JPH02259053A - 硬質タングステン基焼結合金部材の製造法 - Google Patents
硬質タングステン基焼結合金部材の製造法Info
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- JPH02259053A JPH02259053A JP8103589A JP8103589A JPH02259053A JP H02259053 A JPH02259053 A JP H02259053A JP 8103589 A JP8103589 A JP 8103589A JP 8103589 A JP8103589 A JP 8103589A JP H02259053 A JPH02259053 A JP H02259053A
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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〕
この発明は、きわめて硬質のタングステン（Ｗ）基焼結
合金部材の製造法に関するものである。
合金部材の製造法に関するものである。
従来、自動巻時計用重錘や遮蔽材、バランサーさらに被
発射体などの高比重が要求される各種部材の製造にＷ基
焼結合金が用いられている。
発射体などの高比重が要求される各種部材の製造にＷ基
焼結合金が用いられている。
また、これらＷ基焼結合金部拐は、例えば特開昭８２−
１８５８４３号公報に示されるように、重量％で（以下
、％は重量％を示す）、Ｎｉ：２．５〜８％、 Ｆｅ
：０．５〜８％、を含有し、残りが実質的にＷからなる
配合組成をもった混合粉末をプレス成形して圧粉体とし
、この圧粉体を液相焼結し、この結果の焼結体に焼入れ
処理を施すことにより製造されていることも知られてい
る。
１８５８４３号公報に示されるように、重量％で（以下
、％は重量％を示す）、Ｎｉ：２．５〜８％、 Ｆｅ
：０．５〜８％、を含有し、残りが実質的にＷからなる
配合組成をもった混合粉末をプレス成形して圧粉体とし
、この圧粉体を液相焼結し、この結果の焼結体に焼入れ
処理を施すことにより製造されていることも知られてい
る。
一方、近年、各種機器の高性能化に伴い、これらＷ基焼
結合金部材にも、特に高硬度が要求されるようになって
いるが、上記の従来法で製造されたＷ基焼結合金部材は
十分な硬さを具備するものでないために、これらの要求
に満足して対応することができないのが現状である。
結合金部材にも、特に高硬度が要求されるようになって
いるが、上記の従来法で製造されたＷ基焼結合金部材は
十分な硬さを具備するものでないために、これらの要求
に満足して対応することができないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高硬度
を有するＷ基焼結合金部材を製造すべく研究を行なった
結果、液相焼結後の素材に対して、溶体化処理を施して
軟質化（靭性化）した状態で、スェージ加工を加えて歪
みを与えると共に、最終形状とし、引続いて時効処理を
施すと、素地中に微細な硬質の析出物が多量に分散析出
するようになることから、硬さが飛躍的に向上するよう
になるという知見を得たのである。
を有するＷ基焼結合金部材を製造すべく研究を行なった
結果、液相焼結後の素材に対して、溶体化処理を施して
軟質化（靭性化）した状態で、スェージ加工を加えて歪
みを与えると共に、最終形状とし、引続いて時効処理を
施すと、素地中に微細な硬質の析出物が多量に分散析出
するようになることから、硬さが飛躍的に向上するよう
になるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 Ｎｉ：２〜８％、 Ｆｃ ： ０．５〜８％、を含
有し、残りが実質的にＷからなる配合組成を有する混合
粉末をプレス成形して圧粉体とし、この圧粉体の液相焼
結素材に対して、 ７００〜１４００℃の温度での溶体化処理後、５〜５０
％の加工率でスェージ加工を施し、引続いて３５０〜６
００℃の温度で時効処理を施してなる硬質Ｗ基焼結合金
部祠の製造法に特徴を有するものである。
て、 Ｎｉ：２〜８％、 Ｆｃ ： ０．５〜８％、を含
有し、残りが実質的にＷからなる配合組成を有する混合
粉末をプレス成形して圧粉体とし、この圧粉体の液相焼
結素材に対して、 ７００〜１４００℃の温度での溶体化処理後、５〜５０
％の加工率でスェージ加工を施し、引続いて３５０〜６
００℃の温度で時効処理を施してなる硬質Ｗ基焼結合金
部祠の製造法に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の方法において、製造条件を上記の通
