JPH06290850A - 金属粉末焼結製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属粉末焼結製品の製造方法において、気密
用電気コネクター等の製造工程を簡略化し、製品の製造
コストを低減すると共に、品質の安定を図る。 【構成】 気密用電気コネクター等の金属部品とセラミ
ックスの組み立て製品を構成している金属製外筒を、粉
末冶金方法によって作製する。金属粉末外筒の中に絶縁
用セラミックスを静置したまま、焼結することによっ
て、絶縁用セラミックスと金属製外筒の一体形状品を得
る。絶縁用セラミックスは、焼結時の寸法精度のままで
使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスと金属部
品を一体化する機械部品の製造方法、特に、セラミック
ス絶縁の気密用電気コネクターの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスと金属部品を一体化する機
械部品の製造方法について、従来の気密用電気コネクタ
ーを例を挙げて図面と共に説明する。図１は従来の気密
用電気コネクターの一例の断面図である。金属製のピン
１、絶縁用のセラミックス２、金属製外筒３が嵌合等に
より組み立てられている。嵌合部の気密を安定して確保
するために精度よく加工した各部品を組み立て、また僅
かな間隙をろう付け等によって封じている。

【０００３】金属製外筒は、ステンレスや封着用合金と
して利用されるコバールを材料とし、機械加工を施し
て、ネジ部やロッキング用フック等を有する複雑な形状
を得ている。セラミックスには研削加工を施して、金属
製外筒や金属製のピン同様に、整合性に優れた高精度の
部品としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の気
密用コネクターは、金属製ピンや金属製外筒等を機械加
工により、精度を整えて嵌合等により組み立てている。
しかし、金属製外筒にはネジ部、ロッキング用フック等
の複雑な形状を機械加工により作出するには、手間や時
間がかかり、精度の向上にも限界がある。セラミックス
は、その特性から破損しやすいものや硬く加工しにくい
ものなどがあり、研削加工は容易でない。

【０００５】一方、近年は金属粉末焼結法により、機械
加工に頼らずに金属製外筒をニアネットシェイプで製作
することも可能となっている。金属粉末から成形体を得
る方法には粉末プレス法、押し出し成形法、射出成形法
等がある。得られた粉末成形体を所定の温度で、焼結
し、緻密化すると焼結体が完成する。

【０００６】金属粉末冶金法による工程は、複雑形状品
の量産に適していることが知られている。しかしなが
ら、焼結時に数％〜２０％程度の寸法収縮を伴うため、
製品の寸法精度は０．１〜０．５％が上限とされてお
り、気密用電気コネクター等に要求されるような高精度
の部品を得ることができない。

【０００７】そこで高精度を要求される嵌合部等につい
ては、機械加工で対応している。高精度とするため、部
品の作製を煩雑で時間のかかる機械加工に頼らざるを得
ず、気密用電気コネクターに限らず、金属部品とセラミ
ックスが一体化した製品類や、機械部品が共通した問題
を抱えている。

【０００８】本発明は、金属粉末焼結製品の製造方法に
おいて、気密用電気コネクター等の製造工程を簡略化
し、製品の製造コストを低減すると共に、品質の安定を
図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、気密用電気コネクター等の金属部品
とセラミックスの組み立て製品を構成している金属製外
筒を、粉末冶金方法によって作製する。金属製外筒つま
り、金属粉末成形体の中に絶縁用セラミックスを静置し
たまま、焼結することによって、絶縁用セラミックスと
金属製外筒の一体形状品を得る。

【００１０】本発明の金属粉末焼結製品の製造方法につ
いて、図面に基づいて説明する。図２は本発明の金属粉
末焼結製品の製造方法の説明図であり、焼結前の製品断
面を示している。

【００１１】図２のように、治具６を介して、絶縁用の
セラミックス５を焼結用の棚板７の上に設置し、これに
予め焼結収縮を見込んで金属製外筒に作製した金属粉末
成形体４をかぶせて焼結炉に入れる。所定の温度で焼結
すると、金属製外筒は焼結と共に収縮していく。金属製
外筒は、金属製外筒の中に置かれたセラミックスの外寸
法に合致して絶縁用セラミックスと固着し、焼結が完了
すると、金属粉末焼結体８とセラミックス５が図３に示
すような状態で一体化する。

【００１２】粉末冶金法は焼結時の寸法収縮が大きく、
高精度を安定して得ることは困難であったが、本発明の
金属粉末焼結製品の製造方法では、金属粉末成形体が、
内部のセラミックスの外寸法に合致するように収縮し、
焼結により金属製外筒とセラミックスが一体化出来るた
め、粉末冶金法で金属製外筒を作製することが出来る。
セラミックスも焼結処理を施したままの寸法精度で使用
することができるため、研削加工が要らない。

【００１３】金属製外筒の中にセラミックスを静置して
焼結する際、金属製外筒の収縮後の寸法が絶縁用のセラ
ミックスの外寸法より小さいときは、金属製外筒の破損
が心配されるが、直径に対して５％程度までの締め代で
あれば、破損は起こらず、絶縁用セラミックスと固着す
ることが出来る。逆に、金属製外筒の収縮後の寸法がセ
ラミックス外寸法よりも大きい場合は、間隙が出来てし
まうため、本発明の目的にかなわず、好ましくない。

【００１４】金属製外筒の粉末成形体は、粉末プレス
法、押し出し法、射出成形法等、何れの成形法によって
作製してもよい。成形のために多量のバインダーを含む
場合は、焼結工程の前に、脱脂あるいは脱ろう工程が必
要となる。本発明の金属粉末焼結製品の作製方法では、
図２に示す成形体を設置した焼結前の状態で、脱脂ある
いは脱ろう工程を行い、そのまま、焼結を行ってもよ
い。

【００１５】金属製外筒は、通常、コバール等の封着合
金あるいはステンレス鋼などが使用されている。粉末冶
金的手法で作製できるものであれば、本発明の適用が可
能であり、例えばタングステン合金、超硬合金や、銅、
銀のような材料でもよい。

【００１６】絶縁用のセラミックスに用いる材料は、金
属製外筒の焼結温度においても安定したものを選定する
必要があるが、アルミナ、磁器の他、ジルコニア、窒化
珪素、炭化珪素等のファインセラミックス、石英ガラス
等を利用することが可能である。金属製外筒の焼結温度
が、低い場合は、ガラス材料等を利用することも可能で
ある。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明の金属粉末焼結製
品の作製方法によれば、金属粉末成形体の焼結収縮を巧
みに利用し、金属製外筒と絶縁用セラミックスを一体化
することが出来るため、金属製外筒の機械加工が不要と
なる。絶縁用セラミックスについても嵌合精度を考慮す
る必要がないため、外寸法は焼結したままの精度で構わ
ない。セラミックスも焼結体のまま、絶縁用セラミック
スとして利用できるため研削加工が不要となる。金属製
外筒の機械加工およびセラミックスの研削加工が不要で
あるため、気密用電気コネクター等の製造工程を大幅に
短縮し、簡略化できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の気密用電気コネクターの一例の断面図で
ある。

【図２】本発明の金属粉末焼結製品の製造方法の説明図
である。

【図３】本発明の金属粉末焼結製品の製造方法の説明図
である。

【符号の説明】

１ ピン ２ セラミックス ３ 金属製外筒 ４ 金属粉末成形体 ５ セラミックス ６ 治具 ７ 棚板 ８ 金属粉末焼結体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製外筒と該金属製外筒の内部に担持
   されるセラミックス部材で構成される金属・セラミック
   ス結合部品の製造において、焼結処理により前記金属製
   外筒を形成する金属粉末成形筒体の内部に該金属粉末成
   形体の焼結後の内寸法より大きい外寸法のセラミックス
   部材を配し、焼結することを特徴とする金属粉末焼結部
   品の製造方法。