JPH0681004A - 粉末冶金方法 - Google Patents
粉末冶金方法Info
- Publication number
- JPH0681004A JPH0681004A JP23579692A JP23579692A JPH0681004A JP H0681004 A JPH0681004 A JP H0681004A JP 23579692 A JP23579692 A JP 23579692A JP 23579692 A JP23579692 A JP 23579692A JP H0681004 A JPH0681004 A JP H0681004A
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- metal powder
- powder
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ガス噴霧法により製造した粉末と水噴霧法に
より製造した粉末とをその割合を調整して、有機バイン
ダーと混合し、成形、脱脂および焼結し、焼結体収縮率
を制御して所定の製品寸法とする。 【効果】 粉末冶金における焼結品の寸法変化を制御可
能とし、金型変更を必要とすることなく、高い生産性と
低コストでの製品製造を可能とする。
より製造した粉末とをその割合を調整して、有機バイン
ダーと混合し、成形、脱脂および焼結し、焼結体収縮率
を制御して所定の製品寸法とする。 【効果】 粉末冶金における焼結品の寸法変化を制御可
能とし、金型変更を必要とすることなく、高い生産性と
低コストでの製品製造を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉末冶金方法に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、機械部
品、電気・電子部品の製造等に有用な、焼結体の寸法制
御の容易な新しい粉末冶金方法に関するものである。
るものである。さらに詳しくは、この発明は、機械部
品、電気・電子部品の製造等に有用な、焼結体の寸法制
御の容易な新しい粉末冶金方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、金属等の粉末を有
機バインダーと混合して射出成形等により成形し、脱脂
処理した後に焼結する粉末冶金方法が知られており、三
次元複雑形状品であっても、高効率で成形、焼結し、そ
の特性も良好な製品を製造することのできる方法として
注目されている。
機バインダーと混合して射出成形等により成形し、脱脂
処理した後に焼結する粉末冶金方法が知られており、三
次元複雑形状品であっても、高効率で成形、焼結し、そ
の特性も良好な製品を製造することのできる方法として
注目されている。
【０００３】そして、この粉末冶金方法については、そ
の工程の諸条件の検討や、有機バインダーシステムの検
討等が精力的に進められてきてもいる。しかしながら、
このような検討にもかかわらず、より高精度な良好な特
性を有する製品を高い生産性で、しかも低コストで製造
するためには、いまだに解決されていない課題が残され
てもいた。
の工程の諸条件の検討や、有機バインダーシステムの検
討等が精力的に進められてきてもいる。しかしながら、
このような検討にもかかわらず、より高精度な良好な特
性を有する製品を高い生産性で、しかも低コストで製造
するためには、いまだに解決されていない課題が残され
てもいた。
【０００４】このような課題の一つが、成形体の焼結時
に生じる収縮による寸法制御が難しいということであっ
た。もちろん、粉末冶金では、焼結時の寸法収縮は避け
られないものであるが、その変化の度合を制御すること
ができるならば、同一の金型の使用によって、すなわ
ち、金型を変更する必要もなく高い生産性で所定の寸法
の製品を低コストで生産することが可能となる。
に生じる収縮による寸法制御が難しいということであっ
た。もちろん、粉末冶金では、焼結時の寸法収縮は避け
られないものであるが、その変化の度合を制御すること
ができるならば、同一の金型の使用によって、すなわ
ち、金型を変更する必要もなく高い生産性で所定の寸法
の製品を低コストで生産することが可能となる。
【０００５】しかしながら、実際には、その制御は容易
ではない。たとえば、水噴霧法によって製造した金属粉
末を原料とする場合には、初期粉末充填率は小さく、焼
結による寸法収縮率は１７％強になる。一方、ガス噴霧
法によって製造した金属粉末の場合には、その形状が比
較的球状を有することから初期充填率は大きく、寸法収
縮率は１２％となる。このように同一種の金属であって
も、その粉末の製造法によって寸法収縮率には大きな差
異があり、この差異を解消することはできなかった。
ではない。たとえば、水噴霧法によって製造した金属粉
末を原料とする場合には、初期粉末充填率は小さく、焼
結による寸法収縮率は１７％強になる。一方、ガス噴霧
法によって製造した金属粉末の場合には、その形状が比
較的球状を有することから初期充填率は大きく、寸法収
縮率は１２％となる。このように同一種の金属であって
も、その粉末の製造法によって寸法収縮率には大きな差
異があり、この差異を解消することはできなかった。
【０００６】しかも、このような金属粉末のいずれのも
のを用いる場合にも、その収縮率の制御は、焼結温度、
焼結時間等の条件を変更したとしてもたかだか＋３％程
度しか可能とならなかった。このため、粉末冶金法の原
料選択の自由度が制約されるばかりか、寸法制御ができ
ないために金型変更が必要となり、生産性の向上、コス
トの低下が難しい状況にあった。
のを用いる場合にも、その収縮率の制御は、焼結温度、
焼結時間等の条件を変更したとしてもたかだか＋３％程
度しか可能とならなかった。このため、粉末冶金法の原
料選択の自由度が制約されるばかりか、寸法制御ができ
ないために金型変更が必要となり、生産性の向上、コス
トの低下が難しい状況にあった。
【０００７】そこで、この発明は、このような製品寸法
の変化による向上の制約を解消し、製品の寸法設定が容
易で、かつ、金型変更の必要性を軽減することのできる
新しい粉末冶金方法を提供することを目的としている。
の変化による向上の制約を解消し、製品の寸法設定が容
易で、かつ、金型変更の必要性を軽減することのできる
新しい粉末冶金方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、ガス噴霧法により製造し
た金属粉末と水噴霧法によって製造した金属粉末とをそ
の割合を調整して、有機バインダーと混合し、成形、脱
脂および焼結し、焼結体収縮率を制御しつつ所定の製品
寸法とすることを特徴とする粉末冶金方法を提供する。
を解決するための手段として、ガス噴霧法により製造し
た金属粉末と水噴霧法によって製造した金属粉末とをそ
の割合を調整して、有機バインダーと混合し、成形、脱
脂および焼結し、焼結体収縮率を制御しつつ所定の製品
寸法とすることを特徴とする粉末冶金方法を提供する。
【０００９】また、この発明は、そのための金属粉末も
提供する。すなわち、この発明の方法は、従来の方法に
おける焼結体の寸法収縮が原料としての金属粉末の種類
に依存する度合が大きいことと、この収縮は、原料粉末
として、ガス噴霧法により製造された金属粉末と、水噴
霧法により製造された金属粉末とを調整された割合で混
合することにより、焼結体の寸法収縮を所要のものに制
御し、所定の寸法の製品を容易に製造することができる
との知見に基づいてなされたものである。
提供する。すなわち、この発明の方法は、従来の方法に
おける焼結体の寸法収縮が原料としての金属粉末の種類
に依存する度合が大きいことと、この収縮は、原料粉末
として、ガス噴霧法により製造された金属粉末と、水噴
霧法により製造された金属粉末とを調整された割合で混
合することにより、焼結体の寸法収縮を所要のものに制
御し、所定の寸法の製品を容易に製造することができる
との知見に基づいてなされたものである。
【００１０】ガス噴霧法および水噴霧法とともに、金属
の溶浸噴霧法として粉末製造の手段としてはよく知られ
たものである。噴霧媒体がガスまたは水という相違のあ
るものである。そして一般的に、ガス噴霧法による粉末
の形状は球状を有し、水噴霧法によるものは非球状の異
形状を示すことや、成形体の焼結品の密度としては両者
大差はないが、引張強度および伸び、ボア形状等につい
ては水噴霧粉末が若干優れており、コスト的にも水噴霧
粉末が有利であることが知られてもいる。だが、この水
噴霧法によって製造した粉末の焼結品については、焼結
時の寸法変化は極めて大きい。
の溶浸噴霧法として粉末製造の手段としてはよく知られ
たものである。噴霧媒体がガスまたは水という相違のあ
るものである。そして一般的に、ガス噴霧法による粉末
の形状は球状を有し、水噴霧法によるものは非球状の異
形状を示すことや、成形体の焼結品の密度としては両者
大差はないが、引張強度および伸び、ボア形状等につい
ては水噴霧粉末が若干優れており、コスト的にも水噴霧
粉末が有利であることが知られてもいる。だが、この水
噴霧法によって製造した粉末の焼結品については、焼結
時の寸法変化は極めて大きい。
【００１１】このため、この発明においては、このガス
噴霧法、水噴霧法によって製造した粉末の各々の特徴を
も考慮して、かつ、焼結時の寸法変化について自由度の
大きい制御を可能とする。もちろん、金属の種類そのも
のについては特に限定はない。鉄、ニッケル、コバルト
等の各種の金属、またはこれらの金属の２種以上の合
金、たとえばステンレス鋼、工具鋼等の適宜なものを使
用することができる。
噴霧法、水噴霧法によって製造した粉末の各々の特徴を
も考慮して、かつ、焼結時の寸法変化について自由度の
大きい制御を可能とする。もちろん、金属の種類そのも
のについては特に限定はない。鉄、ニッケル、コバルト
等の各種の金属、またはこれらの金属の２種以上の合
金、たとえばステンレス鋼、工具鋼等の適宜なものを使
用することができる。
【００１２】これら金属の粉末は、この発明において
は、ガス噴霧法によって製造したものと、水噴霧法によ
って製造したものとの適宜な割合に調整したものとして
使用する。この場合、その割合は各々１〜９９重量％、
より好ましくは、重量比で１０／９０〜９０／１０の範
囲とする。そして、粉末の粒径は、ガス噴霧法によるも
のが平均粒径１０〜５０μｍ、水噴霧法によるものが平
均粒径５〜３５μｍとする。
は、ガス噴霧法によって製造したものと、水噴霧法によ
って製造したものとの適宜な割合に調整したものとして
使用する。この場合、その割合は各々１〜９９重量％、
より好ましくは、重量比で１０／９０〜９０／１０の範
囲とする。そして、粉末の粒径は、ガス噴霧法によるも
のが平均粒径１０〜５０μｍ、水噴霧法によるものが平
均粒径５〜３５μｍとする。
【００１３】このような範囲の粉末を使用することによ
り、たとえば、焼結体の寸法収縮率は、１０〜２０％の
範囲でほぼ連続的に制御することが可能となる。このた
め、金型変更の必要なく、原料粉の製造法による制約を
軽減して、高い生産性で、低コストの製品製造が可能と
なる。なお、この発明に用いられる有機バインダーとし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリスチレン、ポリメタクリレート等
の熱可塑性樹脂、蜜ロウ、パラフィンワックス、オレフ
ィンワックス、木ロウ等のワックス類、鉱油、植物油等
の油類等がある。通常熱可塑性樹脂とワックス類とは併
用され、脱脂工程ではワックス類のみが除去され、熱可
塑性樹脂は焼結時に熱分解によって除去される。
り、たとえば、焼結体の寸法収縮率は、１０〜２０％の
範囲でほぼ連続的に制御することが可能となる。このた
め、金型変更の必要なく、原料粉の製造法による制約を
軽減して、高い生産性で、低コストの製品製造が可能と
なる。なお、この発明に用いられる有機バインダーとし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、ポリスチレン、ポリメタクリレート等
の熱可塑性樹脂、蜜ロウ、パラフィンワックス、オレフ
ィンワックス、木ロウ等のワックス類、鉱油、植物油等
の油類等がある。通常熱可塑性樹脂とワックス類とは併
用され、脱脂工程ではワックス類のみが除去され、熱可
塑性樹脂は焼結時に熱分解によって除去される。
【００１４】そしてこれらの有機バインダーを溶解する
ために溶剤が用いられる。熱可塑性樹脂とワックス類と
を併用する場合には、熱可塑性樹脂を溶解せずワックス
類のみを溶解するような溶剤を用いる。これらの溶剤と
しては、ｎ−ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、アセトン
等がある。
ために溶剤が用いられる。熱可塑性樹脂とワックス類と
を併用する場合には、熱可塑性樹脂を溶解せずワックス
類のみを溶解するような溶剤を用いる。これらの溶剤と
しては、ｎ−ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、アセトン
等がある。
【００１５】金属粉末と有機バインダーとは、通常、そ
の容量比で２：８〜８：２程度の割合において混合し、
これらの混合物を、たとえば射出成形、鋳込成形等によ
って所望の形状の成形体に成形する。この成形体は、こ
の発明の方法においては、成形体に含まれているバイン
ダーの軟化点近傍、あるいはそれ以下の温度において脱
脂処理することになる。通常、真空、あるいは不活性ガ
ス雰囲気、さらには大気圧下において処理される。
の容量比で２：８〜８：２程度の割合において混合し、
これらの混合物を、たとえば射出成形、鋳込成形等によ
って所望の形状の成形体に成形する。この成形体は、こ
の発明の方法においては、成形体に含まれているバイン
ダーの軟化点近傍、あるいはそれ以下の温度において脱
脂処理することになる。通常、真空、あるいは不活性ガ
ス雰囲気、さらには大気圧下において処理される。
【００１６】脱脂された成形体は、次いで常法に従っ
て、真空下、不活性ガス雰囲気下、あるいは大気中にお
いて焼結する。この焼結において、この発明の方法で
は、その寸法変化を所定の範囲となるように制御するこ
とができるのである。以下、実施例を示し、さらに詳し
くこの発明の粉末冶金方法について説明する。
て、真空下、不活性ガス雰囲気下、あるいは大気中にお
いて焼結する。この焼結において、この発明の方法で
は、その寸法変化を所定の範囲となるように制御するこ
とができるのである。以下、実施例を示し、さらに詳し
くこの発明の粉末冶金方法について説明する。
【００１７】
【実施例】ＳＵＳ３１６Ｌ（低炭素ステンレス鋼）をガ
ス噴霧または水噴霧によりアトマイズして次の４種の平
均粒径の粉末とした。 ＫＳ：９．１μｍ（水噴霧） ＫＬ：２４．２μｍ（水噴霧） ＧＳ：１５．５μｍ（ガス噴霧） ＧＬ：３５．５μｍ（ガス噴霧） この粉末を表１に示した通りの配合割合で混合し、有機
バインダーと混練した。有機バインダーの配合は８重量
％とした。
ス噴霧または水噴霧によりアトマイズして次の４種の平
均粒径の粉末とした。 ＫＳ：９．１μｍ（水噴霧） ＫＬ：２４．２μｍ（水噴霧） ＧＳ：１５．５μｍ（ガス噴霧） ＧＬ：３５．５μｍ（ガス噴霧） この粉末を表１に示した通りの配合割合で混合し、有機
バインダーと混練した。有機バインダーの配合は８重量
％とした。
【００１８】ポリプロピレンを主成分とし、ワックスや
可塑剤を配合したものをこの有機バインダーとして用
い、混練物の粘度が１０-2〜１０-5Ｐｏｉｓｅとなるよ
うに各粉末を混合した。１００℃の温度から０．１℃／
ｍｉｎの昇温速度で、約３２０℃まで３７時間かけて加
熱し、かつ、２時間、この温度に保持して脱脂した。
可塑剤を配合したものをこの有機バインダーとして用
い、混練物の粘度が１０-2〜１０-5Ｐｏｉｓｅとなるよ
うに各粉末を混合した。１００℃の温度から０．１℃／
ｍｉｎの昇温速度で、約３２０℃まで３７時間かけて加
熱し、かつ、２時間、この温度に保持して脱脂した。
【００１９】次いで焼結した。焼結温度は１３５０℃と
した。得られた焼結品の収縮率をも表１に示した。この
表１から明らかなように、実施例１〜１２のこの発明の
金属粉末混合物を使用する場合には、約１０〜２０％の
寸法収縮率の範囲で、その配合量の変更によって連続的
に製品寸法を制御できることがわかる。
した。得られた焼結品の収縮率をも表１に示した。この
表１から明らかなように、実施例１〜１２のこの発明の
金属粉末混合物を使用する場合には、約１０〜２０％の
寸法収縮率の範囲で、その配合量の変更によって連続的
に製品寸法を制御できることがわかる。
【００２０】一方、ガス噴霧、水噴霧の粉末単独の場合
には、その収縮率の制御はできなかった。
には、その収縮率の制御はできなかった。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】この発明によって、以上詳しく説明した
通り、粉末冶金方法における焼結品の寸法変化を制御
し、金型変更を必要とすることなく、高い生産性、低コ
ストでの製品製造を可能とする。
通り、粉末冶金方法における焼結品の寸法変化を制御
し、金型変更を必要とすることなく、高い生産性、低コ
ストでの製品製造を可能とする。
Claims (5)
- 【請求項１】 ガス噴霧法により製造した金属粉末と水
噴霧法により製造した金属粉末とをその割合を調整し
て、有機バインダーと混合し、成形、脱脂および焼結
し、焼結体収縮率を制御しつつ所定の製品寸法とするこ
とを特徴とする粉末冶金方法。 - 【請求項２】 平均粒径１０〜５０μｍのガス噴霧法に
より製造した金属粉末と、平均粒径５〜３５μｍの水噴
霧法により製造した金属粉末とを混合する請求項１の粉
末冶金方法。 - 【請求項３】 ガス噴霧法により製造した金属粉末と水
噴霧法により製造した金属粉末とを、重量比で１０／９
０〜９０／１０の割合で混合する請求項１または２の粉
末冶金方法。 - 【請求項４】 焼結体の寸法収縮率を１０〜２０％の範
囲で制御する請求項１、２または３の粉末冶金方法。 - 【請求項５】 ガス噴霧法により製造した金属粉末と水
噴霧法により製造した金属粉末との配合からなることを
特徴とする粉末冶金用金属粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23579692A JPH0681004A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 粉末冶金方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23579692A JPH0681004A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 粉末冶金方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681004A true JPH0681004A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16991391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23579692A Pending JPH0681004A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 粉末冶金方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681004A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007318150A (ja) * | 2007-05-31 | 2007-12-06 | Hitachi Metals Ltd | 希土類永久磁石の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP23579692A patent/JPH0681004A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007318150A (ja) * | 2007-05-31 | 2007-12-06 | Hitachi Metals Ltd | 希土類永久磁石の製造方法 |
| JP4613186B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2011-01-12 | 日立金属株式会社 | 希土類永久磁石の製造方法 |
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