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JPS5910979B2 - Method for manufacturing heat-resistant composite sintered body - Google Patents
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JPS5910979B2 - Method for manufacturing heat-resistant composite sintered body - Google Patents

Method for manufacturing heat-resistant composite sintered body

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Publication number
JPS5910979B2
JPS5910979B2 JP51072712A JP7271276A JPS5910979B2 JP S5910979 B2 JPS5910979 B2 JP S5910979B2 JP 51072712 A JP51072712 A JP 51072712A JP 7271276 A JP7271276 A JP 7271276A JP S5910979 B2 JPS5910979 B2 JP S5910979B2
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JP
Japan
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sintered body
metal
fibers
organosilicon polymer
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JP51072712A
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秀夫 茅野
統悦 宍戸
守 大森
正昭 浜野
聖使 矢島
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TOKUSHU MUKI ZAIRYO KENKYUSHO
Original Assignee
TOKUSHU MUKI ZAIRYO KENKYUSHO
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐熱性複合焼結体の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for manufacturing a heat-resistant composite sintered body.

特に本発明は、高温における機械的強度、耐酸化性、耐
食性、耐摩耗性に優れた金属−セラミックス系複合焼結
体を製造する方法に係る。25従来の金属−セラミック
ス系の複合焼結体は、超硬合金やサーメットとして、高
硬度もしくは高温強度と強靭性とを兼ね備えさせる目的
で数多く開発されており、その活用範囲も次第に拡大さ
れつつある。
In particular, the present invention relates to a method for producing a metal-ceramic composite sintered body having excellent mechanical strength, oxidation resistance, corrosion resistance, and wear resistance at high temperatures. 25 Many conventional metal-ceramic composite sintered bodies have been developed as cemented carbide or cermet for the purpose of having high hardness or high-temperature strength and toughness, and the scope of their use is gradually expanding. .

し力化ながら、これら従来の超硬合金30やサーメット
はいずれも金属用をマトリックス(基地)としているた
め、高温での使用に際しては、前記金属相マトリックス
の軟化等による強度や硬度の劣化が著しい上に、空気中
での長時間使用による酸化も激しいなどの欠点を有して
いるた35め、従来の複合焼結体の最高使用温度はかな
り低いものとなつていた。このような事情に反して、近
年高温工学の進歩に伴い、より高い温度で使用できる機
械部品、摩擦部品等の出現が切望されている。本発明は
、上記の事情に鑑みて、従来の複合焼結体の有する欠点
を改良して、より高温でも充分使用に耐えうる複合焼結
体の製造方法を提供することを目的とするものである。
However, these conventional cemented carbide 30 and cermets all have a metal matrix (base), so when used at high temperatures, the strength and hardness deteriorate significantly due to softening of the metal matrix. In addition, the maximum operating temperature of conventional composite sintered bodies has been quite low because they suffer from severe oxidation due to long-term use in air35. Contrary to these circumstances, with recent advances in high temperature engineering, there has been a strong desire for the emergence of mechanical parts, friction parts, etc. that can be used at higher temperatures. In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a composite sintered body that can sufficiently withstand use even at higher temperatures by improving the drawbacks of conventional composite sintered bodies. be.

すなわち、従来の焼結機械部品、摩擦部品、軸受等の原
料である金属材料粉粒に、有機ケイ素高分子化合物もし
くは該有機化合物とセラミックス繊維とを添加したもの
を、加圧成形する工程と加熱焼結する工程とを包含して
なる製造方法によつて、高温においても優れた性能を有
する複合焼結体を得ることができることを新規に知見し
、本発明を完成するに至つたものである。以下に本発明
の製造方法について詳細に説明する。
In other words, the process of pressure-forming and heating metal material powder, which is the raw material for conventional sintered machine parts, friction parts, bearings, etc., to which an organosilicon polymer compound or the organic compound and ceramic fibers are added. The present invention has been completed based on the new finding that a composite sintered body having excellent performance even at high temperatures can be obtained by a manufacturing method including a sintering step. . The manufacturing method of the present invention will be explained in detail below.

本発明に用いることのできる原料の1つは、従来から金
属焼結体の原料として使用されている金属材料粉粒と同
種のものである。
One of the raw materials that can be used in the present invention is the same type of metal material powder that has been conventionally used as a raw material for metal sintered bodies.

たとえば、微量添加物を含む純Fe系、Fe−C系、F
e{u系、Fe−Cu一系、Fe−Ni系、Fe−Ni
−Cu系、Fe−Cr系、Fe−Mn系、Fe−Mn−
C系、Fe一Pb−C系、各種ステンレス鋼系、低合金
鋼系などの鉄系金属材料、Cu−Sn系、Cu−Sn−
C系、Cu−Zn系、Cu−Ni系、Cu−Ni−Zn
系、CU−At系、Cu−Pb系、Cu−C系などの銅
系金属材料、Ni−Cr系、Ni−Cr−CO系などの
ニツケル系金属材料、CO−Ni−Cr系などのコバル
ト系金属材料、さらにはニクロム、ハステロイ、インコ
ネル、テイムケンなどのスーパーアロイ系金属材料など
の粉粒を本発明において使用することができる。ただし
、上記金属材料粉粒は、予め合金化された粉粒体、ある
いはまた、合金の組成に相当する個々の金属元素粉末の
混合粉体のいずれか有利な方を選択して用いることがで
きる。また、上記金属材料粉粒中に少量の非金属物質例
えば酸化物、窒化物等のセラミツクスが含まれていても
、本発明においては充分に使用することができる。次に
、本発明で添加剤として用いる炭素とケイ素を主な骨格
成分とする有機ケイ素高分子化合物は本発明者らが既に
発明L1特許出願したものであり、特願昭50−502
23号、(特開昭51−126300号)、特願昭50
−149468号(特開昭52−74000号)、特願
昭51一21365号(特開昭52−112700号)
の明細書に詳細に説明されているものであるが、以下に
この化合物の製造方法を簡略に述べると、本発明に用い
るケイ素と炭素とを主な骨格成分とする有機ケイ素高分
子化合物の出発原料として使用することのできる有機ケ
イ素化合物は下dα1)〜(代)の型式に分類されるも
のから選ばれる何れか1種または2種以上からなるもの
である。
For example, pure Fe-based containing trace additives, Fe-C-based, F
e{u series, Fe-Cu series, Fe-Ni series, Fe-Ni
-Cu series, Fe-Cr series, Fe-Mn series, Fe-Mn-
Iron-based metal materials such as C-based, Fe-Pb-C-based, various stainless steels, and low alloy steels, Cu-Sn-based, Cu-Sn-
C-based, Cu-Zn-based, Cu-Ni-based, Cu-Ni-Zn
copper-based metal materials such as CU-At, Cu-Pb, and Cu-C; nickel-based metal materials such as Ni-Cr and Ni-Cr-CO; and cobalt such as CO-Ni-Cr. Powder of superalloy metal materials such as Nichrome, Hastelloy, Inconel, Teimken, etc. can be used in the present invention. However, the metal material powder may be a pre-alloyed powder or a mixed powder of individual metal element powders corresponding to the composition of the alloy, whichever is more advantageous. . Further, even if the metal material powder particles contain a small amount of nonmetallic substances such as ceramics such as oxides and nitrides, they can be used satisfactorily in the present invention. Next, the organosilicon polymer compound whose main skeleton components are carbon and silicon used as an additive in the present invention is one that the present inventors have already applied for invention L1 patent, and patent application No. 50-502.
No. 23, (Japanese Unexamined Patent Publication No. 126300/1982), Patent Application No. 1973
-149468 (Japanese Unexamined Patent Application No. 52-74000), Japanese Patent Application No. 51-21365 (Unexamined Japanese Patent Application No. 52-112700)
The method for producing this compound will be briefly described below, starting from the organosilicon polymer compound whose main skeleton components are silicon and carbon used in the present invention. The organosilicon compound that can be used as a raw material is one or two or more selected from the following types of dα1) to (sub).

(1) Si−C結合のみをふくむ化合物 シラ炭化水
素(SilahydrOcarbOn)とよばれるR4
Si,R3Si(R′SiR2)NR′SiR3などと
その炭素一官能性誘導体がこれに属する。
(1) Compound containing only Si-C bonds R4 called silahydrocarbOn
Si, R3Si (R'SiR2) NR'SiR3, etc. and their carbon monofunctional derivatives belong to this category.

例 (CH3)4Si,(CH2二CH)4Si,(C
H3)3SiC=CSi(CH3)3,(CH2)5S
i(CH2)4,(C2H5)3sicH2CH2ct
, (C6H5)5SiC02H, (2) Si−C結合のほかにSi−H結合をふくむ化
合物モノ一,ジ一,およびトリオルガノシランなどがこ
れに属する。
Example (CH3)4Si, (CH2CH)4Si, (C
H3)3SiC=CSi(CH3)3,(CH2)5S
i(CH2)4,(C2H5)3sicH2CH2ct
, (C6H5)5SiC02H, (2) Compounds containing Si-H bonds in addition to Si-C bonds, such as mono-, di-, and triorganosilanes, belong to this category.

例(C2H5)2SiH2,(CH2)5SiH2,(
CH3)3SiCH2Si(CH3)2H,ctCH2
siH3,(3) Si−Hat結合を有する化合物
モノシランを除くオルガノハロゲンシランである。
Example (C2H5)2SiH2, (CH2)5SiH2, (
CH3)3SiCH2Si(CH3)2H, ctCH2
siH3, (3) Compound with Si-Hat bond
Organohalogen silanes excluding monosilane.

1) Si−N結合を有する化合物 等がこれにふくまれる。1) Compound with Si-N bond etc. are included in this.

例 シリルアミン 5) Si−CRオルガノアルコキシ(またはアロキシ
)シランである。
Example Silylamine 5) Si-CR organoalkoxy (or alloxy) silane.

例(CH3)2Si(0C2H5)2,C2H5SiC
22(02H邑),P−Ctc6H4Osi(CH3)
3,(6) Si−CH結合を有する化合物 オルガノ
シラノール類例(C2H5)3Si0H,(CH3)2
Si(0H)2,C6H5Si(0H)3,(8) S
i−0−Si結合をふくむ化合物シロキサンである。
Example (CH3)2Si(0C2H5)2,C2H5SiC
22 (02H Eup), P-Ctc6H4Osi (CH3)
3, (6) Compounds with Si-CH bond Organosilanol examples (C2H5)3Si0H, (CH3)2
Si(0H)2, C6H5Si(0H)3, (8) S
It is a compound siloxane containing an i-0-Si bond.

オルガノシ (9)有機ケイ素化合物エステルリシラノールと酸とか
ら形成されると考えられるエステルで、(CH3)2S
i(0C0CH3)2などがこれに属する。
Organosilicon (9) Organosilicon compound ester An ester thought to be formed from risilanol and an acid, (CH3)2S
i(0C0CH3)2, etc. belong to this category.

(代)有機ケイ素化合物過酸化物;(CH3)3Si0
0C・(CH3)3,(CH3)3Si00Si(CH
3)3など。上記(1卜{0)の分子構造においてRは
アルキル基、アリール基を示している。本発明において
、前記原料より、ケイ素と炭素とを主な骨格成分とする
有機ケイ素高分子化合物、例えば下記の如き分子構造を
有する化合分を生成させる。
(S) Organosilicon compound peroxide; (CH3)3Si0
0C・(CH3)3,(CH3)3Si00Si(CH
3) 3 etc. In the above molecular structure (1 to {0), R represents an alkyl group or an aryl group. In the present invention, an organosilicon polymer compound having silicon and carbon as main skeleton components, for example, a compound having the following molecular structure, is produced from the raw materials.

(ニ)前記G)−f相濾の骨格成分を鎖状および三次元
構造のうち少なくとも一つの部分構造として含むものま
たは(イ)(ロ)(ハ)の混合物。
(d) A substance containing the skeleton component of the above G)-f phase filtration as at least one partial structure among a chain structure and a three-dimensional structure, or a mixture of (a), (b), and (c).

前記の分子構造を有する化合物には例えび次の如きもの
がある。(ニ)前記(イ)〜(ハ)記載の骨格成分を鎖
状、環状および三次元構造のうち少なくとも一つの部分
構造として含むもの、または(イ)(ロ)(ハ)の混合
物。
Examples of compounds having the above molecular structure include the following. (d) Those containing the skeleton components described in (a) to (c) above as at least one partial structure among chain, cyclic, and three-dimensional structures, or a mixture of (i), (b), and (c).

また本発明において使用することのできるケイ素、炭素
、水素、酸素以外に異種元素をも含有する有機ケイ素高
分子化合物としては下記(ホ)〜(卜)を挙げることが
できる。(ト) カルボラン核を有するポリマー 前記異種元素を含有する有機ケイ素高分子化合物は公知
の方法で合成することができる。
Further, examples of organosilicon polymer compounds containing a different element in addition to silicon, carbon, hydrogen, and oxygen that can be used in the present invention include the following (e) to (e). (g) Polymer having a carborane nucleus The organosilicon polymer compound containing the above-mentioned foreign element can be synthesized by a known method.

前記公知の方法で合成される異種元素を含有する有機ケ
イ素化合物以外に、本発明者らの発明による特許、特願
昭50−149468号(特開昭52−74000号)
および特願昭51−21365号(特開昭52−112
700号)の明細書に詳細に記載された製造方法によつ
ても製造することができる。すなわち、前記(1卜(代
)の有機ケイ素化合物に、下記(自)〜lの有機金属化
合物のうちから選ばれる少なくとも一種以上の有機金属
化合物を添加し、非酸化性雰囲気で200〜1500℃
の温度範囲に加熱してケイ素、炭素、水素、酸素以外の
異種元素を含有する有機ケイ素高分子化合物を合成する
ことができる。(自)窒素を含有する有機ケイ素化合物 (代)第1族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物
)03第族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物)
(自)第族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物)
, ?−Vrv′(自)
第族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物)(自)
第v族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物)(5
)第族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物)(自
)第族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物)A9
第族金属を含む有機金属化合物(含配位化合物)このよ
うにして合成される前記(イ)〜(ニ)に示される主と
してケイ素と炭素とを主な骨格成分とする有機ケイ素高
分子化合物と、前記(ホ)〜(ト)と、(1)〜(11
までに示される化合物から造られるケイ素、炭素、水素
、酸素以外に異種元素をも有する有機ケイ素高分子化合
物のうちから選ばれる少くとも一種以上の有機ケイ素高
分子化合物を、本発明の耐熱性複合焼結体の製造におい
て使用することができる。
In addition to organosilicon compounds containing different elements synthesized by the above-mentioned known methods, there are patents invented by the present inventors, Japanese Patent Application No. 50-149468 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-74000).
and Japanese Patent Application No. 51-21365 (Japanese Patent Application No. 52-112
It can also be manufactured by the manufacturing method described in detail in the specification of No. 700). That is, at least one or more organometallic compounds selected from the organometallic compounds listed below (self) to (l) are added to the above-mentioned organosilicon compound, and the mixture is heated at 200 to 1500°C in a non-oxidizing atmosphere.
An organosilicon polymer compound containing a different element other than silicon, carbon, hydrogen, and oxygen can be synthesized by heating to a temperature range of . (self) Organosilicon compound containing nitrogen (substitute) Organometallic compound containing Group 1 metal (coordination-containing compound) 03 Organometallic compound containing group metal (coordination-containing compound)
(self) Organometallic compounds containing group metals (coordination-containing compounds)
, ? -Vrv' (self)
Organometallic compounds containing group metals (coordination compounds) (self)
Organometallic compounds containing Group V metals (coordination compounds) (5
) Organometallic compound containing a group metal (coordination-containing compound) (auto) Organometallic compound containing a group metal (coordination-containing compound) A9
Organometallic compounds containing group metals (coordination-containing compounds) Organosilicon polymer compounds whose main skeleton components are mainly silicon and carbon as shown in (a) to (d) above synthesized in this way. , the above (e) to (g), and (1) to (11)
At least one organosilicon polymer compound selected from among organosilicon polymer compounds having a different element in addition to silicon, carbon, hydrogen, and oxygen, which is produced from the compounds shown above, is added to the heat-resistant composite of the present invention. It can be used in the production of sintered bodies.

また、本発明においては、種々のセラミツクス繊維を強
化材として用いた繊維強化複合焼結体を製造することが
できる。
Further, in the present invention, a fiber-reinforced composite sintered body can be manufactured using various ceramic fibers as reinforcing materials.

強化用繊維としては、第1表に示すような従来から使用
されている繊維あるいは各種のウイスカ一を用いること
ができる。さらに、本発明で添加剤として用いた有機ケ
イ素高分子化合物から製造される主としてSiCよりな
る繊維を本発明において用いることは、添加剤とのなじ
みが良いため、特に有利である。このようなセラミツク
ス繊維の複合効果は既に充分知られており、その複合方
法も後述するように様々である。前記の主としてSiC
よりなる繊維の製造方法と性質については、以下に簡単
に述べるが、この繊維は他のセラミツクス繊維やウイス
カ一にくらべて比較的簡便にしかも安価に製造できるこ
とが特長である。
As the reinforcing fibers, conventionally used fibers as shown in Table 1 or various whiskers can be used. Further, it is particularly advantageous to use fibers mainly made of SiC, which are produced from the organosilicon polymer compound used as an additive in the present invention, because they are compatible with the additive. Such composite effects of ceramic fibers are already well known, and there are various composite methods as described below. Mainly SiC
The manufacturing method and properties of this fiber will be briefly described below, but this fiber is characterized by being relatively easy and inexpensive to manufacture compared to other ceramic fibers and whiskers.

さらに繊維の径および長さについても実質的に任意なも
のが得られることも、本発明においてこれを使用するの
に有利である。この主とレリ7CSiCよりなる繊維の
製造方法は、本発明者等が既に発明し、特許出願したも
のであり、特願昭50−50529号(特開昭51−1
39929号)、特願昭50−52471号(特開昭5
1−130324号)、特願昭50−52472号(特
開昭51−130325号)、特願昭50−58033
号(特開昭51−149925号)、特願昭50−70
32号(特開昭51−147623号)、特願昭50−
70303号(特開昭51−147624号)、特願昭
50−JモV219号(特開昭52−1136号)、特願
昭50−79972号(特開昭52−5321号)、特
願昭50−107371号(特開昭52−31126号
)、特願昭50−132718号(特開昭52−597
24号)、特願昭50−132719号(特開昭52−
59725号)、特願昭50−136284号(特開昭
52−63427号)、特願昭50−146267号(
特開昭52−70122号)、特願昭50−12199
号(特開昭51−88064号)および特願昭50−1
9378号(特開昭51−95068号)の明細書に詳
細に説明されているものである。これらの製造方法を簡
略に述べると、既に述べた有機ケイ素高分子化合物を、
低分子量化合物の含有量の少ないものにした上で、溶媒
を用いるかもしくは加熱することにより紡糸原液となし
たのち紡糸し、これを酸化性雰囲気中で低温加熱し、つ
いで、少量の酸化性ガスを含む雰囲気中で予備加熱し、
必要により副成不純物を除去したのち、最終的に、真空
中、酸素ガス、空気、不活性ガス、一酸化炭素ガス、水
素ガス、炭化水素ガス、オゾン、水蒸気のうちから選ば
れるいずれか少くとも1種以上の雰囲気中で、800〜
2000℃の温度範囲で焼成して、主としてSiCより
なる繊維となすものである。上記の方法により得られた
繊維の代表的性質を第2表に示す。本発明において複合
される上記繊維の直径は、10〜100μmが好適であ
り、これを単繊維として、あるいは繊維集合体となした
ものとして使用することができる。
Furthermore, the fact that the diameter and length of the fibers can be substantially arbitrary is also advantageous for use in the present invention. The present inventors have already invented and applied for a patent on the method for manufacturing fibers made of this main fiber and Leli 7CSiC, and it was published in Japanese Patent Application No. 50-50529 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-198).
No. 39929), Japanese Patent Application No. 52471 (1972)
1-130324), Japanese Patent Application No. 50-52472 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-130325), Japanese Patent Application No. 58033-1983
No. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 149925/1982), Patent Application No. 50-70
No. 32 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 147623/1983), Patent Application No. 147623/1983
70303 (Japanese Unexamined Patent Application No. 51-147624), Japanese Patent Application No. 50-JMo V219 (Unexamined Japanese Patent Application No. 52-1136), Japanese Patent Application No. 79972 (Unexamined Japanese Patent Application No. 52-5321), No. 50-107371 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-31126), Patent Application No. 132718 (Unexamined Japanese Patent Application No. 52-597)
No. 24), Japanese Patent Application No. 132719 (1982)
59725), Japanese Patent Application No. 50-136284 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-63427), Japanese Patent Application No. 146267-1983 (
Japanese Patent Application Publication No. 1982-70122), Patent Application No. 1987-12199
No. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-88064) and patent application No. 1988-1
This is explained in detail in the specification of No. 9378 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-95068). Briefly describing these manufacturing methods, the organosilicon polymer compounds already mentioned are
After reducing the content of low molecular weight compounds, a spinning stock solution is prepared by using a solvent or by heating, which is then spun, heated at a low temperature in an oxidizing atmosphere, and then treated with a small amount of oxidizing gas. preheated in an atmosphere containing
After removing by-product impurities as necessary, the final step is to remove at least one selected from oxygen gas, air, inert gas, carbon monoxide gas, hydrogen gas, hydrocarbon gas, ozone, and water vapor in a vacuum. 800~ in one or more atmospheres
It is fired in a temperature range of 2000°C to form fibers mainly made of SiC. Typical properties of the fibers obtained by the above method are shown in Table 2. The diameter of the fibers to be composited in the present invention is preferably 10 to 100 μm, and can be used as a single fiber or as a fiber aggregate.

次に、前記金属材料粉粒と有機ケイ素高分子化 .”合
物との混合方法あるいは酸化合物とセラミツクスよりな
る繊維との混合方法もしくは集合体形成方法について述
べる。
Next, the metal material powder and organosilicon polymerization. ``The method of mixing with a compound or the method of mixing an acid compound with fibers made of ceramics or the method of forming an aggregate will be described.

有機ケイ素高分子化合物は、室温において粉末状もしく
は粘稠液状として得ることができるが、この化合物は、
300℃前後の加熱またはこれを可溶する溶媒の使用に
より、容易に低粘性液体となる性質を有している。
The organosilicon polymer compound can be obtained as a powder or a viscous liquid at room temperature.
It has the property of easily becoming a low-viscosity liquid by heating to around 300°C or by using a solvent that can dissolve it.

したがつて、繊維を使用しない複合焼結体を製造する場
合は、前記金属材料粉粒と有機ケイ素高分子化合物粉末
とを、例えば回転ドラム、ミキサーなどの混合機を用い
て乾式混合することもでき、また、有機ケイ素高分子化
合物をたとえば、ベンゼン,トルエン,ヘキサンなどの
溶媒を用いて低粘性溶液としたのち、混合機を用いて湿
式混合することもできる。特に、有機ケイ素高分子化合
物の添加量を少なくしたい時は、前記湿式混合の方が、
金属材料粉粒と均一に混合されるので有利である。また
、セラミツクスよりなる繊維をも複合させる場合の原料
の場合に関しては、繊維を長さ5m以下の短繊維として
使用する場合は、前記乾式,湿式いずれの混合方法をも
用いることができるが、繊維の長さが5mn以上のもの
を使用する場合には、繊維の折れを防止するため、予め
乾式もしくは湿式混合にて混合した金属材料粉粒と有機
ケイ素高分子化合物との混合粉中に、繊維を埋設する方
法を用いる方が有利である。
Therefore, when manufacturing a composite sintered body that does not use fibers, the metal material powder and the organosilicon polymer compound powder may be dry mixed using a mixer such as a rotating drum or a mixer. Alternatively, the organosilicon polymer compound can be made into a low viscosity solution using a solvent such as benzene, toluene, or hexane, and then wet-mixed using a mixer. In particular, when you want to reduce the amount of organosilicon polymer compound added, the wet mixing method is better.
This is advantageous because it is uniformly mixed with the metal material powder. In addition, in the case of raw materials in which fibers made of ceramics are also composited, if the fibers are used as short fibers with a length of 5 m or less, either the dry or wet mixing method described above can be used. When using a material with a length of 5 mm or more, in order to prevent the fibers from breaking, the fibers are added to the mixed powder of metal material powder and organosilicon polymer compound that have been mixed in advance by dry or wet mixing. It is more advantageous to use a method of burying.

ここで、繊維を混合粉中に埋設する方法について述べる
と、繊維の長さが5m以下の短繊維に関しては、なるべ
く均一に分布するように埋設し、また、長繊維に関して
は、−方向性を持つた配列、網目状の配列、撚糸状の組
合せ配列、積層配列など種々の配列を行なうことができ
るが、この場合も集合体全体としては、片寄らない配列
を行なうことが高強度焼結体を得るためには有利である
。さらに、これら主としてSiCからなる繊維と金属材
料粉粒のぬれ性が悪い場合は、予め繊維表面に金属材料
とぬれ性の良い金属,合金,化合物などを、蒸着法,メ
ツキ法,塗布法,スプレー法などにより被覆したものを
使ブ用することもできる。
Here, regarding the method of embedding fibers in the mixed powder, short fibers with a length of 5 m or less are buried so as to be as uniformly distributed as possible, and long fibers are buried with -direction. A variety of arrangements can be made, such as a lattice arrangement, a mesh arrangement, a twisted thread-like combination arrangement, and a laminated arrangement, but in this case as well, it is best to arrange the aggregate as a whole so that it is not biased. It is advantageous to gain. Furthermore, if the wettability of these fibers mainly made of SiC and metal material powder particles is poor, a metal, alloy, compound, etc. that has good wettability with the metal material may be applied to the fiber surface in advance by vapor deposition, plating, coating, or spraying. It is also possible to use a material coated by a method or the like.

さらに、本発明においては、緻密な焼結体を得るために
、金属材料粉粒と有機ケイ素高分子化合物との混合粉あ
るいは該混合粉中に短繊維を配設した集合体を、前もつ
て非酸化性雰囲気中で400℃以下で予備加熱して、有
機化合物を一旦溶融状態となし、もつて金属粉粒の表面
を万遍なく覆わしめたのち冷却し、得られた粉粒の集合
体を捕潰機などの粉砕機を用いて粉体化したのち、粒度
調整を行なうこともできる。
Furthermore, in the present invention, in order to obtain a dense sintered body, a mixed powder of metal material powder and an organosilicon polymer compound or an aggregate in which short fibers are arranged in the mixed powder is prepared in advance. An aggregate of powder particles obtained by preheating at 400°C or less in a non-oxidizing atmosphere to once bring the organic compound into a molten state, evenly covering the surface of the metal powder particles, and then cooling it. The particle size can also be adjusted after the powder is pulverized using a crusher such as a crusher.

このように、金属粉粒同志の焼結が起こらない低温度に
おいて、添加物の均一分散を計ることができるのは、本
発明の特徴の1つとするところである。ここで、有機ケ
イ素高分子化合物の添加量について述べると、添加量の
範囲は金属材料粉粒100W)VC対し0.05〜30
部とする。0.05部以下では添加効果が充分でなく耐
熱性に優れた焼結体を得ることが困難であり、30部以
上では、有機化合物からの分解揮散成分が多すぎるため
、焼結体中に空隙部分が多すぎて実質的に使用不可能な
ものとなるからである。
As described above, one of the features of the present invention is that the additive can be uniformly dispersed at a low temperature at which sintering of metal powder particles does not occur. Here, regarding the amount of the organosilicon polymer compound added, the range of the amount added is 0.05 to 30
Department. If it is less than 0.05 parts, the effect of addition is not sufficient and it is difficult to obtain a sintered body with excellent heat resistance. If it is more than 30 parts, there are too many decomposed and volatile components from organic compounds, so This is because there are too many voids, making it virtually unusable.

したがつて、前記添加範囲において、添加量を多くする
と多孔質焼結体を得ることができ、添加量を少くする程
緻密な焼結体を得ることができる。このように、本発明
の方法によれば、緻密な焼結体から多孔質な焼結体まで
を、有機ケイ素高分子化合物の添加量を調節することに
より、一任意に得ることができる。次に、セラミツクス
よりなる繊維の添加量は、金属材料粉粒100部に対し
て2〜40部とする。2部より少ないと、繊維の添加効
果に乏しく強度の向上を期し難く、40部より多いと複
合焼結体の靭性が低下するので、2〜40部の範囲内に
する必要がある。
Therefore, in the above-mentioned addition range, when the amount added is increased, a porous sintered body can be obtained, and when the amount added is decreased, a dense sintered body can be obtained. As described above, according to the method of the present invention, it is possible to arbitrarily obtain a sintered body ranging from a dense sintered body to a porous sintered body by adjusting the amount of the organosilicon polymer compound added. Next, the amount of ceramic fiber added is 2 to 40 parts per 100 parts of metal material powder. If it is less than 2 parts, the effect of adding fibers will be poor and it will be difficult to improve the strength, and if it is more than 40 parts, the toughness of the composite sintered body will decrease, so it is necessary to keep it within the range of 2 to 40 parts.

