JPH04314801A - 射出焼結金属部材の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は射出焼結金属部材の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出焼結金属部材を製造する方法には、
金属粉末と樹脂等のバインダとを混練してなる成形材料
を射出成形し、これにより得られた射出成形体のうちバ
インダを脱脂し、次いで焼結し、これにより得られた焼
結体に後処理を施し、かくして射出焼結金属部材を製造
する方法がある。このうち後処理は、焼結により得られ
た焼結体における金属粉末の相対密度が脱脂されずに残
留したバインダの影響により９６％程度であるのを９８
％程度に高めるための加圧処理と、同じく焼結により得
られた焼結体の表面寸法精度が射出成形時の残留応力や
焼結時の熱変形等の影響により±０．５％程度であるの
を±０．１％程度に高めるための切削加工とからなって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような射出焼結金属部材の製造方法では、焼結によ
り得られた焼結体における金属粉末の相対密度および表
面寸法精度を共に高めるために後処理として加圧処理お
よび切削加工を行っているが、このうち切削加工で焼結
体の全表面を切削することになるので、この切削加工が
極めて大変であり、生産性が悪いという問題があった。 この発明の目的は、表面仕上げのための切削加工を簡略
化することのできる射出焼結金属部材の製造方法を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、金属粉末と
樹脂等のバインダとを混練してなる成形材料を射出成形
し、これにより得られた射出成形体のうちバインダを脱
脂し、次いで焼結し、これにより得られた焼結体にプレ
ス等の後処理を施すようにした射出焼結金属部材の製造
方法において、焼結体のプレス方向に対して直角方向に
ある外周寸法が最終製品のその外周寸法よりもある程度
小さくかつ体積が最終製品の体積よりもある程度大きく
なるようにし、後処理として焼結体に冷間プレス塑性加
工を施すようにしたものである。

【０００５】

【作用】この発明によれば、焼結体のプレス方向に対し
て直角方向にある外周寸法が最終製品のその外周寸法よ
りもある程度小さくかつ体積が最終製品の体積よりもあ
る程度大きくなるようにし、後処理として焼結体に冷間
プレス塑性加工を施しているので、冷間プレス塑性加工
における金型の加工面の表面寸法精度を製品仕上げ寸法
に応じて±０．１％程度としておくと、冷間プレス塑性
加工を施すだけで、金属粉末の相対密度を９８％程度に
高めることができるとともに、表面寸法精度を±０．１
％程度に高めることができ、したがって冷間プレス塑性
加工によりバリが発生してもこのバリのみを切削すれば
よく、表面仕上げのための切削加工を簡略化することが
できる。

【０００６】

【実施例】図１はこの発明の一実施例における射出焼結
金属部材の製造方法の製造工程を示したものである。こ
の射出焼結金属部材の製造方法では、まず、混練工程１
において、金属粉末と樹脂等のバインダとを混練して成
形材料を形成する。次に、射出成形工程２において、混
練工程１で得られた成形材料を射出成形する。次に、脱
脂工程３において、射出成形工程２で得られた射出成形
体をバインダの分解温度まで昇温させ、バインダを分解
させて蒸発させると、金属粉末のみで形態を保持した金
属粉末成形体が得られる。次に、焼結工程４において、
脱脂工程３で得られた金属粉末成形体を無酸化雰囲気中
で材料融点の８０％程度の温度にて焼成すると、金属粉
末の相対密度が９６％程度で表面寸法精度が±０．５％
程度の焼結体が得られる。

【０００７】ここまでの製造工程は従来とほぼ同じであ
るが、射出成形工程２における金型が異なり、焼結体の
外形寸法等が従来と若干違っている。すなわち、例えば
図２に示すように、焼結工程４で得られた焼結体１１が
円柱状で下面中央部に小円形状の下部凹部１２が形成さ
れ、上面中央部に大円形状の上部凹部１３が形成された
構造である場合には、後で説明するように最終製品とな
る図５に示す射出焼結金属部材３２の外形寸法（高さＡ
、外径Ｂ、下部凹部１２の内径Ｃ、上部凹部１３の内径
Ｄ）と比較して、高さがほぼ同じかもしくは後述する体
積を備えるために必要であればある程度高い状態で、外
径が０．４ｍｍ程度小さく、下部凹部１２の内径が０．
４ｍｍ程度大きく、上部凹部１３の内径が０．４ｍｍ程
度小さくなっており、また図５に示す最終製品となる射
出焼結金属部材３２の体積よりもある程度大きな体積と
なっている。

【０００８】一方、この射出焼結金属部材の製造方法で
は、後処理工程５として冷間プレス塑性加工５ａおよび
切削加工５ｂを行うようにしている。この場合、冷間プ
レス塑性加工５ａにおいて図２に示すような下金型２１
および上金型２２を使用する。このうち下金型２１は、
上面中央部に円形状の凹部２３が形成され、この凹部２
３の底面中央部に円形状の凸部２４が形成された構造で
あって、図５に示す最終製品となる射出焼結金属部材３
２の外形寸法と比較して、凹部２３の深さＰが高さＡよ
りも０．２ｍｍ小さく、凹部２３の内径Ｑが外径Ｂと同
じで、凸部２４の外径Ｒが下部凹部１２の内径Ｃと同じ
で、凸部２４の高さＴが下部凹部１２の深さＥと同じと
なっている。上金型２２は、下面中央部に円形状の凸部
２５が形成された構造であって、図５に示す最終製品と
なる射出焼結金属部材３２の外形寸法と比較して、凸部
２５の外径Ｓが上部凹部１３の内径Ｄと同じで、凸部２
５の高さＵが上部凹部１３の深さＦより０．２ｍｍ長く
なっている。また、下金型２１および上金型２２の加工
面の表面寸法精度は、製品仕上げ寸法に応じて±０．１
％程度となっている。

