JPH07179902A - 酸化物分散強化型Ｃｒ基焼結合金用原料粉末の製法 - Google Patents
酸化物分散強化型Ｃｒ基焼結合金用原料粉末の製法Info
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- JPH07179902A JPH07179902A JP5324218A JP32421893A JPH07179902A JP H07179902 A JPH07179902 A JP H07179902A JP 5324218 A JP5324218 A JP 5324218A JP 32421893 A JP32421893 A JP 32421893A JP H07179902 A JPH07179902 A JP H07179902A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アトライタ装置の中で、Ｃｒ基金属粉末と酸
化物粉末の機械的合金化を行なう際、これら粉末が大気
中の空気と反応して酸化及び／又は窒化を生じないよう
にする。また、アトライタ装置の運転中に酸化物粉末が
タンクの内壁面、上蓋の内面に付着するのを防止する。 【構成】 アトライタ装置の運転開始時は、150rpm以下
の低速回転で運転を行ない、Ｃｒ基金属粉末と酸化物粉
末が略均一に混合されてから、200〜300rpmの高速回転
に切り換えてメカニカルアロイング処理を行なう。
化物粉末の機械的合金化を行なう際、これら粉末が大気
中の空気と反応して酸化及び／又は窒化を生じないよう
にする。また、アトライタ装置の運転中に酸化物粉末が
タンクの内壁面、上蓋の内面に付着するのを防止する。 【構成】 アトライタ装置の運転開始時は、150rpm以下
の低速回転で運転を行ない、Ｃｒ基金属粉末と酸化物粉
末が略均一に混合されてから、200〜300rpmの高速回転
に切り換えてメカニカルアロイング処理を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アトライタ装置を用い
て、酸化物分散強化型Ｃｒ基合金の焼結用原料粉末を製
造する方法の改良に関する。
て、酸化物分散強化型Ｃｒ基合金の焼結用原料粉末を製
造する方法の改良に関する。
【０００２】
【従来技術及び問題点】出願人は、以前に、高温におけ
る強度及び耐酸化性にすぐれた酸化物分散強化耐熱焼結
合金を提案した(特開平４−３２５６５１)。
る強度及び耐酸化性にすぐれた酸化物分散強化耐熱焼結
合金を提案した(特開平４−３２５６５１)。
【０００３】この耐熱焼結合金の焼結用原料粉末は、Ｃ
ｒ基金属(実質的にＣｒからなる金属又はＣｒを主体と
する金属)粉末及びＹ2Ｏ3の如き酸化物粉末を、アトラ
イタ装置(高エネルギー攪拌ボールミル)の中で攪拌して
メカニカルアロイング処理を施し、金属マトリックス中
に、平均粒径約0.1μm以下の酸化物を0.2〜2.0％微細分
散させた粒子である。
ｒ基金属(実質的にＣｒからなる金属又はＣｒを主体と
する金属)粉末及びＹ2Ｏ3の如き酸化物粉末を、アトラ
イタ装置(高エネルギー攪拌ボールミル)の中で攪拌して
メカニカルアロイング処理を施し、金属マトリックス中
に、平均粒径約0.1μm以下の酸化物を0.2〜2.0％微細分
散させた粒子である。
【０００４】メカニカルアロイング処理は、従来、図１
に示す如きアトライタ装置を用いて行なわれている。鋼
球(2)を一杯入れたタンク(4)の中に、Ｃｒ基合金粉末と
酸化物粉末を装入し、攪拌棒(6)を高速回転させて粉末
と鋼球を激しく衝突させることにより機械的合金化(メ
カニカルアロイング)が達成される。アトライタ装置の
運転中、粉末は、鋼球からの衝撃を受けて、圧縮、粉
砕、凝着が繰り返されている。ところで、粉末は、粉砕
されると新たな表面が露出するが、この露出したばかり
の新表面は非常に活性であるため、大気雰囲気中で装置
を運転すると、粉末粒子に酸化、窒化が生じる。酸化及
び／又は窒化した粉末を焼結すると、焼結品の高温圧縮
強度の低下を招く不都合がある。このため、通常は、機
械的合金化すべき粉末をタンク(4)の中に投入して施蓋
密閉後、弁(12)(14)を開いて入口導管(8)からＡｒガス
を導入し、所定時間、出口導管(10)から排出して、タン
ク(4)内の空気をＡｒガスと完全に置換した後、弁(12)
(14)を閉じて、Ａｒガス雰囲気中の中で処理している。
に示す如きアトライタ装置を用いて行なわれている。鋼
球(2)を一杯入れたタンク(4)の中に、Ｃｒ基合金粉末と
酸化物粉末を装入し、攪拌棒(6)を高速回転させて粉末
と鋼球を激しく衝突させることにより機械的合金化(メ
カニカルアロイング)が達成される。アトライタ装置の
運転中、粉末は、鋼球からの衝撃を受けて、圧縮、粉
砕、凝着が繰り返されている。ところで、粉末は、粉砕
されると新たな表面が露出するが、この露出したばかり
の新表面は非常に活性であるため、大気雰囲気中で装置
を運転すると、粉末粒子に酸化、窒化が生じる。酸化及
び／又は窒化した粉末を焼結すると、焼結品の高温圧縮
強度の低下を招く不都合がある。このため、通常は、機
械的合金化すべき粉末をタンク(4)の中に投入して施蓋
密閉後、弁(12)(14)を開いて入口導管(8)からＡｒガス
を導入し、所定時間、出口導管(10)から排出して、タン
ク(4)内の空気をＡｒガスと完全に置換した後、弁(12)
(14)を閉じて、Ａｒガス雰囲気中の中で処理している。
【０００５】しかし、機械的合金化すべき粉末をタンク
に投入してから直ちに高速回転(約200〜300rpm)で攪拌
棒を回転させると、タンク内の空気がＡｒガスと未だ十
分に置換していない状態にも拘わらず、粉末が鋼球の衝
撃によって粉砕されるため、新たに露出した表面が残存
空気と反応して酸化、窒化を受ける問題があった。ま
た、酸化物粉末は、Ｃｒ基金属粉末よりも比重が小さ
く、かつ投入量も非常に少ないため、これら粉末が十分
に混合されていない状態で高速回転させると、酸化物粉
末だけが飛散し、タンクの内壁面又は上蓋の内面に付着
し、成分的に安定した品質を得られない問題もあった。
に投入してから直ちに高速回転(約200〜300rpm)で攪拌
棒を回転させると、タンク内の空気がＡｒガスと未だ十
分に置換していない状態にも拘わらず、粉末が鋼球の衝
撃によって粉砕されるため、新たに露出した表面が残存
空気と反応して酸化、窒化を受ける問題があった。ま
た、酸化物粉末は、Ｃｒ基金属粉末よりも比重が小さ
く、かつ投入量も非常に少ないため、これら粉末が十分
に混合されていない状態で高速回転させると、酸化物粉
末だけが飛散し、タンクの内壁面又は上蓋の内面に付着
し、成分的に安定した品質を得られない問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸化物分散
強化型Ｃｒ基耐熱合金の焼結原料用として使用される粉
末を、アトライタ装置の運転中に大気中の空気と反応し
て酸化及び／又は窒化を生じることなく機械的合金化を
達成できる方法を提供することを目的とする。本発明
は、アトライタ装置の運転中に酸化物粉末だけがタンク
の壁面等に付着することなくメカニカルアロイング処理
を行なえる方法を提供することを更に目的とする。
強化型Ｃｒ基耐熱合金の焼結原料用として使用される粉
末を、アトライタ装置の運転中に大気中の空気と反応し
て酸化及び／又は窒化を生じることなく機械的合金化を
達成できる方法を提供することを目的とする。本発明
は、アトライタ装置の運転中に酸化物粉末だけがタンク
の壁面等に付着することなくメカニカルアロイング処理
を行なえる方法を提供することを更に目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、アトラ
イタ装置の運転開始時は、低速回転で運転を行ない、Ｃ
ｒ基金属粉末と酸化物粉末が略均一に混合されてから、
高速回転に切り換えてメカニカルアロイング処理を行な
うようにしたものである。低速回転とは、実質的にメカ
ニカルアロイング処理を行なうことができない状態での
攪拌棒の回転であって、通常は150rpm以下、望ましくは
約70〜110rpmである。高速回転とは、実質的にメカニカ
ルアロイング処理を行なう状態における攪拌棒の回転で
あって、通常は200〜300rpmである。Ｃｒ基金属粉末と
酸化物粉末が略均一に混合される時間は、低速回転のと
きの回転数にもよるが、約30分間以上確保することが望
ましい。
イタ装置の運転開始時は、低速回転で運転を行ない、Ｃ
ｒ基金属粉末と酸化物粉末が略均一に混合されてから、
高速回転に切り換えてメカニカルアロイング処理を行な
うようにしたものである。低速回転とは、実質的にメカ
ニカルアロイング処理を行なうことができない状態での
攪拌棒の回転であって、通常は150rpm以下、望ましくは
約70〜110rpmである。高速回転とは、実質的にメカニカ
ルアロイング処理を行なう状態における攪拌棒の回転で
あって、通常は200〜300rpmである。Ｃｒ基金属粉末と
酸化物粉末が略均一に混合される時間は、低速回転のと
きの回転数にもよるが、約30分間以上確保することが望
ましい。
【０００８】
【作用】アトライタ装置の運転開始後、投入したＣｒ基
金属粉末と酸化物粉末が十分に混合していない間は、攪
拌棒は低速で回転しているから、酸化物粉末だけが飛散
してタンクの内壁面等に付着するようなことはない。ま
た、低速回転中は、粉末が鋼球から受ける衝撃は小さい
ため、粉末の破砕もさほど大きくはない。従って、この
間に、粉末がタンク内に残存する空気と接触しても、空
気と反応して酸化、窒化を受けることは殆んどない。
金属粉末と酸化物粉末が十分に混合していない間は、攪
拌棒は低速で回転しているから、酸化物粉末だけが飛散
してタンクの内壁面等に付着するようなことはない。ま
た、低速回転中は、粉末が鋼球から受ける衝撃は小さい
ため、粉末の破砕もさほど大きくはない。従って、この
間に、粉末がタンク内に残存する空気と接触しても、空
気と反応して酸化、窒化を受けることは殆んどない。
【０００９】
【発明の効果】アトライタ装置のタンクの内壁面又は上
蓋内面への酸化物粉末の付着は防止されるから、成分的
に常に安定した品質の酸化物分散Ｃｒ基合金粉末を得る
ことができる。酸化、窒化等のない酸化物分散Ｃｒ基合
金粉末を原料として焼結を行なうから、所定の高温圧縮
強度を備えた焼結品を、常に安定して製造できる。この
焼結品は、ウオーキングビームコンベヤー式加熱炉のス
キッドボタンに使用することにより、耐久性の向上、メ
ンテナンスの軽減等の諸効果をもたらすことができる。
蓋内面への酸化物粉末の付着は防止されるから、成分的
に常に安定した品質の酸化物分散Ｃｒ基合金粉末を得る
ことができる。酸化、窒化等のない酸化物分散Ｃｒ基合
金粉末を原料として焼結を行なうから、所定の高温圧縮
強度を備えた焼結品を、常に安定して製造できる。この
焼結品は、ウオーキングビームコンベヤー式加熱炉のス
キッドボタンに使用することにより、耐久性の向上、メ
ンテナンスの軽減等の諸効果をもたらすことができる。
【００１０】
【実施例】Ｆｅ15％、残部実質的にＣｒからなり、平均
粒度約100μmのＦｅ−Ｃｒ合金粉末2kgと、平均粒度約1
μmのＹ2Ｏ3粉末20gをアトライタ装置に投入し、メカニ
カルアロイング処理を行なった。使用したアトライタ装
置は三井化工機製のＭＡ−１Ｄであり、タンク内には3/
8インチのSUJ-2鋼球を17.5kg充填し、装置の運転中は雰
囲気ガスとしてＡｒガスを導入する。
粒度約100μmのＦｅ−Ｃｒ合金粉末2kgと、平均粒度約1
μmのＹ2Ｏ3粉末20gをアトライタ装置に投入し、メカニ
カルアロイング処理を行なった。使用したアトライタ装
置は三井化工機製のＭＡ−１Ｄであり、タンク内には3/
8インチのSUJ-2鋼球を17.5kg充填し、装置の運転中は雰
囲気ガスとしてＡｒガスを導入する。
【００１１】まず、アトライタ装置の運転開始後、最初
の30分間は、75rpmの低速回転で粉末を十分に混合し、3
0分経過後、290rpmの高速回転で48時間メカニカルアロ
イング処理を行なった。この供試粉末は本発明にかかる
もので、Ａ粉末とする。次に、アトライタ装置の運転開
始後、直ちに290rpmの高速回転で48時間メカニカルアロ
イング処理を行なった。この供試粉末は従来例にかかる
もので、Ｂ粉末とする。
の30分間は、75rpmの低速回転で粉末を十分に混合し、3
0分経過後、290rpmの高速回転で48時間メカニカルアロ
イング処理を行なった。この供試粉末は本発明にかかる
もので、Ａ粉末とする。次に、アトライタ装置の運転開
始後、直ちに290rpmの高速回転で48時間メカニカルアロ
イング処理を行なった。この供試粉末は従来例にかかる
もので、Ｂ粉末とする。
【００１２】Ａ粉末とＢ粉末を、夫々、1250℃、1200kg
f/cm2の条件でＨＩＰ(熱間静水圧加圧)処理に付し、直
径50mm、長さ70mmの焼結品を作った。
f/cm2の条件でＨＩＰ(熱間静水圧加圧)処理に付し、直
径50mm、長さ70mmの焼結品を作った。
【００１３】得られた焼結品について高温圧縮試験を行
なった。試験は、1350℃の電気炉の中で、ラムの昇降に
より、圧縮荷重0.5kgf/mm2を反復負荷して行なった。荷
重反復パターンは、圧縮荷重0.5kgf/mm2の負荷を5秒
間、無負荷5秒間(負荷状態から無負荷状態への移行1
秒、無負荷状態3秒、無負荷状態から負荷状態への移行1
秒)の10秒サイクルにて、焼結品に104回圧縮荷重を作用
させて変形量(単位：％)を調べた。なお、変形量は、試
験前の長さをＬ1、試験後の長さをＬ2としたとき、次式
により求めた。 圧縮変形量(％) ＝ (Ｌ1−Ｌ2)／Ｌ1 × 100
なった。試験は、1350℃の電気炉の中で、ラムの昇降に
より、圧縮荷重0.5kgf/mm2を反復負荷して行なった。荷
重反復パターンは、圧縮荷重0.5kgf/mm2の負荷を5秒
間、無負荷5秒間(負荷状態から無負荷状態への移行1
秒、無負荷状態3秒、無負荷状態から負荷状態への移行1
秒)の10秒サイクルにて、焼結品に104回圧縮荷重を作用
させて変形量(単位：％)を調べた。なお、変形量は、試
験前の長さをＬ1、試験後の長さをＬ2としたとき、次式
により求めた。 圧縮変形量(％) ＝ (Ｌ1−Ｌ2)／Ｌ1 × 100
【００１４】Ａ粉末から形成した本発明の焼結品の変形
量は1％以下と良好であったのに対し、Ｂ粉末から形成
した従来例の焼結品の変形量は約10％もあり、高温圧縮
強度に劣っている。Ｂ粉末の場合、アトライタ装置の運
転開始段階で酸化物粉末が飛散してしまい、Ｃｒ基金属
のマトリックス中に分散する酸化物の含有量が少なくな
り、酸化物の微細分散効果による強度向上が十分に得ら
れなかったものと考えられる。また、アトライタ装置の
タンク内の残存空気と反応して、粉末は酸化、窒化を受
けたため、焼結後の高温強度の低下を招いたものと考え
られる。
量は1％以下と良好であったのに対し、Ｂ粉末から形成
