JPH02190401A - 射出成形法による高速度鋼製薄肉複雑形状焼結部品の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、射出成形法により高速度鋼の成分組成と同
一の成分組成を有する肉厚：約５鵡以下の薄肉で複雑な
形状を有する各種焼結部品１例えば時計バンド、医療器
具のようなものを製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、粉末を射出成形して焼結体を製造する方法は、
セラミックス粉末（例えば、　ｕ２ｏｓ粉末。

Ｓｉ、Ｎ４粉末等）や一部金属粉末（例えば、カーボニ
ルＦｅ粉末、　Ｎｉ粉末等）をバインダーと混合し。

射出成形して成形体とし、この成形体を焼結して複雑形
状の焼結体とする方法が知られている。

この技術は、近年、高速度鋼粉末にも適用されるように
なってきた。

上記高速度鋼粉末を用いた焼結部品の製造法は。

まず高速度鋼粉末を用意し、これを熱可塑性樹脂等のバ
インダーと加熱混合し、これをはレット化し射出成形機
により射出成形しｈ　Ｈ２などの非酸化性雰囲気中また
は真空雰囲気中、温度：　５００〜７００℃に保持して
脱脂し、ついで真空雰囲気中。

温度：１２００，１２５０℃保持の条件で焼結し。

焼結高速度鋼部品を製造していた。

上記焼結高速度鋼部品を製造する場合、原料粉末中の結
合酸素と炭素とが焼結時に反応してＣＯガスとして放出
されて炭素が消費されるため、原料粉末中の炭素量を増
加する必要がある。その場合、高速度鋼の特性は含有炭
素量に著しく影響されるので、所定の特性を得るために
は、原料粉末中の含有炭素量（Ｃ）が下記の（２）式 ％式％（２） を満足するよう調整されることが一般に実施されていた
のである。

〔発明が解決しようとする！！題〕 しかしながら、射出成形法によって特に高速度鋼表簿肉
複雑形状部品を製造しようとする場合。

上記（２）式を満足するように原料粉末中の炭素量を調
整すると、密度は高くなるものの、焼結時の液相発生量
が増加して薄肉複雑形状焼結体の変形が顕著となり、！
た４％属組織中にも網目状炭化物が発達しやすくなって
、薄肉複雑形状部品の寸法精度が維持できず、さらに耐
衝撃性等も低下する問題点があった。

〔課題を解決する之めの手段〕

そこで１本発明者は、かかる問題点を解決すべく研究を
行った結果。

原料粉末中の炭素量を、上記（２）式で表わされる通常
の原料粉末の炭素量（Ｃ）−Ａ４−０．１９よりも０．
０９〜０．４９重量％少ない値となるように調整すれば
、高密度で寸法精度が高い薄肉複雑形状部品が得られ、
このように低炭素の高速度鋼のままでは硬さが低いため
、さらに浸炭処理を施して表面層の硬さを上昇せしめる
ことＫより、寸法精度が優れ、さら（表面硬さおよび耐
摩耗性の優れた高速度鋼製複雑形状焼結部品を得ること
ができるという知見を得たのである。

この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、以下に高速度鋼製複雑形状焼結部品を製造するた
めの高速度鋼粉末の平均粒径および含有炭素量〔Ｃ〕を
上記の如く限定した理由を説明する。

高速度鋼粉末の平均粒径は、射出成形の難易性。

焼結性などに影響するが、平均粒度が１μ属未満では射
出成形性、焼結性は良好であるが、脱バインダーが困難
になり、粉末の酸素含有量が著しく多くなるので炭素量
の添加を多くしなければならず、一方平均粒径が３０μ
ｍｔ−越えると脱バインダー後の成形体強度が低くなり
形状保持が難しくなると共に焼結性が低下し、とくにこ
の発明のように低炭素材では高密度が得られない。よっ
て。

上記合金鋼粉末の平均粒径は１〜３０μｍに定めた。

さらに、原料粉末中の炭素量が（１）式の下限よりも少
なくなると、すなわち、Ａ−０，３よりも少なくなると
焼結性が低下して変形の少ない高密度焼結体が得られず
、一方、（１）式の上限よりも多くなると、すなわち、
Ａ−１−０，１よりも多くなると高密度焼結体は得られ
るものの変形を生じたり、炭化物が網目状に発達しやす
くなって強度が低下する。

〔実施例〕

つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。

原料粉末としてＳ重量−で Ｃ：Ｏ，Ｓ％、　　　　　Ｍｏ　：　５．１　％　。

Ｗ：５．８％、　　　　Ｖ：１．９％。

Ｃｒ：４．０％、　　　　残ｊ）：Ｆｅおよび不可避不
純物からなる組成を有し、結合酸素量：　０．６　％を
有するアトマイズ高速度鋼粉末を用意し、篩分により平
均粒径を第１表に示される如く変化させた。

