JP3684026B2 - Manufacturing method of inorganic powder sintered body - Google Patents

Manufacturing method of inorganic powder sintered body Download PDF

Info

Publication number
JP3684026B2
JP3684026B2 JP09752597A JP9752597A JP3684026B2 JP 3684026 B2 JP3684026 B2 JP 3684026B2 JP 09752597 A JP09752597 A JP 09752597A JP 9752597 A JP9752597 A JP 9752597A JP 3684026 B2 JP3684026 B2 JP 3684026B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
binder
heating
coefficient
molded body
inorganic powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP09752597A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10287902A (en
Inventor
潤 稲橋
卓弥 児玉
昇司 山本
博史 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP09752597A priority Critical patent/JP3684026B2/en
Publication of JPH10287902A publication Critical patent/JPH10287902A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3684026B2 publication Critical patent/JP3684026B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機物粉末焼結体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属粉末やセラミックス粉末からなる無機物粉末と結合材(有機バインダー)とを混合、混練し、この混合材を射出成形や鋳込成形、圧粉成形等により成形して所望の形状とした後、結合材を除去し、その後、焼結することにより最終的な無機物粉末焼結体を得る製造方法が注目を浴びている。
【0003】
この製造方法の一種である金属粉末射出成形法(Metal Injection Molding 、MIM)の場合、平均粒径10μm程度の金属粉末と結合材としてワックスや熱可塑性樹脂とを混合混練してコンパウンド(フィードストック)とし、このコンパウンドを射出成形して射出成形体(グリーン体、グリーン・ボディ、グリーン・パーツ)とし、その後、射出成形体から結合材を除去(脱脂、デワックス、デバインダー)して除去体(脱脂体、ブラウン体、ブラウン・ボディ、ブラウン・パーツ)とする。その後、この除去体を焼結し、最終的な無機物粉末焼結体(シンター体、シンター・ボディ、シンター・パーツ)としている。このMIMでは、3次元の複雑形状を精度良く成形することが可能となっている。
【0004】
しかしながら、このような製造方法では、加熱により結合材を除去する除去工程において、加熱の昇温速度が大きく、急速に加熱すると成形体が膨れたり、割れたりして破損する問題点がある。これは、結合材の除去工程で、結合材が気化や分解してガスを発生し、この発生したガスが成形体の内部に留まり、成形体中で体積膨張するためである。
【0005】
このようなことから、特公平6−89369号公報には、成形体の膨張や割れを防止する組成を有した除去性の良好な結合材が記載されており、この結合材を用いることにより、成形体の破損を防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、製造の実際では、除去性が良好な結合材を用いても、肉厚が厚い成形体に対する加熱は、その昇温時間を長時間とする必要がある。また、除去性に多少問題がある結合材であっても、成形体の肉厚が充分に薄い場合には加熱の昇温速度を速くしても膨れや割れを生じることが少ない。このことは結合材除去時の成形体の膨れや割れ等の不具合は、結合材の除去特性のみで決定されるのではなく、成形体の肉厚による影響の方が大きいことを示唆するものである。
【0007】
以上のように成形体の肉厚によって、結合材除去の際の加熱昇温速度は大きく影響を受ける。このため、従来では、幾度となくtry and errorを繰り返して、成形体から結合材を除去するのに最適な加熱昇温速度を決定していた。
【0008】
また、製造の実際では、結合材を加熱昇温により除去するに際し、その加熱雰囲気も大きく影響することが知られている。すなわち、加熱雰囲気が不活性雰囲気である場合には、加熱昇温による結合材の気化、分解のみが生じるだけであり、結合材の熱特性のみを考慮することにより容易に加熱昇温速度を決定できる。
【0009】
これに対し、加熱雰囲気が活性雰囲気の場合には、加熱昇温による結合材の気化、分解に加えて、活性雰囲気との反応による分解も考慮する必要がある。このこともtry and error を増大する要因となっている。
【0010】
さらに、加熱雰囲気が減圧雰囲気の場合、加熱昇温による結合材の気化、分解のほかに減圧下における結合材の昇華も考慮する必要がある。
【0011】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、不活性雰囲気、活性雰囲気、減圧雰囲気のそれぞれの雰囲気内での結合材の除去を行うのに際し、膨れ、割れを生じさせることのない方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1の発明は、無機物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して無機物粉末焼結体とする方法において、結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、式 v=aln(b−cx)+d(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガスの拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、2≦a≦65、1.13≦b≦18、0.01≦c≦5.45、1.2≦d≦53.6である。)上記式により昇温速度を特定する工程と、常圧の不活性雰囲気中で前記工程で特定された昇温速度で加熱して結合材を除去することを特徴とする。
【0013】
この方法において、加熱昇温により気化、分解して結合材がガス化し、このガス化によって成形体表面から除去される。この結合材のガス化速度hiは熱エネルギーによるから熱エネルギー保存則により、数1が成り立つ。
【0014】
【数1】

