JPH0438829B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0438829B2 JPH0438829B2 JP14072488A JP14072488A JPH0438829B2 JP H0438829 B2 JPH0438829 B2 JP H0438829B2 JP 14072488 A JP14072488 A JP 14072488A JP 14072488 A JP14072488 A JP 14072488A JP H0438829 B2 JPH0438829 B2 JP H0438829B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capsule
- powder
- alloy
- diameter
- inner diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 50
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 13
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 39
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 39
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 description 26
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 102220061996 rs786203944 Human genes 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 5-[(1r)-1-hydroxy-2-[4-[(2r)-2-hydroxy-2-(4-methyl-1-oxo-3h-2-benzofuran-5-yl)ethyl]piperazin-1-yl]ethyl]-4-methyl-3h-2-benzofuran-1-one Chemical compound C1=C2C(=O)OCC2=C(C)C([C@@H](O)CN2CCN(CC2)C[C@H](O)C2=CC=C3C(=O)OCC3=C2C)=C1 OCKGFTQIICXDQW-ZEQRLZLVSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- OANFWJQPUHQWDL-UHFFFAOYSA-N copper iron manganese nickel Chemical compound [Mn].[Fe].[Ni].[Cu] OANFWJQPUHQWDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
<産業上の利用分野>
この発明は、高炭素、コバルト基合金よりなる
部材の製造方法にかかり、特に粉末冶金技術を利
用して上記合金により所望形状の部材を成型する
方法に関する。 <従来の技術> C0.5〜5.0重量%及びCo40重量%以上を基本と
し、これをCr、Ni、W、Mo、V、Nb、Ti、Fe
などの各種成分を適宜添加してなる高炭素、コバ
ルト基合金は、高温硬さ、耐摩耗性及び耐食性が
何れも優れているため、苛酷な用途の材料として
注目されている。 しかし、この種の材料は、変形抵抗が大きく靭
性に乏しいので、塑性加工が不可能とされてい
た。そのため、従来は、肉盛りや溶射などの溶着
方法や、鋳造方法によつて所望の部材を製造して
いた。 <発明が解決しようとする課題> 一般に、溶着や鋳造による製造方法では、溶融
物が凝固したままの状態のものしか得られないの
で、凝固時の内部欠陥が内在したり、組織が不均
一になつたりして、当該金属が保有する性質を十
分発揮させることができない。特に高炭素、コバ
ルト基合金は、凝固時に共晶炭化物が粗大凝集
し、かつマトリクス中に不均一に分散するほか、
空孔等の内部欠陥が混在し易いために、合金の持
つ耐摩耗性、耐食性、高温硬さなどの品質特性
が、ともに非常に低くなる。 これに加え、溶着方法では、内径70mm以下の比
較的細い管や長さ1m以上の比較的長い管の内面
溶着が極めて困難なことに加えて、その作業能率
が低く、鋳造法では薄肉管の製造ができないな
ど、製品の形態が厳しく制約される。 この発明は、上述の溶融、凝固による製品の品
質上の問題点を解決し、かつ、製造される製品の
形態による制約を緩和し、生産性を高めようとす
るものである。 <課題を解決するための手段> この発明では、先ず、炭素0.5〜5.0重量%及び
コバルト40重量%以上を基本成分とする合金を粉
末化する。次いで、この合金粉末を金属カプセル
に充填して封止し、その後に加熱してカプセル内
の合金粉末を予備焼結させる。そして、これを誘
導加熱により更に昇温させ、熱間押出機に装填し
て押出しによる塑性加工を加える。 ここで、炭素0.5〜5.0重量%及びコバルト40重
量%以上の組成は、周知の高炭素、コバルト基合
金の組成に準拠するものであり、やはり周知のよ
うにCr、Ni、W、Mo、V、Nb、Ti、Fe等の成
分を、適宜選択して添加する。 粉末化の方法としては、炭化物が微細で均一に
分散し、マトリクスの結晶粒も微細化するよう
に、急冷を伴うアトマイズ法が適当であり、特に
カプセル内での充填率を高める上で、球状粉末が
得られるガスアトマイズ法が最適である。その粒
径は、カプセル内での充填率を高め、加熱を容易
にするために、約1000μ以下の各種のものを混在
させるのが望ましい。 カプセルとしては、軟鋼、不錆鋼を始め、加工
性が悪くない金属であれば使用できる。製品が高
炭素、コバルト基合金のみからなる棒または管の
場合は、円筒形または2重円筒形の薄肉のカプセ
