JP3324658B2 - 微細孔を有する焼結合金及びその製造方法 - Google Patents
微細孔を有する焼結合金及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焼結合金の表面部に微
細孔を形成させた焼結合金及びその製造方法に関し、具
体的には、メカニカルシール，軸受け等の摺動材料、製
缶工具として用いられる絞り用型工具，しごき用型工具
等の耐摩耗性工具として最適な微細孔を有する焼結合金
及びその製造方法に関する。
細孔を形成させた焼結合金及びその製造方法に関し、具
体的には、メカニカルシール，軸受け等の摺動材料、製
缶工具として用いられる絞り用型工具，しごき用型工具
等の耐摩耗性工具として最適な微細孔を有する焼結合金
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超硬合金やサーメットの焼結合金にポア
ーを分散させて、ポアー中に潤滑性の油を含浸させる
か、又はＭｏＳ2やＷＳ2の潤滑性物質を含ませて摺動材
料として用いるという提案がされており、その代表的な
ものに、西村らの「粉体および粉末冶金」３６（１９８
９），１０５がある。
ーを分散させて、ポアー中に潤滑性の油を含浸させる
か、又はＭｏＳ2やＷＳ2の潤滑性物質を含ませて摺動材
料として用いるという提案がされており、その代表的な
ものに、西村らの「粉体および粉末冶金」３６（１９８
９），１０５がある。
【０００３】一方、超硬合金の耐摩耗性を高めるための
提案が多数なされており、その中の１つの方向として、
超硬合金中にＣａを含有させて、耐摩耗性を向上させよ
うとしたものに特開昭５１−８３００７号公報がある。
提案が多数なされており、その中の１つの方向として、
超硬合金中にＣａを含有させて、耐摩耗性を向上させよ
うとしたものに特開昭５１−８３００７号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術の内、西村
らのポアーを分散させた摺動用超硬合金は、原料粉末中
に球状の樹脂を添加及び混合し、加熱焼結時に樹脂を揮
散させて、分散したポアーを形成させたものである。こ
の西村らの超硬合金は、ポアーが均一に分散されている
が、ポアーの平均直径が１１〜５０μｍと割合大きく、
超硬合金の中で、その大きさにバラツキがあること、及
びポアーが超硬合金の内部から表面部まで全体に亘って
形成されていることから強度及び硬さが低く、実用する
場合に形状及び用途の制限を受けるという問題がある。
また、超硬合金は、液相焼結によって、緻密な焼結合金
になるが、西村らの超硬合金を作製する場合、加熱焼結
時に樹脂が揮散してできたポアーの後に、液相焼結が進
行してポアーを消滅してしまうために、ポアーの平均直
径を均一制御することが困難であるという製造管理上の
問題がある。
らのポアーを分散させた摺動用超硬合金は、原料粉末中
に球状の樹脂を添加及び混合し、加熱焼結時に樹脂を揮
散させて、分散したポアーを形成させたものである。こ
の西村らの超硬合金は、ポアーが均一に分散されている
が、ポアーの平均直径が１１〜５０μｍと割合大きく、
超硬合金の中で、その大きさにバラツキがあること、及
びポアーが超硬合金の内部から表面部まで全体に亘って
形成されていることから強度及び硬さが低く、実用する
場合に形状及び用途の制限を受けるという問題がある。
また、超硬合金は、液相焼結によって、緻密な焼結合金
になるが、西村らの超硬合金を作製する場合、加熱焼結
時に樹脂が揮散してできたポアーの後に、液相焼結が進
行してポアーを消滅してしまうために、ポアーの平均直
径を均一制御することが困難であるという製造管理上の
問題がある。
【０００５】一方、特開昭５１−８３００７号公報に
は、０．００１〜５重量％のＣａを含有した超硬合金に
ついて記載されている。同公報に記載の超硬合金は、切
削加工又は摩擦摺動時に、表面に添加されたＣａが溶出
し、被加工物との摩擦を減じ、耐摩耗性を向上させると
いうものであるが、超硬合金中にはＣａの金属として存
在させているために、切削加工又は摩擦摺動の条件によ
っては、逆にＣａと被加工物との反応が促進されて、付
着物を生成しやすく、欠損又は耐摩耗性を増大させると
いう問題がある。
は、０．００１〜５重量％のＣａを含有した超硬合金に
ついて記載されている。同公報に記載の超硬合金は、切
削加工又は摩擦摺動時に、表面に添加されたＣａが溶出
し、被加工物との摩擦を減じ、耐摩耗性を向上させると
いうものであるが、超硬合金中にはＣａの金属として存
在させているために、切削加工又は摩擦摺動の条件によ
っては、逆にＣａと被加工物との反応が促進されて、付
着物を生成しやすく、欠損又は耐摩耗性を増大させると
いう問題がある。
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決した
もので、具体的には、焼結合金中にＣａ，Ｓｒ，Ｂａの
酸化物，炭化物，硫化物及びこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種でなる分散相を含有させた後、焼結合金
