JP7359459B2 - Superheated steam degreasing and sintering equipment - Google Patents

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Description

本願発明は、過熱水蒸気脱脂焼結装置に関する。詳しくは、過熱水蒸気を用いて脱脂及び焼結を行う過熱水蒸気脱脂焼結装置に関する。 The present invention relates to a superheated steam degreasing and sintering apparatus. Specifically, the present invention relates to a superheated steam degreasing and sintering device that performs degreasing and sintering using superheated steam.

セラミックス粉体や金属粉体を焼結させて粉体焼結成形体を形成する場合、上記粉体と多量の有機バインダを含む焼結材料成形体を種々の手法で成形し、その後、上記有機バインダを消失させ、所定温度に加熱することにより、上記粉体を焼結させる。 When sintering ceramic powder or metal powder to form a powder sintered body, a sintered material body containing the powder and a large amount of organic binder is formed by various methods, and then the organic binder is The powder is sintered by causing the powder to disappear and heating to a predetermined temperature.

上記有機バインダを焼結材料成形体から消失させる脱バインダ工程は、上記焼結材料成形体を、空気中で上記有機バインダが分解する温度以上に加熱して行われることが多い。 The binder removal step in which the organic binder disappears from the sintered material molded body is often performed by heating the sintered material molded body in air to a temperature higher than the temperature at which the organic binder decomposes.

上記脱バインダ工程においては、上記焼結材料成形体の加熱過程において、上記バインダ成分が内部で急激に膨張しあるいは分解すると、脱バインダされた上記焼結材料成形体にクラック等が発生しやすい。このため、昇温速度を非常に小さく設定して上記脱バインダ工程が行われる。 In the binder removal process, if the binder component rapidly expands or decomposes inside during the heating process of the sintered material molded body, cracks are likely to occur in the sintered material molded body from which the binder has been removed. Therefore, the binder removal process is performed with the temperature increase rate set very low.

特開2013-193412号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-193412

上記従来の昇温速度では、脱バインダ工程が完了するまで、24~150時間を要する。このため、多大なエネルギを要するとともに、エネルギ効率が非常に悪い。また、ヒータ等の所要電力が非常に大きくなり、製造コストも増加する。 At the above conventional temperature increase rate, it takes 24 to 150 hours to complete the binder removal process. Therefore, a large amount of energy is required and the energy efficiency is very low. Further, the power required for the heater etc. becomes very large, and the manufacturing cost also increases.

また、昇温速度を小さくしても、バインダが所要の温度を越えると、焼結材料成形体の内部でバインダ成分の急激な分解現象が生じることがあり、クラックや割れ等が生じることも多い。 Furthermore, even if the heating rate is reduced, if the binder exceeds the required temperature, rapid decomposition of the binder component may occur inside the sintered material compact, often resulting in cracks and cracks. .

さらに、ヒータ等で炉内の全域を加熱して、脱バインダ工程や焼結工程が行われるため、精度の高い温度管理は非常に困難である。 Furthermore, since the binder removal process and the sintering process are performed by heating the entire area inside the furnace using a heater or the like, highly accurate temperature control is extremely difficult.

しかも、厚みの大きな焼結材料成形体では、脱バインダ工程や焼結工程において、クラック等の欠陥が生じることが多い。このため、成形可能な焼結材料成形体の寸法や形状に大きな制限があった。 Moreover, in a thick sintered material molded body, defects such as cracks often occur during the binder removal process and sintering process. For this reason, there are significant restrictions on the dimensions and shape of the molded sintered material that can be molded.

さらに、上記脱バインダ工程終了後に行われる焼結工程にも多大な時間を要し、また焼結温度は、脱バインダ温度より大きいため所要のエネルギも大きくなる。しかも、形状等に応じて、焼結時間や温度を精度高く管理するのが困難であった。 Furthermore, the sintering step performed after the binder removal step described above also requires a large amount of time, and since the sintering temperature is higher than the binder removal temperature, the required energy is also increased. Moreover, it is difficult to control the sintering time and temperature with high accuracy depending on the shape and the like.

本願発明は、上記従来の課題を解決し、短時間に脱バインダ工程及び焼結工程を行うことができるとともに、クラックや割れ等が生じることが少なく、しかも、精度の高い粉体焼結成形体を形成することができる粉体焼結成形体の過熱水蒸気脱脂焼結装置を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, allows the debinding process and the sintering process to be performed in a short time, reduces the occurrence of cracks and cracks, and moreover produces a powder sintered body with high precision. It is an object of the present invention to provide a superheated steam degreasing and sintering apparatus for powder sintered bodies that can be formed.

本願発明は、焼結可能な焼結粉体と有機バインダとを含む成形材料から所定の形状に成形された焼結材料成形体を、過熱水蒸気を作用させて脱脂し、所定温度で焼結する過熱水蒸気脱脂焼結装置であって、焼結材料成形体を収容する炉体と、上記炉体に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置と、上記炉体内に、上方から過熱水蒸気を噴射して供給する噴射ノズルと、上記炉体内からバインダを分解した成分を含む過熱水蒸気を排出する排出口とを備えて構成されおり、上記過熱水蒸気を、上記焼結材料成形体の表面に向けて流動させる複数の上記噴射ノズルを備えるとともに、上記焼結材料成型体を保持し、上記焼結材料成型体の下面を含む全周囲に過熱水蒸気を作用させることができる保持部材を含んで構成されている。 The present invention involves degreasing a sintered material molded body formed into a predetermined shape from a molding material containing a sinterable sintered powder and an organic binder by applying superheated steam, and sintering it at a predetermined temperature. The superheated steam degreasing and sintering apparatus includes a furnace body that accommodates a sintered material compact, a superheated steam generator that supplies superheated steam to the furnace body, and a superheated steam generator that injects superheated steam from above into the furnace body. It is configured to include an injection nozzle for supplying the fuel, and an outlet for discharging superheated steam containing components obtained by decomposing the binder from the furnace body, and causes the superheated steam to flow toward the surface of the sintered material molded body. It is configured to include a plurality of the injection nozzles and a holding member that can hold the sintered material molded body and apply superheated steam to the entire periphery including the lower surface of the sintered material molded body.

過熱水蒸気は、100℃で蒸発した飽和水蒸気を、常圧でさらに高温過熱した ガスである。過熱水蒸気は、加熱対象に対して、対流熱と凝縮熱と放射熱とを作用させることができる。しかも、比熱が空気の2倍程度あるため、加熱効率が非常に高い。 Superheated steam is H 2 O gas obtained by heating saturated steam evaporated at 100° C. to a higher temperature at normal pressure. Superheated steam can cause convection heat, condensation heat, and radiant heat to act on the heating target. Moreover, since the specific heat is about twice that of air, the heating efficiency is extremely high.

しかも、過熱水蒸気の水分と熱による加水分解で有機物を低分子化してガス化できる。また、温度のみで分解する場合や、酸素雰囲気中で分解する場合に比べて分解開始温度が低い。また、過熱水蒸気温度管理を精度高く行うことにより、空気中における酸化分解のように急激な分解を抑えることができるとともに、また、分解速度が早く、しかも分解効率も高い。 Furthermore, organic matter can be reduced to a lower molecular weight and gasified by hydrolysis using the moisture and heat of superheated steam. Furthermore, the decomposition initiation temperature is lower than when decomposition is caused by temperature alone or in an oxygen atmosphere. In addition, by controlling the superheated steam temperature with high precision, rapid decomposition such as oxidative decomposition in air can be suppressed, and the decomposition rate is fast and the decomposition efficiency is high.

また、過熱水蒸気による脱バインダ工程及び焼結工程は、従来のように、脱バインダや焼結を行う炉の全体をヒータ等で加熱するものではなく、所要の温度の過熱水蒸気を生成して、炉中で流動させて対象物表面に作用させるようにして行われる。このため、過熱水蒸気の温度を精度高く制御できるばかりでなく、各工程における成形体に作用する温度を精度高く管理することができる。 In addition, the binder removal process and sintering process using superheated steam do not involve heating the entire furnace for binder removal and sintering with a heater, as in the past, but instead generate superheated steam at the required temperature. It is carried out by making it flow in a furnace and acting on the surface of the object. Therefore, not only the temperature of the superheated steam can be controlled with high precision, but also the temperature acting on the molded product in each step can be managed with high precision.

本願発明では、バインダ成分が急激に分解しない一定の温度に管理された過熱水蒸気を、対象物の表面に向けて流動させ、継続的に作用させることができる。このため、バインダは、焼結材料成形体の表面から順次消失させられて、内部のバインダ成分が急激に膨張したり分解したりすることはない。このため、クラック等の発生を効果的に防止できる。 In the present invention, superheated steam that is controlled at a constant temperature that does not rapidly decompose the binder component can be made to flow toward the surface of the object and to be allowed to act continuously. Therefore, the binder is gradually disappeared from the surface of the sintered material molded body, and the binder component inside is not rapidly expanded or decomposed. Therefore, the occurrence of cracks and the like can be effectively prevented.

しかも、本願発明では、上記過熱水蒸気を、上記焼結材料成形体の表面に向けて流動させる複数の上記噴射ノズルを備える。過熱水蒸気を用いた脱脂焼結は、従来のように炉内の温度環境のみに依存したものでなく、上述したように、加熱対象に対して、対流熱と凝縮熱と放射熱とを同時に作用させるものであり、焼結材料成型体の表面に作用する過熱水蒸気の流動態様や過熱水蒸気の状態によって効果が大きく異なる。一方、加熱水蒸気の状態は、焼結材料成型体の表面を流動する間に変化する。複数の上記噴射ノズルを設けることにより、焼結材料成型体の表面に作用する過熱水蒸気の状態を均一化することが可能となる。また、上記保持部材によって、上記焼結材料成型体の下面を含む全周囲に過熱水蒸気を作用させることが可能となり、エネルギ効率等が向上するだけでなく、脱脂及び焼結工程における不良品の発生を防止できる。さらに、炉の全体を一定温度に保持するものではないため、エネルギ効率が格段に高い。したがって、ヒータ等の電気代を節減できるとともに、製造コストを低減させることも可能となる。
Moreover, the present invention includes a plurality of the injection nozzles that cause the superheated steam to flow toward the surface of the sintered material compact. Degreasing and sintering using superheated steam does not depend only on the temperature environment inside the furnace as in the past, but as mentioned above, convection heat, condensation heat, and radiant heat are applied simultaneously to the heated object. The effect varies greatly depending on the flow behavior of the superheated steam acting on the surface of the sintered material molded body and the state of the superheated steam. On the other hand, the state of the heated steam changes while flowing over the surface of the sintered material molded body. By providing a plurality of the above injection nozzles, it becomes possible to equalize the state of the superheated steam acting on the surface of the sintered material molded body. In addition, the holding member makes it possible to apply superheated steam to the entire periphery of the sintered material molded body, including the bottom surface, which not only improves energy efficiency, but also prevents defective products during the degreasing and sintering process. can be prevented. Furthermore, since the entire furnace is not kept at a constant temperature, energy efficiency is significantly higher. Therefore, it is possible to save on electricity costs such as heaters and the like, and it is also possible to reduce manufacturing costs.

上記脱バインダ工程は、上記有機バインダの構成成分の一部が分解する温度の過熱水蒸気を、所定時間作用させて行う第1の脱バインダ工程と、上記有機バインダの全てを分解することができる温度以上の温度の過熱水蒸気を作用させて行う第2の脱バインダ工程とを含んで行うのが好ましい。 The binder removal step includes a first binder removal step in which superheated steam at a temperature at which some of the constituent components of the organic binder decomposes is applied for a predetermined period of time, and a temperature at which all of the organic binder is decomposed. It is preferable to include a second binder removal step performed by applying superheated steam at a temperature above.

過熱水蒸気の温度は、非常に精度高く管理することができる。このため、上記有機バインダの構成成分の一部が分解する温度の過熱水蒸気を、所定時間作用させることが可能となる。しかも、上記有機バインダの成分が急激に分解することのない一定の温度の過熱水蒸気を作用させることにより、有機バインダ内部のバインダ成分が急激に膨張したり、分解するのを防止できる。 The temperature of superheated steam can be controlled with very high precision. Therefore, it becomes possible to apply superheated steam at a temperature at which some of the constituent components of the organic binder decompose for a predetermined period of time. Furthermore, by applying superheated steam at a constant temperature that does not cause rapid decomposition of the organic binder components, it is possible to prevent the binder components inside the organic binder from rapidly expanding or decomposing.

