JP4377165B2 - 高温加熱金属成型体支持部材およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００２】
【発明の属する技術分野】
【０００３】
本発明は、高温で加熱される金属成型体の支持に用いられる炭素材料系支持部材およびその製造方法に関する。
【従来の技術】
【０００４】
粉末冶金法は金属粉末を押し固めて成型物を作り、それを熱処理することで焼結した高温加熱金属成型体を得る手法である。そのため、他工法と比べ量産性に優れ、歩留まりが格段に優れているため自動車のカム、シャフトなどの鋼製機械部品のための加工法として粉末冶金法が広く用いられている。
【０００５】
このような粉末冶金法において、金属粉末成型体を還元性あるいは非酸化性雰囲気中で焼結するに際して金属粉末成型体を支持する下敷板（セッター）（例えば特開平８−１９８６８５号公報）として、あるいは電子部品用ガラス封着における金属シェルリング用治具（例えば特開平５−３１９９２９号公報）として、軽量性ならびに熱伝導性にも優れた炭素系材料からなる支持部材が用いられている。これら高温加熱金属成型体の熱処理用炭素系支持部材には、８００℃以上の加熱と冷却の繰り返しに耐える耐熱衝撃性に加えて、高温加熱金属成型体への浸炭現象（炭素の固体金属への拡散浸透による移行現象）を起さないことが重要な特性として要求される。このような要求は、金属成型体として鉄（Ｆｅ）系金属（Ｆｅ単体あるいは、Ｆｅを主体とするＦｅとニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）等の黒鉛化促進元素など、あるいは他の元素との合金を含む）を用いる場合にとくに強い。
【０００６】
例えば、粉末成型金属の熱処理時に発生する浸炭現象は以下の様にして進むものと推定される。すなわち、よく知られているように、炭素（Ｃ）は鉄に固溶し鉄との合金を形成し融点が大きく低下する。従って、粉末成型金属の熱処理時に粉末金属中に炭素が固溶することにより、金属の融点が低下し金属成型物が焼結用敷板に融着する。金属が敷板に融着することにより金属と炭素の接触面積が増加し、浸炭現象が促進され、金属の融点がさらに低下し、極端な場合、金属成型物が完全に溶融してしまう。
【０００７】
上記浸炭現象を防止するための提案もいくつかなされている。
【０００８】
例えば、難黒鉛化性炭素が浸炭の抑制に効果があるとの観点から、熱硬化性樹脂を出発原料とした炭素化物であるガラス状炭素（非晶質炭素）の板状成型体（例えば特開平１０−６７５５９号公報）や微細難黒鉛化性炭素を熱硬化性樹脂で被覆したのち加圧成型し、成型物を焼成したもの（特開２００２−１５４８７５号公報）などが提案されている。しかしながら、黒鉛とは異なる炭素構造の採用による浸炭抑制は十分には得られないのが現状である。
【０００９】
また、Ｆｅより炭素との親和力の強い元素として、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ等が知られており、炭素下敷板の表面にこれら元素の炭化物の皮膜を形成すれば浸炭現象は防止可能である。上記のような金属の炭化物皮膜の形成は、プラズマ溶射法等により行われる。しかしながら、高温への加熱−冷却により形成された皮膜と基材炭素下敷板との熱膨張率の違いにより皮膜の剥離が起る。被膜を薄くすれば被膜の剥離が軽減できるが、使用時の摩耗により被膜が失われる。
【００１０】
炭素下敷板の表面にセラミック層を形成して浸炭を防止するいくつかの方法も提案されている。例えばクロム酸を塗布後に焼成して、酸化クロム皮膜を形成する方法（特開平２−２１２３８５号公報）、セラミック粉末を主体とする抄造シートを加熱圧着する方法（特開平８−１９８６８５号公報）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）をプラズマスプレーする方法（特表２０００−５０９１０２号公報、特開２００２−１７９４８５号公報）などである。しかし、これらセラミック皮膜はいずれも、基材炭素板との熱膨張率差により、高温への加熱−冷却サイクルの繰り返しに耐え得るものではなく、限られた寿命を示すのみである。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のような従来材料の問題点に鑑み、本発明は、粉末冶金法その他における金属成型体の熱処理の繰返しにおいて皮膜ないし被覆の剥離の問題を起すことなく１０００℃以上でも効果的に浸炭を防止可能な金属成型体支持部材、特に粉末冶金熱処理用敷板、およびその効率的な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、上述の目的で研究をしている過程で炭素前駆体とある種のセラミックス（一般に炭素材料もセラミックスとして分類される場合があるが、本発明における「セラミックス」とは炭素材料を含まないものとする）を混合し、適切な加圧成型後、熱処理することにより得られた炭素−セラミックス複合体が浸炭特性に優れた金属成型体支持部材となることを見出し、本発明に想到した。
【００１３】
すなわち、本発明の金属成型体支持部材は、炭素質材料中に３〜２０重量％の一次粒子径が５０〜５００μｍであるセラミックス粒子（炭素材料粒子を除く）を均一に且つ表面に一部が露出する形態で分散している炭素−セラミックス複合成型体からなり、嵩密度が１．２〜１．６ｇ／ｍｌであることを特徴とする、加熱金属粉末成型体の支持部材である。
【００１４】
このような本発明の金属成型体支持部材は、微細炭素前駆体とセラミックス粒子の分散混合物を加圧成型後、１０００〜２０００℃の温度で炭素化することにより製造される。
【００１５】
以下、本発明の高温加熱金属成型体支持部材を、その代表的な態様である粉末冶金熱処理用敷板を中心として、更に具体的に説明する。
【００１６】
本発明の粉末冶金熱処理用敷板には、従来の炭素板の表面にセラミック層を形成した敷板におけるセラミック層の剥離の問題はない。異種材料間の熱膨張率の差による剥離は、両材料間の（界面長さ）×（熱膨張率の差）で定まるずれ距離あるいはずれ応力の大きさに比例して起る。従って、被覆セラミック層に比べて著しく周囲炭素質材料との接合界面長さの小さいセラミックス粒子においては、本質的に剥離を起す程度のずれ応力は生じ難い。
【００１７】
本発明の粉末冶金熱処理用敷板が単なる炭素板からなる敷板に比べて良好な浸炭阻止効果を有するのは、浸炭の原因となる炭素と金属成型体の接触を敷板表面に露出したセラミックス粒子が阻止するためと考えられる。またセラミックス粒子が敷板全体に分散して存在しているために、摩耗により敷板の表面層が失われても、連続的にセラミックス粒子が表面に露出して浸炭阻止特性が低下することが少ない。
【００１８】
本発明の粉末冶金熱処理用敷板において、セラミックス粒子の配合割合が３〜２０重量％（炭素とセラミックの比重差を考慮すると容積割合では、更にこの約１／２以下となる）と少なく、従ってその表面露出割合が低いにも拘らず良好な浸炭阻止特性を有する理由を、本発明者等は、以下の様に推定している。
【００１９】
炭素前駆体とセラミックス粒子の分散混合物の加圧成型体の炭素化物である本発明の敷板においては、炭素化の過程で炭素前駆体の一部が揮発により除去されて炭素質部が収縮し、得られる敷板表面にはセラミックス粒子が突起として残り、比較的少量でも浸炭の原因となる炭素と金属成型体の接触を有効に抑制する。この意味で、金属成型体の自重を支える強度の突起を与える一次粒子径が５０〜５００μｍと適度に大きいセラミックス粒子が好ましく用いられる。また、表面のセラミックス粒子は、敷板の摩耗ならびに高温熱処理過程で表面の焼損により除かれるが、焼損は炭素の方が優先的に起すため、セラミックス粒子の突起としての残存は維持される。
【００２０】
また、浸炭のメカニズムとの関連で以下のようにも推定される。すなわち、浸炭現象は、鉄などの金属中に炭素が溶解して行く現象である。たとえば、鉄系の金属粉末を成型した材料を炭素材料でできた敷板に載せて熱処理する場合、熱処理温度は１１００〜１２００℃で行われる。その場合の浸炭は次のように進行する。純鉄の融点は１１５０℃以上であるが、炭素が鉄中へ浸炭することにより融点が約１１５０℃まで低下する。浸炭は炭素板と金属成型体の接点で生じるため、炭素板と接触している部分の金属の融点が低下し熱処理温度が１１５０℃を超えると炭素と接触している金属部分が溶融し炭素板へ融着する。金属成型体下部が溶融することにより成型体の自重により成型体が下方に沈み炭素との接触部が増加し、浸炭が促進し最終的には成型体が溶融するに至る。浸炭が促進されるのは、浸炭による融点低下、融点の低下による金属と炭素との接触部の増加、接触部の増加による浸炭反応面積の増加、このサイクルが連続的に生じることにより、一旦、炭素と金属との接点で浸炭現象が発生すると加速度的に浸炭が進行するものと推定される。
【００２１】
炭素板と金属の接触部における浸炭現象を抑制するためには、上記のサイクルを寸断することが最も効果的である。敷板中に金属と反応し難いセラミックスを適度に配置させることにより、炭素と金属が部分的に反応しても、セラミックスとの接点では浸炭現象を生じないため、セラミックス接点の効果で成型体の下部溶融による沈み込みが抑制されることにより、金属成型体への炭素の供給速度が大幅に低減し、結果として浸炭現象が大きく抑制されたものと推定される。
【発明の実施の形態】
【００２２】
本発明の金属成型体支持部材、特に粉末冶金熱処理用敷板は、微細炭素前駆体とセラミックス粉末を混合した後、加圧成型し、これを１０００〜２０００℃で熱処理することにより調製することができる。
【００２３】
微細炭素前駆体は、石炭および石油などを原料とするピッチ類、各種熱硬化性樹などを適宜熱処理し、必要に応じて微細化することにより調製することができる。微細炭素前駆体の形状は繊維状あるいは粒状（球状を含む）のものを使用することができる。繊維状の微細化物は、敷板の強度向上を目的に添加される。繊維長が短すぎると十分な強度が得られず、長すぎると成型が困難になる。好ましくは数平均繊維径が７〜３０μｍ、数平均繊維長が０．０９〜０．５ｍｍである。また、粒状（球状を含む）の微細化物は粒径の平均粒子径（累積体積５０％平均径）が１５０μｍ〜２ｍｍのものが好ましく、特に０．３〜１ｍｍのものが好ましい。
【００２４】
炭素前駆体は熱処理により炭素質材料に変化する。粉末冶金熱処理用敷板の主成分である炭素質材料の構造は、炭素前駆体の構造に大きく依存する。本発明では炭素前駆体の熱処理により生成する炭素質材料の構造をとくに制限をしないが、加熱および冷却時の熱膨張が等方的である難黒鉛化性炭素が好ましい。
【００２５】
本発明で、特に好ましく用いられる難黒鉛化性炭素材料前駆体としては、例えば以下のようにして調製したものがある。すなわち、石油系或いは石炭系ピッチに対し、添加剤として沸点２００℃以上の２乃至３環の芳香族化合物又はその混合物を加えて加熱して溶融混合した後、成型しピッチ成型体を得る。次にピッチに対し低溶解度を有しかつ添加剤に対して高溶解度を有する溶剤で、ピッチ成型体から添加剤を抽出除去し、得られた多孔性ピッチを酸化して不融化物を得る。不融化後あるいはその前のいずれかの段階で微細化を行い、微細難黒鉛化性炭素材料前駆体を得る。
【００２６】
上記した芳香族添加剤は、例えばナフタレン、メチルナフタレン、フェニルナフタレン、ベンジルナフタレン、メチルアントラセン、フェナンスレン、ビフェニル等の１種又は２種以上の混合物から選択される。ピッチに対する添加量は、ピッチ１００重量部に対し３０〜７０重量部の範囲が好ましい。
【００２７】
ピッチと添加剤の混合は、均一な混合を達成するため、加熱し溶融状態で行う。ピッチと添加剤の混合物は、添加剤を混合物から容易に抽出できるようにするため、粒径１ｍｍ以下の粒子に成型することが好ましい。成型は溶融状態で行ってもよく、また混合物を冷却後粉砕する等の方法によってもよい。
【００２８】
ピッチと添加剤の混合物から添加剤を抽出除去するための溶剤としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、ナフサ、ケロシン等の脂肪族炭化水素主体の混合物、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の脂肪族アルコール類等が好適である。
【００２９】
このような溶剤でピッチと添加剤の混合物成型体から添加剤を抽出することによって、成型体の形状を維持したまま、添加剤を成型体から除去することができる。この際に成型体中に添加剤の抜け穴が形成され、均一な多孔性を有するピッチ成型体が得られる。
【００３０】
かくして得られた多孔性ピッチ成型体を酸化（不融化）処理により架橋構造を発達させることにより難黒鉛化性炭素前駆体とすることができる。酸化処理は、１００℃から４００℃までの温度で行なうことが好ましい。酸化剤としては、Ｏ_２、Ｏ_３、ＳＯ_３、ＮＯ_２、これらを空気、窒素等で希釈した混合ガス、または空気等の酸化性気体、あるいは硫酸、硝酸、過酸化水素水等の酸化性液体を用いることができる。
【００３１】
本発明では、上記の方法で調製した難黒鉛化性炭素前駆体とセラミックス粉末を混合後加圧することにより成型前駆体としたのち、非酸化性ガス雰囲気中１０００℃以上２０００℃以下で熱処理することにより本発明の粉末冶金熱処理用敷板を得ることができるが、良質な粉末冶金熱処理用敷板とするには成型前駆体の最適化が重要である。成型前駆体の揮発分が多すぎると熱処理時のガス発生が多くなり、成型体内部からの発生ガスの外部放出が困難となり成型体の破断の原因となる。一方、揮発分が少なすぎるとバインダー成分が少ないため熱処理による粒子同士の接着が不十分となり、得られた粉末冶金熱処理用敷板の充分な強度が得られない。好ましい成型前駆体中の揮発分は５重量％以上３０重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以上２５重量％以下である。
【００３２】
揮発分およびバインダー成分を制御するためピッチ類或いは熱硬化性樹脂などの炭素前駆体を追加混合すること、特に上記した難黒鉛化性炭素前駆体を熱硬化性樹脂で被覆することが好ましい。難黒鉛化性炭素前駆体表面に均一にセラミックス粉末が付着するためには、難黒鉛化性炭素前駆体の熱硬化性樹脂による被覆とセラミックス粉末の混合を同時に行うことがとくに好ましい。熱硬化性樹脂による被覆は、微細難黒鉛化性炭素前駆体に欠ける常温での結着性を付与し、所定の形状への圧縮成型性を付与するとともに、焼成時に自身は微細難黒鉛化性炭素前駆体間の空隙を埋めて炭素化され、微細難黒鉛化性炭素前駆体の炭素化物と一体の非黒鉛質炭素材を与えるために用いられる。この場合、微細難黒鉛化性炭素前駆体９５〜６０重量部に対し、熱硬化性樹脂５〜４０重量部（炭素材料との合量が１００重量部）となる割合で被覆することが好ましい。熱硬化性樹脂が５重量部未満では所定の効果を充分に得ることが困難であり、４０重量部を超えると、焼成の際に発生する揮発分が多くなり、成型体が発泡するため、所定の形状の非黒鉛質炭素材を得ることが困難となる。熱硬化性樹脂は焼成に際し、非黒鉛質炭素への炭素化率が高く、微細難黒鉛化性炭素前駆体の炭素化物と良好なＣ／Ｃコンポジットを形成しやすいため、熱可塑性樹脂より好ましく用いられる。微細難黒鉛化性炭素前駆体の炭素化物と、熱硬化性樹脂の炭素化物は、同様な非黒鉛質構造を与えるため、焼成後に熱膨張率を含めて全体として均質な耐熱衝撃性の良好な非黒鉛質炭素材を与える。熱硬化性樹脂は、少なくとも一部が液状であることが好ましく、例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂（前駆体）等が挙げられる。なかでもフェノール樹脂が好ましく、特に微細難黒鉛化性炭素前駆体に、まずレゾール型の液状フェノール樹脂を表面コーティングしたのち、ノボラック型の固体フェノール樹脂を付着する形態で用いることが好ましい。
