JPS596882B2 - 熱間静水圧プレス法により複雑形状品を製造する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複雑な形状品を簡易に製造するに適した熱間静
水圧プレス法に関するものである。

高温高圧ガス雰囲気下で種々の材料の処理を行なう方法
として静間静水圧プレス法（以下ＨＩＰ法という）は広
く知られ、且つ注目される方法であり、超硬合金粉末の
焼結等に利用されている。

この方法による合金の焼結は従来の焼結法により得られ
たものに比較し焼結体の組織、密度、機械的性質におい
て優れており、且つ低温での焼結が可能である利点を有
している。

しかしながら、従来のＨＩＰ法は被処理体をカプセル内
に密封し処理するに際し製品形状をカプセルにより予め
規制する関係上、複雑な形状品を製造しようとする場合
にはカプセルに複雑な形状が要求され、カプセル価格が
高価となって製造コストの上昇は争えず、しかもＨＩＰ
法において最大の問題とされている被処理体をカプセル
内に密封する際の脱気密封工程に煩雑な操作工程が必要
とされ、必ずしも最適な方法とは云えず、信頼性及び安
定性に欠ける難点を有していた。

勿論、脱気密封工程はＨＩＰ法において最も考慮しなけ
ればならない問題であり、若し、カプセル内に被処理体
以外にガスが存在すると被処理体に対する圧力効果が阻
害されたり、製品の内部空孔となって製品の品質を低下
させることになる。

特に複雑な形状品を得ようとする場合には、脱気密封工
程の容易さは製品の形状に合致するカプセル形状の作成
と共に重要な課題である。

本発明者等は上述の如き諸点に留意し，従来のＨＩＰ法
で得ることが実質上困難な複雑形状品をも容易に製造し
得、且つ製品品質の低下を来さないＨＩＰ処理法につい
てかねてより研究を重ね、その結果、種々の型の使用を
知見し、金型、セラミック型などを用いる方法を別途提
案した。

本発明は更にその技術思想を発展させ、拡大させるもの
で、前記提案が金型、セラミック型を使用するのに対し
、より安価な紙、プラスチック、金属箔等のシート状物
を間隔片として使用し、且つ耐火粉末をサポート材とし
て利用することを基礎とするものであり，カプセル内に
シート状の間隔片を製品形状を現出する如く配置し、該
間隔片で仕切られた製品形状空間に被処理原料粉末を充
填すると共に、間隔片で仕切られ、且つ原料粉末の充填
されない他の空間に耐火粉末を充填し、しかる後、ＨＩ
Ｐ処理を行うことをその特徴とする。

以下、本発明方法の具体的態様を順を追って順次説明す
る。

先ず本発明の第１の工程は、カプセル内にシート状の間
隔片を製品形状に合せて配置することである。

第１図はか（る本発明方法の一態様を示しており、図中
１はカプセル、２は間隔片、３は耐火粉末、４は原料粉
末、５はカプセルの排気管を夫々示しており、間隔片２
祈、第２図に図示した如く、カプセル１内において円周
面に３個の突出部を形成した形状に配置され、その間隔
片２による仕切り形状内に原料粉末４が充填される一方
、該間隔片２とカプセル１とで仕切られた空間内に耐火
粉末が充填されている。

こ（に使用されるカプセルは一般に公知のカプセルと同
様ガラス又は金属で構成され、その上方に排気管５が設
けられている。

そして、前記の如く被処理原料粉末４を製品形状空間に
充填した後、前記排気管を通じて空気を脱気すると共に
、被処理体に吸着しているガス等を加熱真空脱気し、そ
の後、排気管５を機械的操作等により圧縮して密封が行
われる。

間隔片２は種々の製品に合せて各種の形状に作成可能で
あり、通常紙、プラスチック、金属箔等の比較的薄いシ
ート状物が使用される。

この間隔片２は後述するＨＩＰ処理時において焼失した
り、溶失したり或いは溶融軟化することにより、処理後
において離型を容易ならしめることも可能である。

なお、第１図は間隔片２により製品形状空間が１個作ら
れている場合であるが、製品形状空間は１個に限らず複
数個形成することも可能であり、第３図、第４図はか（
る応用例の場合を図示している。

即ち、第３図においては１つのカプセル１内に４段にわ
たり、間隔片２により仕切られた製品形状空間が配置さ
れており、各製品形状空間と各段の耐火粉末充填用空間
に、夫々被処理原料粉末４と耐火粉末３が充填されてい
る。

殊に第４図においては、各段の製品形状空間の間に夫々
仕切板６が介装され、仕切板６と間隔片２によってカプ
セル内における原料粉末充填部とサポート材充填部とが
仕切られている。

この場合における仕切板６は金属、ガラス等の材料で作
られる。

被処理原料粉末としては、超硬合金粉末その他・焼結可
能な金属或はセラミック粉末等が含まれ、一方、サポー
ト材に使用される耐火粉末はセラミック、ガラス、塩等
が挙げられる。

これ等耐火粉末３は被処理原料粉末４の種類、ＨＩＰ処
理条件等により適宜選択して夫々に適合した利用方法を
採用する。

上述の如くカプセル１内に所要の間隔片２と必要に応じ
仕切板６を配置した後、カプセル１の上面を排気管５を
除いて密封し、排気管５の排気口から脱気を行った後、
排気管５を圧縮密封してＨＩＰ処理に必要なカプ七次の
作製を完了する。

勿論、脱気密封工程は本発明方法においては、必須のも
のではなく、被処理原料又は成形体によっては脱気密封
を必要としない場合もある。

このようにして準備されたカプセルは、次いで高温高圧
雰囲気下にある炉内に定置されてＨＩＰ処理が症され、
所望の焼結体を得ることができる，ＨＩＰ処理の条件は
通常の条件によってもその目的は達せられる。

得られた本発明方法による製品は、従来のＨＩＰ処理に
より得られた製品と比較し、複雑な形状のものが作製さ
れ、しかも、カプセルコストが極めて廉価で、経済的で
あった。

実施例 Ｉ Ｃ：０．３６％、Ｓｉ：０．２６％、Ｍｎ：０．７３係
、Ｃｒ：０．９６％、Ｆｅ ： Ｂａ ｌからなるＳＣ
Ｍ４３５鋼粉をＡｒガスアトマイズ法によって製造した
。

一方、内径１４２φ高さ２１５ｍｍの軟鋼製容器に厚さ
２朋のプラステックの間隔片を第２図の如く装入した。

そして間隔片の内側に上記原料粉末を、また軟鋼容器と
間隔片の間に耐火粉末としてアルミナ粉をそれぞれタッ
プ充填した。

次いで３００℃，，１ ０ −２ Ｔｏｒｒ、１時間の
条件で脱気・密封した後，１１００℃、１０００ａ．ｔ
ｍ．２時間の条件でＨＩＰ処理を行なった。

処理後、軟鋼容器を除去した後、複雑形状品を得た。

実椎例 ２ Ｃ：１０４％、Ｃｒ：４．１４％、Ｍｏ：６．３０係、
Ｗ：６．４０％、Ｖ：２．４０％、Ｃｏ：５．１７係、
Ｆｅ ： Ｂａ ｌかうなる高速鋼粉をＮ２ ガスア
トマイズ法によって製造した。

一方内径６６φ、高さ１００關の軟鋼製容器に厚さ０．
５ ｍｍの紙間隔片を歯車形状〔最大径Ａ：４０φ、
歯底内径Ｂ：２５φ〕に作成して第５図の如く装入した
。

そして、歯車形状の内側に上記原料粉末を、また軟鋼容
器との間に耐火粉末としてアルミナ粉をそれぞれタップ
充填した。

次いで３００℃、１ ０ Ｔｏｒｒ， ０．５時間
の条件で脱気・密封した後、１１００゜ｃ，ｓｏｏａｔ
ｍ １時間の条件でＨＩＰ処理を行なった。

処理後軟鋼容器を除去した後、歯車形状の部品を得た。

以上のように本発明方法によれば、紙、プラスチック、
金属箔等のシート状物を間隔片として使用し、これを所
望の製品形状に合せて配置するだけであるから、従来の
カプセルでは作製が困難か、極めて高価となって経済的
に適しない複雑形状品をも高価な型材を用いることなく
、容易且つ簡単に製造することが可能であり、カプセル
コストの安価さと相俟って製品コストを大幅に合理化し
得る効果を有し、しかもカプセル自体は従来のカプセル
が使用されるに拘わらず、間隔片による形状設定だけで
各種製品の形状を現出することができるので、製品の種
類を豊富とし、多品種少量のＨＩＰ処理製品の製造を容
易ならしめ、且つＨＩＰ処理下程の適用範囲に広汎なら
しめることができる。

更に前記間隔片による製品形状は、耐火粉末をサポート
材としているため，シート状物であっても充分その形態
を保持することが可能で、しかも間隔片の焼失等による
離型効果と相俟って｝ＴＩＰ処理を円滑に遂行する上に
効果的であり、本発明方法は作業性、経済性の面から極
めて有用な処理方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に使用する処理用カプセルの１例を
示す断面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ断面図、第
３図及び第４図は夫々本発明方法に使用する処理用カプ
セルの他の例を示す断面図である。 又、第５図は本発明実施例２に使用する処理用カプセル
の横断面図である。 １・・・カプセル、２・・・間隔片、３・・・耐火粉末
、４・・・原料粉末、５・・・排気管、６・・・仕切板
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱間静水圧プレス法により粉末材料から複雑形状の
   製品を 造する方法において、カプセル１内にシート状
   の間隔片２を製品形状に適合させて配置し、該間隔片２
   で仕切られた少くとも一つの製品形状空間に被処理原料
   粉末４を充填すると共に、間隔片２で仕切られ且つ原料
   粉末４の充填されない他の空間に耐火粉末３を充填し、
   しかる後熱間静水圧プレス処理を行うことを特徴とする
   熱間静水圧プレス法により複雑形状品を製造する方法。 ２ シ一ト状の間隔片２が金属箔である特許請求の範囲
   第１項記載の熱間静水圧プレス法により複雑形状品を製
   欲する方法。 ３ シ一ト状の間隔片２が紙である時許請求の範囲第１
   項記載の熱間静水圧プレス法により複雑形状品を製造す
   る方法。 ４ シ一ト状の間隔片２がプラスチック材である特許請
   求の範囲第１項記載の熱間静水圧プレス法により複雑形
   状品を製造する方法。 ５ カプセル１内に配置されたシート状の間隔片２で仕
   切られた製品形状空間はカプセル１内で複数段にわたり
   重積される特許請求の範囲第１項乃至第４項記載の熱間
   静水圧プレス法により複雑形状品を製造する方法。 ６ 複数段重積されている製品形状空間が互いに仕切板
   ６により仕切られて配置される特許請求の範囲第５項記
   載の熱間静水圧プレス法により複雑形状品を製造する方
   法。 ７ 耐火粉末３がセラミック粉末である特許請求の範囲
   第１項乃至第６項記載の熱間静水圧プレス法により複雑
   形状品を製造する方法。 ８ 耐火扮末３がガラス粉末である特許請求の範囲第１
   項乃至第６項記載の熱間静水圧プレス法により複雑形状
   品を製造する方法。 ９ 耐火粉末が塩である特許請求の範囲第１項乃至第６
   項記載の熱間静水圧プレス法により複雑形状品を製造す
   る方法。