CN101147972A - 烧结体的制造方法及烧结体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可安全、容易且低价地制造金属氧化物的含有量少、且具有优良的特性(尺寸精度)的金属烧结体的烧结体的制造方法，及以所述烧结体的制造方法得到的具有优良的特性的烧结体。具有成形体形成工序[A]，其将含有金属粉末、与包括第一树脂、和热分解温度高于该第一树脂的熔点的第二树脂的粘结材料的组合物成形，并得到成形体；第一脱脂工序(脱脂工序)[B]，其通过将该成形体暴露于含有高浓度臭氧气氛中，从所述成形体中分解所述第一树脂，并去除其分解物，得到第一脱脂体；中间工序[C]，其将第一脱脂体暴露于臭氧浓度比所述含有高浓度臭氧气氛低的含有低浓度臭氧气氛中，得到中间脱脂体；第二脱脂工序[D]，加热中间脱脂体，从而得到第二脱脂体；烧结工序[E]，其使第二脱脂体烧结，从而得到烧结体。
Description
技术领域
本发明涉及烧结体的制造方法及烧结体。
背景技术
金属材料的烧结体通常能够通过使用注塑成形法等各种成形方法将混合有金属材料粉末与粘结材料的原料粉末(混合粉末)形成成形体，并将该成形体以高于粘结材料的溶化温度，且低于金属材料的烧结温度的温度进行脱脂处理，得到脱脂体，并使得到的脱脂体烧结而获得。
然而，例如在注塑成形法中使用的原料粉末为达到使其注塑成形时的流动性提高的目的，比较多地含有粘结材料。因此，该粘结材料的去除需要长时间的加热。其结果，存在烧结体的生产效率降低、成形体在加热处理中发生变形等问题。
此外，在加热处理中，不能充分地去除成形体中的粘结材料。此外，在烧结工序中，残留的粘结材料发生气化时，存在烧结体发生裂纹等问题。
为解决所述问题点，公开了以下的脱脂体的制造方法：将以混合有金属材料粉末与含有聚缩醛的粘结材料的原料粉末构成的成形体，在气体状的含酸气氛或含三氟化硼气氛中进行加热处理，从而得到脱脂体(参照专利第3128130号公报)。
然而，因为通常酸是有害物质，三氟化硼是有毒物质，所以对人体有害。因此，在进行这些处理时，需要严格的保护器具等，花费大量的时间。
此外，酸及三氟化硼对于金属具有高溶解性。因此，酸及三氟化硼需要在金属脱脂体制造的设备中使用耐蚀性高的材料。其结果，金属脱脂体的制造成本提高。
此外，如果酸在加热处理后向大气中排出，则酸构成大气污染。因此，需要防止酸向大气中排出。但是，为防止酸向大气中排出，也要花费成本。
专利文献：特许第3128130号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种可安全、容易且低价制造金属氧化物的含量少，且具有优良的特性(尺寸精度)的金属烧结体的烧结体的制造方法，及由所述烧结体的制造方法获得的具有优良的特性的烧结体。
此种目的通过下述的本发明达成。
本发明的烧结体的制造方法的特征在于，包括：成形体形成工序，其将含有主要由金属材料构成的粉末和包含可利用臭氧分解的第一树脂的组合物成形为规定形状，并得到成形体；脱脂工序，其通过将该成形体暴露于含有高浓度臭氧气氛中，从所述成形体中分解所述第一树脂，并去除所述第一树脂的分解物，得到脱脂体；中间工序，其至少一次将所述脱脂体暴露于臭氧浓度比所述含有高浓度臭氧气氛低的含有低浓度臭氧气氛中；烧结工序，其使已暴露在所述含有低浓度臭氧气氛中的所述脱脂体烧结，从而得到烧结体。
由此，能够安全、容易且低价地制造金属氧化物的含量少，且具有优良特性(尺寸精度)的金属烧结体。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述含有高浓度臭氧气氛中的臭氧浓度优选50～10000ppm。
由此，能够有效且可靠地分解所述第一树脂，并去除其分解物。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述含有高浓度臭氧气氛的温度优选20～190℃。
由此，能够更容易且快速地分解所述第一树脂，并去除其分解物。此外，能够防止所述脱脂体的保形性的降低。其结果，能够更可靠地防止最终得到的所述烧结体的尺寸精度产生降低。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述第一树脂优选由聚醚系树脂、脂肪族碳酸酯系树脂及聚乳酸系树脂中的至少一种构成。
由此，通过与臭氧的接触，能够容易地分解第一树脂。此外，因为与金属材料粉末的润湿性比较高，所以即使短时间的混炼，仍能够将无机材料粉末充分分散。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述聚醚系树脂优选以聚缩醛系树脂为主成分。
所述聚缩醛系树脂通过暴露在含有臭氧的气氛中，分解为甲醛等，并从所述成形体中排出。其分解性特别高，能够更可靠地进行脱脂。从而，能够进一步缩短所述脱脂工序总计需要的时间。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述脂肪族碳酸酯系树脂优选在其重复单元中具有碳酸酯基，且在所述重复单元中，除所述碳酸酯基的碳以外的碳的数量为2～11。
由此，所述脂肪族碳酸酯系树脂可更容易且快速地分解。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述脂肪族碳酸酯系树脂优选不具有不饱和键。
由此，当所述脂肪族碳酸酯系树脂通过与臭氧接触发生分解时的效率提高，并能够更有效地进行所述粘结材料的分解及其分解物的去除。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述第一树脂，优选其重均分子量为1～30万。
由此，所述脂肪族碳酸酯系树脂的熔点及粘度变为最佳，并能够实现所述脱脂体的形状的稳定性(保形性)提高。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述粘结材料中的所述第一树脂含有率优选为20wt％以上。
由此，可更可靠地得到分解所述第一树脂、并去除其分解物的效果，并能够进一步促进使所述粘结材料整体的脱脂。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述中间工序的至少最终阶段的所述含有低浓度臭氧气氛优选实质上不含有臭氧。
由此，能够从所述脱脂体中大致排除臭氧，所以能够可靠地防止所述脱脂体中的所述金属材料的氧化，并能够防止在最终得到的所述烧结体中残留金属氧化物。其结果，特别得到机械强度(韧性等)优良的烧结体。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述含有低浓度臭氧气氛的温度优选低于所述含有高浓度臭氧气氛的温度。
由此，能够使所述含有低浓度臭氧气氛中的臭氧的氧化作用降低，并进一步抑制所述脱脂体中的所述金属材料的氧化。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述含有低浓度臭氧气氛除臭氧以外，优选以非氧化气体为主成分。
由此，能够特别可靠地抑制所述中间工序中的所述金属材料的氧化。
在本发明的烧结体的制造方法中，优选使用连续式炉，连续地进行所述脱脂工序、所述中间工序及所述烧结工序。
由此，能够同时处理多个所述脱脂体，并制造所述烧结体，所以能够提高所述烧结体的制造效率。此外，利用所述连续式炉，在制造中途，防止所述脱脂体暴露在大气中。因此，能够可靠地防止由于所述脱脂体与大气的接触导致工件中包含的金属材料发生氧化。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述连续式炉优选具有以内部的臭氧浓度在所述成形体的行进方向的中途降低的方式进行设定的空间，通过使所述成形体通过该空间，连续地进行所述脱脂工序及所述中间工序。
由此，能够以更短时间进行这些工序。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述空间中的臭氧浓度优选设定为连续地变化。
由此，能够抑制从所述成形体露出的所述粉末暴露于臭氧的频度，并特别地抑制构成所述粉末的所述金属材料的氧化。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述粘结材料优选包括热分解温度高于所述第一树脂的熔点的第二树脂，并且在所述中间工序后，具有第二脱脂工序，其通过加热已暴露在所述含有低浓度臭氧气氛中的所述脱脂体，从该脱脂体中分解所述第二树脂，并去除所述第二树脂的分解物。
由此，能够将所述成形体中的所述第一树脂与所述第二树脂分别在分成所述脱脂工序与所述第二脱脂工序中选择性地进行脱脂。其结果，能够控制所述成形体的脱脂的进度。此外，能够容易并可靠地得到保形性、即尺寸精度优良的所述脱脂体。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述第二脱脂工序中的加热温度优选为180～600℃。
由此，能够有效且可靠地分解所述第二树脂，并去除其分解物。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述第二脱脂工序中的气氛优选以还原性气体为主成分。
由此，能够可靠地防止已暴露在所述含有低浓度臭氧气氛中的所述脱脂体中的所述金属材料的氧化，同时分解所述第二树脂，并将其分解物去除。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述第二树脂优选以聚苯乙烯及聚烯烃的至少一种为主成分。
这些材料在所述脱脂体中的结合强度高，能够可靠地防止所述脱脂体发生变形。此外，因为这些材料流动性高，通过加热容易分解，所以能够容易地进行脱脂。其结果，能够更可靠地得到尺寸精度优良的所述脱脂体。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述组合物优选还包括添加剂，且在所述第二脱脂工序中，从已暴露在所述含有低浓度臭氧气氛的所述脱脂体中，分解所述第二树脂及所述添加剂，并去除它们的分解物。
由此，能够在所述粘结材料中发挥所述添加剂具有的功能。此外，能够不对所述脱脂体的保形性或尺寸精度施加不良影响地分解所述添加剂，并去除其分解物。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述添加剂优选包括用于使所述粉末在所述组合物中的分散性提高的分散剂。
由此，在所述组合物中，所述粉末与所述第一树脂及所述第二树脂更均匀地分布。并且，得到的所述脱脂体及所述烧结体变为在其特性中偏移减少，并更均匀。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述分散剂优选以高级脂肪酸为主成分。
由此，在所述组合物中，能够特别提高所述粉末的分散性。
在本发明的烧结体的制造方法中，所述高级脂肪酸，优选其碳数为16～30。
由此，所述组合物防止成形时的成形性的降低，并变得保形性优良。此外，所述高级脂肪酸即使在比较低的温度下，仍可容易地分解。
在本发明的烧结体的制造方法中，优选使用连续式炉连续地进行所述脱脂工序、所述中间工序、所述第二脱脂工序及所述烧结工序。
由此，能够同时地处理多个所述脱脂体，从而制造所述烧结体，所以能够提高所述烧结体的制造效率。
在本发明的烧结体的制造方法中，优选在所述成形体形成工序中利用注塑成形法或挤压成形法形成所述成形体。
所述注塑成形法利用成形模的选择，能够容易地形成复杂且微细形状的所述成形体。此外，所述挤压成形法，利用成形模的选择，能够特别容易且低价地形成具有期望的挤压面形状的柱状或板状的所述成形体。
在本发明的烧结体的制造方法中，特征在于，利用所述烧结体的制造方法进行制造。
由此，得到金属氧化物的含有量少，且具有优良的特性的金属烧结体。
附图说明
图1是表示本发明的烧结体的制造方法的实施方式的工序图。
图2是示意地表示本发明的烧结体的制造方法的实施方式中使用的脱脂制造用的组合物的图。
图3是示意地表示由本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式得到的成形体的纵剖面图。
图4是示意地表示由本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式得到的第一脱脂体的纵剖面图。
图5是示意地表示由本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式得到的第二脱脂体的纵剖面图。
图6是示意地表示本发明的烧结体的纵剖面图。
图7是示意地表示本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式中使用的连续式炉的俯视图。
图8是示意地表示本发明的烧结体的制造方法的第二实施方式中使用的连续式炉的俯视图。
图9是示意地表示本发明的烧结体的制造方法的第三实施方式中使用的连续式炉的俯视图。
图中，1-粉末；2-粘结材料；3-第一树脂；4-第二树脂；5-分散剂；10-组合物；20-成形体；30-第一脱脂体；31-流路；40-第二脱脂体；50-烧结体；90-工件；100、200、300-连续式炉；101-入炉口；102-出炉口；110、120、130、140-区域；115、125-排气机构；150-输送器；160-加热器；165-输出调整器；170-喷嘴；175-气体供给源；A～E-工序；H、L-区域。
具体实施方式
以下，基于图示的优选实施方式，对本发明的烧结体的制造方法及烧结体详细地进行说明。
图1是表示本发明的烧结体的制造方法的实施方式的工序图，图2是示意地表示在本实施方式中使用的烧结体制造用的组合物的图。
<烧结体制造用的组合物>
首先，对烧结体的制造中使用的组合物(烧结体制造用的组合物)10进行说明。
组合物10含有主要由金属材料构成的粉末1和包括第一树脂3的粘结材料2。
(1)粉末
粉末1主要由金属材料构成。
