JP2002516926A - ステンレス鋼、金属間化合物及び／または金属マトリックス複合材の粉末のための水性モールド用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ステンレス鋼粉末から部品を成形するためのモールド用組成物が開示される。方法は、ステンレス鋼粉末、金属間化合物、金属マトリックス複合材の成分、の少ゲル形成性物質（０℃及び約３０℃の間の温度及び１５重量％のそのゲル形成性物質及び水から成るゲルで測定して少なくとも約２００ｇ／ｃｍ²のゲル強度を有するもの）と、水とからなる混合物を形成し、その混合物をなくとも一つと、、その粉末及びゲルから成る自己支持性の物品を作るのに十分な温度でモールドすることから成る。好ましいゲル形成性物質はアガロイドであり、好ましいモールド法は、射出モールディングである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、粉末から優れた焼結後特性を有する部品（パーツ）を製造するため
のステンレス鋼モールド用組成物に関する。さらに特定的には、本発明は、優れ
た生（ｇｒｅｅｎ）強度を示し、そして従来の焼結製品に共通に伴われた割れ、
変形及び収縮の問題を受けることなく容易に高品質焼結製品に焼成できる複雑な
部品を成形するためのモールディング方法及びモールド用組成物に関する。

【０００２】 発明の背景 「グリーン（ｇｒｅｅｎ）」ボディからの焼結部品（ｐａｒｔｓ）の製造は、
当業界において周知である。一般に、グリーンボディはダイスに粉末／バインダ
ー混合物を満たし、その混合物を加圧下に圧縮してグリーンボディを作ることに
より形成される。自己支持性構造体であるグリーンボディは、ついでダイスから
取り出され、焼結される。焼結工程中に、バインダーは気化され、焼尽される。
しかし、バインダーの除去は、製品に割れ、収縮及び／または変形を生じさせる
ことがあり得る。

【０００３】 粉末からの金属部品（ｐａｒｔｓ）の射出モールディング（射出成形）は、殊
に殊に問題のある工程であり、特に流体移送媒体としての水に基づく工程は問題
があった。微細金属粉末（Ｍ）が下記式に従って、水（Ｈ₂Ｏ）と反応してその
表面に酸化物を形成することは周知である： ｘＭ ＋ ｙＨ２Ｏ＝Ｍ_xＯ_y ＋ ｙＨ₂ （Ｍｅｔａｌｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、ｖｏｌ．７，ｐ３６，Ａｍｅｒｉｃａｎ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｅｔａｌｓ，Ｍｅｔａｌｓ Ｐａｒｋ，Ｏｈｉｏ，
１９８４）。また、酸化物膜の厚さが金属粉末の粒子寸法に反比例することも認
識されている（Ｍｅｔａｌｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、ｖｏｌ．７，ｐ３７，Ａｍｅ
ｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｅｔａｌｓ，Ｍｅｔａｌｓ Ｐａｒｋ
，Ｏｈｉｏ，１９８４）。不純物、殊に表面酸化物は、焼結中に弱い粒子間結合
をもたらし、焼結された部品に劣った機械的特性をもたらし得る（Ｒ．Ｍ．Ｇｅ
ｒｍａｎ，Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｐ３０４，
Ｍｅｔａｌ Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ，Ｐ
ｒｉｎｃｅｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，１９９４）。

【０００４】 最近、金属粉末からの部品の製造においてメチルセルロースポリマーをバイン
ダーとして用いる水ベース法が開示されている。米国特許第４，１１３，４８０
号は、メチルセルロースまたはその他のプラスチック媒体（例えば、ポリビニル
アルコール）と水を、射出モールド金属部品の製造に使用することを開示してい
る。最終部品の機械的性質に関して、表に示された機械的性質に開示された伸び
率は僅かに２．６％及び２．５％ぎりぎりである。さらには、メチルセルロース
ｎｏ水溶液は、２５℃付近の温度で流動性であり、そしておおよそ５０−１００
℃の範囲内の昇温度においてゲル化する。この特定なゲル化挙動モードは、冷た
いバレルから加熱されたダイス中へのモールディングを必要とする。その高めら
れたダイス温度は、部品が完全に成形される前に時期尚早な蒸発によるモールド
部品からの水の損失を生じさせ、モールド部品における不均一な密度をもたらし
得る。この密度の不均一性は、次に続く乾燥及び焼結の工程における割れ及び歪
をもたらし得る。

