるという利
点がある。液圧伝達媒体を上述のように使用することに
よって、金属や金属間化合物の鋳物などの製品を高密度
化する、比較的低コストで短時間のサイクルタイムの高
温等方圧縮プロセスが得られる。さらに、物品は、この
物品の酸化を防ぐように選択することができる第１媒体
２２（２２’）中で高密度化又は圧密される。
【００３５】アルミニウム（Ａｌ）等の鋳物であって、
例えばアルミニウム（Ａｌ）鋳物に対して摂氏５３８度
（華氏１０００度）の低圧縮温度を必要とする鋳物の場
合、第１・第２容器２０（２０’）、４０（４０’）内
の第１・第２圧力伝達媒体２２（２２’）、４２（４
２’）と同じ溶融塩を使用することができる。即ち、低
温の第２媒体４２（４２’）を、比較的高温の第１媒体
２２（２２’）の代わりに第１容器２０（２０’）内に
注加することができる。
例えばアルミニウム（Ａｌ）鋳物に対して摂氏５３８度
（華氏１０００度）の低圧縮温度を必要とする鋳物の場
合、第１・第２容器２０（２０’）、４０（４０’）内
の第１・第２圧力伝達媒体２２（２２’）、４２（４
２’）と同じ溶融塩を使用することができる。即ち、低
温の第２媒体４２（４２’）を、比較的高温の第１媒体
２２（２２’）の代わりに第１容器２０（２０’）内に
注加することができる。
【００３６】例示上、本発明の特定の好適な実施例を詳
細に開示したが、部品の再構築を含むこの開示装置の変
更や改造は、本発明の範囲内であることが認識されるで
あろう。
細に開示したが、部品の再構築を含むこの開示装置の変
更や改造は、本発明の範囲内であることが認識されるで
あろう。
【００３７】本発明は、例えば金属又は金属間化合物の
鋳物等の物品を高密度化する方法であって、前記物品
が、容器中の、望ましくは溶融塩等の第１溶融塩圧力伝
達媒体に内装される、物品高密度化の方法に関する。前
記第１媒体は、第１物品高密度化高温度に加熱される。
前記容器は、前記第１温度よりも低い第２温度の溶融塩
等の第２溶融塩圧力伝達媒体に内装される。前記第１媒
体と前記第２媒体とは、前記第２媒体に印加される圧力
が第１媒体に伝達されるように直接的に連絡される。前
記比較的高温の第１媒体に内装される物品を高密度化す
るに足る圧力が、前記比較的低温の第２媒体に印加され
る。前記容器は、前記物品の高密度化の後、前記第２媒
体から取り出される。
鋳物等の物品を高密度化する方法であって、前記物品
が、容器中の、望ましくは溶融塩等の第１溶融塩圧力伝
達媒体に内装される、物品高密度化の方法に関する。前
記第１媒体は、第１物品高密度化高温度に加熱される。
前記容器は、前記第１温度よりも低い第２温度の溶融塩
等の第２溶融塩圧力伝達媒体に内装される。前記第１媒
体と前記第２媒体とは、前記第２媒体に印加される圧力
が第１媒体に伝達されるように直接的に連絡される。前
記比較的高温の第１媒体に内装される物品を高密度化す
るに足る圧力が、前記比較的低温の第２媒体に印加され
る。前記容器は、前記物品の高密度化の後、前記第２媒
体から取り出される。
【００３８】本発明の１実施例では、前記比較的低温の
第２媒体４２が第２容器４０に内装されるとともに、ピ
ストン５２を前記第２容器４０の空間５０に挿入して前
記第２媒体４２と密接して押圧させることによって、圧
力が前記第２媒体４２に印加される。前記第２媒体４２
に印加される圧力は、前記比較的高温の第１媒体２２に
伝達されて、前記第１媒体２２中の前記物品を等方的に
加圧するようになっている。
第２媒体４２が第２容器４０に内装されるとともに、ピ
ストン５２を前記第２容器４０の空間５０に挿入して前
記第２媒体４２と密接して押圧させることによって、圧
力が前記第２媒体４２に印加される。前記第２媒体４２
に印加される圧力は、前記比較的高温の第１媒体２２に
伝達されて、前記第１媒体２２中の前記物品を等方的に
加圧するようになっている。
【００３９】また、本発明は、物品を高密度化する装置
であって、前記装置が、溶融塩等の第１溶融塩圧力伝達
媒体の第１容器を含むとともに、前記物品が、第１高温
度で高密度化するように内装される、物品の高密度化装
置に関する。前記第１容器は、第２容器に内設されると
ともに、前記第２容器は、比較的低温の溶融塩等の第２
溶融塩圧力伝達媒体を貯留し、前記第１媒体と前記第２
媒体とが直接的に連絡されるとともに前記第２媒体に印
加される圧力が第１媒体に伝達されるようになってい
る。前記第１容器中の前記比較的高温の第１媒体に内装
される前記物品を高密度化するに足る圧力を、前記第２