Figure 0003684026
【0015】
また、結合材のガスの除去速度fiは等方的媒質中での拡散と見なせるので、結合材の濃度Cとの間には数2の拡散方程式が成り立つ。
【0016】
【数2】
Figure 0003684026
【0017】
この結合材のガス化速度hiがガス除去速度fiを上回ると、ガス化して成形体中に発生した結合材のガスは除去されず、成形体の膨れや割れの原因となる。従って、常に、hi<fiとするためには、数3とする必要がある。
【0018】
【数3】
Figure 0003684026
【0019】
この数3において、gradT=vであり、成形体が均質に形成されているとすると、gradC≒xと見なしても構わないから、数4が成立する。
【0020】
【数4】
Figure 0003684026
【0021】
この数4について、不等号をκ,kの係数で展開すると、数5となる。数5において、b、dは任意の係数であり、dは、℃/hを単位としている。
【0022】
【数5】
Figure 0003684026
【0023】
数5において、結合材の熱伝導係数κの逆数、すなわち1/κをaとし、結合材のガス拡散係数kをcとすると、v=aln(b−cx)+dとなり、成形体の肉厚xと加熱昇温速度vとの間で、請求項1の関係が成立する。ここで、aは℃/hを単位とし、cは1/mmを単位としている。
【0024】
本発明者らが、これらのそれぞれの係数a,b,c,dを、不活性雰囲気中での実験によって鋭意検討により求めたところ、
2≦a≦65
1.13≦b≦18
0.01≦c≦5.45
1.2≦d≦53.6
となった。ここで、a<2、b<1.13、c>5.45、d<1.2の内のいずれかの条件に当てはまる場合には、加熱の昇温速度が遅すぎて結合材が気化、分解する前に液化して、成形体が変形する。又、さらにa>65、b>18、c<0.01、d>53.3の場合には、加熱昇温速度が速すぎ、気化や分解により発生した結合材のガスが成形体より除去されず、成形体に膨れや割れ等の不具合を生じる。
【0025】
各係数は、2≦a≦65、1.13≦b≦18、0.01≦c≦5.45、1.2≦d≦53.6としたが、2.1≦a≦65.1、1.5≦b≦17、0.05≦c≦5.12、1.5≦d≦43.6でも良く、より良くは2.5≦a≦59、1.8≦b≦17、0.05≦c≦4.67、3.6≦d≦38.1でも良く、特に2.8≦a≦55、2.0≦b≦16、0.05≦c≦4.11、4.9≦d≦37.5でも良く、いずれにおいても膨れや割れのない成形品とすることができる。
【0026】
請求項2の発明は、無機物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して無機物粉末焼結体とする方法において、 結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、式 v=aln(b−cx)+d(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、5≦a≦72、1.2≦b≦28、0.01≦c≦8.12、1.5≦d≦62.4である。)上記式により昇温速度を特定する工程と、常圧の活性雰囲気中で前記工程で特定された昇温速度で加熱して結合材を除去することを特徴とする。
【0027】
この方法は、常温の活性雰囲気中で結合材を除去するものであり、常温の活性雰囲気下においては、加熱昇温による結合材の気化、分解に加えて、活性ガスと結合材との反応による分解を考慮する必要がある。
【0028】
本発明者らが、常温の活性雰囲気中でのそれぞれの係数a,b,c,dを、実験によって鋭意検討により求めたところ、
5≦a≦72
1.2≦b≦28
0.01≦c≦8.12
1.5≦d≦62.4
となった。ここで、a<5、b<1.2、c>8.12、d<1.5の内のいずれかの条件に当てはまる場合には、加熱の昇温速度が遅すぎて結合材が気化、分解する前に液化して、成形体が変形する。又、さらにa>72、b>28、c<0.01、d>62.4の場合には、加熱昇温速度が速すぎ、気化や分解により発生した結合材のガスが成形体より除去されず、成形体に膨れや割れ等の不具合を生じる。
【0029】
各係数の範囲は、5≦a≦72、1.2≦b≦28、0.01≦c≦8.12、1.5≦d≦62.4としたが、5.8≦a≦68、1.6≦b≦21、0.03≦c≦7.44、1.5≦d≦61.3でも良く、より良くは6.1≦a≦65、1.8≦b≦19、0.05≦c≦6.89、3.2≦d≦58.7でも良く、特に7.3≦a≦57、2.0≦b≦17、0.05≦c≦6.22、3.5≦d≦45.1でも良い。
【0030】
請求項3の発明は、無機物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して無機物粉末焼結体とする方法において、結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、式 v=aln(b−cx)+d(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、6≦a≦81、1.5≦b≦32、0.05≦c≦8.99、1.2≦d≦71.6である。)上記式により昇温速度を特定する工程と、減圧雰囲気中で前記工程で特定された昇温速度で加熱して結合材を除去することを特徴とする。
【0031】
この方法は、減圧雰囲気中で加熱して結合材を除去するものであり、減圧雰囲気下においては、加熱昇温による結合材の気化、分解の他に減圧による結合材の昇華も考慮する必要がある。
【0032】
本発明者らが、常温の活性雰囲気中でのそれぞれの係数a,b,c,dを、実験によって鋭意検討により求めたところ、
6≦a≦81
1.5≦b≦32
0.05≦c≦8.99
1.2≦d≦71.6
となった。ここで、a<6、b<1.5、c>8.99、d<1.2の内のいずれかの条件に当てはまる場合には、加熱の昇温速度が遅すぎて結合材が気化、分解する前に液化して、成形体が変形する。又、さらにa>81、b>32、c<0.05、d>71.6の場合には、加熱昇温速度が速すぎ、気化や分解により発生した結合材のガスが成形体より除去されず、成形体に膨れや割れ等の不具合を生じる。
【0033】
各係数の範囲は、6≦a≦81、1.5≦b≦32、0.05≦c≦8.99、1.2≦d≦71.6としたが、6.3≦a≦76、1.5≦b≦29、0.06≦c≦8.51、1.4≦d≦68.7でも良く、より良くは6.8≦a≦69、1.6≦b≦21、0.08≦c≦7.89、2.5≦d≦62.1でも良く、特に7.0≦a≦51、2.2≦b≦18、0.08≦c≦6.54、2.8≦d≦58.3でも良い。
【0034】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は、この実施の形態により成形された成形体1を示す。この成形体1は、金属粉末射出成形法(MIM)により形成されたもので、平均粒径12μmのオーステナイト系ステンレス鋼(JIS規格 SUS316L)粉末 91.1wt%と、結合材としてポリスチレン(PS)4.1wt%、ポリメチルメタクリレート(アクリル、PMMA)3.5wt%、パラフィンワックス1.3wt%とを混合混練してコンパウンドとし、このコンパウンドを射出成形したものである。
【0035】
成形体1は、矩形体部2の上部両端から耳部3が立設した一体的に形状となっている。図1における各寸法は、Aが12mm、Bが12mm、Cが16mm、Dが4mm、Eが12mmであり、これにより全幅24mm、奥行き12mm、高さ24mmの外形で、且つ中央に16mm×12mm×12mmの切欠きが形成されている。この成形体1は、矩形体部2が肉厚部となっている。
【0036】
この成形体1を図示を省略した加熱炉に設置し、窒素雰囲気(不活性雰囲気)下で加熱昇温し、結合材を除去する。この時、各係数はそれぞれa=4.1、b=3.1、c=0.06、d=12.5となり、加熱昇温速度は、v=16.1℃/hとなる。
【0037】
この加熱昇温速度で410℃まで加熱し、410℃で3.5時間保持する。その後、加熱を終了し、結合材の除去の完了した成形体1を真空焼結炉に移送し、10−4torr(1.33×10−2Pa)の真空下、昇温速度300℃/hで1350℃まで加熱し、1350℃で1時間保持した後、加熱を終了し、冷却後、焼結が完了した粉末焼結体となった成形体を取り出す。
【0038】
本実施の形態によれば、結合材除去時の結合材のガス化すなわち加熱昇温で結合材が気化、分解したことによるガスの発生速度よりも、ガスの除去速度が上回るので、膨れや割れ等の不具合は発生しない。また、加熱昇温速度が結合材の液化を招くほど遅くないため、変形もしない。従って、膨れや割れ、変形を生じることなく、良好な金属粉末焼結体を成形することができる。
【0039】
(実施の形態2)
図2は実施の形態2による成形体4を示し、シートプレス成形法により形成されている。すなわち、平均粒系11μmのステライト合金(Co系合金)95.4wt%と、結合材としてポリアミド(PA)4.6wt%とを混合混練し、シート状にし、このシート状の混合材をプレスにより図2に示す形状に成形している。
【0040】
この成形体4は、外径Gの直径φが5mm、内径Hの直径φが4mm、高さFが7mmの円筒形を軸方向に縦に2分割した形状となっており、外径及び内径の間の0.5mmの肉厚部となっている。
【0041】
この成形体4を加熱炉に設置し、大気雰囲気(活性雰囲気)下で加熱昇温して結合材を除去する。この時、各係数はa=27.1、b=13.7、c=5.35、d=13.7となり、加熱昇温速度はv=78.7℃/hとなる。
【0042】
この加熱昇温速度で325℃まで加熱し、325℃で2時間保持する。その後、加熱を終了し、結合材除去が完了した成形体を真空焼却炉に移送して、Ar減圧雰囲気下5torr(65.5Pa)、昇温速度250℃/hで1220℃まで加熱し、1220℃で1時間保持した後、加熱を終了する。これにより焼結が終了し、その後、冷却し、粉末焼結体となった成形体を取り出す。
【0043】
本実施の形態によれば、結合材除去時の結合材のガス化、すなわち加熱昇温で結合材が気化、分解に加え、活性雰囲気である大気雰囲気と結合材の反応分解にともなうガスの発生速度よりも、ガスの除去速度が上回るため、膨れや割れといった不具合は発生しない。また、加熱昇温速度が結合材の液化を招くほど遅くないため、変形することもない。従って、膨れや割れ、変形を生じることなく、良好な金属粉末焼結体を製造することができる。
【0044】
(実施の形態3)
図3は、実施の形態3による成形体5を示し、セラミック粉末射出成形法(Ceramic Injection Molding、CIM )によって成形されている。すなわち、平均粒系2μmのアルミナ(Al2O3)粉末93.2wt%と、結合材としてポリエチレン(PE)2.8wt%、アタックチックポリプロピレン(APP)2.8wt%、パラフィンワックス1.2wt%とを混合混練してコンパウンドとし、射出成形によって成形するものである。
【0045】
この成形体5は、平板部6の両端の上下面から起立部7が一体的に立設した形状となっており、寸法I及びJが5mm、Kが3mm、Mが4mmとなっており、起立部7が3mmの肉厚部となっている。
【0046】
この成形体を加熱炉に設置し、10−2torr(1.33Pa)の減圧雰囲気下で加熱昇温し、結合材を除去する。この時、各係数はa=8.7、b=12.3、c=3.08、d=21.3となり、加熱昇温速度はv=31℃/hとなる。この加熱昇温速度で350℃まで加熱し、350℃で4時間保持する。
【0047】
その後、加熱を終了し、結合材除去が完了した成形体を大気焼却炉に移送し、大気雰囲気下、200℃/hの昇温速度で、1500℃まで加熱し、1500℃で3時間保持した後、加熱を終了して焼結した。そして、冷却後、焼結が完了して粉末焼結体となった成形体を取り出す。
【0048】
本実施の形態によれば、結合材除去時の結合材のガス化、すなわち加熱昇温で結合材が気化、分解さらには減圧雰囲気下による結合材の昇華にともなうガスの発生速度よりも、ガスの除去速度が上回るため、膨れや割れ等の不具合は発生しない。また、加熱昇温速度が結合材の液化を招くほど遅くないため、変形することもない。従って、膨れや割れ、変形を生じることなく、良好なセラミック粉末焼結体を製造することができる。
【0049】
以上の本発明は、以下の発明を包含するものである。
(1) 金属粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、2≦a≦65、1.13≦b≦18、0.01≦c≦5.45、1.2≦d≦53.6である。)
を満たし、且つ常圧の不活性雰囲気中で加熱して結合材を除去することを特徴とする製造方法。
