JPS62185805A - タングステン合金製高速飛翔体の製造方法 - 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】

［産業上の利用分野］ 本発明は延性に優れたタングステン合成製拘束飛翔体（
以下飛翔体と称する）のｇｌ造方法に関するものである
。 ［従来の技術］ 飛翔体は高比重でありながら、高い強度と高い延性を有
することを要求される。通常上記用途に対してはタング
ステン−ニッケルー鉄を使用することが試みられている
が、比重が高ければ高い程、高い運動エネルギーが得ら
れる利点がある。

【発明が解釈しようとする間邂点】

組成的にタングステンが多くなると、結合相の量が少な
（なり、材料特性上は脱化が者しくなり、飛翔体自身が
破壊し、充分貫徹することが出来な（なる。 したがって好ましい飛翔体としては比重１６以上、すな
わち組成的にはＷｆｉが８５％以上で残部がニッケルと
鉄であり、かつ高い靭性を有することが必要なのである
。タングステン−ニアケル−鉄合金の場合、圧粉体を水
素中で液相焼結する際に成域される水素の残存、ならび
に原料粉末中に浸入する燐や硫黄等の微量不純物が冷却
中に粒界に析出する等が延性を低下させる原因になるこ
とが知られている。 ［問題点を解決するための手段Ｊ 発明者は、残存する水素の除去、ならびに燐や硫黄等の
微量不純物の粒界への析出の防止、あるいは結合相中に
過飽和に固溶したタングステンがニッケルや鉄との化合
物となって析出して材料を脆化する等の開運について、
種々検討した結果、本合金に関してその熱処理の効果が
表面と内部において、有意差を生じることを発見した。 即ち、内部においては、表面で得られる延性に比較して
劣るものであり、その材料の最良の条件で貫徹されるこ
とが困難であることが明らかになった。つまり本合金が
優れた貫徹力を有するためには、外心の表面において、
極めて高い延性を有することが要求されるのであって、
飛翔体表面に如何に延性を持たせるかが貫徹性能を左右
するものであることを発見したのである。そのために、
真空熱処理の直前に本合金物品を最終形状あるいはそれ
に近い形状にまで加工を行い、その後に真空中で加熱後
急冷処理を行うことにより、極めて高い貫徹能力が得ら
れるという知見を得たのである。 次に本発明の構成と効果については以下のとおりである
。原料粉末としては、タングステン、ニッケル、鉄の各
粉末を利用するが、比重を高く保つためにタングステン
の量は８５％以上であることが必要であり、かつ９７％
以上では液相を発生する結合相の量が少（、高密度化が
困難と。 なるうえ、材料の延性を確保するためにも９７％以下で
あることが必要である。ニッケルと鉄は焼結時液相を発
生し、高密度化を促進し、かつ材料の延性を高める目的
で添加され、その量は３％以下では上記の効果が発揮で
きず、１５％以上では材料の比重が確保できないので３
〜１５％とした。またニッケルと鉄の１的な関係として
は鉄が結合相全体に対して２０〜５０％程度が望ましく
、この理由は、この範囲でニッケルおよび鉄単体より融
点が十分に低下し、効果的な液相焼結が可能となるから
である。 各粉末の粒度は成形性、焼結性および材料の延性の観点
から１〜１０μ論程度が望ましい。 またニッケルと鉄の合金粉末と使用しても、液相焼結が
可能なので単体の粉末を使用する場合と同数の効果があ
る。 つぎに上記粉末を混合した後、１〜４Ｌｏｎ／ａｍ”の
静水圧下で圧縮する。　１ｔｏｎ／ａｍ”以下の圧力で
は、液相焼結を行っても２〜３％の気孔が残留するので
、延性が落ちるｍ　４ｔ／ａｍ”以上の圧力では成形体
の密度が高過ぎて、焼結時の昇温過程で気孔はほとんど
、いわゆるクローズドボアとなるため、水素による還元
や不純物除去が効果的に行えなくなる。また、材料の均
質性を高め、従って延性を高めるために通常の一軸圧縮
ではなく静水圧圧縮を行うことが望ましい。 つぎに圧粉体を水素気流の中で焼結するのが水素の露点
を０℃〜−６０℃の間に保つことが望ましい、これは圧
粉体のタングステン−タングステン粒界やタングステン
−マトリックス粒界に酸化物その他の不純物が存在する
と、液相焼結後の延性を着しく損なうためであり、通常
使用されている５〜２０℃程度の露点の水素雰囲気では
なく、０〜−６０℃の極めて低い露点の水素雰囲気中に
圧粉体をＭき、昇温過程を含む焼結工程中に、十分な還
元と不純物除去とを行うことにより材料の延性を高める
ことができるのである。０℃より高い露点の雰囲気では
上記の効果が充分でなく、また−６０℃以下に炉内雰囲
気を維持しても効果の程度は向上しないので焼結炉内の
水素の露点は０〜−６０℃とした。焼結炉の出口側の水
素の露点をこのＩＩＩＰｌに保つためには、勿論、入り
口側の水素の露点はさらに低く、たとえば−７０℃以下
に保つ必要があり、さらに、炉材、圧粉体の量、炉の形
状等を考慮して流入水素量も適宜選択する必要のあるこ
とは当然である。焼結はニッケルや鉄が少なくとも液相
を生じる温度で、かつ十分な合金化と緻密化が進行する
に必要な時間加熱することが強靭な材料を得るために必
要であり具体的には、少なくとも１４５０℃以上の温度
、３０分間以上の時間を必要とする。 つぎに焼結体を実質的に最終形状まで加工する０本工程
は次工程の熱処理にすｊいて飛翔体表面部の延性を高め
るために必須の工程であり、加工方法は切削や研削、ス
二一ノング等の塑性加工等いずれでもよく、またこれら
の組合わせでもよい、また実質的に最終形状までの加工
を行えば十分で、わずかな部分を熱処理後加工する場合
でも当然同様の効果がＭ待できるのである。 つぎに所望の延性をふ仔するために、得られた加工体に
さらに熱処理を施すことが必要である。焼結体中に固溶
した水素量が多いと材料の靭性を低下させるので、これ
を除去するために、加工体を真空中において７００〜１
４００℃の温度で２〜１０時１ｎｌ加熱保持し、かつそ
の後急冷することが必要なのである。冷却速度は、少な
（とも３００℃まで４０℃／分以上にする必要がある。 この上うな熱処理を施すことによって、上記のような材
料中の水素量の低減化のほかに、粒界や粒内への微量の
析出物の生成を防止することや、結合相中に過飽和に固
溶したタングステンの析出を防止することにより延性を
高めることが可能となるのであると考えられる。 ［発明の効果１ 以上述べたとおり、本発明の方法によれば飛翔体の表面
部の延性を者しく高めることができるので、優れた飛翔
体の製造が可能となるのである。以下実施例によりさら
に本発明の詳細な説明する。 ［実施例１ 平均粒径が各々、５．４．５．２、および６．０ミ゛ク
ロンのタングステン、ニッケルおよび鉄粉を９５％Ｗ−
３．５％Ｎｉ−１．５％Ｆｅ組成になるように配合し、
７セトンを適当量添加し、７２時間ボットミル中で混合
した。 混合粉をラバープレスで２０φＸ６０ｍｍの形状に成形
し、水素ガス中１４７０’Ｃで９０分間焼結した。 焼結後引張試験片にしたのち、真空中１２５０°Ｃで６
時間保持したのち、そのまま３００℃まで５０℃／ｍｉ
ｎの速度で急冷した。 比較のために上記と同様に得られた焼結体に同様の真空
熱処理を行ない、その後引張試験片に切削加工し、各々
の引張試験片の引張特性を第１表に示す、第１表から、
本発明品は、比較品に比較して、高い伸びが得られるこ
とがわかる。 本発明に基づき、飛翔体を製造し、性能試験を実施した
ところ、本発明品は比較品に比較して、約４０％の性能
向上が見られた。 １１ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タングステン８５〜９７％残部がニッケルと鉄の粉末か
   らなる混合粉末を圧粉し、ついで該圧粉体を液相焼結に
   より緻密化し、ついで該焼結体を実質的に最終形状に加
   工し、しかるのち該加工体を真空中において加熱後急冷
   する熱処理を施すことを特徴とする延性に優れたタング
   ステン合成製拘束飛翔体の製造方法。