容器中の前記比較的低温の第２媒体に印加する手段が設
けられる。
であって、前記装置が、溶融塩等の第１溶融塩圧力伝達
媒体の第１容器を含むとともに、前記物品が、第１高温
度で高密度化するように内装される、物品の高密度化装
置に関する。前記第１容器は、第２容器に内設されると
ともに、前記第２容器は、比較的低温の溶融塩等の第２
溶融塩圧力伝達媒体を貯留し、前記第１媒体と前記第２
媒体とが直接的に連絡されるとともに前記第２媒体に印
加される圧力が第１媒体に伝達されるようになってい
る。前記第１容器中の前記比較的高温の第１媒体に内装
される前記物品を高密度化するに足る圧力を、前記第２
容器中の前記比較的低温の第２媒体に印加する手段が設
けられる。
【００４０】本発明の１実施例では、前記第１媒体２２
と前記第２媒体４２とは、前記第１容器２０の載置され
る上蓋体４８の孔４６によって連通される。
と前記第２媒体４２とは、前記第１容器２０の載置され
る上蓋体４８の孔４６によって連通される。
【００４１】本発明の別の実施例では、圧力を前記比較
的低温の第２媒体４２’に印加する前記手段が、前記第
２容器４０’内の前記第２媒体４２’の表面に重置され
るシート１００’と係合して押圧するピストン９０’を
含む。
的低温の第２媒体４２’に印加する前記手段が、前記第
２容器４０’内の前記第２媒体４２’の表面に重置され
るシート１００’と係合して押圧するピストン９０’を
含む。
【００４２】本発明を実施する場合、前記第１媒体中の
物品に印加される圧力は、極めて等方性であるので、均
一な圧力が前記物品に全方向から印加される。前記溶融
塩圧力伝達媒体を上述のように使用することによって、
金属や金属間化合物の鋳物等の製品を高密度化する、比
較的低コストで短時間のサイクルタイムの高温等方圧縮
プロセスが得られる。さらに、前記物品は、前記物品の
酸化が生じないように選択することができる第１媒体中
で高密度化又は圧密される。
物品に印加される圧力は、極めて等方性であるので、均
一な圧力が前記物品に全方向から印加される。前記溶融
塩圧力伝達媒体を上述のように使用することによって、
金属や金属間化合物の鋳物等の製品を高密度化する、比
較的低コストで短時間のサイクルタイムの高温等方圧縮
プロセスが得られる。さらに、前記物品は、前記物品の
酸化が生じないように選択することができる第１媒体中
で高密度化又は圧密される。
【００４３】低圧縮温度を必要とする鋳物の場合（例え
ば、アルミニウム（Ａｌ）鋳物の場合、摂氏５３８度
（華氏１０００度）、同一の溶融塩を上記第１及び第２
圧力伝達媒体に使用することができる。
ば、アルミニウム（Ａｌ）鋳物の場合、摂氏５３８度
（華氏１０００度）、同一の溶融塩を上記第１及び第２
圧力伝達媒体に使用することができる。
【００４４】
【発明の効果】このように、本発明は、きわめて等方性
の圧力を、第１・第２溶融塩圧力伝達媒体を介して物品
に印加させることができるとともに、高価なガス圧力機
器が不要であるという利点がある。このため、溶融塩圧
力伝達媒体を上述のように使用することによって、金属
や金属間化合物の鋳物などの製品を高密度化することが
でき、また、比較的低コストで短時間のサイクルタイム
の高温等方圧縮プロセスが得られる。さらに、物品は、
この物品の酸化を防ぐように選択することができる第１
媒体中で、高密度化又は圧密される。これにより、物品
は、酸化を生じることなく、高密度化又は圧密すること
ができる。
の圧力を、第１・第２溶融塩圧力伝達媒体を介して物品
に印加させることができるとともに、高価なガス圧力機
器が不要であるという利点がある。このため、溶融塩圧
力伝達媒体を上述のように使用することによって、金属
や金属間化合物の鋳物などの製品を高密度化することが
でき、また、比較的低コストで短時間のサイクルタイム
の高温等方圧縮プロセスが得られる。さらに、物品は、
この物品の酸化を防ぐように選択することができる第１
媒体中で、高密度化又は圧密される。これにより、物品
は、酸化を生じることなく、高密度化又は圧密すること
ができる。
【図１】本発明の方法実施例を実行するための、本発明
の１実施例による装置の断面図である。
の１実施例による装置の断面図である。
【図２】高密度化される鋳物を固定する鋳物支持体又は
取付具の断面図である。
取付具の断面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って切断した前記鋳物取付
具の図である。
