JPH07179960A - チタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法 - Google Patents
チタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法Info
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- JPH07179960A JPH07179960A JP5327393A JP32739393A JPH07179960A JP H07179960 A JPH07179960 A JP H07179960A JP 5327393 A JP5327393 A JP 5327393A JP 32739393 A JP32739393 A JP 32739393A JP H07179960 A JPH07179960 A JP H07179960A
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- sintering
- compact
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高寸法精度のチタンあるいはチタン合金焼結体
の製造方法を提供する。 【構成】チタンあるいはチタン合金粉末を結合剤と混合
し、その混合物を成形し、得られた成形体中の結合剤を
除去した後、焼結してなる焼結体の製造方法において、
前記結合剤除去工程および焼結工程を気孔率が５％以上
５０％以下のＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯのい
ずれか一種以上からなる敷板上に前記成形体をのせて行
なう。
の製造方法を提供する。 【構成】チタンあるいはチタン合金粉末を結合剤と混合
し、その混合物を成形し、得られた成形体中の結合剤を
除去した後、焼結してなる焼結体の製造方法において、
前記結合剤除去工程および焼結工程を気孔率が５％以上
５０％以下のＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯのい
ずれか一種以上からなる敷板上に前記成形体をのせて行
なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、純チタンあるいはチタ
ン合金粉末と結合剤を混合、成形した成形体より、結合
剤を除去した後焼結するチタンあるいはチタン合金焼結
体の製造方法に関する。
ン合金粉末と結合剤を混合、成形した成形体より、結合
剤を除去した後焼結するチタンあるいはチタン合金焼結
体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】軽量かつ耐食性に優れるチタンあるいは
チタン合金焼結体の製造法として、ニヤネットシェイプ
可能な粉末冶金法に関する研究が近年盛んに行なわれて
いる。その中でも、高密度かつ複雑形状部品が製造可能
な金属粉末射出成形法によるチタンあるいはチタン合金
焼結体の製造は特に注目を浴びている。
チタン合金焼結体の製造法として、ニヤネットシェイプ
可能な粉末冶金法に関する研究が近年盛んに行なわれて
いる。その中でも、高密度かつ複雑形状部品が製造可能
な金属粉末射出成形法によるチタンあるいはチタン合金
焼結体の製造は特に注目を浴びている。
【０００３】金属粉末射出成形法によるチタンあるいは
チタン合金焼結体の製造において重要な点は、不純物元
素である炭素、酸素、窒素量をできるだけ低く抑えて機
械的特性を劣化させないことと、脱脂、焼結工程での変
形を極力小さくし優れた寸法精度を達成することにあ
る。
チタン合金焼結体の製造において重要な点は、不純物元
素である炭素、酸素、窒素量をできるだけ低く抑えて機
械的特性を劣化させないことと、脱脂、焼結工程での変
形を極力小さくし優れた寸法精度を達成することにあ
る。
【０００４】一般に、金属粉末射出成形法において焼結
体の高寸法精度を達成するには、脱脂時の変形抑制はも
ちろんとし、焼結工程での変形をできるだけ小さくする
ことが重要である。この焼結工程での変形の要因は、焼
結時の自重変形および焼結体とこれをのせている敷板と
の摩擦や反応であり、密度が鉄やステンレス鋼の約６割
程度でかつ非常に活性なチタンにおいては、自重変形や
摩擦の影響は小さく、敷板との反応による影響が特に大
きい。そのため、金属粉末射出成形法によるチタンある
いはチタン合金焼結体の製造に際し、焼結工程において
チタンやチタン合金と全く反応しない敷板を用いること
が重要である。
体の高寸法精度を達成するには、脱脂時の変形抑制はも
ちろんとし、焼結工程での変形をできるだけ小さくする
ことが重要である。この焼結工程での変形の要因は、焼
結時の自重変形および焼結体とこれをのせている敷板と
の摩擦や反応であり、密度が鉄やステンレス鋼の約６割
程度でかつ非常に活性なチタンにおいては、自重変形や
摩擦の影響は小さく、敷板との反応による影響が特に大
きい。そのため、金属粉末射出成形法によるチタンある
いはチタン合金焼結体の製造に際し、焼結工程において
チタンやチタン合金と全く反応しない敷板を用いること
が重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属粉末射
出成形法によりチタンあるいはチタン合金焼結体の製造
において、焼結工程での焼結体と敷板との反応を極力小
さくし、また脱脂（結合剤除去）および焼結工程での変
形を極力小さくして高寸法精度の焼結体を得ることがで
きるチタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法を提供
することを目的とする。
出成形法によりチタンあるいはチタン合金焼結体の製造
において、焼結工程での焼結体と敷板との反応を極力小
さくし、また脱脂（結合剤除去）および焼結工程での変
形を極力小さくして高寸法精度の焼結体を得ることがで
きるチタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、チ
タンあるいはチタン合金粉末を結合剤と混合し、その混
合物を成形し、得られた成形体中の結合剤を除去した後
焼結してなる焼結体の製造方法において、前記結合剤除
去工程および焼結工程を気孔率が５％以上５０％以下の
ＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯのいずれか一種以
上からなる敷板上に前記成形体をのせて行なうことを特
徴とするチタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法を
提供するものである。
タンあるいはチタン合金粉末を結合剤と混合し、その混
合物を成形し、得られた成形体中の結合剤を除去した後
焼結してなる焼結体の製造方法において、前記結合剤除
去工程および焼結工程を気孔率が５％以上５０％以下の
ＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯのいずれか一種以
上からなる敷板上に前記成形体をのせて行なうことを特
徴とするチタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法を
提供するものである。
【０００７】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
は、チタンあるいはチタン合金粉末を結合剤と混合して
混合物を得、この混合物を成形して成形体を得、この成
形体中の結合剤を除去（脱脂）した後、焼結してチタン
あるいはチタン合金の焼結体を製造する方法に関する。
これは金属粉末射出成形法によるのが好ましい。ここで
用いられる結合剤としてはワックス、樹脂等を主とした
有機物であるのが好ましい。また、脱脂条件は結合剤の
種類、配合等によって変化するが、一般には最高４００
〜６００℃の温度まで加熱することにより蒸発・分解さ
せ、成形体より除去するのが一般的であり、さらに真空
中雰囲気にて１２００〜１３００℃の温度で焼結するこ
とが好ましい。しかし、これに限られることはない。
は、チタンあるいはチタン合金粉末を結合剤と混合して
混合物を得、この混合物を成形して成形体を得、この成
形体中の結合剤を除去（脱脂）した後、焼結してチタン
あるいはチタン合金の焼結体を製造する方法に関する。
これは金属粉末射出成形法によるのが好ましい。ここで
用いられる結合剤としてはワックス、樹脂等を主とした
有機物であるのが好ましい。また、脱脂条件は結合剤の
種類、配合等によって変化するが、一般には最高４００
〜６００℃の温度まで加熱することにより蒸発・分解さ
せ、成形体より除去するのが一般的であり、さらに真空
中雰囲気にて１２００〜１３００℃の温度で焼結するこ
とが好ましい。しかし、これに限られることはない。
【０００８】この焼結体の製造に際し、チタンあるいは
チタン合金焼結体が焼結工程において焼結体とそれをの
せる敷板との間で反応が生じたり、脱脂および焼結工程
において焼結体に変形が生じて、寸法精度のよい焼結体
が得られないのは前述の通りである。
チタン合金焼結体が焼結工程において焼結体とそれをの
せる敷板との間で反応が生じたり、脱脂および焼結工程
において焼結体に変形が生じて、寸法精度のよい焼結体
が得られないのは前述の通りである。
【０００９】そこで、本発明においては、チタンあるい
はチタン合金粉末を結合剤と混合し、その混合物を成形
し、得られた成形体中の結合剤を除去した後焼結してな
る焼結体を製造するにさいし、前記結合剤除去工程およ
び焼結工程を気孔率が５％以上５０％以下のＺｒＯ2 ，
ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 およびＣａＯよりなる群から選ばれた
少なくとも１種からなる敷板上に前記成形体をのせて行
なう。それが有効である理由について以下に説明する。
はチタン合金粉末を結合剤と混合し、その混合物を成形
し、得られた成形体中の結合剤を除去した後焼結してな
る焼結体を製造するにさいし、前記結合剤除去工程およ
び焼結工程を気孔率が５％以上５０％以下のＺｒＯ2 ，
ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 およびＣａＯよりなる群から選ばれた
少なくとも１種からなる敷板上に前記成形体をのせて行
なう。それが有効である理由について以下に説明する。
【００１０】チタンは活性な金属であり、高温で酸化、
炭化反応を起こす。エリンガム状態図では１０００℃以
上の温度域でチタン酸化物よりも安定な酸化物はＺｒＯ
2 ，ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯのみである。また、Ｗ，
Ｍｏ等の高融点金属においても１０００℃以上の高温で
はチタンとの拡散により反応を起こす。したがって、チ
タンあるいはチタン合金焼結体の焼結用の敷板として、
ＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ 2 Ｏ3 ，ＣａＯの成分の一種以上
からなる敷板を用いる。
炭化反応を起こす。エリンガム状態図では１０００℃以
上の温度域でチタン酸化物よりも安定な酸化物はＺｒＯ
2 ，ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯのみである。また、Ｗ，
Ｍｏ等の高融点金属においても１０００℃以上の高温で
はチタンとの拡散により反応を起こす。したがって、チ
タンあるいはチタン合金焼結体の焼結用の敷板として、
ＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ 2 Ｏ3 ，ＣａＯの成分の一種以上
からなる敷板を用いる。
【００１１】一方、金属粉末射出成形法においては、脱
脂工程での多量のワックスや樹脂成分が分解し、分解ガ
スを発生する。しかし、敷板上などの通気性の悪い所で
は、ガス分解が不十分となり、一部が残留カーボンとし
て脱脂体に残り、敷板との反応に大きく関与する。特
に、チタンのような活性な金属においては残留カーボン
の存在によって敷板との反応が活発化する。そのため、
この残留カーボンの影響を極力小さくする必要がある。
そこで、敷板として気孔率が５％〜５０％の敷板を用い
ることにより分解ガスの通気性を良くし、残留カーボン
による敷板との反応を小さくし、焼結工程での変形を小
さくすることが可能である。
脂工程での多量のワックスや樹脂成分が分解し、分解ガ
スを発生する。しかし、敷板上などの通気性の悪い所で
は、ガス分解が不十分となり、一部が残留カーボンとし
て脱脂体に残り、敷板との反応に大きく関与する。特
に、チタンのような活性な金属においては残留カーボン
の存在によって敷板との反応が活発化する。そのため、
この残留カーボンの影響を極力小さくする必要がある。
そこで、敷板として気孔率が５％〜５０％の敷板を用い
ることにより分解ガスの通気性を良くし、残留カーボン
による敷板との反応を小さくし、焼結工程での変形を小
さくすることが可能である。
【００１２】気孔率が５％未満の敷板では残留カーボン
が敷板上に残って敷板と焼結体が反応を起こし、また、
気孔率が５０％を越える敷板では敷板の摩擦の効果が大
きく、寸法精度の優れた焼結体を製造することが困難で
ある。また、粉末上において脱脂、焼結した場合、脱脂
体が焼結開始する温度域までに形状崩れを起こし、焼結
体の寸法精度は低下する。
が敷板上に残って敷板と焼結体が反応を起こし、また、
気孔率が５０％を越える敷板では敷板の摩擦の効果が大
きく、寸法精度の優れた焼結体を製造することが困難で
ある。また、粉末上において脱脂、焼結した場合、脱脂
体が焼結開始する温度域までに形状崩れを起こし、焼結
体の寸法精度は低下する。
【００１３】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。 （実施例１）平均粒径２５μｍのＴｉ粉（Ｃ：０．０１
ｗｔ％、Ｏ：０．４０ｗｔ％）９０重量部と熱可塑性樹
脂５重量部、ワックス５重量部を加圧ニーダーにて混練
し、金属粉末射出成形用コンパウンドを作製した。この
コンパウンドを射出成形機にて、内径５０ｍｍ、外径７
０ｍｍ、長さ３ｍｍのリング状試験片および長さ５０ｍ
ｍ、巾１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの平板状試験片を成形し
た。これらの成形体の脱脂、焼結工程では、酸化を防ぐ
ためすべて真空中で行なった。まず、脱脂は４００℃ま
で１℃／分の昇温速度で昇温し行なった。次に、脱脂体
を５℃／分で昇温後、１３００℃で２時間保持し、焼結
を行なった。
明する。 （実施例１）平均粒径２５μｍのＴｉ粉（Ｃ：０．０１
ｗｔ％、Ｏ：０．４０ｗｔ％）９０重量部と熱可塑性樹
脂５重量部、ワックス５重量部を加圧ニーダーにて混練
し、金属粉末射出成形用コンパウンドを作製した。この
コンパウンドを射出成形機にて、内径５０ｍｍ、外径７
０ｍｍ、長さ３ｍｍのリング状試験片および長さ５０ｍ
ｍ、巾１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの平板状試験片を成形し
た。これらの成形体の脱脂、焼結工程では、酸化を防ぐ
ためすべて真空中で行なった。まず、脱脂は４００℃ま
で１℃／分の昇温速度で昇温し行なった。次に、脱脂体
を５℃／分で昇温後、１３００℃で２時間保持し、焼結
を行なった。
【００１４】以上の脱脂、焼結工程を表１に示す種々の
敷板上に上記試験片をのせて行ない、得られた焼結体の
寸法精度を図１に示すような方法にてリング状試験片の
ビツ（最大径−最小径）および平板状試験片の平坦度
（最大高さ−最小高さ）により評価した。その結果を表
２に示す。表２の結果より敷板の気孔率が５％以上５０
％以下でかつ敷板の成分がＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ
2 Ｏ3 ，ＣａＯのいずれか一種または二種以上からなる
場合が真円度が小さくまた平坦度も良好であり、寸法精
度が優れることが明白である。
敷板上に上記試験片をのせて行ない、得られた焼結体の
寸法精度を図１に示すような方法にてリング状試験片の
ビツ（最大径−最小径）および平板状試験片の平坦度
（最大高さ−最小高さ）により評価した。その結果を表
２に示す。表２の結果より敷板の気孔率が５％以上５０
％以下でかつ敷板の成分がＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ
2 Ｏ3 ，ＣａＯのいずれか一種または二種以上からなる
場合が真円度が小さくまた平坦度も良好であり、寸法精
度が優れることが明白である。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の効果】本発明を用いることにより、チタンある
いはチタン合金の金属粉末射出成形法において、脱脂、
焼結時の製品と敷板との反応を極力小さくし、高寸法精
度のチタンあるいはチタン合金焼結体を得ることが可能
となった。
いはチタン合金の金属粉末射出成形法において、脱脂、
焼結時の製品と敷板との反応を極力小さくし、高寸法精
度のチタンあるいはチタン合金焼結体を得ることが可能
となった。
【図１】 実施例における試験片の評価方法を示す線図
であり、（ａ）はリング状試験片について、（ｂ）は平
板状試験片について示す。
であり、（ａ）はリング状試験片について、（ｂ）は平
板状試験片について示す。
Claims (1)
- 【請求項１】チタンあるいはチタン合金粉末を結合剤と
混合し、その混合物を成形し、得られた成形体中の結合
剤を除去した後焼結してなる焼結体の製造方法におい
て、前記結合剤除去工程および焼結工程を気孔率が５％
以上５０％以下のＺｒＯ2 ，ＭｇＯ，Ｙ2 Ｏ3 ，ＣａＯ
のいずれか一種以上からなる敷板上に前記成形体をのせ
て行なうことを特徴とするチタンあるいはチタン合金焼
結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5327393A JPH07179960A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | チタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5327393A JPH07179960A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | チタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07179960A true JPH07179960A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18198653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5327393A Withdrawn JPH07179960A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | チタンあるいはチタン合金焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07179960A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0868890A2 (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-07 | Injex Corporation | Abutment tooth model and method of manufacturing a prosthetic restoration to be formed thereon |
| CN111056859A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-24 | 湖南仁海科技材料发展有限公司 | 钛合金mim零件烧结用氧化钇多孔承烧板及其制备方法 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5327393A patent/JPH07179960A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0868890A2 (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-07 | Injex Corporation | Abutment tooth model and method of manufacturing a prosthetic restoration to be formed thereon |
| US6244870B1 (en) * | 1997-04-04 | 2001-06-12 | Injex Corporation | Abutment tooth model and method of manufacturing a prosthetic restoration to be formed on the abutment tooth model |
| EP0868890A3 (en) * | 1997-04-04 | 2001-11-14 | Injex Corporation | Abutment tooth model and method of manufacturing a prosthetic restoration to be formed thereon |
| CN111056859A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-24 | 湖南仁海科技材料发展有限公司 | 钛合金mim零件烧结用氧化钇多孔承烧板及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |