JPS59205404A - 粉末の固化方法 - Google Patents

粉末の固化方法

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JPS59205404A
JPS59205404A JP7825283A JP7825283A JPS59205404A JP S59205404 A JPS59205404 A JP S59205404A JP 7825283 A JP7825283 A JP 7825283A JP 7825283 A JP7825283 A JP 7825283A JP S59205404 A JPS59205404 A JP S59205404A
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JP
Japan
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powder
metal powder
sintered body
molded body
substance
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Pending
Application number
JP7825283A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuji Kusaka
草加 勝司
Jiro Ichikawa
市川 二朗
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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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】 この発明は、金属粉末、または金属粉末を含む混合粉末
からなる成形体の固化方法に関し、特に複雑形状品の固
化に適する熱間静水圧プレスの利点を十分に活すことが
できる粉末の固化方法に関するものである。
熱間静水圧プレス(以下、rHIPJとする。)は、粉
末を高温で且つ高圧のガス雰囲気下でプレスして当該粉
末を固化させる方法であるが、とくに金属粉末のHIP
処理では、金属粉末の成形体をそのまま高温高圧のガス
雰囲気下で加圧しても、当該ガスが成形体中に侵入して
前記ガス圧力は個々の粉末を圧縮するだけで粉末相互を
圧着しないため、成形体の固化を行うことができない、
したがって、従来の場合には、金属粉末を所定の成形体
形状に合わせて製作した非通気性の容器内に充填し、こ
の容器と共にHIP処理して金属粉末の固化を行うよう
にしていた。このため、複雑形状品を得る場合には前記
容器をも複雑jげ状にせねばならず、したがって容器の
製作か容易でなくしかも製品1個毎の使い捨てであるた
め高価なものとなり、j−とえ容器を製作しJ−とじて
もこれか複雑な形状になるほど当該容器内に粉末を均一
・に充填することが難かしく、加えて固化後の容器の除
去も大変困難であるという問題をイ1していた。それゆ
え、従来の場合に容器を用いるHIPではさほど複雑で
ない形状の部品(例えは−ディスク材なと)に限定され
ていた。
そこで、このような問題を解消するために、粉末を所>
i:の形状にいったん成形(必要に応じて加[を施す)
したのちHIPを行うことも考えられでおり、従来、こ
のような考え方をもとに次のようなノJ?大か提案され
ている。すなわち、■ 粉末の成形体に予備焼結を行っ
てV、度を高める(通常95%以1−)ことにより開気
孔をなくし、このY・備焼結体を容器なしでHIPする
方7人。
■ 粉末成形体の表面をガラス物質または加熱によりガ
ラス物質に変化する物質で被覆し、この被覆成形体を容
器なしでHIPする方法。
■ 粉末成形体の表面を電解コーティングなどにより金
属薄膜で被覆し、この被覆成形体を容器なしでHIPす
る方法。
などである。
これらのうち、■の方法は成形体の開気孔を予イイ11
焼結によってなくそうとするものであるが、金属粉末に
対する通常の焼結方法では95%以I−,の密度を得る
ことは極めて困難であり、通常の機械構造用部品の焼結
体では80〜95%の密度のものが使用されているのが
実情であって、予備焼結後の成形体の開気孔を容器なし
のHIPに適用できるほど消滅させることが通常の予備
焼結によっては困難であるという問題を有1.ていた。
−力、ホットプレスを用いれば95%以上の焼結密度を
得ることが可能であるが、ホットプレスでは複雑形状の