の表面部に存在する分散相を除去して微細孔とした高強
度及び高硬度の焼結合金及びその製造方法の提供を目的
とする。
もので、具体的には、焼結合金中にＣａ，Ｓｒ，Ｂａの
酸化物，炭化物，硫化物及びこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種でなる分散相を含有させた後、焼結合金
の表面部に存在する分散相を除去して微細孔とした高強
度及び高硬度の焼結合金及びその製造方法の提供を目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、多孔質焼結
合金について検討していた所、焼結合金の表面部のみに
ポアーを形成し、焼結合金の内部は緻密な組織になる
と、焼結合金の全体の強度が高く、かつ表面部のポアー
に潤滑物質、例えば油を含浸させて、油の潤滑効果を最
大限に活用できること、焼結合金の表面部のみにポアー
を均一に分布させるには、特定物質を均一分散させた焼
結合金の表面部から特定物質を溶解除去し、それをポア
ーとして存在させればよいこと、及び特定物質としては
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫化物が最適であ
るという知見を得て、本発明を完成するに至ったもので
ある。
合金について検討していた所、焼結合金の表面部のみに
ポアーを形成し、焼結合金の内部は緻密な組織になる
と、焼結合金の全体の強度が高く、かつ表面部のポアー
に潤滑物質、例えば油を含浸させて、油の潤滑効果を最
大限に活用できること、焼結合金の表面部のみにポアー
を均一に分布させるには、特定物質を均一分散させた焼
結合金の表面部から特定物質を溶解除去し、それをポア
ーとして存在させればよいこと、及び特定物質としては
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫化物が最適であ
るという知見を得て、本発明を完成するに至ったもので
ある。
【０００８】本発明の微細孔を有する焼結合金は、Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫化物及びこれらの
相互固溶体の中の少なくとも１種でなる分散相２〜３０
体積％と、Ｃｏ及び／又はＮｉの金属又は合金でなる結
合相２〜５０体積％と、残り周期律表の４ａ，５ａ，６
ａ族金属の炭化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中
の少なくとも１種でなる硬質相とからなる焼結合金であ
って、該焼結合金の表面部から該分散相が除去されて微
細孔が形成されていることを特徴とする焼結合金であ
る。
ａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫化物及びこれらの
相互固溶体の中の少なくとも１種でなる分散相２〜３０
体積％と、Ｃｏ及び／又はＮｉの金属又は合金でなる結
合相２〜５０体積％と、残り周期律表の４ａ，５ａ，６
ａ族金属の炭化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中
の少なくとも１種でなる硬質相とからなる焼結合金であ
って、該焼結合金の表面部から該分散相が除去されて微
細孔が形成されていることを特徴とする焼結合金であ
る。
【０００９】本発明の焼結合金における分散相は、具体
的には、例えばＣａＯ，ＳｒＯ，ＣａＣ2，ＳｒＣ2，Ｂ
ａＣ2，ＣａＳ，ＳｒＳ，ＢａＳ，（Ｃａ，Ｓｒ）Ｏ，
（Ｃａ，Ｂａ）Ｏを挙げることができる。これらの分散
相の内、炭化物及び硫化物は、水と反応してアセチレン
や硫化水素の発生を伴うことから、酸化物の分散相が安
全管理上及び品質管理上において好ましい。分散相の平
均粒径が微細孔の平均直径に相当し、微細孔の平均直径
が１μｍ未満では潤滑物質の含浸が弱く、２０μｍを超
えると焼結合金の強度低下が著しくなることから、分散
相及び微細孔の平均径は、１〜２０μｍが好ましく、使
用条件にもよるが、特に３〜１０μｍが好ましい。この
分散相の含有量が２体積％未満になると、焼結合金の表
面部に形成される微細孔も２体積％未満になるために、
微細孔内に含浸される油等の潤滑物質の効果が小さく、
耐摩耗性の低下が著しくなり、逆に分散相の含有量が３
０体積％を超えて多くなると、焼結合金に存在する分散
相量が多くなること及び焼結合金の表面部に形成される
微細孔が多くなることから、硬さの低下による耐摩耗性
の劣化及び強度低下が顕著になる。
的には、例えばＣａＯ，ＳｒＯ，ＣａＣ2，ＳｒＣ2，Ｂ
ａＣ2，ＣａＳ，ＳｒＳ，ＢａＳ，（Ｃａ，Ｓｒ）Ｏ，
（Ｃａ，Ｂａ）Ｏを挙げることができる。これらの分散
相の内、炭化物及び硫化物は、水と反応してアセチレン
や硫化水素の発生を伴うことから、酸化物の分散相が安
全管理上及び品質管理上において好ましい。分散相の平
均粒径が微細孔の平均直径に相当し、微細孔の平均直径
が１μｍ未満では潤滑物質の含浸が弱く、２０μｍを超
えると焼結合金の強度低下が著しくなることから、分散
相及び微細孔の平均径は、１〜２０μｍが好ましく、使
