JPS59215402A - 加圧強化法 - Google Patents
加圧強化法Info
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- JPS59215402A JPS59215402A JP59031308A JP3130884A JPS59215402A JP S59215402 A JPS59215402 A JP S59215402A JP 59031308 A JP59031308 A JP 59031308A JP 3130884 A JP3130884 A JP 3130884A JP S59215402 A JPS59215402 A JP S59215402A
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- 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
- B22F3/15—Hot isostatic pressing
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】
加圧強化による高密度金属製品の製造に関りる方法は、
米１’ｉｌ ｆ’ｌ ｉ１１第３ 、３５６ ＋ ４９
６ Ｆ’ｒ ’ｔ’Ｅ ラ’０に同第３．６８９，２５
９号によっ−Ｃ知られ（いる。これらの先行例についｃ
ｊホへる前に、はらばらの粉末やあらかじめ加圧されＩ
ご金属粉末成形体を高密度化する／ｃめに現在使用され
Ｃいる２つの主要方法につい−Ｃ述べる。これら２つの
技術は、一般的に、熱間均衡加圧法（ｌｌ ｏｔ ｌ
５ｏｓｌａｔｉｃＰｒｅｓｓｉｎｏ ） 、ならびに
粉末！Ｉｌ 造法（ｐ ０Ｗｄｅ＋’Ｆ ｏｒｇ 目１
！Ｊ ）と称されＣいる。熱間均衡加圧容器法（１−１
１Ｐ）は、ばらばらの金属粉末、あるいはあらがしめ加
圧された金属粉末成形体を金属ｆ１ｊ（りなわら型）の
中に入れＣから前記化を真空にし、気体が再び入ること
のないように口ｊを密封し、適当４１加圧用容器の中に
ｒＪｉを入れる■稈から成る。この □容器は、
粉末材１１の温度を適当な加Ｌ「強化温度に上げるため
に内部加熱素子を右しＣいる。処理される１、４１１に
応じＣ１この内部温度は、５３８℃〜１１４９℃の範囲
内Ｃある。熱間均衡加圧容器の内部温度上背に伴い、内
部圧力がゆっくりと上置し処理されるＩＪ利に応じ−Ｕ
２３２５〜４６５０気圧／ ｃｌＩ１２の範囲に維持さ
れる。温度と均衡圧力との影響にＪ、す、粉末の密度は
、粉末制別の理論高密度にまで高められる。
米１’ｉｌ ｆ’ｌ ｉ１１第３ 、３５６ ＋ ４９
６ Ｆ’ｒ ’ｔ’Ｅ ラ’０に同第３．６８９，２５
９号によっ−Ｃ知られ（いる。これらの先行例についｃ
ｊホへる前に、はらばらの粉末やあらかじめ加圧されＩ
ご金属粉末成形体を高密度化する／ｃめに現在使用され
Ｃいる２つの主要方法につい−Ｃ述べる。これら２つの
技術は、一般的に、熱間均衡加圧法（ｌｌ ｏｔ ｌ
５ｏｓｌａｔｉｃＰｒｅｓｓｉｎｏ ） 、ならびに
粉末！Ｉｌ 造法（ｐ ０Ｗｄｅ＋’Ｆ ｏｒｇ 目１
！Ｊ ）と称されＣいる。熱間均衡加圧容器法（１−１
１Ｐ）は、ばらばらの金属粉末、あるいはあらがしめ加
圧された金属粉末成形体を金属ｆ１ｊ（りなわら型）の
中に入れＣから前記化を真空にし、気体が再び入ること
のないように口ｊを密封し、適当４１加圧用容器の中に
ｒＪｉを入れる■稈から成る。この □容器は、
粉末材１１の温度を適当な加Ｌ「強化温度に上げるため
に内部加熱素子を右しＣいる。処理される１、４１１に
応じＣ１この内部温度は、５３８℃〜１１４９℃の範囲
内Ｃある。熱間均衡加圧容器の内部温度上背に伴い、内
部圧力がゆっくりと上置し処理されるＩＪ利に応じ−Ｕ
２３２５〜４６５０気圧／ ｃｌＩ１２の範囲に維持さ
れる。温度と均衡圧力との影響にＪ、す、粉末の密度は
、粉末制別の理論高密度にまで高められる。
熱間均衡加圧容器は、一つ以」この缶を収容りることが
ＣきるのＣ１１サイクル当たり多数の粉末状金属体を高
密度化づる能力を持つ。さらに、均衡圧力を使用覆るこ
とにより、処理された製品全体にねＩこって均等な高密
度化がもたらされる。適当なデザインの缶を使用するこ
とにＪ：す、高密度化される製品に横孔用のアンダーカ
