JPH042736A - 高靭性W―Ni―Fe焼結合金の製造方法 - Google Patents
高靭性W―Ni―Fe焼結合金の製造方法Info
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- JPH042736A JPH042736A JP10216390A JP10216390A JPH042736A JP H042736 A JPH042736 A JP H042736A JP 10216390 A JP10216390 A JP 10216390A JP 10216390 A JP10216390 A JP 10216390A JP H042736 A JPH042736 A JP H042736A
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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、高靭性−Ni−Fe焼結合金の製造方法に関
するものである。
するものである。
高靭性W−Ni−Fe焼結合金は、例えば防護物を貫通
する発射体に使用され、高度の強度及び靭性が求められ
ている。この種の高靭性W−Ni−Fe焼結合金の従来
の製造方法として、例えば特公昭6330391号公報
に開示されるものがある。この公報に開示される製造方
法は、次の各工程からなる。
する発射体に使用され、高度の強度及び靭性が求められ
ている。この種の高靭性W−Ni−Fe焼結合金の従来
の製造方法として、例えば特公昭6330391号公報
に開示されるものがある。この公報に開示される製造方
法は、次の各工程からなる。
■、タングステンが85〜98重量%で、残部がニッケ
ルと鉄とからなり、ニッケルと鉄との重量比が5;5か
ら8;2の範囲の組成からなる混合粉末、又は各々の粉
末を、400〜800℃又は200〜500℃の酸化雰
囲気中で溶結する工程。
ルと鉄とからなり、ニッケルと鉄との重量比が5;5か
ら8;2の範囲の組成からなる混合粉末、又は各々の粉
末を、400〜800℃又は200〜500℃の酸化雰
囲気中で溶結する工程。
■、焙溶結た粉末を400〜800℃の還元雰囲気中で
還元する工程。
還元する工程。
■、還元した粉末を圧縮して圧粉体とする工程。
■、圧粉体をニッケル鉄合金の液相発生温度以上の温度
で焼結する工程。
で焼結する工程。
そして、この焼結工程としては、水素雰囲気炉による焼
結が開示され、1350℃の温度で1時間の予備焼結と
、1460℃の温度で32時間の本焼結とからなる。
結が開示され、1350℃の温度で1時間の予備焼結と
、1460℃の温度で32時間の本焼結とからなる。
■、焼結体を冷却する工程。
上記のような製造方法において、■タングステンの粒径
を40〜100μmにし、■酸素、炭素量を各々0.0
5重量%、0.005重量%以下、■タングステン粒中
のニッケル、鉄の固溶量を各々0.1重量%以上、0.
2重量%以上を具備させることにより、伸び20%以上
の安定した高靭性の焼結体が得られるとしている。
を40〜100μmにし、■酸素、炭素量を各々0.0
5重量%、0.005重量%以下、■タングステン粒中
のニッケル、鉄の固溶量を各々0.1重量%以上、0.
2重量%以上を具備させることにより、伸び20%以上
の安定した高靭性の焼結体が得られるとしている。
しかしながら、このような従来の高靭性W−Ni−Fe
焼結合金の製造方法にあっては、製造された焼結体の靭
性が、前記の使用目的にとって充分なものとはなってい
なかった。その原因は、焼結工程に水素雰囲気炉を用い
ることにある。すなわち、水素雰囲気炉によって焼結体
に水素ガスが残留し、所定の加圧力を加えて焼結した場
合でも、粉体の気孔内に閉じ込められた水素ガスによっ
て焼結体内部の加圧力が不足し、焼結密度が高まらない
ことに原因がある。加えて、特に、本焼結に要する焼結
時間が32時間と長いため、焼結体が粒成長し、靭性を
低下させている。
焼結合金の製造方法にあっては、製造された焼結体の靭
性が、前記の使用目的にとって充分なものとはなってい
なかった。その原因は、焼結工程に水素雰囲気炉を用い
ることにある。すなわち、水素雰囲気炉によって焼結体
に水素ガスが残留し、所定の加圧力を加えて焼結した場
合でも、粉体の気孔内に閉じ込められた水素ガスによっ
て焼結体内部の加圧力が不足し、焼結密度が高まらない
ことに原因がある。加えて、特に、本焼結に要する焼結
時間が32時間と長いため、焼結体が粒成長し、靭性を
低下させている。
(課題を解決するための手段〕
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされ
たものであり、その構成は、タングステンが85〜98
