JPH0754004A - 硬質金属粉末の焼結品製造方法 - Google Patents
硬質金属粉末の焼結品製造方法Info
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- JPH0754004A JPH0754004A JP5203217A JP20321793A JPH0754004A JP H0754004 A JPH0754004 A JP H0754004A JP 5203217 A JP5203217 A JP 5203217A JP 20321793 A JP20321793 A JP 20321793A JP H0754004 A JPH0754004 A JP H0754004A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬質なために通常のプレスでは成形できない
耐摩耗性の金属粉末を用いて、チェーンソーの歯などの
ニアネットシェイプの焼結品を製造することを目的とす
る。 【構成】 実質的に硬質なために圧粉体を成形すること
ができない金属粉末にパラフィン系バインダを添加し、
加熱混練することにより金属粉末の周りにパラフィン系
バインダが付着した混合物を作製し、冷却後粉砕して造
粒粉末となし、その造粒粉末を金型に入れて加圧成形
し、ついで加熱焼結することを特徴とする硬質金属粉末
の焼結品製造方法である。金属粉末はコバルト基合金が
用いられ、又、混合物を作製するに当りＦｅ−Ｐ、Ｆｅ
−Ｂの如き焼結助剤を添加するとよい。
耐摩耗性の金属粉末を用いて、チェーンソーの歯などの
ニアネットシェイプの焼結品を製造することを目的とす
る。 【構成】 実質的に硬質なために圧粉体を成形すること
ができない金属粉末にパラフィン系バインダを添加し、
加熱混練することにより金属粉末の周りにパラフィン系
バインダが付着した混合物を作製し、冷却後粉砕して造
粒粉末となし、その造粒粉末を金型に入れて加圧成形
し、ついで加熱焼結することを特徴とする硬質金属粉末
の焼結品製造方法である。金属粉末はコバルト基合金が
用いられ、又、混合物を作製するに当りＦｅ−Ｐ、Ｆｅ
−Ｂの如き焼結助剤を添加するとよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硬質なために通常のプ
レスでは成形できない耐摩耗性の金属粉末を用いて、チ
ェーンソーの歯などのニアネットシェイプの焼結品を製
造する方法に関する。
レスでは成形できない耐摩耗性の金属粉末を用いて、チ
ェーンソーの歯などのニアネットシェイプの焼結品を製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、軟質な金属粉末は簡単にプレス成
形して焼結して利用されてきた。しかしながら、金型成
形法において実質的に１０トン／ｃｍ2以下の成形圧で
成形体を作製することができないような硬質な金属粉末
は、プレス成形法で成形されていなかった。
形して焼結して利用されてきた。しかしながら、金型成
形法において実質的に１０トン／ｃｍ2以下の成形圧で
成形体を作製することができないような硬質な金属粉末
は、プレス成形法で成形されていなかった。
【０００３】一般的に硬質な金属は鋳造法による鋳物で
使用されている。金属粉末を用いて成形する方法として
は、ホットプレス法、ＨＩＰ法がある。さらには量産法
として金属射出成形法（ＭＩＭ法）がある。又、特定の
粒径の金属粉末にバインダを添加して湿式で混練し、非
常に細かい大きさの造粒粉を作りそれを成形する方法
（特公昭５７−５６５２３号公報参照）や同様な方法で
成形し焼結する方法（特公昭５９−３３６５４号公報参
照）がある。
使用されている。金属粉末を用いて成形する方法として
は、ホットプレス法、ＨＩＰ法がある。さらには量産法
として金属射出成形法（ＭＩＭ法）がある。又、特定の
粒径の金属粉末にバインダを添加して湿式で混練し、非
常に細かい大きさの造粒粉を作りそれを成形する方法
（特公昭５７−５６５２３号公報参照）や同様な方法で