上記第1の脱バインダ工程は、上記有機バインダの構成成分の一部が分解を開始する温度より1~10℃高い温度、好ましくは1~5℃高い温度の過熱水蒸気を、所定時間作用させて行うのが好ましい。これにより、有機バインダの成分が急激に分解するのを効果的に防止できる。有機バインダの構成成分の一部が分解を開始する温度は、有機バインダの各構成成分を、過熱水蒸気中で分解することにより得ることができる。 The first binder removal step involves applying superheated steam at a temperature 1 to 10°C higher, preferably 1 to 5°C higher than the temperature at which some of the constituent components of the organic binder start decomposing, for a predetermined period of time. It is preferable to do so. This effectively prevents the components of the organic binder from decomposing rapidly. The temperature at which some of the components of the organic binder start decomposing can be obtained by decomposing each component of the organic binder in superheated steam .

上記過熱水蒸気は焼結材料成形体の表面に作用させることができ、しかも、過熱水蒸気の熱容量が空気等に比べて非常に大きい。このため、空気中で行われる従来の脱バインダ工程における温度より低い温度で、樹脂の分解を開始させることができる。しかも、上記温度は、熱による分解温度より低く、また過熱水蒸気は焼結材料成形体の表面に作用させることができるため、バインダは焼結材料成形体の表面から順次消失を開始する。このため、焼結材料成形体内部の温度を、空気を用いた場合の分解温度や不活性ガスを用いた分解温度より低く設定しても、所要時間を短縮することが可能となり、焼結材料成形体内部におけるバインダの急激な膨張や分解を抑制することが可能となる。これにより、クラック等の発生を効果的に防止できる。 The superheated steam can be applied to the surface of the sintered material compact, and the heat capacity of the superheated steam is much larger than that of air or the like. Therefore, decomposition of the resin can be started at a lower temperature than the temperature in the conventional binder removal process performed in air. Moreover, since the above temperature is lower than the decomposition temperature due to heat and the superheated steam can act on the surface of the sintered material molded body, the binder starts to disappear one by one from the surface of the sintered material molded body. Therefore, even if the temperature inside the sintered material molded body is set lower than the decomposition temperature when using air or the decomposition temperature using inert gas, it is possible to shorten the required time, and the sintered material It becomes possible to suppress rapid expansion and decomposition of the binder inside the molded body. Thereby, the occurrence of cracks etc. can be effectively prevented.

上記第1の脱バインダ工程を行うことにより、バインダ構成成分のうち所要の割合を消失させる。これにより、焼結材料成形体内が多孔質状となる。その後、上記過熱水蒸気の温度を、上記有機バインダを完全に消失させることができる温度にまで高めて作用させる第2の脱バインダ工程を行う。 By performing the first binder removal step, a required proportion of the binder components is eliminated. As a result, the inside of the sintered material molded body becomes porous. Thereafter, a second binder removal step is performed in which the temperature of the superheated steam is raised to a temperature that can completely eliminate the organic binder.

上記有機バインダを、低い温度で消失するバインダ成分と、高い温度で消失するバインダ成分とを含んで構成し、上記低い温度で消失するバインダ成分が消失を開始する温度以上で、上記高い温度で消失するバインダ成分の消失が開始する温度未満の温度の過熱水蒸気を所定時間作用させる第1の脱バインダ工程と、上記高い温度で消失するバインダ成分が消失する温度以上の温度の過熱水蒸気を作用させる第2の脱バインダ工程とを含む脱バインダ工程を行うのが好ましい。たとえば、高い温度で消失するバインダ成分として、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリスチレン等が好適である。一方、低い温度で消失するバインダ成分として、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、脂肪酸エステル、フタル酸系エステル等を採用するのが好ましい。 The organic binder is configured to include a binder component that disappears at a low temperature and a binder component that disappears at a high temperature, and disappears at the high temperature above a temperature at which the binder component that disappears at a low temperature starts to disappear. A first debinding step in which superheated steam at a temperature lower than the temperature at which the binder component starts to disappear is applied for a predetermined time, and a second step in which superheated steam at a temperature higher than the temperature at which the binder component disappears at the high temperature is applied. It is preferable to perform a binder removal step including the binder removal step 2. For example, olefin resins (polyethylene, polypropylene), polystyrene, etc. are suitable as binder components that disappear at high temperatures. On the other hand, it is preferable to use paraffin wax, polyethylene wax, polypropylene wax, fatty acid ester, phthalic acid ester, etc. as the binder component that disappears at low temperatures.

この構成を採用することにより、上記低い温度で消失するバインダ成分を先に消失させて焼結材料成形体を多孔質状とし、その後、高い温度で消失するバインダ成分を消失させることが可能となる。このため、脱バインダの所要時間を短縮できるともともに、クラック等の発生をより効果的に防止できる。 By adopting this configuration, it is possible to first eliminate the binder component that disappears at low temperatures to make the sintered material molded body porous, and then to eliminate the binder component that disappears at high temperatures. . Therefore, the time required for removing the binder can be shortened, and the occurrence of cracks and the like can be more effectively prevented.

上記焼結工程は、上記脱バインダ工程に引き続いて、過熱水蒸気の温度を粉体の焼結温度以上に高めて行うことができる。これにより、同じ炉内で、脱脂バインダ工程と焼結工程とを連続的に行うことができる。 The sintering step can be performed by raising the temperature of the superheated steam to a temperature higher than the sintering temperature of the powder, following the binder removal step. Thereby, the degreasing binder process and the sintering process can be performed continuously in the same furnace.

また、上記過熱水蒸気を用いることなく、上記焼結工程を、脱バインダ工程を終えた上記焼結材料成形体を、不活性ガス雰囲気、還元雰囲気もしくは真空中雰囲気のいずれか一種以上の雰囲気中で焼結を行うこともできる。 Alternatively, the sintering process may be carried out without using the superheated steam, and the sintered material compact after the binder removal process may be carried out in one or more of an inert gas atmosphere, a reducing atmosphere, or a vacuum atmosphere. Sintering can also be carried out.

さらに、上記脱バインダ工程を、窒素、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気と過熱水蒸気の混合ガスをフローさせて最高温度800℃以下において行うことができる。これにより、金属粉体を採用する場合等において、過熱水蒸気中の酸素成分によって金属粉体等が酸化するのを防止できる。 Further, the binder removal step can be performed at a maximum temperature of 800° C. or lower by flowing a mixed gas of an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon gas and superheated steam. As a result, when metal powder is used, it is possible to prevent the metal powder from being oxidized by the oxygen component in the superheated steam.

上記成形工程において、消失開始温度及び/又は消失完了温度が異なる有機バインダを含む少なくとも2以上の層又は部分を含む焼結材料成形体を形成するとともに、上記2以上の層又は部分のうち、上記消失開始温度及び/又は消失完了温度が低いバインダを含む所定の層又は部分に含まれる有機バインダを優先的に消失させることができる。 In the above-mentioned forming step, a sintered material molded body including at least two or more layers or parts containing organic binders having different vanishing start temperatures and/or vanishing completion temperatures is formed, and among the two or more layers or parts, the The organic binder contained in a predetermined layer or portion containing a binder with a low disappearance start temperature and/or low disappearance completion temperature can be preferentially eliminated.

上述したように、脱バインダ工程は、温度を精度高く管理した過熱水蒸気を焼結材料成形体の表面に作用させるようにして行われる。このため、有機バインダは焼結材料成形体の表面から順次消失するが、バインダが消失する際、焼結材料成形体が所定量収縮する。このため、焼結材料成形体の形態によっては、上記収縮によってクラックや変形が生じる場合があった。本願発明では、焼結材料成形体の所定の部位のバインダを優先的に消失させたり、消失速度を制御することができる。これにより、収縮の際の応力を緩和して、クラック等を防止することが可能となり、焼結材料成形体の形状の自由度が高まる。しかも、従来は、薄肉部分が脱バインダされる温度条件や昇温条件に合わせて脱バインダ工程を行っていたが、これを行う必要がなくなるため、脱バインダ工程に要する時間を短縮する効果も期待できる。また、変形が大きくなる部分を優先的に脱バインダすることにより、変形等を防止することもできる。 As described above, the binder removal process is performed by applying superheated steam whose temperature is precisely controlled to the surface of the sintered material molded body. Therefore, the organic binder gradually disappears from the surface of the sintered material molded body, but when the binder disappears, the sintered material molded body contracts by a predetermined amount. Therefore, depending on the form of the sintered material molded body, cracks or deformation may occur due to the above shrinkage. In the present invention, it is possible to preferentially eliminate the binder in a predetermined portion of the sintered material molded body, and to control the rate of disappearance of the binder. This makes it possible to relieve stress during shrinkage and prevent cracks, etc., increasing the degree of freedom in the shape of the sintered material molded body. In addition, conventionally, the debinding process was performed according to the temperature conditions and temperature rise conditions for debinding thin parts, but since this is no longer necessary, it is expected to have the effect of shortening the time required for the debinding process. can. Further, deformation can be prevented by preferentially removing the binder from the portion where the deformation becomes large.

さらに、上記成形工程、又は上記成形工程後脱バインダ工程前に、上記焼結材料成形体の所定部位に、脱バインダを規制する脱バインダ規制部を設けることができる。 Furthermore, a binder removal regulating portion for regulating binder removal can be provided at a predetermined portion of the sintered material molded body during the molding step or before the binder removal step after the molding step.

上記脱バインダ規制部を設けることにより、所定温度の過熱水蒸気を作用させた場合において、所要の部分の有機バインダの消失を遅らせ、あるいは所定部分の有機バインダを優先的に消失させることが可能となる。このため、脱バインダ工程における収縮に伴う応力を緩和し、これまでにない形態の成形体を得ることも可能となる。 By providing the binder removal regulating section, when superheated steam at a predetermined temperature is applied, it becomes possible to delay the disappearance of the organic binder in a required part or to preferentially eliminate the organic binder in a predetermined part. . For this reason, it becomes possible to relieve the stress caused by shrinkage in the binder removal process and obtain a molded article with an unprecedented form.

上記脱バインダ規制部は、種々の手法で形成することができる。たとえば、焼結材料成形体の所定部位の表面に、消失温度の高い樹脂層を形成することができる。上記樹脂層は、たとえば、上記成形工程において一体的に成形し、あるいは、成形工程が終了した後に、上記樹脂を表面に塗着等することにより形成することができる。 The binder removal regulating portion can be formed by various methods. For example, a resin layer with a high vanishing temperature can be formed on the surface of a predetermined portion of a sintered material molded body. The resin layer can be formed, for example, by integrally molding in the molding step, or by applying the resin to the surface after the molding step is completed.

さらに、厚みが小さな焼結材料成形体を形成する場合、流動する成形材料の熱が急激に金型等に奪われて温度が低下し、流動性が下がることが多い。このような場合、樹脂等で形成された犠牲型を用いて成形を行うことができる。すなわち、金型内に、上記焼結材料成形体の一部又は全部を成形できる犠牲型部を形成する犠牲型部成形工程を含み、上記犠牲型部を含む金型内に上記成形材料を充填して上記成形工程が行われるとともに、上記犠牲型部は、上記脱バインダ工程、上記焼結工程又はその後に行われる犠牲型部除去工程において、消失又は分離されるように構成できる。 Furthermore, when forming a sintered material molded body having a small thickness, the heat of the flowing molding material is rapidly absorbed by a mold, etc., resulting in a decrease in temperature and often a decrease in fluidity. In such a case, molding can be performed using a sacrificial mold made of resin or the like. That is, it includes a sacrificial mold part forming step of forming a sacrificial mold part in which part or all of the sintered material molded body can be molded in the mold, and the mold including the sacrificial mold part is filled with the molding material. The above-mentioned molding step is performed, and the sacrificial mold section can be configured to disappear or be separated in the binder removal step, the sintering step, or the subsequent sacrificial mold section removal step.

上記犠牲型部は、熱伝導率の小さな保温性の高い樹脂材料を用いて形成される。このため、金型内を流動する成形材料の熱が奪われにくく、型内の隅々に成形材料を充填できる。また、金型から上記犠牲型部を付属させたまま焼結材料成形体を離型させることができるため、離型作業を容易に行うことができる。特に、微小な焼結材料成形体を製造する場合、複数の焼結材料成形体を上記犠牲型部とともに離型させることができるため、欠け等を効果的に防止できる。また、その後のハンドリングを容易に行うこともできる。 The sacrificial mold part is formed using a resin material with low thermal conductivity and high heat retention. Therefore, the heat of the molding material flowing inside the mold is difficult to be removed, and the molding material can be filled into every corner of the mold. Moreover, since the sintered material molded body can be released from the mold with the sacrificial mold part still attached, the mold release operation can be easily performed. In particular, when manufacturing minute sintered material molded bodies, a plurality of sintered material molded bodies can be released from the mold together with the sacrificial mold part, so chipping and the like can be effectively prevented. Further, subsequent handling can be performed easily.