ッ１−を形成Ｊることも可能ひある。しかしながら、役
人材料のサイクルがゆっくりしており、１サイクル当た
り８時間以上を要づる。
ＣきるのＣ１１サイクル当たり多数の粉末状金属体を高
密度化づる能力を持つ。さらに、均衡圧力を使用覆るこ
とにより、処理された製品全体にねＩこって均等な高密
度化がもたらされる。適当なデザインの缶を使用するこ
とにＪ：す、高密度化される製品に横孔用のアンダーカ
ッ１−を形成Ｊることも可能ひある。しかしながら、役
人材料のサイクルがゆっくりしており、１サイクル当た
り８時間以上を要づる。
粉末状金属を高密度化覆るだめの第２の従来技術は、粉
末鍛造（＋） Ｆ ）と称され、次の［稈から成る。
末鍛造（＋） Ｆ ）と称され、次の［稈から成る。
（ａ ＞ １．５５〜７． ７５ｈン／ｃｌｌ１２（７
）Ｉ＋カ、Ｗ ？ＡＭによつ（、閉塞された型のなかＣ
ばらばらの金属粉末を冷間圧縮して適当な形状（しばし
ば″′予値Ｉ成形体゛′と叶はれる）にりる。この段階
におい（、予備成形体は、ぼろぼろに砕（Ｊやりく、２
０〜３０％の多孔度をイｊしくいることもあり、その強
１σは粉末状粒子間の機械的結合によるものＣある。
）Ｉ＋カ、Ｗ ？ＡＭによつ（、閉塞された型のなかＣ
ばらばらの金属粉末を冷間圧縮して適当な形状（しばし
ば″′予値Ｉ成形体゛′と叶はれる）にりる。この段階
におい（、予備成形体は、ぼろぼろに砕（Ｊやりく、２
０〜３０％の多孔度をイｊしくいることもあり、その強
１σは粉末状粒子間の機械的結合によるものＣある。
（１））保護空気の下Ｃ予備成形体を焼結覆る（すなわ
ら、大気圧で、予備成形品に光熱をか（プる）。
ら、大気圧で、予備成形品に光熱をか（プる）。
この焼結により、機械的結合した粉末状粒子間の鍛接が
なされる。
なされる。
（Ｃ）予備成形体を適当なＩｉｉ造湿度にまＣ再加熱づ
る。この再加熱工稈は、焼結Ｔ稈に組み入れζもよい。
る。この再加熱工稈は、焼結Ｔ稈に組み入れζもよい。
（ｄ ）閉塞された型の中で、予ＩＲＭ成形体を最終形
状に鍛造覆る。型は、１４９℃〜３１６℃にン晶亀に維
持８れる。
状に鍛造覆る。型は、１４９℃〜３１６℃にン晶亀に維
持８れる。
この鍛造」−稈により、予備成形］稈Ｃ牛じた多孔度が
解消される。
解消される。
この粉末鍛造法の利点は、」−産速度が速＜（１時間当
たり１，０００個）、正味の形状に製造りることが（゛
き、通常の方法で製造された製品と実質的に同じ機械的
特性を持つ製品を製造りることがＣき、Ｉ料のイｊ効利
用劇が１！いことである。しかしながら、ｊＳ Ｉ＾成
形品が比較自冷たい型と接触りる時に冷１ｉｌ＋させら
れるのＣ製品の畜麿が不均等（あること、Ｊ３よび熱間
均廟加月ｖ１（゛は可能であるｊ′シンダーツ１〜形成
が不可能Ｃ′あることなど多くの欠１：、ｌもある。
たり１，０００個）、正味の形状に製造りることが（゛
き、通常の方法で製造された製品と実質的に同じ機械的
特性を持つ製品を製造りることがＣき、Ｉ料のイｊ効利
用劇が１！いことである。しかしながら、ｊＳ Ｉ＾成
形品が比較自冷たい型と接触りる時に冷１ｉｌ＋させら
れるのＣ製品の畜麿が不均等（あること、Ｊ３よび熱間
均廟加月ｖ１（゛は可能であるｊ′シンダーツ１〜形成
が不可能Ｃ′あることなど多くの欠１：、ｌもある。
前述の先行例が１７ｎ示しでいるのは、熱間均衡加圧法
と粉末鍛）仏法とを組み合せたちのＣある。米国時６′
［第３．３５６．４９６号（゛は、＃ＪＪ造したセラミ
ック外容器が主要な熱伝導障害物であり、さらに、この
セラミック外容器が変形りると、粉末４４ ｉｌに不均
等に圧力が分散りる。
と粉末鍛）仏法とを組み合せたちのＣある。米国時６′
［第３．３５６．４９６号（゛は、＃ＪＪ造したセラミ
ック外容器が主要な熱伝導障害物であり、さらに、この
セラミック外容器が変形りると、粉末４４ ｉｌに不均
等に圧力が分散りる。
米国時５′［第３，６８９．２５９号Ｃ・は、粒状の耐
火性物質の使用が教示され（いる。この先行例は、粒状
媒体物より速い加熱、ならびにあらかじめ加圧された予
備成形体のより速い加熱ができるという前記３，３５６
．４９６号米国特ｂ′Ｆに対Ｊる改良発明を開示しくい
る。前記３，３５６．／１９６号ならびに３，６８９，
２５９号米国特許は該当技術にお（］る進歩に貢献しＣ
いるが、加Ｌ１強化に先立つ（予備成形１本が入れられ
るしラミック床の使用に関し、千人４１問題点を残した