作为该金属材料没有特别限定，举例如Fe、Ni、Co、Cr、Mn、Zn、Pt、Au、Ag、Cu、Pd、Al、W、Ti、V、Mo、Nb、Zr、Pr、Nd、Sm的金属材料，或者包含这些元素的化合物。
如后述，组合物10成形性优良。因此，即使在本发明的组合物10中包含形成比较高硬度或难加工性的金属材料的情况下，仍能可靠地得到后述的烧结体50。
作为此种金属材料的具体例，举例如以SUS(JIS中的不锈钢的简称。以下相同。)304(基于JIS规格的分类。以下相同。)、SUS316、SUS316L、SUS317、SUS329J1、SUS410、SUS430、SUS440、SUS630的不锈钢、模具钢、高速工具钢等为代表的Fe系合金、Ti或Ti系合金、W或W系合金、Co系超硬合金、Ni系金属陶瓷等。这些金属材料能够两种以上组合使用。
此外，通过将组成不同的两种以上的金属材料组合使用，可得到以往由铸造无法制造的组成的烧结体50。此外，能够容易地制造具有新的功能或多功能的烧结体50。其结果，能够实现烧结体50的功能·用途的扩大。
粉末1的平均粒径未被特别限定，但优选0.3～100μm左右，更优选0.5～50μm左右。通过将粉末1的平均粒径设为所述范围内的值，能够制造具有优良的成形性(易成形)的成形体20。此外，能够制造将所述成形体20进行脱脂并烧结而形成的烧结体50。此外，能够进一步提高所得的烧结体50的密度。其结果，能够使烧结体50的机械强度、尺寸精度等特性更优良。与此相反，如果粉末1的平均粒径不足所述下限值，则成形体20的成形性降低。此外，如果粉末1的平均粒径超过所述上限值，则难以充分提高烧结体50的密度。其结果，存在烧结体50的特性降低之虞。
而且，在本发明中，“平均粒径”是指在构成对象的粒度分布曲线中，以体积累积，分布于50％的部分的粉末的粒径。
此外，组合物10中的粉末1的含有率未被特别地限定，但优选在60～98wt％左右，更优选在70～95wt％左右。通过将粉末1的含有率设在所述范围内，能够制造具有优良的成形性(易成形)的成形体20，及将所述成形体20脱脂、烧结而成的烧结体50。因此，能够进一步提高烧结体50的密度。其结果，能够进一步提高烧结体50的特性。
与此相反，如果粉末1的含有率不足所述下限值，则成形体20的成形性降低。此外，如果粉末1的含有率超过所述上限值，则难以充分地提高烧结体50的密度。其结果，存在烧结体50的特性降低之虞。
作为此种粉末1，以何种方法制造均可，例如，粉末1以金属材料构成的情况下，能够使用以水雾化法等液体雾化法(例如，高速旋转水流雾化法、旋转液雾化法等)、气雾化法等各种雾化法、或粉碎法、羰基法、还原法等化学方法等获得。
(2)粘结材料
粘结材料2是极大有助于后述的得到成形体20的工序中的组合物10的成形性(易于成形)、成形体20及脱脂体的形状的稳定性(保形性)的成分。组合物10通过含有此种成分，能够容易且可靠地制造尺寸精度优良的烧结体50。
在本发明中，粘结材料2含有可利用臭氧分解的第一树脂3。
第一树脂3具有通用与臭氧接触而分解的性质。因此，包含在成形体20中的具有此种性质的第一树脂3在后述的第一脱脂工序中，通过与臭氧接触，即使是比较低的温度，仍从成形体20的表面侧向内部进行分解。即，第一树脂3分解为分子量小的气体成分(分解物)。其结果，利用该分解得到的分解物被从成形体20中快速地去除。如此地进行成形体20的第一脱脂。
因为以此种过程进行成形体20的脱脂，所以能够防止如以往地在脱脂工序中，成形体20中的粘结材料由于高温而急剧地软化，从而成形体20发生变形。此外，能够可靠地防止在成形体20的内部气化的粘结材料2突发性地向外部排出，导致成形体20发生变形或皲裂。
其结果，在本发明中，能够容易且快速地从成形体20中去除第一树脂3的分解物。即，能够进行成形体20的脱脂。由此，能够维持脱脂后的成形体20(脱脂体)的保形性，并缩短脱脂工序总计需要的时间。其结果，能够使脱脂体的生产效率提高。即，能够使烧结体50的生产效率提高。
粘结材料2中的第一树脂3含有率优选在20wt％以上，更优选30wt％以上，最优选40wt％以上。通过将粘结材料2中的第一树脂3的含有率设在所述范围内，更可靠地获得第一树脂3分解、去除的效果。此外，能够进一步促进粘结材料2整体的脱脂。
作为此种第一树脂3只要可利用臭氧分解即可，未被特别限定，举例如：聚醚系树脂、脂肪族碳酸酯系树脂、聚乳酸系树脂等。能够使用这些第一树脂3中的一种或将两种以上组合使用。这些树脂通过与臭氧的接触，容易地发生分解，并且与金属材料粉末的润湿性比较高。因此，即使短时间的混炼，仍能够将金属材料粉末充分分散。因而，第一树脂3适宜用作作为构成粘结材料2的材料。
在它们中，作为第一树脂3优选使用以聚醚系树脂、脂肪族碳酸酯系树脂的至少一种为主成分。这些树脂通过与臭氧的接触，即使在比较低的温度下仍特别容易分解。并且，其分解物作为气体向成形体20的外部排出。因此，可进行成形体20的快速的脱脂。
此外，脂肪族碳酸酯系树脂与金属材料粉末的润湿性特别高。因此，即使短时间的混炼，仍能够得到充分均匀的粉末1与脂肪族碳酸酯系树脂的混炼物(组合物10)。
以下，对聚醚系树脂进行详细叙述。
作为聚醚系树脂，举例如，聚缩醛系树脂、聚环氧乙烷系树脂等直链状聚酯系树脂、聚醚酮系树脂、聚醚醚系树脂、聚醚腈系树脂、聚醚砜系树脂、聚硫醚砜系树脂等芳香族聚醚系树脂等，并能够将它们中的一种或两种以上组合使用。
即使在它们中，作为聚醚系树脂优选以聚缩醛系树脂(聚缩醛或其衍生物)为主成分。聚缩醛系树脂通过暴露在含有臭氧的气氛中，分解为甲醛等，并从成形体中排出。其分解性特别高，在后述的第一脱脂工序中，能够更可靠地进行成形体20的脱脂。从而，能够进一步缩短脱脂工序总计需要的时间。
此外，作为聚醚系树脂，其重均分子量优选为1～30万左右，更优选2～20万左右。由此，聚醚系树脂的熔点及粘度变为最佳，从而能够实现成形体20的形状的稳定性(保形性)提高。
接下来，对脂肪族碳酸酯系树脂进行详细叙述。
脂肪族碳酸酯系树脂例如能够通过使碳酰氯或其衍生物与脂肪族二醇在存在碱的条件下发生反应，进行合成。
此种脂肪族碳酸酯系树脂除其重复单元中的碳酸酯基部分的碳的数量，即在树脂中的碳酸酯基之间存在的碳的数量优选在2～11，更优选3～9，最优选4～7。所述碳的数量是指，例如在以一般式-((CH2)m-O-CO-O)n-表示的脂肪族碳酸酯系树脂的情况下，m的数量。通过将所述碳的数量设在所述范围内，脂肪族碳酸酯系树脂可更容易且快速地分解。
具体地，作为如上述的脂肪族碳酸酯系树脂优选例如以乙二醇聚碳酸酯、丙二醇聚碳酸酯、丁二醇聚碳酸酯、己二醇聚碳酸酯、癸二醇聚碳酸酯等链烷二醇聚碳酸酯获得其衍生物作为主成分的物质等。链烷二醇聚碳酸酯的分解性尤其高，在第一脱脂工序中能够更确切地进行成形体20的脱脂。从而，能够更加缩短脱脂工序整体所需的时间。
此处，脂肪族碳酸酯系树脂通过与臭氧接触进行分解。并且，由分解得到的分解物作为气体向成形体20的外部排出。
而且，作为分解物，举例如，氧化烯烃(例如，氧化乙烯、氧化丙烯等)或其分解物、水蒸气、二氧化碳等。
此外，作为脂肪族碳酸酯系树脂优选不具有不饱和键。由此，当脂肪族碳酸酯系树脂与臭氧接触时，脂肪族碳酸酯系树脂更易分解。其结果，能够更有效地进行粘结材料2的分解及其分解物的去除。
此外，作为脂肪族碳酸酯系树脂，其重均分子量优选1～30万左右，更优选2～20万左右。由此，脂肪族碳酸酯系树脂的熔点(软化点)及粘度变为最佳，并能够实现成形体20的形状的稳定性(保形性)提高。
此外，聚乳酸系树脂是例如将作为乳酸的环状二聚体的丙交酯开环聚合而得到的聚酯。
作为这样的聚乳酸系树脂，只要能够被臭氧分解的就可以，例如除了聚-L-乳酸树脂、聚-D-乳酸树脂、聚-L/D-乳酸树脂之类的乳酸聚合物树脂(乳酸均聚物)之外，可以列举二醇酸、羟基丁基碳之类的脂肪族羟基羧酸、乙交酯、丁内酯、己内酯之类的脂肪族内酯、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇之类的脂肪族二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚亚丁基醚、二乙二醇、三乙二醇、乙/丙二醇之类的聚亚烷基醚、聚碳酸丁烯酯、聚碳酸己酯、聚碳酸辛酯之类的脂肪族聚碳酸酯、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸之类的脂肪族二羧酸等、和乳酸的共聚物树脂等。可以使用其中的一种或组合两种以上使用。
而且，作为聚乳酸系树脂，其重均分子量优选1～30万左右，更优选2～20万左右。
此外，在本实施方式中，粘结材料2含有热分解温度高于第一树脂3的熔点的第二树脂4。
该第二树脂4在第一脱脂工序后进行的第二脱脂工序中，通过加热成形体20，发生分解。
粘结材料2通过含有此种第二树脂4，成形体20中的第一树脂3与第二树脂4在脱脂工序的各个不同的温度区域发生分解。即，脱脂工序分为第一脱脂工序与其后进行的第二脱脂工序。因此，能够将成形体20中的第一树脂3和第二树脂4分别选择性地进行分解，并将其分解物去除(脱脂)。
其结果，能够对成形体20的脱脂的进度进行控制。此外，能够容易且可靠地得到保形性即尺寸精度优良的脱脂体。
作为第二树脂4未被特别限定，其重均分子量优选0.1～40万左右，更优选0.4～30万左右。由此，第二树脂4的熔点及粘度变为最佳，并且能够实现成形体20的形状的稳定性(保形性)的进一步提高。
作为此种第二树脂4，只要热分解温度高于粘结材料2中含有的第一树脂3的熔点即可，没有特别限定，举例如，聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物之类的聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯醇、聚乙烯基乙缩醛、聚乙酸乙烯酯之类的聚乙烯系树脂、聚甲基丙烯酸酯甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯等丙烯酸系树脂、尼龙等聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂、或它们的共聚物等。第二树脂4能够将这些树脂中一种或两种以上混合使用。
即使这些树脂中，作为第二树脂4优选以聚苯乙烯及聚烯烃中的至少一种为主成分。这些树脂在脱脂体中的结合强度高。因此，这些树脂能够可靠地防止脱脂体发生变形。此外，这些树脂流动性高，且通过加热容易分解。因此，能够容易地对成形体20进行脱脂。其结果，能够更可靠地得到尺寸精度优良的脱脂体及烧结体50。
此种粘结材料2的形态未被特别限定，哪种形态均可，举例如，粉末状、液状、凝胶状等。
而且，组合物10中的粘结材料2的含有率未被特别限定，但优选在2～40wt左右，更优选5～30wt左右。通过将粘结材料2的含有率设在所述范围内，能够成形性良好地形成成形体20，且成形体20的密度变得更高。其结果，能够形成特别优良的成形体20的形状的稳定性等。
此外，组合物10也可含有添加剂。
该添加剂优选在后述的第二脱脂工序中，与第二树脂4一同分解，并去除其分解物。由此，粘结材料2发挥添加剂具有的功能。此外，能够不对脱脂体的保形性或尺寸精度施加不良影响地分解添加剂，并去除其分解物。
此处，作为添加剂举例如，分散剂5(润滑剂)、可塑剂、氧化抑制剂等，并能够将它们中的一种或两种以上组合使用。通过添加它们，能够使添加剂具有的各种功能在组合物10中发挥。
其中，分散剂5，如图2所示，附着在粉末1的周围，并具有使组合物10中的粉末1的分散性提高的功能。即，利用组合物10含有分散剂5，粉末1更均匀地分散在第一树脂3及第二树脂4中。其结果，得到的脱脂体及烧结体50在其特性中偏移减少，并更均匀。
此外，分散剂5具有作为润滑剂的功能。即，分散剂5在后述的成形体形成工序中，具有提高组合物10的流动性的功能。由此，可提高向成形模内的填充性，并可得到均匀的密度的成形体20。
作为分散剂5，例如可以列举硬脂酸、二硬脂酸、三硬脂酸、亚麻酸、辛酸、油酸、十六(烷)酸、环烷酸之类的高级脂肪酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、丙烯酸-马来酸共聚物、聚苯乙烯磺酸等阴离子型分散剂、季铵盐等阳离子型有机分散剂、聚乙烯醇、羧基甲基纤维素、聚乙二醇等非离子型有机分散剂、磷酸三钙等无机分散剂等。
即使在这些中，作为分散剂5优选以高级脂肪酸为主成分。高级脂肪酸能够将粉末1的分散性变为特别优良。
此外，高级脂肪酸优选其碳数为16～30，更优选16～24。通过将高级脂肪酸的碳数设在所述范围内，防止组合物10的成形性的降低。其结果，成形体20及脱脂体变得保形性优良。此外，通过将碳数设在所述范围内，高级脂肪酸即使在比较低的温度下仍可容易地分解。其结果，脱脂体及烧结体50的生产效率提高。
此外，添加剂中包括的可塑剂具有给予组合物10柔软性，并容易进行后述的成形体形成工序中的成形的功能。
作为可塑剂举例如苯二甲酸酯(例：二辛基苯二甲酸酯(DOP)、二乙基苯二甲酸酯(DEP)、二丁基苯二甲酸酯(DBP))、己二酸酯、三苯六甲酸酯、癸二酸酯等。
此外，添加剂中包括的氧化抑制剂具有防止构成粘结材料2的树脂(第一树脂3、第二树脂4)的氧化的功能。
作为氧化抑制剂举例如，受阻酚系氧化抑制剂、肼系氧化抑制剂等。
包括如上述的各成分的组合物10例如能够通过混合与各成分对应的粉末1进行调制。各成分的混合在哪种气氛中进行均可，但优选在真空或减压状态下(例如3kPa以下)、如在氮气、氩气、氦气等惰性气体中的非氧化性气氛中进行。由此，能够防止在组合物10中包含的金属材料的氧化。
此外，根据需要，也可在混合后，进行混炼等。由此，例如组合物10的假密度提高，且组成的均匀性也提高。因此，能够得到更高密度且均匀性高的成形体20。其结果，脱脂体及烧结体50的尺寸精度也提高。
