JP4045703B2 - 金属複合成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は，金属粉末射出成形法により，同種又は異種材料よりなる２つの成形体を一体化してなる金属複合成形体を製造する場合の成形法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年，金属粉末射出成形法（MIM法：Metal Powder Injection Molding）が金属部品の製造法として利用されている。この方法は，金属粉末をバインダと混合させて流動性を持たせて，これを射出成形し，得られた成形体から加熱等によりバインダの大部分を除去する脱脂工程と，更に高い温度で加熱して金属粉末を焼結させる焼結工程を行うことによって所望の製品を得る。
【０００３】
この金属粉末射出成形法によれば，比較的複雑な形状のものを作製することができるが，異種材料を一体化する場合や，同種材料であっても形状的に複雑過ぎる場合などには，一度に射出成形できない場合が有る。この場合には，２つの成形体をそれぞれ射出成形し，製造過程のいずれかの工程でこれらを一体化する手法が取られる。
【０００４】
【解決しようとする課題】
従来，金属粉末射出成形法を用いて同種材料，或は異種材料からなる複数の部品を一体化した焼結体を得る方法としては，例えば個別に形成した複数の焼結体を溶接等の適当な工法を用いて接合する方法がある。しかしながら，焼結後に溶接する工程を加えることは，工数の増加によるコストアップと，品質の不安定化を招いてしまう。
【０００５】
また，他の手法として例えば特開平３−２３２９０６号公報に示されているように別に準備した第１成形体を金型内に配置しておき，第２成形体を射出成形するインサート成形法がある。
この場合には，第１成形体を別に事前に製造しなければならない為，工数が増加する。
また，第１成形体を金型内に配置する場合，これを挿入する凹部の寸法を成形体の寸法よりも大きくする必要があり，寸法精度が落ちる。両者の寸法を同じにした場合には，凹部に成形体をインサートしようとする際に成形体が削れたり，壊れたりして不良率が上がってしまうからである。
【０００６】
また，特開平７−９０３１２号公報には，金型に仕切りを設けてこの仕切りを動かしながら順次キャビティに射出成形して一体化させる方法が示されている。この場合には，金属粉末射出成形法が本来得意とする３次元の複雑形状を有する成形体の成形が非常に困難であり，実現するには金型構造が非常に複雑となりコストが高くなる。
また，形成したい成形体が小さい場合には，金型内に仕切りを設けるスペースが得られなかったり，スプルー，ランナ等を設けることができない。
【０００７】
また，複数の成形体を同時に得る，所謂「多数個取り」を実現することが非常に困難であり，実現するには金型構造が非常に複雑となりコストが高くなる。
また，仕切りを動かすための摺動部が多数存在することで金型の寿命が短くなる。
更に，仕切りを設置することで成形体には多数の金型割面が転写され良好な表面状態を得られず，更に仕切り摺動部に必然的に存在するクリアランスの影響で高い寸法精度は望めないという問題がある。
【０００８】
また，特開平４−３４６６０４号公報には，中子を挿入した状態で第１成形体を形成した後，中子を取り出して，それにより形成されたキャビティに第２成形体を射出成形することが示されている。また，第１成形体の第２成形体と接するべき部分を２０〜７０℃にした後，第２成形体を射出成形することが示されている。
【０００９】
しかしながら，第１成形体の外表面の温度を２０〜７０℃にする為には，通常の射出成形機ならば射出成形後，温度が下がるのを待つ必要があり，極めて生産性が悪くなる。
また，中子を用いた成形は，その脱着に時間がかかり，かつ，一度取り出すことで中子が冷えてしまい，続けて射出成形する場合は，中子が所定温度まで上がるのを待たなければならない為生産性が悪い。
【００１０】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，異種材料もしくは同種材料よりなる複数の成形体を一体化させた金属複合成形体を，優れた寸法精度で安価に安定して製造することができる製造方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，金属粉末射出成形法により，第１成形体を成形した後，該第１成形体の一部に密着した状態で第２成形体を成形して両者を一体化してなる金属複合成形体を製造する方法であって，
基準型と第１交換型にそれぞれ設けたキャビティ面を対面させて第１キャビティを形成し，該第１キャビティ内に第１成形体を射出成形し，
次いで，該第１成形体を上記基準型のキャビティ面内に残したまま，上記第１交換型のみを異なる形状のキャビティ面を有する第２交換型に入れ替えて該第２交換型のキャビティ面と上記第１成形体とにより第２キャビティを形成し，該第２キャビティに面する上記第１成形体の射出成形後に低下する温度が，該第１成形体に含有されているバインダの軟化点以上の温度であり，かつ上記第１成形体を構成するバインダの分解温度以下の温度範囲内にある間に，上記第２キャビティ内に第２成形体を射出成形することにより上記第１成形体と第２成形体とを一体化してなる金属複合成形体を得ることを特徴とする金属複合成形体の製造方法にある。
【００１２】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明の製造方法においては，まず，上記一対の基準型及び第１交換型により第１キャビティを形成する。即ち，第１型部材を構成する２つの金型にそれぞれキャビティ面を設けておき，これらを対面させることにより所望の第１成形体に対応した形状を有する第１キャビティを形成する。そして，この第１キャビティ内に，第１成形体用の金属粉末を射出する。金属粉末は，従来例にも示したごとく，所定温度に加熱して流動性を持たせたバインダと混合した状態としておく。
【００１３】
そして，第１キャビティ内において第１成形体を成形した後，これを離型させることなく，第１交換型のみを第２交換型に入れ替える。第２交換型は，第２成形体の所望形状に対応したキャビティ面を有しており，対面する第１成形体の表面と共に第２キャビティを形成する。そして，この第２キャビティ内に，第２成形体用の金属粉末を射出する。この金属粉末も，所定温度に加熱して流動性を持たせたバインダを混合させた状態で用いる。
【００１４】
このように，本発明では，第１成形体を射出成形した後，これを型から取り出さずにその上に第２成形体を射出成形することができる。即ち，第１成形体を射出成形した後，上記第１交換型と第２交換型とを入れ替えるだけで，その後の第２成形体の射出成形を短時間で連続的に行うことができる。そのため，基準型のキャビティ面に残存させた第１成形体の温度をあまり低下させることなく，これに第２成形体を接触させることができる。
【００１５】
この第１成形体の温度低下の抑制は，第１成形体と第２成形体の境界部の状態を非常に良好な状態にすることができる。
