JPH01306507A - 板状材料の製造方法 - Google Patents

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〉 この発明は、粉末冶金による板状材料の製造方法にか＼
す、特に圧延による板状化や塊状物から板状に切出すた
めの切断か困難な材料の板状物を着席的に得る方法に関
する。

〈従来の技術〉 従来、板状に圧延または鍛圧するのか困難なセンタスト
合金、コバルト合金、高速度鋼、超硬合金などから円板
状または角板状の材料を得るには、鋳造、粉末冶金など
により円柱形または角柱形のビレットを製作し、これを
スライスして円板状または角板状の材料を得、必要に応
じそのスライス面を研磨加工していた。

このうち、粉末冶金によるビレット製作は、粉末材料を
熱間プレス、熱間等方圧プレス、液圧鍛造プレスなどに
より実施していた。

また、スライス以外の製法として、粉末の熱間プレス等
により、■い粉末層を板状に圧縮することも可能である
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ビレットを多数の板状材料にスライスする方法にあって
は、ビレットの製作方法の如何に関係なく、スライスの
コストが高く、かつ切り代による生産歩留の低下による
コスト増大がこれに加わる。殊に切削性が悪い材料の場
合は、通常の工具では切断できなかったり、超硬合金工
具を用いても材料か割れたりして生産歩留が極めて悪い
。また、放゛ｉニ加工、電子ビーム切断、レーザー切断
などの特殊な加工法によってスライスする場合は、所要
時間か長く、−層生産性か悪い。

この他、熱間ブレスによって一枚づつ板状材料を作る場
合は、更に生産性が低下する。

〈課題を解決するための手段〉 この発明は、問題の多いスライス加工を避け、多数の板
状材料を粉末から一挙に生産するものである。

即ち、所要の材料を粉末化し、これを金属容器中に硬質
セパレート板と交互に層状に収容して］二足容器に蓋を
施こし、この容器を加熱して加圧圧縮用金型内て強圧し
、上記粉末を板状に焼結させる。次いて、金型から上記
容器を取出して冷却後に開封し、上記の焼結体とセパレ
ート板とを分離する。得られた板状の焼結体は、必要に
応し、研磨などによって表面を加工し、或いは厚さを所
定値に揃える。

一ト述の金属容器は、加熱圧縮時に破断せずに変形する
ことか必要である。また、厚肉の容器を用いた場合、圧
１ｉｌｉ後の冷却蒔における容器の収縮の状況か、焼結
体と著しく異なるときは、焼結体に応力割れか起こるこ
とかあるので、これを予防するために、焼結した金属の
変形抵抗や変態点や熱膨張率に似ているものを選ぶのか
望ましい。例えば、焼結温度以下の領域で変態点を持た
ないセンタスト合金粉末を処理する場合には、同じく変
態点かなく焼結温度ての変形抵抗か近似する５ＵＳ３０
４鋼を用いるとよい。なお、薄肉の容器を用いる場合は
、このような配慮は不要である。

セパレート板は、焼結後に焼結体から分離を要するのて
、焼結体との親和性か弱い材料を用い、金属容器の内部
にほぼ−ばいに納まる寸法であることか必要である。こ
こて親和性か弱いという意味は、焼結温度領域て両者が
反応結合しない程度の関係を言い、センタスト合金粉末
を処理する場合にはＳＯ３３０４鋼か適当である。そし
て、セパレート板は、加熱圧縮時に殆ど寸法か変わらな
い場合と、圧縮方向に等収縮しながら半径方向に等拡大
する場合とがあるか、何れの場合にも、反りや捩れや凹
みを生じないように、材質や厚さを選択することが望ま
しい。

また、セパレート板は必ずしも平板状に限られず、分離
した焼結体の仕上加工か少なくてすむように、必要に応
じて表面に所定形状の凹凸を設けることかてきる。例え
ば丸鋸や歯車を製造しようとする場合は、外周部に歯型
に対応した凸部を、中心部に軸孔に対応した凸部を設け
ることかできる。

粉末とセパレート板とは、交互に整然と積層する必要か
あり、粉末の見掛は密度を高めるため、容器を振とうし
なから充填を行う。粉末層は、層厚を制御するよりも層
の重量を制御する方か、焼結体の厚さの規制か容易であ
る。従って、各層ごとに、予め計った一定重量の粉末を
充填してゆく。なお、焼結体と容器の底及び蓋との親和
性が大きいときは、底及び蓋と粉末との間にもセパレー
ト板を挿入する。

加熱は、高温雰囲気中においたり、抵抗加熱や誘導加熱
など、適宜の方法を採用できる。一般に粉末材料は誘導
加熱の効率か著しく悪いか、この発明においては、セパ
レート板の発熱によって効果的に誘導加熱を行うことか
できる。加熱温度は、焼結を加圧下て行わせているため
、無圧下ての焼結温度より低くてもよい。

加圧には、熱間プレス機、油圧式鍛造プレス機、押出口
を閉塞した熱間押出機などを用いる。

粉末を充填した容器は、耐圧性の金型内に収容されて加
圧圧縮されるか、品質か揃った焼結体を得るためには、
容器の外径と金型の内径の差は余り大きくない方がよい
。

く作　　用〉 上述のように、粉末とセパレート板とを交互に積層して
金属容器に収容し、これを容器ごと加熱し、金型内で加
圧圧縮するときは、金属容器はその軸方向に圧縮されて
高さか収縮する。その際に、セパレート板は殆ど圧縮を
生じないために、粉末層のみか圧縮されて厚さが減少し
、充実質の板状焼結体になる。

加圧を終ったら、容器を取出して放冷または徐冷し、冷
却後に容器を除去し、焼結体とセバレート板とを分離す
る。得られた板状焼結体は、焼結成孔が殆ど存在せず、
その密度は材料の真密度に等しく、組織は粒径か細かく
均質である。そして、溶製材をスライスした板状材料に
見られるような、中心部と周辺部との組織の違い、偏析
、鋳巣、割れなどは、全く認められない。

〈実　施　例〉 センダスト合金を、ガスアトマイズ法によって粉末化す
る。この粉末の平均粒径は１５０延で、これを末分級の
ま＼用いる。

第１図に示すように、容器１は、ＳＯ３：１０４鋼製の
円筒２に同材質の底３を溶接したもので、円筒２は外径
１５９ｍｍ　、肉厚１．６ｓ＋ｓ　、長さ４００ｍ５て
あり、底３は肉厚１．６ｍｍである。蓋４も肉厚１．６
＋＊ｍのＳＯ３：１０４鋼製て、排気管５か予め取付け
られている。

容器ｌ内に、上述のセンダスト合金粉末の層６とセパレ
ート板７とを交互に収容する。各粉末層６における粉末
重量は９３０ｇであり、予め計量したものを平坦になる
ように振とうしながら充填する。セパレート板は、直径
１５４＋ｕｓ　、厚さ３．２■のＳＯ３：１０４鋼製で
ある。

容器ｌいっばいに粉末層６．６・・・・・とセパレート
板７，７・・・・・の積層ができたら、容器ｌに蓋４を
ＴＩＧ溶接する。そして、排気管５から容器ｌ内を０．
１　Ｔｏｒｒ程度に脱気し、排気管５を圧潰して封止す
る。

加熱は、６５０°Ｃの雰囲気炉中に１．５時間保持し、
その後、低周波誘導加熱炉で１５分間加熱し、１２００
℃に到達させる。次いて、ユージンセルジュネ押出機の
押出口を閉塞した中に挿入し、１８００ｔて圧縮し、押
詰りの状態で１０秒間保持して粉末を焼結させる。圧縮
を終って取出した容器は、バーミキュライト中で徐冷さ
せる。

冷却後に、容器の外周部をカッターによって縦に切割り
、蓋４及び底３の溶接部をグラインダーて削る落すと、
内容物が取出され、容易に焼結体とセパレート板とに分
離する。得られた焼結体は、直径か１５０ｍｍ　、厚さ
が７ｍｍ±０．２＋ｓｓて、平滑度は片面で０．６１程
度の凹凸がある。これを平面研磨機で厚さ５．０１に仕
上げる。

この製品は、磁性薄膜をスパッタリングて形成させる際
のスパッタリング・ターゲツト材として使用される。そ
の性状は、強圧焼結のために焼結成孔か殆どなく、溶製
材をスライスした製品に見られる割れや鋳巣かなく、マ
クロ偏析やミクロ偏析か少なく、組織が微細で均一であ
った。

この円板材から外径１０．０ｍｍ、内径６．０ｍｍ　、
厚さ０．２ｍｍの試験片を切出し、１０ミリエルステツ
ドの磁界をかけて実効透磁率を測定した結果を、第２図
に丸印で示す、これによると、文献に示されているセン
タスト合金の実効透磁率（実線）と同等てあり、高品質
のセンダスト合金ターゲツト材であることが判明した。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明によるときは、多数の板状材料
を１回の加圧焼結工程において一挙に生産てきるので、
極めて生産能率が良く、溶製材をスライスして得た。板
状材料に較べ、組織が細かく均質て、偏析や割れや鋳巣
か焦く、難加工材料であっても高品質の板状材料を安価
に量産できる効果を得ることかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例における粉末原料のして示す
線図である。 ｌ・・・容器、６・・・粉末層、７・・・セパレート板
。 特許出願人　　山陽特殊製鋼株式会社 代　　理　　人　　　清　　水　　　　　哲　　はか２
名ｙｉ図 ′″ｆＩ２０ ＦＬ：ｌ’ｌＬ　　士［ＫＨｚ］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延による板状化及び切断が困難な材料を粉末化
   し、これを金属容器中に底から順に硬質セパレート板と
   交互に層状に収容して上記容器に蓋を施こし、この容器
   を加熱して加圧圧縮用金型内で強圧し、次いで容器を取
   出して冷却後に開封し、上記粉末の焼結体と上記セパレ
   ート板とを分離することを特徴とする板状材料の製造方
   法。