【０００９】次に、後処理工程５の冷間プレス塑性加工
５ａについて説明すると、図２に示すように、焼結工程
４で得られた焼結体１１を下金型２１の凹部２３の中央
に配置する。この状態では、焼結体１１の上部が下金型
２１の上面よりも０．２ｍｍ程度かもしくは０．２ｍｍ
よりある程度高く突出され、また焼結体１１の外周面と
下金型２１の凹部２３の内周面との間に０．２ｍｍ程度
の隙間が形成され、さらに焼結体１１の下部凹部１２の
内周面と下金型２１の凸部２４の外周面との間に０．２
ｍｍ程度の隙間が形成された状態となる。

【００１０】この状態で、上金型２２を下降させて下金
型２１の上面と上金型２２の下面との間隔を０．２ｍｍ
とすることにより、常温による冷間プレス塑性加工５ａ
が行われると、図３に示すように、上金型２２の凸部２
５が焼結体１１の上部凹部１３内に圧入されて、焼結体
１１の上部凹部１３の内径が０．４ｍｍ程度拡大し、こ
れに伴い焼結体１１の外周面が膨脹して下金型２１の凹
部２３の内周面に密接するとともに、焼結体１１の下部
凹部１２の内周面が縮小して下金型２１の凸部２４の外
周面に密接し、さらに焼結体１１のうち余分なものが下
金型２１の上面と上金型２２の下面との間にバリ２６と
して食み出される。したがって、冷間プレス塑性加工５
ａが終了すると、図４に示すような塑性加工体３１が得
られることになる。

【００１１】このようにして得られた塑性加工体３１で
は、冷間プレス塑性加工５ａにおける下金型２１および
上金型２２の加工面の表面寸法精度が製品仕上げ寸法に
応じて±０．１％程度となっている関係から、冷間プレ
ス塑性加工５ａを施されただけで、金属粉末の相対密度
が９８％程度に高められるとともに、表面寸法精度が±
０．１％程度に高められる。したがって、後処理工程５
のうち切削加工５ｂを行ってバリ２６を除去すると、図
５に示すような最終製品としての射出焼結金属部材３２
が得られることになる。

【００１２】このように、この射出焼結金属部材の製造
方法では、冷間プレス塑性加工５ａを施した後の塑性加
工体３１のバリ２６を切削するだけでよいので、表面仕
上げのための切削加工５ｂを簡略化することができ、ひ
いては生産性の向上を図ることができる。なお、バリ２
６の発生する箇所を高い表面寸法精度を要求されない箇
所とすれば、高精度の切削加工５ｂを行う必要がなく、
切削加工５ｂをより一層簡略化することができる。また
、冷間プレス塑性加工５ａによって表面仕上げを行って
いるので、従来の切削加工による表面仕上げの場合と比
較して、製品の形状に制約を受けにくいという利点もあ
る。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、焼結体のプレス方向に対して直角方向にある外周寸法
が最終製品のその外周寸法よりもある程度小さくかつ体
積が最終製品の体積よりもある程度大きくなるようにし
、後処理として焼結体に冷間プレス塑性加工を施してい
るので、冷間プレス塑性加工における金型の加工面の表
面寸法精度を製品仕上げ寸法に応じて±０．１％程度と
しておくと、冷間プレス塑性加工を施すだけで、金属粉
末の相対密度を９８％程度に高めることができるととも
に、表面寸法精度を±０．１％程度に高めることができ
、したがって冷間プレス塑性加工によりバリが発生して
もこのバリのみを切削すればよく、表面仕上げのための
切削加工を簡略化することができ、ひいては生産性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における射出焼結金属部材
の製造方法の製造工程を示す図。

【図２】この射出焼結金属部材の製造方法において冷間
プレス塑性加工直前の状態を示す断面図。

【図３】この射出焼結金属部材の製造方法において冷間
プレス塑性加工を行った状態の断面図。

【図４】この射出焼結金属部材の製造方法において冷間
プレス塑性加工によって得られた塑性加工体を示す断面
図。

【図５】この射出焼結金属部材の製造方法において塑性
加工体に切削加工を施した状態の断面図。

【符号の説明】

１　　混練工程 ２　　射出成形工程 ３　　脱脂工程 ４　　焼結工程 ５　　後処理工程 ５ａ　　冷間プレス塑性加工 ５ｂ　　切削加工 １１　　焼結体 ２１　　下金型 ２２　　上金型 ３１　　塑性加工体 ３２　　射出焼結金属部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　金属粉末と樹脂等のバインダとを混練
   してなる成形材料を射出成形し、これにより得られた射
   出成形体のうちバインダを脱脂し、次いで焼結し、これ
   により得られた焼結体にプレス等の後処理を施すように
   した射出焼結金属部材の製造方法において、前記焼結体
   のプレス方向に対して直角方向にある外周寸法が最終製
   品のその外周寸法よりもある程度小さくかつ体積が最終
   製品の体積よりもある程度大きくなるようにし、前記後
   処理として前記焼結体に冷間プレス塑性加工を施すこと
   を特徴とする射出焼結金属部材の製造方法。