JPH0827502A - 金属粉末焼結体の製造方法 - Google Patents
金属粉末焼結体の製造方法Info
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- JPH0827502A JPH0827502A JP18678394A JP18678394A JPH0827502A JP H0827502 A JPH0827502 A JP H0827502A JP 18678394 A JP18678394 A JP 18678394A JP 18678394 A JP18678394 A JP 18678394A JP H0827502 A JPH0827502 A JP H0827502A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 脱脂時の成形体の収縮を滑らかに進行させ、
成形体の変形や割れを防止する。 【構成】 まず、コンパウンドを射出成形機によって、
平板のグリーン体を成形する。次に、セッターの表面を
研磨加工し、グリーン体の表面粗さよりもその表面粗さ
を小さくする。そして、グリーン体をセッター上に載置
し、脱脂・焼結する。
成形体の変形や割れを防止する。 【構成】 まず、コンパウンドを射出成形機によって、
平板のグリーン体を成形する。次に、セッターの表面を
研磨加工し、グリーン体の表面粗さよりもその表面粗さ
を小さくする。そして、グリーン体をセッター上に載置
し、脱脂・焼結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属粉末とバインダ樹
脂との混練物を成形し、脱脂・焼結して金属粉末焼結体
を製造する方法に関する。
脂との混練物を成形し、脱脂・焼結して金属粉末焼結体
を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属粉末焼結体の製造方法として
は、金属粉末とバインダ樹脂との混合物（コンパウン
ド）を所望の形状に成形し、この成形体（グリーン体）
よりバインダ樹脂を除去（脱脂）してブラウン体とし、
このブラウン体を焼結して金属粉末焼結体を製造する方
法が一般的に広く行われている。
は、金属粉末とバインダ樹脂との混合物（コンパウン
ド）を所望の形状に成形し、この成形体（グリーン体）
よりバインダ樹脂を除去（脱脂）してブラウン体とし、
このブラウン体を焼結して金属粉末焼結体を製造する方
法が一般的に広く行われている。
【０００３】このような金属粉末焼結体の製造工程にお
ける脱脂の方法としては、例えば特公昭６２−３３２８
２号公報に詳細な記載がある。この公報に記載された脱
脂方法は、多孔質吸収体からなるセッター上に載置して
グリーン体からのバインダの除去を好適に行うものであ
る。つまり、グリーン体より除去されるバインダ樹脂の
内、多孔質吸収体と接触している部位より除去されるバ
インダ樹脂をこの多孔質吸収体に吸収させることによ
り、グリーン体全面からバインダ樹脂を除去するのであ
る。
ける脱脂の方法としては、例えば特公昭６２−３３２８
２号公報に詳細な記載がある。この公報に記載された脱
脂方法は、多孔質吸収体からなるセッター上に載置して
グリーン体からのバインダの除去を好適に行うものであ
る。つまり、グリーン体より除去されるバインダ樹脂の
内、多孔質吸収体と接触している部位より除去されるバ
インダ樹脂をこの多孔質吸収体に吸収させることによ
り、グリーン体全面からバインダ樹脂を除去するのであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のような
金属粉末焼結体の製造方法において、通常、脱脂時にグ
リーン体からバインダ樹脂が除去されてブラウン体とな
る際、除去されたバインダ樹脂の分、グリーン体は収縮
する。このとき、グリーン体とセッターとの接触面は、
グリーン体の収縮の摺動面となる。
金属粉末焼結体の製造方法において、通常、脱脂時にグ
リーン体からバインダ樹脂が除去されてブラウン体とな
る際、除去されたバインダ樹脂の分、グリーン体は収縮
する。このとき、グリーン体とセッターとの接触面は、
グリーン体の収縮の摺動面となる。
【０００５】前記特公昭６２−３３２８２号公報に記載
された脱脂方法によると、グリーン体を載置する多孔質
吸収体の表面（脱脂時には摺動面となる）には、グリー
ン体より除去される樹脂を吸収するように無数の微細な
孔が形成されている。そのため、グリーン体の収縮は、
この孔によって生じる摩擦抵抗によって阻害される。
された脱脂方法によると、グリーン体を載置する多孔質
吸収体の表面（脱脂時には摺動面となる）には、グリー
ン体より除去される樹脂を吸収するように無数の微細な
孔が形成されている。そのため、グリーン体の収縮は、
この孔によって生じる摩擦抵抗によって阻害される。
【０００６】すなわち、グリーン体は収縮しようとする
のだが、摺動面の摩擦抵抗が大きいために、その収縮が
困難になるのである。しかしながら、脱脂時に摩擦抵抗
があるにもかかわらずグリーン体は収縮しようとするた
め、摺動面に生じる摩擦抵抗にまけて、グリーン体が変
形したり、最悪の場合はグリーン体が割れてしまうこと
がある。
のだが、摺動面の摩擦抵抗が大きいために、その収縮が
困難になるのである。しかしながら、脱脂時に摩擦抵抗
があるにもかかわらずグリーン体は収縮しようとするた
め、摺動面に生じる摩擦抵抗にまけて、グリーン体が変
形したり、最悪の場合はグリーン体が割れてしまうこと
がある。
【０００７】請求項１の目的は、脱脂時にグリーン体
（ブラウン体）が変形したり割れたりするのを防止でき
る金属粉末焼結体の製造方法を提供することにある。
（ブラウン体）が変形したり割れたりするのを防止でき
る金属粉末焼結体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属粉末およ
びバインダ樹脂から成る成形体よりバインダ樹脂を脱脂
してブラウン体を得、該ブラウン体を焼結して焼結体を
得る金属粉末焼結体の製造方法において、成形体の表面
粗さよりも小さな表面粗さのセッター上に成形体を載置
して脱脂することを特徴とする金属粉末焼結体の製造方
法である。
びバインダ樹脂から成る成形体よりバインダ樹脂を脱脂
してブラウン体を得、該ブラウン体を焼結して焼結体を
得る金属粉末焼結体の製造方法において、成形体の表面
粗さよりも小さな表面粗さのセッター上に成形体を載置
して脱脂することを特徴とする金属粉末焼結体の製造方
法である。
【０００９】
【作用】本発明では、グリーン体の表面粗さ以下の表面
粗さを有するセッター上にグリーン体を載置してグリー
ン体を脱脂・焼結することにより、脱脂時および焼結時
におけるグリーン体の収縮を滑らかなものとする。
粗さを有するセッター上にグリーン体を載置してグリー
ン体を脱脂・焼結することにより、脱脂時および焼結時
におけるグリーン体の収縮を滑らかなものとする。
【００１０】
【実施例１】まず、コンパウンドからグリーン体を成形
する過程について説明する。一般的に、コンパウンド
は、金属粉末を８５〜９５ｗｔ％、バインダ樹脂を１５
〜５ｗｔ％の割合で混練したものが使用される。ここ
で、バインダ樹脂は、成形体の形状維持に寄与する保形
剤と、成形時の流動性に寄与する滑剤と、離型性に寄与
する離型剤とからなるものである。
する過程について説明する。一般的に、コンパウンド
は、金属粉末を８５〜９５ｗｔ％、バインダ樹脂を１５
〜５ｗｔ％の割合で混練したものが使用される。ここ
で、バインダ樹脂は、成形体の形状維持に寄与する保形
剤と、成形時の流動性に寄与する滑剤と、離型性に寄与
する離型剤とからなるものである。
【００１１】本実施例にて使用するコンパウンドは、そ
の配合比が、金属粉末としてＳＵＳ３１６Ｌ粉末を９０
ｗｔ％、保形剤としてポリスチレンを８％、滑剤として
パラフィンワックスを１％、離型剤としてステアリン酸
を１％となっており、これらを混練したものである。こ
こで、粉末は、平均粒径が１５μｍ，１０μｍ，５μｍ
のものを使用し、各平均粒径ごとに、コンパウンドを混
練（３種類）した。
の配合比が、金属粉末としてＳＵＳ３１６Ｌ粉末を９０
ｗｔ％、保形剤としてポリスチレンを８％、滑剤として
パラフィンワックスを１％、離型剤としてステアリン酸
を１％となっており、これらを混練したものである。こ
こで、粉末は、平均粒径が１５μｍ，１０μｍ，５μｍ
のものを使用し、各平均粒径ごとに、コンパウンドを混
練（３種類）した。
【００１２】このコンパウンドを、射出成形機によっ
て、４０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの平板に成形した。成
形の条件は、射出圧１３００ｋｇ／ｃｍ2 、ノズル温度
１４０℃、金型温度３５℃、保持時間２５ｓｅｃであ
る。なお、金型のキャビティの表面粗さは、Ｒｍａｘ３
μｍ、Ｒｍａｘ１．６μｍ、Ｒｍａｘ０．８μｍのもの
を用意し、それぞれのキャビティを用いて、上記３種類
のコンパウンドを成形した。このようにして得られたグ
リーン体の表面粗さを測定したところ、表１に示す結果
となった。
て、４０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの平板に成形した。成
形の条件は、射出圧１３００ｋｇ／ｃｍ2 、ノズル温度
１４０℃、金型温度３５℃、保持時間２５ｓｅｃであ
る。なお、金型のキャビティの表面粗さは、Ｒｍａｘ３
μｍ、Ｒｍａｘ１．６μｍ、Ｒｍａｘ０．８μｍのもの
を用意し、それぞれのキャビティを用いて、上記３種類
のコンパウンドを成形した。このようにして得られたグ
リーン体の表面粗さを測定したところ、表１に示す結果
となった。
【００１３】
【表１】
【００１４】次に、セッターの表面粗さについて説明す
る。外径寸法が１００ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍである
アルミナの平板を用意する（以下、この平板をセッター
と称する）。そして、この平板におけるグリーン体を載
置する面の粗さが、表１にて示したグリーン体の表面粗
さより小さくなるように研磨加工を施した。それぞれの
条件（粉末の粒径、キャビティの表面粗さ）ごとに対応
するセッターの表面粗さを表１に示した。
る。外径寸法が１００ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍである
アルミナの平板を用意する（以下、この平板をセッター
と称する）。そして、この平板におけるグリーン体を載
置する面の粗さが、表１にて示したグリーン体の表面粗
さより小さくなるように研磨加工を施した。それぞれの
条件（粉末の粒径、キャビティの表面粗さ）ごとに対応
するセッターの表面粗さを表１に示した。
【００１５】次に、グリーン体の脱脂・焼結について説
明する。本実施例では、上記グリーン体（平板）を上記
セッターに載置し、加熱により脱脂してブラウン体を得
た。具体的には、３２０℃で、この温度を３時間保持し
て脱脂した。脱脂後、上記セッターに載置したままブラ
ウン体を焼結した。具体的には、１３５０℃の非酸化性
雰囲気の中、４時間かけて焼結し金属粉末焼結体を得
た。
明する。本実施例では、上記グリーン体（平板）を上記
セッターに載置し、加熱により脱脂してブラウン体を得
た。具体的には、３２０℃で、この温度を３時間保持し
て脱脂した。脱脂後、上記セッターに載置したままブラ
ウン体を焼結した。具体的には、１３５０℃の非酸化性
雰囲気の中、４時間かけて焼結し金属粉末焼結体を得
た。
【００１６】本実施例では、脱脂時にグリーン体を載置
するセッターの表面粗さを、グリーン体の表面粗さより
も小さくしたことにより、脱脂時に生じるグリーン体の
収縮が滑らかに進行する。
するセッターの表面粗さを、グリーン体の表面粗さより
も小さくしたことにより、脱脂時に生じるグリーン体の
収縮が滑らかに進行する。
【００１７】本実施例によれば、脱脂時のグリーン体の
収縮が滑らかに進行するため、グリーン体が変形した
り、割れたりするようなことがない（表１参照）。ま
た、本実施例によると、脱脂時に使用したセッターを引
続き焼結でも使用すため、焼結時におけるブラウン体の
収縮も滑らかに進行する。従って、焼結時においても、
ブラウン体が変形したり、割れたりするようなことがな
い。
収縮が滑らかに進行するため、グリーン体が変形した
り、割れたりするようなことがない（表１参照）。ま
た、本実施例によると、脱脂時に使用したセッターを引
続き焼結でも使用すため、焼結時におけるブラウン体の
収縮も滑らかに進行する。従って、焼結時においても、
ブラウン体が変形したり、割れたりするようなことがな
い。
【００１８】尚、本実施例では、保形剤としてポリスチ
レンを使用したがこれに限らず、例えばポリアミド，ポ
リカーボネート，ポリアセタール，ポリプロピレン，Ｅ
ＶＡ（エチレン＝ビニル酢酸共重合体），ＰＭＭＡ（ポ
リメタクリルメチルアセテート＝アクリル），ＰＭＭＢ
およびポリエチレン等を使用してもよい。また、本実施
例においては、金属粉末としてＳＵＳ３１６Ｌを使用し
たがこれに限らず、これ以外のステンレス鋼を使用して
もよい。
レンを使用したがこれに限らず、例えばポリアミド，ポ
リカーボネート，ポリアセタール，ポリプロピレン，Ｅ
ＶＡ（エチレン＝ビニル酢酸共重合体），ＰＭＭＡ（ポ
リメタクリルメチルアセテート＝アクリル），ＰＭＭＢ
およびポリエチレン等を使用してもよい。また、本実施
例においては、金属粉末としてＳＵＳ３１６Ｌを使用し
たがこれに限らず、これ以外のステンレス鋼を使用して
もよい。
【００１９】さらに、本実施例では、滑剤としてパラフ
ィンワックスを用いたがこれに限らず、例えばカルナウ
バワックス，変性ワックス，マイクロクリスタリンワッ
クスおよび低分子量ポリエチレンワックス等を使用して
もよい。また、本実施例では、離型剤としてステアリン
酸を使用したがこれに限らず、例えばステアリルアルコ
ールおよびステアリン酸ナトリウム等を使用してもよ
い。
ィンワックスを用いたがこれに限らず、例えばカルナウ
バワックス，変性ワックス，マイクロクリスタリンワッ
クスおよび低分子量ポリエチレンワックス等を使用して
もよい。また、本実施例では、離型剤としてステアリン
酸を使用したがこれに限らず、例えばステアリルアルコ
ールおよびステアリン酸ナトリウム等を使用してもよ
い。
【００２０】さらに、本実施例におけるコンパウンドの
配合比は上記の通りであるが、成形時にコンパウンドが
十分に流動して、キャビティ内に完全に充填され、成形
終了後、所定の形状を損なうことなく型より離型できる
範囲内であれば、上記配合比を変化させてもよい。ま
た、その他の成形の条件も、所定のグリーン体形状が得
られれば、上記のものに限らない。
配合比は上記の通りであるが、成形時にコンパウンドが
十分に流動して、キャビティ内に完全に充填され、成形
終了後、所定の形状を損なうことなく型より離型できる
範囲内であれば、上記配合比を変化させてもよい。ま
た、その他の成形の条件も、所定のグリーン体形状が得
られれば、上記のものに限らない。
【００２１】さらに、本実施例では、金属粉末の平均粒
径を１５μｍ，１０μｍ，５μｍとしたが、これよりも
大きい粒径、もしくは、小さい粒径のものを使用しても
よい。ただし、配合比等の成形条件や粉末の粒径が変化
することによって、グリーン体の表面粗さが変化する場
合は、これに応じてセッターの表面粗さを変化させる
（グリーン体の表面粗さより小さくする）ものとする。
径を１５μｍ，１０μｍ，５μｍとしたが、これよりも
大きい粒径、もしくは、小さい粒径のものを使用しても
よい。ただし、配合比等の成形条件や粉末の粒径が変化
することによって、グリーン体の表面粗さが変化する場
合は、これに応じてセッターの表面粗さを変化させる
（グリーン体の表面粗さより小さくする）ものとする。
【００２２】比較のため、本実施例にて得られた射出成
形後の各グリーン体の表面粗さと同じ表面粗さであるセ
ッター、また射出成形後のグリーン体の表面粗さより大
きな表面粗さであるセッターに、このグリーン体を載置
して、脱脂・焼結した（脱脂・焼結の諸条件は、本実施
例と同様のものとした。）。これらを比較例１〜１８と
して本実施例の結果とともに表２に併記した。
形後の各グリーン体の表面粗さと同じ表面粗さであるセ
ッター、また射出成形後のグリーン体の表面粗さより大
きな表面粗さであるセッターに、このグリーン体を載置
して、脱脂・焼結した（脱脂・焼結の諸条件は、本実施
例と同様のものとした。）。これらを比較例１〜１８と
して本実施例の結果とともに表２に併記した。
【００２３】
【表２】
【００２４】比較例１〜１８に示す通り、グリーン体の
表面粗さと同じ表面粗さであるセッターを使用した場
合、焼結後のシンター体（焼結体）には少なくとも変形
が生じ、グリーン体の表面粗さよりも大きな表面粗さの
セッターを使用した場合、変形および割れが生じてしま
った。
表面粗さと同じ表面粗さであるセッターを使用した場
合、焼結後のシンター体（焼結体）には少なくとも変形
が生じ、グリーン体の表面粗さよりも大きな表面粗さの
セッターを使用した場合、変形および割れが生じてしま
った。
【００２５】
【実施例２】本実施例では、成形圧力を２０００ｋｇ／
ｃｍ2 とした点以外の構成は前記実施例１と同様である
ため、その説明を省略する。本実施例では、表面粗さ２
μｍのグリーン体が得られたため、表面粗さ０．５μｍ
のセッターを用いて脱脂・焼結した。
ｃｍ2 とした点以外の構成は前記実施例１と同様である
ため、その説明を省略する。本実施例では、表面粗さ２
μｍのグリーン体が得られたため、表面粗さ０．５μｍ
のセッターを用いて脱脂・焼結した。
【００２６】本実施例の作用は、前記実施例１と同様で
あるため、説明を省略する。
あるため、説明を省略する。
【００２７】本実施例によれば、前記実施例１と同様の
効果を得ることができる（表１参照）とともに、セッタ
ーの表面粗さがＲｍａｘ０．５μｍと極めて小さくなる
ため、脱脂時において、グリーン体から除去されるバイ
ンダ樹脂の成分がセッターに染み込むことがなく、同じ
セッターを繰り返して使用することができる。
効果を得ることができる（表１参照）とともに、セッタ
ーの表面粗さがＲｍａｘ０．５μｍと極めて小さくなる
ため、脱脂時において、グリーン体から除去されるバイ
ンダ樹脂の成分がセッターに染み込むことがなく、同じ
セッターを繰り返して使用することができる。
【００２８】尚、比較のため、本実施例にて得られた射
出成形後のグリーン体の表面粗さと同じ表面粗さである
セッター、また射出成形後のグリーン体の表面粗さより
大きな表面粗さであるセッターに、このグリーン体を載
置して、脱脂・焼結した（脱脂・焼結の諸条件は、本実
施例と同様のものとした）。これらを比較例１９，２０
として本実施例の結果とともに表２に併記した。比較例
１９，２０に示す通り、グリーン体の表面粗さと同じ表
面粗さであるセッターを使用した場合、焼結後のシンタ
ー体（焼結体）には少なくとも変形が生じ、グリーン体
の表面粗さよりも大きな表面粗さのセッターを使用した
場合、変形および割れが生じてしまった。
出成形後のグリーン体の表面粗さと同じ表面粗さである
セッター、また射出成形後のグリーン体の表面粗さより
大きな表面粗さであるセッターに、このグリーン体を載
置して、脱脂・焼結した（脱脂・焼結の諸条件は、本実
施例と同様のものとした）。これらを比較例１９，２０
として本実施例の結果とともに表２に併記した。比較例
１９，２０に示す通り、グリーン体の表面粗さと同じ表
面粗さであるセッターを使用した場合、焼結後のシンタ
ー体（焼結体）には少なくとも変形が生じ、グリーン体
の表面粗さよりも大きな表面粗さのセッターを使用した
場合、変形および割れが生じてしまった。
【００２９】
【実施例３】本実施例では、セッターの材質をＳｉＣと
した点以外の構成は前記実施例２と同様であるため、そ
の説明を省略する。
した点以外の構成は前記実施例２と同様であるため、そ
の説明を省略する。
【００３０】本実施例の作用は、前記実施例２と同様の
ため、説明を省略する。
ため、説明を省略する。
【００３１】本実施例によれば、前記実施例１と同様の
