JPH0672773A - 粉末焼結品の製造方法 - Google Patents

粉末焼結品の製造方法

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JPH0672773A
JPH0672773A JP4248697A JP24869792A JPH0672773A JP H0672773 A JPH0672773 A JP H0672773A JP 4248697 A JP4248697 A JP 4248697A JP 24869792 A JP24869792 A JP 24869792A JP H0672773 A JPH0672773 A JP H0672773A
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勲 不破
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一度の成形では不可能あるいは困難な金属あ
るいはセラミックスの複雑な三次元形状部品で、しかも
異なる材質の2層からなる焼結体を得る。 【構成】 内層となる材質3,4が外層となる材質1,
2よりも焼結温度が高い2層の異なる材質からなる部品
を、外層となる部分1,2と内層となる部分3,4を同
じ金型を用いて成形し、その際の成形助剤配合比を調整
して内層材3,4の収縮が大きくなるようにし、内層部
品3,4を組立て、焼結後、前記焼結品5と外層成形部
品1,2を組立て、その組立部品を再焼結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末と成形助剤の混合
品より成形体を製作し、脱脂という工程で成形助剤を除
去し、焼結をする工程により焼結部品を製造する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】金属あるいはセラミックスの焼結部品
は、粉末射出成形技術の実用化により急速に発展を遂げ
てきた。この技術は、一般にバインダーと呼ばれる主成
分が熱可塑性樹脂やワックスからなる有機高分子材を、
金属あるいはセラミックスの粉末に混練させた材料を射
出成形機で成形し、脱脂、焼結することにより、難加工
かつ複雑な三次元形状部品でも、高精度でしかも大量に
製造できるという特徴を持っている。また、この方法に
よれば、微細粉末を使用するため、一般の直圧プレス法
で得られる焼結部品よりも焼結密度が高く、機械的性質
の優れた部品が得られる。しかし、この方法によっても
一度の成形で不可能な形状、あるいは一度の成形では非
常に複雑な金型構造を必要とする部品がある。
【0003】このため、所望形状の分割体を成形した
後、この分割体を組立てて焼結することにより所望形状
の部品を得るという方法が考えられている(特開昭60
−204675号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この製造方法によれ
ば、一度の成形では不可能あるいは困難な金属あるいは
セラミックスの複雑な三次元形状部品を製造することが
できるが、前記の複雑な三次元形状部品で異なる材質の
2層からなる焼結体の製造はできなかった。
【0005】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、一度の成形
では不可能あるいは困難な金属あるいはセラミックスの
複雑な三次元形状部品で、しかも異なる材質の2層から
なる粉末焼結品の製造方法、及び異なる材質のリブによ
り仕切りを設けた粉末焼結品の製造方法を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、 (1)焼結可能な粉末と成形助剤の混合品より所望形状
の分割体を成形し、組立てた後、焼結することにより所
望形状の部品を得る焼結品の製造方法において、内層と
なる材質が外層となる材質よりも焼結温度が高い2層の
異なる材質からなる部品を、外層となる部分と内層とな
る部分を同じ金型を用いて成形し、その際の成形助剤配
合比を調整して内層材の収縮が大きくなるようにし、内
層部品を組立て、焼結後、前記焼結品と外層成形部品を
組立て、その組立部品を再焼結することにより所望の異
なる材質の2層からなる焼結部品を得ることを特徴とす
る。
【0007】(2)焼結可能な粉末と成形助剤の混合品
より所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結する
ことにより所望形状の部品を得る焼結品の製造方法にお
いて、内層となる材質が外層となる材質よりも焼結温度
が高い2層の異なる材質からなる部品を、外層となる部
分と内層となる部分を異なる金型を用いて成形し、内層
部品を組立て、焼結後、前記焼結品と外層成形品を組立
て、その組立部品を再焼結することにより所望の異なる
材質の2層からなる焼結部品を得ることを特徴とする。
【0008】(3)焼結可能な粉末と成形助剤の混合品
より所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結する
ことにより所望形状の部品を得る焼結品の製造方法にお
いて、内層となる材質の融点が外層となる材質の焼結温
度よりも高い2層の異なる材質からなる部品で、内層と
なる部分は既焼結品あるいは溶製材よりなる部品とし、
外層となる部分を金型を用いて成形し、内層部品と外層
成形品を組立て、その組立部品を焼結することにより所
望の異なる材質の2層からなる焼結部品を得ることを特
徴とする。
【0009】(4)焼結可能な粉末と成形助剤の混合品
より所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結する
