JPH04160101A - 造型用材料の製造方法 - 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〉 この発明は超硬合金やサーメットの原料粉末とバインダ
ーからなる造型用材料の製造方法に係り、詳しくは粒径
１　μｍ以下の超微粒以下の原料粉末を用い、潤滑剤と
しての多量のバインダーを２工程で分割して用いること
を特徴とする造型用材料の製造方法に関するものである
。

〈従来の技術とその課題〉 従来、超硬合金、サーメット、セラミックス等の粉末と
バインダーとよりなる造型用材料の製造法としては、所
要の配合の原料粉末を湿式混合した後、乾燥造粒の工程
でパラフィンの如きパインダー（以下、パラフィンとい
う）を原料粉末の２重量％程度加え、その後ニーディン
グする方法や、所要の配合の原料粉末をアセトン、水、
四塩化炭素、ヘキサン、エタノール等の溶媒と共にボー
ルミルにて湿式混合する方法、あるいは湿式混合し乾燥
後、加熱溶融したパラフィンを混合してニーディングす
る方法などが実施されている。

これらの方法は均質の混合物を得ることやコスト面、安
全性の面から実施されているのであるが、それぞれに問
題点が指摘されている。

例えば、水を溶媒として用いた場合には、水の中の酸素
が原料粉末と反応するおそれがあって好ましくないこと
、またアセトンを用いた場合は蒸気圧が高く、乾燥が速
いのでそのような混合粉を用いた焼結製品に巣が入りや
すい。

さらに、湿式混合後に加熱溶融したパラフィンをプレス
用バインダーとして加える方法では、パラフィンの粒度
が大きいため、混合物への均質混合ができない。これは
混合時の温度が上がりすぎてパラフィンのブロッキング
現象（再結晶）により偏析がおこり、均質混合効率が悪
いためである。そして、これによって異物除去等のため
の湿式篩が困難となり、また可能であったとしても篩目
サイズを小さくできず、湿式混合時のボールのカケラ等
異物が混入したままとなり、良好な品質が得られない。

湿式混合時に溶媒としてエタノールを用いるのが従来の
溶媒の中では安全性（着火性、引火性、有害性）の点や
原料粉末との酸化反応が生じないなどの点で最もすぐれ
ているが、湿式混合後の噴霧造粒乾燥過程で乾燥速度が
大きく、粉粒物内部に空洞ができ、この空洞がプレス時
につぶれず、得られた合金中に巣として残留し、良好な
品質が得られない。また、原料粉末をアセトン等の溶媒
と湿式混合し、乾燥したのち加熱溶媒したパラフィンを
混合してニーディングする方法でも得られた造型物を用
いて焼結した製品中に巣が入るという欠点があった。

更に、これらの方法は何れも粒径が１　μｍ以上の微粒
の原料粉末に向けたものであり、粒径が１μｍ以下の超
微粉やＱ、５１ｍ以下の超々微粒の原料粉末には適用で
きなかった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは、造型用材料の製造における上記した従来
実施されている方法の問題点を解消し、かつ粒径が１−
以下の超微粒または超々微粒の原料粉末を用いた造型用
材料を得るべく検討の結果、この発明に至ったものであ
る。

即ち、この発明は元素の周期律表第１Ｖａ族、第Ｖａ族
、第ＶＩａ族金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物と鉄
族金属元素からなる超硬合金、サーメットの原料粉末に
全使用量の１７２０〜１／２量のバインダーを加えて湿
式混合し、次いで乾燥して得られた予備混合粉末に残量
のバインダーを加えて混合、ニーディングを行なうこと
を特徴とする造型用材料の製造方法を提供するものであ
る。

