JP6702773B2 - Method for manufacturing metal powder compact and metal powder compact - Google Patents

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Description

本発明は、金属粉末成形体の製造方法、及び金属粉末成形体に関する。更に詳しくは、原料粉末の混合性、及び流動性が高く、且つ、金型に付着しにくく、形状保持性に優れた金属粉末成形体を製造することが可能な金属粉末成形体の製造方法に関する。また、組成が均一で、形状保持性に優れた金属成形体に関する。 The present invention relates to a method for producing a metal powder compact and a metal powder compact. More specifically, the present invention relates to a method for producing a metal powder compact, which has high mixability and fluidity of raw material powders, is less likely to adhere to a mold, and is excellent in shape retention. .. Further, the present invention relates to a metal molded body having a uniform composition and excellent shape retention.

一般的に金属粉末成形とは、原料粉末をプレス成形することにより所望の形状の金属粉末成形体に成形することである。金属粉末成形は、加工費を低減しつつ、大量生産可能であること、超硬合金等の難削材料であっても所望の形状に成形可能であること、成形体の材質・組成を原料粉末の配合により調整しやすいこと等の利点がある。そして、金属粉末成形体は、成形体のままで用いられるものや、成形後に焼成され、焼成体として用いられるものがある。特に、複雑形状や微細構造の金属粉末成形体を成形体のままで用いる場合には、焼成体に比べてチッピング等が起こりやすくなるため、金属粉末成形体に高い形状保持性が求められる。また、金属粉末成形体が、成形体のままで用いられない場合であっても、安定した状態で搬送や保管を行うためには、高い形状保持性が求められる。また、金属粉末成形体を成形体のままで用いる場合には、主原料が持つ性質を十分に発揮させるために、出来るだけ主原料の割合を高めることが求められることもある。 Generally, metal powder compaction is to compact a raw material powder into a metal powder compact having a desired shape. Metal powder molding can be mass-produced while reducing the processing cost, that even hard-to-cut materials such as cemented carbide can be molded into the desired shape, and the material and composition of the molded body is the raw material powder. There is an advantage that it can be easily adjusted by blending. The metal powder compact may be used as it is, or may be fired after molding and used as a fired body. In particular, when a metal powder compact having a complicated shape or a fine structure is used as it is, chipping or the like is more likely to occur than in a fired body, and thus the metal powder compact is required to have high shape retention. Further, even if the metal powder molded body is not used as it is, it is required to have a high shape-retaining property in order to carry and store it in a stable state. When the metal powder compact is used as it is, it may be required to increase the proportion of the main raw material as much as possible in order to fully exhibit the properties of the main raw material.

形状保持性の高い金属粉末成形体の製造方法としては、例えば、以下のようなものがある。主原料である金属粗粒に金属微粒を混ぜて粒子同士の接触点を増やし、さらにバインダーや多量の溶媒等を添加し、湿式混合した上で、造粒工程において造粒機を用いて顆粒とし、この顆粒をプレス成形する方法である(例えば、特許文献1、及び2)。しかしながら、特許文献1に記載の金属粉末成形体の製造方法は、湿式混合する工程が含まれており、余分な溶媒を蒸発させるために大きなエネルギーを必要とすることがあった。また、湿式混合する工程において溶媒を多量に必要とし、溶媒としての水を嫌う原料粉末の場合には有機溶媒を使用する必要があるため、高コストとなることもあった。また、顆粒を作る造粒工程を必要とするため、工程が煩雑となることがあった。更に、主原料である金属粗粒に金属微粒を混ぜる際に、不純物が混合しやすく、特許文献1に記載の金属粉末成形体の主原料の割合が低いことがあった。 Examples of the method for producing a metal powder compact having a high shape retention property include the following. Metal fine particles, which are the main raw material, are mixed with fine metal particles to increase the number of contact points between particles, and a binder, a large amount of solvent, etc. are added, and after wet mixing, granules are formed using a granulator in the granulation process. This is a method of press-molding the granules (for example, Patent Documents 1 and 2). However, the method for producing a metal powder compact described in Patent Document 1 includes a step of wet mixing, which sometimes requires a large amount of energy to evaporate the excess solvent. Further, a large amount of solvent is required in the wet mixing step, and in the case of a raw material powder that dislikes water as the solvent, it is necessary to use an organic solvent, which may result in high cost. Further, since a granulation step for producing granules is required, the steps may be complicated. Further, when the fine metal particles are mixed with the coarse metal particles as the main raw material, impurities are likely to be mixed, and the ratio of the main raw material of the metal powder compact described in Patent Document 1 may be low.

ここで、主原料とバインダー等とを混合し、粉末成形原料とする方法としては、湿式混合の他に、乾式混合がある。乾式混合とは、主原料とバインダー等とを混合する際に添加する溶媒の量が、湿式混合に比べて少ない混合方法であり、混合後に溶媒を蒸発させる工程や造粒工程を経ずに、粉末成形原料をプレス成形することができる。 Here, as a method of mixing the main raw material with a binder or the like to obtain a powder molding raw material, there is dry mixing in addition to wet mixing. The dry mixing is a mixing method in which the amount of the solvent added when mixing the main raw material and the binder and the like is smaller than that of the wet mixing, without a step of evaporating the solvent after mixing or a granulation step, The powder molding raw material can be press-molded.

このような乾式混合を用いた粉末成形体の製造方法としては、以下のようなものがある。粉末成形体の主原料の粒度を小さくし、粒子同士を結着する賦形剤(バインダー)やプレス成型時の流動性を良化させる(潤滑剤等として機能する)添加剤等を多くすることで、主原料である粉末の流動性を確保しながら成形しやすくする粉末成形体の製造方法がある(例えば、特許文献3)。 The following is a method for producing a powder compact using such dry mixing. To reduce the particle size of the main raw material for powder compacts, and to increase the amount of excipients (binders) that bind the particles together and additives that improve fluidity during press molding (function as a lubricant, etc.) Then, there is a method for producing a powder compact that facilitates compaction while ensuring the fluidity of the powder as the main raw material (for example, Patent Document 3).

特開2008−31552号公報JP, 2008-31552, A 特許第4947613号公報Japanese Patent No. 4947613 特許第4841564号公報Japanese Patent No. 4841564

上述したように、特許文献3に記載された発明においては、粒度を制限し、多量の賦形剤、バインダー、流動化剤等を添加することで、粉末成形体を連続プレス成形によって得る事ができる。しかしながら、特許文献3に記載の方法では、粒度が大きい粉末である粗粒を主原料とする場合に、粉末成形体の強度が低く、形状保持性が得にくいという問題があった。また、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、炭化タングステン等の硬い金属粉末を粉末成形原料の主原料とする場合に、粉末成形体の強度が低く、形状保持性が得にくいという問題があった。また、このような特許文献3に記載の方法では、粉末成形体の形状保持性が十分でないため、複雑形状や微細構造の金属粉末成形体を製造することが困難であった。一般に、金属粉末成形体の形状保持性を高くするためには、金属粉末成形原料の質量に対する、賦形剤、及びバインダーの質量の比、流動化剤の質量の比、バインダーに含まれる水の質量の比、又は流動化剤の質量の比、及び水の質量の比の双方、のいずれかを増大させることが考えられる。しかしながら、これらを増大すると、金属粉末成形原料を混合する際にダマが生じやすく、金属粉末成形原料の混合性が悪化してしまうという問題があった。また、金属粉末成形原料の混合性の悪化により、金属粉末成形原料の金型への付着が激しくなることがあった。また、混合性の悪化により、金属粉末成形原料の流動性も悪化するために、連続成形が困難になることがあった。更に、混合性の悪化により、プレス成形後の金属粉末成形体の組成や密度が不均一になることがあった。このように、従来の粉末成形体の製造方法により金属粉末成形体を製造する場合においては、得られる金属粉末成形体の形状保持性向上と、金属粉末成形原料の混合性を向上し、優れた成形性を実現することとは、二律背反の関係にあった。このため、両者を同時に解決することは非常に困難であった。 As described above, in the invention described in Patent Document 3, it is possible to obtain a powder compact by continuous press molding by limiting the particle size and adding a large amount of excipients, binders, fluidizing agents and the like. it can. However, the method described in Patent Document 3 has a problem in that the strength of the powder compact is low and shape retention is difficult to obtain when coarse particles, which are powders having a large particle size, are used as the main raw material. Further, when a hard metal powder such as silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, or tungsten carbide is used as the main raw material of the powder molding raw material, there is a problem that the strength of the powder molded body is low and shape retention is difficult to obtain. .. Further, with the method described in Patent Document 3, it is difficult to manufacture a metal powder compact having a complicated shape or a fine structure because the shape retention of the powder compact is insufficient. Generally, in order to improve the shape retention of the metal powder molded body, the ratio of the mass of the excipient and the binder to the mass of the metal powder molding raw material, the ratio of the mass of the fluidizing agent, the water contained in the binder. It is conceivable to increase either the mass ratio, or both the mass ratio of the superplasticizer and the mass ratio of water. However, if these are increased, there is a problem that lumps are likely to occur when the metal powder forming raw materials are mixed, and the mixability of the metal powder forming raw materials deteriorates. Further, due to the deterioration of the mixing property of the metal powder molding raw material, the adhesion of the metal powder molding raw material to the mold sometimes becomes severe. Further, since the mixing property is deteriorated, the fluidity of the metal powder molding raw material is also deteriorated, which sometimes makes continuous molding difficult. Further, the composition and the density of the metal powder compact after press molding may become non-uniform due to deterioration of the mixing property. As described above, in the case of producing a metal powder compact by the conventional method for producing a powder compact, the shape retention of the obtained metal powder compact is improved and the mixing property of the metal powder compacts is improved, which is excellent. Achieving formability was a trade-off. For this reason, it was very difficult to solve both at the same time.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものである。本発明によれば、原料粉末の混合性、及び流動性が高く、且つ、金型に付着しにくく、形状保持性に優れた金属粉末成形体を製造することが可能な金属粉末成形体の製造方法が提供される。また、組成が均一で、形状保持性に優れた金属成形体が提供される。 The present invention has been made in view of such problems. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, manufacture of a metal powder compact which has high mixability and fluidity of raw material powder, is hard to adhere to a metal mold, and can manufacture a metal powder compact excellent in shape retention property. A method is provided. Further, a metal molded product having a uniform composition and excellent shape retention is provided.

本発明によれば、以下に示す、金属粉末成形体の製造方法、及び金属粉末成形体が提供される。 According to the present invention, the following method for producing a metal powder compact and a metal powder compact are provided.

[1] 金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、バインダーとを混合し混練して、金属粉末成形原料を作製する成形原料作製工程と、前記金属粉末成形原料をプレス成形し、金属粉末成形体を作製する成形体作製工程と、を含み、前記バインダーとして炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を少なくとも用い、前記成形原料作製工程において、前記原料粉末100質量部に対して、前記バインダーを3.5〜20質量部加えて、前記金属粉末成形原料を作製する、金属粉末成形体の製造方法であって、
前記炭素数が20個以下の糖類が、トレハロースである、金属粉末成形体の製造方法
[1] A forming raw material preparation step of producing a metal powder forming raw material by mixing and kneading a raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder and a binder, and press forming the metal powder forming raw material to form a metal powder forming A molded body producing step of producing a body, and using at least a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent as the binder, in the forming raw material producing step, the binder is added to 100 parts by mass of the raw material powder. A method for producing a metal powder compact, which comprises adding 3.5 to 20 parts by mass to produce the metal powder compact material ,
The method for producing a metal powder compact, wherein the saccharide having 20 or less carbon atoms is trehalose .

[2] 前記バインダー100質量部中に占める、前記炭素数が20個以下の糖類の質量の比率が、20〜80質量部である、前記[1]に記載の金属粉末成形体の製造方法。 [2] The method for producing a metal powder compact according to [1], wherein the mass ratio of the saccharide having 20 or less carbon atoms in the binder 100 mass parts is 20 to 80 mass parts.

[3] 前記バインダー100質量部中に占める、前記溶媒の質量の比率が、20〜80質量部である、前記[1]又は[2]に記載の金属粉末成形体の製造方法。 [3] The method for producing a metal powder molded body according to the above [1] or [2], wherein the mass ratio of the solvent in 100 parts by mass of the binder is 20 to 80 parts by mass.

[4] 前記成形原料作製工程において、前記炭素数が20個以下の糖類を固体の状態で用いる、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の金属粉末成形体の製造方法。 [4] The method for producing a metal powder compact according to any one of [1] to [3], wherein the saccharide having 20 or less carbon atoms is used in a solid state in the forming raw material producing step.

] 前記原料粉末が、炭素粉末を含む、前記[1]〜[]のいずれかに記載の金属粉末成形体の製造方法。 [ 5 ] The method for producing a metal powder compact according to any one of [1] to [ 4 ], wherein the raw material powder contains carbon powder.

] 前記炭素粉末が、前記原料粉末100質量部に対して、15質量部未満である、前記[]に記載の金属粉末成形体の製造方法。 [ 6 ] The method for producing a metal powder compact according to [ 5 ], wherein the carbon powder is less than 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder.

] 前記成形体作製工程において、前記金属粉末成形原料にかけるプレス圧力が、5〜200MPaである、前記[1]〜[]のいずれかに記載の金属粉末成形体の製造方法。 [ 7 ] The method for producing a metal powder molded body according to any one of [1] to [ 6 ], wherein the pressing pressure applied to the metal powder molding raw material is 5 to 200 MPa in the molded body manufacturing step.

] 前記金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子、又は粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子及び粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含む、前記[1]〜[]のいずれかに記載の金属粉末成形体の製造方法。 [ 8 ] The metal powder includes fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm, coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm, or fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and coarse particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm. The method for producing a metal powder compact according to any one of the above [1] to [ 7 ], which comprises metal particles as a main material.

] 前記金属粉末が、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、タンタル、ニオブ、チタン、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末である、前記[1]〜[]のいずれかに記載の金属粉末成形体の製造方法。 [ 9 ] At least the metal powder is selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, tantalum, niobium, titanium, and magnesium. The method for producing a metal powder compact according to any one of [1] to [ 8 ], which is a powder containing one kind of metal.

10] 成形原料をプレス成形した成形体からなり、前記成形体が、金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、炭素数が20個以下の糖類を含むバインダーとを含有し、前記原料粉末100質量部に対して、前記炭素数が20個以下の糖類を、0.7〜16質量部含む、金属粉末成形体であって、
前記炭素数が20個以下の糖類が、トレハロースである、金属粉末成形体
[ 10 ] A molded body obtained by press-molding a molding raw material, wherein the molded body contains a raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder and a binder containing a saccharide having 20 or less carbon atoms. A metal powder compact containing 0.7 to 16 parts by mass of the saccharide having 20 or less carbon atoms per 100 parts by mass ,
A metal powder compact, wherein the saccharide having 20 or less carbon atoms is trehalose .

11] 前記原料粉末が、炭素粉末を含む、前記[10]に記載の金属粉末成形体。 [ 11 ] The metal powder compact according to [ 10 ], wherein the raw material powder contains carbon powder.

12] 前記炭素粉末が、前記原料粉末100質量部に対して、15質量部未満である、前記[11]に記載の金属粉末成形体。 [ 12 ] The metal powder compact according to [ 11 ], wherein the carbon powder is less than 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder.

13] 前記金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子、又は粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子及び粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含む、前記[10]〜[12]のいずれかに記載の金属粉末成形体。 [ 13 ] The metal powder is fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm, coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm, or fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and coarse particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm. The metal powder compact according to any one of [ 10 ] to [ 12 ], which contains metal particles as a main material.

14] 前記金属粉末が、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、タンタル、ニオブ、チタン、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末である、前記[10]〜[13]のいずれかに記載の金属粉末成形体。 [ 14 ] The metal powder is at least selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, tantalum, niobium, titanium, and magnesium. The metal powder compact according to any one of [ 10 ] to [ 13 ], which is a powder containing one kind of metal.

本発明の金属粉末成形体の製造方法は、金属粉末成形原料を、ダマを生じることなく均一に混合することができるため、金属粉末成形原料の混合性が高い。また、金属粉末成形体の混合性が高いため、金属粉末成形原料の流動性も高い。また、プレス成形する際に、金型に金属粉末成形原料が付着する金型付着が生じにくい。更に、形状保持性に優れ、且つ組成が均一な金属粉末成形体を製造することができる。 According to the method for producing a metal powder molding material of the present invention, the metal powder molding raw material can be uniformly mixed without causing lumps, and thus the metal powder molding raw material has high mixability. Further, since the metal powder compact has high mixability, the fluidity of the metal powder molding raw material is also high. Further, during press molding, the metal powder molding raw material is less likely to be attached to the mold. Furthermore, it is possible to manufacture a metal powder compact having excellent shape retention and uniform composition.

より具体的には、本発明の金属粉末成形体の製造方法は、成形原料作製工程と、成形体作製工程とを含む。成形原料作製工程は、金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、バインダーとを混合し混練して、乾式混合により金属粉末成形原料を作製する工程である。そして、バインダーとして炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を少なくとも用い、成形原料作製工程において、当該原料粉末100質量部に対して、バインダーを3.5〜20質量部加える。成形体作製工程は、成形原料作製工程で作製された金属粉末成形原料をプレス成形し、金属粉末成形体を作製する工程である。本発明の金属粉末成形体の製造方法は、上記のような成形原料作製工程であることにより、金属粉末成形原料の混合性が高く、組成が均一な金属粉末成形体を作製することができる。また、金属粉末成形原料に対する金属粉末の割合を高くすることもできる。また、金属粉末成形原料の流動性が高いため、成形体作製工程において、金属粉末成形原料を金型に流しやすい。また、金属粉末成形原料は、金型付着しにくい。また、プレス成形後の金属粉末成形体の形状保持性が高いため、複雑形状や微細構造の金属粉末成形体も製造することができる。例えば、従来の粉末成形体の製造方法では、粒子径の大きい粗粒の金属粉末を用いた場合には、複雑形状や微細構造の実現が困難であったが、本発明の金属粉末成形体の製造方法によれば、粗粒の金属粉末を用いた場合であっても、複雑形状や微細構造の実現が可能となる。また、従来の粉末成形体の製造方法では、1ミクロン以下のような粒子径の小さい微粒の金属粉末を用いた場合には、金属粉末の混合が困難であったが、本発明の金属粉末成形体の製造方法によれば、微粒の金属粉末を用いた場合であっても、金属粉末の混合を良好に行うことができる。 More specifically, the method for producing a metal powder compact of the present invention includes a forming raw material producing step and a compact producing step. The forming raw material producing step is a step of producing a metal powder forming raw material by mixing and kneading a raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder and a binder, and dry-mixing. Then, at least a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent are used as the binder, and 3.5 to 20 parts by mass of the binder is added to 100 parts by mass of the raw material powder in the forming raw material manufacturing step. The molded body manufacturing step is a step of press-molding the metal powder molding raw material manufactured in the molding raw material manufacturing step to manufacture a metal powder molded body. According to the method for producing a metal powder compact of the present invention, the metal powder compact having a high mixing property of the metal powder compact and a uniform composition can be produced by the above-mentioned forming raw material producing step. Further, the ratio of the metal powder to the metal powder forming raw material can be increased. In addition, since the metal powder forming raw material has high fluidity, it is easy to flow the metal powder forming raw material into the mold in the forming process of the formed body. Further, the metal powder forming raw material is unlikely to adhere to the mold. Further, since the shape retention of the metal powder compact after press molding is high, a metal powder compact having a complicated shape or a fine structure can be manufactured. For example, in the conventional method for producing a powder compact, when a coarse metal powder having a large particle size is used, it is difficult to realize a complicated shape or a fine structure. According to the manufacturing method, it is possible to realize a complicated shape or a fine structure even when a coarse-grained metal powder is used. Further, in the conventional method for producing a powder compact, it was difficult to mix the metal powder when a fine metal powder having a small particle size of 1 micron or less was used. According to the method for producing a body, the metal powder can be mixed well even when the fine metal powder is used.

本発明の金属粉末成形体は、組成が均一で、形状保持性が高い。このため、複雑形状や微細構造の金属粉末成形体とすることができる。また、金属粉末成形原料全体の質量に対する金属粉末の質量の割合を高くすることもできる。 The metal powder compact of the present invention has a uniform composition and high shape retention. Therefore, a metal powder compact having a complicated shape or a fine structure can be obtained. Further, the ratio of the mass of the metal powder to the mass of the entire metal powder forming raw material can be increased.

より具体的には、本発明の金属粉末成形体は、成形原料をプレス成形した成形体からなる。また、当該成形体が、金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、炭素数が20個以下の糖類を含むバインダーとを含有し、原料粉末100質量部に対して、炭素数が20個以下の糖類を0.7〜16質量部含む。このように構成することにより、組成が均一で形状保持性の高い、複雑形状や微細構造の金属粉末成形体とすることができる。 More specifically, the metal powder compact of the present invention comprises a compact obtained by press molding a molding raw material. Moreover, the said green compact contains the raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder, and the binder containing the saccharide whose carbon number is 20 or less, and has 20 carbon atoms or less with respect to 100 mass parts of raw material powder. 0.7 to 16 parts by mass. With this configuration, a metal powder compact having a uniform composition and a high shape-retaining property and having a complicated shape or a fine structure can be obtained.

本発明の金属粉末成形体の第一実施形態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically 1st embodiment of the metal powder compact of this invention.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments. Therefore, it is understood that, without departing from the spirit of the present invention, those obtained by appropriately modifying and improving the following embodiments are also included in the scope of the present invention based on ordinary knowledge of those skilled in the art. Should be.

(1)金属粉末成形体の製造方法
本発明の金属粉末成形体の製造方法の第一実施形態について、以下に説明する。
(1) Method for producing metal powder compact The first embodiment of the method for producing a metal powder compact of the present invention will be described below.

本実施形態の金属粉末成形体の製造方法は、成形原料作製工程と、成形体作製工程とを含む。成形原料作製工程は、金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、バインダーとを混合し混練して、金属粉末成形原料を作製する工程である。そして、バインダーとして炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を少なくとも用い、成形原料作製工程において、原料粉末100質量部に対して、バインダーを3.5〜20質量部加える。また、成形体作製工程は、成形原料作製工程で作製した金属粉末成形原料をプレス成形し、金属粉末成形体を作製する工程である。 The method for producing a metal powder compact of the present embodiment includes a forming raw material producing step and a compact producing step. The forming raw material producing step is a step of producing a metal powder forming raw material by mixing and kneading a raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder and a binder. Then, at least a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent are used as the binder, and 3.5 to 20 parts by mass of the binder is added to 100 parts by mass of the raw material powder in the forming raw material manufacturing step. Further, the molded body manufacturing step is a step of press-molding the metal powder molding raw material manufactured in the molding raw material manufacturing step to manufacture a metal powder molded body.

成形原料作製工程は、乾式混合により金属粉末成形原料を作製するものである。このため、本実施形態の金属粉末成形体の製造方法においては、成形原料作製工程の後に、溶媒を蒸発させる工程や造粒工程を要しない。即ち、本実施形態の金属粉末成形体の製造方法においては、成形原料作製工程によって得られた金属粉末成形原料を、そのまま、成形体作製工程に供して、プレス成形により金属粉末成形体を製造する。したがって、本実施形態の金属粉末成形体の製造方法によれば、極めて簡便に、且つ低コストに、金属粉末成形体を製造することができる。 The forming raw material producing step is to produce a metal powder forming raw material by dry mixing. Therefore, in the method for manufacturing the metal powder compact of the present embodiment, the step of evaporating the solvent and the granulation step are not required after the forming raw material preparing step. That is, in the method for manufacturing a metal powder molded body of the present embodiment, the metal powder molding raw material obtained in the molding raw material manufacturing step is directly subjected to the molding body manufacturing step, and the metal powder molded body is manufactured by press molding. .. Therefore, according to the method for producing a metal powder compact of the present embodiment, the metal powder compact can be produced extremely simply and at low cost.

成形原料作製工程に用いられる原料粉末は、金属粉末を10質量%以上含むものである。原料粉末中の金属粉末は、10〜100質量%であることが好ましく、50〜100質量%であることが更に好ましく、90〜99質量%であることが特に好ましい。原料粉末中の金属粉末が、10質量%未満であると、原料粉末中の金属粉末の量が少なすぎて、所望の金属特性を有する金属粉末成形体を得ることが困難になる。 The raw material powder used in the forming raw material manufacturing step contains 10 mass% or more of metal powder. The metal powder in the raw material powder is preferably 10 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 99% by mass. When the metal powder in the raw material powder is less than 10% by mass, the amount of the metal powder in the raw material powder is too small, and it becomes difficult to obtain a metal powder compact having desired metal characteristics.

バインダーとして、炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を少なくとも用いる。そして、バインダーを、原料粉末100質量部に対して、3.5〜20質量部加えることにより、得られる金属粉末成形体の形状保持性の向上と、金属粉末成形原料の混合性や流動性が優れることによる、成形性の向上とが、共に実現される。即ち、炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を含むバインダーが、3.5質量部よりも少ないと、プレス成形時において、原料粉末を十分に結合させることができず、得られる金属粉末成形体の形状保持性が低下する。また、バインダーが20質量部よりも多いと、バインダーが過剰となり、金属粉末成形原料の混合性や流動性が悪くなり、連続成形性(生産性)が大きく低下する。また、バインダーが過剰となる場合には、金属粉末成形原料が金型に付着しやすくなるため、良好なプレス成形性の実現が困難になることがある。なお、バインダーとして炭素数が20個以下の糖類を用いず、原料粉末100質量部に対して、バインダーを3.5〜20質量部を加えたとしても、得られる金属粉末成形体の形状保持性の向上と、金属粉末成形原料の混合性や流動性が優れることによる、成形性の向上との両立は困難である。例えば、バインダーとして炭素数が20個以下の糖類を用いない場合には、金属粉末成形原料にダマができやすく、金属粉末成形原料の混合性が著しく悪化する。したがって、混合性を改善するためには、バインダーの減量が必要となるが、バインダーを減量した場合には、金属粉末成形原料の形状保持性の改善を図ることはできない。 As the binder, at least a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent are used. Then, by adding 3.5 to 20 parts by mass of the binder to 100 parts by mass of the raw material powder, the shape retention of the obtained metal powder molding is improved, and the mixing property and fluidity of the metal powder molding raw material are improved. Improvement in moldability due to superiority is realized together. That is, when the binder containing a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent is less than 3.5 parts by mass, the raw material powder cannot be sufficiently bonded during press molding, and the obtained metal powder molded body is obtained. The shape retention property of is reduced. On the other hand, when the amount of the binder is more than 20 parts by mass, the amount of the binder becomes excessive, the mixing property and fluidity of the metal powder forming raw material deteriorate, and the continuous formability (productivity) greatly decreases. Further, when the amount of the binder is excessive, the metal powder molding raw material easily adheres to the mold, which may make it difficult to achieve good press moldability. In addition, even if saccharides having 20 or less carbon atoms are not used as the binder and 3.5 to 20 parts by mass of the binder is added to 100 parts by mass of the raw material powder, the shape retention of the resulting metal powder compact is obtained. It is difficult to achieve both the improvement in moldability and the improvement in moldability due to the excellent mixability and fluidity of the metal powder molding raw material. For example, when a saccharide having 20 or less carbon atoms is not used as the binder, the metal powder molding raw material is likely to be lumped and the mixing property of the metal powder molding raw material is significantly deteriorated. Therefore, in order to improve the mixing property, it is necessary to reduce the amount of the binder, but when the amount of the binder is reduced, it is impossible to improve the shape retention of the metal powder forming raw material.

炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を含むバインダーは、原料粉末100質量部に対して、3.5〜20質量部である。炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を含むバインダーは、原料100質量部に対して、5.1〜15質量部であることが好ましく、5.5〜10質量部であることが更に好ましく、5.5〜7.5質量部が特に好ましい。 The binder containing a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent is 3.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder. The binder containing a saccharide having a carbon number of 20 or less and a solvent is preferably 5.1 to 15 parts by mass, more preferably 5.5 to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the raw material, Particularly preferably, it is 5.5 to 7.5 parts by mass.

金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、チタン、ニオブ、タンタル、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末であることが好ましい。また、金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末であることがより好ましい。更に、金属粉末は珪素であることが特に好ましい。なお、金属粉末の表面が酸化し、表面の少なくとも一部に金属酸化物が生成している場合にも、金属粉末という。ただし、金属粉末の内部まで酸化されたセラミックのような粉末は、金属酸化物粉末であり、金属粉末とはいわない。 The metal powder is at least one metal selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, titanium, niobium, tantalum, and magnesium. It is preferably a powder containing Further, the metal powder is more preferably a powder containing at least one metal selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, and cobalt. Furthermore, it is particularly preferable that the metal powder is silicon. In addition, the case where the surface of the metal powder is oxidized and the metal oxide is generated on at least a part of the surface is also referred to as the metal powder. However, a powder such as ceramic in which the inside of the metal powder is oxidized is a metal oxide powder and is not called a metal powder.

金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、チタン、ニオブ、タンタル、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも2種類の金属を含む金属合金粉末であることも好ましい。また、金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも2種類の金属を含む金属合金粉末であることが更に好ましい。なお、金属合金粉末の表面が酸化し、表面の少なくとも一部に金属酸化物が生成している場合にも、金属合金粉末という。ただし、金属合金粉末の内部まで酸化されたセラミックのような粉末は、金属合金酸化物粉末であり、金属合金粉末とはいわない。 The metal powder is at least two kinds of metals selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, titanium, niobium, tantalum, and magnesium. It is also preferable that the metal alloy powder contains. Further, the metal powder is more preferably a metal alloy powder containing at least two kinds of metals selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium and cobalt. In addition, the case where the surface of the metal alloy powder is oxidized and the metal oxide is generated on at least a part of the surface is also referred to as the metal alloy powder. However, powders such as ceramics that have been oxidized to the inside of the metal alloy powder are metal alloy oxide powders and are not called metal alloy powders.

金属粉末は、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、チタン、ニオブ、タンタル、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む金属珪化物粉末であることも好ましい。また、金属粉末は、モリブデン、タングステン、鉄、マンガン、バナジウム、及びニオブからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む金属珪化物粉末であることがより好ましい。 The metal powder contains at least one metal selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, titanium, niobium, tantalum, and magnesium. It is also preferably a metal silicide powder. Further, the metal powder is more preferably a metal silicide powder containing at least one metal selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, iron, manganese, vanadium, and niobium.

金属粉末は、それぞれ平均粒子径の異なる2種類以上の金属粉末を用いてもよい。また、金属粉末は、構成元素が異なる2種類以上の金属粉末を用いてもよい。また、金属粉末の平均粒子径としては、特に制限はない。一般に、微粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合には、粗粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合に比べて、金属粉末成形原料の混合性、及び流動性が、悪化することがある。また、一般に、粗粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合には、微粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合に比べて、粉末同士の接触点が、少ないため、金属粉末成形体の形状保持性が低くなることがある。なお、「主原料」とは、金属粉末100質量%に占める比率が、80質量%以上であるものをいう。本実施形態の金属粉末成形体の製造方法は、金属粉末の主原料として、微粒の金属粒子からなる金属粉末を用いた場合にも、金属粉末成形原料の混合性、及び流動性が低下することを抑制することができる。また、金属粉末の主原料として、粗粒の金属粒子からなる金属粉末を用いた場合にも、金属粉末成形体の形状保持性を高くすることができる。なお、本明細書において、金属粉末の平均粒子径は、以下の方法によって測定した値とする。まず、金属粉末を構成する金属粒子を、粒子径が250μm超の粒子と、粒子径が250μm以下の粒子とに、分級する。金属粒子の分級は、ふるいによって行うことができる。分級された「粒子径が250μm超の粒子からなる粉末」については、ふるいによる粒子径分析を行って、当該金属粉末の粒子径分布曲線を求める。分級された「粒子径が250μm超の粒子からなる粉末」について、ふるいにより、粒子径分布曲線を求める際には、例えば、350μm、500μm、750μm、及び1000μmのふるいを用い、それぞれの粒度(粒子径)の粒子の質量を求めることができる。また、分級された「粒子径が250μm以下の粒子」については、レーザー回折法による粒子径分析を行って、当該金属粉末の粒子径分布曲線を求める。次に、ふるいによる粒子径分析により求めた粒子径分布曲線と、レーザー回折法により求めた粒子径分布曲線とを重ね合せて、金属粉末の粒子径分布曲線とし、金属粉末の平均粒子径を求める。なお、金属粉末を構成する全ての金属粒子の粒子径が、明らかに250μm以下である場合には、ふるいによる粒子径分析を省略してもよい。以下、「微粒の金属粒子からなる金属粉末」、及び「粗粒の金属粒子からなる金属粉末」のことを、それぞれ、「微粒の金属粒子」、及び「粗粒の金属粒子」ということがある。 As the metal powder, two or more kinds of metal powders having different average particle sizes may be used. Further, as the metal powder, two or more kinds of metal powders having different constituent elements may be used. Further, the average particle diameter of the metal powder is not particularly limited. In general, when a metal powder containing a metal powder composed of fine metal particles as a main raw material is used, compared with a case where a metal powder containing a metal powder composed of coarse metal particles is used as a main raw material, the metal powder Mixability and fluidity of the forming raw material may deteriorate. Further, in general, when using a metal powder containing a metal powder consisting of coarse metal particles as a main raw material, compared to a case using a metal powder containing a metal powder consisting of fine metal particles as a main raw material, Since there are few points of contact between the powders, the shape retention of the metal powder compact may be reduced. In addition, the "main raw material" refers to a metal powder having a ratio of 80 mass% or more to 100 mass%. In the method for producing a metal powder molded body of the present embodiment, even if a metal powder composed of fine metal particles is used as a main raw material of the metal powder, the mixing property and the fluidity of the metal powder molding raw material are lowered. Can be suppressed. Further, even when a metal powder composed of coarse metal particles is used as the main raw material of the metal powder, the shape retention of the metal powder compact can be improved. In addition, in this specification, the average particle diameter of the metal powder is a value measured by the following method. First, the metal particles constituting the metal powder are classified into particles having a particle diameter of more than 250 μm and particles having a particle diameter of 250 μm or less. The classification of the metal particles can be performed by a sieve. For the classified “powder consisting of particles having a particle size of more than 250 μm”, a particle size analysis using a sieve is performed to obtain a particle size distribution curve of the metal powder. When the particle diameter distribution curve is obtained by sieving the classified “powder consisting of particles having a particle diameter of more than 250 μm”, for example, 350 μm, 500 μm, 750 μm, and 1000 μm sieves are used, and the respective particle size (particle It is possible to determine the mass of the particle having a diameter. Further, regarding the classified “particles having a particle diameter of 250 μm or less”, a particle diameter analysis by a laser diffraction method is performed to obtain a particle diameter distribution curve of the metal powder. Next, the particle size distribution curve obtained by the particle size analysis using a sieve and the particle size distribution curve obtained by the laser diffraction method are superposed to obtain a particle size distribution curve of the metal powder, and an average particle size of the metal powder is obtained. .. When the particle diameters of all the metal particles constituting the metal powder are apparently 250 μm or less, the particle diameter analysis using a sieve may be omitted. Hereinafter, "metal powder consisting of fine metal particles" and "metal powder consisting of coarse metal particles" may be referred to as "fine metal particles" and "coarse metal particles", respectively. ..

金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子を主原料として含むものであってもよい。金属粉末が、このような粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子を、主原料として含む場合には、例えば、金属粉末として、平均粒子径10〜1000nmの微粒粉末を用いることが好ましく、平均粒子径10〜500nmの微粒粉末を用いることが更に好ましく、平均粒子径10〜100nmの微粒粉末を用いることが特に好ましい。本実施形態の金属粉末成形体の製造方法においては、金属粉末として、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子を主原料として含み、平均粒子径が1000nm以下である微粒粉末を用いた場合にも、金属粉末成形原料の混合性、及び流動性の悪化を抑制することができる。なお、金属粉末全体の質量に対する、所定の粒子径の金属粒子の質量の比率(質量%)については、レーザー回折法によって求めることができる金属粒子の粒子径分布から、算出することができる。 The metal powder may contain fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm as a main raw material. When the metal powder contains such fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm as a main raw material, for example, it is preferable to use a fine powder having an average particle diameter of 10 to 1000 nm as the metal powder. It is more preferable to use a fine powder having a diameter of 10 to 500 nm, and it is particularly preferable to use a fine powder having an average particle diameter of 10 to 100 nm. In the method for producing a metal powder compact according to the present embodiment, as the metal powder, fine metal powder containing fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm as a main raw material and having an average particle diameter of 1000 nm or less is also used. It is possible to suppress the deterioration of the mixing property and the fluidity of the metal powder forming raw material. The ratio (mass %) of the mass of the metal particles having a predetermined particle size to the mass of the entire metal powder can be calculated from the particle size distribution of the metal particles that can be obtained by the laser diffraction method.

金属粉末が、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含むものであってもよい。金属粉末が、このような粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を、主原料として含む場合には、例えば、金属粉末として、平均粒子径100〜1000μmの粗粒粉末を用いることが好ましく、平均粒子径150〜800μmの粗粒粉末を用いることが更に好ましく、平均粒子径200〜500μmの粗粒粉末を用いることが特に好ましい。本実施形態の金属粉末成形体の製造方法においては、金属粉末として、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含み、平均粒子径が100μm以上である粗粒粉末を用いた場合にも、金属粉末成形体の形状保持性を高くすることができる。なお、金属粉末全体の質量に対する、所定の粒子径の金属粒子の質量の比率(質量%)については、ふるいによる粒子径分析、又はレーザー回折法によって求めることができる金属粒子の粒子径分布から、算出することができる。 The metal powder may contain coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as a main raw material. When the metal powder contains such coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as the main raw material, for example, it is preferable to use a coarse powder having an average particle diameter of 100 to 1000 μm as the metal powder, It is more preferable to use coarse powder having an average particle diameter of 150 to 800 μm, and it is particularly preferable to use coarse powder having an average particle diameter of 200 to 500 μm. In the method for producing a metal powder compact according to the present embodiment, when a coarse powder containing coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as a main raw material and having an average particle diameter of 100 μm or more is used as the metal powder. Also, the shape retention of the metal powder compact can be improved. Note that the ratio (mass %) of the mass of the metal particles having a predetermined particle size to the mass of the entire metal powder, from the particle size analysis by sieving, or the particle size distribution of the metal particles that can be obtained by the laser diffraction method, It can be calculated.

金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子及び粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含むものであってもよい。主原料における、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子の質量と、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子の質量との質量比率に、特に制限はない。 The metal powder may contain fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as main raw materials. There is no particular limitation on the mass ratio between the mass of fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and the mass of coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm in the main raw material.

成形原料作製工程においては、バインダー100質量部中に占める、炭素数が20個以下の糖類の質量の比率が、20〜80質量部であることが好ましく、40〜70質量部であることが更に好ましく、50〜70質量部であることが特に好ましい。バインダー100質量部中に占める、炭素数が20個以下の糖類の質量の比率が、20質量部より少ないと、金属粉末成形原料の混合性が悪化し、流動性が悪くなることがある。また、バインダー100質量部中に占める、炭素数が20個以下の糖類の質量の比率が、80質量部より多いと、炭素数が20個以下の糖類が溶媒に溶け切らず、得られる金属粉末成形体の形状保持性が低下することがある。 In the forming raw material producing step, the ratio of the mass of the saccharide having 20 or less carbon atoms in 100 parts by mass of the binder is preferably 20 to 80 parts by mass, and more preferably 40 to 70 parts by mass. It is preferably 50 to 70 parts by mass, and particularly preferably. If the ratio of the mass of the saccharide having 20 or less carbon atoms to 100 parts by mass of the binder is less than 20 parts by mass, the mixing property of the metal powder forming raw material may be deteriorated and the fluidity may be deteriorated. Further, when the ratio of the mass of the saccharide having 20 or less carbon atoms in 100 parts by mass of the binder is more than 80 parts by mass, the saccharide having 20 or less carbon atoms is not completely dissolved in the solvent and the obtained metal powder. The shape retention of the molded product may be reduced.

炭素数が20個以下の糖類としては、非還元性二糖類、及び糖アルコールが挙げられる。また、非還元性二糖類、及び糖アルコールとしては、下記に示す非還元性二糖類、及び糖アルコールが挙げられる。 Examples of saccharides having 20 or less carbon atoms include non-reducing disaccharides and sugar alcohols. Examples of the non-reducing disaccharide and sugar alcohol include the non-reducing disaccharide and sugar alcohol shown below.

非還元性二糖類としては、α−グルコースとβ−フルクトースとが1,2−グリコシド結合したものであるスクロース、α−グルコースとα−グルコースとが1,1−グリコシド結合したものであるトレハロース、β−グルコースとβ−グルコースとが1,1−グリコシド結合したものであるイソトレハロース、α−グルコースとβ−グルコースとが1,1−グリコシド結合したものであるネオトレハロース、及び、α−ガラクトースとβ−フルクトースとが1,2−グリコシド結合したものであるガラクトスクロースが挙げられる。上述した非還元性二糖類の中でも、トレハロース、ネオトレハロースが好ましく、トレハロースが特に好ましい。ここで、非還元性二糖類とは、塩基性溶液中で還元性のあるアルデヒド基、又はケトン基を形成しない二糖類のことである。上述した非還元性二糖類の中でも、トレハロースは、特に高い水和力を有している。このため、例えば、溶媒が水を含む場合には、水が、トレハロースにより、金属粉末成形原料中により均一に分散される。即ち、水分子は、溶媒中の水分子同士の間に形成される水素結合よりも、トレハロースと水分子との間に形成される水素結合等の溶媒和により安定化される。そのため、トレハロースは、金属粉末成形体を作製するための金属粉末成形原料のより好適なバインダーとなる。 As the non-reducing disaccharide, sucrose in which α-glucose and β-fructose are 1,2-glycoside-bonded, trehalose in which α-glucose and α-glucose are 1,1-glycoside-bonded, β-glucose and β-glucose are 1,1-glycoside-bonded isotrehalose, α-glucose and β-glucose are 1,1-glycoside-bonded neotrehalose, and α-galactose. Galactosucrose, which is a 1,2-glycosidic bond to β-fructose, can be mentioned. Among the above-mentioned non-reducing disaccharides, trehalose and neotrehalose are preferable, and trehalose is particularly preferable. Here, the non-reducing disaccharide is a disaccharide that does not form a reducing aldehyde group or ketone group in a basic solution. Among the above-mentioned non-reducing disaccharides, trehalose has a particularly high hydration power. Therefore, for example, when the solvent contains water, the water is more evenly dispersed in the metal powder forming raw material by the trehalose. That is, the water molecule is stabilized by solvation such as hydrogen bond formed between trehalose and water molecule rather than hydrogen bond formed between water molecules in the solvent. Therefore, trehalose becomes a more preferable binder of the metal powder molding raw material for producing the metal powder molded body.

糖アルコールとしては、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、マルチトール、ラクチトール等が挙げられる。上述した糖アルコールの中でも、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、及び、マンニトールが好ましく、エリスリトール、ソルビトール、及び、キシリトールがより好ましく、キシリトールが特に好ましい。 Examples of sugar alcohols include erythritol, sorbitol, xylitol, mannitol, maltitol, lactitol and the like. Among the above sugar alcohols, erythritol, sorbitol, xylitol and mannitol are preferable, erythritol, sorbitol and xylitol are more preferable, and xylitol is particularly preferable.

炭素数が20個以下の糖類としては、上述した炭素数が20個以下の糖類のうち1種類を選定してバインダーとして用いてもよく、2種類以上を選定してバインダーとして用いてもよい。 As the saccharide having 20 or less carbon atoms, one of the above-mentioned saccharides having 20 or less carbon atoms may be selected and used as a binder, or two or more types may be selected and used as a binder.

成形原料作製工程においては、バインダー100質量部中に占める、溶媒の質量の比率が、20〜80質量部であることが好ましく、30〜60質量部であることが更に好ましく、30〜50質量部であることが特に好ましい。このように構成することにより、炭素数が20個以下の糖類を十分に溶媒に馴染ませることができ、プレス成形時において、原料粉末を十分に結合させることができる。「馴染む」とは、「炭素数が20個以下の糖類が溶媒に溶解すること、炭素数が20個以下の糖類が溶媒に溶解せずに分散されること、又はその双方」を意味する。 In the forming raw material producing step, the ratio of the mass of the solvent in 100 parts by mass of the binder is preferably 20 to 80 parts by mass, more preferably 30 to 60 parts by mass, and 30 to 50 parts by mass. Is particularly preferable. With such a configuration, the saccharides having 20 or less carbon atoms can be sufficiently adapted to the solvent, and the raw material powder can be sufficiently bound at the time of press molding. "Familiar" means "a saccharide having 20 or less carbon atoms is dissolved in a solvent, a saccharide having 20 or less carbon atoms is dispersed without being dissolved in a solvent, or both".

溶媒としては、水、又は有機溶媒が好ましい。また、水と有機溶媒とを混合した混合溶媒であることも好ましい。溶媒が混合溶媒である場合には、混合溶媒は、水を0質量%より多く80質量%より少なく含み、有機溶媒を100質量%より少なく20質量%より多く含むことが好ましい。また、混合溶媒は、水を0質量%より多く60質量%より少なく含み、有機溶媒を100質量%より少なく40質量%より多く含むことが更に好ましい。更に、混合溶媒は、水を0質量%より多く、30質量%より少なく含み、有機溶媒を100質量%より少なく70質量%より多く含むことが特に好ましい。溶媒として、有機溶媒、又は混合溶媒を用いる場合には、溶媒に水がほとんど含まれない、溶媒に水が全く含まれない、又は溶媒に含まれる水の質量割合が小さくなる。このため、水と反応する物質(水を嫌う物質)が原料粉末に含まれていても、金属粉末成形体を製造することができる。 Water or an organic solvent is preferable as the solvent. It is also preferable that the mixed solvent is a mixture of water and an organic solvent. When the solvent is a mixed solvent, the mixed solvent preferably contains water in an amount of more than 0% by mass and less than 80% by mass and an organic solvent in an amount of less than 100% by mass and more than 20% by mass. Further, the mixed solvent more preferably contains water in an amount of more than 0% by mass and less than 60% by mass and an organic solvent in an amount of less than 100% by mass and more than 40% by mass. Furthermore, it is particularly preferable that the mixed solvent contains water in an amount of more than 0% by mass and less than 30% by mass and an organic solvent in an amount of less than 100% by mass and more than 70% by mass. When an organic solvent or a mixed solvent is used as the solvent, the solvent contains almost no water, the solvent contains no water, or the mass ratio of water contained in the solvent becomes small. Therefore, a metal powder compact can be produced even if the raw material powder contains a substance that reacts with water (a substance that dislikes water).

有機溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、2−プロパノール、ノルマルブタノール、ヘキサン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、アセトン、ベンゼン、酢酸エチル、及びトルエンが好ましい。 As the organic solvent, ethylene glycol, diethylene glycol, 2-propanol, normal butanol, hexane, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, acetone, benzene, ethyl acetate, and toluene are preferable.

バインダーは、炭素数が20個以下の糖類、及び溶媒以外の他のバインダーとして、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、セルロース系のバインダー、及びポリビニルアルコールが挙げられる。セルロース系のバインダーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースが好ましい。 The binder may contain other components as a binder other than the sugar having 20 or less carbon atoms and the solvent. Other components include a cellulose-based binder and polyvinyl alcohol. As the cellulosic binder, methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose are preferable.

バインダーが上述のその他の成分(即ち、炭素数が20個以下の糖類、及び溶媒以外の成分)を含む場合には、バインダー100質量部に対して、その他の成分が0.1〜30質量部であることが好ましく、5〜25質量部であることが更に好ましく、10〜20質量部であることが特に好ましい。 When the binder contains the above-mentioned other components (that is, sugars having 20 or less carbon atoms, and components other than the solvent), the other components are 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder. Is preferable, 5 to 25 parts by mass is more preferable, and 10 to 20 parts by mass is particularly preferable.

原料粉末は、金属粉末以外の他の粉末を含んでいてもよい。他の粉末としては、例えば高級脂肪酸金属塩、硼素、粉末ガラス、及び炭素粉末を挙げることができる。また、これらの他の粉末のうち、金属粉末の粒子同士の潤滑剤として機能する、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、及び炭素粉末は、金属粉末の粒子同士の潤滑剤として機能するため、プレス成形時に金属粉末原料を均一な密度で押し固めることができ、プレス成形した後の金属粉末成形体の形状保持性を高くすることができる。 The raw material powder may contain a powder other than the metal powder. Other powders can include, for example, higher fatty acid metal salts, boron, powdered glass, and carbon powder. Further, among these other powders, zinc stearate, lithium stearate, and carbon powder, which function as a lubricant between the particles of the metal powder, function as a lubricant between the particles of the metal powder, so press molding is performed. At the same time, the metal powder raw material can be pressed and solidified with a uniform density, and the shape retention of the metal powder molded body after press molding can be enhanced.

また、原料粉末は、他の粉末として、有機成形助剤、造孔剤等を含んでいてもよい。有機成形助剤は、原料粉末の混合性を更に高める分散剤、金属粉末の粒子同士の潤滑剤等として機能する。有機成形助剤としては、界面活性剤、シリコン油、グリセリン、流動パラフィン、及びフェノール樹脂等を挙げることができる。界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、及び双生界面活性剤等を挙げることができる。造孔剤としては、発泡樹脂、及び吸水性樹脂等を挙げることができる。 In addition, the raw material powder may include an organic molding aid, a pore-forming agent, and the like as other powders. The organic molding aid functions as a dispersant that further enhances the mixing properties of the raw material powders, a lubricant for the particles of the metal powder, and the like. Examples of organic molding aids include surfactants, silicone oil, glycerin, liquid paraffin, and phenol resins. Examples of the surfactant include anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and zwitterionic surfactants. Examples of the pore-forming agent include foamed resin and water-absorbent resin.

金属粉末の金属粒子同士の潤滑剤として機能する他の粉末は、原料粉末100質量部に対して、15質量部未満であることが好ましく、0.5質量部以上、10質量部未満であることが更に好ましく、0.5質量部以上、5質量部未満であることが特に好ましい。他の粉末が、原料粉末100質量部に対して、15質量部以上であると、組成が均一になりにくく、所望の特性の金属粉末成形体を得にくくなることがある。 The amount of the other powder that functions as a lubricant between the metal particles of the metal powder is preferably less than 15 parts by mass, and 0.5 parts by mass or more and less than 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the raw material powder. Is more preferable, and 0.5 parts by mass or more and less than 5 parts by mass is particularly preferable. If the amount of the other powder is 15 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the raw material powder, the composition may not be uniform, and it may be difficult to obtain a metal powder compact having desired characteristics.

金属粉末の金属粒子同士の潤滑剤として機能する他の粉末が炭素粉末である場合には、以下のような炭素粉末であることが好ましい。炭素粉末は、炭素微粒粉末、活性炭素粉末、顆粒状活性炭素粉末、炭素ヤーン粉末、炭素フェルト粉末、グラッシーカーボン粉末、鱗片状黒鉛粉末、塊(鱗)状黒鉛粉末、土状黒鉛粉末、及び熱分解黒鉛粉末であることが好ましい。炭素粉末は、天然黒鉛由来のものであっても人造黒鉛由来のものであってもよい。 When the other powder that functions as a lubricant for the metal particles of the metal powder is carbon powder, the following carbon powder is preferable. Carbon powder includes fine carbon powder, activated carbon powder, granular activated carbon powder, carbon yarn powder, carbon felt powder, glassy carbon powder, scaly graphite powder, lumpy graphite powder, earthy graphite powder, and heat. It is preferably a decomposed graphite powder. The carbon powder may be derived from natural graphite or artificial graphite.

上述した炭素粉末のうち、天然黒鉛由来のものが好ましい。天然黒鉛由来の炭素粉末の密度、及び平均粒子径は、それぞれ下記の範囲の密度、及び平均粒子径であることが好ましい。密度1.45〜2.25g/cm、平均粒子径1〜500μmの炭素粉末が好ましく、密度1.6〜2.2g/cm、平均粒子径10〜300μmの炭素粉末が更に好ましく、密度1.8〜2.1g/cm、平均粒子径20〜200μmの炭素粉末が特に好ましい。なお、平均粒子径の値はレーザー回折法により測定した値である。 Among the above-mentioned carbon powders, those derived from natural graphite are preferable. The density and the average particle diameter of the carbon powder derived from natural graphite are preferably the density and the average particle diameter in the following ranges, respectively. A carbon powder having a density of 1.45 to 2.25 g/cm 3 and an average particle diameter of 1 to 500 μm is preferable, and a carbon powder having a density of 1.6 to 2.2 g/cm 3 and an average particle diameter of 10 to 300 μm is more preferable. Carbon powder having 1.8 to 2.1 g/cm 3 and an average particle diameter of 20 to 200 μm is particularly preferable. The average particle diameter value is a value measured by a laser diffraction method.

成形原料作製工程において、原料粉末とバインダーとを混合し混練して金属粉末成形原料と作製する方法としては、特に制限はなく、例えば、ミキサー等を用いることができる。ミキサーとしては、愛工舎製作所製のケンミックスミキサー(品番:KMM−770)等を挙げることができる。 In the forming raw material producing step, the method for producing the metal powder forming raw material by mixing and kneading the raw material powder and the binder is not particularly limited, and for example, a mixer or the like can be used. Examples of the mixer include Kenmix mixer (product number: KMM-770) manufactured by Aikosha Seisakusho.

成形原料作製工程において、炭素数が20個以下の糖類を、溶媒に溶質として予め溶解させた後、バインダーとして原料粉末に添加してもよいし、固体の状態の炭素数が20個以下の糖類と原料粉末とを混合した後に、溶媒を、原料粉末と炭素数が20個以下の糖類との混合物に添加してもよい。以下、「固体の状態の炭素数が20個以下の糖類と原料粉末とを混合し混合物とした後に、当該混合物に溶媒を添加する」ことを、「炭素数が20個以下の糖類を固体の状態で用いる」ということがある。固体状の炭素数が20個以下の糖類を用いる場合は、炭素数が20個以下の糖類を溶媒に溶質として予め溶解させる必要がなく、炭素数が20個以下の糖類の溶液を管理する必要もない。したがって、作業性や低コスト化の観点からは、成形原料作製工程において、固体状の炭素数が20個以下の糖類を用いることが好ましい。 In the forming raw material preparation step, a saccharide having 20 or less carbon atoms may be dissolved in a solvent as a solute in advance and then added to the raw material powder as a binder, or a saccharide having 20 or less carbon atoms in a solid state. After mixing with the raw material powder, the solvent may be added to the mixture of the raw material powder and the saccharide having 20 or less carbon atoms. Hereinafter, "the saccharide having a carbon number of 20 or less in a solid state and the raw material powder are mixed to form a mixture, and then a solvent is added to the mixture" is referred to as "a saccharide having a carbon number of 20 or less in the solid state. It is used in the state." When a solid saccharide having 20 or less carbon atoms is used, it is not necessary to previously dissolve a saccharide having 20 or less carbon atoms as a solute in a solvent, and it is necessary to manage a solution of saccharides having 20 or less carbon atoms. Nor. Therefore, from the viewpoint of workability and cost reduction, it is preferable to use solid saccharides having 20 or less carbon atoms in the forming raw material manufacturing step.

成形体作製工程において、金属粉末成形原料を金型に流し、プレス成形した後、金型から取り出し、金属粉末成形体とする。金型には、所望の金属粉末成形体の形状となるように設計された金型を用いることが好ましい。金型の材質としては、金型鋼、超硬合金、及びセラミック等が好ましい。また、金型表面は、これらの材質の溶射、CVDコートがされたものであることも好ましい。 In the forming process of the formed body, the metal powder forming raw material is poured into a mold, press-formed, and then taken out from the mold to obtain a metal powder formed body. As the mold, it is preferable to use a mold designed to have a desired shape of the metal powder compact. As the material of the die, die steel, cemented carbide, ceramic and the like are preferable. It is also preferable that the surface of the mold is sprayed with these materials and coated with CVD.

成形体作製工程において、金属粉末成形原料にかけるプレス圧力が、5〜200MPaであることが好ましく、10〜100MPaであることが更に好ましく、40〜80MPaであることが特に好ましい。成形体作製工程において、金属粉末成形原料にかけるプレス圧力が、5MPaより小さいと、金属粉末成形体を固めることができなくなることがあり、200MPaより大きいと、金型の磨耗が激しくなることがある。 In the forming process of the formed body, the pressing pressure applied to the metal powder forming raw material is preferably 5 to 200 MPa, more preferably 10 to 100 MPa, and particularly preferably 40 to 80 MPa. In the forming process of the formed body, if the press pressure applied to the metal powder forming raw material is less than 5 MPa, the metal powder formed body may not be solidified, and if it is more than 200 MPa, wear of the mold may be severe. ..

本実施形態の金属粉末成形体の製造方法は、成形体作製工程によって得られた金属粉末成形体を乾燥する、成形体乾燥工程を更に含んでいてもよい。乾燥方法について特に制限は無く、自然乾燥でも構わないが、40〜160℃の熱風乾燥機内で乾燥することが好ましい。このような成形体乾燥工程を行うことにより、得られる金属粉末成形体の形状保持性を向上させることができる。 The method for producing a metal powder compact of the present embodiment may further include a compact drying step of drying the metal powder compact obtained in the compact production step. The drying method is not particularly limited and may be natural drying, but it is preferable to dry in a hot air dryer at 40 to 160°C. By performing such a molded body drying step, it is possible to improve the shape retention of the obtained metal powder molded body.

(2)金属粉末成形体
本発明の金属粉末成形体の第一実施形態について、以下に説明する。
(2) Metal powder compact The first embodiment of the metal powder compact of the present invention will be described below.

図1に示すように、本実施形態の金属粉末成形体1は、成形原料をプレス成形した成形体からなる。また、当該成形体が、金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、炭素数が20個以下の糖類を含むバインダーとを含有し、原料粉末100質量部に対して、炭素数が20個以下の糖類を0.7〜16質量部含んでいる。図1は、本発明の金属粉末成形体の第一実施形態を模式的に示す斜視図である。 As shown in FIG. 1, the metal powder compact 1 of the present embodiment is formed by press molding a molding raw material. Moreover, the said green compact contains the raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder, and the binder containing the saccharide whose carbon number is 20 or less, and has 20 carbon atoms or less with respect to 100 mass parts of raw material powder. It contains 0.7 to 16 parts by mass of the saccharide. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a first embodiment of the metal powder compact of the present invention.

上述したように、本実施形態の金属粉末成形体は、金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、炭素数が20個以下の糖類を含むバインダーとを含有している。そして、原料粉末100質量部に対して、炭素数が20個以下の糖類を0.7〜16質量部含んでいる。このため、金属粉末成形体は、組成が均一であり、形状保持性が高い。また、形状保持性が高いため、必要に応じて、複雑形状や微細構造の金属粉末成形体とすることもできる。更に、必要に応じて、金属粉末成形原料の質量に対する金属粉末の質量の比率を高くすることもできる。 As described above, the metal powder compact of the present embodiment contains the raw material powder containing 10 mass% or more of the metal powder and the binder containing the saccharide having 20 or less carbon atoms. Then, 0.7 to 16 parts by mass of saccharides having 20 or less carbon atoms are included with respect to 100 parts by mass of the raw material powder. Therefore, the metal powder compact has a uniform composition and high shape retention. Further, since the shape retention property is high, a metal powder compact having a complicated shape or a fine structure can be formed, if necessary. Furthermore, if necessary, the ratio of the mass of the metal powder to the mass of the metal powder forming raw material can be increased.