【０００５】 セラミック及び金属部品を射出モールディングするためのバインダーとしての
アガロイド類の水溶液の使用は、米国特許第４，７３４，２３７号に開示されて
いる。しかし、セラミック組成物のみを含む例が与えられており、ステンレス鋼
組成物は与えられていない。

【０００６】 適当な射出モールディング（射出成形）組成物は、高流動性状態（射出工程の
進行のために必要）から、高いなま（ｇｒｅｅｎ）強度（引き続く取扱いのため
に必要）を有する固体状態へ、変換しうるものでなければならない。

【０００７】 これらの要件に適合するために、そして潜在的に損害をあたえる金属−水の化
学反応を避けるために、殆んどの先行技術モールディング組成物は、ワックスの
ような低融点バインダーを比較的高比率で含む（Ｒ．Ｍ．Ｇｅｒｍａｎ，Ｐｏｗ
ｄｅｒＩｎｊｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ，Ｍｅｔａｌ Ｐｏｗｄｅｒ Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｉｅｓ Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ，Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒ
ｓｅｙ，１９９０）。しかし、そのような系は、部品、殊にふくざつな形の部品
を成形する際に多くの問題を示す。

【０００８】 さらに特定的には、ワックスは中間温度における高度の流動性及び、約２５℃
より低い温度における実質的な剛性、のような望ましいレオロジー特性を示すの
で、ワックスはバインダーとして一般的に採用されている。ワックス処方物は、
通常、処方の約３５ないし約４５容量％の有機バインダーをなす。焼成工程中に
、ワックスは、最初はボディから液体状態で除去される。この焼成初期工程中に
、グリーンボディは崩壊し、ないしは変形されるようになり得る。従って、しば
しば、グリーンボディを吸収剤である耐火性粉末（液状ワックスを吸収できる）
の中に埋めてグリーンボディの形状を保存する必要がある。ボディの形状維持の
ために支持粉末を使用するにもかかわらず、ワックス・ベースの系からの複雑な
形状の成形は、さらに困難であり、なんとなれば、多くの場合に、ワックス・ベ
ースの系が、部品における割れの発生を防止しようとする企てのために数日掛か
る細かな焼成スケジュールを必要とするからである。

【０００９】 上記列挙の金属粉末水性組成物に関連する問題にも拘わらず、我々は、意外に
も、優れた機械的性質をもつステンレス鋼製品に焼成できる複雑な形状を成形す
るのに有用な新規なモールディング（成形用）組成物を見出した。さらには、開
示されるその新規モールディング組成物は、ステンレス鋼部品のための焼成時間
及び管理を削減するばかりでなく、先行技術製品に関連した随伴の収縮及び割れ
の問題が無く複雑な形状の製造を可能とするステンレス鋼部品の成形に有用であ
る。さらに、本組成物は、「慣用」方式で、例えば加熱された射出成形バレルか
ら冷たいダイス中へ、モールドできる。

【００１０】 一般的に、ステンレス鋼は、Ｆｅ／Ｃｒ合金を指称する。常にこの場合も、特
定の性質を達成するためにその他の元素が含まれる。５種のステンレスが、金属
ハンドブック（Ｍｅｔａｌｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，１０ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，
Ｖｏｌ．Ｉ，ＡＳＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐａ
ｒｋ，Ｏｈｉｏ，１９９０）に記述されており、オーステナイト系、フェライト
系、マルテンサイト系、デュプレックス及び析出硬化合金が含まれている。これ
ら５つのカテゴリーの基本的組成はそのハンドブックの第８４３頁に与えられて
いる。

【００１１】 発明の簡単な概要 本発明は、ステンレス鋼のモールド用組成物に関し、またステンレス鋼粉末粉
末と、１．５重量％のゲル形成性物質及び水から成るゲルで０℃及び３０℃の間
の温度で測定して少なくとも約２００ｇ／ｃｍ²のゲル強度を有するゲル形成性
物質と、液体キャリヤーとを含む混合物を形成し；その混合物をモールド中へ供
給し；その混合物を、自己支持性構造物を作るための温度及び圧力の条件下でモ
ールディングする；工程からなる粉末から部品を成形するための方法に関する。

【００１２】 また、本発明は、ステンレス鋼粉末と、１．５重量％のゲル形成性物質及び水
から成るゲルで０℃及び３０℃の間の温度で測定して少なくとも約２００ｇ／ｃ
ｍ²のゲル強度を有するゲル形成性物質を含む混合物を形成し；その混合物をゲ
ル形成性物質のゲル化点より高い温度でモールド中へ射出し；モールド中の混合
物をゲル形成性物質のゲル化点より低い温度に冷却して、自己支持性構造物を形
成し；そしてその構造物をモールドから取り出す；工程を含む射出モールド成形
方法にも関する。好ましくは、ゲルは、主として約１．５重量％のゲル形成性物
質及び水から構成される。

【００１３】 また、本発明は、約５０重量％と約９５重量％との間の金属粉末、及び少なく
とも約０．５重量％のゲル形成性物質（１．５重量％のゲル形成性物質及び水か
ら成るゲルで０℃及び３０℃の間の温度で測定して少なくとも約２００ｇ／ｃｍ ² のゲル強度を有する）を含む組成物にも関する。

【００１４】 発明の詳しい説明 本発明によれば、ステンレス鋼部品（ｐａｒｔｓ）は、粉末材料から成形され
る。ここで使用する用語「金属粉末」は、純粋金属、合金、金属間化合物、ならび
にそれらの混合物の粉末を、包含する。

【００１５】 本方法によれば、金属粉末は最初にゲル形成性物質及び液体キャリヤーと混合
される。この混合物は、それが多様な技法のいずれかで、特に射出モールディン
グによってダイスへ容易に供給され得るのに十分な流動性であるように配合され
る。一般に、混合物中の粉末の量は、混合物の約５０重量％ないし約９６重量％
である。好ましくは、粉末は混合物の約８０重量％ないし約９５重量％をなし、
最も好ましくは約９０重量％ないし約９４重量％をなす。この好ましい及び最も
好ましい量は、ネットまたは近ネット形の射出モールド部品を製作するのに有用
である。

【００１６】 一般に、混合物中の金属粉末の粒子寸法（ｄ₉₀）は５ないし５０μｍである。
好ましくは、粒子寸法は、１０−５０μｍ、最も好ましくは１５−２２μｍであ
る。

【００１７】 混合物において採用されるゲル形成性物質は、約１．５重量％のゲル形成性物
質及び水から成るゲルで０℃及び３０℃の間の温度で測定して少なくとも約２０
０ｇ／ｃｍ²のゲル強度を示す物質である。そのゲル強度の値は、混合物から周
囲温度において、特殊な取扱い装置の必要なく（すなわち、自己支持性）取り扱
われるのに十分な最小グリーン（なま）強度である。上記のように、最小ゲル強
度値は０℃及び約３０℃の間のある温度において達成されるべきであり、少なく
とも約２００ｇ／ｃｍ²であり、より好ましくはゲル強度値は少なくとも約４０
０ｇ／ｃｍ²である。さらに、ゲル形成性物質は水溶性である。ゲル強度のより
高い値は、複雑な形状及び／または大きな重量をもつ部品の製造において有用で
ある。さらには、より大きなゲル強度は、混合物におけるより少量のゲル形成性
物質の使用を可能とさせる。

【００１８】 ゲル形成性物質のゲル強度は、工業用ゴム（ｇｕｍｓ）の製造において普通一
般に使用される装置を用いて測定される。その装置は、その一端において１ｃｍ ² の円形断面積を有するロッドを備え、その端部は三棹秤（ｔｒｉｐｌｅ ｂｅ
ａｍ ｂａｌａｎｃｅ）の一つの皿の上に懸架される。最初に、その三棹秤の一
つの皿の上に大きな容器を置く。上記ロッドがその上に懸架されている皿の上に
置かれたその容器に、約１．５重量％のゲル形成性物質及び水を有するゲルの約
２００ｍｌ（容積）を満たす。次いで空の容器をゲル収容容器に対してバランス
させる。次いでロッドを低くしてゲルの頂部表面と接触させる。次いで水を空容
器中へ計量して入れ、平衡指針の位置を連続的に監視する。ゲルの頂部表面がロ
ッドによって破られたとき平衡指針は迅速に秤を横切って偏向し、水の供給が直
ちに停止される。容器中の水の重量が、次いでそくていされ、ゲル強度、すなわ
ち単位面積当たりの重量、が計算される。