【００３３】
セラミックス粒子添加の目的は、粉末金属成型体の焼結のための熱処理時に該金属と敷板中の炭素との接触を阻害することにある。したがって、粉末冶金熱処理用敷板中のセラミックス粒子の含有量が少なすぎると金属と炭素の接触を阻害する効果が不十分であり、一方、セラミックス粒子の含有量が多すぎると粉末冶金熱処理用敷板の強度低下をきたすので好ましくない。粉末冶金熱処理用敷板中のセラミックス粒子の含有量は３重量％以上２０重量％以下が好ましい。熱処理時の膨張収縮による破断を抑制する観点から、本発明の敷板中のセラミックス粒子は炭素質材料中に均一に且つ表面に一部が露出する形態で分散していることが好ましい。
【００３４】
添加するセラミックスの種類としては酸化物系セラミックスや窒化物系セラミックスなど粉末冶金の焼結温度領域で鉄を主成分とする金属或いは金属酸化物と反応し難いセラミックスであればあらゆるものを使用することができる。セラミックスの粒子径に関しては、小さすぎると金属と炭素の接触抑制効果が小さい。粒子径が大きすぎると炭素とセラミックスとの接着点減少による敷板の強度低下、および膨張収縮の差による熱処理時の破断をきたすので好ましくない。好ましくは平均粒子径として５０μｍ以上５００μｍ以下、さらに好ましくは８０μｍ以上３００μｍ以下である。アルミナなどセラミックスの種類によっては、一次粒子が凝集ないし融着して二次粒子を形成している場合がある。このような場合、本発明における粒子径とは一次粒子の粒子径を指すこととする。同様な理由により、セラミックス粒子は二次凝集していない一次粒子からなるものが好ましい。二次粒子径で５０μｍ以上であっても、微細炭素前駆体との分散混合および加圧成型中での応力により、あるいは熱処理中の金属成型体の荷重により一次粒子化して所望の粒径効果が得難いからである。融点が粉末金属焼結温度より高温である必要がある。好ましくはセラミックスの融点は１３００℃以上、さらに好ましくは１５００℃以上である。このような要求性能を満足するセラミックスとしてはアルミナあるいはアルミナ質原料を溶融した後粉砕した溶融アルミナが好ましい。純度に関しては、粉末金属成型物への不純物の混入を避ける意味からも、アルミナの純度が高いことが好ましい。好ましくは９０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上である。
【００３５】
得られた炭素前駆体とセラミックス粒子の混合成型体、すなわち支持部材前駆体を焼成することにより、敷板等の支持部材が得られる。炭素前駆体は、１０００℃より低い温度では主成分である炭素前駆体の炭素化を十分に進めることができず、２０００℃以上では添加したセラミックスと炭素材料の反応が促進するか、或いはセラミックスの融点を超える可能性があり好ましくない。焼成温度は、好ましくは１０００℃以上１８００℃以下、さらに好ましくは１２００℃以上１６００℃以下である。
【００３６】
Ｘ線回折法による平均層面間隔は、斯くして形成された支持部材を構成する炭素質材料の構造を示す良い指標となる。敷板を構成する炭素質材料の平均層面間隔は０．３４ｎｍ以上が好ましい。支持部材、特に粉末冶金熱処理用敷板は、軽い方が取り扱いが容易であり好ましいが、軽すぎると敷板中の空隙が大きくなり、強度が弱くなる傾向にある。従って、セラミックス粒子を含有する本発明の支持部材の嵩密度は１．２〜１．６ｇ／ｍｌとする。嵩密度が１．２ｇ／ｍｌ未満では十分な強度が得られないので好ましくない。また１．６ｇ／ｍｌを超えると、金属との接触点が増加するので好ましくない。さらに、曲げ強度が１５ＭＰａ以上であることが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例および比較例により、本発明を更に具体的に説明する。以下の例を含めて、本明細書中に記載する物性値は、以下の方法により求めた値に基づく。
