JPH0718304A - 金属粉末射出成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属粉末射出成形法において脱脂焼結時に変
形を防止できる製造方法を提供する。 【構成】 本発明は製品部と該製品部に存在する間隙を
連結する連結部とが一体になった成形体に射出成形し、
該成形体を脱脂焼結する事を特徴とする金属粉末射出成
形品の製造方法である。好ましくは前記連結部に設けた
射出成形の注入口より射出成形するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属粉末射出成形の製造
方法に関し、特に複雑形状で脱脂あるいは焼結時に変形
や曲がりが防止できる金属粉末射出成形品の製造に関わ
る。

【０００２】

【従来の技術】金属粉末射出成形法は、３次元複雑形状
の金属部品を得る手段として近年急速に普及しつつあ
る。本製法は寸法精度が高く、高精度でニアネットシェ
イプの金属部品を得ることができる。その製造方法とし
ては、金属粉末に流動性や保形性等を付与するために、
有機バインダを添加し混練してコンパウンドを作成す
る。できたコンパウンドを金型に射出成形し成形体を
得、該成形体を加熱等の方法により脱脂を行い、その後
焼結することによって製品を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】金属粉末射出成形法で
は、金属粉末に流動性を付与するために多量のバインダ
を添加するので、従来のプレス成形による粉末冶金法と
比べ脱脂焼結時の収縮率が大きく、製品形状によっては
大きな変形が発生することがあった。例を上げると、図
２の様なＵ字形状をした製品を脱脂焼結するとき、脱脂
焼結用治具との接触面の摩擦等により製品先端部が図３
の様に開いてしまう場合がある。

【０００４】また、射出成形時ランナから製品キャビテ
ィ部へ混練材料を注入するための注入口の跡は、成形体
の時に取り除いてから脱脂焼結を行い製品にする方法
と、そのまま脱脂焼結して焼結後に研磨等の方法により
除去する場合とがあるが、いずれにしても何らかの後処
理が通常必要である。金属粉末射出成形は高価な微粉末
を使用する事から、コスト面で主に小物部品に適用され
るが、特に小物部品になるほど射出成形時の注入口跡の
後処理に多大な工数を要する。本発明は、上記のような
焼結時に変形しやすい形状を有する金属粉末射出成形品
において焼結変形を防止するとともに注入口跡処理工数
を低減することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属粉末射出
成形法において製品部と該製品部に存在する間隙を連結
する連結部とを一体で射出成形した成形体を脱脂焼結す
れば脱脂焼結時の変形を防止できることを見いだし、本
発明に到達した。すなわち本発明は製品部と該製品部に
存在する間隙を連結する連結部とが一体となった成形体
に射出成形し、該成形体を脱脂焼結することを特徴とす
る金属粉末射出成形品の製造方法である。さらに本発明
において射出成形の注入口を前記連結部に設ければ、改
めて注入口を別に除去する必要がなくなり処理工数を低
減できる。

【０００６】

【作用】金属粉末射出成形法においては、金属粉末に射
出時の流動性を付与するために一般に体積比で３０％〜
５０％のバインダを含んでいる。バインダは脱脂焼結時
には熱分解等により製品から抜けていくため、製品の体
積はバインダが抜けた分だけ収縮することになる。この
時、形状によっては製品と脱脂焼結用治具との接触面の
摩擦によって変形を生じることがある。このような形状
の製品を製造するとき、製品の変形や曲がりの考えられ
る部分に、変形を防ぐような連結部を付加して設定した
金型を製作し、射出成形時に製品部と連結部とが一体と
なった成形体を成形する。本発明でいう連結部とは、例
えばスリット等を有する製品形状においてスリット間に
設ける余肉のことをいい、スリット等により分割され離
されている製品部位をつなぎ拘束するものである。成形
体を連結部がついたまま脱脂焼結することにより、脱脂
焼結時の変形を防ぐことが可能になる。焼結後焼結体か
ら連結部を除去することにより所望の形状の製品を、変
形や曲がりを発生させることなく得ることができる。

【０００７】連結部の形状は目的に応じ任意に選択でき
る。例えば、焼結後連結部を除去する場合に、連結部の
形状を図２のようにＵ字形にしておけば端面を研削する
ことにより、簡単に連結部を除去することができる。連
結部を特に切断除去する必要の無い場合には、そのまま
最終製品の形状の一部として残してもよい。また、前記
したように、特に小物射出成形品は注入口跡の処理に多
大な工数を要するため、注入口を前記連結部に設ける事
により連結部の後処理と同時に処理できるので注入口処
理の工数を低減する事が可能となる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例について説明する。なお、本
発明は、以下の実施例によって限定されるものではな
い。図２に示す一辺が１０mmの立方体に、幅３mm奥行き
７mmのスリット４を有する形状の製品を射出成形法によ
って製作しようとする。このとき、製品形状から脱脂焼
結時に図３の様な変形が予想される。ここで変形を防ぐ
ために図１に示すように製品部１と連結部２が一体とな
った形状として成形できる金型を製作した。ここで注入
口３は連結部２に設けた。そして、平均粒形８．５μm
のＳＵＳ３１６Ｌ水アトマイズ粉と有機バインダの重量
比が９２：８となるように混練しコンパウンドとした。
このコンパウンドを金型に射出成形し２０個の成形体を
得た。内１０個は成形後メスにて連結部２を削除した。
連結部２を削除した成形体、連結部２付きの成形体各々
１０個を脱脂焼結兼用炉内に投入し、窒素雰囲気中で６
２０℃にて１hr保持し脱脂を行い、引き続きアルゴン減
圧雰囲気中で１３２０℃にて１ｈｒ保持し焼結を行っ
た。

【０００９】焼結後、連結部付き品１０個についてはベ
ルトグラインダで連結部２を研削除去した。それぞれの
スリット部の寸法を測定したところ連結部無し品１０個
のスリット部は平均で底部ａに対して先端部ｂが０．４
５mm開いており、開き寸法のバラツキも±３σで０．２
８３と大きい値を示しているのに対し、連結部付き品は
ａ部に対しｂ部の開きが１０個中最大で０．０２mm、平
均値で０．０１７mm、±３σのバラツキで０．０１２と
開きや変形がほとんど認められなかった。

【００１０】

【発明の効果】以上に説明したように、脱脂焼結時に脱
脂焼結用治具との設置面における摩擦により変形を起こ
すと思われる形状の製品を製作する場合、本発明により
変形や曲がりを防止することができる。また連結部に注
入口を設ければ、後処理工数低減も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である製品部と連結部が一体
になった成形品形状を示した図である。

【図２】脱脂焼結時に変形し易い成形体形状を示した図
である。

【図３】脱脂焼結時の変形状態を示した図である。

【符号の説明】

１ 製品部 ２ 連結部 ３ 注入口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品部と該製品部に存在する間隙を連結
   する連結部とが一体となった成形体に射出成形し、該成
   形体を脱脂焼結することを特徴とする金属粉末射出成形
   品の製造方法。
2. 【請求項２】 製品部と該製品部に存在する間隙を連結
   する連結部とが一体となった成形体に、前記連結部を設
   けた射出成形の注入口より射出成形し、該成形体を脱脂
   焼結したのち前記連結部を除去することを特徴とする金
   属粉末射出成形品の製造方法。