(2) 金属物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、5≦a≦72、1.2≦b≦28、0.01≦c≦8.12、1.5≦d≦62.4である。)
を満たし、且つ常圧の活性雰囲気中で加熱して結合材を除去することを特徴とする製造方法。
(3) 金属物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、6≦a≦81、1.5≦b≦32、0.05≦c≦8.99、1.2≦d≦71.6である。)
を満たし、且つ減圧雰囲気中で加熱して結合材を除去することを特徴とする製造方法。
(4) セラミックス粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、2≦a≦65、1.13≦b≦18、0.01≦c≦5.45、1.2≦d≦53.6である。)
を満たし、且つ常圧の不活性雰囲気中で加熱して結合材を除去することを特徴とする製造方法。
(5) セラミックス粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、5≦a≦72、1.2≦b≦28、0.01≦c≦8.12、1.5≦d≦62.4である。)
を満たし、且つ常圧の活性雰囲気中で加熱して結合材を除去することを特徴とする製造方法。
(6) セラミックス粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、6≦a≦81、1.5≦b≦32、0.05≦c≦8.99、1.2≦d≦71.6である。)
を満たし、且つ減圧雰囲気中で加熱して結合材を除去することを特徴とする製造方法。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、不活性雰囲気、常圧の活性雰囲気、減圧雰囲気のいずれの雰囲気においても、膨れや割れが生じることのない状態で結合材を除去することができる。このため、変形のない成形体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1によって成形される成形体の斜視図である。
【図2】実施の形態2によって成形される成形体の斜視図である。
【図3】実施の形態3によって成形される成形体の斜視図である。
【符号の説明】
1 4 5 成形体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an inorganic powder sintered body.
[0002]
[Prior art]
After mixing and kneading an inorganic powder made of metal powder or ceramic powder and a binder (organic binder), the mixture is molded by injection molding, casting molding, compacting, etc. to a desired shape, and then bonded. A manufacturing method for obtaining a final inorganic powder sintered body by removing the material and then sintering it has been attracting attention.
[0003]
In the case of a metal injection molding method (Metal Injection Molding, MIM) which is a kind of this manufacturing method, a compound (feedstock) is prepared by mixing and kneading a metal powder having an average particle size of about 10 μm and a wax or a thermoplastic resin as a binder. This compound is injection-molded to form an injection-molded body (green body, green body, green part), and then the binder is removed from the injection-molded body (degreasing, dewaxing, debinder) and the removed body (degreasing) Body, brown body, brown body, brown parts). Thereafter, the removed body is sintered to obtain a final inorganic powder sintered body (sinter body, sinter body, sinter part). In this MIM, it is possible to accurately mold a three-dimensional complex shape.
[0004]
However, in such a manufacturing method, there is a problem that in the removing step of removing the binder by heating, the heating rate is high, and the molded body swells or breaks when rapidly heated. This is because, in the binder removal process, the binder is vaporized or decomposed to generate gas, and the generated gas stays inside the molded body and expands in volume in the molded body.
[0005]
For this reason, Japanese Patent Publication No. 6-89369 discloses a binder with good removability having a composition for preventing expansion and cracking of a molded body. By using this binder, Damage to the molded body is prevented.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in actual manufacturing, even when a binder having good removability is used, heating of a thick molded body requires a long heating time. Even if the binder has a slight problem in removability, if the thickness of the molded body is sufficiently thin, even if the heating rate is increased, swelling and cracking are less likely to occur. This suggests that defects such as swelling and cracking of the molded product when removing the binder are not determined solely by the removal characteristics of the binder, but are more influenced by the thickness of the molded product. is there.
[0007]
As described above, the heating temperature increase rate at the time of removing the binder is greatly influenced by the thickness of the molded body. For this reason, conventionally, try and error were repeated several times to determine the optimum heating rate for removing the binder from the molded body.
[0008]
In actual production, it is known that the heating atmosphere greatly affects the removal of the binding material by heating and heating. That is, when the heating atmosphere is an inert atmosphere, only the vaporization and decomposition of the binder due to the heating temperature increase occurs, and the heating temperature rising rate is easily determined by considering only the thermal characteristics of the bonding material. it can.
[0009]
On the other hand, when the heating atmosphere is an active atmosphere, it is necessary to consider decomposition due to reaction with the active atmosphere in addition to vaporization and decomposition of the binder due to heating and heating. This is also a factor that increases try and error.
[0010]
Furthermore, when the heating atmosphere is a reduced-pressure atmosphere, it is necessary to consider the sublimation of the binder under reduced pressure in addition to the vaporization and decomposition of the binder due to heating and heating.
[0011]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and causes swelling and cracking when removing the binder in each of an inert atmosphere, an active atmosphere, and a reduced pressure atmosphere. The aim is to provide a method without any problem.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a method in which an inorganic powder and a binder are mixed and molded, then the binder is removed, and then sintered to form an inorganic powder sintered body. Assuming that the heating rate at the time of removal is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln, the formula v = aln (b−cx) + d (wherein , A is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the diffusion coefficient of the gas of the binder removed by gasification, and is in units of 1 / mm D is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 2 ≦ a ≦ 65, 1.13 ≦ b ≦ 18, 0.01 ≦ c ≦ 5.45, 1.2 ≦ d ≦ 53 6) The step of specifying the heating rate according to the above formula , and heating at the heating rate specified in the above step in an inert atmosphere at normal pressure, It is characterized by removing.
[0013]
In this method, the binder is gasified and decomposed by heating and heating to gasify, and is removed from the surface of the molded body by this gasification. Since the gasification rate hi of this binding material depends on thermal energy, Equation 1 is established according to the thermal energy conservation law.
[0014]
[Expression 1]
Figure 0003684026
[0015]
Further, since the gas removal rate fi of the binding material can be regarded as diffusion in an isotropic medium, the diffusion equation of Formula 2 is established between the concentration C of the binding material.
[0016]
[Expression 2]
Figure 0003684026
[0017]
When the gasification rate hi of the binder exceeds the gas removal rate fi, the gas of the binder generated by gasification and generated in the molded body is not removed, which causes swelling and cracking of the molded body. Therefore, in order to always satisfy hi <fi, it is necessary to satisfy Equation 3.
[0018]
[Equation 3]
Figure 0003684026
[0019]
In Equation 3, if gradT = v and the molded body is uniformly formed, Equation 4 can be established because gradC≈x may be considered.
[0020]
[Expression 4]
Figure 0003684026
[0021]
When the inequality sign is expanded with the coefficients of κ and k with respect to Equation 4, Equation 5 is obtained. In Equation 5, b and d are arbitrary coefficients, and d is in units of ° C./h.
[0022]
[Equation 5]
Figure 0003684026
[0023]
In Equation 5, when the reciprocal of the thermal conductivity coefficient κ of the binder, that is, 1 / κ is a, and the gas diffusion coefficient k of the binder is c, v = aln (b−cx) + d, and the thickness of the molded body The relationship of claim 1 is established between x and the heating temperature increase rate v. Here, a is in units of ° C./h, and c is in units of 1 / mm.
[0024]
When the present inventors obtained these coefficients a, b, c, and d by earnest examination through experiments in an inert atmosphere,
2 ≦ a ≦ 65
1.13 ≦ b ≦ 18
0.01 ≦ c ≦ 5.45
1.2 ≦ d ≦ 53.6
It became. Here, when any of the conditions a <2, b <1.13, c> 5.45, and d <1.2 is satisfied, the heating rate of heating is too slow and the binder is vaporized. The product is liquefied before being decomposed, and the molded body is deformed. Further, when a> 65, b> 18, c <0.01, and d> 53.3, the heating temperature rise rate is too high, and the binder gas generated by vaporization and decomposition is removed from the molded body. This causes problems such as swelling and cracking in the molded body.
[0025]
The coefficients are 2 ≦ a ≦ 65, 1.13 ≦ b ≦ 18, 0.01 ≦ c ≦ 5.45, 1.2 ≦ d ≦ 53.6, but 2.1 ≦ a ≦ 65.1. 1.5 ≦ b ≦ 17, 0.05 ≦ c ≦ 5.12, 1.5 ≦ d ≦ 43.6, and more preferably 2.5 ≦ a ≦ 59, 1.8 ≦ b ≦ 17, 0.05 ≦ c ≦ 4.67, 3.6 ≦ d ≦ 38.1 may be acceptable, and in particular, 2.8 ≦ a ≦ 55, 2.0 ≦ b ≦ 16, 0.05 ≦ c ≦ 4.11, 4 .9 ≦ d ≦ 37.5 may be satisfied, and in any case, a molded article free from swelling or cracking can be obtained.
[0026]
The invention of claim 2 is a method in which the inorganic powder and the binder are mixed and molded, then the binder is removed, and then sintered to form an inorganic powder sintered body. When the speed is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln, the formula v = aln (b−cx) + d (where a is the binding material) The reciprocal of the thermal conductivity coefficient, in units of ° C / h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm is the unit, d is ° C / h which is the arbitrary coefficient in units. Moreover, it is 5 ≦ a ≦ 72,1.2 ≦ b ≦ 28,0.01 ≦ c ≦ 8.12,1.5 ≦ d ≦ 62.4.) above identifying a heating rate by the equation, and removing the binder by heating at specified heating rate in the step in the normal pressure inert atmosphere.
[0027]
This method is to remove the binder in an active atmosphere at room temperature, and in the active atmosphere at room temperature, in addition to vaporization and decomposition of the binder by heating and heating, it is due to the reaction between the active gas and the binder. Decomposition needs to be considered.
[0028]
When the present inventors obtained the coefficients a, b, c, and d in the active atmosphere at room temperature through earnest examination through experiments,
5 ≦ a ≦ 72
1.2 ≦ b ≦ 28
0.01 ≦ c ≦ 8.12
1.5 ≦ d ≦ 62.4
It became. Here, if any of the conditions a <5, b <1.2, c> 8.12, and d <1.5 is satisfied, the heating rate of heating is too slow and the binder is vaporized. The product is liquefied before being decomposed, and the molded body is deformed. Further, when a> 72, b> 28, c <0.01, and d> 62.4, the heating temperature rise rate is too high, and the binder gas generated by vaporization and decomposition is removed from the molded body. This causes problems such as swelling and cracking in the molded body.
[0029]
The range of each coefficient is 5 ≦ a ≦ 72, 1.2 ≦ b ≦ 28, 0.01 ≦ c ≦ 8.12, 1.5 ≦ d ≦ 62.4, but 5.8 ≦ a ≦ 68. 1.6 ≦ b ≦ 21, 0.03 ≦ c ≦ 7.44, 1.5 ≦ d ≦ 61.3, and more preferably 6.1 ≦ a ≦ 65, 1.8 ≦ b ≦ 19, It may be 0.05 ≦ c ≦ 6.89, 3.2 ≦ d ≦ 58.7, especially 7.3 ≦ a ≦ 57, 2.0 ≦ b ≦ 17, 0.05 ≦ c ≦ 6.22, .5 ≦ d ≦ 45.1 may be acceptable.
[0030]
