JPH01156449A

JPH01156449A - モリブデン焼結体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH01156449A
Application number: JP31209087A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Akechi; 明知　英昭; Akira Ichida; 晃市田; Koji Shimatani; 島谷　幸治
Original assignee: Tokyo Tungsten Co Ltd
Current assignee: Tokyo Tungsten Co Ltd
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1989-06-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電子レンジの直熱形マグネトロン部品の内で
陰極構造体及びエンドハツト、シリコンダイオード用ス
ラグリード、シリコン整流器用モリブデン基板等の電気
・電子部品に用いられるモリブデン焼結体に関する。

［従来の技術］一般に、モリブデン部品を粉末冶金で製作することは、
加工工程の短縮と、塑性加工による加工硬化を防げる点
で大きな利点がある。しかも、金型設計の工夫によりか
なり複雑な形状にも応用でき、経済的に極めて有利な方
法である。粉末冶金法では、まず、水素還元によって得
られたモリブデン粉末を原料とし、この粉末原料に適当
なバインダーを配合して、例えば、スプレードライヤー
等によって造粒し、プレス用金型に自動充填することに
より成形体を得る０次に、この成形体を真空中あるいは
水素還元雰囲気中で、予備的にバインダーを熱処理で除
去（脱バインダー）して、最終的に１７００〜１９００
℃の範囲の温度で焼結して、焼結体を得る。

このような粉末冶金法で得られた焼結体は、曲げや、圧
縮などに対する強度が圧延加工材に比べ弱くかつ脆いと
いう欠点がある。このため、粉末冶金法の適用にあたっ
ては、焼結体の長・短所を充分吟味する必要がある。こ
のことは粉末冶金法によって製作されるモリブデン部品
の適用分野が制限されることを意味している。

更に、従来、粉末冶金法で製作されているモリブデン部
品のうち、電子レンジ等に用いられる直熱形マグネトロ
ン部品のエンドハツトは円筒状のパイプに鍔状の突出部
が設けられており、小型で複雑な形状を有している。こ
のような複雑な形状の部品では十分な機械的強度を有す
ることが要求される。一方スラグリードの様に比較的形
状が単純な部品でも、その最終製品までの加工工程で、
現状の焼結体強度のままでは安心して使い難いのが現状
である。

特公昭５６−８１００号公報では、低温靭性を改善する
ために、モリブデン材または焼結モリブデン材表面に炭
素を蒸着により付着させた後、均一に焼鈍させる方法が
開示されている。このように、炭素を蒸着させた場合、
加工１＆　（焼鈍ｆ＆　）のモリブデン材に２０〜４０
０　ｐｐｍの炭素を添加することができる。

［発明が解決すべき問題点］しかしながら、常温においては、モリブデン焼結体の靭
性が劣るという欠点は解決されていない。

更に、モリブデン焼結体は、概ね密度が９．３〜９．８
ｇ／ａｍ３で、理論密度の９１〜９６％程度にとどまっ
ていた。また、常温での硬度と曲げ強度は加工材より機
械的特性ともに圧延、加工材より劣るものであった。そ
して、常温靭性の一つの目安となる圧縮に対するたわみ
量が小さく素材料として製造した焼結体を例えば、サイ
ジングマシン等で矯正する場合、微妙で且つ面倒な調節
が必要で、自動化する場合の支障となるという不都合を
生じた。

本発明は、上記欠点を鑑みてなされておりモリブデン粉
末に炭素を添加することにより機械的特性特に常温靭性
の著しく向上したモリブデン焼結体を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明によれば、重量で０．００２５〜０．８％の範囲
内の炭素と残部モリブデンからなり、実質的に均一な化
学組成を有することを特徴とするモリブデン焼結体が得
られる。

本発明によれば、炭素及び炭化モリブデンの少くとも一
方を炭素添加物として、炭素換算で、０．５〜２，０重
量％の範囲内で金属モリブデン粉末に混合する工程と混
合された粉末を処理することによって焼結体を得る工程
とを有することを特徴とするモリブデン焼結体の製造方
法が得られる。

［作　用］本発明の作用について述べる。原料のモリブデン粉末に
、炭素粉末もしくは炭化モリブデンの形で、炭素を０．
５〜２．００１量％の範囲内で添加し、混合プレス、焼
結等の処理を施すことにより、焼結体全体に渡って炭素
が重量で０．００２５〜０．８％の割合で、はぼ均一に
分布したモリブデン材が得られ、このモリブデン材は、
硬く、脆いモリブデン炭化物相を含有するにもかかわら
ず、常温において、曲げ強度及び変形量が大きく、且つ
優れた靭性を有している。

ここで炭化モリブデンとしてはＭｏＣ。

Ｍ　ｏ　２Ｃで表わされる化合物が使用できる。

実施例本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する
。

実施例１本発明の実施例１について説明する。第１図は、本発明
に係るモリブデン焼結体の比重と炭素添加率の関係を示
す、この図において、曲線１１はモリブデン粉末（Ｍｏ
粉末と呼ぶ）に炭素粉末（Ｃ粉末と呼ぶ）を添加した（
Ｍｏ十〇）で表わされる粉末から生成されたモリブデン
焼結体く第１の焼結体と呼ぶ）に関する測定結果を示し
ている。

また、曲線１２は、Ｍｏ粉末に一炭化二モリブデン粉末
（Ｍｏ、Ｃ粉末と呼ぶ）を添加しな（Ｍ。

＋Ｍ０２Ｃ）で表わされる混合粉末から生成されたモリ
ブデン焼結体（第２の焼結体と呼ぶ）に関する測定結果
を示している。ここで、炭素（Ｃ）添加率は、原料粉末
に含有される炭素の量を重量％で示しておりＣ粉末、Ｍ
　０２　Ｃ粉末ともに炭素に換算した値である。試片は
、焼結体を平面研削盤により、厚み出し、平行度合せを
行なった厚さ３．６Ｉｎ＋を用いた。第１の焼結体は、
第２の焼結体より若干比重が小さいが、Ｃの添加率が大
になるにつれて、第１及び第２の焼結体ともに、比重が
減少する、すなわち、嵩高となることが判る。

特に、２．００重量％より大なる範囲においては顕著で
ある。

第２図は、焼結体の硬度とＣの添加率の関係を示す、こ
の図において、曲線１３は第１の焼結体、曲線１４は第
２の焼結体から得られたものである。

試片は、上述と同様の厚さ３．６市の試片を用いた。第
１の焼結体及び第２の焼結体の硬度（Ｈｖ（５ｋｇ））
は、原料粉末中の炭素の添加量を示すＣの添加率が２．
００重量％までの範囲では、はぼ一定であり、２．００
重量％より大なる範囲において著しく増加することが認
められた。

Ｃが２，００重量％以下の範囲内では、硬度の均一な製
品が得られることがわかる。

第３図は焼結体の曲げ強度とＣの添加率との関係を示す
、この図において、曲線１５は第１の焼結体、曲線１６
は第２の焼結体より得られたものである。試片は上述と
同様の厚さ３．６關を用いた。第１乃至第２の焼結体の
曲げ強度（ｋ＋ｒ／　＋＋ｍ　”　）は、原料粉末中に
含有される炭素量を示すＣ添加率の増加に対して、０．
４５％まではほぼ一定で、０．４５％から急激に増加し
、１．００重量％で最大値２５ｋｇ／ｎｍ”を示し、更
にＣが１．００重量％より大なる範囲において急激に減
少し、２．００重量％より大なる範囲において、減少す
る傾向を示し、２．００重量％以上の範囲においては無
添加のものより曲げ強度が劣ることが認められた。

第４図は、焼結体のたわみ量とＣ添加率の関係を示す。

この図において、曲線１７は第１の焼結体、曲線１８は
第２の焼結体の測定結果をそれぞれ示している。試片は
上述と同様の厚さ３，６市を用いた。

第１乃至第２の焼結体のたわみ量（ｆｌ）は、０．４５
重量％以下の範囲内において、原料粉末中に含有される
炭素量を示すＣ添加率が増加するにつれて若干減少し、
０．４５重量％以上の範囲において急激に増加し、１．
００重量％付近において最大を示し、ｔ、ｏｏｕ量％以
上の範囲で急激に減少し、２．００重量％以上の範囲に
おいては、若干減少する傾向を示し、２．００重量％に
おいては０．４５重量％の時のたわみ量の半分以下であ
ることが認められた。

表１は、本発明に係るモリブデン焼結体の空気中におけ
る比重（空中比重）、硬度、曲げ強度及びたわみ量の特
性例を示す０表１において、（Ｎ。

＋Ｃ）は炭素を重量で１．００％含有したモリブデン粉
末から得られた第１の焼結体の特性を示し、（Ｍ　ｏ　
＋　Ｍ　０２　Ｃ）は炭素に換算して１．０重量％とな
る量だけ炭化モリブデン（Ｍ　ｏ　ｘ　Ｃ）を含有した
モリブデン粉末から得られた第２の焼結体の特性を示す
。ここで測定用試料片は焼結体から厚み出し、平行度合
せを行ない、厚さ３．６關の測定用試料とした。

また、比較例として、Ｍｏで示される純モリブデン焼結
体と（）内に示される純モリブデン圧延材の相持性につ
いても併記した。

表　　１表１から明らかなように、本発明に係るモリブデン焼結
材は、純モリブデン材より比重が若干小さい。しかし、
第１の焼結材（Ｍｏ＋Ｃ）、第２の焼結材（Ｍ　ｏ　＋
　Ｍ　ｏ　２Ｃ）ともに純モリブデン焼結材とほぼ等し
い硬度を示し、曲げ強度は純モリブデン材の５割増しで
、純モリブデン圧延材に四散する強さを有している。ま
た、たわみ量は、第１の焼結材は純モリブデン材の４倍
位、第２の焼結材は純モリブデン材の２倍位で、靭性が
極めてすぐれていることが確認された。

実施例２次に本発明に係る焼結体１の製造方法について説明する
。第１の焼結体は次の様に製造された。

モリブデン金属粉（粒度３μｍ）に炭素粉１．０重量％
添加した原料を用意した。

先ず、第１の原料をミキサーミルで混合し、１０ｎ＋ｉ
Ｘ３０ｎｍＸｔの台形金型に約８ｇ充てんし、次に、３
ｔｏｎ／■２のプレス圧で厚みの方向にプレス成形した
。

得られた成形体を水素気流中で、１段目を１２００’Ｃ
ｘ２Ｈｒ、２段目を１７５０℃Ｘ２Ｈｒで行い焼結体を
製造した。

同様な方法で、Ｃを０．１５．０．３０゜０．４５，０
．６０．　２．０．　３．００，４．００重量％含有し
た原料から第１の焼結体を製造した。

この中でＣを０．６０，１．０，２．０重量％を添加し
焼結することにより得られた焼結体は本発明の実施例、
Ｃを０．１５．０．４５．３．００゜４．００重量％を
添加し焼結することにより得られた焼結体は比較例とし
て用いた。

実施例３本発明に係る焼結体２の製造方法について説明する。

モリブデン金属粉に炭化モリブデン（Ｍ　ｏ　２Ｃ）粉
末炭素成分換算で１，０重量％（Ｍｏ□Ｃ２０，５重量
％）を添加し、実施例１に係る第１の焼結体と同様な条
件のもとで、第２の焼結体を得た。−方、Ｃを０．１５
，０．３０，０．４５．０．６０゜２．００，３．００
，４゜００重量％含有した原料に同様な処理を施して試
料を得た、この中で、Ｃを０．６０，１．０，２．０重量％を添加
し、焼結することにより得られた焼結体は本発明の実施
例、Ｃを０．１５，０．４５゜３．００，４．００重量
％を添加することにより得られた焼結体は比較例として
用いた。

なお、表１、第１〜第４図で使用した試料は、いずれら
、焼結完了した焼結体から平面研削盤により厚み出し、
平行度合せを行うことにより作成した厚さ３．６ｎ＋＋
ｎ試料である。

［発明の効果コ本発明によれば、モリブデンに炭素を添加することによ
りモリブデン焼結材の硬度を変えることなく、曲げ強度
は最大５割増、たわみ量で２〜４倍向上させることがで
き、常温靭性を高めることができる。したがって電子・
電気部品等の小型で複雑な形状の部品の製造に適用でき
る。

また本発明によれば、今後の製造工程や装置をほとんど
変更することな〈実施可能で工業化が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るモリブデン焼結体の比
重を示す図、第２図は、本発明の実施例に係るモリブデン焼結体の硬
度を示す図、第３図は、本発明の実施例に係るモリブデン焼結体の曲
げ強度を示す図、第４図は、本発明の実施例に係るモリブデン焼結体のた
わみ量を示す図である。第１図第２図カーボンを７１０早（ＷＴＸ）第３図第４図カーボン帰加早（ＷＴＸ）

Claims

【特許請求の範囲】１、重量で０．００２５〜０．８％範囲内の炭素と残部
モリブデンからなり、実質的に均一な化学組成を有する
ことを特徴とするモリブデン焼結体。２、炭素及び炭化モリブデンの少くとも一方を炭素添加
物として、炭素換算で、０．５〜２．０重量％の範囲内
で金属モリブデン粉末に混合する工程と、混合された粉
末を処理することによつて焼結体を得る工程とを有する
ことを特徴とするモリブデン焼結体の製造方法。