JP3388403B2 - 非平衡粉末のバルク成形方法 - Google Patents
非平衡粉末のバルク成形方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非平衡相を含む合
金粉末をバルク化するための固化成形方法に関する。さ
らに詳しくは、本発明は、非平衡相を含む合金粉末を加
圧しながら通電加熱することによってバルク状に固化成
形する技術に関する。
金粉末をバルク化するための固化成形方法に関する。さ
らに詳しくは、本発明は、非平衡相を含む合金粉末を加
圧しながら通電加熱することによってバルク状に固化成
形する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】非平衡相を含む合金粉末は機械的合金化
法や急冷凝固法によって作製することができる。しか
し、非平衡相が容易に結晶化するため、その固化成形は
非常に困難である。特に、非平衡相を残存したまま固化
成形することは熱エネルギーを利用して拡散による接合
を促進することができないため、成形体を作製すること
は難しい。
法や急冷凝固法によって作製することができる。しか
し、非平衡相が容易に結晶化するため、その固化成形は
非常に困難である。特に、非平衡相を残存したまま固化
成形することは熱エネルギーを利用して拡散による接合
を促進することができないため、成形体を作製すること
は難しい。
【０００３】これまでに、非平衡相の合金粉末をステン
レス製のパイプに充填して、圧延により固化成形する技
術（シース圧延技術）などが提案されているが、粉末を
充填したパイプ内を完全に脱気処理したうえで、さらに
パイプの両端を完全に封じ込む必要があり、工業的に利
用するには問題が残されている。
レス製のパイプに充填して、圧延により固化成形する技
術（シース圧延技術）などが提案されているが、粉末を
充填したパイプ内を完全に脱気処理したうえで、さらに
パイプの両端を完全に封じ込む必要があり、工業的に利
用するには問題が残されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、上記従来技
術の問題点を解決するために鋭意研究した結果、非平衡
相を含む合金粉末を金属パイプの中に充填し、粉末と接
触する部分がパイプの内径より大きく外径より小さなパ
ンチにより加圧成形しながら、直接粉末に通電して加熱
することにより固化成形すると、結晶化温度以下で緻密
に成形できることを見いだし、本発明を完成した。本発
明は、非平衡相を含む合金粉末をプレス成形によって簡
単に固化成形する方法を提供するためになされたもので
ある。
で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、上記従来技
術の問題点を解決するために鋭意研究した結果、非平衡
相を含む合金粉末を金属パイプの中に充填し、粉末と接
触する部分がパイプの内径より大きく外径より小さなパ
ンチにより加圧成形しながら、直接粉末に通電して加熱
することにより固化成形すると、結晶化温度以下で緻密
に成形できることを見いだし、本発明を完成した。本発
明は、非平衡相を含む合金粉末をプレス成形によって簡
単に固化成形する方法を提供するためになされたもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）非平衡相を含む金属粉末を結晶化温度以下で緻密
に成形して非平衡相を含むバルク状の固化成形体に加工
する方法であって、機械的合金化法や急冷凝固法で作製
された非平衡相を含む合金粉末を、又は該合金粉末に金
属粉末、セラミックス粉末、若しくは無機あるいは有機
の繊維状物質を混合したのち、金属パイプに充填し、粉
末と接触する部分がパイプの内径以上で外径より小さな
パンチを用いて加圧を行いながら通電加熱によって、粉
末に剪断力を作用させて粉末間の接合を促進させ、粉末
を固化成形することを特徴とする非平衡粉末の成形方
法。 （２）機械的合金化法や急冷凝固法で作製された非平衡
相を含む合金粉末に金属粉末を混合したのち、金属パイ
プに充填し、固化成形することを特徴とする前記（１）
記載の非平衡粉末の成形方法。 （３）機械的合金化法や急冷凝固法で作製された非平衡
相を含む合金粉末にセラミックス粉末を混合したのち、
金属パイプに充填し、固化成形することを特徴とする前
記（１）記載の非平衡粉末の成形方法。 （４）機械的合金化法や急冷凝固法で作製された非平衡
相を含む合金粉末に無機あるいは有機の繊維状物質を混
合したのち、金属パイプに充填し、固化成形することを
