JPH0257647A - 高密度クロム系サーメット焼結体の製造方法 - 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］ 本発明は高密度のクロム系サーメット焼結体（焼結硬質
合金）の製造方法に関する。

［従来の技術及びその問題点］ サーメットは金属とセラミックを混合し、加圧成型、焼
結して得る複合材料で、一般に混合した原料粉末を予備
成型後、不活性の保護雰囲気中もしくは還元雰囲気中で
常圧又は加圧焼結を行ない製造されている。

従来から、金属クロム粉末を用いてクロム系のサーメッ
トを製造する際、金属クロムは粒子表面に強固な酸化波
膜を生成するためにクロム自体が難焼結性であること、
金属クロム以外の硬質分散相として用いる金属酸化物等
はクロム母相中に固溶し難いこと等のために、常圧焼結
法では充分な密度の焼結体を得ることが困難であるとい
う問題があった。

高密度のクロム系のサーメットを簡便に得ることが可能
ならば、クロム系のサーメットの持つ強度。

砂崩、靭性等の機械的性質の面からもその利用分野は更
に拡がることが考えられ、高密度クロム系サーメット焼
結体、特に高純度の焼結体及びその効率的な製法が求め
られている。

高密度クロム系サーメットの焼結体を得るには、通常、
ホットプレス、熱間静水圧プレス等の加圧焼結法が用い
られているが、これらの加圧焼結法では、波圧粉体と、
用いるプレス型もしくはカプセルの祠質との反応が起り
、これら同志が融着しやすく、また、プレス型、カプセ
ルからの不純物の混入を避けることができない。これを
防ぐためには、用いるプレス型やカプセルに窒化ホウ素
等の雌型剤を塗付するなどして加圧焼結が行われる。

しかし、クロム系サーメット焼結体の製造の場合には、
ホウ素、窒素等の不純物の存在は特にクロム母相の機械
的性質を著しく低下させることになり、またこのような
不純物の汚染を回避するために、圧力、温度等の焼結条
件を比較的温和な条件に設定すると、満足すべき密度の
ものが得られないという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は、かかる問題点を解決するために鋭意検討
を行った結果、サーメットの硬質分散相と同種の金属酸
化物を雌型剤として用いることにより、サーメット原料
粉末とプレス型もしくはカプセルとの反応を防ぎつつ、
また、不純物に汚染されることなく高密度のサーメット
焼結体を得ることのできることを見出し本発明を完成し
た。

即ち本発明は、金属クロム及び／又はクロム基合金及び
金属酸化物粉末を原料とし、型を用いた加圧焼結法にて
サーメット焼結体を製造する方法において、原料として
用いる金属酸化物と同種の金属酸化物の粉末および／又
はシートを雌型剤として用いることを特徴とする高密度
クロム系サーメット焼結体の製造方法を提供するもので
ある。

次に本発明のクロム系サーメット焼結体の製造方法につ
いて更に詳細に説明する。

本発明で用いるサーメット原料粉末は、金属クロム及び
／又はクロム基合金と、硬質分散相としての金属酸化物
とを混合したものを使用する。

硬質分散相として用いる金属酸化物として°は、ジルコ
ニウム、チタン、アルミニウム等の酸化物である。

このサーメット原料粉末は、粒径０．１〜２００μｍも
のであり、最終的に均一な焼結体を得ることかできれば
混合比、混合方法等は特に限定されないが、クロム二金
属酸化物か９９：１〜６０　：　４０　（ｗｔ）で、こ
れらをボールミルなどの通常の混合装置で混合すること
が好ましい。

サーメット原料粉末はハンドプレス、冷間静水圧プレス
等で目的とする形状等に予備成型して圧粉体とし、この
ものを雌型剤を充填したプレス型もしくはカプセル等の
型の中に埋め込み保持して加圧焼結を施し焼結体とする
。

ここで、用いる１ｌｉｌＩ型剤は、原料として用いた硬
質分散相（金属酸化物）と同類の金属酸化物であること
が本発明では必須である。使用する雌型剤が粉末の場合
は、その粒径はｌＯμＩＩＩ〜１１ＩＩＩＩｌ稈度が好
ましい。雌型剤の粒径がｌＯμＩより小さいと焼結の進
行により離型が困難になり、ｌ　ｍ１１より大きいと圧
粉体に対しての均一な加圧が期待できなくなるからであ
る。また、用いる雌型剤を適当な厚さのシート（例えば
０．５〜５■ｌ厚さ）として用いることも可能である。

いづれにしても、本発明では少なくとも焼結する圧粉体
と接する部分が、本発明で限定した雌型剤と接するよう
にに使用することである。

、ｌｉｌ型剤の使用はは、不純物による汚染の程度及び
経済性の而から圧粉体の重量のｌＯ〜３０倍程度が好ま
しい。

本発明において加圧焼結法として熱間静水圧プレスを用
いた場合の一例を第１図に示す。図のようにカプセルに
雌型剤を充填し、その中に圧粉体を埋め込んで真空封止
をしてプレスを行う。

また、ホットプレスを用いた場合の一例を第２図に示す
。図のようにプレス型に雌型剤を充填し、その中に圧粉
体を埋め込んでプレスを行う。また第３図のように、熱
間静水圧プレスと同様にカプセルに圧粉体を封入し、そ
のカプセルをプレス型中のＭ６’？ＮＩに埋め込んでプ
レスを行うことも可能である。

本発明での焼結温度は１０００℃以上で、高密度のクロ
ム系サーメット焼結体を得ることができる。

［発明の効果］ 一般的に雌型剤は型などからの製品の離脱を容易にする
ために使用されるが、硬質分散相と同類の金属酸化物も
しくは金属窒化物を雌型剤として用いると次のような効
果が得られる。

■原料粉末とプレス型もしくはカプセルとの相互反応を
防止する。

■プレス型もしくはカプセルからの不純物の混入を防ぐ
。

■＃ｉ型剤そのものからの汚染がない。

■圧粉体に等方静水圧が作用させることが出来る。

以上の作用で、本発明によれば不純物の混入を抑えつつ
加圧焼結を行うことができ高密度のクロム系サーメット
焼結体を製造することができる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本
発明は何等これらに限定されるものではない。

実施例１ 原料粉末として、平均粒径１２０μｍをａする金属クロ
ム粉末（純度９９．９％）と平均粒径０．５μ■を角゛
するジルコニア粉末（純度９９．９％）をそれぞれ第１
表に示した組成に配合し、ジルコニア製のボールを使用
してメタノール中にて５０時時間式粉砕混合し、乾燥し
た後、２００　ＭＰａの圧力でプレス成型して棒状の圧
粉体とした。

これらの圧粉体を第１図に示すようにカプセルに封入し
て、アルゴンガス雰囲気で焼結温度１２００℃、プレス
圧力１５０　ＭＰａ　、保持時間３時間の熱間静水圧プ
レスを行った。雌型剤は、平均粒径３０μｍを有するジ
ルコニア粉末を使用した。

このようにして製造したクロム系サーメット焼結体の密
度測定の結果を第２表に示す。

実施例２ 実施例１と同様の手順で得た圧粉体を、第２図に示すよ
うにホットプレスのプレス型に埋め込み、アルゴン雰囲
気にて焼結温度１４００℃、プレス圧力２０　ＭＰａ、
保持時間１時間でプレスを行った。用いた雌型剤は、平
均粒径３０μ閾を宵するジルコニア粉末及び厚さ２ｆｌ
ｌＩｌのジルコニアシートを使用した。

このようにして製造したクロム系サーメット焼結体の密
度測定の結果を第３表に示す。

比較例１ 実施例Ｉと同様の手順で得た圧粉体に対し、水素雰囲気
中で焼結温度１４００℃、保持時間１峙間で常圧焼結を
行った。

このようにして製造したクロム系サーメット焼結体の密
度測定の結果を第４表に示す。

第１表 試ｉ−１１ 試料２ 試料３ クロム （ｗＬ％） ジルコニア （ｖｔ％） 理論密度 （ｇ−Ｃｍ−３） ７、■３ ７、ＯＧ ６．８ 第２表 試料ｌ 試料２ 実ａｔＩ値 （ｇ−Ｃ１１−３） ７．１ ７．０２ 相対密度 （％） ９９．６ ９９．４ 第３表 試料工 試料２ 試料３ 実測値 （ｇ−ｃｍ−３） Ｇ、９ ６．７ 相対密度 （％） ９２．８ ９７．７ ９８．５ 第４表 試料１ 試料２ 試料３ 実測値 （ｇ−Ｃ「３） ５．１１ ５．２７ ５．３９ 相対密度 （％） ７１．７ ７４．６ ７９．３

【図面の簡単な説明】

図１は熱間静水圧プレスを用いた場合の圧粉体の型への
封入状況を示す図で、図中１はカプセル、２は雌型剤、
３は圧粉体を夫々示す。 図２．３は夫々ホットプレスを用いた場合、カプセルに
圧粉体を封入したものをプレス型に封入した状況を示す
図で、図中１はカプセル、２は雌型剤、３は圧粉体、４
はプレス型、５は上パンチ、６は一ドバンチを夫々示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属クロム及び／又はクロム基合金及び金属酸化物粉末
   を原料とし、型を用いた加圧焼結法にてサーメット焼結
   体を製造する方法において、原料として用いる金属酸化
   物と同種の金属酸化物の粉末および／又はシートを雌型
   剤として用いることを特徴とする高密度クロム系サーメ
   ット焼結体の製造方法。