【００３８】
（１）「炭素質材料の平均層面間隔ｄ_００２」：炭素質材料粉末を試料ホルダーに充填し、グラファイトモノクロメーターにより単色化したＣｕＫα線を線源としＸ線回折図形を得る。回折図形のピーク位置は重心法（回折線の重心位置を求め、これに対応する２θ値でピークの位置をもとめる方法）により求め、標準物質用高純度シリコン粉末の（１１１）面の回折ピークを用いて補正する。ＣｕＫα線の波長を０．１５４１８ｎｍとし、Ｂｒａｇｇの公式によりｄ_００２を計算する。
【数１】

【００３９】
（２）揮発分
ＪＩＳ Ｋ２４２５「クレオソート油、加工タール、タールピッチ試験方法」に記載の固定炭素分定量方法に従い、８００℃での固定炭素分を測定し、初期重量より固定炭素分を差し引く事により揮発分を求めた。
【００４０】
（３）平均（一次）粒子径
試料を約０．１ｇに対し分散剤（カチオン系界面活性剤ＳＮディスパーサント７３４７−Ｃ（サンノプコ社））を３滴加え、試料に分散剤を馴染ませる。つぎに、純水３０ｍｌを加え、超音波洗浄機で約２分分散させて一次粒子分散液としたのち、粒径分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ−９２２０（二機装（株）製））粒径分布を測定し、０．１〜１０００μｍの範囲の粒子の体積平均粒子径（累積５０％）として求めた。
【００４１】
（４）敷板中セラミックス含有量
空気中１０００℃で敷板を燃焼させ、残渣分の重量をセラミックスの重量とした。
【００４２】
（５）浸炭の評価
鉄５９重量％＋黒鉛１重量％＋ニッケル２０重量％＋コバルト２０重量％の混合粉末を１００ＭＰａの圧力で圧縮成型した直径２０ｍｍ×厚み５ｍｍの円板状の金属粉末成型体を、形成した粉末冶金熱処理用敷板試料上に乗せ、窒素雰囲気下、１１５０℃または１２００℃で１時間保持して金属粉末成型体を焼結した後、該焼結体および粉末冶金熱処理用敷板の表面を目視観察して、浸炭（焼結体表面の肌あれあるいは変色）の有無を測定した。結果は、下記の基準により評価した。
【００４３】
Ａ：浸炭は認められない。
Ｂ：焼結体および炭素下敷板の少なくとも一方に浸炭が認められる。
Ｃ：金属焼結体の溶解し、焼結体の形状に変形が認められる。
【００４４】
（実施例１）
難黒鉛化性炭素前駆体として平均粒径が０．６２ｍｍの石油系球状不融化ピッチ（呉羽化学工業（株）製「ＫＨ−１Ｂ」；酸素含有率＝７．１％、固定炭素分＝７２．１％、開放細孔比容積＝約０．０５ｍｌ／ｇ）８３重量部の表面をレゾール型液状フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製「レジトップＰＬ−４８０４」）６重量部で被覆した後、ノボラック型固体フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製「ＰＧ−２４１１」；平均粒径＝２０〜８０μｍ）８重量部およびアルミナ粉末（（株）ニッカトー製；「アランダム粒＃８０」、Ａｌ_２Ｏ_３含有率９９％以上、平均粒子径２００μｍ）３重量部を付着させて原材料とした。該原材料を平金型中に充填し、１７０℃以上において１５分間、５ＭＰａの加圧により成型して、約７ｍｍ厚の板状の成型前駆体を得た。成型前駆体を更に１５０℃で２４時間熱処理しフェノール樹脂の硬化処理を行った。得られた成型前駆体を黒鉛ルツボ内に平置きし、該ルツボとともに焼成炉内に配置して、真空置換後、窒素気流中、１４５０℃で１時間焼成して寸法４２０ｍｍ×２５０ｍｍ×６ｍｍの粉末冶金熱処理用敷板を得た。敷板の嵩密度は１．４３ｇ／ｍｌであった。