した従来例の焼結品の変形量は約10％もあり、高温圧縮
強度に劣っている。Ｂ粉末の場合、アトライタ装置の運
転開始段階で酸化物粉末が飛散してしまい、Ｃｒ基金属
のマトリックス中に分散する酸化物の含有量が少なくな
り、酸化物の微細分散効果による強度向上が十分に得ら
れなかったものと考えられる。また、アトライタ装置の
タンク内の残存空気と反応して、粉末は酸化、窒化を受
けたため、焼結後の高温強度の低下を招いたものと考え
られる。
【図１】アトライタ装置の概要図である。
(2) 鋼球 (4) タンク (6) 攪拌棒
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｃｒ基金属粉末と酸化物粉末をアトライ
タ装置の中でメカニカルアロイング処理を施し、Ｃｒ基
金属のマトリックス中に酸化物が微細分散した組織を有
する焼結合金用原料粉末を製造する方法において、アト
ライタ装置は、低速回転で運転を開始し、Ｃｒ基金属粉
末と酸化物粉末が略均一に混合されてから、高速回転に
切り換えてメカニカルアロイング処理を行なうことを特
徴とする、酸化物分散強化型Ｃｒ基焼結合金用原料粉末
の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5324218A JPH07179902A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 酸化物分散強化型Ｃｒ基焼結合金用原料粉末の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5324218A JPH07179902A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 酸化物分散強化型Ｃｒ基焼結合金用原料粉末の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07179902A true JPH07179902A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18163368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5324218A Withdrawn JPH07179902A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 酸化物分散強化型Ｃｒ基焼結合金用原料粉末の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07179902A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005199124A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Mitsui Mining Co Ltd | メディア攪拌型粉砕機 |
| JP2008517868A (ja) * | 2004-10-29 | 2008-05-29 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 立方晶系窒化硼素成形体 |
| CN115229197A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 西北工业大学 | 一种使不连续增强体在高强度铝合金中均匀分散的方法 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP5324218A patent/JPH07179902A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005199124A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Mitsui Mining Co Ltd | メディア攪拌型粉砕機 |
| JP2008517868A (ja) * | 2004-10-29 | 2008-05-29 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 立方晶系窒化硼素成形体 |
| CN115229197A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 西北工业大学 | 一种使不连续增强体在高强度铝合金中均匀分散的方法 |
| CN115229197B (zh) * | 2022-07-29 | 2023-07-21 | 西北工业大学 | 一种使不连续增强体在高强度铝合金中均匀分散的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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