用条件にもよるが、特に３〜１０μｍが好ましい。この
分散相の含有量が２体積％未満になると、焼結合金の表
面部に形成される微細孔も２体積％未満になるために、
微細孔内に含浸される油等の潤滑物質の効果が小さく、
耐摩耗性の低下が著しくなり、逆に分散相の含有量が３
０体積％を超えて多くなると、焼結合金に存在する分散
相量が多くなること及び焼結合金の表面部に形成される
微細孔が多くなることから、硬さの低下による耐摩耗性
の劣化及び強度低下が顕著になる。
【００１０】本発明の焼結合金における結合相は、具体
的には、例えばＣｏ，Ｎｉ，Ｃｏ−Ｎｉ合金、又はこれ
らに硬質相を形成する元素の含有した合金もしくは混合
物を挙げることができる。これらの結合相の内、耐蝕性
を重要視する用途に対しては、Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｎｉ−
Ｃｒ合金又はＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金が好ましく、特に結
合相中の２０体積％以下がＣｒからなる合金が好まし
い。この結合相量が２体積％未満になると、強度低下が
著しく、逆に５０体積％を超えて多くなると、耐摩耗性
の低下が著しくなる。
的には、例えばＣｏ，Ｎｉ，Ｃｏ−Ｎｉ合金、又はこれ
らに硬質相を形成する元素の含有した合金もしくは混合
物を挙げることができる。これらの結合相の内、耐蝕性
を重要視する用途に対しては、Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｎｉ−
Ｃｒ合金又はＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金が好ましく、特に結
合相中の２０体積％以下がＣｒからなる合金が好まし
い。この結合相量が２体積％未満になると、強度低下が
著しく、逆に５０体積％を超えて多くなると、耐摩耗性
の低下が著しくなる。
【００１１】本発明の焼結合金における硬質相は、具体
的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，Ｎｂ
Ｃ，ＶＣ，ＷＣ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，ＴｉＮ，Ｔａ
Ｎ，（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ，Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ）Ｃを挙げること
ができる。
的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，Ｎｂ
Ｃ，ＶＣ，ＷＣ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，ＴｉＮ，Ｔａ
Ｎ，（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ，Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ）Ｃを挙げること
ができる。
【００１２】本発明の焼結合金における表面部とは、焼
結合金の表面から内部に向っての深さ方向、少なくとも
１個の微細孔が存在する層厚さを示すものであり、別の
表現をすると、表面部の厚さとは、少なくとも微細孔の
平均直径である１〜２０μｍからなっている。
結合金の表面から内部に向っての深さ方向、少なくとも
１個の微細孔が存在する層厚さを示すものであり、別の
表現をすると、表面部の厚さとは、少なくとも微細孔の
平均直径である１〜２０μｍからなっている。
【００１３】以上、述べてきた本発明の焼結合金に、さ
らに１０体積％以下の遊離炭素を含有させて、遊離炭素
の有している潤滑性と前述した微細孔の効果を相剰させ
ると、より一層摩擦係数の低下が生じ、使用条件によっ
ては耐摩耗性も向上することから好ましいことである。
らに１０体積％以下の遊離炭素を含有させて、遊離炭素
の有している潤滑性と前述した微細孔の効果を相剰させ
ると、より一層摩擦係数の低下が生じ、使用条件によっ
ては耐摩耗性も向上することから好ましいことである。
【００１４】本発明の焼結合金は、従来の多孔質合金の
製造方法で応用されている樹脂等の有機物質により微細
孔を形成した焼結合金とすることもできるが、次の方法
で作製すると品質管理上に優れ、かつ簡易な方法である
ことから好ましい。
製造方法で応用されている樹脂等の有機物質により微細
孔を形成した焼結合金とすることもできるが、次の方法
で作製すると品質管理上に優れ、かつ簡易な方法である
ことから好ましい。
【００１５】本発明の微細孔を有する焼結合金の製造方
法は、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫化物，水
酸化物，水素化物，炭酸塩，硫酸塩，硝酸塩，カルボン
酸塩、並びにＣａ，Ｓｒ，Ｂａの金属の中の少なくとも
１種でなる分散相形成物質と、Ｃｏ及び／又はＮｉを主
成分とする金属もしくは合金でなる結合相形成粉末と、