ルを用いる。製品が高炭素、コバルト基合金と通
常の金属とのクラツド材である場合は、カプセル
壁の一部または中子に、クラツド材を構成させる
ための金属を適当な厚さにして使用する。 粉末原料をカプセルに充填したならば、カプセ
ルを封止し、必要に応じ内部を排気する。熱間押
出は、カプセル内の粉末原料が1150〜1200℃にな
るように加熱した上で実施する。その際に、粉末
原料が適温に長時間置かれると、炭化物や結晶粒
が粗大化するので、昇温及び押出加工は出来るだ
け速やかに行わなければならない。 原料粉末の昇温を助けるため、カプセルへ充填
した後に、冷間静水圧プレスを行うのが望まし
い。これを行うことにより、粉末の充填密度は、
60〜65%から65〜70%に上昇し、予備焼結のため
の熱伝導度が向上する。 カプセル内の原料粉末を押出温度にまで急速に
加熱するには、誘導加熱が最良である。しかし、
粉末原料は、充填密度が上述のように高められて
いても、誘導電流が流れにくい。よつて、誘導加
熱に先立つて、カプセルを700℃以上に加熱して、
内部の粉末を予備焼結させる必要がある。 カプセルが、誘導加熱によつて所定温度に達し
たら、速やかに全面にガラス潤滑剤を付着させ、
熱間押出機に装填して加工する。 <作用> カプセルに充填された粉末原料は、必要に応じ
冷間静水圧プレスにより圧縮されて充填密度が高
められ、予備焼結によつて誘導電流が流れ易くな
り、誘導加熱により速やかに加工温度に昇温し、
熱間押出加工を受ける。 このように、昇温から熱間押出加工までの過程
が極めて迅速に進行する結果、合金を構成する炭
化物やマトリクスの結晶粒の成長が抑えられる。
そのために、従来塑性加工が不可能視されていた
高炭素、コバルト基合金でも、熱間押出加工が可
能になる。 <実施例> 第1図に示すように、円筒状金属カプセル1内
に高炭素、コバルト基合金粉末2を充填し、これ
を熱間押出加工するときは、カプセル1に由来す
る薄い金属層を被つた合金の棒が得られる。金属
の被層を研削等によつて除去して使用する。 第2図に示すように、外筒3及び内筒4よりな
る2重筒状カプセルの内外筒間に合金粉末5を充
填し、これを熱間押出加工するときは、内外面に
薄い金属層を被つた合金管が得られる。必要に応
じ、内面、外面または両面の金属被層を除去して
使用する。 第3図に示すように、適当な金属よりなる中子
6を有する円筒状金属カプセル7内に、合金粉末
8を充填し、これを熱間押出加工するときは、外
面に薄い金属層を被つたクラツド棒が得られる。
外面の金属被層を除去して使用するが、内部の金
属芯によつて補強されて、高い機械強度を得るこ
とができる。 第4図に示すように、薄肉の外筒9の厚肉の内
筒10とよりなる2重筒状金属カプセルの内外筒
間に合金粉末11を充填し、これを熱間押出加工
するときは、外面に薄い金属層を被つたクラツド
管が得られる。外面の金属被層を除去して使用す
るが、内筒10に由来する金属層によつて補強さ
れて、高い機械強度を得ることができる。 第5図に示すように、厚肉の外筒12と薄肉の
内筒13とよりなる2重筒状金属カプセルの内外
筒間に合金粉末14を充填し、これを熱間押出加
工するときは、内面に薄い金属層が付着したクラ
ツド管が得られる。内面の金属被層を除去して使
用するが、外筒12に由来する金属層によつて補
強されて、高い機械強度を得ることができる。 第6図に示すように、適当な金属よりなる同径
の円柱形中子15,16を有する厚肉の金属カプ
セル17内に合金粉末18を充填し、これを熱間
押出加工する。その押出品の中子15,16に由
来する芯を機械加工によつて除去し、生じた孔面
を仕上加工するときは、第7図に示すように、合
金部分19にだるま形の孔20を有し、外側が補
強金属円筒21によつて包まれた、2軸エクスト
ルーダ用外囲器を得ることができる。 次に、各種の組成の高炭素、コバルト基合金に
この発明を実施した実施例の性状を説明する。 実施例1及び比較例 カプセルとして第4図示の構造のものを用い、
内部に第1表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。なお、カプ
セルの諸元は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径151mm、内径147mm、材質S20C 内筒 外径74mm、内径40mm、材質STBA24 粉末充填率 62% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は、次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径149mm、内径145mm 内筒 外径74mm、内径40mm 粉末充填率 65% これを、雰囲気炉で800℃に加熱した後1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機に装填して、押出加工を行つた。製品の
寸法は、表面の金属被層込みで、次の通りであ
る。 外径58mm、境界部径42mm、内径34mm、長さ3.7
m 第1表に示すように、実施例1と事実上同組成
の合金で、比較例1A、1B及び1Cを製造した。比
較例1Aは、平均粒径150μのガスアトマイズ合金
粉末を1150℃、1000Kg/cm2で熱間プレス加工によ
り成型し、比較例1Bは鋳造材であり、比較例1C
は溶射材である。
部材の製造方法にかかり、特に粉末冶金技術を利
用して上記合金により所望形状の部材を成型する
方法に関する。 <従来の技術> C0.5〜5.0重量%及びCo40重量%以上を基本と
し、これをCr、Ni、W、Mo、V、Nb、Ti、Fe
などの各種成分を適宜添加してなる高炭素、コバ
ルト基合金は、高温硬さ、耐摩耗性及び耐食性が
何れも優れているため、苛酷な用途の材料として
注目されている。 しかし、この種の材料は、変形抵抗が大きく靭
