JPH0790313A - チタン粉体の静水圧成形法 - Google Patents

チタン粉体の静水圧成形法

Info

Publication number
JPH0790313A
JPH0790313A JP23523993A JP23523993A JPH0790313A JP H0790313 A JPH0790313 A JP H0790313A JP 23523993 A JP23523993 A JP 23523993A JP 23523993 A JP23523993 A JP 23523993A JP H0790313 A JPH0790313 A JP H0790313A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molding
mold
thermoplastic resin
powder
titanium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP23523993A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Horitani
貴雄 堀谷
Noboru Takaku
昇 高久
Akira Ota
彰 大田
Satoru Furuki
哲 古木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP23523993A priority Critical patent/JPH0790313A/ja
Publication of JPH0790313A publication Critical patent/JPH0790313A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウレタンゴム以外のモールド材を用いてチタ
ン粉のCIP成形を可能にする安価な成形法を提供す
る。 【構成】 熱可塑性樹脂の硬度・引張強度破壊伸び・熱
変形温度・樹脂製成形型の厚みを成形体の形状に応じて
選択することにより、割れがなく高密度のCIP成形体
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉体の成形法に係わり、
特にチタン粉末を常温静水圧プレス(CIP)を用い
て、安価でかつ複雑・高精度の形状に成形する方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】チタン粉末の静水圧成形プロセスは、他
の金属粉末の場合と同様に、混合粉末を成形用の型(モ
ールド)に充填した後、液体の入ったCIP装置にモー
ルドごと装入して加圧成形し、その後モールドを解体し
成形体を焼結するのが一般的である。
【0003】従来、CIP用のモールドにはCIP成形
時の形状追従性を考慮して粘弾性および耐摩耗性に優れ
たウレタンゴムが使用されている。しかし、ウレタンモ
ールドは高価なため量産を考えた場合、モールドを繰り
返し使用する必要がある。このため、モールドの接着、
解体、洗浄作業などの繰返し手作業が必要になり、チタ
ン粉末の成形品の製造コストを引き上げる大きな原因に
なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のウレ
タンゴム製モールドを使用した場合の上記の欠点を改善
するため、ウレタンゴム以外のモールド材を用いてチタ
ン粉のCIP成形を可能にする安価な成形法を提供する
ものである。
【0005】ウレタンゴム以外の安価なCIP成形用モ
ールド材の候補としては、特開昭63−16900号公
報や特開平1−136902号公報の中で述べられてい
るような各種の熱可塑性樹脂、および紙類、木材などが
挙げられる。しかし、これらの材料は一般にウレタンゴ
ムに比べ引張変形や圧縮変形が生じにくく、CIP加圧
時および除荷時の粉末成形体の変形に対応する性質、い
わゆる形状追従性に欠けるものが多い。このため、成形
用モールド材として使用した場合、モールド自体に割れ
が生じたり、粉末の成形が不十分で成形体の表面に割れ
が生じることが多い。この傾向は、成形体の形状が複雑
になるほど著しくなる。従って、紙類や材木に比べ比較
的塑性変形が生じ易い熱可塑性樹脂の場合でもウレタン
ゴムにできるだけ近い変形能と形状追従性をもつ材料を
選択する必要がある。
【0006】一方、成形用モールドには粉末充填時の形
状維持およびモールドの変形防止のためある程度の硬さ
や剛性が必要になる。この観点からは紙などの軟らかい
ものは成形モールド材にあまり適さない。特に、チタン
粉末は、CIP成形時の収縮量が鉄鋼材やアルミ材に比
べ大きいため、成形用モールドの材質に関しては他の金
属粉末以上の配慮が必要になる。
【0007】以上の観点から、本発明者等は安価なチタ
ン粉末用成形モールド材の候補として熱可塑性樹脂を選
んだ。なお、疲労特性が問題になる部品を粉末冶金法で
作製する場合は、内部欠陥をできるだけ除去する必要が
あり、そのためHIP後の成形体の相対密度を100%
近くにしなければならない。一般にチタン粉末の成形体
の場合、HIP後の相対密度100%を確保するために
は、CIP後の成形体の密度を80%以上にすることが
望ましい。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、従来のウレタン
ゴムに近い形状追従性を持ちながらある程度の剛性を持
つ熱可塑性樹脂を選び成形用モールドを作製した。当該
モールドにチタン混合粉を充填してCIP成形を行い、
その後成形体からモールドを取り除き真空焼結処理を行
った。その結果、成形体に割れがなくかつCIP成形後
の相対密度も80%以上になることを見いだした。
【0009】さらに、本発明者等は熱可塑性樹脂の特性
やモールド形状と成形体の密度および割れとの関係を系
統的に検討した。その結果、熱可塑性樹脂の「硬度」、
「引張破壊伸び」、「熱変形温度」および「成形モール
ドの厚み」が成形体の割れ挙動に大きな影響を及ぼすこ
と、また成形体の形状、特に「最大断面積と最小断面積
の比」により必要な「成形モールドの厚み」の範囲が異
なることを見いだした。
【0010】図1は、「硬度」および「引張破壊伸び」
が異なる熱可塑性樹脂で円柱の成形モールド(30mmφ
×120mm高さ)を作製し、チタン混合粉(Ti−6A
l−4Vの素粉末混合粉)をCIP成形した場合の成形
体の割れと密度を検討した結果を示す。この検討結果か
ら、熱可塑性樹脂をチタン粉末のCIP成形用モールド
材として使用するためには、「硬度」を100以下、
「引張破壊伸び」を50%以上にする必要があることが
判った。また、表1は熱可塑性樹脂の「熱変形温度」、
表2は「成形モールドの厚み」の影響を調べた結果を示
す。この結果は、「熱変形温度」は80℃以下、「成形
モールドの厚み」は3.5mm以下にそれぞれ規制する必
要があることを示している。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【0013】さらに表3は図2に示すようにモールド形
状がくびれて複雑な場合のCIP成形試験での検討結果
を示す。成形体の形状がこのように複雑な場合、すなわ
ち成形体の「最小部の断面積と最大部の断面積の比
(R)」が0.6以下の場合は、前記の「硬度」、「伸
び」、「熱変形温度」の条件を満たす熱可塑性樹脂を用
い、かつモールド厚を2mm以下にする必要があることが
判った。
【0014】
【表3】
【0015】なお、請求項1の「相対密度」とは気孔を
含まない固相の密度である理論密度に対する分率を示
す。請求項2および請求項3で示した「硬度」は「ショ
アーD硬さ」のことで、JIS K−7215で規定さ
れる試験法、「引張破壊伸び」は、JIS K−711
3で規定される試験法、「熱変形温度」は18.6kgf/
cm2 の応力を加えたときの変形開始温度を示すASTM
D−648で規定される試験法でそれぞれ得られた値
を示す。また、本発明において「チタン粉」とは純チタ
ン粉、純チタン粉と各種の母合金粉を混合したチタン合
金混合粉、チタン合金粉、セラミック粒子などの非金属
の微細粒子を含むチタン合金複合粉など、チタンの含有
量が40%以上の粉末をいう。
【0016】
【作用】本発明はかかる検討結果に基づいてなされたも
のである。すなわち、チタンの混合粉をウレタンゴムに
近い形状追従性とある程度の剛性を持つ熱可塑性樹脂を
用いて作製した成形モールドに充填し、そのままCIP
成形をすることにより、表面に割れがなく、かつ相対密
度が80%以上の成形体が得られる。
【0017】以下に、本発明の請求項2および3での製
造条件の限定理由を述べる。熱可塑性樹脂の「硬度」が
40未満では、粉末充填時のモールド変形が大きく、寸
法精度が著しく低下する。100超ではCIP成形時の
変形量が少なく、モールドおよび成形体に割れが生じ
る。「引張破壊伸び」が650%超では、CIP成形時
のモールド変形が大きすぎて寸法精度が低下する。50
%未満では成形時の引張、圧縮量が少ないためモールド
および成形体に割れが生じる。「熱変形温度」が30℃
未満では粉末充填時の形状保持が困難になり、成形体の
寸法精度も著しく低下する。80℃超では、CIP成形
時のモールド変形量が少なく割れが生じる。「成形モー
ルドの厚み」が0.5mm未満では、粉末充填時のモール
ドの膨れが著しく寸法精度が低下する。3.5mm超では
モールドの形状追従性が低下するため成形体に割れが生
じる。
【0018】熱可塑性樹脂をモールドに成形する方法に
は、ブロー成形、圧空プレス成形などがありいずれも適
用可能であるが、ブロー成形の場合は、成形モールドの
肉厚が極力均一になるように加熱温度、ブロー圧力など
を制御する必要がある。また、圧空プレス成形で分割モ
ールドを作製する場合は、分割モールドの接着材や接着
方式に十分留意して接着部分に漏れがないようにする必
要がある。
【0019】このようにして作製した成形モールドにチ
タン粉を充填する方法は、従来と全く同様にできる。ま
た、CIP条件および焼結条件は、ウレタン材を使用し
た場合と基本的に同様であるが、成形体の形状によって
は条件を変更してもよい。なお、成形体は焼結処理の後
HIP処理をすることを前提にしているが、勿論焼結の
ままで使用することも可能である。次に、本発明の奏す
る効果をさらに明確にするため実施例を用いて説明す
る。
【0020】
【実施例】表4に示す各種の熱可塑性樹脂を用いて図2
に示す円筒形のモールドと図3に示すやや複雑形状のモ
ールドをブロー成形法で作製した。次に、純チタン粉と
母合金粉を混合してつくったTi−6Al−4V,Ti
−5Al−2.5Fe,Ti−10V−2Fe−3Al
合金粉末を上記モールドの充填口1から振動充填した
後、CIP成形試験を行った。CIP成形後モールドを
解体し、密度測定と目視による割れ検査を実施した。
【0021】表4中の1〜11は本発明例であり、1〜
2は請求項1の規定、3〜7は請求項2の規定、8〜1
1は請求項3の規定範囲にそれぞれ含まれる例である。
また、イ〜ヘは本発明の規定範囲から逸脱した比較例で
ある。表4の結果から明らかなごとく、モールド材質、
モールド厚みおよび成形体形状が本発明の範囲内のもの
は、CIP成形後の割れのない高密度の成形体が得られ
ている。一方、モールド材質、モールド厚みが本発明の
規定する範囲を逸脱したものは全て目的の成形体が得ら
れていない。
【0022】
【表4】
【0023】
【発明の効果】以上詳述してきたように、本発明により
従来使用されている高価なウレタンモールドを使用する
ことなく安価な熱可塑性樹脂製モールド材を使用し、従
来と同じ工程条件で、ウレタンモールド並の割れがなく
かつ高密度の成形体をつくることができ、チタン粉末冶
金製品の製造コストの大幅な低下が可能になった。かか
る効果を有する本発明の意義は極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱可塑性樹脂の「硬度」および「引張破壊伸
び」とCIP成形体の割れの有無の関係を示す図。
【図2】使用した成形モールド形状の一例を示す図。
【図3】使用した成形モールド形状の他の例を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古木 哲 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン粉体を静水圧成形プレスで成形す
    るに際し、熱可塑性樹脂を使用して粉末成形用型を作製
    し、その熱可塑性樹脂製成形型に粉末を充填し、静水圧
    プレスで成形し、相対密度が80%以上で割れのない成
    形体とすることを特徴とするチタン粉体の成形法。
  2. 【請求項2】 熱可塑性樹脂が、 40 ≦硬度≦100 50%≦引張強度破壊伸び≦650% 30℃≦熱変形温度≦80℃ の条件を満たし、かつ樹脂製成形型の厚み(t)が 0.5mm≦t≦3.5mm で、成形体の長手方向の形状が 0.6≦最小部断面積/最大部断面積 の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載のチタ
    ン粉体の成形法。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂が、 40 ≦硬度≦100 50%≦引張強度破壊伸び≦650% 30℃≦熱変形温度≦80℃ の条件を満たし、かつ樹脂製成形型の厚み(t)が 0.5mm≦t≦2.0mm で、成形体の長手方向の形状が 0.6≧最小部断面積/最大部断面積 の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載のチタ
    ン粉体の成形法。
JP23523993A 1993-09-21 1993-09-21 チタン粉体の静水圧成形法 Withdrawn JPH0790313A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23523993A JPH0790313A (ja) 1993-09-21 1993-09-21 チタン粉体の静水圧成形法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23523993A JPH0790313A (ja) 1993-09-21 1993-09-21 チタン粉体の静水圧成形法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0790313A true JPH0790313A (ja) 1995-04-04

Family

ID=16983144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23523993A Withdrawn JPH0790313A (ja) 1993-09-21 1993-09-21 チタン粉体の静水圧成形法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0790313A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019054306A1 (ja) * 2017-09-14 2019-03-21 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
WO2019054303A1 (ja) * 2017-09-14 2019-03-21 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
JP2019108595A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
WO2022190601A1 (ja) * 2021-03-12 2022-09-15 東邦チタニウム株式会社 チタン系圧粉体の製造方法及び、チタン系焼結体の製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019054306A1 (ja) * 2017-09-14 2019-03-21 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
WO2019054303A1 (ja) * 2017-09-14 2019-03-21 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
JPWO2019054303A1 (ja) * 2017-09-14 2020-10-29 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
JPWO2019054306A1 (ja) * 2017-09-14 2020-12-17 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
JP2019108595A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 東邦チタニウム株式会社 チタン又はチタン合金圧粉体の製造方法
WO2022190601A1 (ja) * 2021-03-12 2022-09-15 東邦チタニウム株式会社 チタン系圧粉体の製造方法及び、チタン系焼結体の製造方法
JP7177302B1 (ja) * 2021-03-12 2022-11-22 東邦チタニウム株式会社 チタン系圧粉体の製造方法及び、チタン系焼結体の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2003245820B2 (en) Method for producing highly porous metallic moulded bodies close to the desired final contours
JP5777306B2 (ja) 熱間等方圧加圧容器用装置及び方法
US4050143A (en) Method of producing dense metal tubes or the like
US4921664A (en) Method for producing a heat-resistant aluminum-alloy workpiece having high transverse ductility which is manufactured from a compact produced by powder metallurgy
JPH0790313A (ja) チタン粉体の静水圧成形法
US4143208A (en) Method of producing tubes or the like and capsule for carrying out the method as well as blanks and tubes according to the method
US11203063B2 (en) Crack-free fabrication of near net shape powder-based metallic parts
US5503648A (en) Process for the production of grinding tools and tools produced thereby
JP2004216450A (ja) 湿式静水圧加圧成形用成形型及びそれを用いた湿式静水圧加圧成形方法
Prokhorov et al. Cold isostatic pressing as a method of pre-forming green ceramic ware
JPH0892607A (ja) 複合構造硬質材料の製造方法
JP2549019B2 (ja) 成形体の製造方法
JP6728839B2 (ja) プレス成形品の製造方法およびスパッタリングターゲット材
KR102609282B1 (ko) 열간 등방압 가압 분말야금용 확산 오염 방지 캐닝용기 및 이를 이용한 열간 등방압 가압 분말야금 방법
US20090096123A1 (en) Manufacturing process and apparatus
JPH07138604A (ja) チタン粉体の静水圧成形法
JPS58189302A (ja) 粉末の成形方法
JPH06114813A (ja) セラミックスの成形方法
JP3519152B2 (ja) WC粒子分散W強化Ni基合金およびこれを用いた複合材
US6585795B2 (en) Compaction of powder metal
KR19980072305A (ko) 반응 밀링에 의한 티타늄/티타늄 카바이드 복합분말의 제조 및 성형방법
RU2011473C1 (ru) Способ получения композиционных порошковых материалов с керамическими добавками
RU1787683C (ru) Способ изготовлени изделий из металлических порошков
Bass Method of making beryllium shapes from powder metal
JPH0740092A (ja) 弾性体製成形型を用いる加圧成形方法

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: 20001128