周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物及
びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種でなる硬質
相形成粉末と、さらに必要に応じて炭素粉末を加えて混
合粉砕して混合粉末とする第１工程、該混合粉末を所定
形状に成形して圧粉成形体とする第２工程、該圧粉成形
体を真空あるいはガス雰囲気中、１２００〜１６００℃
で加熱焼結し、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫
化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種でな
る分散相を含有した焼結合金とする第３工程、及び該焼
結合金の表面に水を接触させて、該焼結合金の表面部に
存在する該分散相を除去して微細孔を形成させる第４工
程からなることを特徴とする方法である。
法は、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫化物，水
酸化物，水素化物，炭酸塩，硫酸塩，硝酸塩，カルボン
酸塩、並びにＣａ，Ｓｒ，Ｂａの金属の中の少なくとも
１種でなる分散相形成物質と、Ｃｏ及び／又はＮｉを主
成分とする金属もしくは合金でなる結合相形成粉末と、
周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物及
びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種でなる硬質
相形成粉末と、さらに必要に応じて炭素粉末を加えて混
合粉砕して混合粉末とする第１工程、該混合粉末を所定
形状に成形して圧粉成形体とする第２工程、該圧粉成形
体を真空あるいはガス雰囲気中、１２００〜１６００℃
で加熱焼結し、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫
化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種でな
る分散相を含有した焼結合金とする第３工程、及び該焼
結合金の表面に水を接触させて、該焼結合金の表面部に
存在する該分散相を除去して微細孔を形成させる第４工
程からなることを特徴とする方法である。
【００１６】本発明の製造方法における分散相形成物質
としては、具体的には、例えばＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂａ
Ｏ，ＣａＣ2，ＣａＳ，Ｃａ（ＯＨ）2，ＣａＨ2，Ｃａ
ＣＯ3，ＣａＳＯ4，Ｃａ（ＮＯ3）2，Ｃａ（ＣＨ3ＣＯ
Ｏ）2，及びＣａ，Ｓｒ，Ｂａの金属を挙げることがで
きる。
としては、具体的には、例えばＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂａ
Ｏ，ＣａＣ2，ＣａＳ，Ｃａ（ＯＨ）2，ＣａＨ2，Ｃａ
ＣＯ3，ＣａＳＯ4，Ｃａ（ＮＯ3）2，Ｃａ（ＣＨ3ＣＯ
Ｏ）2，及びＣａ，Ｓｒ，Ｂａの金属を挙げることがで
きる。
【００１７】分散相形成物質と結合相形成粉末と硬質相
形成粉末とからなる出発原料、これらに、さらに必要に
応じてカーボンもしくはグラファイトの炭素粉末を加え
た出発原料を混合粉末とするには、従来の粉末冶金法の
中の混合法、例えばボールミル法，アトライター法でも
って行うことができる。また、この混合粉末を圧粉成形
体にするには、従来の粉末冶金法の中の圧粉成形体法、
例えば加圧成形法，押出し成形法，鋳込成形法，遠心成
形法，射出成形法によって行うことができる。
形成粉末とからなる出発原料、これらに、さらに必要に
応じてカーボンもしくはグラファイトの炭素粉末を加え
た出発原料を混合粉末とするには、従来の粉末冶金法の
中の混合法、例えばボールミル法，アトライター法でも
って行うことができる。また、この混合粉末を圧粉成形
体にするには、従来の粉末冶金法の中の圧粉成形体法、
例えば加圧成形法，押出し成形法，鋳込成形法，遠心成
形法，射出成形法によって行うことができる。
【００１８】本発明の製造方法における第３工程は、出
発原料中に用いる主として分散相形成物質の種類によっ
て、真空又は例えば、不活性ガス，水素ガス，一酸化炭
素ガス，二酸化炭素ガスの１種又は２種以上のガス雰囲
気、１２００〜１６００℃、好ましくは１３５０〜１５
００℃で加熱焼結することである。
発原料中に用いる主として分散相形成物質の種類によっ
て、真空又は例えば、不活性ガス，水素ガス，一酸化炭
素ガス，二酸化炭素ガスの１種又は２種以上のガス雰囲
気、１２００〜１６００℃、好ましくは１３５０〜１５
００℃で加熱焼結することである。
【００１９】本発明の製造方法における第４工程は、具
体的には、例えば焼肌面（焼結後、表面を研摩加工しな
い面）の状態で用いる焼結合金の場合は、例えば、焼結
合金を水中に浸漬させることにより、焼結合金の表面部
に微細孔を形成することができ、第３工程で得た焼結合
金の表面を研摩加工して用いる場合は、例えば研摩加工
時に水溶性湿式研摩加工を行うことにより、焼結合金の