効果を得ることができる（表１参照）とともに、ＳｉＣ
はアルミナに比較して加工が容易であるため、加工コス
トを少なくすることができる。
効果を得ることができる（表１参照）とともに、ＳｉＣ
はアルミナに比較して加工が容易であるため、加工コス
トを少なくすることができる。
【００３２】尚、比較のため、本実施例にて得られた射
出成形後のグリーン体の表面粗さと同じ表面粗さである
セッター、また射出成形後のグリーン体の表面粗さより
大きな表面粗さであるセッターに、このグリーン体を載
置して、脱脂・焼結した（脱脂・焼結の諸条件は、本実
施例と同様のものとした）。これらを比較例２１，２２
として本実施例の結果とともに表２に併記した。比較例
２１，２２に示す通り、グリーン体の表面粗さと同じ表
面粗さであるセッターを使用した場合、焼結後のシンタ
ー体（焼結体）には少なくとも変形が生じ、グリーン体
の表面粗さよりも大きな表面粗さのセッターを使用した
場合、変形および割れが生じてしまった。
出成形後のグリーン体の表面粗さと同じ表面粗さである
セッター、また射出成形後のグリーン体の表面粗さより
大きな表面粗さであるセッターに、このグリーン体を載
置して、脱脂・焼結した（脱脂・焼結の諸条件は、本実
施例と同様のものとした）。これらを比較例２１，２２
として本実施例の結果とともに表２に併記した。比較例
２１，２２に示す通り、グリーン体の表面粗さと同じ表
面粗さであるセッターを使用した場合、焼結後のシンタ
ー体（焼結体）には少なくとも変形が生じ、グリーン体
の表面粗さよりも大きな表面粗さのセッターを使用した
場合、変形および割れが生じてしまった。
【００３３】尚、前記各実施例においては、セッターの
材質を例としてアルミナとＳｉＣとを挙げたがこれに限
らず、例えばＢＮ，ＺｒＯ2 ，ＣｒＯ2 ，ＴｉＯ2 ，Ａ
ｌＮおよびサイアロン等を使用してもよい。
材質を例としてアルミナとＳｉＣとを挙げたがこれに限
らず、例えばＢＮ，ＺｒＯ2 ，ＣｒＯ2 ，ＴｉＯ2 ，Ａ
ｌＮおよびサイアロン等を使用してもよい。
【００３４】
【発明の効果】請求項１の効果は、脱脂時の成形体の収
縮が滑らかに進行するため、成形体が変形したり、割れ
たりするようなことがない。
縮が滑らかに進行するため、成形体が変形したり、割れ
たりするようなことがない。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属粉末およびバインダ樹脂から成る成
形体よりバインダ樹脂を脱脂してブラウン体を得、該ブ
ラウン体を焼結して焼結体を得る金属粉末焼結体の製造
方法において、成形体の表面粗さよりも小さな表面粗さ
のセッター上に成形体を載置して脱脂することを特徴と
する金属粉末焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18678394A JPH0827502A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18678394A JPH0827502A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0827502A true JPH0827502A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=16194524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18678394A Withdrawn JPH0827502A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827502A (ja) |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP18678394A patent/JPH0827502A/ja not_active Withdrawn
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