JPH0525563A - Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金の製造方法 - Google Patents
Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金の製造方法Info
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- JPH0525563A JPH0525563A JP17533591A JP17533591A JPH0525563A JP H0525563 A JPH0525563 A JP H0525563A JP 17533591 A JP17533591 A JP 17533591A JP 17533591 A JP17533591 A JP 17533591A JP H0525563 A JPH0525563 A JP H0525563A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛歩留が極めてよい焼結法によるＺｎ−Ｍ
ｎ合金の製造方法を確立する。 【構成】 金属亜鉛粉末と金属マンガン粉末の成形体を
加熱して焼結させるに際し、加熱炉内にマンガンよりも
活性な金属チタンを存在させ、還元性雰囲気中で加熱方
法であり、雰囲気中に酸素が混入していてもチタンが酸
化されて酸素は消失してしまうので、マンガンの酸化が
防止され、Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金が製造ができる。なお、
成形体を金属チタンの粉粒体で覆って加熱すると、マン
ガンの酸化防止が効率的であると共に、焼結後の焼結体
との分離が容易である。更に、加熱温度を４２０°Ｃ〜
６００°Ｃにすれば、亜鉛の歩留が殆ど１００％になる
と共に、亜鉛の溶融滴下も起こらず、組成が均一な焼結
合金が容易に得られる。
ｎ合金の製造方法を確立する。 【構成】 金属亜鉛粉末と金属マンガン粉末の成形体を
加熱して焼結させるに際し、加熱炉内にマンガンよりも
活性な金属チタンを存在させ、還元性雰囲気中で加熱方
法であり、雰囲気中に酸素が混入していてもチタンが酸
化されて酸素は消失してしまうので、マンガンの酸化が
防止され、Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金が製造ができる。なお、
成形体を金属チタンの粉粒体で覆って加熱すると、マン
ガンの酸化防止が効率的であると共に、焼結後の焼結体
との分離が容易である。更に、加熱温度を４２０°Ｃ〜
６００°Ｃにすれば、亜鉛の歩留が殆ど１００％になる
と共に、亜鉛の溶融滴下も起こらず、組成が均一な焼結
合金が容易に得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｚｎ−Ｍｎ合金を焼結
法によって製造する方法に関する。
法によって製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】亜鉛の
融点は４１９．５℃、マンガンの融点は１２４５℃であ
り、融点の差は非常に大きく、又、亜鉛の沸点は９０６
℃でマンガンの融点よりも低い。このため、Ｚｎ−Ｍｎ
合金を溶解鋳造法やホットプレス法等によって製造した
場合には種々の問題が発生し、これらの方法による製造
は、実質的には実施困難である。
融点は４１９．５℃、マンガンの融点は１２４５℃であ
り、融点の差は非常に大きく、又、亜鉛の沸点は９０６
℃でマンガンの融点よりも低い。このため、Ｚｎ−Ｍｎ
合金を溶解鋳造法やホットプレス法等によって製造した
場合には種々の問題が発生し、これらの方法による製造
は、実質的には実施困難である。
【０００３】即ち、溶解鋳造法を実施したならば、合金
が生成するまでの昇温時間内に多量の亜鉛が気化してし
まい、亜鉛の歩留は著しく低下する。又、ホットプレス
法を行ったならば、亜鉛の気化によるその歩留低下があ
る外に、亜鉛の溶融滴下（溶融した亜鉛が下方に滴下）
が起こり、成形体の上下方向で亜鉛の偏析が生ずる。そ
して、本発明に係る製造方法である焼結法についても、
未だ提案された技術はない。
が生成するまでの昇温時間内に多量の亜鉛が気化してし
まい、亜鉛の歩留は著しく低下する。又、ホットプレス
法を行ったならば、亜鉛の気化によるその歩留低下があ
る外に、亜鉛の溶融滴下（溶融した亜鉛が下方に滴下）
が起こり、成形体の上下方向で亜鉛の偏析が生ずる。そ
して、本発明に係る製造方法である焼結法についても、
未だ提案された技術はない。
【０００４】本発明は、焼結法によるＺｎ−Ｍｎ合金の