成形し焼結する方法（特公昭５９−３３６５４号公報参
照）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来法における鋳
造法は、硬質な金属を用いる場合には、押し湯や湯口の
切断や余肉の機械加工、研磨等の工程が必要であり、歩
留りが悪く小形状の物の量産には不向きな方法である。
ホットプレス法やＨＩＰ法は、ニアネットシェイプなど
のような最終製品に近い形に成形することはできない
し、小さな形状の物の量産性に問題がある。ＭＩＭ法は
ニアネットシェイプに成形でき、量産もできる製法では
あるが、大量の熱可塑性のワックスを使用し、成形後に
脱ワックス処理をしなければならないし、又、ゲートの
切断と手入れ等によりコスト高となる。特公昭５７−５
６５２３号公報、特公昭５９−３３６５４号公報に記載
のものは、使用する粉末の大きさが平均粒径で９〜３０
μｍでなければならず、さらに有機結合剤と混合すると
きに溶剤を使用し、混合後はその溶剤を除去、乾燥しな
ければならないし、又、乾燥後粉末を−１００メッシュ
に粉砕し少なくとも−３２５メッシュが半分以上でなけ
ればならない。そこで本発明では硬質金属粉末を用いる
にも係らず、通常のプレス成形によってニアネットシェ
イプの焼結品を量産する方法を提供するものである。
造法は、硬質な金属を用いる場合には、押し湯や湯口の
切断や余肉の機械加工、研磨等の工程が必要であり、歩
留りが悪く小形状の物の量産には不向きな方法である。
ホットプレス法やＨＩＰ法は、ニアネットシェイプなど
のような最終製品に近い形に成形することはできない
し、小さな形状の物の量産性に問題がある。ＭＩＭ法は
ニアネットシェイプに成形でき、量産もできる製法では
あるが、大量の熱可塑性のワックスを使用し、成形後に
脱ワックス処理をしなければならないし、又、ゲートの
切断と手入れ等によりコスト高となる。特公昭５７−５
６５２３号公報、特公昭５９−３３６５４号公報に記載
のものは、使用する粉末の大きさが平均粒径で９〜３０
μｍでなければならず、さらに有機結合剤と混合すると
きに溶剤を使用し、混合後はその溶剤を除去、乾燥しな
ければならないし、又、乾燥後粉末を−１００メッシュ
に粉砕し少なくとも−３２５メッシュが半分以上でなけ
ればならない。そこで本発明では硬質金属粉末を用いる
にも係らず、通常のプレス成形によってニアネットシェ
イプの焼結品を量産する方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、実質的に硬質
なために圧粉体を成形することができない金属粉末にパ
ラフィン系バインダを添加し、加熱混練することにより
金属粉末の周りにパラフィン系バインダが付着した混合
物を作製し、冷却後粉砕して造粒粉末となし、その造粒
粉末を金型に入れて加圧成形し、ついで加熱焼結する硬
質金属粉末の焼結品製造方法である。金属粉末としては
コバルト基合金が用いられる。又、焼結助材を用いても
よく、例えば市販されているＦｅ−Ｐ合金粉末を用い
る。その添加量はＰ分で０．１〜０．６重量％がよい。
０．１重量％未満では焼結温度を下げ、焼結温度範囲を
広げる効果がなく、０．６重量％を越えるとＰにより靭
性が低下して金属粉末が持つ特性を劣化させる。焼結助
材としてはＦｅ−Ｂ合金粉末でも上記Ｆｅ−Ｐ合金粉末
と同様の効果が得られる。
なために圧粉体を成形することができない金属粉末にパ
ラフィン系バインダを添加し、加熱混練することにより
金属粉末の周りにパラフィン系バインダが付着した混合
物を作製し、冷却後粉砕して造粒粉末となし、その造粒
粉末を金型に入れて加圧成形し、ついで加熱焼結する硬
質金属粉末の焼結品製造方法である。金属粉末としては
コバルト基合金が用いられる。又、焼結助材を用いても
よく、例えば市販されているＦｅ−Ｐ合金粉末を用い
る。その添加量はＰ分で０．１〜０．６重量％がよい。
０．１重量％未満では焼結温度を下げ、焼結温度範囲を
広げる効果がなく、０．６重量％を越えるとＰにより靭
性が低下して金属粉末が持つ特性を劣化させる。焼結助