表面部に微細孔を形成することができる。
体的には、例えば焼肌面（焼結後、表面を研摩加工しな
い面）の状態で用いる焼結合金の場合は、例えば、焼結
合金を水中に浸漬させることにより、焼結合金の表面部
に微細孔を形成することができ、第３工程で得た焼結合
金の表面を研摩加工して用いる場合は、例えば研摩加工
時に水溶性湿式研摩加工を行うことにより、焼結合金の
表面部に微細孔を形成することができる。
【００２０】
【作用】本発明の微細孔を有する焼結合金は、焼結合金
の表面部に形成された微細孔の中に、油等の潤滑物質を
含浸でき、この潤滑物質が相手材料との摩擦係数を低下
させるという、表面部の微細孔による間接的作用があ
り、表面部を除いた内部の焼結合金が強度を保持する作
用をしている。
の表面部に形成された微細孔の中に、油等の潤滑物質を
含浸でき、この潤滑物質が相手材料との摩擦係数を低下
させるという、表面部の微細孔による間接的作用があ
り、表面部を除いた内部の焼結合金が強度を保持する作
用をしている。
【００２１】
【実施例１】市販されている平均粒径３．０μｍのＷＣ
と平均粒径１〜２μｍ内にあるＷ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ3
Ｃ2，５０％ＷＣ−２０％ＴｉＣ−３０％ＴａＣ（重量
％）の固溶体（以下、ＷＴＴと略記），ＴｉＣ，Ｔｉ
（Ｃ0.5Ｎ0.5），ＴａＣ，Ｍｏ2Ｃ，ＣａＣＯ3，ＳｒＣ
Ｏ3，ＢａＣＯ3の各粉末を用いて、表１に示す配合組成
に秤量し、ステンレス製のポットにアセトン溶媒と超硬
合金製ボールと共に装入し、４８時間混合粉砕後、乾燥
及び３重量％パラフィンワックスを添加（８０℃中で）
混合粉末を得た。
と平均粒径１〜２μｍ内にあるＷ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ3
Ｃ2，５０％ＷＣ−２０％ＴｉＣ−３０％ＴａＣ（重量
％）の固溶体（以下、ＷＴＴと略記），ＴｉＣ，Ｔｉ
（Ｃ0.5Ｎ0.5），ＴａＣ，Ｍｏ2Ｃ，ＣａＣＯ3，ＳｒＣ
Ｏ3，ＢａＣＯ3の各粉末を用いて、表１に示す配合組成
に秤量し、ステンレス製のポットにアセトン溶媒と超硬
合金製ボールと共に装入し、４８時間混合粉砕後、乾燥
及び３重量％パラフィンワックスを添加（８０℃中で）
混合粉末を得た。
【００２２】次に、これらの混合粉末を金型に充填し、
１ｔ／ｃｍ2の加圧でもって約６×１０×３０ｍｍと約
直径１５×長さ１３ｍｍの圧粉成形体を作製した。
１ｔ／ｃｍ2の加圧でもって約６×１０×３０ｍｍと約
直径１５×長さ１３ｍｍの圧粉成形体を作製した。
【００２３】これらの圧粉成形体をカーボン粉末敷のカ
ーボン板上に設置し、雰囲気圧力１０-2Ｔｏｒｒの真空
炉中、４００℃、１時間保持にて圧粉成形体中のパラフ
ィンワックスを気散させた後、１３００℃まで昇温し
た。次いで、真空炉内に７６０ＴｏｒｒのＡｒを導入
し、表１に併記した温度で１時間保持して本発明品１〜
１０及び比較品１〜４の焼結合金を得た。こうして得た
各焼結合金の表面を＃２３０のダイヤモンド砥石で湿式
研削加工し、４．０×８．０×２４．０ｍｍ及び直径１
１．３×厚さ１０．０ｍｍの形状に仕上げて試料を作製
した。
ーボン板上に設置し、雰囲気圧力１０-2Ｔｏｒｒの真空
炉中、４００℃、１時間保持にて圧粉成形体中のパラフ
ィンワックスを気散させた後、１３００℃まで昇温し
た。次いで、真空炉内に７６０ＴｏｒｒのＡｒを導入
し、表１に併記した温度で１時間保持して本発明品１〜
１０及び比較品１〜４の焼結合金を得た。こうして得た
各焼結合金の表面を＃２３０のダイヤモンド砥石で湿式
研削加工し、４．０×８．０×２４．０ｍｍ及び直径１
１．３×厚さ１０．０ｍｍの形状に仕上げて試料を作製
した。
【００２４】この内、前者の試料を用いて、密度，硬
さ，抗折強度を測定し、その結果を表２に示した。ま
た、各試料の表面を金属顕微鏡及び走査型電子顕微鏡に
て観察し、微細孔の確認及びその平均直径を測定し、そ
の結果を表２に併記した。念のために、別試料を乾式研
削加工して、その表面を前述と同様の顕微鏡観察及びＸ
線回折により調べた所、炭酸塩を添加した試料はＣａ，
Ｂａ，Ｓｒの各酸化物が確認された。また、これらを水
中に浸漬した後、同様にして確認した所、試料の表面に
はＣａ，Ｂａ，Ｓｒの各酸化物が除去されて微細孔にな
っていた。
さ，抗折強度を測定し、その結果を表２に示した。ま
た、各試料の表面を金属顕微鏡及び走査型電子顕微鏡に
て観察し、微細孔の確認及びその平均直径を測定し、そ
の結果を表２に併記した。念のために、別試料を乾式研
削加工して、その表面を前述と同様の顕微鏡観察及びＸ
線回折により調べた所、炭酸塩を添加した試料はＣａ，
Ｂａ，Ｓｒの各酸化物が確認された。また、これらを水
中に浸漬した後、同様にして確認した所、試料の表面に
はＣａ，Ｂａ，Ｓｒの各酸化物が除去されて微細孔にな
っていた。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【実施例２】実施例１で得た各試料の内、試料形状のみ
直径２５×厚さ１０ｍｍの円板と直径２×長さ２０ｍｍ
の丸棒とした本発明品２，４及び比較品１を用いて、荷
重：３０ｋｇｆ（接触面圧：４７７ｋｇｆ／ｃｍ2）、
摩擦速度：０．５ｍ／ｓ、摩擦時間：１０時間、雰囲
気：純水中、試料摩擦面：ダイヤモンドベーストでラッ
プ仕上げした同種の組合わせ条件でもって、ピンオンデ
ィスク法による摩擦試験を行い、その結果を表３に示し
た。
直径２５×厚さ１０ｍｍの円板と直径２×長さ２０ｍｍ
の丸棒とした本発明品２，４及び比較品１を用いて、荷
重：３０ｋｇｆ（接触面圧：４７７ｋｇｆ／ｃｍ2）、
摩擦速度：０．５ｍ／ｓ、摩擦時間：１０時間、雰囲
気：純水中、試料摩擦面：ダイヤモンドベーストでラッ
プ仕上げした同種の組合わせ条件でもって、ピンオンデ
ィスク法による摩擦試験を行い、その結果を表３に示し
た。
【００２８】
【表３】
【００２９】
【実施例３】実施例１で得た本発明品７及び比較品４を
用いて、雰囲気のみエマルジョンタイプの加工液とした
以外は実施例２と同条件でもって、ピンオンデスク法に
よる摩擦試験を行い、その結果を表４に示した。
用いて、雰囲気のみエマルジョンタイプの加工液とした
以外は実施例２と同条件でもって、ピンオンデスク法に
よる摩擦試験を行い、その結果を表４に示した。
【００３０】
【表４】
【００３１】
【発明の効果】本発明の微細孔を有する焼結合金は、従
来のポアーを有する超硬合金に比較して抗折強度が高
く、緻密な従来の焼結合金に比較して湿式摩擦試験にお
ける摩擦係数が約１／２〜１／３、摩耗量が約１／３〜
１／８と小さく、顕著に優れているという効果がある。
また、本発明の微細孔を有する焼結合金の製造方法は、
従来の多孔質焼結合金の製造方法に比較して非常に簡易
な方法であること、及び製造工程管理上及び品質管理上
からもバラツキの少ない製品が得られるという効果があ
る。
来のポアーを有する超硬合金に比較して抗折強度が高
く、緻密な従来の焼結合金に比較して湿式摩擦試験にお
ける摩擦係数が約１／２〜１／３、摩耗量が約１／３〜
１／８と小さく、顕著に優れているという効果がある。
また、本発明の微細孔を有する焼結合金の製造方法は、
従来の多孔質焼結合金の製造方法に比較して非常に簡易
な方法であること、及び製造工程管理上及び品質管理上
からもバラツキの少ない製品が得られるという効果があ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫
化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種でな
る分散相２〜３０体積％と、Ｃｏ及び／又はＮｉの金属
又は合金でなる結合相２〜５０体積％と、残り周期律表
の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物及びこれら
の相互固溶体の中の少なくとも１種でなる硬質相とから
なる焼結合金であって、該焼結合金の表面から内部に向
かっての深さ方向に１〜２０μｍでなる表面部が形成さ
れており、該表面部から該分散相が除去されて微細孔が
形成されていることを特徴とする微細孔を有する焼結合
金。 - 【請求項２】 Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫
化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種でな
る分散相２〜３０体積％と、Ｃｏ及び／又はＮｉの金属
又は合金でなる結合相２〜５０体積％と、遊離炭素１０
体積％以下と、残り周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属
の炭化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中の少なく
とも１種でなる硬質相とからなる焼結合金であって、該
焼結合金の表面から内部に向かっての深さ方向に１〜２
０μｍでなる表面部が形成されており、該表面部から該
分散相が除去されて微細孔が形成されていることを特徴
とする微細孔を有する焼結合金。 - 【請求項３】 上記分散相は、平均粒子径が１〜２０μ
ｍで、かつ上記微細孔は、平均直径が１〜２０μｍであ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の微細孔を有
する焼結合金。 - 【請求項４】 Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物，炭化物，硫
化物，水酸化物，水素化物，炭酸塩，硫酸塩，硝酸塩，
カルボン酸塩、並びにＣａ，Ｓｒ，Ｂａの金属から選ば
れた少なくとも１種でなる分散相形成物質と、Ｃｏ及び
／又はＮｉの金属又は合金でなる結合相形成粉末と、周
期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物及び
これらの相互固溶体の中の少なくとも１種でなる硬質相
形成粉末とを加えて混合粉砕して混合粉末とする第１工
程、該混合粉末を所定形状に成形して圧粉成形体とする
第２工程、該圧粉成形体を真空あるいはガス雰囲気中、