性に乏しいので、塑性加工が不可能とされてい
た。そのため、従来は、肉盛りや溶射などの溶着
方法や、鋳造方法によつて所望の部材を製造して
いた。 <発明が解決しようとする課題> 一般に、溶着や鋳造による製造方法では、溶融
物が凝固したままの状態のものしか得られないの
で、凝固時の内部欠陥が内在したり、組織が不均
一になつたりして、当該金属が保有する性質を十
分発揮させることができない。特に高炭素、コバ
ルト基合金は、凝固時に共晶炭化物が粗大凝集
し、かつマトリクス中に不均一に分散するほか、
空孔等の内部欠陥が混在し易いために、合金の持
つ耐摩耗性、耐食性、高温硬さなどの品質特性
が、ともに非常に低くなる。 これに加え、溶着方法では、内径70mm以下の比
較的細い管や長さ1m以上の比較的長い管の内面
溶着が極めて困難なことに加えて、その作業能率
が低く、鋳造法では薄肉管の製造ができないな
ど、製品の形態が厳しく制約される。 この発明は、上述の溶融、凝固による製品の品
質上の問題点を解決し、かつ、製造される製品の
形態による制約を緩和し、生産性を高めようとす
るものである。 <課題を解決するための手段> この発明では、先ず、炭素0.5〜5.0重量%及び
コバルト40重量%以上を基本成分とする合金を粉
末化する。次いで、この合金粉末を金属カプセル
に充填して封止し、その後に加熱してカプセル内
の合金粉末を予備焼結させる。そして、これを誘
導加熱により更に昇温させ、熱間押出機に装填し
て押出しによる塑性加工を加える。 ここで、炭素0.5〜5.0重量%及びコバルト40重
量%以上の組成は、周知の高炭素、コバルト基合
金の組成に準拠するものであり、やはり周知のよ
うにCr、Ni、W、Mo、V、Nb、Ti、Fe等の成
分を、適宜選択して添加する。 粉末化の方法としては、炭化物が微細で均一に
分散し、マトリクスの結晶粒も微細化するよう
に、急冷を伴うアトマイズ法が適当であり、特に
カプセル内での充填率を高める上で、球状粉末が
得られるガスアトマイズ法が最適である。その粒
径は、カプセル内での充填率を高め、加熱を容易
にするために、約1000μ以下の各種のものを混在
させるのが望ましい。 カプセルとしては、軟鋼、不錆鋼を始め、加工
性が悪くない金属であれば使用できる。製品が高
炭素、コバルト基合金のみからなる棒または管の
場合は、円筒形または2重円筒形の薄肉のカプセ
ルを用いる。製品が高炭素、コバルト基合金と通
常の金属とのクラツド材である場合は、カプセル
壁の一部または中子に、クラツド材を構成させる
ための金属を適当な厚さにして使用する。 粉末原料をカプセルに充填したならば、カプセ
ルを封止し、必要に応じ内部を排気する。熱間押
出は、カプセル内の粉末原料が1150〜1200℃にな
るように加熱した上で実施する。その際に、粉末
原料が適温に長時間置かれると、炭化物や結晶粒
が粗大化するので、昇温及び押出加工は出来るだ
け速やかに行わなければならない。 原料粉末の昇温を助けるため、カプセルへ充填
した後に、冷間静水圧プレスを行うのが望まし
い。これを行うことにより、粉末の充填密度は、
60〜65%から65〜70%に上昇し、予備焼結のため
の熱伝導度が向上する。 カプセル内の原料粉末を押出温度にまで急速に
加熱するには、誘導加熱が最良である。しかし、
粉末原料は、充填密度が上述のように高められて
いても、誘導電流が流れにくい。よつて、誘導加
熱に先立つて、カプセルを700℃以上に加熱して、
内部の粉末を予備焼結させる必要がある。 カプセルが、誘導加熱によつて所定温度に達し
たら、速やかに全面にガラス潤滑剤を付着させ、
熱間押出機に装填して加工する。 <作用> カプセルに充填された粉末原料は、必要に応じ
冷間静水圧プレスにより圧縮されて充填密度が高
められ、予備焼結によつて誘導電流が流れ易くな
り、誘導加熱により速やかに加工温度に昇温し、
熱間押出加工を受ける。 このように、昇温から熱間押出加工までの過程
が極めて迅速に進行する結果、合金を構成する炭
化物やマトリクスの結晶粒の成長が抑えられる。
そのために、従来塑性加工が不可能視されていた
高炭素、コバルト基合金でも、熱間押出加工が可
能になる。 <実施例> 第1図に示すように、円筒状金属カプセル1内
に高炭素、コバルト基合金粉末2を充填し、これ
を熱間押出加工するときは、カプセル1に由来す
る薄い金属層を被つた合金の棒が得られる。金属
の被層を研削等によつて除去して使用する。 第2図に示すように、外筒3及び内筒4よりな
る2重筒状カプセルの内外筒間に合金粉末5を充
填し、これを熱間押出加工するときは、内外面に
薄い金属層を被つた合金管が得られる。必要に応
じ、内面、外面または両面の金属被層を除去して
使用する。 第3図に示すように、適当な金属よりなる中子
6を有する円筒状金属カプセル7内に、合金粉末
8を充填し、これを熱間押出加工するときは、外
面に薄い金属層を被つたクラツド棒が得られる。
外面の金属被層を除去して使用するが、内部の金
属芯によつて補強されて、高い機械強度を得るこ
とができる。 第4図に示すように、薄肉の外筒9の厚肉の内
筒10とよりなる2重筒状金属カプセルの内外筒
間に合金粉末11を充填し、これを熱間押出加工
するときは、外面に薄い金属層を被つたクラツド
管が得られる。外面の金属被層を除去して使用す
るが、内筒10に由来する金属層によつて補強さ
れて、高い機械強度を得ることができる。 第5図に示すように、厚肉の外筒12と薄肉の
内筒13とよりなる2重筒状金属カプセルの内外
筒間に合金粉末14を充填し、これを熱間押出加
工するときは、内面に薄い金属層が付着したクラ
ツド管が得られる。内面の金属被層を除去して使
用するが、外筒12に由来する金属層によつて補
強されて、高い機械強度を得ることができる。 第6図に示すように、適当な金属よりなる同径
の円柱形中子15,16を有する厚肉の金属カプ
セル17内に合金粉末18を充填し、これを熱間
押出加工する。その押出品の中子15,16に由
来する芯を機械加工によつて除去し、生じた孔面
を仕上加工するときは、第7図に示すように、合
金部分19にだるま形の孔20を有し、外側が補
強金属円筒21によつて包まれた、2軸エクスト
ルーダ用外囲器を得ることができる。 次に、各種の組成の高炭素、コバルト基合金に
この発明を実施した実施例の性状を説明する。 実施例1及び比較例 カプセルとして第4図示の構造のものを用い、
内部に第1表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。なお、カプ
セルの諸元は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径151mm、内径147mm、材質S20C 内筒 外径74mm、内径40mm、材質STBA24 粉末充填率 62% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は、次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径149mm、内径145mm 内筒 外径74mm、内径40mm 粉末充填率 65% これを、雰囲気炉で800℃に加熱した後1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機に装填して、押出加工を行つた。製品の
寸法は、表面の金属被層込みで、次の通りであ
る。 外径58mm、境界部径42mm、内径34mm、長さ3.7
m 第1表に示すように、実施例1と事実上同組成
の合金で、比較例1A、1B及び1Cを製造した。比
較例1Aは、平均粒径150μのガスアトマイズ合金
粉末を1150℃、1000Kg/cm2で熱間プレス加工によ
り成型し、比較例1Bは鋳造材であり、比較例1C
は溶射材である。
【表】
実施例1の製品の焼結合金部分は、第8図に示
すように、炭化物及びマトリクスの結晶粒が、余
り成長していない。これに対し、同様な原料粉末
を焼結したものであつても、比較例1Aの製品の
場合は、第9図に示すように、炭化物やマトリク
ス結晶粒が細長く成長している。更に、比較例
1B及び1Cの製品の場合は、それぞれ第10図及
び第11図に示すように、結晶粒子が著しく粗大
であることが判る。 次に、その硬さを比較すると、第1表のよう
に、粉末冶金法を採用している実施例1及び比較
例1Aの製品が格段と優れており、中でも実施例
1の方が勝つている。そして、高温における硬さ
の変化を調べてみると、第12図に示すように、
実施例1の製品が比較例1A、1B及び1Cの製品に
勝つている。 また、耐摩耗性の比較のために、大越式摩耗試
験機を用い、相手材としてSCM420を使用し、摩
擦距離400m、最終荷重6.3Kgで測定した結果は、
第13図に示すように、何れの摩擦速度において
も、実施例1の製品は比較例1A、1B及び1Cの製
品よりも格段と摩耗減量が少なかつた。 また、耐食性の比較のために、50℃の50%塩
酸、50℃の30%硫酸及び50℃の10%硝酸に浸漬
し、腐食減量を求めた結果を、それぞれ第14図
a,b及びcに示す。この結果から何れの条件に
おいても、実施例1の製品は比較例1A、1B及び
1Cの製品に較べて腐食による減量が少なかつた。
更に、脆性を比較するためのシヤルピー衝撃試験
を行つた結果でも、第15図に示すように実施例
1の製品は比較例1A、1B及び1Cの製品に較べて
優れた値を示しているが、材料の硬度を併せて考
慮するときは、実施例1の価値が極めて高いもの
であることが判る。なお、第15図中の符号は、
実施例または比較例の番号を示す。 実施例2及び比較例 カプセル及び中子として第6図示の構造のもの
を用い、内部に第2表に示す合金のガスアトマイ
ズ粉末(平均粒径150μ)を充填した。カプセル
の諸元は次の通りである。 全長 690mm 外筒 外径207.5mm、内径180mm、材質SUS304 中子 直径74mm×2本、材質SUS304 粉末充填率 63% 上記カプセルを、冷間静水圧プレスすることな
く、そのまま雰囲気炉で800℃に加熱し、これを
1180℃に誘導加熱し、内径215mmのシリンダを有
する熱間押出機に装填して、押出加工を行つた。
押出品の寸法は次の通りである。 外筒 外径115mm、内径90mm、長さ2.5m 中子 直径48mm×2本 第2表に示すように、実施例2と事実上同組成
の合金で、比較例2A、2B及び2Cを製造した。比
較例2Aの製法は比較例1Aと同様であり、比較例
2Bは鋳造材、比較例2Cは溶射材である。
すように、炭化物及びマトリクスの結晶粒が、余
り成長していない。これに対し、同様な原料粉末
を焼結したものであつても、比較例1Aの製品の
場合は、第9図に示すように、炭化物やマトリク
ス結晶粒が細長く成長している。更に、比較例
1B及び1Cの製品の場合は、それぞれ第10図及
び第11図に示すように、結晶粒子が著しく粗大
であることが判る。 次に、その硬さを比較すると、第1表のよう
に、粉末冶金法を採用している実施例1及び比較
例1Aの製品が格段と優れており、中でも実施例
1の方が勝つている。そして、高温における硬さ
の変化を調べてみると、第12図に示すように、
実施例1の製品が比較例1A、1B及び1Cの製品に
勝つている。 また、耐摩耗性の比較のために、大越式摩耗試
験機を用い、相手材としてSCM420を使用し、摩
擦距離400m、最終荷重6.3Kgで測定した結果は、
第13図に示すように、何れの摩擦速度において
も、実施例1の製品は比較例1A、1B及び1Cの製
品よりも格段と摩耗減量が少なかつた。 また、耐食性の比較のために、50℃の50%塩
酸、50℃の30%硫酸及び50℃の10%硝酸に浸漬
し、腐食減量を求めた結果を、それぞれ第14図
a,b及びcに示す。この結果から何れの条件に
おいても、実施例1の製品は比較例1A、1B及び
1Cの製品に較べて腐食による減量が少なかつた。
更に、脆性を比較するためのシヤルピー衝撃試験
を行つた結果でも、第15図に示すように実施例
1の製品は比較例1A、1B及び1Cの製品に較べて
優れた値を示しているが、材料の硬度を併せて考
慮するときは、実施例1の価値が極めて高いもの
であることが判る。なお、第15図中の符号は、
実施例または比較例の番号を示す。 実施例2及び比較例 カプセル及び中子として第6図示の構造のもの
を用い、内部に第2表に示す合金のガスアトマイ
ズ粉末(平均粒径150μ)を充填した。カプセル
の諸元は次の通りである。 全長 690mm 外筒 外径207.5mm、内径180mm、材質SUS304 中子 直径74mm×2本、材質SUS304 粉末充填率 63% 上記カプセルを、冷間静水圧プレスすることな
く、そのまま雰囲気炉で800℃に加熱し、これを
1180℃に誘導加熱し、内径215mmのシリンダを有
する熱間押出機に装填して、押出加工を行つた。
押出品の寸法は次の通りである。 外筒 外径115mm、内径90mm、長さ2.5m 中子 直径48mm×2本 第2表に示すように、実施例2と事実上同組成
の合金で、比較例2A、2B及び2Cを製造した。比
較例2Aの製法は比較例1Aと同様であり、比較例
2Bは鋳造材、比較例2Cは溶射材である。
【表】
硬さは第2表に示すように、実施例2の製品が
最も優れていた。また、脆性を示すシヤルピー衝
撃値も第15図に示すように実施例2の製品が比
較例2A、2B及び2Cの製品より優れ、硬さを考慮
すれば、これら比較例に較べて実施例2の価値が
大きいことが判る。 更に、顕微鏡写真(400倍)の所見では、第1
6図に示すように、カプセル17に由来する金属
部分(上方)と粉末18に由来する焼結合金部分
(下方)とは、完全に金属間の拡散接合がなされ
ており、優れた接合強度を有していることが判つ
た。 実施例3及び比較例 カプセルとして第1図示の構造のものを用い、
内部に第3表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。カプセルの
諸元は次の通りである。 全長400mm、外径149mm、内径147mm 材質 S20C 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は次の通りである。 全長398mm、外径149mm、内径145mm 粉末充填率 68% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機に装填して、表面の金属被層込みで外径
が35mm、長さが7.2mの合金棒を得た。 比較のために、第3表に示すように、実施例3
と事実上同組成の合金で、比較例3Aを作成した。
その作成方法は、比較例1Aと同じである。
最も優れていた。また、脆性を示すシヤルピー衝
撃値も第15図に示すように実施例2の製品が比
較例2A、2B及び2Cの製品より優れ、硬さを考慮
すれば、これら比較例に較べて実施例2の価値が
大きいことが判る。 更に、顕微鏡写真(400倍)の所見では、第1
6図に示すように、カプセル17に由来する金属
部分(上方)と粉末18に由来する焼結合金部分
(下方)とは、完全に金属間の拡散接合がなされ
ており、優れた接合強度を有していることが判つ
た。 実施例3及び比較例 カプセルとして第1図示の構造のものを用い、
内部に第3表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。カプセルの
諸元は次の通りである。 全長400mm、外径149mm、内径147mm 材質 S20C 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は次の通りである。 全長398mm、外径149mm、内径145mm 粉末充填率 68% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機に装填して、表面の金属被層込みで外径
が35mm、長さが7.2mの合金棒を得た。 比較のために、第3表に示すように、実施例3
と事実上同組成の合金で、比較例3Aを作成した。
その作成方法は、比較例1Aと同じである。
【表】
第3表及び第15図から明らかなように、硬さ
は実施例3の製品が優れ、脆性も実施例3の製品
が僅かに優れているが、両者を綜合して比較する
と、実施例3の製品が格段と優れている。 実施例4及び比較例 カプセルとして第1図示の構造のものを用い、
内部に第4表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。カプセルの
諸元は次の通りである。 全長400mm、外径151mm、内径147mm 材質 S20C 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は次の通りである。 全長398mm、外径149mm、内径145mm 粉末充填率 69% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、誘導炉
で1080℃に加熱し、内径160mmのシリンダを有す
る熱間押出機によつて加工し、外径が60mm、長さ
が2.5mの合金棒を得た。 比較のために、第4表に示すように、実施例4
と事実上同組成の合金で比較例4Aを作成した。
その作成方法は、比較例1Aと同じである。
は実施例3の製品が優れ、脆性も実施例3の製品
が僅かに優れているが、両者を綜合して比較する
と、実施例3の製品が格段と優れている。 実施例4及び比較例 カプセルとして第1図示の構造のものを用い、
内部に第4表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。カプセルの
諸元は次の通りである。 全長400mm、外径151mm、内径147mm 材質 S20C 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は次の通りである。 全長398mm、外径149mm、内径145mm 粉末充填率 69% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、誘導炉
で1080℃に加熱し、内径160mmのシリンダを有す
る熱間押出機によつて加工し、外径が60mm、長さ
が2.5mの合金棒を得た。 比較のために、第4表に示すように、実施例4
と事実上同組成の合金で比較例4Aを作成した。
その作成方法は、比較例1Aと同じである。
【表】
第4表及び第15図から明らかなように、硬さ
は実施例4の製品が優れ、脆性も若干実施例4の
製品が勝つているが、両者を綜合して比較する
と、実施例4の製品が格段と優れている。 実施例 5 カプセルとして第4図示の構造のものを用い、
内部に第5表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。このカプセ
ルの諸元は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径151mm、内径147mm、材質S20C 内筒 外径85mm、内径35mm、材質SUS329J1 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径149mm、内径145mm 内筒 外径85mm、内径35mm 粉末充填率 67% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機で加工し、次の寸法の製品を得た。 外径48mm、境界部径38mm、内径30mm、長さ6.0m 第5表及び第15図から明らかなように、その
硬さは極めて高く、靭性も非常に優れている。 実施例 6 カプセルとして第5図示の構造のものを用い、
内部に第5表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。このカプセ
ルの諸元は次の通りである。 全長 500mm 外筒 外径207.5mm、内径140mm、材質SUS304 内筒 外径94mm、内径90mm、材質S20C 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮す
ると、次のようになる。 全長 500mm 外筒 外径207.5mm、内径140mm 内筒 外径96mm、内径92mm 粉末充填率 68% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径215mmのシリンダを有する熱
間押出機で加工して、次の寸法にする。 外径148mm、境界部径108mm、内径96mm、長さ2.5
m 第5表及び第15図に示すように、極めて高い
硬さが得られる。 実施例 7 カプセルとして第4図に示す構造のものを用
い、内部に第5表に示す組成の合金のガスアトマ
イズ粉末(平均粒径150μ)を充填した。このカ
プセルの諸元は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径151mm、内径147mm、材質S20C 内筒 外径73mm、内径40mm、材質SUS304 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスで圧縮すると
次のようになる。 全長 400mm 外筒 外径149mm、内径145mm 内筒 外径73mm、内径40mm 粉末充填率 69% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機で加工して、次の寸法にする。 外径60mm、境界部径40mm、内径30mm、長さ3.0m 第5表及び第15図に示すように、極めて高い
硬さが得られ、脆性も十分実用になる程度の値を
示した。
は実施例4の製品が優れ、脆性も若干実施例4の
製品が勝つているが、両者を綜合して比較する
と、実施例4の製品が格段と優れている。 実施例 5 カプセルとして第4図示の構造のものを用い、
内部に第5表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。このカプセ
ルの諸元は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径151mm、内径147mm、材質S20C 内筒 外径85mm、内径35mm、材質SUS329J1 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮し
た結果は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径149mm、内径145mm 内筒 外径85mm、内径35mm 粉末充填率 67% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機で加工し、次の寸法の製品を得た。 外径48mm、境界部径38mm、内径30mm、長さ6.0m 第5表及び第15図から明らかなように、その
硬さは極めて高く、靭性も非常に優れている。 実施例 6 カプセルとして第5図示の構造のものを用い、
内部に第5表に示す組成の合金のガスアトマイズ
粉末(平均粒径150μ)を充填した。このカプセ
ルの諸元は次の通りである。 全長 500mm 外筒 外径207.5mm、内径140mm、材質SUS304 内筒 外径94mm、内径90mm、材質S20C 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスにより圧縮す
ると、次のようになる。 全長 500mm 外筒 外径207.5mm、内径140mm 内筒 外径96mm、内径92mm 粉末充填率 68% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径215mmのシリンダを有する熱
間押出機で加工して、次の寸法にする。 外径148mm、境界部径108mm、内径96mm、長さ2.5
m 第5表及び第15図に示すように、極めて高い
硬さが得られる。 実施例 7 カプセルとして第4図に示す構造のものを用
い、内部に第5表に示す組成の合金のガスアトマ
イズ粉末(平均粒径150μ)を充填した。このカ
プセルの諸元は次の通りである。 全長 400mm 外筒 外径151mm、内径147mm、材質S20C 内筒 外径73mm、内径40mm、材質SUS304 粉末充填率 65% 上記カプセルを冷間静水圧プレスで圧縮すると
次のようになる。 全長 400mm 外筒 外径149mm、内径145mm 内筒 外径73mm、内径40mm 粉末充填率 69% これを雰囲気炉で800℃に加熱した後、1180℃
に誘導加熱し、内径160mmのシリンダを有する熱
間押出機で加工して、次の寸法にする。 外径60mm、境界部径40mm、内径30mm、長さ3.0m 第5表及び第15図に示すように、極めて高い
硬さが得られ、脆性も十分実用になる程度の値を
示した。
【表】
<発明の効果>
以上のように、従来技術では、高炭素、コバル
ト基合金は、熱間塑性加工が不可能で、鋳造法や
溶着法でしか利用することができなかつたが、こ
の発明によるときは、熱間押出による塑性加工が
可能になり、かつ合金の各種特性も向上した。よ
つて、従来は得られなかつた高炭素、コバルト基
合金の細径長尺棒や細径長尺管が得られるばかり
でなく、各種鉄合金や非鉄合金とのクラツド材も
経済的に生産することができる。 特に、第7図に示したような耐食、耐摩耗を必
要とするプラスチツクの押出機や射出成形機のシ
リンダとして、内周が高炭素、コバルト基合金で
形成され、外周に不錆鋼を用いたクラツド材によ
る製品は、極めて長寿命でかつ経済的に製造する
ことができる。
ト基合金は、熱間塑性加工が不可能で、鋳造法や
溶着法でしか利用することができなかつたが、こ
の発明によるときは、熱間押出による塑性加工が
可能になり、かつ合金の各種特性も向上した。よ
つて、従来は得られなかつた高炭素、コバルト基
合金の細径長尺棒や細径長尺管が得られるばかり
でなく、各種鉄合金や非鉄合金とのクラツド材も
経済的に生産することができる。 特に、第7図に示したような耐食、耐摩耗を必
要とするプラスチツクの押出機や射出成形機のシ
リンダとして、内周が高炭素、コバルト基合金で
形成され、外周に不錆鋼を用いたクラツド材によ
る製品は、極めて長寿命でかつ経済的に製造する
ことができる。
第1図はこの発明に使用するカプセルの第1の
例の縦断面図及び横断面図、第2図はカプセルの
第2の例の縦断面図及び横断面図、第3図はカプ
セルの第3の例の縦断面図及び横断面図、第4図
はカプセルの第4の例の縦断面図及び横断面図、
第5図はカプセルの第5の例の縦断面図及び横断
面図、第6図はカプセルの第6の例の縦断面図及
び横断面図、第7図は第6図のカプセルを用いた
この発明による製品の横断面図、第8図は第1の
実施例による焼結合金部分の3000倍拡大組織図、
第9図は比較例合金の合金の3000倍拡大組織図、
第10図は別の比較例合金の金属組織を示す400
倍顕微鏡写真、第11図は更に別の比較例合金の
金属組織を示す400倍顕微鏡写真、第12図はこ
の発明の第1の実施例による焼結合金及び比較例
の温度−硬さ特性線図、第13図はこの発明の第
1の実施例による焼結合金及び比較例の摩耗特性
線図、第14図はこの発明の第1の実施例による
焼結合金及び比較例の腐食特性線図、第15図は
各実施例及び各比較例の焼結合金の硬さ−衝撃値
特性線図、第16図はこの発明の第2の実施例に
よるクラツド材の金属と焼結合金の境界の組織を
示す400倍顕微鏡写真である。
例の縦断面図及び横断面図、第2図はカプセルの
第2の例の縦断面図及び横断面図、第3図はカプ
セルの第3の例の縦断面図及び横断面図、第4図
はカプセルの第4の例の縦断面図及び横断面図、
第5図はカプセルの第5の例の縦断面図及び横断
面図、第6図はカプセルの第6の例の縦断面図及
び横断面図、第7図は第6図のカプセルを用いた
この発明による製品の横断面図、第8図は第1の
実施例による焼結合金部分の3000倍拡大組織図、
第9図は比較例合金の合金の3000倍拡大組織図、
第10図は別の比較例合金の金属組織を示す400
倍顕微鏡写真、第11図は更に別の比較例合金の
金属組織を示す400倍顕微鏡写真、第12図はこ
の発明の第1の実施例による焼結合金及び比較例
の温度−硬さ特性線図、第13図はこの発明の第
1の実施例による焼結合金及び比較例の摩耗特性
線図、第14図はこの発明の第1の実施例による
焼結合金及び比較例の腐食特性線図、第15図は
各実施例及び各比較例の焼結合金の硬さ−衝撃値
特性線図、第16図はこの発明の第2の実施例に
よるクラツド材の金属と焼結合金の境界の組織を
示す400倍顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 1 炭素0.5〜5.0重量%及びコバルト40重量%以
上を基本としこれに適宜の成分を添加してなる高
炭素、コバルト基合金を粉末化し、この粉末を金
属カプセルに封入し、その後にこれを加熱してカ
プセル内の粉末を予備焼結させた上で、押出加工
温度に誘導加熱して熱間押出法により塑性加工を
加えることを特徴とする高炭素、コバルト基合金