この平均粒径の異なるアトマイズ高速度鋼粉末にグラフ
ァイト粉末を第１表に示す量添加して原料粉末を作製し
た。ここで用いた原料粉末について、本発明による含有
炭素量ＥＣ）を１１）式によって計算すると０．８４〜
１．２４　％となる。

この原料粉末に熱可塑性樹脂を主体としたバインダー１
ｒ：１原料粉末：バインダー、６　二４（体積比）とな
るよう混合してペレット状とし、これを射出成形して成
形体を得た。この成形体を温度ニア００℃、水素雰囲気
中で脱脂して射出成形脱脂体を作製した。

第１図は、上記射出成形脱脂体の正面図、第２図は、上
記射出成形脱脂体の４ＪＪＡ面図である。上記第１図お
よび第２図において、射出成形脱脂体は４で示されてお
り、胴体部１と釣針部２から構成され、上記胴体部１の
上端部には貫通孔３が設けられている。

上記射出成形脱脂体番の貫通孔３にＡｔ２０５棒６を挿
通し、　　Ａｔ２０．棒８につるして上記射出成形脱脂
体４を焼結炉に装入し、真空中、温度：１２３０℃で焼
結した。上記射出成形脱脂体４を焼結して得られ九焼結
体５の斜視図を第３図に示す。

射出成形脱脂体４の胴体部１の端部Ａと釣針部２の端部
Ｂとは同一高さにあるが、上記射出成形脱脂体４を焼結
して得られ九焼結体５の釣針部２の端部８は、焼結処理
中に自重により垂れ下がり。

変形量Ｘが生じる。この変形量ｘ′Ｉｋ測定し、さらに
Ｃ含有量、密度比および表面硬さを測定し、それらの結
果ｔ？第１表に示した。

かかる焼結体を、さらにガス浸炭熱処理炉に装入し、　
ＣＯガス雰囲気中、温度；８８０℃、２時間保持の条件
で浸炭処理し、その密度比および表面硬さを測定して第
１表に示した。

〔発明の効果〕

この発明による原料粉末のＣ含有量は、一般の高速度鋼
製焼結部品を作製するための原料粉末のＣ含有量よプも
少ないので、焼結して得られた焼結体のＣ含有量も少な
く、シ九がって、射出成形脱脂体を焼結して得られた焼
結体の変形量：マは極めて小さく１寸法精度のすぐれた
焼結体を得ることができることがわかる。しかし、この
焼結体は表面硬さが幾分劣るので耐摩耗性が劣るが、こ
の表面硬さの幾分劣る焼結体を浸炭処理すると表面硬さ
が向上し、一般の高速度鋼と同程度の機械的強さおよび
耐摩耗性を得ることができた。

したがって、この発明の製造法は、薄肉で複雑な形状を
有する機械的強さおよび表面硬さのすぐれた部品を寸法
精度よく製造することができるというすぐれた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、射出成形脱脂体の正面図。 第２図は、射出成形脱脂体の側面図。 第３図は、焼結体の斜視図。 １・・・胴体部、　　　　　２・・・釣針部。 ３・・・貫通孔、　　　　４・・・射出成形脱脂体。 ５・・・焼結体、　　　　　６・・・Ａｔ２０３棒。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高速度鋼粉末をバインダーと混合し、射出成形して
   得られた成形体を非酸化性雰囲気で加熱脱脂し、ついで
   真空雰囲気中で焼結して薄肉複雑形状部品を製造する方
   法において、 上記高速度鋼粉末として、平均粒径：１〜３０μｍを有
   し、かつ下記の（１）式を満足する含有炭素量（以下、
   〔Ｃ〕と記す）を有する高速度鋼粉末を使用し、 上記射出成形、脱脂および焼結して得られた薄肉複雑形
   状焼結体にさらに浸炭処理を施すことを特徴とする射出
   成形法による高速度鋼製薄肉複雑形状部品の製造法。 Ａ−０．３≦〔Ｃ〕≦Ａ＋０．１・・・・・・（１）但
   し、Ａ＝０．０１７（〔Ｗ〕＋２〔Ｍｏ〕）＋０．２２
   〔Ｖ〕＋０．７５〔Ｏ〕、 であつて、〔Ｃ〕、〔Ｗ〕、〔Ｍｏ〕、〔Ｖ〕および〔
   Ｏ〕は、それぞれ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖおよび結合酸素の
   重量％を示す。