製造方法を確立し、亜鉛歩留が極めてよい製造方法を提
供することを目的とする。
製造方法を確立し、亜鉛歩留が極めてよい製造方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、金属亜鉛粉末と金属マンガン
粉末を混合した成形体（以下、単に成形体と言う）を加
熱炉に入れ、この成形体を加熱して焼結させるに際し、
加熱炉内に金属チタンを存在させ、還元性雰囲気中で加
熱する。
めに、本発明においては、金属亜鉛粉末と金属マンガン
粉末を混合した成形体（以下、単に成形体と言う）を加
熱炉に入れ、この成形体を加熱して焼結させるに際し、
加熱炉内に金属チタンを存在させ、還元性雰囲気中で加
熱する。
【０００６】上記成形体を還元性雰囲気中で加熱する際
に、この成形体を金属チタンの粉粒体で覆っておくのが
よい。なお、本発明で言う金属チタンの粉粒体とは、粉
体、粒体、及び機械加工時の屑材、又はこれらが混合さ
れたものの総称であるものとする。又、還元性雰囲気中
での加熱温度は４２０℃〜６００℃にするのがよい。
に、この成形体を金属チタンの粉粒体で覆っておくのが
よい。なお、本発明で言う金属チタンの粉粒体とは、粉
体、粒体、及び機械加工時の屑材、又はこれらが混合さ
れたものの総称であるものとする。又、還元性雰囲気中
での加熱温度は４２０℃〜６００℃にするのがよい。
【０００７】
【作用】Ｚｎ−Ｍｎ合金は通常の粉末焼結法では製造す
ることはできず、本発明においては、幾多の実験データ
に基づき、その製造方法が確立された。
ることはできず、本発明においては、幾多の実験データ
に基づき、その製造方法が確立された。
【０００８】マンガンは非常に酸化されやすく、３００
℃〜３５０℃程度になると酸化され始めるので、加熱雰
囲気中に僅かな酸素が存在していてるだけでも酸化され
る。このため、成形体の加熱・焼結は還元性雰囲気中で
行うのであるが、実際には、成形体を入れた炉内には僅
かな酸素が存在する。この酸素の混入は、供給する還元
性ガス自体に含まれているものによる場合、或いは加熱
炉（付属設備を含む）へ侵入したものよる場合等によっ
て起こるものであるが、そのいずれについても、この酸
素の混入を完全に阻止することはできない。
℃〜３５０℃程度になると酸化され始めるので、加熱雰
囲気中に僅かな酸素が存在していてるだけでも酸化され
る。このため、成形体の加熱・焼結は還元性雰囲気中で
行うのであるが、実際には、成形体を入れた炉内には僅
かな酸素が存在する。この酸素の混入は、供給する還元
性ガス自体に含まれているものによる場合、或いは加熱
炉（付属設備を含む）へ侵入したものよる場合等によっ
て起こるものであるが、そのいずれについても、この酸
素の混入を完全に阻止することはできない。
【０００９】そこで、本発明においては、マンガンより
も活性の金属チタンを炉内に存在させておき、最初にこ
のチタンを酸化させることによって雰囲気中の酸素を消
失させてしまうことを図っている。従って、金属マンガ
ンを配置することによってマンガンの酸化は防止され
る。
も活性の金属チタンを炉内に存在させておき、最初にこ
のチタンを酸化させることによって雰囲気中の酸素を消
失させてしまうことを図っている。従って、金属マンガ
ンを配置することによってマンガンの酸化は防止され
る。
【００１０】金属チタンを炉内に配置する箇所は、雰囲
気中の酸素が成形体よりも先に接触可能なところであれ
ばよいが、炉内へ装入した成形体を金属チタンで覆って
おくのが最もよい。成形体を覆う金属チタンの形状につ
いては、酸素との接触面積が大きく、且つ焼結後に焼結
体との分離が容易にできる粉粒体であるのがよい。
気中の酸素が成形体よりも先に接触可能なところであれ
ばよいが、炉内へ装入した成形体を金属チタンで覆って
おくのが最もよい。成形体を覆う金属チタンの形状につ
いては、酸素との接触面積が大きく、且つ焼結後に焼結
体との分離が容易にできる粉粒体であるのがよい。
【００１１】加熱温度を４２０℃〜６００℃にしたの
は、次ぎの理由による。加熱温度が４２０℃未満では焼
結速度が非常に遅く、実用的な条件として採用できな
い。又、加熱温度が６００℃を超えると、亜鉛の気化が
始まって亜鉛の歩留が低下すると共に、亜鉛の溶融滴下
が起こって亜鉛の偏析が生じる。
は、次ぎの理由による。加熱温度が４２０℃未満では焼
結速度が非常に遅く、実用的な条件として採用できな
い。又、加熱温度が６００℃を超えると、亜鉛の気化が
始まって亜鉛の歩留が低下すると共に、亜鉛の溶融滴下
が起こって亜鉛の偏析が生じる。
【００１２】
（実施例１）まず、加熱炉内に金属チタンを存在させた
