JPH09137205A - 複合粉末焼結体の製造方法 - Google Patents
複合粉末焼結体の製造方法Info
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- JPH09137205A JPH09137205A JP28998995A JP28998995A JPH09137205A JP H09137205 A JPH09137205 A JP H09137205A JP 28998995 A JP28998995 A JP 28998995A JP 28998995 A JP28998995 A JP 28998995A JP H09137205 A JPH09137205 A JP H09137205A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑形状の部品を形成するとともに、通常の
組立工程を経ることなく、焼結後でも可動部を有する金
属粉末またはセラミクス粉末焼結体の複合部品を製造す
る。 【解決手段】 粉末成形体Ａ１は、アルミナ粉末を焼結
して形成されており、円筒形の胴部と球形の連結部およ
び首部とから構成されている。粉末成形体Ｂ５は、円筒
形を縦に半分に割ったような形状をしており、その両端
の連結部には爪が形成されている。粉末成形体Ａ１とこ
れを上下から挟む形で粉末成形体Ｂ５とを組み合わせ
る。その後、この組み合わせた粉末成形体を脱脂し、焼
結する。
組立工程を経ることなく、焼結後でも可動部を有する金
属粉末またはセラミクス粉末焼結体の複合部品を製造す
る。 【解決手段】 粉末成形体Ａ１は、アルミナ粉末を焼結
して形成されており、円筒形の胴部と球形の連結部およ
び首部とから構成されている。粉末成形体Ｂ５は、円筒
形を縦に半分に割ったような形状をしており、その両端
の連結部には爪が形成されている。粉末成形体Ａ１とこ
れを上下から挟む形で粉末成形体Ｂ５とを組み合わせ
る。その後、この組み合わせた粉末成形体を脱脂し、焼
結する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼結後に摺動部を
有する金属粉末またはセラミクス粉末焼結体の複合部品
の製造方法に関する。
有する金属粉末またはセラミクス粉末焼結体の複合部品
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複雑な形状の金属粉末またはセラ
ミクス粉末焼結体を得る方法として、複数個の金属粉末
またはセラミクス粉末成形体を組み合わせ、焼結時に接
合して一体とした焼結体の製造方法がよく知られてい
る。
ミクス粉末焼結体を得る方法として、複数個の金属粉末
またはセラミクス粉末成形体を組み合わせ、焼結時に接
合して一体とした焼結体の製造方法がよく知られてい
る。
【０００３】Ｆｅ−Ｎｉ合金やステンレス鋼などの金属
粉末成形体の金属粉末およびアルミナなどのセラミクス
粉末成形体のセラミクス粉末は拡散焼結または反応焼結
により焼結される。すなわち、高温時に粉末同士が接触
することにより焼結される。従って、通常の溶製材の接
合のようにロウづけや溶接の必要はない。こういった粉
末成形体の焼結挙動を利用して複数個の金属粉末または
セラミクス粉末成形体を組み合わせ、焼結することによ
り一体の複雑形状の焼結体とする方法が広く知られてい
る。
粉末成形体の金属粉末およびアルミナなどのセラミクス
粉末成形体のセラミクス粉末は拡散焼結または反応焼結
により焼結される。すなわち、高温時に粉末同士が接触
することにより焼結される。従って、通常の溶製材の接
合のようにロウづけや溶接の必要はない。こういった粉
末成形体の焼結挙動を利用して複数個の金属粉末または
セラミクス粉末成形体を組み合わせ、焼結することによ
り一体の複雑形状の焼結体とする方法が広く知られてい
る。
【０００４】例えば、特開昭６２−９７８０４号公報に
記載される発明においては、セラミクス粉末射出成形法
を用いて複数個のセラミクス粉末成形体（この場合はグ
リーン体）を得、このグリーン体を互いに組み合わせて
溶着させ、脱バインダー，焼結を行い、一体となった複
雑形状部品を得る方法が提案されている。
記載される発明においては、セラミクス粉末射出成形法
を用いて複数個のセラミクス粉末成形体（この場合はグ
リーン体）を得、このグリーン体を互いに組み合わせて
溶着させ、脱バインダー，焼結を行い、一体となった複
雑形状部品を得る方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には以下のような欠点がある。すなわち、前記方
法により得られた複雑形状部品であっても、最終的な製
品とするためには複数個の複雑形状部品を組み立てる必
要がある。複雑形状部品は一般にハンドリング性が悪
く、位置合わせも困難であり、場合によっては組立工程
が部品加工よりもコストが掛かることもある。さらに、
部品形状をより複雑にすると部品同士の干渉により組み
立てそのものが不可能にすらなる。
来技術には以下のような欠点がある。すなわち、前記方
法により得られた複雑形状部品であっても、最終的な製
品とするためには複数個の複雑形状部品を組み立てる必
要がある。複雑形状部品は一般にハンドリング性が悪
く、位置合わせも困難であり、場合によっては組立工程
が部品加工よりもコストが掛かることもある。さらに、
部品形状をより複雑にすると部品同士の干渉により組み
立てそのものが不可能にすらなる。
【０００６】請求項１の課題は、複雑形状の部品を形成
するとともに、組立工程を経ずに焼結後に摺動部を有す
る金属粉末またはセラミクス粉末焼結体の複合部品の製
造方法を提供することにある。
するとともに、組立工程を経ずに焼結後に摺動部を有す
る金属粉末またはセラミクス粉末焼結体の複合部品の製
造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、焼結
後に摺動部を有する金属粉末またはセラミクス粉末焼結
体の複合部品の製造方法において、少なくとも２つ以上
の部品を接合部品として焼結時に互いに反応する金属粉
末またはセラミクス粉末により成形された第１の粉末成
形体と、可動部品として前記第１の粉末成形体と焼結時
に反応しない金属粉末またはセラミクス粉末により成形
された第２の粉末成形体とからなり、焼結前にこれら第
１の粉末成形体と第２の粉末成形体とを組み合わせた
後、焼結することを特徴とする複合粉末焼結体の製造方
法である。
後に摺動部を有する金属粉末またはセラミクス粉末焼結
体の複合部品の製造方法において、少なくとも２つ以上
の部品を接合部品として焼結時に互いに反応する金属粉
末またはセラミクス粉末により成形された第１の粉末成
形体と、可動部品として前記第１の粉末成形体と焼結時
に反応しない金属粉末またはセラミクス粉末により成形
された第２の粉末成形体とからなり、焼結前にこれら第
１の粉末成形体と第２の粉末成形体とを組み合わせた
後、焼結することを特徴とする複合粉末焼結体の製造方
法である。
【０００８】なお、ここでいう粉末成形体とは、金属粉
末またはセラミクス粉末を成形したものであり、金型成
形，熱間静水圧成形（ＨＩＰ），冷間静水圧成形（ＣＩ
Ｐ），ホットプレス，テープ成形，押出成形，鋳込成
形，金属粉末射出成形（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ，ＭＩＭと略称される），セラミク
ス粉末射出成形（Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ，