JPS60159136A - 多孔質金属体の製造方法 - Google Patents

多孔質金属体の製造方法

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JPS60159136A
JPS60159136A JP1205184A JP1205184A JPS60159136A JP S60159136 A JPS60159136 A JP S60159136A JP 1205184 A JP1205184 A JP 1205184A JP 1205184 A JP1205184 A JP 1205184A JP S60159136 A JPS60159136 A JP S60159136A
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JP
Japan
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soluble salt
water
powder
easily water
porous metallic
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JP1205184A
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Sumio Osada
長田 純夫
Kazuhide Kaneiwa
和秀 金岩
Takashi Ichikawa
隆司 市川
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SHIYACHIHATA KOGYO KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Shachihata Industry Co Ltd
Original Assignee
SHIYACHIHATA KOGYO KK
Agency of Industrial Science and Technology
Shachihata Industry Co Ltd
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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】 本発明は、印字体、石油ストーブの溶芯、軸受、フィル
ター、防音材、金型などとして有用な連通気孔を有する
多孔質金属体の製造方法に関するものである。
これまで、連通気孔を有する多孔質金属体の製造方法と
しては、金属粉末を型に入れ、これを金属の融点以下の
温度に加熱して、金属粒子相互間を部分的に焼結させる
、いわゆる粉末や金法、発泡樹脂に液状セラコラを流し
込み冷却固化後、加熱して樹脂部分を焼成除去し、次い
で空隙部分に溶融金属を流し込み冷却後セラコラを除去
する、いわゆる鋳造法、立体網目構造を有する発泡樹脂
に、金属めっきを施すことにより外観上多孔質金属体に
類似した複合体とする、いわゆるめっき法などが知られ
ている。
しかしながら、粉末や金法は、得られる気孔率がせいぜ
い20〜30%と低く、高い気孔率のものを得る方法と
しては不適当であるし、また鋳造法は工程数が多い上に
、やはり気孔率に限度がある。他方、めっき法は気孔率
の高いものを得ることはできるが、機械的強度や耐熱性
を欠くという致命的な欠点がある。
このように、従来の多孔質金属体の製造方法は、いずれ
もなんらかの欠点を有し、高い気孔率、優れた機械的強
度や耐熱性をもつ多孔質金属体を得ることができなかっ
た。
本発明者らは、このよう遅従来方法のもつ欠点を克服し
、品質の優れた多孔質金属体が容易に得られる方法を開
発すべく鋭意研究を重ね、先に易水溶性塩粉末の焼結体
に溶融金属全圧入したのち、射水溶性塩全溶解除去する
ことにより多孔質金属体を得る方法を提案したが、さら
に研究を続けた結果、」二゛記のようにして得た多孔質
金属体を引き続き機械的又は静水圧的に圧縮することに
より、より微細な、しかも制御された孔径の連通気孔を
もつ多孔質金属体が得られることを見出し、−り、の知
見に基づいて本発明をなすに至った。
子なわち、本発明は、 (イ)金型に、粒径10〜150μmの範囲内にある易
水溶性塩粉末を充填する工程、 (ロ)この易水溶性塩粉末を充填した金型を加熱してそ
の中の易水溶性塩粉末を焼結する工程、0→ このよう
にして得た射水溶性塩焼結体を予熱し、これに溶融金属
を圧入する工程、 に)溶融金属を冷却固化する工程、 (ホ)易水溶性塩を洗浄除去し多孔質金属体を得る工程
、及び (へ)このようにして得た多孔質金属体を機械的又は静
水圧的に圧縮し、より縮小された孔径をもつ多孔質金属
体とする工程 から成る多孔質金属体の製造方法を提供するものである
本発明方法において焼結体を形成させるために使用され
る易水溶性塩とは、常温又は加温した水に容易に溶解し
うる非熱分解性金属塩のことであって、このようなもの
としては、例えは塩化第一スズ、塩化亜鉛、塩化第二銅
、塩化マグネシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、
塩化バリウム、硫酸マグネシウム、リン酸カリウムなど
を挙げることができる。
本発明方法において用いる易水溶性塩粉末としては、粒
径10〜150μmの範囲のものを用いる必要がある。
本発明方法において、易水溶性塩粉末を焼結するだめに
用いる金型は、必ずしも金属で作られたものである必要
はなく、所要の強度をもつ耐火材料、例えば黒鉛などで
作られたものであってもよい。また、この型の形状とし
ては角柱状、円柱状、角錐台状、市錐台状、立方棒状等
任意の形状を選ぶととができる。
この金型に易水溶性塩粉末を充填する場合、最終的に得
られる多孔質金属の気孔率が60〜80係程度になるよ
うに充填するのが望ましい。このためには、易水溶性塩
粉末の充填率を50〜70係の範囲で選択するのがよい
この金型に易水溶性塩粉末を充填、する場合印字部分に
は粒径lO〜150μmの粉末を充填し、インキ吸蔵部
分にはさらに大きい粒径のもの、例えば100〜100
0μmのものを充填することもできる。
次に、易水溶性塩粉末の焼結工程は、易水溶性塩粉末を
充填した金型をそのまま加熱装置例えば電気炉に入れ、
例えば塩化す) IJウムの場合650〜800℃に加
熱することによって行われる。この焼結に要する時間は
通常2〜10時間程度である。
この焼結処理により、焼結前は点接触していた各粉末粒
子は面接触するようになシ、溶融金属を圧入し、易水溶
性塩を洗浄除去した後、はぼ完全な連続気孔が形成され
ることになる。この際、加熱時間が長ければ長いほど各
粒子間の接触面積割合は増加するが、あまり長くすると
独立した空隙部が生成しはじめる状態、いわゆる過焼結
状態を生じ、後続工程で溶融金属を圧入することができ
なくなるので好ましくない。この過焼結状態を生じない
ようにするには射水溶性塩焼結体の空隙率を15〜50
%の範囲内に制御するのが有利である。
次いで、このようにして得た射水溶性塩焼結体に溶融金
属を圧入するが、この工程は、前工程で用いた金型が耐
圧性のものであればそれをそのまま用いて行ってもよい
し、また別の適当な耐圧金型に焼結体を移して行っても
よい。この際に用いる溶融金属としては、易水溶性塩よ
りも低い融点をもつ金属又は合金であれば任意のものを
用いることができる。このようなものとしては、例えば
スズ、亜鉛、アルミニウム又はそれらの合金を挙げるこ
とができる。
本発明方法において、均質でかつ完全な連続気孔を有す
る印字体を得るには、この溶融金属を圧入する際、前記
の焼結体を予熱することが必要である。この予熱温度と
しては、溶融金属の凝固点よりも低く、次式で示される
臨界予熱温度T’(℃)よりも高い温度が用いられる。
〔式中のTM、HM及びDMはそれぞれ溶融金属の凝固
点(℃)、凝固潜熱(cal−/ 9 )及び密度(2
/crl ) テあり、vP、CP及ヒDPハそhぞh
塩化、t+−リウム粒子の空間占有率又は充填率、該粒
子の比熱(cal 7’ S’ / ℃)及び密度1’
/ctIl)である〕。
この溶融金属の圧入圧力は、焼結体の空隙を流れる溶融
金属の流体抵抗よりも大きくする必要があるが、通常は
30 Kg / C,!又はそれ以上の圧力が用いられ
る。またこの圧入に要する時間は、目的とする印字体の
大きさによって異なるが、通常は数秒ないし数分の範囲
である。このようにして、溶融金属を圧入したのち、冷
却し、金型から内容物を取シ出せば、金属−塩化ナトリ
ウム複合体が得られる。
次いで水好ましくは熱水によりその中の易水溶性塩を溶
かし出して除去する。これは、通常、水又は、熱湯中に
複合体を浸せきして行われる。この際、溶出を促進する
ために、かきまぜたり、振りまぜることもできる。
このようにして得られた多孔質金属体を乾燥したのち、
機械的又は静水圧的手段を用いて圧縮する。
この圧縮工程は、例えば万能試験機、静水圧機などを用
い、上方、下方又は上下両方向、あるいは上下左右方向
から、100〜500 K9 / caの圧力で均一に
圧縮することにより行われる。この圧縮によシ、多孔質
金属体は全体的に縮小され、気孔率及び気孔の孔径は小
さくなるが、気孔の連通状態はそのまま維持されるので
、使用目的にはなんら悪影響を及ぼずことはない゛。
したがって、本発明方法によれば、あらかじめ(イ)な
いし01工程で高い気孔率、例えば約70%又はそれ以
上の気孔率の多孔質金属体を形成させておき、次いでこ
れを圧縮することにより気孔率70係未満の任意の多孔
質金属体を製造することができる。寸だ、圧縮工程にお
いては全体的に圧縮するだけでなく、所要の部分のみ、
部分的に圧縮することもできる。このように、全体的又
は部分的な圧縮にもかかわらず、連通気孔の閉塞を生じ
ることなく任意に制御され外気孔率の連通した気孔をも
つ多孔質金属体が得られたことは、全く意外なことであ
った。
さらに、本発明方法によれば、多孔質金属体が全体的に
均一に圧縮されるため、その硬度を増大しうるという効
果も奏される。
本発明方法により得られる多孔質金属体は、連通した気
孔を有するものであるから、インキを吸蔵させた印字体
、例えば筆記具、タイブラーイタ−活字、印判など、石
油ストーブの溶芯や燃焼補助カバー、潤滑剤を含浸させ
た軸受、ガス抜き金型等として、またその遮断性を利用
して防音材その他の建築材料等として広く使用すること
ができる。
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 パ 平均粒径50μmの塩化す) l)ラム粉末を、ラバー
プレスにより径100朋、長さ100mmの円柱状に予
備成形したのち、黒鉛製容器に装入し、電気炉中で78
0℃において4時間加熱し、径95朋、長さ96朋の円
柱状塩化す) IJウム焼結体を得た。
次いで、この焼結体を鋳鉄製容器に移し、500℃に加
熱したのち、12%5i−At合金を40に9/cdの
圧力で圧入し、A7合金−塩抜合体を製造した。この複
合体から厚さ811Ilの円板状試片10個をスライス
し、旋盤仕上げしたのち、流水中で3時間、超音波洗浄
し、続いて30分間真空脱気し、さらに30分間超音波
再洗浄することにより完全に塩を溶解除去し、乾燥する
このようにして、気孔率68〜70%の連通気孔を有す
る多孔質At合金が得られた。
次に、この試料を万能試験機にょシ、100 K9 、
/crfl、200 K9 / ct4.300に9/
ctd、400に9/l:d及び500に9/adの各
圧力で圧縮した。この際の圧力と気孔率との関係をグラ
フとして第1図に示す。
このグラフから明らかなように、圧縮の際の圧力と得ら
れる多孔質金属体の気孔率との間には、はぼ一定した相
関関係があるので、圧力を加減することにより、気孔率
を任意に制御することができる。
実施例2 平均粒径300μmの塩化バリウム粉末を径3゜朋、深
さ11001Lのくほみをもp−黒鉛製鋳型内にタップ
充填し、大気中、950 ℃で3時間加熱することによ
り、径291+ll、長さ97順の円柱状塩化バリウム
焼結体を製造した。次いで、これをステンレス鋼製金型
に装入し、850℃に予熱したのち、溶融したOu −
30% Zn 合金を30 K9/ cniのプレス圧
力により圧入し、銅合金−塩化バリウム複合体を得た。
この試料を約10關の厚さにスライスし、水洗、真空脱
気、超音波洗浄を繰り返すことによシ完全に塩分を除去
(またのち、乾燥した。このようにして、気孔率65〜
67係の連通気孔を有する多孔質銅合金が得られた。
次に、これを200〜1000に9/cnLの間で圧力
を変えて実施例1と同様にして圧縮した。この際の圧力
と気孔率との関係をグラフとして第2図に示す。
このようにして得た多孔質銅合金の一方の側から他方の
側へ向って空気を圧入したところ、空気は完全に通過し
、この多孔質銅合金を連通した気孔を有することが分っ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明方法における圧縮の際の圧
力と得られる多孔質金属体の気孔率との関係を示すグラ
フである。 特許出願人 工業技術院長 川 1)裕 部(外1名) 復代理人 阿 形 明 第1図 、圧力(k(]/Cmす J!E−7!7(kg/c酢)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 J(イ)金型に、粒径10〜150μmの範囲内にある
    易水溶性塩粉末を充填する工程、 (ロ) この易水溶性塩粉末を充填した金型を加熱して
    その中の易水溶性塩粉末を焼結する工程、 (ハ) このようにして得た名水溶性塩焼結体を予熱し
    、これに溶融金属を圧入する工程、に)溶融金属を冷却
    固化する工程、 (ホ)易水溶性塩を洗浄除去し多孔質金属体を得る・工
    程、及び (へ)このようにして得た多孔質金属体を機械的又は静
    水圧的に圧縮し、−よシ縮小された孔径をもつ多孔質金
    属体とする工程 から成る多孔質金属体の製造方法。
JP1205184A 1984-01-27 1984-01-27 多孔質金属体の製造方法 Granted JPS60159136A (ja)

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GB08501351A GB2154252B (en) 1984-01-27 1985-01-18 A method for the preparation of a spongy metallic body
DE19853502504 DE3502504A1 (de) 1984-01-27 1985-01-25 Verfahren zur herstellung eines schwammartigen metallformkoerpers

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7503542B2 (en) * 2005-08-24 2009-03-17 Uratanishoji Kabushiki Kaisha (Japan Corporation) Removable marking device for a mold
CN105382245A (zh) * 2015-11-19 2016-03-09 山西振华创新科技有限公司 用于制作多孔金属的填充料及该填充料的填充方法
WO2023281841A1 (ja) * 2021-07-05 2023-01-12 住友電気工業株式会社 金属多孔体の製造方法及び金属多孔体

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WO2023281841A1 (ja) * 2021-07-05 2023-01-12 住友電気工業株式会社 金属多孔体の製造方法及び金属多孔体

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