JPH03207801A - 粉末の射出成形体からバインダーを除去する方法 - 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〕 本発明は、鉄系金属粉末を射出戒形法によって戒形し、
これより焼結品を得るための方法に係わり、特に射出成
形体の組戒および脱脂方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、金属粉末から焼結品を製造する方法として、上記
粉末に有機バインダーを配合して混練し粉末に塊動性を
付与してこれを射出威形し、得られた成形体を脱脂・焼
結することによって焼結品を製造する方法が知られてい
る。この場合、脱脂の方法としては、 （イ）射出成形体を加熱することによって、有機バイン
ダーを分解・蒸発せる方法。

＠　溶媒を用いて射出成形体から有機バインダーを溶出
する方法がある。

（司の方法においては、成形体を変形させることなく脱
脂するには非常に長い時間を要するという問題がある．
すなわち射出底形法では、混練物が加熱されることによ
って軟化し、流動性を呈するという現象を利用するもの
であるため、成形体が加熱時に軟化して変形することが
当然予想される．従って、これを防ぐためには、変形温
度に達する前に混′ｉｓ物中に含まれる有機バインダー
の一部を除去すれば良いと考えられるが、変形温度以下
で有機バインダーを分解し、あるいは蒸発して除去する
のでは長時間必要となる。逆に、変形温度以下で有機バ
インダーが簡単に分解・蒸発するようであると、混練物
の射出戒形時における射出威形時の流動性が不安定とな
り、加えて戒形金型のスプレ一部などの再生が困難とな
る．また、脱脂初期の急激な有機バインダーの分解・蒸
発に起因して射出或形体に膨れや亀裂を生しるといった
問題もある。

そこで、（ロ）の方法により、変形温度以下の低温にお
いて溶媒で、有機バイダの一部を溶出除去すれば、後の
加熱によっても変形が起きず除去された有機バインダー
の部分が道となって、残りの有機バインダー分解・蒸発
ガスが抜けやすくなり、膨れや亀裂が生しにくくなる．
また熱的に不安定な威分を入れる必要がないことから威
形金型のスプレ一部の再生も可能となる。

この発明の目的とするところは、粉末の射出底形法の脱
脂工程において、変形や膨れ、亀裂を生しさせることな
く短時間での脱脂を可能にすることにある． 〔課題を解決するための手段〕 この発明の方法では、金属粉末と有機バインダーを混合
し、これを射出戒形して射出成形体とした後、脱脂・焼
結の各処理を行って焼結体を製造するための方法におい
て、上記有機バインダーとして、少なくとも一種類以上
のエタノール可溶の熱可塑性有機ポリマーと、一種類以
上のエタノールに不溶の熱可塑性有機ポリマーとを含む
有機バインダーを用い、上記脱脂処理として、射出成形
体とエタノールを溶解せしめて上記のエタノールに熱可
塑性有機ポリマーを溶出した後、残りの有機バインダー
を加熱除去することを上記課題の解決手段とした． 〔作用〕 この発明の方法によれば、有機バインダーとして少なく
とも一種類以上のエタノールに可溶の熱可塑性有機ポリ
マーと、一種類以上のエタノールに不溶の熱可塑性有機
ポリマーとを含む有機バインダーを用い、脱脂処理とし
て射出成形体とエタノールとを接触せしめて上記のエタ
ノールに溶解性の熱可塑性有機ポリマーを溶出するので
、溶出時の該熱可塑性有機ポリマーの膨潤などに起因す
る或形体の割れなどの発生が防止される．また、エタノ
ールに溶解性の熱可塑性ポリマーを溶出・除去すること
によって射出或形体中に含まれる有機バインダーが充分
に減少しているため、残りの有機バインダーの加熱除去
時における或形体の軟化が防止され、また溶出された有
機ポリマーの道付けの効果に起因する膨れ、亀裂の発生
が防止される． 〔実施例〕 以下、この発明による方法を詳しく説明する。

まず、金属粉末と有機バインダーを混合し、これを射出
威形して射出成形体とする。ここで、金属粉末としては
、Ｆｅ−Ｎｉ系粉末、ステンレス粉末などが用いられる
．また、有機バインダーとしては、少なくとも二種類以
上のエタノールに熔解性の熱可塑性ポリマーと、一種類
以上のエタノールに不溶の熱可塑性有機ポリマーとを含
む有機バインダーが用いられる。上記のエタノールに溶
解性の熱可塑性有機ポリマーとしては、ポリエチレンオ
キサイド、ポリエチレングリコールが用いられる．エタ
ノールに不溶の熱可塑性有機ポリマーとしてはポリスチ
レン、ポリエチレン、ポリメタクリル酸エステルなどの
通常の金属粉末の射出成形に使用される熱可塑性ポリマ
ーが用いられる。