重量%で、残部がニッケルと鉄とからなり、ニッケルと
鉄との重量比が5=5から8:2の範囲の組成からなる
高靭性−Ni−Fe焼結合金の製造方法において、前記
組成の圧粉体を、40To r r以下の減圧水素雰囲
気中で、1300−1400℃の温度範囲にて予備焼結
した後、アルゴンガス雰囲気中で、1460〜1550
℃の温度範囲にて2時間以内の焼結を行う高靭性−Ni
−Fe焼結合金の製造方法である。
たものであり、その構成は、タングステンが85〜98
重量%で、残部がニッケルと鉄とからなり、ニッケルと
鉄との重量比が5=5から8:2の範囲の組成からなる
高靭性−Ni−Fe焼結合金の製造方法において、前記
組成の圧粉体を、40To r r以下の減圧水素雰囲
気中で、1300−1400℃の温度範囲にて予備焼結
した後、アルゴンガス雰囲気中で、1460〜1550
℃の温度範囲にて2時間以内の焼結を行う高靭性−Ni
−Fe焼結合金の製造方法である。
このような高靭性−−Ni−Fe焼結合金の製造方法に
よれば、先ず、圧粉体を、40To r r以下の減圧
水素雰囲気中で1300〜1400℃の温度範囲にて予
備焼結するので、圧粉体の混合粉体が固相のままで還元
作用を受けつつ予備焼結が行われる。また、この予備焼
結に伴って、焼結体が水素ガスをほとんど吸蔵せず、し
かも粉体を充分に還元させることができる。しかして、
水素ガス等の残留に起因する焼結密度の低下が回避でき
ると共に、残留水素ガス及び酸素ガスに起因する引張り
伸び特性の低下が回避できる。
よれば、先ず、圧粉体を、40To r r以下の減圧
水素雰囲気中で1300〜1400℃の温度範囲にて予
備焼結するので、圧粉体の混合粉体が固相のままで還元
作用を受けつつ予備焼結が行われる。また、この予備焼
結に伴って、焼結体が水素ガスをほとんど吸蔵せず、し
かも粉体を充分に還元させることができる。しかして、
水素ガス等の残留に起因する焼結密度の低下が回避でき
ると共に、残留水素ガス及び酸素ガスに起因する引張り
伸び特性の低下が回避できる。
その後、アルゴンガス雰囲気中で1460〜1550℃
の温度範囲つまりタングステンの溶解温度未満でニッケ
ル及び鉄の溶解温度以上の温度にて2時間以内の焼結を
行うので、固相をなすタングステンの中にニッケル及び
鉄の液相が形成されると共に、雰囲気ガスの圧力を受け
た高密度の焼結体を得ることができる。加えて、焼結時
間が2時間以内と短いので、焼結体の粒成長が抑制され
、粒径の小さいタングステンの中にニッケル及び鉄が良
好に分散されて固溶した状態となる。この場合、本焼結
に連続焼結炉を用いれば、各焼結体に均一かつ短時間保
持による焼結を与えることができる。その結果、粗粒化
せず、靭性の高い焼結体が得られる。勿論、アルゴンガ
ス雰囲気中の焼結に際し、残留水素ガス及び酸素ガスが
増加することはなく、残留ガスが焼結合金のふくれ又は
気孔を形成し、靭性低下又は引張り伸び特性の低下を生
ずることはない。
の温度範囲つまりタングステンの溶解温度未満でニッケ
ル及び鉄の溶解温度以上の温度にて2時間以内の焼結を
行うので、固相をなすタングステンの中にニッケル及び
鉄の液相が形成されると共に、雰囲気ガスの圧力を受け
た高密度の焼結体を得ることができる。加えて、焼結時
間が2時間以内と短いので、焼結体の粒成長が抑制され
、粒径の小さいタングステンの中にニッケル及び鉄が良
好に分散されて固溶した状態となる。この場合、本焼結
に連続焼結炉を用いれば、各焼結体に均一かつ短時間保
持による焼結を与えることができる。その結果、粗粒化
せず、靭性の高い焼結体が得られる。勿論、アルゴンガ
ス雰囲気中の焼結に際し、残留水素ガス及び酸素ガスが
増加することはなく、残留ガスが焼結合金のふくれ又は
気孔を形成し、靭性低下又は引張り伸び特性の低下を生
ずることはない。
[実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1〜4図は、1実施例を示す。第1図中において符号
1は、圧粉体を示す。圧粉体lは、タングステン(−)
が85〜98重量%で、残部がニッケル(Ni)と鉄(
Fe)とからなり、ニッケルと鉄との重量比が5:5か
ら8:2の範囲の組成からなる混合粉末を、所定のゴム
袋に入れ、静水圧成型にて圧縮して棒状体を形成し、そ
の後、必要に応して機械加工を施し、一端部にテーパ部
1aを有する所定の形状を与えである。ここで、タング
ステン量を85〜98重量%に限定する理由は、85重
量%未満では液相焼結中に合金の変形を止し、98重量
%を越えるとNi−Feのバインダー相が少なくなり、
焼結体の靭性がいずれも低下するためである。そして、
ニッケルと鉄との重量比を5:5から8:2の範囲に限
定することにより、発射体に実用土木められる靭性が良
