JPS63144174A - 熱間加圧成形品の製造方法 - Google Patents
熱間加圧成形品の製造方法Info
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- JPS63144174A JPS63144174A JP61290288A JP29028886A JPS63144174A JP S63144174 A JPS63144174 A JP S63144174A JP 61290288 A JP61290288 A JP 61290288A JP 29028886 A JP29028886 A JP 29028886A JP S63144174 A JPS63144174 A JP S63144174A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
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）
本発明は熱間加圧成形品の製造方法、特にはボロンナイ
トライドのような熱膨張係数の小さい物質を黒鉛金型を
用いて熱間加圧成形する際において黒鉛金型の破壊を防
止して成形品を高い生産性で生産することができる熱間
加圧成形品の製造方法に関するものである。
トライドのような熱膨張係数の小さい物質を黒鉛金型を
用いて熱間加圧成形する際において黒鉛金型の破壊を防
止して成形品を高い生産性で生産することができる熱間
加圧成形品の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
一般に焼結し難い粉末の成形、例えば超硬合金ダイスや
超耐熱材料の成形は熱と圧力を同時に加えて粉末を金型
内で熱間加圧成形法（以下ホットプレス法と略記する）
で行なわれており、この成形が１．５００℃以上の高温
で行なわれる場合にはこの金型は黒鉛で作られたものと
される。
超耐熱材料の成形は熱と圧力を同時に加えて粉末を金型
内で熱間加圧成形法（以下ホットプレス法と略記する）
で行なわれており、この成形が１．５００℃以上の高温
で行なわれる場合にはこの金型は黒鉛で作られたものと
される。
しかして、このホットプレス法で作られた成形品は常圧
焼結法で作られた成形品にくらべてコスト高となるので
、この実施については１バッチ当りの生産量を多くする
ために粉末をできるだけ多く仕込むことが好ましいので
あるが、金型を形成している黒鉛の熱膨張係数が３〜７
×１０“′／℃程度であり、成形品の熱膨張係数がこれ
より小さいか、負であるときには成形終了時にこれをそ
のまま冷却すると、この熱膨張係数の差による内部応力
によって金型が破壊されるので、熱膨張係数の小さい粉
末を使用する場合には金型への粉体の仕込み量を少なく
することが必要とされる。
焼結法で作られた成形品にくらべてコスト高となるので
、この実施については１バッチ当りの生産量を多くする
ために粉末をできるだけ多く仕込むことが好ましいので
あるが、金型を形成している黒鉛の熱膨張係数が３〜７
×１０“′／℃程度であり、成形品の熱膨張係数がこれ
より小さいか、負であるときには成形終了時にこれをそ
のまま冷却すると、この熱膨張係数の差による内部応力
によって金型が破壊されるので、熱膨張係数の小さい粉
末を使用する場合には金型への粉体の仕込み量を少なく
することが必要とされる。
そのため、熱膨張係数の小さい粉末をホットプレス法で
成形するときには成形品の大きさにくらべて金型を大き
いものとするか、金型への粉末の仕込量を少なくすると
いう方法が採られており、例えばボロンナイトライドの
ような粉末をホットプレス法で成形する場合にはボロン
ナイトライド成形体の熱膨張係数がこＮに使用するバイ
ンダーの種類にもよるけれども＋２．０〜−１．５Ｘ１
０−“７℃となり、これが黒鉛金型の熱膨張係数である
３〜７ Ｘ １０−”／”Ｃにくらべて小さいのでホッ
トプレス後の冷却時に金型内に内部応力が発生して金型
が破壊されることが多く、この対策が求められている。
成形するときには成形品の大きさにくらべて金型を大き
いものとするか、金型への粉末の仕込量を少なくすると
いう方法が採られており、例えばボロンナイトライドの
ような粉末をホットプレス法で成形する場合にはボロン
ナイトライド成形体の熱膨張係数がこＮに使用するバイ
ンダーの種類にもよるけれども＋２．０〜−１．５Ｘ１
０−“７℃となり、これが黒鉛金型の熱膨張係数である
３〜７ Ｘ １０−”／”Ｃにくらべて小さいのでホッ
トプレス後の冷却時に金型内に内部応力が発生して金型
が破壊されることが多く、この対策が求められている。
（発明の構成）
本発明はこのような不利を伴わないホットプレス法によ
る成形品の製造方法に関するものであり。
る成形品の製造方法に関するものであり。
これは熱膨張係数が黒鉛よりも小さい物質を黒鉛金型を
用いて熱間加圧作成したのち、成形品を減圧下、熱時に
黒鉛金型から分離することを特徴とするものである。
用いて熱間加圧作成したのち、成形品を減圧下、熱時に
黒鉛金型から分離することを特徴とするものである。
すなわち、本発明者らはホットプレス法における金型破
壊の不利を解決する方法について種々検討した結果、ホ
ットプレス成形法の実施に当って成形品が黒鉛金型より
も熱膨張係数の小さいものである場合には加熱加圧して
ホットプレスした後。
壊の不利を解決する方法について種々検討した結果、ホ
ットプレス成形法の実施に当って成形品が黒鉛金型より
も熱膨張係数の小さいものである場合には加熱加圧して
ホットプレスした後。
成形品が未だ熱時状態にあるうちにこれを黒鉛金型から
分離し、ついでこれを冷却するようにすれば黒鉛金型に
はこの熱膨張係数の差による内部応力が作用することが
なくなるので金型が破壊されることがなくなるというこ
とを見出し、この成形品と黒鉛金型との分離方法、分離
する時機などについての研究を進めて本発明を完成させ
た。
分離し、ついでこれを冷却するようにすれば黒鉛金型に
はこの熱膨張係数の差による内部応力が作用することが
なくなるので金型が破壊されることがなくなるというこ
とを見出し、この成形品と黒鉛金型との分離方法、分離
する時機などについての研究を進めて本発明を完成させ
た。
つぎに本発明の方法を添付の図面にもとづいて説明する
が、第１図はホットプレス成形法に使用される黒鉛金型
の縦断面図、第２図はホットプレス成形法における各部
材の配置を示す平面図を例示したものである０本発明の
方法は第１図に示した黒鉛金型上を使用するのであるが
、これは外筒２、内筒３の中に下パンチ４、上パンチ５
を備えたものであり、この上下パンチ・４，５の間の原
料粉収納庫６に成形用の原料粉が充填されるようになっ
ている。しかして、このホットプレス装置は第２図に示
されているように外部気密箱１１の加熱室１２の中に成
形すべき成形用粉末を充填した黒鉛金型上を収容し、系
内を減圧しこＮを窒素ガス置換したのち、ワークコイル
１３．断熱材壁１４とからなる加熱器１５で所定温度に
まで加熱すると共に、上プレス１６、下プレス１７を用
いてプレス受１８の上で黒鉛金型上を加圧し、所定時間
加熱加圧状態に保持してホットプレス成形をしたのち、
加熱を中止して冷却するのであるが、冷却が完了してか
ら金型を取り出すと、成形体と金型との熱膨張係数が相
違する場合にはその内部応力によって金型が破壊される
ということになる。
が、第１図はホットプレス成形法に使用される黒鉛金型
の縦断面図、第２図はホットプレス成形法における各部
材の配置を示す平面図を例示したものである０本発明の
方法は第１図に示した黒鉛金型上を使用するのであるが
、これは外筒２、内筒３の中に下パンチ４、上パンチ５
を備えたものであり、この上下パンチ・４，５の間の原
料粉収納庫６に成形用の原料粉が充填されるようになっ
ている。しかして、このホットプレス装置は第２図に示
されているように外部気密箱１１の加熱室１２の中に成
形すべき成形用粉末を充填した黒鉛金型上を収容し、系
内を減圧しこＮを窒素ガス置換したのち、ワークコイル
１３．断熱材壁１４とからなる加熱器１５で所定温度に
まで加熱すると共に、上プレス１６、下プレス１７を用
いてプレス受１８の上で黒鉛金型上を加圧し、所定時間
加熱加圧状態に保持してホットプレス成形をしたのち、
加熱を中止して冷却するのであるが、冷却が完了してか
ら金型を取り出すと、成形体と金型との熱膨張係数が相
違する場合にはその内部応力によって金型が破壊される
ということになる。
本発明の方法はこのような不利を避けるために上記にお
ける加熱加圧によるホットプレス終了後、直ちにあるい
は金型温度が所定温度以上にあるときに未だ熱時にある
成形品と分離するものであるが、この分離は例えばホッ
トプレス終了後にプレス受１８をそのまＮの位置に止め
て下プレス１７だけを押し下げると共に上プレス１６も
黒鉛金型上中の原料粉収納庫６が金型よの外筒から外れ
る位置まで下がるように下降させればよく、成形体と黒
鉛金型はこの状態で常温まで冷却するのであるが、これ
によれば成形体が黒鉛金型上の外筒２と離れたものとな
るので内部応力によって金型が破壊されることが防止さ
れる。なお、この装置ではこのような処理をするために
プレス受１８の内径を黒鉛金型上の下パンチ４の直径以
上であるが金型上の外筒２の外径よりも小さいものとし
て、このプレス受１８で外筒２を受けとめるように設計
しておくことがよいが、これは−例でありこれはもちろ
んパンチを固定し金型を動かすことによって成形体を取
り出すようにしてもよい。
ける加熱加圧によるホットプレス終了後、直ちにあるい
は金型温度が所定温度以上にあるときに未だ熱時にある
成形品と分離するものであるが、この分離は例えばホッ
トプレス終了後にプレス受１８をそのまＮの位置に止め
て下プレス１７だけを押し下げると共に上プレス１６も
黒鉛金型上中の原料粉収納庫６が金型よの外筒から外れ
る位置まで下がるように下降させればよく、成形体と黒
鉛金型はこの状態で常温まで冷却するのであるが、これ
によれば成形体が黒鉛金型上の外筒２と離れたものとな
るので内部応力によって金型が破壊されることが防止さ
れる。なお、この装置ではこのような処理をするために
プレス受１８の内径を黒鉛金型上の下パンチ４の直径以
上であるが金型上の外筒２の外径よりも小さいものとし
て、このプレス受１８で外筒２を受けとめるように設計
しておくことがよいが、これは−例でありこれはもちろ
んパンチを固定し金型を動かすことによって成形体を取
り出すようにしてもよい。
本発明の方法は上記したようにホットプレス終了後直ち
にまたは金型温度が所定温度以上にあるときにこの成形
品を金型から分離するのであるが。
にまたは金型温度が所定温度以上にあるときにこの成形
品を金型から分離するのであるが。
この分離は成形品と黒鉛金型との熱膨張係数の差によっ
て冷却時に金型に内部応力が加わる前に行なわなければ
ならないので成形品と金型が未だ熱時にあるときに行な
う必要がある。したがってこの分離はホットプレス終了
後直ちに行なうのがよいが、このホットプレス成形が通
常は１，６００〜２，４００”Ｃ，５０〜３００ｋｇ／
ａ＃（７）高温高圧で行なわれるので、これは若干冷却
された後であっても熱膨張係数の差による内部応力が小
さいうちに行なえばよい。しかし、２，４００℃以上で
は黒鉛金型が分解し始めるし、ＳＯＯ℃以下とすると黒
鉛の強度低下が生じてくるので、これは８００〜２，４
００℃の範囲とすることがよく、またこの圧力について
は３００１Ｃｇ／ａ１以上では黒鉛金型の破壊が生じ易
くなるので３００ｋｇ／ａｊ１以下とすことがよい。
て冷却時に金型に内部応力が加わる前に行なわなければ
ならないので成形品と金型が未だ熱時にあるときに行な
う必要がある。したがってこの分離はホットプレス終了
後直ちに行なうのがよいが、このホットプレス成形が通
常は１，６００〜２，４００”Ｃ，５０〜３００ｋｇ／
ａ＃（７）高温高圧で行なわれるので、これは若干冷却
された後であっても熱膨張係数の差による内部応力が小
さいうちに行なえばよい。しかし、２，４００℃以上で
は黒鉛金型が分解し始めるし、ＳＯＯ℃以下とすると黒
鉛の強度低下が生じてくるので、これは８００〜２，４
００℃の範囲とすることがよく、またこの圧力について
は３００１Ｃｇ／ａ１以上では黒鉛金型の破壊が生じ易
くなるので３００ｋｇ／ａｊ１以下とすことがよい。
本発明の方法によるホットプレス成形品の製造は上記し
たように熱膨張係数が黒鉛にくらべて小さい物質をホッ
トプレスで成形したのち、この成形品を熱時に黒鉛金型
から分離するものであるが。
たように熱膨張係数が黒鉛にくらべて小さい物質をホッ
トプレスで成形したのち、この成形品を熱時に黒鉛金型
から分離するものであるが。
これによれば冷却時に黒鉛金型に加わる応力負荷がなく
なって金型の破壊がなくなるので、従来金型保護のため
に行なわれていた金型に対する原料粉末仕込み量の減少
という方法を採る必要がなくなり、金型には限度一杯に
原料粉末を仕込むことができ、したがって成形品の生産
量をあげて生産コストを下げることができるし、黒鉛金
型の寿命を長く、することができ、黒鉛金型の設計安全
率を下げることもできるが、さらには従来熱膨張係数が
低いためにホットプレス加工することができなかった１
例えば純ボロンナイトライド、リチア−、アルミナ、シ
リカ混合体などをホットプレス成形で成形品することが
できるという有利性が与えられる。
なって金型の破壊がなくなるので、従来金型保護のため
に行なわれていた金型に対する原料粉末仕込み量の減少
という方法を採る必要がなくなり、金型には限度一杯に
原料粉末を仕込むことができ、したがって成形品の生産
量をあげて生産コストを下げることができるし、黒鉛金
型の寿命を長く、することができ、黒鉛金型の設計安全
率を下げることもできるが、さらには従来熱膨張係数が
低いためにホットプレス加工することができなかった１
例えば純ボロンナイトライド、リチア−、アルミナ、シ
リカ混合体などをホットプレス成形で成形品することが
できるという有利性が与えられる。
つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例１〜５．比較例１〜３
内径１００■φ、外径２００ｍφで内部保護のために二
重とした外筒と内筒を備えた第１図に示したような高さ
２５０ｍの金型を、熱膨張係数が４ Ｘ １０−’／”
Ｃである黒鉛で作り、これにボールミル中でボロンナイ
トロイド、またはボロンナイトロイドに第１表に示した
量の無水はう酸あるいは無水はう酸と酸化カルシウムを
添加したものを１６時間混合して得た平均粒径が１．０
１μｍのボロンナイトライドを含有する成形用粉体１ｋ
ｇを充填した。
重とした外筒と内筒を備えた第１図に示したような高さ
２５０ｍの金型を、熱膨張係数が４ Ｘ １０−’／”
Ｃである黒鉛で作り、これにボールミル中でボロンナイ
トロイド、またはボロンナイトロイドに第１表に示した
量の無水はう酸あるいは無水はう酸と酸化カルシウムを
添加したものを１６時間混合して得た平均粒径が１．０
１μｍのボロンナイトライドを含有する成形用粉体１ｋ
ｇを充填した。
ついでこの黒鉛金型を第２図に示したようなホットプレ
ス装置内に収容し、内部を１×１０°３トルにまで減圧
し窒素ガス置換してから、１，９００℃にまで加熱する
と共に１５０ｋｇ／ａｄに・まで加圧してこの加熱加圧
を３０分間維持して成形用粉体をホットプレス成形する
（以下これをＡ工程と略記する）か、２，４００℃、１
２０ｋｇ／ａＪでの加熱加圧を５分間としてホットプレ
ス成形した（以下これをＢ工程と略記する）のち、直ち
にあるいは放冷によって金型温度、成形体の温度が第１
表に示した温度になったときに第１表に示したように減
圧してから下プレス、上プレスを押し下げて黒鉛金型の
外筒をプレス受けで受は止めると共に黒鉛金型内の成形
品を黒鉛金型の外筒から外れるところまで押し下げ、こ
の状態で室温まで冷却して成形品を取り出したところ、
第１表に示したとおりの密度をもつ成形品かえられ、こ
のものの熱膨張係数を測定したところ、このものは第１
表に示したように黒鉛とは相違するものであったが、こ
の黒鉛金型には異常が全く認められなかった。
ス装置内に収容し、内部を１×１０°３トルにまで減圧
し窒素ガス置換してから、１，９００℃にまで加熱する
と共に１５０ｋｇ／ａｄに・まで加圧してこの加熱加圧
を３０分間維持して成形用粉体をホットプレス成形する
（以下これをＡ工程と略記する）か、２，４００℃、１
２０ｋｇ／ａＪでの加熱加圧を５分間としてホットプレ
ス成形した（以下これをＢ工程と略記する）のち、直ち
にあるいは放冷によって金型温度、成形体の温度が第１
表に示した温度になったときに第１表に示したように減
圧してから下プレス、上プレスを押し下げて黒鉛金型の
外筒をプレス受けで受は止めると共に黒鉛金型内の成形
品を黒鉛金型の外筒から外れるところまで押し下げ、こ
の状態で室温まで冷却して成形品を取り出したところ、
第１表に示したとおりの密度をもつ成形品かえられ、こ
のものの熱膨張係数を測定したところ、このものは第１
表に示したように黒鉛とは相違するものであったが、こ
の黒鉛金型には異常が全く認められなかった。
しかし、比較のために上記におけるＡ工程、Ｂ工程のホ
ットプレス成形後にそのま＼室温にまで放冷してから成
形品を取り出したところ、第１表に示したとおりの密度
゛、熱膨張係数をもつ成形品が得られたが黒鉛金型は成
形前のぬき取りと同時に内、外筒がわれで破壊した。
ットプレス成形後にそのま＼室温にまで放冷してから成
形品を取り出したところ、第１表に示したとおりの密度
゛、熱膨張係数をもつ成形品が得られたが黒鉛金型は成
形前のぬき取りと同時に内、外筒がわれで破壊した。
第１図は、本発明の方法に使用される黒鉛金型の一例の
縦断面図、第２図は、本発明の方法における各部材の配
置例を示す平面図である。 図中の符号： １・・・黒鉛金型 ２・・・外筒 ３・・・内筒 ４・・・下バンチ５・・・上バ
ンチ １１・・・外部気密箱１２・・・加熱室
１３・・・ワークコイル１５・・・加熱器
１６．１７・・・プレス特許出願人 信越化学工業株式
会社 第１ 因 第２図
縦断面図、第２図は、本発明の方法における各部材の配
置例を示す平面図である。 図中の符号： １・・・黒鉛金型 ２・・・外筒 ３・・・内筒 ４・・・下バンチ５・・・上バ
ンチ １１・・・外部気密箱１２・・・加熱室
１３・・・ワークコイル１５・・・加熱器
１６．１７・・・プレス特許出願人 信越化学工業株式
会社 第１ 因 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、熱膨張係数が黒鉛にくらべて小さい物質を黒鉛金型
を用いて熱間加圧成形したのち、成形品を減圧下、熱時
に黒鉛金型から分離することを特徴とする熱間加圧成形
品の製造方法。 ２、黒鉛金型から分離するときの成形品の温度が８００
〜２，４００℃である特許請求の範囲第１項記載の熱間
加圧成形品の製造方法。 ３、成形品がヘキサゴナルボロンナイトライドを９０重
量％以上含有する物質から作られる特許請求の範囲第１
項記載の熱間加圧成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290288A JPS63144174A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 熱間加圧成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290288A JPS63144174A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 熱間加圧成形品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63144174A true JPS63144174A (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=17754200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61290288A Pending JPS63144174A (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 熱間加圧成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63144174A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010139420A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Toshiba Corp | 模擬燃料棒、模擬燃料棒集合体、および模擬燃料棒の製造方法 |
| CN105945278A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-09-21 | 泉州众志金刚石工具有限公司 | 一种金刚石刀具模及其拆装模方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4997005A (ja) * | 1972-12-21 | 1974-09-13 | ||
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