【００１９】 本発明のもう一つの新規な特徴は、アガロイドを含むゲル形成性物質のしよう
である。アガロイドは、ゴム類似寒天と定義されるが、その特性の全てに適合す
るわけではない（Ｈ．Ｈ．Ｓｅｌｂｙ ｅｔ ａｌ，“Ａｇａｒ”，Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉａｌ Ｇｕｍｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｎ
Ｙ，２ｎｄ ｅａ．，１９７３，Ｃｈａｐｔｅｒ ３，ｐ．２９参照）。しかし
、ここで使用される場合、アガロイドは寒天に類似するゴム類のみならず、寒天
及びアガロースのようなその誘導体類をも指称する。アガロイドは、狭い温度範
囲内での迅速なゲル化を示すので採用される。出願人が見出した要因は、物品の
生産速度を劇的に増加できる。しかし、さらに重要なことは、我々はそのような
ゲル形成性物質を使用することによって、自己支持性物品を形成するの必要とさ
れるバインダーの量が実質的に減少されることである。従って、アガロイドを含
むゲル形成性物質を使用することによって製造される物品は、焼成製品を作るた
めに必要とされる焼成管理の大幅な削減の結果として、著しく改善され得る。好
ましいゲル形成性物質は、水溶性であり、アガロイドまたはより好ましくは寒天
を含むものであり、最も好ましいゲル形成性物質はアガロイド、またはより好ま
しくは寒天から構成される。図１はゲル形成性物質の基本的特徴をグラフで示し
、好ましいゲル形成性溶液（２重量％の寒天溶液）の粘度の変化を図示している
。このグラフは、我々のゲル形成性物質の特徴：すなわち低いゲル形成温度及び
狭い温度範囲にわたる迅速なゲル化を明らかに示している。

【００２０】 ゲル形成性物質は、混合物中の固形分に基づいて０．２ｗｔ％から約５ｗｔ％
の間の量で与えられる。約５ｗｔ％より多いゲル形成性物質を混合物において使
用しうる。より多い量は、方法に何らかの悪影響を与えるとは考えられないが、
そのような量は、我々の新規な方法で得られる利点のいくつかを、殊にネット状
または近ネット状のボディの作成に関して、低減させ始め得る。最も好ましくは
、ゲル形成性物質は混合物中の固形分の約１重量％から約３重量％をなす。

【００２１】 混合物は、さらに、ゲル形成性物質溶媒を含む。ゲル形成性物質の組成に応じ
て種々の溶媒のいずれかを使用できるが、アガロイド含有ゲル形成性物質のため
に特に有用な溶媒はポリヘドリック（ｐｏｌｙｈｅｄｒｉｃ）液体、特に水また
はアルコール類のような極性溶媒及び炭酸塩（炭酸エステル）のような液体なら
びにそれらの混合物である。しかし、混合物のためのキャリヤーであるという二
重の機能をなし、かくして混合物をモールドへ容易に供給出きるようにし得る溶
媒を採用するのが最も好ましい。我々は、上記の二重の目的のために水が特に適
していることを発見した。さらに、水は沸点が低いので、水は焼成の前及び／ま
たは焼成中に自己支持性ボディから容易に除去され得る。

【００２２】 液体キャリヤーは、通常、混合物に加えられて、所望のモールディング法で良
好にモールドされうる混合物を作るのに必要な粘度の均質混合物を形成する。一
般に、液体キャリヤーの量は、その所望の粘度の応じて混合物の約３重量％及び
約５０重量％の間の量である。アガロイド含有混合物の溶媒でありかつキャリヤ
ーである二重機能をなす水の場合に、その量は単純に混合物の約５重量％及び約
２０重量％の間であり、約５重量％及び約１０重量％の間の量が最も好ましい。

【００２３】 混合物は、いくつかの有用な目的に役立ち得る種々の添加剤をも含み得る。例
えば、カップリング剤及び／または分散剤はより均一な混合物を確保するために
採用され得る。ある種の金属硼酸塩、最も注目されるのはＣａ、Ｍｇ及びＺｎの
硼酸塩は、モールドされたばかりのボディの強度を増すために、またダイスから
部品の除去のときの割れに抵抗するために、添加され得る。グリセリン及びその
他のモノ−ヘドリック（ｍｏｎｏ−ｈｅｄｒｉｃ）及びポリ−ヘドリック（ｐｏ
ｌｙ−ｈｅｄｒｉｃ）アルコール類のような滑剤は、押出し機バレルの孔に沿っ
ての混合物の供給の助力をし、及び／または液体キャリヤーの蒸気圧を減少させ
るために、また近ネット状物の製作を進めるために、添加され得る。殺生物剤は
バクテリア成長抑制のために添加され得る。

【００２４】 添加剤の量は、添加剤に応じて、また系内でのその機能に応じて変わることと
なる。しかし、添加剤は、ゲル形成性物質のゲル強度が実質的に駆逐されないよ
うに制御されるべきである。例えば、下記の表１は、モールディング処方物にお
ける金属粉末の処理を増進するために使用され得る添加剤であるＬＩＣＡ−３８
Ｊ（Ｋｅｎｒｉｃｈ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）による、水性溶液での
ゲル形成性物質のゲル強度に対する影響を示す。表２は、硼酸カルシウム添加剤
使用によるゲル強度増強を示す。

【００２５】 表１ 寒天ゲル強度に対する添加剤濃度の影響 添加剤 寒天 重量％ ゲル強度 なし ３．８５ １４８０±７７ｇ／ｃｍ² ０．５ｗｔ％ＬＩＣＡ−３８Ｊ ３．８５ １３６０±７ｇ／ｃｍ² 表２ 寒天ゲル強度の硼酸カルシウム強化 添加剤 寒天 重量％ ゲル強度 なし １．５ ６８９ｇ／ｃｍ² ０．４２ｗｔ％硼酸カルシウム １．５ １２９７ｇ／ｃｍ² 混合物はモールドへ供給される前には、ゲル形成性物質のゲル化点（温度）よ
り上のある温度に維持される。普通は、ゲル形成性物質のゲル化点は、約１０℃
と約６０℃との間であり、最も好ましくは、約３０℃と約４５℃との間である。
従って、混合物は、ゲル形成性物質のゲル化点より上のある温度に維持されなけ
ればならないが、本発明のゲル形成性物質は、先行技術で通常必要とされたモー
ルドの冷却の量を実質的に削減する。普通、混合物の温度は、１００℃より低く
維持され、好ましくは約９０℃に維持される。

【００２６】 混合物は、重力供給システム、及び空気圧または機械的射出システムを包含す
る多様な公知方法のいずれかによってモールドへ供給される。射出モールディン
グは、混合物の流動性及び低い処理温度の故に、最も好ましい技法である。後者
の特徴である低処理温度は、射出装置のモールドが付される温度サイクリングを
低減すること（従って、モールド寿命を延ばすこと）で魅力的である。

【００２７】 非常に広範囲のモールディング圧力を使用し得る。一般に、モールディング圧
力は、約２０ｐｓｉと約３，５００ｐｓｉとの間であるが、より高いまたは低い
圧力は使用されるモールディング技法に応じて採用され得る。最も好ましくは、
モールディング圧力は、約１００ｐｓｉと約１５００ｐｓｉとの間である。本発
明の一利点は、低い圧力を用いて本新規組成物をモールド（成形）できることで
ある。

【００２８】 モールドの温度は、もちろん、自己支持性ボディを作るためにゲル形成性物質
のゲル化点またはそれ以下でなければならない。適切なモールド温度は、混合物
がモールドへ供給される前、間または後に達成され得る。通常モールド温度は約
４０℃より低く維持され、好ましくは約１０℃と約２５℃の間に維持される。従
って、例えば最適生産速度は、約９０℃またはそれ以下に維持される混合物を形
成するための好ましいゲル形成性物質（約３０℃と約４５℃の間のゲル化点を示
すもの）が採用され、かつ混合物が約２５℃またはそれ以下に維持されたモール
ド中へ射出される射出モールディング法で達成されることが期待される。

【００２９】 部品が成形され、そしてゲル形成性物質のゲル化点より低い温度にまで冷却さ
れた後、グリーンボディはモールドから取り出され、乾燥される。自己支持性ボ
ディであるグリーンボディは、炉内へ入れられる前に特別の取扱いを必要としな
い。次いでグリーンボディは、モールドから取り出された後、直接に炉内に入れ
られ、または炉に入れられる前にさらに乾燥される。

【００３０】 炉内で、ボディは焼成されて最終製品となる。還元性雰囲気内で焼結温度とさ
れる前に、ボディは空気中で約２５０℃まで僅かに上げられた温度で加熱されて
ボディ中の少量の有機物質の除去を助長してもよい。焼成時間及び温度（焼成ス
ケジュール）は部品を製作するために使用された粉末材料に応じて調整される。
焼成スケジュールは多数の材料について当業界において公知であり、ここで説明
する必要はない。

【００３１】 本発明の新規モールディング組成物の使用の故に、焼成中に支持材は、必要と
されない。通常、ワックス・ベースの系については吸収剤である支持粉末を使用
して、部品からのワックスの除去を助力し、また部品の支持の助力をして製品の
意図された形状が焼成を維持されるようにする。本発明はそのような材料の必要
を無くする。

【００３２】 本発明によって作られる焼成された製品は、非常に高密で、ネットまたは近ネ
ット状製品である。図３は、バインダーを除去するために真空中で５７０℃に加
熱された本発明の射出モールドされた製品によって示される重量損失を図示して
いる。示されるように、重量損失は僅かに１．２３％であり、５％Ｈ₂／Ａｒ中
で１３７６℃の焼結温度にまで加熱されたときの重量損失は１．３８％であった
。

【００３３】 以上に本発明を、十分に、明確かつ簡明な記載で説明したが、下記の実施例は
本発明のいくつかの具体例を例示説明するために挙げる。しかし、実施例は本発
明の範囲を限定することを意図されるものではない。そのような詳細事項に厳密
に執着することは必要でなく、種々の変化及び改変が当業者に示唆されるもので
あり、それらは請求の範囲に記載された本発明の範囲に入ることが、了解されよ
う。

【００３４】 実施例 以下の実施例において、固形分重量百分率は１２０℃での揮発性物質の除去後
のすべての残留物を包含する。３１６及び１７−４ＰＨステンレス鋼についての
理論密度値はそれぞれ８．０２ｇ／ｃｍ³及び７．７８ｇ／ｃｍ³である。焼成さ
れた９９％ＴＤ焼成部品での収縮りつは１６．５％前後である。

【００３５】 実施例１（バッチ３１６Ａ−０６３） ８２３６ｇの３１６Ｌ金属粉末（Ａｎｖａｌ３１６Ｌ −２２μｍ粉末）、６
１２ｇのＤ．Ｉ．（脱イオン）水、１６５ｇの寒天、１１．６ｇの硼酸カルシウ
ム、１．６ｇのメチル−ｐ−ヒドロキシベンゾエート及び１．２ｇのプロピル−
ｐ−ヒドキシベンゾエートから構成される配合物を、９０．５℃で１時間にわた
りシグマブレンダーで調製した。冷却して、その混合物をブレンダーから取り出
し、Ｈｏｂｅｒｔ食品シュレッダー中でシュレド処理した。固形分含量は、９３
ｗｔ％であった。この材料を射出成形（モールディング）機（Ｃｉｎｃｉｎｎａ
ｔｉ ３３ ｔｏｎ）のホッパーへ供給した。引張りバー（焼成部品の寸法：ピ
ン長さ４．２２インチ、幅０．４２インチ、厚さ０．１０インチ）を１０００ｐ
ｓｉ射出圧（油圧）でモールドした。これらのバーを乾燥し、２２５℃で２時間
そして４５０℃で２時間加熱し、次いで水素中で２時間１３７５℃で焼結した。
性質は表３に示されている。

【００３６】 実施例２（バッチ３１６Ａ−０７０） 実施例１の方法に従ったが、粉末混合物は７０％の−２２μｍ粉末及び３０％
の−１６μｍ粉末を含むように予備混合した。焼結された引張りバーの性質は表
３に与えられている。

【００３７】 実施例３（バッチ３１６Ａ−０６９） −１６μｍの粉末を使用したことを除き実施例１の方法に従った。焼結された
引張りバーの性質は表３に与えられている。

