JPH0570213A - Production of sintered body - Google Patents

Production of sintered body

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Publication number
JPH0570213A
JPH0570213A JP3227730A JP22773091A JPH0570213A JP H0570213 A JPH0570213 A JP H0570213A JP 3227730 A JP3227730 A JP 3227730A JP 22773091 A JP22773091 A JP 22773091A JP H0570213 A JPH0570213 A JP H0570213A
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JP
Japan
Prior art keywords
organic binder
degreasing
substance
solvent
solvent extraction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3227730A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Hanamura
智明 花村
Kazuhiro Okuyama
一広 奥山
Katsuyoshi Saito
勝義 斉藤
Yoshimitsu Sagawa
喜光 寒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Petrochemical Co Ltd filed Critical Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority to JP3227730A priority Critical patent/JPH0570213A/en
Publication of JPH0570213A publication Critical patent/JPH0570213A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a method for efficiently producing a high quality sintered body almost free from pores and having high sintered density. CONSTITUTION:A molded body consisting of ceramics and/or a metal, an org. principal binder, an org. auxiliary binder, a solvent-extractable substance and a sublimable substance is dewaxed by solvent extraction, further dewaxed by heating and sintered.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は燒結体の製造方法に関
し、さらに詳しくは、空孔が少なく、燒結密度の高い、
高品質の燒結体を効率良く製造する方法に関する。本発
明により得られる燒結体は、機械、電気、電子機器分野
で広く好適に使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a sintered body, and more specifically, it has a small number of pores and a high sintered density.
The present invention relates to a method for efficiently producing a high-quality sintered body. The sintered body obtained by the present invention is widely and suitably used in the fields of mechanical, electric and electronic devices.

【0002】[0002]

【従来技術と発明が解決しようとする課題】セラミック
スや金属の焼結体を製造する方法の一つとして、原料の
粉末に有機質のバインダー主剤と有機質のバインダー助
剤とを加えて、可塑性を有する坏土にし、これを射出成
形し、さらに脱脂して焼成する方法がある。しかしなが
ら、この方法においては、可塑性を有する前記坏土を調
製する際に、原料に対して30〜60容量%もの大容量
の結合剤が必要である。このような大量の結合剤を配合
した場合、通常の脱脂操作を行うとクラック、ボイド、
亀裂膨張等が生じる。脱脂工程でこのようなクラック、
ボイド、亀裂、膨張等が起きないように前記有機質のバ
インダー主剤および有機質のバインダー助剤を除去する
には、約5℃/hr程度の小さな昇温速度で300〜4
00℃まで加熱しなければならない。したがって、従来
の方法では、脱脂工程に長時間を要するので、生産性が
低く効率的でないという問題がある。
As one of the methods for producing a sintered body of ceramics or metal, it has plasticity by adding an organic binder main agent and an organic binder auxiliary agent to a raw material powder. There is a method of forming a kneaded clay, injection molding the same, further degreasing and firing. However, in this method, when preparing the kneaded clay having plasticity, a large amount of binder of 30 to 60% by volume relative to the raw material is required. When such a large amount of binder is mixed, cracks, voids, and
Crack expansion occurs. Such cracks in the degreasing process,
In order to remove the organic binder main agent and the organic binder auxiliary agent so that voids, cracks, expansion and the like do not occur, 300 to 4 at a small heating rate of about 5 ° C./hr.
Must be heated to 00 ° C. Therefore, in the conventional method, the degreasing process requires a long time, which causes a problem of low productivity and inefficiency.

【0003】前記の問題を解決し、脱脂工程の所要時間
を短縮するために、粉末原料に有機質のバインダー主剤
と有機質のバインダー助剤と溶剤抽出物質とを同時に加
えておき、成形後の脱脂工程において、溶剤を用いて溶
剤抽出物質を除去し、成形体表層に微細孔を形成させ、
加熱脱脂時に有機質のバインダー主剤および有機質のバ
インダー助剤を除去し易くする方法も提案されている。
In order to solve the above problems and shorten the time required for the degreasing process, an organic binder base agent, an organic binder auxiliary agent, and a solvent extraction substance are added to the powder raw material at the same time, and the degreasing process after molding is performed. In, to remove the solvent extraction substance using a solvent, to form fine pores in the surface layer of the molded body,
A method has also been proposed for facilitating removal of the organic binder main agent and the organic binder auxiliary agent during degreasing by heating.

【0004】しかし、この方法では、加熱脱脂時に早い
速度で昇温させると、成形体内部にある有機質のバイン
ダー主剤および有機質のバインダー助剤が十分にまたス
ム−ズに排出されないので、クラック、ボイド、亀裂、
膨張等が依然として発生する。したがって、この方法に
は、形崩れが無く、燒結密度の高い高品質の燒結体を効
率良く得ることができず、また、生産性の向上が達成さ
れるほど十分には脱脂時間を短縮させることはできない
という問題があった。
However, in this method, if the temperature is raised at a high rate during heating and degreasing, the organic binder main agent and the organic binder auxiliary agent inside the molded body are not sufficiently discharged into the smooths, so cracks and voids are generated. ,crack,
Expansion etc. still occurs. Therefore, in this method, it is not possible to efficiently obtain a high-quality sintered body having a high sintering density without deforming, and to shorten the degreasing time sufficiently so that the improvement in productivity is achieved. There was a problem that I could not.

【0005】また、特開昭62−3064号には、昇華
性物質を加えることにより、脱脂時間を短縮させる方法
が提案されている。この方法によると、加熱脱脂時に昇
華性物質が昇華することにより、成形体表層に微細孔が
形成されるので、残存する有機質のバインダー主剤およ
び有機質のバインダー助剤の脱脂が容易にでき、したが
って、脱脂時間を短縮させることができるとされてい
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-3064 proposes a method of shortening the degreasing time by adding a sublimable substance. According to this method, by sublimation of the sublimable substance during heating degreasing, fine pores are formed in the surface layer of the molded body, so that it is possible to easily degrease the remaining organic binder main agent and organic binder auxiliary agent, It is said that the degreasing time can be shortened.

【0006】しかしながら、この方法では、脱脂時間を
短縮することはできるが、成形体が形崩れを起こしやす
く、機械、電気、電子機器の分野で望まれているよう
な、高い燒結密度や強度を有する高品質の燒結体を効率
良く得ることができないという問題があった。したがっ
て、前記のような問題点のない効率的な燒結体の製造方
法が要望されていた。
However, with this method, the degreasing time can be shortened, but the molded body is liable to lose its shape, and the high sintered density and strength desired in the fields of mechanical, electrical, and electronic equipment can be obtained. There is a problem in that it is not possible to efficiently obtain a high quality sintered body of the present invention. Therefore, there has been a demand for an efficient method for producing a sintered body that does not have the above-mentioned problems.

【0007】本発明は、前記問題点を解決すべく発明者
らが鋭意研究を重ねた結果、完成されたものである。本
発明の目的は、原料に、有機質のバインダー主剤及び有
機質のバインダー助剤のほか溶剤抽出物質と昇華性物質
とを同時に加えておくことにより、成形後の抽出と加熱
とからなる脱脂工程の時間を大幅に短縮することがで
き、形崩れがなく、燒結密度の高い高品質の燒結体を効
率良く得ることができる製造方法を提供することにあ
る。したがって、燒結体として厚肉成形品や複雑な形状
の成形品の製造にも適正した方法を提供するものであ
る。
The present invention has been completed as a result of intensive research conducted by the inventors to solve the above problems. The object of the present invention is to add a solvent-extracting substance and a sublimable substance in addition to an organic binder main agent and an organic binder auxiliary agent to the raw material at the same time, so that the time of the degreasing step consisting of extraction and heating after molding. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of significantly shortening the time, maintaining the shape, and efficiently obtaining a high-quality sintered body with a high sintered density. Accordingly, the present invention provides a method suitable for producing a thick-walled molded product or a molded product having a complicated shape as a sintered body.

【0008】[0008]

【問題点を解決するための手段】前記問題点を解決する
ための本発明の燒結体の製造方法は、セラミックスおよ
び/または金属と有機質のバインダー主剤と有機質のバ
インダー助剤と溶剤抽出物質と昇華性物質とから得られ
た成形体に、溶剤抽出脱脂と加熱脱脂とを施し、その後
燒結することを特徴としている。以下、この発明を詳述
する。
[Means for Solving the Problems] A method for producing a sintered body according to the present invention for solving the above problems is a ceramics and / or metal, an organic binder main agent, an organic binder auxiliary agent, a solvent extraction substance, and sublimation. It is characterized in that a molded product obtained from the organic substance is subjected to solvent extraction degreasing and heat degreasing, and then sintered. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0009】この発明において、前記成形体は、坏土を
成形することにより得られる。
In the present invention, the molded body is obtained by molding kneaded clay.

