JPH01145104A - Manufacture of high-density sintered body - Google Patents

Manufacture of high-density sintered body

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JPH01145104A
JPH01145104A JP30393287A JP30393287A JPH01145104A JP H01145104 A JPH01145104 A JP H01145104A JP 30393287 A JP30393287 A JP 30393287A JP 30393287 A JP30393287 A JP 30393287A JP H01145104 A JPH01145104 A JP H01145104A
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JP
Japan
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molded body
film
slurry
membrane
dispersion medium
Prior art date
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Application number
JP30393287A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Nishio
浩明 西尾
Takeshi Kawashima
健 川島
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH01145104A publication Critical patent/JPH01145104A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To simplify a process by a method wherein processes which have been separated independently from each other so far as various processes of evaporation or ultra-critical extraction from a cast molded body and drying of a film on the surface of a molded body are completed in a process by applying an ultra-critical extraction method to the process. CONSTITUTION:Metallic or ceramic powder is made slurry by dispersing the same into a dispersant obtained by adding a dispersing medium to extractable substance by an ultra-critical fluid and a molded body containing the dispersing medium or the dispersant is obtained by performing cast molding of the slurry. A film is formed by applying the slurry to the whole of the surface of the molded body. An extractable ingredient within the dispersing medium to be contained into the molded body and film is removed through extraction by the ultra-critical fluid and a porous molded body with the film is formed. Then the film is made a film imprevious to gas by heating the porous molded body with the film. Hot isotropic pressurizing treatment of the molded body with the film which has been made a film imprevious to gas is performed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、金属粉またはセラミック粉から高密度焼結
体を得る方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a method for obtaining a high-density sintered body from metal powder or ceramic powder.

[従来技術] セラミック粉を水を分散媒としてスラリーとし、ここに
解膠剤等を添加してスラリー性状を調整した後、このス
ラリーを石膏型に鋳込み、水の一部を石膏型に吸収させ
ることによってスラリーを固化して成形体とし、この成
形体に自然乾燥、調湿加熱等による乾燥処理を施して分
散媒を除去し、焼結工程に供しうる成形体とする方法は
、もっとも一般的な鋳込み成形法としてよく知られてい
る。
[Prior art] Ceramic powder is made into a slurry using water as a dispersion medium, and after adjusting the properties of the slurry by adding a deflocculant, etc., this slurry is cast into a plaster mold, and a portion of the water is absorbed into the plaster mold. The most common method is to solidify the slurry to form a molded body, and then dry the molded body by air drying, humidity-controlled heating, etc. to remove the dispersion medium and create a molded body that can be subjected to the sintering process. It is well known as a cast molding method.

分散媒としては種々なものが使用されるが、その除去手
段としては、一般的には加熱蒸発が採用され、また、分
散媒がパラフィンの場合には、加熱熱分解によっている
が、いずれも長時間を要するという点に難がある。
Various types of dispersion media are used, but heating evaporation is generally adopted as a means for removing them, and if the dispersion medium is paraffin, heating pyrolysis is used, but both methods are long-term. The problem is that it takes time.

一方、鋳込み成形、可塑成形あるいは、加圧成形などの
各種成形法によって得た多孔質成形体を高密度焼結体に
する有力な方法としては、熱間等方圧縮処理が知られて
いる。
On the other hand, hot isostatic compression treatment is known as an effective method for converting a porous molded body obtained by various molding methods such as cast molding, plastic molding, or pressure molding into a high-density sintered body.

この方法は一般的には約500〜2200℃、約100
〜3000kg/cn(−Gの条件下にあるガスによっ
て成形体を等方圧縮しながら焼結を進行させるものであ
る。
This method is generally conducted at a temperature of about 500 to 2200°C and a temperature of about 100°C.
Sintering is progressed while compressing the molded body isotropically using gas under the condition of ~3000 kg/cn (-G).

