JPS62247007A - アルミニウム合金焼結品の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金焼結品の製造方法

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JPS62247007A
JPS62247007A JP61091021A JP9102186A JPS62247007A JP S62247007 A JPS62247007 A JP S62247007A JP 61091021 A JP61091021 A JP 61091021A JP 9102186 A JP9102186 A JP 9102186A JP S62247007 A JPS62247007 A JP S62247007A
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JP
Japan
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powder
billet
sintering
sintered
aluminum alloy
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Application number
JP61091021A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Inui
一幸 乾
Takao Mihara
三原 孝夫
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウム合金焼結品の製造方法に関する
〔従来の技術〕
ガスアトマイズ法等により得られたアルミニウム合金の
急冷凝固粉末を原料とするアルミニウム合金焼結品の製
造方法は、アルミニウム合金(以下、「アルミ合金」)
粉末を、軟化焼鈍および乾燥のために加熱処理する工程
、加熱された粉末を加圧成形機により高圧下刃(例えば
2000 kg / cIIl )で所定形状に加圧成
形する工程、およびその成形体を約350〜400℃で
焼結する工程、更にそれを約350〜400℃での熱間
押出加工(例えば面圧約8000 kg / cd、押
出速度:約Long/秒)に付し、断面積比:約10以
上の強化加工を加える工程からなり、その熱間押出加工
品に機械加工を施すことにより目的とする形状・サイズ
の部品に仕上げられる。
上記製造工程において、粉末の加圧成形体を焼結したの
ち、更に熱間押出加工を行うのは、粉末同士の焼結を完
全ならしめるためである。すなわち、アルミ合金粉末の
表面は強固な酸化皮膜(Azzo3)で被われているの
で、単にその粉末を加圧成形して焼結するだけでは、十
分に粉末同士を結合させることができない。そこで、更
に熱間押出加工に付し、断面積比で約10以上の強加工
を加え、粉末に圧縮と剪断力を作用させて酸化皮膜を破
壊することにより、粉末同士の焼結を完全なものとする
のである。従って、熱間押出加工は、アルミ合金焼結品
の製造に欠くことのできない工程となっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように従来の製造方法における熱間押出加工工程
は、粉末同士を十分に焼結させるための不可欠の工程で
あるが、この工程は多大のエネルギを必要とするうえ、
その押出速度が極めて緩慢(例えば、10鰭/秒)であ
り、生産性が低く、製造コストが高くつくという欠点が
ある。また、焼結体は押出加工工程において、長時間高
温度(約350〜400℃)に加熱保持されるため、焼
結体内の粒成長・粗大化による材質の低下が生じないよ
うに厳密な条件制御が必要である。
本発明は、アルミ合金焼結品の製造における上記問題点
を解決するための改良された製造方法を提供しようとす
るものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明に係
るアルミ合金焼結品の製造方法は、アルミニウム合金の
急冷凝固粉末を不活性雰囲気中で加熱処理したのち、加
圧成形および焼結を行ってビレットを得、ついで該ビレ
ソトヲロール加工に付し、焼結温度にてロール間を複数
回パスさせることにより、粉末の酸化皮膜を破壊すると
共に粉末同士を焼結せしめることを特徴とする。
本発明方法を、第1図を参照して説明すると、(30)
は加熱処理装置、(50)は粉末の加圧成形・焼結装置
、(60)は熱間ロール加工装置である。なお、加熱処
理装置(30)は、アルミ合金粉末の加熱処理中の発火
・爆発等を防止するため、不活性雰囲気(真空、アルゴ
ンガス、窒素ガス等)のチャンバ(10)内に納置され
ている。
ガスアトマイズ法等により得られた原料粉末であるアル
ミ合金の急冷凝固粉末(P)は、供給バット(20)か
らチャンバ(10)内の加熱装置(30)に供給される
。この加熱処理は、原料粉末の十分な乾燥と併せて粉末
を焼鈍・軟化させることにより、その後の粉末の成形・
焼結工程における成形性を高めるための工程であり、好
ましくは250〜350℃にて行う。
加熱処理された粉末(P)はチャンバ(lO)から大気
中に取り出され、所定の形状・サイズのビレットに成形
・焼結される。この成形・焼結工程は、粉末を所定の形
状に加圧する工程と焼結する工程とを同一工程で行う方
法、または加圧成形と焼結とを別の工程で行う方法のい
ずれであってもよく、例えばホットプレス法により、粉
末を型の中に充填し、加圧下に焼結する方法、または−
軸プレス、ラバープレス、冷間静水圧加圧成形等により
所定の形状・サイズに加圧成形したのち、その成形体を
常圧(ないしは非加圧下)に焼結する方法、あるいはそ
の成形体を熱間静水圧加圧焼結法により加圧下に焼結す
る方法等、適宜の方法により行えばよい。
上記の成形・焼結工程を経て得られるビレットは、原料
粉末の表面が酸化皮膜に被われているので、焼結工程を
経たとはいえ、粉末同士の結合は不十分である。
ついで、このビレットは熱間ロール加工装置(60)に
供され圧延加工をうける。この熱間での圧延加工により
ビレットの全体にわたって比較的均一な圧縮および剪断
力が加わる。ビレット内のアルミ合金粉末は、この圧縮
・剪断力の作用により、変形を伴って表面の酸化皮膜が
破壊され、粉末同士の焼結が進む。
この熱間ロール加工による酸化皮膜の破壊を効果的に行
わせるには、ロール加工の前後におけるビレットの断面
積比を10以上とすることが好ましい。また、この加工
を1回のパスで行うと、ビレットにクランク等が生じる
おそれがあるので、複数のパス回数に分けて行うべきで
あり、好ましくはパス回数を3回以上とし、1パス当た
りの断面積比を約2.15以下とする。加工速度は特に
限定しないが、50〜1000+u/秒以上の速度でロ
ール間を通過させてよい。なお、この加工志度は、30
0〜500℃程度に設定すればよい。
上記の熱間ロール加工により粉末の焼結を達成し、つい
で適宜の機械加工を加えることにより目的とする形状・
サイズの焼結晶に仕上げられる。
〔実施例〕
第1図において、加熱処理装置(30)は、ベルトコン
ベア(31)とその上方に配置された赤外線ヒータ(3
2)とからなる。原料粉末供給バット(20)のコック
(21)を開いてバット(20)内の粉末をチャンバ(
10)内のコンベア(31)の左端部に落下させ、コン
ベアの走行下に赤外線ヒータ(32)にて加熱すること
により焼鈍と乾燥を行い、コンベア(31)の右端部か
ら落下させてその直下のバット(40)に貯留する。バ
ット(40)に貯留した粉末(P)をチャンバ(10)
の外に取出し、焼結装! (50)に移送する。
焼結装置(50)は、−軸プレス装置(51)と、熱間
静水圧加圧焼結装置(54)とからなり、まず−軸ブレ
ス装置(51)の金型(52)内に所定量の粉末(P)
を充填し、上方からパンチ棒(53)を油圧により降下
させて金型(52)内で加圧成形する。
ついで、その成形体を熱間静水圧加圧焼結装置(54)
の圧力容器(55)内に装入し、ヒータ(56)による
加熱下に、該容器内部(57)に加圧媒体を圧入し、所
定時間保持してビレットを得る。
更に、そのビレット(B)を熱間ロール加工装置(60
)に送給し、複数対の圧延ロール(61,61)に連続
的にパスさせることにより粉末の酸化皮膜を破壊し焼結
を達成する。図では、3対のロールを示しているが、本
実施例では、5対のロールを使用し、パス回数5回のロ
ール加工を行った。
(11原料粉末 ガスアトマイズ法によるAj!20Si急冷凝固粉末。
粒径:45μm以下 (2)加熱処理=300〜350 ’c X30分(3
)−軸ブレスによる加圧成形 加圧カニ 2000 kg / cni成形体:直径1
00龍の円柱体 (4)熱間静水圧加圧焼結 加圧カニ 2000 kg / C[J温度:425℃ 保持時間:1時間 (5)熱間ロール加工: ロール径:300璽1φ カリバー径: 第1パス90mφ (断面積比: 1.23)第2パス
75龍φ (断面積比: 1.44)第3パス50龍φ
 (断面積比: 2.25>第4パス40關φ (断面
積比: 1.56)第5パス3011φ (断面積比:
 1.7B)ロール加工前後の断面積比: 11.1加
工温度=450℃ 圧延加工速度:100〜1501m/秒得られた製品ビ
レットから試験片を採取し、機械試験を行い、次の結果
を得た。
引張強さ: 42.6kg/龍2 耐   カニ32.Okg/m*” ヤング率: 7500kg/鶴2 伸   び:4.9  % 絞   リ :9.5  % 因に、加熱処理した粉末を一軸プレス(加圧力2000
 kg / crA )により加圧成形し、その成形体
を熱間静水圧加圧焼結(加圧力2000 kg / c
A X 425°C91時間保持)して得られるビレッ
トの機械的性質は、 引張強さ:21.Okg/龍2 ヤング率: 6200 kg / s* ”伸   び
=0.8 % 絞   リ :0,8  % と極めて低いレベルにとどまっている。これは、粉末の
酸化皮膜により粉末の焼結が妨げられているからである
。ごれに対し、本発明方法により得られる焼結晶の上記
機械的性質は、次の比較例における試験結果との対比か
ら明らかなように、熱間押出加工工程を経て得られる従
来材のそれと同等のレベルにある。このことから、本発
明方法によれば、従来法における熱間押出加工効果と同
等の酸化皮膜破壊効果が得られ、粉末同士の十分な焼結
を達成できることがわかる。
止較炎 前記実施例と同じアルミ合金粉末(A 6−203i)
を使用し、真空雰囲気で焼鈍・乾燥(300〜350°
C×30分)したのち、−軸プレス成形により円柱状成
形体(直径100龍φ)を得、その成形体を熱間静水圧
加圧焼結法により焼結し、ついで熱間押出加工に付して
製品ビレット(直径30寵φ)を得た。
+l)  −軸プレスによる加圧成形 加圧カニ 2000 kg / cr&成形体:直径1
00 +nφの円柱体 (2)熱間静水圧加圧焼結 加圧カニ 2000 kg / crA温度=425℃ 保持時間=1時間 (3)熱間押出加工 押出カニ 8000kg/ ctA (面圧)押出速度
:10龍/秒 加工温度:425°C 断面積比: 11.1 押出加工品から試験片を調製し、実施例と同様の機械試
験を行って得られた結果は次のとおりである。
耐   カニ32.Okg/議曙2 引張強さ;42.5kg/龍2 ヤング率ニア500kg/龍2 伸   び:4.9  % 絞   リ =9.5  % 〔発明の効果〕 本発明方法によれば、粉末の成形・焼結体を、従来の熱
間押出加工工程に代わる熱間ロール加工工程により十分
に焼結させ、健全なアルミ合金焼結品を得ることができ
る。
その熱間ロール加工速度は、熱間押出加工に比し、高速
度であり、複数対のロールを使用し、連続的にロール加
工を行うことにより高能率下に多量のビレットを処理す
ることができ、生産性にすぐれ、製造コストを太き(低
減することができる。
ま−た、比較的短時間に所定のロール加工を達成できる
ので、ビレット内の粒成長・粗大化等による材質劣化(
例えば、靭性の低下等)を回避し、良好な材質特性を保
証することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の処理工程の実施例を示す模式的説
明図である。 10:チャンバ、30:加熱処理装置、50:焼結装置
、5工:加圧成形装置、54:熱間静水圧加圧焼結装置
、60:熱間ロール加工装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルミニウム合金の急冷凝固粉末を不活性雰囲気
    中で加熱処理したのち、加圧成形および焼結を行ってビ
    レットを得、ついで該ビレットをロール加工に対し、焼
    結温度にてロール間を複数回パスさせることにより、粉
    末の酸化皮膜を破壊すると共に粉末同士を焼結せしめる
    ことを特徴とするアルミニウム合金焼結品の製造方法。
  2. (2)ロール加工において、ビレットのパス回数:3回
    以上、断面積比:10以上の加工を行う上記第1項に記
    載のアルミニウム合金焼結品の製造方法。
JP61091021A 1986-04-19 1986-04-19 アルミニウム合金焼結品の製造方法 Pending JPS62247007A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03158401A (ja) * 1989-11-15 1991-07-08 Kubota Corp 急冷凝固粉末の加熱方法
KR100289805B1 (ko) * 1998-04-06 2001-11-15 조성석 폐알루미늄및알루미늄스크랩박편및분말제조방법과이들분말의가압접촉가열에의한소결체제조방법
CN104001921A (zh) * 2014-06-04 2014-08-27 宁波恒基永昕粉末冶金有限公司 一种零件的粉末冶金制备方法

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