JPS6342306A - 金属粉末の熱間鍛造成形方法 - 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） この発明は金属粉末の熱間鍛造成形方法に関するもので
ある。

（従来の技術及びその問題点） 金属粉末を高密度の圧粉体に成形する場合、従来、例え
ば熱間静水圧法、ロータリースウエージング法等が知ら
れている。熱間静水圧法は金属粉末を例えば円筒状の缶
容器に充填封入し、この缶容器を大型の耐圧耐熱チャン
バー内に入れ、高温高圧状態で缶容器内の金属粉末に静
水圧力を作用させて数時間保持し、金属粉末を圧着させ
るものである。この方法は金属粉末を充填した缶容器を
チャンバー内で加圧加熱する必要があるため、缶容器の
大きさに制限がある外、高温、高圧状態を長時間に亘っ
て保持する必要があるため、非生産的であり、大量生産
には適していない。

又、従来公知のロータリースウェージング法は長手の缶
容器に金属粉末を充填封入し、この缶容器を冷間にてス
ウエージ加工した後焼結するものである。この加工法に
よる粉末成形体は高密度化が十分でなく、より高密度の
成形体を得るには焼結体を更に熱間にて再スウエージ加
工することが必要である。しかしながら、焼結体を熱間
で再スウエージ加工することにより成形体はより高密度
になるものの、未だ実質的に真密度と見なせる程十分に
高い密度のものでなく、しかもこの方法に依れば冷間及
び熱間のスウェージ加工が必要になり、工程が？Ｊ！雑
なものとなる。

本発明は係る従来の欠点を解決しようとするもので、粉
末の圧着を促進させるのに特別の粘結剤を必要とせず、
実質的に真密度と見なせるに十分高い密度の粉末成形体
を短時間に且つ大量に製造することの出来る金属粉末の
熱間鍛造成形方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために第１の本発明に依れば、金
属粉末を気密金属容器に充填・封入し、封入した金属粉
末を溶融温度以下の温度範囲に加熱焼結した後、高温状
態に保持したまま前記金属容器の外周壁を長手方向に連
続的に且つ段階的に加圧して前記金属粉末を実質的に真
密度状態に圧着せしめることを特徴とする金属粉末の熱
間鍛造成形方法が提供される。

第２の本発明に依れば、金属粉末を気密金属容器に充填
・封入し、封入した金属粉末を溶ｍ温度以下の温度範囲
に加熱焼結した後、高温状態に保持したまま前記金属容
器の外周壁を３以上に分割された成形金型を用いて長手
方向に連続的に且つ段階的に鍛造して前記金属粉末を実
質的に真密度状態に圧着せしめることを特徴とする金属
粉末の熱間鍛造成形方法が提供される。

第３の本発明に依れば、金属粉末を気密金属容器に充填
・封入し、封入した金属粉末を溶融温度以下の温度範囲
に加熱焼結した後、高温状態に保持したまま前記金属容
器の外周壁を成形金型を用いて長手方向に連続的に且つ
段階的に鍛造して前記金属粉末を実質的に真密度状態に
圧着せしめ、前記成形金型の金型面は円錐面に形成され
た入口テーパ部と該テーパ部に接続され、円筒面に形成
された平坦部とから成り、前記人口テーパ部は前記金属
容器の送り方向中心軸に対し４°以上２０゜以下のテー
パ角で縮径し、前記平坦部の前記金属容器の中心軸方向
長さは鍛造前の前記金属容器の外径の少なくとも０．１
倍以上であることを特徴とする金属粉末の熱間鍛造成形
方法が提供される。

第４の本発明に依れば、金属粉末を気密金属容器に充填
・封入し、封入した金属粉末を溶融温度以下の温度範囲
に加熱焼結した後、高温状態に保持したまま前記金属容
器の外周壁を３以上に分割された成形金型を用いて長手
方向に連続的に且つ段階的に鍛造して前記金属粉末を実
質的に真密度状態に圧着せしめ、前記成形金型の金型面
は円錐面に形成された入口テーパ部と該テーパ部に接続
され、円筒面に形成された平坦部とから成り、前記入口
テーパ部は前記金属容器の送り方向中心軸に対し４°以
上２０’以下のテーパ角で縮径し、前記平坦部の前記金
属容器の中心軸方向長さは鍛造前の前記金属容器の外径
の少なくとも０．１倍以上であることを特徴とする金属
粉末の熱間鍛造成形方法が提供される。

好ましくは、前記第２乃至第４の発明は、複数組の成形
金型を用い、各組の成形金型を用いて段階的に鍛造する
にあたって、各組の成形金型による鍛造が１．５以上〜
３．０未満の鍛錬比を少なくとも１回含み、且つ、累積
鍛錬比を３以上に設定することが望ましい。

又、必要に応じ、前記第３及び第４の発明の成形金型の
金型面は更に前記平坦部に接続され、円錐面に形成され
た出口テーパ部を含み、該出口テーパ部は、前記金属容
器の送り方向中心軸に対し４°以上２０°以下のテーパ
角で拡開し、前記金属容器を前記成形金型に対し前記送
り方向及び戻り方向に前進及び後退させ、全体として連
続的に且つ段階的に鍛造される。

（作用） 本発明方法は鉄鋼、ニッケル合金、チタン合金、銅合金
等の単−粉末又は混合粉末、及びこれらに合金酸化物、
窒化物、炭化物、硼化物、硅化物等の一種又は２種以上
を混合させた混合粉末等の種々の金属粉末原料を用いて
工具材料、軸受材料等の成形に適用可能であり、これら
の金属粉末を気密金属容器、例えば長手の円筒状金属缶
容器に充填・封入し、封入した金属粉末を溶融温度以下
の温度範囲の、充填した金属粉末に応じた最適所定温度
に加熱焼結し、このときの高温状態を保持したまま前記
金属容器の外周を長手方向に連続的に加圧して金属容器
内の金属粉末を圧縮する。そして、この加圧による金属
粉末の真密度化を前記高温状態に保持したまま段階的に
操り返すことにより金属粉末を実質的に真密度状態に圧
着可能ならしめる。

好ましくは、金属容器の外周を、３以上に分割された成
形金型を用いて各成形金型により均等に加圧鍛造するこ
とが望ましい、２個に分割された成形金型（ハンマー）
を用い、各ハンマーを金属容器の外周対向位置に配設し
て金属容器の外周を加圧鍛造する場合には、金属容器内
に充填されている供試粉末には２つのハンマーを結ぶ方
向に圧縮応力が作用すると共に、これと直角に左右方向
（半径方向外方）に引張応力が作用する。２ハンマーの
場合にはこの引張応力を打ち消す半径方向内方に向かう
応力が外力として与えられないので金属容器内の金属粉
末は左右方向、即ち半径方向外方に逃げハンマーによる
金属粉末の圧着効果が減じることになる。一方、３以上
に分割された成形金型（ハンマー）を用いると金属容器
内の金属粉末には中心に向かう均一な静水圧応力分布領
域が生じ、金属粉末の圧着をより容易ならしめる。

第７図は同一形状を存する成形金型を２個、３個及び４
個以上に分割されたハンマーを夫々使用して金属容器の
外周壁を加圧した場合の夫々累積鍛錬比と相対密度との
関係を示したもので２ハンマーの場合には累積鍛錬比が
大きくなっても実質的に真密度と見做せる値までなかな
か到達せず、累積鍛錬比が１２近傍値に至って瀬く略真
密度に到達している。一方、３ハンマー及び４ハンマー
を用いると夫々累積鍛錬比が６及び４近傍で実質的に真
密度と見做せる値に到達しており、このように小さい鍛
錬比で真密度に到達させるには少なくとも３以上に分割
された成形金型を用いることが望ましい。

又、第４図乃至第６図に示すように、必要に応じて成形
金型４の金型面５を入口テーパ部５ａとこれに接続され
る平坦部５ｂとで構成し、入口テーパ部５ａのテーパ角
と、平坦部５ｂの長さが最適値に設定される。このテー
パ角度と平坦部長さは、金属粉末の円滑な成形金型によ
る成形加圧１７．１域内への進入を促し、更にハンマー
ストローク下死点（最大突出し点）における最高減面率
を達成するときに、金属粉末が各ハンマーの加圧により
金属容器内部に発生する密閉領域あるいは半密閉域に閉
じ込められ、この状態で金属粉末と成形金型との接触面
積が最大になるような規定範囲内の値に夫々設定される
。即ち、入口テーパ部５ａのテーパ角θを４°以上２０
°以下に規定することにより、金属容器ｌ内の金属粉末
２が圧着されながら成形金型４の成形加圧領域内を送り
方向に進行するとき、金属粉末２が進行方向とは逆方向
に流動することを防止し、効率よく金属粉末の高密度化
が図られる。又、平坦部５ｂの前記金属容器１の中心軸
方向長さｌを鍛造前の金属容器の外径ｄの少なくとも０
．１倍（この比の値をγで表す。γ＝ｆ／ｄ）以上に設
定することにより成形金型４から金属容器ｌ内の金属粉
末２に伝達される圧縮応力が金属容器１中心部の金属粉
末２にまで作用することを保証し、これにより中心部ま
で高密度の成形体、即ち、実質的に真密度の成形体が少
ない回数の鍛造で得ることを可能にする。第８図はテー
パ角と前記比Ｔとで規定される圧着領域を示す。

更に、複数組の成形金型を用い、各組の成形金型を用い
て段階的に鍛造する際の鍛錬比を１．５〜３．０に設定
することにより、鍛造により成形金型から逃げていく熱
量と、鍛造時の粉体の摩擦抵抗により生じる熱量とをバ
ランスさせ金属粉末を一定の鍛造温度に保持させること
を可能にすると共に、鍛錬比が１．５未満の場合には金
属粉末の圧着性が不足し、３．０以上の場合には金属粉
末の急激な伸びによる破断が生じたり、変形熱による温
度上昇を招き、このために上述のような範囲の規定値に
設定される。第９図は累積鍛錬比３以上の場合に、本発
明の規定する鍛造温度範囲における圧着に必要な１回の
鍛錬比範囲を示す。

更に又、第１Ｏ図に示すように成形金型４゛の金型面５
゛は更に前記平坦部５’ｂに接続される出口テーパ部５
°Ｃを含むことも可能であり、出口テーパ部５＋ｃのテ
ーパ角を入口テーパ部５’ａのテーパ角と同様に４°以
上２０°以下に規定することにより、金属容器を成形金
型４“に対し送り方向及び戻し方向に前進及び後退させ
ながら鍛造を繰り返すことを可能にする。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

１立匠上 先ず、本発明方法を高速度鋼の粉末成形に適用した実施
例につき第１図乃至第６図を参照して説明する。

第１図は、本発明方法による高速度鋼粉末の熱間鍛造成
形手順を示し、先ず、高速度鋼の材料粉末を製造するた
めに、化学成分として、例えばＣ：１．６２ｗｔ％、Ｃ
ｒ　：４．２０　ｗｔ％、Ｍ　Ｏ：２．２６　ｗｔ％、
−：１３．９７　ｗｔ％、Ｖ：４．５０ｗｔ％、ＣＯニ
ア、８１　ｗｔ％を有する原料材料を溶解し、これをガ
ス噴霧法により粉末にしだ後−６０メツシュ分級して供
試粉末を得た。

次いで、供試粉末２を外径（Ｄ＝）　４０６ｍｍ　、長
さくＬ＝）　１４００ｎ＋ｍ、板厚（ｔ−）　９　ａｍ
の円筒状軟鋼缶容器１に充填率６８χで充填した（第２
図参照）。

そして、供試粉末２を充填した缶容器ｌを十分に脱気し
た後、缶容器１の入口部１ａを気密に封接した。このよ
うに缶容器内部を脱気して気密に保持するのは、粉末間
にガスを介在させたまま鍛造するとこのガスが金属粉末
の圧着を阻害し高密度の成形体が得られなくなるので、
これを防止するためである。

次に、第３図に示す加熱パターンで加熱し、供試粉末を
１１８０℃Ｘ　６Ｈｒで焼結させた。そして、この高温
状態を保持したまま缶容器を鍛造機に移送して第１粉末
鍛造工程を実施した。この第１粉末鍛造工程は缶容器ｌ
の外径りを外径ｄに縮径させるものであって、本実施例
では外径４０６ｎ（１）から外径３００１に、即ち、鍛
錬比（＝Ｄ”／ｄ”）を１．８３に設定した。このとき
、成形金型（ハンマー）として第４図乃至第６図に示す
ように、缶容器ｌの外周を４つに分割する４個のハンマ
ー４を用いた。

このハンマー４は第１表に示す形状寸法を有し、その金
型面５は入口テーパ部５ａと平坦部５ｂとから成ってい
る。入口テーパ部５ａは缶容器１の送り方向（第５図に
おいて矢印方向）中心軸に対してテーパ角１１．３°で
縮径する円錐面を存し、この人口テーパ部５ａの円錐面
に接続される平坦部５ｂは円筒面に形成されており、缶
容器の中心軸方向長さ１　（２３０ｍｍ）が縮径後（鍛
造後）の缶容器外径ｄ　（３００ｍａ＋）の０．７７倍
に設定されている。

（以下余白） 第１　　　・金　状 缶容器は図示しないマユブレークにより軸周りに間歇的
に回転させながら、送り方向に一定速度（例えば、２　
ｍ／ｍ１ｎ）で送られ、その間各ハンマー４によりｌハ
ンマー当たり８００トンの荷重を缶容器外周壁に掛けて
鍛造成形した。

第１の粉末鍛造工程により缶容器１は外径３０Ｏｎｃ＋
＋＋長さ２．５６１１に引き伸ばされ、缶容器１内の供
試粉末２の相対密度（粉末鍛造後の供試粉末の真密度に
対する実際の密度を％表示したもの）９８％を得た。

次いで、第１粉末鍛造された缶容器１を再度第１１図に
示す加熱パターンで加熱し、第１粉末鍛造工程と同様に
高温状態を保持したまま第２粉末鍛造工程を実行した。

このとき使用した成形金型としてのハンマーの形状寸法
は第１表に示す通りであり、第１粉末鍛造のハンマー４
と同様に入口テーパ部のテーパ角度が１１．３°、平坦
部長さｌが縮径後（鍛造後）の缶容器外径ｄ（２１０＋
ｕ＋）の１．０９倍に設定されている。

缶容器は第１の粉末鍛造工程と同様に、図示しないマユ
ブレークにより軸周りに間歇的に回転させながら送り方
向に一定速度（例えば、２　ｓ／ｗｉｎ）で送られ、そ
の間各ハンマー４によりｌハンマー当たり８００トンの
荷重を缶容器外周壁に掛けて鍛造成形した。

第２の粉末鍛造工程により缶容器１は外径２００ｍｍ、
最終鍛錬比４、長さ５．７６ｍに引き伸ばされ、最終的
に、第１及び第２の粉末鍛造工程により（２段階の粉末
鍛造により）缶容器１内の供試粉末２の相対密度９９．
５％（実質的に真密度とみなせる値）を得た。

尚、本実施例では缶容器内部を脱気して気密に保持する
例であるが、Ｎ！ガスで置換した場合は金属粉末の圧着
を阻害しないことがわかっている。

ス新ｌ生圀 次に、熱間ダイス鋼（ＳＫＤ６１相当、試験Ｎｏ、１）
、冷間ダイス鋼（ＳＫＤＩＩ相当、試験Ｎｏ、２）、及
びハイスｔｌｌｉｌ（試験Ｎｏ、３）の各ガス噴霧粉末
、Ｎ＋基合金（ＩＮｌｏｏ）粉末と上述の熱間ダイス鋼
粉末との混合粉（試験Ｎｏ、１６）、ハイス粉末、ステ
ライトＮｏ、６粉末。

