(57)【要約】      （修正有）【課題】ＨＩＰ処理時にやぶれを生じにくいＨＩＰ用カプセルの製造方法を提供する。【解決手段】蓋は、板状の蓋板部とその周縁部にＨＩＰ用容器の開口部の内周面に沿うように立設する側壁部を有し、前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面と前記蓋の側壁部の外周面を突き合わせる工程と、前記ＨＩＰ用容器と蓋を溶接する工程を有し、前記突き合わせる工程では前記ＨＩＰ用容器の開口部を上方にし、前記蓋の側壁部の上方端面と前記ＨＩＰ用容器の開口部の上方端面とをずらして保持し、前記溶接する工程では、前記ＨＩＰ用容器と蓋を突き合わせた部位の境界１２に沿って、且つ、前記境界に対して交差する方向に交互にトーチ１３を移動させながら溶接する。【選択図】図８
2014079773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端側に開口部を有するＨＩＰ用容器の、前記開口部に蓋を溶接し、前記ＨＩＰ用容器と蓋とを一体化するＨＩＰ用カプセルの製造方法において、
前記蓋は、板状の蓋板部とその周縁部に前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面に沿うように立設する側壁部を有し、
前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面と前記蓋の側壁部の外周面を突き合わせる工程と、
前記ＨＩＰ用容器と蓋を溶接する工程を有し、
前記突き合わせる工程では、前記ＨＩＰ用容器の開口部を上方にし、前記蓋の側壁部の上方端面と前記ＨＩＰ用容器の開口部の上方端面とをずらして保持し、
前記溶接する工程では、前記ＨＩＰ用容器の内周面と蓋の外周面を突き合わせた境界に沿って、且つ、前記境界に対して交差する方向に交互にトーチを移動させながら溶接する
ことを特徴とするＨＩＰ用カプセルの製造方法。
【請求項２】
前記突き合わせる工程における、ＨＩＰ用容器の開口部の上方端面と、蓋の側壁部の上方端面とをずらす量が、０．５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のＨＩＰ用カプセルの製造方法。
【請求項３】
少なくとも一端側に開口部を有するＨＩＰ用容器の、前記開口部に蓋をＴＩＧ溶接し、前記ＨＩＰ用容器と蓋とを一体化するＨＩＰ用カプセルの製造方法において、
前記蓋は、板状の蓋板部と側壁部と折り曲げ部を有し、前記側壁部は蓋板部の周縁部に前記開口部の内周面に沿うように立設しており、前記折り曲げ部は側壁部の上方端部に前記開口部の上方端面に当接するように外周方向に突出しており、
前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面と前記蓋の側壁部の外周面を突き合わせる工程と、
前記ＨＩＰ用容器と蓋を溶接する工程を有し、
前記突き合わせる工程では、前記蓋の折り曲げ部を前記ＨＩＰ用容器の開口部の上方端面に当接して保持し、
前記溶接する工程では、前記ＨＩＰ用容器の内周面と蓋の外周面を突き合わせた境界に沿って、且つ、前記境界に対して交差する方向に交互にトーチを移動させながら溶接する
ことを特徴とするＨＩＰ用カプセルの製造方法。
【請求項４】
前記蓋の折り曲げ部の外周面はＨＩＰ用容器の開口部の上方端面を越えて突出しないことを特徴とする請求項３に記載のＨＩＰ用カプセルの製造方法。
【請求項５】
前記蓋の折り曲げ部の厚さが、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項３又は４に記載のＨＩＰ用カプセルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＩＰ（Hot Isostatic Pressing；熱間静水圧加圧）用カプセルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
密度の高い焼結体を得る方法の一つとして、ＨＩＰ処理という高温高圧下にて処理を行う方法がある。典型的なＨＩＰ処理は、ＨＩＰ用容器と蓋とを溶接により一体化して得られたＨＩＰ用カプセルに、通常蓋に設けられた脱気孔から真空引きする脱気を施した後に、前記脱気孔を閉じる封止を施し、その後高温高圧の雰囲気に晒すことで、密度の高い焼結体を得るものである。
【０００３】
特に、粉末からＨＩＰ処理を行うためには、原料となる粉末をＨＩＰ用容器に入れ、気密性を保つように蓋により密閉して、ＨＩＰ用カプセルを得る必要がある。ＨＩＰ用容器は、焼結に必要な温度における耐熱性、耐圧強度が必要であり、加えて内部の原料粉末へ圧力を伝導するために延性・展性が必要であるため、軟鉄、ステンレス等の金属が用いられる。前記ＨＩＰ用容器に原料粉末を入れた後、前記ＨＩＰ用容器に蓋をする場合、十分な気密性を確保するため溶接により蓋を接合する。この接合に際しては、接合強度や溶接範囲、不純物混入防止、作業性などの観点から、通常、非消耗電極式アーク溶接で、異種金属の溶接棒を使用しないＴＩＧ溶接（以下、ＴＩＧ溶接又は溶接と表現する）が多用される。
【０００４】
具体的なＨＩＰ用カプセルを開示する特許文献１には、ＨＩＰ缶外筒（上記ＨＩＰ用容器に相当）と上蓋（上記蓋に相当）を突き合わせて溶接するＨＩＰ缶（上記ＨＩＰ用カプセルに相当）用ＴＩＧ溶接システムが開示されている。特許文献１では、溶接部位であるＨＩＰ缶外筒の内周上端部と上蓋の外周上端部とを突き合わせた部位のずれ量や向きに応じて、ロボット制御盤内でトーチの位置及び角度を選択し、溶接を行う方法が開示されている。例示されている上記突き合わせた部位のずれ量は、３ｍｍ程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８―１７４２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される溶接ロボットを活用したＨＩＰ缶用ＴＩＧ溶接システムによれば、従来よりも溶接の作業性・信頼性は向上する。しかし、ＨＩＰ缶外筒の内周上端部と上蓋の外周上端部とを突き合わせた部位の位置関係に応じてトーチの位置及び角度を選択して溶接を行うが、その溶接部の断面形状を左右対称にすることが難しい。溶接部が左右対称でないと、ＨＩＰ処理の際に、ＨＩＰ用カプセルが破損し、脱気及び封止を施すことによる気密状態が失われる（以下、この現象を「ＨＩＰ用カプセルのやぶれ」と表現する）ことがある。
【０００７】
また、本発明者の検討によれば、ＨＩＰ用容器と蓋の溶接において、トーチの出力を高くしすぎると、突き合わせた部位同士が全体的に溶融してしまい、適切に溶接することが困難となる。一方、低出力のトーチを用いた場合、溶融が不十分であり、溶接部の断面の形状等も変わり、前記ＨＩＰ用カプセルの溶接部の密着力に影響を及ぼす。特に、矩形筒状のＨＩＰ用容器は、円筒状ＨＩＰ用容器に比べて、ＨＩＰ処理で印加される加圧力の分布に偏りを生じ易い。前記加圧力の偏りは、溶接部に加わる応力を大きくするので、ＨＩＰ処理の際にＨＩＰ用カプセルのやぶれを生じ易い。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題点の解消にあり、ＨＩＰ処理時にやぶれを生じにくい、ＨＩＰ用カプセルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１のＨＩＰ用カプセルの製造方法は、
少なくとも一端側に開口部を有するＨＩＰ用容器の、前記開口部に蓋を溶接し、前記ＨＩＰ用容器と蓋とを一体化するＨＩＰ用カプセルの製造方法において、
前記蓋は、板状の蓋板部とその周縁部に前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面に沿うように立設する側壁部を有し、
前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面と前記蓋の側壁部の外周面を突き合わせる工程と、
前記ＨＩＰ用容器と蓋を溶接する工程を有し、
前記突き合わせる工程では、前記ＨＩＰ用容器の開口部を上方にし、前記蓋の側壁部の上方端面と前記ＨＩＰ用容器の開口部の上方端面とをずらして保持し、
前記溶接する工程では、前記ＨＩＰ用容器の内周面と蓋の外周面を突き合わせた境界に沿って、且つ、前記境界に対して交差する方向に交互にトーチを移動させながら溶接する
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１の方法において、前記突き合わせる工程における、ＨＩＰ用容器の開口部の上方端面と、蓋の側壁部の上方端面とをずらす量が、０．５ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２のＨＩＰ用カプセルの製造方法としては、
少なくとも一端側に開口部を有するＨＩＰ用容器の、前記開口部に蓋をＴＩＧ溶接し、前記ＨＩＰ用容器と蓋とを一体化するＨＩＰ用カプセルの製造方法において、
前記蓋は、板状の蓋板部と側壁部と折り曲げ部を有し、前記側壁部は蓋板部の周縁部に前記開口部の内周面に沿うように立設しており、前記折り曲げ部は側壁部の上方端部に前記開口部の上方端面に当接するように外周方向に突出しており、
前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面と前記蓋の側壁部の外周面を突き合わせる工程と、
前記ＨＩＰ用容器と蓋を溶接する工程を有し、
前記突き合わせる工程では、前記蓋の折り曲げ部を前記ＨＩＰ用容器の開口部の上方端面に当接して保持し、
前記溶接する工程では、前記ＨＩＰ用容器の内周面と蓋の外周面を突き合わせた境界に沿って、且つ、前記境界に対して交差する方向に交互にトーチを移動させながら溶接する
ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の方法において、前記蓋の折り曲げ部の厚さが、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであること、又、前記蓋の折り曲げ部の外周面はＨＩＰ用容器の開口部の上方端面を越えて突出しないことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の方法によれば、ＨＩＰ用容器と蓋を強固に溶接し、この２部材にわたって、左右対称の溶接部を形成することができる。よって、このＨＩＰ用カプセルを使用することで、ＨＩＰ処理の際にやぶれが生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の方法に係る、ＨＩＰ用容器及び蓋を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示すＨＩＰ用容器と蓋とを突き合わせる前の状態を拡大して示し、図１の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面をＸ方向から見た断面図である。
【図３】図１に示すＨＩＰ用容器の内周面と蓋の外周面とを突き合わせた直後の状態を拡大して示した上面図である。
【図４】ＨＩＰ用容器と蓋とを突き合わせたとき、蓋の端面４ａが高い場合における、図３の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面をＸ方向から見た断面図である。
【図５】ＨＩＰ用容器と蓋とを突き合わせたとき、ＨＩＰ用容器の端面３が高い場合における、図３の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面をＸ方向から見た断面図である。
【図６】ＨＩＰ用容器と蓋とを突き合わせた境界の溶接部を示し、溶接中のトーチの動かし方を概略的に示す上面図である。
【図７】図６をＹ方向から見た、溶接中のトーチの動かし方を概略的に示す側面図である。
【図８】図６及び図７に示す一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面をＸ方向から見た断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の方法に係る、ＨＩＰ用容器及び蓋を概略的に示す斜視図である。
【図１０】図９に示すＨＩＰ用容器と蓋とを突き合わせる前の状態を拡大して示し、図１の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面をＸ方向から見た断面図である。
