JPH0211703A - 金属粉末射出成形体の脱脂方法 - Google Patents
金属粉末射出成形体の脱脂方法Info
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- JPH0211703A JPH0211703A JP16099788A JP16099788A JPH0211703A JP H0211703 A JPH0211703 A JP H0211703A JP 16099788 A JP16099788 A JP 16099788A JP 16099788 A JP16099788 A JP 16099788A JP H0211703 A JPH0211703 A JP H0211703A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、金属焼結部材を射出成形体を利用して製造
する技術において、射出成形して得た成形体より有機バ
インダを効率的に低コストで除去する金属粉末の射出成
形体の脱脂方法に関する。
する技術において、射出成形して得た成形体より有機バ
インダを効率的に低コストで除去する金属粉末の射出成
形体の脱脂方法に関する。
[従来の技術]
近年、金属粉末を射出成形法で成形して、その焼結体を
得る方法は、他の方法に比べると複雑な形状のものを大
量に生産できるので注1」されるようになった。
得る方法は、他の方法に比べると複雑な形状のものを大
量に生産できるので注1」されるようになった。
この方法は、金属粉末を各種ワックスとポリマーとを組
合せてなる有機バインダとともに加熱混練して得た混合
材料を、通常のプラスチック射出成形と同様の方法で射
出成形し、その後脱脂、焼結を行って金属の焼結体を得
るものである。
合せてなる有機バインダとともに加熱混練して得た混合
材料を、通常のプラスチック射出成形と同様の方法で射
出成形し、その後脱脂、焼結を行って金属の焼結体を得
るものである。
この工程中、脱脂とは射出成形体を焼結する前に、有機
バインダを成形体より除去することである。このため有
機バインダを流動体(液体、気体、蒸気)として、成形
体を変形させることなく除去する必要がある。
バインダを成形体より除去することである。このため有
機バインダを流動体(液体、気体、蒸気)として、成形
体を変形させることなく除去する必要がある。
このための方法として大別すると、下記の2つの方法が
ある。
ある。
(1)抽出法(溶媒抽出法、超臨界ガス抽出法)(2)
加熱法 [発明か解決しようとする課題] 上記従来行なわれている技術は、コストかかかり過ぎた
り、長時間(3〜5日)の処理か必要たったり、又、製
品厚み10mm程度のものしか製造てきないという欠点
を持っている。それは従来の脱脂方法では、短時間に脱
脂しようとすると、射出成形体にふくれとか割れなとの
脱脂欠陥か生しるためである。
加熱法 [発明か解決しようとする課題] 上記従来行なわれている技術は、コストかかかり過ぎた
り、長時間(3〜5日)の処理か必要たったり、又、製
品厚み10mm程度のものしか製造てきないという欠点
を持っている。それは従来の脱脂方法では、短時間に脱
脂しようとすると、射出成形体にふくれとか割れなとの
脱脂欠陥か生しるためである。
そこで、本発明では、かかる欠点を除去し、健全な焼結
体を得るための脱脂を短時間に行おうとするものである
。
体を得るための脱脂を短時間に行おうとするものである
。
[課題を解決するための手段]
本発明は、金属粉末と低融点物質を含有する有機バイン
ダとの混合材料を射出成形して得た成形体をアルミナ粉
中に埋込み、脱脂炉内で化学的に不活性な雰囲気の中で
200°Cまで加熱して有機バインダ中の低融点物質を
成形体を変形することなく除去し、次いでこの成形体を
雰囲気温度を均一に保つため蓋(J焼結用容器に入れ、
真空炉内に設置し、真空炉を真空に減圧し真空炉内に不
活性ガスを供給しながら、300〜600’C/hrの
昇温速度で550〜6509Cまで加温して成形体中の
有機バインダを除去することを特徴とする金属粉末射出
成形体の脱脂方法である。
ダとの混合材料を射出成形して得た成形体をアルミナ粉
中に埋込み、脱脂炉内で化学的に不活性な雰囲気の中で
200°Cまで加熱して有機バインダ中の低融点物質を
成形体を変形することなく除去し、次いでこの成形体を
雰囲気温度を均一に保つため蓋(J焼結用容器に入れ、
真空炉内に設置し、真空炉を真空に減圧し真空炉内に不
活性ガスを供給しながら、300〜600’C/hrの
昇温速度で550〜6509Cまで加温して成形体中の
有機バインダを除去することを特徴とする金属粉末射出
成形体の脱脂方法である。
これを図面に基づいて具体的に説明すると、金属粉末と
有機バインダとを加熱混練して得た混合利料を、射出成
形機により通常のプラスチック射出成形法と同様にして
射出成形する。ここで有機バインダとしては例えばアク
リル系結合剤等に低融点成分として滑剤および可塑剤′
、tを混合したものである。ついて第1図に示すように
得られた成形体1,2・・・を脱脂炉3の中で、アルミ
ナ粉4に埋め込み、排気管5より排気して炉内を真空に
し、供給管6より窒素などの化学的に不活性なガスを炉
内に装入する。これをヒーター 7により 200℃程
度に加熱し、有機バインダ中の低融点物質(滑剤、ワッ
クスおよび可塑剤)を成形体2を変形することなく除去
する。この場合、室温から 200℃まで直線的に昇温
するが、特に複雑形状品の成形体では昇温中に軟化して
変形する恐れかある。これを防止する目的で成形体を昇
温前にアルミナ粉中に埋込み、成形体を固定し昇温を行
うのである。
有機バインダとを加熱混練して得た混合利料を、射出成
形機により通常のプラスチック射出成形法と同様にして
射出成形する。ここで有機バインダとしては例えばアク
リル系結合剤等に低融点成分として滑剤および可塑剤′
、tを混合したものである。ついて第1図に示すように
得られた成形体1,2・・・を脱脂炉3の中で、アルミ
ナ粉4に埋め込み、排気管5より排気して炉内を真空に
し、供給管6より窒素などの化学的に不活性なガスを炉
内に装入する。これをヒーター 7により 200℃程
度に加熱し、有機バインダ中の低融点物質(滑剤、ワッ
クスおよび可塑剤)を成形体2を変形することなく除去
する。この場合、室温から 200℃まで直線的に昇温
するが、特に複雑形状品の成形体では昇温中に軟化して
変形する恐れかある。これを防止する目的で成形体を昇
温前にアルミナ粉中に埋込み、成形体を固定し昇温を行
うのである。
又、200℃までの昇温によって、有機バインダ中の低
融点物質か除去され成形体中に微細な空洞を生じる。こ
の空洞は成形体内部がら表面まで貫通しており、以後の
真空脱脂時に急速に昇温しても、加熱分解成分は熱分解
後直ちに空シ何を通り成形体表面へ達し、次いてワック
ストラップに捕集されることとなる。
融点物質か除去され成形体中に微細な空洞を生じる。こ
の空洞は成形体内部がら表面まで貫通しており、以後の
真空脱脂時に急速に昇温しても、加熱分解成分は熱分解
後直ちに空シ何を通り成形体表面へ達し、次いてワック
ストラップに捕集されることとなる。
次に、第2図に示すように上記処理した成形体1.2を
焼結用容器12に入れ、真空炉8に配置したグラファイ
トホックス9内に装入し、真空ポンプ10により排気管
5より炉内の排気をし、供給管6より不活性ガス(例、
窒素ガス)を供給しながら、300〜b 熱する。
焼結用容器12に入れ、真空炉8に配置したグラファイ
トホックス9内に装入し、真空ポンプ10により排気管
5より炉内の排気をし、供給管6より不活性ガス(例、
窒素ガス)を供給しながら、300〜b 熱する。
供給管6より供給された不活性ガスの流れは、真空ポン
プで吸引することにより、グラファイトボックス9内外
の隙間を通過し、炉外のワックストラップ11を経て真
空ポンプ10て吸引される。このとき、成形体内の有機
バインダにより発生する有機性の上記または熱分解ガス
は、供給されたガスと同一の経路を経て炉外に排出され
るがワックスのような低融点有機物はフックストラップ
11で冷やされて固体となる。
プで吸引することにより、グラファイトボックス9内外
の隙間を通過し、炉外のワックストラップ11を経て真
空ポンプ10て吸引される。このとき、成形体内の有機
バインダにより発生する有機性の上記または熱分解ガス
は、供給されたガスと同一の経路を経て炉外に排出され
るがワックスのような低融点有機物はフックストラップ
11で冷やされて固体となる。
成形体2を真空炉8内に剥き出しの状態に置いた場合、
真空中での熱伝導は輻射によってのみ行なわれ、直接成
形体2表面が加熱される。
真空中での熱伝導は輻射によってのみ行なわれ、直接成
形体2表面が加熱される。
このため、成形体2は均等に加熱されにくく、焼結時に
焼結体に反りやねじれ等の不具合を生しる。特に揮発性
金属成分、例えばクロム、アルミニウム、銅等を含有す
る鋼粉末を真空焼結する場合、焼結時に前記焼結用容器
に成形体を配置しないと、揮発性金属成分が焼結体表面
から選択的に蒸発し、焼結体の外観が灰色から黒色に変
化し、また変形する場合が多い。
焼結体に反りやねじれ等の不具合を生しる。特に揮発性
金属成分、例えばクロム、アルミニウム、銅等を含有す
る鋼粉末を真空焼結する場合、焼結時に前記焼結用容器
に成形体を配置しないと、揮発性金属成分が焼結体表面
から選択的に蒸発し、焼結体の外観が灰色から黒色に変
化し、また変形する場合が多い。
そこで本発明では、脱脂にひき続き連続して焼結工程に
移行するので、脱脂、焼結用の容器として、グラファイ
トに比較して熱伝導性の悪いアルミナ等のセラミックス
材を脱脂及び焼結用容器j2として用い、この中に成形
体2を配置し、脱脂、焼結を行うと均等に収縮した良好
な金属光沢を有する製品が得られる。
移行するので、脱脂、焼結用の容器として、グラファイ
トに比較して熱伝導性の悪いアルミナ等のセラミックス
材を脱脂及び焼結用容器j2として用い、この中に成形
体2を配置し、脱脂、焼結を行うと均等に収縮した良好
な金属光沢を有する製品が得られる。
昇温速度を300〜b
650℃まで加温することに限定したのは、多くの有機