りに限定した理由を説明する。
りに限定した理由を説明する。
（ａ） 配合組成
ＮｉおよびＦｃ粉末には、共存した状態で焼結時に液相
を発生させ、合金の高密度化を促進すると共に、延性（
靭性）を向上させる作用があるが、その配合量がＮｉ：
２％未満およびＦｅ ： ０．５％未満では、相対的
にＷの配合量が９７％を越えて高くなってしまい、前記
の作用に所望の効果が得られず、一方その配合量がそれ
ぞれ８％を越えると、Ｗ粉末の相対的割合が低下し、比
重低下をもたらし、高比重を確保することができなくな
ることがら、その配合量をＮｉ ：２〜８％、Ｆｃ：０
．５〜８％と定めた。
を発生させ、合金の高密度化を促進すると共に、延性（
靭性）を向上させる作用があるが、その配合量がＮｉ：
２％未満およびＦｅ ： ０．５％未満では、相対的
にＷの配合量が９７％を越えて高くなってしまい、前記
の作用に所望の効果が得られず、一方その配合量がそれ
ぞれ８％を越えると、Ｗ粉末の相対的割合が低下し、比
重低下をもたらし、高比重を確保することができなくな
ることがら、その配合量をＮｉ ：２〜８％、Ｆｃ：０
．５〜８％と定めた。
（ｂ） 溶体化処理
溶体化処理は、真空中または非酸化性雰囲気中、７００
〜１４００℃の温度に２〜１０時間加熱保持後、急冷、
望ましくは少なくとも３００ ’Ｃまでを４０’Ｃ／分
以上の冷却速度で急冷することによって行なわれ、この
処理によって、焼結素材中に、例えば焼結雰囲気から固
溶した水素量の低減がはかられるほか、粒界や粒内での
微量の析出物の生成、およびＮｉ−Ｆｅ合金を主体とす
る結合相中に過飽和に固溶したＷの析出が著しく抑制さ
れることから、焼結素材は軟質化し、延性が向上するよ
うになる。
〜１４００℃の温度に２〜１０時間加熱保持後、急冷、
望ましくは少なくとも３００ ’Ｃまでを４０’Ｃ／分
以上の冷却速度で急冷することによって行なわれ、この
処理によって、焼結素材中に、例えば焼結雰囲気から固
溶した水素量の低減がはかられるほか、粒界や粒内での
微量の析出物の生成、およびＮｉ−Ｆｅ合金を主体とす
る結合相中に過飽和に固溶したＷの析出が著しく抑制さ
れることから、焼結素材は軟質化し、延性が向上するよ
うになる。
この場合、その温度が７００℃未満では所望の軟質化を
はかることができず、一方その温度が１４００℃を越え
ると、結晶粒が粗大化し、硬さ低下をもたらすことから
、溶体化処理温度を７００〜１４００℃と定めた。
はかることができず、一方その温度が１４００℃を越え
ると、結晶粒が粗大化し、硬さ低下をもたらすことから
、溶体化処理温度を７００〜１４００℃と定めた。
（ｃ） スェージ加工
スェージ加工は、溶体化した焼結素材に塑性歪みを与え
、この歪みによって後工程の時効処理での析出物の析出
を一段と促進させ、析出物を微細均一に多量に析出させ
、もって硬さの著しい向上をはかる目的でなされるが、
その加工率が５％未満では所望の硬さ向上効果が得られ
ず、一方その加工率が５０％を越えると割れなどの欠陥
が発生し易くなることから、その加工率を５〜５０％と
定めた。
、この歪みによって後工程の時効処理での析出物の析出
を一段と促進させ、析出物を微細均一に多量に析出させ
、もって硬さの著しい向上をはかる目的でなされるが、
その加工率が５％未満では所望の硬さ向上効果が得られ
ず、一方その加工率が５０％を越えると割れなどの欠陥
が発生し易くなることから、その加工率を５〜５０％と
定めた。
（ｄ）時効処理
時効処理は、上記の通り析出物を素地中に微細均一に多
量に析出させて硬さを向上させる目的でなされるが、そ
の温度が３５０℃未満では、析出物の十分な析出をはか
ることができず、一方その温度が６００℃を越えると、
析出物が凝集し、粗大化するようになり、いずれの場合
も高硬度を均質的に確保することができないことから、
その温度を３５０〜６００℃、望ましくは４００〜５０
０℃と定めた。
量に析出させて硬さを向上させる目的でなされるが、そ
の温度が３５０℃未満では、析出物の十分な析出をはか
ることができず、一方その温度が６００℃を越えると、
析出物が凝集し、粗大化するようになり、いずれの場合
も高硬度を均質的に確保することができないことから、
その温度を３５０〜６００℃、望ましくは４００〜５０
０℃と定めた。
また、保持時間は１〜３時間で十分である。
なお、この発明の方法を実施するに際して、圧粉体のプ
ルレス成形は１〜４ｔｏｎ／ｃ−の圧力で行なうのがよ
く、これは、その圧力が１ ［ｏｎ／ｃＪ未満では、９
７％以上の理論密度比をもった焼結素材を製造すること
が困難であり、９７％未満の理論密度比をもった焼結素
材に溶体化処理を施しても満足する延性を具備せず、こ
の結果歪付与による硬さ向上効果が十分に発揮されず、
一方その圧力が４ら ｔｏｎ／ｃｄを越えると、プレス成形された圧粉体の密
度が高くなり過ぎて、焼結時の昇温過程で気孔はほとん
ど形成されず、いわゆるクローズドポアとなるため、雰
囲気中の水素による還元や不純物除去が効果的に行なわ
れず、強度および延性低下の原因となるという理由によ
るものであり、また圧粉体の焼結は、露点がＯ′Ｃ〜−
６０°Ｃの水素気流中で行なうのがよく、この条件によ
って昇温過程を含む焼結工程中に、十分な還元と不純物
除去が行なわれ、焼結素材の靭性が向上するようになる
ものであり、したがって、０℃を越えた高い露点にする
と所望の靭性向上をはかることができず、一方−６０℃
より低い露点にしても前記作用が飽和し、より一層の向
上効果は得られないものであり、さらにこの場合、結合
相としてのＮｉおよびＦｅに液相を生じる温度、具体的
には１４５０℃以上の温度に、３０分間以上保持して、
十分な合金化と緻密化の進行をはかるのが望ましい。
ルレス成形は１〜４ｔｏｎ／ｃ−の圧力で行なうのがよ
く、これは、その圧力が１ ［ｏｎ／ｃＪ未満では、９
７％以上の理論密度比をもった焼結素材を製造すること
が困難であり、９７％未満の理論密度比をもった焼結素
材に溶体化処理を施しても満足する延性を具備せず、こ
の結果歪付与による硬さ向上効果が十分に発揮されず、
一方その圧力が４ら ｔｏｎ／ｃｄを越えると、プレス成形された圧粉体の密
度が高くなり過ぎて、焼結時の昇温過程で気孔はほとん
ど形成されず、いわゆるクローズドポアとなるため、雰
囲気中の水素による還元や不純物除去が効果的に行なわ
れず、強度および延性低下の原因となるという理由によ
るものであり、また圧粉体の焼結は、露点がＯ′Ｃ〜−
６０°Ｃの水素気流中で行なうのがよく、この条件によ
って昇温過程を含む焼結工程中に、十分な還元と不純物
除去が行なわれ、焼結素材の靭性が向上するようになる
ものであり、したがって、０℃を越えた高い露点にする
と所望の靭性向上をはかることができず、一方−６０℃
より低い露点にしても前記作用が飽和し、より一層の向
上効果は得られないものであり、さらにこの場合、結合
相としてのＮｉおよびＦｅに液相を生じる温度、具体的
には１４５０℃以上の温度に、３０分間以上保持して、
十分な合金化と緻密化の進行をはかるのが望ましい。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
る。
原料粉体として、平均粒径：５．４−のＷ粉末、同５．
２μｍのＮｉ粉末、および同６庫の鉄粉を用意し、これ
ら原料粉末を、それぞれ第１表に示される配合組成に配
合し、適当量のアセトンを添加して７２時間ポットミル
中で混合した後、ラバープレスを用い、第１表に示され
る圧力で直径：２０ｍｍＸ長さ：２００ ＋ｎｍの寸法
をもった圧粉体に成形し、ついでこの圧粉体を、それぞ
れ第１表に示される条件で水素気流中で液相焼結し、こ
の結果の液相焼結素材に同じく第１表に示される条件で
溶体化処理（加熱保持時間はいずれも６時間）を施し、
これの寸法を、切削加工にて直径：Ｉ５＋＋＋ｍＸ長さ
：１５０ｍｍとした状態で、同じく第１表に示される加
工率でスェージ加工を施し、さらに引続いて第１表に示
される条件で時効処理を行なうことにより本発明法１〜
７、比較法１〜６、および従来法１，２をそれぞれ実施
し、Ｗ基焼結合金部材を製造した。
２μｍのＮｉ粉末、および同６庫の鉄粉を用意し、これ
ら原料粉末を、それぞれ第１表に示される配合組成に配
合し、適当量のアセトンを添加して７２時間ポットミル
中で混合した後、ラバープレスを用い、第１表に示され
る圧力で直径：２０ｍｍＸ長さ：２００ ＋ｎｍの寸法
をもった圧粉体に成形し、ついでこの圧粉体を、それぞ
れ第１表に示される条件で水素気流中で液相焼結し、こ
の結果の液相焼結素材に同じく第１表に示される条件で
溶体化処理（加熱保持時間はいずれも６時間）を施し、
これの寸法を、切削加工にて直径：Ｉ５＋＋＋ｍＸ長さ
：１５０ｍｍとした状態で、同じく第１表に示される加
工率でスェージ加工を施し、さらに引続いて第１表に示
される条件で時効処理を行なうことにより本発明法１〜
７、比較法１〜６、および従来法１，２をそれぞれ実施
し、Ｗ基焼結合金部材を製造した。
なお、比較法１〜６は、いずれも製造条件のうちのいず
れかの条件（第１表に※印を付す）がこの発明の範囲か
ら外れたものである。
れかの条件（第１表に※印を付す）がこの発明の範囲か
ら外れたものである。
つぎに、この結果得られた各種のＷ基焼結合金部材につ
いて、ロックウェル硬さ（Ｃスケール）と、強度を評価
する目的で引張強さを測定し、第１表に示した。
いて、ロックウェル硬さ（Ｃスケール）と、強度を評価
する目的で引張強さを測定し、第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜７によって製
造されたＷ２Ｊ焼結合金部材は、いずれも従来法１，２
によって製造されたＷ基焼結合金部材に比して、高強度
を有し、かつこれより一段と高い硬さを有することが明
らかであり、一方比較法１〜６で製造されたＷ基焼結合
金部材に見られるように、製造条件のうちのいずれかの
条件でもこの発明の範囲から外れると、硬さおよび強度
のうちの少なくともいずれかの特性が劣フたものになる
ことが明らかである。
造されたＷ２Ｊ焼結合金部材は、いずれも従来法１，２
によって製造されたＷ基焼結合金部材に比して、高強度
を有し、かつこれより一段と高い硬さを有することが明
らかであり、一方比較法１〜６で製造されたＷ基焼結合
金部材に見られるように、製造条件のうちのいずれかの
条件でもこの発明の範囲から外れると、硬さおよび強度
のうちの少なくともいずれかの特性が劣フたものになる
ことが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、高硬度を有し
、かつ強度も高いＷ基焼結合金部祠を製造することがで
きるのである。
、かつ強度も高いＷ基焼結合金部祠を製造することがで
きるのである。
Claims (1)
- （１）Ｎｉ：２〜８％、Ｆｅ：０．５〜８％、を含有し
、残りが実質的にＷからなる配合組成（以上重量％）を
有する混合粉末をプレス成形して圧粉体とし、この圧粉
体の液相焼結素材に対して、 ７００〜１４００℃の温度での溶体化処理後、５〜５０
％の加工率でスエージ加工を施し、引続いて３５０〜６
００℃の温度で時効処理を施すことを特徴とする硬質タ
ングステン基焼結合金部材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103589A JPH02259053A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 硬質タングステン基焼結合金部材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103589A JPH02259053A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 硬質タングステン基焼結合金部材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02259053A true JPH02259053A (ja) | 1990-10-19 |
Family
ID=13735200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8103589A Pending JPH02259053A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 硬質タングステン基焼結合金部材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02259053A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013084748A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | 株式会社アライドマテリアル | タングステン焼結合金 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8103589A patent/JPH02259053A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013084748A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | 株式会社アライドマテリアル | タングステン焼結合金 |
| JPWO2013084748A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2015-04-27 | 株式会社アライドマテリアル | タングステン焼結合金 |
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