場合の効果を調べた。１００メッシュ以下の金属亜鉛粉
末３０％と２００メッシュ以下の金属マンガン粉末７０
％の粉体に、アクラワックス１％を添加し、ボールミル
で混合した。この混合された粉体を１０ｍｍ×１０ｍｍ
のダイに装入し、６Ｔ／ｃｍ2 の圧力をかけ、１０ｍｍ
×１０ｍｍ×１０ｍｍの成形体を多数造った。
場合の効果を調べた。１００メッシュ以下の金属亜鉛粉
末３０％と２００メッシュ以下の金属マンガン粉末７０
％の粉体に、アクラワックス１％を添加し、ボールミル
で混合した。この混合された粉体を１０ｍｍ×１０ｍｍ
のダイに装入し、６Ｔ／ｃｍ2 の圧力をかけ、１０ｍｍ
×１０ｍｍ×１０ｍｍの成形体を多数造った。
【００１３】この成形体群を２つに分け、加熱・焼結段
階の条件を変えた比較実験を行った。即ち、一方の成形
体群は加熱炉に入れ、且つその上に金属チタン屑を被せ
て覆った。次いで、炉内を水素雰囲気にした後、加熱し
た。加熱温度は広範囲に変えた。
階の条件を変えた比較実験を行った。即ち、一方の成形
体群は加熱炉に入れ、且つその上に金属チタン屑を被せ
て覆った。次いで、炉内を水素雰囲気にした後、加熱し
た。加熱温度は広範囲に変えた。
【００１４】他方の成形体群については、加熱炉に入
れ、金属チタン屑を被せることなく、そのままの状態で
水素雰囲気にし加熱した。他の条件は上記と全く同じに
した。
れ、金属チタン屑を被せることなく、そのままの状態で
水素雰囲気にし加熱した。他の条件は上記と全く同じに
した。
【００１５】この結果を図１に示す。図１は焼結温度と
焼結体の伸び率（ΔＬ）との関係を表した図である。焼
結体の伸び率（ΔＬ）は膨張を表した値であり、次の
（１）式によって求めた。
焼結体の伸び率（ΔＬ）との関係を表した図である。焼
結体の伸び率（ΔＬ）は膨張を表した値であり、次の
（１）式によって求めた。
【００１６】
【数１】
【００１７】図中、の曲線は成形体を金属チタン屑で
覆って加熱した場合、の曲線は成形体をそのままの状
態で加熱した場合の結果である。
覆って加熱した場合、の曲線は成形体をそのままの状
態で加熱した場合の結果である。
【００１８】この図で明らかなように、成形体を金属チ
タン屑で覆わなかったの場合には、伸び率ΔＬは３０
０℃付近から急激に大きくなった。これはマンガンの酸
化によって膨張したものであり、この状態では焼結は殆
ど進行していなかった。
タン屑で覆わなかったの場合には、伸び率ΔＬは３０
０℃付近から急激に大きくなった。これはマンガンの酸
化によって膨張したものであり、この状態では焼結は殆
ど進行していなかった。
【００１９】これに対し、成形体を金属チタン屑で覆っ
たの場合には、伸び率ΔＬの上昇は起こらず（マンガ
ンの酸化が起こらず）、焼結は速やかに進行した。
たの場合には、伸び率ΔＬの上昇は起こらず（マンガ
ンの酸化が起こらず）、焼結は速やかに進行した。
【００２０】（実施例２）実施条件は、実施例１の成形
体を金属チタン屑で覆って加熱した場合と同じにし、焼
結温度と亜鉛歩留との関係を調べた。この結果を図２に
示す。図２において、焼結温度が６００℃を超えると、
前述のように亜鉛の気化が始まってその歩留が低下する
が、焼結温度が６００℃以下の範囲では亜鉛の損失はな
く、その歩留は１００％である。
体を金属チタン屑で覆って加熱した場合と同じにし、焼
結温度と亜鉛歩留との関係を調べた。この結果を図２に
示す。図２において、焼結温度が６００℃を超えると、
前述のように亜鉛の気化が始まってその歩留が低下する
が、焼結温度が６００℃以下の範囲では亜鉛の損失はな
く、その歩留は１００％である。
【００２１】又、上記と同条件で成形体を加熱・焼結
し、焼結操作前後における密度差Δρ（成形体の密度−
焼結体の密度）の変化を調べた。この結果を図３に示
す。この図によれば、焼結温度が約４２０℃〜６００℃
の前後では、密度差Δρが大きくなる（焼結体の密度が
小さくなる）。この理由は、４２０℃未満では焼結速度
が遅いために未焼結の状態であり、又、６００℃を超え
ると、亜鉛の気化によってポーラス状になるためであ
る。そして、６００℃を超える条件においては、亜鉛の
溶融滴下による偏析が生じた。上述した図２及び図３の
結果によれば、好適な焼結温度範囲は４２０℃〜６００
℃である。
し、焼結操作前後における密度差Δρ（成形体の密度−
焼結体の密度）の変化を調べた。この結果を図３に示
す。この図によれば、焼結温度が約４２０℃〜６００℃
の前後では、密度差Δρが大きくなる（焼結体の密度が
小さくなる）。この理由は、４２０℃未満では焼結速度
が遅いために未焼結の状態であり、又、６００℃を超え
ると、亜鉛の気化によってポーラス状になるためであ