【００４５】
上記で得られた炭素セラミックスの場合、下敷板は１１５０℃と１２００℃とのいずれの温度の焼結試験後においても、浸炭を示さず、満足な金属焼結用下敷板であることが認められた。得られた敷板の組成および特性の概要を、以下の実施例および比較例とまとめて後記表１に記す。
【００４６】
（実施例２）
成型前駆体を構成する原材料の成分を石油系球状不融化ピッチ８１重量部、レゾール型液状フェノール樹脂６重量部、ノボラック型固体フェノール樹脂８重量部、アルミナ粉末５重量部とした以外は、実施例１と同様にして調製し粉末冶金熱処理用敷板を得た。
【００４７】
（実施例３）
成型前駆体を構成する原材料の成分を石油系球状不融化ピッチ７９重量部、レゾール型液状フェノール樹脂６重量部、ノボラック型固体フェノール樹脂８重量部、アルミナ粉末７重量部とした以外は、実施例１と同様にして調製し粉末冶金熱処理用敷板を得た。
【００４８】
（実施例４）
成型前駆体を構成する原材料の成分を石油系球状不融化ピッチ７６重量部、レゾール型液状フェノール樹脂６重量部、ノボラック型固体フェノール樹脂８重量部、アルミナ粉末１０重量部とした以外は、実施例１と同様にして調製し粉末冶金熱処理用敷板を得た。
【００４９】
（比較例１）
成型前駆体を構成する原材料の成分を、石油系球状不融化ピッチ８０重量部、レゾール型液状フェノール樹脂６重量部、ノボラック型固体フェノール樹脂１４重量部として、アルミナ粉末を除いた以外は、実施例１と同様にして調製し、粉末冶金熱処理用敷板を得た。
【００５０】
（比較例２）
市販黒鉛押出材（（株）エスエーシー社製「ＰＳ−Ｇ１２」）から寸法４２０ｍｍ×２５０ｍｍ×６ｍｍに切り出した黒鉛版を焼結用敷板とした。
【００５１】
（参考例）
アルミナ粉末（（株）ニッカトー製「アランダム＃８０」、Ａｌ_２Ｏ_３含有率９９％以上、平均粒子径２００μｍ）５重量部の代りに、アルミナ粉末（日本軽金属株式会社製「Ａ１２」、Ａｌ_２Ｏ_３含有率９９％以上、平均粒子径１μｍ）５重量部を用いた以外は、実施例２と同様にして調製し、粉末冶金熱処理用敷板を得た。
【００５２】
上記実施例、比較例および参考例で得た敷板の組成および特性の概要をまとめて以下の表１に示す。
【表１】

【発明の効果】
【００５３】
上述したように、本発明によれば、微細炭素前駆体とセラミックス粒子との分散混合物を加圧成型後、１０００〜２０００℃の温度で炭素前駆体を炭素化するという簡単な方法により、セラミック被覆の場合のような被覆層の剥離の問題もなく高温熱処理中の金属成型体の浸炭を効果的に防止可能な支持部材、特に粉末冶金熱処理用敷板が得られる。

Claims (6)

1. 炭素質材料中に３〜２０重量％の一次粒子径が５０〜５００μｍであるセラミックス粒子（炭素材料粒子を除く）を均一に且つ表面に一部が露出する形態で分散している炭素−セラミックス複合成型体からなり、嵩密度が１．２〜１．６ｇ／ｍｌであることを特徴とする、加熱金属粉末成型体の支持部材。
2. セラミックス粒子が、アルミナ純度９０重量％以上の溶融アルミナである請求項１に記載の支持部材。
3. 微細炭素前駆体と一次粒子径が５０〜５００μｍであるセラミックス粒子（炭素材料粒子を除く）との分散混合物を加圧成型後、１０００〜２０００℃の温度で熱処理して炭素前駆体を炭素化することを特徴とする請求項１または２に記載の加熱金属粉末成型体の支持部材の製造方法。
4. 微細炭素前駆体の表面に、熱硬化性樹脂とともにセラミックス粒子を分散付着させた後に加圧成型を行う請求項３に記載の製造方法。
5. 熱硬化性樹脂が液状熱硬化性樹脂である請求項４に記載の製造方法。
6. 微細炭素前駆体を液状熱硬化性樹脂で被覆した後、更に固体熱硬化性樹脂とセラミックス粒子を付着させてから加圧成型を行う請求項５に記載の製造方法。