JPH0219406A - 鉄多孔体の製造方法 - Google Patents
鉄多孔体の製造方法Info
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
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］
本発明は三次元網目状の鉄の多孔体の製造方法に関する
。
。
［従来の技術］
金属多孔体は建築基材、制振、吸音素材、シールド材料
、触媒担体の有効な材料として待望されている。金属微
粉末を有機結合剤と混練し、高分子樹脂芯体骨格等に塗
着し脱脂、焼結工程を経て金属多孔体を製造する考えは
古くから提案されている（昭５５−１２５２０２）。
、触媒担体の有効な材料として待望されている。金属微
粉末を有機結合剤と混練し、高分子樹脂芯体骨格等に塗
着し脱脂、焼結工程を経て金属多孔体を製造する考えは
古くから提案されている（昭５５−１２５２０２）。
しかし金属微粉末を利用する方法は実用化にあたり、数
多くの問題点があることから、−膜性に実用化されてい
ないのが現状である。その問題点とは （１）金属を微粉砕するに必要なエネルギーが極めて大
きい。
多くの問題点があることから、−膜性に実用化されてい
ないのが現状である。その問題点とは （１）金属を微粉砕するに必要なエネルギーが極めて大
きい。
（２）空気酸化される金属類は粉砕中、又は取扱に時に
自然発火、爆発の危険がある。
自然発火、爆発の危険がある。
（３）爆発防止のために非酸化雰囲気での粉砕やあるい
は粉砕粒子の表面保護メツキ等の安全対策処理が必要で
ある。
は粉砕粒子の表面保護メツキ等の安全対策処理が必要で
ある。
（４）脱脂・焼結工程では炉内雰囲気を還元性とする必
要がある。
要がある。
等々と安全性、経済性の点で大きい問題があった。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は微粉状で着火、爆発を起す金属鉄を使用せず、
安定な酸化物粉末を利用して鉄条孔体を極めて安全に又
経済的に提供するものである。
安定な酸化物粉末を利用して鉄条孔体を極めて安全に又
経済的に提供するものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、（１）酸化鉄粉と酸化鉄粉を還元するに要す
る炭素粉末とを水に有機、無機質の結合剤を溶解した溶
液で混練し、多孔質樹脂ホーム上に塗着し、非酸化性雰
囲気内にて脱脂、還元・焼結することを特徴とする。自
己還元・焼結型の鉄条孔体の製造方法であり、又（２）
酸化鉄粉と炭素粉末がともに５０μ以下の粒度であり、
又混練物中の結合剤の含有量が０．３〜１０．０重量％
である前記（１）の自己還元・焼結型の鉄条孔体の製造
方法であり、又（３）酸化鉄粉が、鉄条孔体の成分を調
整するためのＭｎ、Ｃｒ、Ｎｉ等の粉末又は合金元素粉
末を含有する酸化鉄粉である。前記（１）又は（２）に
記載の自己還元・焼結型の鉄条孔体の製造方法であり、
（４）還元焼結が６００〜８００℃で還元反応を先行実
施した後、９００〜１２００℃で焼結を実施する２段違
元・焼結法である、前記（１）又は（２）又は（３）に
記載の自己還元・焼結型の鉄条孔体の製造方法である。
る炭素粉末とを水に有機、無機質の結合剤を溶解した溶
液で混練し、多孔質樹脂ホーム上に塗着し、非酸化性雰
囲気内にて脱脂、還元・焼結することを特徴とする。自
己還元・焼結型の鉄条孔体の製造方法であり、又（２）
酸化鉄粉と炭素粉末がともに５０μ以下の粒度であり、
又混練物中の結合剤の含有量が０．３〜１０．０重量％
である前記（１）の自己還元・焼結型の鉄条孔体の製造
方法であり、又（３）酸化鉄粉が、鉄条孔体の成分を調
整するためのＭｎ、Ｃｒ、Ｎｉ等の粉末又は合金元素粉
末を含有する酸化鉄粉である。前記（１）又は（２）に
記載の自己還元・焼結型の鉄条孔体の製造方法であり、
（４）還元焼結が６００〜８００℃で還元反応を先行実
施した後、９００〜１２００℃で焼結を実施する２段違
元・焼結法である、前記（１）又は（２）又は（３）に
記載の自己還元・焼結型の鉄条孔体の製造方法である。
以下に本発明を具体的に説明する。本発明の特徴とする
ところは、 ■金属鉄粉の替りに、酸化鉄粉を使用するので、取扱い
時や微粉砕時に着火、爆発等の心配がなく。
ところは、 ■金属鉄粉の替りに、酸化鉄粉を使用するので、取扱い
時や微粉砕時に着火、爆発等の心配がなく。
安全である。
■焼結工程では酸化鉄粉粒子間に混在している微粉炭素
が還元剤として働き、焼結工程で同時に還元反応が起る
ので還元性雰囲気にすることなく窒素雰囲気で短時間で
製造出来る。
が還元剤として働き、焼結工程で同時に還元反応が起る
ので還元性雰囲気にすることなく窒素雰囲気で短時間で
製造出来る。
■金属多孔体製造の素材として酸化鉄粉、炭素粉という
大気中で極めて安定でしかも安価な素材を活用するので
金属多孔体製造の安定性・経済性は、極めてすぐれてい
る。
大気中で極めて安定でしかも安価な素材を活用するので
金属多孔体製造の安定性・経済性は、極めてすぐれてい
る。
酸化鉄粉と炭素粉末について説明する。
酸化鉄粉については転炉工場で発生するダスト、スラグ
から回収した鉄粉、熱延工場でのスケール等を素材とし
て容易に手に入る。又酸化鉄は極めて脆く、すでに酸化
されているので金属を粉砕するのに比較して、極めて安
全に経済的に微粉砕することが出来る。炭素粉末につい
ては、コークス微粉や電極屑等を粉砕することによって
同様、手に入れることが出来る。
から回収した鉄粉、熱延工場でのスケール等を素材とし
て容易に手に入る。又酸化鉄は極めて脆く、すでに酸化
されているので金属を粉砕するのに比較して、極めて安
全に経済的に微粉砕することが出来る。炭素粉末につい
ては、コークス微粉や電極屑等を粉砕することによって
同様、手に入れることが出来る。
多孔体製造にあたっての問題は粉末粒度である。
多孔性樹脂ホーム上に、酸化鉄粉、炭素粉末の混練物を
スプレー法とロール法等で塗着させるだけのため、粒子
間隔が高圧でプレスして製造される一般の粉末冶金焼結
鋼に比較して、広い状態となっている。そのため粒子径
が大きくなると焼結後の金属多孔体の組織が不健全（密
度低い）となる。
スプレー法とロール法等で塗着させるだけのため、粒子
間隔が高圧でプレスして製造される一般の粉末冶金焼結
鋼に比較して、広い状態となっている。そのため粒子径
が大きくなると焼結後の金属多孔体の組織が不健全（密
度低い）となる。
第１図は酸化鉄粉と炭素粉末の粒度と還元焼結多孔体の
密度の関係を示す図である。
密度の関係を示す図である。
我々の実験では第１図に示す結果が得られており、酸化
鉄粉、炭素粉末とも５０μ以下のサイズが適当であった
。
鉄粉、炭素粉末とも５０μ以下のサイズが適当であった
。
又酸化鉄粉と炭素粉末の配合比は、酸化鉄を還元するに
必要な炭素量が少なくとも含有されておれば問題はない
。
必要な炭素量が少なくとも含有されておれば問題はない
。
有機結合剤による混線とホーム塗着を説明する。
酸化鉄粉と炭素粉末を水と結合剤（ＣＭＣ，ポリアクリ
ル酸、水ガラス等）で混練し、樹脂ホーム上に、スプレ
ー法、浸漬法で塗着させるわけである。樹脂ホームの如
く、相当目のつまったホームの中心部まで混練物を浸入
させ、ホーム上に塗着させるためには、有機結合剤の割
合が重要で我々の実験では重量比で０．３〜１０％が最
適であることが判った。割合が低すぎる場合はホーム上
に混練物が塗着しないし又、多すぎるとホーム内部まで
混練物が浸入しないという問題がある。
ル酸、水ガラス等）で混練し、樹脂ホーム上に、スプレ
ー法、浸漬法で塗着させるわけである。樹脂ホームの如
く、相当目のつまったホームの中心部まで混練物を浸入
させ、ホーム上に塗着させるためには、有機結合剤の割
合が重要で我々の実験では重量比で０．３〜１０％が最
適であることが判った。割合が低すぎる場合はホーム上
に混練物が塗着しないし又、多すぎるとホーム内部まで
混練物が浸入しないという問題がある。
尚この混練の際に鉄、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属又は合
