JPH03502713A - 爆発方法により材料を加工するための爆発室 - 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】 爆発方法により材料を加工するための爆発室本発明は、請求項１の前提概念に記 載の爆発室、及び金属粉、セラミック粉、または他の材料から成る粉末を圧縮さ せて固形物を形成させる方法に関するものである。

西ドイツ特許公開第３７１０６６９号公報に開示されている爆発室は、原理的に は２つの爆発室から構成されている。内側の爆発室のなかには爆発室中空空間が 形成され、作業室として用いられる。この公知の構成の課題は、高真空をも安価 に得られるようにし、それによって薄い多層の、特に繊維構造の板及びフォイル を爆発方法で製造できるようにすることである。

作業室は第２の室から仕切られ、該第２の室は原理的には真空を生じさせるため にだけ用いられる。

雑誌Ｂｅｒ、Ｄｔ、Ｋｅｒａｍ、Ｇｅｓ、５０（１９７３）Ｎｏ、　３　、第７ ５頁以下には、セラミック粉と金属粉及びその混合物を爆発圧によって圧縮する ことが開示されている。金属粉またはセラミック粉を圧縮させるため、間接圧縮 法が使用される。

この間接圧縮法では、圧力を伝達させるためのプランジャーが用いられ、もしく は最初に高速に加速される弾丸を減速させて粉末材料を圧縮させる。

いわゆる直接圧縮法では、爆薬によって生じる高圧が例えば圧縮されるべき粉末 を収容しているパイプに直接作用を及ぼす、爆薬が爆発する際に生ずる高圧がノ （イブを押しつぶし、これによってパイプのなかにある粉末が圧縮される。

上記２つの方法では、爆薬の爆発の際に高圧が発生し。

この高圧を、粉末を圧縮または結合させて固形物を形成するために用いる。他の 公知の方法に比べてこれらの方法の利点は、大型の装置を使用しなくてもｔｌわ ゆる「爆発によるコンパクト化」の際に高密度が得られることである。

爆圧を用いた公知の方法の欠点は、圧縮機固形物の核部に有孔領域が生じること 、溶融及び裂は目が生じることである。特に、衝撃波の波頭が通り過ぎた後に衰 弱波（Ｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇｓｖａｌｌｅ）が生じるため、裂は目が生じ、圧 縮体が破壊されることも頻繁にある。

本発明の課題は、セラミック粉、金属粉、または他の粉末を、形成される固形物 を弛緩させる（Ｅｎｔｓｐａｎｎｅｎ）ことなく、爆圧により圧縮させることが できるような爆発室を提供することである。

上記の課題は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の構成によって解決される。

有利な構成は、請求の範囲第２項から第８項までに記載されている。

本発明の他の課題は、セラミック粉、金属粉、または他の粉末から形成される固 形物を弛緩させることなく圧縮できるような方法を提供することである。

上記の他の課題は、請求の範囲第１０項の特徴部分に記載の構成によって解決さ れる。有利な構成は、他の請求の範囲に記載されている。

換言すれば１本発明は、爆薬の爆発の間だけ爆発ガスを作用させて、その後すぐ に衰弱させる（ｅｎｔｓｐａｎｎｅｎ）のではなく、爆発ガスをその後も高圧に 維持させるとともに、通常生じる衰弱を目的に応じて阻止するか、もしくは付加 的な作業ガスを導入するかして、爆圧による圧縮過程または結合過程と、いわゆ るｒ等静力学的冷間ブレス方法」、「等静力学的熱間プレス方法」、或いは「焼 結方法」による作業方法との組み合わせを可能にすることを提案するものである 。

本発明にしたがって爆発室に設けられるピストン状の壁により、爆薬の爆発後こ のピストン状の壁は運動し、粉末と形成されるべき固形物とを収容している収容 室の中へ進入し、その際粉末を圧縮させる。しかし従来のすべての爆発方法とは 異なって、爆発ガスは排出されずに、以後の加工過程を実施するために利用され 、システム全体は高圧に維持される。

本発明によれば、材料を弛緩させる原因となる衰弱波の強度を減少させることが できるばかりか、時間、温度、圧力に応じて正確に制御される拡散過程及び／ま たは再結晶過程といったプロセスをさらに実施することもできる。この場合、形 成されるべき固形物の強度と機能特性を最適にするために、保護ガスを使用して 熱処理を行なうこともできる。

最後に、本発明によれば、爆薬の種類、爆薬室の形状、収容室の形状、ピストン 状の壁のサイズと種類を選択することによって本発明による方法を異なるエネル ギーレベルに制御し、もしくは材料の種類に対して技術的に最適になるように制 御することができる。この場合、ピストン状の壁を材料の一部分にさせるこもで きる。

次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

第１図は　　本発明による爆発室の第１実施例を示す図。

第２図は　　本発明による爆発室の変形例を示す図、第３図は　　本発明による 爆発室の他の変形例を示す図。

第４図は　　本発明による爆発室のピストン状の壁の一部分の拡大図。

第５図は　　本発明による爆発室の他の変形例を示す図である。

図中５は爆発室である。爆発室５内には、圧縮されるべき金属粉またはセラミッ ク粉を収容するための収容室１が設けられている。なお金属粉またはセラミック 粉から固形物が形成される。収容室１はピストン状の壁６によって爆薬室２から 仕切られている。収容室１は真空装置３に接続され、爆薬室２は高圧装置４に接 続している。

ピストン状の壁６は、収容室１と爆薬室２によって形成される筒状の空間内を移 動することができる。

第２図に図示した実施例では、２つのピストン状の壁６ａが設けられている。こ れら２つの壁６ａはその間で、形成されるべき固形物を収容するための収容室１ を形成している。−右壁６ａの両側には爆薬室２が形成されている。同様に真空 装置３と高圧装置４が設けられている。