【００３８】 実施例４（バッチ１７４Ｕ−０４４） ７９８２ｇの１７−４ＨＰ金属粉末を用いたことを除き実施例１の方法に従っ
た（Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｐｏｗｄｅｒｓ −２０μｍ １７−４粉末）。焼結
スケジュールは、空気中２６０℃での２時間、それに続く水素中１３４３℃での
２時間からなった。引張りバーを９３％固形分でモールドした。性質は表３に与
えられている。

【００３９】 実施例５および６は引張りバー以外の部品について述べる。 実施例５（バッチ１１７４Ｕ−０４４） 実施例４の方法に従った。「５−段（５−ｓｔｅｐ）」と称される部品を９２
．３％固形分及び６００ｐｓｉの射出圧（油圧）でモールドした。この部品は異
なる厚味の5つの隣接段からなり、全高さ２．０７インチ、幅１．２５インチで
あった。頂部から底部へかけての引き続く段の厚さは、段１が０．０３６インチ
、段２が０．０４９インチ、段３が０．１７０インチ、段４が０．３３９インチ
、段５が０．８４６インチである。９９．１％ＴＤの密度を達成した。平均収縮
率は、１７％であった。

【００４０】 実施例６（バッチ１１７４Ｕ−０８７） 混合物が硼酸塩を含まないことを除いて実施例４の方法に従った。「ターボチ
ャージャー翼」と称される部品を、Ｂｏｙ １５Ｓ射出モールディング機で９２
．７％固形分及び５００ないし１０００ｐｓｉ（油圧）の射出圧でモールドした
。焼結スケジュールは、空気中３００℃での２時間、それに続く水素中１３６０
℃での２時間からなった。部品の密度は９７％ＴＤであった。

【００４１】 実施例７（バッチ３１６Ａ−０６４） 実施例１の方法に従った。材料の固形分含量は９２．９ｗｔ％であった。この
材料を射出モールディング機（Ｂｏｙ ２２ ｔｏｎ）のホッパーへ供給した。
「３穴インシュレーター（３−ｈｏｌｅ ｉｎｓｕｌｔｏｒ）」と称される部品
を２５０−６００ｐｓｉ（油圧）でモールドし、乾燥し、窒素中で１３４３℃で
焼結した。この部品は、円筒形で、高さ０．８３インチであった。外径は二つの
同じ部分からなり、上方半分部は０．４１インチ径、下方半部分は０．４６イン
チ径であった（寸法は名目）。部品の平均密度は９７．７％ＴＤであった。

【００４２】 表３ 焼結引張りバーの性質 実施例 １ ２ ３ ４ ステンレス鋼 316 316 316 17-4PH 降伏強度 ｐｓｉ ｘ10^-3 33.5 32 32 133 極限強度 ｐｓｉ ｘ10^-3 76.5 73 73 149 伸び率％ 90 77 77 6 密度％TD 99.76 99.3 98.9 99.1 硬度 61.5RB 58.4RB 59RB 25RC （ロックウエル）

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、種々の温度における２重量％寒天溶液の見掛粘度のグラフ表示である
。

【図２】 図２は、本発明の方法の一具体例の基本工程の概略表示である。

【図３】 図３は、本発明の方法で作られた製品が示した重量損失のグラフ表示である。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月６日（２０００．１２．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 デュイキンク，リック アメリカ合衆国ニュージャージー州08551， リンゴーズ，サドル・ショップ・ロード 42 (72)発明者 スノー，ブライアン・ジェフリー アメリカ合衆国ニュージャージー州07054， パーシッパニー，アラン・ドライブ 22 (72)発明者 ファネリ，アンソニー アメリカ合衆国ニュージャージー州07945， モーリス・プレインズ，エッジフィール ド・ドライブ 54 (72)発明者 バールー，ジョアン・バージニア アメリカ合衆国ニュージャージー州07866， ロッカウェイ，バリー・ビュー・ドライブ 106 Ｆターム(参考） 4K018 AA33 AA40 BA17 BA20 CA08 CA29

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ） １）純粋ステンレス鋼合金、ステンレス鋼合金用元素、金属
   間化合物、金属マトリックス複合材の成分、及びそれらの混合物からなる群より
   選択される少なくとも一つを含む粉末；と ２）ゲル形成性物質；と ３）ゲル形成性物質用溶媒；と を含む混合物を形成し；そして ｂ）その混合物を、ゲル形成性物質からなるゲルと粉末とを
   含む自己支持性物品を形成するのに十分な温度で、モールドする； 工程を含むステンレス鋼物品を成形する方法。
2. 【請求項２】 ゲル形成性物質がアガロイドを含む請求項１の方法。
3. 【請求項３】 粉末が、混合物の約５０％ないし約９６％（重量基準）をな
   す請求項１の方法。
4. 【請求項４】 ゲル形成性物質が、約１.５重量％のゲル形成性物質及び水
   から主として成るゲルで０℃及び３０℃の間の温度で測定して少なくとも約２０
   ０ｇ／ｃｍ²のゲル強度を有する請求項１の方法。
5. 【請求項５】 ゲル形成性物質が、混合物の約０．５％ないし約５％（重量
   基準）をなす請求項１の方法。
6. 【請求項６】 さらに、モールディング工程（ｂ）の前に、混合物をゲル形
   成性物質のゲル化点以上の温度に維持する工程を含む請求項１の方法。
7. 【請求項７】 モールディング工程中の混合物の温度をゲル形成性物質のゲ
   ル化点以下の温度に下げる請求項６の方法。
8. 【請求項８】ゲル形成性物質がアガロイドである請求項５の方法。
9. 【請求項９】 混合物がさらに、金属硼酸塩化合物、カップリング剤、分散
   剤、及び単量体の一価及び／または多価アルコールを含む添加剤を含む請求項８
   の方法。
10. 【請求項１０】 硼酸塩化合物が、混合物中のゲル形成用溶媒の約１０重量
    ％までの量で存在する請求項９の方法。
11. 【請求項１１】 アガロイドが寒天、アガロース、またはそれらの混合物で
    ある請求項２の方法。
12. 【請求項１２】 アガロイドが寒天、アガロース、またはそれらの混合物で
    ある請求項８の方法。
13. 【請求項１３】 ａ） １）ステンレス鋼粉末からなる群より選択される粉末；と ２）約１．５重量％のゲル形成性物質及び水から主として成
    るゲルで０℃及び３０℃の間の温度で測定して少なくとも約２００ｇ／ｃｍ²の
    ゲル強度を有するゲル形成性物質；と ３）ゲル形成性物質用溶媒；と を含む混合物を形成し；そして ｂ）その混合物をモールド中へ射出し、その際に混合物を射
    出工程に先立って、ゲル形成性物質のゲル化点より高い第１の温度に維持し；そ
    して ｃ）モールド中の混合物をゲル形成性物質のゲル化点より低い
    第２の温度に冷却して、該粉末とゲル形成性物質を含むゲルを含む自己支持性物
    品を形成する； 工程を含む射出モールド成形方法。
14. 【請求項１４】 粉末が混合物中に混合物の約５０重量％と約９５重量％と
    の間の量で存在し、ゲル形成性物質が混合物中に混合物の約０．５重量％と約５
    重量％との間の量で存在し、そして水がキャリヤーとして機能するのに十分な量
    で存在する請求項１３の方法。
15. 【請求項１５】 ゲル形成性物質がアガロイドを含む請求項１３の方法。
16. 【請求項１６】 ゲル形成性物質がアガロイドである請求項１３の方法
17. 【請求項１７】 混合物がさらに、金属硼酸塩化合物、カップリング剤、分
    散剤、及び単量体の一価及び／または多価アルコールを含む添加剤を含む請求項
    １３の方法。
18. 【請求項１８】 硼酸塩化合物が、混合物中のゲル形成用溶媒の約１０重量
    ％までの量で存在する請求項１７の方法。
19. 【請求項１９】 アガロイドが寒天、アガロース、またはそれらの混合物で
    ある請求項１５の方法。
20. 【請求項２０】 アガロイドが寒天、アガロース、またはそれらの混合物で
    ある請求項１６の方法。
21. 【請求項２１】 約１.５重量％のゲル形成性物質及び水から主として成る
    ゲルで０℃及び３０℃の間の温度で測定して少なくとも約２００ｇ／ｃｍ²のゲ
    ル強度を有するゲル形成性物質と混合された、ステンレス鋼粉末からなる群より
    選択される粉末を含む組成物。
22. 【請求項２２】 ゲル形成性物質がアガロイドを含む請求項２１の組成物。