JPH1046209A - Production of porous aluminum green compact - Google Patents

Production of porous aluminum green compact

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JPH1046209A
JPH1046209A JP21415596A JP21415596A JPH1046209A JP H1046209 A JPH1046209 A JP H1046209A JP 21415596 A JP21415596 A JP 21415596A JP 21415596 A JP21415596 A JP 21415596A JP H1046209 A JPH1046209 A JP H1046209A
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JP
Japan
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powder
aluminum
porous
raw material
alloy
Prior art date
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JP21415596A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Wakiyama
裕夫 脇山
Hiroyoshi Kikuchi
宏佳 菊地
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NDC Co Ltd
Nippon Dia Clevite Co Ltd
Original Assignee
NDC Co Ltd
Nippon Dia Clevite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for continuously producing a porous Al green compact having a high porosity and widely applicable as a filter, sound absorbing material, catalyst carrier, nucleate boiling material, adsorbent, heat exchanger, etc., from the powder of Al or its alloy. SOLUTION: A raw powder 1 is obtained by mixing an aluminum powder and an aluminum alloy powder. The aluminum alloy powder contains a eutectoid component forming a eutectic composition having a lower m.p. than aluminum by the reaction with aluminum. This raw powder 1 is compacted at >=60g/cm<2> , kept at 600-660 deg.C for at least 1min in a nonoxidizing atmosphere, heated and sintered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多孔質アルミニウム焼結
材の製造方法に係り、詳しくは、アルミニウム(以下、
単にAlという。)またはその合金の粉末を原料とし
て、単位容積中に占める孔隙又は空隙の割合(以下、単
に孔隙率という。)が多い多孔質Al焼結材を高い効率
で連続的に製造できる製造方法に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a porous aluminum sintered material, and more particularly, to a method for manufacturing a porous aluminum sintered body.
Simply called Al. ) Or an alloy powder thereof as a raw material, and relates to a production method capable of continuously producing a porous Al sintered material having a large ratio of pores or voids in a unit volume (hereinafter, simply referred to as porosity) with high efficiency. .

【0002】[0002]

【従来の技術】金属、セラミック、合成樹脂その他の多
孔質材は産業上種々な分野で利用されている。例えばフ
ィルタ−、吸音材、触媒担体、核沸騰材、吸着材、熱交
換器などとして広く利用され、その利用範囲はきわめて
広い。
2. Description of the Related Art Metals, ceramics, synthetic resins and other porous materials are used in various industrial fields. For example, it is widely used as a filter, a sound absorbing material, a catalyst carrier, a nucleate boiling material, an adsorbent, a heat exchanger, and the like, and its use range is extremely wide.

【0003】このように利用範囲が広い多孔質材は、素
材別にみると、セラミック、金属、プラスチック、その
他などに分けられ、用途によって素材が選択されてい
る。更に、製造方法の相違やそれにともなう構造の差か
らみると、種々の多孔質材が提供されている。
[0003] Porous materials having such a wide range of use are classified into ceramics, metals, plastics, and others according to the materials, and the materials are selected according to the application. Furthermore, various porous materials have been provided in view of the difference in the manufacturing method and the structure involved.

【0004】これら多孔質材の中で、Al材から成るも
のは、軽量で加工が容易で、その上、十分な機械的強度
を持っており、きわめて広い利用範囲を持っている。A
l材から成るものとして知られている多孔質材の一つ
は、一般に所謂パンチングメタルと云われているもの
で、Al板の上に多数の貫通孔を形成して多孔質化をは
かったものである。
[0004] Among these porous materials, those made of Al material are lightweight and easy to work, and furthermore have sufficient mechanical strength, and have an extremely wide range of application. A
One of the porous materials known to be composed of a material is generally called a so-called punching metal, which is made porous by forming a large number of through holes on an Al plate. It is.

【0005】これに対し、Al材から成る多孔質材の他
は、焼結材から成るものであって、この多孔質材は、A
l粉末粒子間に形成される孔隙が立体的に結合され、無
限に長い流路を持つ構造を持っている。
On the other hand, in addition to a porous material made of an Al material, a sintered material is used.
The pores formed between the powder particles are three-dimensionally connected, and have a structure having an infinitely long flow path.

【0006】このため、Al材から成る多孔質焼結体
は、パンチングメタルから成るものに較べると、きわめ
て広い濾過面積を持っていることから、液体などの濾過
に良好な効果が発揮できるほか、消音、吸音などの効果
がみとめられ、消音材、防音材として、産業機材、建
物、道路、更に、高速電車、例えば、新幹線の防音壁な
どに用いられている。
For this reason, the porous sintered body made of Al material has an extremely large filtration area as compared with that made of punched metal, so that it can exert a good effect on filtration of liquids and the like. Effects such as noise reduction and sound absorption are recognized, and they are used as noise reduction materials and soundproofing materials in industrial equipment, buildings, roads, and high-speed trains, for example, soundproof walls of bullet trains.

【0007】このようにAl多孔質焼結材は、消音材ま
たは吸音材としても広く利用され、きわめて広い用途を
持っているのにも拘らず、原料のAl粉末がきわめて酸
化し易いことから、焼結手法による製造は非常に難しい
と云われている。
[0007] As described above, the Al porous sintered material is widely used as a sound deadening material or a sound absorbing material, and although it has an extremely wide range of uses, the raw material Al powder is very easily oxidized. Production by the sintering technique is said to be very difficult.

【0008】すなわち、銅を素材とする場合には、予
め、焼結前にグリ−ンコンパクトなる加圧体を成形しな
くとも、単に加熱するのみで銅粉末相互間が融着でき容
易に多孔質材が製造できる。しかし、Alやその合金の
粉末は、非酸化性雰囲気、なかでも、還元性雰囲気中で
加熱しただけでは、Al粉末粒子の表面には硬くかつ高
融点のアルミナ質皮膜におおわれているため、一体に焼
結できず、工業的製品として多孔質材を製造することは
不可能であると云われている。
That is, in the case of using copper as a raw material, the copper powder can be fused together simply by heating without forming a green compact pressurized body before sintering. Quality material can be manufactured. However, powders of Al and its alloys are coated with a hard and high-melting alumina coating on the surface of Al powder particles if heated only in a non-oxidizing atmosphere, especially a reducing atmosphere. It is said that it is impossible to produce a porous material as an industrial product.

【0009】この理由は、Alそのものが非常に酸化し
やすい金属であり、ほとんど酸素を含まない非酸化性雰
囲気中で焼結してもその中に含まれる微量の酸素と結合
し、Alの粉末の表面には、厚くかつ硬い酸化皮膜が生
成し、この酸化皮膜の介在によってAl粉末粒子の間を
互いに融着させることが困難であるからである。
The reason for this is that Al itself is a metal that is very easily oxidized, and even when sintered in a non-oxidizing atmosphere containing almost no oxygen, it binds to a trace amount of oxygen contained therein and forms Al powder. This is because a thick and hard oxide film is formed on the surface of the aluminum alloy, and it is difficult to fuse the Al powder particles to each other due to the presence of the oxide film.

【0010】このところから、先に、本出願人は、特公
昭56−18646号公報ならびに特公昭56−113
75号公報に示す方法を提案し、この方法によって、こ
のような困難な条件が存在するAl又はその合金の粉末
粒子において、十分に高い孔隙率を保ってAlやその合
金の粉末を焼結することを行なった。
[0010] From this point of view, the present applicant has previously disclosed Japanese Patent Publication No. 56-18646 and Japanese Patent Publication No. 56-113.
No. 75, which proposes a method for sintering Al or its alloy powder while maintaining a sufficiently high porosity in Al or its alloy powder particles in which such difficult conditions exist. Did the thing.

【0011】この方法は、実質的にAlから成るAl粉
末に対し、例えば、Cu等の成分がAlと共晶する程度
に含まれるAl合金粉末を混合し、Al合金の融点は共
晶組成で最も低くなるところを利用し、Al合金粉末を
溶融し、Al合金粉末の間を結合して焼結する方法であ
る。
In this method, for example, an Al powder substantially containing Al is mixed with an Al alloy powder containing a component such as Cu so as to be eutectic with Al, and the melting point of the Al alloy is eutectic. This is a method in which the Al alloy powder is melted by utilizing the lowest point, and the Al alloy powder is bonded and sintered.

【0012】この方法は、Al粉末を焼結することによ
って多孔質材を製造することはむづかしい若しくはほと
んど不可能とさえ云われている問題を解決し、その途を
開いたものであり、このようにして製造されたAl多孔
質焼結材は、フィルタ−や吸音材として市場に供せられ
ている。
This method solves the problem that it is difficult or almost impossible to produce a porous material by sintering Al powder, and opens the way. The Al porous sintered material manufactured as described above is provided on the market as a filter or a sound absorbing material.