次に、この射出成形体に脱脂処理を行って脱脂体とする
．脱脂処理としては、まず射出成形体をエタノールに接
触せしめ、これにより上記エタノールに溶解性の熱可塑
性有機ポリマーを溶出する．その後、加熱乾燥を施し、
エタノールに不溶の熱可塑性有機ポリマーなとの残りの
有機バインダーを除去する．その後、この脱脂体に加熱
焼結処理を行い、金属粉末の焼結体を得る． 次に、実施例によりこの発明の通用を具体的に説明する
． 実施例−■ Ｆｅ−８％Ｎｉ合金粉末（平均粒径８ｊｌｌｌｌ）１０
０重量部に、エタノールに可溶の熱可塑性樹脂としてポ
リエチレンオキサイト５重量部、エタノール不溶の熱可
塑性樹脂としてポリエチレン３重量部、ステアリンｆＩ
１１重量部を配合し、これを混練機によって１５０℃で
６０分間混練した。次に得られた混練物を粉砕し、スク
リュウ式射出威形機でリング状複雑形状部品（最大肉厚
部約５Ｘ６ｆｉ＞に戒形した。この場合に射出温度は１
７０℃、射出圧力は１０００　ｋｇ　／一とした． 次いで、得られた成形体をエタノール中で１〜５時間浸
漬し、取り出した後３０分間真空乾燥した。

このときのバインダーの溶出率とエタノール中に浸漬し
ている時間との関係を調べ、その結果を第ｌ図（Ｐ１２
）９及び第１表（Ｐ１３）に示した．ただし、第ｌ図及
び第１表中の溶出率は以下の式により真出した． 溶出率＝（溶出したＩＳインダー重量）÷　（総Ｍ＞夕
一重量）さらに、乾燥後の成形体を窒素雰囲気炉内に入
れ、１００℃／Ｈの昇温速度で４５０℃まで昇温して１
時間保持し、脱脂体を得た．得られた脱脂体の状態を観
察してその結果を第ｌ表に併記した，また、比較例とし
て、エチレン酢酸ビニル共重合体−ワックスーポリメタ
クリル酸ブチル系バインダーを用い、上記と同条件で処
理を行って脱脂体を得、これの状態も観察してその結果
を第１表に示した。

第　　１　　表 第１表に示したように、本発明の実施例のものでは、エ
タノール中で３時間以上保持したものについては膨れや
、亀裂・変形が全く見られず良好な脱脂体であることが
確認された．また、比較例のものでは内部に亀裂の発生
が認められた。

その後、上記脱脂体を水素雰囲気にて１３５０℃で２時
間焼結し、その焼結密度を測定したところ、７．６２ｇ
／ｄとなり、従来の方法によるものと同程度の焼結密度
を有するものであることが確認された。

実施例−２ ＳＵＳ−３１６Ｌ粉末（平均粒径約８４）１００重量部
に、ポリエチレンオキサイト６重量部、ボリスチレン３
重量部、さらに可塑剤、潤滑剤２重量部を配合し、上記
実施例１と同様に混練射出を行って同形の成形体を得た
。

次に、得られた成形体をエタノールに４時間漫涜し、取
り出した後、３０分間真空乾燥した。このときのバイン
ダーの溶出率を調べたところ、４２％であった． 次いで、この乾燥後の成形体を空気中にて、１００℃／
Ｈで３００℃まで昇温し、１時間保持し脱脂体を得た．
得られた脱脂体の状態を観察したところ、膨れや亀裂の
発生がみられず９８％のバインダーの除去が認められた
。

その後、この脱脂体を真空中にて１３５０℃で２時間焼
結し、その焼結密度を測定したところ、７．８７ｇ／ａ
ｊとなり、従来の方法によるものと同程度の焼結密度を
有するものであることが確認された．〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明における請求項に記載した
発明は、有機バインダーとして少なくとも一種類以上の
エタノールに可溶の熱可塑性有機ポリマーと、一種類以
上のエタノールに不溶の熱可塑性有機ポリマーとを含む
有機バインダーを用い、上記脱脂処理として射出成形体
とエタノールとを接触せしめて、上記エタノール溶解性
の熱可塑性有機ポリマーを溶出した後、残りの有機バイ
ンダーを加熱除去するものであるから、溶出時における
熱可塑性ポリマーの膨濶なとに起因する成形体の割れな
どの発生を防止することができる．また、エタノール溶
解性の熱可塑性ポリマーを溶出・除去することによって
、射出成形体中に含まれる有機バインダーが充分に減少
しているため、残りの有機バインダーの加熱除去時にお
ける成形体の軟化、膨れ、亀裂を防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した実施例ｌにおける浸漬時間と
バインダーの溶出率の関係を示す特性図である。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉末と有機バインダーを混合し、これを射出成形して射
   出成形体とした後、脱脂・焼結の各処理を行って焼結体
   を製造する方法であって、上記有機バインダーとして、
   少なくとも一種類以上のエタノールに可溶の熱可塑性有
   機ポリマー（ポリエチレンオキサイト、ポリエチレング
   リコール）と一種類以上のエタノールに不溶の熱可塑性
   有機ポリマーとを含む有機バインダーを用い、上記脱脂
   処理として、射出成形体とエタノールとを接触せしめて
   上記エタノール可溶の熱可塑性有機ポリマーを溶出した
   後、残りの有機バインダーを加熱除去することを特徴と
   する鉄系金属粉末の射出成形体からバインダーを除去す
   る方法。