JPH06172806A - 金属粉末焼結用成形体の成形方法 - Google Patents

金属粉末焼結用成形体の成形方法

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JPH06172806A
JPH06172806A JP32834092A JP32834092A JPH06172806A JP H06172806 A JPH06172806 A JP H06172806A JP 32834092 A JP32834092 A JP 32834092A JP 32834092 A JP32834092 A JP 32834092A JP H06172806 A JPH06172806 A JP H06172806A
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JP
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metal powder
die
slurry
molding
mold
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JP32834092A
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Tsutomu Shimizu
勉 清水
Hisashi Koyanagi
恒 小柳
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属粉末焼結用成形体を成形するに際し、石
膏型を用いた場合のように型の目詰まりが原因で成形が
実質的に続行できないという従来の問題を解消しつつ、
遠心成形特有の諸問題をも解消し得る方法を提供する。 【構成】 予め成形型1に吸引孔1aを多数形成してお
いて、その吸引孔1aを型内から被覆するように濾紙又
は濾布を成形型1に内張りした後、その成形型1内へ金
属粉末スラリーSを注入し、吸引孔1aを介して成形型
1内を吸引することにより、金属粉末スラリーSから分
散媒を除去して焼結用成形体を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属粉末焼結用成形体
の成形方法に関し、更に詳しくは、分散媒中に金属粉末
をバインダーと共に分散させた金属粉末スラリーを、成
形型内へ注入した後、その金属粉末スラリーから前記分
散媒を除去して、前記バインダーによる保形性を持たせ
た焼結用成形体を成形する金属粉末焼結用成形体の成形
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】焼結用成形体を成形する従来方法とし
て、分散媒中に粉末を分散させた粉末スラリーを成形型
内へ注入した後、その粉末スラリーから分散媒を除去し
て焼結用成形体を成形する成形方法(以下、泥漿鋳込み
法という)がある。例えば、セラミックス粉末焼結用成
形体を成形する場合、セラミックス粉末を分散媒として
の水中に分散させたセラミックススラリーを、成形型と
しての石膏型内へ注入し、その石膏型中の気孔にセラミ
ックススラリー中の水分を吸収させてその水分を除去す
る方法が実際に適用されている。これに対し、金属粉末
焼結用成形体を成形する場合、上述したような石膏型を
用いた泥漿鋳込み法を適用することは実質的に困難であ
った。なぜなら、水を分散媒とすると、その水に起因し
て金属粉末が酸化してしまうので、その酸化を防止すべ
くアルコール・アセトン・トルエン等の非水系物質が分
散媒として用いられるが、それら非水系の分散媒を用い
た場合に使用されるバインダー(そのバインダーは、成
形体の保形性を得るために金属粉末と共に分散媒中に分
散させてある)が高粘性であるので、石膏型中の気孔に
目詰まりを起こし易く、これが原因となって石膏型によ
る分散媒の吸収除去が実質的に続行できなくなるからで
ある。そこで、分散媒の除去を、上述の石膏型への吸収
に基づいて行うことに替えて、例えば、特開昭61−1
49402号公報に開示された遠心成形法を利用して行
い、前記型の目詰まりが原因で成形が実質的に行えなく
なるという事態を回避し得る方法が考えられている。そ
の遠心成形法は、具体的には、スラリーの不必要な流出
を防止するための濾紙又は濾布が内張りされたセラミッ
クス製の多孔質型(その多孔質型は、上記公報による開
示例では、回転自在な回転ドラムに内接して設けられた
セラミックス製の多孔質中子に相当し、その中子におけ
る多孔は石膏型中の気孔に比して孔径が十分に大きい)
を高速回転させてその多孔質型内に注入されているスラ
リーに遠心力を作用させ、その遠心力に基づいて、分散
媒を前記多孔質型の多孔経由で型の目詰まりを回避しつ
つ型外へ導いて、分散媒の除去を行うものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
遠心成形法を利用した場合においても、以下に述べるよ
うに、いくつかの問題があった。先ず、焼結用成形体の
成形が行われる過程で、遠心力が金属粉末スラリーに作
用するので、そのスラリー中の物質が比重分離されつつ
前記成形が行われるようになる。即ち、粒径が相対的に
粗大な金属粉末が外側に分離されると共に、粒径が相対
的に微細な金属粉末や金属粉末よりも軽量のバインダー
が内側に分離されつつ、前記成形が行われるようにな
る。従って、各種粒径の金属粉末が均一に分布した成形
体を成形することができないという問題があった。ま
た、バインダーが成形体の内側に偏在してその部分に成
形後の脱脂時に空隙が生じ、その内側部分に焼結時にク
ラックが発生するという問題があった。更に、前記成形
の過程において、スラリー中から分散媒が大きな遠心力
によって急速に除去されるので、スラリー中に残存する
金属粉末は、他の金属粉末相互の間隙へ円滑に変形移動
することができず、もって、粗な成形体しか成形するこ
とができない(即ち、成形体の圧密化には不利である)
という問題があった。この問題は、金属粉末スラリーと
してスラリー濃度の高いものを使用する場合に特に顕著
に発生する。更に、遠心成形の本質的な特性から、単純
な形状(例えば、円筒状)の成形体しか成形することが
できず、複雑な形状の成形体の製造には不向きであると
いう問題があった。本発明は、このような実情に着目し
てなされたものであり、石膏型を用いた場合のように型
の目詰まりが原因となって成形が実質的に行えないとい
う従来の問題を解消しつつ、上述した遠心成形特有の諸
問題をも解消し得る成形方法を提供することを目的とし
ている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る金属粉末焼
結用成形体の成形方法の特徴構成は、分散媒中に金属粉
末をバインダーと共に分散させた金属粉末スラリーを、
成形型内へ注入した後、その金属粉末スラリーから前記
分散媒を除去して、前記バインダーによる保形性を持た
せた焼結用成形体を成形する金属粉末焼結用成形体の成
形方法であって、予め前記成形型に吸引孔を多数形成し
ておいて、その吸引孔を型内から被覆するように濾紙又
は濾布を前記成形型に内張りした後、その成形型内へ前
記金属粉末スラリーを注入し、前記吸引孔を介して前記
成形型内を吸引することにより、前記金属粉末スラリー
から前記分散媒を除去して、前記焼結用成形体を成形す
る点にある。
【0005】尚、前記成形型に形成する吸引孔の数は、
成形体の密度や成形過程における型への着肉速度等に関
連するので、最適値に設定する必要があるが、具体的に
は、75〜100mm2当たりに1個の割合で吸引孔を
形成することが望ましい。
【0006】
【作用】本発明方法によって金属粉末焼結用成形体を成
形する場合、その成形に使用される成形型に多数形成さ
れた吸引孔や、濾紙又は濾布の気孔は、従来の石膏型中
の気孔に比して孔径を十分に大きくできるので、従来の
石膏型を用いて金属粉末焼結用成形体を成形する場合の
ように、型の目詰まりが原因で成形が実質的に行えない
という従来の問題が先ず解消される。尚、前記成形型に
は濾紙又は濾布が内張りされているので、その濾紙又は
濾布によってスラリーが不必要に型外へ流出するのが阻
止される。また、その濾紙又は濾布は、成形後の離型を
容易にするという機能も果たす。更に、前記吸引孔を介
してスラリーに作用する吸引力は、従来の遠心成形法を
利用した場合に生じるような大きな遠心力として作用し
ないので、成形過程でスラリー中の物質が従来のように
比重分離されるということがない。従って、各種粒径の
金属粉末が均一に分布した成形体を成形することができ
ない、という従来の問題が回避され、バインダーが成形
体の内側に偏在してその部分に成形後の脱脂時に空隙が
生じ、その部分に焼結時にクラックが発生する、という
従来の問題が回避されるようになる。更に、成形過程に
おいてスラリー中から分散媒が遠心成形による場合ほど
急速には除去されないので、スラリー中に残存する金属
粉末が他の金属粉末相互の間隙へ比較的円滑に変形移動
することができる。従って、従来に比して密な成形体を
成形することができ、成形体の圧密化という点でも従来
より有利となる。更に、前記成形型の形状を適宜形状に
設計することにより、複雑な形状の成形体の製造が可能
となる。
【0007】
【発明の効果】従って、本発明によれば、石膏型を用い
た場合のように型の目詰まりが原因で前記成形が実質的
に行えないという従来の問題を解消しつつ、上述した遠
心成形特有の諸問題をも解消し得る成形方法が提供され
るようになり、もって、本発明の目的が達成されるよう
になる。
【0008】尚、前記成形型として、75〜100mm
2当たりに1個の割合で吸引孔を形成したものを用いる
場合、高密度の成形体を成形することができる。即ち、
75〜100mm2当たりに1個の割合よりも少ない割
合で吸引孔が形成されている場合は、その吸引孔を介し
ての分散媒・バインダーの除去能力が低下すると共に、
分散媒・バインダーの両者間で前記除去能力を比較する
と分散媒の方がバインダーよりも除去され易いので、成
形後における分散媒の除去が不十分となる上、バインダ
ーが特に多く残存する結果、粗な成形体しか成形するこ
とができない。一方、75〜100mm2当たりに1個
の割合よりも多い割合で吸引孔が形成されている場合
は、分散媒及びバインダーが(特に、分散媒が)急速に
除去されるので、スラリー中に残存する金属粉末が他の
金属粉末相互間の間隙へ円滑に変形移動することができ
ない結果、粗な成形体しか成形することができない。こ
れに対し、上述の粗な成形体しか成形することができな
い両条件を回避した条件、即ち、75〜100mm2
たりに1個の割合で吸引孔が形成されている場合は、高
密度の成形体を成形することができるようになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0010】図1には、本発明方法の実施に使用される
装置が示されており、図中、1は、金属粉末焼結用成形
体を泥漿鋳込み法によって成形するための成形型であ
る。
【0011】前記成形型1は、上下一対の分割型1A,
1Bの組み合わせよりなり、それら一対の分割型1A,
1Bが上下組み合わせ状態に一体化されて、内部にスラ
リーSが注入されるべき閉鎖空間が形成されるようにな
っている。
【0012】前記成形型1には、孔径(直径):1〜2
mmの吸引孔1aが、型厚方向を穿設方向として多数穿
設されている。その吸引孔1aの穿設密度は、実質的な
鋳型面積:75〜100mm2当たりに1個の割合で設
定されている。更に、前記成形型1の内面には、前記吸
引孔1aを型内から被覆するように、スラリーの不必要
な流出を防止するための濾紙又は濾布1bが内張りされ
ている。
【0013】前記一対の分割型1A,1Bには、前記閉
鎖空間を吸引するための手段としての真空ポンプ(図
外)へ通じた排気管2が接続された真空チャンバー3
が、前記上下組み合わせ状態における外側に夫々付設さ
れている。
【0014】前記一対の分割型1A,1Bのうちの一方
(本実施例においては、上側の分割型1A)には、前記
閉鎖空間へ金属粉末スラリーSを注入するための鋳込み
口4が設けられると共に、そのスラリー注入時の脱気を
行うための脱気口5が設けられている。
【0015】このように構成された装置を用いて本発明
方法を実施する場合、先ず、金属粉末スラリーSを鋳込
み口4経由で成形型1内の閉鎖空間へ注入する。その金
属粉末スラリーSは、アルコール・アセトン・トルエン
等の分散媒中に金属粉末(平均直径:5〜10μm)を
アクリル樹脂系有機バインダーと共に分散させたもので
ある。その金属粉末スラリーSの組成は、例えば、金属
粉末:100部、分散媒:10〜25部、バインダー:
2〜5部である。その金属粉末スラリーSの注入後、前
記真空ポンプを用いて吸引孔1aを介して成形型1内の
閉鎖空間を吸引する(吸引圧力:300〜760mmH
g)ことにより、前記金属粉末スラリーSから前記分散
媒を除去して金属粉末焼結用成形体を成形する。
【0016】このような本発明方法によって金属粉末焼
結用成形体を成形する場合、成形型1に多数形成された
吸引孔1aが、従来の石膏型中の気孔に比して孔径が十
分に大きいので、従来の石膏型を用いて金属粉末焼結用
成形体を成形する場合のような型の目詰まりが回避され
る。また、成形型1に内張りされた濾紙又は濾布1bに
よって、スラリーが不必要に型外へ流出するのが阻止さ
れると共に、成形後の離型も容易となる。また、吸引孔
1aを介してスラリーSに作用する吸引力は、遠心成形
法を利用した場合に金属粉末の一粒一粒夫々に生じるよ
うな大きな遠心力として作用しないので、成形過程でス
ラリーS中の物質が比重分離されるということがない。
また、スラリーS中から分散媒が遠心成形による場合ほ
ど急速には除去されないので、スラリーS中に残存する
金属粉末が他の金属粉末相互の間隙へ比較的円滑に変形
移動することができ、密な成形体を成形することができ
る。
【0017】更に、成形型1として、75〜100mm
2当たりに1個の割合で吸引孔1aを形成したものを用
いるので、特に高密度の成形体を成形することができ
る。これを実験的に検証した結果を図2に示す。即ち、
図2には、型表面積を吸引孔数で除した数値(mm2
孔)を横軸にとり、成形体密度(g/cm3)を縦軸に
とって、両者の関係を図示したものである。この結果か
ら、75〜100mm2当たりに1個の割合で吸引孔1
aを形成した場合に成形体密度のピークがあることが分
かる。
【0018】更に、本発明方法による場合は、成形型1
の形状を適宜形状に設計することにより、複雑な形状の
成形体の製造が可能となる。
【0019】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施に使用する装置を示す縦断面
【図2】型表面積/吸引孔数と成形体密度との関係を示
すグラフ
【符号の説明】
1 成形型 1a 吸引孔 S 金属粉末スラリー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分散媒中に金属粉末をバインダーと共に
    分散させた金属粉末スラリー(S)を、成形型(1)内
    へ注入した後、その金属粉末スラリー(S)から前記分
    散媒を除去して、前記バインダーによる保形性を持たせ
    た焼結用成形体を成形する金属粉末焼結用成形体の成形
    方法であって、 予め前記成形型(1)に吸引孔(1a)を多数形成して
    おいて、その吸引孔(1a)を型内から被覆するように
    濾紙又は濾布を前記成形型(1)に内張りした後、その
    成形型(1)内へ前記金属粉末スラリー(S)を注入
    し、前記吸引孔(1a)を介して前記成形型(1)内を
    吸引することにより、前記金属粉末スラリー(S)から
    前記分散媒を除去して前記焼結用成形体を成形する金属
    粉末焼結用成形体の成形方法。
  2. 【請求項2】 前記成形型(1)として、75〜100
    mm2当たりに1個の割合で吸引孔(1a)を形成した
    ものを用いる請求項1記載の金属粉末焼結用成形体の成
    形方法。
JP32834092A 1992-12-09 1992-12-09 金属粉末焼結用成形体の成形方法 Pending JPH06172806A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170084397A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Kemet Electronics Corporation Methods to Reduce Case Height for Capacitors

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