【0013】しかしながら、この方法は、Al粉末を原
料とする多孔質焼結材の製造について、一つの途を開い
たものと云っても、Al粉末粒子間の結合がそれに配合
するAl合金粉末にのみ依存しているため、得られる多
孔質焼結材の機械的特性、例えば、曲げなどに問題があ
り、工業的に安定して製造する面から云っても、改善す
べき点が多く、その点の改善が強く望まれている。
[0013] However, this method has opened the way to the production of a porous sintered material using Al powder as a raw material. Because it depends only on the mechanical properties of the obtained porous sintered material, for example, there are problems with bending and the like, and from the aspect of industrially stable production, there are many points to be improved. Improvement of the point is strongly desired.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
ところに沿って成立したものであって、具体的には、A
l粉末を原料とし、焼結によりAl多孔質焼結材を製造
するに当って、Al多孔質焼結材を効率的に製造でき、
しかも、製造されるAl多孔質焼結材は機械的性質にす
ぐれる製造方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances.
In producing Al porous sintered material by sintering using l powder as a raw material, Al porous sintered material can be efficiently produced,
In addition, the manufactured Al porous sintered material provides a manufacturing method having excellent mechanical properties.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明方法
は、アルミニウム粉末とアルミニウム合金粉末とを混合
した原料粉末を焼結して多孔質アルミニウム材を製造す
る際に、この原料粉末中のアルミニウム合金粉末中に
は、アルミニウムと反応してアルミニウムの融点より低
い融点の共晶組成を生成する共晶成分が含まれ、この原
料粉末を炭素質または黒鉛質の成形型内に実質的に加圧
力を加えることなく散布し、その後、この成形型内の原
料粉末に60g/cm2若しくはそれ以上の圧力をかけ
るとともに、非酸化性雰囲気で600〜660℃の温度
に少なくとも1分以上保って加熱焼結することを特徴と
する。
That is, according to the method of the present invention, when a porous aluminum material is produced by sintering a raw material powder obtained by mixing an aluminum powder and an aluminum alloy powder, the aluminum alloy in the raw material powder is used. The powder contains a eutectic component that reacts with aluminum to form a eutectic composition having a melting point lower than the melting point of aluminum, and the raw material powder is substantially pressed into a carbonaceous or graphite mold. Spray without adding, then apply a pressure of 60 g / cm 2 or more to the raw material powder in this mold, and heat and sinter at a temperature of 600 to 660 ° C. for at least 1 minute in a non-oxidizing atmosphere. It is characterized by doing.

【0016】そこで、これら手段たる構成ならびにその
作用について詳しく説明すると、次の通りである。
The configuration of these means and their operation will now be described in detail.

【0017】まず、Alは酸化しやすく、表面のアルミ
ナ質酸化皮膜は焼結を阻害し、焼結が難しい。このた
め、Al粉末より少なくとも5℃程度以上低い融点を有
するAl合金粉末を添加配合する。
First, Al is easily oxidized, and the alumina oxide film on the surface inhibits sintering, and sintering is difficult. Therefore, an Al alloy powder having a melting point lower by at least about 5 ° C. than the Al powder is added and blended.

【0018】なかでも、このAl合金粉末としては、共
晶成分としてSi、Cu、MnまたはNiを配合でき、
これら共晶成分のうちの一種または二種以上を配合する
ことができる。
In particular, this Al alloy powder can contain Si, Cu, Mn or Ni as a eutectic component.
One or more of these eutectic components can be blended.

【0019】共晶成分の配合量としては、共晶組成で最
も低い融点が生成できるが、実用的に云って、少なくと
も5℃程度の融点の低下をみることができれば、亜共晶
組成や過共晶組成の生成するいずれの範囲にも共晶成分
は配合できる。
As for the compounding amount of the eutectic component, the lowest melting point can be produced in the eutectic composition. However, in practice, if a decrease in the melting point of at least about 5 ° C. The eutectic component can be blended in any range that produces the eutectic composition.

【0020】このようにAl合金粉末を配合して焼結す
ると、Al粉末同志、Al粉末とAl合金粉末とは、互
いに強固に結合し、結合部が強固な多孔質材が得られ
る。
When the Al alloy powder is blended and sintered as described above, the Al powder, the Al powder and the Al alloy powder are firmly bonded to each other, and a porous material having a strong bonding portion is obtained.

【0021】また、AlまたはAl合金粉末の粒径は一
定の粒径の範囲、なかでも、Al粉末とAl合金粉末の
粒径が一定の関係に保つことが好ましい。この関係がな
いと、焼結反応がスム−スにいかない。特に、Al粉末
の周辺に、Al合金粉末が附着させる状態にし、このよ
うな関係に原料粉末の粒径があるようにすることが必要
である。
The particle size of the Al or Al alloy powder is preferably within a certain range, and more preferably, the particle size of the Al powder and the Al alloy powder is preferably maintained in a fixed relationship. Without this relationship, the sintering reaction does not go smoothly. In particular, it is necessary to make the Al alloy powder adhere to the periphery of the Al powder so that the particle diameter of the raw material powder has such a relationship.

【0022】また、Al又はその合金の粉末は一定の範
囲の圧力で加圧しながら一定の時間温度管理をしなが
ら、焼結する。このように焼結しないと、工業的に効率
良く多孔質アルミ材を製造することは非常に難しい上、
更に、多孔質焼結材の機械的強度が低下し、孔隙が均一
に分散して形成できない。
The powder of Al or an alloy thereof is sintered while controlling the temperature for a certain time while applying a pressure in a certain range. Without such sintering, it is very difficult to efficiently produce a porous aluminum material industrially,
Further, the mechanical strength of the porous sintered material is reduced, and the pores cannot be uniformly dispersed.

【0023】このような条件で連続で焼結すると、高効
率生産を目指し商業ベ−スで多孔質Al焼結材を製造で
きる。
By continuously sintering under these conditions, a porous Al sintered material can be manufactured on a commercial basis with the aim of high efficiency production.

【0024】Al粉末やAl合金粉末の酸素に対する親
和力は非常に大きい。通常、還元雰囲気であっても、A
l粉末やAl合金粉末の表面には加熱により表面に強力
な酸化Alの被膜が生成し、原料粒子間は互いに融着出
来ない。
The affinity of Al powder or Al alloy powder for oxygen is very large. Usually, even in a reducing atmosphere, A
A strong Al oxide film is formed on the surface of the 1 powder or Al alloy powder by heating, and the raw material particles cannot be fused to each other.

【0025】これは多孔質焼結材を製造する際に問題と
なることであり、とくに、Al粒子間に孔隙を形成する
多孔質焼結材では、焼結前に加圧によりグリ−ンコンパ
クトを形成することはさけなければならないため、アル
ミナ質の酸化Alの皮膜の介在は問題となる。
This is a problem when producing a porous sintered material. Particularly, in a porous sintered material in which pores are formed between Al particles, a green compact is formed by pressing before sintering. Therefore, the formation of an alumina-based Al oxide film poses a problem.

【0026】従って、Alの多孔質材を焼結という方法
によって製造することは技術的に最近までは不可能とさ
れ、高度な技術と精度の高い条件を整えないと製造不可
能であった。
Therefore, it has been technically impossible to produce a porous Al material by a method called sintering until recently, and the production was impossible unless advanced technology and high-precision conditions were prepared.

【0027】本発明ではこの点を徹底的に究明し、工業
生産の可能性を見出したものである。
In the present invention, this point has been thoroughly investigated, and the possibility of industrial production has been found.

【0028】まず、Al粉末とAl合金粉末との関係で
ある。すなわち、添加すべきAl合金粉末においてAl
とその中の共晶成分とは共晶組成か、または亜共晶組
成、過共晶組成でAlアルミの融点より低くなくてはな
らない。
First, the relationship between the Al powder and the Al alloy powder will be described. That is, in the Al alloy powder to be added,
And the eutectic component therein must be a eutectic composition, a hypoeutectic composition, or a hypereutectic composition, which must be lower than the melting point of Al aluminum.

【0029】添加すべき共晶組成の金属はAlと焼結反
応する初期には共晶合金を生成し、その溶融点が低下す
るような濃度勾配を持った濃度となるような濃度の共晶
成分の金属を選定する必要がある。
The eutectic metal to be added forms a eutectic alloy in the initial stage of sintering reaction with Al, and has a concentration of eutectic having a concentration gradient such that its melting point is reduced. It is necessary to select the component metal.

【0030】この点、単独でこの条件を満足する金属成
分としてAlより融点の低い鉛、錫、亜鉛等が一応考え
られる。しかし、これら金属成分では多孔質Al材の製
造は難しい。この理由は、この低融点金属成分では耐食
性や機械的強度の劣化が伴われるからである。基本的な
条件としてはなるべくAlに近い溶融点の共晶合金が好
ましいことが研究の結果判明した。
In this regard, as a metal component that satisfies this condition alone, it is conceivable that lead, tin, zinc, etc., which have a lower melting point than Al, may be used. However, it is difficult to produce a porous Al material with these metal components. The reason for this is that the low melting point metal component is accompanied by deterioration of corrosion resistance and mechanical strength. Research has shown that a basic condition is preferably a eutectic alloy having a melting point as close to Al as possible.

【0031】したがって、この範囲はAlより5℃〜1
20℃低い範囲であることが分かり、このところから云
うと、Si、Mn、Ni、Cuなどが好ましい。
Therefore, this range is 5 ° C. to 1 degree higher than that of Al.
It can be seen that the temperature is lower by 20 ° C., and from this point, Si, Mn, Ni, Cu and the like are preferable.

【0032】また、Al自身も溶融点近傍で活性化され
た状態でないと製品としての強度も強く、多孔質性も兼
ね備えた製品とはならない。
Further, unless the aluminum itself is activated in the vicinity of the melting point, the strength of the product is high and the product does not have the porosity.

【0033】本発明において、Al合金粉末中の共晶成
分の濃度も一定の範囲にあることが好ましい。
In the present invention, the concentration of the eutectic component in the Al alloy powder is also preferably within a certain range.

【0034】すなわち、Alと共晶成分が反応して液状
の共晶組成のものを生成させる必要がある。
That is, it is necessary that Al and the eutectic component react to form a liquid eutectic composition.

【0035】例えば、Al−Siの合金を使用するに際
しては共晶点は11.7%Si−Alであり、使用する
共晶合金は11.7%以上のSi%を有する合金、例え
ば27%Si−Al合金を使用すれば、液状の共晶組成
が生成し、多孔質アルミ材の製造が可能である。
For example, when an Al-Si alloy is used, the eutectic point is 11.7% Si-Al, and the eutectic alloy used is an alloy having a Si% of 11.7% or more, for example, 27%. When a Si-Al alloy is used, a liquid eutectic composition is generated, and a porous aluminum material can be manufactured.

【0036】更に詳しく説明すると、初期の反応とし
て、まずAlとこの合金が溶融点近くでSi20%以上
の組成の合金が生成し、次第にSi%が低下して一番低
い11.7%Siの液相が生成する。この液相がAl粒
子間の架橋反応の主柱となり、多孔質材の生成が促進さ
れる。
More specifically, as an initial reaction, first, an alloy having a composition of 20% or more of Si is formed in the vicinity of the melting point of Al and this alloy. A liquid phase forms. This liquid phase becomes a main pillar of the cross-linking reaction between Al particles, and the formation of a porous material is promoted.

【0037】また、Cu−Al合金を添加する場合、C
u−Al合金では、33%Cu−Alが共晶組成である
から、33%以上のCu合金を使用する必要があり、例
えば、52%Cu−Al合金を使用する。
When a Cu-Al alloy is added, C
In a u-Al alloy, since 33% Cu-Al has a eutectic composition, it is necessary to use a Cu alloy of 33% or more. For example, a 52% Cu-Al alloy is used.

【0038】更に、耐食性、加工性をあげるために、添
加元素としてこの液相反応を生成しない金属を添加する
ことも出来る。その例としてはNi、Mn等が挙げられ
る。前者は加工性、後者は耐食性の向上のためである。
Further, in order to improve corrosion resistance and workability, a metal which does not generate this liquid phase reaction can be added as an additional element. Examples include Ni and Mn. The former is for improving workability, and the latter is for improving corrosion resistance.

【0039】次に、Al粉末に対し、Al合金粉末は径
が小さいものを用いる必要がある。
Next, it is necessary to use Al alloy powder having a smaller diameter than Al powder.

【0040】その径の比率は1:0.5〜1:0.01
とする。
The diameter ratio is 1: 0.5 to 1: 0.01.
And

【0041】0.5より大であると、焼結の際に架橋反
応が進まず多孔質材の製造が困難である。径の最下限の
0.01は本来小さい程良いが、経済的にこれ以上に粉
砕する意味がない。例えば、Al−Si合金の場合で
は、100〜300μの粒径のAl粉末に対しAl−S
i合金は125μ〜5μのものを使用する。
If it is larger than 0.5, the crosslinking reaction does not proceed during sintering, and it is difficult to produce a porous material. The lower limit of the diameter, 0.01, is originally better as small as possible, but there is no point in economically pulverizing further. For example, in the case of an Al-Si alloy, Al-S
The i-alloy used is 125 μm to 5 μm.

【0042】Al−Cu合金の例では同じ粒径のAl粉
末に対し径150μ〜50μのAl−Cu合金粉末を用
いるのが好ましい。
In the case of an Al-Cu alloy, it is preferable to use an Al-Cu alloy powder having a diameter of 150 to 50 μm for an Al powder having the same particle size.

【0043】このような原料を用いて次に焼結工程に入
るが、この工程で重要なのは還元性雰囲気、加圧力、温
度カ−ブである。
Next, a sintering process is started using such a raw material. In this process, important factors are a reducing atmosphere, a pressure, and a temperature curve.

【0044】焼結時に加圧するのは焼結の促進と一定の
板寸法にするためのほか、気孔度若しくは孔隙率を調整
することである。
Pressing during sintering is not only to promote sintering and to make the plate size constant, but also to adjust porosity or porosity.

【0045】すなわち、焼結性向上の上からは加圧力を
高めるのが好ましい。しかし、加圧力があまりに大であ
ると、気孔度若しくは孔隙率が低下し、多孔質材ができ
ない。これに反し、あまりに小であると焼結が進行せず
に一定の板寸法に調整することが出来ない。
That is, it is preferable to increase the pressing force from the viewpoint of improving the sinterability. However, if the pressing force is too large, the porosity or porosity decreases, and a porous material cannot be formed. On the other hand, if it is too small, sintering does not proceed and it cannot be adjusted to a certain plate size.

【0046】このところから、本発明者はこの点につい
て研究したところ、焼結時に寸法精度が保持される程度
に加圧するときの下限を求めたところ、その下限は60
g/cm2であった。60g/cm2以下ではその効果が
ない。更に、孔隙率が30%以上確保でき、形成される
孔隙が均一になるためには、加圧力は500g/cm2
以下が好ましい。加圧することによりAl粉末の粒子表
面を活性化することによりAl粉末と添加するAl合金
との焼結反応の促進をはかり、粒子を互いに引っぱりあ
う力を抑制でき、これにより目的とする形状の多孔質材
を製造できる。
From this, the present inventor studied this point and found the lower limit for pressing to such an extent that dimensional accuracy was maintained during sintering.
g / cm 2 . If it is less than 60 g / cm 2 , the effect is not obtained. Further, in order to ensure a porosity of 30% or more and to make the formed pores uniform, the pressing force should be 500 g / cm 2.
The following is preferred. By activating the particle surface of the Al powder by applying pressure, the sintering reaction between the Al powder and the Al alloy to be added is promoted, and the force of pulling the particles together can be suppressed. We can manufacture quality materials.

【0047】このように加圧する場合、最も能率の良い
のは板を成形型内に原料粉末を入れ、この成形型を層状
に重ね各々の自重で下に位置する原料粉末を加圧する方
法が最も高能率となる。
In the case of pressurizing in this way, the most efficient method is to put the raw material powder in a molding die, stack the molding dies in layers, and press the raw material powder located below by its own weight. Become highly efficient.

【0048】具体的には、図1に示す。図1に示すよう
に原料粉末1を入れた成形型2を順次に積み重ねる。こ
の様に重ねて単位ロットとし、連続的に焼結炉に入れて
焼結する。このような方法をとると、最も経済的であ
り、全体にわたって焼結時に所定の加圧力が与えられ
る。焼結時の雰囲気は非酸化性雰囲気、なかでも、露点
でいえば−40℃以下となるように還元性雰囲気の制御
を行なうことが望ましい。
FIG. 1 shows a specific example. As shown in FIG. 1, molding dies 2 containing raw material powders 1 are sequentially stacked. In this way, a unit lot is piled up and continuously put into a sintering furnace and sintered. This method is the most economical and provides a predetermined pressure during sintering. The atmosphere during sintering is preferably a non-oxidizing atmosphere, in particular, it is desirable to control the reducing atmosphere so that the dew point is -40 ° C or less.

【0049】すなわち、重ねて焼結を行なうと、全体に
わたって原料粉末の温度を厳密に均一に保持することが
でき、上記雰囲気で660℃〜600℃の温度に少なく
ともAl粉末と添加するAl合金粉末が1分以上保持さ
れる。
That is, when the sintering is performed repeatedly, the temperature of the raw material powder can be strictly and uniformly maintained throughout, and at least the Al alloy powder added with the Al powder at a temperature of 660 ° C. to 600 ° C. in the above atmosphere. Is held for 1 minute or more.

【0050】[0050]

【実施例】【Example】

実施例1 Al(純度=99.8%、粒径100〜300μ)の粉
末を用い、Al−Cu合金(52%Cu−Al、粒径1
50〜50μ)の粉末をCuが3%重量パ−セントとな
るように混合させ、これをカ−ボン製の成形型の上に散
布し、還元雰囲気(水素20%−窒素、露点−60℃)
中で630℃に5分間保持し、100℃以下に冷却させ
取り出した。
Example 1 An Al—Cu alloy (52% Cu—Al, particle size 1) was prepared using powder of Al (purity = 99.8%, particle size 100 to 300 μ).
(50-50 .mu.) Powder is mixed so that Cu is 3% by weight, and this is sprayed on a carbon mold, and a reducing atmosphere (hydrogen 20% -nitrogen, dew point -60.degree. C.) )
The solution was kept at 630 ° C. for 5 minutes, cooled to 100 ° C. or lower, and taken out.

【0051】この際の加圧力は200g/cm2であっ
て、孔隙率又は気孔率45%の多孔質Al焼結材が製造
できた。
The pressing force at this time was 200 g / cm 2 , and a porous Al sintered material having a porosity or a porosity of 45% could be produced.

【0052】実施例2 Al粉末(純度=99.8%、粒径100〜300μ)
を用い、Al−Si粉末(26%Si−Al、粒径12
5μ〜4μ)をSiとして1%重量パ−セントとなるよ
うに混合させ、これをカ−ボン製の成形型の上に散布
し、加圧力250g/cm2の状態で還元雰囲気(水素
20%−窒素)中で630℃に1分間保持し、100℃
以下に冷却させ取り出した。Al粒子間の孔隙は100
〜200μでお互いに連続した孔となった多孔質Al焼
結材が製造できた。
Example 2 Al powder (purity = 99.8%, particle size 100-300 μm)
Using Al-Si powder (26% Si-Al, particle size 12
(5 μm to 4 μm) was mixed as 1% by weight as Si, and the mixture was sprayed on a mold made of carbon, and reduced under a pressure of 250 g / cm 2 under a reducing atmosphere (20% hydrogen). -Nitrogen) at 630 ° C for 1 minute, 100 ° C
It was cooled and taken out below. 100 pores between Al particles
A porous Al sintered material having continuous pores of about 200 μm was produced.

【0053】実施例3 Al粉末(純度=99.8%、粒径100〜300μ)
を用い、Al−Si粉末(26%Si−Al、粒径12
5μ〜4μ)をSiとして1%重量パ−セントとなるよ
う、さらに、Mn粉末(粒径4〜70μ)を重量パ−セ
ントで1.4%となるよう、混合させ、これをカ−ボン
成形製の型の上に散布し、加圧力60g/cm2の状態
で還元雰囲気(水素20%−窒素)中で630℃に5分
間保持し、100℃以下に冷却させ取り出した。耐食性
として塩水噴霧試験(JIS Z2371による)を
2,000時間実施したところ白錆の発生は殆ど見られ
なかった。
Example 3 Al powder (purity = 99.8%, particle size 100-300 μm)
Using Al-Si powder (26% Si-Al, particle size 12
5 to 4 μ) as 1% by weight of Si, and Mn powder (particle size of 4 to 70 μ) so as to be 1.4% by weight by weight. The mixture was sprayed on a mold, kept at 630 ° C. for 5 minutes in a reducing atmosphere (20% hydrogen-nitrogen) under a pressure of 60 g / cm 2 , cooled to 100 ° C. or lower, and taken out. When a salt spray test (according to JIS Z2371) was carried out for 2,000 hours as corrosion resistance, generation of white rust was hardly observed.

【0054】実施例4 Al粉末(純度=99.8%、粒径100〜300μ)
を用い、Al−Cu合金(52%Cu−Al、粒径15
0〜50μ)の粉末をCuが0.4%重量パ−セントと
なるよう、さらに、Ni粉末(3〜70μ)を1%とな
るように混合させ、これをカ−ボン製の成形型の上に散
布し、還元雰囲気(水素20%−窒素)中で630℃に
5分間保持し、100℃以下に冷却させ取り出した。こ
の加圧力は100g/cm2とした。このようにして得
られた多孔質Al焼結材は曲げ加工性が非常に良好でR
=25mmまで丸め加工が可能であった。
Example 4 Al powder (purity = 99.8%, particle size 100-300 μm)
Using an Al-Cu alloy (52% Cu-Al, particle size 15
0 to 50μ) and 0.4% by weight of Cu, and 1% of Ni powder (3 to 70μ), and the mixture is mixed with a carbon mold. It was sprayed on, kept at 630 ° C. for 5 minutes in a reducing atmosphere (20% hydrogen-nitrogen), cooled to 100 ° C. or lower, and taken out. This pressure was 100 g / cm 2 . The porous Al sintered material thus obtained has very good bending workability,
= 25 mm rounding was possible.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明は、Al粉末に、Alと反応して
Alの融点より低い融点の共晶組成を生成する共晶成分
が含まれるAl合金を配合し、この原料粉末を炭素質ま
たは黒鉛質の成形型内に実質的に加圧力を加えることな
く散布し、その後、この成形型内の原料粉末に60g/
cm2若しくはそれ以上の圧力をかけるとともに、非酸
化性雰囲気で600〜660℃の温度に少なくとも1分
以上保って加熱焼結するものである。
According to the present invention, an Al alloy containing a eutectic component which reacts with Al to form a eutectic composition having a melting point lower than the melting point of Al is blended with the Al powder, and the raw material powder is made of carbonaceous or carbonaceous material. It is sprayed into the graphite mold without substantially applying pressure, and then 60 g /
The sintering is performed by applying a pressure of 2 cm 2 or more and maintaining the temperature at 600 to 660 ° C. for at least 1 minute in a non-oxidizing atmosphere.

【0056】このようにして製造されると、容易かつ連
続的に多孔質Al焼結材が製造でき、得られる多孔質A
l焼結材は、機械的強度が確保でき、従来問題とされて
いた曲げ加工性が向上させることができ、更に、橋絡部
そのものを細くできるために、孔隙率を高めることがで
きる。したがって、高速電車や自動車などや産業機器の
吸音材や濾過材、吸着材等に好適である。
When manufactured in this manner, a porous Al sintered material can be easily and continuously manufactured, and the resulting porous A
(1) The sintered material can secure mechanical strength, improve bending workability, which has been conventionally regarded as a problem, and can further increase the porosity because the bridge portion itself can be made thinner. Therefore, it is suitable as a sound absorbing material, a filtering material, an adsorbing material, and the like for high-speed trains, automobiles, and industrial equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法を実施する実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment for implementing the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原料粉末 2 成形型 1 Raw material powder 2 Mold

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミニウム粉末とアルミニウム合金粉
末とを混合した原料粉末を焼結して多孔質アルミニウム
材を製造する際に、 この原料粉末中の前記アルミニウム合金粉末中には、ア
ルミニウムと反応してアルミニウムの融点より低い融点
の共晶組成を生成する共晶成分が含まれ、この原料粉末
を炭素質または黒鉛質の成形型内に実質的に加圧力を加
えることなく散布し、その後、この成形型内の原料粉末
に60g/cm2若しくはそれ以上の圧力をかけるとと
もに、非酸化性雰囲気で600〜660℃の温度に少な
くとも1分以上保って加熱焼結することを特徴とする多
孔質アルミニウム焼結材の製造方法。
1. When sintering a raw material powder obtained by mixing an aluminum powder and an aluminum alloy powder to produce a porous aluminum material, the aluminum alloy powder in the raw material powder reacts with aluminum. A eutectic component that produces a eutectic composition having a melting point lower than the melting point of aluminum is contained, and this raw material powder is sprinkled into a carbonaceous or graphitic mold without substantially applying pressure. A step of applying a pressure of 60 g / cm 2 or more to the raw material powder in the mold and maintaining the temperature at 600 to 660 ° C. for at least 1 minute in a non-oxidizing atmosphere to heat and sinter the material; The method of manufacturing the binder.
【請求項2】 前記アルミニウム粉末に対して前記アル
ミニウム合金粉末の粒径を小さくすることを特徴とする
請求項1記載の多孔質アルミニウム焼結材の製造方法。
2. The method for producing a porous aluminum sintered material according to claim 1, wherein the particle diameter of said aluminum alloy powder is made smaller than that of said aluminum powder.
【請求項3】 前記アルミニウム粉末に対し前記アルミ
ニウム合金粉末は粒径比で1対0.5から1対0.01
に調整することを特徴とする請求項1記載の多孔質アル
ミニウム焼結材の製造方法。
3. The aluminum alloy powder has a particle size ratio of 1: 0.5 to 1: 0.01 with respect to the aluminum powder.
The method for producing a porous aluminum sintered material according to claim 1, wherein the adjustment is made to the following conditions.
【請求項4】 前記段積みを、前記カ−ボン製型内の原
料粉末に60g/cm2以上の圧力がかかるよう、行な
うことを特徴とする請求項1記載の多孔質アルミニウム
焼結材の製造方法。
4. The porous aluminum sintered material according to claim 1, wherein said stacking is performed such that a pressure of 60 g / cm 2 or more is applied to the raw material powder in said carbon mold. Production method.
【請求項5】 前記成形型内の原料粉末に60g/cm
2若しくはそれ以上の圧力をかけて600〜660℃の
温度に少なくとも1分以上保って加熱焼結する際に、前
記成形型を上下に段積みして加圧することを特徴とする
請求項1記載の多孔質アルミニウム焼結材の製造方法。
5. The raw material powder in the molding die is added at 60 g / cm.
2. The method according to claim 1, wherein when the sintering is performed by applying a pressure of 2 or more and maintaining the temperature at 600 to 660 [deg.] C. for at least one minute or more, the forming dies are vertically stacked and pressed. Method for producing a porous aluminum sintered material.
【請求項6】 前記アルミニウム合金粉末中には、前記
共晶成分としてSi、Cu、MnまたはNiのうちから
選ばれた1種または2種以上の成分を含ませて成ること
を特徴とする請求項1記載の多孔質アルミニウム焼結材
の製造方法。
6. The aluminum alloy powder, wherein one or more components selected from Si, Cu, Mn and Ni are contained as the eutectic component. Item 4. The method for producing a porous aluminum sintered material according to Item 1.
【請求項7】 前記非酸化性雰囲気は還元性雰囲気とす
ることを特徴とする請求項1記載の多孔質アルミニウム
焼結材の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the non-oxidizing atmosphere is a reducing atmosphere.
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