一方、犠牲型部は、脱バインダ工程において完全に消失する一方、上記焼結材料成形体は、バインダ成分のみ消失するため、犠牲型が消失する際に焼結材料成形体を支持する部分が消失し、変形等が生じる恐れもある。また、上記犠牲型部の脱バインダ工程における収縮率が上記焼結材料成形体の収縮率と異なると、予期しない応力が上記焼結材料成形体に作用し、成形体の寸法精度や形状精度が低下する恐れがある。 On the other hand, while the sacrificial mold part completely disappears in the binder removal process, in the sintered material molded body, only the binder component disappears, so when the sacrificial mold disappears, the part that supports the sintered material molded body disappears. However, there is a possibility that deformation etc. may occur. Furthermore, if the shrinkage rate of the sacrificial mold part in the binder removal process is different from the shrinkage rate of the sintered material molded body, unexpected stress will act on the sintered material molded body, and the dimensional accuracy and shape accuracy of the molded body will deteriorate. There is a risk of a decline.

上記不都合を回避するため、上記犠牲型部を、所定の粒度を有する粉体状樹脂と、上記粉体状樹脂間に充填された犠牲型バインダ成分とを含んで構成することができる。犠牲型部の上記犠牲型バインダ成分は、上記犠牲型部成形工程において溶融する一方、上記成形工程において溶融せず、上記脱バインダ工程において消失させられるように設定される。上記粉体状樹脂は、上記犠牲型部成形工程、上記成形工程において溶融せず、上記脱バインダ工程において消失させられるように設定される。そして、上記脱バインダ工程における上記犠牲型部の犠牲型バインダ成分及び上記焼結材料成形体の有機バインダが消失する温度を、上記粉体状樹脂の消失温度より低く設定することができる。 In order to avoid the above-mentioned disadvantages, the sacrificial mold part can be configured to include a powdered resin having a predetermined particle size and a sacrificial binder component filled between the powdered resin. The sacrificial binder component of the sacrificial mold part is set so that it melts in the sacrificial mold part molding process, but does not melt in the molding process, and disappears in the binder removal process. The powdered resin is set so as not to melt in the sacrificial mold part molding step and the molding step, but to disappear in the binder removal step. The temperature at which the sacrificial binder component of the sacrificial mold part and the organic binder of the sintered material molded body disappear in the binder removal step can be set lower than the vanishing temperature of the powdered resin.

上記構成によると、焼結材料成形体の有機バインダと上記犠牲型部の犠牲型バインダ成分とを先に消失させることができる。このとき、上記粉体状樹脂は消失しておらず、焼結材料成形体を、上記粉体状樹脂に保持させながら、焼結材料成形体内の有機バインダを消失させることができる。これにより、焼結材料成形体の脱バインダ工程における変形等を防止できる。その後、上記粉体状樹脂を消失させることにより脱バインダ工程が完了する。 According to the above configuration, the organic binder of the sintered material molded body and the sacrificial binder component of the sacrificial mold part can be eliminated first. At this time, the powdered resin has not disappeared, and the organic binder in the sintered material molded body can be eliminated while the sintered material molded body is held in the powdered resin. This can prevent deformation of the sintered material molded body during the binder removal process. Thereafter, the binder removal process is completed by disappearing the powdered resin.

すなわち、上記脱バインダ工程は、上記犠牲型部に含まれる上記犠牲型バインダ成分と、上記焼結材料成形体を構成する有機バインダとが消失する第1の犠牲型部消失工程と、上記粉体状樹脂が消失する第2の犠牲型部消失工程を含んで行われる。これにより、上記焼結材料成形体を上記犠牲型部に保持させながら、脱バインダすることが可能となる。さらに、好ましくは、上記犠牲型バインダ成分を上記焼結材料成形体の有機バインダが消失を開始する前に、消失するように構成するのが好ましい。これにより、犠牲型部を多孔質状とし、過熱水蒸気を通過させながら上記焼結材料成形体の有機バインダを消失させ、その後に粉体状樹脂を消失させることが可能となり、焼結材料成形体の脱バインダをより促進することができる。 That is, the binder removal step includes a first sacrificial mold part disappearing step in which the sacrificial binder component contained in the sacrificial mold part and the organic binder constituting the sintered material molded body disappear; The process includes a second sacrificial mold part disappearing step in which the shaped resin disappears. This makes it possible to remove the binder while holding the sintered material molded body in the sacrificial mold part. Furthermore, preferably, the sacrificial binder component is configured to disappear before the organic binder of the sintered material compact starts to disappear. This makes it possible to make the sacrificial mold part porous and to allow superheated steam to pass through it to eliminate the organic binder of the sintered material molded body, and then to eliminate the powdered resin. The removal of the binder can be further promoted.

さらに、上記脱バインダ工程において、上記犠牲型部の上記犠牲型バインダ成分が消失する際の収縮率と、上記焼結材料成形体の収縮率とを同じに設定するのが好ましい。これにより、焼結材料成形体の収縮に応じて犠牲型部を収縮させることが可能となり、焼結材料成形体の形状精度等を高めることができる。 Further, in the binder removal step, it is preferable that the shrinkage rate of the sacrificial mold part when the sacrificial binder component disappears is set to be the same as the shrinkage ratio of the sintered material molded body. Thereby, it becomes possible to shrink the sacrificial mold part in accordance with the contraction of the sintered material molded body, and it is possible to improve the shape accuracy and the like of the sintered material molded body.

また、上記犠牲型部を、上記焼結粉体とは焼結しない粉体とバインダ成分とを含んで構成し、上記脱バインダ工程及び上記焼結工程において、焼結材料成形体を上記焼結しない粉体に保持しながらこれら工程を行うことができる。 Further, the sacrificial mold part is configured to include a powder that is not sintered with the sintered powder and a binder component, and in the binder removal step and the sintering step, the sintered material molded body is sintered. These steps can be carried out while keeping the powder free.

上記構成を採用すると、脱バインダ工程における変形のみならず、焼結工程における変形を防止できる。また、上記犠牲型部は、少なくとも上記脱バインダ工程における収縮率を、上記焼結材料成形体の収縮率と同一に設定するのが好ましい。これにより、焼結材料成形体の脱バインダ後の形状精度等をより高めることができる。 By employing the above configuration, it is possible to prevent deformation not only in the binder removal process but also in the sintering process. Further, it is preferable that the shrinkage rate of the sacrificial mold part at least in the binder removal process is set to be the same as the shrinkage rate of the sintered material molded body. Thereby, the shape accuracy of the sintered material molded body after the binder is removed can be further improved.

たとえば、上記焼結粉体として金属粉体を採用し、上記焼結しない粉体としてセラミック材料から形成された粉体を採用することができる。セラミック材料から形成された粉体は、金属粉体より焼結温度が高く、上記金属粉体を焼結する温度では焼結しない。上記セラミック粉体は、金属粉体が焼結した後に、容易に金属焼結体から除去することができる。なお、上記セラミック粉体は、上記焼結粉体の保持部分の形態に成形されるため、上記金属粉体を含む焼結材料成形体を精度高く保持して、焼結工程を行うことが可能となる。 For example, a metal powder may be used as the sintered powder, and a powder made of a ceramic material may be used as the non-sintered powder. Powder formed from a ceramic material has a higher sintering temperature than metal powder, and does not sinter at the temperature at which the metal powder is sintered. The ceramic powder can be easily removed from the metal sintered body after the metal powder is sintered. In addition, since the ceramic powder is molded into the shape of the holding part of the sintered powder, it is possible to hold the sintered material molded body containing the metal powder with high precision and perform the sintering process. becomes.

さらに、上記焼結材料成形体を、同時に焼結される上記犠牲型部に保持しながら焼結することもできる。すなわち、上記犠牲型部を、上記焼結工程において焼結するとともに上記焼結粉体とは焼結しない粉体と、犠牲型バインダとを含んで構成する。そして、上記脱バインダ工程において、上記有機バインダ及び上記犠牲型バインダが消失するとともに、上記焼結工程において、上記焼結材料成形体が、上記犠牲型部とともに焼結され、その後に行われる上記犠牲型部除去工程において、上記犠牲型部が分離除去される。 Furthermore, the sintered material molded body can be sintered while being held in the sacrificial mold part that is simultaneously sintered. That is, the sacrificial mold portion includes a powder that is sintered in the sintering step but is not sintered with the sintered powder, and a sacrificial binder. In the binder removal step, the organic binder and the sacrificial binder disappear, and in the sintering step, the sintered material molded body is sintered together with the sacrificial mold part, and the sacrificial binder is then sintered. In the mold part removal step, the sacrificial mold part is separated and removed.

上記犠牲型部が、上記焼結工程においても消失しないため、上記焼結材料成形体を精度高く保持したまま焼結工程を行うことができる。このため、焼結過程にある焼結材料成形体の変形等を効果的に防止することができる。 Since the sacrificial mold part does not disappear during the sintering process, the sintering process can be performed while the sintered material molded body is held with high accuracy. Therefore, deformation of the sintered material compact during the sintering process can be effectively prevented.

上記犠牲型部を構成する粉体同士は焼結するが、上記焼結材料成形体を構成する焼結材料とは焼結しない材料から構成するのが好ましい。たとえば、金属粉体を用いて焼結材料成形体が構成される場合、上記金属粉体とは焼結しない金属粉体、又はセラミック粉体を採用できる。 Although the powders constituting the sacrificial mold part are sintered together, it is preferable that the sintered material constituting the sintered material compact be made of a material that is not sintered. For example, when a sintered material molded body is constructed using metal powder, metal powder or ceramic powder that is not sintered with the metal powder can be used.

犠牲型部を採用する場合、上記脱バインダ工程における収縮率及び上記焼結工程における収縮率が同一になるように設定するのが好ましい。これにより、上記焼結材料成形体の形態を精度高く保持したまま、脱脂工程及び焼結工程を行うことが可能となり、焼結成形体の形状精度を高めることができる。 When a sacrificial mold part is employed, it is preferable to set the shrinkage rate in the binder removal process and the shrinkage rate in the sintering process to be the same. Thereby, it becomes possible to perform the degreasing step and the sintering step while maintaining the shape of the sintered material molded body with high accuracy, and it is possible to improve the shape accuracy of the sintered material molded body.

上記有機バインダは、これを構成するバインダ成分が水分吸湿率0.05%以下である熱可塑性樹脂を少なくとも20~40vol%含有し、融点が100℃以下である有機化合物を少なくとも20~40vol%含み、上記有機バインダの添加量が焼結粉体に対して30~70vol%に設定して、これら部材を加熱混練して成形材料を作成するのが好ましい。 The organic binder contains at least 20 to 40 vol% of a thermoplastic resin whose binder component has a moisture absorption rate of 0.05% or less, and at least 20 to 40 vol% of an organic compound having a melting point of 100°C or less. It is preferable that the amount of the organic binder added is set to 30 to 70 vol % with respect to the sintered powder, and these members are heated and kneaded to prepare a molding material.

上記水分吸湿率が0.05%以下である熱可塑性樹脂を少なくとも20~40vol%含有する上記有機バインダを採用することにより、過熱水蒸気中において、樹脂成分が膨潤することなく熱分解される。このため、クラック等の発生を効果的に防止できる。上記水分吸湿率が0.05%を越える樹脂を、40vol%を越えて配合した場合、過熱水蒸気から水分を吸収しやすくなり、膨潤によってクラック等が生じやすくなる。 By employing the organic binder containing at least 20 to 40 vol% of the thermoplastic resin having a moisture absorption rate of 0.05% or less, the resin component is thermally decomposed in superheated steam without swelling. Therefore, the occurrence of cracks and the like can be effectively prevented. When a resin with a moisture absorption rate exceeding 0.05% is blended in an amount exceeding 40 vol %, it tends to absorb moisture from superheated steam, and cracks are likely to occur due to swelling.

また、融点が100℃以下の有機化合物を少なくとも20~40vol%含ませることにより、成形工程における成形材料の流動性が確保され、また、焼結材料成形体の靱性を高めることもできる。 Furthermore, by including at least 20 to 40 vol % of an organic compound with a melting point of 100° C. or lower, the fluidity of the molding material in the molding process can be ensured, and the toughness of the sintered material molded body can also be improved.

また、成形材料調整工程において得られた成形材料から成形した粉体焼結成形体を、最高温度800℃以下の過熱水蒸気中で脱バインダ工程を行うのが好ましい。 Further, it is preferable that the powder sintered body formed from the molding material obtained in the molding material preparation step is subjected to a binder removal step in superheated steam at a maximum temperature of 800° C. or lower.

これにより、上記配合のバインダを効率よく分解して消失させることができる。なお、上述したように、焼結材料成形体の形態等に応じてバインダ成分を設定することができる。 Thereby, the binder of the above-mentioned composition can be efficiently decomposed and eliminated. Note that, as described above, the binder component can be set depending on the form of the sintered material molded body.

その後、過熱水蒸気の温度を900℃~1500℃に高めて作用させることにより、焼結工程が行われる。上記焼結工程における過熱水蒸気の温度が900℃未満の場合、上記バインダからの残留カーボンを充分に分解消失させることができない。一方、1500℃を越えると、焼結材料が溶融し、変形等の問題が生じやすくなる。 Thereafter, a sintering process is performed by increasing the temperature of superheated steam to 900°C to 1500°C. If the temperature of the superheated steam in the sintering step is less than 900° C., residual carbon from the binder cannot be sufficiently decomposed and eliminated. On the other hand, if the temperature exceeds 1500°C, the sintered material will melt and problems such as deformation will easily occur.

水分吸湿率が0.05%以下である熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル重合体を採用するのが好ましい。 As the thermoplastic resin having a moisture absorption rate of 0.05% or less, it is preferable to employ polyethylene, polypropylene, or ethylene vinyl acetate polymer.

融点が100℃以下の有機化合物として、パラフィンワックス、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、フタル酸エステル、マイクロクリスタルワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、モンタン系ワックス、ウレタン化ワックス、無水マイレン酸変成ワックス、ステアリン酸及びポリグリコール系化合物からなる有機化合物を採用することができる。 Organic compounds with a melting point of 100°C or less include paraffin wax, fatty acid ester, fatty acid amide, phthalate ester, microcrystal wax, polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, montan wax, urethanized wax, maleic anhydride modified wax, An organic compound consisting of stearic acid and a polyglycol compound can be employed.

特に、上記有機バインダを構成する成分が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体から選ばれた1以上の熱可塑性樹脂を、少なくとも5~40vol%含有させるのがより好ましい。 In particular, it is more preferable that the component constituting the organic binder contains at least 5 to 40 vol% of one or more thermoplastic resins selected from polyethylene, polypropylene, polystyrene, and ethylene-vinyl acetate copolymers.

本願発明に係る焼結粉体の種類は特に限定されることはない。たとえば、ステンレス金属粉体又はジルコニアセラミックス粉体を採用できる。また、粉体焼結成形体を種々の用途に用いることができる。 The type of sintered powder according to the present invention is not particularly limited. For example, stainless metal powder or zirconia ceramic powder can be used. Moreover, the powder sintered compact can be used for various purposes.

短時間に脱バインダ工程及び焼結工程を行うことができるとともに、クラックや割れ等が生じることが少なく、しかも、精度の高い粉体焼結成形体を形成することができる。 The binder removal step and the sintering step can be performed in a short time, cracks, cracks, etc. are less likely to occur, and moreover, a highly accurate powder sintered body can be formed.

炉体内で過熱水蒸気を用いて脱バインダ工程及び焼結工程を行う状態を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a binder removal process and a sintering process are performed using superheated steam in a furnace body. 図1に示す装置を用いて脱脂工程の開始前の状態を示す図である。2 is a diagram showing a state before the start of a degreasing process using the apparatus shown in FIG. 1. FIG. 脱バインダ工程の途中の状態を示す図である。It is a figure which shows the state in the middle of a binder removal process. 脱バインダ工程が終了した状態を示す図である。It is a figure showing the state where the binder removal process was completed. 焼結工程を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a sintering process. 焼結材料成形体の構成を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a sintered material molded body. 脱バインダ工程の途中の焼結材料成形体の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state of the sintered material compact in the middle of a binder removal process. 脱バインダ工程終了後の焼結材料成形体の状態を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the state of the sintered material molded body after the binder removal process is completed. 焼結工程が終了した状態を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which the sintering process has been completed. 焼結材料成形体を、過熱水蒸気を通過させる保持部材に保持させながら脱バインダ工程を行う図である。It is a figure which carries out the binder removal process while holding a sintered material molded body by the holding member which allows superheated steam to pass through. 有機バインダの異なる部分を有する焼結材料成形体の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the sintered material molded body which has a different part of organic binder. 有機バインダの異なる部分を有する焼結材料成形体の脱バインダ工程の途中の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state in the middle of the binder removal process of the sintered material molded body which has a different part of organic binder. 有機バインダの異なる部分を有する焼結材料成形体の脱バインダ工程の終了後の状態を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the state of a sintered material molded body having different portions of organic binder after a binder removal process is completed. 犠牲型部を形成する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of forming a sacrificial mold part. 図14に示す犠牲型部を用いて焼結材料成形体を形成する工程を示す図である。15 is a diagram showing a process of forming a sintered material molded body using the sacrificial mold part shown in FIG. 14. FIG. 図15に示す犠牲型部及び焼結材料成形体を金型装置から取り出した状態を模式的に示す図である。FIG. 16 is a diagram schematically showing a state in which the sacrificial mold part and the sintered material molded body shown in FIG. 15 are taken out from the mold device. 図16に示す犠牲型部及び焼結材料成形体からバインダを除去した状態を模式的に示す図である。17 is a diagram schematically showing a state in which the binder is removed from the sacrificial mold part and the sintered material molded body shown in FIG. 16. FIG. 図17に示す成形体から犠牲型部を消失させた状態を模式的に示す図である。18 is a diagram schematically showing a state in which the sacrificial mold part has disappeared from the molded body shown in FIG. 17. FIG. 図18に示す成形材料成形体を焼結した後の状態を模式的に示す図である。FIG. 19 is a diagram schematically showing the state after sintering the molding material molded body shown in FIG. 18. 脱バインダ規制部を設けた焼結材料成形体の断面を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of a sintered material molded body provided with a binder removal regulating portion. 図20示す焼結材料成形体の脱バインダ工程途中の状態を模式的に示す図である。FIG. 21 is a diagram schematically showing the state of the sintered material molded body shown in FIG. 20 during the binder removal process. 図19及び図20に示す焼結材料成形体の脱バインダ工程が終了した後の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state after the binder removal process of the sintered material molded object shown in FIG.19 and FIG.20 is completed. 犠牲型部を構成する粉体が焼結される場合の例を示す模式図であり、図16に対応する図面である。17 is a schematic diagram showing an example in which powder constituting a sacrificial mold part is sintered, and is a drawing corresponding to FIG. 16. FIG. 図23に示す犠牲型部及び焼結材料成形体から犠牲型バインダ及び有機バインダを消失させた状態を示す図である。24 is a diagram showing a state in which the sacrificial binder and the organic binder have disappeared from the sacrificial mold part and the sintered material molded body shown in FIG. 23. FIG. 図24に示す焼結材料成形体を焼結した状態を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a state in which the sintered material molded body shown in FIG. 24 is sintered. 焼結材料成形体を犠牲型部から分離させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which separated the sintered material molded body from the sacrificial mold part. 犠牲型部の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows another embodiment of a sacrificial mold part. 図27に示す成形体からバインダを除去した状態を示す図である。28 is a diagram showing a state in which the binder has been removed from the molded body shown in FIG. 27. FIG. 図28に示す焼結材料成形体と犠牲型部を一体的に焼結した状態を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a state in which the sintered material molded body shown in FIG. 28 and the sacrificial mold part are integrally sintered. 図29に示す粉体焼結成形体と犠牲型部とを分離した状態を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing a state in which the powder sintered molded body and the sacrificial mold part shown in FIG. 29 are separated.

以下、本願発明の実施形態を具体的に説明する。図1に示すように、本実施形態に係る過熱水蒸気脱脂焼結装置1は、焼結材料成形体10を収容する炉体2と、上記炉体2に過熱水蒸気6を供給する過熱水蒸気発生装置3と、上記炉体2内に、上方から過熱水蒸気6を噴射して供給する噴射ノズル5と、上記炉体2内からバインダを分解した成分を含む過熱水蒸気を排出する排出口7,7とを備えて構成されている。 Embodiments of the present invention will be specifically described below. As shown in FIG. 1, a superheated steam degreasing and sintering device 1 according to the present embodiment includes a furnace body 2 that accommodates a sintered material compact 10, and a superheated steam generator that supplies superheated steam 6 to the furnace body 2. 3, an injection nozzle 5 for injecting and supplying superheated steam 6 from above into the furnace body 2, and discharge ports 7, 7 for discharging superheated steam containing components obtained by decomposing the binder from inside the furnace body 2. It is configured with.

上記過熱水蒸気発生装置3は、市販されている種々の過熱水蒸気発生装置を採用できる。上記炉体2内には、焼結材料成形体10が、セラミック製の台9に載置され、上方から過熱水蒸気を作用させることができるように構成されている。 As the superheated steam generator 3, various commercially available superheated steam generators can be used. Inside the furnace body 2, a sintered material molded body 10 is placed on a ceramic stand 9, and is configured such that superheated steam can be applied from above.

図2及び図3に示すように、上記焼結材料成形体10は、焼結可能な焼結粉体11と有機バインダ12とを含む成形材料13を成形して構成される。上記成形材料を成形する手法は特に限定されることはない。たとえば、圧縮成形、射出成形、押し出し成形等、種々の成形手法を用いて形成できる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the sintered material molded body 10 is formed by molding a molding material 13 containing a sinterable sintered powder 11 and an organic binder 12. As shown in FIGS. The method of molding the above-mentioned molding material is not particularly limited. For example, it can be formed using various molding techniques such as compression molding, injection molding, and extrusion molding.

上記焼結粉体として、種々の粉体を採用できる。たとえば、所要の粒度を備える金属粉体やセラミック粉体を採用できる。粉体の粒度は、上記成形方法等に応じて適宜設定できる。 Various powders can be used as the sintered powder. For example, metal powder or ceramic powder with the required particle size can be used. The particle size of the powder can be appropriately set depending on the above-mentioned molding method and the like.

本願発明では、上記焼結粉体11として所定粒度のステンレス粉体を採用するとともに、有機バインダを上記ステンレス粉体と混練して成形材料を調整し、これを射出成形して上記焼結材料成形体10を形成している。 In the present invention, stainless steel powder with a predetermined particle size is adopted as the sintered powder 11, and an organic binder is kneaded with the stainless steel powder to prepare a molding material, which is then injection molded to form the sintered material. It forms a body 10.

本実施形態における上記有機バインダは、水分吸湿率0.05%以下である熱可塑性樹脂を少なくとも20~40vol%配合するとともに、融点が100℃以下である有機化合物を少なくとも20~40vol%配合して、上記成形材料13を構成している。 The organic binder in this embodiment contains at least 20 to 40 vol% of a thermoplastic resin having a moisture absorption rate of 0.05% or less, and at least 20 to 40 vol% of an organic compound having a melting point of 100°C or less. , constituting the molding material 13.

上記熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体から選ばれた1以上の熱可塑性樹脂を採用するのが好ましい。また、上記有機化合物として、パラフィンワックス、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、フタル酸エステル、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、モンタン系ワックス、ウレタン化ワックス、無水マレイン酸変性ワックス、ステアリン酸及びポリグリコール系化合物からなる有機化合物を使用することができる。上記熱可塑性樹脂及び上記有機化合物の種類及び配合割合は、成形手法や成形体の形態等に応じて設定することができる。 As the thermoplastic resin, it is preferable to employ one or more thermoplastic resins selected from polyethylene, polypropylene, polystyrene, and ethylene-vinyl acetate copolymers. In addition, the above-mentioned organic compounds include paraffin wax, fatty acid ester, fatty acid amide, phthalic acid ester, microcrystalline wax, polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, montan wax, urethanized wax, maleic anhydride modified wax, stearic acid, and Organic compounds consisting of polyglycol compounds can be used. The types and blending ratios of the thermoplastic resin and the organic compound can be set depending on the molding method, the form of the molded article, and the like.

図2から図5に、焼結材料成形体の脱脂工程における脱バインダ状態を模式的に示す。本実施形態では、採用した有機バインダの一部が消失を開始する温度より5℃高い温度の過熱水蒸気を、上記噴射ノズル5を用いて、焼結材料成形体10の上方から下方に向けて流動させる。上記過熱水蒸気6は、上記焼結材料成形体10の表面に沿って流動させられ、炉体2の側方に設けた上記排出口7,7から排出される。なお、図1では、流動する過熱水蒸気6は、大気中に排出するように記載しているが、過熱水蒸気発生装置3に循環させることもできる。 2 to 5 schematically show the binder removed state in the degreasing process of the sintered material compact. In this embodiment, superheated steam at a temperature 5° C. higher than the temperature at which a part of the adopted organic binder starts to disappear is flowed from above to below the sintered material compact 10 using the injection nozzle 5. let The superheated steam 6 is made to flow along the surface of the sintered material molded body 10 and is discharged from the discharge ports 7 provided on the sides of the furnace body 2 . In FIG. 1, the flowing superheated steam 6 is shown to be discharged into the atmosphere, but it can also be circulated to the superheated steam generator 3.