第３図に図示した実施例でも２つのピストン状の壁６ａが設けられている。しか しこの実施例では、２つのピストン状の壁６ａはその間で爆薬室２を形成してい る。

従って、形成されるべき固形物を収容するための収容室１が２室形成される。同 様に真空装置３と高圧装置４が設けられている。さらに、第３図に示すように、 爆発室５の壁は加熱装置７または冷却装置８を備えていることができる。

第１図中９は、爆薬室２内にある爆薬のための点火装置である。

第４図は、爆発室５の壁とピストン状のＭ６の一部の拡大図である。ピストン状 の壁６と爆発室５の壁との間の境界領域には、パツキン１０が壁６から突出する ように一体に設けられ、或いは壁６に当接するように設けられる。パツキン１０ は爆薬室２のほうへ向けられる。爆薬を点火することによってこのパツキン１ｏ は爆発室５の壁に密に当接し、よって爆薬のガスが収容室１内へ侵入しないよう にする。同時にこのパツキン１０はピストン状の壁の復帰運動をも防止する。

高圧装置４を介して例えばアルゴンを２０００ないし３０００ｂａｒの圧力で供 給することができる。

第５図は、圧縮されるべき粉末を収容する収容室１が該収容室１を完全に取り囲 んでいる爆薬室２の内部に配置されている実施例を図示したものである。収容室 １内で圧縮される粉末は、壁６ｂによって爆薬室２から仕切られている。壁６ｂ は爆薬の点火の際に押しつぶされ、これによって粉末が圧縮される。

堅牢な爆発室５の代わりに、互いに組み込まれる（ｉｎｅｉｎａｎｄｅｒｓｃｈ ａｃｈｔｅｌｎ）複数の構成要素から成る爆発室５を使用することもできる。こ のような構成では、互いに組み込まれている構成要素の接触する壁面は互いに溶 接することができる。また個々の構成要素の間に熱伝導性が非常に悪い層を挿入 することができる。このようにすると、爆発熱を長時間爆発室内に滞留させるこ とができる。　本発明によれば、爆発ガスは爆薬の爆発の間だけその機能を果た し、その後衰弱し、その結果形成されるべき固形物に爆発ガスの衰弱に伴なう裂 は目（Ｅｎｔｓｐａｎｎｕｎｇｓｒｉｓｓｅ）が形成されるのではなく、爆発過 程の終了後爆発ガスは以前として高圧を維持する。この爆発ガスは例えば焼結過 程、等静力学的な冷間プレス、または等静力学的な熱間ブレスのような以後の加 工過程に利用することができる。

国際調査報告 国際調査報告　　　。６８．。。４０６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２つの室（１，２）を有し、少なくとも１つの室が真空装置（３）に接続さ れている、爆発方法により材料を加工するための爆発室（５）において、２つの 室（１，２）が少なくとも１つの可動なまたは変形可能な壁（６，６ａ，６ｂ） によって仕切られており．１つの室が、圧縮されるべき金属粉またはセラミック 粉を収容するための収容室（１）として用いられ、且つ真空装置（３）に接続さ れており、他の室が爆薬室（２）として用いられ、且つガス状物質用の高圧装置 （４）に接続されていることを特徴とする爆発室。 ２．壁（６ｂ）が収容室（１）の変形可能な囲いとして用いられることを特徴と する、請求項１に記載の爆発室。 ３．壁（６）がピストン状の壁として形成されていることを特徴とする、請求項 １に記載の爆発室。 ４．２つのピストン状の壁（６ａ）が設けられ、これら２つのピストン状の壁（ ６ａ）の間に爆薬室（２）が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載 の爆発室。 ５．２つのピストン状の壁（６ａ）が設けられ、これら２つのピストン状の壁（ ６ａ）の間に収容室（１）が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載 の爆発室。 ６．ピストン状の壁（６または６ａ）が、爆発過程によって機能を得るパッキン （１０）を備え、該パッキン（１０）は、シリンダとして作用する爆発室（５） の壁に密に当接していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１つ に記載の爆発室。 ７．少なくとも収容室（１）が加熱装置（７）または冷却装置（８）を備えてい ることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１つに記載の爆発室。 ８．収容室（１）内に、被圧縮体の形状に対応する母型が配置されていることを 特徴とする、請求項１から７までのいずれか１つに記載の爆発室。 ９．爆発室（５）が、互いに組み込まれる複数の中空体から形成されていること を特徴とする、請求項１から８までのいずれか１つに記載の爆発室。 １０．金属粉、セラミック粉、または他の粉末材料を爆発方法を使用して圧縮ま たは結合させて固形物を製造する方法において、 爆薬を爆発させた後、その際生じた爆発ガスを衰弱させずに、該爆発ガスの圧力 を椎持して固形物を形成せしめ、得られた爆発室内の高圧雰囲気を制御しながら 固形物の以後の加工に利用することを特徴とする方法。 １１．爆薬を爆発させる前に、収容室内にある金属粉、セラミック粉、または他 の材料から成る粉末を高真空に曝すことを特徴とする、請求項１０に記載の方法 。 １２．爆薬室内で生じた爆発ガスを制御しながら衰弱させ、もしくは制御しなが ら圧縮することを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。 １３．爆薬室内に生じた爆発ガスまたは高圧装置を介して供給されたガスを加熱 または冷却することを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか１つに記 載の方法。 １４．爆発後場薬室に供給するガスがアルゴンであり、２０００ないし３０００ ｈａｒの圧力で供給することを特徴とする、請求項１０から１３までのいずれか １つに記載の方法。