即ち，第１成形体及び第２成形体は，それぞれ，その主体となる金属粉末と共にバインダを含有している。このバインダと金属粉末の混合体を射出成形した場合，その流動性の特性から，表面部分におけるバインダの濃度が高くなる。また，このバインダは温度の低下によって凝固し，流動性を失う。そのため，単に第１成形体が冷えて凝固した後にその表面に第２成形体を射出成形した場合には，両者の間にバインダ濃度が高い境界層が形成される場合がある。このバインダ濃度が高い境界層が残存した状態でその後の脱脂及び焼結をした場合には，両者の金属粉末同士の間隔が広すぎて良好な焼結状態が得られない場合が生ずる。
【００１６】
これに対し，上記のごとく，第１成形体の温度をある程度高く維持しておくことにより，第１成形体の表面をある程度流動性のある状態に維持することができる。あるいは，凝固していても，第２成形体から伝わる熱によって，容易に流動性を回復することができる。そのため，この場合には，第１成形体と第２成形体の境界部においてバインダ濃度が高い部分を流動させて両者の金属粉末間距離を縮めることができる。それ故，最終的に得られる焼結体の品質を向上させることができる。
【００１７】
また，本発明では，上記のごとく，第１成形体を基準型のキャビティ面に残したままとすることにより，得られる金属複合成形体の寸法精度を向上させることができる。
更に，上記のごとく，第１交換型と第２交換型とを入れ替えるだけでほとんど連続的に２つの射出成形を行うことができる。そのため，非常に高効率で金属複合成形体を製造することができ，製造コストを低下させることができる。
【００１８】
このように，本発明によれば，異種材料もしくは同種材料よりなる複数の成形体を一体化させた金属複合成形体を，優れた寸法精度で安価に安定して製造することができる製造方法を提供することができる。
【００１９】
次に，請求項２の発明のように，上記第１交換型と上記第２交換型との入れ替えは，両者を上記基準型に対して相対的にスライドさせることにより行うことができる。この場合には，上記第１，第２の交換型の入れ替え機構をシンプルなものにすることができる。なお，上記スライドは，相対的になされればよく，実際に移動するものが基準型であっても，第１及び第２交換型であっても，あるいは両者であってもよい。
【００２０】
また，請求項３の発明のように，上記第１交換型と上記第２交換型との入れ替えは，両者を上記基準型に対して相対的に回転させることにより行うこともできる。この場合にも，上記第１，第２の交換型の入れ替え機構をシンプルなものにすることができる。なお，上記回転は，相対的になされればよく，実際に回転するものが基準型であっても，第１及び第２交換型であっても，あるいは両者であってもよい。
【００２１】
また，請求項４の発明のように，上記第１交換型と上記第２交換型とは，一体的に構成されていることが好ましい。この場合には，例えば上記スライドあるいは回転を一体的に行うことができ，効率よく型の交換作業を行うことができる。また，第１交換型と第２交換型が一体化することによりこれらの熱容量が大きくなり，連続的な射出成形を行うときの型の温度変化を抑制することができる。
【００２２】
また，上記第２成形体の射出成形は，上記第２キャビティに面する上記第１成形体の温度が，該第１成形体に含有されているバインダの軟化点以上の温度であり，かつ上記第１成形体を構成するバインダの分解温度以下の温度範囲内にある間に行う。これにより，第１成形体と第２成形体とが接触した際に，これらの境界部分のバインダの流動性を確保することができ，境界部におけるバインダ高濃度部の形成を確実に抑制することができる。
上記第１成形体の温度が軟化点未満の場合には上記効果が十分に発揮されないおそれがある。一方，第１成形体の温度が第１成形体に含まれるバインダの分解温度を超える場合には第１成形体を構成する金属粉末とバインダの混合物の物性が変化するという問題がある。
【００２３】
また，請求項５の発明のように，上記第２成形体の射出成形は，上記第２キャビティに面する上記第１成形体の温度が，７０℃以上の温度であり，かつ上記第２成形体の金属粉末の射出温度以下の温度範囲内にある間に行うことが好ましい。この場合には，通常用いられるバインダの流動性をほぼ確実に維持することができ，さらに，境界部におけるバインダ高濃度部の形成を確実に抑制することができる。
【００２５】
また，請求項６の発明のように，上記第２成形体の射出温度は９５〜２３０℃であることが好ましい。第２成形体の射出温度が９５℃未満の場合には，第１成形体を構成するバインダを確実に再溶融することが困難であるという問題が生じるおそれがあり，一方，２３０℃を超える場合には，第２成形体の成形材料を構成するバインダが分解するという問題が生じるおそれがある。
【００２６】
また，請求項７の発明のように，上記第１成形体及び第２成形体に含まれるバインダの少なくとも一種は相溶する成分であることが好ましい。この場合には，第１成形体と第２成形体の境界部分におけるバインダ同士の拡散をさらに容易にすることができ，境界部の健全性を更に高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる金属複合成形体の製造方法につき，図１〜図４を用いて説明する。
本例においては，図１（ａ）（ｂ）に示すごとく，金属粉末射出成形法により，第１成形体１１を成形した後，該第１成形体１１の一部に密着した状態で第２成形体１２を成形して両者を一体化してなる金属複合成形体１（図２）を製造する方法である。
【００２８】
本例において用いる金属粉末射出成形用の金型５は，図１（ａ）（ｂ）に示すごとく，基準型５０と，第１交換型５１と，第２交換型５２とを有してなる。各型５０〜５２には，それぞれキャビティ面６０〜６２を設けてある。そして，図１（ａ）に示すごとく，基準型５０と第１交換型５１にそれぞれ設けたキャビティ面６０，６１を対面させることにより，第１成形体１１の所望形状に対応した第１キャビティ７１を形成できるように構成してある。また，第２交換型５２におけるキャビティ面６２は第２成形型１２の所望形状に対応して設けてあり，後述するごとく，第１成形体１１と共に第２成形体の所望形状に対応した第２キャビティ７２を形成できるよう構成してある。
また，上記第１交換型５１と第２交換型５２とは，入れ替え可能に設けてある。
【００２９】
本例では，この金型５を用いて，金属粉末射出成形法により金属複合成形体を製造する。
まず，第１成形体１１用の金属粉末として，平均粒径１０μｍのＳＵＳ６３０Ｌを，バインダとしてアクリル系，ＥＶＡ系，ＷＡＸ系，およびステアリン酸を準備する。第１成形体用のバインダの軟化温度は６０℃である。
また，第２成形体１２用の金属粉末として，平均粒径１０μｍのＳＵＳ４１０Ｌを，バインダとして第１成形体の場合と同じものを準備する。
【００３０】
そして，各金属粉末とバインダとを，バインダの軟化温度以上で混練し，第１成形体用の射出原料と第２成形体用の射出原料とを作製する。
次に，図１（ａ）に示すごとく，上記基準型５０と第１交換型５１にそれぞれ設けたキャビティ面６０，６１を対面させて第１キャビティ７１を形成する。そして，第１キャビティ７１内に上記第１成形体用の射出原料を射出して第１成形体１１を射出成形する。本例では，第１成形体の射出温度は，１８０℃とした。
【００３１】
次に，図１（ｂ）に示すごとく，第１成形体１１を基準型５０のキャビティ面６０内に残したまま，第１交換型５１のみを異なる形状のキャビティ面６２を有する第２交換型５２に入れ替えて，第２交換型５２のキャビティ面６２と第１成形体１１とにより第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２内に上記第２成形体用の射出原料を射出して第２成形体１２を射出成形する。このときの第２成形体の射出温度は１８０℃とした。
【００３２】
これにより，図２に示すごとく，第１成形体１１と第２成形体１２とを一体化してなる金属複合成形体１が得られた。
この金属複合成形体１における第１成形体１１と第２成形体１２との境界部分を観察したところ，バインダ高密度部がほとんどみられず，非常に良好に接合していた。
【００３３】
これをＮ2中において加熱して上記バインダの大部分を分解除去し，その後，真空焼結炉において焼結を行った。これにより，２つの成形体を一体的に焼結してなる複合材料が得られた。
この最終的な複合材料においては，第１成形体と第２成形体の境界部分においても，非常に良好に焼結がなされていた。この結果からも，焼結前の上記金属複合成形体における第１成形体と第２成形体の境界部分が非常に健全に構成されていたことが分かる。
【００３４】
この理由は，次のように考えられる。
即ち，本例においては，第１成形体１１を射出成形した後，これを基準型５０のキャビティ面６０型から取り出さずに，第１交換型５１と第２交換型５２とを入れ替えるだけで，その後の第２成形体１２の射出成形を短時間で連続的に行うことができる。そのため，基準型５０のキャビティ面６０に残存させた第１成形体１１の温度をあまり低下させることなく，これに第２成形体１２を接触させることができる。
【００３５】
つまり，本例においては，第１成形体１１の温度がそのバインダの軟化温度である６０℃未満に低下する以前に上記第２成形体の射出を行うことができる。そのため，第２成形体１２との接触時における第１成形体１１の表面をある程度流動性のある状態に維持することができる。そのため，第１成形体１１と第２成形体１２の境界部においてバインダ濃度が高い部分を流動させることができる。それ故，得られた金属複合成形体における金属粉末間距離を縮めることができる。そして，得られた金属複合成形体を脱脂，焼成することにより，非常に優れた焼結体を得ることができる。
【００３６】
なお，本例においては，上記のごとく，第１成形体の温度が，そのバインダの軟化温度以上に維持されている間に第２成形体の射出を行ったが，第１成形体の温度が若干バインダの軟化温度以下に低下している場合であっても，第２成形体の射出温度の設定を工夫して，伝熱により第１成形体の表面温度をバインダの軟化点以上にすることもできる。
【００３７】
（比較例）
ここで，本例の金属複合成形体の製造方法の効果を更に明確にすべく，従来の方法により金属複合成形体を製造し，その品質を比較した。
第１の比較例（比較例１）では，図３（ａ）（ｂ）に示すごとく，第１成形体成形用の一対の金型９１１，９１２と，第２成形体成形用の一対の金型９２１，９２２をそれぞれ準備した。そして，第１成形体１１と第２成形体１２とを別々に作製し，図１（ｃ）に示すごとく，これらを後工程で一体化した。
【００３８】
第２の比較例（比較例２）では，図４（ａ）（ｃ）に示すごとく，第１成形体成形用の一対の金型９３１，９３２と，インサート成形用の一対の金型９４１，９４２をそれぞれ準備した。そして，図４（ａ）に示すごとく，第１成形体１１を上記金型９３１，９３２により成形した後，図４（ｂ）に示すごとく，これを金型９４１のキャビティ内にセットした。次いで，これに金型９４２を対面させて第２成形体を射出成形した。
【００３９】
比較例１においては，２つの成形体１１，１２を成形後に組み合わせたが，これらの境界部においては密接していない部分も生じ，また，それぞれの表面にはバインダ高濃度部が形成されていた。これを脱脂，焼結した結果，境界部において十分に接合されていない不良部が観察された。
【００４０】
比較例２においては，２つの成形体１１，１２の境界部分における密着度は問題なかったが，バインダ高濃度部が形成されていた。また，第１成形体１１の金型９４１へのインサート時に，その形状の崩れが生じた。これを脱脂，焼結した結果，境界部において十分に接合されていない不良部と共に，外形状の不良が観察された。
【００４１】
実施形態例２
本例は，図５に示すごとく，実施形態例１における第１交換型５１，と第２交換型５２との入れ替え方法をスライドにより行った具体例である。
即ち，本例の第１交換型５１及び第２交換型５２は，図５に示すごとく，上下に並べて一体化した構造の交換型５３として設けてある。また，基準型５０も大型化しており，第１交換型５１の突起部５１１を挿入して待機させる凹部５０１を設けてある。
そして，本例では，基準型５０を，前後方向に進退可能である共に上下方向にスライド可能に構成してある。
【００４２】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図５（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図５（ｂ）に示すごとく，基準型５０を若干後退させた後，下方にスライドさせ，その後，前進させる。これにより，図５（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
【００４３】
この場合には，簡単な構成で効率よく第１交換型５１と第２交換型５２との入れ替えを行うことができる。また，交換型５３及び基準型５０の大型化により，型の熱容量が大きくなり，連続チャージにおける型温度の変化を低減することができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【００４４】
実施形態例３
本例は，図６に示すごとく，実施形態例２における交換型５３を移動可能とし，基準型５０を固定した例である。
即ち，図６に示すごとく，第１交換型５１及び第２交換型５２とを一体化した交換型５３は，前後方向に進退可能であると共に上下方向にスライド可能に設けてある。また，基準型５０も実施形態例３と同様に大型化しているが，これは固定してある。
【００４５】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図６（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図６（ｂ）に示すごとく，交換型５３を若干後退させた後，上方にスライドさせ，その後，前進させる。これにより，図６（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
この場合も実施形態例２と同様の作用効果が得られる。
【００４６】
実施形態例４
本例は，図７に示すごとく，実施形態例１における第１交換型５１，と第２交換型５２との入れ替え方法を回転により行った具体例である。
即ち，本例の第１交換型５１及び第２交換型５２は，図７に示すごとく，上下に並べて一体化した構造の交換型５３として設けてある。また，基準型５０も大型化しており，第１交換型５１の突起部５１１を挿入して待機させる凹部５０１を設けてある。
そして，本例では，基準型５０を，前後方向に進退可能であると共に回転可能に構成してある。
【００４７】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図７（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図７（ｂ）に示すごとく，基準型５０を若干後退させた後，１８０度回転させ，その後，前進させる。これにより，図７（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
【００４８】
この場合にも，簡単な構成で効率よく第１交換型５１と第２交換型５２との入れ替えを行うことができる。また，交換型５３及び基準型５０の大型化により，型の熱容量が大きくなり，連続チャージにおける型温度の変化を低減することができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
実施形態例５
本例は，図８に示すごとく，実施形態例２における交換型５３を回転可能とし，基準型５０を固定した例である。
即ち，図８に示すごとく，第１交換型５１及び第２交換型５２とを一体化した交換型５３は，前後方向に進退可能であると共に回転可能に設けてある。また，基準型５０も実施形態例３と同様に大型化しているが，これは固定してある。
【００５０】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図８（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図８（ｂ）に示すごとく，交換型５３を若干後退させた後，上方にスライドさせ，その後，前進させる。これにより，図８（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
この場合も実施形態例４と同様の作用効果が得られる。
【００５１】
実施形態例６
本例は，図９に示すごとく，第１交換型５１と第２交換型５２とを別体として設けると共に，これらを対面させ，さらにこれらの間に基準型５０を回転可能に設けた例である。
基準型５０には，１８０度対向する面にそれぞれキャビティ面６０を設け，１８０度回転可能に設けてある。また，第１交換型５１と第１交換型５２は，それぞれ前後方向に進退可能に設けた。
【００５２】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図９（ａ）に示すごとく，基準型５０の一方のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，他方のキャビティ面６０に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させる。そして，ここでは，第１キャビティ７１に第１成形体１１を射出成形する。
【００５３】
次いで，図９（ｂ）に示すごとく，第１交換型５１と第２交換型５２を若干後退させた後，基準型５０を１８０度回転させ，その後，第１交換型５１と第２交換型５２とを前進させる。これにより，図９（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
【００５４】
このとき，第１交換型５１のキャビティ面６１とこれに対面する基準型５０のキャビティ面６０の間には，再び第１キャビティ７１が形成されている。そのため，この状態で第１成形体１１を射出成形することにより，上記金属複合成形体１の成形と同時に第１成形体１１の成形を行うこともできる。
そして，上記と同様に第１及び第２交換型５１，５２の進退と基準型５０の回転動作を繰り返し，かつ，基準型５０の回転途中での金属複合成形体１の離型を実行することにより，射出成形を非常に効率よく連続的に行うことができる。
【００５５】
このように，本例においては，非常に効率よく生産することができ，製造コストの低減を図ることができる。
その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，金属複合成形体の製造方法を示す説明図。
【図２】実施形態例１における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図３】実施形態例１における，比較例１の金属複合成形体の製造方法を示す説明図。
【図４】実施形態例１における，比較例２の金属複合成形体の製造方法を示す説明図。
【図５】実施形態例２における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図６】実施形態例３における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図７】実施形態例４における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図８】実施形態例５における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図９】実施形態例６における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【符号の説明】
１．．．金属複合成形体，
１１．．．第１成形体，
１２．．．第２成形体，
５０．．．基準型，
５１．．．第１交換型，
５２．．．第２交換型，
６０，６１，６２．．．キャビティ面，
７１．．．第１キャビティ，
７２．．．第２キャビティ，
【技術分野】
本発明は，金属粉末射出成形法により，同種又は異種材料よりなる２つの成形体を一体化してなる金属複合成形体を製造する場合の成形法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年，金属粉末射出成形法（MIM法：Metal Powder Injection Molding）が金属部品の製造法として利用されている。この方法は，金属粉末をバインダと混合させて流動性を持たせて，これを射出成形し，得られた成形体から加熱等によりバインダの大部分を除去する脱脂工程と，更に高い温度で加熱して金属粉末を焼結させる焼結工程を行うことによって所望の製品を得る。
【０００３】
この金属粉末射出成形法によれば，比較的複雑な形状のものを作製することができるが，異種材料を一体化する場合や，同種材料であっても形状的に複雑過ぎる場合などには，一度に射出成形できない場合が有る。この場合には，２つの成形体をそれぞれ射出成形し，製造過程のいずれかの工程でこれらを一体化する手法が取られる。
【０００４】
【解決しようとする課題】