「原料粉末100質量部に対する、金属粉末の質量の比率」は、以下の方法で測定することができる。まず、金属粉末成形体を粉砕し、粉末の一部を試験粉末とする。次に、試験粉末について、エネルギー分散型X線装置(EDX)を用いて、定性・定量分析を行い、金属粉末成形体に含まれる金属粉末の種類を決定し、「試験粉末100質量部に対する、金属粉末の質量の比率」を求める。そして、「試験粉末100質量部に対する、金属粉末の質量の比率」を、「金属粉末成形体100質量部に対する金属粉末の質量の比率」とする。また、「原料粉末100質量部に対する、炭素数が20個以下の糖類の質量の比率」は、以下の方法で測定することができる。まず、試験粉末を80℃の乾燥雰囲気において、60分以上乾燥する。そして、乾燥後の試験粉末を、KBr粉末を用いて希釈し、フーリエ変換型赤外分光装置(FT−IR)を用いて、定性・定量分析を行い、「試験粉末100質量部に対する、炭素数が20個以下の糖類の質量の比率」を求める。そして、「試験粉末100質量部に対する炭素数が20個以下の糖類の質量の比率」を、「原料粉末100質量部に対する、金属粉末の質量の比率」とする。 The “ratio of the mass of the metal powder to 100 parts by mass of the raw material powder” can be measured by the following method. First, a metal powder compact is crushed, and a part of the powder is used as a test powder. Next, the test powder is subjected to a qualitative/quantitative analysis using an energy dispersive X-ray device (EDX) to determine the type of the metal powder contained in the metal powder compact, and "for 100 parts by mass of the test powder, "Mass ratio of metal powder" is obtained. The "ratio of the mass of the metal powder to 100 parts by mass of the test powder" is defined as the "ratio of the mass of the metal powder to 100 parts by mass of the metal powder compact". Moreover, "the ratio of the mass of the sugar having 20 or less carbon atoms to 100 mass parts of the raw material powder" can be measured by the following method. First, the test powder is dried in a dry atmosphere at 80° C. for 60 minutes or more. Then, the test powder after drying is diluted with KBr powder, and qualitative/quantitative analysis is performed using a Fourier transform infrared spectroscope (FT-IR). Is the ratio of the masses of 20 or less sugars". And "the ratio of the mass of the sugar having 20 or less carbon atoms to 100 parts by mass of the test powder" is defined as "the ratio of the mass of the metal powder to 100 parts by mass of the raw material powder".

成形体は、炭素数が20個以下の糖類を含むバインダーを含有している。そして、成形体は、原料粉末100質量部に対して、炭素数が20個以下の糖類を0.7〜16質量部含んでいる。成形体は、原料粉末100質量部に対して、2.0〜10.5質量部含むことが好ましく、2.8〜7質量部含むことが更に好ましく、2.8〜5.3質量部含むことが特に好ましい。 The molded body contains a binder containing a saccharide having 20 or less carbon atoms. The molded body contains 0.7 to 16 parts by mass of saccharides having 20 or less carbon atoms with respect to 100 parts by mass of the raw material powder. The molded product preferably contains 2.0 to 10.5 parts by mass, more preferably 2.8 to 7 parts by mass, and further preferably 2.8 to 5.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder. Is particularly preferable.

原料粉末は、金属粉末を10質量%以上含むものである。原料粉末中の金属粉末は、10〜100質量%であることが好ましく、50〜100質量%であることが更に好ましく、90〜99質量%であることが特に好ましい。原料粉末中の金属粉末が、10質量%未満であると、原料粉末中の金属粉末の量が少なすぎて、所望の金属特性が得られないことがある。 The raw material powder contains metal powder in an amount of 10% by mass or more. The metal powder in the raw material powder is preferably 10 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 99% by mass. If the content of the metal powder in the raw material powder is less than 10% by mass, the amount of the metal powder in the raw material powder may be too small and desired metal characteristics may not be obtained.

炭素数が20個以下の糖類を含むバインダーは、原料粉末100質量部に対して、1.1〜16質量部であることが好ましく、2.0〜10.5質量部であることが更に好ましく、2.8〜7質量部であることがより更に好ましく、2.8〜5.3質量部であることが特に好ましい。 The binder containing a saccharide having 20 or less carbon atoms is preferably 1.1 to 16 parts by mass, more preferably 2.0 to 10.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the raw material powder. It is more preferably 2.8 to 7 parts by mass, and particularly preferably 2.8 to 5.3 parts by mass.

金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、チタン、ニオブ、タンタル、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末であることが好ましい。また、金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末であることがより好ましい。更に、金属粉末は珪素であることが特に好ましい。なお、金属粉末の表面が酸化し、表面の少なくとも一部に金属酸化物が生成している場合にも、金属粉末という。ただし、金属粉末の内部まで酸化されたセラミックのような粉末は、金属酸化物粉末であり、金属粉末とはいわない。 The metal powder is at least one metal selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, titanium, niobium, tantalum, and magnesium. It is preferably a powder containing Further, the metal powder is more preferably a powder containing at least one metal selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, and cobalt. Furthermore, it is particularly preferable that the metal powder is silicon. In addition, the case where the surface of the metal powder is oxidized and the metal oxide is generated on at least a part of the surface is also referred to as the metal powder. However, a powder such as ceramic in which the inside of the metal powder is oxidized is a metal oxide powder and is not called a metal powder.

金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、チタン、ニオブ、タンタル、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも2種類の金属を含む金属合金粉末であることも好ましい。また、金属粉末は、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、及びコバルトからなる群から選択される少なくとも2種類の金属を含む金属合金粉末であることが更に好ましい。なお、金属合金粉末の表面が酸化し、表面の少なくとも一部に金属酸化物が生成している場合にも、金属合金粉末という。ただし、金属合金粉末の内部まで酸化されたセラミックのような粉末は、金属合金酸化物粉末であり、金属合金粉末とはいわない。 The metal powder is at least two kinds of metals selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, titanium, niobium, tantalum, and magnesium. It is also preferable that the metal alloy powder contains. Further, the metal powder is more preferably a metal alloy powder containing at least two kinds of metals selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium and cobalt. In addition, the case where the surface of the metal alloy powder is oxidized and the metal oxide is generated on at least a part of the surface is also referred to as the metal alloy powder. However, powders such as ceramics that have been oxidized to the inside of the metal alloy powder are metal alloy oxide powders and are not called metal alloy powders.

金属粉末は、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、チタン、ニオブ、タンタル、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む金属珪化物粉末であることも好ましい。また、金属粉末は、モリブデン、タングステン、鉄、マンガン、バナジウム、及びニオブからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む金属珪化物粉末であることがより好ましい。 The metal powder contains at least one metal selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, titanium, niobium, tantalum, and magnesium. It is also preferably a metal silicide powder. Further, the metal powder is more preferably a metal silicide powder containing at least one metal selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, iron, manganese, vanadium, and niobium.

金属粉末は、それぞれ平均粒子径の異なる2種類以上の金属粉末からなるものであってもよい。また、金属粉末は、構成元素が異なる2種類以上の金属粉末からなるものであってもよい。また、金属粉末の平均粒子径としては、特に制限はない。一般に、微粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合には、粗粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合に比べて、金属粉末成形原料の混合性、及び流動性が、悪化することがある。また、一般に、粗粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合には、微粒の金属粒子からなる金属粉末を主原料として含む金属粉末を用いた場合に比べて、粉末同士の接触点が少ないため、金属粉末成形体の形状保持性が低くなることがある。なお、「主原料」とは、金属粉末100質量%に占める比率が、80質量%以上であるものをいう。本実施形態の金属粉末成形体は、金属粉末の主原料として、微粒の金属粒子からなる金属粉末を用いた場合にも、金属粉末成形原料の混合性、及び流動性が低下することを抑制することができる。また、金属粉末の主原料として、粗粒の金属粒子からなる金属粉末を用いた場合にも、金属粉末成形体の形状保持性を高くすることができる。なお、平均粒子径は、上述したふるいによる粒子径分析、及びレーザー回折法により測定した値である。 The metal powder may be composed of two or more kinds of metal powders having different average particle diameters. Further, the metal powder may be composed of two or more kinds of metal powders having different constituent elements. Further, the average particle diameter of the metal powder is not particularly limited. In general, when a metal powder containing a metal powder composed of fine metal particles as a main raw material is used, compared with a case where a metal powder containing a metal powder composed of coarse metal particles is used as a main raw material, the metal powder Mixability and fluidity of the forming raw material may deteriorate. Further, in general, when using a metal powder containing a metal powder consisting of coarse metal particles as a main raw material, compared to a case using a metal powder containing a metal powder consisting of fine metal particles as a main raw material, Since there are few points of contact between the powders, the shape retention of the metal powder compact may be reduced. In addition, the "main raw material" refers to a metal powder having a ratio of 80 mass% or more to 100 mass%. The metal powder compact of the present embodiment suppresses deterioration of the mixing property and the fluidity of the metal powder molding raw material even when the metal powder composed of fine metal particles is used as the main raw material of the metal powder. be able to. Further, even when a metal powder composed of coarse metal particles is used as the main raw material of the metal powder, the shape retention of the metal powder compact can be improved. The average particle size is a value measured by the particle size analysis using the above-mentioned sieve and the laser diffraction method.

金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子を主原料として含むものであってもよい。金属粉末が、このような粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子を、主原料として含む場合には、例えば、金属粉末として、平均粒子径10〜1000nmの微粒粉末を用いることが好ましく、平均粒子径10〜500nmの微粒粉末を用いることが更に好ましく、平均粒子径10〜100nmの微粒粉末を用いることが特に好ましい。本実施形態の金属粉末成形体は、金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子を主原料として含み、平均粒子径が1000nm以下である微粒粉末であっても、その製造過程において、金属粉末成形原料の混合性、及び流動性が悪化し難い。なお、金属粉末全体の質量に対する、所定の粒子径の金属粒子の質量の比率(質量%)については、レーザー回折法によって求めることができる、金属粒子の粒子径分布から、算出することができる。 The metal powder may contain fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm as a main raw material. When the metal powder contains such fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm as a main raw material, for example, it is preferable to use a fine powder having an average particle diameter of 10 to 1000 nm as the metal powder. It is more preferable to use a fine powder having a diameter of 10 to 500 nm, and it is particularly preferable to use a fine powder having an average particle diameter of 10 to 100 nm. In the metal powder compact of the present embodiment, the metal powder contains fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm as a main raw material, and even if the average particle diameter is 1000 nm or less, in the manufacturing process thereof, Mixability and fluidity of the metal powder forming raw material do not easily deteriorate. The ratio (mass %) of the mass of the metal particles having a predetermined particle size to the mass of the entire metal powder can be calculated from the particle size distribution of the metal particles, which can be obtained by a laser diffraction method.

金属粉末が、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含むものであってもよい。金属粉末が、このような粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を、主原料として含む場合には、例えば、金属粉末として、平均粒子径100〜1000μmの粗粒粉末を用いることが好ましく、平均粒子径150〜800μmの粗粒粉末を用いることが更に好ましく、平均粒子径200〜500μmの粗粒粉末を用いることが特に好ましい。本実施形態の金属粉末成形体は、金属粉末が、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含み、平均粒子径が100μm以上である粗粒粉末であっても、金属粉末成形体の形状保持性を高くすることができる。なお、金属粉末全体の質量に対する、所定の粒子径の金属粒子の質量の比率(質量%)については、ふるいによる粒子径分析、又はレーザー回折法によって求めることができる、金属粒子の粒子径分布から、算出することができる。 The metal powder may contain coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as a main raw material. When the metal powder contains such coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as the main raw material, for example, it is preferable to use a coarse powder having an average particle diameter of 100 to 1000 μm as the metal powder, It is more preferable to use coarse powder having an average particle diameter of 150 to 800 μm, and it is particularly preferable to use coarse powder having an average particle diameter of 200 to 500 μm. In the metal powder compact of the present embodiment, even if the metal powder contains coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as a main raw material and the average particle diameter is 100 μm or more, the metal powder molding is performed. The shape retention of the body can be enhanced. The ratio (mass %) of the mass of the metal particles having a predetermined particle size to the mass of the entire metal powder can be determined by a particle size analysis using a sieve or a laser diffraction method. From the particle size distribution of the metal particles , Can be calculated.

金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子及び粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含むものであってもよい。主原料における、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子の質量と、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子の質量との質量比率に、特に制限はない。 The metal powder may contain fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm as main raw materials. There is no particular limitation on the mass ratio between the mass of fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and the mass of coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm in the main raw material.

炭素数が20個以下の糖類としては、非還元性二糖類、及び糖アルコールが挙げられる。また、非還元性二糖類、及び糖アルコールとしては、下記に示す非還元性二糖類、及び糖アルコールが挙げられる。 Examples of saccharides having 20 or less carbon atoms include non-reducing disaccharides and sugar alcohols. Examples of the non-reducing disaccharide and sugar alcohol include the non-reducing disaccharide and sugar alcohol shown below.

非還元性二糖類としては、α−グルコースとβ−フルクトースとが1,2−グリコシド結合したものであるスクロース、α−グルコースとα−グルコースとが1,1−グリコシド結合したものであるトレハロース、β−グルコースとβ−グルコースとが1,1−グリコシド結合したものであるイソトレハロース、α−グルコースとβ−グルコースとが1,1−グリコシド結合したものであるネオトレハロース、及び、α−ガラクトースとβ−フルクトースとが1,2−グリコシド結合したものであるガラクトスクロースが挙げられる。上述した非還元性二糖類の中でも、トレハロース、ネオトレハロースが好ましく、トレハロースが特に好ましい。ここで、非還元性二糖類とは、塩基性溶液中で還元性のあるアルデヒド基、又はケトン基を形成しない二糖類のことである。 As the non-reducing disaccharide, sucrose in which α-glucose and β-fructose are 1,2-glycoside-bonded, trehalose in which α-glucose and α-glucose are 1,1-glycoside-bonded, β-glucose and β-glucose are 1,1-glycoside-bonded isotrehalose, α-glucose and β-glucose are 1,1-glycoside-bonded neotrehalose, and α-galactose. Galactosucrose, which is a 1,2-glycosidic bond to β-fructose, can be mentioned. Among the above-mentioned non-reducing disaccharides, trehalose and neotrehalose are preferable, and trehalose is particularly preferable. Here, the non-reducing disaccharide is a disaccharide that does not form a reducing aldehyde group or ketone group in a basic solution.

糖アルコールとしては、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、マルチトール、ラクチトール等が挙げられる。上述した糖アルコールの中でも、エリスリトール、ソルビトール、キシリトール、及び、マンニトールが好ましく、エリスリトール、ソルビトール、及び、キシリトールがより好ましい。なお、原料粉末の流動性の観点からは、エリスリトールが特に好ましい。 Examples of sugar alcohols include erythritol, sorbitol, xylitol, mannitol, maltitol, lactitol and the like. Among the above sugar alcohols, erythritol, sorbitol, xylitol and mannitol are preferable, and erythritol, sorbitol and xylitol are more preferable. From the viewpoint of fluidity of the raw material powder, erythritol is particularly preferable.

バインダーは、炭素数が20個以下の糖類、及び溶媒以外の他のバインダーとして、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、セルロース系のバインダー、及びポリビニルアルコールが挙げられる。セルロース系のバインダーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースが好ましい。 The binder may contain other components as a binder other than the sugar having 20 or less carbon atoms and the solvent. Other components include a cellulose-based binder and polyvinyl alcohol. As the cellulosic binder, methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose are preferable.

バインダーが上述のその他の成分(即ち、炭素数が20個以下の糖類以外の成分)を含む場合には、バインダー100質量部に対して、その他の成分が0.1〜60質量部であることが好ましく、10〜50質量部であることが更に好ましく、30〜40質量部であることが特に好ましい。 When the binder contains the above-mentioned other components (that is, components other than sugars having 20 or less carbon atoms), the other components are 0.1 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder. Is more preferable, 10 to 50 parts by mass is more preferable, and 30 to 40 parts by mass is particularly preferable.

原料粉末は、金属粉末以外の他の粉末を含んでいてもよい。金属粉末以外の他の粉末としては、上述した金属粉末成形体の製造方法の実施形態にて説明した他の粉末と同様のものを挙げることができる。また、原料粉末に含まれる他の粉末の配合量などについても、上述した金属粉末成形体の製造方法の実施形態にて説明した値と同様であることが好ましい。 The raw material powder may contain a powder other than the metal powder. As the powder other than the metal powder, the same powder as the other powder described in the embodiment of the method for manufacturing the metal powder compact described above can be mentioned. Also, the blending amount of other powders contained in the raw material powder is preferably the same as the value described in the embodiment of the method for manufacturing the metal powder compact described above.