まま（・ある。より詳しく）ボペるならば、粉砕された
セラミックまたはカーバイドの使用により、投入物の頂
上部〈移動ルス部材に接覆る表面）から投入物の底部（
固定プレスベッドに接りる表面）までの圧ツノ分散が明
らかに不均等どなるということがねかつＩご。この不均
等な圧力分散は、粉末月１１７）＋ ＋ろ成るあらかじ
め加圧された直円柱を強化づる際に、明らかになる。す
なわら、粉砕、あるいは溶融した廿ラミック床で１００
％の嵩密度近くまＣ直円（」加圧強化したら、直円柱の
移動プレスラムに最も近い表面の直径は、固定ベットに
最も近い表面の直径よりも小さくなっていた。このよう
に、加圧強化後の円（］の直直径方向面は、台形くあっ
Ｉこ、。
火性物質の使用が教示され（いる。この先行例は、粒状
媒体物より速い加熱、ならびにあらかじめ加圧された予
備成形体のより速い加熱ができるという前記３，３５６
．４９６号米国特ｂ′Ｆに対Ｊる改良発明を開示しくい
る。前記３，３５６．／１９６号ならびに３，６８９，
２５９号米国特許は該当技術にお（］る進歩に貢献しＣ
いるが、加Ｌ１強化に先立つ（予備成形１本が入れられ
るしラミック床の使用に関し、千人４１問題点を残した
まま（・ある。より詳しく）ボペるならば、粉砕された
セラミックまたはカーバイドの使用により、投入物の頂
上部〈移動ルス部材に接覆る表面）から投入物の底部（
固定プレスベッドに接りる表面）までの圧ツノ分散が明
らかに不均等どなるということがねかつＩご。この不均
等な圧力分散は、粉末月１１７）＋ ＋ろ成るあらかじ
め加圧された直円柱を強化づる際に、明らかになる。す
なわら、粉砕、あるいは溶融した廿ラミック床で１００
％の嵩密度近くまＣ直円（」加圧強化したら、直円柱の
移動プレスラムに最も近い表面の直径は、固定ベットに
最も近い表面の直径よりも小さくなっていた。このよう
に、加圧強化後の円（］の直直径方向面は、台形くあっ
Ｉこ、。
このような現象は、加圧強化媒体とし−（ワ）伜、ある
いは溶融したセラミックを使用した場合、す゛へＣの加
圧強化製品に現われる。
いは溶融したセラミックを使用した場合、す゛へＣの加
圧強化製品に現われる。
このＪ：うな歪みならびに１Ｊ払安定性不足に関連づ−
る問題点に対する解決法は、解決法を大量生産に適用り
る場合特に有用Ｃあり、本発明は大量生産に適用Ｃ゛き
るような解決法を提供りるものＣある。
る問題点に対する解決法は、解決法を大量生産に適用り
る場合特に有用Ｃあり、本発明は大量生産に適用Ｃ゛き
るような解決法を提供りるものＣある。
本発明は、金属体あるいはセラミック体を加圧強化づる
ための方法に関りるものであつ−Ｃ１次のＥｌ−稈から
成る。
ための方法に関りるものであつ−Ｃ１次のＥｌ−稈から
成る。
（ａ）粉末状金属または粉末状しフミツク祠料を予備成
形りる。この予備成形工桿は、該当技術分野において公
知のＬに線法Ｃ行なうのが好ましい。
形りる。この予備成形工桿は、該当技術分野において公
知のＬに線法Ｃ行なうのが好ましい。
（ｂ）強度を高めるために予備成形体を焼結りる。
（Ｃ）黒鉛または類似の潤滑剤で被覆され／＝球状レし
ミック粒子から成る床に予備成形体を埋め込む。この床
は、アルミナ（ＡｆＪ、２０３）のＪ：うな耐火性物質
から成るものが好ましく、潤滑剤はアルミプ粒子ならび
に任意の潤滑用混合物を流リノ床Ｃ加熱する方法などに
よってつくることもて゛きる。
ミック粒子から成る床に予備成形体を埋め込む。この床
は、アルミナ（ＡｆＪ、２０３）のＪ：うな耐火性物質
から成るものが好ましく、潤滑剤はアルミプ粒子ならび
に任意の潤滑用混合物を流リノ床Ｃ加熱する方法などに
よってつくることもて゛きる。
さらに、焼結された成形体が冷却化づることがよくある
のＣ゛、成形体を後に再加熱したり、加熱された床の中
に入れＣもよい。それから、さらに球状しラミック粒子
−（ならびに１丁意の潤滑用混合物）を追加して成形体
を覆う。大量生産りるために、熱した粒子と熱した成形
体とから成るＴＡ層を使用りることもまた本発明の範囲
である。
のＣ゛、成形体を後に再加熱したり、加熱された床の中
に入れＣもよい。それから、さらに球状しラミック粒子
−（ならびに１丁意の潤滑用混合物）を追加して成形体
を覆う。大量生産りるために、熱した粒子と熱した成形
体とから成るＴＡ層を使用りることもまた本発明の範囲
である。
（ｄ）加熱された床の中で高坏にＪ、り成形体をＦｔ縮
して成形体を強化し、所望の形状を持つ高密度化した製
品にりる。
して成形体を強化し、所望の形状を持つ高密度化した製
品にりる。
本発明による方法を実／ＩＩ！ｉづることにより、最小
の歪みに抑えられ実質的に改善された構造の製品の製造
が可能Ｃ゛ある。
の歪みに抑えられ実質的に改善された構造の製品の製造
が可能Ｃ゛ある。
ここＣ１図面を参照しながら、本発明を訂述りる。
第１図は、本弁明による方法に関りる］−稈系統図Ｃあ
る。参照符号（１０）で示りように、最初、金属相別を
、レンチなどの形状に予備成形りる。
る。参照符号（１０）で示りように、最初、金属相別を
、レンチなどの形状に予備成形りる。
本発明の最もりＴ床しい実施例とじでは、粉末状の鋼粒
子材わ１′ｃ′でさた金属予備成形体の使用が考えられ
るが、その他の金属、及び、アルミナ、ケイ土などのレ
ラミック材料の使用も本発明の範囲内Ｕ″ある。他ＷＪ
的な予備成形体は、約８５％の理論密度を右りる。粉末
は、予備成形形状にされた後、強電を畠めるために焼結
される。本弁明の好ましい実施例におい〔、金属（＃ｌ
）予備成形体を焼結りるためには、保護雰囲気中Ｃ゛約
２−３０分間にわたり、１０９３°Ｃ〜１２６０℃の熱
を加える必要がある。好ましい実施例ひは、このような
非酸化性Ｃ不活ｔ！Ｅ に８設雰囲気は窒素を基礎とし
たちのＣ゛ある。、（＋２＞ｒ示されＣいる焼結上程の
後、焼結きれＩこ子猫成形体は、その後の処理のために
貯蔵しｃｄ３＜ことができる。（１４）で示されＣいる
ように、予備成形体はその後、（尿副？ダ囲気中（約１
０６６℃にＪＬり再加熱される。、（４Ｇ） ′ｃ′示
’ｔ：：れζいる加圧強化温度は、以下Ｃ・訂しく述べ
るＪ、う（Ｊ、加熱され被覆された予備成形体をしラミ
ック粒子Ｃぐき！、：床に入れＣから始める。人欝牛ｐ
ｒニする場合、加熱されたセラミック粒子と加熱され被
覆された予備成形体との互層にりることが可能Ｃある。
子材わ１′ｃ′でさた金属予備成形体の使用が考えられ
るが、その他の金属、及び、アルミナ、ケイ土などのレ
ラミック材料の使用も本発明の範囲内Ｕ″ある。他ＷＪ
的な予備成形体は、約８５％の理論密度を右りる。粉末
は、予備成形形状にされた後、強電を畠めるために焼結
される。本弁明の好ましい実施例におい〔、金属（＃ｌ
）予備成形体を焼結りるためには、保護雰囲気中Ｃ゛約
２−３０分間にわたり、１０９３°Ｃ〜１２６０℃の熱
を加える必要がある。好ましい実施例ひは、このような
非酸化性Ｃ不活ｔ！Ｅ に８設雰囲気は窒素を基礎とし
たちのＣ゛ある。、（＋２＞ｒ示されＣいる焼結上程の
後、焼結きれＩこ子猫成形体は、その後の処理のために
貯蔵しｃｄ３＜ことができる。（１４）で示されＣいる
ように、予備成形体はその後、（尿副？ダ囲気中（約１
０６６℃にＪＬり再加熱される。、（４Ｇ） ′ｃ′示
’ｔ：：れζいる加圧強化温度は、以下Ｃ・訂しく述べ
るＪ、う（Ｊ、加熱され被覆された予備成形体をしラミ
ック粒子Ｃぐき！、：床に入れＣから始める。人欝牛ｐ
ｒニする場合、加熱されたセラミック粒子と加熱され被
覆された予備成形体との互層にりることが可能Ｃある。
加Ｆ［強化は、床の′中に埋められた被覆され／、、：
’Ｆ備成形体に高温＾Ｌ［をか（〕ることに上り（ｉな
う。金属（鋼）成形体には、１０９３℃程度の温度と６
．２１−ン／Ｃ−単軸Ｊｔ！Ｈｉ力を使用する。月利に
応じＣ１１０〜６０トンの１−■力によるｎ幅も５した
、本発明の範ＩＩ（１内Ｃある。この段階Ｃ，被被覆れ
ｌこ予備成形体の密度は畠くｈ−）℃い（、（１８）Ｃ
承りように、セラミック粒子は容易にＹ備成形体から分
１ｆ！［Ｌ、再利用される。必要な場合、多値１成形体
に付６しｃいる粒子のりへ（を除去りることｂ ｉｉＪ
能Ｃあり、最終製品をさらに機械如上Ｊることｂ可能Ｃ
ある。
’Ｆ備成形体に高温＾Ｌ［をか（〕ることに上り（ｉな
う。金属（鋼）成形体には、１０９３℃程度の温度と６
．２１−ン／Ｃ−単軸Ｊｔ！Ｈｉ力を使用する。月利に
応じＣ１１０〜６０トンの１−■力によるｎ幅も５した
、本発明の範ＩＩ（１内Ｃある。この段階Ｃ，被被覆れ
ｌこ予備成形体の密度は畠くｈ−）℃い（、（１８）Ｃ
承りように、セラミック粒子は容易にＹ備成形体から分
１ｆ！［Ｌ、再利用される。必要な場合、多値１成形体