材としてはＦｅ−Ｂ合金粉末でも上記Ｆｅ−Ｐ合金粉末
と同様の効果が得られる。
【０００６】硬質の金属粉末は−６０メッシュのものを
用いる。これは市販されている粉末サイズで特別にふる
い分ける必要がない。もし、これより大きいサイズの粉
末を用いると、成形体の強度が低下しさらに焼結後の寸
法精度が悪くなる。バインダは市販のパラフィンその他
のパラフィン系のものを用いる。例えば日本石油（株）
製の商品名ＫＴ−５００やその他のパラフィンワックス
が用いられる。その軟化点は６０℃以上のものがよい。
もし軟化点が６０℃未満では室温での成形体の強度が低
く、取扱により形が崩れ易い、バインダの量は１重量％
未満では成形体の強度が低く形が崩れ、又、６重量％を
越えると粉末の混練後の混合物の強度が大きくなり過ぎ
て粉砕が困難となり、又、バインダの混合粉末中におけ
る体積％が多くなり過ぎ、金属粉末自身の成形密度が相
対的に低下し、さらに成形時にバインダが成形体の表面
に染み出してくることにより、焼結後の寸法精度が悪く
なる。さらに焼結時に揮発したバインダが炉内に付着し
たりして炉に損傷を与えるので、脱脂工程を必要とし、
工程数が１段階多くなり工業的でない。
用いる。これは市販されている粉末サイズで特別にふる
い分ける必要がない。もし、これより大きいサイズの粉
末を用いると、成形体の強度が低下しさらに焼結後の寸
法精度が悪くなる。バインダは市販のパラフィンその他
のパラフィン系のものを用いる。例えば日本石油（株）
製の商品名ＫＴ−５００やその他のパラフィンワックス
が用いられる。その軟化点は６０℃以上のものがよい。
もし軟化点が６０℃未満では室温での成形体の強度が低
く、取扱により形が崩れ易い、バインダの量は１重量％
未満では成形体の強度が低く形が崩れ、又、６重量％を
越えると粉末の混練後の混合物の強度が大きくなり過ぎ
て粉砕が困難となり、又、バインダの混合粉末中におけ
る体積％が多くなり過ぎ、金属粉末自身の成形密度が相
対的に低下し、さらに成形時にバインダが成形体の表面
に染み出してくることにより、焼結後の寸法精度が悪く
なる。さらに焼結時に揮発したバインダが炉内に付着し
たりして炉に損傷を与えるので、脱脂工程を必要とし、
工程数が１段階多くなり工業的でない。
【０００７】金属粉末を混練する際に、炭素粉末やその
他の金属粉末、セラミックス粉末を添加してもよい。冷
却後の粉砕は粉砕機により行い、−２２メッシュの大き
さの造粒粉末にふるい分けする。造粒粉末の大きさが−
２２メッシュを越えると、金型への充填量にばらつきが
生じ、成形体の寸法にばらつきを生じて最終焼結品の寸
法が不均一となる。
他の金属粉末、セラミックス粉末を添加してもよい。冷
却後の粉砕は粉砕機により行い、−２２メッシュの大き
さの造粒粉末にふるい分けする。造粒粉末の大きさが−
２２メッシュを越えると、金型への充填量にばらつきが
生じ、成形体の寸法にばらつきを生じて最終焼結品の寸
法が不均一となる。
【０００８】造粒粉末を金型に充填後成形するときの成
形圧は通常使用されているプレス機の能力限界である８
トン／ｃｍ2以下でよい。８トン／ｃｍ2を越えると特別
のプレス機を用意しなければならず、又、金型の寿命も
短くなって実用的でない。焼結は一般に使用されている
雰囲気焼結炉を用いて行い、特に脱脂工程を別に取らな
くても一連の焼結工程で処理することができる。焼結温
度は金属粉末あるいは焼結助剤の固相線温度直上の液相
焼結で行い、雰囲気は真空でも不活性ガス雰囲気でもよ
い。
形圧は通常使用されているプレス機の能力限界である８
トン／ｃｍ2以下でよい。８トン／ｃｍ2を越えると特別
のプレス機を用意しなければならず、又、金型の寿命も
短くなって実用的でない。焼結は一般に使用されている
雰囲気焼結炉を用いて行い、特に脱脂工程を別に取らな
くても一連の焼結工程で処理することができる。焼結温
度は金属粉末あるいは焼結助剤の固相線温度直上の液相
焼結で行い、雰囲気は真空でも不活性ガス雰囲気でもよ
い。
【０００９】
実施例１ １００メッシュ以下のコバルトベースの金属粉末（２．
４２％Ｃ−２８．７％Ｃｒ−１１．７５％Ｗ−Ｂａｌ．
Ｃｏ）にＦｅ−Ｐ合金粉末をＰ分で０．４重量％、バイ
ンダとしてパラフィン系材料（商品名ＫＴ−５００、日
本石油（株）製）を１、３、５％それぞれ添加して、１
１０℃に加熱したダルトン社製の加熱型の混練機で約１
時間加熱混練した後冷却後、粉砕機（菊水社製）で２２
メッシュ以下に粉砕し、造粒粉末を作製した。
４２％Ｃ−２８．７％Ｃｒ−１１．７５％Ｗ−Ｂａｌ．
Ｃｏ）にＦｅ−Ｐ合金粉末をＰ分で０．４重量％、バイ
ンダとしてパラフィン系材料（商品名ＫＴ−５００、日
本石油（株）製）を１、３、５％それぞれ添加して、１
１０℃に加熱したダルトン社製の加熱型の混練機で約１
時間加熱混練した後冷却後、粉砕機（菊水社製）で２２
メッシュ以下に粉砕し、造粒粉末を作製した。
【００１０】この造粒粉末を金型に充填し、６トン／ｃ
ｍ2の圧力で成形し、直径１１ｍｍ、高さ１０ｍｍの成
形体を作製し、この成形体の成形性を調査した。比較の
ためにバインダ（ＫＴ−５００）を０．９％と７重量％
添加した物とを同様の方法で作製した。比較のためにバ
インダとしてステアリン酸亜鉛とアリラワックスＣを各
々３重量％添加し、室温で混練して成形体を作製した。
各々の混合粉末の粉砕後の歩留りと直径１１ｍｍ成形体
の成形性を調べた。結果を表１に示す。本発明イ，ロ，
ハのものは良好な成形性をもち、また、粉砕歩留りも９
８％以上あった。バインダ量の少ない比較例イの成形体
には強度不足により割れが入った。又、バインダ量が多
い比較例ロは混合粉末の強度が高過ぎて−２２メッシュ
の粉砕歩留りが６０％と低く工業的でない。
ｍ2の圧力で成形し、直径１１ｍｍ、高さ１０ｍｍの成
形体を作製し、この成形体の成形性を調査した。比較の
ためにバインダ（ＫＴ−５００）を０．９％と７重量％
添加した物とを同様の方法で作製した。比較のためにバ
インダとしてステアリン酸亜鉛とアリラワックスＣを各
々３重量％添加し、室温で混練して成形体を作製した。
各々の混合粉末の粉砕後の歩留りと直径１１ｍｍ成形体
の成形性を調べた。結果を表１に示す。本発明イ，ロ，
ハのものは良好な成形性をもち、また、粉砕歩留りも９
８％以上あった。バインダ量の少ない比較例イの成形体
には強度不足により割れが入った。又、バインダ量が多
い比較例ロは混合粉末の強度が高過ぎて−２２メッシュ
の粉砕歩留りが６０％と低く工業的でない。
【００１１】
【表１】
【００１２】実施例２ １００メッシュ以下のコバルトベースの金属粉末（２．
４２％Ｃ−２８．７％Ｃｒ−１１．７５％Ｗ−Ｂａｌ．
Ｃｏ）にＦｅ−Ｐ（Ｐを２６重量％含有）粉末を、Ｐ分
で０．１重量％、０．４重量％、０．６重量％、バイン
ダとして前記ＫＴ−５００を３重量％添加して１１０℃
に加熱したダルトン社製の加熱型の混練機で約１時間加
熱混練した後冷却後、凝集した混練粉末を粉砕機（菊水
社製）で２２メッシュ以下に粉砕し、造粒粉末を作製し
た。
４２％Ｃ−２８．７％Ｃｒ−１１．７５％Ｗ−Ｂａｌ．
Ｃｏ）にＦｅ−Ｐ（Ｐを２６重量％含有）粉末を、Ｐ分
で０．１重量％、０．４重量％、０．６重量％、バイン
ダとして前記ＫＴ−５００を３重量％添加して１１０℃
に加熱したダルトン社製の加熱型の混練機で約１時間加
熱混練した後冷却後、凝集した混練粉末を粉砕機（菊水
社製）で２２メッシュ以下に粉砕し、造粒粉末を作製し
た。
【００１３】この造粒粉末を金型に充填し、６トン／ｃ
ｍ2の圧力で成形し、直径１１ｍｍ、高さ１０ｍｍの成
形体を作製し、この成形体を１１６０〜１２６０℃の温
度範囲で焼結を行い、焼結後の形状と密度を調べた。
又、比較のためにＦｅ−Ｐ合金粉末をＰ分で０．７重量
％添加した物を同様の方法で調べた。結果を表２に示
す。本発明のニ，ホ，ヘはＰを添加していない比較例ホ
に比較して適正焼結温度範囲が１５〜３５℃広くなって
いる。又、Ｐを多く添加した比較例ヘは添加したほど焼
結温度範囲は広くならず、Ｐの添加により抗折強度が低
くなり効果が認められない。
ｍ2の圧力で成形し、直径１１ｍｍ、高さ１０ｍｍの成
形体を作製し、この成形体を１１６０〜１２６０℃の温