次に、金属材料粉粒と有機ケイ素高分子化合物との混合
体、もしくは該混合体に繊維を配設した集合体を、加圧
成形する方法について述べる。
Next, a method of pressure molding a mixture of metal material powder and an organosilicon polymer compound, or an aggregate in which fibers are arranged in the mixture, will be described.

先づ、前記混合体の加圧成形は、通常粉末冶金で用いら
れている機械ブレス法、遠心加圧法,押L出し法,静水
圧加圧法さらには高温加圧法(ホツトプレス法)などに
より行なうことができるが、繊維を含んだ集合体を加圧
成形するには、上記の方法の他に、通常繊維強化複合金
属材料を製造する際に用いられる拡散結合法(箔冶金法
),圧延法,溶融状態もしくはゲル状化したのちの浸透
法(浸透後のガス体による加圧工程を含むこともできる
)などを用いることができる。上記加圧方法の中で、加
熱を要するものの雰囲気、加熱温度その他の条件につい
ては後述する焼結方法とほぼ同様である。前記の種々の
加圧成形法により得られた成形体を、真空中,不活性ガ
ス,水素ガス,COガス,CO2ガス,アンモニア性ガ
ス,炭化水素ガス,有機化合物ガスのうちから選ばれる
いずれか1種以上の非酸化性雰囲気中で加熱することに
より、耐熱性複合焼結体とすることができる。前記加熱
温度は、800〜1500℃の温度範囲とする。その理
由は800℃より低い温度では、有機ケイ素高分子化合
物の分解とそれにともなう金属ケイ化物,金属炭化物さ
らにはSiC微結晶の生成が充分でなく、耐熱性に優れ
た製品を得難いからであり、また1500℃までの加熱
で、既に重要な反応や結合が充分に達成されているため
、1500℃より高温での加熱はかえつて経済的不利を
伴うからである。最適な加熱温度は、金属材料粉粒の種
類や構成比率によつて異る。また、加熱昇温速度は後述
する加熱過程における諸反応を十分に行わせるため10
0℃/時以下で行うことが適切であり、この速度以上で
昇温することは、有機ケイ素高分子化合物の分解が急激
になり、かつ前記分解による生成物と金属材料との反応
が急激に起こるため、焼結体の形状の崩れやひび割れな
どを生じやすくなり好ましくない。焼結雰囲気を、酸化
性雰囲気として焼結すると、前記金属材料粉粒および有
機ケイ素高分子化合物が酸化されるので、非酸化性雰囲
気とする必要がある。ただし、一旦1000℃前後で焼
結したのちであれば、必要な 3化学的変化や初期焼結
はほぼ完了しているので、10mHg程度の酸化性ガス
が雰囲気中に混在していても差し支えない。また、前記
焼結時の雰囲気の種類によつては、雰囲気ガスとの反応
により少量の反応生成物が出来ることもあるが、焼結体
5の性質に著しい悪影響を及ぼさない限り差し支えな
い。さらに、前述したホツトプレス法,拡散結合法,圧
延法,浸透法など高温状態で圧力等を加える加熱方法を
用いるときは、加圧成形体を保つための型や容器に関し
ても、加熱過程で焼結体の 4性質に著しい悪影響を及
ぼさないような材質からなるものを選択しなければなら
ない。次に、以上述べた加熱方法により、加熱過程で生
起する成形体中の化学変化等について述べる。
First, the pressure molding of the mixture is carried out by a mechanical press method, a centrifugal press method, an extrusion method, an isostatic press method, a high temperature press method (hot press method), etc., which are usually used in powder metallurgy. However, in order to pressure-form an aggregate containing fibers, in addition to the above-mentioned methods, diffusion bonding (foil metallurgy), rolling, An infiltration method (which can also include a step of pressurizing with a gas body after infiltration) after the material is in a molten state or a gel state can be used. Among the above-mentioned pressurizing methods, although heating is required, the atmosphere, heating temperature, and other conditions are almost the same as those of the sintering method described later. The molded product obtained by the various pressure molding methods described above is heated in vacuum with any one selected from inert gas, hydrogen gas, CO gas, CO2 gas, ammonia gas, hydrocarbon gas, and organic compound gas. A heat-resistant composite sintered body can be obtained by heating in one or more non-oxidizing atmospheres. The heating temperature is in a temperature range of 800 to 1500°C. The reason is that at temperatures lower than 800°C, the decomposition of organosilicon polymer compounds and the accompanying formation of metal silicides, metal carbides, and even SiC microcrystals are insufficient, making it difficult to obtain products with excellent heat resistance. Further, since important reactions and bonds have already been sufficiently achieved by heating up to 1500°C, heating at temperatures higher than 1500°C is rather economically disadvantageous. The optimum heating temperature varies depending on the type and composition ratio of the metal material powder particles. In addition, the heating temperature increase rate is 10
It is appropriate to carry out the process at a rate of 0°C/hour or less. Raising the temperature at a rate higher than this rate will cause rapid decomposition of the organosilicon polymer compound and a rapid reaction between the products of the decomposition and the metal material. This is undesirable because it tends to cause the sintered body to lose its shape or crack. If the sintering atmosphere is oxidized, the metal material powder and the organosilicon polymer compound will be oxidized, so it is necessary to use a non-oxidizing atmosphere. However, once the material has been sintered at around 1000℃, the three necessary chemical changes and initial sintering are almost complete, so there is no problem even if oxidizing gas of about 10 mHg is mixed in the atmosphere. . Further, depending on the type of atmosphere during the sintering, a small amount of reaction products may be produced due to reaction with the atmospheric gas, but this is acceptable as long as it does not have a significant adverse effect on the properties of the sintered body 5. Furthermore, when using heating methods that apply pressure at high temperatures, such as the hot pressing method, diffusion bonding method, rolling method, and infiltration method mentioned above, the molds and containers used to maintain the press-formed product are also sintered during the heating process. Materials must be selected that do not have a significant negative effect on the four physical properties of the body. Next, chemical changes and the like that occur in the molded body during the heating process using the heating method described above will be described.

有機ケイ素高分子化合物の分解は500℃以下の温度で
既に始まるが、金属材料粉粒と前記分解による生成する
遊離の炭素やケイ素との反応は、約500℃の比較的低
温から徐々に開始され、1000℃前後においては金属
材料粉粒同志の焼結による粒成長と相俟つて、前記分解
により遊離した炭素やケイ素とは金属相との固溶相ある
いは金属炭化物や金属ケイ化物を形成する。さらに、未
反応の炭素とケイ素は化合して主としてβ型の炭化ケイ
素(SiC)の微粒子を形成する。この間に反応にあず
からない有機成分は揮散する。かくして、加熱により焼
結体中には、固溶相を含んだ金属材料の成長粒,金属炭
化物,金属ケイ化物およびSiC微粒子が主として混在
することになる。ただし、金属材料粉粒の種類によつて
、炭化物を形成し易いもの、ケイ化物を形成し易いもの
、さらには両者とも形成し難いものなど種々あるため、
これらの化合物の存在比率は、用いた金属材料の種類や
構成比によつて異なる。また、これらの金属とケイ化物
あるいは炭化物、これら化合物とSiC微粒子は、前記
の有機化合物の分解および分解生成物の化合過程の及ぼ
す効果により、互いに強固な結合をする作用をなすので
、焼結体の強度は優れたものとなる。さらに、上記の化
学変化は成形体の何れの部位においても均一に生起する
ため、焼結体全体に渉つて均質な性状を有するものを得
られることは、本発明の大きな特長である。以上のよう
な過程は1500℃まででほぼ完了し、結果として、固
溶相を含んだ金属材料成長粒を炭化物やケイ化物が被覆
し、これをSiC微粒子が強固結合した焼結体を形成す
ることになる。また、セラミツクスによりなる繊維を複
合させる場合においては、有機化合物分解生成物中に含
まれる遊離炭素や有機基の作用により前記金属材料粉粒
との濡れ性が向上し、また炭化物生成反応が生起し、繊
維とマトリツクスの結合は強固なものとなるので、充分
高強度な繊維複合体を得ることができる。かくして、本
発明による複合焼結体は、耐熱性すなわち、高温におけ
る機械的強度,耐酸化性,耐食性および耐摩耗性などに
優れた金属炭化物,金属ケイ化物,SiC微粒子等の介
在により、極めて耐熱性に優れた焼結成形体となる。前
述した如く、添加剤として用いる有機ケイ素高分子化合
物の量を多くすると、有機基の飛散により、多孔質焼結
体を得ることができる。
The decomposition of organosilicon polymer compounds already begins at temperatures below 500°C, but the reaction between the metal material powder and the free carbon and silicon produced by the decomposition starts gradually from a relatively low temperature of about 500°C. At around 1000° C., in conjunction with grain growth due to sintering of the metal powder particles, the carbon and silicon liberated by the decomposition form a solid solution phase with the metal phase, metal carbide, and metal silicide. Furthermore, unreacted carbon and silicon combine to form fine particles of mainly β-type silicon carbide (SiC). During this time, organic components that do not participate in the reaction are volatilized. As a result of heating, the sintered body mainly contains grown grains of a metal material containing a solid solution phase, metal carbides, metal silicides, and SiC fine particles. However, depending on the type of metal material powder, there are some that easily form carbides, some that easily form silicides, and some that are difficult to form both.
The abundance ratio of these compounds varies depending on the type and composition ratio of the metal material used. Furthermore, these metals, silicides or carbides, and these compounds and SiC fine particles form strong bonds with each other due to the effects of the above-mentioned decomposition of the organic compound and the combination process of the decomposition products. The strength is excellent. Furthermore, since the above-mentioned chemical change occurs uniformly in any part of the molded body, it is a great feature of the present invention that a sintered body having uniform properties throughout the body can be obtained. The above process is almost completed at 1500°C, and as a result, a sintered body is formed in which carbides and silicides cover the grown grains of metal material containing a solid solution phase, and this is tightly bonded with SiC fine particles. It turns out. In addition, in the case of composite fibers made of ceramics, the wettability with the metal material powder improves due to the action of free carbon and organic groups contained in the organic compound decomposition product, and a carbide formation reaction occurs. Since the bond between the fibers and the matrix becomes strong, a fiber composite with sufficiently high strength can be obtained. Thus, the composite sintered body according to the present invention has extremely high heat resistance due to the inclusion of metal carbide, metal silicide, SiC fine particles, etc., which have excellent heat resistance, ie, mechanical strength at high temperatures, oxidation resistance, corrosion resistance, and wear resistance. The result is a sintered body with excellent properties. As described above, when the amount of the organosilicon polymer compound used as an additive is increased, a porous sintered body can be obtained due to scattering of organic groups.

そこで本発明の応用として、これらの多孔質焼結体に次
のような処理を施こして新たな焼結成形体となすことが
できる。(1)本発明で用いる有機ケイ素高分子化合物
および/もしくは金属材料を低粘性な液状になしたるの
ち、常圧力下もしくは減圧力下で前記多孔質焼結体に含
浸もしくは溶浸させたのち、必要により加圧して含浸も
しくは溶浸の度合いを高めたのち、前述と同様な加熱処
理を施こして、より高い密度およびより性能のよい成形
体となすこと。
Therefore, as an application of the present invention, these porous sintered bodies can be subjected to the following treatment to form a new sintered compact. (1) After making the organosilicon polymer compound and/or metal material used in the present invention into a low-viscosity liquid state, the porous sintered body is impregnated or infiltrated under normal pressure or reduced pressure. , After increasing the degree of impregnation or infiltration by applying pressure if necessary, the same heat treatment as described above is performed to obtain a molded article with higher density and better performance.

(2)前記多孔質焼結体を粉砕し、その粒度を調整した
上で、必要により有機ケイ素高分子化合物および/もし
くは金属材料粉粒を添加したのち、前述と同様の方法で
加圧成形と加熱焼結を施こすことにより、より高い密度
およびより性能のよい成形体となすこと。
(2) After pulverizing the porous sintered body and adjusting its particle size, after adding organosilicon polymer compound and/or metal material powder as necessary, pressure molding is performed in the same manner as described above. By heating and sintering, a molded product with higher density and better performance can be made.

ただし、(2)の処理は、5m以上の長繊維を用いた焼
結体に適用することは不利である。
However, it is disadvantageous to apply the process (2) to a sintered body using long fibers of 5 m or more.

また、(1),(2)の処理は、いまだ充分焼結が行な
われていない段階の多孔質焼結体にも施こすことができ
る。前記(1)の含浸処理を行なう目的で、有機ケイ素
高分子化合物を液状となすためには、これを可溶する溶
媒を使用するか、または300℃前後の加熱を施こせば
よい。また、金属材料を液状となすには、これらの融点
以上に加熱すればよい。前記(1),(2)の処理は、
必要により何回でも繰り返し行なうことができる。ただ
し、多孔質焼結体をそのまま、例えば含油軸受などとし
て使用する場合は、上記(1),(2)の処理を施さな
くともよい。さらに、以上述べた諸方法により得られた
複合焼結体の特に鉄を含むものについて、浸炭,焼入れ
,焼き戻しなど通常金属系焼結体に施こされている性能
向上のための処理をこれに施こすこともできる。また、
得られた焼結体の表面に、有機ケイ素高分子化合物の塗
布や吹き付けなどを行なつたのち、加熱処理することに
より、特に表面層の硬度増大,耐酸化性,耐摩耗性,耐
食性の向上を計ることができる。次に本発明を実施例に
ついて説明する。
Further, the treatments (1) and (2) can be applied to a porous sintered body that has not yet been sufficiently sintered. In order to make the organosilicon polymer compound into a liquid state for the purpose of the impregnation treatment in (1) above, it is sufficient to use a solvent that can dissolve it or to heat it to around 300°C. Further, in order to make the metal material into a liquid state, it is sufficient to heat the metal material to a temperature higher than its melting point. The processing of (1) and (2) above is
This can be repeated as many times as necessary. However, if the porous sintered body is used as it is, for example as an oil-impregnated bearing, the above treatments (1) and (2) may not be performed. Furthermore, the composite sintered bodies obtained by the above-mentioned methods, especially those containing iron, are subjected to performance improvement treatments such as carburizing, quenching, and tempering that are normally applied to metal-based sintered bodies. It can also be applied to Also,
After coating or spraying an organosilicon polymer compound on the surface of the obtained sintered body, heat treatment can increase the hardness of the surface layer and improve oxidation resistance, abrasion resistance, and corrosion resistance. can be measured. Next, the present invention will be explained with reference to examples.

実施例 1 純度99%以上で350メツシユ以下のFe−13Cr
合金粉末に、有機ケイ素高分子化合物の1種であるポリ
カルボシラン(平均分子量1000)10重量%相当を
ノルマルヘキサンで溶解した溶液を添加して、捕潰機で
湿式混合した。
Example 1 Fe-13Cr with purity of 99% or more and 350 mesh or less
A solution prepared by dissolving 10% by weight of polycarbosilane (average molecular weight 1000), which is a type of organosilicon polymer compound, in n-hexane was added to the alloy powder, and wet-mixed using a crusher.

これをドライエアーを用いて乾燥L1再び捕潰機を用い
て200メツシユ以下の粒度に調整した。この粉粒にホ
ツトプレスを施こした。加熱条件は、黒鉛製冶具,20
0Kf/Cd加圧,アルゴン気流中,300℃/Hrの
昇温速度,1100℃30分間であつた。このものと前
記Fe−13Crのみからなる金属焼結体との性質の比
較を第3表に示す。上表の如く、本発明による複合焼結
体は従来の金属焼結体に較べて、優れたものであるが、
特に硬度および耐酸化性に関しては、著しい向上が見ら
れた。
This was dried using dry air and adjusted to a particle size of 200 mesh or less using a crusher again. This powder was hot pressed. The heating conditions were a graphite jig, 20
The temperature was increased to 1100° C. for 30 minutes at a heating rate of 300° C./Hr in an argon stream under a pressure of 0 Kf/Cd. Table 3 shows a comparison of the properties of this product and the metal sintered body made only of Fe-13Cr. As shown in the table above, the composite sintered body according to the present invention is superior to conventional metal sintered bodies, but
In particular, significant improvements were seen in hardness and oxidation resistance.

図AVC本発明による焼結体の顕微鏡による組織写真を
、図BVC従来品のそれを示す(×1000)。写真か
ら、本発明によるものは、炭化物やケイ化物の微粒子が
Fe−Cr合金粒を均一に取り囲んでいることが判り、
これら化合物の介在により、硬度および耐酸化性が向上
したことが判る。かくして、本発明による複合焼結体は
、高温における使用に充分耐えうるものであることが確
認された。実施例 2 純度98〜99%で200メツシユ以下のヘガネス鉄粉
と、純度99%で200メツシユ以下の銅粉とを90対
8の重量比で混合したものに、2重量%に当る有機ケイ
素高分子化合物の1種であるポリカルボシランをノルマ
ルヘキサンで溶解した溶液を添加して、捕潰機で湿式混
合した。
Figure AVC shows a photograph of the microstructure of the sintered body according to the present invention, and Figure BVC shows that of a conventional product (×1000). From the photographs, it can be seen that in the present invention, fine grains of carbides and silicides uniformly surround Fe-Cr alloy grains,
It can be seen that the presence of these compounds improved the hardness and oxidation resistance. Thus, it was confirmed that the composite sintered body according to the present invention can sufficiently withstand use at high temperatures. Example 2 A mixture of Höganäs iron powder with a purity of 98 to 99% and 200 meshes or less and copper powder with a purity of 99% and 200 meshes or less in a weight ratio of 90:8 was added with an organosilicon content of 2% by weight. A solution of polycarbosilane, which is one type of molecular compound, dissolved in n-hexane was added and wet-mixed using a crusher.

これをドライエアーを用いて乾燥させ、再び捕潰機を用
いて200メツシユ以下の粒度に調整したのち、上表の
如く、本発明による複合焼結体は、特に高温における耐
応力性,耐酸化性,耐食性に優れているので、高温機械
部品などとしてその使用範囲が大きく拡大されるものと
期待できる。実施例 3 実施例2で用いた鉄粉と、純度98.596のCr粉と
を94対5の重量比で混合したものに、1重量%に当る
ポリカルボシランを加えて、実施例1と同様な工程で2
00メツシユ以下の混合粉末を得た。
After drying this using dry air and adjusting the particle size to 200 mesh or less using a crusher again, as shown in the table above, the composite sintered body according to the present invention has particularly high stress resistance and oxidation resistance at high temperatures. Because it has excellent properties such as hardness and corrosion resistance, it is expected that its range of use will be greatly expanded as high-temperature mechanical parts. Example 3 1% by weight of polycarbosilane was added to a mixture of the iron powder used in Example 2 and Cr powder with a purity of 98.596 at a weight ratio of 94:5, and the mixture was prepared as in Example 1. In the same process 2
A mixed powder having a mesh size of 0.00 mesh or less was obtained.

このものに金型プレス型中で体積比で10%に当る主と
してSiCよりなる繊維(長さ40Wr1n,太さ10
〜20μm)を一方向に、しかも均等配設し、50!/
Cdの圧力をかけて、10×10×40m11の加圧成
形体を得た。これを、水素気流中で200℃/時の昇温
速度で加熱し、1300℃1金型プレスを用いて約3t
0n/Cdの圧力をかけ、5×10X40m!lの加圧
成形体を得た。これを水素気流中において、300℃/
時の昇温速度で1200℃,1時間の焼結を行ない、複
合焼結体となした。このものの性質と、従来品でFe−
8Cu−1.5Cからなる金属焼結体の性質との比較を
第4表に示す。上表の如く、本発明による複合焼結体は
、従来の金属焼結体に較べて優れた性質を有すているこ
とが判明した。
This material was placed in a mold press mold with fibers mainly made of SiC (length 40Wr1n, thickness 10%) corresponding to 10% by volume.
~20 μm) are evenly distributed in one direction, and 50! /
A pressure molded body of 10×10×40 m11 was obtained by applying pressure of Cd. This was heated in a hydrogen stream at a temperature increase rate of 200°C/hour, and heated to 1300°C using a one-mold press for approximately 3 tons.
Apply a pressure of 0n/Cd, 5 x 10 x 40 m! A pressure-molded body of 1 was obtained. This was heated at 300℃/in a hydrogen stream.
Sintering was performed at 1200° C. for 1 hour at a heating rate of The properties of this material and the Fe-
Table 4 shows a comparison with the properties of a metal sintered body made of 8Cu-1.5C. As shown in the above table, the composite sintered body according to the present invention was found to have superior properties compared to conventional metal sintered bodies.

また、本発明品の高温における諸性質を従来品のTiC
−24Ni−5C0−5Crからなるサーメツトと比較
したものを第5表に示す。の高温における耐酸化性およ
び耐食性は、実施例1および2における製品と同様優れ
たものであつたが、特に高温引張り強さが800℃で8
5K9/Flljを示し、高温における本実施例品の有
用さが実証された。
In addition, the various properties at high temperatures of the product of the present invention were compared with those of the conventional TiC product.
Table 5 shows a comparison with a cermet made of -24Ni-5C0-5Cr. The oxidation resistance and corrosion resistance at high temperatures were excellent, similar to those of the products in Examples 1 and 2, but especially the high temperature tensile strength was 800°C.
5K9/Fllj, demonstrating the usefulness of the product of this example at high temperatures.

実施例 4 純度99%で200メツシユNi,Cu,Nn,Feお
よびSiの粉末を、それぞれ62,27,2.1,−0
.8および0.1重量%の比率で混ぜたものに、重量比
で8%に当るポリカルボシランを添加し、実施例2と同
様な処理を行なつて、1t0n/Cdの加圧による成形
体にアルゴン雰囲気中、1100℃,1時間の焼結を施
した。
Example 4 200 mesh Ni, Cu, Nn, Fe and Si powders with a purity of 99% were prepared at 62, 27, 2.1 and -0, respectively.
.. Polycarbosilane corresponding to 8% by weight was added to the mixture at a ratio of 8% and 0.1% by weight, and the same treatment as in Example 2 was carried out to form a molded product under pressure of 1t0n/Cd. Sintering was performed at 1100° C. for 1 hour in an argon atmosphere.

得られた複合焼結体と、従来品であるNi− 30Cu
− 2.1Mn−0.8Fe−0.1Siからなる金属
焼結体との性質の比較を第7表に示す。このものは、約
85チ理論密度であり、これを粉砕して、粒度を250
メツシユ以下に調整し、さらに1重量%のポリカルボシ
ランを添加して、2t0n/Cwiの加圧による成形体
を作り、これをアルゴン雰囲気中、1200℃,1時間
の再焼結を施した。
The obtained composite sintered body and the conventional product Ni-30Cu
- Table 7 shows a comparison of properties with a metal sintered body made of 2.1Mn-0.8Fe-0.1Si. This material has a theoretical density of approximately 85 cm, and is ground to a particle size of 250 cm.
The molded body was adjusted to a mesh size or less, and further 1% by weight of polycarbosilane was added to produce a molded body under pressure of 2t0n/Cwi, which was re-sintered at 1200°C for 1 hour in an argon atmosphere.

このものの性質は、密度が8.2y/Crll,硬度H
v=340,引張強さ86.5Kv/一,空隙率6.8
チであり、粉砕による再焼結により性質が向上すること
が判明した。実施例 5 予め合金化されたCu−5Snからなる軸受用合金粉で
200メッシュ以下のもの98重量%に、2重量%に当
るポリカルボシランを添加したものを、5t0n/Cw
iの圧力で円筒状に成形し、水素気流中850℃で1時
間焼結した。
The properties of this material are density 8.2y/Crll, hardness H
v=340, tensile strength 86.5Kv/1, porosity 6.8
It was found that the properties were improved by resintering by crushing. Example 5 Pre-alloyed Cu-5Sn bearing alloy powder of 200 mesh or less was added to 98% by weight of polycarbosilane in an amount of 2% by weight at 5t0n/Cw.
It was molded into a cylindrical shape under a pressure of 150 m and sintered at 850° C. for 1 hour in a hydrogen stream.

この軸受用焼結体と従来品であるCu−5Snとの性質
を第8表に示す。上表に見る如く、本発明の方法によれ
ば、含油率が大きく、しかも圧環強さも大きい軸受用焼
結体を得ることができる。
Table 8 shows the properties of this bearing sintered body and the conventional product Cu-5Sn. As shown in the above table, according to the method of the present invention, a sintered body for bearings having a high oil content and high radial crushing strength can be obtained.

尚、上記実施例においては、従来用いられている代表的
な金属焼結体の原料である金属材料粉粒を使用した耐熱
性複合焼結体の製造方法の数例を示したにすぎないが、
これ以外の種々の系についても、全く同様に優れた性能
を示す耐熱性複合材料を製造することができる。
Note that the above examples are merely a few examples of methods for producing heat-resistant composite sintered bodies using metal material powder, which is a raw material for typical metal sintered bodies conventionally used. ,
Heat-resistant composite materials exhibiting excellent performance can also be produced using various other systems.

以上述べたところにより、本発明によれば高温において
も優れた機械的性質,耐酸化性,耐摩耗性,耐食性を有
する複合焼結体の製造方法を提供することができ、本発
明による複合焼結体は、高温機械部品,高温摩擦部品,
軸受などとして、あるいは各種耐熱材料として幅広い分
野において充分優れた性能を発揮するものと期待できる
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a composite sintered body having excellent mechanical properties, oxidation resistance, wear resistance, and corrosion resistance even at high temperatures. The aggregate is high temperature mechanical parts, high temperature friction parts,
It is expected that it will exhibit sufficiently excellent performance in a wide range of fields, including as bearings and as various heat-resistant materials.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図AはFel3Cr合金粉とポリカルボシラン(10重
量%)とを原料として複合焼結体となした本発明による
焼結体の顕微鏡による組織写真、図BはFe−13Cr
のみよりなる従来の焼結体の顕微鏡組織写真である。
Figure A is a microscopic micrograph of the sintered body of the present invention made from Fe-13Cr alloy powder and polycarbosilane (10% by weight) as raw materials, and Figure B is Fe-13Cr.
1 is a microscopic photograph of a conventional sintered body made of aluminum.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 従来焼結機械部品、摩擦部品、軸受の原料として使
用されている金属材料粉粒100部に対し、炭素とケイ
素を主たる骨格成分とする有機ケイ素高分子化合物を0
.05〜30部添加して混合粉体となしたのち、これを
加圧成形加工する工程と、非酸化性雰囲気中で800〜
1500℃の温度範囲内で加熱焼結する工程とを包含し
てなる耐熱性複合焼結体の製造方法。 2 従来焼結機械部品、摩擦部品、軸受の原料として使
用されている金属材料粉粒100部に対し、炭素とケイ
素を主たる骨格成分とする有機ケイ素高分子化合物を0
.05〜30部添加混合してなる混合粉体中にセラミッ
クス繊維を2〜40部配設せしめて集合体となし、この
集合体を加圧成形加工する工程と、非酸化性雰囲気中で
800〜1500℃の温度範囲内で加熱焼結する工程と
を包含してなる繊維により強化されたことを特徴とする
耐熱性複合焼結体の製造方法。
[Claims] 1. 0 parts of an organosilicon polymer compound whose main skeleton components are carbon and silicon per 100 parts of metal material powder, which is conventionally used as a raw material for sintered machine parts, friction parts, and bearings.
.. After adding 05 to 30 parts to form a mixed powder, this is pressure-molded, and 800 to 30 parts is added in a non-oxidizing atmosphere.
A method for producing a heat-resistant composite sintered body, comprising a step of heating and sintering within a temperature range of 1500°C. 2. 0 parts of an organosilicon polymer compound whose main skeleton components are carbon and silicon per 100 parts of metal material powder, which is conventionally used as a raw material for sintered machine parts, friction parts, and bearings.
.. A process of disposing 2 to 40 parts of ceramic fibers into a mixed powder obtained by adding and mixing 05 to 30 parts to form an aggregate, and press-molding this aggregate; 1. A method for producing a heat-resistant composite sintered body reinforced with fibers, comprising a step of heating and sintering within a temperature range of 1500°C.
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