组合物10的混炼能够使用加压或双臂捏和式混炼机、辊式混炼机、班伯里混炼机、一轴或两轴挤压机等各种混炼机进行。在它们中，特别优选使用加压捏和式混炼机。加压捏和式混炼机能够给予组合物10高的剪断力。因此，能够更可靠地得到粘度高的组合物10。
混炼条件根据使用的粉末1的组成或粒径、粘结材料2的组成、及它们的配合量等诸条件而不同。举其条件的一例，混炼温度在50～200℃左右，混炼时间在15～210分钟左右。此外，混炼时的气氛与组合物10的调制中的所述混合同样地在哪种气氛中进行均可，但优选在真空或减压状态下(例如3kPa以下)、如在氮气、氩气、氦气等惰性气体中的非氧化性气氛中进行。由此，与所述同样地，能够防止组合物10中含有的金属材料的氧化。
此外，利用混炼得到的混炼物(混合物)根据需要被粉碎并颗粒化(小块化)。颗粒的粒径例如设在1～10mm左右。
混炼物的颗粒化能够使用造粒机等粉碎装置进行。
<烧结体的制造>
接下来，对使用组合物10制造烧结体的方法(本发明的烧结体的制造方法)进行说明。
[第一实施方式]
首先，对本发明的烧结体的制造方法的第一实施方式进行说明。
图3是示意地表示由本实施方式得到成形体的纵剖面图，图4是示意地表示由本实施方式得到的第一脱脂体的纵剖面图，图5是示意地表示由本实施方式得到的第二脱脂体的纵剖面图，图6是示意地表示本发明的烧结体的纵剖面图，图7是示意地表示本实施方式中使用的连续式炉的俯视图。
图1所示的烧结体的制造方法具有：成形体形成工序[A]，将组合物成形为规定的形状；第一脱脂工序[B]，通过将得到的成形体20暴露于含有高浓度臭氧气氛中，从成形体20中分解第一树脂3，并去除其分解物，从而得到第一脱脂体30；中间工序[C]，将得到的第一脱脂体30暴露于含有低浓度臭氧气氛中，从而得到中间脱脂体；第二脱脂工序[D]，通过对得到的中间脱脂体进行加热，从中间脱脂体中分解第二树脂，并去除其分解物，从而得到第二脱脂体40；烧结工序[E]，通过使得到的第二脱脂体40烧结，得到烧结体。
此处，在对烧结体的制造方法进行说明前，对用于给烧结体实施脱脂·烧结的、图7所示的炉进行说明。
本发明的烧结体的制造方法使用哪种炉均可，例如，能够使用连续式脱脂烧结炉、间歇式脱脂炉·烧结炉等。在本实施方式中，以使用连续式脱脂烧结炉(以下，省略称为“连续式炉”)100的情况为例进行说明。
图7所示的连续式炉100在内部具备相互连通的四个区域(空间)110、120、130、140。
在各区域110、120、130、140内连续地配置输送成形体20、第一脱脂体30、中间脱脂体、第二脱脂体40、烧结体50等工件90的输送器150。即，连续式炉100利用使工件90分别通过各区域110、120、130、140内，能够连续地进行第一脱脂工序[B]、中间工序[C]、第二脱脂工序[D]、及烧结工序[E]。并且，利用该输送器150，能够将工件90从入炉口101向炉内导入。导入到炉内的工件90依次通过区域110、区域120、区域130及区域140。并且，能够从出炉口102将工件90向炉外取出。由此，能够连续地处理多个工件90，并制造烧结体50，所以能够提高烧结体50的制造效率。此外，连续式炉100在烧结体50的制造过程中，防止工件90暴露在大气中。因此，连续式炉100能够可靠地防止由于工件90与大气接触导致工件中包含的金属材料发生氧化。
在各区域110、120、130、140内分别独立地设有可将各区域内的工件90加热到规定的温度的加热器160。此外，在各区域110、120、130、140内，沿连续式炉100的长度方向设有多个加热器160。各加热器160分别与对加热器160的输出进行调整的输出调整器165连接。并且，输出调整器165协调控制各加热器160的输出。其结果，在各区域内可形成规定模式的温度梯度。
此外，在各区域110、120、130、140设有向各区域110、120、130、140内供给规定的气体的喷嘴170。而且，在各区域110、120、130、140，沿连续式炉100的长度方向设有多个喷嘴170。各喷嘴170分别经由配管与气体供给源175连接。并且，各喷嘴170可分别将从气体供给源175产生的不同种类的气体以规定的流量向各区域内供给。
而且，在本实施方式中，区域110的臭氧浓度，如图7所示，在区域110内大致恒定。
此外，在区域110与区域120的间隙处，及区域120与区域130的间隙处分别设有将所述各间隙中的气体排出炉外的排气机构115、125。通过该排气机构115、125的工作，能够防止在区域110与区域120的之间，及区域120与区域130的之间各自的气体发生混杂。即，在各区域110、120、130、140中，能够防止各自气体成分不经意地发生变化。
而且，图7所示的连续式炉100在俯视中构成直线形，但在中途也可曲折。
以下，对图1所示的各工序依次进行说明。
[A]成形体形成工序
首先，将组合物10混炼而成的混炼物或由该混炼物造粒的颗粒成形为规定的形状。其结果，得到如图3所示的成形体20。
成形体20的形成例如能够通过注塑成形法、挤压成形法、压缩成形法(冲压成形法)、压延成型法等各种成型法进行。例如，在成形体20的形成由压缩成形法进行的情况下，成形压力优选5～100MPa左右。
即使在此各种成形法中，成形体20优选利用注塑成形法或挤压成形法形成。
注塑成形法如下进行，即：利用注塑成型机将混炼物或颗粒注塑成形，并形成期望的形状、尺寸的成形体20。在注塑成形法的情况下，利用成形模的选择，能够容易地形成复杂且微细形状的成形体20。
作为注塑成形法的成形条件，根据使用的粉末1的组成或粒径、粘结材料2的组成、及它们的配合量等诸条件而不同。举一例，(混炼物或颗粒的)材料温度优选设为80～210℃左右，射出压力优选设为2～15MPa(20～150kgf/cm2)左右。
此外，挤压成形法如下进行，即：利用挤压成形机将混炼物或颗粒挤压成形，并切断为期望的长度，从而形成成形体20。在挤压成形法的情况下，利用成形模的选择，能够特别容易且低价地形成具有期望的挤压面形状的柱状或板状的成形体20。
作为挤压成形法的成形条件，根据使用的粉末1的组成或粒径、粘结材料2的组成、及它们的配合量等诸条件而不同。举一例，(混炼物或颗粒的)材料温度优选设为80～210℃左右，挤压压力优选设为1～10MPa(10～100kgf/cm2)左右。
而且，形成的成形体20的形状及尺寸估计以后的各脱脂工序、中间工序及烧结工序中的成形体20的收缩量等确定。
[B]第一脱脂工序
接下来，将在成形体形成工序中得到的成形体20载置于连续式炉100的输送器150上。然后，利用输送器150将成形体20输送至区域110。并且，使其通过区域110，同时将成形体20暴露于臭氧浓度相对高于后述的中间工序中的气氛的含有高浓度臭氧气氛中。由此，从成形体20中分解第一树脂3，并去除其分解物。其结果，得到如图4所示的第一脱脂体30。
如上所述，第一树脂3通过与臭氧接触，以比较低的温度发生分解。并且，其分解物以气体状态容易且快速地从成形体20中去除(脱脂)。另一方面，第二树脂4及添加剂迟于第一树脂3发生分解。因此，存在一部分发生分解的情况，但几乎不分解。即，第二树脂4的一部分残留在成形体20中。由此，能够维持得到的第一脱脂体30的保形性。此外，能够缩短脱脂工序总计需要的时间。此外，因为臭氧没有腐蚀性，所以对进行第一脱脂工序的设备难以产生腐蚀。因此，使用臭氧的第一脱脂工序具有设备的维持·管理容易且成本低的优点。
此外，此时，第一树脂3的分解物从成形体20的内部向外部排出。与此相伴，在第一脱脂体30中的所述分解物通过的痕迹上形成极小的流路31。该流路31在后述的第二脱脂工序中可成为第二树脂4及添加剂的各分解物向成形体20的外部排出时的流路。
进而，该流路31利用第一树脂3与臭氧接触并发生分解而形成。因此，流路31是从成形体20的外表面向内部顺次形成。因此，流路31必然变成与外部空间连通。其结果，在后述的第二脱脂工序中，流路31可将第二树脂4及添加剂的各分解物可靠地向外部排出。
如上所述，在本工序中使用的含有高浓度臭氧气氛是臭氧浓度相对高于后述的中间工序中使用的含有低浓度臭氧气氛的气氛。该含有高浓度臭氧气氛除臭氧以外，例如也可含有如大气、氧的氧化性气体、如氮、氦、氩的惰性气体，或它们的一种或两种以上的混合气体等。其中，含有高浓度臭氧气氛优选除臭氧外含有惰性气体的气氛，更优选含有以氮为主成分的惰性气体的气氛。惰性气体难以与构成粉末1的材料发生反应。因此，惰性气体防止粉末1由于不经意的化学反应等发生变质·劣化。此外，因为氮比较低价，所以能够实现第一脱脂工序的低成本化。
此外，含有高浓度臭氧气氛中的臭氧浓度优选50～10000ppm左右，更优选80～8000ppm左右，最优选100～5000ppm左右。通过将臭氧的浓度设为所述范围内的值，能够有效并可靠地分解第一树脂3，并去除其分解物。另外，即使臭氧浓度超过所述上限值，也无法期待利用臭氧产生的第一树脂3的分解效率的增大。
此外，此种第一脱脂工序优选向成形体20的周围供给新的含有高浓度臭氧的气体，并从成形体20中排出第一树脂3的分解物，同时进行成形体20的脱脂。由此，在成形体20的周围，伴随脱脂的进行，从成形体20排出的分解物的气体的浓度上升。其结果，能够防止利用臭氧进行的第一树脂3的分解效率发生降低。
此时，供给的含有高浓度臭氧的气体的流量根据区域110的容积适宜设定，但并未被特别限定，优选1～30m3/h左右，更优选3～20m3/h左右。
此外，此种含有高浓度臭氧气氛内的温度根据第一树脂3的组成等而不同，但优选20～190℃左右，更优选40～170℃左右。通过将含有高浓度臭氧气氛的温度设为所述范围内的值，能够更容易且快速地分解第一树脂3，并进行其分解物的去除。此外，因为避免第二树脂4的显著软化，所以能够防止第一脱脂体30的保形性的降低。其结果，能够更可靠地防止最终得到的烧结体50的尺寸精度的降低。
而且，特别在第一树脂3以聚醚系树脂为主成分的情况下，含有高浓度臭氧气氛内的温度优选为20～180℃，更优选40～160℃左右。
此外，特别在第一树脂3以脂肪族碳酸酯系树脂为主成分的情况下，含有高浓度臭氧气氛内的温度优选为50～190℃，更优选70～170℃左右。
此外，在第一脱脂工序中，脱脂时间未被特别限定，根据第一树脂3的含有率或含有高浓度臭氧气氛的温度等适宜设定。该脱脂时间优选在1～30小时左右，更优选3～20小时左右。由此，能够有效且可靠地分解第一树脂3，并去除分解物。
如此得到的第一脱脂体30因为该第一脱脂体30中的粒子之间利用第二树脂4结合，所以整体具有韧性，并且硬度没有烧结体50那么高。从而，能够容易地对该第一脱脂体30实施各种机械加工。
[C]中间工序
接下来，利用输送器150将由第一脱脂工序得到的第一脱脂体30输送至区域120。并且，使其通过区域120，并将第一脱脂体30暴露于臭氧浓度低于所述含有高浓度臭氧气氛的含有低浓度臭氧气氛中。
此处，在由第一脱脂工序得到的第一脱脂体30中形成的流路31中，残留有臭氧浓度高的含有高浓度臭氧的气体。臭氧(O3)具有在三个氧原子中，将一个氧原子赋予其他的物质，从而形成氧分子(O2)的性质。即，臭氧是氧化作用非常强的物质。从而，残留在流路31中的高浓度的臭氧存在使第一脱脂体30中的金属材料显著氧化之虞。特别在流路31中残留高浓度的臭氧的状态下，在使第一脱脂体30向第二脱脂工序或烧结工序移动的情况下，由于第二脱脂工序或烧结工序中的热，所述氧化作用变得更显著。
如果金属材料如此地发生氧化，则在最终得到的烧结体50中残留金属氧化物。由此，恐怕使烧结体50的特性(例如，机械特性、电特性、化学特性等)降低。具体地，存在金属氧化物使烧结体50的韧性或导电性降低之虞。
因此，本实施方式的脱脂体及烧结体50的制造方法具有将第一脱脂体30暴露于含有低浓度臭氧气氛中的中间工序。
在该中间工序中，残留在流路31中的含有高浓度臭氧的气体被替换为含有低浓度臭氧气体(或者不含有臭氧的气体)。由此，第一脱脂体30中的金属材料与臭氧的接触频度减少。其结果，能够抑制金属材料的氧化，并抑制烧结体50中的金属氧化物的残存量。由此，特别得到机械强度(韧性等)优良的烧结体50。
此外，在烧结时，抑制成为异物的金属氧化物的含有。因此，烧结性提高，并得到更致密的烧结体50。
此处，含有低浓度臭氧气氛中的臭氧浓度只要低于含有高浓度臭氧气氛中的臭氧浓度即可，但优选尽可能低的臭氧浓度。
具体地，含有低浓度臭氧气氛中的臭氧浓度根据含有高浓度臭氧气氛中的臭氧浓度而不同，但优选500ppm以下，更优选50ppm以下。由此，能够更可靠地抑制第一脱脂体30中的金属材料的氧化。
此外，在含有低浓度臭氧气氛中，实质上最优选不含有臭氧。由此，能够从流路31中大致排除臭氧，所以能够可靠地防止金属材料的氧化。因此，能够防止在最终得到的烧结体50中残留金属氧化物。其结果，特别得到机械强度(韧性等)优良的烧结体50。
而且，在含有低浓度臭氧气氛中，除臭氧以外，例如也可含有如氢的还原性气体、或者如氮、氦、氩的惰性气体等的非氧化气体。在含有低浓度臭氧气氛中，也可包含含有这些气体的一种或两种以上的混合气体等。该混合气体特别优选以非氧化性气体为主成分。由此，能够特别可靠地抑制本工序中的金属材料的氧化。
此时，向区域120供给的含有低浓度臭氧气体的流量没有特别限定，根据区域120的容积适宜设定。具体的含有低浓度臭氧气体的流量优选在0.5～30m3/h左右，更优选1～20m3/h左右。
此外，含有低浓度臭氧气氛内的温度优选低于第一脱脂工序中的含有高浓度臭氧气氛内的温度。由此，能够使在流路31中存在的含有低浓度臭氧气氛中的臭氧的氧化作用进一步降低，并进一步抑制第一脱脂体30中的金属材料的氧化。
具体地，含有低浓度臭氧气氛内的温度根据含有高浓度臭氧气氛内的温度而不同，但优选5～180℃左右，更优选10～120℃左右。由此，能够更可靠地抑制含有低浓度臭氧气氛中的臭氧的氧化作用。此外，能够防止对第一脱脂体30施加急剧的温度变化。
此外，将第一脱脂体30暴露于含有低浓度臭氧气氛中的时间尽可能长为好，但优选0.1～5小时左右，更优选0.5～3小时左右。由此，能够必要且充分地以含有低浓度臭氧气体置换残留在流路31中的高浓度的臭氧。
如以上地，得到以含有低浓度臭氧气体置换第一脱脂体30的流路31中的含有高浓度臭氧的气体而形成的中间脱脂体。
[D]第二脱脂工序
接下来，以输送器150将由中间工序得到的中间脱脂体向区域130输送。并且，使其通过区域130，并加热中间脱脂体。由此，能够从中间脱脂体中分解第二树脂4及添加剂(例如分散剂5)，并去除该分解物。其结果，得到如图5所示的第二脱脂体40。
利用加热分解的第二树脂4(及添加剂)的分解物通过在第一脱脂工序中形成的流路31，向中间脱脂体的外部排出。其结果，容易且快速地进行中间脱脂体的脱脂。即，容易且快速地得到第二脱脂体40。由此，能够防止在第二脱脂体40的内部残留大量的第二树脂4或添加剂。即，因为第二树脂4及添加剂的分解物通过流路31向中间脱脂体的外部排出，所以抑制第二树脂4或添加剂的分解物被关闭在中间脱脂体的内部。因此，能够可靠地防止得到的第二脱脂体40中的变形或裂纹等的产生。此外，能够缩短脱脂工序总计需要的时间。其结果，能够得到尺寸精度或机械强度等特性优良的第二脱脂体40及烧结体。
而且，中间脱脂体中的流路31在后述的烧结工序中消除或作为极微小的空穴(细孔)残留。因此，得到的烧结体50的密度变得特别高。另一方面，对发生烧结体50的外在美观的降低、机械强度的降低等问题的担忧变得极少。
进行本工序(第二脱脂工序)的气氛未被特别限定，如氢的还原性气体气氛，如氮、氦、氩的惰性气体气氛、减压气氛(真空)等。
特别地，进行本工序的气氛优选以还原性气体为主成分的还原性气体气氛。本工序在比较高的温度下进行，但只要在以还原性气体为主成分的气氛下，能够可靠地防止中间脱脂体中的金属材料的氧化。此外，能够分解第二树脂4及添加剂，并将其分解物去除。
此外，气氛的温度只要高于第一脱脂工序中的气氛的温度即可。此外，气氛的温度根据第二树脂4或添加剂的组成而有若干不同，但优选180～600℃左右，更优选250～550℃左右。通过将气氛的温度设在所述范围内的值，能够有效且可靠地分解第二树脂4及添加剂，并去除其分解物。与此相反，如果气氛的温度未到所述下限值，则存在分解第二树脂4及添加剂，并去除其分解物的效率降低之虞。此外，即使气氛的温度超过所述上限值，第二树脂4及添加剂的分解的速度几乎不提高。
此外，第二脱脂工序中的脱脂时间未被特别限定，根据第二树脂4及添加剂的组成或含有率、气氛的温度等适宜地设定。具体的脱脂时间优选0.5～10小时左右，更优选1～5小时左右。由此，能够有效且可靠地分解第二树脂4及添加剂，并去除其分解物(脱脂)。
而且，本工序可根据需要进行。例如，组合物10中不含有第二树脂4及添加物的情况下，也能够省略本工序。在此情况下，能够经过第一脱脂工序及中间工序，得到脱脂体。
[E]烧结工序
接下来，由输送器150将在第二脱脂工序中得到的第二脱脂体40输送至区域140。并且，使其通过区域140，并对第二脱脂体40进行加热。
如果加热第二脱脂体40，则内部的粉末1在邻接的粉末1之间的界面上相互产生扩散。由此，粉末1产生粒成长，从而形成晶粒。其结果，得到整体致密的烧结体50。即，得到作为高密度、低空穴率的如图6所示的烧结体50。
烧结工序中的烧结温度根据构成粉末1的材料的组成等而有若干不同，但例如优选900～1600℃左右，更优选1000～1500℃左右。通过将烧结温度设为所述范围内的值，粉末1的扩散、粒成长最佳化。其结果，能够得到具有优良的特性(机械强度、尺寸精度、外观等)的烧结体50。
而且，烧结工序中的烧结温度也可在所述的范围内或范围外实时地变动(上升或下降)。
烧结时间优选0.5～7小时左右，更优选1～4小时左右。
此外，进行烧结的气氛未被特别限定，根据构成粉末1的金属材料的组成进行适宜选择。举例如，烧结气氛为如氢的还原性气体气氛、如氮、氦、氩的惰性气体气氛、将其各气氛减压的减压气氛、或者对其各气氛加压的加压气氛等。
其中，进行烧结的气氛优选还原性气体气氛，如果利用还原性气体气氛，则能够不使第二脱脂体40中的金属材料发生氧化地进行烧结。此外，因为不需要用于形成减压气氛的排气泵等，所以能够实现用于烧结工序的运转成本的降低。
而且，在减压气氛的情况下，其压力未被特别限定，优选3kPa(22.5Torr)以下，更优选2kPa(15Torr)以下。
另一方面，在加压气氛的情况下，其压力未被特别限定，但优选110～1500kPa左右，更优选200～1000kPa左右。
而且，进行烧结的气氛也可在烧结工序的中途进行变化。例如能够在最初设为3kPa左右的减压气氛，并在中途替换为如所述的惰性气氛。
此外，烧结工序也可分为两级或以上进行。由此，第二脱脂体40(粉末1)的烧结的效率提高，并能够在更短烧结时间内进行烧结。
此外，烧结工序优选与所述的第二脱脂工序连续地进行。由此，第二脱脂工序能够兼作烧结前工序。其结果，对第二脱脂体40给予预热，从而能够更可靠地使第二脱脂体40(粉末1)烧结。
如以上地，能够安全、容易且低价地制造金属氧化物的含量少，且具有优良特性的烧结体。
[第二实施方式]
接下来，对本发明的烧结体的制造方法的第二实施方式进行说明。
图8是示意地表示本实施方式中使用的连续式炉的俯视图。
以下，对第二实施方式进行说明，但以与所述第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项，省略其说明。
本实施方式所述的烧结体的制造方法，除使用的连续式炉的含有高浓度臭氧气氛中的臭氧浓度的设定不同外，与所述第一实施方式相同。
即，在图8所示的连续式炉200中，在区域110的内部，沿工件90的行进方向，臭氧浓度连续地变化。
图8中表示区域110内的臭氧(O3)浓度的分布的图表。如该图表所示，区域110中，且朝向工件90的行进方向前方，从区域110的中途，臭氧浓度变低。即，区域110内分为设在入炉口侧、臭氧浓度相对高的含有高浓度臭氧气氛的区域H，和设在区域120侧、与含有高浓度臭氧气氛相比，臭氧浓度低的含有低浓度臭氧气氛的区域L。
而且，如此地在区域110内对臭氧浓度设置梯度的情况下，例如，只要在设置于区域110的多个喷嘴170中，使从对应于区域H的喷嘴170供给的气体的种类和流量与从对应于区域L的喷嘴170供给的气体的种类和流量不同即可。
接下来，对使用如上所述的连续式炉200进行的本实施方式所述的烧结体的制造方法，依次说明各工序。
[A]成形体形成工序
首先，与在所述第一实施方式中说明的成形体形成工序同样地，得到如图3所示的成形体20。
[B]第一脱脂工序
接下来，将在成形体形成工序中得到的成形体20载置于连续式炉200的输送器150上，并向区域110输送。并且，使其通过区域110内的区域H，并将成形体20暴露于含有高浓度臭氧气氛中。由此，与在所述第一实施方式中说明的第一脱脂工序同样，能够从成形体20中分解第一树脂3，并去除其分解物。其结果，得到如图4所示的第一脱脂体30。
[C1]中间工序(第一次)
接下来，利用输送器150将由第一脱脂工序得到的第一脱脂体30向区域110内的区域L输送。并且，使其通过区域L，并将第一脱脂体30暴露在含有低浓度臭氧气氛中。由此，与在所述第一实施方式中说明的中间工序同样地，将残留在第一脱脂体30的流路31中的含有高浓度臭氧的气体置换为含有低浓度臭氧气氛气体。
[C2]中间工序(第二次)
接下来，利用输送器150将经过第一次中间工序后的第一脱脂体30输送到区域120内。并且，使其通过区域120内，并将所述第一脱脂体30实质性地暴露在不含有臭氧的气氛中。由此，能够大致除去残留在第一脱脂体30的流路31中的臭氧。其结果，能够得到中间脱脂体。
[D]第二脱脂工序
接下来，利用输送器150将由中间工序得到的中间脱脂体输送到区域130内。并且，使其通过区域130内，并加热中间脱脂体。由此，与在所述第一实施方式中说明的第二脱脂工序同样地，能够从中间脱脂体中分解地第二树脂4及添加剂(例如分散剂5)，并去除它们的分解物。其结果，得到如图5所示的第二脱脂体40。
[E]烧结工序
接下来，利用输送器150将由第二脱脂工序得到的第二脱脂体40输送到区域140内。并且，使其通过区域140内，并加热第二脱脂体40。由此，与在所述第一实施方式中说明的烧结工序同样地，使第二脱脂体40烧结。其结果，得到如图6所示的烧结体50。
而且，在连续式炉200中，在一个区域110内，连续地进行第一脱脂工序和中间工序。由此，区域110内的气氛从含有高浓度臭氧气氛向含有低浓度臭氧气氛连续地发生变化。此时，暴露在含有高浓度臭氧气氛中的成形体20中的第一树脂3发生分解，并去除其分解物。由此，以第一树脂3覆盖的金属材料的粉末1逐渐露出。伴随该露出，粉末1逐渐暴露在臭氧中。
如此，在连续式炉200中，区域110内的气氛从含有高浓度臭氧气氛向含有低浓度臭氧气氛发生变化。因此，进一步抑制露出的粉末1暴露于臭氧的频度。其结果，能够特别地抑制构成粉末1的金属材料的氧化。
此外，通过在一个区域110内连续地进行第一脱脂工序与中间工序，能够以更短时间进行这些工序。
即使在使用如以上的连续式炉200的烧结体50的制造方法中，仍得到与使用连续式炉100的烧结体50的制造方法的情况相同的作用·效果。
[第三实施方式]
接下来，对本发明的烧结体的制造方法的第三实施方式进行说明。
图9是示意地表示本实施方式中使用的连续式炉的平面图。
以下，对第三实施方式进行说明，但以与所述第一实施方式及第二实施方式的不同点为中心进行说明，且对相同的事项，省略其说明。
本实施方式所述的烧结体的制造方法除使用的连续式炉的结构不同以外，与所述第二实施方式相同。
图9所示的连续式炉300是在内部具备相互连通而成的三个区域(空间)110、130、140的炉。即，图9所示的连续式炉300是在图8所示的连续式炉200的各区域110、120、130、140中，省略区域120而成的炉。
在各区域110、130、140内，与所述第一实施方式同样地配置输送器150。
此外，在各区域110、130、140内，与图7及图8所示的连续式炉同样，各自独立地设有多个加热器160与多个喷嘴170。进而，各加热器160分别与输出调整器165连接。此外，各喷嘴170分别与气体供给源175连接。
此处，在本实施方式中，在区域110的内部，与图8的区域110同样地，沿工件90的行进方向，臭氧浓度发生变化。
图9中示出对区域110内的臭氧(O3)浓度的分布进行表示的图表。如该图表所示，在区域110中，与图8的区域110相同，朝向工件90的行进方向前方，臭氧浓度从中途变低。即，区域110内分为含有高浓度臭氧气氛的区域H与含有低浓度臭氧气氛的区域L。
接下来，对使用如上述的连续式炉300进行的本实施方式所述的烧结体的制造方法，依次说明各工序。
[A]成形体形成工序
首先，与在所述第一实施方式及所述第二实施方式中说明的成形体形成工序同样，得到如图3所示的成形体20。
[B]第一脱脂工序
接下来，将由成形体形成工序得到的成形体20载置在连续式炉300的输送器150上，并向区域110输送。并且，使其通过区域110内的区域H，并将成形体20暴露于含有高浓度臭氧气氛中。由此，与所述第一实施方式及所述第二实施方式同样，能够从成形体20中分解第一树脂3，并去除其分解物。其结果，得到如图4所示的第一脱脂体30。
[C]中间工序
接下来，利用输送器150将由第一脱脂工序得到的第一脱脂体30向区域110内的区域L输送。并且，使其通过区域L，并将第一脱脂体30暴露于含有低浓度臭氧气氛中。由此，与在所述第一实施方式及所述第二实施方式中说明的中间工序同样，能够将残留在第一脱脂体30的流路31中的含有高浓度臭氧的气体置换为含有低浓度臭氧气氛气体。其结果，得到中间脱脂体。
[D]第二脱脂工序
接下来，利用输送器150将由中间工序得到的中间脱脂体输送至区域130内。并且，使其通过区域130内，并加热中间脱脂体。由此，与所述第一实施方式及所述第二实施方式同样，能够从中间脱脂体中分解第二树脂4及添加剂(例如分散剂5)，并去除其分解物。其结果，得到如图5所示的第二脱脂体40。
[E]烧结工序
接下来，利用输送器150将由第二脱脂工序得到的第二脱脂体40输送至区域140内。并且，使其通过区域140内，并加热第二脱脂体140。由此，与所述第一实施方式及所述第二实施方式同样，使第二脱脂体40烧结。其结果，得到如图6所示的烧结体50。
即使如以上的第三实施方式所述的烧结体的制造方法中，仍得到与所述第一实施方式及所述第二实施方式相同的作用·效果。
以上，对本发明的烧结体的制造方法及烧结体的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。
例如，在烧结体的制造方法中，根据需要也可以追加任意的工序。
[实施例]
接下来，对本发明的具体的实施例进行说明。
<第一树脂为聚醚系树脂的情况>
1.成形体的制作
以下，将各样本No.的成形体分别制作规定数量(各200个)。
(样本No.1)
将由水雾化法制造的SUS316L粉末与聚缩醛(重均分子量：5万)混合，并在如下所示的混炼条件下，使用加压捏和机(混炼机)进行混炼。由此，得到混炼物。
而且，SUS316L粉末的平均粒径为10μm。
此外，SUS316L粉末与其以外的成分(粘结材料)的混合比设为重量比91∶9。
<混炼条件>
·混炼温度：190℃
·混炼时间：1.5小时
·气氛：氮气
接下来，将该混炼物粉碎，从而得到平均粒径3mm的颗粒。使用该颗粒，并以如下所示的成形条件，利用注塑成形机反复进行注塑成形。其结果，得到样本No.1的成形体。
而且，成形体成形为15×15×15mm的立方体形状。此外，该成形体具有利用注塑成形机形成的贯通孔。该贯通孔贯通于成形体的相对的两面中央部而形成。而且，贯通孔的内径为5mm。
<成形条件>
·材料温度：200℃
·射出压力：10.8MPa(110kgf/cm2)
(样本No.2～10)
除如表1所示地变更SUS316L粉末以外的成分的混合比及粘结材料的组成以外，与所述样本No.1同样地分别制作样本No.2～10的各成形体。
(样本No.11～12)