に付６しｃいる粒子のりへ（を除去りることｂ ｉｉＪ
能Ｃあり、最終製品をさらに機械如上Ｊることｂ可能Ｃ
ある。
前述のように、レラミック床の使用にともイｒう１つの
問題点は、７７ａ柊製品に歪みが住じるということＣＬ
３Ｆ）る。このような粉砕され、あるいは溶Ｒ１；した
粒状【ごラミックを顕微鏡Ｃ調ｌ＼て児ると、個々の粒
子の形イｌ（は、矩形Ｃあったり三角形Ｃあったりしく
、ジ１′？：〜に不規則Ｃある１、シかし４１がら、一
般的に球状のヒラミック祠ゎ１を用い、１７０Ｊゎ′ｊ
汁（剤を（７１用した場合、実質的に歪みが減少りる。
問題点は、７７ａ柊製品に歪みが住じるということＣＬ
３Ｆ）る。このような粉砕され、あるいは溶Ｒ１；した
粒状【ごラミックを顕微鏡Ｃ調ｌ＼て児ると、個々の粒
子の形イｌ（は、矩形Ｃあったり三角形Ｃあったりしく
、ジ１′？：〜に不規則Ｃある１、シかし４１がら、一
般的に球状のヒラミック祠ゎ１を用い、１７０Ｊゎ′ｊ
汁（剤を（７１用した場合、実質的に歪みが減少りる。
□さらに詳しく述べるならば、アルミナＣあ
るのがｔＪｒましい球状セラミック粒子でできた床を潤
滑剤なしに使用りることにより、極小の歪みに抑えられ
ることがわがった。このような床台使用りることにＪ、
す、先行技術よりりぐれた」法衣定性を持つ製品が製造
されたが、このような１法安定性を（きらに＾める必要
は残ったままぐある。本発明は、球状セラミック粒子の
単さの１〜２％相当の重さの特定の潤滑剤を球状セラミ
ック粒子の床に加えることにより、この問題を解決した
ものである。本発明の好ましい実施例では、３２５メツ
シユ以下の粒子（ノイズを持つ黒鉛がら成る炭素を混入
りるが、この黒鉛が、被覆剤とほぼ同じＪ、うに、セラ
ミック粒子に付着する。この黒鉛は、しラミック粒子間
の潤滑剤として作用し、加圧強化効果を高める。二硫化
モリブデン、雲母などのような温度安定性があり、一般
的に仙のものど反応しない潤滑剤などもまた、本発明の
範囲内である本発明の好ましい実施例では、熱球を形成
Ｊる前に、潤滑剤をアルミナ粒子に混入する。潤滑剤と
１ごラミック粒子との十分な混合をｔｉなうために、混
合作業を二重円錐へ＋１混合１幾、あるいはぞの他の従
来装置にＪ：って行なうことが可ｒ指である。
るのがｔＪｒましい球状セラミック粒子でできた床を潤
滑剤なしに使用りることにより、極小の歪みに抑えられ
ることがわがった。このような床台使用りることにＪ、
す、先行技術よりりぐれた」法衣定性を持つ製品が製造
されたが、このような１法安定性を（きらに＾める必要
は残ったままぐある。本発明は、球状セラミック粒子の
単さの１〜２％相当の重さの特定の潤滑剤を球状セラミ
ック粒子の床に加えることにより、この問題を解決した
ものである。本発明の好ましい実施例では、３２５メツ
シユ以下の粒子（ノイズを持つ黒鉛がら成る炭素を混入
りるが、この黒鉛が、被覆剤とほぼ同じＪ、うに、セラ
ミック粒子に付着する。この黒鉛は、しラミック粒子間
の潤滑剤として作用し、加圧強化効果を高める。二硫化
モリブデン、雲母などのような温度安定性があり、一般
的に仙のものど反応しない潤滑剤などもまた、本発明の
範囲内である本発明の好ましい実施例では、熱球を形成
Ｊる前に、潤滑剤をアルミナ粒子に混入する。潤滑剤と
１ごラミック粒子との十分な混合をｔｉなうために、混
合作業を二重円錐へ＋１混合１幾、あるいはぞの他の従
来装置にＪ：って行なうことが可ｒ指である。
床に使用りるためのセラミック物質を）バ択りることｂ
また、加圧強化温度においＣ車数となる。。
また、加圧強化温度においＣ車数となる。。
加圧強化温度ぐ焼結覆る傾向がある粒子を選択した場合
、加えられる圧ノコは、前もって圧力をかりられて予備
成形され（−いる粉末状金属の高密度化、ならびに、媒
体物の高密度の際に吸収される。例えば、約１０９３℃
の加圧強化温度ｃケイ土を使用した場合、同温瓜でアル
ミナを使用した場合と比べ、高密度化のためにはより高
い几カを必要どする、９２７℃以上の温度で酸化ジルコ
ニウム、クイ土、あるいはムライ１〜を使用した場合、
これらのけラミック自体が９２７℃以上の温度で焼結し
始めるのｒ、ａ：り高い高密度化Ｌ［カが必要となる。
、加えられる圧ノコは、前もって圧力をかりられて予備
成形され（−いる粉末状金属の高密度化、ならびに、媒
体物の高密度の際に吸収される。例えば、約１０９３℃
の加圧強化温度ｃケイ土を使用した場合、同温瓜でアル
ミナを使用した場合と比べ、高密度化のためにはより高
い几カを必要どする、９２７℃以上の温度で酸化ジルコ
ニウム、クイ土、あるいはムライ１〜を使用した場合、
これらのけラミック自体が９２７℃以上の温度で焼結し
始めるのｒ、ａ：り高い高密度化Ｌ［カが必要となる。
レラミック自体の焼結ならびにそれにイ゛１′つ（必要
とされる高圧力を克１１１７ するため【こ、１０００
°Ｃまぐの温度の場合、球状アルミナ（よ好ましい加１
１強化媒体ひある。ざらに、球状アルミナは、加ｆｆ強
化工桿時に、づぐれた流動性と熱伝導性とを有し、自己
接着作用が最小である。球形状が持つイの他の利点は、
加圧強化後の粒子の自己接着作用が大幅に減少Ｊること
Ｃある。球状粒子は、１００〜１４．０メツシ」の大き
さを持っているのが好ましい。
とされる高圧力を克１１１７ するため【こ、１０００
°Ｃまぐの温度の場合、球状アルミナ（よ好ましい加１
１強化媒体ひある。ざらに、球状アルミナは、加ｆｆ強
化工桿時に、づぐれた流動性と熱伝導性とを有し、自己
接着作用が最小である。球形状が持つイの他の利点は、
加圧強化後の粒子の自己接着作用が大幅に減少Ｊること
Ｃある。球状粒子は、１００〜１４．０メツシ」の大き
さを持っているのが好ましい。
第２図は、より詳しく加［ｆ強化］二稈を示している。
本発明の好ましい、実施例では、予備成形１本は、黒鉛
油滑剤で被覆されて型り２４）の中に容れられ／ｊ球球
状アルミ粉粒子２２）から成るヘッドの中に完全に埋め
られｌこ。プレスベッド（２６）は床の底８１号を形成
し、一方、油圧プレスラム（２８）は、頂上部を形成し
、粒子（２２）と予備成形体く２０）とをプレスする。
油滑剤で被覆されて型り２４）の中に容れられ／ｊ球球
状アルミ粉粒子２２）から成るヘッドの中に完全に埋め
られｌこ。プレスベッド（２６）は床の底８１号を形成
し、一方、油圧プレスラム（２８）は、頂上部を形成し
、粒子（２２）と予備成形体く２０）とをプレスする。
被覆された金属粉末月利から成る予備成形体く２０）は
、ラム（２８）が型（２４）の中ｒ ｆｌ動号ることに
よ−）て住じる中軸性の高圧によつ（急速に圧縮され、
Ｐ備成形体く２０）が１苧かに横１ｊ向に流れる。その
結果、はどんどうｌ＼（２８）の作動方向においＣのみ
加１１−強化が施されることになる。
、ラム（２８）が型（２４）の中ｒ ｆｌ動号ることに
よ−）て住じる中軸性の高圧によつ（急速に圧縮され、
Ｐ備成形体く２０）が１苧かに横１ｊ向に流れる。その
結果、はどんどうｌ＼（２８）の作動方向においＣのみ
加１１−強化が施されることになる。
第３図のＪ、うに、球状ではない粒子を使用しｌこ場合
、不均等な１力分散が牛しるのＣ１Ｐ］ ＪＪ（３０ａ
）の直径り同断面図は台形どなり、円＋１の高密度は１
００％近くなる。第４図は、第３図のものど同じく前し
っＣ圧力をか【プられた直円１１（３０＞を示している
が、この場合の直円柱〈３０）は被ｖＧされていない球
状アルミプ粒子の中で加１１強化され（いＣ１頂Ｆ部と
底部の直径が等しく、中間部の直径が幾分大きくなって
いる。中間部の直径が大きくなる理由は知られＣいない
が、この直径差は、先１ｊ技術に対りる顕名な改良５議
どなる程度にまで減少させられた。このわずかな歪みに
り・Ｊ９８づるために、加Ｊ］−強化に先立つ（、予（
！ｉｉｉ成形体の形状に少しばかりの変化をもたせるこ
とが可能Ｃある。強化後に、製品を機械加工しくもよい
。さらに、球状粒子の使用により、加ｊ■強化時におい
（、粒子が予（荀成形体に接着りる１り曲性が大幅に減
少する。
、不均等な１力分散が牛しるのＣ１Ｐ］ ＪＪ（３０ａ
）の直径り同断面図は台形どなり、円＋１の高密度は１
００％近くなる。第４図は、第３図のものど同じく前し
っＣ圧力をか【プられた直円１１（３０＞を示している
が、この場合の直円柱〈３０）は被ｖＧされていない球
状アルミプ粒子の中で加１１強化され（いＣ１頂Ｆ部と
底部の直径が等しく、中間部の直径が幾分大きくなって
いる。中間部の直径が大きくなる理由は知られＣいない
が、この直径差は、先１ｊ技術に対りる顕名な改良５議
どなる程度にまで減少させられた。このわずかな歪みに
り・Ｊ９８づるために、加Ｊ］−強化に先立つ（、予（
！ｉｉｉ成形体の形状に少しばかりの変化をもたせるこ
とが可能Ｃある。強化後に、製品を機械加工しくもよい
。さらに、球状粒子の使用により、加ｊ■強化時におい
（、粒子が予（荀成形体に接着りる１り曲性が大幅に減
少する。
このようにしで、球状セラミック粒子（２２）は、３゛
）の−１要機能を持つ。りなわＬ〕、この球状レラミツ
ク粒子（２２）は、強化圧力を１；猫成形体（２０）に
伝え、強化＋＋；′ｊに予１−ｈ成形体の形状を保持り
るｌＣめの十流１木型と２ｉす、加圧強化１１、ＹにＪ
３いＣ予備成形体（２０）の熱ＩＱ失をＮ１１１−りる
。球状フルミプの使用にｒｌ！つ（製品に生じる歪みに
対処し、前述のＪ、うなＹ備成形１本の機械加工、ある
いはｊ″ＩＪ”イン変更の心数ｖ１の（Ｊと／υどをな
くりために、油滑剤を使用りることが可能Ｃ・ある。Ｗ
ｊ Ｊ図で示されている実施例において、黒鉛が球状ア
ルミナ上にコーティングされた。図でわかるように、円
柱（３０１））（よ、原形を保つＣいＣ，偵」二部から
底部まで実質的に均等な直径を有しでいる。このように
、潤）口剤を使用覆ることにより、予備成形体をさらに
機械加Ｊしたりデ１Ｆイン変更したりりる必要性は実質
的に排除される。
）の−１要機能を持つ。りなわＬ〕、この球状レラミツ
ク粒子（２２）は、強化圧力を１；猫成形体（２０）に
伝え、強化＋＋；′ｊに予１−ｈ成形体の形状を保持り
るｌＣめの十流１木型と２ｉす、加圧強化１１、ＹにＪ
３いＣ予備成形体（２０）の熱ＩＱ失をＮ１１１−りる
。球状フルミプの使用にｒｌ！つ（製品に生じる歪みに
対処し、前述のＪ、うなＹ備成形１本の機械加工、ある
いはｊ″ＩＪ”イン変更の心数ｖ１の（Ｊと／υどをな
くりために、油滑剤を使用りることが可能Ｃ・ある。Ｗ
ｊ Ｊ図で示されている実施例において、黒鉛が球状ア
ルミナ上にコーティングされた。図でわかるように、円
柱（３０１））（よ、原形を保つＣいＣ，偵」二部から
底部まで実質的に均等な直径を有しでいる。このように
、潤）口剤を使用覆ることにより、予備成形体をさらに
機械加Ｊしたりデ１Ｆイン変更したりりる必要性は実質
的に排除される。
予備成形体（２０）は、レンチ、あるいはその他の類似
物ひあつ−Ｃもよいし、ケイ上、二酸化ジル」ニウム、
類似した酸化セラミックなどの球状粒子などを床に用い
ることもできる。
物ひあつ−Ｃもよいし、ケイ上、二酸化ジル」ニウム、
類似した酸化セラミックなどの球状粒子などを床に用い
ることもできる。
第１図は、本発明の工程系統図、
第２図は、本発明による強化１−稈を示り切欠平面図、
第３図は、Ｎ１＋１５円面状（”はない７′ルミナＸ（
ｒ ｆｃ強化され！ご製品を承り平面図、 第４図は、回転１１１円面状アルミノ粒子強化された製
品を示づ平面図、 り）５図は、黒％ｌ ｃ被覆されＩζζ回転４１固（２
０） ：予備成形体、（２２） ：媒体＊＼′ｌ了、（
２４） ：型、（２６） ：固定プレスベッド、（２８
） ：移動プレスラム、（３０）：直円柱。 特許出願人 メタル・ｊ１０イス・インヨーボレーテ
ッド
ｒ ｆｃ強化され！ご製品を承り平面図、 第４図は、回転１１１円面状アルミノ粒子強化された製
品を示づ平面図、 り）５図は、黒％ｌ ｃ被覆されＩζζ回転４１固（２
０） ：予備成形体、（２２） ：媒体＊＼′ｌ了、（
２４） ：型、（２６） ：固定プレスベッド、（２８
） ：移動プレスラム、（３０）：直円柱。 特許出願人 メタル・ｊ１０イス・インヨーボレーテ
ッド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）（ａ＞粉末状金属と粉末状セラミックとからなる
群から選ばれた粉末状材料から予備成形体を成形し、 （ｂ）前記予備成形体を焼結して強度を高め、（Ｃ）熱
した球状セラミック粒子でできた体の中に前記予備成形
体を埋め、 （ｄ ）前記の被覆された予備成形体を、被覆されたセ
ラミック粒子ででき、かつ、前記の加熱された床の中で
高圧圧縮することにより加圧強化し、畠密度化し所望の
形状を持つ製品にりる。 ことを特徴とづる加圧強化法。 〔２〕前前記量が粉末状金属を１■縮づることにより成
形されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
加ｒ：［強化法。 （３）前記の球状セラミック粒子がアルミナＣあること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加圧強化法。 〔４〕前記の球状セラミック粒子が１４０メツシユ以下
の粒子サイズを有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項記載の加圧強化法。 〔５〕前記の球状セラミック粒子が、温度安定性を持ち
他のものと反応しない潤滑剤で被覆されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載の加圧強化
法。 〔６〕前記の球状セラミック粒子が、温度安定性を持ら
他のものと反応しない潤滑剤で被覆されることを特徴と
する特許請求の範囲第３項または第４項記載の加圧強化
法。 （７〕前記潤滑剤が黒鉛であることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の加圧強化法。 （８〕前記潤滑剤が黒鉛であることを特徴とする特ｎ請
求の範囲第６項記載の加圧強化法。 （９）（ａ＞粉末状金属月利から予備成形体を形成し、 （ｂ）前記予備成形体を焼結さｌＩＣ強度を＾め、（（
（）温度安定ｆ［を持ち仙のものど及応じない潤？Ｉｔ
剤く・被覆され熱けられた球状しラミック粒子ＣＣさた
床を形成し、 （ｄ）前記の被覆された予備成形体を所定温１臭にまＣ
加熱し、 （ｅ）前記予備成形体を、被覆された球状セラミック粒
′：ｆ−ｒでき加熱された床の中で高坏圧縮づるＪどに
Ｊ、り強化しく、高密度化した所望の形状を持つ製品に
りる。 ことを特徴とりる加圧強化法。 （１０）前記球状セラミック粒子がアルミナであること
をｒＩ黴とりる特許請求の範［１第９項記載の加圧強化
法。 〔１１〕前記■稈（ｂ）と（ｄ）とが保護雰囲気中で行
なわれることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
加珪強化法。 〔１２〕前記球状アルミナ粒子が約１００〜１４０メツ
シユのの１ノイズをイｊ′ＩＪることを特徴とする特許
請求の範囲第１０項記載の加圧強化法。 〔１３〕前記潤滑剤が黒鉛であることを特徴とする特酌
晶求の範囲第９項または第１０項記載の加圧強化法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/469,101 US4499049A (en) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | Method of consolidating a metallic or ceramic body |
| US469101 | 1990-01-24 | ||
| US469102 | 1990-01-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215402A true JPS59215402A (ja) | 1984-12-05 |
| JPH0130882B2 JPH0130882B2 (ja) | 1989-06-22 |
Family
ID=23862418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59031308A Granted JPS59215402A (ja) | 1983-02-23 | 1984-02-21 | 加圧強化法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4499049A (ja) |
| JP (1) | JPS59215402A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009291400A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Seiko Epson Corp | 歯科用インプラントの製造方法および歯科用インプラント |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4499049A (en) | 1985-02-12 |
| JPH0130882B2 (ja) | 1989-06-22 |
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