具の図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の方法実施
例を実行するための、本発明の別の実施例による装置の
夫々各工程を示す断面図である。
例を実行するための、本発明の別の実施例による装置の
夫々各工程を示す断面図である。
１０ 鋳造バルブ ２０ 第１容器 ２０ａ 室 ２２ 第１媒体 ３０ 取付具 ３２・３３ 下部支持体部材 ３４・３５ 上部支持体部材 ４０ 第２容器 ４２ 第２媒体 ４６ 孔 ４８ 上蓋体 ５０ 空間 ５２ ピストン ６０ 外周封着部材
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 29/00 B30B 5/00 B22F 3/14
Claims (14)
- 【請求項１】 ａ）、物品を加圧して高密度化する第１
高温度の第１溶融塩圧力伝達媒体を、容器内の前記物品
の周りに配設することと、ｂ）、前記第１温度よりも低
い第２温度の第２溶融塩圧力伝達媒体であって、前記第
２媒体に印加される圧力が前記第１媒体に伝達されるよ
うに前記第１媒体と前記第２媒体とを直接的に連絡させ
るべく前記第２溶融塩圧力伝達媒体を前記容器の周りに
配設することと、ｃ）、前記第１媒体に内装される前記
物品を高密度化するに足る圧力を、前記第２媒体に印加
することと、から成ることを特徴とする物品の高密度化
の方法。 - 【請求項２】 前記物品が前記容器内に納置されるとと
もに、前記高温度に加熱される前記第１媒体が、前記容
器内の前記物品の周りに注加されることを特徴とする請
求項１に記載の物品の高密度化の方法。 - 【請求項３】 前記第２媒体が被加熱ダイに収蔵される
とともに、加圧手段を移動させて前記第２媒体と密接し
て押圧させることによって前記圧力が前記第２媒体に印
加されることを特徴とする請求項１に記載の物品の高密
度化の方法。 - 【請求項４】 シートを前記第２媒体の表面に重置させ
るとともに、前記シート側から前記第２媒体の方向に移
動される加圧部材を前記シートに係合させて押圧させる
ことによって、圧力が前記第２媒体に印加されることを
特徴とする請求項１に記載の物品の高密度化の方法。 - 【請求項５】 前記容器を、前記物品が高密度化された
後に前記第２媒体から抜出することを含むことを特徴と
する請求項１に記載の物品の高密度化の方法。 - 【請求項６】 ａ）、金属又は金属間化合物の物品を加
圧して高密度化する第１高温度の第１溶融塩圧力伝達媒
体を、容器内の前記物品の周りに配設することと、
ｂ）、前記第１温度よりも低い第２温度の第２溶融塩圧
力伝達媒体であって、前記第２媒体に印加される圧力が
前記第１媒体に伝達されるように前記第１媒体と前記第
２媒体とを直接的に連絡させるべく前記第２溶融塩圧力
伝達媒体を前記容器の周りに配設することと、ｃ）、前
記第１媒体中に内装される前記物品を高密度化するに足
る圧力を、前記第２媒体に印加することと、から成るこ
とを特徴とする前記金属又は金属間化合物の物品の高密
度化の方法。 - 【請求項７】 前記第２媒体が被加熱ダイに収蔵される
とともに、加圧手段を移動させて前記第２媒体と密接し
て押圧させることによって前記圧力が前記第２媒体に印
加されることを特徴とする請求項６に記載の物品の高密
度化の方法。 - 【請求項８】 シートを前記第２媒体の表面に重置させ
るとともに、前記シート側から前記被加熱ダイの方向に
移動される加圧部材を前記シート材に係合させて押圧さ
せることによって、前記圧力が前記第２媒体に印加され
ることを特徴とする請求項７に記載の物品の高密度化の
方法。 - 【請求項９】 ａ）、第１溶融塩圧力伝達媒体の第１容
器であって、前記溶融塩圧力伝達媒体中に物品が高密度
化されるように内装される、前記第１容器と、ｂ）、前
記第１容器に内装した第１溶融塩圧力伝達媒体であっ
て、前記物品を加圧して高密度化する第１高温度の前記
第１溶融塩圧力伝達媒体と、ｃ）、前記第１温度よりも
低い第２温度の第２溶融塩圧力伝達媒体の第２容器であ
って、前記第１容器を内装する前記第２容器と、ｄ）、
前記第２容器に内装されるとともに前記第１媒体と異な
る組成物を有する第２溶融塩圧力伝達媒体であって、前
記第２媒体に印加される圧力が前記第１媒体に伝達され
るように前記第１容器に載置される上蓋体の孔によって
前記第１媒体と前記第２媒体とを直接的に連絡させてい
る、前記第２溶融塩圧力伝達媒体と、ｅ）、前記第１容
器内の前記第１媒体中に内装される前記物品を高密度化
するに足る圧力を、前記第２容器内の前記第２媒体に印
加する手段と、を具備することを特徴とする物品の高密
度化装置。 - 【請求項１０】 前記第１媒体と前記第２媒体とを直接
的に連絡させる手段を具備するとともに、前記手段が前
記第１容器と前記第２容器の間の開口手段を含むことを
特徴とする請求項９に記載の物品の高密度化装置。 - 【請求項１１】 前記圧力を印加する前記手段が、前記
第２容器内の前記第２媒体と密接して押圧する加圧手段
を含むことを特徴とする請求項９に記載の物品の高密度
化装置。 - 【請求項１２】 前記圧力を印加する前記手段が、前記
第２容器内の前記第２媒体と前記第２容器の方向に移動
可能な加圧部材との間に配設されるシートを含み、前記
シートを前記第２媒体の表面に重置させるとともに前記
シート側から前記第２媒体の方向に移動される前記加圧
部材を前記シートに係合させて押圧させることによっ
て、前記圧力を前記第２媒体に印加するようになってい
ることを特徴とする請求項１１に記載の物品の高密度化
装置。 - 【請求項１３】 前記シートが鋼鉄シートから成るとと
もに、前記加圧部材が液圧シリンダのロッドを含むこと
を特徴とする請求項１２に記載の物品の高密度化装置。 - 【請求項１４】 前記第１容器は、前記物品が載設され
る支持体部材を含むことを特徴とする請求項９に記載の
物品の高密度化の装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/994878 | 1992-12-21 | ||
| US07/994,878 US5340419A (en) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Method and apparatus for densifying an article |
| US7/994878 | 1992-12-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226428A JPH06226428A (ja) | 1994-08-16 |
| JP2761573B2 true JP2761573B2 (ja) | 1998-06-04 |
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| EP (1) | EP0603462B1 (ja) |
| JP (1) | JP2761573B2 (ja) |
| CN (1) | CN1071185C (ja) |
| BR (1) | BR9303606A (ja) |
| CA (1) | CA2100833C (ja) |
| DE (1) | DE69317991T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3617825B2 (ja) * | 2001-10-02 | 2005-02-09 | 新東工業株式会社 | 軽合金鋳物の鋳巣の解消・低減方法およびその装置 |
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| JPWO2005068167A1 (ja) * | 2004-01-14 | 2007-12-27 | 新東工業株式会社 | 液体の熱・圧力伝達媒体を介して物品を加熱及び加圧する方法及び装置 |
| ITTO20040169A1 (it) * | 2004-03-15 | 2004-06-15 | Teksid Aluminum S R L | Sistema di tenuta per recipienti ad alte pressioni ed alte temperature |
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| RU2501880C1 (ru) * | 2012-11-26 | 2013-12-20 | Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") | Способ горячего изостатического прессования отливок из алюминиевых сплавов |
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1993
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