金微粉末を添加することにより、還元焼結後の金属多孔
体の組織の健全性、強度の向上、耐蝕性の向上を計るこ
とは当然である。
金微粉末を添加することにより、還元焼結後の金属多孔
体の組織の健全性、強度の向上、耐蝕性の向上を計るこ
とは当然である。
脱脂、還元焼結について説明する。
窒素雰囲気中で３００〜３５０℃で数時間で脱脂は完了
し、引き続き６００℃〜１２００℃で酸化鉄粒子間に分
散した炭素粒子による自己還元及び焼結化が行なわれる
。この温度では炭素による酸化鉄の直接還元が極めてす
みやかに起り且つ、焼結化が同時併行的に進むことと、
ホーム上に枝状に混練物が塗着しているこ°とから熱伝
達がよく又１反応生成ガスの脱出が極めてされ易く、短
時間で還元焼結されることから６０分〜９０分で金属多
孔体となる。
し、引き続き６００℃〜１２００℃で酸化鉄粒子間に分
散した炭素粒子による自己還元及び焼結化が行なわれる
。この温度では炭素による酸化鉄の直接還元が極めてす
みやかに起り且つ、焼結化が同時併行的に進むことと、
ホーム上に枝状に混練物が塗着しているこ°とから熱伝
達がよく又１反応生成ガスの脱出が極めてされ易く、短
時間で還元焼結されることから６０分〜９０分で金属多
孔体となる。
尚、還元焼結にあたっては、健全な多孔体を得るには６
００℃〜８００℃でまず還元を先行して実施し、その後
８００℃〜１２００℃で焼結を実施する方が健全な多孔
体が得られることが判った。
００℃〜８００℃でまず還元を先行して実施し、その後
８００℃〜１２００℃で焼結を実施する方が健全な多孔
体が得られることが判った。
還元焼結工程では混練物の中に自己還元用炭素を持って
いるので還元雰囲気にする必要もなく、安全性、経済性
の点で極めてすぐれた方法である。
いるので還元雰囲気にする必要もなく、安全性、経済性
の点で極めてすぐれた方法である。
［実施例］
（１）転炉工場から発生する集塵ダストを振るい分は精
製し、１０μ以下の酸化鉄粉（酸化鉄９５％。
製し、１０μ以下の酸化鉄粉（酸化鉄９５％。
ＣａＯ２％、 Ｓｉｎ、 １％）と５μ以下の電極粉末
と水と有機質結合剤（ポリアクリル酸）を６０ ： １
４ ： ２５ ： １に混練し、スプレー法にて多孔質
樹脂ホーム上に数回にわたり塗着した後、ｊＩ素雰囲気
にて脱脂３００℃×６０分、還元焼結１１００℃×９０
分実施することによって、以下の如き健全な還元型焼結
鉄多孔体を得た。得られた鉄多孔体の酸素含有量は０．
２％で、酸化鉄粉は炭素粉末によって十分還元された、
金属鉄の多孔体であった。
と水と有機質結合剤（ポリアクリル酸）を６０ ： １
４ ： ２５ ： １に混練し、スプレー法にて多孔質
樹脂ホーム上に数回にわたり塗着した後、ｊＩ素雰囲気
にて脱脂３００℃×６０分、還元焼結１１００℃×９０
分実施することによって、以下の如き健全な還元型焼結
鉄多孔体を得た。得られた鉄多孔体の酸素含有量は０．
２％で、酸化鉄粉は炭素粉末によって十分還元された、
金属鉄の多孔体であった。
（２）熱延工場から発生するスケールを湿式粉砕法にて
粉砕し、７μ以下の酸化鉄（酸化鉄９８％、 Ｍｎ０Ｏ
１５％、 Ｓｉｎ、 ０．２％）と５μ以下のコークス
微粉末と７μ以下のＦｅ−Ｃｒ粉末と有機結合剤（ＣＭ
Ｃ）とを以下の配合で混練した。
粉砕し、７μ以下の酸化鉄（酸化鉄９８％、 Ｍｎ０Ｏ
１５％、 Ｓｉｎ、 ０．２％）と５μ以下のコークス
微粉末と７μ以下のＦｅ−Ｃｒ粉末と有機結合剤（ＣＭ
Ｃ）とを以下の配合で混練した。
酸化鉄粉：コークス微粉末： Ｆｅ−Ｃｒ粉末：水：有
機結合剤＝ ５８ ： １７ ： １ ： ２３，７
： ０．３この中に樹脂ホームを浸し、浸漬法によって
ホーム上に混練物を塗着させ乾燥させた。それを窒素雰
囲気中にて脱脂３５０℃Ｘ３０分、還元７００℃Ｘ３０
分、焼結１１００℃×３０分することによって、以下の
成分からなる健全な金属多孔体を得た。
機結合剤＝ ５８ ： １７ ： １ ： ２３，７
： ０．３この中に樹脂ホームを浸し、浸漬法によって
ホーム上に混練物を塗着させ乾燥させた。それを窒素雰
囲気中にて脱脂３５０℃Ｘ３０分、還元７００℃Ｘ３０
分、焼結１１００℃×３０分することによって、以下の
成分からなる健全な金属多孔体を得た。
Ｃ： ０．３％、 Ｍｎ ： ０．４０％、Ｃｒ：０．
３％、Ｏ：０．１％酸化鉄粉が炭素粉末によって十分還
元された。
３％、Ｏ：０．１％酸化鉄粉が炭素粉末によって十分還
元された。
含Ｃｒ鉄合金の組織の多孔体であった。
（３）製鋼工場から発生したスラグから回収した１０μ
以下の鉄粉（酸化鉄１０％、鉄８５％、 Ｃａ０２％。
以下の鉄粉（酸化鉄１０％、鉄８５％、 Ｃａ０２％。
５ｉ０２１％）を５μ以下のコークス粉末とを無機結合
剤（水ガラス）で以下の配合で混合した。
剤（水ガラス）で以下の配合で混合した。
回収鉄粉：コークス粉：水：水ガラス
＝ ７５： １．５： １９： ４．５この混練
物をスプレー法にて多孔質樹脂ホーム上に数回に渡り塗
着した後、アルゴン雰囲気にて３００℃×６０分、還元
焼結１１５０℃×６０分、実施し。
物をスプレー法にて多孔質樹脂ホーム上に数回に渡り塗
着した後、アルゴン雰囲気にて３００℃×６０分、還元
焼結１１５０℃×６０分、実施し。
健全な還元焼結型多孔体を得た。
多孔体成分はＣ： ０．２％、 Ｍｎ ： ０．３０％
、 Ｏ： ０．０５％、であった。
、 Ｏ： ０．０５％、であった。
［発明の効果］
本発明を行なう事により、着火、爆発を起す金属鉄を使
用しないで、安定な酸化物粉末を利用゛して、鉄多孔体
を極めて安全に又経済的に製造する事ができる。
用しないで、安定な酸化物粉末を利用゛して、鉄多孔体
を極めて安全に又経済的に製造する事ができる。
第１図は粉末の粒度と還元焼結多孔体の密度の関係を示
す図 である。 手続補正書 平成元年１月２７８
す図 である。 手続補正書 平成元年１月２７８
Claims (4)
- （１）酸化鉄粉と酸化鉄粉を還元するに要する炭素粉末
とを結合剤を含む溶液で混練し、多孔質樹脂ホーム上に
塗着し、非酸化性雰囲気内にて脱脂、還元焼結すること
を特徴とする自己還元・焼結型の鉄多孔体の製造方法。 - （２）酸化鉄粉が５０μ以下の粒度の酸化鉄粉で、炭素
粉末が５０μ以下の粒度の炭素粉末で、混練物への結合
剤の添加量が０．３〜１０．０重量％である、請求項（
１）に記載の自己還元・焼結型の鉄多孔体の製造方法 - （３）酸化鉄粉が、鉄多孔体の成分を調整するためのＭ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ等の合金元素粉末を含有する酸化鉄粉で
ある、請求項（１）又は（２）に記載の自己還元・焼結
型の鉄多孔体の製造方法 - （４）還元焼結が、６００℃〜８００℃で還元反応を先
行実施した後、９００℃〜１２００℃で焼結を実施する
２段還元・焼結法である、請求項（１）又は（２）又は
（３）に記載の自己還元・焼結型の鉄多孔体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588588A JPH0219406A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 鉄多孔体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588588A JPH0219406A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | 鉄多孔体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0219406A true JPH0219406A (ja) | 1990-01-23 |
Family
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- 1988-07-05 JP JP16588588A patent/JPH0219406A/ja active Pending
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