JPH02504142A - 複雑な内部形態を有する複合体物品の製造方法 - 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】 複雑な内部形態を有する複合体物品の製造方法本発明はセラミックー金属組成物 から製造された物品のような緻密化された複合物品に関し、及び該物品の形成方 法に関する。より詳細には、本発明は複雑な中空部又はキャビティを含むような 複合物品、及び内部表面の機械加工を必要としない成形方法に関する。

セラミックー金属、金属−金属又はセラミックーガラス材料の複合物品の製造に おいては、材料の多孔性圧縮体（ｃｏ＋ｎｐａｃｔ）を製造し、次いで、例えば 焼結又は熱間静水圧圧縮成形のような緻密化工程を含むことが屡々ある。密度は 完全又は理論密度の５０ないし６０容量％から８０ないし１００容量％まで増大 するので、緻密化工程は一般に多孔性圧縮体の顕著な収縮を伴う。緻密化工程に より、又物品の寸法が歪められ、その結果、所望の仕上がり又は正味の形状を持 ｔ；ない多くの不良品が生じている。

寸法的に予想でき、所望の正味の形状を持った合格できる仕上がりの複合物品を 得ることの困難さは、内部表面又はキャビティ又は中空部分を含まなければなら ない物品、特にキャビティが複雑な内部形態から成る場合に特に痛感される。こ うした物品には例えば管、各種の内部直径又は中空のポールを持った管状造形品 が含まれている。

従来は、複合物品中のキャビティは焼結されｊ；物品中に毛細管又は通路を穿孔 し、次いで各種の直径又は他の複雑な表面が要求される場合は機械加工すること によって多く作られていた。完全に密閉されｔ；キャビティ又は中空部を有する 物品は一般に別々な部分として物品を作り、次いで各部分を一緒に接合又は溶接 して全体を作ることによって作成されている。

これらの先行技術は高価であり、特に内部の加工容積が限られている場合は、往 々にして技術的に困難である。多くのセラミックのように物品が作られている材 料が極めて堅い場合は、単純な穿孔でさえも非常に困難で且つ経費がかかる。

焼結又は熱間圧縮の別法として、セラミックー金属複合体は金属を多孔性のセラ ミック圧縮体中に浸透させることによって緻密化して作ることができる。こうし てスチブス（Ｓｔ　１ｂｂｓ）等は米国特許第３．７４９，５７１号においてシ リコンの炭化硼素圧縮体中への浸透を記載している。理論密度の９９％が達成さ れたと言われているが、必要な焼結工程ではなお物品の収縮を招いている。ガザ （Ｇａｚｚａ）等は米国特許第３．８６４，１５４号において、セラミック圧縮 体を粉末金属で取り囲み、次いで熔融レニ金属がセラミックの骨格を含浸するま で加熱することにより、各種のセラミックー金属材料から成る、単純な円板のよ うな中実複合体の形成を記載している。ランジンガム（Ｌａｎｄｉｎｇｈａｍ） は米国特許第３．７１８゜４４１号において、焼結操作の間にセラミックを金属 が湿潤する（ｗｅｔ）ことを妨げると言われている金属粉上に存在する酸化物フ ィルムを減らすことにより、簡単な円筒形の形態の酸化ベリリウムの成程度の緻 密化を達成し！；。過剰な金属は引き統いてを削り落とさなければならない。

この最近の研究の目標は単に緻密化を達成することであった。対象となる物品は 内部キャビティを有する複雑な形状の物品ではなかった。かように内部的収縮又 は正味の形状への内部加工はいずれも主要な関心事ではなかった。

Ｂ４Ｃ及びＡ１のような一層反応性の材料の組み合わせが関心事であり、浸透（ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）法が使用される場合は、往々にして、多孔性の圧縮 体中の浸透流路の閉塞によって緻密化を妨害するセラミック相を形成する可能性 のある化学反応の速度論と浸透法とのバランスを図らなければならない。浸透、 及びその結果としての所望の緻密化を達成するために、バイジク（Ｐｙｚｉｋ） 等は米国特許第４，７０２．７７０号において、Ｂ、Ｃを多孔性圧縮体の金属の 浸透に先立って約１８００℃に熱的に処理することによってＢ、Ｃ−Ａｌ系の反 応速度を減少させている。ハルヴアーソン（Ｈａｌｖｅｒｓｏｎ）等は米国特許 第４，７１８．９１４号において、浸透を可能とする長期の時間的期間に互って 化学的処理を使用している。

これらの材料処理技術は勿論複合物品に経費を追加するものである。これらの緻 密化技術の大部分は又後で最終製品の著しい収縮を起こす焼結段階を含んでいる 。従って今までの所、浸透法は正味の形状の組成物の製造において、熱間圧縮以 上に何等の進歩を達成したものとは言えない。

殆ど完全に緻密化され及び気孔のない物品を生じる能力と共に、複合物の性質は 向上している。現在はセラミック及び金属のような異なる性質の材料を組み合わ せる可能性を実現化することが可能である。向上しｌ；複合材料の性質から現在 は明らかである、適当な用途の機能的な要求に合致する、複雑な形態を持った緻 密化されｌ；複合物品を製造する点に目標を絞ることが今や望ましい。寸法的に 正確であるが内部キャビティ等のような複雑な形態を有する複合物品を製造する 必要性がある。充分に緻密化された、“正味の形状”にある、即ち著しい収縮が なく、機械加工等により更に付形化する必要のない完成品を製造することが要望 されている。

本発明は物品が穿孔、部分的に閉じたキャビティ又は更に全体的に閉塞されたキ ャビティのような、複雑な内部表面を含んでしする、セラミックー金属、金属− 金属、セラミックーガラス等の複合物品を製造する、事実上無収縮の方法である 。本方法は驚くべきことには、Ｂ、Ｃ−Ａ　Ｉのような反応性のセラミックー金 属材料の熱的又は化学的予備処理を必要とすることなく、浸透技術により理論量 の９９％以上の密度を達成する。浸透した物品はその収縮が事実上排除されるよ うな、焼結温度以下で熱処理される。従って従来技術に典型的である、歪んだ内 部形態及び内部のＶ＆機械加工、正味の形状の、緻密化されたセラミックー金属 等の複合体の製造において除外される。更に本方法はうまく浸透を達成させるた めに材料の予備処理の必要性を免れる、浸透方法である。

本方法は物品の内部表面又はキャビティに対応する外部表面を含む挿入体（ｉｒ ＋５ｅｒｔ　ｂｏｄｙ）を形成することを必要とする。挿入体は完成物品よりも 低い湿潤温度を有する材料から成っている。本方法は更に挿入体の周囲に多孔性 の圧縮体を形成することを必要とし、その際、多孔性の圧縮体は所殖の物品の事 実上正味の形態として成形される。圧縮体は挿入材料によって湿潤される材料か ら作られており、挿入材料の湿潤温度よりも高い焼結温度を有している。本方法 は更に集成された多孔性圧縮体及び挿入体を、挿入体が事実上熔融し、挿入材料 が多孔性の圧縮体中に浸透し、最終的な圧縮物品を形成するような挿入材料の湿 潤温度にまで加熱することを必要とする。

本発明は上記の方法によって製造された物品、特に事実上閉塞された内部表面を 有する物品、及び中空の物品を包含する。かような物品は例光ば中空のポール等 であるセラミックー金属複合体である。

本発明の好適な具体化においては、挿入体材料は金属又はガラスであり、多孔性 の圧縮体材料はセラミック又は金属である。圧縮体−挿入材料は、例えばＡ　Ｉ 　ＢＩＺ　　Ａ　Ｉ、Ｂ＋Ｃ−５ｉＳＳ　１Ｃ−５ｉ、ＳｉＢ、−ＡＩ、ＳｉＢ 、−ＡＩ、Ｂ４Ｃ−Ｍｇ５　Ｔ　ｉ　Ｂ、−Ｎ　ｉ、　Ａ　Ｉ　、Ｏ，−Ａ　Ｉ −Ｍ　ｇ　、及びＴ　ｉ　Ｂ　ｘ−Ａ、　ｌである。セラミックーガラス系は例 えばＡＩ　２０ｓ　　（Ｓ　Ｉ　０ｚ−Ｂ２０３ガラス）、Ｓ　ｉ　３Ｎ、−（ Ｓ　ｉ　０２−ＭｇＯガラス）、Ｓ　ｌ　３Ｎ１　　（Ｓ　ｉ　ＯＨＹｔＯｓガ ラス）及びＳ　ｉ　３Ｎ１（Ｓ　ｉ　０２−Ａ１、○ｓ　　Ｙ２Ｏ３ガラス）を 含む。金属−金属系は例えばＴｉ−Ｍｇ又はＷ−Ｃｕを含む。

本発明の好適な具体化において、本方法は金属である挿入体材料及びセラミック である多孔性圧縮体材料を含んでいる。高温で反応するＢ４Ｃ−Ａｌ又はＢ、Ｃ −Ａｌ合金のような化学的に反応性の系が最も好適である。これらの化学的に反 応性の系において、金属成分は浸透後、硬度及び耐摩耗性のような物品の性質を 改質するセラミック相を形成するために減耗することができる。

本発明の方法は挿入材料が多孔性圧縮体の総ての気孔中に浸透し充填する物品を 製造するのに利用することができる。一方、多孔性圧縮体の一部の気孔のみ、又 は圧縮体の内部表面に隣接しｔ：気孔のみを充填することもできる。こうして本 発明の方法は腐食、摩耗等の局部的な悪条件に対して適合する、事実上の柔軟性 を持たせることが可能である。

本発明の方法は部分的又は全体的に閉塞されＩ；キャビティのような複雑な内部 形態を有する複合材料を成形するのに特に有用である。例えば、入り組んだ形状 の通路又は毛細管又は中空部分又は中空のボールを有する物品を製造することが できる。本方法によれば、セラミックー金属複合体が一般に焼結によって著しい 収縮を受ける、既往技術と対照的に、中空の正味の形状を一品として形成するこ とが可能である。

本発明の複合物品はセラミック又は金属の二つ又はそれ以上の固体相を含んでい る。本方法は特にセラミックー金属複合体を形成するのに有用である。金属−金 属複合体を形成する異種の金属、並びにセラミックーガラス系を組み合わせて本 発明の複合物品を製造することもできる。

概念的にいえば、本発明の方法は複合体の所望のキャビティの正味の形状である 外部表面を有する物体である、比較的低融点の材料の挿入体を形成することを必 要とする。次いで挿入体の周囲に多孔性圧縮体を形成する。圧縮体と挿入体の集 成物を、低融点の材料が多孔性の圧縮体中に浸透するように挿入体材料の融点ま で加熱する。挿入体が完全に消費され又は圧縮体中に吸収されたならば、物品は 完成し、所望の正味の形状のキャビティを含むものとなる。

本発明の方法に適当な材料を選択する判定基準は、物品の機能又は複合体が機能 する系の要求を別にすれば、各材料が異なる融点を有することを第一に必要とす る。第二の判定基準は低融点の固体相が、高融点の他の材料の焼結温度以下の湿 潤温度で、他の材料を“湿潤“しなければならない。湿潤温度は低融点材料の融 点に事実上等しい。即ち低融点材料が液体状態に達する時に、残留する固体相上 で約４５″よりも小さい、好適には約１０″よりも小さい接触角を有することを 特徴とすることである。（湿潤の説明についてはハルヴアーソン（）Ｉａｌｖｅ ｒｓｏｎ）等の米国特許第４．．６１５，４４０号及びパイジク（Ｐｙｚｉｋ） 等の米国特許第４．７０２゜７７０号参照のこと）。要求される不可欠な結果は 、材料が相互に接触状態にあって低融点成分の湿潤温度まで加熱される時に、高 融点材料が収縮し、気孔が閉塞する前に、該低融点成分は高融点材料から作られ た多孔性圧縮体物体を湿潤し、浸透することである。

随意的ではあるが、セラミック系の第三の判断基準は系が化学的に反応性である ことである。かような系は浸透後、金属相が消費されて各種のセラミック相を形 成するから、特に融通性が広い。条件を適切に選択すれば、その選択によって特 殊な用途の必要性に物理的性質を適合させることが可能である、セラミック相が 製造される。例えば硬度又は耐摩耗性のような性質は、適当な温度に複合物品を 継続して加熱することにより、所望の反応が起こり、及び所望のセラミ・ツク相 が形成されて向上する。

一般に挿入体は、挿入材料がセラミック又は金属の多孔性圧縮体中に浸透する目 的を持って金属又はガラスで構成される。挿入体は、金属の場合は鋳造法、又は 機械加工のような任意の便利な慣用法で作られる。

挿入体は中実又は中空の物体でもよいが、完成複合体物品の所望のキャビティ又 は内部表面に対応するか又はその鏡像である外部表面を持たなければならない。

例えば、適当な金属挿入体は所望の最終キャビティの形状及び寸法に加工された 外部表面を有する中実の円筒であってもよい。

挿入体を形成する材料の容積は、多孔性圧縮体中に吸収されることが望まれる材 料の量に限定される。挿入体が充分な量の材料を供給するには小さ過ぎる場合は 、浸透工程の間に材料を添加するためキャビティ中に一連の導管等を延長させて も良い。

挿入体の周囲にセラミック又は金属材料の多孔性圧縮体を形成することは慣用の 技術と同様にして行われる。セラミック材料は一般に適当な大きさのものであり 、接合剤で均質な混合物に成形される。次いで材料は挿入体とセラミック材料を 適当な形状のグイ中に集成し、集成物を冷間静水圧圧縮等の処理に付するような 幾つかの慣用の方法で団結させる。

得られる多孔性圧縮体の密度はセラミック材料の充填能力に依存するが、通常は 理論的な最高密度の約５０ないし７０容量％の程度である。セラミック粒子の粒 子寸法及び形状は、多孔性圧縮体又は未焼体の特性並びに完成製品の性質にも影 響を与える。例えばセラミック成分がホイスカー状であれば、４０ないし５０％ の密度が得られる。完成複合体は他の技術を使用しては極めて達成し難い、高い ホイスカー含量を有している。

特別に所望される結果を得るｊ；めに、微粒状、小板状、繊維状、細断繊維状等 ようなセラミック材料の他の物理的形状を選択することができる。

多孔性セラミック又は金属圧縮体により包囲された金属又はガラス挿入体から成 る集成物は、挿入材料が事実上熔融し、多孔性圧縮体に浸透する湿潤温度まで加 熱される。多孔性圧縮体の焼結温度は挿入体の湿潤又は熔融温度よりは高いこと が系の必要条件である。多孔体の気孔の閉塞が顕著であるこれらの温度以下で工 程が実施されることが必要である。

多孔性圧縮体の総ての気孔及びそれらの相互に連結した通路が、浸透工程に際し てそれらが金属を充填し焼結温度で生起する収縮を引き起こすことなく所望の正 味の形状の物品が生じるように、開放されたままであることが狙いである。湿潤 温度に達した時に、挿入材料は液化し圧縮体気孔の毛細管作用によって多ヂ性体 中に引き込まれる。総ての挿入体材料が吸収され、所望の正味形状を有するキャ ビティが残されるまで浸透は継続する。加熱及び浸透段階は系の要求によって真 空、不活性ガス又は空気中で行ってもよい。

物品の形態及び挿入体の容積Ｃ；よって、多孔体の総ての空隙を満たすために追 加的な量の液相材料が必要となることもある。追加的な液体は必要に応じて、何 等かの適当な手段により、外部の供給源から導入することができる。一方、完成 複合体物品の特性が挿入体と接触する表面から半径方向に向かって変化するよう に、挿入体の容積を限定することも可能である。浸透に利用できる材料の容積を 制限することによって、或種の興味ある物品の性質が、物品の幾何学的形態に応 じて段階的に変わっている構造物の形成が可能である。

浸透が完了すると、複合物品は室温まで冷却される。完成物品の寸法は浸透前の 多孔性圧縮体から事実上不変であり、従って一般にはそれ以上の加工を必要とし ない。一般に寸法の違いが、圧縮体から完成物品まで０．００２インチ（５０， ８μｍ）又はそれ以下よりも多くはない物品を得ることができる。

更に反応系の最終複合体物品は、例えば金属相が反応して新しいセラミック相を 形成する熱処理に暴露されることができる。かような熱処理工程は屡々物品表面 の硬度及び耐摩耗性を増大させる。例えば本発明の浸透工程によって製造された 複合体Ｂ、Ｃ−Ａｌ系サーメッ）す（ｃｅｒｍｅｔ）は随意的な熱処理の追加に よって容易に微細構造が変えられる。

上に指摘したように、本発明の方法は各表面の特定の環境的又は使用上の必要条 件に合致するように、表面から表面に互って変化する性質を含む複合体物品の形 成を可能とする。例えば、炭化硼素及びアルミニウム又はアルミニウム合金のよ うな反応性系において、かような可変的な性質を有する充分に緻密な、多重−セ ラミック相物品を製造することができる。かような物品は、各表面が金属の浸透 又は後加熱処理により処理されて所望の表面的性質を獲得している、複雑な形態 の外部表面並びに内部表面又はキャビティを含むことができる。

かような物品の内部表面は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金の円筒形 を、所望の複合体物品の所望の内部表面又はキヤ・ビティの正味の形状である外 部表面を含むように、加工することにより製造される。

円筒形の挿入体は次いで、浸透に利用し得る金属の量を、完成複合体物品の内部 表面又はキャビティに隣接する薄いセラミックー金属層を形成するのに丁度必要 な量に制限するために、穿孔され又は他の方法で処理される。粒状のＢ、Ｃを接 合剤と一緒にして、挿入体の周囲の、複合体物品の所望の外部表面を構成する複 雑な表面を含むグイ中で冷間圧縮される。多孔性の圧縮体−掃人体集成物はアル ミニウム又はアルミニウム合金挿入体の湿潤温度まで昇温され、挿入体材料が液 化し、多孔性圧縮体の内部表面に浸透するまで、その温度に保持される。その点 で、部分的な浸透を受けた炭化硼素は７００ないし１２００℃の温度まで昇温さ れ、アルミニウム金属が炭化硼素セラミックと反応して複合体物品の内部表面に 必要とされる高い硬度的性質を有する新セラミック相を形成することができる。

部分的に浸透を受けた圧縮体は、次いで外部を第二の金属とその湿潤温度で接触 させることにより、外部的性質を変えるように処理される。第二の浸透の後で、 複合体物品は堅いセラミックの内部表面及び強靭なセラミックー金属外部表面を 有することを特徴とする。

勿論金属は所望の最終的性質により各浸透毎に異なっていてもよい。第二の浸透 は又外部に新しいセラミック相が必要な場合は熱処理を継続して行ってもよい。

本発明の方法は多くの異形の付形物を製造する可能性を有している。

上に指摘したように、中空のポール又は又は他の中空の付形物を作ることができ る。浸透が達成された後に、中空又はキャビティ内の定位置に止まっている中空 内の材料又は対象物を含むことが望ましいことがある。

かような材料はキャビティの骨格支持体又は単にサーミットの封入を必要とする 材料から成っていてもよい。かような成形は封入される材料を、その所望の形状 で、挿入体の一成分として含むことにより達成される。

浸透後にキャビティ中に残される材料は、浸透温度において挿入体材料によって 湿潤されてはならない。かような非湿潤特性は化学的表面処理を必要とするか、 又はキャビティ中に残される材料と同等のものを必要　　、・とする。

上に指摘したように、先行技術者によりＢ、Ｃ−Ａｌのような或種のセラミック ー金属系の浸透はセラミック相が熱又は化学的処理に暴露されると著しく向上す ることが見出された。米国特許第５．７８１．９４１号において、この問題は浸 透に先立ってＢ、Ｃ粉から酸化物層を除去することが必要であるとして記載され ている。この方法は約１０日という極めて長い処理期間を伴っている。浸透を妨 害する酸化物の汚染の問題は本発明の方法によって解決され、いずれの従来法を も必要とすることはないように考えられることが見出された。

酸化物の除去はセラミック材料の場合よりも金属表面に対してより重大であるよ うに見える。従って関心事であるＢ、Ｃ−Ａｌ系において、Ｂ、Ｃから酸化物を 除去するよりもＡ１から酸化物を除去する方が一層困難であるが、本発明の浸透 法は比較的塊状の挿入体の形状で金属相を利用するので、問題は著しく減少する 。Ａ】相は棒状、付形ブロック状、板状等であって、粒子状ではない。その結果 として、金属の表面積、及び従って系の酸化物含量は少ない水準にあり、浸透を 妨害するとは思われない。

下記の実施例は本発四を例示するものである。

天産±−１ 円筒形の表面に螺旋状のねじ山を含むように機械加工された棒から成るアルミニ ウムの挿入体を作成した。炭化硼素粉末（ＥＳＫＩ５００、西ドイツのムニツヒ （Ｍｕｎｉｃｈ）のエレクトロシュメルツヴエルケ（Ｅｌｅｋｔｒ。

ｓｃｈｍｅｌＬｚｖｅｒｋｅ）ケンブテン（Ｋｅｍｐｔｅｎ）製）を３重量％の ワックス接合剤と混合し、次いで混合物を２２０μｍの篩を通すことによってセ ラミック相混合物を製造した。粉末が金属挿入体を包囲するようにセラミック粉 末混合物をゴムのダイ中に入れ、４５ｋｓｉ　（３１０ＭＰａ）で１分間、静水 圧的に圧縮した。次いで圧力を解放し、多孔性圧縮体−掃人体集成物をゴムのダ イから取り出し、グラファイト製の炉中に入れた。室温で１ないし１０（ｈ＋１ ２の真空をかけた。温度を１分間に１０℃の昇温速度で１１７０℃まで上げ、１ 時間保持した。次いでアルゴン気流中で物品を室温まで冷却した。得られた複合 体物品の性質は８１ｋｓｉ（５５８ＭＰａ）の破壊強度、７．９ＭＰａ−＋ｎ” ’の破壊靭性ＫＩｃ及び６９５ｋＧ／Ｉ＋＋がの硬度を示した。完成複合物品は 多孔性圧縮体の寸法と比較すると、寸法が僅かに０．００１インチ（２５，４μ ｍ）　Ｌ、か異なっていないという特徴を有している。完成製品は充分に緻密化 されており、気孔は検出されなかった。

上記の方法による第二の物品が作られ、複合物品は８００℃に冷却しＩ；時に１ ０時間保持する熱処理に付された。熱処理後の複合物品の性質は破壊強度が７７ ｋｓ　ｉ　（５３０ＭＰａ）、Ｋ＋ｃが５．８ＭＰａ−一′２で硬度が１２９５ ｂ９／ｌｌｔがであった。

浸透温度が接近するにつれて加熱時間表を注意深く制御することにより本発朗の 浸透工程が改良される。対象とするＢ、Ｃ−Ａ　Ｉ系の場合、１０００℃から１ ！００°ＣへはｌＯ℃毎分よりも小さくなし一加熱速度が、１１００°Ｃかも最 高所望温度へは５℃毎分の加熱速度が特に適当である。

最高温度での加熱は液体相が浸透するのに必要な各１　ｃｒｎ当たり約１５分プ ラス１０分が必要である（その寸法が約ＩＱｃｍを超えなし１場合）。

材料は完全に緻密となり、これらの条件下で優れた機械的性質を示す。

上記の方法に従って製造された、一連の複合物品は下記の第」表に示された範囲 の性質を有している。

第　　　　１　　　　表 Ｂ、Ｃ−Ａｌ　　複合体の性質の範囲 浸透後の　　破壊強度　破壊靭性　硬度熱処理　−７［ＭＰａ−ｍ””］　　ｆ ｋｇ−と４無し　　　　　　７０−９０　　　６−９　　　　°５００−７００ ８００℃　　　６０−８０　　５−７　　１１００−１０時間　　（４１４−５ ５０）　　　　　　　　　　　ｌ　４００態亘」 長さ８．００インチ、及び直径０．５０インチ（長さ２０．３２ｃｍ、及び直径 １−２７ｃｍ）の円筒形のアルミニウムの棒をＴｉＢ、−Ａｌ管の製造用の挿入 体として選択しｔ；。平均粒径が７／１！である、ユニオン・カーバイド（ＩＪ ｎｉｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ）製のＴｉＢ＊粉末を回転式混合機中でワックス接合 剤と混合し、アルミニウム棒挿入体の周囲に６０ｋｓ　ｉ　（４２０ＭＰａ、） で静水圧的に冷間圧縮した。ＴｉＢ、−ＡＩ挿入体集成物を真空下に１２５０℃ に加熱し、その温度に１時間保持した。冷、却後、完成複合物品は理論密度の９ ９％であり、０．５０±０．００２インチ（１゜２７０±０．００５ｃｍ）の要 求寸法に合致させるために機械加工を必要としなかっｊ；。

国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １． （ａ）完成複合物品の内部表面に対応する外部表面を有し、該物品の湿潤温度よ りも低い湿潤温度を有する材料から成る挿入体を成形すること、 （ｂ）該物品の事実上正味の形状となるように、該挿入体の周囲に、該挿入体に より湿潤される材料から製造され且つ該挿入体材料の湿潤湿度よりも高い焼結温 度を有する、多孔性の圧縮体を成形すること；及び （ｃ）該挿入体材料が事実上熔融し、該多孔性圧縮体中に浸透するような該湿潤 温度に該物品を加熱し、事実上該圧縮体の正味の形状を有する該複合物品を成形 すること、 の工程から成る、内部表面又はキャビティを有する複合物品の製造方法。
2. ２．該挿入体材料が金属又はガラスであり、及び該多孔性圧縮体材料がセラミッ ク又は金属である、請求の範囲１項に記載の方法。
3. ３．該圧縮体−挿入体材料Ｂ４Ｃ−Ａｌ、Ｂ４Ｃ−Ｓｉ、ＴｉＢ２−Ａ１、Ｔｉ Ｂ２−Ｎｉ、Ｂ４Ｃ−Ｍｇ、ＡｌＢ１２−Ａｌ、ＳｉＢ６−Ａｌ、ＳｉＢ４−Ａ ｌ又はＳｉＣ−Ｓｉである、請求の範囲２項に記載の方法。
4. ４．該圧縮体−拝入セラミックーガラス材料がＡｌ２Ｏ３−（ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ ３ガラス）、Ｓｉ３Ｎ４−（ＳｉＯ２−ＭｇＯガラス）、Ｓｉ３Ｎ４−（ＳｉＯ ２−Ｙ２Ｏ３ガラス）、Ｓｉ３Ｎ４−（ＭｇＯ−Ｙ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｉＯ２ガ ラス）又はＳｉ３Ｎ４−（Ａｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３−ＳｉＯ２ガラス）である、請 求の範囲２項に記載の方法。
5. ５．該セラミック−拝入金属−金属材料がＴｉ−Ｍｇ又はＷ−Ｃｕである、請求 の範囲２項に記載の方法。
6. ６．該物品が中空であり、及び該内部表面が事実上全部閉塞されている、該求の 範囲１項に記載の方法によって製造された物品。
7. ７．該物品が中空のボールである、請求の範囲６項に記載の物品。
8. ８．該挿入体材料が金属であり、及び該圧縮体材料がセラミックであり、該金属 とセラミックが高温で反応性である、請求の範囲１項に記載の方法。
9. ９．該セラミック金属材料がＢ４Ｃ−Ａｌ又はＢ４Ｃ−Ａｌ合金である、請求の 範囲８項に記載の方法。
10. １０．該挿入体材料が該圧縮体に浸透した後、該金属とセラミックが反応して金 属−セラミック相を形成するように該物品の温度が調節される、請求の範囲８又 は９項に記載の方法。
11. １１．加熱に際して、該挿入材料が浸透して該多孔性圧縮体の総ての気孔部分を 充填する、請求の範囲１項に記載の方法。
12. １２．加熱に際して、該挿入材料が浸透して該多孔性圧縮体の気孔の一部分を充 填する、請求の範囲１項に記載の方法。
13. １３．加熱に際して、該挿入材料が該圧縮体の総てを充填するが、該挿入材料が 涸渇する前は、但し該圧縮体の該内部表面に隣接した気孔のみを充填するような 量に限定されている、請求の範囲１２項に記載の方法。
14. １４．該加熱段階が該湿潤湿度まで漸増的に進行し、浸透が完了するまで該温度 に保たれる、請求の範囲１項に記載の方法。
15. １５．該セラミック−金属材料がＢ４Ｃ−Ａｌ又はＢ４Ｃ−Ａｌ合金であり、及 び該加熱が１０００ないし１１００℃まで約１０℃毎分で進行し、１１００℃な いし所望の最高温度１２００℃まで５℃毎分で進行する、請求の範囲１４項に記 載の方法。
16. １６．該物品が充分に緻密な材料であり、該Ｂ４Ｃが浸透の前に何等の熱的又は 化学的処理を必要としない、請求の範囲１項に記載の方法により製造されたＢ４ Ｃ−Ａｌ又はＢ４Ｃ−Ａｌ合金の物品。