JPH04304301A - 焼結製品の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間静水圧プレスを用
いた焼結製品の製造方法に係り、主として粉末冶金法に
よるターゲット材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属粉末を用いて熱間静水圧プレス（以
下単にＨＩＰと称す）により焼結体を得る焼結製品の製
造方法は、近年急速にその適用範囲を拡大しつつある。 そして、一般に金属粉末は、カプセルと称される容器の
中へ充填した後、容器ごとＨＩＰを行なって焼結体が得
られる。この焼結体は以下に説明するように種々の工程
を経た後焼結製品となる。ＨＩＰ後は目的とする焼結製
品の形状寸法や用途等に応じて焼結体に切削、研削、切
断などの機械的な加工や、圧延、鍛造などの加熱を伴う
加工が行なわれる。

【０００３】ＨＩＰ後焼結体を展伸加工するに際しては
、容器のコーナー部のみを内部の焼結体が一部分露出す
る程度に除去することにより製品歩留を向上させる方法
が、特開昭５４−９９０１７号（特公昭５６−２１２２
号）公報に開示されている。しかし、一方でＨＩＰ後の
焼結体を切断等の機械加工をして所望の寸法形状の焼結
製品を得ようとする場合、例えばターゲット材を製造す
る際には、加工中に種々の不具合が発生するが、焼結体
の切断等の機械加工的な製造方法は、未だ技術的に十分
確立されていないため、問題が発生する度に対策をとら
なければならないというのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＨＩＰが施された焼結
体は外周部が激しく変形を生じているとともに、高温高
圧が負荷されているので高い残留応力を有している。焼
結体から所望の形状寸法の焼結製品を得るには、通常は
外周部の変形部分を除去し所定の外径寸法とするために
切断作業を行なうことが多い。特にＨＩＰによる焼結で
円筒状の製品を得る場合には、ＨＩＰ時の変形で図３の
ような鼓状になるため外周部上下のふくらみ部の除去が
必要である。

【０００５】ところが、ＨＩＰが施された焼結体は高い
残留応力を有しているので、切断作業が進むにつれて応
力が解放され、切断が終了した部分に外側へ開こうとい
う力が働き、図３、図４に示すようにこれから切断しよ
うとする部分に割れが発生するという問題点がある。割
れが発生するとその後の切断作業が非常にやり難くなっ
て作業能率が低下し、場合によっては必要な焼結製品が
得られなくなるという問題点もある。本発明の目的は、
ＨＩＰが施された焼結体を機械的な加工をする際、製品
に割れが生じない焼結製品の製造方法を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はＨＩ
Ｐ処理を終了した焼結体の取り代部分に切込みを入れる
と機械加工時の割れは著しく減少することを見出した。 切込みはＨＩＰの容器も含めて入れることができるので
容量の取り外しにも好都合である。すなわち、本発明は
、熱間静水圧プレスにより焼結した焼結体の外周に、残
留応力を除去するための切込みを加工した後、機械的加
工を施すことを特徴とする焼結製品の製造方法、および
焼結体がスパッタリング用ターゲットであることを特徴
とする請求項１に記載の焼結製品の製造方法である。

【０００７】

【作用】従来の方法でＨＩＰが終了した焼結体の残留応
力を測定した結果、非常に高い値を示した。この残留応
力が焼結体に切断加工を施した際、割れにつながると考
えられるので、残留応力を除去するため外周部に溝状の
切込みを施したところ、残留応力が大幅に減少し切断加
工時割れも生じないことがわかった。溝状の切込みの幅
には関係なく、残留応力が減少し、溝長さは長い方が、
また本数は多いほど効果が大きいこともわかった。また
容器も切込みの数に応じて分割されるので、その取り外
しが極めて容易になった。

【０００８】

【実施例】次に実施例と図面に基づいて本発明を詳細に
説明する。 実施例１ 被焼結材料としてＭｏＳｉ２．４の組成からなるスパッ
タリング用ターゲット材の粉末と、ＳＳ４１材で外径　
２５０ｍｍφ、高さ　５０ｍｍ、容器の厚み　３．０ｍ
ｍのＨＩＰ用容器を準備し、容器内に被焼結材を充填し
てＨＩＰを行なった。 その後、得られた円形焼結体１に容器を含めて図１に示
すように幅　０．２ｍｍ、深さ　１０ｍｍの溝状の切込
み３を焼結体の高さ方向全長にわたって８個所４５°等
間隔で加工した。切込み加工前には４８．５ｋｇ／ｃｍ
２もあった残留応力が切込み加工後には、１５．８ｋｇ
／ｃｍ２に低下した。２２０ｍｍφの焼結製品を得るた
め図３に示すような要領でワイヤ放電加工による切断を
行なったところ、切込みを加工した焼結体は特に異常な
く切断加工ができたが、切込みを加工しないでそのまま
切断したものは、円周上にほぼ１／６まで切断完了部Ａ
を切断した時割れＢが発生しその後の切断予定部Ｃの切
断ができなくなった。

【０００９】実施例２ 被焼結材料として、ＷＳｉ２．８５の組成を有するスパ
ッタリング用ターゲット材の粉末と、ＳＳ４１材で幅　
１５０ｍｍ、長さ　４１０ｍｍ、高さ　５０ｍｍ、容器
の厚み　３．０ｍｍのＨＩＰ用容器を準備し、容器内に
被焼結材を充填してＨＩＰを行なった。その後、得られ
た長方形焼結体２に図２に示すように容器も含めて幅　
０．２ｍｍ、深さ　１０ｍｍの溝状の切込み３を焼結体
の高さ方向全長にわたって、各辺の中央と隅角部に計８
個所に加工した。切込みを加工前には４５．５ｋｇ／ｃ
ｍ２あった残留応力が切込み加工後には、１９．５ｋｇ
／ｃｍ２に低下した。１２７ｍｍ×３８１ｍｍの焼結製
品を得るため図４に示すような要領でワイヤ放電加工に
よる切断を行なったところ、切込みを加工した焼結体は
特に異常なく切断加工ができたが、切込みを加工しない
でそのまま切断したものは、長辺側をほぼ１／２まで切
断完了部Ａを切断した時、割れＢが発生し、その後の切
断予定部Ｃの切断ができなくなった。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、残留応力によって割れ
が発生していた焼結体に切込みを入れることによって残
留応力を低下させることができ、割れの発生がなくなる
ので安定して健全な焼結製品を供給することができる。 また、ＨＩＰ用容器を含めて切込みを入れれば容器の取
外しも容易になるので作業性が著しく向上するものであ
る。

【００１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切込みを加工した円形焼結体の斜
視図である。

【図２】本発明に係る切込みを加工した長方形焼結体の
斜視図である。

【図３】切込みを加工しないで切断する従来の方法によ
り切断され、割れを発生した円形焼結体の斜視図である
。

【図４】切込みを加工しないで切断する従来の方法によ
り切断され、割れを発生した長方形焼結体の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１　　円形焼結体 ２　　長方形焼結体 ３　　切込み Ａ　　切断完了部 Ｂ　　割れ Ｃ　　切断予定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱間静水圧プレスにより焼結した焼結
   体の外周に、残留応力を除去するための切込みを加工し
   た後、機械的加工を施すことを特徴とする焼結製品の製
   造方法。
2. 【請求項２】　　焼結体がスパッタリング用ターゲット
   であることを特徴とする請求項１に記載の焼結製品の製
   造方法。