及び純銅粉末の混合粉（試験Ｎｏ、１７）を夫々用い、
第２表に示す溶融温度以下の各鍛造温度条件で供試材を
作製し、衝撃値及び曲げ強度を測定した。

尚、供試材の原料金属粉末成分の詳細は第３表に示し、
実施例２において使用したハンマー（成形金型）の入口
テーパ角度θは１１．３　”に、γ値は０゜５に、鍛錬
比は４に夫々設定し、第１図に示す成形手順と同様の手
順で成形した。そして、鍛造後第２表に示す熱処理条件
で供試材に熱処理を施しり後、シャルピー衝撃試験（２
１Ｕノツチ）、抗折試験を実施した。抗折試験ははＪＩ
ＳＺ２２４８が規定する方法により、押曲げ法のときの
破断曲げ応力（曲げ強さ）を求めた。

試験結果を第１２図乃至第１６図に示す。各供試材の衝
撃値及び曲げ強さはいずれもハンマー数２の場合とハン
マー数３以上の場合とで顕著な差異が見られ、本発明の
規定範囲を外れるハンマー数２の場合の衝撃値及び曲げ
強さはいずれもハンマー数３以上の場合より劣っている
。尚、鍛造温度の低下は成形荷重を増大させるので、鍛
造装置の設備能力に通した鍛造温度を選定する必要があ
る。

（以下余白） ス１１」影 ハイスｗ４（試験Ｎｏ、３）　、Ｎｔ基合金（ＮｉＩＩ
ＩｏｎｉｃｌＯＯ相当、試験Ｎｏ、４）、Ｎｉ基合金（
ＩＮ１００相当、試験Ｎｏ、５）、Ｃｏ基合金（Ｓ−８
１６相当、試験Ｎｏ。

６）、及びＣｏ基合金（ステライトＮｏ、６相当、試験
Ｎｏ、７）の各粉末を用い、第４表に示す溶融温度以下
の各鍛造温度条件で供試材を作製し、曲げ強さ及びクリ
ープ強度を測定した。尚、供試材の原料金属粉末成分は
前述の第３表に示し、第１図に示す成形手順と同様の手
順で成形した。実施例３における成形金型の入口テーパ
角度θ及びγ値は第５表に示す種々の組み合わせのもの
を使用し、鍛錬比は４に設定した。そして、使用した種
々の成形金型の内、鍛造時に割れが発生しなかった供試
材について鍛造後第４表に示す熱処理条件で熱処理を施
した後、前述の方法により曲げ強さを測定すると共に８
７１℃に加熱してクリープ強度を測定した。

（以下余白） 角）！し１ミ 第５衣 ○；健全材　△ニ一部割れ　×：全数割れ第５表に示す
ように成形金型の入口テーパ角度が２０’を超えると一
部の供試材に割れが発生し、テーパ角度が２５″を超え
ると全数の供試材に割れが発生した。第１７図は成形金
型形状（γ値及びテーパ角）と割れが発生する範囲との
関係を示す、第１８図及び第１９図は曲げ及びクリープ
強度の測定結果を示しく第１８図はγ値０．２、テーパ
角１０°の成形金型を、第１９図はγ値０．５、テーパ
角２０°の成形金型を夫々使用した場合の測定結果を示
す）、割れの発生が見られない供試材を使用する限りこ
れらの特性値は成形金型の形状が変化しても路間−の値
を示すが、ハンマー数が２の場合にはハンマー数３以上
の場合と比べて曲げ強さ及びクリープ強度のいずれも低
い値を示す。

ス亙五± Ｔｉ及びＴｉ合金粉末（試験Ｎｏ、８．９．１０）　、
並びにＣｕ及びＣｕ合金粉末（試験Ｎｏ、１１．１２．
１３）を使用して第６表に示す溶融温度以下の各鍛造温
度条件で供試材を作製し、引張り強度を測定した。尚、
供試材の原料金属粉末成分の詳細は第３表に示し、実施
例４において使用したハンマー（成形金型）の入口テー
パ角度θは２０°に、γ値は０．３に、鍛錬比は６に夫
々設定し、第１図に示す成形手順と同様の手順で成形し
た。そして、鍛造後第６表に示す熱処理条件で供試材に
熱処理を施した後、引張り強度試験を実施した。

第２０図及び第２１図は上述の引張り強度試験結果を示
し、第２０図は各供試材の０．２ズ耐力σ７゜とハンマ
ー数との関係を、第２１図は各供試材の伸びδ（％）と
ハンマー数との関係を夫々示す。

（以下余白） （以下余白） 去ｍ影 ハイス鋼粉末とＣｏ５合金（ステライトＮｏ、６）粉末
の混合粉（試験Ｎｏ、１４）　、冷間ダイス調粉末と純
銅粉末の混合粉（試験Ｎｏ、１５）　、ハイス鋼粉末に
１０χＴｉＮ粉末を混合した混合粉（試験Ｎｏ、　１８
）、並びにハイス鋼粉末に５χＴｉＮ粉末及び４χＺｒ
Ｂ粉末を混合した混合粉（試験Ｎｏ、１９）を夫々用い
、第７表に示す溶融温度以下の各鍛造温度条件で供試材
を作製し、衝撃値及び曲げ強度を測定した。尚、供試材
の原料金属粉末成分の詳細は第３表に示し、実施例５に
おいて使用したハンマー（成形金型）の入口テーパ角度
θは１１．３°に、γ値は０．７に、鍛錬比は６に夫々
設定し、第１図に示す成形手順と同様の手順で成形した
。そして、鍛造後第７表に示す熱処理条件で供試材に熱
処理を施した後、前述の抗折試験を実施した。

第２２図は曲げ強さとハンマー数との関係を示し、セラ
ミックス混合粉に対しても本発明発明方法の適用が可能
であることを示している。

（以下余白） 第７表 Ｈ：焼入れ　Ｔ：焼戻し　ＯＱ：油冷　ＡＣ：空冷（以
下余白） ス新ｕ１影 β合金（１３Ｖ−１１Ｃｒ−３ＡＩ−Ｔｉ）粉末に８χ
Ｔｉ１ｔ扮末を混合した混合粉（試験Ｎｏ、２０）　、
リン青銅粉末に５％Ａｉｚｏ、粉末及び３χＹ２０．粉
末を混合した混合粉（試験Ｎｏ、２１）を夫々用い、第
８表に示す溶融温度以下の各鍛造温度条件で供試材を作
製し、衝撃値及び曲げ強度を測定した。尚、供試材の原
料金属粉末成分の詳細は第３表に示し、実施例６におい
て使用したハンマー（成形金型）の入口テーパ角度θは
１１．３　’に、γ値は０．７に、鍛錬比は３に夫〃設
定し、第１図に示す成形手順と同様の手順で成形した。

そして、鍛造後第８表に示す熱処理条件で供試材に熱処
理を施した後、引張り強度試験を実施した。

第２３図は０．２χ耐力とハンマー数との関係を示し、
これらのセラミックス混合粉に対しても本発明発明方法
の適用が可能であることを示している。

１立鉄工 実施例７はｆｆ１ｉｌ！比を第９表に示すように種々に
変化させたこと以外は実施例１で適用した条件と同一の
条件で供試材を作製し、鍛造後の圧着状態あるいは割れ
の有無を調べた。試験Ｎｏ、Ａの各鍛造時の鍛錬比が本
発明の規定範囲の下限（１，５）を下回り、累積鍛錬比
も１．７で粉末は未圧着であった。試験Ｎｏ、　Ｂは鍛
錬比がｉ、ｓ、　ｔ、ａで本発明の規定値を満足するが
、累積鍛錬比が規定範囲を下回り、粉末は未圧着であっ
た。試験Ｎ０８Ｃは第１、第２′ＦＪｌ末鍛造時の鍛錬
比が規定値を下回るが、第３粉末鍛造時の鍛錬比が規定
値を満足し、且つ累積鍛錬比が規定値を上回り、鍛造後
材料は圧着し、且つ割れは見られなかった。試験Ｎｏ、
Ｄ及びＥはいずれも規定範囲を満足し、鍛造後の割れは
見られなかった。試験Ｎｏ、Ｆ、Ｇともに１回の鍛錬比
が規定値を上回り、鍛造後に割れが発見された。

（以下余白） 第８表 第９表 ○：Ｓ８造可能　×：鍛造後ワレ発生　△：未圧着（発
明の効果） 以上詳述したように本発明の金属粉末の熱間鍛造成形方
法に依れば、金属粉末を気密金属容器に充填・封入し、
封入した金属粉末を８００〜１３００℃の温度範囲に加
熱焼結した後、亮温状態に保持したまま前記金属容器の
外周を長平方向に連続的に且つ段階的に加圧して前記金
属粉末を実質的に真密度状態に圧着せしめるようにした
ので、粉末の圧着を促進させるのに特別な粘結剤を必要
とせず、実質に真密度と見なせるに十分高い密度の粉末
成形体を短時間に且つ大量に製造することが出来るとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属粉末の熱間鍛造成形方法の一
実施例を示す工程図、第２図は金属缶容器に供試粉末を
充填した状態の金属缶容器断面図、第３図は第１図に示
す加熱工程における加熱パターンの一例を示すグラフ、
第４図は成形金型（ハンマー）及び該成形金型により鍛
造される金属缶容器の要部断面図、第５図は第４図Ｖ　
−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第４図に示す成形金型４
の斜視図、第７図は種々の成形金型（ハンマー）を用い
た場合の累積鍛錬比と相対密度との関係を示すグラフ、
第８図は成形金型の入口テーパ部のテーパ角度と平坦部
のｒ（＝Ａ／ｄ）（Ｕとで規定される圧着領域を示すグ
ラフ、第９図はα値（・鍛造温度（’Ｋ）／溶融温度（
’Ｋ））と圧着鍛錬比とで規定される圧着つＩ域を示す
グラフ、第１０図は成形金型の変形例を示し、金型面の
平坦部に更に接続される出口テーパ部を存する成形金型
の斜視図、第１１図は第１図に示す第２粉末鍛造工程前
の加熱工程における加熱パターンの一例を示すグラフ、
第１２図は供試材Ｎｏ、１の衝撃値とハンマー数との関
係を示すグラフ、第１３図及び第１４図は夫々供試材Ｎ
ｏ、２及び供試材Ｎ００３の曲げ値とハンマー数との関
係を示すグラフ、第１５図及び第１６図は夫々供試材Ｎ
ｏ、１６及び供試材Ｎｏ、１７の衝撃値とハンマー数と
の関係を示すグラフ、第１７図は成形金型の形状を表す
γ値及びテーパ角度θで規定される健全材を得る範囲を
示すグラフ、第１８図及び第１９図は供試材Ｎｏ、３〜
７の曲げ値及びクリープ強度とハンマー数との各関係を
示すグラフ、第２０図は供試材Ｎｏ、８〜１３の耐力と
ハンマー数との関係を示すグラフ、第２１図は供試材Ｎ
０９８〜１３の伸びとハンマー数との関係を示すグラフ
、第２２図は供試材Ｎｏ、１４．１５，１８．１９の曲
げ強さとハンマー数との関係を示すグラフ、第２３図は
供試材Ｎｏ、２０．２１の曲げ強さとハンマー数との関
係を示すグラフである。 １・・・金属容器、２・・・金属粉末、４・・・成形金
型（ハンマー）、５・・・金型面、５ａ＋５’ａ・・・
入口テーパ部、５ｂ、５’ｂ・・・平坦部。５′ｃ・・
・出口テーパ部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末を気密金属容器に充填・封入し、封入し
   た金属粉末を溶融温度以下の温度範囲に加熱焼結した後
   、高温状態に保持したまま前記金属容器の外周壁を長手
   方向に連続的に且つ段階的に加圧して前記金属粉末を実
   質的に真密度状態に圧着せしめることを特徴とする金属
   粉末の熱間鍛造成形方法。
2. （２）金属粉末を気密金属容器に充填・封入し、封入し
   た金属粉末を溶融温度以下の温度範囲に加熱焼結した後
   、高温状態に保持したまま前記金属容器の外周壁を３以
   上に分割された成形金型を用いて長手方向に連続的に且
   つ段階的に鍛造して前記金属粉末を実質的に真密度状態
   に圧着せしめることを特徴とする金属粉末の熱間鍛造成
   形方法。
3. （３）複数組の成形金型を用い、各組の成形金型を用い
   て段階的に鍛造するにあたって、各組の成形金型による
   鍛造が１．５以上〜３．０未満の鍛錬比を少なくとも１
   回含み、且つ、累積鍛錬比を３以上に設定することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の金属粉末の熱間鍛
   造成形方法。
4. （４）金属粉末を気密金属容器に充填・封入し、封入し
   た金属粉末を溶融温度以下の温度範囲に加熱焼結した後
   、高温状態に保持したまま前記金属容器の外周壁を成形
   金型を用いて長手方向に連続的に且つ段階的に鍛造して
   前記金属粉末を実質的に真密度状態に圧着せしめ、前記
   成形金型の金型面は円錐面に形成された入口テーパ部と
   該テーパ部に接続され、円筒面に形成された平坦部とか
   ら成り、前記入口テーパ部は前記金属容器の送り方向中
   心軸に対し４°以上２０°以下のテーパ角で縮径し、前
   記平坦部の前記金属容器の中心軸方向長さは鍛造前の前
   記金属容器の外径の少なくとも０．１倍以上であること
   を特徴とする金属粉末の熱間鍛造成形方法。
5. （５）複数組の成形金型を用い、各組の成形金型を用い
   て段階的に鍛造するにあたって、各組の成形金型による
   鍛造が１．５以上〜３．０未満の鍛錬比を少なくとも１
   回含み、且つ、累積鍛錬比を３以上に設定することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の金属粉末の熱間鍛
   造成形方法。
6. （６）前記成形金型の金型面は更に前記平坦部に接続さ
   れ、円錐面に形成された出口テーパ部を含み、該出口テ
   ーパ部は前記金属容器の送り方向中心軸に対し４°以上
   ２０°以下のテーパ角で拡開し、前記金属容器を夫々成
   形金型に対し前記送り方向及び戻り方向に前進及び後退
   させ、全体として連続的に且つ段階的に鍛造することを
   特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項記載の金属
   粉末の熱間鍛造成形方法。
7. （７）金属粉末を気密金属容器に充填・封入し、封入し
   た金属粉末を溶融温度以下の温度範囲に加熱焼結した後
   、高温状態に保持したまま前記金属容器の外周壁を３以
   上に分割された成形金型を用いて長手方向に連続的に且
   つ段階的に鍛造して前記金属粉末を実質的に真密度状態
   に圧着せしめ、前記成形金型の金型面は円錐面に形成さ
   れた入口テーパ部と該テーパ部に接続され、円筒面に形
   成された平坦部とから成り、前記入口テーパ部は前記金
   属容器の送り方向中心軸に対し４°以上２０°以下のテ
   ーパ角で縮径し、前記平坦部の前記金属容器の中心軸方
   向長さは鍛造前の前記金属容器の外径の少なくとも０．
   １倍以上であることを特徴とする金属粉末の熱間鍛造成
   形方法。
8. （８）複数組の成形金型を用い、各組の成形金型を用い
   て段階的に鍛造するにあたって、各組の成形金型による
   鍛造が１．５以上〜３．０未満の鍛錬比を少なくとも１
   回含み、且つ、累積鍛錬比を３以上に設定することを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載の金属粉末の熱間鍛
   造成形方法。
9. （９）前記成形金型の金型面は更に前記平坦部に接続さ
   れる円錐面に形成された出口テーパ部を含み、該出口テ
   ーパ部は前記金属容器の送り方向中心軸に対し４°以上
   ２０°以下のテーパ角で拡開し、前記金属容器を該成形
   金型に対し前記送り方向及び戻り方向に前進及び後退さ
   せ、全体として連続的に且つ段階的に鍛造することを特
   徴とする特許請求の範囲第７項又は第８項記載の金属粉
   末の熱間鍛造成形方法。