JPH07100629A - 高密度材料の製造方法 - Google Patents
高密度材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH07100629A JPH07100629A JP24501793A JP24501793A JPH07100629A JP H07100629 A JPH07100629 A JP H07100629A JP 24501793 A JP24501793 A JP 24501793A JP 24501793 A JP24501793 A JP 24501793A JP H07100629 A JPH07100629 A JP H07100629A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属の圧粉体または鋳造品から高密度材料を
製造する。 【構成】 金属の圧粉体または鋳造品の表層部をショッ
トピーニング処理して表層部に存在する開孔を閉孔とし
た後、熱間等方圧プレス処理する高密度材料の製造方法
である。
製造する。 【構成】 金属の圧粉体または鋳造品の表層部をショッ
トピーニング処理して表層部に存在する開孔を閉孔とし
た後、熱間等方圧プレス処理する高密度材料の製造方法
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属の圧粉体または鋳
造品を高密度材料とする高密度材料の製造方法に関する
ものである。
造品を高密度材料とする高密度材料の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、超合金、高速度鋼、工具鋼、ステ
ンレス鋼等の金属粉、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ
素等のセラミック粉、超硬合金、サーメット等の複合粉
の圧粉体を、過度の結晶粒粗大化を防止して、高密度材
料とするためには、熱間等方圧プレス（以下、ＨＩＰと
いう）法が採用されている。
ンレス鋼等の金属粉、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ
素等のセラミック粉、超硬合金、サーメット等の複合粉
の圧粉体を、過度の結晶粒粗大化を防止して、高密度材
料とするためには、熱間等方圧プレス（以下、ＨＩＰと
いう）法が採用されている。
【０００３】このＨＩＰ法を適用するためには、圧粉体
に前処理を施し、圧粉体に存在する開孔を閉孔にして、
高温、高圧のガスが圧粉体の圧密化に有効に働くように
する必要がある。この前処理方法として、メタルコンテ
ナー法、セラミックモールド法、ガラスボトルカプセル
法、ガラスパウダーカプセル法、前焼結法等がある。こ
れら前記の４方法は、コスト、生産性の点で問題がある
ため、圧粉体に存在する開孔が閉孔となるように圧粉体
を予備焼結して、例えば、密度を理論密度の94％にした
後、ＨＩＰ処理する前焼結法が一般的に行われている。
に前処理を施し、圧粉体に存在する開孔を閉孔にして、
高温、高圧のガスが圧粉体の圧密化に有効に働くように
する必要がある。この前処理方法として、メタルコンテ
ナー法、セラミックモールド法、ガラスボトルカプセル
法、ガラスパウダーカプセル法、前焼結法等がある。こ
れら前記の４方法は、コスト、生産性の点で問題がある
ため、圧粉体に存在する開孔が閉孔となるように圧粉体
を予備焼結して、例えば、密度を理論密度の94％にした
後、ＨＩＰ処理する前焼結法が一般的に行われている。
【０００４】また、表層部に開孔、表層部近傍に小さな
空孔が多数発生しやすい鋳造品についても、高密度材料
が要求されており、このような鋳造品に対しても、理論
密度に近い密度を得るための製造方法の開発が期待され
ている。
空孔が多数発生しやすい鋳造品についても、高密度材料
が要求されており、このような鋳造品に対しても、理論
密度に近い密度を得るための製造方法の開発が期待され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前焼結法は、
通常ＨＩＰ処理温度より高い温度域に被処理材を長時間
保持する必要がある。このため、被処理材の結晶粒が成
長して、強度、伸び等の機械的性質が劣化することがあ
る。また、前焼結法は長時間を要するので、生産性の点
でも問題がある。さらに、前焼結法とＨＩＰ処理の組み
合わせは、二度の熱サイクルが必要となり、エネルギー
的にも大きな無駄があった。また、前記した鋳造品に対
しては、圧密化のための前焼結法は適用できない。
通常ＨＩＰ処理温度より高い温度域に被処理材を長時間
保持する必要がある。このため、被処理材の結晶粒が成
長して、強度、伸び等の機械的性質が劣化することがあ
る。また、前焼結法は長時間を要するので、生産性の点
でも問題がある。さらに、前焼結法とＨＩＰ処理の組み
合わせは、二度の熱サイクルが必要となり、エネルギー
的にも大きな無駄があった。また、前記した鋳造品に対
しては、圧密化のための前焼結法は適用できない。
【０００６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、金属の圧粉体または鋳造品の表層部を
ショットピーニング処理して、表層部に存在する開孔を
閉孔にした後、ＨＩＰ処理することによって、高密度材
料を得ることができる高密度材料の製造方法を提供する
ことを目的とする。
なされたもので、金属の圧粉体または鋳造品の表層部を
ショットピーニング処理して、表層部に存在する開孔を
閉孔にした後、ＨＩＰ処理することによって、高密度材
料を得ることができる高密度材料の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】金属の圧粉体または鋳造
品の表層部をショットピーニング処理して表層部に存在
する開孔を閉孔とした後、熱間等方圧プレス処理する高
密度材料の製造方法である。
品の表層部をショットピーニング処理して表層部に存在
する開孔を閉孔とした後、熱間等方圧プレス処理する高
密度材料の製造方法である。
【０００８】
【作用】金属の圧粉体および鋳造品の表層部をショット
ピーニング処理し、表層部に存在する開孔を閉孔にする
ことによって、ＨＩＰ処理で高温、高圧のガスが圧粉体
および鋳造品の圧密化に有効に働くようになる。このよ
うに、圧粉体および鋳造品を、表層部をショットピーニ
ング処理した後、ＨＩＰ処理することによって高密度材
料を得ることができる。
ピーニング処理し、表層部に存在する開孔を閉孔にする
ことによって、ＨＩＰ処理で高温、高圧のガスが圧粉体
および鋳造品の圧密化に有効に働くようになる。このよ
うに、圧粉体および鋳造品を、表層部をショットピーニ
ング処理した後、ＨＩＰ処理することによって高密度材
料を得ることができる。
【０００９】被処理対象となる鋳造品にはアルミ系鋳物
が考えられる。アルミ系鋳物には表層部に開孔と表層部
近傍に空孔が多数発生しやすいため、ショットピーニン
グ処理により表層部の開孔を閉孔にしてＨＩＰ処理する
ことによって、表層近傍に存在する比較的大きな空孔も
無くすことができる。
が考えられる。アルミ系鋳物には表層部に開孔と表層部
近傍に空孔が多数発生しやすいため、ショットピーニン
グ処理により表層部の開孔を閉孔にしてＨＩＰ処理する
ことによって、表層近傍に存在する比較的大きな空孔も
無くすことができる。
【００１０】表層部に施すショットピーニング処理の温
度、ショットの種類と大きさ、ショット圧力等は、被処
理材（金属の圧粉体および鋳造品）に応じて適宜選択す
る。また、ＨＩＰ処理条件も被処理材に応じて決定す
る。
度、ショットの種類と大きさ、ショット圧力等は、被処
理材（金属の圧粉体および鋳造品）に応じて適宜選択す
る。また、ＨＩＰ処理条件も被処理材に応じて決定す
る。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 実施例１ 実施例１はアルミ合金鋳物に本発明法を適用した例で、
アルミ合金鋳物の表層部に、空気圧 45pis、吹き付け距
離12inで、直径 1mmの鋼球を吹き付けショットピーニン
グ処理を行い、表層部に存在する開孔を閉孔にした。次
いで、ショットピーニング処理を施したアルミ合金鋳物
を、Arガス雰囲気中で、温度 450℃、圧力1000kgf/c
m2 、２時間保持の条件でＨＩＰ処理した。
アルミ合金鋳物の表層部に、空気圧 45pis、吹き付け距
離12inで、直径 1mmの鋼球を吹き付けショットピーニン
グ処理を行い、表層部に存在する開孔を閉孔にした。次
いで、ショットピーニング処理を施したアルミ合金鋳物
を、Arガス雰囲気中で、温度 450℃、圧力1000kgf/c
m2 、２時間保持の条件でＨＩＰ処理した。
【００１２】この結果、アルミ合金鋳物は表層部および
表層近傍の開孔および空孔が無くなり、鋳込みままの状
態では理論密度の70％であった密度が 100％となった。
表層近傍の開孔および空孔が無くなり、鋳込みままの状
態では理論密度の70％であった密度が 100％となった。
【００１３】実施例２ 実施例２は金属の圧粉体に本発明法を適用した例で、SU
S 304L鋼の粉末を、圧力1000kgf/cm2 、１分間保持の条
件でＣＩＰ（冷間等方圧プレス）処理して、直径10mm、
長さ100mm の円柱状の圧粉体を製造した。次いで、この
圧粉体の表層部をバーナで 800℃に加熱しながら粒径 3
00〜500 μm のアルミナ粉末でショットピーニング処理
を行い、表層部に存在する開孔をアルミナ粉末でシール
した。この圧粉体を、Arガス雰囲気中で、温度1150℃、
圧力1000kgf/cm2 、１時間保持の条件でＨＩＰ処理し
た。
S 304L鋼の粉末を、圧力1000kgf/cm2 、１分間保持の条
件でＣＩＰ（冷間等方圧プレス）処理して、直径10mm、
長さ100mm の円柱状の圧粉体を製造した。次いで、この
圧粉体の表層部をバーナで 800℃に加熱しながら粒径 3
00〜500 μm のアルミナ粉末でショットピーニング処理
を行い、表層部に存在する開孔をアルミナ粉末でシール
した。この圧粉体を、Arガス雰囲気中で、温度1150℃、