〈作用〉 この発明の方法は上記したように、特に粒径が１１ｍ以
下の超微粒、超々微粒の原料粉末を用いて従来法では得
られなかった造型用材料を得ることができるのであり、
そのような超硬合金、サーメット、セラミックスの原料
粉末としては元素の周期律表第１Ｖａ族、第Ｖａ族、第
Ｖｌａ族金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物、例えば
ＷＣｌＴｉＣ，ＺｒＣ，ＶＣ，ＭｏｘＣ，ＴｉＮ、　Ｚ
ｒＮ、　Ｔｉ（ＣＮ）などとＦｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉなと
の鉄族金属元素を適宜選択して用いることができる。

そして、この発明は上記のような原料粉末の湿式混合に
当たって、溶媒としてのエタノールと共にパラフィンを
全使用量５〜２０重量％の１／２０〜１／２量を加え、
湿式混合、乾燥して予備混合粉末を得、この予備混合粉
末に残量のパラフィン、即ち、１９／２０〜１／２量を
混合し、ニーディングを行なうことによって原料粉末に
対するパラフィンの偏析もな（、良好な造型用材料を得
ることができるのである。

かくして得られる材料を用いて押出しプレスなどで造型
し、さらに焼結したところ、丸棒状、角状の良好な素材
が得られ、マイクロドリルなどに有用であった。

この発明で溶媒としてのエタノールは２〜１５重量％の
水を含んだものを用いるならば溶媒の蒸発速度を小さく
し、湿式混合後の乾燥をソフトにすると共に、粉末中に
空洞のない均質の造粒ができる点で好ましい。

含有する水の量を２〜１５重量％とするのは、２重量％
未満では添加の効果がなく、また、１５重量％を越えて
用いると乾燥速度が遅すぎて好ましくないためである。

バインダーとしてはパラフィンのほかにステアリン酸や
オレイン酸を併用することもできる。

〈実施例〉 以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。

原料粉末として粒径０．６ｐｍのＷＣ粉末９０重量％、
粒径０．８１１ｍのＣｏ粉末１０重量％を用い、これと
１０％の水を含有するエタノールを粉末１００重量％に
対し３０重量％およびパラフィン２重量％をボールミル
に入れ、２０時間混合した。

得られたスラリー状混合物を、次いで ２００℃、Ｎ２ガス雰囲気中の噴霧造粒機に投入し、ス
プレードライ方式にて乾燥して予備混合粉末を得た。

次いで、この予備混合粉末にパラフィン８重量％を混合
して、ニーディングし、造型用材料を得た。

かくして得た造型用材料を用いて押出プレスした後真空
中で焼結したところ、良好な焼結体が得られた。

〈発明の効果〉 以上説明したように、この発明によれば０．５μｍ以下
の超微粉の原料粉末を用いてもパラフィンを湿式混合時
とニーディング時の工程で分割して使用するため、多量
に使用してもパラフィンの偏析□のおそれもなく、均一
な造型用材料を得ることができ、従って該材料を用いる
ならば巣のない優れた焼結体を得ることができるのであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）元素の周期律表第IVａ族、第Ｖａ族、第VIａ族金
   属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物と鉄族金属元素から
   なる超硬合金、サーメットの原料粉末に全使用量の１／
   ２０〜１／２量のバインダーを加えて湿式混合し、次い
   で乾燥して得られた予備混合粉末に残量のバインダーを
   加えて混合、ニーディングを行なうことを特徴とする造
   型用材料の製造方法。（２）原料粉末はその粒径が１μ
   ｍ以下の超微粉であることを特徴とする請求項（１）記
   載の造型用材料の製造方法。 （３）湿式混合後の乾燥が噴霧造粒乾燥であることを特
   徴とする請求項（１）または（２）記載の造型用材料の
   製造方法。 （４）原料粉末の湿式混合時に溶媒としてエタノールを
   用いることを特徴とする請求項（１）、（２）または（
   ３）記載の造型用材料の製造方法。 （５）バインダーとして融点４０〜７０℃のパラフィン
   を用いることを特徴とする請求項（１）乃至（４）の何
   れかに記載の造型用材料の製造方法。 （６）バインダーは原料粉末に対して５〜２０重量％用
   いることを特徴とする請求項（１）乃至（５）の何れか
   に記載の造型用材料の製造方法