JPS58197202A - 注型圧力伝達器による材料の固化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属粉末または非金属粉末組成物またはこれ
らの混介物を固化して、一層密度の高い、あるいは完全
に高密度化した圧縮物を形成するのに用いられる。

同化は一般に、容器を空にし、この容器に固化すべき粉
末を充填し、次いでこの容器を気密シールすることによ
り行われる。次にこの充填封止容器に圧力をかけ、粉末
に圧力をかける。一般に、この粉末を圧縮温度まで加熱
するのが普通である。

熱と圧力によって粉末が固化する。

粉末を入れた気密シール容器を、オートクレーブまたは
高温の全方向プレス中に入れ、そこで粉末を加熱しガス
の圧力をかけることはよく知られている。

オートクレーブや高温の全方向プレスが高価であうかつ
制限があるために、重要な開発がなされている。この方
法では、圧縮すべき粉末を、実質的に十分に密な非圧縮
性の圧力伝達媒体中に刺入する。この圧力伝達媒体は、
周囲温度ならびに高温圧縮温度のいずれにおいて取扱わ
れる際にもその形状の一体性を保持し、しかも、その外
面全体に圧力をかけて粉末を静流体圧により圧縮すると
、流動性となりかつ塑性流れが可能になる。典型的には
、粉末を圧力伝達媒体中に気密封入し、次いでこの媒体
を粉末の圧縮と高密度化に十分な温度まで加熱する。十
分に加熱した後、粉末が中に入っている圧力伝達媒体を
２個のブレスダイの間に置き、このダイ全急激に閉じて
圧力伝達媒体の外面全体に圧力をかける。圧力伝達媒体
は、選択された所定の高密度化の少々くとも直前に、十
分に智であり、非圧縮性かつ塑性流れが可能であって、
粉末に伝達された圧力が静流体圧であり、したがって、
あらゆる方向に圧力が伝達されるようなものでなければ
ならない。

はとんど正味の形ｆ本った高密度化圧縮物、すなわちほ
とんど完成した大きさに対して形が複雑であるにもかか
わらず最終の形が高度に予測可能であるような、高密度
化圧縮物を得るには、大量の圧力伝達媒体を、十分に密
ではない材料の周囲に前置する。このことは、粉末化し
た金属を収容するためのキャビティの半分を、機械加工
々どによって、その内部に形成した、２個の金属部品、
のような二個の部分から成る圧力伝達媒体を形成するこ
とにより達成される。次いで、この二個の要素を、溶接
々どによって気密シールを与えるように会合させる。こ
のキャビティに通じる通路を設け、キャビティを真空に
してから粉末化合ＦＳ金充填し、次にこの通路を気密シ
ールする。

本発明は、金属組成物、非金属組成物またはこれらの組
み合せから成る粉末材料を固化して、所定の密＃をもつ
高密度化圧縮物を形成するに際し、前記所定の密度より
低い密度をもつ前記材料の一定鎗ヲ封止容器に入れ、こ
の容器の外面全体に外部から圧カケかけて内部の材料を
所定の密度捷で高密度化する方法である。本発明は、容
器の周囲全体に圧力伝達媒体を流し込んで容器を媒体中
に封入し、その除用いる媒体が、流し込むのに十分に流
動性であり、次いで十分に硬化し１、取扱いの際に、流
し込まれた形を保持し、かつその外面全体に圧力をかけ
ると、圧縮物の所定の高密度化の少なくとも直前に、実
質的に児全に密な、非圧縮性の、塑性流れが可能力状態
となり、圧力伝達媒体によって圧縮物にかけられる静流
体圧によって圧縮物の所定の高密度化を行うことを特徴
とする。

圧縮すべき粉末代金ＰＡｆ入れた容器の周囲に圧力伝達
媒体を流し込むことによって、後から会合させて圧力伝
達媒体を形成する要素に正確なキャビティを機械的に加
工する必要がなく、また、要素を会合させて気密シール
を形成することに伴う問題も力い。粉末を入れる容器は
、スタンピングなどにより極めて容易に、圧縮物の正確
カ形に成形することができる。この容器を用いると、容
器内部の粉末を、圧力伝達媒体中に含まれていることが
あるような不純物や反応性物質から保設することができ
る。

本発明の他の利点は添付図面を参即した以下の詳細が説
明から容易に理解されるであろう。

本発明を利用１−て、各種の全域粉末、非金属粉。

末、ならびにこれらの混会物全同化し、一層密度の大き
い圧縮物あるいは十分に密度が高められた圧縮物、すな
わち、所定の選択された密度をもつ圧縮物をつくること
ができる。

本発明は、金属組成物、非金属組成物またはこれらの混
″合物から成る材料を固化して、十分に密度が高められ
た圧縮物をつくる方法に関するものである。この方法は
、所定の最終密度より低い密度をもつ上記材料の所定量
を密閉容器中に入れ、この容器の外面全体に外部から圧
力をかけて、容器内で上記粉末化材料の密度を所定の値
まで大きくするものである。

本発明を実施例によシ言分明する。密度の低い一定量の
粉末ｌＯを、壁厚の薄い容器１２に入れる。

まず容器１２を管１４から吸引して排気し、次に管１４
から真空に吸引した状態で容器１２に粉末１０に充填す
る。充填後、管１４をシールし、粉末ｌＯが入った容器
１２を真空状態で気密シールする。本出願人の米国特許
給グ、２コ９．ｇ’７２号（１９ｇ０年２０月２ｇ日特
許）記載の方法に従って、容器１２ｆ充填し、シールし
てもよい。

容器１２の横断面は円形で、シリンダーの形状をしてお
り、その頂部から充填管１４が上向きに伸びている。し
かし、目的とする製品すなわち圧縮物の所望の形状に従
って、容器１２の形状を変えることができる。

密度の但い粉末１０が入った容器１２を注型用金型１６
内に入れる。圧力伝達媒体１８を容器１２のまわりに流
し込み、容器１２とその内部の密度の低い粉末材１１０
の全体を封入する。圧力伝達媒体１８け流し込むのに十
分に流動性があシ、注型用金型１６内に注ぐことができ
る。典型的には、この圧力伝達媒体の層を注型用金型Ｊ
６内に注ぎ込み、次いでその上に容器１２を置き、さら
に、圧力伝達媒体の残りｆ注型用金型内に注ぎ込み、容
器１２Ｔｈ完全に封入する。その後、媒体１８は、冷却
及び／または硬化によって硬化し、金型１６から取り出
した後も金型の形状を保持し、さらに次の処理が行われ
る。媒体１８は十分に厚く流し込み、容器１２の輪郭と
ぴったり一致するようなことがないようにする。容器１
２の形状は種々変えるととができるが、典型的には、流
１〜込み媒体１８はポットダイ２０の内面にびったｂ　
一致する形になるであろうが、必ずしも容器のキャビテ
ィの形に一致する必硬はない。たとえば、媒体１８は、
密度の低い材料１０が封入さねでいるキャビテ・ｆの輪
郭にびったシとは一致していない外壁を有する′厚い壁
パをもった容器を規定することができる。たとえば、容
器１２が砂時計の形をしており、図に示すよう々外形を
もつ媒体１８中に封入される場合がこのよう左側となろ
う。

しばらくした後、容器１２と密度の低い粉末１０を封入
した媒体１８’（ｉ７、カップ型？ットダ・ｆ２０を有
するプレス中に入れる。ポットダイ２０は、媒体１８の
上端から上向きに伸びる内壁２２を備えている。このプ
レスのラム２４は、内壁２２と緊密に摺動接触しながら
下向きに動いて圧力媒体１８と接触する。したがってラ
ム２４は圧１１１１ 力伝達媒体１８の外面の一部に圧力をかけ、ポットダイ
２０は圧力伝達媒体１８の他の外面を押え、こうして外
部圧力が、圧力伝達媒体１８の外面全体に対し全方向に
かけられる。外面全体に圧力がかかると、媒体は、圧縮
物１０’　　の所定の高密度化の少なくとも直前におい
て実質的に完全に密な、非圧縮性かつ流動性のものとな
り塑性流れ状態が可能になる。圧縮物ｌＯ′は、媒体１
８によって圧縮物ＩＣ）′　　にかけられる静流体圧に
よって高密度化する。

典型的には、媒体１８、容器１２及び密度の低い粉末１
０を圧縮温度まで加熱１．てから、ポットダイ２０中に
入れる。所定の密度まで及び／捷たは完全な高密度まで
圧縮して、圧縮物１０’　をつくるにはこのような加熱
を必要とすることがある。

またこのよう力加熱は、圧力伝達媒体１８の流動性を助
長する。

容器１２の壁は一般に薄い壁であり、実質的に一定の厚
みをもっている。しかし、密度の低い材料１０ｖ、十分
な厚みをもつ１壁厚”容器に入れ、その外面の形がキャ
ビティと容器中の材料の輪郭にぴったりとは一致せず、
′壁厚”容器を封入した媒体１８によってこの容器に加
えられる全力向の圧力に応答し、容器材料が実質的に完
全に密な、非圧縮性かつ塑性流れが可能なものとなり、
所定の高密度化を行わせるようにすることもできる。

容器１２の材料はまた、圧縮温度において媒体１８とヂ
質的に同じ塑性流れ特性をもっていてもよい。すなわち
、容器１２と圧力伝達媒体１８が一つの均一な流動性の
物質として作用し、これが塑性流れをつくり、粉末１０
に静流体圧をかけてこれを圧縮、高密度化し、所定の密
度をもった圧縮物１０’　　とすることができる。

容器１Ｂのまわりに流し込むことができ、次いで固化し
、取扱いの際及び圧縮温度に加熱された際その形状を保
持し、さらにプレス中に置かれ、プレスの力がかかると
流動性となりかつ塑性流れが可能となり、少なくとも完
全に高密度化する点において静流体圧をかけることがで
きるような特性をもつ材料である限り、各種の材料を媒
体１８として用いることができる。媒体１８として満足
なものであることがわかった材料の例としては、銅また
は銅−ニッケル合金のような金塊、あるいは本出願と同
時出願の出願Ｐ−３３，３に開示されている、内部にガ
ラスを支持しているセラミック骨格構造物のよう表複合
材料がある。

本発明を例示的に説明した。使用した月相は限定的なも
のではなく、記述用語としてのものであること全理解す
べきである。

上記教示に照らし、本発明の変形改変が多数可能である
ことはいうまでもない。したがって、特許請求の範囲内
で上記説明とは別の態様で本発明を実施することができ
ること、特許請求の範囲中参照番号は単に便宜的なもの
であって、いかなる意味においても限定的なものではな
いことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、完全には高密度化していない粉末材料を充填
した容器の横断面図である。 第２図は、注型用金型中に配置された第１図の容器を示
し、圧力伝達媒体が容器の周囲に流し込まれている。 第３図は、ポットダイとプレスのラムとの間で完全に高
密度化された圧縮物を封入する、圧力伝達媒体の横断面
図である。 図面季刊−の説明 １０・・・密度の低い粉末、１２・・・容器、１６・・
・注型用金型、１８・・・圧力伝達媒体、２０・・・ポ
ットダイ、２４・・・プレスのラム、１０’・・・圧縮
物。 ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１金属組成物、非金属組成物及びこれらの組み合せ
   から選ばれる材料１（ｌ固化して、所定の密度をもつ高
   密度化圧縮物ｉｏ’ｖ形成するに際し、前記所定の密度
   よ勺低い密度をもつ前記材料ｌＯの一定蓋を封止容器１
   ２に入れ、この容器１２の外面全体に外部から圧力をか
   けて内部の材料を所定の密度まで高密度化することによ
   °カ材料ｌＯを固化する方法において、容器１２の周囲
   全体に圧力伝達媒体１８’を流し込んで容器１２を媒体
   １８中に封入し、その除用いる媒体１８が流し込むのに
   十分に流動性であυ、次いで十分に硬化し、取扱いの際
   に、流し込まれた形を保持し、かつ、その外面全体に圧
   力をかけると、圧縮物１０’の所定の高密度化の少なく
   とも直前に実質的に完全に密な、非圧縮性かつ塑性流れ
   が可能な状態となり、媒体１８によって圧縮物１０′に
   かけられる静流体圧によって圧縮物１０′の所定の高密
   度化を行うことｆ％徴とする材料１０の同化方法。 （２）金型１６内で容器１２の周囲に媒体１８を注入す
   ることによって媒体１８を注型し、媒体１８を硬化させ
   、次いで金型１６から媒体１８を取り出すことｆ特徴と
   する特許請求の範囲第（１１項記載の方法。 （３）媒体１８、容器１２及び容器１２中の材料ｌＯを
   圧縮温度まで加熱してから所定の高密度化を行うことを
   特徴とする特許請求の範囲第（１１項または第（２１項
   記載の方法。 （４）　　圧縮温度において媒体１８の外面の一部に゛
   圧力２４をかけ、媒体１８の外面の残部を押さえること
   により、媒体１８の外面全体に圧力をかけること′ｆ：
   ％徴とする特許請求の範囲第（１１項記載の方法。 （５）　　十分な厚みをもつように媒体１８を注型し、
   その外面の形が容６１２の輪郭にぴったりとは一致しな
   いようにすることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の方法。 （６）　　媒体１８を支持１〜かつこれをしっかりと包
   囲するポットダイ２０中に圧縮温度の媒体１８を入れ、
   ポットダイ２（）中にラム２４を挿入して媒体１８と接
   触させかつこれを加圧することにより力を加えることを
   特徴とする特許請求の範囲第（５）項記載の方法。 （７）　　実質的に一定の厚みを有する薄い壁をもつ容
   器１２？使用することを特徴とする特許請求の範囲第ｆ
   ｉ＋項または第（２）項記載の方法。 （８）　　十分カ厚みをもつ容器中に材料１０を入れ、
   その外面の形が前記容器中の材料含有キャビティ及び容
   器材料の輪郭にぴったシ一致しないようにし、容器材料
   は実質的に十分に密であり、非圧縮性かつ塑性流れが可
   能であシ、媒体１８によってそれにかけられる全方向圧
   力に応答して所定の高密度化がなされるようになってい
   る特許請求の範囲第ｉｌ＋項または第（２１項記載の方
   法。 （９）　　圧縮温度において媒体と実質的に同じ塑性流
   れ特性を有する材料でつくられた容器を使用することを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）項
   記載の方法。