【0010】前記坏土は、セラミックスおよび/または
金属粉末と有機質のバインダー主剤と有機質のバインダ
ー助剤と溶剤抽出物質と昇華性物質とを加えて配合し、
混練することにより調製することができる。前記セラミ
ックスとしては、シリカ、長石、陶石、リチウム鉱石、
シリマナイト、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、窒化アルミニウム等の非可塑性原料およびカ
オリン、可塑性粘土、蛙目粘土、ファイアー・クレー等
の可塑性原料等が挙げられ、また、前記金属としては、
純鉄、ステンレス、チタン等が挙げられる。本発明で
は、これらの単体粉末及び複合粉末を用いることができ
る。
The kneaded clay is prepared by adding ceramics and / or metal powder, an organic binder main agent, an organic binder auxiliary agent, a solvent extraction substance and a sublimable substance,
It can be prepared by kneading. As the ceramics, silica, feldspar, porcelain stone, lithium ore,
Silimanite, alumina, zirconia, silicon carbide, silicon nitride, non-plastic materials such as aluminum nitride and kaolin, plastic clay, frog clay, plastic materials such as fire clay, and the like, and as the metal,
Pure iron, stainless steel, titanium, etc. may be mentioned. In the present invention, these simple substance powders and composite powders can be used.

【0011】前記有機質のバインダー主剤としては、ポ
リエチレン、アタクチックポリプロピレン、ポリブテ
ン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢
酸セルロース、ポリブチルメタクリレート、アクリル樹
脂、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロー
ス、グルコース、メチルセルロース、でんぷん、デキス
トリン、糖蜜、ゼラチン、パルプ廃液、ペプトン、ポリ
ビニルエーテル、エチルセルロース、アセチルセルロー
ス、ワックス、流動パラフィン、重油、機械油、フェノ
ール樹脂、エチルシリケート等を挙げることができる。
通常、これらは単独あるいは2種類以上の混合物で用い
ることができる。これらの中で、本発明における坏土の
調製に特に好ましいのは、ポリエチレン、アタクチック
ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、ポリブチルセルロース、酢酸セルロース、ワ
ックスである。
As the organic binder main agent, polyethylene, atactic polypropylene, polybutene, polystyrene, ethylene-vinyl acetate copolymer, cellulose acetate, polybutyl methacrylate, acrylic resin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, glucose, methyl cellulose, starch , Dextrin, molasses, gelatin, pulp waste liquid, peptone, polyvinyl ether, ethyl cellulose, acetyl cellulose, wax, liquid paraffin, heavy oil, machine oil, phenol resin, ethyl silicate and the like.
Usually, these can be used alone or as a mixture of two or more kinds. Of these, polyethylene, atactic polypropylene, polystyrene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polybutyl cellulose, cellulose acetate, and wax are particularly preferable for preparing the kneaded clay in the present invention.

【0012】前記有機質のバインダー助剤として、例え
ば滑剤と可塑剤とを挙げることができる。前記滑剤とし
ては、ステアリン酸等の高級脂肪酸、ステアリン酸アル
ミニウム、およびステアリン酸マグネシウム等の高級脂
肪酸の金属塩、ステアリン酸ジグリコール等の高級脂肪
酸エステル、ワックス、パン粉、ならびに鉱油等を挙げ
ることができる。これらの中で好ましいのは高級脂肪酸
であり、特に好ましいのはステアリン酸である。前記可
塑剤としては、ジエチルフタレート、ジブチルフタレー
ト、およびジオクチルフタレート等の脂肪酸ジエステル
ならびに脂肪酸モノエステルを挙げることができる。こ
れらの中で好ましいのは脂肪酸ジエステルであり、特に
好ましいのはフタル酸ジブチルである。
Examples of the organic binder aid include a lubricant and a plasticizer. Examples of the lubricant include higher fatty acids such as stearic acid, aluminum stearate, and metal salts of higher fatty acids such as magnesium stearate, higher fatty acid esters such as diglycol stearate, waxes, bread crumbs, and mineral oil. .. Among these, higher fatty acids are preferable, and stearic acid is particularly preferable. Examples of the plasticizer include fatty acid diesters such as diethyl phthalate, dibutyl phthalate, and dioctyl phthalate, and fatty acid monoesters. Of these, fatty acid diesters are preferable, and dibutyl phthalate is particularly preferable.

【0013】前記溶剤抽出物質としては、有機質のバイ
ンダー主剤と有機質のバインダー助剤と昇華性物質とを
溶解しない溶剤に容易に溶解し、さらに、前記有機質の
バインダー主剤と有機質のバインダー助剤と昇華性物質
と共に均一に混ざることのできる親油基を多く有し、か
つ抽出溶剤により容易に抽出されることのできる親水
基、例えば水酸基等を有する高分子物質を挙げることが
できる。
The solvent-extracting substance is easily dissolved in a solvent that does not dissolve the organic binder main agent, the organic binder auxiliary agent, and the sublimable substance, and further, the organic binder main agent, the organic binder auxiliary agent, and the sublimation agent. Examples thereof include polymer substances having many lipophilic groups that can be uniformly mixed with the organic substance and having a hydrophilic group such as a hydroxyl group that can be easily extracted with an extraction solvent.

【0014】前記溶剤抽出物質の具体例としては、例え
ば、ポリエチレングリコール、エチルフェニルグリコー
ル、アルキルアリルポリエーテルアルコール、モノオレ
イン酸グリセリン等の分子量500〜2,000の高級
アルコール類、または、ポリオキシエチレンエステル等
の非イオン界面活性剤を挙げることができる。これらの
中で特に好ましいのは、分子量約1,000のポリエチ
レングリコールである。
Specific examples of the solvent extraction substance include higher alcohols having a molecular weight of 500 to 2,000 such as polyethylene glycol, ethylphenyl glycol, alkylallyl polyether alcohol and glycerin monooleate, or polyoxyethylene. Mention may be made of nonionic surfactants such as esters. Particularly preferred among these is polyethylene glycol having a molecular weight of about 1,000.

【0015】前記昇華性物質としては、400℃以下で
気化する物質、例えば、樟脳、ペリレン、ナフタセン、
α−ナフトール、テトラフェニルメタン、アセナフテン
キノン、1、6−ナフタレンジオール、2、6−ナフタ
レンジオール、2、7−ナフタレンジオール、1、4−
ナフトキノン、1−アントラセンカルボン酸、5、6−
クリセンキノン、2−メチルアントラセン、3、4−ジ
メチル安息香酸、3、5−ジメチル安息香酸、2、6−
ジメチルアントラセン、2、3−ジメチル−p−ベンゾ
キノン、2、5−ジメチル−p−ベンゾキノン、2、6
−ジメチル−p−ベンゾキノン、1、2、5、8−テト
ラヒドロキシアントラセン、4、5、7−ヒドロキシ−
2−メチルアントラキノン等の昇華性を有する環状の炭
化水素及びそれらの酸化物、または、沸点と融点の差が
250℃以下であり、かつ気化しやすい物質、例えば、
ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、アダマン
タン、トリメチレンノルボルナン、シクロドデカン、ピ
レン、クリセン、アセナフテン、アセナフチレン、フル
オレン、フルオランテン、β−ナフトール、β−メチル
−ナフタレン、ジフェニレンオキシド、トラン、tra
ns−スチルベン、ジュレン、ペンタメチルベンゼン、
ヘキサメチルベンゼン等の環状炭化水素およびそれらの
酸化物を挙げることができる。これらは単独あるいは2
種類以上の混合物で用いることができる。これらの中で
特に好ましいのは、アダマンタン、トリメチレンノルボ
ルナン、シクロドデカン、ナフタレン、アントラセン、
フェナントレン、樟脳等の環状炭化水素およびそれらの
酸化物である。
The sublimable substance is a substance which vaporizes at 400 ° C. or lower, such as camphor, perylene, naphthacene,
α-naphthol, tetraphenylmethane, acenaphthenequinone, 1,6-naphthalenediol, 2,6-naphthalenediol, 2,7-naphthalenediol, 1,4-
Naphthoquinone, 1-anthracenecarboxylic acid, 5,6-
Chrysenequinone, 2-methylanthracene, 3,4-dimethylbenzoic acid, 3,5-dimethylbenzoic acid, 2,6-
Dimethylanthracene, 2,3-dimethyl-p-benzoquinone, 2,5-dimethyl-p-benzoquinone, 2,6
-Dimethyl-p-benzoquinone, 1,2,5,8-tetrahydroxyanthracene, 4,5,7-hydroxy-
Sublimable cyclic hydrocarbons such as 2-methylanthraquinone and oxides thereof, or substances having a difference between the boiling point and the melting point of 250 ° C. or less and easily vaporized, for example,
Naphthalene, anthracene, phenanthrene, adamantane, trimethylene norbornane, cyclododecane, pyrene, chrysene, acenaphthene, acenaphthylene, fluorene, fluoranthene, β-naphthol, β-methyl-naphthalene, diphenylene oxide, tolan, tra
ns-stilbene, durene, pentamethylbenzene,
Mention may be made of cyclic hydrocarbons such as hexamethylbenzene and their oxides. These are single or 2
It can be used in a mixture of more than one kind. Of these, particularly preferred are adamantane, trimethylene norbornane, cyclododecane, naphthalene, anthracene,
They are cyclic hydrocarbons such as phenanthrene and camphor, and their oxides.

【0016】前記配合の割合は、セラミックスおよび/
または金属の原料粉末に対して、有機質のバインダー主
剤が通常2〜8重量%、好ましくは3〜5重量%、有機
質のバインダー助剤は通常2〜8重量%、好ましくは3
〜5重量%、溶剤抽出物質は通常2〜16重量%、好ま
しくは6〜10、昇華性物質が通常0.5〜4.0重量
%、好ましくは0.5〜1.5重量%である。
The proportion of the above-mentioned composition is such that ceramics and / or
Alternatively, the organic binder main agent is usually 2 to 8% by weight, preferably 3 to 5% by weight, and the organic binder auxiliary is usually 2 to 8% by weight, preferably 3 to the metal raw material powder.
˜5% by weight, solvent extracted substance is usually 2 to 16% by weight, preferably 6 to 10 and sublimable substance is usually 0.5 to 4.0% by weight, preferably 0.5 to 1.5% by weight. ..

【0017】また、配合手順としては、有機質のバイン
ダー主剤と有機質のバインダー助剤と溶剤抽出性物質と
昇華性物質とを十分に混合してから、これと原料とを配
合しても良く、また、原料と有機質のバインダー主剤と
有機質のバインダー助剤と溶剤抽出物質と昇華性物質と
を同時あるいは順次に配合しても良い。前記混練は、例
えば、ボールミル、プラストミル、加圧ニーダー、加熱
ニーダー、コニーダーなどの加熱と同時に剪断力を与え
る混練機等を使用して行なうことができ、混練条件とし
ては、80〜160℃で0.5〜3時間、好ましくは1
00〜120℃で0.5〜1時間である。
As a compounding procedure, the organic binder main agent, the organic binder auxiliary agent, the solvent extractable substance and the sublimable substance may be thoroughly mixed, and then this and the raw material may be compounded. Alternatively, the raw material, the organic binder main agent, the organic binder auxiliary agent, the solvent extraction substance, and the sublimable substance may be mixed simultaneously or sequentially. The kneading can be carried out, for example, by using a kneading machine such as a ball mill, a plastomill, a pressure kneader, a heating kneader, or a cokneader which gives a shearing force at the same time as heating, and the kneading conditions are 0 to 160 ° C. 0.5 to 3 hours, preferably 1
It is 0.5 to 1 hour at 00 to 120 ° C.

【0018】混練により得られた坏土の成形は、例え
ば、軟泥法、半軟泥法、塑性加圧成形法、機械ろくろ
法、ローラーマシン法、押し出し成形法、硬泥法、静水
圧成法/ラバープレス法、突き固め法、高温加圧成形
法、射出成形法等により目的の形状に成形することがで
きる。このような各種の成形法の中でも、特に射出成形
法が好ましい。と言うのは、この発明に関わる成形用の
坏土は、射出成形時の圧力および温度が低くても射出成
形を良好に行なうことができ、また、射出成形後の脱脂
に要する時間を短縮することができるからである。さら
に射出成形について説明すると、前記坏土をロールによ
る造粒、ペレタイザーによるペレット化、混練機で冷間
粉砕することによる粉末化、あるいはロールでシート状
に冷間押出して切断することによる粉末化等により、成
形材料としてのペレットあるいは粉末を得、これらの成
形材料を、プランジャー式、プリプラ式あるいはスクリ
ュウインライン式の射出成形機に供した後に、目的形状
の金型に充填して成形体を得る。射出成形の条件は、例
えば、80〜205℃で300〜1,500kg/cm
2 の条件で行なうことができる。
The kneaded material obtained by kneading can be formed, for example, by a soft mud method, a semi-soft mud method, a plastic pressure molding method, a mechanical lathe method, a roller machine method, an extrusion molding method, a hard mud method, a hydrostatic pressing method. It can be molded into a desired shape by a rubber pressing method, a tamping method, a high temperature pressure molding method, an injection molding method, or the like. Among these various molding methods, the injection molding method is particularly preferable. This is because the kneaded clay for molding according to the present invention can favorably perform injection molding even when the pressure and temperature during injection molding are low, and shortens the time required for degreasing after injection molding. Because you can. To further explain the injection molding, the kneaded material is granulated by a roll, pelletized by a pelletizer, powdered by cold crushing by a kneader, or powdered by cold extruding and cutting into a sheet by a roll. To obtain pellets or powder as a molding material, and after these molding materials are subjected to a plunger type, a pre-plastic type or a screw in-line type injection molding machine, they are filled in a mold of a desired shape to obtain a molded body. .. The injection molding conditions are, for example, 80 to 205 ° C. and 300 to 1,500 kg / cm.
It can be performed under the conditions of 2 .

【0019】前記脱脂は、溶剤抽出脱脂と加熱脱脂とか
らなり、溶剤抽出脱脂の後に加熱脱脂を施しても、ある
いは逆に加熱脱脂後に溶剤抽出脱脂を行なっても良い。
特に好ましくは、溶剤抽出物質を溶剤にて抽出し、成形
体表層に微細孔を形成させる溶剤抽出脱脂を先ず行な
い、次に加熱により、昇華性物質を昇華させ、前記微細
孔を拡大させながら排出せしめ、続いて残りの有機質の
バインダー主剤およびバインダー助剤を成形体外に除去
させる加熱脱脂を行なうのが好ましい。
The degreasing is composed of solvent extraction degreasing and heat degreasing. The solvent degreasing may be followed by heat degreasing, or conversely the solvent degreasing may be followed by solvent extraction degreasing.
Particularly preferably, the solvent extraction substance is extracted with a solvent, and solvent extraction degreasing for forming fine pores in the surface layer of the molded body is first performed, and then by heating, the sublimable substance is sublimated and discharged while expanding the fine pores. It is preferable to carry out heating and degreasing followed by removing the remaining organic binder main agent and binder auxiliary agent outside the molded body.

【0020】前記溶剤抽出脱脂は、前記成形体を静止あ
るいは流動した溶剤中に常温で、場合により加熱下で、
一定時間浸漬することにより行なわれる。前記溶剤とし
ては、溶媒抽出物質を溶解することのできる溶剤であれ
ば特に制限がなく、例えばメタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノール等の低級アルコールを挙げるこ
とができる。本発明における溶剤抽出脱脂では、溶剤と
してメタノールが、条件として、常温で3〜5時間が特
に好ましい。前記加熱脱脂は、例えば大気中で20〜3
00℃/hrの昇温速度で300〜400℃まで昇温
し、昇温後の温度で例えば0〜12時間保持することに
より行うことができる。このような昇温速度を好適例と
して採用するのは、20℃/hr未満では熱エネルギ−
消費が大きく、生産性が低く効率的ではないことがあ
り、また、300℃/hrを越えると、脱脂速度が大き
く、成形体の微細孔から有機質のバインダー主剤及び助
剤が円滑に抜け切らなくて、クラック、ボイド、亀裂、
膨張等を生ずるおそれがあるからである。
In the solvent extraction degreasing, the molded body is placed in a stationary or fluid solvent at room temperature, and optionally under heating,
It is performed by immersing for a certain period of time. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the solvent extraction substance, and examples thereof include lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol. In the solvent extraction degreasing in the present invention, methanol is particularly preferable as a solvent at room temperature for 3 to 5 hours. The heating degreasing is performed, for example, in the atmosphere at 20 to 3
It can be carried out by raising the temperature to 300 to 400 ° C. at a temperature raising rate of 00 ° C./hr and holding the temperature after raising the temperature for, for example, 0 to 12 hours. Such a rate of temperature increase is adopted as a suitable example when the heat energy is less than 20 ° C./hr.
The consumption is large, the productivity is low and it may not be efficient, and when it exceeds 300 ° C./hr, the degreasing rate is large, and the organic binder main agent and auxiliary agent do not come out smoothly from the fine pores of the molded body. Cracks, voids, cracks,
This is because expansion or the like may occur.

【0021】燒結は、常圧燒結、反応燒結、二段燒結等
の無加圧燒結法あるいはホットプレス、熱間静水加圧燒
結、ガス圧燒結、加圧自己燃焼燒結、超高圧燒結等の加
圧燒結法により行なうことができる。本発明では、これ
らの中で、大気中あるいは不活性ガス中で2,200℃
以下で数時間燒結する常圧燒結法による成形体の焼結が
好ましく、特に、大気中で1,600℃を好適な焼結温
度例として含む1,500〜1,600℃の温度で2〜
10時間加熱する燒結条件を採用するのが好ましい。
Sintering is carried out by pressureless sintering such as normal pressure sintering, reaction sintering, two-stage sintering or hot pressing, hot still water pressure sintering, gas pressure sintering, pressurized self-combustion sintering, ultrahigh pressure sintering and the like. It can be performed by a pressing method. In the present invention, among these, at 2,200 ° C. in the air or in an inert gas,
Sintering of a molded body by a normal pressure sintering method in which sintering is performed for several hours below is preferable, and in particular, at a temperature of 1,500 to 1,600 ° C. including 1,600 ° C. in the air as a suitable sintering temperature,
It is preferable to adopt a sintering condition of heating for 10 hours.

【0022】以上の工程によると、成形用の杯土が凝集
塊状化することなく容易に射出成形することができ、ま
た、有機質のバインダー主剤およびバインダー助剤の残
存量の低減と脱脂時間の大幅な短縮をすることができ、
燒成後にクラック、ボイド、亀裂、膨張等の形崩れを起
こすことなく、表面が平滑で、燒結密度および曲げ強度
が大きく、空孔の少ない緻密で均質なミクロ組織を有
し、機械、電気、電子機器分野で望まれている様な、高
品質で、厚肉で、複雑形状の燒結体を効率良く得ること
ができる。
According to the above steps, the molding clay can be easily injection-molded without agglomeration, and the residual amount of the organic binder main agent and the binder auxiliary agent can be reduced and the degreasing time can be greatly reduced. Can be shortened,
After sintering, cracks, voids, cracks, deformations such as expansion do not occur, the surface is smooth, the sintered density and bending strength are large, and it has a dense and homogeneous microstructure with few pores, mechanical, electrical, It is possible to efficiently obtain a high-quality, thick-walled, complex-shaped sintered body, which is desired in the electronic device field.

【0023】[0023]

【実施例】次に本発明の実施例および比較例を示し、本
発明を更に具体的に説明する。(実施例1) 原料として、ジルコニア(第1稀元素化学工業(株)
製:HSY−3.0B、比表面積5.1m2 /g、平均
粒径0.8μm)の粉末を用い、有機質のバインダー主
剤を構成する結合剤としてエチレン−酢酸ビニル共重合
体(東ソー(株)製:UE722)およびアモルファス
ポリオレフィン(イーストマンコダック社製:M5−
F)を、有機質のバインダー助剤を構成する滑剤として
ステアリン酸、また、可塑剤としてフタル酸ジブチルを
選択し、これらを用い、さらに、溶剤抽出物質として、
原料粉末に対して10重量%の量の分子量約1,000
であるポリエチレングリコ−ルを、昇華性物質として、
原料粉末に対して2重量%のアダマンタンを選択して用
い、これらを前記有機質バインダーと同時に原料に加え
て、加圧式ニーダーで混練して、可塑性を有する杯土を
調製した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by showing Examples and Comparative Examples of the present invention. (Example 1) As a raw material, zirconia (Daiichi Rare Element Chemical Industry Co., Ltd.)
Manufactured by: HSY-3.0B, specific surface area 5.1 m 2 / g, average particle size 0.8 μm, using an ethylene-vinyl acetate copolymer (Tosoh Co., Ltd.) as a binder that constitutes an organic binder main agent. ): UE722) and amorphous polyolefin (Eastman Kodak: M5-)
F) is stearic acid as a lubricant constituting an organic binder aid, and dibutyl phthalate is selected as a plasticizer, and these are used as a solvent extraction substance.
Approximately 1,000 molecular weight of 10% by weight based on raw material powder
Polyethylene glycol as a sublimable substance,
2% by weight of adamantane was selected and used with respect to the raw material powder, these were added to the raw material at the same time as the above organic binder, and kneaded by a pressure kneader to prepare plastic clay.

【0024】次に、この杯土をプランジャー式の射出成
形機に供給した後、射出温度140℃、射出圧力660
kg/cm2 ・Gの条件下でコマ形の形状に成形した。
次に、この成形体をメタノール中に浸漬して、常温で3
時間放置し、成形体中の溶剤抽出物質であるポリエチレ
ングリコールを溶剤抽出した。
Next, after supplying this clay to a plunger type injection molding machine, the injection temperature is 140 ° C. and the injection pressure is 660.
It was molded into a top shape under the condition of kg / cm 2 · G.
Next, the molded body is dipped in methanol for 3 hours at room temperature.
The mixture was allowed to stand for a period of time, and the polyethylene glycol which was the solvent extraction substance in the molded body was solvent extracted.

【0025】次に、溶剤抽出後の成形体を30分間かけ
て真空乾燥した後、大気中において、常温から400℃
まで250℃/hrの昇温速度で加熱し、400℃にお
いて2時間保持した。この間に、まず昇華性物質である
アダマンタンが昇華して、溶剤抽出時に形成された成形
体内部から表層へ通ずる微細孔をさらに拡大しながら排
出され、次いで、有機質のバインダー主剤および助剤が
拡大された細孔を通して成形体外に排出された。
Next, the molded body after solvent extraction is vacuum dried for 30 minutes, and then, in the air, from room temperature to 400 ° C.
Up to 250 ° C./hr, and kept at 400 ° C. for 2 hours. During this period, adamantane, which is a sublimable substance, first sublimes and is discharged while further expanding the micropores that form from the inside of the molded body formed during solvent extraction to the surface layer, and then expands the organic binder main agent and auxiliary agent. It was discharged through the fine pores to the outside of the molded body.

【0026】このように加熱脱脂された成形体を、大気
中において、100℃/hrの昇温速度で1,500℃
まで昇温して、同温度で4時間に渡り燒結処理した。こ
のようにして得られた燒結体は、クラック、ボイド、亀
裂、膨張等の形崩れがなく、燒結密度が6.03g/c
cであり、曲げ強度が98kg/mm2 という高品質の
成形体であった。
The molded body thus degreased by heating was heated to 1,500 ° C. in the air at a temperature rising rate of 100 ° C./hr.
The temperature was raised to 4 and the mixture was sintered at the same temperature for 4 hours. The sintered body thus obtained has no deformation such as cracks, voids, cracks and expansion, and has a sintered density of 6.03 g / c.
c, and the bending strength was 98 kg / mm 2 , which was a high quality molded product.

【0027】(比較例1)昇華性物質であるアダマンタ
ンを使用しなかった外は前記実施例1と同様にして成形
体を製造した。
Comparative Example 1 A molded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that adamantane which was a sublimable substance was not used.

【0028】20個の射出成形体に、前記実施例と同様
にして溶剤抽出処理をした後に、真空乾燥して250℃
/hr.の昇温速度で400℃まで昇温し、400℃で
2時間保持した。
Twenty injection-molded articles were subjected to solvent extraction treatment in the same manner as in the above-mentioned embodiment, and then vacuum dried to 250 ° C.
/ Hr. The temperature was raised to 400 ° C. at a heating rate of and held at 400 ° C. for 2 hours.

【0029】その結果、20個の焼結体中に18個にク
ラックの発生が認められ、成形体中に空孔が多く、燒結
密度の低い燒結体となった。
As a result, cracks were found in 18 of the 20 sintered bodies, the molded body had many voids, and the sintered body had a low sintered density.

【0030】(比較例2)前記比較例1と同様にして2
0個の成形体を成形した後に、溶剤処理および真空乾燥
を行い、200℃/hr.の昇温速度で400℃まで昇
温し、400℃において2時間保持した。
(Comparative Example 2) As in Comparative Example 1, 2
After molding 0 moldings, solvent treatment and vacuum drying were performed, and 200 ° C./hr. The temperature was raised up to 400 ° C. at a heating rate of and held at 400 ° C. for 2 hours.

【0031】その結果、20個中2個の焼結体にクラッ
クの発生が認められた。その2個の焼結体においては、
空孔が多く、燒結密度および表面平滑度の低い燒結体で
あった。
As a result, cracks were found in two of the 20 sintered bodies. In the two sintered bodies,
The sintered body had many pores and had low sintered density and surface smoothness.

【0032】(比較例3)溶剤抽出物質であるポリエチ
レングリコールを加えなかった外は前記実施例1と同じ
原料配合物を用いて成形した後に、溶剤抽出処理を行う
ことなく、前記実施例1と同様に加熱脱脂処理を行っ
た。この結果、得られた成形体は、その角部分に形くず
れを生じていた。
(Comparative Example 3) After molding was performed using the same raw material composition as in Example 1 except that the solvent extraction substance polyethylene glycol was not added, no solvent extraction treatment was carried out and the same procedure as in Example 1 was performed. Similarly, heat degreasing treatment was performed. As a result, the obtained molded product had a shape loss at its corners.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明に係る燒結体の製造方法による
と、高い昇温速度で無理なく脱脂ができ、短時間で有機
質のバインダー主剤およびバインダー助剤を充分に脱脂
させることができるので生産性が良く、焼成後にクラッ
ク、ボイド、亀裂、膨張等が無く、表面が平滑で、寸法
精度に優れ、機械、電気、電子機器分野で望まれている
ような、空孔の少ない緻密で均質なミクロ組織を持ち、
高い燒結密度と曲げ強度を有する高品質の燒結体を効率
良く得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for producing a sintered body according to the present invention, degreasing can be reasonably performed at a high temperature rising rate, and the organic binder main agent and binder auxiliary agent can be sufficiently degreased in a short time. It has a good quality, is free from cracks, voids, cracks, expansion, etc. after firing, has a smooth surface, has excellent dimensional accuracy, and is a dense and homogeneous micropore with few holes, which is desired in the fields of machinery, electrical and electronic equipment. Have an organization,
It is possible to efficiently obtain a high quality sintered body having a high sintered density and bending strength.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックスおよび/または金属と有機
質のバインダー主剤と有機質のバインダー助剤と溶剤抽
出物質と昇華性物質とから得られた成形体に、溶剤抽出
脱脂と加熱脱脂とを施し、その後燒結することを特徴と
する燒結体の製造方法。
1. A molded body obtained from ceramics and / or metal, an organic binder main agent, an organic binder auxiliary agent, a solvent extraction substance and a sublimable substance is subjected to solvent extraction degreasing and heat degreasing, followed by sintering. A method for producing a sintered body, comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH062011A (en) * 1992-06-24 1994-01-11 Agency Of Ind Science & Technol Production of powder compact
WO2002010089A1 (en) * 2000-07-27 2002-02-07 Ngk Insulators,Ltd. Method for degreasing formed product from powder
JP2012500336A (en) * 2008-08-18 2012-01-05 ジーケイエヌ ジンテル メタルズ ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Binder for manufacturing sintered molded products

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