JPS59232249A - ステンレス鋼粉の多孔質焼結体の製造方法 - 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】 本光明はステンレス鋼粉の多孔質焼結体の製造法に係り
、詳しくは、高温下に耐えられる吸音材、フィルター等
の用途のステンレス鋼粉の多孔質焼結体を実質的無加圧
の状態で焼結して製造する製造方法に係る。

なお、ステンレス鋼は一般に高温からの焼入熱処理に対
する反応及び顕微鏡組織によって３独、つまりフルテン
サイ１〜系、フＴライト系及びオーステティ１〜系に分
【プられるが、本明細出でステンレス鋼とはこれら３種
の鋼種ｔよ仝てを含む。

従来のステンレス銅粉の焼結体は種々の方法で製造され
でいるが、多孔貿焼１ｉ！ｉ体の製造方法は粉末表面に
硬い酸化皮膜が存在するｌこめ、剥がしいとされている
。また、ステンレス鋼粉を完全に圧縮することなく多孔
質性を残しＩこ状態で成型して多孔質焼結体を製造Ｊる
ことも提案されている。しかし、この際も、粉末を圧縮
Ｊ、たけロールすることによりステンレス鋼粉表面の酸
化皮膜を破っており、その後この汁粉イｔを貞空若しく
は非酸化性雰囲気中において焼ｔ、′、シても、吸盲月
ヤフィルターはど孔隙の多い多孔質焼結体が得られない
。すなわち、ス’ｊ＞Ｌ−ス鋼紛の性状をみると、Ｆｅ
をベースとし、主成分としてＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、とくに
１０％以」ニのＪｌｌ　＜　’＆中の０１°が含まれて
いると共に、粉末表面にｋｌ白’が酸化クロムＣｒ２Ｏ
５の状態で酸化皮膜として存在している。従って、これ
を水素雰囲気中で焼結しても仲々還元されず、次の式に
示す酸化鉄の還元のように還元されない。

ＦｅＯ＋日２→Ｆｅ＋Ｈ２０ そのため、従来例では、表面の酸化皮膜を破るために、
上記の如く、ステンレス１＄５）のプレス圧縮またはロ
ール圧縮の工程が上記の如く不可欠であった。

また、−面において、ステンレス鋼粉はＯｒ、旧等を含
むものであるために粉末自体も硬く、粉末に相当の荷車
をかけなくてはかたまり成型性が保持されず、従来例に
よって９ηられた多孔質材はこの面からも、吸音材やフ
ィルターの用途に適する多孔率が得られず、更に、吸音
材やフィルターの如き面積の広い製品、例えば、１１１
１×１０１の如き板状月であると製造は無理である等の
問題点があった。

本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、ステ
ンレス銅粉を所望形状の容器中に散布してから、その後
、圧縮することなく、実質的無加圧の状態で焼結するこ
とにより、吸音ｔ１やフィルターの用途として用いるこ
とのできる４０〜６０％の多孔率のステンレス鋼粉の多
孔質焼結体の製造方法を提案づ゛る。

以下、本発明方法について詳しく説明する。

まず、ステンレス鋼の粉末を所望形状の容器中に均一に
散布して、例えば板状その池の所望形状に成型し、後記
の如く、そのまま、つまり荷車をハＵえることなく、実
質的に無加圧ひ焼結する。この揚台、ステンレス鋼σ）
粉末は上記の如く、オーステナイト系、フ１ライ１〜系
、更（こ、マルテンサイト系の何れから成るものでも良
いが、その形状は球状や円状のものではなく、不規則形
状のものとして塊状に構成Ｊることが必要である。すな
わち、この不規則形状の粉末とは塊状を成しているが、
とくに、少なくども−どの表面の一部に先端が尖った角
部、つまり、少なくとも１つの尖角部が突設されている
ことが必要である。この形状の粉末であると、容器中へ
の散布時には、各尖角部が互いに接触、どくに、尖角部
がある程度抑圧されている状態で粉末が散布でき、後記
の如く焼結時に各尖角部で融点降下の効果が１！′ｌら
れ、一部が液相状態で一体に焼結できる。

次に、この所定の寸法の容器内に均一に散布された状態
のままで、ステンレス鋼の粉末を、真空、若しくは非酸
化性雰囲気で炉中において１１００〜１３００°Ｃの焼
結温度で焼結させる。この条件であると、粉末の一部、
つまり、尖角部は溶融して液相を形成し、一体に焼結さ
れ−（，４０〜６０％の如き多孔率の多孔質焼結体が冑
られる。

そこで、その焼結機構を示Ｊど、次の通りである。

まず、粉末が容器中に散布されているときは第１図に示
すよう（こ、わ）末１は内部１はステンレス鋼から成っ
ているが、表面１１）は酸化クロムの硬い皮Ｉ９から成
っている。また、この粉末の一部には先端の尖った尖角
部１Ｃが形成され、尖角部１Ｃが互いに接触し、ある程
度密実につめると、尖角部１Ｃは互いに押圧されて接触
している。この状態であると、ステンレス鋼の融貞上り
、相当低い；品度、つまり、１１００〜１３００’Ｃで
のブ尭Ｉ＋’ｊにより第２図に示すように融点以ｆの湿
度であっても尖角部は蓄熱作用により溶解し、′ぞの移
相Ｈ拡ｆｉｋ　′７１ることによって粉末同士が結合し
、強固な多孔質焼結体２が得られ、その内部に孔隙２ａ
が形成され、多孔率が大［１］に高められる。

この融点より相当低い温度であるのにも拘らず、一部が
溶融して液相焼結Ｊる理由を承りと、次の通りと思われ
る。

すなわち、ｉ５）末の形状が不規則であって一一部に尖
角部を具えるものであると、その粉末の形状による融点
降下はＣ１ａＳｆｌｌＳ　Ｃ１ａｌｌｅＶｌ’０１１の
式にしたがう。４Ｃお、このＣ１ａｓｉｕｓ　ＣＩａ１
＋ｅｙｒｏｎの式は（１）式に示１通りである。

ΔＰＴｔｌｌ（ｖｅ−ＶＳ） △１４ こＣで、ΔＰ：融点降下゛Ｃによるステンレス鋼の蒸気
圧の変化（す！′Ｃ１１ｌ　５ｅＣ１△■：尖角部の融
点降下（’Ｃ１ Δ１１：溶解熱（Ｃａ　Ｉｔ　１モル）■ＳＳニステン
レス鋼上モル固体の容 積（ｃｍ’　１モル） Ｔｍニステンレス鋼の融点（０１＼） Ｖｅニステンレス鋼鋼上モル液体の容 （山（ＣＩｌｌ　３／モル） 従って、（１）式によって尖角部は融点が降Ｆする一方
、焼結時に与えられる熱は各尖角部の先端、換言すると
、各接触点に熱が束（１−シてその部分の温度が上ｐし
、口れらが相まって尖角部が溶融する。この魚、本発明
者等はこの焼結条件につき細穴したところ、ステンレス
鋼の融点が１５００’Ｃ以上に拘らず、１１００〜１３
００　Ｃで十分であることがわかった。なお、１１００
’Ｃ以下ではステンレス鋼の組成にもよるが、尖角部を
一部溶融して液相焼結することがむづがしく　、　１３
００℃以上では多孔率が低下し、所期の製品が得られな
い。

次に実施例について説明する。

まず、所定のゴ法、内容積が５０ｃｍ　ｘ　５０ｃｍ　
ｘ２　ＣＩｌｌの容器内にステンレス鋼粉を均一に１１
（イロし　　−た。このわ〕体の形状は第１図に承り如
くｌ鬼払て８粉末にはそれぞれ尖角部が形成され−ＣＪ
ｊす、４、た、散布助に容器をたたき、やや習実に充填
した１、：εの１シアンモニア分解ガスによ）て非らジ
化性°雰囲気に保持した焼結炉中に８５いて１２２０Ｇ
（±１０Ｃ）の焼結温度で３０分間焼結を行なっ／Ｊ。

７ｆのか、−宋強固なステンレス鋼の多孔質１本が１ｑ
られ、どの多孔率を容積％で求めると、５２．８％ｃあ
り、各孔隙は全−Ｃ連通してＪｊす、フィルターとしＣ
用途に１分耐えるものであった。この際の焼結条イ′１
等を示づど、次の通りでｊりる。

（１）ステンレス１岡：　ｓｕｓ　３３（八１３１３１
ＧＬｌ（２）粉末粒度：４２〜１２０メツシコ（３）焼
結雰囲気：Ｎ２＋３Ｈ２ また、上記のところで、非酵１し性雰囲気や白字中等で
焼結づるのは、ステンレス鋼粉表面のクロム酸化物酸化
度■９の成長を阻止Ｊる以り１に、一部が溶融して液相
が形成される際のりａ　−：’；’　−（ｌ−（ｒｅｏ
、Ｃ＋゛、　Ｏａ　１等のクロム酸化物の生成を防止づ
゛るためである。

以上詳しく説明した通り、本発明方法は不規Ｉｌｌ形状
のステンレス鋼粉を無加圧状態で焼結して多孔質焼結体
を得るものである。従って、わ）末の形状的特徴ならひ
にそれに合致した温度で焼結するため、ステンレス鋼の
融点より相当低い温度で力冒・１′１するのにも拘らず
、粉末の一部が溶融し、一部液相で焼結してスケル］・
ンが構成でい、このスケルトンの中には多くの孔隙が形
成できる。

【図面の簡単な説明】

ｎ’ｉ　１図は本光明方法によってステンレス鋼粉を敗
イ１」シた状態の各粉末相互間の説明図、第２図は・焼
結後の多孔質焼結体の一部の説明図である。 １”９号１・・・・・・ステンレス鋼の粉体１ａ・・・
・・・わ）床内部１１）・・・・・・酸化クロム皮膜１
Ｃ・・・・・・尖角部　２・・・・・・多孔質焼結体２
ａ・・・・・・予防 第１図 ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端がとがった塊状、片状、棒状その他の不規則形状で
   オーテスナイト系ステンレス鋼′ＩＪ）、フェライト系
   ステンレス鋼、若しくはマルテンサイト系ステンレス鋼
   の何れかから成る粉末を実質的無加圧状態で真空若しく
   は非酸化性雰囲気中において１ｉｏｏ〜】３ｏＯ°Ｃで
   一部に液相を形成して焼結することを特徴とするステン
   レス鋼粉の多孔質焼結体の製造方法。