１２００〜１６００℃で加熱焼結し、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ
の酸化物，炭化物，硫化物及びこれらの相互固溶体の中
の少なくとも１種でなる分散相を含有した焼結合金とす
る第３工程、該焼結合金の表面に水を接触させて、該焼
結合金の表面から内部に向かっての深さ方向に１〜２０
μｍでなる表面部を形成し、該表面部に存在する該分散
相を除去して微細孔を形成させる第４工程からなること
を特徴とする微細孔を有する焼結合金の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21551792A JP3324658B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 微細孔を有する焼結合金及びその製造方法 |
| US08/093,011 US5411571A (en) | 1992-07-21 | 1993-07-19 | Hard sintered alloy having fine pores and process for preparing the same |
| DE69306487T DE69306487T2 (de) | 1992-07-21 | 1993-07-21 | Verfahren zu Herstellung einer gesinterten feinporigen Hartmetallegierung |
| EP93111658A EP0580134B1 (en) | 1992-07-21 | 1993-07-21 | Process for preparing a hard sintered alloy having fine pores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21551792A JP3324658B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 微細孔を有する焼結合金及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641672A JPH0641672A (ja) | 1994-02-15 |
| JP3324658B2 true JP3324658B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=16673726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21551792A Expired - Fee Related JP3324658B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 微細孔を有する焼結合金及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0580134B1 (ja) |
| JP (1) | JP3324658B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| WO1995027556A1 (en) * | 1994-04-07 | 1995-10-19 | Institute Of Gas Technology | Process for producing membranes from nanoparticulate powders |
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| US6238807B1 (en) * | 1997-07-25 | 2001-05-29 | Chubu Sukegawa Enterprise Co., Ltd. | Thermal spraying composite material containing molybdenum boride and a coat formed by thermal spraying |
| GB2342925B (en) | 1998-08-19 | 2001-05-16 | Hitachi Powdered Metals | Sintered alloy having improved wear resistance and process for producing the same |
| JP5128036B2 (ja) * | 1999-09-14 | 2013-01-23 | ジンテーズ ゲゼルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング | 高温で焼成可能な圧粉体の製造に使用される２つの微粒体相の混合物 |
| GB0024046D0 (en) * | 2000-10-02 | 2000-11-15 | Porvair Technology Ltd | Method of making porous articles |
| DE60109654T2 (de) * | 2001-11-13 | 2006-04-27 | Fundacion Inasmet, San Sebastian | Verfahren zur herstellung von produkten aus carbidverstärkten baumetallmaterialien |
| GB2429980A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-14 | John James Saveker | Material comprising a carbide, boride or oxide and tungsten carbide |
| JP2008025671A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Nsk Ltd | 溶融金属中で使用される転がり軸受 |
| US20100019418A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | Foxconn Technology Co., Ltd. | Method for manufacturing a revolving shaft assembly |
| US8298478B2 (en) * | 2009-04-24 | 2012-10-30 | Medtronic, Inc. | Method of preparing an electrode |
| US20100318140A1 (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-16 | Medtronic, Inc. | Volumetric energy density electrodes |
| WO2020030906A1 (en) | 2018-08-07 | 2020-02-13 | Bae Systems Plc | Hot isostatic pressing consolidation of powder derived parts |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4971624A (en) * | 1981-03-05 | 1990-11-20 | Clark Eugene V | Abrasion and erosion resistant articles |
| JPS6049154B2 (ja) * | 1981-06-05 | 1985-10-31 | 松下電器産業株式会社 | 炭化チタン系セラミック組成物 |
| JPS62120403A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Permelec Electrode Ltd | 表面多孔質体チタン複合体の製造方法 |
| US5288676A (en) * | 1986-03-28 | 1994-02-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Cemented carbide |
| JPH0788909B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1995-09-27 | 日本タングステン株式会社 | ポア分散材を用いたメカニカルシール並びにポア分散超硬合金及びその製造方法 |
| DE3910282A1 (de) * | 1988-03-31 | 1989-10-19 | Agency Ind Science Techn | Verfahren zur herstellung poroesen matrials aus eisen, nickel, titan und/oder anderen metallen |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP21551792A patent/JP3324658B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-07-19 US US08/093,011 patent/US5411571A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-07-21 DE DE69306487T patent/DE69306487T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-07-21 EP EP93111658A patent/EP0580134B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0580134B1 (en) | 1996-12-11 |
| JPH0641672A (ja) | 1994-02-15 |
| EP0580134A1 (en) | 1994-01-26 |
| US5411571A (en) | 1995-05-02 |
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