ことにより所望形状の部品を得る焼結品の製造方法にお
いて、組立て時に異なる材質のリブを同時に埋込んで焼
結し、内部に仕切りを設けた部品を得ることを特徴とす
る。
【0010】(5)焼結可能な粉末と成形助剤の混合品
より所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結する
ことにより所望形状の部品を得る焼結品の製造方法にお
いて、組立て時に異なる材質でかつメッシュ又は孔等の
フィルター機能を有するリブを同時に埋込んで焼結し、
内部に仕切りを設けた部品を得ることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明では、外層となる部分と内層となる部分
を同じ金型を用いて異なる材質で成形し、その際の成形
助剤配合比を調整して内層材の収縮が大きくなるように
する。そして、内層部品を組立てて焼結し、この焼結品
と外層成形部品を組立て、その組立部品を再焼結するこ
とにより、内層と外層が異なる材質の焼結品を得ること
ができる。
【0012】又、外層となる部分と内層となる部分を異
なる金型を用い、異なる材質で成形し、内層部品と外層
成形品を組立て、その組立部品を焼結することにより内
層と外層が異なる材質の焼結品を得ることが可能とな
る。
【0013】更に、外層部分に成形品を用い、内層部分
は外層と異なる材質の非成形品を用いて、両者を組み立
ててから焼結することにより、内層と外層が異なる材質
の焼結品を得ることが可能となる。
【0014】更に又、焼結可能な粉末又は粉末と成形助
剤の混合品を成形し、両者を組み合わせる際に、異なる
材質のリブを埋め込み、焼結して内部に仕切りを設けた
焼結品を得ることができる。
【0015】上記リブとして、例えばメッシュ又は孔等
のフィルター機能を有するものを埋込み、焼結すること
により内部に仕切りを設けた焼結品を得ることができ
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。具体例と
して、図1に示すようなL字型の管の形状をした粉末焼
結品を製造する方法を述べる。この形状をした部品を射
出成形にて製造しようとすると、金型構造が非常に複雑
となる。また、金属あるいはセラミックス粉末と熱可塑
性樹脂の混合物を材料とするため、一般的なプラスチッ
クほど流動性は良くなく、複雑な金型構造をした部品の
成形が不可能となることもある。そのため、所望形状の
分割体を複数個成形し、組立てた後に焼結することでそ
の部品を得ることができるが、本発明は異なる材質の2
層からなる部品を得るものである。
【0017】(実施例1)この実施例では、内層となる
部分の材料を平均粒径約0.8μmのアルミナ、外層と
なる部分の材料を平均粒径約10μmのSUS316L
とした。バインダーとの配合比を体積比で、内層となる
方を100:115(収縮率約22.5%)、外層とな
る方を100:78(収縮率約17.5%)にして混練
し、図2に示すような外層側の分割体1,2と、内層側
の分割体3,4を射出成形機にて成形する。そして、こ
れらの分割体のうち分割体1と3、及び分割体2と4は
それぞれ同一金型で成形する。なお、前記バインダーは
同一のものを使用したが、配合比の少ない外層側のバイ
ンダーは流動性の高いものを使用しても構わない。
【0018】前記の各分割体1,2,3,4を500
℃、24Hrで脱脂する。そして、まず内層側の分割体
3,4を、図3に示すように組立てた後、1600℃、
2Hrの焼結を行う。続いて、図4に示すように、組立
てた内層焼結品5の外側に外層側分割体1,2を組立
て、1350℃、1Hrの焼結を行うことで、図1のよ
うな粉末焼結品を得る。
【0019】(実施例2)この実施例では、内層となる
部分の材料を平均粒径約0.8μmのアルミナ、外層と
なる部分の材料を平均粒径約10μmのSUS316L
とした。バインダーとの配合比を重量比で100:11
にして混練し、図5に示すような外層側の分割体6,7
と、内層側の分割体8,9を射出成形機にて成形する。
そして、これらの分割体6,7,8,9は全て異なる金
型で成形する。なお、前記バインダーは同一のものを使
用したが、それぞれの粉末材料に適合したものを使用し
ても構わない。
【0020】前記の各分割体6,7,8,9を500
℃、24Hrで脱脂する。そして、まず内層側の分割体
8,9を、図6に示すように組立てた後、1600℃、
2Hrの焼結を行う。続いて、図7に示すように、組立
てた内層焼結品10の外側に外層側分割体6,7を組立
て、1350℃、1Hrの焼結を行うことで、図1のよ
うな粉末焼結品を得る。
【0021】(実施例3)この実施例では、外層となる
部分の材料を平均粒径約10μmのSUS316Lと
し、バインダーとの配合比を重量比で100:11にし
て混練し、図8に示すような外層側の分割体11,12
を射出成形機にて成形する。また、内層となる部品13
は、アルミナ製の既焼結品あるいは他工法での加工品と
する。前記の外層側の分割体11,12を500℃、2
4Hrで脱脂した後、内層部品13に対し、図9に示す
ように組立てた後、1350℃、1Hrの焼結を行うこ
とで、図1のような粉末焼結品を得る。
【0022】(実施例4)この実施例では、組立焼結品
の製造に際し異なる材質のリブにより内部に仕切りが設
けられた部品を得るものである。
【0023】まず、平均粒径約10μmのSUS316
Lの粉末をアクリル系樹脂とワックスの混合物に対して
重量比で100:11の割合で混練したものを材料と
し、図10に示す分割体14,15を射出成形機にて成
形する。この成形した分割体14,15を、図11に示
すように多孔質アルミナから成るリブ16を埋込みなが
ら組立て、約24Hrで500℃まで加熱して脱脂し、
