JPS6325041B2 - - Google Patents
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- JPS6325041B2 JPS6325041B2 JP2125483A JP2125483A JPS6325041B2 JP S6325041 B2 JPS6325041 B2 JP S6325041B2 JP 2125483 A JP2125483 A JP 2125483A JP 2125483 A JP2125483 A JP 2125483A JP S6325041 B2 JPS6325041 B2 JP S6325041B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/003—Apparatus, e.g. furnaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 技術分野
本発明は粉末冶金用熱処理板に使用するカーボ
ン又はグラフアイト製熱処理板に関するものであ
る。即ち粉末冶金製品、特に超硬合金等高温度で
熱処理、焼結する際に被処理物を載哉するための
敷板の寿命を延ばすためのものである。 (ロ) 技術の背景 超硬合金（WC―Co等）、Ｗ合金等原料粉末を
成型後高温で焼結、熱処理する場合、被処理物を
載せるための敷板として安価、軽量性の点で炭素
またはグラフアイト（黒鉛）の板が使用されてい
る。 カーボン又はグラフアイトは耐熱温度が高くし
かも加工性がよいために高温の熱処理用部材、高
温で使用される耐磨摺動部材等に広い分野で使用
されている。しかし乍ら、空気中又は酸化性雰囲
気で使用する場合は酸化消耗し易く、還元中性雰
囲気でも金属、合金の種類によつては高温で接触
反応して部分的に溶着し剥離して損耗し易いなど
の欠点があつた。本発明はかかるカーボン又はグ
ラフアイトの欠点を解消するためになされたもの
である。 従来、上述のような問題を解決するために、
Al2O3を表面に被覆する方法や気相反応により
Si3N4を被覆させるなどの方法が試みられてい
る。しかし乍ら、前述の方法では例えば超硬合金
の焼結の際に敷板として用いる場合溶出Coとの
反応で溶着する問題があり、先述の方法ではせつ
かく安価なカーボンが高価なものとなつてしまい
利用範囲が限られてしまう。 本発明者らは先にこの問題点を解消するために
カーボン（炭素）板またグラフアイト（黒鉛）板
の表面に酸化ジルコニウム（ZrO2）とMgAl2O4
等のスピネル構造の酸化物との複合酸化物もしく
はこの複合酸化物に酸化イツトリウム（Y2O3）
または酸化カルシウム（CaO）を含む複合酸化物
の被覆層を有する積層又は複合熱処理用板が粉末
冶金用熱処理板として優れていることを見出し特
願昭56−135792号他にて出願した。即ち炭素また
は黒鉛製の板２に上記複合酸化物層３を溶射等に
よつて被覆した複合板１であり、被熱処理物４を
載せて熱処理することにより超硬合金との反応性
が無く被覆処理しない敷板よりも好結果が得られ
たのである。 しかるに上記粉末冶金用敷熱処理板は基板が平
板であるためか、被覆層との熱膨張係数の差によ
り酸化物被覆層が亀裂により剥離して耐用回数が
少ないという問題が生じた。上記複合酸化物を被
覆した熱処理板は被処理物との反応が極めて少な
いという利点があるが、耐用回数が少なければ高
価となり工業的に好ましくない。 (ハ) 発明の開示 本発明はかゝる問題を解決するためになされた
ものであり、その特徴は基体となる炭素または黒
鉛の板が例えば第２図の如くその表面が波形状に
なつていて、この波形状の表面に特願昭56−
135792号に提案したZrO2とスピネル構造を有す
る金属酸化物との溶射等による被覆層を形成せし
めることである。又該複合酸化物はY2O3または
ZrO2を含んでもよい。基板である黒鉛板または
炭素板の表面を波形状または凹凸形にすることに
よつて、従来の平板上に複合酸化物を被覆したも
のが、1420℃程度が限界であつたものがこれより
高温でも使用できるようになり、耐用回数は、平
均50回でばらつきが大きかつたものが500回以上
安定して使用できるようになつた。 第２図は本発明の熱処理板５の実施例の断面図
であり、６が炭素または黒鉛板、７がZrO2とス
ピネル構造酸化物との複合酸化物層である。 本発明者らは炭素又は黒鉛に種々の材料を溶射
して金属との溶着性を調査した結果、上記の材料
を被覆した場合が最も良い結果を得たものであ
る。 溶射材料としてZrO2またはこれにY2O3を添加
した粉末が知られているが、これを炭素板表面に
溶射したのみでは本発明の目的は達せられず、被
覆層にスピネル構造の酸化物を含む複合酸化物に
することによつて本発明の目的は達せられた。 また被覆層の厚みとしては10μ以下では被覆材
の効果は発揮されず、1000μ（１mm）以上では炭
素又は黒鉛との接合強度が不充分であつた。 次にZrO2に対しスピネル構造の酸化物の量を
種々変化させて炭素板表面に溶射被覆して金属と
の溶着テストを行つた結果、ZrO2に対し重量比
で1/5から5/1の比率でスピネル構造の酸化物を混
合した場合に最もよい結果を示した。この組成比
以外では部分的な溶着があり不充分であつた。 また上記複合酸化物にCaO又はY2O3を添加す
ることによつて被覆層はより一層安定した強度を
有することがわかつた。その量としては20重量％
まででこれ以上では被溶着性が不安定であり、複
合酸化物と炭素又は黒鉛との接合強度が低下す
る。 炭素表面に溶射する方法は酸素―アセチレンガ
スによる炎溶射法、プラズマによる溶射法いずれ
でも構わない。また該複合酸化物を有機溶剤に懸
濁させ炭素又は黒鉛に塗布して乾燥焼付けてもよ
いが経剤的でない。 なお、溶射する前に炭素又は黒鉛を250℃〜350
℃で乾燥してから溶射した方が望ましい。 本発明の熱処理板が基体が平板である場合に較
べて耐用回数が著しく増加した理由は、表面の被
覆層と基体との熱膨張係数の差が表面の凹凸形状
の角隅部に吸収されるために亀裂、剥離が防止さ
れるためと思われる。 勿論この種の熱処理板は粉末冶金に係る熱処理
全般に利用可能であり、HIP等の特殊な熱処理に
利用できることは言うまでもない。 次に実施例によつて詳細に説明する。 実施例 予め被覆すべき炭素板を平板及び第２図６に示
す形状に加工したものを250℃で乾燥処理した後、
ZrO2、スピネル酸化物（MgAl2O4）、Y2O3の粉
末を第１表に示す重量比で配合し、酸素、アセチ
レントーチにより50×150×５mmの炭素板表面に
溶射被覆した。次にこの被覆した炭素板を第１表
に示す温度で熱処理して各種の炭素―複合酸化物
複合板を作製した。これらの複合板の被覆層の有
する面上にWC―20％Co組成の粉末を1T／cm2で
型押した成型体を各５ケ載せ、真空中で1450〜
1400℃で１時間焼結処理した。この処理を繰り返
し、従来の基板が平板の場合と本発明品である第
２図の形状のものの耐用回数を比較した結果、第
１表に示す如く本発明品はいずれも５〜10倍の耐
用回数であつた。なお上述の第２図イに示す波形
状熱処理板のみならず、同図ロに示す波形状熱処
理板及び同図ハに示す凹凸状熱処理板について
も、同様に耐用回数が多く、長寿命である。 【表】
ン又はグラフアイト製熱処理板に関するものであ
る。即ち粉末冶金製品、特に超硬合金等高温度で
熱処理、焼結する際に被処理物を載哉するための
敷板の寿命を延ばすためのものである。 (ロ) 技術の背景 超硬合金（WC―Co等）、Ｗ合金等原料粉末を
成型後高温で焼結、熱処理する場合、被処理物を
載せるための敷板として安価、軽量性の点で炭素
またはグラフアイト（黒鉛）の板が使用されてい
る。 カーボン又はグラフアイトは耐熱温度が高くし
かも加工性がよいために高温の熱処理用部材、高
温で使用される耐磨摺動部材等に広い分野で使用
されている。しかし乍ら、空気中又は酸化性雰囲
気で使用する場合は酸化消耗し易く、還元中性雰
囲気でも金属、合金の種類によつては高温で接触
反応して部分的に溶着し剥離して損耗し易いなど
の欠点があつた。本発明はかかるカーボン又はグ
ラフアイトの欠点を解消するためになされたもの
である。 従来、上述のような問題を解決するために、
Al2O3を表面に被覆する方法や気相反応により
Si3N4を被覆させるなどの方法が試みられてい
る。しかし乍ら、前述の方法では例えば超硬合金
の焼結の際に敷板として用いる場合溶出Coとの
反応で溶着する問題があり、先述の方法ではせつ
かく安価なカーボンが高価なものとなつてしまい
利用範囲が限られてしまう。 本発明者らは先にこの問題点を解消するために
カーボン（炭素）板またグラフアイト（黒鉛）板
の表面に酸化ジルコニウム（ZrO2）とMgAl2O4
等のスピネル構造の酸化物との複合酸化物もしく
はこの複合酸化物に酸化イツトリウム（Y2O3）
または酸化カルシウム（CaO）を含む複合酸化物
の被覆層を有する積層又は複合熱処理用板が粉末
冶金用熱処理板として優れていることを見出し特
願昭56−135792号他にて出願した。即ち炭素また
は黒鉛製の板２に上記複合酸化物層３を溶射等に
