JPH02122048A - 低温で高延性を有するタングステン焼結合金 - 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〕 本発明は、寒冷地で使用される高速回転体又は防護物を
貫通する発射体などに有用な、低温で高延性を有するタ
ングステン焼結合金に関する。

〔従来の技術〕

高速回転体は、高度の引張り強さ、ヤング率を有し、し
かも高速回転時に破壊しないような十分な靭性を有して
いなければならない。又、上記発射体は、高度の引張り
強さ、密度、硬さを有し、しかも発射体が防護物を完全
に貫通する前に破壊しないように十分の延性、靭性を有
することが必要である。

このような要求に応するべく高比重、高延性のタングス
テン合金が、特開昭６２−１８５８４３号公報に開示さ
れている。このものは、タングステン粉末８５〜９７％
および残部がニッケルと鉄の粉末からなる混合粉末を１
〜４ｔｏｎ／ｃ４の静水圧下で圧粉し、得られた圧粉体
を水素気流中で液相焼結した後、該焼結体を真空中にお
いて加熱後急冷する熱処理を施すという工程を経て製造
されたタングステン合金である。

上記焼結後に真空中で加熱・急、冷の熱処理を施すこと
により、焼結体中に過剰に固溶した水素が除去され、又
脆化の原因となる不純物の粒界析出を防止できるため高
延性が得られるとされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のタングステン合金製の高速回転体や防護物を
貫通する発射体が、寒冷地において使用される場合は、
寒冷温度下にあっても十分高度の延性、じん性、引張り
強さ等が当然に必要とされる。

しかしながら、従来のタングステン合金にあっては、常
温で十分な延性等を有していても、例えば−４０°Ｃと
いう低温度では延性が十分ではなくり、高速回転時や防
護物貫通時に破壊してしまうという問題点があった。

そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とする所は、低温度下でも十分な
延性を有するタングステン合金を提供し、寒冷地で使用
される発射体、高速回転体の製造を可能とすることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、粒径が４０μｍ未
満のタングステン８５〜９７重量％、残部がニッケルと
鉄からなり、各成分の量的関係が次式で表わされること
を特徴とする低温で高延性を有するタングステン焼結合
金である。

但し、　Ｘ：タングステン含有量（重量％）Ｙ：ニッケ
ル含有量（重量％） Ｚ：鉄　　　含有量（重量％） 以下、更に詳細に説明する。

本発明は、Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ系焼結合金の成分間の量的関
係、及び合金中のタングステン粒径の大小が、当該合金
の低温度下での延性に影響する事実に注目してなされた
ものである。

本発明のＷ−Ｎｉ−Ｆｅ系焼結合金の組成は、タングス
テンが８５〜９７重量％で、残部がニッケルと鉄である
。タングステンの重量％を増すことにより高い比重を得
ることができる。本発明のタングステン含有量は、所定
の高密度を保つために８５重量％以上が必要である。８
５重重量を下回ると、液相焼結中に合金の変形がおこる
。一方又、タングステン含有量が９７％を超えると、ニ
ッケルー鉄からなるバインダ相が少なくなり、所定のし
ん性が得られない。

タングステンの含有量が増す程、焼結の際、均一な組成
のバインダを迅速にタングステン粒界に満たしてやるこ
とが必要で、バインダであるニッケルー鉄焼結相の流動
性を高くする必要がある。

本発明の発明者らは、こうした点に配慮しつつ種々の合
金組成につき液相線、固相線を調べて、研究した。その
結果、成るタングステン憧χに対しニッケル量Ｙ、鉄量
Ｚとの間に上記（１）弐の関係が成立するときに、液相
線、固相線の温度が最も低くなり、かつ固液共存相の領
域が狭くなることが判明した。

このことは、焼結を行ったときニッケル、鉄が迅速にタ
ングステン粒間に侵入し、バインダとして作用すること
を示している。

又、このニッケルー鉄相は均一であるため低温の延性に
寄与する。

タングステンの粒径は、焼結時の温度と時間により変化
し、焼結時間の経過と共にタングステン粒が成長する。

このタングステン粒の成長に伴い、粗大ポロシティが発
生し易い。この粗大ポロシティは、低温の延性に特に悪
影響を及ぼす。そのためタングステン粒は、その粒径を
４０μｍ未満にすることが必要である。

本発明の焼結合金の製造方法は特に規定されるものでは
ないが、次に示す方法で製造できる。

すなわち、まず高強度タングステン、ニッケル。

鉄の原料粉末の混合物を静水圧下で圧縮成形する。

その加圧力は１〜４ｔｏｎ／ｃ＋ａ程度とするのが好ま
しい。ｌ　ｔ　ｏ　ｎ　／ｃｉ未満での成形では、圧縮
成形体の密度が小さすぎて、液相焼結を行っても２〜３
％の気孔が残留し、完全に緻密化できず、延性が落ちる
。また４ｔｏｎ／ｃ＋ｆｌを越える成形では、逆に密度
が高くなりすぎて圧縮成形体中にクローズドボアが生じ
、結局完全な緻密化が難しいからである。

加圧に際して、通常の一軸圧縮ではなく静水圧力を用い
ると、四方から万遍なく加圧することにより合金の均質
性を高め、ひいては延性を高めることができる。

液相焼結は、水素中で、ニッケル・鉄成分が液相を生成
する温度である１４３０°Ｃ以上で行うとよい。

焼結時間は完全に緻密化が進行するに必要な時間、すな
わち２０分間以上を要し、しかして焼結中に粗大ポロシ
ティを生じさせないためには、６０分間以下が望ましい
。

本発明によれば、Ｗ−Ｎｉ−Ｆ系焼結合金において、タ
ングステン、ニッケル、鉄の成分比を上記（１）式の関
係を満足させる範囲とすることによって、低温で高延性
を付与することができた。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

タングステン粉、ニッケル粉、鉄粉を種々の組成に配合
し、■型混合機を用いて混合した。得られた混合粉を２
ｔｏｎ／ｃｆｆｌの静水圧下に圧縮成形し、その成形体
を水素中で１５３０°Ｃで液相焼結した。焼結時間は複
数種とすることで、タングステン粒径を種々変化させた
焼結体を得た。つづいて焼結体を１２００°Ｃで２時間
、真空中で熱処理した後に、引張り試験片に機械加工し
た。

この引張り試験片を−４０’Ｃの低温度下で引張り言式
験した。

第１表に各試験片の成分組成、タングステン粒径、引張
り試験結果を示す。

第１表より、成分組成比及びタングステン粒径が本実施
例の範囲内にあるタングステン焼結合金は、範囲外のも
のより優れた低温延性を示すことがわかる。

但し＊は、 十Ｚ を満足するものをＯ１満足しないものを×とした。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、粒径が４０μｍ
未満のタングステン８５〜９７重量％、残部がニッケル
と鉄からなり゛、各成分の量的関係が式 但し、　χ；タングステン含有量（重量％）Ｙ：ニッケ
ル含有量（重量％） Ｚ：鉄　　　含有量（重量％） で表わされるものとした。そのため、タングステン焼結
合金の低温における延性を著しく高めることができ、寒
冷地で使用される優れた発射体、高速回転体が得られる
という効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒径が４０μｍ未満のタングステン８５〜９７重
   量％、残部がニッケルと鉄からなり、各成分の量的関係
   が次式で表わされることを特徴とする低温で高延性を有
   するタングステン焼結合金。 （５／６）Ｘ−２０≦１００［Ｙ／（Ｙ＋Ｚ）］≦−（
   ５／１２）Ｘ＋１１５ 但し、Ｘ：タングステン含有量（重量％） Ｙ：ニッケル含有量（重量％） Ｚ：鉄含有量（重量％）