JPH01287203A - 紛末成形法及び紛末成形用金型 - Google Patents
紛末成形法及び紛末成形用金型Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、バインダーを混合した粉末を圧縮成形する方
法、及びこの圧縮成形に用いる金型に関する。
法、及びこの圧縮成形に用いる金型に関する。
粉末冶金法に従って金属やセラミックの焼結体を製造す
る場合、−船釣にこれらの粉末を圧縮成形し、得られた
成形体を焼結する。
る場合、−船釣にこれらの粉末を圧縮成形し、得られた
成形体を焼結する。
かかる粉末の圧縮成形には金型を用いることが多いが、
高合金粉末やセラミック粉末は硬度が極めて高いために
通常の金型成形では成形できない場合がある。このよう
な場合の成形手段として、粉末を易加工性材料からなる
缶に充填し、そのまま加圧成形する方法（缶詰法）、又
は粉末にバインダーを混合して金型で成形する方法（バ
インダー法）がある。
高合金粉末やセラミック粉末は硬度が極めて高いために
通常の金型成形では成形できない場合がある。このよう
な場合の成形手段として、粉末を易加工性材料からなる
缶に充填し、そのまま加圧成形する方法（缶詰法）、又
は粉末にバインダーを混合して金型で成形する方法（バ
インダー法）がある。
しかし、缶詰法では加圧成形後に缶を研削等によって除
去する必要があるほか、得られる成形体の寸法精度が悪
く、複雑な形状の成形には不適当である等の欠点があっ
た。一方、バインダー法においては良好な成形性を得る
ために多量のバインダーを添加するので、成形体が低密
度になり従って通常は最終的な焼結体も低密度になる。
去する必要があるほか、得られる成形体の寸法精度が悪
く、複雑な形状の成形には不適当である等の欠点があっ
た。一方、バインダー法においては良好な成形性を得る
ために多量のバインダーを添加するので、成形体が低密
度になり従って通常は最終的な焼結体も低密度になる。
又、脱バインダー処理時間又は焼結時間を長くする必要
があり、脱バインダー処理時に寸法精度が低下したり、
得られる焼結体が低密度になりやすい等の欠点があった
。バインダー法では複雑な形状の成形も可能ではあるが
、角部、端部、隅部などに粉末が充填しきれなかったり
、低密度になったりする危険があった。又、バインダー
を回収できないので、高価なバインダーを使用するとコ
ストが高くなる欠点もあった。
があり、脱バインダー処理時に寸法精度が低下したり、
得られる焼結体が低密度になりやすい等の欠点があった
。バインダー法では複雑な形状の成形も可能ではあるが
、角部、端部、隅部などに粉末が充填しきれなかったり
、低密度になったりする危険があった。又、バインダー
を回収できないので、高価なバインダーを使用するとコ
ストが高くなる欠点もあった。
尚、缶詰法やバインダー法によらず、粉末の粒度分布を
意図的に調整することによって成形性を向上させ、通常
の金型で成形する方法もあるが、粒度により粉末特性の
異なる急冷粉などでは粒度調整そのものが出来ず、高合
金粉末やセラミック粉末には殆ど適用できない。
意図的に調整することによって成形性を向上させ、通常
の金型で成形する方法もあるが、粒度により粉末特性の
異なる急冷粉などでは粒度調整そのものが出来ず、高合
金粉末やセラミック粉末には殆ど適用できない。
このように、バインダー法による粉末成形は適用できる
粉末の範囲が広く、寸法精度や複雑形状の成形が可能で
ある等の利点があるが、粉末が多量のバインダーを含有
したま＼成形されるので、成形体ないし焼結体が低密度
になる等、前記した如く種々の欠点がある。
粉末の範囲が広く、寸法精度や複雑形状の成形が可能で
ある等の利点があるが、粉末が多量のバインダーを含有
したま＼成形されるので、成形体ないし焼結体が低密度
になる等、前記した如く種々の欠点がある。
そこで本発明は、バインダーを混合した粉末から高密度
であって且つ前記した欠点のない成形体を形成すること
を目的とする。
であって且つ前記した欠点のない成形体を形成すること
を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明においては、成形完了
時に粉末と接触する金型内表面の少なくとも一部に連通
気孔を有する多孔質体を金型外部と連通させて設けた粉
末成形用金型を使用し、この金型にバインダーを混合し
た粉末を充填し、この粉末を圧縮成形すると同時にバイ
ンダーの一部を多孔質体を通して金型外部に排出除去す
る。
時に粉末と接触する金型内表面の少なくとも一部に連通
気孔を有する多孔質体を金型外部と連通させて設けた粉
末成形用金型を使用し、この金型にバインダーを混合し
た粉末を充填し、この粉末を圧縮成形すると同時にバイ
ンダーの一部を多孔質体を通して金型外部に排出除去す