る。そして、６００℃を超える条件においては、亜鉛の
溶融滴下による偏析が生じた。上述した図２及び図３の
結果によれば、好適な焼結温度範囲は４２０℃〜６００
℃である。
【００２２】（実施例３）１００メッシュ以下の金属亜
鉛粉末１０％と２００メッシュ以下の金属マンガン粉末
９０％を配合した粉体に、アクラワックス１％を添加
し、ボールミルで混合した。この混合された粉体を１０
ｍｍ×１０ｍｍのダイに装入し、６Ｔ／ｃｍ 2 の圧力を
かけ、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの成形体を造っ
た。この成形体を加熱炉に入れ、成形体の上にチタン屑
を被せて覆った後、そして、炉内を水素雰囲気にして６
００℃で加熱し、５０分間保持した。取り出した焼結体
は表１に示す組成の合金であった。又、亜鉛の偏析は認
められなかった。
鉛粉末１０％と２００メッシュ以下の金属マンガン粉末
９０％を配合した粉体に、アクラワックス１％を添加
し、ボールミルで混合した。この混合された粉体を１０
ｍｍ×１０ｍｍのダイに装入し、６Ｔ／ｃｍ 2 の圧力を
かけ、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの成形体を造っ
た。この成形体を加熱炉に入れ、成形体の上にチタン屑
を被せて覆った後、そして、炉内を水素雰囲気にして６
００℃で加熱し、５０分間保持した。取り出した焼結体
は表１に示す組成の合金であった。又、亜鉛の偏析は認
められなかった。
【００２３】（実施例４、５）金属亜鉛粉末と金属マン
ガン粉末の配合割合、加熱温度、加熱保持時間を表１に
記載のように変え、Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金を得た。この結
果も実施例３の結果と共に表１に示す。これらの実施例
においても、亜鉛の偏析は認められなかった。
ガン粉末の配合割合、加熱温度、加熱保持時間を表１に
記載のように変え、Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金を得た。この結
果も実施例３の結果と共に表１に示す。これらの実施例
においても、亜鉛の偏析は認められなかった。
【００２４】
【表１】
【００２５】なお、本発明は、焼結に先立って、粉体を
所定の大きさに成形する方法であり、形状や寸法が同じ
焼結体が得られるので、粒度や形状が指定される製品を
製造する場合には、破砕や篩分け等の工程を要しないと
言う利点をも有する。
所定の大きさに成形する方法であり、形状や寸法が同じ
焼結体が得られるので、粒度や形状が指定される製品を
製造する場合には、破砕や篩分け等の工程を要しないと
言う利点をも有する。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、金属亜鉛粉末と金属マンガン
粉末の成形体を加熱して焼結させるに際し、加熱炉内に
金属チタンを存在させ、還元性雰囲気中で加熱方法であ
る。
粉末の成形体を加熱して焼結させるに際し、加熱炉内に
金属チタンを存在させ、還元性雰囲気中で加熱方法であ
る。
【００２７】チタンはマンガンよりも活性であり、雰囲
気中に酸素が混入していてもチタンが酸化されて消失し
てしまうので、マンガンの酸化が防止され、Ｚｎ−Ｍｎ
焼結合金が製造ができる。
気中に酸素が混入していてもチタンが酸化されて消失し
てしまうので、マンガンの酸化が防止され、Ｚｎ−Ｍｎ
焼結合金が製造ができる。
【００２８】なお、成形体を金属チタンの粉粒体で覆っ
て加熱すると、マンガンの酸化防止が効率的であると共
に、焼結後の焼結体との分離が容易である。更に、加熱
温度を４２０℃〜６００℃にすれば、亜鉛の歩留が殆ど
１００％になると共に、亜鉛の溶融滴下も起こらず、組
成が均一な焼結合金が容易に得られる。
て加熱すると、マンガンの酸化防止が効率的であると共
に、焼結後の焼結体との分離が容易である。更に、加熱
温度を４２０℃〜６００℃にすれば、亜鉛の歩留が殆ど
１００％になると共に、亜鉛の溶融滴下も起こらず、組
成が均一な焼結合金が容易に得られる。
【図１】焼結温度と焼結体の伸び率との関係を表した図
である。
である。
【図２】焼結温度と亜鉛歩留との関係を示した図であ
る。
る。
【図３】焼結操作前後における密度差を示した図であ
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 金属亜鉛粉末と金属マンガン粉末を混合
した成形体を加熱炉に入れ、この成形体を加熱して焼結
させるに際し、前記加熱炉内に金属チタンを存在させ、
還元性雰囲気中で加熱するＺｎ−Ｍｎ焼結合金の製造方
法。 - 【請求項２】 金属亜鉛粉末と金属マンガン粉末を混合
した成形体を金属チタンの粉粒体で覆い、還元性雰囲気
中で加熱する請求項１記載のＺｎ−Ｍｎ焼結合金の製造
方法。 - 【請求項３】 還元性雰囲気中での加熱温度が４２０℃
〜６００℃である請求項１又は２記載のＺｎ−Ｍｎ焼結
合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17533591A JPH0525563A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17533591A JPH0525563A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525563A true JPH0525563A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=15994272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17533591A Pending JPH0525563A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Ｚｎ−Ｍｎ焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0525563A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6841622B2 (en) | 1998-07-01 | 2005-01-11 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing acrylic polymer fine particles |
| WO2014047664A1 (de) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Amann Girrbach Ag | Verfahren zum sintern eines werkstücks |
| US9285169B2 (en) | 2012-01-25 | 2016-03-15 | Amann Girrbach Ag | Sintering device |
| US10117732B2 (en) | 2013-04-18 | 2018-11-06 | Amann Girrbach Ag | Arrangement having at least one workpiece for sintering |
| US10322453B2 (en) | 2013-04-18 | 2019-06-18 | Amann Girrbach Ag | Sintering apparatus |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP17533591A patent/JPH0525563A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6841622B2 (en) | 1998-07-01 | 2005-01-11 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing acrylic polymer fine particles |
| US9285169B2 (en) | 2012-01-25 | 2016-03-15 | Amann Girrbach Ag | Sintering device |
| WO2014047664A1 (de) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Amann Girrbach Ag | Verfahren zum sintern eines werkstücks |
| US10117732B2 (en) | 2013-04-18 | 2018-11-06 | Amann Girrbach Ag | Arrangement having at least one workpiece for sintering |
| US10322453B2 (en) | 2013-04-18 | 2019-06-18 | Amann Girrbach Ag | Sintering apparatus |
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