JPS63186837A - 耐酸化性タングステン基焼結合金の製造方法 - Google Patents
耐酸化性タングステン基焼結合金の製造方法Info
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- JPS63186837A JPS63186837A JP2003387A JP2003387A JPS63186837A JP S63186837 A JPS63186837 A JP S63186837A JP 2003387 A JP2003387 A JP 2003387A JP 2003387 A JP2003387 A JP 2003387A JP S63186837 A JPS63186837 A JP S63186837A
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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、耐酸化性に優れたタングステン基焼結合金の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
タングステン（＠基焼結合金は熱膨張係数が小さく且つ
延性を有するため、セラミックと金属の接合緩衝材等と
して使用されている。
延性を有するため、セラミックと金属の接合緩衝材等と
して使用されている。
即ち、セラミックスと金属とは熱膨張係数が大きく異な
るため、両者をロウ付は接合すると接合個所近傍に歪が
残り、脆いセラミックが破壊する結果となる。この破壊
を防止する目的で、熱膨張係数がセラミックのそれに近
いＷｌＭＯ，％Ｗ基焼結合金を緩衝材として使用するこ
とが知られている（特開昭６１−１２７６７４号公報）
。
るため、両者をロウ付は接合すると接合個所近傍に歪が
残り、脆いセラミックが破壊する結果となる。この破壊
を防止する目的で、熱膨張係数がセラミックのそれに近
いＷｌＭＯ，％Ｗ基焼結合金を緩衝材として使用するこ
とが知られている（特開昭６１−１２７６７４号公報）
。
又Ｗ基焼結合金は、その高硬度と熱衝撃に耐える靭性を
利用して、ダイキャスト金型等の高温成型用部材として
の用途が知られている（特開昭４７−３３０１８号公報
）。
利用して、ダイキャスト金型等の高温成型用部材として
の用途が知られている（特開昭４７−３３０１８号公報
）。
しかし、従来のＷ基焼結合金は耐酸化性が低く、特に約
６００ Ｃ以上の温度では酸化が急激に進行する欠点が
あった。この為、接合緩衝材や高温成型用部材として十
分な信頼性ないし耐久性が得られなかった。特に、セラ
ミックと金属の複合体については高温酸化性雰囲気中で
の接合界面強度の信頼性を向上させることが強く望まれ
ており、この要望を満たしセラミックス−金属複合体の
用途を広げる為にも、接合緩衝材の耐酸化性の改善が急
務とされている。
６００ Ｃ以上の温度では酸化が急激に進行する欠点が
あった。この為、接合緩衝材や高温成型用部材として十
分な信頼性ないし耐久性が得られなかった。特に、セラ
ミックと金属の複合体については高温酸化性雰囲気中で
の接合界面強度の信頼性を向上させることが強く望まれ
ており、この要望を満たしセラミックス−金属複合体の
用途を広げる為にも、接合緩衝材の耐酸化性の改善が急
務とされている。
本発明は上記した従来の事情に鑑み、低熱膨張係数と十
分な延性を保持しながら、優れた耐酸化性を併せ持った
Ｗ基焼結合金を提供することを目的とする。
分な延性を保持しながら、優れた耐酸化性を併せ持った
Ｗ基焼結合金を提供することを目的とする。
本発明の耐酸化性Ｗ基焼結合金の製造方法は、８５〜９
５重量％のＷ粉末と、Ｎｉ ： Ｆｅの重量比が１：１
〜４：１である残部のＮｉ粉末及びＦｅ粉末とからなる
混合粉末の成形体を還元性雰囲気中においてＮｉ −Ｆ
ｅ相の溶融温度より２０ ｃ〜６ｏｃだけ高い温度で焼
結し、得られたＷ基焼結体に１４２０℃〜１５００ ｔ
：：の温度でクロムを拡散させることを特徴とする。
５重量％のＷ粉末と、Ｎｉ ： Ｆｅの重量比が１：１
〜４：１である残部のＮｉ粉末及びＦｅ粉末とからなる
混合粉末の成形体を還元性雰囲気中においてＮｉ −Ｆ
ｅ相の溶融温度より２０ ｃ〜６ｏｃだけ高い温度で焼
結し、得られたＷ基焼結体に１４２０℃〜１５００ ｔ
：：の温度でクロムを拡散させることを特徴とする。
クロムの拡散には各種の手段が考えられるが、少なくと
もＷ基焼結合金の表面層にクロムの拡散層を形成できれ
ば良い。簡単で有効な手段としてハ、例工ばクロム粉末
とアルミナ粉；４ｉ１ｆｌ：４〜９：１・好ましくは４
目の割合で混合した混合粉末中に焼結体を埋め込み、上
記１４２０ ｔｌｌ”〜１５００ Ｃの温度に加熱する
方法がある。
もＷ基焼結合金の表面層にクロムの拡散層を形成できれ
ば良い。簡単で有効な手段としてハ、例工ばクロム粉末
とアルミナ粉；４ｉ１ｆｌ：４〜９：１・好ましくは４
目の割合で混合した混合粉末中に焼結体を埋め込み、上
記１４２０ ｔｌｌ”〜１５００ Ｃの温度に加熱する
方法がある。
原料の混合粉末において、Ｗ含有量が８５重量％未満で
は焼結中に変形がおこり又合金の熱膨張係数が大きくな
る。Ｗ含有量が逆に９５重量％を超えるとＮｉ −Ｆｅ
バインダ一層が少なくなるので合金の延性が低下する。
は焼結中に変形がおこり又合金の熱膨張係数が大きくな
る。Ｗ含有量が逆に９５重量％を超えるとＮｉ −Ｆｅ
バインダ一層が少なくなるので合金の延性が低下する。
又、合金の延性については、Ｎｉ −Ｆｅの重量比が１
：１〜４：１の範囲内であれば望ましい延性が得られ、
この重量比が２：１のとき最大となる。尚、原料粉末中
には不可避的な不純物が含まれるが、例えば酸素は０．
０５重量％以下及び炭素は０．００５重量％以下含有さ
れても良い。
：１〜４：１の範囲内であれば望ましい延性が得られ、
この重量比が２：１のとき最大となる。尚、原料粉末中
には不可避的な不純物が含まれるが、例えば酸素は０．
０５重量％以下及び炭素は０．００５重量％以下含有さ
れても良い。
上記混合粉末は通常ｉ、ｏ〜１．５ ｔｏｎ７ｆｍの圧
力で型押しして、所望形状の成形体とする。成形体の焼
結は還元性雰囲気、好ましくは水素雰囲気中で行ない、
焼結温度はＮｉ −Ｆｅ相の溶融温度より２０℃〜６０
Ｃだけ高い温度範囲とする。焼結温度がこの範囲を超え
ると焼結中に変形が生じる為である。又、焼結時間は成
形体の形状により異なるが、Ｗ粒子径が２０〜Ｚｏｏ
７ｊｍとなるように設定することが好ましい。
力で型押しして、所望形状の成形体とする。成形体の焼
結は還元性雰囲気、好ましくは水素雰囲気中で行ない、
焼結温度はＮｉ −Ｆｅ相の溶融温度より２０℃〜６０
Ｃだけ高い温度範囲とする。焼結温度がこの範囲を超え
ると焼結中に変形が生じる為である。又、焼結時間は成
形体の形状により異なるが、Ｗ粒子径が２０〜Ｚｏｏ
７ｊｍとなるように設定することが好ましい。
上記の組成と焼結条件により、伸び率１０％以上の延性
を有する焼結体（合金）が得られる。
を有する焼結体（合金）が得られる。
得られた焼結体へのクロムの拡散は１４２０ ｃ〜１５
００ ｔｒの温度で実施する０処理温度が１４２０ ｔ
ｒ未満では焼結体中、特にＷ粒子中への拡散が遅く、十
分な耐酸化性が得られず、又１５００ ℃を超える七合
金の変形が著しくなるからである。クロム拡散層の厚さ
は処理温度と処理時間により制御することができ、例え
ば１４２０ ｃの温度で３０分間処理すると厚さ１簡の
クロム拡散層が形成される。
００ ｔｒの温度で実施する０処理温度が１４２０ ｔ
ｒ未満では焼結体中、特にＷ粒子中への拡散が遅く、十
分な耐酸化性が得られず、又１５００ ℃を超える七合
金の変形が著しくなるからである。クロム拡散層の厚さ
は処理温度と処理時間により制御することができ、例え
ば１４２０ ｃの温度で３０分間処理すると厚さ１簡の
クロム拡散層が形成される。
尚、上記したクロム粉末とアルミナ粉末を利用して拡散
を行なう方法においては、クロム粉末は均一な拡散を保
障するために１００メツシユ以下のものが好ましい。又
、アルミナ粉末はＷ基焼結合金とアルミナ粉末の焼付き
を防止するために用いるのであるから、他の安定なセラ
ミック粉末で代用することもできる。
を行なう方法においては、クロム粉末は均一な拡散を保
障するために１００メツシユ以下のものが好ましい。又
、アルミナ粉末はＷ基焼結合金とアルミナ粉末の焼付き
を防止するために用いるのであるから、他の安定なセラ
ミック粉末で代用することもできる。
１９１ ’＋９のＷ粉末と、６ｋｇのＮｉ粉末及び３Ｉ
ａｉのＦｅ粉末を、アトライターにて溶媒としてアルコ
ールを用いて５時間混合した。アルコールを真空除去し
た後の混合粉末の粒度は平均粒径２．２μｍであって、
炭素含有量が０．００３重量％及び酸素含有量が０．０
２重量％であった。
ａｉのＦｅ粉末を、アトライターにて溶媒としてアルコ
ールを用いて５時間混合した。アルコールを真空除去し
た後の混合粉末の粒度は平均粒径２．２μｍであって、
炭素含有量が０．００３重量％及び酸素含有量が０．０
２重量％であった。
この混合粉末に、メチレンクロライドに溶解したカンバ
ーを０．２重量％だけ混合した後、金型を用いて１１；
、）Ｖ偽で加圧して成形体を得た。次に、この成形体を
Ｎ 雰囲気中で５００Ｃで中焼してカンバーを除去した
後、水素焼結炉にて１４６０ ℃で３時間焼結した。得
られた焼結体は直径ＩＱｒｎｍ及び長さ５０醇であり、
Ｗ粒子の平均粒径は６０μｍであって、引張強度は６０
１１９／１１１１１１及び伸び率は２５％であった。こ
の焼結体の金属組織を第１図に１００倍の顕微誂写真で
示した。
ーを０．２重量％だけ混合した後、金型を用いて１１；
、）Ｖ偽で加圧して成形体を得た。次に、この成形体を
Ｎ 雰囲気中で５００Ｃで中焼してカンバーを除去した
後、水素焼結炉にて１４６０ ℃で３時間焼結した。得
られた焼結体は直径ＩＱｒｎｍ及び長さ５０醇であり、
Ｗ粒子の平均粒径は６０μｍであって、引張強度は６０
１１９／１１１１１１及び伸び率は２５％であった。こ
の焼結体の金属組織を第１図に１００倍の顕微誂写真で
示した。
次に、焼結体を直径９關及び厚さ５闘の円板状に切削加
工し、−３２５メツシユのクロム粉末２０ｇと一３２５
メツシュのアルミナ粉末５ｇとの混合粉米中に埋め込み
、水素焼結炉で１４６００で３０分間加熱処理した。得
られた焼結合金のＯｒ拡散層の金属組織を第２図に１０
０倍の顕微鏡写真で示した。
工し、−３２５メツシユのクロム粉末２０ｇと一３２５
メツシュのアルミナ粉末５ｇとの混合粉米中に埋め込み
、水素焼結炉で１４６００で３０分間加熱処理した。得
られた焼結合金のＯｒ拡散層の金属組織を第２図に１０
０倍の顕微鏡写真で示した。
Ｏｒ拡散層の厚さは約１間であり、その金属組織は第１
図の状態から大幅に変化しており、Ｎｉ−Ｆｅバインダ
ー相及びＷ粒子相にｃｒが均一に拡散していることが判
る。
図の状態から大幅に変化しており、Ｎｉ−Ｆｅバインダ
ー相及びＷ粒子相にｃｒが均一に拡散していることが判
る。
このようにして得られたＷ基焼結合金を、大気中におい
て温度を変えて加熱し、酸化増量を測定した。比較例と
して、焼結体のま−でＯｒ拡散処理を行なわない試料に
ついても同様にして酸化増量を測定した。結果を下表に
要約した。
て温度を変えて加熱し、酸化増量を測定した。比較例と
して、焼結体のま−でＯｒ拡散処理を行なわない試料に
ついても同様にして酸化増量を測定した。結果を下表に
要約した。
Ｏｒ拡散処理 本発明例 比較例６００ ＣＸ２
ｈ Ｏ９Ｘ ＩＱ−６シー２７００ＣＸ２ｈ
Ｏ８２Ｘ１０−６ｇ／物２８００ ＣＸ ２
ｈ Ｏ２１０＞＜ １０−６ｇ／
ｌ篤♂９ｏｏｃｘ２ｈ ２０Ｘ１０ φ惰６５０
Ｘ １０−ｇ／％Ｉｆｉ２上記の結果から、本発明のＯ
ｒ拡散処理したＷ基焼結合金は高温においても極めて擾
れた耐酸化性を有することが判る。
ｈ Ｏ９Ｘ ＩＱ−６シー２７００ＣＸ２ｈ
Ｏ８２Ｘ１０−６ｇ／物２８００ ＣＸ ２
ｈ Ｏ２１０＞＜ １０−６ｇ／
ｌ篤♂９ｏｏｃｘ２ｈ ２０Ｘ１０ φ惰６５０
Ｘ １０−ｇ／％Ｉｆｉ２上記の結果から、本発明のＯ
ｒ拡散処理したＷ基焼結合金は高温においても極めて擾
れた耐酸化性を有することが判る。
本発明によれば、Ｗ基焼結合金の表面にＯｒ拡散層を形
成するので、低熱膨張係数と十分な延性を保持しながら
、優れた耐酸化性を併せ持ったＷ基焼結合金を提供する
ことができる。
成するので、低熱膨張係数と十分な延性を保持しながら
、優れた耐酸化性を併せ持ったＷ基焼結合金を提供する
ことができる。
従って、本発明によるＷ基焼結合金をセラミックと金属
の接合緩衝材として使用すれば、接合は延性をもった内
部合金で行ないながら、他の露出部分等は耐酸化性に優
れたＯｒ拡散層となるので、高温酸化性雰囲気中での接
合界面強度の信頼性を向上させることができる。又、高
温成型用部材として高温の溶湯が直接触れる部分に使用
すれば、抗折力があり耐熱性で耐高温酸化性に優れ、十
分な信頼性ないし耐久性を具えた金型等を作成できる。
の接合緩衝材として使用すれば、接合は延性をもった内
部合金で行ないながら、他の露出部分等は耐酸化性に優
れたＯｒ拡散層となるので、高温酸化性雰囲気中での接
合界面強度の信頼性を向上させることができる。又、高
温成型用部材として高温の溶湯が直接触れる部分に使用
すれば、抗折力があり耐熱性で耐高温酸化性に優れ、十
分な信頼性ないし耐久性を具えた金型等を作成できる。
第１図は本発明方法における焼結終了後の焼結体の金属
組織を示す１００倍の顕微鏡写真であり、第２図は本発
明方法により製造したＷ基焼結合金のＯｒ拡散層の金属
組織を示す１００倍の顕微鏡写真である。 第１因 業２図
組織を示す１００倍の顕微鏡写真であり、第２図は本発
明方法により製造したＷ基焼結合金のＯｒ拡散層の金属
組織を示す１００倍の顕微鏡写真である。 第１因 業２図
Claims (1)
- （１）８５〜９５重量％のＷ粉末と、Ｎｉ：Ｆｅの重量
比が１：１〜４：１である残部のＮｉ粉末及びＦｅ粉末
とからなる混合粉末の成形体を還元性雰囲気中において
Ｎｉ−Ｆｅ相の溶融温度より２０〜６０℃だけ高い温度
で焼結し、得られた焼結体に１４２０℃〜１５００℃の
温度でクロムを拡散させることを特徴とする耐酸化性タ
ングステン基焼結合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020033A JPH0798981B2 (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 耐酸化性タングステン基焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020033A JPH0798981B2 (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 耐酸化性タングステン基焼結合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63186837A true JPS63186837A (ja) | 1988-08-02 |
| JPH0798981B2 JPH0798981B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=12015754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62020033A Expired - Lifetime JPH0798981B2 (ja) | 1987-01-29 | 1987-01-29 | 耐酸化性タングステン基焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798981B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007270339A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Fuji Dies Kk | ダイキャスト用金型およびその周辺部材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52107243A (en) * | 1976-03-05 | 1977-09-08 | Yoshinobu Kobayashi | Surface treating process for cemented carbide |
| JPS52133040A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-08 | Nippon Tungsten | Oxidation treatment for for producing highhtemperature resisting heavy alloys |
-
1987
- 1987-01-29 JP JP62020033A patent/JPH0798981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52107243A (en) * | 1976-03-05 | 1977-09-08 | Yoshinobu Kobayashi | Surface treating process for cemented carbide |
| JPS52133040A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-08 | Nippon Tungsten | Oxidation treatment for for producing highhtemperature resisting heavy alloys |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007270339A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Fuji Dies Kk | ダイキャスト用金型およびその周辺部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0798981B2 (ja) | 1995-10-25 |
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