この焼結を実施するにあたっては、ガスが成形体の空孔
に侵入することなく、ガス圧が成形体の空孔に及ぶよう
に、予め成形体に封孔処理をする必要がある。
In carrying out this sintering, it is necessary to perform a sealing treatment on the molded body in advance so that the gas pressure is applied to the pores of the molded body without allowing gas to enter the pores of the molded body.

その効果的な方法としては、特公昭59−35870号
あるいは西独特許3403917に記載されている方法
がある。
An effective method thereof is the method described in Japanese Patent Publication No. 59-35870 or West German Patent No. 3403917.

このうち、前者に記載されている技術は、窒化ケイ素の
多孔質成形体上に、窒化ケイ素の焼結温度以下の温度(
1300〜1600℃)で高圧ガスに対する不透過膜に
添加しうる高融点ガラス、高融点ガラス形成物質または
高融点金属物質からなる第1物質の内側多孔質層、およ
び前記内側多孔質層における温度よりも低い温度(60
0〜1100℃)で高圧ガスに対する不透過膜に転化し
うる低融点ガラスまたは低融点ガラス形成物質からなる
第2物質の外側多孔質層を施した後、まず該多孔質成形
体に脱気処理を施し、次に前記外側多孔質層の高圧ガス
に対する不透過膜の形成に必要な温度ではあるが、内側
多孔質層が多孔質を維持する温度で加熱処理に供し、次
いで、内側多孔質層の高圧ガスに対する不透過膜の形成
に必要な温度まで、これらの層の外側のガス圧を層の内
側ガス圧よりも大きく維持しながら加熱した後、前記多
孔質成形体に温度1700〜1800℃、圧力2000
〜3000気圧の熱間等方加圧操作を施すという技術を
開示している。
Among these, the technology described in the former is a method that uses a porous molded body of silicon nitride at a temperature below the sintering temperature of silicon nitride (
an inner porous layer of a first material comprising a high melting point glass, a high melting point glass-forming substance or a high melting point metal substance that can be added to the membrane impermeable to high pressure gas at a temperature of 1300 to 1600 °C), and the temperature in the inner porous layer The temperature is also low (60
After applying an outer porous layer of a second material consisting of a low-melting glass or a low-melting glass-forming substance that can be converted into a membrane impermeable to high-pressure gases at temperatures between 0 and 1100°C, the porous compact is first subjected to a degassing treatment. The outer porous layer is then subjected to a heat treatment at a temperature necessary to form a high-pressure gas impermeable membrane, but at a temperature that maintains the inner porous layer's porous nature. After heating to the temperature required to form a membrane impermeable to high-pressure gas while maintaining the gas pressure outside these layers greater than the gas pressure inside the layers, the porous compact is heated to a temperature of 1700 to 1800°C. , pressure 2000
It discloses a technique of performing hot isostatic pressurization at ~3000 atm.

ここで多孔質成形体表面に多孔質層を形成させるにあた
っては、まず、粉末を水に分散させてスラリーをつくり
、これに多孔質成形体を浸漬し、次いでこれを乾燥する
のであるが、内側と外側の2層の多孔質部分を形成させ
るために時間のかかる乾燥操作を2度繰り返す必要があ
る。
To form a porous layer on the surface of a porous compact, first, powder is dispersed in water to create a slurry, the porous compact is immersed in this slurry, and then this is dried. It is necessary to repeat the time-consuming drying operation twice to form the two outer porous layers.

一方の西独特許3403917は、複雑形状の多孔質セ
ラミックスの高密度化の方法として次の7エ程からなる
方法を開示している。すなわち、a、予備成形した多孔
質セラミックス成形体を焼結助剤を含まない物質を溶剤
に分散させた懸濁液に、浸漬して第1のカプセル層を形
成する。
On the other hand, West German Patent No. 3403917 discloses a method for densifying porous ceramics having a complicated shape, which includes the following seven steps. That is, a. A first capsule layer is formed by immersing the preformed porous ceramic molded body in a suspension in which a substance containing no sintering aid is dispersed in a solvent.

b9溶剤を蒸発させる。b9 Evaporate the solvent.

C0このようにして得た成形体を、焼結可能な工ないし
複数の焼結助剤を含む物質を溶剤に分散させた第2の懸
濁液に浸漬して第2のカプセル層を形成する。
C0 The thus obtained molded body is immersed in a second suspension in which a sinterable material or a substance containing a plurality of sintering aids is dispersed in a solvent to form a second capsule layer. .

d、溶剤を蒸発させる。d. Evaporate the solvent.

e、このようにして得た成形体を、高温、f′j1.護
ガス雰囲気で十分焼結する。
e. The molded body thus obtained is heated to a high temperature, f'j1. Sinter sufficiently in a protective gas atmosphere.

f、Mt密に焼結された表面を有する成形体を公知の方
法によって熱間等方加熱処理する。
f, Mt A molded body having a densely sintered surface is subjected to hot isostatic heat treatment by a known method.

g1両カプセル層を機械的に除去する。g1 Both capsule layers are mechanically removed.

というものである。That is what it is.

この場合においても、多孔質成形体表面に多孔質層を2
層形成させるなめに、溶剤を蒸発除去する操作を2度繰
り返している。当然のことながら、多孔質層を形成する
場合には、形成する層の数だけ蒸発操作を繰り返す必要
がある。
In this case as well, two porous layers are formed on the surface of the porous molded body.
In order to form a layer, the operation of evaporating the solvent was repeated twice. Naturally, when forming porous layers, it is necessary to repeat the evaporation operation as many times as the number of layers to be formed.

このように、上述した一般的な鋳込み成形法と特公昭5
9−35870号公報あるいは西独特許3403917
に開示された高密度焼結体製造法とを適用して、金属粉
またはセラミック粉の高密度焼結体を製造することもで
きる。第2図はこの製造法を示す工程図である。
In this way, the above-mentioned general casting method and the
Publication number 9-35870 or West German patent 3403917
A high-density sintered body of metal powder or ceramic powder can also be manufactured by applying the high-density sintered body manufacturing method disclosed in . FIG. 2 is a process diagram showing this manufacturing method.

すなわち、この方法は、金属粉またはセラミック粉のス
ラリーを鋳込み成形して成形体を得る工程、この成形体
から蒸発等によって分散媒を除去する工程、成形体をス
ラリーに浸漬し、次いで乾燥するという操作を所定の厚
みまで繰り返して第1層の膜を形成し、さらに成形体を
スラリ〜に浸漬し、次いで乾燥する操作を所定の厚みに
達するまで繰り返して第2層の膜を形成する膜形成工程
と乾燥工程、膜を加熱する不透過膜形成工程、および熱
間等方圧縮工程よりなる。
That is, this method involves the steps of obtaining a molded body by casting a slurry of metal powder or ceramic powder, removing the dispersion medium from this molded body by evaporation, etc., immersing the molded body in the slurry, and then drying it. Film formation in which the operation is repeated until a predetermined thickness is reached to form a first layer film, and the molded body is further immersed in a slurry ~ and then the operation of drying is repeated until a predetermined thickness is reached to form a second layer film. It consists of a drying process, an impermeable film forming process of heating the membrane, and a hot isostatic compression process.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、上述の高密度焼結体製造法においては、膜形成
のために類似の操作を4回も繰り返す必要があるという
不都合があり、一連の工程の中での類似操作の繰り返し
が多すぎ、操作自体が繁雑となるのみならず、処理に長
時間分装するという欠点、があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned method for producing a high-density sintered body has the disadvantage that it is necessary to repeat similar operations four times in order to form a film. Similar operations are repeated too many times, which not only makes the operations themselves complicated, but also requires separate processing over a long period of time.

この発明はこのような従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、工程が簡素化できる高密度焼結体の
製造法を提供することを目的とする。
This invention was made to solve the problems of the prior art, and aims to provide a method for manufacturing a high-density sintered body that can simplify the process.

[問題点を解決するための手段及び作用]この発明は、
従来個別に分かれていた工程、すなわち鋳込み成形体か
らの分散媒の蒸発または超臨界抽出、成形体表面の膜の
乾燥の諸工程を、超臨界抽出法の適用によって1工程で
完了させることを可能にしたものである。
[Means and effects for solving the problems] This invention has the following features:
By applying the supercritical extraction method, it is possible to complete the processes that were previously separated, namely evaporation of the dispersion medium from the cast molded body or supercritical extraction, and drying the film on the surface of the molded body, in one step. This is what I did.

本発明は、具体的には (A)金属粉またはセラミック粉を超臨界流体によって
抽出可能な物質に分散剤を添加した分散媒に分散させて
スラリーとし、このスラリーを鋳込み成形して分散媒お
び分散剤を含有する成形体を得る工程、 (B)金属粉またはセラミック粉を超臨界流体によって
抽出可能な物質に分散剤を添加した分散媒に分散させて
スラリーとし、このスラリーを前記成形体の表面全体に
塗布して膜を形成する工程、(C)前記成形体および前
記膜に含まれる分散媒中の抽出可能成分を前記超臨界流
体により抽出除去し多孔質の膜付成形体を形成する工程
、(D)この多孔質の膜付成形体を加熱して膜をガス不
透過膜とする工程、および、 (E)膜をガス不透過膜にした前記膜付成形体を熱間等
方加圧処理を施す工程 の5工程からなる金属粉またはセラミック粉の高密度焼
結体の製造法である。
Specifically, (A) metal powder or ceramic powder is dispersed in a dispersion medium in which a dispersant is added to a substance extractable by a supercritical fluid to form a slurry, and this slurry is cast to form a dispersion medium and a dispersion medium. A step of obtaining a molded body containing a dispersant, (B) dispersing metal powder or ceramic powder in a dispersion medium in which a dispersant is added to a substance extractable by a supercritical fluid to form a slurry, and using this slurry as a slurry of the molded body. (C) extractable components in the dispersion medium contained in the molded body and the membrane are extracted and removed by the supercritical fluid to form a porous molded body with a membrane; (D) heating the porous membrane-attached molded body to make the membrane a gas-impermeable membrane; and (E) hot isostatic heating of the membrane-attached molded body with the membrane made to be a gas-impermeable membrane. This is a method for producing a high-density sintered body of metal powder or ceramic powder, which consists of 5 steps of applying pressure treatment.

本発明において金属粉またはセラミック粉とは、2%N
 1−98%Fe粉、5UA316粉。
In the present invention, metal powder or ceramic powder refers to 2% N
1-98% Fe powder, 5UA316 powder.

ステライト粉等の金属粉、アルミナ、炭化ケイ素、窒化
ケイ素、ジルコニア等のセラミック粉。
Metal powders such as stellite powder, ceramic powders such as alumina, silicon carbide, silicon nitride, and zirconia.

炭化タングステン−コバルト、窒化チタン−ニッケル等
の金属とセラミック複合粉を含めた粉末を指称している
It refers to powders including metal and ceramic composite powders such as tungsten carbide-cobalt and titanium nitride-nickel.

また、ここで使用する超臨界流体としては、特に制約は
ないが、二酸化炭素、エタン、エチレン、モノクロロト
リフルオロメタンなど臨界温度が常温に近い物質が扱い
易いので好ましい。
There are no particular restrictions on the supercritical fluid used here, but substances such as carbon dioxide, ethane, ethylene, and monochlorotrifluoromethane are preferred because they are easy to handle and have a critical temperature close to room temperature.

分散媒の主要部分となる超臨界流体によって抽出するこ
との可能な物質としては、メチルアルコール、エチルア
ルコール、n−10ビルアルコール、i−プロピルアル
コール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール
、S−ブチルアルコール、t−ブチルアルコールなどの
低級アルコール、アセトン、ステアリン酸、ステアリル
アルコール、パラフィンなどがある。
Substances that can be extracted by supercritical fluid, which is the main part of the dispersion medium, include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-10-vinyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, i-butyl alcohol, and S-butyl alcohol. Examples include lower alcohols such as butyl alcohol and t-butyl alcohol, acetone, stearic acid, stearyl alcohol, and paraffin.

(A)工程の鋳込み成形に使用する鋳型としては、鋳型
へ分散媒を吸収させることによってスラリーの固化を達
成させる場合には、石膏あるいは多孔質樹脂などの吸液
性の鋳型を使用する。
As the mold used for casting in step (A), if solidification of the slurry is achieved by absorbing the dispersion medium into the mold, a liquid-absorbing mold such as gypsum or porous resin is used.

また、これとは別に分散媒を凍結させることによりスラ
リーの固化を達成する場合には、非吸液性の材料によっ
て形成された鋳型を適用する。
Separately, when solidifying the slurry by freezing the dispersion medium, a mold made of a non-liquid absorbing material is used.

このような目的を達成するには、工具鋼のほか本、硬質
ゴム、アルミニウム、ステンレス、鋼などの材質のうち
から必要に応じて適宜選択して使用する。
In order to achieve this purpose, materials such as wood, hard rubber, aluminum, stainless steel, and steel may be selected as appropriate in addition to tool steel.

このA工程におけるスラリー濃度は、粉濃度で40〜7
5%容積%とすることが好ましく、この範囲外、例えば
、40容積%未満では分散媒除去後の成形体は密度が低
くなり収り扱いに耐えられない傾向を示し、その逆に濃
度が75容積%超えると流動性が劣り鋳型内にうまく充
填できなくなる傾向が現れる。
The slurry concentration in this step A is 40 to 7 in terms of powder concentration.
It is preferable to set the concentration to 5% by volume. Outside this range, for example, if it is less than 40% by volume, the molded product after removing the dispersion medium tends to have a low density and cannot withstand handling. If it exceeds the volume percentage, the fluidity will be poor and there will be a tendency that it will not be possible to fill the mold properly.

本発明では、分散媒に分散剤を0.5%を超え20%以
下の範囲で添加することが必要である。
In the present invention, it is necessary to add a dispersant to the dispersion medium in a range of more than 0.5% and less than 20%.

これによってスラリーの流動性を効果的に向上させるこ
とが出来る。分散剤としてはグリセリントリオレエート
、天然魚油1合成界面活性剤、ベンゼンスルフォン酸、
オレイン酸、メチルオクタジエン、みつろう、ステアリ
ン酸等が使用できる。
This effectively improves the fluidity of the slurry. As a dispersant, glycerin trioleate, natural fish oil 1 synthetic surfactant, benzenesulfonic acid,
Oleic acid, methyloctadiene, beeswax, stearic acid, etc. can be used.

分散剤の添加量は、分散剤の種類によっても異なるが、
全分散媒中における割合が20%を上限とする範囲にな
るようにすることが望ましい0分散剤割合が20%を超
える量を添加しても分散効果に差はなく、むしろ超臨界
の二酸化炭素により抽出除去ができない物質が多くなり
好ましくない。
The amount of dispersant added varies depending on the type of dispersant, but
It is desirable to keep the proportion in the total dispersion medium within the range of 20%. Even if the dispersant proportion exceeds 20%, there is no difference in the dispersion effect; rather, supercritical carbon dioxide This is undesirable as it increases the amount of substances that cannot be extracted and removed.

また、0.5%以下ではスラリーの粘性が上昇しスラリ
ーの鋳込みが困難となる。
Moreover, if it is less than 0.5%, the viscosity of the slurry increases, making it difficult to cast the slurry.

(B)工程のスラリーは、粉濃度で10〜75容積%と
する。この場合もスラリー濃度が、10容積%未満では
分散媒の塗り重ね回数を多く要するようになり手間がか
かるし、一方、75容積%超えるとスラリーの流動性が
悪く均一な膜形成が困難になる。
The slurry in step (B) has a powder concentration of 10 to 75% by volume. In this case, too, if the slurry concentration is less than 10% by volume, the dispersion medium will need to be coated many times, which is time-consuming, while if it exceeds 75% by volume, the fluidity of the slurry will be poor and it will be difficult to form a uniform film. .

また、この場合も(A)工程の場合と同様に、分散媒に
分散剤を添加することが必要である。これによってスラ
リーの流動性を効果的に向上させることができる。
Also in this case, as in the case of step (A), it is necessary to add a dispersant to the dispersion medium. This effectively improves the fluidity of the slurry.

膜は、(E)工程のあと焼結体からの除去が容易にでき
れば1層でもよいが、この除去操作が容易でない場合、
あるいはまた、内部と反応して焼結体表面の変質が問題
になる場合には2層とする。
The film may be a single layer if it can be easily removed from the sintered body after the step (E), but if this removal operation is not easy,
Alternatively, if deterioration of the surface of the sintered body due to reaction with the inside becomes a problem, two layers are used.

2層にするときには、まずその第1Jllは、難焼結性
の不活性物質とし、第2層をガス不透過膜になりうる易
焼結物質とするが、ガス不透過膜をつくり易くするため
に焼結性の異なる2層で膜を構成してもよい。
When forming two layers, the first layer is made of an inert material that is difficult to sinter, and the second layer is made of an easily sintered material that can become a gas-impermeable film, but in order to make it easier to create a gas-impermeable film. The film may be composed of two layers having different sinterability.

さらに、成形体とこの2層との間に不活性物質からなる
層をつくり3層構造としてもよい。
Furthermore, a layer made of an inert substance may be formed between the molded body and these two layers to form a three-layer structure.

(C)工程は、成形体および膜の両方に含まれる分散媒
中の抽出可能成分を1工程で実施する。
Step (C) is carried out in one step to extract the extractable components in the dispersion medium contained in both the molded body and the membrane.

さ、らに、(D)工程は、常圧または真空中で行うが、
その雰囲気は成形体の材質によって定まり、例えば、窒
化ケイ素のように熱分解が問題になる場合では窒素ガス
によって加圧を行った状態で実施してもよい。
Furthermore, step (D) is carried out at normal pressure or vacuum,
The atmosphere is determined depending on the material of the compact, and for example, in cases where thermal decomposition is a problem, such as silicon nitride, the atmosphere may be pressurized with nitrogen gas.

金属の場合では、アルゴン、窒素等の不活性ガスを使用
し、場合によってこれに水素を添加してもよい。
In the case of metal, an inert gas such as argon or nitrogen may be used, and hydrogen may be added to this if necessary.

非酸化物系セラミックの場合には、不活性ガス雰囲気で
行うことが望ましいが、酸化物系セラミックの場合では
空気でもよい。
In the case of non-oxide ceramics, it is desirable to carry out in an inert gas atmosphere, but in the case of oxide ceramics, air may be used.

(D)工程を行うに先立って、必要に応じて(C)工程
で除去しきれなかった残留分散媒の加熱除去を行う工程
を入れてもよいし、また、(D)工程の途中で残留分散
媒の除去を行ってもよい。
Prior to performing step (D), a step may be added as necessary to heat and remove residual dispersion medium that could not be removed in step (C), or during step (D), residual dispersion medium may be removed by heating. The dispersion medium may also be removed.

このようにして形成するガス不透過膜は、工程Eの熱間
等方加圧の間、成形体の収縮に追従してガス不透過膜を
維持しつつ塑性変形する材質のうちから選択して使用す
る。
The gas-impermeable membrane formed in this way is selected from materials that plastically deform while maintaining the gas-impermeable membrane following the shrinkage of the compact during hot isostatic pressing in step E. use.

[発明の実施例] 以下、実施例に基づきこの発明を具体的に説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, this invention will be specifically explained based on Examples.

5jiN4粉92重量部、Y2O3粉6重量部、 A 
12032重量部、パラフィン(融点68℃)20重量
部および分散剤としてオレイン酸3重量部(全分散媒に
対し13%)を密閉タンク内に投入し、100℃で2時
間撹拌してスラリーにした。ついでタンク内を減圧して
スラリーの脱気を行った。
5jiN4 powder 92 parts by weight, Y2O3 powder 6 parts by weight, A
12,032 parts by weight, 20 parts by weight of paraffin (melting point 68°C), and 3 parts by weight of oleic acid as a dispersant (13% based on the total dispersion medium) were placed in a closed tank and stirred at 100°C for 2 hours to form a slurry. . Then, the pressure inside the tank was reduced to degas the slurry.

一方、70mmX100市×10市の平板状のキャビテ
ィを有するステンレス鋼製で冷却水配管を内蔵した鋳型
を20℃の冷却水で冷却しておき、この鋳型に前記スラ
リーを4kg/cnf(ゲージ圧)で鋳込み、成形体を
形成させた。
On the other hand, a mold made of stainless steel with a flat cavity of 70mm x 100mm x 10mm and equipped with cooling water pipes was cooled with cooling water at 20°C, and the slurry was poured into this mold at 4kg/cnf (gauge pressure). A molded body was formed by casting.

次いで、84重量部のSi3N4.12重1部のY20
3.4重量部のAl2O3からなる混合粉35重量部を
i−プロピルアルコール65重呈部と混合して得なスラ
リーに浸漬し、10分間空気中に保持し再び浸漬すると
いう操作を計5回繰り返して2層構造の膜を形成した。
Then 84 parts by weight of Si3N4.12 parts by weight of Y20
35 parts by weight of mixed powder consisting of 3.4 parts by weight of Al2O3 was mixed with 65 parts by weight of i-propyl alcohol, immersed in the resulting slurry, held in air for 10 minutes, and immersed again for a total of 5 times. This was repeated to form a two-layered film.

ついで、この成形体を圧力200kg/cnt(ゲージ
圧)、温度℃の超臨界状態の二酸化炭素により1.5時
間抽出を行ったところ、はぼ粉体重量に相当する重量に
なっていることが確認された。
Next, this compact was extracted with supercritical carbon dioxide at a pressure of 200 kg/cnt (gauge pressure) and a temperature of °C for 1.5 hours, and it was found that the weight was equivalent to the weight of the Habo powder. confirmed.

この成形体を、熱間等方加圧装置にセットし、真空脱気
、多孔質膜の不透膜化、熱間等方加圧処理を行った。第
1図は前記一連の処理工程における加熱、加圧条件の推
移を示した図である。すなわち先ず、真空脱気操作は、
1000℃で0.2Torr到達まで保持することによ
り行い、多孔質膜の不透膜化は、1800℃、10kg
/co((ゲージ圧)窒素雰囲気中で10分間保持し、
また、熱間等方加圧処理は、1750℃、2000kg
/Cr1l(ゲージ圧)の窒素雰囲気中2時間保持した
This molded body was set in a hot isostatic press apparatus, and subjected to vacuum degassing, making the porous membrane impermeable, and hot isostatic press treatment. FIG. 1 is a diagram showing the transition of heating and pressurizing conditions in the series of processing steps. That is, first, the vacuum degassing operation is
The porous membrane was made impermeable by holding it at 1000°C until it reached 0.2 Torr.
/co ((gauge pressure) held in nitrogen atmosphere for 10 minutes,
In addition, hot isostatic pressure treatment is performed at 1750℃ and 2000kg.
The sample was maintained in a nitrogen atmosphere of /Cr1l (gauge pressure) for 2 hours.

冷却後、サンドブラストにかけて膜を除去したが、この
ようにして得た焼結体の理論密度は99.7%の高密度
となっていた。
After cooling, the film was removed by sandblasting, and the theoretical density of the sintered body thus obtained was as high as 99.7%.

[発明の効果コ この発明は、金属粉またはセラミック粉のスラリーを鋳
込み成形して成形体を形成した後、その成形体表面に膜
を形成させ、抽出可能成分の抽出除去を行い、膜付き成
形体を加熱して前記膜をガス不透過膜とし、次いで、熱
間等方加圧処理を施すという工程を超臨界抽出を利用す
ることにより1工程で行うようにしたので、工程を簡略
化し得たという効果がある。
[Effects of the invention] This invention forms a molded body by casting a slurry of metal powder or ceramic powder, and then forms a film on the surface of the molded body to extract and remove extractable components. By using supercritical extraction, the steps of heating the body to make the membrane gas-impermeable and then subjecting it to hot isostatic pressure treatment can be performed in one step, which simplifies the process. It has the effect of

また、従来、膜形成時に使用した溶媒は、蒸発によって
除去しており、この場合には膜の収縮を伴うので亀裂の
発生を抑制することが困難であったが、この発明のよう
に超臨界抽出を適用することにより亀裂の発生はなく健
全な膜を得られやすくなったという効果を有するもので
ある。
Furthermore, in the past, the solvent used during film formation was removed by evaporation, which caused shrinkage of the film, making it difficult to suppress the occurrence of cracks. The application of extraction has the effect that cracks do not occur and it becomes easier to obtain a healthy film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における成形体の加熱、加圧
条件の推移を示した図、第2図は従来技術の組み合わせ
による高密度焼結体の製造法を示す工程図である。
FIG. 1 is a diagram showing the transition of heating and pressurizing conditions for a molded body in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process chart showing a method for manufacturing a high-density sintered body by a combination of conventional techniques.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(A)金属粉またはセラミック粉を超臨界流体に
よつて抽出可能な物質に分散剤を添加した分散媒に分散
させてスラリーとし、このスラリーを鋳込み成形して分
散媒おび分散剤を含有する成形体を得る工程、 (B)金属粉またはセラミック粉を超臨界流体によって
抽出可能な物質に分散剤を添加した分散媒に分散させて
スラリーとし、このスラリーを前記成形体の表面全体に
塗布して膜を形成する工程、(C)前記成形体および前
記膜に含まれる分散媒中の抽出可能成分を前記超臨界流
体により抽出除去し多孔質の膜付成形体を形成する工程
、 (D)この多孔質の膜付成形体を加熱して膜をガス不透
過膜とする工程、および、 (E)膜をガス不透過膜にした前記膜付成形体を熱間等
方加圧処理を施す工程の5工程からなることを特徴とす
る金属粉またはセラミック粉の高密度焼結体の製造法。
(1) (A) Metal powder or ceramic powder is dispersed in a dispersion medium in which a dispersant is added to a substance that can be extracted with a supercritical fluid to form a slurry, and this slurry is cast and molded to form a dispersion medium and a dispersant. (B) Dispersing metal powder or ceramic powder in a dispersion medium containing a substance extractable by a supercritical fluid and adding a dispersant to form a slurry, and applying this slurry to the entire surface of the molded body. (C) a step of extracting and removing extractable components in the dispersion medium contained in the molded body and the membrane with the supercritical fluid to form a porous molded body with a membrane; D) heating the porous membrane-attached molded body to make the membrane a gas-impermeable membrane; and (E) hot isostatic pressing of the membrane-attached molded body that made the membrane gas-impermeable. 1. A method for producing a high-density sintered body of metal powder or ceramic powder, comprising five steps of applying.
(2)(A)工程および(B)工程における分散媒の主
要部分である超臨界流体によつて抽出可能な物質がパラ
フィンであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の金属粉またはセラミック粉の高密度焼結体の製造法
(2) The metal powder according to claim 1, wherein the substance extractable by the supercritical fluid that is the main part of the dispersion medium in steps (A) and (B) is paraffin. Or a method for producing a high-density sintered body of ceramic powder.
(3)(A)工程および(B)工程において使用する分
散剤の添加量が全分散媒に対し0.5%を超え20%以
下の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の金属粉またはセラミック粉の高密度焼結体の製造
法。
(3) Claim 1, characterized in that the amount of the dispersant used in steps (A) and (B) is in the range of more than 0.5% and less than 20% of the total dispersion medium. A method for producing a high-density sintered body of metal powder or ceramic powder as described in 2.
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