好に確保できる。
1は、圧粉体を示す。圧粉体lは、タングステン(−)
が85〜98重量%で、残部がニッケル(Ni)と鉄(
Fe)とからなり、ニッケルと鉄との重量比が5:5か
ら8:2の範囲の組成からなる混合粉末を、所定のゴム
袋に入れ、静水圧成型にて圧縮して棒状体を形成し、そ
の後、必要に応して機械加工を施し、一端部にテーパ部
1aを有する所定の形状を与えである。ここで、タング
ステン量を85〜98重量%に限定する理由は、85重
量%未満では液相焼結中に合金の変形を止し、98重量
%を越えるとNi−Feのバインダー相が少なくなり、
焼結体の靭性がいずれも低下するためである。そして、
ニッケルと鉄との重量比を5:5から8:2の範囲に限
定することにより、発射体に実用土木められる靭性が良
好に確保できる。
そして、上記の圧粉体1に対し、予備焼結及び本焼結を
順次に与える。予備焼結は、真空焼結炉を用いて130
0〜1400℃の温度範囲にて行う。真空焼結炉におい
て、減圧水素雰囲気(40Torr以下)として焼結す
ることにより、圧粉体1に還元作用を与えることができ
、はぼ純タングステンになると共に、焼結温度を130
0〜1400℃の温度範囲、つまりタングステンは勿論
、ニッケル及び鉄の溶解温度以下の温度に維持すること
により、圧粉体lの混合粉体が固相のままで連通孔が無
い状態に、予備焼結が行われる。40To r r以下
の減圧水素雰囲気であるので、水素ガス等はほとんど吸
蔵されない。残存水素量が少なくなり、また、引張り伸
び特性が良好に与えられることについては、後述する。
順次に与える。予備焼結は、真空焼結炉を用いて130
0〜1400℃の温度範囲にて行う。真空焼結炉におい
て、減圧水素雰囲気(40Torr以下)として焼結す
ることにより、圧粉体1に還元作用を与えることができ
、はぼ純タングステンになると共に、焼結温度を130
0〜1400℃の温度範囲、つまりタングステンは勿論
、ニッケル及び鉄の溶解温度以下の温度に維持すること
により、圧粉体lの混合粉体が固相のままで連通孔が無
い状態に、予備焼結が行われる。40To r r以下
の減圧水素雰囲気であるので、水素ガス等はほとんど吸
蔵されない。残存水素量が少なくなり、また、引張り伸
び特性が良好に与えられることについては、後述する。
また、本焼結は、連続焼結炉を用いて1460〜15’
50℃の温度範囲にて2時間以内(但し、15分以上)
の焼結とする。連続焼結炉による焼結は、アルゴンガス
雰囲気中で行われ、1460〜1550℃の温度範囲、
つまりタングステンの溶解温度未満でニッケル及び鉄の
溶解温度以上の温度に維持することにより、固相をなす
タングステンの中にニッケル及び鉄の液相が形成される
と共に、雰囲気ガスの圧力を受けた高密度の焼結体を得
ることができる。加えて、焼結時間が2時間以内と短い
ので、焼結体の粒成長が抑制され、粒径の小さいタング
ステンの中にニッケル及び鉄が良好に分散されて固溶し
た状態が得られる。このように、本焼結に連続焼結炉を
用いたことにより各焼結体に均一かつ短時間保持による
焼結を与えることができる。その結果、粗粒化せず、靭
性の高い焼結体が得られる。勿論、アルゴンガス雰囲気
の連続焼結炉による焼結に際し、残留水素ガス及び酸素
ガスが増加することはなく、残留ガスが焼結合金のふく
れ又は気孔を形成し、靭性低下又は引張り伸び特性の低
下を生ずることはない。
50℃の温度範囲にて2時間以内(但し、15分以上)
の焼結とする。連続焼結炉による焼結は、アルゴンガス
雰囲気中で行われ、1460〜1550℃の温度範囲、
つまりタングステンの溶解温度未満でニッケル及び鉄の
溶解温度以上の温度に維持することにより、固相をなす
タングステンの中にニッケル及び鉄の液相が形成される
と共に、雰囲気ガスの圧力を受けた高密度の焼結体を得
ることができる。加えて、焼結時間が2時間以内と短い
ので、焼結体の粒成長が抑制され、粒径の小さいタング
ステンの中にニッケル及び鉄が良好に分散されて固溶し
た状態が得られる。このように、本焼結に連続焼結炉を
用いたことにより各焼結体に均一かつ短時間保持による
焼結を与えることができる。その結果、粗粒化せず、靭
性の高い焼結体が得られる。勿論、アルゴンガス雰囲気
の連続焼結炉による焼結に際し、残留水素ガス及び酸素
ガスが増加することはなく、残留ガスが焼結合金のふく
れ又は気孔を形成し、靭性低下又は引張り伸び特性の低
下を生ずることはない。
第2図には、焼結体の残存酸素量と引張り伸びとの関係
を示す。Aの範囲は、93%−Ni−Fe焼結合金を示
し、Bの範囲は、97%−Ni−Fe焼結合金を示し、
各斜線部分が真空焼結炉及び連続焼結炉を用いた本方法
の結果を示す。同図から、真空焼結炉で予備焼結後に連