【図１１】図９に示すＨＩＰ用容器と蓋とを突き合わせた後の状態を拡大して示した上面図である。
【図１２】図１１の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面をＸ方向から見た断面図である。
【図１３】図１１及び図１２に示したＨＩＰ用容器及び蓋の端面を溶接中のトーチの動かし方を概略的に示す上面図である。
【図１４】本発明の溶接方法において、ＨＩＰ用容器と蓋を溶接した後の状態を概略的に示す溶接部の上面図である。
【図１５】図１４の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面をＸ方向から見た断面図である。
【図１６】比較例２で、ＨＩＰ用容器と蓋とを溶接中のトーチの動かし方を概略的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。各実施形態の説明は、特に断りがなければ他の実施形態にも適用される。
【００１６】
［１］  
第１の実施形態
本発明の第１の実施形態に係るＨＩＰ用容器１と蓋２ａを図１及び図２に示す。図においては、矩形筒状のＨＩＰ用容器及び矩形板状の蓋を用いた場合を示す。図１は一端側に開口部５を有するＨＩＰ用容器１と前記開口部に対応した形状を有する蓋２ａを概略的に示した斜視図である。図２は、本発明の溶接方法の説明を行う箇所の代表例として、図１の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ面の断面図を一部拡大して示す。特にＨＩＰ用容器と蓋の溶接を行う容器の端面３及び蓋の端面４ａの部位近傍を拡大して示し、波線で他の部分を省略して示している。以下の図面についても波線部は省略を示し、断面図は一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ平面をＸ方向から見た一部断面を示している。
【００１７】
前記ＨＩＰ用容器の蓋２ａは板状の蓋板部６と、その周縁部に前記ＨＩＰ用容器の開口部の内周面１０に沿うように立設する側壁部７ａを有している。前記側壁部７ａと蓋板部６は直交しており、前記側壁部７ａを上方にし、同様に前記ＨＩＰ用容器の開口部５を上方にした状態で、前記側壁部７ａの外周面９ａと前記開口部５の内周面１０は平行になる。なお、図中８は脱気管を示す。
【００１８】
ＨＩＰ用容器１及び蓋２ａの材質は、溶接が可能な、鉄、ステンレス等を使用できる。ＨＩＰ用容器１の厚さｔ１及び蓋２ａの厚さｔ２は材質の強度に応じて選択でき、鉄であれば１〜２ｍｍが好ましい。また、側壁部７ａの厚さｔ３ａは、溶接時の熱分散をＨＩＰ用容器１と同じとするために、厚さｔ１と同じ寸法であることが好ましい。
【００１９】
ＨＩＰ用容器１に隙間無く原料粉末を充填した後、開口部５を上方にしたＨＩＰ用容器に、側壁部７ａを上方にした蓋を、突き合わせ、保持する。図３の上面図及び図４の断面図は突き合わせた箇所の一部を拡大して示している。このとき上方に向いているＨＩＰ用容器１の上方端面を単に端面３とし、蓋２ａの上方端面を端面４ａとする。図３及び図４に示すように、蓋２ａの側壁部７ａの外周面９ａと、ＨＩＰ用容器１の内周面１０を突き合わせ、各々の上方に位置する端面３と端面４ａをずらした状態で保持する。また、図４は、図３の一点鎖線部Ａ―Ａの断面を示している。ずらした端面同士の高さの差Ｈａは０．５〜２ｍｍが好ましい。前記高さの差Ｈａの範囲であれば、溶接後にＨＩＰ用容器の厚さに近い溶接部の高さが得られ、溶融させるためにかかる時間も短い。高さの差Ｈａが確保されていれば、端面３と端面４ａのどちらが高くても良い。具体的には、図４の断面図に記載しているように端面３のほうが高い場合のほかに、図５の断面図のように端面４ａのほうが高い場合も同様な効果が得られる。
【００２０】
図４のように外周面９ａと内周面１０を突き合わせた境界１２に沿って溶接を進める。第１の実施形態における溶接中のトーチの動かし方を、図６に上面図、図７に側面図、図８に断面図で概略的に示す。図中に溶接するためのトーチ１３とアーク１４を模式的に示す。溶接途中であるため、図６では、溶接前の境界１２を実線で示し、溶接後の境界１２は溶接部１８の下に隠れてしまうため、破線で示した。図８では、図６及び図７の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ平面をＸ方向から見た断面図を示した。図８の溶接中のトーチの真下の境界よりＸ方向に手前の溶接後の溶接部１８を実線で示し、−Ｘ方向に奥の前記溶接前の端面３と端面４ａは、前記溶接部１８の下に隠れた部分を点線で示し、見える部分は実線で示す。
【００２１】
端面３及び端面４ａに対して垂直にトーチ１３を当てることが好ましいが、作業性を考慮して傾けても良い。トーチ１３の出力は、端面３及び端面４ａを溶融し、端面３の外周側の縁１５と端面４ａの内周側の縁１６ａとの間の範囲から流出せずに維持できるように設定する。端面３と端面４ａをずらして保持しているため、トーチ１３に近い端面４ａが優先的に溶融され、端面３は、端面４ａの溶融部と溶接するために必要な深さまで溶融され、互いに融合した後に、溶接部１８を形成する。
【００２２】
トーチ１３は、端面３の外周側の縁１５と端面４ａの内周側の縁１６ａの範囲で境界１２に対して交差する方向に交互に移動させながら、ＨＩＰ用容器１と蓋２ａとの境界１２に沿って一周し、溶接する。図６及び図８に、前記移動させながら溶接を行うトーチの軌跡１７を矢印で示しており、境界１２を中心に縁１５から縁１６ａまでの範囲で、交互に移動させながら溶接する。
【００２３】
ＨＩＰ用容器１を、蓋２ａで密閉し、溶接し、ＨＩＰ用カプセルを得る。前記ＨＩＰ用カプセルの脱気管８から真空ポンプを用いて脱気を施し、脱気管８に封止を施すことで、前記ＨＩＰ用カプセルは密閉される。前記ＨＩＰ用カプセルを密閉した後に、ＨＩＰ処理を行い、焼結体を得る。
【００２４】
以上では、矩形筒状のＨＩＰ用容器１及び矩形板状の蓋２ａを用いた場合にて説明したが、円筒状のＨＩＰ用容器及び円板状の蓋を用いた場合でも同様な効果が得られる。また、ＨＩＰ用容器の開口部５も一端側に設けられた場合にて説明したが、両端側に設けられた場合でも、各々の開口部５に上記と同様の方法にて蓋を溶接することができる。さらに脱気管８は蓋の上面中央部に１つ設けた場合を図示したが、その数及び配置箇所は原料粉末の充填量等に応じて、適宜選定することができる。
【００２５】
本発明の第１の実施形態の方法では、ＨＩＰ用容器１と蓋２ａを互いに突き合わせるときに、各々の上方端面をずらすことで、溶接する際に高くなっている端面にトーチの熱が集中し、温度が上がりやすくなる。そのため、前記ＨＩＰ用容１の端面３と蓋２ａの端面４ａの高さを同じにした場合より、高くした端面からの溶融する深さをより深くすることができる。異種金属の溶接棒を使えば、溶接部を高くして溶接強度を得ることができるが、ＨＩＰ用カプセル内部の原料に異種金属混入の可能性があるため、異種金属の溶接棒は一般的には使用されない。しかしながら、本発明の方法によれば高くした端部を溶接部として用いることができ、溶接棒を使わなくとも、あたかも同種金属の溶接棒を使うような効果が得られ、溶接強度が向上する。
【００２６】
境界１２を中心に縁１５から縁１６ａまでの範囲で、交互に移動させながら溶接することにより、溶接部１８を左右対称することができる。前記溶接強度が向上する効果や溶接部を左右対称にする効果は、いずれも溶融部を前記範囲の外側へ流出させないことによってその効果を得ることができる。
【００２７】
［２］第２の実施形態
本発明の第２の実施形態では、図９及び図１０のように、第１の実施形態で用いた蓋２ａの代わりに、蓋２ｂを用いる。前記蓋２ｂは、板状の蓋板部６と側壁部７ｂと折り曲げ部１９を有し、前記側壁部７ｂは蓋板部６の周縁部に前記開口部５の内周面１０に沿うようにして立設しており、前記折り曲げ部１９は側壁部７ｂのＺ方向の上方端部に、前記開口部５のＺ方向の上方端面に当接するように外周方向に突出している。第１の実施形態と同様に側壁部７ｂを上方にして用い、上方に向いた上方端面を端面４ｂとする。
【００２８】
図１０に、図１のＨＩＰ用容器１と図９の蓋２ｂを使用した場合の、一点鎖線部Ａ―Ａを通るＹＺ平面をＸ方向から見た断面図を一部拡大して示す。前記折り曲げ部１９を有する蓋２ｂを使用して、蓋２ｂの外周面９ｂとＨＩＰ用容器１の内周面１０を突き合わせたとき、折り曲げ部１９の下面２３は端面３に当接する。折り曲げ部１９の突出量Ｌは、ＨＩＰ用容器１の厚さｔ１より小さく、ＨＩＰ用容器１に蓋２ｂを突き合わせたときに折り曲げ部１９の外周面２２が端面３の外周側の縁１５より内周側に位置している。前記外周面２２が前記ＨＩＰ用容器の端面３の外周側の縁１５を越えると溶接時に溶融部がＨＩＰ用容器１の外周側に流出する原因となるため好ましくない。蓋２ｂは、折り曲げ部１９以外の構成は、前記第１の実施形態で用いたＨＩＰ用容器の蓋２ａと同じ構成であり、蓋板部６と側壁部７ｂを有する。蓋２ｂの厚さｔ２は第１の実施形態と同様に材質の強度に応じて選択でき、鉄であれば１〜２ｍｍが好ましい。また、側壁部７ｂの厚さｔ３ｂについても第１の実施形態と同様に、厚さｔ１と同じ寸法であることが好ましい。
【００２９】
ＨＩＰ用容器１に隙間無く原料粉末を充填した後、ＨＩＰ用容器１の内周面１０と側壁部７ｂの外周面９ｂを突き合わせる。このとき、折り曲げ部１９の下面２３は端面３当接し、図１１及び図１２で示す状態となる。図１１は溶接前のＨＩＰ用容器１及び蓋２ｂの上面図を示し、一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ平面をＸ方向から見た断面図を図１２に示す。上面図で見ると、折り曲げ部１９は側壁部７ｂから突出量Ｌだけ突出しており、境界１２及び端面３の一部を覆っている。境界１２は折り曲げ部１９の下に位置するため、点線で図示している。
【００３０】
端面３と端面４ｂとの高さの差Ｈｂは、折り曲げ部１９の厚さによってられる。折り曲げ部１９を設けた場合の高さの差Ｈｂは０．５〜１．５ｍｍが好ましい。第１の実施形態における端面３と端面４ａの高さの差Ｈａに比べて好ましい上限が小さいのは、第２の実施形態の蓋２ｂでは、折り曲げ部１９も溶接のための溶融部として用いることができ、第１の実施形態より溶融部を多く得やすいためである。
【００３１】
前記ＨＩＰ用容器１とＨＩＰ用容器の蓋２ｂを突き合わせた状態で、開口部５の内周面１０と側壁部７ｂの外周面９ｂの境界１２をＺ方向に延長した線に沿って溶接を進める。図１３に第２の実施形態で溶接中の上面図を示す。トーチ１３の角度や出力の条件は第１の実施形態と同様に、端面３及び端面４ｂに対し、作業性を考慮した垂直に近い角度で設定する。蓋２ｂを使用した場合、折り曲げ部１９が優先的に溶融し、その下の端面３と溶接される。ＨＩＰ用容器１と蓋２ｂとの境界１２を一周し、溶接するとき、前記第１の実施形態と同様に境界１２に対して交差する方向に交互に、縁１５から縁１６ｂまで移動させながら行う。そのため、上から見たトーチの軌跡１７は第１の実施形態と同様に蛇行した軌跡となる。前記移動により、第１の実施形態と同様に均一な溶接部１８が得られ、ＨＩＰ処理時にやぶれを発生しない十分な溶接強度を発揮する。
【００３２】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、ＨＩＰ用容器及び蓋の形状、開口部の数及び配置、脱気管の数及び配置等は任意に選定できる。
【００３３】
本発明の第２の実施形態の方法においても、トーチ１３を縁１５から縁１６ｂまで移動させるため、ＨＩＰ用容器１の端面３と蓋２ｂの端面４ｂの両方に熱を与えつつ、端面４ｂに集中して熱が与えられる。それにより、第１の実施形態の方法と同様に高くした端面４ｂが優先して溶融され、折り曲げ部１９を溶接のための溶融部として用いることができ、溶接強度向上と溶接部を左右対称にする効果を得られる。さらに、ＨＩＰ用容器１と蓋２ｂを互いに突き合わせるときに、蓋２ｂの折り曲げ部１９をＨＩＰ用容器１の端面３に当接させることで、折り曲げ部１９がストッパーとして作用する。第１の実施形態の方法では各々の端面をずらして、クリップや脱気管をスタンドで固定するなどして保持していたのに対して、折り曲げ部がストッパーとして作用することで保持することが容易になる。
【００３４】