図1に示すように、上記温度の過熱水蒸気6を、上記焼結材料成形体10の表面に作用させることにより、焼結材料成形体10中の有機バインダを、表面側から順次消失させることができる。しかも、本実施形態では、採用した有機バインダの消失開始温度より5℃高い一定温度の過熱水蒸気6を作用させるため、焼結材料成形体10の内部の温度は、上記温度以上になることはない。 As shown in FIG. 1 , by applying superheated steam 6 at the above temperature to the surface of the sintered material molded body 10, the organic binder in the sintered material molded body 10 can be sequentially disappeared from the surface side. can. Moreover, in this embodiment, since the superheated steam 6 at a constant temperature 5° C. higher than the vanishing start temperature of the adopted organic binder is applied, the temperature inside the sintered material molded body 10 does not exceed the above temperature. .

過熱水蒸気6は、上述したように、空気による脱バインダと異なる機構で脱バインダが行われるため、有機バインダの一部が消失を開始する温度を、空気を用いた場合や不活性ガスを用いた場合に比べて低く設定できる。このため、有機バインダが急激に膨張し、あるいは分解する温度以下の温度で、焼結材料成形体10の表面から脱バインダを開始させることが可能となる。上記過熱水蒸気の温度が、過熱水蒸気による脱バインダを開始する温度より10℃を越えて高くなると、有機バインダが急激に膨張しあるいは分解する恐れが高まる。 As mentioned above, superheated steam 6 performs debinding using a mechanism different from debinding using air. It can be set lower than in other cases. Therefore, it is possible to start removing the binder from the surface of the sintered material compact 10 at a temperature below the temperature at which the organic binder rapidly expands or decomposes. If the temperature of the superheated steam becomes higher than the temperature at which binder removal by superheated steam starts by exceeding 10° C. , there is a high possibility that the organic binder will rapidly expand or decompose.

上記過熱水蒸気の温度を、有機バインダが分解を開始する温度より5℃を超えて高くならない範囲で脱バインダを行うことにより、焼結材料成形体10の内部の有機バインダが、急激に膨張したり、分解したりすることはない。したがって、脱バインダ工程において、上記焼結材料成形体10内に、クラック等が生じるのを効果的に防止できる。上記過熱水蒸気6の温度は、有機バインダの消失特性等に応じて、有機バインダの消失開始温度から10℃を超えて高くならない範囲で設定できる。 By removing the binder within a range where the temperature of the superheated steam does not exceed 5°C higher than the temperature at which the organic binder starts to decompose, the organic binder inside the sintered material compact 10 will not expand rapidly. , it will not be disassembled. Therefore, in the binder removal step, it is possible to effectively prevent cracks from occurring within the sintered material molded body 10. The temperature of the superheated steam 6 can be set in a range that does not exceed 10° C. above the disappearance start temperature of the organic binder, depending on the disappearance characteristics of the organic binder.

一方、過熱水蒸気の温度を、有機バインダの消失が開始する温度より5℃高い温度に設定したままでは、有機バインダの全てを消失させることはできない場合がある。このため、所定時間経過後、あるいは所定量の有機バインダが消失した後に、過熱水蒸気の温度を、全ての有機バインダが消失する温度以上に高めるのが好ましい。 On the other hand, if the temperature of the superheated steam is set to a temperature 5° C. higher than the temperature at which the organic binder starts to disappear, it may not be possible to completely eliminate the organic binder. For this reason, after a predetermined period of time has elapsed or after a predetermined amount of the organic binder has disappeared, it is preferable to raise the temperature of the superheated steam to a temperature higher than the temperature at which all the organic binder disappears.

図4に示すように、上記過熱水蒸気6の温度を、全ての有機バインダが消失する温度以上に高めることにより、図4に示すように、有機バインダを完全に消失させることができる。その後、上記過熱水蒸気の温度を高めて、焼結材料成形体10を焼結する。上記焼結温度は、焼結粉体の種類に応じて設定できる。本実施形態で採用したステンレス粉体では、1200℃程度の過熱水蒸気を作用させるのが好ましい。図5に示すように、上記焼結工程において焼結粉体間の隙間がなくなるため、粉体焼結成形体14は、焼結材料成形体10に比べて、10~20%収縮する。 As shown in FIG. 4, by raising the temperature of the superheated steam 6 above the temperature at which all the organic binder disappears , the organic binder can be completely disappeared, as shown in FIG. Thereafter, the temperature of the superheated steam is increased to sinter the sintered material molded body 10. The above sintering temperature can be set depending on the type of sintered powder. For the stainless steel powder employed in this embodiment, it is preferable to apply superheated steam at about 1200°C. As shown in FIG. 5, the sintered powder compact 14 shrinks by 10 to 20% compared to the sintered material compact 10 because the gaps between the sintered powders are eliminated in the sintering process.

図6から図9に、焼結材料成形体の脱バインダ工程及び焼結工程における焼結材料成形体10の内部の状態を模式的に示す。なお、本実施形態では、有機バインダ22が消失温度の異なる2種類のバインダ成分22a,22bから構成されており、これらの図において、有機バインダ22a,22bの成分を直径が異なる円形粒子として示している。 6 to 9 schematically show the internal state of the sintered material molded body 10 during the binder removal process and the sintering process of the sintered material molded body. In this embodiment, the organic binder 22 is composed of two types of binder components 22a and 22b having different vanishing temperatures, and in these figures, the components of the organic binders 22a and 22b are shown as circular particles with different diameters. There is.

本実施形態では、上記有機バインダ22を、低い温度で消失するバインダ成分22aと、高い温度で消失するバインダ成分22bとを含んで構成している。上記低い温度で消失するバインダ成分22aとして、上述した融点が100℃以下である有機化合物が採用される。一方、高い温度で消失するバインダ成分22bとして、上述した水分吸湿率0.05%以下である熱可塑性樹脂を採用している。なお、上記各バインダ成分の配合割合は、成形手法等に応じて、上述した範囲の配合割合で設定される。 In this embodiment, the organic binder 22 includes a binder component 22a that disappears at low temperatures and a binder component 22b that disappears at high temperatures. As the binder component 22a that disappears at the low temperature, an organic compound having a melting point of 100° C. or lower is used. On the other hand, as the binder component 22b that disappears at high temperatures, the above-mentioned thermoplastic resin having a moisture absorption rate of 0.05% or less is used. The blending ratio of each binder component is set within the above-mentioned range depending on the molding method and the like.

まず、低い温度で消失するバインダ成分22aの消失開始温度より1~5℃高い温度で、かつ、上記高い温度で消失するバインダ成分22bが消失を開始する温度以下の温度の過熱水蒸気を生成し、上述した実施形態と同様に焼結材料成形体10に作用させて第1の脱バインダ工程が行われる。 First, superheated steam is generated at a temperature 1 to 5° C. higher than the disappearance start temperature of the binder component 22a that disappears at a low temperature and below the temperature at which the binder component 22b that disappears at the high temperature starts to disappear, The first binder removal step is performed by acting on the sintered material molded body 10 in the same manner as in the embodiment described above.

上記過熱水蒸気の温度が、上記低い温度で消失するバインダ成分22aの消失開始温度より高い温度に設定されているとともに、上記高い温度で消失するバインダ成分22bの消失開始温度より低く設定されているため、上記第1の脱バインダ工程においては、上記低い温度で消失するバインダ成分22aが選択的に消失させられる。 The temperature of the superheated steam is set to be higher than the disappearance start temperature of the binder component 22a that disappears at the low temperature, and lower than the disappearance start temperature of the binder component 22b that disappears at the high temperature. In the first binder removal step, the binder component 22a that disappears at the low temperature is selectively disappeared.

本実施形態では、過熱水蒸気の温度を一定に保持し、上記焼結材料成形体10の表面に作用させることができるため、高い温度で消失するバインダ成分22bを残した状態で、低い温度で消失するバインダ成分22aのみを選択的に消失させることができる。しかも、過熱水蒸気の気流を焼結材料成形体10の表面に当ててこれらバインダ成分を消失させるため、炉内を一定温度に保持する従来の手法に比べて、効率よく低い温度で消失するバインダ成分22aのみを選択的に消失させることが可能となる。このため、図7に示すように、低い温度で消失するバインダ成分22aを消失させることにより、多孔質状の焼結材料成形体10が形成される。 In this embodiment, the temperature of the superheated steam can be kept constant and it can be applied to the surface of the sintered material molded body 10, so that it disappears at a low temperature while leaving behind the binder component 22b that disappears at a high temperature. It is possible to selectively eliminate only the binder component 22a. Moreover, since the airflow of superheated steam is applied to the surface of the sintered material compact 10 to eliminate these binder components, the binder components disappear more efficiently and at a lower temperature than in the conventional method of maintaining the inside of the furnace at a constant temperature. It becomes possible to selectively eliminate only 22a. Therefore, as shown in FIG. 7, a porous sintered material molded body 10 is formed by eliminating the binder component 22a that disappears at low temperatures.

その後、過熱水蒸気の温度を、高い温度で消失するバインダ成分22bが消失する温度以上に高めて、焼結材料成形体10に作用させる。上記焼結材料成形体10が、多孔質状となっているため、過熱水蒸気を、焼結材料成形体の内部にまで浸透させながら脱バインダ工程を行うことができる。この結果、図8に示すように、クラック等の発生を防止しながら、有機バインダを効率よく除去することが可能となる。 Thereafter, the temperature of the superheated steam is raised to a temperature above which the binder component 22b, which disappears at high temperatures, disappears, and the superheated steam is allowed to act on the sintered material molded body 10. Since the sintered material molded body 10 is porous, the binder removal process can be performed while allowing the superheated steam to penetrate into the inside of the sintered material molded body. As a result, as shown in FIG. 8, it becomes possible to efficiently remove the organic binder while preventing the occurrence of cracks and the like.

その後、上記過熱水蒸気の温度を、上記焼結粉体21の焼結温度以上に高めて、焼結工程が行われ、図9に示す粉体焼結成形体24が形成される。 Thereafter, the temperature of the superheated steam is increased to a temperature higher than the sintering temperature of the sintered powder 21, and a sintering process is performed to form the powder sintered body 24 shown in FIG. 9.

図2及び図3に示すように、焼結材料成形体10は、炉内でセラミック製の台9に保持される。上記台9は、過熱水蒸気の透過性が低いため、上記台9に接する部分には、上記過熱水蒸気が作用しにくい。このため、焼結材料成形体の底部の脱バインダが阻害され、上記台9の底部中央近傍の部分の脱脂が遅れる。このため、焼結材料成形体の形状によっては、上記台9と接する部分において、予期しない変形等が生じる場合がある。 As shown in FIGS. 2 and 3, the sintered material compact 10 is held on a ceramic stand 9 in a furnace. Since the table 9 has low permeability to superheated steam , the superheated steam does not easily act on the portion in contact with the table 9. For this reason, removal of the binder from the bottom of the sintered material molded body is inhibited, and degreasing of the portion near the center of the bottom of the table 9 is delayed. For this reason, depending on the shape of the sintered material molded body, unexpected deformation or the like may occur in the portion in contact with the table 9.

上記不都合を解消するため、図10に示すように、上記脱バインダ工程及び/又は上記焼結工程を、過熱水蒸気36が通過できるとともに、上記焼結材料成形体33の収縮に対応して変位できる粒子39aから構成された保持部材39に保持させて行うことができる。 In order to eliminate the above-mentioned disadvantages, as shown in FIG. 10, superheated steam 36 can pass through the binder removal process and/or the sintering process, and can be displaced in response to the contraction of the sintered material molded body 33. This can be carried out by being held by a holding member 39 made of particles 39a.

また、本実施形態では、過熱水蒸気36を、上方に設けたノズル35aのみならず、上記保持部材39の下方、すなわち、炉の底面に設けたノズル35bから炉体2内に噴出させることができるように構成している。上記炉の底面に設けたノズル35bから噴出された過熱水蒸気は、上記焼結材料成型体に向けて流動させられ、上記焼結材料成型体の底面に作用させられる。上記構成によって、焼結材料成形体33の全周囲に過熱水蒸気36を作用させることが可能となり、上述した台9を採用した場合の不都合が解消される。 Further, in this embodiment, the superheated steam 36 can be ejected into the furnace body 2 not only from the nozzle 35a provided above but also from the nozzle 35b provided below the holding member 39 , that is, on the bottom surface of the furnace. It is configured as follows. The superheated steam ejected from the nozzle 35b provided at the bottom of the furnace is made to flow toward the sintered material molded body, and is made to act on the bottom surface of the sintered material molded body. With the above configuration, it becomes possible to apply the superheated steam 36 to the entire periphery of the sintered material molded body 33, and the inconvenience when the above-mentioned table 9 is adopted is eliminated.

しかも、上記保持部材39は、粒子39aを集合させたものであり、上記焼結材料成形体33の収縮に応じて変位あるいは変形できるように構成されている。このため、脱バインダ工程及び焼結工程において、焼結材料成形体33の保持部分に予期しない変形等が生じるのを効果的に防止できる。 Moreover, the holding member 39 is made up of particles 39a, and is configured to be able to be displaced or deformed in accordance with the contraction of the sintered material molded body 33. Therefore, in the binder removal process and the sintering process, it is possible to effectively prevent unexpected deformation or the like from occurring in the holding portion of the sintered material molded body 33.

さらに、図10に示す状態で、過熱水蒸気36の温度を、焼結粉体31の焼結温度以上に高め、脱バインダ工程に連続して焼結工程を行うことができる。焼結工程において、上記粒子39aが、焼結材料成形体の収縮に応じて変位あるいは変形できるため、形状精度の高い粉体焼結形成体を形成できる。 Furthermore, in the state shown in FIG. 10, the temperature of the superheated steam 36 can be raised to a temperature higher than the sintering temperature of the sintered powder 31, and a sintering process can be performed following the binder removal process. In the sintering process, the particles 39a can be displaced or deformed in accordance with the contraction of the sintered material compact, so that a powder sintered compact with high shape accuracy can be formed.

図11から図13に、脱バインダ工程の他の実施形態を示す。 11 to 13 show other embodiments of the binder removal process.

本実施形態では、上記成形工程において、消失開始温度及び/又は消失完了温度が異なるバインダ成分を配合した少なくとも2以上の部分を含む焼結材料成形体43が形成される。図11に示すように、焼結粉体41はすべての部分で同一のものを採用しているが、中央部分と両側部分で有機バインダの種類を異ならせている。 In this embodiment, in the above-mentioned forming step, a sintered material molded body 43 is formed that includes at least two or more portions in which binder components having different disappearance start temperatures and/or disappearance completion temperatures are blended. As shown in FIG. 11, the same sintered powder 41 is used in all parts, but the type of organic binder is different in the center part and both sides.

上記両側部分には、高い温度で消失する有機バインダ42aを採用する一方、中央部分には、低い温度で消失する有機バインダ42bを採用している。具体的には、上記有機バインダ42aは、ポリエチレン樹脂を含む樹脂バインダであり、上記有機バインダ42bは、ポリアセタール樹脂を含む有機バインダを採用している。 An organic binder 42a that disappears at high temperatures is used in the both sides, while an organic binder 42b that disappears at low temperatures is used in the center. Specifically, the organic binder 42a is a resin binder containing polyethylene resin, and the organic binder 42b is an organic binder containing polyacetal resin.

上記構成の焼結材料成形体を形成する手法は特に限定されることはない。たとえば、射出成形法を採用する場合、いわゆる2色成形によって一体的な焼結材料成形体を形成することができる。また、上記両側部分と中央部分とを別途成形し、接合面のバインダ成分を溶融させて接合することもできる。 The method of forming the sintered material compact having the above structure is not particularly limited. For example, when injection molding is employed, an integral sintered material molded body can be formed by so-called two-color molding. Alternatively, the above-mentioned side portions and the center portion may be separately molded and bonded by melting the binder component on the bonding surfaces.

上記焼結材料成形体43に、まず、低い温度で消失する有機バインダ42bが消失を開始する温度より高く、上記有機バインダ42aが消失を開始する温度より低い温度の過熱水蒸気を作用させて第1の脱バインダ工程を行う。過熱水蒸気の温度は、非常に精度高く管理することができるため、上記低い温度で消失する有機バインダ42bのみ選択的に消失させることができる。なお、消失温度によっては、両バインダが消失を開始する場合もあるが、少なくとも、上記有機バインダ42bが完全に消失した時点で、上記有機バインダ42aの40~80%が消失しないように構成するのが望ましい。 The sintered material compact 43 is first treated with superheated steam at a temperature higher than the temperature at which the organic binder 42b, which disappears at low temperatures, starts to disappear and lower than the temperature at which the organic binder 42a starts to disappear. Perform the binder removal process. Since the temperature of the superheated steam can be controlled with very high precision, only the organic binder 42b that disappears at the low temperature can be selectively eliminated. Although both binders may start to disappear depending on the disappearance temperature, at least 40 to 80% of the organic binder 42a should be configured so that it does not disappear when the organic binder 42b completely disappears. is desirable.

上記低い温度で消失する有機バインダ42bが消失した後、過熱水蒸気の温度を、高い温度で消失する有機バインダが消失する温度まで高めて、第2の脱バインダ工程を行う。これにより、上記焼結材料成形体43内のバインダを完全に消失させることができる。 After the organic binder 42b that disappears at low temperatures disappears, the temperature of the superheated steam is raised to a temperature at which the organic binder that disappears at high temperatures disappears, and a second binder removal step is performed. Thereby, the binder in the sintered material molded body 43 can be completely eliminated.

上記手法を採用すると、焼結材料成形体43の所定部分のバインダを優先的に消失させることが可能となる。通常、焼結材料成形体43の表面近傍から均一に樹脂バインダが消失するが、形態によっては、所定部分の脱バインダを優先的に行ったり、逆に遅らせたりすることにより形状精度等が上がる場合がある。また、過熱水蒸気を作用させる場合、焼結材料成形体の表面の過熱水蒸気の気流の速度が、炉内の位置や成形体の形態によって異なる場合があるため、脱脂される速度が異なることになる。このため、脱脂工程において、予期しない変形等が生じる恐れがある。上記手法を採用して、所定部分における脱バインダ速度を調整し、これまで製作が困難であった複雑な形態を備える粉体焼結成形体を形成することが可能となる。 If the above method is adopted, it becomes possible to preferentially eliminate the binder in a predetermined portion of the sintered material molded body 43. Normally, the resin binder disappears uniformly from the vicinity of the surface of the sintered material molded body 43, but depending on the form, the shape accuracy etc. may be improved by preferentially removing the binder from a predetermined portion or delaying it. There is. In addition, when superheated steam is applied, the speed of the airflow of superheated steam on the surface of the sintered material compact may vary depending on the position in the furnace and the shape of the compact, so the degreasing speed will differ. . For this reason, unexpected deformation or the like may occur during the degreasing process. By employing the above method, it becomes possible to adjust the binder removal speed at a predetermined portion and form a powder sintered body with a complex shape that has been difficult to manufacture up to now.

図14から図18に、本願発明を、犠牲型部を用いて成形される粉体焼結成形体に適用した例を示す。 14 to 18 show examples in which the present invention is applied to a powder sintered body molded using a sacrificial mold part.

図14に示すように、本実施形態では、まず、上型61と下型62を備える金型装置60を用いて、犠牲型部64を成形する。上記上型61と下型62との間には上型内面61aと下型内面62aが形成されている。これら内面間に成形空間が形成されており、上記上型61に設けた犠牲部材注入口67から、上記成形空間に犠牲型材料63が注入されて犠牲型部64が形成される。 As shown in FIG. 14, in this embodiment, first, a sacrificial mold part 64 is molded using a mold apparatus 60 that includes an upper mold 61 and a lower mold 62. An upper mold inner surface 61a and a lower mold inner surface 62a are formed between the upper mold 61 and the lower mold 62. A molding space is formed between these inner surfaces, and a sacrificial mold material 63 is injected into the molding space from a sacrificial member injection port 67 provided in the upper mold 61 to form a sacrificial mold part 64.

次に、上記上型61を、第2の上型71に交換する。上記第2の上型71と、上記犠牲型部64の間には、焼結可能な粉体51と有機バインダ52とを含む成形材料53が、上記第2の上型71に設けた成形材料注入口65から注入されて、上記犠牲型部64に埋め込まれるようにして、犠牲型部64が付属した焼結材料成形体70が成形される。 Next, the upper mold 61 is replaced with a second upper mold 71. A molding material 53 containing a sinterable powder 51 and an organic binder 52 is placed between the second upper mold 71 and the sacrificial mold part 64. The sintered material molded body 70 to which the sacrificial mold part 64 is attached is formed by being injected from the injection port 65 and embedded in the sacrificial mold part 64 .

上記焼結材料成形体70は、上記犠牲型部64とともに金型71,62から離型される。このため、離型の際に焼結材料成形体70が傷む恐れもない。また、その後のハンドリングも容易に行うことができる。 The sintered material molded body 70 is released from the molds 71 and 62 together with the sacrificial mold part 64. Therefore, there is no fear that the sintered material molded body 70 will be damaged during demolding. Furthermore, subsequent handling can be performed easily.

図16に示すように、本実施形態では、上記犠牲型材料63は、所定の粒度を有する粉体状樹脂65と、上記粉体状樹脂65間に充填された犠牲型バインダ成分66とを含んで構成される。一方、上記焼結材料成形体70は、上述した実施形態と同様に、焼結粉体51と有機バインダ52とを含む成形材料53から構成される。 As shown in FIG. 16, in this embodiment, the sacrificial material 63 includes a powdered resin 65 having a predetermined particle size and a sacrificial binder component 66 filled between the powdered resin 65. Consists of. On the other hand, the sintered material molded body 70 is composed of a molding material 53 containing a sintered powder 51 and an organic binder 52, similar to the embodiment described above.

上記犠牲型バインダ成分66は、上記犠牲型部成形工程において溶融する一方、上記成形材料53を注入する上記成形工程において溶融せず、上記脱バインダ工程において消失するように設定されている。上記粉体状樹脂65は、上記犠牲型部成形工程及び上記成形工程において溶融せず、上記脱バインダ工程において消失させられるように設定されている。そして、上記脱バインダ工程において、上記犠牲型部64の犠牲型バインダ成分66と上記焼結材料成形体の上記有機バインダ52が消失する温度が、上記粉体状樹脂65の消失温度より低く設定されている。 The sacrificial binder component 66 is set so that it melts in the sacrificial mold part molding step, does not melt in the molding step of injecting the molding material 53, and disappears in the binder removal step. The powdered resin 65 is set so as not to melt in the sacrificial mold part molding process and the molding process, but to disappear in the binder removal process. In the binder removal step, the temperature at which the sacrificial binder component 66 of the sacrificial mold part 64 and the organic binder 52 of the sintered material mold disappear is set lower than the vanishing temperature of the powdered resin 65. ing.

たとえば、上記犠牲型バインダ成分66及び上記有機バインダ52にポリエチレンを含むバインダ成分を採用する一方、上記粉体状樹脂65に熱硬化性の樹脂材料、たとえば、ウレタン樹脂やポリエステル樹脂を採用することができる。 For example, a binder component containing polyethylene may be used for the sacrificial binder component 66 and the organic binder 52, while a thermosetting resin material such as urethane resin or polyester resin may be used for the powdered resin 65. can.

上記形態の焼結材料成形体70及び犠牲型部64に、上記犠牲型バインダ成分66と上記有機バインダ52が消失する温度以上で、上記粉体状樹脂65が消失しない温度に設定した過熱水蒸気を作用させる。上記温度の過熱水蒸気を所定時間作用させることにより、図17に示すように、脱バインダが行われた焼結材料成形体70と、上記犠牲型部64の上記粉体状樹脂65を残留させることができる。 Superheated steam is applied to the sintered material molded body 70 and the sacrificial mold part 64 of the above form at a temperature higher than the temperature at which the sacrificial binder component 66 and the organic binder 52 disappear, but at which the powdered resin 65 does not disappear. Let it work. By applying superheated steam at the above temperature for a predetermined period of time, as shown in FIG. 17, the sintered material molded body 70 from which the binder has been removed and the powdered resin 65 of the sacrificial mold part 64 remain. I can do it.

上記犠牲型バインダ成分66が消失する際の犠牲型部64の収縮率と、上記有機バインダ52が消失する際の焼結材料成形体70の収縮率が同じになるように設定されている。このため、脱バインダ工程における変形等を効果的に防止しつつ、脱バインダ工程を行うことができる。 The shrinkage rate of the sacrificial mold part 64 when the sacrificial binder component 66 disappears is set to be the same as the shrinkage rate of the sintered material molded body 70 when the organic binder 52 disappears. Therefore, the binder removal process can be performed while effectively preventing deformation or the like during the binder removal process.

その後、過熱水蒸気を上記粉体状樹脂65が消失する温度以上に高めることにより、図18に示すように、上記粉体状樹脂65が消失させられる。これにより、焼結材料成形体70の脱バインダ工程が終了する。 Thereafter, by raising the superheated steam to a temperature higher than the temperature at which the powdered resin 65 disappears, the powdered resin 65 disappears, as shown in FIG. 18. This completes the binder removal process for the sintered material molded body 70.

本実施形態では、犠牲型部64に、焼結材料成形体70を保持させながら上記焼結材料成形体中の有機バインダを消失させることができる。しかも、上記犠牲型部64の犠牲型バインダ成分を消失させることにより多孔質状となった犠牲型部64を介して、焼結材料成形体70の全周に過熱水蒸気を作用させることが可能となり、脱バインダ効率を高めることができるとともに、形状精度も高まり、さらに、クラック等を防止できる。 In this embodiment, the organic binder in the sintered material molded body can be made to disappear while the sacrificial mold part 64 holds the sintered material molded body 70 . Moreover, it becomes possible to apply superheated steam to the entire circumference of the sintered material molded body 70 through the sacrificial mold part 64, which has become porous by eliminating the sacrificial binder component in the sacrificial mold part 64. , it is possible to improve the binder removal efficiency, improve shape accuracy, and prevent cracks and the like.

その後、過熱水蒸気を上記焼結粉体の焼結温度以上に上昇させ、図19に示す粉体焼結成形体74が形成される。 Thereafter, the superheated steam is raised to a temperature higher than the sintering temperature of the sintered powder, and a powder sintered body 74 shown in FIG. 19 is formed.

図20から図22に、脱バインダ工程において、焼結材料成形体80の所定部位の有機バインダ82の消失を規制する脱バインダ規制部90を設けた実施形態を示す。 20 to 22 show an embodiment in which a binder removal regulating portion 90 is provided to regulate disappearance of the organic binder 82 at a predetermined portion of the sintered material molded body 80 in the binder removal process.

上記焼結材料成形体80は、第1の実施形態に係る焼結材料成形体と同様に、焼結粉体81と有機バインダ82とを含んで形成されている。本実施形態では、平坦状基部91とこの基部の上面から突出する突起部92とを備える焼結材料成形体80が成形される。また、上記基部91と突起部92の隅部を覆うように上記脱バインダ規制部90が設けられている。上記脱バインダ規制部90は、上記有機バインダ82より消失温度が高い樹脂材料から形成されている。 The sintered material molded body 80 is formed to include a sintered powder 81 and an organic binder 82, similarly to the sintered material molded body according to the first embodiment. In this embodiment, a sintered material molded body 80 including a flat base 91 and a protrusion 92 protruding from the upper surface of the base is molded. Further, the binder removal regulating portion 90 is provided to cover the corner portions of the base portion 91 and the projection portion 92. The binder removal regulating section 90 is made of a resin material having a higher vanishing temperature than the organic binder 82 .

上記構成の焼結材料成形体80に、まず、上記有機バインダ82が消失を開始する温度より高く、上記脱バインダ規制部90が消失しない温度範囲の過熱水蒸気を作用させる。すると、図21に示すように、上記脱バインダ規制部90を設けた部位近傍の上記有機バインダ82の消失が規制されて、それ以外の部分の脱バインダが進行する。その後、上記脱バインダ規制部90が消失する温度以上の過熱水蒸気を作用させることにより、上記脱バインダ規制部90を消失させる。 First, superheated steam is applied to the sintered material molded body 80 having the above configuration, at a temperature higher than the temperature at which the organic binder 82 starts to disappear, but at which the binder removal regulating section 90 does not disappear. Then, as shown in FIG. 21, the disappearance of the organic binder 82 in the vicinity of the portion where the binder removal regulating portion 90 is provided is restricted, and the removal of the binder from other portions proceeds. Thereafter, the binder removal regulation part 90 is made to disappear by applying superheated steam at a temperature higher than that at which the binder removal regulation part 90 disappears.

上記構成によって、上記焼結材料成形体80の突起部92の隅部を保護した状態で脱バインダ工程を進行させることができる。このため、脱バインダ工程において、変形等が生じやすい部分の脱バインダを遅らせたり、早めたり、さらに、脱バインダの程度を調整しながら脱バインダ工程を行うことが可能となる。このため、脱バインダ工程における変形やクラックの発生を効果的に防止できる。 With the above configuration, the binder removal process can proceed while the corners of the projections 92 of the sintered material molded body 80 are protected. Therefore, in the binder removal step, it is possible to delay or accelerate the debinding of portions where deformation or the like is likely to occur, and further to perform the binder removal step while adjusting the degree of binder removal. Therefore, deformation and cracking during the binder removal process can be effectively prevented.

図23から図26に、上記焼結材料成形体70を、同時に焼結される犠牲型部164に保持しながら焼結する実施形態を示す。図23に示すように、犠牲型部164を構成する粉体165は焼結工程において焼結する一方、上記焼結材料成形体70を構成する焼結粉体51とは焼結しないもので構成されている。なお、焼結材料成形体70を構成する焼結粉体51と有機バインダ52は、上述した実施形態と同様であるので説明は省略する。 23 to 26 show an embodiment in which the sintered material molded body 70 is sintered while being held in a sacrificial mold part 164 that is sintered at the same time. As shown in FIG. 23, the powder 165 constituting the sacrificial mold part 164 is sintered in the sintering process, while the sintered powder 51 constituting the sintered material compact 70 is not sintered. has been done. Note that the sintered powder 51 and organic binder 52 constituting the sintered material molded body 70 are the same as those in the embodiment described above, so a description thereof will be omitted.

上記犠牲型バインダ166は、上記有機バインダ52と同じ成分のものが採用されている。脱バインダ工程において、上記犠牲型部164は、上記焼結材料成形体70と同じ収縮率で脱バインダが行われるように構成されている。このため、図24に示すように、脱バインダ工程において、上記焼結材料成形体70を上記犠牲型部164に保護しながら脱バインダを行うことができる。 The sacrificial binder 166 has the same components as the organic binder 52. In the binder removal process, the sacrificial mold part 164 is configured so that the binder is removed at the same shrinkage rate as the sintered material compact 70. Therefore, as shown in FIG. 24, in the binder removal process, the binder can be removed while the sintered material molded body 70 is protected by the sacrificial mold part 164.

さらに、本実施形態では、焼結工程において、上記犠牲型部164を構成する粉体165が、上記焼結材料成形体70と同じ収縮率で焼結されるように設定されている。このため、図25に示すように、上記焼結材料成形体70が、上記犠牲型部164と一体的に焼結されている。また、上記焼結工程においても、上記焼結材料成形体70を、上記犠牲型部164で保護しながら焼結工程を行うことが可能となる。 Furthermore, in this embodiment, the powder 165 constituting the sacrificial mold part 164 is set to be sintered at the same shrinkage rate as the sintered material molded body 70 in the sintering process. Therefore, as shown in FIG. 25, the sintered material molded body 70 is integrally sintered with the sacrificial mold part 164. Also, in the sintering process, the sintering process can be performed while protecting the sintered material molded body 70 with the sacrificial mold part 164 .

図25における焼結後の上記犠牲型部167は、粉体焼結成形体151とは焼結しない材料から形成されているため、図26に示すように、容易に分離させることが可能となる。なお、上記犠牲型部164を構成する粉体165が仮焼結状態、すなわち、上記粉体焼結成形体151より強度が低くなるように焼結して、その後、上記犠牲型部167を破壊して上記粉体焼結成形体151を分離するように構成することもできる。 Since the sacrificial mold part 167 after sintering in FIG. 25 is made of a material that is not sintered with the powder sintered molded body 151, it can be easily separated as shown in FIG. 26. Note that the powder 165 constituting the sacrificial mold part 164 is sintered in a pre-sintered state, that is, sintered so that the strength is lower than that of the powder sintered compact 151, and then the sacrificial mold part 167 is destroyed. It is also possible to separate the powder sintered molded body 151 by using the sintered powder body 151.

上記犠牲型部164を構成する粉体165として、たとえば低融点のセラミック粉体を採用する一方、上記焼結粉体としてステンレス粉末を採用することができる。上記ステンレス粉体が焼結終了する温度で、上記セラミック粉体が仮焼結するものを採用するのが好ましい。 For example, a low melting point ceramic powder may be used as the powder 165 constituting the sacrificial mold part 164, and stainless steel powder may be used as the sintered powder. Preferably, the ceramic powder is pre-sintered at a temperature at which the stainless steel powder finishes sintering.

図27から図30に、犠牲型部264を、過熱水蒸気を流動させる形態に形成した場合の実施形態を示す。 27 to 30 show an embodiment in which the sacrificial mold part 264 is formed in a form that allows superheated steam to flow.

なお、上記犠牲型部264の粉体265及び犠牲型バインダ266、焼結材料成形体273の焼結粉体251及び有機バインダ252は、上述した実施例と同じである。 Note that the powder 265 and sacrificial binder 266 of the sacrificial mold part 264, and the sintered powder 251 and organic binder 252 of the sintered material molded body 273 are the same as in the embodiment described above.

本実施形態では、犠牲型部264を成形する工程において、上記粉体265が存在せず、上記犠牲型バインダ266のみで成形された領域を設けている。 In this embodiment, in the step of molding the sacrificial mold part 264, a region is provided in which the powder 265 is not present and the sacrificial mold part 264 is molded only with the sacrificial mold binder 266.

上記粉体265が存在しない領域は、脱バインダ工程において上記犠牲型バインダが消失して孔状となる。本実施形態では、炉の載置面と平行に延びる横孔271と、上記横孔271に連通するとともに、上記焼結材料成形体273の下面に通じる縦孔270とを形成している。これにより、過熱水蒸気6を焼結材料成形体273の下面に導いて、脱バインダ工程及び焼結工程を効率よく行うことができるとともに、クラックや変形の発生を効果的に防止できる。 In the area where the powder 265 is not present, the sacrificial binder disappears in the binder removal process, and the area becomes pore-shaped. In this embodiment, a horizontal hole 271 extending parallel to the mounting surface of the furnace and a vertical hole 270 communicating with the horizontal hole 271 and communicating with the lower surface of the sintered material compact 273 are formed. Thereby, the superheated steam 6 can be guided to the lower surface of the sintered material molded body 273, and the binder removal process and the sintering process can be performed efficiently, and the occurrence of cracks and deformation can be effectively prevented.

以下、本願発明の実施例を示す。なお、実施例においては、下記の成分の成形材料を調整し、10×20×5mmの直方体状の試験片を成形して実験を行った。 Examples of the present invention will be shown below. In the examples, a molding material with the following components was prepared, and a rectangular parallelepiped test piece of 10 x 20 x 5 mm was molded to conduct an experiment.

実施例1
ステンレス金属粉末(SUS316L:平均粒径7μm) 60vol%
有機バインダ:40vol%
(1)ポリプロピレン:20vol%
(2)エチレン酢酸ビニル共重合体:20vol%
(3)パラフィンワックス:50vol%
(4)ステアリン酸:10vol%
Example 1
Stainless steel metal powder (SUS316L: average particle size 7μm) 60vol%
Organic binder: 40vol%
(1) Polypropylene: 20vol%
(2) Ethylene vinyl acetate copolymer: 20 vol%
(3) Paraffin wax: 50vol%
(4) Stearic acid: 10vol%

実施例2
ステンレス金属粉末(SUS317:平均粒径7μm) 60vol%
有機バインダ:40vol%
(1)ポリプロピレン:20vol%
(2)ポリエチレン:20vol%
(3)パラフィンワックス:50vol%
(4)ステアリン酸:10vol%
Example 2
Stainless steel metal powder (SUS317: average particle size 7μm) 60vol%
Organic binder: 40vol%
(1) Polypropylene: 20vol%
(2) Polyethylene: 20vol%
(3) Paraffin wax: 50vol%
(4) Stearic acid: 10vol%

〔実施例1及び実施例2に係る試験方法及び試験結果〕
実施例1,2については160℃で各ステンレス金属粉末と有機バインダを加熱混練し、ペレット形状に成形材料を作成する。次に、射出成形温度180℃で射出成形工程を行い、上記形態の成形体を得た。得られた成形体を、過熱水蒸気発生装置を用いて50℃~800℃まで5℃/minで加熱し成形体から有機バインダを加熱除去した。実施例1,2共に残留した有機バインダ量は5%以下であることが残留炭素分析(堀場、レコカーボン量測定装置)で確認された。
[Test method and test results according to Example 1 and Example 2]
In Examples 1 and 2, each stainless steel metal powder and organic binder were heated and kneaded at 160° C. to create a molding material in the form of pellets. Next, an injection molding step was performed at an injection molding temperature of 180° C. to obtain a molded article of the above form. The obtained compact was heated from 50° C. to 800° C. at a rate of 5° C./min using a superheated steam generator to remove the organic binder from the compact. In both Examples 1 and 2, it was confirmed by residual carbon analysis (Horiba, Reco carbon amount measuring device) that the amount of residual organic binder was 5% or less.

得られた脱バインダ成形体を800℃までを水素ガス雰囲気中で、800℃以上をアルゴンガス雰囲気中で、最高温度1350℃で焼結を行い、粉体焼結成形体を得た。得られた焼結成形体は内部クラックのない健全な焼結体であった。 The obtained binder-free molded body was sintered at a maximum temperature of 1350°C, up to 800°C in a hydrogen gas atmosphere, and above 800°C in an argon gas atmosphere , to obtain a powder sintered molded body. The obtained sintered compact was a sound sintered compact with no internal cracks.

実施例3
ジルコニアセラミックス粉末(比表面積8 平米/ g):50vol%
有機バインダ:50vol%
(1)ポリプロピレン:10vol%
(2)エチレン酢酸ビニル共重合体:20vol%
(3)パラフィンワックス:60vol%
(4)ステアリン酸:10vol%
Example 3
Zirconia ceramic powder (specific surface area 8 square meters/g): 50vol%
Organic binder: 50vol%
(1) Polypropylene: 10vol%
(2) Ethylene vinyl acetate copolymer: 20 vol%
(3) Paraffin wax: 60vol%
(4) Stearic acid: 10vol%

実施例4
ジルコニアセラミックス粉末(比表面積8m2 /g):50vol%
有機バインダ:50vol%
(1)ポリスチレン:5vol%
(2)エチレン酢酸ビニル共重合体:25vol%
(3)パラフィンワックス:60vol%
(4)ステアリン酸:10vol%
Example 4
Zirconia ceramic powder (specific surface area 8m 2 /g): 50vol%
Organic binder: 50vol%
(1) Polystyrene: 5vol%
(2) Ethylene vinyl acetate copolymer: 25 vol%
(3) Paraffin wax: 60vol%
(4) Stearic acid: 10vol%

〔実施例3及び実施例4に係る試験方法及び試験結果〕
実施例3,4については160℃で各ジルコニア粉末と有機バインダを加熱混練し、ペレット形状に成形材料を作成する。次に、射出成形温度180℃で成形し上記形態の焼結材料成形体を得た。得られた焼結材料成形体を、過熱水蒸気装置を用いて50℃~800℃までを3℃/minで加熱し焼結材料成形体から有機バインダを加熱除去した。実施例3,4共に残留した有機バインダ量は5%以下であることが残留炭素分析(堀場、レコカーボン量測定装置)で確認された。得られた脱バインダされた焼結材料成形体を空気雰囲気下、最高温度1450℃で焼成を行い、所定形状の粉体焼結成形体を得た。
[Test method and test results according to Example 3 and Example 4]
For Examples 3 and 4, each zirconia powder and organic binder were heated and kneaded at 160° C. to create a pellet-shaped molding material. Next, the molded material was molded at an injection molding temperature of 180° C. to obtain a sintered material molded body having the above-mentioned form. The obtained sintered material molded body was heated from 50° C. to 800° C. at 3° C./min using a superheated steam apparatus to remove the organic binder from the sintered material molded body. In both Examples 3 and 4, it was confirmed by residual carbon analysis (Horiba, Reco carbon amount measuring device) that the amount of residual organic binder was 5% or less. The obtained sintered material molded body from which the binder had been removed was fired in an air atmosphere at a maximum temperature of 1450°C to obtain a powder sintered molded body of a predetermined shape.

〔比較例1〕
上記実施例におけるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマーの代わりに、66ナイロン、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレートをバインダとして用いて同様の条件で、試験を行った。
[Comparative example 1]
Tests were conducted under the same conditions using 66 nylon, polyacetal, and polymethyl methacrylate as binders instead of polyethylene, polypropylene, polystyrene, and ethylene vinyl acetate copolymers in the above examples.

〔比較例1における試験結果〕
同上の条件では過熱水蒸気脱脂工程でクラックが発生した。
[Test results in Comparative Example 1]
Under the same conditions as above, cracks occurred during the superheated steam degreasing process.

〔比較例2〕
上記実施例1,2に係る構成の試験片を従来の窒素雰囲気下での加熱脱脂条件で脱脂した。この場合、0.5℃/minの条件で脱バインダした場合にも加熱途中に変形が生じて健全な脱脂体を得ることができなかった。
[Comparative example 2]
The test pieces having the configurations according to Examples 1 and 2 above were degreased under conventional heating degreasing conditions in a nitrogen atmosphere. In this case, even when the binder was removed under the condition of 0.5° C./min, deformation occurred during heating and a sound degreased body could not be obtained.

〔比較例3〕
上記実施例3,4の構成の試験片を従来の空気雰囲気下での加熱脱脂条件で脱脂した場合には0.1℃/minの条件で脱脂した場合にも内部にクラックが生じ健全な脱脂体を得ることができなかった。
[Comparative example 3]
When the test pieces with the configurations of Examples 3 and 4 were degreased under the conventional heating degreasing conditions in an air atmosphere, cracks occurred inside even when degreasing was carried out under the conditions of 0.1°C/min, resulting in healthy degreasing. Couldn't get the body.

〔考察〕
水分吸湿率が0.05%を超える材料を熱可塑性樹脂バインダとして用いた場合には加熱条件1℃/minでもクラックが生じた。熱可塑性樹脂バインダにおいて水分吸湿率が0.05%以下であるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマーを用いた場合では5 ℃/minでもクラックは生じなかった。
これら炭化水素系樹脂は吸水率が0.05%以下と非常に小さいため、過熱水蒸気中においても樹脂そのものが膨潤すること無く熱分解されたものと思われる。
これに対して、吸水率が0.05%以上であるポリアセタール、ナイロン、ポリメチルメタクリレートを樹脂バインダとして用いた場合には水蒸気で加熱する際にこれら樹脂が吸水することで膨潤し焼結材料成形体にクラックを発生させるものと思われる。
[Consideration]
When a material with a moisture absorption rate exceeding 0.05% was used as a thermoplastic resin binder, cracks occurred even under heating conditions of 1° C./min. When polyethylene, polypropylene, polystyrene, or ethylene vinyl acetate copolymer having a moisture absorption rate of 0.05% or less was used as a thermoplastic resin binder, no cracks occurred even at 5° C./min.
Since these hydrocarbon resins have very low water absorption rates of 0.05% or less, it is thought that the resins themselves were thermally decomposed without swelling even in superheated steam.
On the other hand, when polyacetal, nylon, or polymethyl methacrylate with a water absorption rate of 0.05% or more is used as a resin binder, when heated with steam, these resins absorb water and swell, forming a sintered material. It is thought to cause cracks in the body.

本願発明の範囲は、上記実施形態及び実施例に限定されることはない。実施形態で記載した焼結材料成形体の形態以外の種々の形態の成形品に、本願発明を適用できる。また、実施形態で記載した、焼結材料成形体の構成成分も限定されることはなく、種々の焼結粉体及び種々の有機バインダ等を採用できる。 The scope of the present invention is not limited to the above embodiments and examples. The present invention can be applied to various forms of molded articles other than the form of the sintered material molded body described in the embodiments. Furthermore, the constituent components of the sintered material molded body described in the embodiments are not limited, and various sintered powders, various organic binders, etc. can be employed.

短時間に脱バインダ工程及び焼結工程を行うことができるためエネルギ効率が高いとともに、クラックや割れ等が生じることが少なく、しかも、精度の高い粉体焼結成形体を形成することができる。 Since the binder removal process and the sintering process can be performed in a short time, energy efficiency is high, cracks, cracks, etc. are less likely to occur, and moreover, a highly accurate powder sintered body can be formed.

6 過熱水蒸気
10 焼結材料成形体
11 焼結粉体
12 有機バインダ
13 成形材料
14 粉体焼結成形体

6 Superheated steam 10 Sintered material molded body 11 Sintered powder 12 Organic binder 13 Molding material 14 Powder sintered molded body

Claims (6)

焼結可能な焼結粉体と有機バインダとを含む成形材料から所定の形状に成形された焼結材料成形体を、過熱水蒸気を作用させて脱脂し、所定温度で焼結する過熱水蒸気脱脂焼結装置であって、
焼結材料成形体を収容する炉体と、
上記炉体に過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気発生装置と、
上記炉体内に、上方から過熱水蒸気を噴射して供給する噴射ノズルと、
上記炉体内からバインダを分解した成分を含む過熱水蒸気を排出する排出口とを備えて構成されおり、
上記過熱蒸気を、上記焼結材料成形体の表面に向けて流動させる複数の上記噴射ノズルを備えるとともに、
上記焼結材料成型体を保持し、上記焼結材料成型体の下面を含む全周囲に過熱水蒸気を作用させることができる保持部材を含む、過熱水蒸気脱脂焼結装置。
Superheated steam debinding sintering involves degreasing a sintered material molded body formed into a predetermined shape from a molding material containing sinterable sintered powder and an organic binder by applying superheated steam and sintering it at a predetermined temperature. a tying device,
a furnace body that accommodates a sintered material compact;
a superheated steam generator that supplies superheated steam to the furnace body;
an injection nozzle that injects and supplies superheated steam from above into the furnace body;
and an exhaust port for discharging superheated steam containing components obtained by decomposing the binder from the furnace body,
comprising a plurality of the injection nozzles that flow the superheated steam toward the surface of the sintered material molded body,
A superheated steam degreasing and sintering apparatus comprising a holding member capable of holding the sintered material molded body and applying superheated steam to the entire periphery including the lower surface of the sintered material molded body.
複数の上記噴射ノズルは、炉体の上方から上記焼結材料成形体に向けて過熱蒸気を噴射できる噴射ノズルと、The plurality of injection nozzles include an injection nozzle capable of injecting superheated steam from above the furnace body toward the sintered material compact;
炉体の下方から上記焼結材料成型体に向けて過熱蒸気を噴射できる噴射ノズルとを含む、請求項1に記載の過熱水蒸気脱脂焼結装置。The superheated steam degreasing and sintering apparatus according to claim 1, further comprising an injection nozzle capable of injecting superheated steam toward the sintered material molded body from below the furnace body.
上記過熱蒸気を、上記焼結材料成形体の表面に向けて流動させるとともに、
上記焼結材料成形体の全表面に沿って流動させる上記噴射ノズルを備える、請求項1又は請求項2に記載の過熱水蒸気脱脂焼結装置。
While flowing the superheated steam toward the surface of the sintered material molded body,
The superheated steam degreasing and sintering apparatus according to claim 1 or 2, comprising the injection nozzle that causes the sintered material to flow along the entire surface of the molded body.
所定温度の過熱水蒸気を焼結材料成形体の表面に向けて継続的に流動させる、過熱水蒸気発生装置及び上記噴射ノズルを備える、請求項1から請求項3に記載の過熱水蒸気脱脂焼結装置。 The superheated steam degreasing and sintering apparatus according to claim 1, comprising a superheated steam generator and the injection nozzle that continuously flow superheated steam at a predetermined temperature toward the surface of the sintered material compact. 上記保持部材は、過熱水蒸気が通過できるとともに、
上記炉体の底面に設けた上記噴射ノズルから噴射された過熱蒸気を、上記焼結材料成形体の下面に向けて流動させる、請求項2に記載された過熱水蒸気脱脂焼結装置。
The holding member allows superheated steam to pass through, and
The superheated steam degreasing and sintering apparatus according to claim 2, wherein the superheated steam injected from the injection nozzle provided on the bottom surface of the furnace body is made to flow toward the bottom surface of the sintered material compact.
請求項1から請求項5に記載された過熱水蒸気脱脂焼結装置を用いて行われ、焼結可能な焼結粉体と有機バインダとを含む成形材料から所定の形状に成形された焼結材料成形体を、過熱水蒸気を作用させて脱脂し、所定温度で焼結する過熱水蒸気脱脂焼結方
法であって、
所定温度の上記過熱蒸気を、上記焼結材料成形体の下面を含む全表面に向けて継続的に流動させる過熱水蒸気脱脂焼結方法。
A sintered material formed into a predetermined shape from a molding material containing a sinterable sintered powder and an organic binder , which is performed using the superheated steam degreasing and sintering apparatus according to claims 1 to 5. A superheated steam degreasing and sintering method in which a molded body is degreased by applying superheated steam and sintered at a predetermined temperature,
A superheated steam degreasing and sintering method in which the superheated steam at a predetermined temperature is continuously flowed toward the entire surface of the sintered material molded body including the lower surface .
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