1350℃、約1Hrの焼結を行う。あるいは、成形し
た分割体14,15を脱脂後、図11に示すように多孔
質アルミナから成るリブ16を埋込みながら組立て、1
350℃、約1Hrの焼結を行っても良い。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、一度の成形
では不可能あるいは困難な金属あるいはセラミックスの
複雑な三次元形状部品で、しかも異なる材質の2層から
なる焼結品を得ることができる。又、この方法によれ
ば、一度の成形では不可能あるいは困難な金属あるいは
セラミックスの複雑な三次元形状部品で、しかも異なる
材質のリブにより仕切りが設けられた焼結品を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法により得られた粉末焼結品の外観を
示す図である。
【図2】その分割体を示す図である。
【図3】内層の分割体を組立てた状態を示す図である。
【図4】内層焼結品に外層の分割体を組立てた状態を示
す図である。
【図5】粉末焼結品の分割体を示す図である。
【図6】内層の分割体を組立てた状態を示す図である。
【図7】内層焼結品に外層の分割体を組立てた状態を示
す図である。
【図8】粉末焼結品の分割体を示す図である。
【図9】内層部品に外層の分割体を組立てた状態を示す
図である。
【図10】粉末焼結品の分割体及びリブを示す図であ
る。
【図11】分割体とリブを組立てた状態を示す図であ
る。
【符号の説明】
1,2,6,7,11,12外層分割体 3,4,8,9内層分割体 5,10内層焼結品 13 内層部品 14,15分割体 16 リブ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結可能な粉末と成形助剤の混合品より
    所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結すること
    により所望形状の部品を得る焼結品の製造方法におい
    て、内層となる材質が外層となる材質よりも焼結温度が
    高い2層の異なる材質からなる部品を、外層となる部分
    と内層となる部分を同じ金型を用いて成形し、その際の
    成形助剤配合比を調整して内層材の収縮が大きくなるよ
    うにし、内層部品を組立て、焼結後、前記焼結品と外層
    成形部品を組立て、その組立部品を再焼結することによ
    り所望の異なる材質の2層からなる焼結部品を得ること
    を特徴とした粉末焼結品の製造方法。
  2. 【請求項2】 焼結可能な粉末と成形助剤の混合品より
    所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結すること
    により所望形状の部品を得る焼結品の製造方法におい
    て、内層となる材質が外層となる材質よりも焼結温度が
    高い2層の異なる材質からなる部品を、外層となる部分
    と内層となる部分を異なる金型を用いて成形し、内層部
    品を組立て、焼結後、前記焼結品と外層成形品を組立
    て、その組立部品を再焼結することにより所望の異なる
    材質の2層からなる焼結部品を得ることを特徴とした粉
    末焼結品の製造方法。
  3. 【請求項3】 焼結可能な粉末と成形助剤の混合品より
    所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結すること
    により所望形状の部品を得る焼結品の製造方法におい
    て、内層となる材質の融点が外層となる材質の焼結温度
    よりも高い2層の異なる材質からなる部品で、内層とな
    る部品は既焼結品あるいは溶製材よりなる部品とし、外
    層となる部分を金型を用いて成形し、内層部品と外層成
    形品を組立て、その組立部品を焼結することにより所望
    の異なる材質の2層からなる焼結部品を得ることを特徴
    とした粉末焼結品の製造方法。
  4. 【請求項4】 焼結可能な粉末と成形助剤の混合品より
    所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結すること
    により所望形状の部品を得る焼結品の製造方法におい
    て、組立て時に異なる材質のリブを同時に埋込んで焼結
    し、内部に仕切りを設けた部品を得ることを特徴とした
    粉末焼結品の製造方法。
  5. 【請求項5】 焼結可能な粉末と成形助剤の混合品より
    所望形状の分割体を成形し、組立てた後、焼結すること
    により所望形状の部品を得る焼結品の製造方法におい
    て、組立て時に異なる材質でかつメッシュ又は孔等のフ
    ィルター機能を有するリブを同時に埋込んで焼結し、内
    部に仕切りを設けた部品を得ることを特徴とした粉末焼
    結品の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3723391A1 (de) * 1986-09-29 1988-03-31 Mitsubishi Electric Corp Drucker
DE3825752A1 (de) * 1987-08-08 1989-02-16 Mitsubishi Electric Corp Drucker, insbesondere thermodrucker
GB2394724A (en) * 2001-06-07 2004-05-05 Alliance S A Making multi-component objects using metal injection moulding

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