前記折り曲げ部１９の突出量Ｌは、前記ＨＩＰ用容器の外周面１０を越えないようにすることで溶融部を前記範囲の外側へ流出させないように作用する。第１の実施形態と同様に、前記溶接強度が向上する効果や溶接部を左右対称にする効果は、いずれも溶融部を前記範囲の外側へ流出させないことによってその効果を得ることができる。
【００３５】
実施例１
第１の実施形態の方法を用いてＨＩＰ用カプセルを作製した。ＨＩＰ用容器１は一端に開口部を有し、矩形断面を有する筒状のものを用い、前記ＨＩＰ用容器１の開口部５の内周面に対応する外周形状を有する蓋２ａを用いた。前記ＨＩＰ用容器の厚さｔ１、蓋板部６の厚さｔ２及び側壁部７ａの厚さｔ３ａはそれぞれ１．８ｍｍのものを使用した。原料粉末をＨＩＰ用容器に充填した後、ＨＩＰ用容器１と蓋２ａを突き合わせた。端面３と端面４ａの高さの差Ｈａは０．７ｍｍに保持した。前記ＨＩＰ用容器１と蓋２ａの溶接にはＴＩＧ溶接を用い、トーチ１３を境界１２に交差する方向に交互に移動させながら溶接した。ＨＩＰ用容器１及び蓋２ａの材質は鉄を用い、溶接時に異種金属の溶接棒などは使用しなかった。
【００３６】
図１４及び図１５にＨＩＰ用容器と蓋を溶接した後の、溶接部１８を概略的に示した上面図と断面図を示す。図１５は、図１４の一点鎖線Ａ―Ａを通るＹＺ平面をＸ方向から見た断面図を示している。実際は、前記溶接部を切断し、研磨して、境界１２を見やすくした後に、測定顕微鏡を用いて観察し、溶接部頂点から溶接部と境界１２との交点までの寸法ｈを測定した。その結果、溶接部１８の断面の形状は境界１２に対して左右対称形状をしており、寸法ｈは１．７ｍｍであった。
【００３７】
前記実施例１で作製したＨＩＰ用カプセルを用いて、脱気管８から真空ポンプを用いて脱気を施し、前記脱気管８をバーナーで加熱し、プレス機でつぶして封止を施した。その後に前記ＨＩＰ用カプセルをＨＩＰ処理した。ＨＩＰ処理中にやぶれは発生せず、得られた焼結体は鉄以外の異種金属の不純物を含まない、高密度な焼結体となっていた。実施例１と同じＨＩＰ用カプセルの製造方法で、高さの差Ｈａを０．５ｍｍまたは２ｍｍの条件で製造したＨＩＰ用カプセルでも、それぞれ同じ結果が得られた。
【００３８】
実施例２
第２の実施形態の方法を用いて、ＨＩＰ用カプセルを作製した。ＨＩＰ用容器１は実施例１と同じものを用い、蓋２ｂは前記ＨＩＰ用容器の開口部５の内周面に対応する外周形状の蓋板部６で、側壁部７ｂに折り曲げ部１９を有するものを用いた。前記折り曲げ部１９の突出量Ｌは１．５ｍｍのものを用いた。前記ＨＩＰ用容器の厚さｔ１、前記蓋２ｂの蓋板部６の厚さｔ２及び側壁部７ｂの厚さｔ３ｂはそれぞれ１．８ｍｍのものを使用した。端面３と折り曲げ部１９の下面２３を突き合わせ、前記端面３と端面４ｂの高さの差Ｈｂを、折り曲げ部１９の厚さ１．４ｍｍに保持した。前記ＨＩＰ用容器１と蓋２ｂの溶接には実施例１と同条件のＴＩＧ溶接を用い、トーチ１３を境界１２に交差する方向に交互に移動させながら溶接した。
【００３９】
実施例１に記載の方法と同じ方法で断面の観察及び寸法ｈを測定した。その結果、溶接部１８の断面の形状は境界１２に対して左右対称形状をしており、寸法ｈは１．７ｍｍであった。
【００４０】
前記実施例２で作製したＨＩＰ用カプセルを用いて、実施例１と同じ条件で脱気及び封止を施した後に、ＨＩＰ処理した。ＨＩＰ処理中にやぶれは発生せず、得られた焼結体は鉄以外の異種金属の不純物を含まない、高密度な焼結体となっていた。実施例２と同じＨＩＰ用カプセルの製造方法で、高さの差Ｈｂを０．５ｍｍまたは１．５ｍｍの条件で製造したＨＩＰ用カプセルでも、それぞれ同じ結果が得られた。
【００４１】
実施例３