The invention of claim 3 is a method in which the inorganic powder and the binder are mixed and molded, then the binder is removed, and then sintered to obtain an inorganic powder sintered body. When the speed is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln, the formula v = aln (b−cx) + d (where a is the binding material) The reciprocal of the thermal conductivity coefficient, in units of ° C / h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm is the unit, d is ° C / h which is the arbitrary coefficient in units. Moreover, it is 6 ≦ a ≦ 81,1.5 ≦ b ≦ 32,0.05 ≦ c ≦ 8.99,1.2 ≦ d ≦ 71.6.) above identifying a heating rate by the equation, and removing the binder by heating at a Atsushi Nobori rate specified by said step in a reduced pressure atmosphere.
[0031]
In this method, the binder is removed by heating in a reduced-pressure atmosphere. In the reduced-pressure atmosphere, it is necessary to consider sublimation of the binder due to reduced pressure in addition to vaporization and decomposition of the binder by heating and heating. is there.
[0032]
When the present inventors obtained the coefficients a, b, c, and d in the active atmosphere at room temperature through earnest examination through experiments,
6 ≦ a ≦ 81
1.5 ≦ b ≦ 32
0.05 ≦ c ≦ 8.99
1.2 ≦ d ≦ 71.6
It became. Here, when any of the conditions of a <6, b <1.5, c> 8.99, and d <1.2 is satisfied, the heating rate of heating is too slow and the binder is vaporized. The product is liquefied before being decomposed, and the molded body is deformed. Further, when a> 81, b> 32, c <0.05, and d> 71.6, the heating temperature rise rate is too high, and the binder gas generated by vaporization and decomposition is removed from the molded body. This causes problems such as swelling and cracking in the molded body.
[0033]
The range of each coefficient is 6 ≦ a ≦ 81, 1.5 ≦ b ≦ 32, 0.05 ≦ c ≦ 8.99, 1.2 ≦ d ≦ 71.6, but 6.3 ≦ a ≦ 76. 1.5 ≦ b ≦ 29, 0.06 ≦ c ≦ 8.51, 1.4 ≦ d ≦ 68.7, and more preferably 6.8 ≦ a ≦ 69, 1.6 ≦ b ≦ 21, It may be 0.08 ≦ c ≦ 7.89 and 2.5 ≦ d ≦ 62.1, especially 7.0 ≦ a ≦ 51, 2.2 ≦ b ≦ 18, 0.08 ≦ c ≦ 6.54, .8 ≦ d ≦ 58.3 may be acceptable.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a molded body 1 molded according to this embodiment. This molded body 1 is formed by a metal powder injection molding method (MIM), 91.1 wt% austenitic stainless steel (JIS standard SUS316L) powder having an average particle size of 12 μm, and polystyrene (PS) 4 as a binder. 0.1 wt%, polymethyl methacrylate (acrylic, PMMA) 3.5 wt%, and paraffin wax 1.3 wt% are mixed and kneaded to form a compound, and the compound is injection molded.
[0035]
The molded body 1 has an integrally formed shape in which ears 3 are erected from both upper ends of the rectangular body 2. Each dimension in FIG. 1 is 12 mm for A, 12 mm for B, 16 mm for C, 4 mm for D, and 12 mm for E, so that the outer shape has a total width of 24 mm, a depth of 12 mm, and a height of 24 mm, and 16 mm × 12 mm in the center. A notch of × 12 mm is formed. The molded body 1 has a rectangular body portion 2 which is a thick portion.
[0036]
The molded body 1 is placed in a heating furnace (not shown), and heated and heated in a nitrogen atmosphere (inert atmosphere) to remove the binder. At this time, the coefficients are a = 4.1, b = 3.1, c = 0.06, d = 12.5, respectively, and the heating temperature rise rate is v = 16.1 ° C./h.
[0037]
Heat to 410 ° C. at this heating rate and hold at 410 ° C. for 3.5 hours. Thereafter, the heating was finished, and the molded body 1 from which the binder had been removed was transferred to a vacuum sintering furnace, and heated at a rate of heating of 300 ° C./h under a vacuum of 10 −4 torr (1.33 × 10 −2 Pa). After heating to 1350 ° C. and holding at 1350 ° C. for 1 hour, the heating is finished, and after cooling, the compact that has become a sintered powder body that has been sintered is taken out.
[0038]
According to the present embodiment, since the gas removal rate exceeds the gas generation rate due to the gasification and decomposition of the binder during heating and heating, the gas removal rate exceeds the gasification rate of the binder during removal of the binder. Such problems do not occur. Further, since the heating temperature rise rate is not so slow as to cause liquefaction of the binder, it is not deformed. Therefore, a good metal powder sintered body can be formed without causing swelling, cracking or deformation.
[0039]
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a molded body 4 according to Embodiment 2, which is formed by a sheet press molding method. That is, 95.4 wt% of a stellite alloy (Co alloy) having an average grain size of 11 μm and 4.6 wt% of polyamide (PA) as a binder are mixed and kneaded to form a sheet, and this sheet-like mixed material is pressed by a press. It is formed into the shape shown in FIG.
[0040]
This molded body 4 has a shape in which a cylindrical shape having an outer diameter G of 5 mm, an inner diameter H of 4 mm, and a height F of 7 mm is vertically divided into two in the axial direction. It is a 0.5mm thick part between.
[0041]
The molded body 4 is placed in a heating furnace, and heated and heated in an air atmosphere (active atmosphere) to remove the binder. At this time, the coefficients are a = 27.1, b = 13.7, c = 5.35, d = 13.7, and the heating temperature rise rate is v = 78.7 ° C./h.
[0042]
Heat to 325 ° C. at this heating rate and hold at 325 ° C. for 2 hours. Thereafter, the heating was finished, and the molded body after the removal of the binder was transferred to a vacuum incinerator and heated to 1220 ° C. at 5 torr (65.5 Pa) under a reduced pressure Ar atmosphere at a heating rate of 250 ° C./h. After holding at 0 ° C. for 1 hour, heating is terminated. As a result, the sintering is completed, and then cooled, and the molded body that has become a powder sintered body is taken out.
[0043]
According to the present embodiment, the gasification of the binder during the removal of the binder, that is, the generation of gas accompanying the reactive decomposition of the active atmosphere to the atmosphere and the binder in addition to the vaporization and decomposition of the binder by heating and heating. Since the gas removal speed exceeds the speed, problems such as swelling and cracking do not occur. Further, since the heating temperature rise rate is not so slow as to cause liquefaction of the binder, it is not deformed. Therefore, a good metal powder sintered body can be produced without causing swelling, cracking or deformation.
[0044]
(Embodiment 3)
FIG. 3 shows a molded body 5 according to Embodiment 3, which is molded by a ceramic powder injection molding method (CIM). That is, 93.2 wt% of alumina (Al 2 O 3) powder having an average grain size of 2 μm, 2.8 wt% of polyethylene (PE) as a binder, 2.8 wt% of attack polypropylene (APP), and 1.2 wt% of paraffin wax are mixed. It is kneaded into a compound and molded by injection molding.
[0045]
This molded body 5 has a shape in which upright portions 7 are integrally erected from the upper and lower surfaces of both ends of the flat plate portion 6, the dimensions I and J are 5 mm, K is 3 mm, and M is 4 mm. The standing part 7 is a 3 mm thick part.
[0046]
The molded body is placed in a heating furnace, heated and heated in a reduced pressure atmosphere of 10-2 torr (1.33 Pa) to remove the binder. At this time, the coefficients are a = 8.7, b = 12.3, c = 3.08, d = 21.3, and the heating temperature rise rate is v = 31 ° C./h. Heat to 350 ° C. at this heating rate and hold at 350 ° C. for 4 hours.
[0047]
Thereafter, the heating was finished, and the molded body from which the binder was removed was transferred to an atmospheric incinerator, heated to 1500 ° C. at a temperature increase rate of 200 ° C./h in an atmospheric atmosphere, and held at 1500 ° C. for 3 hours. Thereafter, heating was terminated and sintering was performed. Then, after cooling, the compact that has been sintered and becomes a powder sintered body is taken out.
[0048]
According to the present embodiment, the gasification of the binder during the removal of the binder, i.e., the gasification of the binder by heating and heating, decomposition, and further the gas generation rate due to the sublimation of the binder in a reduced-pressure atmosphere. Since the removal speed of the is higher, problems such as swelling and cracking do not occur. Further, since the heating temperature rise rate is not so slow as to cause liquefaction of the binder, it is not deformed. Therefore, a good ceramic powder sintered body can be produced without causing swelling, cracking or deformation.
[0049]
The present invention described above includes the following inventions.
(1) In a method in which a metal powder and a binder are mixed and molded, the binder is removed, and then sintered to form a sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 2 ≦ a ≦ 65, 1.13 ≦ b ≦ 18, 0.01 ≦ c ≦ 5.45, 1.2 ≦ d ≦ 53.6.)
And a binder is removed by heating in an inert atmosphere at normal pressure.
(2) After mixing and molding the metal powder and the binder, the binder is removed, and then sintered to form a sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 5 ≦ a ≦ 72, 1.2 ≦ b ≦ 28, 0.01 ≦ c ≦ 8.12, 1.5 ≦ d. ≦ 62.4.)
And a binder is removed by heating in an active atmosphere at normal pressure.
(3) In a method in which a metal powder and a binder are mixed and molded, then the binder is removed, and then sintered to form a sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 6 ≦ a ≦ 81, 1.5 ≦ b ≦ 32, 0.05 ≦ c ≦ 8.99, 1.2 ≦ d ≦ 71.6.)
And a binder is removed by heating in a reduced pressure atmosphere.
(4) After the ceramic powder and the binder are mixed and molded, the binder is removed, and then sintered to form a sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 2 ≦ a ≦ 65, 1.13 ≦ b ≦ 18, 0.01 ≦ c ≦ 5.45, 1.2 ≦ d ≦ 53.6.)
And a binder is removed by heating in an inert atmosphere at normal pressure.
(5) After the ceramic powder and the binder are mixed and molded, the binder is removed, and then sintered to form a sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 5 ≦ a ≦ 72, 1.2 ≦ b ≦ 28, 0.01 ≦ c ≦ 8.12, 1.5 ≦ d. ≦ 62.4.)
And a binder is removed by heating in an active atmosphere at normal pressure.
(6) In the method in which the ceramic powder and the binder are mixed and molded, the binder is removed, and then sintered to form a sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 6 ≦ a ≦ 81, 1.5 ≦ b ≦ 32, 0.05 ≦ c ≦ 8.99, 1.2 ≦ d ≦ 71.6.)
And a binder is removed by heating in a reduced pressure atmosphere.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the binder is removed in a state in which no expansion or cracking occurs in any of the inert atmosphere, the normal pressure active atmosphere, and the reduced pressure atmosphere. Can do. For this reason, the molded object without a deformation | transformation can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a molded body molded according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 2 is a perspective view of a molded body molded according to the second embodiment.
3 is a perspective view of a molded body molded according to Embodiment 3. FIG.
[Explanation of symbols]
1 4 5 Molded body

Claims (3)

無機物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して無機物粉末焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、2≦a≦65、1.13≦b≦18、0.01≦c≦5.45、1.2≦d≦53.6である。)
上記式により昇温速度を特定する工程と、
常圧の不活性雰囲気中で前記工程で特定された昇温速度で加熱して結合材を除去することを特徴とする無機物粉末焼結体の製造方法。
After mixing and molding the inorganic powder and the binder, the binder is removed, and then sintered to form an inorganic powder sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 2 ≦ a ≦ 65, 1.13 ≦ b ≦ 18, 0.01 ≦ c ≦ 5.45, 1.2 ≦ d ≦ 53.6.)
A step of specifying a temperature increase rate by the above formula;
A method for producing an inorganic powder sintered body, wherein the binder is removed by heating at an elevated temperature specified in the above step in an inert atmosphere at normal pressure.
無機物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して無機物粉末焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、5≦a≦72、1.2≦b≦28、0.01≦c≦8.12、1.5≦d≦62.4である。)
上記式により昇温速度を特定する工程と、
常圧の活性雰囲気中で前記工程で特定された昇温速度で加熱して結合材を除去することを特徴とする無機物粉末焼結体の製造方法。
After mixing and molding the inorganic powder and the binder, the binder is removed, and then sintered to form an inorganic powder sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln, the formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 5 ≦ a ≦ 72, 1.2 ≦ b ≦ 28, 0.01 ≦ c ≦ 8.12, 1.5 ≦ d. ≦ 62.4.)
A step of specifying a temperature increase rate by the above formula;
A method for producing an inorganic powder sintered body, wherein the binder is removed by heating at an elevated temperature specified in the above step in an atmospheric pressure active atmosphere.
無機物粉末と結合材を混合して成形した後、結合材を除去し、その後、焼結して無機物粉末焼結体とする方法において、
結合材の除去時の昇温速度をv(℃/h)、成形後の成形体の肉厚をx(mm)、自然対数をlnとした場合、
式 v=aln(b−cx)+d
(式中、aは結合材の熱伝導係数の逆数であり、℃/hを単位とし、bは任意の係数、cはガス化して除去される結合材のガス拡散係数であり、1/mmを単位とし、dは℃/hを単位とした任意の係数である。又、6≦a≦81、1.5≦b≦32、0.05≦c≦8.99、1.2≦d≦71.6である。)
上記式により昇温速度を特定する工程と、
減圧雰囲気中で前記工程で特定された昇温速度で加熱して結合材を除去することを特徴とする無機物粉末焼結体の製造方法。
After mixing and molding the inorganic powder and the binder, the binder is removed, and then sintered to form an inorganic powder sintered body.
When the heating rate at the time of removing the binder is v (° C./h), the thickness of the molded body after molding is x (mm), and the natural logarithm is ln,
Formula v = aln (b−cx) + d
(Wherein, a is the reciprocal of the thermal conductivity coefficient of the binder, in units of ° C./h, b is an arbitrary coefficient, c is the gas diffusion coefficient of the binder removed by gasification, 1 / mm Where d is an arbitrary coefficient in units of ° C./h, and 6 ≦ a ≦ 81, 1.5 ≦ b ≦ 32, 0.05 ≦ c ≦ 8.99, 1.2 ≦ d ≦ 71.6.)
A step of specifying a temperature increase rate by the above formula;
A method for producing an inorganic powder sintered body, wherein the binder is removed by heating at a temperature increase rate specified in the above step in a reduced-pressure atmosphere.
JP09752597A 1997-04-15 1997-04-15 Manufacturing method of inorganic powder sintered body Expired - Fee Related JP3684026B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09752597A JP3684026B2 (en) 1997-04-15 1997-04-15 Manufacturing method of inorganic powder sintered body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09752597A JP3684026B2 (en) 1997-04-15 1997-04-15 Manufacturing method of inorganic powder sintered body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10287902A JPH10287902A (en) 1998-10-27
JP3684026B2 true JP3684026B2 (en) 2005-08-17

Family

ID=14194678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09752597A Expired - Fee Related JP3684026B2 (en) 1997-04-15 1997-04-15 Manufacturing method of inorganic powder sintered body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3684026B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10287902A (en) 1998-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060192323A1 (en) Method for producing a moulded part
KR100725209B1 (en) Powder injection molding method for forming article comprising titanium and titanium coating method
JP4119750B2 (en) Powder metallurgy for producing high density molded parts
US6776955B1 (en) Net shaped articles having complex internal undercut features
US20080075619A1 (en) Method for making molybdenum parts using metal injection molding
JPH07164196A (en) Preparation of japanese horse-chestnut
JP3684026B2 (en) Manufacturing method of inorganic powder sintered body
JP2007145665A (en) METHOD FOR PRODUCING POROUS SiC SINTERED COMPACT
JP2007277603A (en) Method for producing sintered compact, and sintered compact
JPH07116487B2 (en) Method for degreasing metal powder injection molded body
CN111283203B (en) Method for promoting blank densification by utilizing hydrogen absorption expansion of titanium-containing material
WO1994020242A1 (en) Process for manufacturing powder injection molded parts
JP3863591B2 (en) Method for producing sintered metal powder
JP4353489B2 (en) Manufacturing method of iron-nickel magnetic alloy products
US20130231427A1 (en) Method of forming an object using powder injection molding
KR100563770B1 (en) Manufacturing method of sintered diamond tool by metal powder injection molding process
JPS5895658A (en) Manufacture of silicon nitride sintered body
JP2024051765A (en) Manufacturing method of sintered body
US20240173889A1 (en) Methods of fabrication of graphite powder molds
JPH07242916A (en) Production of sintered body
WO2024118217A1 (en) Graphite powder mould and method of manufacturing such a mould
JPH08218102A (en) Production of metallic porous body
JPH02145704A (en) Composition for compacting and manufacture of sintered body using it
JPH0421704A (en) Method for sintering green compact of titanium alloy powder
JPH08260005A (en) Metal-powder sintered compact

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050527

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080603

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090603

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090603

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100603

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110603

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120603

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120603

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130603

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees