JPH05214402A - 熱間等方圧加圧加工用金属粉末の製造方法 - Google Patents

熱間等方圧加圧加工用金属粉末の製造方法

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JPH05214402A
JPH05214402A JP4017770A JP1777092A JPH05214402A JP H05214402 A JPH05214402 A JP H05214402A JP 4017770 A JP4017770 A JP 4017770A JP 1777092 A JP1777092 A JP 1777092A JP H05214402 A JPH05214402 A JP H05214402A
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JP
Japan
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metal powder
powder
cip
isostatic pressing
hip
Prior art date
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Withdrawn
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JP4017770A
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English (en)
Inventor
Ryohei Kumagai
良平 熊谷
Yasushi Takayama
康 高山
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属粉末から成形体を製造する場合に用いる
金属粉末において、この金属粉末にあらかじめCIP技
術を応用した変形歪を与えておくことにより、HIP後
の強度と延性を向上させること。 【構成】 熱間等方圧加圧により金属粉末から成形体を
製造するその金属粉末において、該金属粉末の粒子に冷
間等方圧加圧加工を施す熱間等方圧加圧加工用金属粉末
の製造方法。 【効果】 CIP技術の特徴である等方圧加圧を利用す
ることにより粉末粒子へ確実に変形を作用せしめる点で
の安定性と操作の非特異性とをもっており、極めて低コ
ストであり、かつ実用性の高いものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱間等方圧加圧によって
金属粉末から成形体を製造する際の金属粉末の前処理方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、セラミックスや金属間化合物等の
難加工性材料については、鋳造や鍛造による成形体を製
造することは困難ないしは製造コスト上問題があるため
に、熱間等方圧加圧加工(以下HIPという)によっ
て、粉末から成形体を製造する技術の応用が益々増大さ
れつゝある。その応用の一つとして特開平2−1457
01号公報のように、チタン・アルミニュウム合金粉末
粒を真空容器または不活性雰囲気を充填した容器内に装
入し鋼球等を衝突せしめて、この合金粉末粒に歪みを与
えることで、合金粉末粒の加圧焼結体の緻密化を、この
合金の結晶粒粗大化温度以下で達成できるというもので
ある。すなわち、粉体を容器に充填し、HIP加工を行
う場合に用いる粉末にあらかじめ常温で機械的に歪を与
えておくと、HIPにおける高密度化が容易になり、H
IP後の強度と延性が向上するというものである。しか
も、これらの粉末に加工歪を与えるための手段として、
ボールミルまたは、ボールミルに若干の攪拌翼を付けた
アトライターと呼ばれるものが用いられているが、しか
し、これらの場合に、ボールや容器内面が摩耗し、粉末
に混入するので、品質管理上問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、HIP
に用いる金属粉末に変形歪を与える場合の手段として、
ボールミリングにおいて、ボールや容器が金属粉末とは
別の材料である限りは、その摩耗粉の混入は避けられな
い。この場合、処理された金属粉末が本来材質的に降伏
強度が高く、変形され難い材料ほど、高変形歪を与えた
場合のHIPへの影響は大きい。従って、ボールミリン
グは強化せざるを得ず、そのため摩耗粉の混入は益々増
大する傾向となる。例えば、TiAl金属間化合物粉末
での適用では、その混入成分は、2%にも達し、その結
果TiAlのHIP材の高温性能が劣化することが知ら
れている。このように摩耗粉の混入が避けられない以
上、ボールや容器等の材料を金属粉末と同一成分材、も
しくは、混入しても材質的に実害を与えない材料にする
必要があり、この点の問題は実用的には解決されていな
いのが実情である。
【0004】そこで、本発明は、前記実情を鑑み変形歪
を与えようとする金属粉末に対して、同じ金属粉末が同
時に相互に変形加工の作用材としても働く方法の一つの
対応として、金属粉末を容器に充填し、単軸もしくは多
軸加圧を行う方法がある。これはプレス機によっても良
く、圧延ロールを利用しても可能である。このようにし
て加工処理された金属粉末の加工歪は歪量に大きいバラ
ツキを生じ、変形しなかった金属粉末も多量含むことか
ら、これらの知見にもとずき、本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、金属粉末への歪の与え方として、冷間等方
圧加圧加工(以下CIPという)を利用する方法を提供
することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はHIP技術を利
用して、金属粉末から成形体を製造する場合に用いる金
属粉末において、この金属粉末にあらかじめCIP技術
を応用した変形歪を与えておくことを特徴とするもの
で、その発明の要旨とするところは、熱間等方圧加圧に
より金属粉末から成形体を製造するその金属粉末におい
て、該金属粉末の粒子に冷間等方圧加圧加工を施すこと
を特徴とする熱間等方圧加圧加工用金属粉末の製造方法
にある。
【0006】以下本発明について詳細に説明する。本発
明の特徴とするCIPの方法としては、特別の装置を必
要とせず、通常ゴム製容器に金属粉末を充填し、圧力を
かけて金属粉末に変形を与える方法で、十分目的を達成
することができる。しかし、圧力をかけ過ぎて、ブロッ
クに成形されてしまっては、粉末状で取り出すことが出
来ないので、成形以前の圧力で行う必要がある。この成
形以前の圧力値は適用する金属粉末の材質と形状に影響
するので、その金属粉末の材質と形状によって特定すれ
ば良い。また、最終的にHIP技術の適用をするので、
HIP時の加圧力が各粒子に均等に作用し、粒子間に空
孔欠陥を残さないようにするためCIP技術で変形歪を
与える工程では、球形粉の特徴として、ブロック成形さ
れにくゝ、この目的に対するCIPの圧力には実用的に
許容できる十分な範囲をもっていると言うことができ
る。
【0007】なお、図1はCIPにより金属粉末に変形
歪加工を与えたときの変形の様子を示す電子顕微鏡写真
の模式図であって、図1AはHIPに好適な球状均等径
の金属粉末がCIPの際の容器に充填されたときの粉末
相互の接触状態を示す模式図であり、図1BはこれにC
IP圧力をかけて変形したときの状態を示す模式図であ
る。すなわち、球状粉かCIP後もブロック化しにくい
ことを示しているものである。この状況については図2
によって明確に示されている。図2は本発明によるCI
P処理によって金属粉末に歪を与えた、そのHIP材の
変形状態を模式した図である。これからも、HIP材の
変形している状況がわかる。これに対して、図3は比較
のためにCIP処理により金属粉末に変形歪加工を与え
ないものの電子顕微鏡写真の模式図で、これからわかる
ように、HIP材の変形状態がみられない。
【0008】
【作用】本発明はHIP成形に用いる金属粉末におい
て、あらかじめCIP処理により金属粉末粒子に変形歪
を与えるものであるが、このCIPを用いることによ
り、個々の金属粉末に対し等方圧が加えられるという利
点がある。また、粉末自身にデンドライト等にもとずく
組織と変形能に異方性があったとしても、CIPを適用
することによって、圧力が等方圧であるため確実に変形
を与えるということが出来る。このように、変形歪を与
えた金属粉末は予め転位を与えているということで、H
IP処理における緻密化が確実に進行するからHIP温
度で動的再結晶を生ずる結果、HIP処理後のブロック
は組織が緻密化し、常温の引張破断強度が向上する。こ
のような効果は殆どの金属系材料においても可能とな
る。特に鋳造や鍛造では割れが生じて、部材加工が出来
ない金属間化合物においては、本発明は極めて有効な加
工方法の一つである。
【0009】このような有効な加工方法の適用につい
て、例えば、軽量で高温強度の優れたTiAl金属間化
合物について、本発明を適用する場合については、その
CIP加圧圧力は200〜500MPaを必要とする。
この高温強度の優れたTiAl金属間化合物の粉末は極
めて変形しにくい特徴を有し、そのため200MPa未
満では変形歪が十分に行われず、そのため前記したHI
P緻密化並びにミクロ組織の微細化においても十分に得
られない。しかし、200MPa以上での変形歪であれ
ば、圧力保持時間はそれ程長時間を必要としないが、C
IP装置内の加圧を確実ならしめるためには少なくとも
5分以上保持すれば十分である。
【0010】また、形状記憶材料として知られているN
iTi金属間化合物の場合は、TiAl粉末よりも加圧
変形が起きやすく、本発明によって歪変形を与えるため
のCIP加圧圧力は150〜500MPaであれば十分
である。しかし、この場合も加圧時間については装置的
に確実ならしめるためには、少なくとも5分間この圧力
に保持すれば実用化することができる。なお、これらの
材料での実施に当って圧力幅があるとは言え、500M
Paを越えた場合には、後工程でのHIPにおいて適合
しにくゝなるのでCIP加圧圧力は後工程であるHIP
との関係に於いて適用しなければならない。
【0011】
【実施例】
実施例1 TiとAlの化学成分比が原子比で52:48のTiA
1金属間化合物を回転電極法により球形粉末とし、その
平均粒径が220μmのものをゴム製容器に充填し、表
1の各条件でCIP処理を行った。処理された金属粉末
を容器から取り出して、純チタン製カプセルに真空封入
し、1.323Kの温度で180MPaの圧力の下に3
時間保持のHIP処理を行った。HIP後の材料は、純
チタンの容器部分を切削除去した後、組織観察により金
属粉末のCIPの圧力、200MPa以上において組織
の微細化効果が見られ、更に、600MPaまで上げる
と金属粉末に割れを生じ異形粒子が増大し、HIPカプ
セルへの充填密度不均一のため不適となった。従って、
表1からわかるように、TiAl金属間化合物の場合は
CIPの圧力は200〜500MPa、加圧保持時間を
5分以上とすることが最適であり、この範囲での適用に
よってHIP後の組織においての微細化効果が得られる
ことを示している。こうように軽い耐熱材料として、し
かも特異な機能をもった材料であるTiAl金属間化合
物は鋳造成形においては割れが発生し歩留りが悪く、鋳
造、圧延成形が殆んど不可能であるが、本発明によっ
て、工業的に実現可能となった。
【0012】
【表1】
【0013】実施例2 NiとTiの化学成分比が原子比で50.7:49.3
を有するNiTi金属間化合物を回転電極法により球形
粉末とし、その平均粒径が220μmのものをゴム製容
器に充填し、表2に示す各条件でCIP処理を行った。
処理された金属粉末を容器から取り出して、純チタン製
カプセルに真空封入し、1.523Kの温度で180M
Paの圧力の下に2時間保持のHIP処理を行った。H
IP後の材料は、純チタンの容器部分を切削除去した
後、組織観察により金属粉末のCIP処理条件による組
織の微細化効果を確認した。その結果、CIPの圧力、
150MPa以上においてHIP材の組織微細化が得ら
れ、更に、600MPaまで上げると金属粉末の欠けが
生じHIPに不適となり、また、650MPaでは一部
に粒子の欠けにもとずき、ブロック状に成形された。よ
って、表2からわかるように、NiTi金属間化合物の
場合はCIPの圧力は150〜500MPa、加圧保持
時間を5分以上とすることが最適であリ、この範囲での
適用によってHIP後の組織においての微細化効果が得
られることを示している。こうように形状記憶並びに超
弾性材料として、しかも難加工材料であるNiTi金属
間化合物においてもTiAl金属間化合物と同様、鋳造
成形においては割れが発生し歩留りが悪く、鋳造、圧延
成形が殆んど不可能であるが、本発明によつて、工業的
に実現可能となった。
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は粉末成形法
等に使用されている既存のCIP装置をそのまま金属粉
末の歪付加を目的として使用し、新しい設備を設ける必
要もなく、しかもCIP技術の特徴である等方圧加圧を
利用することにより粉末粒子へ確実に変形を作用せしめ
る点での安定性と操作の非特異性とをもっており、極め
て低コストによってその効果を達成でき、かつ、成形加
工材の品種の拡大を図ることが出来る実用性の高いもの
であり、工業上の効果は著しいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における金属粉末相互の接触状態を示す
電子顕微鏡写真の模式図、
【図2】本発明に係るCIP処理により金属粉末に歪を
与えた場合の電子顕微鏡写真の模式図、
【図3】従来でのCIP処理をしない場合の電子顕微鏡
写真の模式図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間等方圧加圧により金属粉末から成形
    体を製造するその金属粉末において、該金属粉末の粒子
    に冷間等方圧加圧加工を施すことを特徴とする熱間等方
    圧加圧加工用金属粉末の製造方法。
JP4017770A 1992-02-03 1992-02-03 熱間等方圧加圧加工用金属粉末の製造方法 Withdrawn JPH05214402A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004106587A1 (ja) * 2003-05-29 2004-12-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 放電表面処理用電極、放電表面処理用電極の製造方法、放電表面処理装置および放電表面処理方法
US7910176B2 (en) 2003-06-05 2011-03-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode for discharge surface treatment, manufacturing method and evaluation method for electrode for discharge surface treatment, discharge surface treatment apparatus, and discharge surface treatment method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004106587A1 (ja) * 2003-05-29 2004-12-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 放電表面処理用電極、放電表面処理用電極の製造方法、放電表面処理装置および放電表面処理方法
JPWO2004106587A1 (ja) * 2003-05-29 2006-07-20 三菱電機株式会社 放電表面処理用電極、放電表面処理用電極の製造方法、放電表面処理装置および放電表面処理方法
JP4523545B2 (ja) * 2003-05-29 2010-08-11 三菱電機株式会社 放電表面処理用電極、放電表面処理装置および放電表面処理方法
US7910176B2 (en) 2003-06-05 2011-03-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrode for discharge surface treatment, manufacturing method and evaluation method for electrode for discharge surface treatment, discharge surface treatment apparatus, and discharge surface treatment method

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