他の粉末が炭素粉末である場合には、金属粉末成形体の製造方法の項にて説明した炭素粉末を採用することが好ましく、炭素粉末の密度及び平均粒子径についても同様とすることが好ましい。 When the other powder is a carbon powder, it is preferable to use the carbon powder described in the section of the method for producing a metal powder compact, and the density and the average particle diameter of the carbon powder are also preferably the same. ..

金属粉末成形体の形状については特に制限はなく、例えば、金型内の空間の形状に応じて適宜決定される。これまでに説明したように、金属粉末成形体を作製するための金属粉末成形原料は、金型に付着し難い。したがって、本実施形態の金属粉末成形体は、金型からの離型性が極めて良好であるため、複雑形状や、微細構造を有する形状の成形体とすることも可能である。例えば、金属粉末成形体の形状は、角柱形状や円柱形状の比較的に単純な形状のものであってもよいし、その外表面の凹凸等を有する形状や、薄肉部を有する形状のものであってもよい。例えば、金属粉末成形体は、局所的な厚さが、3mm以下の部位を有するものであってもよい。 The shape of the metal powder compact is not particularly limited and is appropriately determined depending on, for example, the shape of the space in the mold. As described above, the metal powder molding raw material for producing the metal powder molded body is unlikely to adhere to the mold. Therefore, the metal powder molded body of the present embodiment has extremely good releasability from the mold, and thus can be molded into a complex shape or a shape having a fine structure. For example, the shape of the metal powder compact may be a relatively simple shape such as a prismatic shape or a cylindrical shape, or a shape having irregularities on the outer surface thereof or a shape having a thin portion. It may be. For example, the metal powder compact may have a local thickness of 3 mm or less.

本実施形態の金属粉末成形体は、金属粉末成形体の形状が保持できればこの限りでは無いが、曲げ強度が、0.5MPa以上であることが好ましい。ここで、曲げ強度は、プレス成形時に加圧された方向を荷重負荷方向とする3点曲げ強さのことであり、インストロン社製の材料試験機(型番:5900シリーズ)を用いて測定した値である。曲げ強度の測定は、金属粉末成形体から、「プレス成形時に加圧された方向における金属粉末成形体の長さ」×10mm×40mmの試験片を切り出して行うものとする。プレス成形時に加圧された方向は、例えば、金属粉末成形体が円柱形状である場合には、底面の方向がプレス成形時に加圧された方向であると判別することができる。プレス成形時に加圧された方向が不明である場合には、金属粉末成形体の一の面に垂直な方向を、プレス成形時に加圧された方向であると仮定し、上記のような試験片を切り出して、曲げ強度を測定する。また、金属粉末成形体の残余の面に垂直な方向についても、同様にプレス成形時に加圧された方向であると仮定し、上記のような試験片を切り出して曲げ強度を測定する。そして、測定された曲げ強度の最大値を、当該金属粉末成形体の曲げ強度とする。金属粉末成形体の曲げ強度は、1.0MPa以上であることが更に好ましく、3.0MPa以上であることが特に好ましい。このように構成することにより、金属粉末成形体の形状保持性を向上することができる。なお、本実施形態の金属粉末成形体においては、金属粉末成形原料に含まれるバインダーの結合力によって、金属粉末同士が結合し、その形状が維持されている。このため、本実施形態の金属粉末成形体は、曲げ強度の上限値が、5〜10MPa程度である。また、金属粉末成形体の曲げ強度は、金属粉末成形体中に含まれる液体の含有比率によって変化することがある。このため、金属粉末成形体の曲げ強度の測定を行う際には、測定対象の金属粉末成形体を、以下の方法で乾燥した後に行うものとする。測定対象の金属粉末成形体を、熱風乾燥機を用いて、80℃の乾燥雰囲気において、60分以上乾燥する。このような乾燥を行うことにより、金属粉末成形体の質量に占める金属粉末成形体中の液体の質量の比率を、1質量%以下とする。ここで、金属粉末成形体中の液体とは、金属粉末成形体の製造時に、金属粉末成形原料中に含まれる溶媒等の液体のことである。 The metal powder compact of the present embodiment is not limited to this as long as the shape of the metal powder compact can be maintained, but the bending strength is preferably 0.5 MPa or more. Here, the bending strength is a three-point bending strength in which the direction of pressing during press molding is the load load direction, and was measured using a material testing machine manufactured by Instron (model number: 5900 series). It is a value. The bending strength is measured by cutting out a test piece of “length of the metal powder compact in the direction pressed in the press molding”×10 mm×40 mm from the metal powder compact. For example, when the metal powder compact has a cylindrical shape, the direction of the pressure applied during press molding can be determined to be the direction of the bottom surface pressed during press molding. If the pressure direction during press molding is unknown, it is assumed that the direction perpendicular to one surface of the metal powder compact is the pressure direction during press molding. Is cut out and the bending strength is measured. Also, regarding the direction perpendicular to the remaining surface of the metal powder compact, similarly, it is assumed that it is the direction in which pressure is applied during press molding, and the above-described test piece is cut out and the bending strength is measured. Then, the maximum value of the measured bending strength is set as the bending strength of the metal powder compact. The bending strength of the metal powder compact is more preferably 1.0 MPa or more, and particularly preferably 3.0 MPa or more. With this configuration, the shape retention of the metal powder compact can be improved. In the metal powder compact of the present embodiment, the metal powders are bound to each other by the binding force of the binder contained in the metal powder molding raw material, and the shape thereof is maintained. Therefore, the upper limit of the bending strength of the metal powder compact of this embodiment is about 5 to 10 MPa. The bending strength of the metal powder compact may change depending on the content ratio of the liquid contained in the metal powder compact. Therefore, when measuring the bending strength of the metal powder compact, the metal powder compact to be measured shall be dried after the following method. The metal powder compact to be measured is dried for 60 minutes or more in a dry atmosphere at 80° C. using a hot air dryer. By performing such drying, the ratio of the mass of the liquid in the metal powder compact to the mass of the metal powder compact is 1 mass% or less. Here, the liquid in the metal powder compact is a liquid such as a solvent contained in the metal powder compact when the metal powder compact is manufactured.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
まず、以下の成形原料作製工程により、金属粉末成形原料を作製した。まず、金属粉末と、他の粉末としての炭素粉末とを混合し、原料粉末を調製した。金属粉末としては、硬くてプレス成形がしにくい珪素(Si)を選択し、それぞれ平均粒子径が異なる第一の金属粉末、及び第二の金属粉末として、2種類の珪素粉末を用いた。第一の金属粉末として、平均粒子径500μmの珪素(Si)の粉末を用い、第二の金属粉末として、平均粒子径15μmの珪素(Si)の粉末を用いた。金属粉末は、第一の金属を85質量%、第二の金属を15質量%含むように調製した。炭素粉末としては、平均粒子径が50μmであり、密度が2.05g/ccである炭素質材料を用いた。原料粉末は、金属粉末100質量%に対して、炭素粉末を3質量%を混合し、調製した。金属粉末の平均粒子径は、上述したふるいによる粒子径分析、及びレーザー回折法により測定した値である。また、他の粉末の平均粒子径の値は、レーザー回折法により測定した値である。レーザー回折測定においては、SHIMADZU社製のレーザー回折式粒子径分布測定装置(品番:SALD−7100)を用いた。
(Example 1)
First, a metal powder molding raw material was manufactured by the following molding raw material manufacturing process. First, a metal powder and a carbon powder as another powder were mixed to prepare a raw material powder. Silicon (Si), which is hard and difficult to press-mold, was selected as the metal powder, and two types of silicon powder were used as the first metal powder and the second metal powder having different average particle diameters. Silicon (Si) powder having an average particle diameter of 500 μm was used as the first metal powder, and silicon (Si) powder having an average particle diameter of 15 μm was used as the second metal powder. The metal powder was prepared so as to contain 85 mass% of the first metal and 15 mass% of the second metal. As the carbon powder, a carbonaceous material having an average particle diameter of 50 μm and a density of 2.05 g/cc was used. The raw material powder was prepared by mixing 3 mass% of carbon powder with 100 mass% of metal powder. The average particle size of the metal powder is a value measured by the particle size analysis using the above-mentioned sieve and the laser diffraction method. Moreover, the value of the average particle diameter of the other powders is a value measured by a laser diffraction method. In the laser diffraction measurement, a laser diffraction type particle size distribution measuring device (product number: SALD-7100) manufactured by SHIMADZU was used.

表1に、第一の金属粉末の種類、第一の金属粉末の平均粒子径(μm)、金属粉末の質量に占める第一の金属粉末の質量の割合(質量%)、第二の金属粉末の種類、第二の金属粉末の平均粒子径(μm)、及び金属粉末の質量に占める第二の金属粉末の質量の割合(質量%)を示す。また、表1に、他の粉末の種類、他の粉末の平均粒子径(μm)、原料粉末の質量に占める他の粉末の質量の割合(質量%)を示す。また、表1の「他の粉末の質量の割合(質量%)」の欄は、「原料粉末の質量に占める他の粉末の質量の割合(質量%)」を示す。なお、表1の「第一の金属粉末の種類」、及び「第二の金属粉末の種類」の欄において、金属粉末として、珪素の粉末を用いた場合は、「Si」と記載する。表1の「他の粉末の種類」の欄において、他の粉末として、炭素粉末を用いた場合は、「C」と記載する。 Table 1 shows the type of the first metal powder, the average particle diameter (μm) of the first metal powder, the mass ratio of the first metal powder to the mass of the metal powder (mass %), and the second metal powder. , The average particle diameter (μm) of the second metal powder, and the ratio (mass %) of the mass of the second metal powder to the mass of the metal powder. In addition, Table 1 shows the types of other powders, the average particle diameter (μm) of the other powders, and the ratio (mass %) of the mass of the other powders to the mass of the raw material powder. In addition, the column of “ratio of mass of other powder (mass %)” in Table 1 shows “ratio of mass of other powder to mass of raw material powder (mass %)”. In Table 1, "Type of first metal powder" and "Type of second metal powder", when silicon powder is used as the metal powder, it is described as "Si". In the column of "other powder types" in Table 1, when carbon powder is used as the other powder, it is described as "C".

次に、得られた原料粉末100質量部に、炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を含むバインダー10質量部を加え、ミキサーを用いて混合し混練し、金属粉末成形原料を作製した。炭素数が20個以下の糖類としては、トレハロースを用いた。溶媒としては、水を用いた。実施例1にて用いたバインダーは、バインダー100質量部に対して、トレハロースを50質量部含み、水を50質量部含むものであった。 Next, to 100 parts by mass of the obtained raw material powder, 10 parts by mass of a binder containing a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent was added, and mixed and kneaded using a mixer to prepare a metal powder molding raw material. Trehalose was used as the saccharide having 20 or less carbon atoms. Water was used as the solvent. The binder used in Example 1 contained 50 parts by mass of trehalose and 50 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the binder.

表2に、原料粉末100質量部に対するバインダーの質量部(質量部)を示す。また、表2に、炭素数が20個以下の糖類の種類、溶媒の種類、及びバインダーの配合処方を示す。なお、バインダーの配合処方とは、バインダー100質量部中に占める、各成分の質量の比率(質量部)のことである。表2の「原料粉末に対する糖の比率(質量部)」の欄は、「原料粉末の質量に対する炭素数が20個以下の糖類の質量の比率(質量部)」を示す。また、表2の「バインダー(質量部)」の欄は、「原料粉末100質量部に対するバインダーの質量部」を示す。 Table 2 shows parts by mass (parts by mass) of the binder with respect to 100 parts by mass of the raw material powder. Table 2 shows the types of saccharides having 20 or less carbon atoms, the types of solvents, and the compounding recipes of binders. The compounding recipe of the binder is the ratio (mass parts) of the mass of each component in 100 parts by mass of the binder. The column of "Ratio of sugar to raw material powder (parts by mass)" in Table 2 shows "Ratio of mass of saccharide having 20 or less carbon atoms to mass of raw material powder (parts by mass)". The column of "binder (parts by mass)" in Table 2 shows "parts by mass of binder with respect to 100 parts by mass of raw material powder".

次に、以下の成形体作製工程により、金属粉末成形原料からなる金属成形体を作製した。まず、所定の金型を用いて金属粉末成形原料をプレス成形した。その後、プレス成形した金属粉末成形原料を金型から取り出し、金属成形体を作製した。プレス成形の際に、金属粉末成形原料にかけたプレス圧力は、50MPaであった。金型の空間の形状は、円柱形状とし、円柱の高さが7〜8mmとなるようにプレス成形した。 Next, a metal molded body made of a metal powder molding raw material was manufactured by the following molded body manufacturing process. First, the metal powder molding raw material was press-molded using a predetermined mold. After that, the press-molded metal powder forming raw material was taken out of the mold to produce a metal formed body. The press pressure applied to the metal powder forming raw material during press forming was 50 MPa. The shape of the space of the mold was a columnar shape, and press molding was performed so that the height of the columnar shape was 7 to 8 mm.

Figure 0006702773
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Figure 0006702773
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また、表3にプレス成形の際に、金属粉末成形原料にかけたプレス圧力(MPa)、及び金型形状を示す。なお、表3においては、金属粉末成形原料にかけたプレス圧力(MPa)を「プレス圧力(MPa)」と表記した。金型の空間の形状については、円柱形状とし、円柱の高さが7〜8mmである形状をA、円柱の高さが4〜6mmである形状をB、円柱の高さが2〜3mmである形状をCとした。 Table 3 shows the press pressure (MPa) applied to the metal powder forming raw material and the shape of the mold during press forming. In Table 3, the pressing pressure (MPa) applied to the metal powder forming raw material is expressed as "pressing pressure (MPa)". Regarding the shape of the mold space, the shape of the cylinder is A, the shape of the cylinder having a height of 7 to 8 mm is A, the shape of the cylinder having a height of 4 to 6 mm is B, and the height of the cylinder is 2 to 3 mm. A certain shape is designated as C.

(金属粉末成形原料の混合性)
成形原料作製工程によって作製した金属粉末成形原料について、以下の基準に基づき、金属粉末成形原料の混合性の評価を行った。結果を表3に示す。表3においては、金属粉末成形原料の混合性を「混合性」と表記した。以下、「金属粉末成形原料の混合性」を、単に「混合性」ということがある。なお、下記の混合性の評価における金属粉末成形原料とバインダーとの混合には、愛工舎製作所製のケンミックスミキサー(品番:KMM−770)を用いた。
評価A:「金属粉末成形原料とバインダーとの混合時において、5分間混合を行った後に、金属粉末成形原料にダマや水分の不均一が見られず均一に混ざりあった状態となった場合」を、評価「A」とする。
評価B:「金属粉末成形原料とバインダーとの混合時において、10分間混合を行った後に、金属粉末成形原料にダマや水分の不均一が見られず均一に混ざりあった状態となった場合」を、評価「B」とする。
評価C:「金属粉末成形原料とバインダーとの混合時において、10分間混合を行った後に、金属粉末成形原料にダマや水分の不均一が出来、良好に混ぜることが出来なかった状態となった場合」を、評価「C」とする。
(Mixability of metal powder forming materials)
With respect to the metal powder forming raw material produced in the forming raw material producing step, the mixing property of the metal powder forming raw material was evaluated based on the following criteria. The results are shown in Table 3. In Table 3, the miscibility of the metal powder forming raw material is described as "mixability". Hereinafter, the “mixability of the metal powder forming raw material” may be simply referred to as “mixability”. A Kenmix mixer (product number: KMM-770) manufactured by Aikosha Seisakusho was used for mixing the metal powder forming raw material and the binder in the following evaluation of the mixing property.
Evaluation A: "When the metal powder forming raw material and the binder are mixed for 5 minutes, and then the metal powder forming raw material is in a state of being uniformly mixed without lumps or non-uniformity of water content" Is evaluated as “A”.
Evaluation B: “When the metal powder forming raw material and the binder are mixed for 10 minutes, and then the metal powder forming raw material is in a state of being uniformly mixed without lumps or non-uniformity of water content” Is evaluated as “B”.
Evaluation C: "When mixing the metal powder forming raw material and the binder, after mixing for 10 minutes, the metal powder forming raw material was in a state in which lumps and moisture were not uniform and could not be mixed well. The case is defined as the evaluation “C”.

(金属粉末成形原料の流動性)
成形体作製工程において、以下の基準に基づき、金属粉末成形原料の流動性の評価を行った。結果を表3に示す。表3においては、金属粉末成形原料の流動性を「流動性」と表記した。以下、「金属粉末成形原料の流動性」を、単に「流動性」ということがある。なお、下記の流動性の評価における供給ホッパーとしては、吐き出し口約25mm×約80mm、容量約10Lの四角錘形状のホッパーを用いた。また、下記の流動性の評価における「ブリッジを組む」とは、「供給ホッパーの排出口で金属粉末成形原料の粒子同士がアーチ構造を形成して、排出口が閉塞し、金属粉末成形原料が排出されない」ことをいう。評価A:「供給ホッパーを通して、金型に金属粉末成形原料を供給する際に、供給ホッパー内でブリッジを組まずに、滞りなく金型に金属粉末成形原料を充填することが出来た場合」を、評価「A」とする。
評価B:「供給ホッパーを通して、金型に金属粉末成形原料を供給する際に、供給ホッパー内の一部でブリッジを組むことがあるものの、金型に均一な量の金属粉末成形原料を充填することは出来た場合」を、評価「B」とする。
評価C:「供給ホッパーを通して、金型に金属粉末成形原料を供給する際に、供給ホッパー内の一部でブリッジを組むことがあり、供給ホッパーからの金属粉末成形原料の出方が不均一になり、金型に充填される金属粉末成形原料の量が不均一になった場合」を、評価「C」とする。
評価D:「供給ホッパー内で金属粉末成形原料の動きが悪く、供給ホッパーから金属粉末成形原料が出ず、金型に金属粉末成形原料を充填することが出来なかった場合、即ちプレス成形が出来なかった場合」を、評価「D」とする。
(Fluidity of metal powder forming material)
In the forming process of the formed body, the fluidity of the metal powder forming raw material was evaluated based on the following criteria. The results are shown in Table 3. In Table 3, the fluidity of the metal powder forming raw material is described as "fluidity". Hereinafter, the "fluidity of the metal powder forming raw material" may be simply referred to as "fluidity". A quadrangular pyramid-shaped hopper having an outlet of about 25 mm×about 80 mm and a capacity of about 10 L was used as the supply hopper in the evaluation of fluidity described below. Further, in the evaluation of fluidity below, "to form a bridge" means that "the particles of the metal powder forming raw material form an arch structure at the discharge port of the supply hopper, the discharge port is blocked, and the metal powder forming raw material is It is not discharged." Evaluation A: "When the metal powder forming raw material was supplied to the mold through the supply hopper without forming a bridge in the supply hopper, the metal powder forming raw material could be filled in the mold without delay" The evaluation is “A”.
Evaluation B: “When supplying the metal powder forming raw material to the mold through the supply hopper, a bridge may be formed in a part of the supply hopper, but the mold is filled with a uniform amount of the metal powder forming raw material. If it can be done", the evaluation is "B".
Evaluation C: “When supplying the metal powder forming raw material to the mold through the supply hopper, a bridge may be formed in a part of the inside of the supply hopper, and the metal powder forming raw material from the supply hopper appears unevenly. And the case where the amount of the metal powder forming raw material with which the mold is filled becomes non-uniform" is evaluated as "C".
Evaluation D: “When the movement of the metal powder forming raw material in the supply hopper is not good, the metal powder forming raw material does not come out of the supply hopper, and the metal powder forming raw material cannot be filled in the mold, that is, press forming is possible. If there is not," the evaluation is "D".

(金属粉末成形体の離型性)
成形体作製工程において、以下の基準に基づき、金属粉末成形体の離型性の評価を行った。結果を表3に示す。表3においては、金属粉末成形体の離形性を「離形性」と表記した。以下、「金属粉末成形原料の離形性」を、単に「離形性」ということがある。
評価A:「金属粉末成形原料を連続で10回以上プレス成形した後においても、離型後の金型の内面に、金属粉末成形原料の付着が見られなかった場合」を、評価「A」とする。評価B:「金属粉末成形原料を連続で5回以上10回未満プレス成形した後において、離型後の金型の内面に、金属粉末成形原料の付着が見られた場合」を、評価「B」とする。評価C:「金属粉末成形原料を連続で5回未満プレス成形した後において、離型後の金型の内面に、金属粉末成形原料の付着が見られた場合」を、評価「C」とする。
(Releasability of metal powder compact)
In the forming process of the formed body, the releasability of the formed metal powder body was evaluated based on the following criteria. The results are shown in Table 3. In Table 3, the releasability of the metal powder compact was described as "releasability". Hereinafter, the “releasability of the metal powder forming raw material” may be simply referred to as “releasability”.
Evaluation A: "When the metal powder forming raw material was not adhered to the inner surface of the mold after the mold release even after the metal powder forming raw material was continuously press-formed 10 times or more," was evaluated as "A". And Evaluation B: "When the metal powder forming raw material is adhered to the inner surface of the mold after release after the metal powder forming raw material is press-formed 5 times or more and less than 10 times continuously", the evaluation "B ". Evaluation C: "When the metal powder forming raw material is adhered to the inner surface of the mold after releasing from the mold after the metal powder forming raw material is continuously press-formed less than 5 times", the evaluation is "C". ..

(金属粉末成形体の曲げ強度)
得られた金属粉末成形体について、以下の基準に基づき、曲げ強度の評価を行った。結果を表3に示す。表3においては、3点曲げ試験により得られた「金属粉末成形体の強度」を「曲げ強度」と表記した。曲げ強度については、インストロン社製の材料試験機(型番:5900シリーズ)を用いて、3点曲げ試験により、破壊試験を行い、測定した。また、曲げ強度の測定は、金属粉末成形原料をプレス成形し、金属粉末成形体とし、金型から取り出した後に、金属粉末成形体を、熱風乾燥機を用いて乾燥させた。次に、円柱状の金属粉末成形体から、10mm×40mm×円柱の高さの大きさである試験片を切り出した。そして、試験片の円柱の高さ方向(別言すれば、プレス成形時の加圧方向)を荷重負荷方向とし、3点曲げ試験を行った。金属粉末成形体の乾燥は、80℃の乾燥雰囲気において、60分以上行った。以下、「金属粉末成形原料の曲げ強度」を、単に「曲げ強度」ということがある。
評価A:「曲げ強度の測定結果が、3MPa以上である場合」を、評価「A」とする。
評価B:「曲げ強度の測定結果が、0.5MPa以上、3MPa未満である場合」を、評価「B」とする。なお、評価「B」において、より曲げ強度が高いものを、評価「B+」とする。
評価C:「曲げ強度の測定結果が、0.5MPa未満である場合」を、評価「C」とする。なお、評価「C」において、より曲げ強度が高いものを、評価「C+」とする。
評価D:「プレス成形後の金属粉末成形体の形状が定まらず、曲げ強度を測定できない場合」を、評価「D」とする。
(Bending strength of metal powder compact)
The bending strength of the obtained metal powder compact was evaluated based on the following criteria. The results are shown in Table 3. In Table 3, the "strength of the metal powder compact" obtained by the three-point bending test was described as "bending strength". The bending strength was measured by performing a destructive test by a three-point bending test using a material testing machine manufactured by Instron (model number: 5900 series). Further, the bending strength was measured by press-molding a metal powder molding raw material to obtain a metal powder molded body, taking out from the mold, and then drying the metal powder molded body using a hot air dryer. Next, a test piece having a size of 10 mm×40 mm×cylinder height was cut out from the cylindrical metal powder compact. Then, the height direction of the cylinder of the test piece (in other words, the pressing direction at the time of press molding) was set as the load application direction, and the three-point bending test was performed. The metal powder compact was dried for 60 minutes or more in a dry atmosphere at 80°C. Hereinafter, the "bending strength of the metal powder forming raw material" may be simply referred to as "bending strength".
Evaluation A: "When the measurement result of the bending strength is 3 MPa or more" is evaluated as "A".
Evaluation B: "When the measurement result of the bending strength is 0.5 MPa or more and less than 3 MPa" is evaluated as "B". In the evaluation “B”, the one having higher bending strength is evaluated as “B+”.
Evaluation C: "When the measurement result of bending strength is less than 0.5 MPa" is evaluated as "C". In addition, in the evaluation “C”, one having higher bending strength is evaluated as “C+”.
Evaluation D: "When the shape of the metal powder molded body after press molding is not determined and the bending strength cannot be measured" is evaluated as "D".

(総合評価)
混合性の評価結果、流動性の評価結果、離型性の評価結果、曲げ強度の評価結果から、以下の評価基準により、優、良、可、不可の総合評価を行った。結果を表3に示す。
評価「優」:「混合性、流動性、離形性、及び曲げ強度の4つの評価結果の全ての評価結果がA、又はBであり、且つ、Bが2個以下である場合」を、評価「優」とする。
評価「良」:「混合性、流動性、離形性、及び曲げ強度の4つの評価結果の全ての評価結果がA、又はBであり、且つ、Bが3個以上である場合」を、評価「良」とする。
評価「可」:「混合性、流動性、離形性、及び曲げ強度の4つの評価結果の全ての評価結果がA、B、又はCであり、且つ、Cが1個以上である場合」を、評価「可」とする。
評価「不可」:「混合性、流動性、離形性、及び曲げ強度の4つの評価結果のうち、Dが1個以上である場合」を、評価「不可」とする。
(Comprehensive evaluation)
A comprehensive evaluation of excellent, good, good and bad was made based on the following evaluation criteria from the evaluation results of the mixing property, the evaluation results of the fluidity, the evaluation results of the releasability, and the evaluation results of the bending strength. The results are shown in Table 3.
Evaluation "excellent": "When all the evaluation results of the four evaluation results of the mixing property, the fluidity, the releasability, and the bending strength are A or B and B is 2 or less", Evaluation is "excellent".
Evaluation “good”: “when all the evaluation results of the four evaluation results of the mixing property, the fluidity, the releasability, and the bending strength are A or B and B is 3 or more”, Evaluation is “good”.
Evaluation “OK”: “When all of the four evaluation results of the mixing property, the fluidity, the releasability, and the bending strength are A, B, or C, and C is one or more” Is evaluated as “OK”.
Evaluation “impossible”: “When D is one or more out of the four evaluation results of mixing property, fluidity, releasability, and bending strength”, the evaluation is “impossible”.

Figure 0006702773
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(実施例2〜6、9〜13、及び32〜35)
実施例2〜6、9〜13、及び32〜35では、バインダーの配合処方を、それぞれ表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。
(Examples 2-6, 9-13, and 32-35)
In Examples 2 to 6, 9 to 13 and 32 to 35, metal powder compacts were produced in the same manner as in Example 1 except that the binder formulation was changed as shown in Table 2. ..

(比較例1〜3)
比較例1〜3では、バインダーの配合処方を、それぞれ表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。
(Comparative Examples 1 to 3)
In Comparative Examples 1 to 3, metal powder compacts were produced in the same manner as in Example 1 except that the formulation of the binder was changed as shown in Table 2.

(実施例7及び8、並びに14〜16)
実施例7及び8、並びに14〜16では、原料粉末の配合処方、及びバインダーの配合処方を、それぞれ表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。
(Examples 7 and 8, and 14-16)
In Examples 7 and 8 and 14 to 16, metal powder compacts were prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation of the raw material powder and the formulation of the binder were changed as shown in Table 2. Was produced.

(実施例17)
実施例17では、原料粉末、及びバインダーの配合処方を以下のように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。原料粉末が含む金属粉末として、タングステン(W)の粉末と、ニッケル(Ni)の粉末とを用いた。第一の金属粉末として、平均粒子径0.5μmのタングステン(W)の粉末を用い、第二の金属粉末として、平均粒子径0.5μmのニッケル(Ni)粉末を用いた。原料粉末の配合処方、及びバインダーの配合処方は、それぞれ表4及び表5に示すような配合とした。なお、表4の「第一の金属粉末」、及び「第二の金属粉末」の欄において、金属粉末として、タングステン、ニッケルの粉末を用いた場合は、それぞれ「W」、「Ni」と記載する。
(Example 17)
In Example 17, a metal powder compact was prepared in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder and the binder formulation were changed as follows. As the metal powder contained in the raw material powder, a tungsten (W) powder and a nickel (Ni) powder were used. Tungsten (W) powder having an average particle diameter of 0.5 μm was used as the first metal powder, and nickel (Ni) powder having an average particle diameter of 0.5 μm was used as the second metal powder. The raw material powder formulation and the binder formulation were as shown in Table 4 and Table 5, respectively. In addition, in the columns of "first metal powder" and "second metal powder" in Table 4, when tungsten and nickel powders are used as the metal powder, they are described as "W" and "Ni", respectively. To do.

(実施例18及び19)
実施例18及び19では、原料粉末、及びバインダーの配合処方を、それぞれ以下のように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。原料粉末が含む金属粉末として、タングステン(W)の粉末と、銅(Cu)の粉末とを用いた。第一の金属粉末として、平均粒子径0.5μmのタングステン(W)の粉末を用い、第二の金属粉末として、平均粒子径1μmの銅(Cu)の粉末を用いた。原料粉末の配合処方、及びバインダーの配合処方は、それぞれ表4及び表5に示すような配合とした。なお、表4の「第二の金属粉末」の欄において、金属粉末として銅の粉末を用いた場合は、「Cu」と記載する。
(Examples 18 and 19)
In Examples 18 and 19, metal powder compacts were produced in the same manner as in Example 1, except that the formulation of the raw material powder and the binder were changed as follows. As the metal powder contained in the raw material powder, a powder of tungsten (W) and a powder of copper (Cu) were used. A tungsten (W) powder having an average particle diameter of 0.5 μm was used as the first metal powder, and a copper (Cu) powder having an average particle diameter of 1 μm was used as the second metal powder. The raw material powder formulation and the binder formulation were as shown in Table 4 and Table 5, respectively. In addition, in the column of “second metal powder” in Table 4, when copper powder is used as the metal powder, it is described as “Cu”.