る。
バインダーの一部を金型外部に排出する経路は種々考え
られ、例えば多孔質体の端部から金型内を通って外部に
開口する連通孔を形成したり、多孔質体の一部を金型外
部まで延長する等の方法を採ることが可能である。
られ、例えば多孔質体の端部から金型内を通って外部に
開口する連通孔を形成したり、多孔質体の一部を金型外
部まで延長する等の方法を採ることが可能である。
多孔質体としては鉄又は鋼などの剛性材料が好ましく、
例えば粉末冶金法で作成した焼結金属、三次元網状金属
多孔体、所定の内径の金属バイブの集合体などを用いる
ことができる。
例えば粉末冶金法で作成した焼結金属、三次元網状金属
多孔体、所定の内径の金属バイブの集合体などを用いる
ことができる。
又、圧縮成形されるべき粉末としては、Ｔ１又はＴ１合
金の粉末、高合金系Ｆｅ合金粉末、急冷Ａ１合金粉末の
ような金属粉末のほか、アルミナ粉末、ジルコニア粉末
、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末
などのセラミック粉末にも有効である。
金の粉末、高合金系Ｆｅ合金粉末、急冷Ａ１合金粉末の
ような金属粉末のほか、アルミナ粉末、ジルコニア粉末
、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、窒化アルミニウム粉末
などのセラミック粉末にも有効である。
これらの粉末に混合されるバインダーはワックス系バイ
ンダーが好ましく、特にパラフィン系の軟化点の低い低
分子量のバインダーが好ましい。
ンダーが好ましく、特にパラフィン系の軟化点の低い低
分子量のバインダーが好ましい。
しかし、成形時に金型温度を上げて粘度を低下させれば
、通常のバインダーは使用可能である。
、通常のバインダーは使用可能である。
本発明においては、粉末を金型で圧縮成形する際に粉末
に混合されているバインダーの一部が金型に設けた多孔
質体を通して金型外部に排出除去される。従って、従来
同様成形前の粉末が成形性を確保するために多量のバイ
ンダーを含んでいても、得られる成形体中のバインダー
含有量は少なくなり、しかも成形性が低下することなく
良好な成形体が得られる。
に混合されているバインダーの一部が金型に設けた多孔
質体を通して金型外部に排出除去される。従って、従来
同様成形前の粉末が成形性を確保するために多量のバイ
ンダーを含んでいても、得られる成形体中のバインダー
含有量は少なくなり、しかも成形性が低下することなく
良好な成形体が得られる。
即ち、バインダーの含有量が少ないので、高密度な成形
体が得られるほか、成形の後の脱バインダー処理又は焼
結の時間を従来より短かくでき、脱バインダー処理時の
寸法精度の低下を防止できる等、従来バインダー含有量
が多い故に起っていた問題が殆ど解消される。更に、複
雑な形状の成形であっても、金型の角部、端部、隅部な
どに多孔質体を設けてここからバインダーを排出させる
ようにすれば、これらの部分にも粉末が均−且つ高密度
に充填される。又、バインダーの一部を回収して再利用
できるので、コスト的にも有利である。
体が得られるほか、成形の後の脱バインダー処理又は焼
結の時間を従来より短かくでき、脱バインダー処理時の
寸法精度の低下を防止できる等、従来バインダー含有量
が多い故に起っていた問題が殆ど解消される。更に、複
雑な形状の成形であっても、金型の角部、端部、隅部な
どに多孔質体を設けてここからバインダーを排出させる
ようにすれば、これらの部分にも粉末が均−且つ高密度
に充填される。又、バインダーの一部を回収して再利用
できるので、コスト的にも有利である。
多孔質体は圧縮成形すべき粉末と接触する金型内表面の
少なくとも一部に設ければバインダーを排出除去でき、
金型の形状などにより設ける位置ないし面積を適宜選択
できる。しかし、−船釣には成形完了時に粉末と接触す
る金型内表面の２０％以上に多孔質体を設ける。
少なくとも一部に設ければバインダーを排出除去でき、
金型の形状などにより設ける位置ないし面積を適宜選択
できる。しかし、−船釣には成形完了時に粉末と接触す
る金型内表面の２０％以上に多孔質体を設ける。
・又、多孔質体の孔はバインダーを排出するために連通
気孔である必要があり、その孔径は平均で０．０１〜０
．５制が好ましい。平均孔径が０．０１１１１ｆｆ＋未
満ではバインダーの除去が難しく、ｏ、５＋＋＋ｓを超
えると金型面の強度が低下すると共に粉末が孔内（こ入
り易くなるからである。更に、多孔質体の密度比は３０
〜８０％が好ましく、３０％未満では金型として強度不
足となり、８０％を超えるとバインダーが低粘度であっ
ても圧力損失が大きく充分なバインダー除去が難しくな
る。又、多孔質体は成形圧に耐える必要から、圧縮強度
が１００に−ｍ以上であることが好ましい。
気孔である必要があり、その孔径は平均で０．０１〜０
．５制が好ましい。平均孔径が０．０１１１１ｆｆ＋未
満ではバインダーの除去が難しく、ｏ、５＋＋＋ｓを超
えると金型面の強度が低下すると共に粉末が孔内（こ入
り易くなるからである。更に、多孔質体の密度比は３０
〜８０％が好ましく、３０％未満では金型として強度不
足となり、８０％を超えるとバインダーが低粘度であっ
ても圧力損失が大きく充分なバインダー除去が難しくな
る。又、多孔質体は成形圧に耐える必要から、圧縮強度
が１００に−ｍ以上であることが好ましい。
実施例１
平均粒径２０μｍのＡＩ Ｏ粉末に、バインダーどして
体積比で５０％のパラフィン系ワックスを混合した。こ
の粉末を第１図に示す外型２と上パンチ３及び下パンチ
４とからなる金型に充填した。
体積比で５０％のパラフィン系ワックスを混合した。こ
の粉末を第１図に示す外型２と上パンチ３及び下パンチ
４とからなる金型に充填した。
上パンチ３及び下パンチ４の粉末１と接触する円形の内
表面には、平均孔径が０．０３ ｍｍ −＋ ０．１．
ｍｆｎ及び０．３闘の連通気孔を有する工具鋼からな
る多孔質体５ （共に圧縮強度１００臀物以上）を夫々
上記内表面の３０％に埋設し、パンチ表面が水平になる
ように接合しである。各多孔質体５の裏面（パンチ内部
）からは連通孔６が各パンチ３．４の外部まで穿設しで
ある。
表面には、平均孔径が０．０３ ｍｍ −＋ ０．１．
ｍｆｎ及び０．３闘の連通気孔を有する工具鋼からな
る多孔質体５ （共に圧縮強度１００臀物以上）を夫々
上記内表面の３０％に埋設し、パンチ表面が水平になる
ように接合しである。各多孔質体５の裏面（パンチ内部
）からは連通孔６が各パンチ３．４の外部まで穿設しで
ある。
この各金型を用いて、上記粉末を常温にて２七膚の圧力
で夫々圧縮成形した。得られた円柱形の成形体を長さ方
向に三分割し、夫々の密度を調べて下表に示した。比較
のために通常の金型を用いて上記と同じ条件で粉末の圧
縮成形を行ない、同様に密度を測定した。又、圧縮成形
と同時に粉末１中に含まれるバインダーの一部が多孔質
体５及び連通孔６を通して外部に排出され、回収したバ
インダーは再利用が可能であった。バインダー排出量が
粉末に混合したバインダーの量の何％に相当するか夫々
調べ、成形体各部の密度と共に下表に示した。
で夫々圧縮成形した。得られた円柱形の成形体を長さ方
向に三分割し、夫々の密度を調べて下表に示した。比較
のために通常の金型を用いて上記と同じ条件で粉末の圧
縮成形を行ない、同様に密度を測定した。又、圧縮成形
と同時に粉末１中に含まれるバインダーの一部が多孔質
体５及び連通孔６を通して外部に排出され、回収したバ
インダーは再利用が可能であった。バインダー排出量が
粉末に混合したバインダーの量の何％に相当するか夫々
調べ、成形体各部の密度と共に下表に示した。
本発明による成形体は密度が高く、シかも均一であるこ
とが判る。
とが判る。
実施例２
平均粒径１００μｍのＮ１基合金粉末に、バインダーと
して体積比で６０％のグリセリンを混合し、円柱状のプ
リフォームを作成した。プリフォームを第２図に示す上
型７と下型８とからなる金型に入れ、グリセリンの粘度
を下げるために金型温度を５０〜８０Ｃに保持しながら
、３を浄２の圧力で圧縮成形し、同時にバインダーを排
出除去した。
して体積比で６０％のグリセリンを混合し、円柱状のプ
リフォームを作成した。プリフォームを第２図に示す上
型７と下型８とからなる金型に入れ、グリセリンの粘度
を下げるために金型温度を５０〜８０Ｃに保持しながら
、３を浄２の圧力で圧縮成形し、同時にバインダーを排
出除去した。
上型７及び下型８のキャビティの最深部各三個所には、
平均孔径０．０５ｆｉｆｉの連通気孔を有し密度比が８
０％の工具鋼からなる多孔質体５ （圧縮強度１．３０
’９７ｍｍ２）が接合され、各多孔質体５から上型７
又は下型８の外部に連通孔６が穿設しである。この多孔
質体５は粉末に接触する金型内表面の３５％であった。
平均孔径０．０５ｆｉｆｉの連通気孔を有し密度比が８
０％の工具鋼からなる多孔質体５ （圧縮強度１．３０
’９７ｍｍ２）が接合され、各多孔質体５から上型７
又は下型８の外部に連通孔６が穿設しである。この多孔
質体５は粉末に接触する金型内表面の３５％であった。
得られた成形体は隅部と中心部との密度差が０、Ｉｇ／
ｌｎ以内であり、その後の脱バインダー処理及び焼結に
よって高密度で寸法精度の高い製品が得られた。
ｌｎ以内であり、その後の脱バインダー処理及び焼結に
よって高密度で寸法精度の高い製品が得られた。
本発明によれば、成形と同時に粉末中のバインダーの一
部を除去できるので、寸法精度が高く、高密度で均一な
成形体を簡単且つ安価に製造できる。しかも、得られる
成形体中のバインダー量が少ないので、成形の後の脱バ
インダー処理又は焼結の時間を従来より短かくでき、脱
バインダー処理時の寸法精度の低下を防止できる等、従
来バインダー量が多いことに起因する問題の殆どを解消
できる。又、成形と同時に除去したバインダーを回収し
て再利用することができる。
部を除去できるので、寸法精度が高く、高密度で均一な
成形体を簡単且つ安価に製造できる。しかも、得られる
成形体中のバインダー量が少ないので、成形の後の脱バ
インダー処理又は焼結の時間を従来より短かくでき、脱
バインダー処理時の寸法精度の低下を防止できる等、従
来バインダー量が多いことに起因する問題の殆どを解消
できる。又、成形と同時に除去したバインダーを回収し
て再利用することができる。
第１図及び第２図は夫々本発明の金型を用いて粉末を成
形している状態を示す金型の断面図である。 １・・粉末 ２・・外型 ３・・上パンチ４・・下パン
チ ５・・多孔質体 ６・・連通孔７・・上型 ８・・
下型 出願人 住家電気工業株式会社 −）、・１ １人 第２図
形している状態を示す金型の断面図である。 １・・粉末 ２・・外型 ３・・上パンチ４・・下パン
チ ５・・多孔質体 ６・・連通孔７・・上型 ８・・
下型 出願人 住家電気工業株式会社 −）、・１ １人 第２図
Claims (2)
- （１）成形完了時に粉末と接触する金型内表面の少なく
とも一部に連通気孔を有する多孔質体を金型外部と連通
させて設けた粉末成形用金型に、バインダーを混合した
粉末を充填し、この粉末を圧縮成形すると同時にバイン
ダーの一部を多孔質体を通して金型外部に排出除去する
ことを特徴とする粉末成形法。 - （２）成形完了時に粉末と接触する金型内表面の少なく
とも一部に、連通気孔を有する多孔質体を金型外部と連
通させて設けたことを特徴とする粉末成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11629188A JPH01287203A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 紛末成形法及び紛末成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11629188A JPH01287203A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 紛末成形法及び紛末成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287203A true JPH01287203A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14683406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11629188A Pending JPH01287203A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 紛末成形法及び紛末成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01287203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215343A (ja) * | 1990-01-16 | 1991-09-20 | Agency Of Ind Science & Technol | ファインセラミックスの成形方法及び成形装置 |
| JP2005177889A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Kurenooton Kk | メタルボンドホイールの製造方法及びそれに使用される金型 |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP11629188A patent/JPH01287203A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215343A (ja) * | 1990-01-16 | 1991-09-20 | Agency Of Ind Science & Technol | ファインセラミックスの成形方法及び成形装置 |
| JP2005177889A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Kurenooton Kk | メタルボンドホイールの製造方法及びそれに使用される金型 |
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