続焼結炉で本焼結した場合、A及びBの範囲の焼結合金
共に、25ppm程度以下の残存酸素量となり、25p
pmを越える残存酸素量を示す水素雰囲気炉のみにて焼
結を与えるものに比し、残存酸素量が低下し、引張り伸
びが良好に得られることが分かる。
を示す。Aの範囲は、93%−Ni−Fe焼結合金を示
し、Bの範囲は、97%−Ni−Fe焼結合金を示し、
各斜線部分が真空焼結炉及び連続焼結炉を用いた本方法
の結果を示す。同図から、真空焼結炉で予備焼結後に連
続焼結炉で本焼結した場合、A及びBの範囲の焼結合金
共に、25ppm程度以下の残存酸素量となり、25p
pmを越える残存酸素量を示す水素雰囲気炉のみにて焼
結を与えるものに比し、残存酸素量が低下し、引張り伸
びが良好に得られることが分かる。
第3図には、予備焼結に用いた真空焼結炉の温度と残存
水素量との関係を示す。斜線で示す範囲の92 、 2
W−4Ni−3,8Fe焼結合金の場合には、0.5
kgf/cii(約0.48気圧)の水素ガス雰囲気中
で焼結し、また下部に示される9 711−2Ni4F
e焼結合金の場合及び92 、 2 W−4Ni−3,
8Fe焼結合金の場合には、いずれも30Torr(約
0゜039気圧)の水素ガス雰囲気中で焼結した。同図
から、斜線で示す範囲の92.2W−4Ni−3,8F
e焼結合金の場合には、0.5kgf/cdの水素ガス
雰囲気中で焼結することにより、焼結炉温度の上昇に伴
って残存水素量が低下傾向を示し、1300℃において
残存水素量が急激に低下しているが、1350℃でも0
.5ppm以上の残存水素量がある。これに対し、30
To r rの水素ガス雰囲気中で焼結することにより
、97 W−2Ni−IFe焼結合金及び92. 2W
−4Ni−3,8Fe焼結合金のいずれの場合にも、焼
結温度の上昇に伴って残存水素量がほとんど変化せず、
特に、1300℃以上において0.25ppm以下の少
ない残存水素量であることが分かる。
水素量との関係を示す。斜線で示す範囲の92 、 2
W−4Ni−3,8Fe焼結合金の場合には、0.5
kgf/cii(約0.48気圧)の水素ガス雰囲気中
で焼結し、また下部に示される9 711−2Ni4F
e焼結合金の場合及び92 、 2 W−4Ni−3,
8Fe焼結合金の場合には、いずれも30Torr(約
0゜039気圧)の水素ガス雰囲気中で焼結した。同図
から、斜線で示す範囲の92.2W−4Ni−3,8F
e焼結合金の場合には、0.5kgf/cdの水素ガス
雰囲気中で焼結することにより、焼結炉温度の上昇に伴
って残存水素量が低下傾向を示し、1300℃において
残存水素量が急激に低下しているが、1350℃でも0
.5ppm以上の残存水素量がある。これに対し、30
To r rの水素ガス雰囲気中で焼結することにより
、97 W−2Ni−IFe焼結合金及び92. 2W
−4Ni−3,8Fe焼結合金のいずれの場合にも、焼
結温度の上昇に伴って残存水素量がほとんど変化せず、
特に、1300℃以上において0.25ppm以下の少
ない残存水素量であることが分かる。
第4図には、焼結体の残存水素量と引張り伸びとの関係
を示し、93%−Ni−Fe焼結合金の場合を示す、同
図から、真空焼結炉で予備焼結後に連続焼結炉(アルゴ
ンガス雰囲気)で本焼結した場合、0.2ppm程度以
下の残存水素量となり、0.2ppmを越える残存水素
量を示す水素雰囲気炉のみにて焼結を与えるものよりも
、残存水素量が低下し、また、引張り伸びも良好に得ら
れることが分かる。
を示し、93%−Ni−Fe焼結合金の場合を示す、同
図から、真空焼結炉で予備焼結後に連続焼結炉(アルゴ
ンガス雰囲気)で本焼結した場合、0.2ppm程度以
下の残存水素量となり、0.2ppmを越える残存水素
量を示す水素雰囲気炉のみにて焼結を与えるものよりも
、残存水素量が低下し、また、引張り伸びも良好に得ら
れることが分かる。
以上の説明によって理解されるように、本発明によれば
、圧粉体を、40To r r以下の減圧水素雰囲気中
で1300〜1400℃の温度範囲にて予備焼結した後
、アルゴンガス雰囲気中で1460〜1550“Cの温
度範囲にて2時間以内の焼結を行うので、充分還元する
ことができ、がつ粗粒化もせず高密度の焼結体に残留水
素ガス等がほとんど存在しない。その結果、防護物を貫
通する発射体に実用上京められる高い靭性及び引張り伸
び特性を備える焼結体を大量生産することができるとい
う効果が得られる。
、圧粉体を、40To r r以下の減圧水素雰囲気中
で1300〜1400℃の温度範囲にて予備焼結した後
、アルゴンガス雰囲気中で1460〜1550“Cの温
度範囲にて2時間以内の焼結を行うので、充分還元する
ことができ、がつ粗粒化もせず高密度の焼結体に残留水
素ガス等がほとんど存在しない。その結果、防護物を貫