(実施例20〜22)
実施例20〜22では、プレス成形の際に、金属粉末成形原料にかけたプレス圧力を、それぞれ表6に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。なお、実施例20〜22では、実施例1に対して、原料粉末の配合処方、及びバインダーの配合処方に変更はないが、原料粉末の配合処方に表4に示す。
(Examples 20 to 22)
In Examples 20 to 22, metal powder compacts were produced in the same manner as in Example 1 except that the press pressure applied to the metal powder molding raw material during press molding was changed as shown in Table 6, respectively. did. In addition, in Examples 20 to 22, there is no change in the formulation of the raw material powder and the formulation of the binder as compared with Example 1, but Table 4 shows the formulation of the raw material powder.

(実施例23〜25)
実施例23〜25では、バインダーが含むその他の成分として、メチルセルロースを用い、バインダーの配合処方を、それぞれ表5に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。なお、実施例23〜27では、実施例1に対して、原料粉末の配合処方に変更はないが、原料粉末の配合処方を表4に示す。
(Examples 23 to 25)
In Examples 23 to 25, a metal powder compact was prepared in the same manner as in Example 1 except that methylcellulose was used as the other component contained in the binder and the formulation of the binder was changed as shown in Table 5, respectively. Was produced. In addition, in Examples 23 to 27, the compounding recipe of the raw material powder is the same as that of Example 1, but the compounding recipe of the raw material powder is shown in Table 4.

(比較例4及び5)
比較例4及び5では、バインダーが含むその他の成分として、メチルセルロースを用い、バインダーの配合処方を、表5に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。なお、比較例1では、実施例1に対して、原料粉末の配合処方に変更はないが、原料粉末の配合処方を表4に示す。
(Comparative Examples 4 and 5)
In Comparative Examples 4 and 5, methylcellulose was used as the other component contained in the binder, and the formulation of the binder was changed as shown in Table 5, to obtain a metal powder compact in the same manner as in Example 1. It was made. It should be noted that in Comparative Example 1, the formulation of the raw material powder is the same as that of Example 1, but the formulation of the raw material powder is shown in Table 4.

(実施例26)
実施例26では、溶媒として混合溶媒Aを用い、バインダーの配合処方を表5に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。混合溶媒Aは、水を50質量%、エタノール(純度:99.5質量%以上)を50質量%含むものであった。なお、実施例26では、実施例1に対して、原料粉末の配合処方に変更はないが、原料粉末の配合処方に表4に示す。
(Example 26)
In Example 26, a metal powder compact was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixed solvent A was used as the solvent and the formulation of the binder was changed as shown in Table 5. The mixed solvent A contained 50 mass% of water and 50 mass% of ethanol (purity: 99.5 mass% or more). In addition, in Example 26, the formulation of the raw material powder is the same as that of Example 1, but the formulation of the raw material powder is shown in Table 4.

(実施例27)
実施例27では、溶媒として混合溶媒Bを用い、バインダーの配合処方を表5に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。混合溶媒Bは、水を20質量%、エタノール(純度:99.5質量%以上)を80質量%含むものであった。なお、実施例27では、実施例1に対して、原料粉末の配合処方に変更はないが、原料粉末の配合処方に表4に示す。
(Example 27)
In Example 27, a metal powder compact was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixed solvent B was used as the solvent and the binder formulation was changed as shown in Table 5. The mixed solvent B contained 20 mass% of water and 80 mass% of ethanol (purity: 99.5 mass% or more). In addition, in Example 27, the compounding recipe of the raw material powder is the same as that of Example 1, but the compounding recipe of the raw material powder is shown in Table 4.

(実施例28〜31)
実施例28〜31では、バインダーの配合処方、「プレス成形の際に、金属粉末成形原料にかけたプレス圧力」、及び金型の空間の形状を、それぞれ表5及び表6に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。なお、実施例28〜31では、実施例1に対して、原料粉末の配合処方に変更はないが、原料粉末の配合処方を表4に示す。
(Examples 28 to 31)
In Examples 28 to 31, the compounding formulation of the binder, the “pressing pressure applied to the metal powder forming raw material during press forming”, and the shape of the space of the mold were changed as shown in Table 5 and Table 6, respectively. A metal powder compact was prepared in the same manner as in Example 1 except for the above. In addition, in Examples 28 to 31, the compounding recipe of the raw material powder is the same as that of Example 1, but the compounding recipe of the raw material powder is shown in Table 4.

(実施例36〜38)
実施例36〜38では、バインダーの配合処方を表5に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で金属粉末成形体を作製した。実施例36では、炭素数が20個以下の糖類として、エリスリトールを用いた。実施例37では、炭素数が20個以下の糖類として、ソルビトールを用いた。実施例38では、炭素数が20個以下の糖類として、キシリトールを用いた。溶媒としては、それぞれ、水を用いた。実施例36〜38にて用いたバインダーは、バインダー100質量部に対して、上記した各糖類を50質量部含み、水を50質量部含むものであった。なお、実施例36〜38では、実施例1に対して、原料粉末の配合処方に変更はないが、原料粉末の配合処方を表4に示す。以下、実施例36〜38を参考例36〜38とする。
(Examples 36 to 38)
In Examples 36 to 38, metal powder compacts were produced in the same manner as in Example 1 except that the binder formulation was changed as shown in Table 5. In Example 36, erythritol was used as the saccharide having 20 or less carbon atoms. In Example 37, sorbitol was used as the saccharide having 20 or less carbon atoms. In Example 38, xylitol was used as the saccharide having 20 or less carbon atoms. Water was used as the solvent. The binder used in Examples 36 to 38 contained 50 parts by mass of each saccharide and 50 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the binder. In addition, in Examples 36 to 38, the compounding recipe of the raw material powder is the same as that of Example 1, but the compounding recipe of the raw material powder is shown in Table 4. Hereinafter, Examples 36 to 38 are referred to as Reference Examples 36 to 38.

実施例2〜38の金属粉末成形体、及び比較例1〜5の金属粉末成形体についても、混合性、流動性、離形性、及び曲げ強度の評価を行った。結果を表3及び表6に示す。また、金型に金属粉末成形原料を供給することが出来ず、離形性、及び曲げ強度を評価できなかったものについては、該当欄に「−」と示す。 The metal powder compacts of Examples 2-38 and the metal powder compacts of Comparative Examples 1-5 were also evaluated for mixability, fluidity, releasability, and bending strength. The results are shown in Tables 3 and 6. In addition, when the metal powder forming raw material could not be supplied to the mold and the releasability and the bending strength could not be evaluated, "-" is shown in the corresponding column.

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(結果)
表3及び6に示すように、実施例1〜38の金属粉末成形体は、総合評価において良好な結果を得ることができた。特に、実施例1〜6、及び32〜35を比較した場合、バインダーの配合量が3.5〜7.5質量部の実施例3、4、6、32〜34は、混合性、流動性、及び離型性の各評価において、全て「A」の評価であった。また、曲げ強度の評価については、バインダーの配合量が5.1〜20質量部であると、「B」以上の評価であり、バインダーの配合量が5.5〜20質量部であると、「B+」以上の評価であった。また、実施例36〜38のように、炭素数が20個以下の糖類として、エリスリトール、ソルビトール、及びキシリトールを用いた場合においても、トレハロースを用いた場合と同様に良好な結果を得ることができた。エリスリトールを用いた場合には、流動性において特に良好な結果が得られた。
(result)
As shown in Tables 3 and 6, the metal powder compacts of Examples 1 to 38 were able to obtain good results in the comprehensive evaluation. In particular, when Examples 1 to 6 and 32 to 35 are compared, Examples 3, 4, 6, and 32 to 34 in which the amount of the binder compounded is 3.5 to 7.5 parts by mass are mixed and flowable. , And releasability were all evaluated as “A”. Regarding the evaluation of the bending strength, when the binder content is 5.1 to 20 parts by mass, the evaluation is "B" or more, and when the binder content is 5.5 to 20 parts by mass, The evaluation was "B+" or higher. Further, as in Examples 36 to 38, even when erythritol, sorbitol, and xylitol are used as the saccharide having 20 or less carbon atoms, good results can be obtained as in the case of using trehalose. It was Particularly good results were obtained in terms of fluidity when erythritol was used.

比較例1の金属粉末成形体は、原料粉末100質量部に対する、バインダーの質量部が20質量部より多いため、総合評価において不可となった。 The metal powder compact of Comparative Example 1 had more than 20 parts by mass of the binder with respect to 100 parts by mass of the raw material powder, so that the comprehensive evaluation was not possible.

比較例2の金属粉末成形体は、バインダーが、炭素数が20個以下の糖類を含んでいないため、総合評価において不可となった。 In the metal powder molded body of Comparative Example 2, the binder did not contain saccharides having 20 or less carbon atoms, and thus was unacceptable in the comprehensive evaluation.

比較例3の金属粉末成形体は、バインダーが溶媒を含んでいないため、総合評価において不可となった。 In the metal powder molded body of Comparative Example 3, the binder did not contain a solvent, so that the comprehensive evaluation was not possible.

比較例4、及び5の金属粉末成形体は、バインダーがその他の成分として、メチルセルロースを含んでいたが、炭素数が20個以下の糖類を含んでいないため、総合評価において不可となった。 In the metal powder compacts of Comparative Examples 4 and 5, the binder contained methylcellulose as the other component, but it did not contain the saccharides having 20 or less carbon atoms, and thus was unacceptable in the comprehensive evaluation.

本発明の金属粉末成形体の製造方法は、形状保持性に優れた金属粉末成形体を製造する方法として利用することができる。また、本発明の金属粉末成形体は、各種金属を含む金属の成形体として利用することができる。 The method for producing a metal powder compact of the present invention can be used as a method for producing a metal powder compact excellent in shape retention. Further, the metal powder compact of the present invention can be used as a metal compact containing various metals.

1:金属粉末成形体。 1: Metal powder compact.

Claims (14)

金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、バインダーとを混合し混練して、金属粉末成形原料を作製する成形原料作製工程と、
前記金属粉末成形原料をプレス成形し、金属粉末成形体を作製する成形体作製工程と、を含み、
前記バインダーとして炭素数が20個以下の糖類及び溶媒を少なくとも用い、前記成形原料作製工程において、前記原料粉末100質量部に対して、前記バインダーを3.5〜20質量部加えて、前記金属粉末成形原料を作製する、金属粉末成形体の製造方法であって、
前記炭素数が20個以下の糖類が、トレハロースである、金属粉末成形体の製造方法
A forming raw material producing step of producing a metal powder forming raw material by mixing and kneading a raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder and a binder;
A forming step of forming the metal powder forming material by press forming the metal powder forming material,
As the binder, at least a saccharide having 20 or less carbon atoms and a solvent are used, and in the forming raw material preparing step, 3.5 to 20 parts by mass of the binder is added to 100 parts by mass of the raw material powder to obtain the metal powder. A method for producing a metal powder compact, which comprises producing a forming raw material ,
The method for producing a metal powder compact, wherein the saccharide having 20 or less carbon atoms is trehalose .
前記バインダー100質量部中に占める、前記炭素数が20個以下の糖類の質量の比率が、20〜80質量部である、請求項1に記載の金属粉末成形体の製造方法。 The method for producing a metal powder compact according to claim 1, wherein the ratio of the mass of the saccharide having 20 or less carbon atoms in the binder (100 parts by mass) is 20 to 80 parts by mass. 前記バインダー100質量部中に占める、前記溶媒の質量の比率が、20〜80質量部である、請求項1又は2に記載の金属粉末成形体の製造方法。 The method for producing a metal powder compact according to claim 1, wherein the ratio of the mass of the solvent in 100 parts by mass of the binder is 20 to 80 parts by mass. 前記成形原料作製工程において、前記炭素数が20個以下の糖類を固体の状態で用いる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属粉末成形体の製造方法。 The method for producing a metal powder compact according to any one of claims 1 to 3, wherein the saccharide having 20 or less carbon atoms is used in a solid state in the forming raw material preparing step. 前記原料粉末が、炭素粉末を含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の金属粉末成形体の製造方法。 The raw material powder comprises carbon powder, method for producing a metal powder compact according to any one of claims 1-4. 前記炭素粉末が、前記原料粉末100質量部に対して、15質量部未満である、請求項に記載の金属粉末成形体の製造方法。 The method for producing a metal powder compact according to claim 5 , wherein the carbon powder is less than 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder. 前記成形体作製工程において、前記金属粉末成形原料にかけるプレス圧力が、5〜200MPaである、請求項1〜のいずれか一項に記載の金属粉末成形体の製造方法。 In the compact preparation step, the press pressure applied to the metal powder forming material are 5~200MPa, method for producing a metal powder compact according to any one of claims 1-6. 前記金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子、又は粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子及び粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の金属粉末成形体の製造方法。 The metal powder is fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm, coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm, or fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and coarse metal having a particle diameter of 100 to 1000 μm. containing particles as a main raw material, method for producing a metal powder compact according to any one of claims 1-7. 前記金属粉末が、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、タンタル、ニオブ、チタン、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末である、請求項1〜のいずれか一項に記載の金属粉末成形体の製造方法。 The metal powder is at least one kind selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, tantalum, niobium, titanium, and magnesium. a powder containing a metal, a manufacturing method of the metal powder compact according to any one of claims 1-8. 成形原料をプレス成形した成形体からなり、
前記成形体が、金属粉末を10質量%以上含む原料粉末と、炭素数が20個以下の糖類を含むバインダーとを含有し、
前記原料粉末100質量部に対して、前記炭素数が20個以下の糖類を、0.7〜16質量部含む、金属粉末成形体であって、
前記炭素数が20個以下の糖類が、トレハロースである、金属粉末成形体
It consists of a molded body that is formed by press molding a molding raw material.
The molded body contains a raw material powder containing 10 mass% or more of metal powder, and a binder containing a saccharide having 20 or less carbon atoms,
A metal powder compact, containing 0.7 to 16 parts by mass of the saccharide having 20 or less carbon atoms, relative to 100 parts by mass of the raw material powder ,
A metal powder compact, wherein the saccharide having 20 or less carbon atoms is trehalose .
前記原料粉末が、炭素粉末を含む、請求項10に記載の金属粉末成形体。 The metal powder compact according to claim 10 , wherein the raw material powder contains carbon powder. 前記炭素粉末が、前記原料粉末100質量部に対して、15質量部未満である、請求項11に記載の金属粉末成形体。 The metal powder compact according to claim 11 , wherein the carbon powder is less than 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder. 前記金属粉末が、粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子、粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子、又は粒子径10〜1000nmの微粒の金属粒子及び粒子径100〜1000μmの粗粒の金属粒子を主原料として含む、請求項1012のいずれか一項に記載の金属粉末成形体。 The metal powder is fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm, coarse metal particles having a particle diameter of 100 to 1000 μm, or fine metal particles having a particle diameter of 10 to 1000 nm and coarse metal having a particle diameter of 100 to 1000 μm. containing particles as a main raw material, a metal powder molded body according to any one of claims 10-12. 前記金属粉末が、珪素、モリブデン、タングステン、ベリリウム、クロム、鉄、アルミニウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、バナジウム、コバルト、タンタル、ニオブ、チタン、及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種類の金属を含む粉末である、請求項1013のいずれか一項に記載の金属粉末成形体。 The metal powder is at least one kind selected from the group consisting of silicon, molybdenum, tungsten, beryllium, chromium, iron, aluminum, nickel, manganese, silver, copper, vanadium, cobalt, tantalum, niobium, titanium, and magnesium. The metal powder compact according to any one of claims 10 to 14 , which is a powder containing a metal.
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