JPH05320717A - 粉末冶金法による異組成複合焼結体の製法 - Google Patents

粉末冶金法による異組成複合焼結体の製法

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JPH05320717A
JPH05320717A JP14892492A JP14892492A JPH05320717A JP H05320717 A JPH05320717 A JP H05320717A JP 14892492 A JP14892492 A JP 14892492A JP 14892492 A JP14892492 A JP 14892492A JP H05320717 A JPH05320717 A JP H05320717A
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JP
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powder
density
pressure
molded
compression
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JP14892492A
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Atsushi Nakayama
淳 中山
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Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Tokyo Seiko Co Ltd
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Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd
Tokyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 異組成の粉末冶金用粉末を等方高圧により圧
縮成形して高密度圧縮複合成形体とし、耐磨耗性及び靭
性の同時追求を可能としてその特性とともに品質、信頼
性を高め生産性を向上した粉末冶金法による異組成複合
焼結体の製法を提供するにある。 【構成】 筒形状の収縮性モールド1内に粉末冶金用粉
末a1 の加圧成形ブロツク5を配置するとともに加圧成
形ブロツク5とは異組成の粉末冶金用粉末a2 を充填
し、収縮性モールド1の外周に等方高圧Pをかけて加圧
成形ブロツク5の周囲に異組成の高密度圧縮成形層6を
一体に形成した高密度複合成形体5,6に成形した後、
高密度複合成形体5,6を焼結することに特徴を有し、
また、前記の加圧成形ブロツク5に代えて芯棒15を配
置し、前記と同様にして芯棒15の周囲に高密度成形体
6を成形した後、さらに高密度成形体6の周囲に異組成
の高密度成形層を8一体に形成した高密度複合成形体
6,8に成形した後、芯棒15を抜き取り高密度複合成
形体6,8を焼結することに特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ドリル、リーマのよう
な長尺の中実棒状又は中空棒状の工具等に好適な粉末冶
金法による異組成複合焼結体の製法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、切削工具等の耐熱、耐磨耗性工具
には、高強度、高硬度とともに耐熱性、耐磨耗性に優れ
たWC−Co合金、WC−TiC−TaC−Co合金等
の超硬合金が適用されており、例えば、ドリル、リーマ
等の切削工具では、WC粉末、Co粉末、あるいはまた
TiC粉末、TaC粉末等を所望の比率で混合した1組
成の粉末冶金用粉末によつて製造されている。しかし、
長尺物のドリル、リーマ等において、その耐磨耗性を追
求すると靭性が失われて使用中に折れ易くなり、その耐
磨耗性と靭性の同時追求は困難になつている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、ドリル、リーマ
等の切削工具では、前記のように1組成の粉末冶金用粉
末によつて製造されており、耐磨耗性を追求すると靭性
が失われ、靭性を追求すると耐磨耗性が低下して、この
相反した耐磨耗性と靭性の両特性を同時に追求できず課
題になつている。
【0004】本発明は、上記のような相反した耐磨耗性
と靭性を同時追求するために開発されたものであつて、
その目的とする処は、異組成の粉末冶金用粉末を等方高
圧により圧縮成形して高密度圧縮複合成形体とし、耐磨
耗性及び靭性の同時追求を可能としてその特性とともに
品質、信頼性を高め生産性を向上した粉末冶金法による
異組成複合焼結体の製法を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、筒形状の収縮
性モールド内に粉末冶金用粉末の加圧成形ブロツクを配
置するとともに加圧成形ブロツクとは異組成の粉末冶金
用粉末を充填し、収縮性モールドの外周に等方高圧をか
けて加圧成形ブロツクの周囲に一体に複合された異組成
の高密度圧縮成形層を有する高密度複合成形体に圧縮成
形した後、その高密度複合成形体を焼結することによ
り、又は、筒形状の収縮性モールド内に芯棒を配置する
とともに粉末冶金用粉末を充填し、収縮性モールドの外
周に等方高圧をかけて芯棒の周囲に高密度圧縮成形体を
圧縮成形した後、さらに収縮性モールド内に前記芯棒及
び前記高密度圧縮成形体を配置するとともに同高密度圧
縮成形体とは異組成の粉末冶金用粉末を充填し、同様な
等方高圧による圧縮成形を繰り返して、同高密度圧縮成
形体の周囲に一体に複合された異組成の高密度圧縮成形
層を有する高密度複合成形体に圧縮成形した後、芯棒を
抜き取り同高密度複合成形体を焼結することにより、耐
磨耗性及び靭性の両特性を有する中実棒状又は中空棒状
の異組成複合焼結体が高精度で容易に能率良く製造され
る。
【0006】
【作用】筒形状の収縮性モールド内に配置された粉末冶
金用粉末の加圧成形ブロツクと充填された異組成の粉末
冶金用粉末は、収縮性モールドの外周にかけた等方高圧
により均等に圧縮成形されて高密度化され、加圧成形ブ
ロツクの周囲に一体に複合された異組成の高密度圧縮成
形層を有する高密度複合成形体に成形されて、その高密
度複合成形体を焼結して中実棒状の異組成複合焼結体が
高精度で容易に能率良く製造される。
【0007】また、筒形状の収縮性モールド内に配置さ
れた芯棒と充填された粉末冶金用粉末は、同様な等方高
圧により均等に圧縮成形されて高密度化され、芯棒の周
囲に高密度圧縮成形体が形成され、同様にこの芯棒及び
高密度圧縮成形体に異組成の粉末冶金用粉末の充填、等
方高圧による均等な圧縮成形、高密度化が繰り返され、
高密度圧縮成形体の周囲に一体に複合された異組成の高
密度圧縮成形層を有する高密度複合成形体に成形され、
その芯棒を抜き取りその高密度複合成形体を焼結して中
空棒状の異組成複合焼結体が高精度で容易に能率良く製
造され、それらは異組成の粉末冶金用粉末が均一、高密
度にかつ一体に成形されて、耐磨耗性及び靭性の両特性
を有する高品質の異組成複合焼結体に製造される。
【0008】
【実施例】図1ないし図4に本発明の第1実施例及び第
2実施例を示す。図中1はゴム等で長尺筒形状に形成さ
れた収縮性モールド(図4A参照)、2はCIP装置の
下蓋、3は同じく筒状主体、4は同じく上蓋、5は超硬
合金の粉末冶金用粉末a1を予め適宜の加圧手段で加圧
成形した加圧成形ブロツク、6は粉末冶金用粉末a1 と
は異組成(異なる組成)の粉末冶金用粉末a2 を圧縮成
形した高密度圧縮成形層又は高密度圧縮成形体、7はさ
らに異組成の粉末冶金用粉末a3 を予め適宜の加圧手段
で加圧成形した加圧成形ブロツク、8は異組成の粉末冶
金用粉末a4を圧縮成形した高密度圧縮成形層、a1 〜
a4 はWC粉末、Co粉末、あるいはまたTiC粉末、
TaC粉末等を所望の比率で混合した超硬合金を製造す
る粉末冶金用粉末、Pは等方高圧、15は鉄、ステンレ
ス等からなる芯棒であつて、本発明の第1実施例は、図
1(A)に示すように筒形状の収縮性モールド1内に予
め加圧成形された粉末冶金用粉末a1 の加圧成形ブロツ
ク5を配置するとともに、収縮性モールド1内に加圧成
形ブロツク5とは異組成の粉末冶金用粉末a2 を充填
し、例えば図1(B)に示すように下蓋2、筒状主体3
及び上蓋4等からなるCIP装置内に組み込み、そのC
IP装置により収縮性モールド1の外周に1000kg
f/cm2 程度の等方高圧P(1〜2分程度)をかけて圧
縮成形し、CIP装置から取り出して図3(A)に示す
ように加圧成形ブロツク5の周囲に一体に複合された異
組成a2 の高密度圧縮成形層6を有する高密度複合成形
体5,6に圧縮成形し、また、必要に応じ図2(A)に
示すように収縮性モールド1内に高密度複合成形体5,
6を配置するとともに、収縮性モールド1内に異組成の
粉末冶金用粉末a4 を充填し、図2(B)に示すように
収縮性モールド1の外周に同様な手段で等方高圧Pをか
けて高密度複合成形体5,6の周囲にさらに一体複合さ
れた異組成a4 の高密度圧縮成形層8を有する高密度複
合成形体5,6,8(図3B参照)に圧縮成形した後、
その高密度複合成形体5,6又は5,6,8は、適宜の
焼結炉で例えば図4(B)に示すようなパターンで焼結
して、中実棒状の異組成複合焼結体に製造する製法にな
つている。
【0009】また、第2実施例は、図1に示すように収
縮性モールド1内に芯棒15を配置するとともに粉末冶
金用粉末a2 を充填し、収縮性モールド1の外周に同様
な手段で等方高圧Pをかけて芯棒15の周囲に高密度圧
縮成形体6を圧縮成形した後、さらに、図2に示すよう
に収縮性モールド1内に芯棒15とともに高密度圧縮成
形体6を配置して高密度圧縮成形体6とは異組成の粉末
冶金用粉末a4 を充填し、収縮性モールド1の外周に同
様な手段で等方高圧Pをかけて高密度圧縮成形体6の周
囲に一体に複合された異組成の高密度成形層8を有する
高密度複合成形体6,8(図3C参照)に圧縮成形した
後、芯棒15を抜き取り高密度複合成形体6,8を同様
なパターンで焼結して、中空棒状の異組成複合焼結体に
製造する製法になつている。
【0010】なお、ドリル、リーマ等の切削工具では、
さらに必要に応じ、異組成の粉末冶金用粉末a3 を予め
適宜の加圧手段で加圧成形した加圧成形ブロツク7が使
用され、前記の第1実施例及び第2実施例において、図
示のように収縮性モールド1内に予め加圧成形された粉
末冶金用粉末a1 の加圧成形ブロツク5又は芯棒15と
ともに加圧成形ブロツク7が配置され、図3に示すよう
な高密度複合成形体5,6,7(図3A参照)、高密度
複合成形体5,6,7,8(図3B参照)又は高密度複
合成形体6,7,8(図3C参照)に形成されて、さら
に多様な異組成複合焼結体に製造される。
【0011】前記の粉末冶金法による異組成複合焼結体
の製法において、その圧縮成形には図示のような圧媒液
で等方加圧処理するCIP装置等が好適に使用され、図
示のように可撓性モールド2の周囲に例えば約1000
Kgf/cm2 の等方高圧pをかけて1〜2分間加圧すると、
粉末冶金用粉末a1の加圧成形ブロツク5と加圧成形ブ
ロツク7及びそれらの周囲の粉末冶金用粉末a2は、全
周から等方高圧pを受け均一かつ一体的に圧縮成形され
て高密度となり、高精度に成形されて一体的に複合され
た長尺中実棒状の高密度成形体5,6,7(図3A参
照)に形成され、図2に示すように必要に応じその高密
度成形体5,6,7の周囲に異組成の粉末冶金用粉末a
4 をさらに充填して、同様な等方高圧Pによる圧縮成形
を繰り返すと、高密度成形層6の周囲にさらに異組成の
高密度成形層8が同様に均一かつ一体的に圧縮成形され
て高密度となり、同様に一体的に複合された高密度複合
成形体5,6,7,8(図3B参照)に成形され、ま
た、前記の加圧成形ブロツク5の代わりに芯棒15を使
用して図1及び図2の圧縮成形を繰り返して、芯棒15
と加圧成形ブロツク7の周囲に高密度成形体6と高密度
成形層8が均一かつ一体的に圧縮成形されて高密度とな
り、芯棒15を適宜の手段で抜き取ると、高精度に成形
されて一体的に複合された長尺中空棒状の高密度複合成
形体6,7,8(図3C参照)に成形される。
【0012】図3(A),(B),(C)に示す各高密
度複合成形体は、適宜の焼結炉で例えば約700℃で1
時間程度の予備焼結処理をして所望の切削加工が行わ
れ、図4(B)に示すように約1400℃で1時間程度
の本焼結処理が施され、その後の加工は著しく簡素化さ
れてドリルやリーマのような切削工具等の製品に製造さ
れる。前記予備焼結は必要に応じて省略可能であり、ま
た、前記粉末冶金用粉末a1 〜a4 は、そのWC粉末の
粒度や混合%、Co粉末の混合%、さらにまたTiC粉
末やTaC粉末の混合%等を適宜、所望値に調整でき、
製品の底部、筒部の耐磨耗性や靭性等の特性が自在に調
整されて多様な製品が得られる。例えば、第1実施例で
は、粉末冶金用粉末a1 を比較的に高Co 合金としてそ
の加圧成形ブロツク5部分の靭性を高め、粉末冶金用粉
末a2 を中Co 合金としてその高密度成形層6部分の耐
磨耗性を適度に高め、必要に応じ粉末冶金用粉末a4 を
低Co 合金としてその高密度成形層8部分の耐磨耗性を
さらに高めて、耐磨耗性と靭性の両特性を具備せしめ、
さらに、粉末冶金用粉末a3 をさらに低Co 合金として
その加圧成形ブロツク7の耐磨耗性を最大に高めた中実
棒状の製品が得られる。 また、第2実施例では、その
粉末冶金用粉末a2 を高Co 合金としてその高密度成形
体6部分の靭性を高め、その粉末冶金用粉末a4 を低C
o 合金としてその高密度成形層8部分の耐磨耗性を高
め、粉末冶金用粉末a3 をさらに低Co 合金としてその
加圧成形ブロツク7の耐磨耗性を最大に高めた中空棒状
の製品が得られる。各部分の各粉末冶金用粉末の組成選
択によつて多様な特性に容易に精度良く製造される。第
1実施例及び第2実施例において、必要に応じさらに異
組成の高密度圧縮成形層、高密度圧縮成形体を複合させ
た多層構造にすることも可能である。
【0013】
【発明の効果】本発明は、前述のように筒形状の収縮性
モールド内に粉末冶金用粉末の加圧成形ブロツクを配置
して異組成の粉末冶金用粉末を充填し、収縮性モールド
の外周にかけた等方高圧により、加圧成形ブロツクの周
囲に一体に複合された異組成の高密度圧縮成形層を有す
る高密度複合成形体に圧縮成形し、又は、前記の加圧成
形ブロツクに代えて芯棒を配置して、前記の異組成の粉
末冶金用粉末の充填及び等方高圧による圧縮成形を繰り
返して、高密度圧縮成形体の周囲に一体形成された異組
成の高密度圧縮成形層を有する高密度複合成形体に圧縮
成形してその芯棒を抜き取り、それらの高密度複合成形
体を焼結して、異組成の粉末冶金用粉末が均一、高密度
に一体に複合されて耐磨耗性及び靭性の両特性を有する
中実棒状、中空棒状の異組成複合焼結体が容易に精度良
く製造され、異組成複合焼結体の特性とともに品質、信
頼性が著しく高められ生産性が格段に向上されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例及び第2実施例の第1工程
を示す各断面図(A)(B)
【図2】第1実施例及び第2実施例の第2工程を示す各
断面図(A)(B)
【図3】第1実施例及び第2実施例の各高密度複合成形
体の側視・平面図(A)(B)(C)
【図4】収縮性モールドの一実施例を示す側視・平面図
(A)と本焼結の一実施例を示す焼結パターン図(B)
である。
【符号の説明】
1 収縮性モールド 5,(7) 加圧成形ブロツク 6 高密度圧縮成形層,高密度圧縮成形体 5,6,(7) 高密度複合成形体 6,8,(7) 高密度複合成形体 8 高密度成形層 15 芯棒 a1〜a4 粉末冶金用粉末 P 等方高圧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒形状の収縮性モールド内に粉末冶金用
    粉末の加圧成形ブロツクを配置するとともに加圧成形ブ
    ロツクとは異組成の粉末冶金用粉末を充填し、収縮性モ
    ールドの外周に等方高圧をかけて加圧成形ブロツクの周
    囲に一体に複合された異組成の高密度圧縮成形層を有す
    る高密度複合成形体に圧縮成形した後、同高密度複合成
    形体を焼結することを特徴とする粉末冶金法による異組
    成複合焼結体の製法。
  2. 【請求項2】 筒形状の収縮性モールド内に芯棒を配置
    するとともに粉末冶金用粉末を充填し、収縮性モールド
    の外周に等方高圧をかけて芯棒の周囲に高密度圧縮成形
    体を圧縮成形した後、さらに収縮性モールド内に前記芯
    棒及び前記高密度圧縮成形体を配置するとともに同高密
    度圧縮成形体とは異組成の粉末冶金用粉末を充填し、収
    縮性モールドの外周に等方高圧をかけて前記高密度圧縮
    成形体の周囲に一体に複合された異組成の高密度圧縮成
    形層を有する高密度複合成形体に圧縮成形した後、芯棒
    を抜き取り同高密度複合成形体を焼結することを特徴と
    する粉末冶金法による異組成複合焼結体の製法。
JP14892492A 1992-05-18 1992-05-18 粉末冶金法による異組成複合焼結体の製法 Pending JPH05320717A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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