焼結体を得ることが難かしいという問題点があった。
また、■の方法は成形体の開気孔を封じることによって
HIP時にガス圧が有効に加わるようにするものであり
、セラミックス粉末を原料とするもの、例えば5i3N
4v:のタービンホイールなとではすでに採用されてい
る技術である。しかしなから、この方法は金属粉末を原
料とするものには適用できないという問題がある。その
理由は、金属粉末としては通常の場合60mesh  
(250Ii)以ドないし100mesh (149μ
)以F程度のものか一般に使用されているため、この粉
末成形体の表++′Iiにカラス物質または加熱により
カラス物質に変化する物質を被覆しようとしても、品温
での毛屑現象によってガラス物質が成形体中に吸い込ま
れてしまい、HIP時にカス圧をイ1効に作用させるた
めの容器としての役目を果し得ないという問題点があっ
た。なお、セラミックス粉末を原料とする場合にはサブ
ミクロン程度の粉末を用いているためカラス物質が成形
体中に吸い込まれることなく当該成形体表面に良好に被
覆されるので、HI P時にカス圧を冶効に作用させる
ための容器として十分に機能し、あまり大きな支障はな
かった。
さらに、■の方法も成形体の開気孔を封じることによっ
てHIP時にガス圧がイ(効に加わるようにするもので
あるが、この場合にも前記■に述べたと同じ理由で金属
粉末の成形体表面に金属薄n便を良好に被覆させること
が困難であるので、HIP時にガス圧を有効に作用させ
るために容器としての役目を十分に果し得ないという問
題点があった。
この発明は、上記したような従来の問題点に6目してな
されたもので、金属粉末、または金属粉末を含む混合粉
末からなる成形体をHIP処理により固化するに際し、
容器を使用しなくともHIP時にガス圧を有効に作用さ
せることができる方法を提供することを目的としている
この発明は、金属粉末、または金属粉末を含む混合粉末
を成形したのち、必要に応じて成形体に予備焼結を施し
、次いで得られた(予備焼結)成形体表面の開気孔をシ
ョツトブラスト、ショントビーニング、バレル研磨、ハ
ンマーリングなとの物理的な手段により封じ、その後H
IPを行うことを特徴とし、前記物理的な手段により(
予備焼結)成形体表面の開気孔を十分に封じることがで
きないときには、当該物理的な手段により(予備焼結)
成形体表面の開気孔を減じ、次いで減孔後の(予備焼結
)成形体表面を金属薄膜あるいはガラス物質または加熱
によりガラス物質に変化する物質で被覆して当該開気孔
を封じ、その後HIPを行うことを特徴としている。
この発明が適用される粉末は、1種または2種以上の金
属粉末からなるもの、あるいはこの金属粉末に1種また
は2種以上のセラミックス粉末等の非金属粉末を加えた
混合粉末からなるのものであり、従来既知の種々の粉末
の中から適宜選んで使用することができる。
また、粉末の製造方法や成形方法についても従来既知の
方法の中から適宜選んで採用する。そして、得られた成
形体表面の開気孔を物理的な手段により封じまたは減じ
るが、この際の物理的な手段としては、成形体表面に物
理的な変形を生じさせる加工手段、例えばサンドブラス
ト、ショツトブラスト、ショットピーニゲ、バレル研磨
、ハンマーリングなどの加工手段を用いる。
このような加工を行うにあたり、粉末成形体をいったん
予備焼結してその強度を高め、加工をしやすくしておく
ことも必要に応じて望ましい。そして、物理的な手段に
よっては成形体表面の開気孔を封じきれないときには、
前記開気孔が減じら゛れた成形体表面に、金属薄膜ある
いはガラス物質または加熱によりガラス物質に変化する
物質を被覆して、成形体表面の開気孔を封じる。この場
合その後のHIPにおいては、常法により、前記工程に
より得られた封孔後の(予備焼結)成形体を高温で且つ
高圧のガス雰囲気下でプレスして加圧(焼結)する。
以下、この発明の実施例を比較例とともに説明する。
実施例 l −101−1O0のSUS  410粉末を用意して、
この粉末を4ton/Cm2の圧力で静水圧成形するこ
とにより直径100mm、長さ200mmの成形体を得
た。この成形体の密度は5.8g/cm3であった。次
に、この成形体表面に、直径0.5色〜1mmの鋼球を
用いたショツトブラスト加工を施して表面の開気孔を封
じたのち、圧力1(’00atm、温度1180°C9
時間2hrの条件でHIP処理を行った。この結果、処
理後の成形体の密度は7.5g/Cm3に向上しており
、HIPによる効果が確認された。
比較例 l 実施例1と同じ成形体をショツトブラスト加工すること
な〈実施例1と同じ条件でHIP処理を行った。この結
果、処理後の成形体の密度は6.7g/cm3であり、
十分に固化させることができなかった。
実施例 2 −2−1O0,5h(7)SUS  410粉末に一3
50meshcy)TiN粉末を30体積%加えた混合
粉末を用意し、この混合粉末を実施例1と同じ条件で静
水圧成形した。この成形体の密度は5.5g/cm3で
あった。次に、この成形体を温度1ooo’c、時間2
hrの条件で真空中において予備焼結し、次いで予備焼
結体に対して直径0.5〜1mmの鋼球を用いたショツ
トブラスト加工を施して表面の開気孔を封じたのち、圧
力1000 a t m 、温度1150’C,時間3
hrの条件でHIP処理を行った。この結果、処理後の
成形体の密度は7.2g/cm”に向上しており、HI
Pによる効果が認められた。
比較例 2 実施例2においてショツトブラスト加工を省略し、その
他は同じ条件でHIP処理したところ、処理後の成形体
の密度は6.2g/cm3であり、十分に固化させるこ
とができなかった。
実施例 3 −103−1O0の高速度鋼粉末を用意して、この粉末
を4 t On / Cm2の圧力で静水圧成形するこ
とにより直径40 m m 、長さ60mmの成形体を
得た。この成形体の雀度は5.5g/cm2であった。
次に、この成形体表面に、直径0゜5〜1mmの鋼球を
用いたシヨ・ントブラスト加1−を施L5て表面の開気
孔を減じたのち、この成形体を−200m e Shの
ノぐイレンクス(商El、l!I名)カラス粉末で被覆
し、この被覆成形体をHI P容器内に入れて常圧中で
950’Cに封温した後、さらにJ7圧・’yl温を行
い、圧力11000at、温+fttgo°C1時間2
hrの条件でHI P処理を91つだ。この結果、処理
後の成形体表面はパイレックスガラスで覆われており、
このカラス被vUをジョンドブラスト却下により除去し
たのち、成形体の富度を測定したところ、7.7g/c
m3の高密度体になっていた。
比較例−3 実施例3において、成形体表面にショアドブラスI・加
1−を施すことなくバイレ・ンクスカラス粉末で被覆し
、その後実施例3と同じ条件でy温およびHIP処理を
行った。この結果、処理後の成形体表面にはカラス被覆
層が形成されておらず、カ果が得られないことが確かめ
られた。
以上説明してきたように、この発明による粉末の固化方
法によれば、金属粉末、または金属粉末を含む混合粉末
を成形したのぢ、得られた成形体表面の開気孔を物理的
な手段によりJ4し、開気孔を十分に封じきれないとき
には成形体表面を金属薄腺あるいはガラス物質で被覆し
て当該開気孔を封じ、その後HIP処理を行うようにし
たから、金属粉末または金属粉末を含む混合粉末の成形
体をHIPにより固化するに際し、容器を使用しなくと
もHIP時にカス圧を有効に作用させることができるた
め、容器を使用することによる従来の種々の欠点をこと
ごよ〈解消することか可能であり、複雑形状品の固化に
も適しているというHIP処理の特徴を十分に発揮させ
ることができ、複雑形状品をはじめとする粉末成形(焼
結)体の製造を高密度・高強度でかつ低コストで行うこ
とができるという非常にすぐれた効果を奏する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属粉末、または金属粉末を含む混合粉末を成形
    したのち、得られた成形体表面の開気孔を物理的な手段
    により封じ、その後熱間静水圧プレスを行うことを特徴
    とする粉末の固化方法。
  2. (2)成形により得られた成形体をいったん予備焼結し
    たのち封孔することを特徴とする特許請求の範囲第(1
    )項記載の粉末の固化方法。
  3. (3)金属粉末、または金属粉末を含む混合粉末を成形
    したのち、得られた成形体表面の開気孔を物理的な手段
    により減じ、次いで減孔後の成形体表面を金属薄膜ある
    いはガラス物質または加熱によりガラス物質に変化する
    物質で被覆し、その後熱間静水圧プレスを行うことを特
    徴とする粉末の固化方法。
  4. (4)成形により得られた成形体をいったん予備焼結し
    たのち減孔することを特徴とする特許請求の範囲第(3
    )項記載の粉末の固化方法。
JP7825283A 1983-05-06 1983-05-06 粉末の固化方法 Pending JPS59205404A (ja)

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