圧力1000kgf/cm2 、１時間保持の条件でＨＩＰ処理し
た。
【００１４】この結果、ＨＩＰ処理前の密度が理論密度
の87％と低いにもかかわらず、ＨＩＰ処理後の密度は 1
00％となった。また、ショットピーニング処理時の加熱
は表層部のみで、温度も 800℃とＨＩＰ処理温度に比較
して低いため、圧粉体の結晶粒の粗大化は認められなか
った。
の87％と低いにもかかわらず、ＨＩＰ処理後の密度は 1
00％となった。また、ショットピーニング処理時の加熱
は表層部のみで、温度も 800℃とＨＩＰ処理温度に比較
して低いため、圧粉体の結晶粒の粗大化は認められなか
った。
【００１５】実施例３ 実施例３は、実施例２と同様に、鉄系粉末の圧粉体に本
発明法を適用した例で、純鉄粉末とカーボン粉末の混合
粉末(C:0.6％) をＣＩＰ成形で直径100mm 、高さ200mm
、相対密度67％の成形体としたのち、この成形体の表
面をバーナで均一に加熱(600℃程度) 処理した。その
後、この成形体の表層部を粒径 1mm程度のアルミナ粉末
でショットピーニング処理し、表層部に存在する開孔を
シールした。この成形体を温度1150℃、圧力1000kgf/cm
2 、３時間保持の条件でＨＩＰ処理した。この結果、Ｃ
ＩＰ成形後の密度が67％であったものが、ＨＩＰ処理後
の密度は98％以上に向上した。
発明法を適用した例で、純鉄粉末とカーボン粉末の混合
粉末(C:0.6％) をＣＩＰ成形で直径100mm 、高さ200mm
、相対密度67％の成形体としたのち、この成形体の表
面をバーナで均一に加熱(600℃程度) 処理した。その
後、この成形体の表層部を粒径 1mm程度のアルミナ粉末
でショットピーニング処理し、表層部に存在する開孔を
シールした。この成形体を温度1150℃、圧力1000kgf/cm
2 、３時間保持の条件でＨＩＰ処理した。この結果、Ｃ
ＩＰ成形後の密度が67％であったものが、ＨＩＰ処理後
の密度は98％以上に向上した。
【００１６】実施例４ 実施例４は、鋳造品に本発明法を適用した例で、Ni基超
合金鋳物の表層部を直径 1mmの鋼球でショットピーニン
グ処理し、表層部に存在する開孔をシールした。その
後、このショットピーニング処理した鋳物を温度1200
℃、圧力1000kgf/cm 2 、２時間保持の条件でＨＩＰ処理
した。
合金鋳物の表層部を直径 1mmの鋼球でショットピーニン
グ処理し、表層部に存在する開孔をシールした。その
後、このショットピーニング処理した鋳物を温度1200
℃、圧力1000kgf/cm 2 、２時間保持の条件でＨＩＰ処理
した。
【００１７】この結果、ＨＩＰ処理前のショットピーニ
ング処理の有無により、最終の密度が異なった。すなわ
ち、ショットピーニング処理が無い場合は、密度は93〜
94％であったものが、ショットピーニング処理を行う
と、密度は98％まで向上した。
ング処理の有無により、最終の密度が異なった。すなわ
ち、ショットピーニング処理が無い場合は、密度は93〜
94％であったものが、ショットピーニング処理を行う
と、密度は98％まで向上した。
【００１８】以上のよに、金属の圧粉体および鋳造品の
表層部にショットピーニング処理を施し、その後、ＨＩ
Ｐ処理を行うことによって、金属の圧粉体および鋳造品
の高密度材料を得ることができた。
表層部にショットピーニング処理を施し、その後、ＨＩ
Ｐ処理を行うことによって、金属の圧粉体および鋳造品
の高密度材料を得ることができた。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明法によれば、前焼結法が省略でき、金属の圧粉体
および鋳造品の結晶粒を粗大化させることなく、短時間
で高密度材料を得ることができる。
本発明法によれば、前焼結法が省略でき、金属の圧粉体
および鋳造品の結晶粒を粗大化させることなく、短時間
で高密度材料を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属の圧粉体または鋳造品の表層部をシ
ョットピーニング処理して表層部に存在する開孔を閉孔
とした後、熱間等方圧プレス処理することを特徴とする
高密度材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24501793A JPH07100629A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 高密度材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24501793A JPH07100629A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 高密度材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100629A true JPH07100629A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17127341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24501793A Withdrawn JPH07100629A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 高密度材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100629A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6171546B1 (en) | 1996-06-14 | 2001-01-09 | Högan{umlaut over (a)}s AB | Powder metallurgical body with compacted surface |
| US7416696B2 (en) | 2003-10-03 | 2008-08-26 | Keystone Investment Corporation | Powder metal materials and parts and methods of making the same |
| GB2499669A (en) * | 2012-02-24 | 2013-08-28 | Charles Malcolm Ward-Close | A method of densifying a porous metallic body |
| WO2016113552A1 (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | Cummins Ltd | A method for manufacturing a turbine wheel |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24501793A patent/JPH07100629A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6171546B1 (en) | 1996-06-14 | 2001-01-09 | Högan{umlaut over (a)}s AB | Powder metallurgical body with compacted surface |
| JP2009041109A (ja) * | 1996-06-14 | 2009-02-26 | Hoganas Ab | 成形表面を有する粉末冶金による物体 |
| US7416696B2 (en) | 2003-10-03 | 2008-08-26 | Keystone Investment Corporation | Powder metal materials and parts and methods of making the same |
| GB2499669A (en) * | 2012-02-24 | 2013-08-28 | Charles Malcolm Ward-Close | A method of densifying a porous metallic body |
| GB2519190A (en) * | 2012-02-24 | 2015-04-15 | Charles Malcolm Ward-Close | Processing of metal or alloy objects |
| GB2519190B (en) * | 2012-02-24 | 2016-07-27 | Malcolm Ward-Close Charles | Processing of metal or alloy objects |
| GB2499669B (en) * | 2012-02-24 | 2016-08-10 | Malcolm Ward-Close Charles | Processing of metal or alloy objects |
| WO2016113552A1 (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | Cummins Ltd | A method for manufacturing a turbine wheel |
| GB2548776A (en) * | 2015-01-16 | 2017-09-27 | Cummins Ltd | A method for manufacturing a turbine wheel |
| US10370972B2 (en) | 2015-01-16 | 2019-08-06 | Cummins Ltd. | Method for manufacturing a turbine wheel |
| GB2548776B (en) * | 2015-01-16 | 2021-05-26 | Cummins Ltd | A method for manufacturing a turbine wheel |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |