JPH0790312A - 複合成形体の製造方法 - Google Patents
複合成形体の製造方法Info
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- JPH0790312A JPH0790312A JP23271593A JP23271593A JPH0790312A JP H0790312 A JPH0790312 A JP H0790312A JP 23271593 A JP23271593 A JP 23271593A JP 23271593 A JP23271593 A JP 23271593A JP H0790312 A JPH0790312 A JP H0790312A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複合成形体の製造方法に関し、寸法精度の向
上を目的とする。 【構成】 キャビティを仕切りにより複数領域に分割可
能な金型と、このキャビティの分割領域に対応して複数
の射出機構を備えた射出成形機を用い、異種の金属粉末
とバインダとからなる成形材料を仕切りを動かしながら
順次に射出成形して一体化した成形体を形成するか、或
いは、複数の射出機構を備えた射出成形機を用い、異種
の金属粉末とバインダとからなる成形材料を異なる方向
からキャビティに同時に射出成形して異種成形材料が隣
接する成形体を形成した後、この成形体を脱脂し焼結す
ることを特徴として複合成形体の製造方法を構成する。
上を目的とする。 【構成】 キャビティを仕切りにより複数領域に分割可
能な金型と、このキャビティの分割領域に対応して複数
の射出機構を備えた射出成形機を用い、異種の金属粉末
とバインダとからなる成形材料を仕切りを動かしながら
順次に射出成形して一体化した成形体を形成するか、或
いは、複数の射出機構を備えた射出成形機を用い、異種
の金属粉末とバインダとからなる成形材料を異なる方向
からキャビティに同時に射出成形して異種成形材料が隣
接する成形体を形成した後、この成形体を脱脂し焼結す
ることを特徴として複合成形体の製造方法を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形焼結法を用いた
複合成形体の製造方法に関する。金属を用いて寸法精度
の良い成形体を得るには切削加工によるのが通例である
が、材質が硬く、また脆くて旋盤加工が難しい成形品が
ある。例えば、鉄・硅素(Fe-Si) 合金や鉄・コバルト(F
e-Co) 合金よりなる軟質磁性材料を用いて形成されるマ
グネット・ベースやモータのヨークなどがこれに当た
り、材質が硬くて脆いために切削加工では良品率が低く
実用的ではない。
複合成形体の製造方法に関する。金属を用いて寸法精度
の良い成形体を得るには切削加工によるのが通例である
が、材質が硬く、また脆くて旋盤加工が難しい成形品が
ある。例えば、鉄・硅素(Fe-Si) 合金や鉄・コバルト(F
e-Co) 合金よりなる軟質磁性材料を用いて形成されるマ
グネット・ベースやモータのヨークなどがこれに当た
り、材質が硬くて脆いために切削加工では良品率が低く
実用的ではない。
【０００２】一方、金属粉末を有機バインダと混合した
後に必要とする形状に射出成形し、これを炉中に置き、
徐々に昇温して有機バインダを分解させて脱バインダ
し、この脱バインダ体を昇温して焼結する射出成形焼結
法(Metal Injection Molding，略称ＭＩＭ法）があり、
この方法は上記のような材料の加工に適しており、複雑
な形状のものにも適用することができる。
後に必要とする形状に射出成形し、これを炉中に置き、
徐々に昇温して有機バインダを分解させて脱バインダ
し、この脱バインダ体を昇温して焼結する射出成形焼結
法(Metal Injection Molding，略称ＭＩＭ法）があり、
この方法は上記のような材料の加工に適しており、複雑
な形状のものにも適用することができる。
【０００３】
【従来の技術】ＭＩＭの製造工程は、材料の混練，射出
成形，脱バインダ，焼結の４工程からなり、一般に平均
粒径が20μm 以下の金属粉末と、パラフィンワックスな
どの有機バインダとを良く混練した後、射出成形機を用
いて１ton/cm2 程度の圧力を加えて射出成形を行って成
形体を作る。次に、この成形体を脱脂炉と呼ばれる電気
炉の中に置き、室温からバインダの分解温度以上まで緩
やかに昇温して脱バインダを行なった後、成形体を焼結
炉に移し、水素（H2) 気流中で焼結開始温度以上にまで
昇温して焼結させ、次に徐冷することにより焼結体を得
ている。
成形，脱バインダ，焼結の４工程からなり、一般に平均
粒径が20μm 以下の金属粉末と、パラフィンワックスな
どの有機バインダとを良く混練した後、射出成形機を用
いて１ton/cm2 程度の圧力を加えて射出成形を行って成
形体を作る。次に、この成形体を脱脂炉と呼ばれる電気
炉の中に置き、室温からバインダの分解温度以上まで緩
やかに昇温して脱バインダを行なった後、成形体を焼結
炉に移し、水素（H2) 気流中で焼結開始温度以上にまで
昇温して焼結させ、次に徐冷することにより焼結体を得
ている。
【０００４】こゝで、異種材料よりなる複合焼結体を得
る方法としては、異種材料よりなる個別の焼結体を鑞付
けや拡散接合処理などの方法で接合するか、或いは、別
の射出成形機を用いて作った成形体を射出成形機の金型
に挿入し、射出成形することにより複合成形体を作り、
これを脱脂し焼結する方法が採られていた。
る方法としては、異種材料よりなる個別の焼結体を鑞付
けや拡散接合処理などの方法で接合するか、或いは、別
の射出成形機を用いて作った成形体を射出成形機の金型
に挿入し、射出成形することにより複合成形体を作り、
これを脱脂し焼結する方法が採られていた。
【０００５】然し、前者の方法は工数が嵩むと共に接合
強度が弱いなどの問題があり、また後者の方法は別に準
備した成形体を射出成形機の金型に挿入するためには隙
間（クリアランス）が必要であり、この隙間が存在する
ために射出成形時の圧力により先に挿入した成形体が変
形したり、位置ずれを生じたりして寸法精度の高い複合
焼結体を作ることが困難であった。
強度が弱いなどの問題があり、また後者の方法は別に準
備した成形体を射出成形機の金型に挿入するためには隙
間（クリアランス）が必要であり、この隙間が存在する
ために射出成形時の圧力により先に挿入した成形体が変
形したり、位置ずれを生じたりして寸法精度の高い複合
焼結体を作ることが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＭＩＭ法を用いて複合
焼結体を得る従来の方法は、個別に形成した焼結体を接
合するか、或いは、別に準備した成形体を金型に挿入し
て射出成形するもので、前者は工数が嵩み、また、後者
は寸法精度が良いものを得ることは難しい。そこで、一
回の射出成形で複合成形体を寸法精度よく作ることが課
題である。
焼結体を得る従来の方法は、個別に形成した焼結体を接
合するか、或いは、別に準備した成形体を金型に挿入し
て射出成形するもので、前者は工数が嵩み、また、後者
は寸法精度が良いものを得ることは難しい。そこで、一
回の射出成形で複合成形体を寸法精度よく作ることが課
題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、キャビテ
ィを仕切りにより複数領域に分割可能な金型と、このキ
ャビティの分割領域に対応して複数の射出機構を備えた
射出成形機を用い、異種の金属粉末とバインダとからな
る成形材料を仕切りを動かしながら順次に射出成形して
一体化した成形体を形成するか、或いは、複数の射出機
構を備えた射出成形機を用い、異種の金属粉末とバイン
ダとからなる成形材料を異なる方向からキャビティに同
時に射出成形して異種成形材料が隣接する成形体を形成
した後、この成形体を脱脂し焼結する方法をとることに
より解決することができる。
ィを仕切りにより複数領域に分割可能な金型と、このキ
ャビティの分割領域に対応して複数の射出機構を備えた
射出成形機を用い、異種の金属粉末とバインダとからな
る成形材料を仕切りを動かしながら順次に射出成形して
一体化した成形体を形成するか、或いは、複数の射出機
構を備えた射出成形機を用い、異種の金属粉末とバイン
ダとからなる成形材料を異なる方向からキャビティに同
時に射出成形して異種成形材料が隣接する成形体を形成
した後、この成形体を脱脂し焼結する方法をとることに
より解決することができる。
【０００８】
【作用】発明者等は複合成形体を得る方法として複数の
射出機構を備えた射出成形機を用い、二つの方法を実施
して成功した。この方法は、 金型のキャビティを仕切りにより分割し、この分割
したキャビティに順次に射出成形して一体化した成形体
を作る。 金型のキャビティに異なる方向から同時に射出成形
して一体化した成形体を作る。 ものである。
射出機構を備えた射出成形機を用い、二つの方法を実施
して成功した。この方法は、 金型のキャビティを仕切りにより分割し、この分割
したキャビティに順次に射出成形して一体化した成形体
を作る。 金型のキャビティに異なる方向から同時に射出成形
して一体化した成形体を作る。 ものである。
【０００９】図３は本発明の実施に使用する射出成形機
であって、２つの射出機構１，２と金型３と型締め機構
４とから構成されており、また、金型３は金型固定部５
と金型可動部６からなり、金属粉末と有機バインダを混
練した成形材料は射出機構１，２のノズルより金型固定
部５に設けてあるスプル７，８を通って金型可動部６に
設けてあるキャビティ９に圧入するよう構成されてい
る。
であって、２つの射出機構１，２と金型３と型締め機構
４とから構成されており、また、金型３は金型固定部５
と金型可動部６からなり、金属粉末と有機バインダを混
練した成形材料は射出機構１，２のノズルより金型固定
部５に設けてあるスプル７，８を通って金型可動部６に
設けてあるキャビティ９に圧入するよう構成されてい
る。
【００１０】図１と図２は、この金型可動部６と金型固
定部５の拡大図であって、図１は平面図、また、図２は
金型可動部６の正面図である。すなわち、金型固定部５
に設けてあるスプル７，８を通って成形材料は金型可動
部６に設けてあるゲート11，12を通ってキャビティ９に
圧入されるが、本発明はキャビティ９に出し入れ可能な
仕切り13を設けるもので、この仕切り13を利用してキャ
ビティ９に順次に射出成形を行なうことにより図４に示
すように異種の材料が位置精度よく接合した成形体を得
るものである。
定部５の拡大図であって、図１は平面図、また、図２は
金型可動部６の正面図である。すなわち、金型固定部５
に設けてあるスプル７，８を通って成形材料は金型可動
部６に設けてあるゲート11，12を通ってキャビティ９に
圧入されるが、本発明はキャビティ９に出し入れ可能な
仕切り13を設けるもので、この仕切り13を利用してキャ
ビティ９に順次に射出成形を行なうことにより図４に示
すように異種の材料が位置精度よく接合した成形体を得
るものである。
【００１１】なお、この仕切り13の出し入れは空気圧や
油圧, 或いは電動や機械的操作により容易に行なうこと
ができる。また、金型可動部６において、スプル７，８
の突き当たりに設けてあるＺピン14,15 はCold Slug We
llと言われる成形材料の溜りであって、キャビティ９に
良質の成形材料を供給すると共に、射出成形後にスプル
７，８に詰まっている成形材料の除去を容易にしてい
る。
油圧, 或いは電動や機械的操作により容易に行なうこと
ができる。また、金型可動部６において、スプル７，８
の突き当たりに設けてあるＺピン14,15 はCold Slug We
llと言われる成形材料の溜りであって、キャビティ９に
良質の成形材料を供給すると共に、射出成形後にスプル
７，８に詰まっている成形材料の除去を容易にしてい
る。
【００１２】次に、この射出成形機を使用する第２の発
明は金型可動部６において仕切り13を使用せず、二つの
射出機構１，２より同時に射出成形を行なうもので、金
属の粒度とバインダの材料が同一の場合は図４に示すよ
うに中央位置で接合させることができ、また、接合位置
の調節は射出機構の射出速度を変えることにより実現す
ることができる。
明は金型可動部６において仕切り13を使用せず、二つの
射出機構１，２より同時に射出成形を行なうもので、金
属の粒度とバインダの材料が同一の場合は図４に示すよ
うに中央位置で接合させることができ、また、接合位置
の調節は射出機構の射出速度を変えることにより実現す
ることができる。
【００１３】このように、本発明は複数の射出機構を備
えた射出成形機を用い、仕切り13を用いて順次に射出成
形するか、あるいは、同時に射出成形することにより複
数の材料が接合した成形材料を得るものである。
えた射出成形機を用い、仕切り13を用いて順次に射出成
形するか、あるいは、同時に射出成形することにより複
数の材料が接合した成形材料を得るものである。
【００１４】
実施例１：( 請求項１，図１対応） Fe-50 ％Co合金粉末をポリエチレンを主成分とするバイ
ンダと混練して成形材料Ａを作り、また、Fe-6.5％Si合
金粉末をポリエチレンを主成分とするバインダと混練し
て成形材料Ｂを作り、これを図３に示す射出成形機の射
出機構１と２に充填した。そして、まず、空気圧による
操作により金型可動部６に設けてある仕切り13を突出さ
せた状態で射出機構１の方向から１ton/cm2 の圧力で成
形材料Ａを射出成形し、次に、仕切り13を後退させた状
態で成形材料Ｂを射出機構２の方向から同様に１ton/cm
2 の圧力で射出成形することにより図４に示すような複
合成形体を得た。
ンダと混練して成形材料Ａを作り、また、Fe-6.5％Si合
金粉末をポリエチレンを主成分とするバインダと混練し
て成形材料Ｂを作り、これを図３に示す射出成形機の射
出機構１と２に充填した。そして、まず、空気圧による
操作により金型可動部６に設けてある仕切り13を突出さ
せた状態で射出機構１の方向から１ton/cm2 の圧力で成
形材料Ａを射出成形し、次に、仕切り13を後退させた状
態で成形材料Ｂを射出機構２の方向から同様に１ton/cm
2 の圧力で射出成形することにより図４に示すような複
合成形体を得た。
【００１５】次に、この成形体を脱脂炉にセットし、窒
素（N2）気流中で室温(60 ℃)から460 ℃まで昇温して
脱脂し、次に、焼結炉に移し、水素(H2)気流中で1400℃
まで昇温し、この温度で１時間保持して焼結させた後に
徐冷した。このようにして得た焼結体の界面にはクラッ
クなどの不良は発生しておらず、寸法精度も良好であっ
た。 実施例２：( 請求項２対応） 実施例１と全く同様にして成形材料Ａと成形材料Ｂを作
り、これを図３に示す射出成形機の射出機構１と２に充
填した。そして、射出機構１と射出機構２から１ton/cm
2 の圧力で成形材料ＡとＢを同時に射出成形し、図４に
示すような複合成形体を得た。
素（N2）気流中で室温(60 ℃)から460 ℃まで昇温して
脱脂し、次に、焼結炉に移し、水素(H2)気流中で1400℃
まで昇温し、この温度で１時間保持して焼結させた後に
徐冷した。このようにして得た焼結体の界面にはクラッ
クなどの不良は発生しておらず、寸法精度も良好であっ
た。 実施例２：( 請求項２対応） 実施例１と全く同様にして成形材料Ａと成形材料Ｂを作
り、これを図３に示す射出成形機の射出機構１と２に充
填した。そして、射出機構１と射出機構２から１ton/cm
2 の圧力で成形材料ＡとＢを同時に射出成形し、図４に
示すような複合成形体を得た。
【００１６】次に、この成形体を脱脂炉にセットし、窒
素（N2）気流中で室温(60 ℃)から460 ℃まで昇温して
脱脂し、次に、焼結炉に移し、水素(H2)気流中で1400℃
まで昇温し、この温度で１時間保持して焼結させた後に
徐冷した。このようにして得た焼結体の界面にはクラッ
クなどの不良は発生しておらず、寸法精度も良好であっ
た。また、界面の移動は射出速度を変えることにより任
意に調節することができた。
素（N2）気流中で室温(60 ℃)から460 ℃まで昇温して
脱脂し、次に、焼結炉に移し、水素(H2)気流中で1400℃
まで昇温し、この温度で１時間保持して焼結させた後に
徐冷した。このようにして得た焼結体の界面にはクラッ
クなどの不良は発生しておらず、寸法精度も良好であっ
た。また、界面の移動は射出速度を変えることにより任
意に調節することができた。
【００１７】
【発明の効果】本発明は射出成形体の脱脂処理に先立
ち、バインダの軟化温度以上、分解温度以下の温度でプ
レスを行ってバインダを流出させるもので、本発明の実
施により製品の良品率を向上することができる。
ち、バインダの軟化温度以上、分解温度以下の温度でプ
レスを行ってバインダを流出させるもので、本発明の実
施により製品の良品率を向上することができる。
【図１】 本発明を実施する金型可動部（Ａ）と金型固
定部（Ｂ）の平面図である。
定部（Ｂ）の平面図である。
【図２】 図１に示す金型可動部の固定部側からの正面
図である。
図である。
【図３】 射出成形機の構成を示す平面図である。
【図４】 複合成形体の斜視図である。
１，２ 射出機構 ３ 金型 ５ 金型固定部 ６ 金型可動部 ７，８ スプル ９ キャビティ 13 仕切り
Claims (2)
- 【請求項１】 キャビティを仕切りにより複数領域に分
割できる金型と、該キャビティの分割領域に対応して複
数の射出機構を備えた射出成形機を用い、異種の金属粉
末とバインダとからなる成形材料を前記仕切りを動かし
ながら順次にキャビティに射出成形して一体化した成形
体を形成した後、該成形体を脱脂し焼結することを特徴
とする複合成形体の製造方法。 - 【請求項２】 複数の射出機構を備えた射出成形機を用
い、異種の金属粉末とバインダとからなる成形材料を異
なる方向からキャビティに同時に射出成形して異種成形
材料が接合する成形体を形成した後、該成形体を脱脂し
焼結することを特徴とする複合成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23271593A JPH0790312A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 複合成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23271593A JPH0790312A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 複合成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790312A true JPH0790312A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=16943655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23271593A Withdrawn JPH0790312A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 複合成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790312A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6461563B1 (en) * | 2000-12-11 | 2002-10-08 | Advanced Materials Technologies Pte. Ltd. | Method to form multi-material components |
| US6488887B1 (en) | 1999-10-28 | 2002-12-03 | Denso Corporation | Method of fabricating metal composite compact |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23271593A patent/JPH0790312A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6488887B1 (en) | 1999-10-28 | 2002-12-03 | Denso Corporation | Method of fabricating metal composite compact |
| DE10053199B4 (de) * | 1999-10-28 | 2008-10-30 | Denso Corp., Kariya-shi | Verfahren zum Herstellen eines Metallverbundstoff-Presslings |
| US6461563B1 (en) * | 2000-12-11 | 2002-10-08 | Advanced Materials Technologies Pte. Ltd. | Method to form multi-material components |
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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: 20001128 |