JP6654169B2 - 焼結用型の作製方法 - Google Patents
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Description
純度99.9%、平均粒子サイズ60μm以下のGr粉末及び純度99.9%、平均粒子サイズ60μm以下のTiB2粉末を用い、黒鉛粉末と上記二硼化チタン粉末とを黒鉛粉末50重量%、二硼化チタン粉末50重量%の混合割合で混合し、このGr−TiB2混合粉末Wを、放電プラズマ焼結法を用いて焼結してGr−TiB2焼結体からなる焼結用型Mを作製した。焼結後の型寸法は、ダイM1にあっては、外径50.00mm、内径20.05mm、高さ40.00mm、各パンチM2・M2にあっては、それぞれ外径20.00mm、長さ25.00mmである。上記焼結の条件は、焼結温度2,000℃、焼結圧力40MPa、焼結時間20分及び焼結雰囲気は真空雰囲気である。作製した焼結用型Mの相対密度は98%であった。
この実施例1で作製したGr−TiB2焼結体を放電加工により仕上して焼結用型Mを作製し、この焼結用型Mを用い、焼結用型M内に焼結材料を充填しない状態(ブランク焼結)で、真空雰囲気、温度1,900℃、圧力20MPa、焼結時間60分の焼結条件で焼結テストを試みた。上記焼結条件で三サイクルを繰り返し行ったが、焼結前後のGr−TiB2焼結体から作製した焼結用型Mの割れや焼結用型Mの寸法変形はないことを確認した。
市販の黒鉛金型を用い、黒鉛金型内に焼結材料を充填しない状態(ブランク焼結)で、焼結例1に記載した焼結条件と同じ焼結条件で三セットの金型で焼結テストを試みた。上記焼結条件で三サイクルを繰り返し行い、焼結前後の黒鉛金型の割れや黒鉛金型の寸法変形はないことを確認したが、変形に関して、パンチ直径は0.330mm太くなり、パンチ長さは0.790mm短くなり、一方、ダイの内径は0.335mm大きくなり、黒鉛金型の変形量が許容範囲外であることを確認した。
純度99.9%、平均粒子サイズ60μmのGr粉末及び純度99.9%、平均粒子サイズ60μmのTiB2粉末を用い、黒鉛粉末と上記二硼化チタン粉末とを黒鉛粉末50重量%、二硼化チタン粉末50重量%の混合割合で混合し、このGr−TiB2混合粉末Wを放電プラズマ焼結法を用いて焼結してGr−TiB2焼結体からなる焼結用型Mを作製した。焼結後の型寸法は、ダイM1にあっては、外径50.00mm、内径20.05mm、高さ40.00mm、各パンチM2・M2にあっては、それぞれ外径20.00mm、長さ25.00mmである。焼結条件は、焼結温度2,000℃、圧力60MPa、焼結時間30分及び焼結雰囲気は真空雰囲気である。作製した焼結用型Mの相対密度は99%であった。
この実施例2で作製したGr−TiB2焼結体からなる焼結用型Mを用い、焼結用型M内に焼結材料を充填しない状態(ブランク焼結)で、真空雰囲気、温度2,000℃、焼結圧力250MPa、焼結時間30分の焼結条件で焼結テストを三セットで試みた。上記焼結例1と同様に、上記焼結条件で三サイクルを繰り返し行ったが、焼結後のGr−TiB2焼結体から作製した焼結用型Mの割れや焼結用型Mの寸法変形はないことを確認した。
市販の黒鉛金型を用い、黒鉛金型内に焼結材料を充填しない状態(ブランク焼結)で、焼結例2と同じ焼結条件で焼結テストを試みた。上記焼結条件で三サイクルを繰り返し行った焼結例1と同様に焼結後の黒鉛金型の割れや焼結前後の黒鉛金型の寸法変化を確認した。焼結圧力80MPaで割れが発生することを確認した。
純度99.9%、平均粒子サイズ60μmのGr粉末及び純度99.9%、平均粒子サイズ60μm以下のTiB2粉末を用い、黒鉛粉末と上記二硼化チタン粉末とを黒鉛粉末25重量%、二硼化チタン粉末75重量%の混合割合で混合し、このGr−TiB2混合粉末Wを放電プラズマ焼結法を用いて焼結してGr−TiB2焼結体からなる焼結用型Mを作製した。焼結用型Mの型寸法は、ダイM1にあっては、外径50.00mm、内径20.05mm、高さ40.00mm、各パンチM2・M2にあっては、それぞれ外径20.00mm、長さ25.00mmである。焼結条件は、焼結温度2,000℃、圧力60MPa、焼結時間30分及び焼結雰囲気は真空雰囲気である。作製した焼結用型Mの相対密度は99%であった。
この実施例3で作製したGr−TiB2焼結体からなる焼結用型Mを用い、焼結用型M内に焼結材料としてのタングステン粉末を充填し、真空雰囲気、焼結温度2,400℃、圧力40MPa、焼結時間15分の焼結条件で焼結テストを試みた。上記焼結条件で三サイクルを繰り返し行ったが焼結前後の焼結用型Mの割れや焼結用型Mの寸法変形はないことを確認した。
市販の黒鉛金型を用い、黒鉛金型内に焼結材料としてのタングステン粉末を充填し、焼結例3と同じ焼結条件で焼結テストを試みた。上記焼結例1及び焼結例2と同様に焼結前後の黒鉛金型の割れ及び黒鉛金型の寸法の変形量を確認した。黒鉛金型の割れはなかったが、黒鉛金型の寸法はダイ内径は0.470mm大きくなり、パンチ直径は0.460mm太くなり、パンチ長さは1.092mm短くなったことを確認した。
純度99.9%、平均粒子サイズ60μm以下のGr粉末及び純度99.9%、平均粒子サイズ60μmのTiB2粉末を用い、黒鉛粉末と上記二硼化チタン粉末とを黒鉛粉末80重量%、二硼化チタン粉末20重量%の混合割合で混合し、このGr−TiB2混合粉末Wを放電プラズマ焼結法を用いて焼結してGr−TiB2焼結体からなる焼結用型Mを作製した。焼結後の型寸法は、ダイM1にあっては、外径50.00mm、内径20.05mm、高さ40.00mm、各パンチM2・M2にあっては、それぞれ外径20.00mm、長さ25.00mmである。焼結条件は、焼結温度2,000℃、圧力60MPa、焼結時間30分及び焼結雰囲気は真空雰囲気である。作製した焼結用型Mの相対密度は99%であった。
この実施例4で作製したGr−TiB2焼結体からなる焼結用型Mを用い、焼結用型M内に焼結材料としてのタングステン粉末を充填し、真空雰囲気、焼結温度2,400℃、圧力250MPa、焼結時間15分の焼結条件で焼結テストを試みた。焼結後の焼結用型Mの割れや焼結前後の焼結用型Mの寸法変化はないことを確認した。
市販の黒鉛金型を用い、黒鉛金型内に焼結材料としてのタングステン粉末を充填し、焼結例4と同じ焼結条件で焼結テストを試みた。上記焼結例1及び焼結例2と同様に焼結前後の黒鉛金型の割れ及び黒鉛金型の寸法の変形量を確認した。焼結圧力80MPa程度で割れが発生することを確認した。
M 焼結用型
Claims (3)
- 放電プラズマ焼結用の型の作製方法であって、純度99.9%以上、平均粒子サイズ60μm以下、最大粒子サイズ120μm以下である黒鉛(以下、「Gr又はグラファイト」ともいう。)粉末と純度99.9%以上、平均粒子サイズ60μm以下、最大粒子サイズ120μm以下である二硼化チタン(以下、「T i B 2 」ともいう。)粉末との混合割合が黒鉛粉末25重量%〜80重量%、二硼化チタン粉末20重量%〜75重量%である混合粉末(以下、「Gr−T i B 2 混合粉末」ともいう。)を、放電プラズマ焼結法(以下、「SPS法」ともいう。)を用いて、焼結温度1,700℃以上2,100℃以下、焼結圧力20MPa以上100MPa以下である焼結条件下で焼結された、相対密度は理論密度の95%以上である黒鉛二硼化チタン焼結体(以下、「Gr−T i B 2 焼結体」ともいう。)からなる型を作製することを特徴とする焼結用型の作製方法。
- 上記焼結条件下の焼結雰囲気は、真空雰囲気であることを特徴とする請求項1記載の焼結用型の作製方法。
- 上記焼結条件下の焼結雰囲気は、不活性ガス雰囲気であることを特徴とする請求項1記載の焼結用型の作製方法。
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