特徴とする前記（１）記載の非平衡粉末の成形方法。（５）先端が円錐台形状のパンチを用いる、前記（１）
記載の非平衡粉末の成形方法。 （６）前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の方法
で作製された、非平衡相を含むバルク状成形体を金属パ
イプごと圧延することによって残存する気孔を破壊して
緻密に成形し、９５％以上の密度を有する緻密な成形体
とすることを特徴とする非平衡粉末の成形方法。
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）非平衡相を含む金属粉末を結晶化温度以下で緻密
に成形して非平衡相を含むバルク状の固化成形体に加工
する方法であって、機械的合金化法や急冷凝固法で作製
された非平衡相を含む合金粉末を、又は該合金粉末に金
属粉末、セラミックス粉末、若しくは無機あるいは有機
の繊維状物質を混合したのち、金属パイプに充填し、粉
末と接触する部分がパイプの内径以上で外径より小さな
パンチを用いて加圧を行いながら通電加熱によって、粉
末に剪断力を作用させて粉末間の接合を促進させ、粉末
を固化成形することを特徴とする非平衡粉末の成形方
法。 （２）機械的合金化法や急冷凝固法で作製された非平衡
相を含む合金粉末に金属粉末を混合したのち、金属パイ
プに充填し、固化成形することを特徴とする前記（１）
記載の非平衡粉末の成形方法。 （３）機械的合金化法や急冷凝固法で作製された非平衡
相を含む合金粉末にセラミックス粉末を混合したのち、
金属パイプに充填し、固化成形することを特徴とする前
記（１）記載の非平衡粉末の成形方法。 （４）機械的合金化法や急冷凝固法で作製された非平衡
相を含む合金粉末に無機あるいは有機の繊維状物質を混
合したのち、金属パイプに充填し、固化成形することを
特徴とする前記（１）記載の非平衡粉末の成形方法。（５）先端が円錐台形状のパンチを用いる、前記（１）
記載の非平衡粉末の成形方法。 （６）前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の方法
で作製された、非平衡相を含むバルク状成形体を金属パ
イプごと圧延することによって残存する気孔を破壊して
緻密に成形し、９５％以上の密度を有する緻密な成形体
とすることを特徴とする非平衡粉末の成形方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、本発明についてさらに詳細
に説明する。本発明は、熱をかけることにより結晶化す
る合金粉末を熱をかけることなく、成形用の型（金属パ
イプ）とともに変形させることにより、粉末に剪断力を
作用させて粉末間の接合を促進させ、バルク状の固化成
形体を作製するものである。本発明に用いる非平衡相を
含む合金粉末は、急冷凝固法や機械的合金化法により合
成された粉末が利用できる。これらの粉末として、例え
ば、単ロール法で作製されたアルミ合金やマグネシウム
合金、アトマイズ法で作製された鉄合金、メカニカルア
ロイング法で作製されたチタン合金が例示されるが、こ
れらに制限されない。粉末は非平衡相のみで構成されて
いる必要はなく、非平衡相と平衡相が混在していてもよ
い。なお、非平衡相は一般にはアモルファス相や準結晶
相などの加熱によって平衡相化する相をさす。合金粉末
の大きさは、特に指定しないが、一般的には１ｍｍ以下
の粉末が好ましい。
に説明する。本発明は、熱をかけることにより結晶化す
る合金粉末を熱をかけることなく、成形用の型（金属パ
イプ）とともに変形させることにより、粉末に剪断力を
作用させて粉末間の接合を促進させ、バルク状の固化成
形体を作製するものである。本発明に用いる非平衡相を
含む合金粉末は、急冷凝固法や機械的合金化法により合
成された粉末が利用できる。これらの粉末として、例え
ば、単ロール法で作製されたアルミ合金やマグネシウム
合金、アトマイズ法で作製された鉄合金、メカニカルア
ロイング法で作製されたチタン合金が例示されるが、こ
れらに制限されない。粉末は非平衡相のみで構成されて
いる必要はなく、非平衡相と平衡相が混在していてもよ
い。なお、非平衡相は一般にはアモルファス相や準結晶
相などの加熱によって平衡相化する相をさす。合金粉末
の大きさは、特に指定しないが、一般的には１ｍｍ以下
の粉末が好ましい。
【０００７】非平衡相を含む合金粉末は、金属パイプの
中に充填する。充填方法は特に指定しないが、パイプの
中へ緻密に充填するため、振動を付与した充填方法やプ
レスや静水圧を利用した充填方法が利用できる。パイプ
の材質についても特に指定しないが、加圧により変形す
るとともに導電性のある材料が利用できる。一般的には