度範囲で焼結を行い、焼結後の形状と密度を調べた。
又、比較のためにＦｅ−Ｐ合金粉末をＰ分で０．７重量
％添加した物を同様の方法で調べた。結果を表２に示
す。本発明のニ，ホ，ヘはＰを添加していない比較例ホ
に比較して適正焼結温度範囲が１５〜３５℃広くなって
いる。又、Ｐを多く添加した比較例ヘは添加したほど焼
結温度範囲は広くならず、Ｐの添加により抗折強度が低
くなり効果が認められない。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】本発明は、硬質なために通常のプレスで
は成形できない耐摩耗性の金属粉末を用いて、通常のプ
レス圧を用いて成形焼結し、ニアネットシェイプの焼結
品を容易に得ることができる。
は成形できない耐摩耗性の金属粉末を用いて、通常のプ
レス圧を用いて成形焼結し、ニアネットシェイプの焼結
品を容易に得ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 実質的に硬質なために圧粉体を成形する
ことができない金属粉末にパラフィン系バインダを添加
し、加熱混練することにより金属粉末の周りにパラフィ
ン系バインダが付着した混合物を作製し、冷却後粉砕し
て造粒粉末となし、その造粒粉末を金型に入れて加圧成
形し、ついで加熱焼結することを特徴とする硬質金属粉
末の焼結品製造方法。 - 【請求項２】 金属粉末がコバルト基合金である請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】 混合物を作製するに当りＦｅ−Ｐ、Ｆｅ
−Ｂの如き焼結助剤を添加する請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 焼結助材の量は０．１〜０．６重量％で
ある請求項３記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203217A JPH0754004A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 硬質金属粉末の焼結品製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203217A JPH0754004A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 硬質金属粉末の焼結品製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754004A true JPH0754004A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16470406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203217A Withdrawn JPH0754004A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 硬質金属粉末の焼結品製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102303114A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-04 | 深圳市格林美高新技术股份有限公司 | 一种包覆钴粉及其制备方法 |
| KR101658343B1 (ko) * | 2015-06-12 | 2016-09-22 | 이진숙 | 캠 패턴이 형성된 와셔의 제조방법 |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP5203217A patent/JPH0754004A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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