従来，金属粉末射出成形法を用いて同種材料，或は異種材料からなる複数の部品を一体化した焼結体を得る方法としては，例えば個別に形成した複数の焼結体を溶接等の適当な工法を用いて接合する方法がある。しかしながら，焼結後に溶接する工程を加えることは，工数の増加によるコストアップと，品質の不安定化を招いてしまう。
【０００５】
また，他の手法として例えば特開平３−２３２９０６号公報に示されているように別に準備した第１成形体を金型内に配置しておき，第２成形体を射出成形するインサート成形法がある。
この場合には，第１成形体を別に事前に製造しなければならない為，工数が増加する。
また，第１成形体を金型内に配置する場合，これを挿入する凹部の寸法を成形体の寸法よりも大きくする必要があり，寸法精度が落ちる。両者の寸法を同じにした場合には，凹部に成形体をインサートしようとする際に成形体が削れたり，壊れたりして不良率が上がってしまうからである。
【０００６】
また，特開平７−９０３１２号公報には，金型に仕切りを設けてこの仕切りを動かしながら順次キャビティに射出成形して一体化させる方法が示されている。この場合には，金属粉末射出成形法が本来得意とする３次元の複雑形状を有する成形体の成形が非常に困難であり，実現するには金型構造が非常に複雑となりコストが高くなる。
また，形成したい成形体が小さい場合には，金型内に仕切りを設けるスペースが得られなかったり，スプルー，ランナ等を設けることができない。
【０００７】
また，複数の成形体を同時に得る，所謂「多数個取り」を実現することが非常に困難であり，実現するには金型構造が非常に複雑となりコストが高くなる。
また，仕切りを動かすための摺動部が多数存在することで金型の寿命が短くなる。
更に，仕切りを設置することで成形体には多数の金型割面が転写され良好な表面状態を得られず，更に仕切り摺動部に必然的に存在するクリアランスの影響で高い寸法精度は望めないという問題がある。
【０００８】
また，特開平４−３４６６０４号公報には，中子を挿入した状態で第１成形体を形成した後，中子を取り出して，それにより形成されたキャビティに第２成形体を射出成形することが示されている。また，第１成形体の第２成形体と接するべき部分を２０〜７０℃にした後，第２成形体を射出成形することが示されている。
【０００９】
しかしながら，第１成形体の外表面の温度を２０〜７０℃にする為には，通常の射出成形機ならば射出成形後，温度が下がるのを待つ必要があり，極めて生産性が悪くなる。
また，中子を用いた成形は，その脱着に時間がかかり，かつ，一度取り出すことで中子が冷えてしまい，続けて射出成形する場合は，中子が所定温度まで上がるのを待たなければならない為生産性が悪い。
【００１０】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，異種材料もしくは同種材料よりなる複数の成形体を一体化させた金属複合成形体を，優れた寸法精度で安価に安定して製造することができる製造方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，金属粉末射出成形法により，第１成形体を成形した後，該第１成形体の一部に密着した状態で第２成形体を成形して両者を一体化してなる金属複合成形体を製造する方法であって，
基準型と第１交換型にそれぞれ設けたキャビティ面を対面させて第１キャビティを形成し，該第１キャビティ内に第１成形体を射出成形し，
次いで，該第１成形体を上記基準型のキャビティ面内に残したまま，上記第１交換型のみを異なる形状のキャビティ面を有する第２交換型に入れ替えて該第２交換型のキャビティ面と上記第１成形体とにより第２キャビティを形成し，該第２キャビティに面する上記第１成形体の射出成形後に低下する温度が，該第１成形体に含有されているバインダの軟化点以上の温度であり，かつ上記第１成形体を構成するバインダの分解温度以下の温度範囲内にある間に，上記第２キャビティ内に第２成形体を射出成形することにより上記第１成形体と第２成形体とを一体化してなる金属複合成形体を得ることを特徴とする金属複合成形体の製造方法にある。
【００１２】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明の製造方法においては，まず，上記一対の基準型及び第１交換型により第１キャビティを形成する。即ち，第１型部材を構成する２つの金型にそれぞれキャビティ面を設けておき，これらを対面させることにより所望の第１成形体に対応した形状を有する第１キャビティを形成する。そして，この第１キャビティ内に，第１成形体用の金属粉末を射出する。金属粉末は，従来例にも示したごとく，所定温度に加熱して流動性を持たせたバインダと混合した状態としておく。
【００１３】
そして，第１キャビティ内において第１成形体を成形した後，これを離型させることなく，第１交換型のみを第２交換型に入れ替える。第２交換型は，第２成形体の所望形状に対応したキャビティ面を有しており，対面する第１成形体の表面と共に第２キャビティを形成する。そして，この第２キャビティ内に，第２成形体用の金属粉末を射出する。この金属粉末も，所定温度に加熱して流動性を持たせたバインダを混合させた状態で用いる。
【００１４】
このように，本発明では，第１成形体を射出成形した後，これを型から取り出さずにその上に第２成形体を射出成形することができる。即ち，第１成形体を射出成形した後，上記第１交換型と第２交換型とを入れ替えるだけで，その後の第２成形体の射出成形を短時間で連続的に行うことができる。そのため，基準型のキャビティ面に残存させた第１成形体の温度をあまり低下させることなく，これに第２成形体を接触させることができる。
【００１５】
この第１成形体の温度低下の抑制は，第１成形体と第２成形体の境界部の状態を非常に良好な状態にすることができる。
即ち，第１成形体及び第２成形体は，それぞれ，その主体となる金属粉末と共にバインダを含有している。このバインダと金属粉末の混合体を射出成形した場合，その流動性の特性から，表面部分におけるバインダの濃度が高くなる。また，このバインダは温度の低下によって凝固し，流動性を失う。そのため，単に第１成形体が冷えて凝固した後にその表面に第２成形体を射出成形した場合には，両者の間にバインダ濃度が高い境界層が形成される場合がある。このバインダ濃度が高い境界層が残存した状態でその後の脱脂及び焼結をした場合には，両者の金属粉末同士の間隔が広すぎて良好な焼結状態が得られない場合が生ずる。
【００１６】
これに対し，上記のごとく，第１成形体の温度をある程度高く維持しておくことにより，第１成形体の表面をある程度流動性のある状態に維持することができる。あるいは，凝固していても，第２成形体から伝わる熱によって，容易に流動性を回復することができる。そのため，この場合には，第１成形体と第２成形体の境界部においてバインダ濃度が高い部分を流動させて両者の金属粉末間距離を縮めることができる。それ故，最終的に得られる焼結体の品質を向上させることができる。
【００１７】
また，本発明では，上記のごとく，第１成形体を基準型のキャビティ面に残したままとすることにより，得られる金属複合成形体の寸法精度を向上させることができる。
更に，上記のごとく，第１交換型と第２交換型とを入れ替えるだけでほとんど連続的に２つの射出成形を行うことができる。そのため，非常に高効率で金属複合成形体を製造することができ，製造コストを低下させることができる。
【００１８】
このように，本発明によれば，異種材料もしくは同種材料よりなる複数の成形体を一体化させた金属複合成形体を，優れた寸法精度で安価に安定して製造することができる製造方法を提供することができる。
【００１９】
次に，請求項２の発明のように，上記第１交換型と上記第２交換型との入れ替えは，両者を上記基準型に対して相対的にスライドさせることにより行うことができる。この場合には，上記第１，第２の交換型の入れ替え機構をシンプルなものにすることができる。なお，上記スライドは，相対的になされればよく，実際に移動するものが基準型であっても，第１及び第２交換型であっても，あるいは両者であってもよい。
【００２０】
また，請求項３の発明のように，上記第１交換型と上記第２交換型との入れ替えは，両者を上記基準型に対して相対的に回転させることにより行うこともできる。この場合にも，上記第１，第２の交換型の入れ替え機構をシンプルなものにすることができる。なお，上記回転は，相対的になされればよく，実際に回転するものが基準型であっても，第１及び第２交換型であっても，あるいは両者であってもよい。
【００２１】
また，請求項４の発明のように，上記第１交換型と上記第２交換型とは，一体的に構成されていることが好ましい。この場合には，例えば上記スライドあるいは回転を一体的に行うことができ，効率よく型の交換作業を行うことができる。また，第１交換型と第２交換型が一体化することによりこれらの熱容量が大きくなり，連続的な射出成形を行うときの型の温度変化を抑制することができる。
【００２２】
また，上記第２成形体の射出成形は，上記第２キャビティに面する上記第１成形体の温度が，該第１成形体に含有されているバインダの軟化点以上の温度であり，かつ上記第１成形体を構成するバインダの分解温度以下の温度範囲内にある間に行う。これにより，第１成形体と第２成形体とが接触した際に，これらの境界部分のバインダの流動性を確保することができ，境界部におけるバインダ高濃度部の形成を確実に抑制することができる。
上記第１成形体の温度が軟化点未満の場合には上記効果が十分に発揮されないおそれがある。一方，第１成形体の温度が第１成形体に含まれるバインダの分解温度を超える場合には第１成形体を構成する金属粉末とバインダの混合物の物性が変化するという問題がある。
【００２３】
また，請求項５の発明のように，上記第２成形体の射出成形は，上記第２キャビティに面する上記第１成形体の温度が，７０℃以上の温度であり，かつ上記第２成形体の金属粉末の射出温度以下の温度範囲内にある間に行うことが好ましい。この場合には，通常用いられるバインダの流動性をほぼ確実に維持することができ，さらに，境界部におけるバインダ高濃度部の形成を確実に抑制することができる。
【００２５】
また，請求項６の発明のように，上記第２成形体の射出温度は９５〜２３０℃であることが好ましい。第２成形体の射出温度が９５℃未満の場合には，第１成形体を構成するバインダを確実に再溶融することが困難であるという問題が生じるおそれがあり，一方，２３０℃を超える場合には，第２成形体の成形材料を構成するバインダが分解するという問題が生じるおそれがある。
【００２６】
また，請求項７の発明のように，上記第１成形体及び第２成形体に含まれるバインダの少なくとも一種は相溶する成分であることが好ましい。この場合には，第１成形体と第２成形体の境界部分におけるバインダ同士の拡散をさらに容易にすることができ，境界部の健全性を更に高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる金属複合成形体の製造方法につき，図１〜図４を用いて説明する。
本例においては，図１（ａ）（ｂ）に示すごとく，金属粉末射出成形法により，第１成形体１１を成形した後，該第１成形体１１の一部に密着した状態で第２成形体１２を成形して両者を一体化してなる金属複合成形体１（図２）を製造する方法である。
【００２８】
本例において用いる金属粉末射出成形用の金型５は，図１（ａ）（ｂ）に示すごとく，基準型５０と，第１交換型５１と，第２交換型５２とを有してなる。各型５０〜５２には，それぞれキャビティ面６０〜６２を設けてある。そして，図１（ａ）に示すごとく，基準型５０と第１交換型５１にそれぞれ設けたキャビティ面６０，６１を対面させることにより，第１成形体１１の所望形状に対応した第１キャビティ７１を形成できるように構成してある。また，第２交換型５２におけるキャビティ面６２は第２成形型１２の所望形状に対応して設けてあり，後述するごとく，第１成形体１１と共に第２成形体の所望形状に対応した第２キャビティ７２を形成できるよう構成してある。
また，上記第１交換型５１と第２交換型５２とは，入れ替え可能に設けてある。
【００２９】
本例では，この金型５を用いて，金属粉末射出成形法により金属複合成形体を製造する。
まず，第１成形体１１用の金属粉末として，平均粒径１０μｍのＳＵＳ６３０Ｌを，バインダとしてアクリル系，ＥＶＡ系，ＷＡＸ系，およびステアリン酸を準備する。第１成形体用のバインダの軟化温度は６０℃である。
また，第２成形体１２用の金属粉末として，平均粒径１０μｍのＳＵＳ４１０Ｌを，バインダとして第１成形体の場合と同じものを準備する。
【００３０】
そして，各金属粉末とバインダとを，バインダの軟化温度以上で混練し，第１成形体用の射出原料と第２成形体用の射出原料とを作製する。
次に，図１（ａ）に示すごとく，上記基準型５０と第１交換型５１にそれぞれ設けたキャビティ面６０，６１を対面させて第１キャビティ７１を形成する。そして，第１キャビティ７１内に上記第１成形体用の射出原料を射出して第１成形体１１を射出成形する。本例では，第１成形体の射出温度は，１８０℃とした。
【００３１】
次に，図１（ｂ）に示すごとく，第１成形体１１を基準型５０のキャビティ面６０内に残したまま，第１交換型５１のみを異なる形状のキャビティ面６２を有する第２交換型５２に入れ替えて，第２交換型５２のキャビティ面６２と第１成形体１１とにより第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２内に上記第２成形体用の射出原料を射出して第２成形体１２を射出成形する。このときの第２成形体の射出温度は１８０℃とした。
【００３２】
これにより，図２に示すごとく，第１成形体１１と第２成形体１２とを一体化してなる金属複合成形体１が得られた。
この金属複合成形体１における第１成形体１１と第２成形体１２との境界部分を観察したところ，バインダ高密度部がほとんどみられず，非常に良好に接合していた。
【００３３】
これをＮ2中において加熱して上記バインダの大部分を分解除去し，その後，真空焼結炉において焼結を行った。これにより，２つの成形体を一体的に焼結してなる複合材料が得られた。
この最終的な複合材料においては，第１成形体と第２成形体の境界部分においても，非常に良好に焼結がなされていた。この結果からも，焼結前の上記金属複合成形体における第１成形体と第２成形体の境界部分が非常に健全に構成されていたことが分かる。
【００３４】
この理由は，次のように考えられる。
即ち，本例においては，第１成形体１１を射出成形した後，これを基準型５０のキャビティ面６０型から取り出さずに，第１交換型５１と第２交換型５２とを入れ替えるだけで，その後の第２成形体１２の射出成形を短時間で連続的に行うことができる。そのため，基準型５０のキャビティ面６０に残存させた第１成形体１１の温度をあまり低下させることなく，これに第２成形体１２を接触させることができる。
【００３５】
つまり，本例においては，第１成形体１１の温度がそのバインダの軟化温度である６０℃未満に低下する以前に上記第２成形体の射出を行うことができる。そのため，第２成形体１２との接触時における第１成形体１１の表面をある程度流動性のある状態に維持することができる。そのため，第１成形体１１と第２成形体１２の境界部においてバインダ濃度が高い部分を流動させることができる。それ故，得られた金属複合成形体における金属粉末間距離を縮めることができる。そして，得られた金属複合成形体を脱脂，焼成することにより，非常に優れた焼結体を得ることができる。
【００３６】
なお，本例においては，上記のごとく，第１成形体の温度が，そのバインダの軟化温度以上に維持されている間に第２成形体の射出を行ったが，第１成形体の温度が若干バインダの軟化温度以下に低下している場合であっても，第２成形体の射出温度の設定を工夫して，伝熱により第１成形体の表面温度をバインダの軟化点以上にすることもできる。
【００３７】
（比較例）
ここで，本例の金属複合成形体の製造方法の効果を更に明確にすべく，従来の方法により金属複合成形体を製造し，その品質を比較した。
第１の比較例（比較例１）では，図３（ａ）（ｂ）に示すごとく，第１成形体成形用の一対の金型９１１，９１２と，第２成形体成形用の一対の金型９２１，９２２をそれぞれ準備した。そして，第１成形体１１と第２成形体１２とを別々に作製し，図１（ｃ）に示すごとく，これらを後工程で一体化した。
【００３８】
第２の比較例（比較例２）では，図４（ａ）（ｃ）に示すごとく，第１成形体成形用の一対の金型９３１，９３２と，インサート成形用の一対の金型９４１，９４２をそれぞれ準備した。そして，図４（ａ）に示すごとく，第１成形体１１を上記金型９３１，９３２により成形した後，図４（ｂ）に示すごとく，これを金型９４１のキャビティ内にセットした。次いで，これに金型９４２を対面させて第２成形体を射出成形した。
【００３９】
比較例１においては，２つの成形体１１，１２を成形後に組み合わせたが，これらの境界部においては密接していない部分も生じ，また，それぞれの表面にはバインダ高濃度部が形成されていた。これを脱脂，焼結した結果，境界部において十分に接合されていない不良部が観察された。
【００４０】
比較例２においては，２つの成形体１１，１２の境界部分における密着度は問題なかったが，バインダ高濃度部が形成されていた。また，第１成形体１１の金型９４１へのインサート時に，その形状の崩れが生じた。これを脱脂，焼結した結果，境界部において十分に接合されていない不良部と共に，外形状の不良が観察された。
【００４１】
実施形態例２
本例は，図５に示すごとく，実施形態例１における第１交換型５１，と第２交換型５２との入れ替え方法をスライドにより行った具体例である。
即ち，本例の第１交換型５１及び第２交換型５２は，図５に示すごとく，上下に並べて一体化した構造の交換型５３として設けてある。また，基準型５０も大型化しており，第１交換型５１の突起部５１１を挿入して待機させる凹部５０１を設けてある。
そして，本例では，基準型５０を，前後方向に進退可能である共に上下方向にスライド可能に構成してある。
【００４２】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図５（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図５（ｂ）に示すごとく，基準型５０を若干後退させた後，下方にスライドさせ，その後，前進させる。これにより，図５（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
【００４３】
この場合には，簡単な構成で効率よく第１交換型５１と第２交換型５２との入れ替えを行うことができる。また，交換型５３及び基準型５０の大型化により，型の熱容量が大きくなり，連続チャージにおける型温度の変化を低減することができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【００４４】
実施形態例３
本例は，図６に示すごとく，実施形態例２における交換型５３を移動可能とし，基準型５０を固定した例である。
即ち，図６に示すごとく，第１交換型５１及び第２交換型５２とを一体化した交換型５３は，前後方向に進退可能であると共に上下方向にスライド可能に設けてある。また，基準型５０も実施形態例３と同様に大型化しているが，これは固定してある。
【００４５】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図６（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図６（ｂ）に示すごとく，交換型５３を若干後退させた後，上方にスライドさせ，その後，前進させる。これにより，図６（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
この場合も実施形態例２と同様の作用効果が得られる。
【００４６】
実施形態例４
本例は，図７に示すごとく，実施形態例１における第１交換型５１，と第２交換型５２との入れ替え方法を回転により行った具体例である。
即ち，本例の第１交換型５１及び第２交換型５２は，図７に示すごとく，上下に並べて一体化した構造の交換型５３として設けてある。また，基準型５０も大型化しており，第１交換型５１の突起部５１１を挿入して待機させる凹部５０１を設けてある。
そして，本例では，基準型５０を，前後方向に進退可能であると共に回転可能に構成してある。
【００４７】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図７（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図７（ｂ）に示すごとく，基準型５０を若干後退させた後，１８０度回転させ，その後，前進させる。これにより，図７（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
【００４８】
この場合にも，簡単な構成で効率よく第１交換型５１と第２交換型５２との入れ替えを行うことができる。また，交換型５３及び基準型５０の大型化により，型の熱容量が大きくなり，連続チャージにおける型温度の変化を低減することができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