通する発射体に実用上京められる高い靭性及び引張り伸
び特性を備える焼結体を大量生産することができるとい
う効果が得られる。
第1〜3図は本発明の1実施例を示し、第1図は圧粉体
を示す図、第2図は焼結体の残存酸素量引張り伸び特性
を示す線図、第3図は真空焼結炉の温度−残存水素量特
性を示す線図、第4図は焼結体の残存水素量−引張り伸
び特性を示す線図である。 l:圧粉体、1a:テーパ部。 代理人 弁理士 前 1)宏 之 第3図 真I2−咬紹温良(0C) 第1図 第2図 藪(量(91m) 第4図 残留A(索童(91m)
を示す図、第2図は焼結体の残存酸素量引張り伸び特性
を示す線図、第3図は真空焼結炉の温度−残存水素量特
性を示す線図、第4図は焼結体の残存水素量−引張り伸
び特性を示す線図である。 l:圧粉体、1a:テーパ部。 代理人 弁理士 前 1)宏 之 第3図 真I2−咬紹温良(0C) 第1図 第2図 藪(量(91m) 第4図 残留A(索童(91m)
Claims (1)
- (1)、タングステンが85〜98重量%で、残部がニ
ッケルと鉄とからなり、ニッケルと鉄との重量比が5:
5から8:2の範囲の組成からなる高靭性W−Ni−F
e焼結合金の製造方法において、前記組成の圧粉体を、
40Torr以下の減圧水素雰囲気中で、1300〜1
400℃の温度範囲にて予備焼結した後、アルゴンガス
雰囲気中で、1460〜1550℃の温度範囲にて2時
間以内の焼結を行うことを特徴とする高靭性W−Ni−
Fe焼結合金の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10216390A JPH042736A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 高靭性W―Ni―Fe焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10216390A JPH042736A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 高靭性W―Ni―Fe焼結合金の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH042736A true JPH042736A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14320047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10216390A Pending JPH042736A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 高靭性W―Ni―Fe焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH042736A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05263163A (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-12 | Japan Steel Works Ltd:The | W−Ni −Fe 焼結合金の製造方法 |
JP2005199851A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Honda Motor Co Ltd | 表示装置を搭載した自動二輪車および車両 |
CN102974823A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-03-20 | 广汉川冶新材料有限责任公司 | 一种高比重合金的烧结方法 |
WO2013084749A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | 株式会社アライドマテリアル | タングステン焼結合金 |
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JPS62185843A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Mitsubishi Metal Corp | タングステン合金の製造方法 |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP10216390A patent/JPH042736A/ja active Pending
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