第２の実施形態の方法を用いて、ＨＩＰ用カプセルを作製した。ＨＩＰ用容器１は両端に開口部を有し、矩形断面を有する、筒状のものを用い、ＨＩＰ用容器の蓋２ｂは前記ＨＩＰ用容器の開口部５と同じ形状で、側壁部７ｂに折り曲げ部１９を有するものを用いた。前記ＨＩＰ用容器の厚さｔ１や、前記蓋２ｂの蓋板部６の厚さｔ２及び側壁部７ｂの厚さｔ３ｂ実施例２と同じものを使用した。前記折り曲げ部１９の突出量Ｌは１．８ｍｍのものを用いた。前記ＨＩＰ用容器１の一方の開口部５を上方にし、前記開口部の内周面１０と突き合わせる外周面９ｂを有する蓋２ｂも、側壁部７ｂを上方にして準備した。前記ＨＩＰ用容器１と蓋２ｂを準備した向きのままで、前記ＨＩＰ用容器１の端面３と前記蓋２ｂの折り曲げ部１９の下面２３を当接し、端面３と端面４ｂの高さの差Ｈｂを１．２ｍｍに保持した。折り曲げ部１９の外周面２２は前記ＨＩＰ用容器の外周面と同じ位置にあり、はみ出しは無かった。前記ＨＩＰ用容器１と蓋２ｂの溶接には実施例１と同条件のＴＩＧ溶接を用い、トーチ１３を境界１２に交差する方向に交互に移動させながら溶接した。
【００４２】
実施例１に記載の方法と同じ方法で断面の観察及び寸法ｈの測定した。その結果、溶接部１８の断面の形状は境界１２に対して左右対称形状をしており、寸法ｈは１．７ｍｍであった。
【００４３】
前記実施例３で他方の開口部も同様に溶接し、作製したＨＩＰ用カプセルを用いて、実施例１と同じ条件で脱気及び封止を施した後に、ＨＩＰ処理した。ＨＩＰ処理中にやぶれは発生せず、得られた焼結体は鉄以外の異種金属の不純物を含まない、高密度な焼結体となっていた。同じＨＩＰ用カプセルの製造方法で、高さの差Ｈｂを０．５ｍｍまたは１．５ｍｍの条件で製造したＨＩＰ用カプセルでも、それぞれ同じ結果が得られた。
【００４４】
比較例１
ＨＩＰ用容器１及び蓋２ａは実施例１と同じものを用いた。端面３と端面４ａの高さの差Ｈａは０ｍｍに保持した。前記ＨＩＰ用容器１と蓋２ａの溶接には実施例１と同条件のＴＩＧ溶接を用い、トーチ１３を境界１２に交差する方向に交互に移動させながら溶接した。
【００４５】
実施例１に記載の方法と同じ方法で、溶接部の断面の観察及び寸法ｈの測定を行った。その結果、溶接部１８の断面の形状は境界１２に対して左右対称形状をしていたが、寸法ｈは１．１ｍｍと、実施例１に比べて低くなっていた。
【００４６】
前記比較例１で作製したＨＩＰ用カプセルを用いて、実施例１と同じ条件で脱気及び封止を施した後に、ＨＩＰ処理した。ＨＩＰ処理後にやぶれが発生している場合があり、前記やぶれが発生したＨＩＰ用カプセルからは高密度な焼結体が得られなかった。
【００４７】
比較例２
ＨＩＰ用容器１及び蓋２ａは実施例１と同じものを用いた。端面３と端面４ａの高さの差Ｈａは０．６ｍｍに保持した。前記ＨＩＰ用容器１と蓋２ａの溶接には実施例１と同条件のＴＩＧ溶接を用いたが、図１６に示すようにトーチ１３を境界１２に交差する方向に交互に移動させなかった。トーチの軌跡１７は境界１２に沿って真っ直ぐな軌跡を描き、溶接部１８は境界１２付近のみに形成された。
【００４８】
前記比較例２で作製したＨＩＰ用カプセルを用いて、実施例１と同じ条件で脱気及び封止を施した後に、ＨＩＰ処理した。ＨＩＰ処理後にやぶれが発生している場合があり、前記やぶれが発生したＨＩＰ用カプセルからは高密度な焼結体が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上記特徴を有する本発明の方法は、原料粉末からのＨＩＰ処理による焼結体の製造に好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・ＨＩＰ用容器
２ａ、２ｂ・・・ＨＩＰ用容器の蓋
３・・・ＨＩＰ用容器の端面
４ａ・・・蓋２ａの端面
４ｂ・・・蓋２ｂの端面
５・・・ＨＩＰ用容器の開口部
６・・・蓋板部
７ａ・・・蓋２ａの側壁部
７ｂ・・・蓋２ｂの側壁部
８・・・脱気管
９ａ・・・側壁部７ａの外周面
９ｂ・・・側壁部７ｂの外周面
１０・・・開口部の内周面
１２・・・開口部の内周面１０と側壁部の外周面９ａまたは９ｂを突き合わせた境界
１３・・・トーチ
１４・・・アーク
１５・・・端面３の外周側の縁
１６ａ・・・蓋の端面４ａの内周側の縁
１６ｂ・・・蓋の端面４ｂの内周側の縁
１７・・・トーチの軌跡
１８・・・溶接部
１９・・・蓋の折り曲げ部
２２・・・折り曲げ部の外周面
２３・・・折り曲げ部の下面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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