バインダの場合、不活性雰囲気中で減量率は550°C
までの加熱で98,5%の除去率となっており、実用上
は550〜650℃までの範囲で十分であるからである
。又、昇温速度は小さければ小さい程、脱脂時の欠陥を
生じる可能性が少なくなるか、作業性を考慮すればでき
るだけ短時間で脱脂するのか好ましい。本発明の2段階
脱脂によれば300〜600°C/ h rと昇温速度
を速めても特に弊害はない。
バインダの場合、不活性雰囲気中で減量率は550°C
までの加熱で98,5%の除去率となっており、実用上
は550〜650℃までの範囲で十分であるからである
。又、昇温速度は小さければ小さい程、脱脂時の欠陥を
生じる可能性が少なくなるか、作業性を考慮すればでき
るだけ短時間で脱脂するのか好ましい。本発明の2段階
脱脂によれば300〜600°C/ h rと昇温速度
を速めても特に弊害はない。
[作 用]
本発明においては、2段階の脱脂を行っている。成形体
を直接真空下で加熱して脱脂すれば、低融点成分や樹脂
の除去は容易であるか、成形体の割れやふくれ等の欠陥
を生じる。このため−段目の脱脂では金属粒子間を密に
充填している有機バインダの低融点成分を流動または蒸
発させ、成形体内に気孔を形成させる目的で行う。
を直接真空下で加熱して脱脂すれば、低融点成分や樹脂
の除去は容易であるか、成形体の割れやふくれ等の欠陥
を生じる。このため−段目の脱脂では金属粒子間を密に
充填している有機バインダの低融点成分を流動または蒸
発させ、成形体内に気孔を形成させる目的で行う。
これにより、二段目の真空脱脂を急速に加熱することに
よって行っても、成形体にふくれとか割れなどの脱脂に
伴う欠陥を生じることなく、短時間に脱脂することがで
きる。
よって行っても、成形体にふくれとか割れなどの脱脂に
伴う欠陥を生じることなく、短時間に脱脂することがで
きる。
[実施例]
次に本発明を実施例によって説明する。
実施例1
ステンレス鋼粉末(SUS 804L、平均粒径10
μm) 100重量部と、融点50℃のパラフィンワッ
クス 1.0重量部、ステアリン酸1.0重量部及びア
クリル系樹脂7.0重量部とよりなる有機バインダとを
150℃で均一に加熱混練する。
μm) 100重量部と、融点50℃のパラフィンワッ
クス 1.0重量部、ステアリン酸1.0重量部及びア
クリル系樹脂7.0重量部とよりなる有機バインダとを
150℃で均一に加熱混練する。
この混練物を粒状となして射出成形機で射出成形し、5
mm厚さのブロック状抗折試験片の成形体を得る。
mm厚さのブロック状抗折試験片の成形体を得る。
ついで、この成形体をアルミナ粉中に埋込み、密閉構造
の脱脂炉の中に入れ、脱脂炉を真空弓き(Imbar以
下)後、窒素ガスで炉内を置換する。その後、窒素ガス
を29.7分の流量で供給しながら 100℃まで30
分で昇温後、引続き100C/hrの昇温速度で200
°Cまて加熱後、冷却する。冷却後、成形体表面に付着
しているアルミナ粉を除去し、アルミナセラミックス製
の焼結用容器に処理した成形体を入れ、蓋をして真空炉
内に配置する。
の脱脂炉の中に入れ、脱脂炉を真空弓き(Imbar以
下)後、窒素ガスで炉内を置換する。その後、窒素ガス
を29.7分の流量で供給しながら 100℃まで30
分で昇温後、引続き100C/hrの昇温速度で200
°Cまて加熱後、冷却する。冷却後、成形体表面に付着
しているアルミナ粉を除去し、アルミナセラミックス製
の焼結用容器に処理した成形体を入れ、蓋をして真空炉
内に配置する。
真空炉内を真空引き後、窒素ガスを19/分の流量で供
給しながら300℃/hrの昇温速度で室温から600
℃まで直線的に加熱し30分保持する。これに引き続き
lO’Torr以下の高真空下で1250℃まで300
℃/hrの昇温速度で直線的に加熱し一時間保持の焼結
を行った後、冷却する。
給しながら300℃/hrの昇温速度で室温から600
℃まで直線的に加熱し30分保持する。これに引き続き
lO’Torr以下の高真空下で1250℃まで300
℃/hrの昇温速度で直線的に加熱し一時間保持の焼結
を行った後、冷却する。
焼結体にはふくれとか割れ等の脱脂による欠陥は全く認
められず、健全な焼結体が得られた。
められず、健全な焼結体が得られた。
焼結体の密度は7.8g/cm3で、焼結後の製品厚さ
は4.20mmで、線収縮率は16.5%であった。ま
た、600°Cまで加熱した脱脂後の試料の残留炭素量
は0.10重量%で、焼結後は0.旧型量%以下となっ
ており、上記脱脂の目的は十分に達せられた。
は4.20mmで、線収縮率は16.5%であった。ま
た、600°Cまで加熱した脱脂後の試料の残留炭素量
は0.10重量%で、焼結後は0.旧型量%以下となっ
ており、上記脱脂の目的は十分に達せられた。
実施例2
実施例1で用いたステンレス鋼粉末の代りにカルボニル
鉄粉(平均粒径6μm)と、実施例1と同一のバインダ
の同量とを加熱混練した。混練物を射出成形機でリング
状の成形体を成形した。以後の脱脂、焼結は実施例1と
同様に行った。
鉄粉(平均粒径6μm)と、実施例1と同一のバインダ
の同量とを加熱混練した。混練物を射出成形機でリング
状の成形体を成形した。以後の脱脂、焼結は実施例1と
同様に行った。
焼結後の試料にはふくれや割れ等の脱脂による欠陥は全
く認められず、健全な焼結体が得られた。焼結体の密度
は7.4g/cm 3で、成形体の外径50.0mmが
、焼結後は外径41.8mmで線収縮率は16.5%で
あった。また、600℃まで加熱した脱脂後の試料の残
留炭素量は015重量%で、真空焼結後は0.01重量
%以下となっており、脱脂の目的は十分に達せられた。
く認められず、健全な焼結体が得られた。焼結体の密度
は7.4g/cm 3で、成形体の外径50.0mmが
、焼結後は外径41.8mmで線収縮率は16.5%で
あった。また、600℃まで加熱した脱脂後の試料の残
留炭素量は015重量%で、真空焼結後は0.01重量
%以下となっており、脱脂の目的は十分に達せられた。
焼結体の磁気測定を行った結果、最大透磁率2000μ
11磁束密度B 25(G) = 14,500、保磁
力0.20Hc (Oe )であり、優れた特性を示し
た。
11磁束密度B 25(G) = 14,500、保磁
力0.20Hc (Oe )であり、優れた特性を示し
た。
[発明の効果]
本発明によれば、金属粉末射出成形体の焼結に先立つ有
機バインダの脱脂にあたって、2段階の脱脂を行うこと
によって、脱脂時間の短縮、バインダの炭化、金属の酸
化、成形体に生じるふくれや割れなどの脱脂欠陥を除去
することができる。そして、ひいては焼結体の残留炭素
量の低減ができ、金属粉末の射出成形焼結における品質
の向上に寄与することかできる。
機バインダの脱脂にあたって、2段階の脱脂を行うこと
によって、脱脂時間の短縮、バインダの炭化、金属の酸
化、成形体に生じるふくれや割れなどの脱脂欠陥を除去
することができる。そして、ひいては焼結体の残留炭素
量の低減ができ、金属粉末の射出成形焼結における品質
の向上に寄与することかできる。
そして、第1段の脱脂において、成形体をアルミナ粉中
に埋込んで200℃に加熱することにより、有機バイン
ダ中の滑剤、低融点ワックスおよび可塑剤等の低融点成
分を成形体表面から徐々に内部まで均一に除去し、成形
体内に連通気孔を形成する。これによって、二段目の真
空脱脂を300〜b で急速に加熱しても成形体にふくれや割れの生じる恐れ
がなくなる。
に埋込んで200℃に加熱することにより、有機バイン
ダ中の滑剤、低融点ワックスおよび可塑剤等の低融点成
分を成形体表面から徐々に内部まで均一に除去し、成形
体内に連通気孔を形成する。これによって、二段目の真
空脱脂を300〜b で急速に加熱しても成形体にふくれや割れの生じる恐れ
がなくなる。
第1図は第1段脱脂を実施する装置の断面図、第2図は
第2段脱脂を実施する装置の断面図である。 1.2・・・成形体、3・・・脱脂炉、4・・・アルミ
ナ粉1.5・・・排気管、6・・・供給管、7・・ヒー
タ訃・・真空炉、9・・・グラファイトボックス、10
・・・真空ポンプ、jl・・・ワックストラップ、12
・・・焼結用容器。
第2段脱脂を実施する装置の断面図である。 1.2・・・成形体、3・・・脱脂炉、4・・・アルミ
ナ粉1.5・・・排気管、6・・・供給管、7・・ヒー
タ訃・・真空炉、9・・・グラファイトボックス、10
・・・真空ポンプ、jl・・・ワックストラップ、12
・・・焼結用容器。
Claims (1)
- 金属粉末と低融点物質を含有する有機バインダとの混合
材料を射出成形して得た成形体をアルミナ粉中に埋込み
、脱脂炉内で化学的に不活性な雰囲気の中で200℃ま
で加熱して有機バインダ中の低融点物質を成形体を変形
することなく除去し、次いでこの成形体を雰囲気温度を
均一に保つため蓋付焼結用容器に入れ、真空炉内に設置
し、真空炉を真空に減圧し真空炉内に不活性ガスを供給
しながら、300〜600℃/hrの昇温速度で550
〜650℃℃まで加温して成形体中の有機バインダを除
去することを特徴とする金属粉末射出成形体の脱脂方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16099788A JPH07116487B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 金属粉末射出成形体の脱脂方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16099788A JPH07116487B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 金属粉末射出成形体の脱脂方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0211703A true JPH0211703A (ja) | 1990-01-16 |
JPH07116487B2 JPH07116487B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=15726610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16099788A Expired - Lifetime JPH07116487B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 金属粉末射出成形体の脱脂方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07116487B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991004119A1 (fr) * | 1989-09-14 | 1991-04-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de production de carbure fritte ou d'alliage de cermet |
US5287116A (en) * | 1991-05-30 | 1994-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Array antenna generating circularly polarized waves with a plurality of microstrip antennas |
JPH06122902A (ja) * | 1992-06-02 | 1994-05-06 | Advanced Materials Technol Pte Ltd | 射出成形可能金属原料と金属射出成形物品の製造方法 |
US5603071A (en) * | 1989-09-14 | 1997-02-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of preparing cemented carbide or cermet alloy |
CN107042303A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-08-15 | 海安县鹰球粉末冶金有限公司 | 一种真空和气氛两用式热脱炉设备 |
CN111451498A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-07-28 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 一种粉末冶金烧结的脱脂方法 |
CN117139615A (zh) * | 2023-09-07 | 2023-12-01 | 海安县通用粉末冶金厂 | 一种金属粉末注射成形铜基合金塑基喂料制备工艺 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103264163B (zh) * | 2013-05-06 | 2016-08-17 | 宁波恒普真空技术有限公司 | 金属粉末注射成型真空脱脂烧结炉定向气流装置 |
CN109530685B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-01-15 | 株洲万融新材科技有限公司 | 真空脱脂烧结成型方法 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16099788A patent/JPH07116487B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991004119A1 (fr) * | 1989-09-14 | 1991-04-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de production de carbure fritte ou d'alliage de cermet |
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CN107042303A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-08-15 | 海安县鹰球粉末冶金有限公司 | 一种真空和气氛两用式热脱炉设备 |
CN111451498A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-07-28 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 一种粉末冶金烧结的脱脂方法 |
CN117139615A (zh) * | 2023-09-07 | 2023-12-01 | 海安县通用粉末冶金厂 | 一种金属粉末注射成形铜基合金塑基喂料制备工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07116487B2 (ja) | 1995-12-13 |
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