よつて被覆した複合板１であり、被熱処理物４を
載せて熱処理することにより超硬合金との反応性
が無く被覆処理しない敷板よりも好結果が得られ
たのである。 しかるに上記粉末冶金用敷熱処理板は基板が平
板であるためか、被覆層との熱膨張係数の差によ
り酸化物被覆層が亀裂により剥離して耐用回数が
少ないという問題が生じた。上記複合酸化物を被
覆した熱処理板は被処理物との反応が極めて少な
いという利点があるが、耐用回数が少なければ高
価となり工業的に好ましくない。 (ハ) 発明の開示 本発明はかゝる問題を解決するためになされた
ものであり、その特徴は基体となる炭素または黒
鉛の板が例えば第２図の如くその表面が波形状に
なつていて、この波形状の表面に特願昭56−
135792号に提案したZrO2とスピネル構造を有す
る金属酸化物との溶射等による被覆層を形成せし
めることである。又該複合酸化物はY2O3または
ZrO2を含んでもよい。基板である黒鉛板または
炭素板の表面を波形状または凹凸形にすることに
よつて、従来の平板上に複合酸化物を被覆したも
のが、1420℃程度が限界であつたものがこれより
高温でも使用できるようになり、耐用回数は、平
均50回でばらつきが大きかつたものが500回以上
安定して使用できるようになつた。 第２図は本発明の熱処理板５の実施例の断面図
であり、６が炭素または黒鉛板、７がZrO2とス
ピネル構造酸化物との複合酸化物層である。 本発明者らは炭素又は黒鉛に種々の材料を溶射
して金属との溶着性を調査した結果、上記の材料
を被覆した場合が最も良い結果を得たものであ
る。 溶射材料としてZrO2またはこれにY2O3を添加
した粉末が知られているが、これを炭素板表面に
溶射したのみでは本発明の目的は達せられず、被
覆層にスピネル構造の酸化物を含む複合酸化物に
することによつて本発明の目的は達せられた。 また被覆層の厚みとしては10μ以下では被覆材
の効果は発揮されず、1000μ（１mm）以上では炭
素又は黒鉛との接合強度が不充分であつた。 次にZrO2に対しスピネル構造の酸化物の量を
種々変化させて炭素板表面に溶射被覆して金属と
の溶着テストを行つた結果、ZrO2に対し重量比
で1/5から5/1の比率でスピネル構造の酸化物を混
合した場合に最もよい結果を示した。この組成比
以外では部分的な溶着があり不充分であつた。 また上記複合酸化物にCaO又はY2O3を添加す
ることによつて被覆層はより一層安定した強度を
有することがわかつた。その量としては20重量％
まででこれ以上では被溶着性が不安定であり、複
合酸化物と炭素又は黒鉛との接合強度が低下す
る。 炭素表面に溶射する方法は酸素―アセチレンガ
スによる炎溶射法、プラズマによる溶射法いずれ
でも構わない。また該複合酸化物を有機溶剤に懸
濁させ炭素又は黒鉛に塗布して乾燥焼付けてもよ
いが経剤的でない。 なお、溶射する前に炭素又は黒鉛を250℃〜350
℃で乾燥してから溶射した方が望ましい。 本発明の熱処理板が基体が平板である場合に較
べて耐用回数が著しく増加した理由は、表面の被
覆層と基体との熱膨張係数の差が表面の凹凸形状
の角隅部に吸収されるために亀裂、剥離が防止さ
れるためと思われる。 勿論この種の熱処理板は粉末冶金に係る熱処理
全般に利用可能であり、HIP等の特殊な熱処理に
利用できることは言うまでもない。 次に実施例によつて詳細に説明する。 実施例 予め被覆すべき炭素板を平板及び第２図６に示
す形状に加工したものを250℃で乾燥処理した後、
ZrO2、スピネル酸化物（MgAl2O4）、Y2O3の粉
末を第１表に示す重量比で配合し、酸素、アセチ
レントーチにより50×150×５mmの炭素板表面に
溶射被覆した。次にこの被覆した炭素板を第１表
に示す温度で熱処理して各種の炭素―複合酸化物
複合板を作製した。これらの複合板の被覆層の有
する面上にWC―20％Co組成の粉末を1T／cm2で
型押した成型体を各５ケ載せ、真空中で1450〜
1400℃で１時間焼結処理した。この処理を繰り返
し、従来の基板が平板の場合と本発明品である第
２図の形状のものの耐用回数を比較した結果、第
１表に示す如く本発明品はいずれも５〜10倍の耐
用回数であつた。なお上述の第２図イに示す波形
状熱処理板のみならず、同図ロに示す波形状熱処
理板及び同図ハに示す凹凸状熱処理板について
も、同様に耐用回数が多く、長寿命である。 【表】
第１図は従来の粉末冶金用熱処理板の断面図、
第２図は本発明の実施例の熱処理板の断面図であ
る。 １：従来品、２，６，９，１２：炭素又は黒鉛
板、３，７，１０，１３：被覆酸化物層、４：被
熱処理物、５，８，１１：熱処理板。
第２図は本発明の実施例の熱処理板の断面図であ
る。 １：従来品、２，６，９，１２：炭素又は黒鉛
板、３，７，１０，１３：被覆酸化物層、４：被
熱処理物、５，８，１１：熱処理板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭素または黒鉛板の基体表面に酸化物が被覆
された粉末冶金用熱処理板において、該基体の表
面が波形状に形成されており、その凹凸表面上に
ZrO2とスピネル構造を有する金属酸化物との複
合酸化物、もしくは該複合酸化物にY2O3または
CaOを含む複合酸化物の被覆層が10〜1000μの厚
さで被着されてなることを特徴とする粉末冶金用
熱処理板。 ２ スピネル構造の酸化物がMgAlO4であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉末冶
金用熱処理板。 ３ 被着複合酸化物がZrO2とスピネル構造の酸
化物との比が重量比で1/5乃至5/1であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の粉末冶金用
熱処理板。 ４ 被着複合酸化物が20重量％以下のY2O3また
はCaOを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の粉末冶金用熱処理板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125483A JPS59150002A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 粉末冶金用熱処理板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125483A JPS59150002A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 粉末冶金用熱処理板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150002A JPS59150002A (ja) | 1984-08-28 |
| JPS6325041B2 true JPS6325041B2 (ja) | 1988-05-24 |
Family
ID=12049942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2125483A Granted JPS59150002A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 粉末冶金用熱処理板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150002A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60141103U (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-18 | 住友特殊金属株式会社 | 希土類磁石熱処理用台板 |
| JPS6159638U (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-22 | ||
| US4888242A (en) * | 1986-05-27 | 1989-12-19 | Toyo Tanson Co., Ltd. | Graphite sheet material |
| JPS6468404A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-14 | Tanaka Seishi Kogyo Kk | Sheet for sintering metal |
| JP4582749B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2010-11-17 | 株式会社不二越 | 超硬合金焼結体の製造方法 |
-
1983
- 1983-02-10 JP JP2125483A patent/JPS59150002A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59150002A (ja) | 1984-08-28 |
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