実施形態例５
本例は，図８に示すごとく，実施形態例２における交換型５３を回転可能とし，基準型５０を固定した例である。
即ち，図８に示すごとく，第１交換型５１及び第２交換型５２とを一体化した交換型５３は，前後方向に進退可能であると共に回転可能に設けてある。また，基準型５０も実施形態例３と同様に大型化しているが，これは固定してある。
【００５０】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図８（ａ）に示すごとく，基準型５０のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，これに第１成形体１１を射出成形する。
次いで，図８（ｂ）に示すごとく，交換型５３を若干後退させた後，上方にスライドさせ，その後，前進させる。これにより，図８（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
この場合も実施形態例４と同様の作用効果が得られる。
【００５１】
実施形態例６
本例は，図９に示すごとく，第１交換型５１と第２交換型５２とを別体として設けると共に，これらを対面させ，さらにこれらの間に基準型５０を回転可能に設けた例である。
基準型５０には，１８０度対向する面にそれぞれキャビティ面６０を設け，１８０度回転可能に設けてある。また，第１交換型５１と第１交換型５２は，それぞれ前後方向に進退可能に設けた。
【００５２】
実際に金属複合成形体１を成形するに当たっては，図９（ａ）に示すごとく，基準型５０の一方のキャビティ面６０に第１交換型５１のキャビティ面６１を対面させて第１キャビティ７１を形成し，他方のキャビティ面６０に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させる。そして，ここでは，第１キャビティ７１に第１成形体１１を射出成形する。
【００５３】
次いで，図９（ｂ）に示すごとく，第１交換型５１と第２交換型５２を若干後退させた後，基準型５０を１８０度回転させ，その後，第１交換型５１と第２交換型５２とを前進させる。これにより，図９（ｃ）に示すごとく，基準型５０に残存している第１成形体１１に第２交換型５２のキャビティ面６２を対面させて第２キャビティ７２を形成する。そして，第２キャビティ７２に第２成形体１２を射出成形することにより，金属複合成形体１が得られる。
【００５４】
このとき，第１交換型５１のキャビティ面６１とこれに対面する基準型５０のキャビティ面６０の間には，再び第１キャビティ７１が形成されている。そのため，この状態で第１成形体１１を射出成形することにより，上記金属複合成形体１の成形と同時に第１成形体１１の成形を行うこともできる。
そして，上記と同様に第１及び第２交換型５１，５２の進退と基準型５０の回転動作を繰り返し，かつ，基準型５０の回転途中での金属複合成形体１の離型を実行することにより，射出成形を非常に効率よく連続的に行うことができる。
【００５５】
このように，本例においては，非常に効率よく生産することができ，製造コストの低減を図ることができる。
その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，金属複合成形体の製造方法を示す説明図。
【図２】実施形態例１における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図３】実施形態例１における，比較例１の金属複合成形体の製造方法を示す説明図。
【図４】実施形態例１における，比較例２の金属複合成形体の製造方法を示す説明図。
【図５】実施形態例２における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図６】実施形態例３における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図７】実施形態例４における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図８】実施形態例５における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【図９】実施形態例６における，金属複合成形体の形状を示す一部切り欠き斜視図。
【符号の説明】
１．．．金属複合成形体，
１１．．．第１成形体，
１２．．．第２成形体，
５０．．．基準型，
５１．．．第１交換型，
５２．．．第２交換型，
６０，６１，６２．．．キャビティ面，
７１．．．第１キャビティ，
７２．．．第２キャビティ，
Claims (7)
- 金属粉末射出成形法により，第１成形体を成形した後，該第１成形体の一部に密着した状態で第２成形体を成形して両者を一体化してなる金属複合成形体を製造する方法であって，
基準型と第１交換型にそれぞれ設けたキャビティ面を対面させて第１キャビティを形成し，該第１キャビティ内に第１成形体を射出成形し，
次いで，該第１成形体を上記基準型のキャビティ面内に残したまま，上記第１交換型のみを異なる形状のキャビティ面を有する第２交換型に入れ替えて該第２交換型のキャビティ面と上記第１成形体とにより第２キャビティを形成し，該第２キャビティに面する上記第１成形体の射出成形後に低下する温度が，該第１成形体に含有されているバインダの軟化点以上の温度であり，かつ上記第１成形体を構成するバインダの分解温度以下の温度範囲内にある間に，上記第２キャビティ内に第２成形体を射出成形することにより上記第１成形体と第２成形体とを一体化してなる金属複合成形体を得ることを特徴とする金属複合成形体の製造方法。 - 請求項１において，上記第１交換型と上記第２交換型との入れ替えは，両者を上記基準型に対して相対的にスライドさせることにより行うことを特徴とする金属複合成形体の製造方法。
- 請求項１において，上記第１交換型と上記第２交換型との入れ替えは，両者を上記基準型に対して相対的に回転させることにより行うことを特徴とする金属複合成形体の製造方法。
- 請求項１〜３のいずれか１項において，上記第１交換型と上記第２交換型とは，一体的に構成されていることを特徴とする金属複合成形体の製造方法。
- 請求項１〜４のいずれか１項において，上記第２成形体の射出成形は，上記第２キャビティに面する上記第１成形体の温度が，７０℃以上の温度であり，かつ上記第２成形体の金属粉末の射出温度以下の温度範囲内にある間に行うことを特徴とする金属複合成形体の製造方法。
- 請求項１〜５のいずれか１項において，上記第２成形体の射出温度は９５〜２３０℃であることを特徴とする金属複合成形体の製造方法。
- 請求項１〜６のいずれか１項において，上記第１成形体及び第２成形体に含まれるバインダの少なくとも一種は相溶する成分であることを特徴とする金属複合成形体の製造方法。
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