JPH0247205A - Ａｌを主成分とした急冷凝固粉末の押出加工方法 - 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） 本発明は、Ａｌを主成分とした急冷凝固粉末の経済性に
優れた押出加工方法に関する。

（従来の技術） ＮもしくはＮ合金等のＡＩを主成分とした急冷凝固粉末
（以下、Ｎ基急冷凝固粉末という。）の好適な押出加工
方法を、出願人は特願昭６０年第１９６４５９において
提案した。この方法は、前記粉末を真比重の６０〜８０
％に圧縮成形した後、押出温度２５０〜４５０°Ｃに加
熱、均熱した後、押出し、前記粉末表面に形成されてい
た酸化ＡＩ被被膜よび／ｖ基地中の晶出物や析出物を分
断すると共に基地同士を拡散接合した押出材を得るもの
である。この方法によって熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）等
の煩雑でコスト高の要因となる工程を必要とせず、ＨＩ
　Ｐ処理後の成形体の押出材と同等の強度を有するＮ基
で、冷凝固粉末の押出材を得ることができた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記押出加工方法では、圧縮成形体の押
出温度への加熱、均熱に時間を要し、生産性の低下を余
儀なくされるうえ、粉末表面に付着した水分や粒子中の
ｌ■２を除去することが困難で、ブリスター（押出材表
面に生じるふくれ）による不良が発生し易いという問題
がある。

因みに、従来、押出コンテナに粉末を装入し、これを押
出ステムによって圧縮することによって得られた圧縮成
形体（重１５ｋｇ）をコンテナに設けた加熱装置により
２０°Ｃから４５０°Ｃに加熱、均熱するのに約６０分
要していた。また、ブリスターによる不良率は５〜１０
％であった。

本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、生産性が良
好で、かつブリスターの発生が可及的に抑止されるＡ７
　ＪＪ　！、冷凝固粉末の押出加工方法を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためになされた本発明は、Ａｌを主
成分とした急冷凝固粉末を押出温度に加熱して均熱した
後、押出し、前記粉末表面に形成されていた酸化Ｎ被膜
およびＮ基地中の晶出物や析出物を分断すると共に基地
同士を拡散接合することを発明の構成とするものである
。

（実施例） まず、本発明に使用する金属粉末について説明する。本
発明においては、Ａ６０６１．　Ａ３０５６材質等のＡ
ｌを主成分とした種々の金属粉末全般の使用が可能であ
る。Ａ１基急冷凝固粉末の表面には不活性な数人程度の
酸化Ａｔ　（Ｎｚ０３．等）被膜が形成されている。

Ｎ基象、冷凝固粉末は、空気アトマイズ法、水アトマイ
ズ法、溶湯Ｎ合金等を水流中に注入して細粒状に分断す
る水流法等によって製造されるが、これらの方法により
得られた粉末表面には強固な酸化Ｎ被膜が形成されてい
る。このため、従来、基地の拡散接合をするために、押
出加工前に予めＨＩＰ処理が必要と考えられていた。

本発明を実施するには、まず、前記Ｎ基急冷凝固粉末を
適宜の均熱炉によって押出温度に加熱し、均熱する。粉
末の状態のまま直接加熱するので、熱伝達が良好であり
、均熱に要する時間の短縮を図ることができる。また、
粉末表面に付着した水分や１（２も容易に粉末粒子間か
ら外部へ排除される。このため、ブリスターの発生も可
及的に抑制される。

次に、均熱炉によって予め加熱、均熱された粉末を押出
コンテナに装入する。この場合、押出コンテナを予め押
出温度に予熱しておくことによって、粉末の温度低下を
防止することができる。尚、粉末を直接コンテナに装入
し、コンテナに備えられた加熱装置により加熱、均熱し
てもよい。

均熱すべき押出温度は通常２５０〜４８０°Ｃとされる
。押出湯度が２５０°Ｃ未満では、粉末の変形抵抗が大
きく押出荷重が過大となり、また酸化Ｎ被膜の分断破壊
後の基地の拡散接合が不十分となる。一方、４８０″Ｃ
を越えると析出物の核の発生、成長が促進され、粗大析
出物が生成し、強度の低下を招来する。

次に、コンテナに摺動自在に装着された押出ステムをコ
ンテナ押出開口側へ作動し、コンテナ内の所定温度に均
熱したＮ基急冷凝固粉末を圧縮すると共に通常、押出比
５〜３０で前記押出開口より押出す。Ｎ基急冷凝固粉末
は、押出加工により、強いせん断作用を受け、粉末の外
表面に形成されている数人程度の不活性、安定な酸化Ｎ
被膜が分断破壊され、またＮ基地中の晶出物や析出物（
例えばＡＩ　−Ｓ　ｆ合金粉末であれば、共晶Ｓｉ等）
も細粒状に分断され、これがＡ／基地中に均一に分散さ
れ、高強度化が図られる。そして、基地の拡散接合によ
る一体化が容易に行われるのである。

ここで、押出比を５〜３０とするのは、押出比が５未満
では組織のせん断作用が十分でなく、粉末表面Ｎ２Ｏ３
被膜等の分断作用が不足し、方３０を越えると押出荷重
が過大となり、工業的生産が困難となるからである。

尚、押出方法は、上記直接押出のみならず、押出ステム
側へ押出す間接押出によってもよいことは勿論である。

尚、間接押出の場合、押出ステムの軸心には、ｌｌＴｌ
材が通過するための通孔が開設されている。

以上のようにして得られた押出材は、適宜、鍛造加工、
切削加工等により目的とする製品形状に加工される。

本発明の押出加工方法は、Ｎ粉末冶金材料によって製造
される構造部品、例えば、ピストン、ピストンリング、
シリンダライチ、ピストンビン、コンロッド、カム軸、
バルブリテーナ、ＶＴＲ用シリンダ、オイルポンプブツ
シュ等のＮ合金素材の製造方法として適用される。尚、
シリンダライチ等、製品形状が円筒状のものに対しては
、押出段階で円筒状に押出せばよい。

次に具体的実施例を掲げる。

（１）　　Ａ６０６１材質の急冷凝固粉末を４５０°Ｃ
に保持した均熱炉に装入した。５　ｋｇの粉末を２０゛
Ｃから４５０°Ｃに加熱、均熱するのに要した時間は約
３０分であった。

（２）　４５０℃に予熱した押出コンテナに（１）の均
熱した粉末５　ｋｇを装入し、押出比２６で中２５ｍｍ
押出した。押出材にはブリスターの発生は皆無であった
。機械的性質は引張強度３２ｋｇ／＋ｎ＋ｎ”耐力２８
ｋｇ／ｍｍ２、伸び２０％であり、従来ト同等であった
。

（３）押出材の金属組織を電子顕微鏡観察した結果を第
１図及び第２図に示す、第１図は３００倍、第２図は３
０００倍である。同図より、初晶や共晶は微細に分断さ
れて基地中に均一に分散されている様子が看取される。

（発明の効果） 以上の説明した通り、本発明の押出加工方法は、／Ｖ基
急冷凝固粉末を粉末状態のままで押出温度に加熱、均熱
するので、熱伝達に優れ、均熱に要する時間が短時間で
済み、生産性に優れる。また、粉末表面に付着した水分
や、粉末粒子中に含まれる１１□も速やかに排出される
。このため、均熱後の粉末を押出すことにより、ブリス
ターが発生することなく、組織微細な押出材が容易に得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は実施例に係るＡ６０６１急冷凝固粉
末押出材の金属組織電子顕微鏡写真であり、第１図は３
００倍、第２図は３０００倍である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎを主成分とした急冷凝固粉末を押出温度に加熱
   して均熱した後、押出し、前記粉末表面に形成されてい
   た酸化Ａｌ被膜およびＡｌ基地中の晶出物や析出物を分
   断すると共に基地同士を拡散接合することを特徴とする
   Ａｌを主成分とした急冷凝固粉末の押出加工方法。