JPH04329801A - 焼結部品の製造方法 - Google Patents
焼結部品の製造方法Info
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- JPH04329801A JPH04329801A JP3128531A JP12853191A JPH04329801A JP H04329801 A JPH04329801 A JP H04329801A JP 3128531 A JP3128531 A JP 3128531A JP 12853191 A JP12853191 A JP 12853191A JP H04329801 A JPH04329801 A JP H04329801A
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- C22C—ALLOYS
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- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
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- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉末冶金法により焼
結部品を製造する方法に関するものである。
結部品を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、粉末の圧縮成形技術によって
得られる焼結材は、複雑形状品の成形が困難であった。
得られる焼結材は、複雑形状品の成形が困難であった。
【０００３】近年では、従来の圧縮成形では得られない
複雑形状品が成形可能である粉末の射出成形技術が盛ん
に開発されている（例えば特公昭６２−３３２８２号）
。このような粉末の射出成形方法は、無機材料に流動性
を与えるための有機バインダーを添加し、焼結前に該有
機バインダーを脱バインダー工程で除去するものである
。
複雑形状品が成形可能である粉末の射出成形技術が盛ん
に開発されている（例えば特公昭６２−３３２８２号）
。このような粉末の射出成形方法は、無機材料に流動性
を与えるための有機バインダーを添加し、焼結前に該有
機バインダーを脱バインダー工程で除去するものである
。
【０００４】しかしながら、この方法では、有機バイン
ダーの除去が非常に困難であり、製品に欠陥を生じさせ
ないためには長時間を要したり、あるいは小さな製品に
限定されるという問題があり、この問題は特に粉末が微
粒になるほど著しくなる。
ダーの除去が非常に困難であり、製品に欠陥を生じさせ
ないためには長時間を要したり、あるいは小さな製品に
限定されるという問題があり、この問題は特に粉末が微
粒になるほど著しくなる。
【０００５】そこで、他の一例として、溶剤中でバイン
ダーの一部を溶出することが提案されている（米国特許
第４７６５，９５０号） 。この溶剤による溶出方法に
よれば、有機バインダーの除去は容易となる。
ダーの一部を溶出することが提案されている（米国特許
第４７６５，９５０号） 。この溶剤による溶出方法に
よれば、有機バインダーの除去は容易となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記米国特
許第４７６５，９５０号に係る方法では、使用する溶剤
が塩素系やケトン系といった人体に対する影響から工業
的に使用しにくい物であり、また、溶剤に可溶なバイン
ダーが常温で液体であることから、射出成形体の強度が
極めて弱いなどの問題があった。
許第４７６５，９５０号に係る方法では、使用する溶剤
が塩素系やケトン系といった人体に対する影響から工業
的に使用しにくい物であり、また、溶剤に可溶なバイン
ダーが常温で液体であることから、射出成形体の強度が
極めて弱いなどの問題があった。
【０００７】この発明は、上記従来の課題を解決するた
めになされたもので、人体に無害の物をバインダー溶出
溶剤として用いると共に、射出成形体の強度を高めるこ
とができる焼結部品の製造方法を提供することを目的と
する。
めになされたもので、人体に無害の物をバインダー溶出
溶剤として用いると共に、射出成形体の強度を高めるこ
とができる焼結部品の製造方法を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る焼結部品
の製造方法は、金属粉末、金属の炭化物、炭窒化物、窒
化物粉末及び、セラミック粉末の１種もしくは２種以上
の焼結用無機粉末と、アルコール系溶剤に可溶な有機物
とアルコール系溶剤に不溶な有機物とで構成された有機
バインダーとを混合してする工程、この工程で得た組成
物を焼結部品形状をした金型内に射出成形する工程、こ
の工程で得た射出成形品をアルコール系溶剤に浸漬して
有機バインダーの一部を溶出除去する工程、その後加熱
によって残部有機バインダーを除去して焼結する工程を
有し、上記有機バインダー中のアルコール系溶剤に可溶
な部分が、バインダー中の３０％〜７０％を占めること
を特徴とするものである。
の製造方法は、金属粉末、金属の炭化物、炭窒化物、窒
化物粉末及び、セラミック粉末の１種もしくは２種以上
の焼結用無機粉末と、アルコール系溶剤に可溶な有機物
とアルコール系溶剤に不溶な有機物とで構成された有機
バインダーとを混合してする工程、この工程で得た組成
物を焼結部品形状をした金型内に射出成形する工程、こ
の工程で得た射出成形品をアルコール系溶剤に浸漬して
有機バインダーの一部を溶出除去する工程、その後加熱
によって残部有機バインダーを除去して焼結する工程を
有し、上記有機バインダー中のアルコール系溶剤に可溶
な部分が、バインダー中の３０％〜７０％を占めること
を特徴とするものである。
【０００９】また、上記有機バインダー中のアルコール
系溶剤に可溶な部分は、ポリエチレングリコールが含ま
れるのが好ましい。
系溶剤に可溶な部分は、ポリエチレングリコールが含ま
れるのが好ましい。
【００１０】また、上記焼結用無機粉末は、周期律表Ｉ
Ｖａ 族，Ｖａ 族及びＶＩａ 族金属の金属、炭化物
、炭窒化物及び窒化物、及び鉄族金属及び炭素からなる
群から選ばれた１種もしくは２種以上からなるのが好ま
しい。
Ｖａ 族，Ｖａ 族及びＶＩａ 族金属の金属、炭化物
、炭窒化物及び窒化物、及び鉄族金属及び炭素からなる
群から選ばれた１種もしくは２種以上からなるのが好ま
しい。
【００１１】さらに、上記焼結用無機粉末は、平均粒径
１０μｍ以下であり、且つ１μｍ以下の微粉末を２０％
以上含むものに対し効果が著しい。
１０μｍ以下であり、且つ１μｍ以下の微粉末を２０％
以上含むものに対し効果が著しい。
【００１２】
【作用】この発明者らは、人体に無害の溶剤としてアル
コール系に着目し、種々の有機物の溶出脱バインダー方
法を検討した結果、アルコール系のなかでも、特にメチ
ルアルコールとエチルアルコールがバインダー溶出に極
めて効果的であることが判った。さらに引き続く研究に
より、有機バインダー中の３０％〜７０％を、アルコー
ル系溶剤に可溶な部分とした。その理由は、可溶成分が
３０％未満では以後の加熱で欠陥が生じ易く、また７０
％を越えると射出成形体の強度が不十分になるためであ
る。
コール系に着目し、種々の有機物の溶出脱バインダー方
法を検討した結果、アルコール系のなかでも、特にメチ
ルアルコールとエチルアルコールがバインダー溶出に極
めて効果的であることが判った。さらに引き続く研究に
より、有機バインダー中の３０％〜７０％を、アルコー
ル系溶剤に可溶な部分とした。その理由は、可溶成分が
３０％未満では以後の加熱で欠陥が生じ易く、また７０
％を越えると射出成形体の強度が不十分になるためであ
る。
【００１３】また、可溶なバインダー成分としては、ポ
リエチレングリコールを使用すると極めて有効であり、
特に分子量が約８００以上のポリエチレングリコールは
常温で固体であるため、射出成形体の強度も高く、溶出
性も良好である。さらに、溶出性を高めるにはアルコー
ル系溶剤を４５℃〜６０℃に加熱するとよい。かかる発
明方法は微粒粉末に対してより効果的である。
リエチレングリコールを使用すると極めて有効であり、
特に分子量が約８００以上のポリエチレングリコールは
常温で固体であるため、射出成形体の強度も高く、溶出
性も良好である。さらに、溶出性を高めるにはアルコー
ル系溶剤を４５℃〜６０℃に加熱するとよい。かかる発
明方法は微粒粉末に対してより効果的である。
【００１４】なお、焼結用無機粉末は、周期律表ＩＶａ
族，Ｖａ 族及びＶＩａ 族金属の金属、炭化物、炭
窒化物及び窒化物、及び鉄族金属及び炭素からなる群か
ら選ばれた１種もしくは２種以上から構成している。こ
の発明では、焼結用無機粉末は、平均粒径１０μｍ以下
で、且つ１μｍ以下の微粉末を２０％以上含むものが用
いられる。このように、微粉末を２０％以上とすること
により、従来に比べて脱バインダーが容易となり、脱バ
インダー工程に要する時間を短縮できる。
族，Ｖａ 族及びＶＩａ 族金属の金属、炭化物、炭
窒化物及び窒化物、及び鉄族金属及び炭素からなる群か
ら選ばれた１種もしくは２種以上から構成している。こ
の発明では、焼結用無機粉末は、平均粒径１０μｍ以下
で、且つ１μｍ以下の微粉末を２０％以上含むものが用
いられる。このように、微粉末を２０％以上とすること
により、従来に比べて脱バインダーが容易となり、脱バ
インダー工程に要する時間を短縮できる。
【００１５】
【実施例】まず、市販の平均粒度５μｍのＷＣ粉末８８
％と平均粒度２μｍのＣｏ粉末１２％を湿式ボールミル
にて３０時間混合粉砕した後、乾燥した。粉砕後の粒度
分布を調べると１μｍ以下の微粉末を２３％含んでいた
。得られた無機粉末を１００％とし、これに表１で示す
有機バインダーを７．５％添加した。表１からも明らか
なように、有機バインダーは、アルコール系溶剤に可溶
な有機物（分子量１０００のポリエチレングリコール，
ステアリン酸）と、アルコール系溶剤に不溶な有機物（
ポリエチレン，ポリプロピレン，パラフイン）とで構成
され、アルコール系溶剤に可溶な有機物は、有機バイン
ダー中の５０％を占めている。
％と平均粒度２μｍのＣｏ粉末１２％を湿式ボールミル
にて３０時間混合粉砕した後、乾燥した。粉砕後の粒度
分布を調べると１μｍ以下の微粉末を２３％含んでいた
。得られた無機粉末を１００％とし、これに表１で示す
有機バインダーを７．５％添加した。表１からも明らか
なように、有機バインダーは、アルコール系溶剤に可溶
な有機物（分子量１０００のポリエチレングリコール，
ステアリン酸）と、アルコール系溶剤に不溶な有機物（
ポリエチレン，ポリプロピレン，パラフイン）とで構成
され、アルコール系溶剤に可溶な有機物は、有機バイン
ダー中の５０％を占めている。
【００１６】
【表１】
【００１７】次に、上記無機粉末と有機バインダーとを
２時間混練した後、射出成形機にて金型（図示省略）に
射出成形したのち、この成形品をアルコール系溶剤に浸
漬した。その後、１００℃／時の速度で５００℃まで昇
温し、さらに２０℃／時で真空中１４００℃まで昇温後
、３０分焼結して製品を得た。メチルアルコールを溶剤
として脱バインダーを行なった場合における溶剤温度及
び浸漬時間の条件、並びにバインダー溶出量及び焼結品
の欠陥（サンプル割れ）の有無を表２に示す。
２時間混練した後、射出成形機にて金型（図示省略）に
射出成形したのち、この成形品をアルコール系溶剤に浸
漬した。その後、１００℃／時の速度で５００℃まで昇
温し、さらに２０℃／時で真空中１４００℃まで昇温後
、３０分焼結して製品を得た。メチルアルコールを溶剤
として脱バインダーを行なった場合における溶剤温度及
び浸漬時間の条件、並びにバインダー溶出量及び焼結品
の欠陥（サンプル割れ）の有無を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】上記表２から明らかなように、メチルアル
コールでは４０℃で６時間、あるいは５０℃で３〜４時
間の浸漬により、それぞれ無欠陥のサンプルが得られた
。また、射出成形体の強度は、いずれもハンドリングに
は充分であった。
コールでは４０℃で６時間、あるいは５０℃で３〜４時
間の浸漬により、それぞれ無欠陥のサンプルが得られた
。また、射出成形体の強度は、いずれもハンドリングに
は充分であった。
【００２０】一方、エチルアルコールを溶剤として脱バ
インダーを行なった場合における溶剤温度及び浸漬時間
の条件、並びにバインダー溶出量及び焼結品の欠陥（サ
ンプル割れ）の有無を表３に示す。
インダーを行なった場合における溶剤温度及び浸漬時間
の条件、並びにバインダー溶出量及び焼結品の欠陥（サ
ンプル割れ）の有無を表３に示す。
【００２１】
【表３】
【００２２】上記表３から明らかなように、メチルアル
コールでは４０℃で６時間、あるいは５０℃で３〜４時
間の浸漬により、それぞれ無欠陥のサンプルが得られた
。また、射出成形体の強度は、いずれもハンドリングに
は充分であった。
コールでは４０℃で６時間、あるいは５０℃で３〜４時
間の浸漬により、それぞれ無欠陥のサンプルが得られた
。また、射出成形体の強度は、いずれもハンドリングに
は充分であった。
【００２３】上記実施例では、ポリエチレングリコール
をバインダー成分として使用したが、これには限定され
ず、アルコール系溶剤に可溶な常温で固体の有機物を使
用してもよい。
をバインダー成分として使用したが、これには限定され
ず、アルコール系溶剤に可溶な常温で固体の有機物を使
用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、バインダーを溶出できる溶剤としてアルコール系を用
いたから、従来のような塩素系やケトン系溶剤とは異な
り、人体に無害であり、工業的生産過程での使用に適し
たものとなる。さらに、有機バインダー中のアルコール
系溶剤に可溶な部分をバインダー中の３０％〜７０％と
したしたから、従来のような常温で液体のバインダーを
用いる場合とは異なり、射出成形体の強度が高く、溶出
性も良好であるという効果が得られる。
、バインダーを溶出できる溶剤としてアルコール系を用
いたから、従来のような塩素系やケトン系溶剤とは異な
り、人体に無害であり、工業的生産過程での使用に適し
たものとなる。さらに、有機バインダー中のアルコール
系溶剤に可溶な部分をバインダー中の３０％〜７０％と
したしたから、従来のような常温で液体のバインダーを
用いる場合とは異なり、射出成形体の強度が高く、溶出
性も良好であるという効果が得られる。
Claims (4)
- 【請求項１】 金属粉末、金属の炭化物、炭窒化物、
窒化物粉末及び、セラミック粉末の１種もしくは２種以
上の焼結用無機粉末と、アルコール系溶剤に可溶な有機
物とアルコール系溶剤に不溶な有機物とで構成された有
機バインダーとを混合して得られた組成物を、焼結部品
形状をした金型内に射出成形した後、アルコール系溶剤
に浸漬して有機バインダーの一部を溶出除去し、その後
、加熱によって残部有機バインダーを除去して焼結する
焼結部品の製造方法において、上記有機バインダー中の
アルコール系溶剤に可溶な部分が、該バインダー中の３
０％〜７０％を占めることを特徴とする焼結部品の製造
方法。 - 【請求項２】 有機バインダー中のアルコール系溶剤
に可溶な部分が、ポリエチレングリコールを含むことを
特徴とする請求項１記載の焼結部品の製造方法。 - 【請求項３】 焼結用無機粉末が、周期律表ＩＶａ
族，Ｖａ 族及びＶＩａ 族金属の金属、炭化物、炭窒
化物及び窒化物、及び鉄族金属及び炭素からなる群から
選ばれた１種もしくは２種以上からなることを特徴とす
る請求項１または２記載の焼結部品の製造方法。 - 【請求項４】 焼結用無機粉末が、平均粒径１０μｍ
以下であり、且つ１μｍ以下の微粉末を２０％以上含む
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の焼結部品
の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP3128531A JPH04329801A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 焼結部品の製造方法 |
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| EP92308545A EP0587953A1 (en) | 1991-04-30 | 1992-09-18 | Method for manufacturing sintered parts |
Applications Claiming Priority (3)
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| JP3128531A JPH04329801A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 焼結部品の製造方法 |
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| JPH04329801A true JPH04329801A (ja) | 1992-11-18 |
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