除如表1所示地变更SUS316L粉末以外的成分的混合比及粘结材料的组成以外，与所述样本No.1同样地分别制作样本No.11～12的各成形体。
[表1]
表1
| 样本No. | 金属粉末的组成 | 金属粉末与其以外的成分的混合比(重量比) | 金属粉末以外的成分的组成及混合比(重量比) | |||||
| 粘结材料 | 添加剂 | |||||||
| 第一树脂(聚醚系树脂) | 第二树脂 | |||||||
| 金属粉末 | 金属粉末以外的成分 | 聚缩醛(Mw：5万) | 聚醚氧化物(Mw：5万) | 聚苯乙烯(Mw：1万) | 聚乙烯(Mw：30万) | 硬脂酸 | ||
| 1 | SUS316L | 91 | 9 | 100 | - | - | - | - |
| 2 | SUS316L | 91 | 9 | - | 100 | - | - | - |
| 3 | SUS316L | 91 | 9 | 75 | 25 | - | - | - |
| 4 | SUS316L | 91 | 9 | 90 | - | 10 | - | - |
| 5 | SUS316L | 91 | 9 | 90 | - | - | 10 | - |
| 6 | SUS316L | 91 | 9 | 90 | - | 5 | 5 | - |
| 7 | SUS316L | 91 | 9 | 90 | - | 9 | - | 1 |
| 8 | SUS316L | 91 | 9 | 50 | - | 50 | - | - |
| 9 | SUS316L | 91 | 9 | 20 | - | 75 | - | 5 |
| 10 | SUS316L | 91 | 9 | 15 | - | 80 | - | 5 |
| 11 | SUS316L | 91 | 9 | - | - | 95 | - | 5 |
| 12 | SUS316L | 91 | 9 | - | - | 50 | 50 | - |
※Mw：重均分子量
2.烧结体的制造
(实施例1)
接下来，样本No.1的成形体在如下所示的条件下进行脱脂(第一脱脂工序)。其结果，得到第一脱脂体。
得到的第一脱脂体在如下所示的条件下暴露于氮气中(中间工序)。其结果，得到脱脂体。
而且，在第一脱脂工序及中间工序中，使用如图7所示的连续式炉。
<第一脱脂工序的条件>
·温度：150℃
·时间：20小时
·气氛：含有臭氧氮气(臭氧浓度：20ppm)
<中间工序的条件>
·温度：100℃
·时间：1小时
·气氛：氮气
接下来，使用连续式炉，在如下所示的条件下，使得到的脱脂体烧结，并得到烧结体。
<烧结工序的条件>
·温度：1350℃
·时间：3小时
·气氛：氢气
(实施例2～13)
除如表2所示地使用的成形体的样本No.、第一脱脂工序的条件及中间工序的条件分别变更以外，与所述实施例1同样地得到烧结体。
(实施例14)
使用样本No.4的成形体，与实施例4同样地得到脱脂体。
得到的脱脂体以如下所示的条件暴露于氢气中(第二脱脂工序)。其结果，得到第二脱脂体。
得到的第二脱脂体与实施例4同样地烧结。其结果，得到烧结体。
<第二脱脂工序的条件>
·温度：500℃
·时间：1小时
·气氛：氢气
(实施例15～20)
除如表2所示地将使用的成形体的样本No.、及第二脱脂工序的条件分别变更以外，与所述实施例14同样地得到烧结体。
(实施例21)
除使用如图8所示的连续式炉，并将该连续式炉的进行第一脱脂工序的区域中的含有臭氧氮气以臭氧浓度从1000ppm向50ppm连续地减少的方式进行设定以外，与所述实施例14同样地得到烧结体。
(实施例22)
除使用如图9所示的连续式炉，并将该连续式炉的进行第一脱脂工序的区域中的含有臭氧氮气以臭氧浓度从1000ppm向50ppm连续地减少的方式进行设定以外，与所述实施例14同样地得到烧结体。
(比较例1)
除将臭氧浓度变更为0ppm以外，与所述实施例1同样地得到烧结体。
(比较例2)
除将臭氧浓度变更为0ppm，并将第一脱脂工序的时间变更为80小时以外，与所述实施例1同样地得到烧结体。
(比较例3)
除省略中间工序以外，与所述实施例4同样地得到烧结体。
(比较例4)
除将第一脱脂工序的时间变更为6小时，并将中间工序的气氛中的臭氧浓度变更为20000ppm以外，与所述实施例8同样地得到烧结体。
(比较例5～6)
除如表2所示地将使用的成形体的样本No.、及第二脱脂工序的条件分别变更以外，与所述实施例14同样地得到烧结体。
3.评价
3-1.重量减少率的评价
首先，用电子天平对实施例1～22及比较例1～6的成形体的重量进行计量。接下来，用电子天平对由第一脱脂工序得到的第一脱脂体的重量进行计量。并且，由成形体的重量与第一脱脂体的重量计算出第一脱脂工序中的成形体的重量减少量。并由该成形体的重量减少量与成形体的重量，求得第一脱脂工序中的成形体的重量减少率。
此外，用电子天平对实施例14～22及比较例5～6的中间脱脂体的重量进行计量。接下来，用电子天平对由第二脱脂工序得到的第二脱脂体的重量进行计量。并且，由中间脱脂体的重量与第二脱脂体的重量计算出第二脱脂工序中中间脱脂体的重量减少量。并由该中间脱脂体的重量减少量与中间脱脂体的重量，求得第二脱脂工序中的中间脱脂体的重量减少率。
并且，在各实施例及各比较例中，将第一脱脂工序中的重量减少率与第二脱脂工序中的重量减少率合计。其结果，计算出脱脂工序总计的重量减少率。
此外，在各实施例及各比较例中，将脱脂工序总计的重量减少率除以表1所示的金属粉末以外的成分的值。其结果，计算出金属粉末以外的成分(粘结材料及添加剂)的去除率。
此外，测定脱脂工序总计需要的时间。
并将这些结果表示在表2中。
[表2]
表2
| 样本No. | 制造条件 | 评价结果 | |||||||||||||||
| 第一脱脂工序 | 中间工序 | 第二脱脂工序温度 | 第一脱脂工序 | 第二脱脂工序 | 脱脂工序总计 | ||||||||||||
| 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 臭氧浓度[ppm] | 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 臭氧浓度[ppm] | 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 重量减少率[w | 重量减少率[w | 重量减少率[w | 金属粉末以外的成分的去除率[wt％] | 需要时间[小时] | ||
| 实施例1 | 1 | 150 | 20 | O3/N2 | 20 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.70 | - | 8.70 | 96.7 | 21 |
| 实施例2 | 1 | 150 | 10 | O3/N2 | 50 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.81 | - | 8.81 | 97.9 | 11 |
| 实施例3 | 1 | 150 | 8 | O3/N2 | 300 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.90 | - | 8.90 | 98.9 | 9 |
| 实施例4 | 1 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.91 | - | 8.91 | 99.0 | 7 |
| 实施例5 | 1 | 150 | 5 | O3/N2 | 5000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.93 | - | 8.93 | 99.2 | 6 |
| 实施例6 | 1 | 150 | 4 | O3/N2 | 8000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.90 | - | 8.90 | 98.9 | 5 |
| 实施例7 | 1 | 150 | 4 | O3/N2 | 10000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.90 | - | 8.90 | 98.9 | 5 |
| 实施例8 | 1 | 150 | 4 | O3/N2 | 10000 | 100 | 1 | O3/N2 | 50 | - | - | - | 8.94 | - | 8.94 | 99.3 | 5 |
| 实施例9 | 1 | 150 | 4 | O3/N2 | 10000 | 150 | 1 | O3/N2 | 500 | - | - | - | 8.95 | - | 8.95 | 99.4 | 5 |
| 实施例10 | 1 | 20 | 15 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.66 | - | 8.66 | 96.2 | 16 |
| 实施例11 | 1 | 180 | 4 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.93 | - | 8.93 | 99.2 | 5 |
| 实施例12 | 2 | 150 | 5 | O3/N2 | 5000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.92 | - | 8.92 | 99.1 | 6 |
| 实施例13 | 3 | 150 | 5 | O3/N2 | 5000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 8.85 | - | 8.85 | 98.3 | 6 |
| 实施例14 | 4 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 8.01 | 0.94 | 8.95 | 99.4 | 8 |
| 实施例15 | 5 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 7.98 | 0.94 | 8.92 | 99.1 | 8 |
| 实施例16 | 6 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 8.02 | 0.93 | 8.95 | 99.4 | 8 |
| 实施例17 | 7 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 8.00 | 0.91 | 8.91 | 99.0 | 8 |
| 实施例18 | 8 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 4.45 | 4.48 | 8.93 | 99.2 | 8 |
| 实施例19 | 9 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 2 | H2 | 1.78 | 7.01 | 8.79 | 97.7 | 9 |
| 实施例20 | 10 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 2 | H2 | 1.33 | 7.40 | 8.73 | 97.0 | 9 |
| 实施例21 | 4 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000→50 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 8.05 | 0.93 | 8.98 | 99.8 | 8 |
| 实施例22 | 4 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000→50 | - | - | - | - | 500 | 1 | H2 | 8.01 | 0.92 | 8.93 | 99.2 | 7 |
| 比较例1 | 1 | 150 | 20 | N2 | 0 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 0.13 | - | 0.13 | 1.4 | 21 |
| 比较例2 | 1 | 150 | 80 | N2 | 0 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 0.59 | - | 0.59 | 6.6 | 81 |
| 比较例3 | 1 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | - | - | - | - | - | - | - | 8.88 | - | 8.88 | 98.7 | 6 |
| 比较例4 | 1 | 150 | 6 | O3/N2 | 10000 | 100 | 1 | O3/N2 | 20000 | - | - | - | 8.91 | - | 8.91 | 99.0 | 7 |
| 比较例5 | 11 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 5 | H2 | 0.24 | 7.34 | 7.58 | 84.2 | 12 |
| 比较例6 | 12 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 5 | H2 | 0.41 | 7.65 | 8.06 | 89.6 | 12 |
从表2明确可知，在各实施例的脱脂工序(第一脱脂工序及第二脱脂工序)中，去除了96％以上的粘结材料及添加剂。此情况表示脱脂可靠地进行。
此外，在各实施例的脱脂工序中，根据粘结材料的组成、或第一脱脂工序的气氛中的臭氧浓度、气氛的温度等有若干不同，但能够缩短脱脂工序总计需要的时间。此是因为在第一脱脂工序中，通过第一树脂快速分解，并去除其分解物，第二树脂也快速地分解，并去除其分解物的缘故。
此外，粘结材料中的聚醚系树脂的比率高的成形体中，因为粘结材料的分解效率高，所以处理时间大幅缩短。
另一方面，各比较例中，在比较例1、2中，即使进行长时间的脱脂，一半以上的粘结材料仍残留在成形体中。因此，脱脂不充分。此是因为在第一脱脂工序的气氛中不含有臭氧，所以聚醚系树脂的分解与其分解物的去除不向前进行，聚醚系树脂大量地残留在成形体中的缘故。
此外，在比较例5、6中使用的成形体因为不含有聚醚系树脂，所以在第一脱脂工序中，在150℃的低温下，粘结材料未充分进行分解。由此，即使长时间进行第二脱脂工序，也不能进行充分的脱脂。
3-2.烧结体的密度的评价
对在各实施例及各比较例中得到的烧结体，分别测定密度。密度的测定使用阿基米德法(JIS Z 2505中规定)进行。而且，对各实施例及各比较例分别测定100个样本(烧结体)的密度，并计算出其平均值。该平均值表示在表3中。
接下来，由各测定值计算出烧结体的相对密度。而且，该相对密度以SUS316L的密度7.98g/cm3(理论密度)为基准进行计算。
3-3.烧结体的尺寸精度的评价
对各实施例及各比较例的各自100个烧结体，分别测定宽度方向的尺寸(mm)。尺寸的测定使用千分尺进行。并且，由得到的100个尺寸求平均值。并且，将平均值与距平均值最远的尺寸值的差设为偏差。
接下来，对在各实施例及各比较例中得到的烧结体，分别测定中心孔的圆度。圆度的测定使用三维测定器(三津社制ミツトョ，型号：FT805)进行。而且，对各实施例及各比较例的各自100个样本(烧结体)，测定圆度。由得到的100个圆度计算平均值。将该平均值表示在表3中。
而且，比较例1的烧结体因为在大致全部(100个)上产生裂纹，所以省略密度·尺寸的测定。
3-4.烧结体的氧化物含有量的评价
首先，分别剖断由各实施例及各比较例得到的烧结体。接下来，实施如以下所示的含氧量的分析、剖断面的观察。
3-4-1.对各烧结体进行含氧量的分析。
3-4-2.对各烧结体的剖断面实施研磨后，利用扫描型电子显微镜(SEM)观察该剖断面。其结果，在剖断面的观察像中，确认氧化物粒子的存在。
接下来，基于如以上的分析·观察，按照以下的基准，对各烧结体中的金属氧化物的含有量进行评价。
◎：金属氧化物的含有量非常少
○：金属氧化物的含有量少
△：金属氧化物的含有量稍微多
×：金属氧化物的含有量非常多
3-5.烧结体的外在美观的评价
对由各实施例及各比较例得到的烧结体(各100个)，分别评价外在美观。烧结体的外在美观用目视观察。烧结体的外在美观的评价按照如下基准进行。
◎：带有伤痕、裂纹(包括微裂缝)的烧结体完全没有。
○：带有伤痕、裂纹(包括微裂缝)的烧结体有若干。
△：带有伤痕、裂纹(包括微裂缝)的烧结体具有多个。
×：大致全部的烧结体具有裂纹。
以上，将3-4～3-7的各评价结果表示在表3中。
[表3]
表3
| 样本No. | 烧结工序的条件 | 烧结体的评价结果 | ||||||||
| 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 密度 | 尺寸精度 | 酸化物の含有量 | 外在美观 | ||||
| 测定值[g/cm3] | 相对密度[％] | 宽度尺寸(偏差)[mm] | 贯通孔圆度[mm] | |||||||
| 实施例1 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.71 | 97 | 0.10 | 0.08 | ◎ | ◎ |
| 实施例2 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.84 | 98 | 0.07 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例3 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.85 | 98 | 0.06 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例4 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.88 | 99 | 0.07 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例5 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.91 | 99 | 0.07 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例6 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.92 | 99 | 0.06 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例7 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.93 | 99 | 0.06 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例8 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.75 | 97 | 0.06 | 0.06 | ○ | ◎ |
| 实施例9 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.72 | 97 | 0.08 | 0.07 | △ | ○ |
| 实施例10 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.69 | 96 | 0.08 | 0.07 | ○ | ◎ |
| 实施例11 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.91 | 99 | 0.10 | 0.09 | ◎ | ◎ |
| 实施例12 | 2 | 1350 | 3 | H2 | 7.89 | 99 | 0.06 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例13 | 3 | 1350 | 3 | H2 | 7.85 | 98 | 0.07 | 0.07 | ◎ | ◎ |
| 实施例14 | 4 | 1350 | 3 | H2 | 7.91 | 99 | 0.04 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例15 | 5 | 1350 | 3 | H2 | 7.92 | 99 | 0.04 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例16 | 6 | 1350 | 3 | H2 | 7.90 | 99 | 0.05 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例17 | 7 | 1350 | 3 | H2 | 7.94 | 99 | 0.04 | 0.03 | ◎ | ◎ |
| 实施例18 | 8 | 1350 | 3 | H2 | 7.88 | 99 | 0.05 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例19 | 9 | 1350 | 3 | H2 | 7.80 | 98 | 0.12 | 0.10 | ◎ | ◎ |
| 实施例20 | 10 | 1350 | 3 | H2 | 7.78 | 97 | 0.18 | 0.13 | ◎ | ◎ |
| 实施例21 | 4 | 1350 | 3 | H2 | 7.94 | 99 | 0.05 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例22 | 4 | 1350 | 3 | H2 | 7.93 | 99 | 0.05 | 0.05 | ◎ | ◎ |
| 比较例1 | 1 | 1350 | 3 | H2 | - | - | - | - | △ | × |
| 比较例2 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.02 | 88 | 0.45 | 0.39 | △ | ×～△ |
| 比较例3 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.74 | 97 | 0.07 | 0.06 | ×～△ | △ |
| 比较例4 | 1 | 1350 | 3 | H2 | 7.54 | 94 | 0.10 | 0.08 | × | × |
| 比较例5 | 11 | 1350 | 3 | H2 | 7.50 | 94 | 0.32 | 0.28 | ○ | △ |
| 比较例6 | 12 | 1350 | 3 | H2 | 7.43 | 93 | 0.36 | 0.24 | ○ | △ |
从表3明确可知，由各实施例得到的烧结体，形成其相对密度都在96％以上，且孔穴率低的致密体。此外，由各实施例得到的烧结体的尺寸精度良好。
此外，由各实施例得到的烧结体中，金属氧化物的含有量都少。此外，由各实施例得到的烧结体的外在美观优良。
与此相反，由比较例2、4～6得到的烧结体，其相对密度不足和低于95％。如上述的理由，推断此是脱脂不充分的缘故。
此外，由于不充分的脱脂，产生粘结材料或添加剂的分解不充分，或其分解物的去除不充分。因此，当残留在成形体中的分解物在烧结工序中急速地分解，并从脱脂体中排出时，脱脂体(烧结体)的形状受损，且烧结体上产生裂纹。因此发现，由各比较例得到的烧结体的尺寸精度显著降低，或外在美观差。
此外，在比较例3的烧结体的制造方法中，省略中间工序。因此，认为第一脱脂体在含有大量的臭氧(在第一脱脂体中的间隙处残留高浓度的臭氧)的状态下进行烧结。其结果，在高温下特别地促进臭氧的氧化作用，并氧化第一脱脂体中的金属材料。由此推断，烧结体中的金属氧化物的含有量增大。
此外，在比较例4的烧结体的制造方法中，第一脱脂体在中间工序中暴露于臭氧浓度非常高的气氛中。因此，认为第一脱脂体在含有大量的臭氧(第一脱脂体中的间隙处残留高浓度的臭氧)的状态下提供给第二脱脂工序及烧结工序。因此，在高温下特别地促进臭氧的氧化作用，并氧化第一脱脂体中的金属材料。由此推断，烧结体中的金属氧化物的含有量增大。
<第一树脂为脂肪族碳酸酯系树脂的情况>
1.成形体的制作
以下，将各样本No.的成形体分别制作规定数量(各200个)。
(样本No.13)
将由水雾化法制造的SUS316L粉末与丁二醇聚碳酸酯(重均分子量：5万)混合，并在如下所示的混炼条件下，使用加压捏和机(混炼机)进行混炼。由此，得到混炼物。
而且，SUS316L粉末的平均粒径为10μm。
此外，SUS316L粉末与其以外的成分(粘结材料)的混合比设为重量比93∶7。
<混炼条件>
·混炼温度：200℃
·混炼时间：0.75小时
·气氛：氮气
接下来，将该混炼物粉碎，从而得到平均粒径3mm的颗粒。使用该颗粒，并以如下所示的成形条件，利用注塑成形机反复进行注塑成形。其结果，得到样本No.13的成形体。
而且，成形体成形为15×15×15mm的立方体形状。此外，该成形体具有利用注塑成形机形成的贯通孔。该贯通孔贯通于成形体的相对的两面中央部而形成。而且，贯通孔的内径为5mm。
<成形条件>
·材料温度：210℃
·射出压力：10.8MPa(110kgf/cm2)
(样本No.14～22)
除如表4所示地变更SUS316L粉末以外的成分的混合比及粘结材料的组成以外，与所述样本No.13同样地分别制作样本No.14～22的各成形体。
(样本No.23～24)
除如表4所示地变更SUS316L粉末以外的成分的混合比及粘结材料的组成以外，与所述样本No.13同样地分别制作样本No.23～24的各成形体。
[表4]
表4
| 样本No. | 金属粉末的组成 | 金属粉末与其以外的成分的混合比(重量比) | 金属粉末以外的成分的组成及混合比(重量比) | |||||
| 粘结材料 | 添加剂 | |||||||
| 第一树脂(脂肪族碳酸酯系树脂) | 第二树脂 | |||||||
| 金属粉末 | 金属粉末以外的成分 | 丁二醇聚碳酸酯(Mw：5万) | 丙二醇聚碳酸酯(Mw：5万) | 聚苯乙烯(Mw：1万) | 聚乙烯(Mw：30万) | 硬脂酸 | ||
| 13 | SUS316L | 93 | 7 | 100 | - | - | - | - |
| 14 | SUS316L | 93 | 7 | - | 100 | - | - | - |
| 15 | SUS316L | 93 | 7 | 75 | 25 | - | - | - |
| 16 | SUS316L | 93 | 7 | 90 | - | 10 | - | - |
| 17 | SUS316L | 93 | 7 | 90 | - | - | 10 | - |
| 18 | SUS316L | 93 | 7 | 90 | - | 5 | 5 | - |
| 19 | SUS316L | 93 | 7 | 90 | - | 9 | - | 1 |
| 20 | SUS316L | 93 | 7 | 50 | - | 50 | - | - |
| 21 | SUS316L | 93 | 7 | 20 | - | 75 | - | 5 |
| 22 | SUS316L | 93 | 7 | 15 | - | 80 | - | 5 |
| 23 | SUS316L | 93 | 7 | - | - | 95 | - | 5 |
| 24 | SUS316L | 93 | 7 | - | - | 50 | 50 | - |
※Mw：重均分子量
5.烧结体的制造
(实施例23)
接下来，样本No.13的成形体在如下所示的条件下进行脱脂(第一脱脂工序)。其结果，得到第一脱脂体。
得到的第一脱脂体在如下所示的条件下暴露于氮气中(中间工序)。其结果，得到脱脂体。
而且，在第一脱脂工序及中间工序中，使用如图7所示的连续式炉。
<第一脱脂工序的条件>
·温度：150℃
·时间：20小时
·气氛：含有臭氧氮气(臭氧浓度：20ppm)
<中间工序的条件>
·温度：100℃
·时间：1小时
·气氛：氮气
接下来，使用图7所示的连续式炉，在如下所示的条件下，使得到的脱脂体烧结。由此，得到烧结体。
<烧结工序的条件>
·温度：1350℃
·时间：3小时
·气氛：氢气
(实施例24～35)
除如表5所示地将使用的成形体的样本No.、第一脱脂工序的条件及中间工序的条件分别变更以外，与所述实施例23同样地得到烧结体。
(实施例36)
使用样本No.16的成形体，与实施例26同样地得到脱脂体。
得到的脱脂体以如下所示的条件暴露于氢气中(第二脱脂工序)。其结果，得到第二脱脂体。
得到的第二脱脂体与实施例26同样地烧结。其结果，得到烧结体。
<第二脱脂工序的条件>
·温度：500℃
·时间：1小时
·气氛：氢气
(实施例37～42)
除如表5所示地将使用的成形体的样本No.、及第二脱脂工序的条件分别变更以外，与所述实施例36同样地得到烧结体。
(实施例43)
除使用如图8所示的连续式炉，并将该连续式炉的进行第一脱脂工序的区域中的含有臭氧氮气以臭氧浓度从1000ppm向50ppm连续地减少的方式进行设定以外，与所述实施例36同样地得到烧结体。
(实施例44)
除使用如图9所示的连续式炉，并将该连续式炉的进行第一脱脂工序的区域中的含有臭氧氮气以臭氧浓度从1000ppm向50ppm连续地减少的方式进行设定以外，与所述实施例36同样地得到烧结体。
(比较例7)
除将臭氧浓度变更为0ppm以外，与所述实施例23同样地得到烧结体。
(比较例8)
除将臭氧浓度变更为0ppm，并将第一脱脂工序的时间变更为80小时以外，与所述实施例23同样地得到烧结体。
(比较例9)
除省略中间工序以外，与所述实施例26同样地得到烧结体。
(比较例10)
除将第一脱脂工序的时间变更为6小时，并将中间工序的气氛中的臭氧浓度变更为20000ppm以外，与所述实施例30同样地得到烧结体。
(比较例11～12)
除如表5所示地将使用的成形体的样本No.、及第二脱脂工序的条件分别变更以外，与所述实施例36同样地得到烧结体。
6.评价
6-1.重量减少率的评价
首先，用电子天平对实施例23～44及比较例7～12的成形体的重量进行计量。接下来，用电子天平对由第一脱脂工序得到的第一脱脂体的重量进行计量。并且，由成形体的重量与第一脱脂体的重量计算出第一脱脂工序中的成形体的重量减少量。由该成形体的重量减少量与成形体的重量，求得第一脱脂工序中的成形体的重量减少率。
此外，用电子天平对实施例36～44及比较例11～12的中间脱脂体的重量进行计量。接下来，用电子天平对由第二脱脂工序得到的第二脱脂体的重量进行计量。并且，由中间脱脂体的重量与第二脱脂体的重量计算出第二脱脂工序中的中间脱脂体的重量减少量。由该中间脱脂体的重量减少量与中间脱脂体的重量，求得第二脱脂工序中的中间脱脂体的重量减少率。
并且，在各实施例及各比较例中，将第一脱脂工序中的重量减少率与第二脱脂工序中的重量减少率合计。其结果，计算出脱脂工序总计的重量减少率。
此外，在各实施例及各比较例中，将脱脂工序总计的重量减少率除以表1所示的金属粉末以外的成分的值。其结果，计算出金属粉末以外的成分(粘结材料及添加剂)的去除率。
此外，测定脱脂工序总计需要的时间。
并将这些结果表示在表5中。
[表5]
表5
| 样本No. | 制造条件 | 评价结果 | |||||||||||||||
| 第一脱脂工序 | 中间工序 | 第二脱脂工序 | 第一脱脂工序 | 第二脱脂工序 | 脱脂工序总计 | ||||||||||||
| 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 臭氧浓度[ppm] | 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 臭氧浓度[ppm] | 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 重量减少率[wt％] | 重量减少率[wt％] | 重量减少率[wt％] | 金属粉末以外的成分的去除率[wt％] | 需要时间[小时] | ||
| 实施例23 | 13 | 150 | 20 | O3/N2 | 20 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.68 | - | 6.68 | 95.4 | 21 |
| 实施例24 | 13 | 150 | 10 | O3/N2 | 50 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.83 | - | 6.83 | 97.6 | 11 |
| 实施例25 | 13 | 150 | 8 | O3/N2 | 300 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.88 | - | 6.88 | 98.3 | 9 |
| 实施例26 | 13 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.92 | - | 6.92 | 98.9 | 7 |
| 实施例27 | 13 | 150 | 5 | O3/N2 | 5000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.90 | - | 6.90 | 98.6 | 6 |
| 实施例28 | 13 | 150 | 4 | O3/N2 | 8000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.93 | - | 6.93 | 99.0 | 5 |
| 实施例29 | 13 | 150 | 4 | O3/N2 | 10000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.95 | - | 6.95 | 99.3 | 5 |
| 实施例30 | 13 | 150 | 4 | O3/N2 | 10000 | 100 | 1 | O3/N2 | 50 | - | - | - | 6.93 | - | 6.93 | 99.0 | 5 |
| 实施例31 | 13 | 150 | 4 | O3/N2 | 10000 | 150 | 1 | O3/N2 | 500 | - | - | - | 6.96 | - | 6.96 | 99.4 | 5 |
| 实施例32 | 13 | 50 | 15 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.71 | - | 6.71 | 95.9 | 16 |
| 实施例33 | 13 | 190 | 4 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.94 | - | 6.94 | 99.1 | 5 |
| 实施例34 | 14 | 150 | 5 | O3/N2 | 5000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.87 | - | 6.87 | 98.1 | 6 |
| 实施例35 | 15 | 150 | 5 | O3/N2 | 5000 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 6.90 | - | 6.90 | 98.6 | 6 |
| 实施例36 | 16 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 6.15 | 0.78 | 6.93 | 99.0 | 8 |
| 实施例37 | 17 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 6.20 | 0.74 | 6.94 | 99.1 | 8 |
| 实施例38 | 18 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 6.21 | 0.72 | 6.93 | 99.0 | 8 |
| 实施例39 | 19 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 6.19 | 0.73 | 6.92 | 98.9 | 8 |
| 实施例40 | 20 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 3.45 | 3.48 | 6.93 | 99.0 | 8 |
| 实施例41 | 21 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 2 | H2 | 1.38 | 5.56 | 6.94 | 99.1 | 9 |
| 实施例42 | 22 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 2 | H2 | 1.03 | 5.78 | 6.81 | 97.3 | 9 |
| 实施例43 | 16 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000→50 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 1 | H2 | 6.27 | 0.69 | 6.96 | 99.4 | 8 |
| 实施例44 | 16 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000→50 | - | - | - | - | 500 | 1 | H2 | 6.26 | 0.69 | 6.95 | 99.3 | 7 |
| 比较例7 | 13 | 150 | 20 | N2 | 0 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 0.25 | - | 0.25 | 3.6 | 21 |
| 比较例8 | 13 | 150 | 80 | N2 | 0 | 100 | 1 | N2 | 0 | - | - | - | 1.12 | - | 1.12 | 16.0 | 81 |
| 比较例9 | 13 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | - | - | - | - | - | - | - | 6.84 | - | 6.84 | 97.7 | 6 |
| 比较例10 | 13 | 150 | 6 | O3/N2 | 10000 | 100 | 1 | O3/N2 | 20000 | - | - | - | 6.90 | - | 6.90 | 98.6 | 7 |
| 比较例11 | 23 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 5 | H2 | 0.21 | 5.84 | 6.05 | 86.4 | 12 |
| 比较例12 | 24 | 150 | 6 | O3/N2 | 1000 | 100 | 1 | N2 | 0 | 500 | 5 | H2 | 0.38 | 5.99 | 6.37 | 91.0 | 12 |
从表5明确可知，在各实施例的脱脂工序(第一脱脂工序及第二脱脂工序)中，去除了95％以上的粘结材料及添加剂。此情况表示脱脂可靠地进行。
此外，在各实施例的脱脂工序中，根据粘结材料的组成、或第一脱脂工序的气氛中的臭氧浓度、气氛的温度等有若干不同，但能够缩短脱脂工序总计需要的时间。此是因为在第一脱脂工序中，通过脂肪族碳酸酯系树脂快速分解，并去除其分解物，第二树脂也快速地分解，并去除其分解物的缘故。
此外，在粘结材料中的脂肪族碳酸酯系树脂的比率高的成形体中，因为粘结材料的分解效率高，所以处理时间大幅缩短。
另一方面，各比较例中，在比较例1、2中，即使进行长时间的脱脂，一半以上的粘结材料仍残留在成形体中。因此，脱脂不充分。此是因为在第一脱脂工序的气氛中不含有臭氧，所以脂肪族碳酸酯系树脂的分解与其分解物的去除不向前进行，脂肪族碳酸酯系树脂大量地残留在成形体中的缘故。
此外，在比较例11、12中使用的成形体因为不含有脂肪族碳酸酯系树脂，所以在第一脱脂工序中，在150℃的低温下，粘结材料未充分进行分解。由此，即使长时间进行第二脱脂工序，也不能进行充分的脱脂。
6-2.烧结体的密度的评价
对在各实施例及各比较例中得到的烧结体，分别测定密度。密度的测定使用阿基米德法(JIS Z 2505中规定)进行。而且，对各实施例及各比较例分别测定100个样本(烧结体)的密度，并计算出其平均值。该平均值表示在表3中。
接下来，由各测定值计算出烧结体的相对密度。而且，该相对密度以SUS316L的密度7.98g/cm3(理论密度)为基准进行计算。
6-3.烧结体的尺寸精度的评价
对各实施例及各比较例的各自100个烧结体，分别测定宽度方向的尺寸(mm)。尺寸的测定使用千分尺进行。并且，由得到的100个尺寸求平均值。并且，将平均值与距平均值最远的尺寸值的差设为偏差。
接下来，对在各实施例及各比较例中得到的烧结体，分别测定中心孔的圆度。圆度的测定使用三维测定器(三津社制ミツトヨ，型号：FT805)进行。而且，对各实施例及各比较例的各自100个样本(烧结体)测定圆度。由得到的100个圆度计算平均值。将该平均值表示在表3中。
而且，比较例7的烧结体因为在大致全部(100个)上产生裂纹，所以省略密度·尺寸的测定。
6-4.烧结体的氧化物含有量的评价
首先，分别剖断由各实施例及各比较例得到的烧结体。接下来，实施如以下所示的含氧量的分析、剖断面的观察。
6-4-1.对各烧结体进行含氧量的分析。
6-4-2.对各烧结体的剖断面实施研磨后，利用扫描型电子显微镜(SEM)观察该剖断面。其结果，在剖断面的观察像中，确认氧化物粒子的存在。
接下来，基于如以上的分析·观察，按照以下的基准，对各烧结体中的金属氧化物的含有量进行评价。
◎：金属氧化物的含有量非常少
○：金属氧化物的含有量少
△：金属氧化物的含有量稍微多
×：金属氧化物的含有量非常多
6-5.烧结体的外在美观的评价
对由各实施例及各比较例得到的烧结体(各100个)，分别评价外在美观。烧结体的外在美观用目视观察。烧结体的外在美观的评价按照如下基准进行。
◎：带有伤痕、裂纹(包括微裂缝)的烧结体完全没有。
○：带有伤痕、裂纹(包括微裂缝)的烧结体有若干。
△：带有伤痕、裂纹(包括微裂缝)的烧结体具有多个。
×：大致全部的烧结体具有裂纹。
以上，将6-2～6-5的各评价结果表示在表6中。
[表6]
表6
| 样本No. | 烧结工序的条件 | 烧结体的评价结果 | ||||||||
| 温度[℃] | 时间[小时] | 气氛 | 密度 | 尺寸精度 | 氧化物的含有量 | 外在美观 | ||||
| 测定值[g/cm3] | 相对密度[％] | 宽度尺寸(偏差)[mm] | 贯通孔圆度[mm] | |||||||
| 实施例23 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.68 | 96 | 0.11 | 0.10 | ◎ | ◎ |
| 实施例24 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.74 | 97 | 0.08 | 0.07 | ◎ | ◎ |
| 实施例25 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.84 | 98 | 0.08 | 0.05 | ◎ | ◎ |
| 实施例26 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.89 | 99 | 0.07 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例27 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.87 | 99 | 0.07 | 0.05 | ◎ | ◎ |
| 实施例28 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.91 | 99 | 0.06 | 0.05 | ◎ | ◎ |
| 实施例29 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.90 | 99 | 0.06 | 0.06 | ◎ | ◎ |
| 实施例30 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.77 | 97 | 0.07 | 0.06 | ○ | ◎ |
| 实施例31 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.69 | 96 | 0.10 | 0.08 | △ | ○ |
| 实施例32 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.73 | 97 | 0.09 | 0.08 | ○ | ◎ |
| 实施例33 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.88 | 99 | 0.12 | 0.10 | ◎ | ◎ |
| 实施例34 | 14 | 1350 | 3 | H2 | 7.89 | 99 | 0.07 | 0.07 | ◎ | ◎ |
| 实施例35 | 15 | 1350 | 3 | H2 | 7.88 | 99 | 0.08 | 0.07 | ◎ | ◎ |
| 实施例36 | 16 | 1350 | 3 | H2 | 7.92 | 99 | 0.04 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例37 | 17 | 1350 | 3 | H2 | 7.92 | 99 | 0.05 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例38 | 18 | 1350 | 3 | H2 | 7.93 | 99 | 0.05 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例39 | 19 | 1350 | 3 | H2 | 7.94 | 99 | 0.04 | 0.03 | ◎ | ◎ |
| 实施例40 | 20 | 1350 | 3 | H2 | 7.91 | 99 | 0.04 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例41 | 21 | 1350 | 3 | H2 | 7.81 | 98 | 0.09 | 0.07 | ◎ | ◎ |
| 实施例42 | 22 | 1350 | 3 | H2 | 7.84 | 98 | 0.20 | 0.15 | ◎ | ◎ |
| 实施例43 | 16 | 1350 | 3 | H2 | 7.93 | 99 | 0.04 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 实施例44 | 16 | 1350 | 3 | H2 | 7.91 | 99 | 0.06 | 0.04 | ◎ | ◎ |
| 比较例7 | 13 | 1350 | 3 | H2 | - | - | - | - | △ | × |
| 比较例8 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.23 | 91 | 0.57 | 0.50 | △ | ×～△ |
| 比较例9 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.79 | 98 | 0.09 | 0.05 | × | △ |
| 比较例10 | 13 | 1350 | 3 | H2 | 7.44 | 93 | 0.15 | 0.09 | × | × |
| 比较例11 | 23 | 1350 | 3 | H2 | 7.60 | 95 | 0.25 | 0.21 | ○ | △ |
| 比较例12 | 24 | 1350 | 3 | H2 | 7.51 | 94 | 0.30 | 0.22 | ○ | △ |
从表6明确可知，由各实施例得到的烧结体，形成其相对密度都在96％以上，且孔穴率低的致密体。此外，由各实施例得到的烧结体的尺寸精度良好。
此外，由各实施例得到的烧结体中，金属氧化物的含有量都少。此外，由各实施例得到的烧结体的外在美观优良。
与此相反，由比较例8、10、12得到的烧结体，其相对密度不足和低于95％。如上述的理由，推断此是脱脂不充分的缘故。
此外，由于不充分的脱脂，产生粘结材料或添加剂的分解不充分，或其分解物的去除不充分。因此，当残留在成形体中的分解物在烧结工序中急速地分解，并从脱脂体中排出时，脱脂体(烧结体)的形状受损，且烧结体上产生裂纹。因此发现，由各比较例得到的烧结体的尺寸精度显著降低，或外在美观差。
此外，在比较例9的烧结体的制造方法中，省略中间工序。因此，认为第一脱脂体在含有大量的臭氧(在第一脱脂体中的间隙处残留高浓度的臭氧)的状态下进行烧结。其结果，在高温下特别地促进臭氧的氧化作用，并氧化第一脱脂体中的金属材料。由此推断，烧结体中的金属氧化物的含有量增大。
此外，在比较例10的烧结体的制造方法中，第一脱脂体在中间工序中暴露于臭氧浓度非常高的气氛中。因此，认为第一脱脂体在含有大量的臭氧(第一脱脂体中的间隙处残留高浓度的臭氧)的状态下提供给第二脱脂工序及烧结工序。因此，在高温下特别地促进臭氧的氧化作用，并氧化第一脱脂体中的金属材料。由此推断，烧结体中的金属氧化物的含有量增大。
Claims (26)
1.一种烧结体的制造方法，其特征在于，包括：
成形体形成工序，将含有主要由金属材料构成的粉末和包含可利用臭氧分解的第一树脂的组合物成形为规定形状，得到成形体；
脱脂工序，通过将该成形体暴露于含有高浓度臭氧气氛中，从所述成形体中分解所述第一树脂，并去除所述第一树脂的分解物，得到脱脂体；
中间工序，至少一次将所述脱脂体暴露于臭氧浓度比所述含有高浓度臭氧气氛低的含有低浓度臭氧气氛中；
烧结工序，使已暴露在所述含有低浓度臭氧气氛中的所述脱脂体烧结，得到烧结体。
2.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述含有高浓度臭氧气氛中的臭氧浓度为50～10000ppm。
3.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述含有高浓度臭氧气氛的温度为20～190℃。
4.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述第一树脂由聚醚系树脂、脂肪族碳酸酯系树脂及聚乳酸系树脂中的至少一种构成。
5.如权利要求4所述的烧结体的制造方法，其中，所述聚醚系树脂以聚缩醛系树脂为主成分。
6.如权利要求4所述的烧结体的制造方法，其中，所述脂肪族碳酸酯系树脂在其重复单元中具有碳酸酯基，在所述重复单元中，所述碳酸酯基的碳以外的碳的数量为2～11。
7.如权利要求4所述的烧结体的制造方法，其中，所述脂肪族碳酸酯系树脂不具有不饱和键。
8.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述第一树脂的重均分子量为1～30万。
9.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述粘结材料中的所述第一树脂含有率为20wt％以上。
10.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述中间工序的至少最终阶段的所述含有低浓度臭氧气氛实质上不含有臭氧。
11.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述含有低浓度臭氧气氛的温度低于所述含有高浓度臭氧气氛的温度。
12.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述含有低浓度臭氧气氛除臭氧以外，以非氧化气体为主成分。
13.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，使用连续式炉连续地进行所述脱脂工序、所述中间工序及所述烧结工序。
14.如权利要求13所述的烧结体的制造方法，其中，所述连续式炉具有使内部的臭氧浓度在所述成形体的行进方向的中途降低的方式进行设定的空间，
通过使所述成形体通过该空间，连续地进行所述脱脂工序及所述中间工序。
15.如权利要求14所述的烧结体的制造方法，其中，所述空间中的臭氧浓度被设定为连续地变化。
16.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述粘结材料包括热分解温度高于所述第一树脂的熔点的第二树脂，
在所述中间工序后具有第二脱脂工序，在所述第二脱脂工序中通过加热已暴露在所述含有低浓度臭氧气氛中的所述脱脂体，从该脱脂体中分解所述第二树脂，去除所述第二树脂的分解物。
17.如权利要求16所述的烧结体的制造方法，其中，所述第二脱脂工序中的加热温度为180～600℃。
18.如权利要求16所述的烧结体的制造方法，其中，所述第二脱脂工序中的气氛以还原性气体为主成分。
19.如权利要求16所述的烧结体的制造方法，其中，所述第二树脂以聚苯乙烯及聚烯烃中的至少一种作为主成分。
20.如权利要求16所述的烧结体的制造方法，其中，所述组合物还包括添加剂，
在所述第二脱脂工序中，从已暴露在所述含有低浓度臭氧气氛的所述脱脂体中，分解所述第二树脂及所述添加剂，去除它们的分解物。
21.如权利要求20所述的烧结体的制造方法，其中，所述添加剂含有用于提高所述粉末在所述组合物中的分散性的分散剂。
22.如权利要求21所述的烧结体的制造方法，其中，所述分散剂以高级脂肪酸为主成分。
23.如权利要求22所述的烧结体的制造方法，其中，所述高级脂肪酸的碳数为16～30。
24.如权利要求16所述的烧结体的制造方法，其中，使用连续式炉，连续地进行所述脱脂工序、所述中间工序、所述第二脱脂工序及所述烧结工序。
25.如权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，在所述成形体形成工序中，利用注塑成形法或挤压成形法形成所述成形体。
26.一种烧结体，其特征在于，利用权利要求1所述的烧结体的制造方法制造。
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