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、軟鋼、チタン、アルミ
ニウムなどのパイプが利用できる。
中に充填する。充填方法は特に指定しないが、パイプの
中へ緻密に充填するため、振動を付与した充填方法やプ
レスや静水圧を利用した充填方法が利用できる。パイプ
の材質についても特に指定しないが、加圧により変形す
るとともに導電性のある材料が利用できる。一般的には
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、軟鋼、チタン、アルミ
ニウムなどのパイプが利用できる。
【０００８】非平衡相を含む合金粉末には、金属粉末、
セラミックス粉末、あるいは無機や有機の繊維状体を混
合してもよい。好適には、例えば、タングステン粉末や
タンタル粉末、イットリア粉末や硼化チタン粉末、カー
ボンファイバーなどが例示される。混合方法は、湿式混
合や乳鉢混合などの低エネルギーでの混合が利用でき
る。混合量については特に指定しないが、３０体積％以
下の混合が好ましい。３０体積％を越えると変形に必要
な圧力が大きくなり、装置への負担が大きくなる。
セラミックス粉末、あるいは無機や有機の繊維状体を混
合してもよい。好適には、例えば、タングステン粉末や
タンタル粉末、イットリア粉末や硼化チタン粉末、カー
ボンファイバーなどが例示される。混合方法は、湿式混
合や乳鉢混合などの低エネルギーでの混合が利用でき
る。混合量については特に指定しないが、３０体積％以
下の混合が好ましい。３０体積％を越えると変形に必要
な圧力が大きくなり、装置への負担が大きくなる。
【０００９】成形温度は非平衡相を含む合金粉末の結晶
化温度以下のできるだけ高温で行う必要がある。非平衡
相を含む合金粉末の結晶化温度付近では結晶化温度以下
であっても保持時間により結晶化が生じるため、注意が
必要である。例えば、結晶化温度が５５０℃であるメカ
ニカルアロイング合成したＴｉ−Ｓｉ合金は、４８０℃
で２０分間保持すると結晶化してしまう。結晶化が生じ
ると局所的な発熱が生じ、成形体内に割れが発生する。
化温度以下のできるだけ高温で行う必要がある。非平衡
相を含む合金粉末の結晶化温度付近では結晶化温度以下
であっても保持時間により結晶化が生じるため、注意が
必要である。例えば、結晶化温度が５５０℃であるメカ
ニカルアロイング合成したＴｉ−Ｓｉ合金は、４８０℃
で２０分間保持すると結晶化してしまう。結晶化が生じ
ると局所的な発熱が生じ、成形体内に割れが発生する。
【００１０】成形用のパンチには、粉末と接触する部分
の大きさが金属パイプの外径より小さく、内径以上の大
きさ有するものを用いる必要がある。本発明は、粉末と
接触する部分がパイプの内径以上で外径より小さなパン
チを用いることが重要である。パンチが金属パイプの外
径より大きい場合には金属パイプの変形が生じず、粉末
の緻密化が進行しない。また、内径より小さいパンチで
は従来のプレス成形と同じであり、非平衡相を含む粉末
は緻密化しない。粉末と接触する部分の大きさが金属パ
イプの外径より小さく、内径より大きい場合にのみ、パ
イプが樽状に変形して粉末には剪断力が作用する。一般
にはパンチの先端が円錐台形状になっているものが利用
できる。好適には、超硬性（ＷＣ−１０％Ｃｏ）の円錐
台形状の超硬パンチが使用されるが、これに制限されな
い。
の大きさが金属パイプの外径より小さく、内径以上の大
きさ有するものを用いる必要がある。本発明は、粉末と
接触する部分がパイプの内径以上で外径より小さなパン
チを用いることが重要である。パンチが金属パイプの外
径より大きい場合には金属パイプの変形が生じず、粉末
の緻密化が進行しない。また、内径より小さいパンチで
は従来のプレス成形と同じであり、非平衡相を含む粉末
は緻密化しない。粉末と接触する部分の大きさが金属パ
イプの外径より小さく、内径より大きい場合にのみ、パ
イプが樽状に変形して粉末には剪断力が作用する。一般
にはパンチの先端が円錐台形状になっているものが利用
できる。好適には、超硬性（ＷＣ−１０％Ｃｏ）の円錐
台形状の超硬パンチが使用されるが、これに制限されな
い。
【００１１】成形に用いる装置は特に指定しないが、加
熱機構として通電を利用している加圧成形装置が使用で
きる。具体的には、放電プラズマ焼結機やパルス通電焼
結装置が利用できる。成形時の加圧力は特に指定しない
が、パンチの先端を円錐台形状にすることによって、粉
末に大きな成形力を与えることができる。非平衡相を含
む粉末の固化成形では、２００ＭＰａ以上の圧力を粉末
にかけることが望ましい。
熱機構として通電を利用している加圧成形装置が使用で
きる。具体的には、放電プラズマ焼結機やパルス通電焼
結装置が利用できる。成形時の加圧力は特に指定しない
が、パンチの先端を円錐台形状にすることによって、粉
末に大きな成形力を与えることができる。非平衡相を含
む粉末の固化成形では、２００ＭＰａ以上の圧力を粉末
にかけることが望ましい。
【００１２】加圧方法については特に指定しないが、油
圧プレスや機械的な機構による加圧が利用できる。た
だ、加熱を通電により行うため、加圧に用いる治具は導
電性を有するものを用いなければならず、金属製の治具
が好ましい。
圧プレスや機械的な機構による加圧が利用できる。た
だ、加熱を通電により行うため、加圧に用いる治具は導
電性を有するものを用いなければならず、金属製の治具
が好ましい。
【００１３】加熱雰囲気は特に指定しないが、非平衡相
を含む粉末の表面が酸化しないように、真空雰囲気や不
活性ガス雰囲気を用いることが好ましい。
を含む粉末の表面が酸化しないように、真空雰囲気や不
活性ガス雰囲気を用いることが好ましい。
【００１４】本発明で得られた成形体は、非平衡相を含
むバルク状成形体であり、圧延によりさらに残存する気
孔を破壊し、９５％以上の密度を有する緻密な成形体を
得ることができる。圧延は成形体を金属パイプに入れた
まま行う必要があり、一般の圧延機が使用できる。ま
た、圧延は室温が好ましいが、非平衡相を含む合金粉末
の結晶化温度以下の加熱下でも可能である。
むバルク状成形体であり、圧延によりさらに残存する気
孔を破壊し、９５％以上の密度を有する緻密な成形体を
得ることができる。圧延は成形体を金属パイプに入れた
まま行う必要があり、一般の圧延機が使用できる。ま
た、圧延は室温が好ましいが、非平衡相を含む合金粉末
の結晶化温度以下の加熱下でも可能である。
【００１５】以下、実施例で本発明をさらに具体的に説
明する。
明する。
【実施例】実施例１
チタン粉末（和光純薬製試薬特級）７．４ｇとシリコン
粉末（和光純薬製試薬特級）２．６ｇを２００時間の機
械的合金化処理によりアモルファス相を含有する合金粉
末を作製した。得られた粉末を内径４ｍｍ、外径６ｍ
ｍ、高さ３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパ
イプにプレスにより充填し、放電プラズマ焼結装置によ
り真空中にて固化成形した。パンチは粉末と接触する部
分がφ５ｍｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性
（ＷＣ−１０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用い
た。結晶化温度約５００℃以下の３５０℃まで加熱し、
３分間保持することによって焼結を行った。なお、粉末
と接触する部分での加圧力は８００ＭＰａになるように
した。
粉末（和光純薬製試薬特級）２．６ｇを２００時間の機
械的合金化処理によりアモルファス相を含有する合金粉
末を作製した。得られた粉末を内径４ｍｍ、外径６ｍ
ｍ、高さ３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパ
イプにプレスにより充填し、放電プラズマ焼結装置によ
り真空中にて固化成形した。パンチは粉末と接触する部
分がφ５ｍｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性
（ＷＣ−１０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用い
た。結晶化温度約５００℃以下の３５０℃まで加熱し、
３分間保持することによって焼結を行った。なお、粉末
と接触する部分での加圧力は８００ＭＰａになるように
した。
【００１６】金属パイプは樽状に変形しており、成形体
が作製できた。得られた成形体は２ｍｍの厚みを有して
おり、粉末とほぼ同じ量のアモルファス相を含有してい
た。
が作製できた。得られた成形体は２ｍｍの厚みを有して
おり、粉末とほぼ同じ量のアモルファス相を含有してい
た。
【００１７】実施例２
溶解したＡｌ−１５原子％Ｃｒ粉末を単ロール法によっ
て急冷し、粉砕して準結晶を含む粉末を作製した。この
粉末に２体積％のカーボンファイバー（２０μｍ径）を
乳鉢にて混合したのち、内径４ｍｍ、外径６ｍｍ、高さ
３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパイプにプ
レスにより充填し、放電プラズマ焼結装置により真空中
で固化成形した。パンチは粉末と接触する部分がφ５ｍ
ｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性（ＷＣ−１
０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用いた。結晶化
温度約４００℃以下の３５０℃まで加熱し、３分間保持
することによって焼結を行った。なお、粉末と接触する
部分での加圧力は８００ＭＰａになるようにした。
て急冷し、粉砕して準結晶を含む粉末を作製した。この
粉末に２体積％のカーボンファイバー（２０μｍ径）を
乳鉢にて混合したのち、内径４ｍｍ、外径６ｍｍ、高さ
３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパイプにプ
レスにより充填し、放電プラズマ焼結装置により真空中
で固化成形した。パンチは粉末と接触する部分がφ５ｍ
ｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性（ＷＣ−１
０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用いた。結晶化
温度約４００℃以下の３５０℃まで加熱し、３分間保持
することによって焼結を行った。なお、粉末と接触する
部分での加圧力は８００ＭＰａになるようにした。
【００１８】金属パイプは樽状に変形しており、一部成
形体との圧着がみられたものの、緻密な成形体が得られ
た。得られた成形体は厚みが２ｍｍ程度で、準結晶を含
むバルク体であった。
形体との圧着がみられたものの、緻密な成形体が得られ
た。得られた成形体は厚みが２ｍｍ程度で、準結晶を含
むバルク体であった。
【００１９】実施例３
溶解したＬａ−２５原子％Ｎｉ−２０原子％Ａｌ合金を
急冷したのち、粉砕してアモルファス相を含む合金粉末
を作製した。得られた合金粉末に５原子％のＴｉＢ2 粉
末を乳鉢にて混合したのち、内径４ｍｍ、外径６ｍｍ、
高さ３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパイプ
に振動機により充填し、放電プラズマ焼結装置により真
空中で固化成形した。パンチは粉末と接触する部分がφ
５ｍｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性（ＷＣ
−１０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用いた。結
晶化温度約３００℃以下の２５０℃まで加熱し、５分間
保持することによって焼結した。なお、粉末と接触する
部分での加圧力は５００ＭＰａになるようにした。
急冷したのち、粉砕してアモルファス相を含む合金粉末
を作製した。得られた合金粉末に５原子％のＴｉＢ2 粉
末を乳鉢にて混合したのち、内径４ｍｍ、外径６ｍｍ、
高さ３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパイプ
に振動機により充填し、放電プラズマ焼結装置により真
空中で固化成形した。パンチは粉末と接触する部分がφ
５ｍｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性（ＷＣ
−１０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用いた。結
晶化温度約３００℃以下の２５０℃まで加熱し、５分間
保持することによって焼結した。なお、粉末と接触する
部分での加圧力は５００ＭＰａになるようにした。
【００２０】金属パイプは樽状に変形しており、緻密な
成形体が得られた。得られた成形体はわずかにアモルフ
ァス相が減少していたが、ＴｉＢ2 粒子を囲むようにア
モルファス相が存在する成形体であった。
成形体が得られた。得られた成形体はわずかにアモルフ
ァス相が減少していたが、ＴｉＢ2 粒子を囲むようにア
モルファス相が存在する成形体であった。
【００２１】実施例４
チタン粉末（和光純薬製試薬）５．６ｇに鉄粉末（アト
マイズ粉末）４．４ｇを混合して４００時間の機械的合
金化法によりアモルファス相を含む粉末を合成した。得
られた粉末に５質量％の酸化イットリウム粉末を乳鉢に
て混合し、内径４ｍｍ、外径６ｍｍ、高さ５ｍｍのチタ
ン製のパイプに充填し、放電プラズマ焼結装置により真
空中にて固化成形した。パンチは粉末と接触する部分が
φ５ｍｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性（Ｗ
Ｃ−１０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用いた。
結晶化温度約４００℃以下の３２０℃まで加熱すること
によって焼結した。なお、粉末と接触する部分での加圧
力は８００ＭＰａになるようにした。
マイズ粉末）４．４ｇを混合して４００時間の機械的合
金化法によりアモルファス相を含む粉末を合成した。得
られた粉末に５質量％の酸化イットリウム粉末を乳鉢に
て混合し、内径４ｍｍ、外径６ｍｍ、高さ５ｍｍのチタ
ン製のパイプに充填し、放電プラズマ焼結装置により真
空中にて固化成形した。パンチは粉末と接触する部分が
φ５ｍｍで先端に４５°の勾配がついている超硬性（Ｗ
Ｃ−１０％Ｃｏ）の円錐台形状の超硬パンチを用いた。
結晶化温度約４００℃以下の３２０℃まで加熱すること
によって焼結した。なお、粉末と接触する部分での加圧
力は８００ＭＰａになるようにした。
【００２２】金属パイプは樽状に変形しており、成形体
に圧着していた。得られた成形体は表面が緻密である
が、中心付近にはわずかに気孔が残存していた。しか
し、成形体にはアモルファス相が残存しており、酸化イ
ットリウム粒子も均一に分散していた。
に圧着していた。得られた成形体は表面が緻密である
が、中心付近にはわずかに気孔が残存していた。しか
し、成形体にはアモルファス相が残存しており、酸化イ
ットリウム粒子も均一に分散していた。
【００２３】実施例５
急冷凝固法で作製したＴｉ−４０原子％Ｆｅ合金を１０
０時間粉砕し、内径３ｍｍ、外径６ｍｍ、高さ５ｍｍの
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパイプに充填し、パ
ルス通電焼結装置により真空中にて固化成形した。パン
チは粉末と接触する部分がφ５ｍｍで先端に４５°の勾
配がついている形状の超硬性（ＷＣ−１０％Ｃｏ）の超
硬パンチを用いた。結晶化温度約４００℃以下の３２０
℃まで加熱することによって焼結した。なお、粉末と接
触する部分での加圧力は８００ＭＰａになるようにし
た。
０時間粉砕し、内径３ｍｍ、外径６ｍｍ、高さ５ｍｍの
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のパイプに充填し、パ
ルス通電焼結装置により真空中にて固化成形した。パン
チは粉末と接触する部分がφ５ｍｍで先端に４５°の勾
配がついている形状の超硬性（ＷＣ−１０％Ｃｏ）の超
硬パンチを用いた。結晶化温度約４００℃以下の３２０
℃まで加熱することによって焼結した。なお、粉末と接
触する部分での加圧力は８００ＭＰａになるようにし
た。
【００２４】金属パイプは樽状に変形しており、アモル
ファス相を含む緻密な成形体を得ることができた。成形
体は金属パイプに圧着しており、そのまま室温で成形体
の厚みが１０％減じるような圧延を行うことができた。
得られた圧延材は成形体よりさらに緻密化しており、ア
モルファス相も含まれていた。
ファス相を含む緻密な成形体を得ることができた。成形
体は金属パイプに圧着しており、そのまま室温で成形体
の厚みが１０％減じるような圧延を行うことができた。
得られた圧延材は成形体よりさらに緻密化しており、ア
モルファス相も含まれていた。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明は、非平衡粉
末のバルク成形方法に係り、本発明によれば、１）本発
明の非平衡材料のバルク化成形方法を用いて、これまで
粉末や薄帯の形でしか作製できなかったアモルファスや
準結晶などの非平衡相を含む合金粉末をバルク状の成形
体に加工することが可能となり、非平衡相の有する優れ
た機械的・化学的特性を有する工業部材を作製すること
が可能となる、２）また、非平衡相を含むバルク体はさ
らに圧延や鍛造によって複雑形状の部材へ加工すること
ができ、産業上の利用分野を拡大することができる、
３）本発明で得られた材料は、従来の合金元素を増やし
た合金開発とは異なり、構成する相を制御してその特性
を改善するものであり、リサイクル性や環境融合性に富
んだ合金開発を達成することができる、等の効果が奏さ
れる。
末のバルク成形方法に係り、本発明によれば、１）本発
明の非平衡材料のバルク化成形方法を用いて、これまで
粉末や薄帯の形でしか作製できなかったアモルファスや
準結晶などの非平衡相を含む合金粉末をバルク状の成形
体に加工することが可能となり、非平衡相の有する優れ
た機械的・化学的特性を有する工業部材を作製すること
が可能となる、２）また、非平衡相を含むバルク体はさ
らに圧延や鍛造によって複雑形状の部材へ加工すること
ができ、産業上の利用分野を拡大することができる、
３）本発明で得られた材料は、従来の合金元素を増やし
た合金開発とは異なり、構成する相を制御してその特性
を改善するものであり、リサイクル性や環境融合性に富
んだ合金開発を達成することができる、等の効果が奏さ
れる。
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22F 3/14
Claims (6)
- 【請求項１】 非平衡相を含む金属粉末を結晶化温度以
下で緻密に成形して非平衡相を含むバルク状の固化成形
体に加工する方法であって、機械的合金化法や急冷凝固
法で作製された非平衡相を含む合金粉末を、又は該合金
粉末に金属粉末、セラミックス粉末、若しくは無機ある
いは有機の繊維状物質を混合したのち、金属パイプに充
填し、粉末と接触する部分がパイプの内径以上で外径よ
り小さなパンチを用いて加圧を行いながら通電加熱によ
って、粉末に剪断力を作用させて粉末間の接合を促進さ
せ、粉末を固化成形することを特徴とする非平衡粉末の
成形方法。 - 【請求項２】 機械的合金化法や急冷凝固法で作製され
た非平衡相を含む合金粉末に金属粉末を混合したのち、
金属パイプに充填し、固化成形することを特徴とする請
求項１記載の非平衡粉末の成形方法。 - 【請求項３】 機械的合金化法や急冷凝固法で作製され
た非平衡相を含む合金粉末にセラミックス粉末を混合し
たのち、金属パイプに充填し、固化成形することを特徴
とする請求項１記載の非平衡粉末の成形方法。 - 【請求項４】 機械的合金化法や急冷凝固法で作製され
た非平衡相を含む合金粉末に無機あるいは有機の繊維状
物質を混合したのち、金属パイプに充填し、固化成形す
ることを特徴とする請求項１記載の非平衡粉末の成形方
法。 - 【請求項５】 先端が円錐台形状のパンチを用いる、請
求項１記載の非平衡粉末の成形方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方
法で作製された、非平衡相を含むバルク状成形体を金属
パイプごと圧延することによって残存する気孔を破壊し
て緻密に成形し、９５％以上の密度を有する緻密な成形
体とすることを特徴とする非平衡粉末の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088716A JP3388403B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 非平衡粉末のバルク成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000088716A JP3388403B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 非平衡粉末のバルク成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001271102A JP2001271102A (ja) | 2001-10-02 |
| JP3388403B2 true JP3388403B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=18604554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000088716A Expired - Lifetime JP3388403B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 非平衡粉末のバルク成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3388403B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4524384B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2010-08-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 準結晶含有チタン合金及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-03-28 JP JP2000088716A patent/JP3388403B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001271102A (ja) | 2001-10-02 |
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