部材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14072488A JPH0277536A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 高炭素、コバルト基合金部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14072488A JPH0277536A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 高炭素、コバルト基合金部材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0277536A JPH0277536A (ja) | 1990-03-16 |
JPH0438829B2 true JPH0438829B2 (ja) | 1992-06-25 |
Family
ID=15275232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14072488A Granted JPH0277536A (ja) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | 高炭素、コバルト基合金部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0277536A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104741612A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-07-01 | 内蒙古北方重工业集团有限公司 | 粉末高温合金棒挤压方法 |
CN104889400B (zh) * | 2015-05-15 | 2017-10-10 | 安泰科技股份有限公司 | 粉末冶金耐磨耐蚀合金管材 |
CN104874802B (zh) * | 2015-05-15 | 2017-10-10 | 安泰科技股份有限公司 | 粉末冶金耐磨损耐腐蚀合金棒材 |
CN104889399B (zh) * | 2015-05-15 | 2017-10-10 | 安泰科技股份有限公司 | 粉末冶金工艺制备耐磨耐蚀合金管件的方法 |
CN109365824B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-06-25 | 西安石油大学 | 一种6.5wt%高硅电工钢薄壁空心管材的制备方法 |
-
1988
- 1988-06-08 JP JP14072488A patent/JPH0277536A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0277536A (ja) | 1990-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3753704A (en) | Production of clad metal articles | |
JP4896032B2 (ja) | 管状ターゲット | |
EP0202735B1 (en) | Process for making a composite powder metallurgical billet | |
US3652235A (en) | Composite metal articles | |
US8206645B2 (en) | Preparation of filler-metal weld rod by injection molding of powder | |
CN101225502A (zh) | 纤维增强金属间化合物复合材料及其制备成型的方法 | |
DK163804B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af roer af rustfrit staal og anvendelse af fremgangsmaaden til fremstilling af flerlagsroer | |
US3678567A (en) | Production of clad metal articles | |
US5445787A (en) | Method of extruding refractory metals and alloys and an extruded product made thereby | |
CN108796304A (zh) | 一种γ-TiAl预合金气雾化制粉电极棒及其制备方法 | |
US3204917A (en) | Layered mold | |
JPH0438829B2 (ja) | ||
US4323186A (en) | Manufacture of high performance alloy in elongated form | |
JP4133078B2 (ja) | 繊維強化金属の製造方法 | |
CN110421122B (zh) | 一种铝合金杆材制作工艺 | |
JP4178070B2 (ja) | 焼結用予成形体のキャニング方法およびそれによる焼結材料の製造方法 | |
CN116689767B (zh) | 一种航空航天用铝合金材料的制造方法 | |
JPS61218869A (ja) | 耐摩耗性および耐食性にすぐれたシリンダ−およびその製造方法 | |
US20030099854A1 (en) | Method for producing a clad metal product | |
JPH0565568B2 (ja) | ||
JPS61223106A (ja) | 高合金クラツド製品の製造方法 | |
JPH03264607A (ja) | 射出、押出成形機用複合シリンダ、スクリュウの製造方法 | |
JP3257694B2 (ja) | 複合部材の製造方法 | |
JPH11300459A (ja) | ダイカストマシン用スリーブ | |
JP2001232406A (ja) | 圧延用複合ロール及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |