JPS5864302A - 粉末冶金部品の製法 - Google Patents
粉末冶金部品の製法Info
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- JPS5864302A JPS5864302A JP56164599A JP16459981A JPS5864302A JP S5864302 A JPS5864302 A JP S5864302A JP 56164599 A JP56164599 A JP 56164599A JP 16459981 A JP16459981 A JP 16459981A JP S5864302 A JPS5864302 A JP S5864302A
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- sintering
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
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、粉末冶金法によって超塑性を有する素材を予
備成形した後、超塑性加工を行うことによって、歩留り
のよい部品製造方法を供するものである。
備成形した後、超塑性加工を行うことによって、歩留り
のよい部品製造方法を供するものである。
超塑性加工は、素材が超塑性を有する条件下で塑性加工
し、極めて変形率の大きな、しかも複雑な形状を得る方
法である。超塑性は、微細結晶粒超塑性と変態超塑性が
あり、本発明で利用する超塑性は、前者の微細結晶粒型
である。この型の超塑性の利用は、後者のタイプに比較
して、材料組成の制約が少く、又加工温度範囲も広い長
所を有している。しかし乍ら、溶解鋳造法ではこの様な
超塑性を誘起し得る５ Ｂｎｂ以下の微細結晶粒を得る
ことが極めて困難であった。
し、極めて変形率の大きな、しかも複雑な形状を得る方
法である。超塑性は、微細結晶粒超塑性と変態超塑性が
あり、本発明で利用する超塑性は、前者の微細結晶粒型
である。この型の超塑性の利用は、後者のタイプに比較
して、材料組成の制約が少く、又加工温度範囲も広い長
所を有している。しかし乍ら、溶解鋳造法ではこの様な
超塑性を誘起し得る５ Ｂｎｂ以下の微細結晶粒を得る
ことが極めて困難であった。
一方、粉末冶金法によって微細結晶粒を得る試みもなさ
れたが、従来の方法では、まづ、結晶粒が５μ痛以下の
粉末粒子を作ること自体が難いことであった。しかし近
年、超急冷凝固技術の発達により、従来のアトマイズ技
術ではせいぜい１０’’Ｃ／ｓｅｃ であった冷却速
度が１０’°（７ｓｅｃにまで高められ、著しく結晶粒
の微細な粉末又は、非晶質の粉末が容易に得られる°様
になっに０非晶質の粉末は本質的に道晶粒ｉ有していな
いが、これを適切な温度域で加熱してやると結晶化がは
じまり、著しく微細な結晶粒を有する結晶質の粉末が得
られることも分ってきた。本発明ではこのような最近に
公知となった技術をもとに、全く新しい粉末冶金部品の
製法を発明した。
れたが、従来の方法では、まづ、結晶粒が５μ痛以下の
粉末粒子を作ること自体が難いことであった。しかし近
年、超急冷凝固技術の発達により、従来のアトマイズ技
術ではせいぜい１０’’Ｃ／ｓｅｃ であった冷却速
度が１０’°（７ｓｅｃにまで高められ、著しく結晶粒
の微細な粉末又は、非晶質の粉末が容易に得られる°様
になっに０非晶質の粉末は本質的に道晶粒ｉ有していな
いが、これを適切な温度域で加熱してやると結晶化がは
じまり、著しく微細な結晶粒を有する結晶質の粉末が得
られることも分ってきた。本発明ではこのような最近に
公知となった技術をもとに、全く新しい粉末冶金部品の
製法を発明した。
５μ准以下の微細結晶粒を有する粉末も、従来の方法で
プレス、焼結あるいはＨＩ Ｐ （ＩＩｏｌＩｓｏｓｔ
ａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ ） 処理を施しｋので
は結晶粒は再結晶によって粗大化するだけで意味がなく
なってしまう。従って再結晶化が生じる温度以下で焼結
を行わねばならないが、一般に再焼結晶温度以下では焼
結の駆動力である自己拡散は遅く、常圧下で焼結するこ
とは困難である。又ＩＩＩＰを再結晶温度以下で行って
も、拡散流動（ＣａｂｌｅクリープやＮａｂａｒｒｏク
リープ）は殆ど生じず、従って焼結による緻密化はほと
んどおこらない。このように従来の恒温焼結（拡散焼結
メカニズム）によっては、微細結晶組織を得ることが著
しく困難であっな。
プレス、焼結あるいはＨＩ Ｐ （ＩＩｏｌＩｓｏｓｔ
ａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ ） 処理を施しｋので
は結晶粒は再結晶によって粗大化するだけで意味がなく
なってしまう。従って再結晶化が生じる温度以下で焼結
を行わねばならないが、一般に再焼結晶温度以下では焼
結の駆動力である自己拡散は遅く、常圧下で焼結するこ
とは困難である。又ＩＩＩＰを再結晶温度以下で行って
も、拡散流動（ＣａｂｌｅクリープやＮａｂａｒｒｏク
リープ）は殆ど生じず、従って焼結による緻密化はほと
んどおこらない。このように従来の恒温焼結（拡散焼結
メカニズム）によっては、微細結晶組織を得ることが著
しく困難であっな。
本発明は、焼結方法として、極めて短時間の、はとんど
瞬間的なエネルギーの付加によって焼結する次の二つの
方法が、微細結晶粒合金の製造に適しゼいることを見い
だしたものである。
瞬間的なエネルギーの付加によって焼結する次の二つの
方法が、微細結晶粒合金の製造に適しゼいることを見い
だしたものである。
第１の方法は、特許請求の範囲第２項記載の、動的成形
法である。この方法はすでに知られている爆発成形と同
心原理に基いている。即ち、衝撃波を発生させ、これを
粉末成形体に作用させることＫよって、高い応力下での
転位すべやによる塑性変形と、粉末粒子相互の変位時の
摩擦によって発生する摩擦熱エネルギーによって、粒子
界面が一種の融着を発生する。この結果、粉末は空孔の
ない、しかも粒子間が原子的に完全に結合した成形体（
焼結体）が得られる。しかもこの焼結体は、焼結時に温
度がせいぜい５００°Ｃ程度しか上らないので結晶粒は
再結晶化せず、極めて微細なものが得られゐ。
法である。この方法はすでに知られている爆発成形と同
心原理に基いている。即ち、衝撃波を発生させ、これを
粉末成形体に作用させることＫよって、高い応力下での
転位すべやによる塑性変形と、粉末粒子相互の変位時の
摩擦によって発生する摩擦熱エネルギーによって、粒子
界面が一種の融着を発生する。この結果、粉末は空孔の
ない、しかも粒子間が原子的に完全に結合した成形体（
焼結体）が得られる。しかもこの焼結体は、焼結時に温
度がせいぜい５００°Ｃ程度しか上らないので結晶粒は
再結晶化せず、極めて微細なものが得られゐ。
第２の方法は、特許請求の範囲第８項記載の瞬時通電焼
結方法である、この方法もすでに公知のものであるが、
本発明は、特にこの通電時間を短くし、やはり焼結体の
温度上昇を５００°Ｃどまりと□した点が特徴である。
結方法である、この方法もすでに公知のものであるが、
本発明は、特にこの通電時間を短くし、やはり焼結体の
温度上昇を５００°Ｃどまりと□した点が特徴である。
粉末体に高電流を流すことにより、固有抵抗の大きい粒
子界面でのジュール熱が粒子界面の融着を促す。この結
果、成形体は第一の方法と同様に微細結晶組織が得られ
る。
子界面でのジュール熱が粒子界面の融着を促す。この結
果、成形体は第一の方法と同様に微細結晶組織が得られ
る。
このようにして得られた微細結晶粒合金素材を一定歪速
度の範囲内で超塑性加工することによって従来の方法で
は全く想像もつかない複雑形状品を作れるようになった
。以上述べた如く、本発明は超急冷方法等によって得ら
れる品晶質又は、微細結晶粒粉末、を原料として、非恒
温焼結方法（動的成形や通電焼結）によって焼結し、且
つ焼結素材を超塑性加工することを特徴とするものであ
り、特に高価なＴｉ合金やスーパアロイ等の部品製造方
法として適している。
度の範囲内で超塑性加工することによって従来の方法で
は全く想像もつかない複雑形状品を作れるようになった
。以上述べた如く、本発明は超急冷方法等によって得ら
れる品晶質又は、微細結晶粒粉末、を原料として、非恒
温焼結方法（動的成形や通電焼結）によって焼結し、且
つ焼結素材を超塑性加工することを特徴とするものであ
り、特に高価なＴｉ合金やスーパアロイ等の部品製造方
法として適している。
実施例１゜
超急冷凝固法によって得た、結晶粒がｌμ島以下のＴｉ
−６ＡＩ３−４Ｖ合金粉末を内径５０簡の金型内に装入
し、ガスジェットを用いた衝撃波を加え約５ ＧＰａ／
Ｊの圧力で動的成形を行った。得られた成形体は高さ約
１５園で外径的５０ｍの円板である。この円板から、長
さ４５四、直径６鴎の丸棒引張り試験片を削り出した。
−６ＡＩ３−４Ｖ合金粉末を内径５０簡の金型内に装入
し、ガスジェットを用いた衝撃波を加え約５ ＧＰａ／
Ｊの圧力で動的成形を行った。得られた成形体は高さ約
１５園で外径的５０ｍの円板である。この円板から、長
さ４５四、直径６鴎の丸棒引張り試験片を削り出した。
７００−８５０’Ｃにおいて、歪速度的４Ｘ１０ ’
Ｓ ”で超塑性引張り試験を行った。伸びは最高２８
０係に達し、超塑性が可能であることが確められた。
Ｓ ”で超塑性引張り試験を行った。伸びは最高２８
０係に達し、超塑性が可能であることが確められた。
実施例２゜
超急冷凝固法によって得た、結晶粒が１．７μ痛以下の
ＩＮ−１００スーパーアロイ粉末を、長さ５０−゛、中
５−の短冊形の金型内に充てんした後１８０ ＭＰＡ／
ｒｎ”の圧力で加圧しながら、約１０００ＯＡの交流電
流を１００カウント流した。得られた焼結体をワイヤカ
ットで加工して、板状の引張り試験片を作成し？超塑性
加工条件下で引張り試験を行った。伸びは、１４０％を
示し、超塑性として充分な性能を示した。
ＩＮ−１００スーパーアロイ粉末を、長さ５０−゛、中
５−の短冊形の金型内に充てんした後１８０ ＭＰＡ／
ｒｎ”の圧力で加圧しながら、約１０００ＯＡの交流電
流を１００カウント流した。得られた焼結体をワイヤカ
ットで加工して、板状の引張り試験片を作成し？超塑性
加工条件下で引張り試験を行った。伸びは、１４０％を
示し、超塑性として充分な性能を示した。
実施例３゜
実施例１で得られた円板を、７００〜８００ ”Ｃにお
いて、歪速度２〜８ＸｌＯ’Ｓ ”で、耐熱合金製加熱
金型内で゛鍛造し、第１図の如き外径６０綱のディスク
に成形した。得られたディスクにはクラックの発生が見
られず、外観も優れていた。
いて、歪速度２〜８ＸｌＯ’Ｓ ”で、耐熱合金製加熱
金型内で゛鍛造し、第１図の如き外径６０綱のディスク
に成形した。得られたディスクにはクラックの発生が見
られず、外観も優れていた。
第１図は本発明の方法によって製造した製品の１例を示
す平面図０）、断面図（ロ）の一部である。 ７１図 （イ） （ロ） 一
す平面図０）、断面図（ロ）の一部である。 ７１図 （イ） （ロ） 一
Claims (3)
- （１）非晶質又は結晶粒径が５μ痛以下の多結晶粉末又
は、粉末粒径が５μ鶏以下の単結晶性粉末を再結晶温度
以下の温度で焼結した後、結晶粒が５μ島以下の該焼結
体を超塑性加工を行うことを特徴とする粉末冶金部品の
製法。 - （２）粉末体に金型中で冷間で、高エネルギーの衝撃波
を加えることによって冷間焼結することと特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の粉末冶金部品の製法。 - （３）粉末体に交流電流を瞬時通電することによって、
常温で焼結することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の粉末冶金部品の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56164599A JPS5864302A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 粉末冶金部品の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56164599A JPS5864302A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 粉末冶金部品の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864302A true JPS5864302A (ja) | 1983-04-16 |
Family
ID=15796234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56164599A Pending JPS5864302A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 粉末冶金部品の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864302A (ja) |
-
1981
- 1981-10-14 JP JP56164599A patent/JPS5864302A/ja active Pending
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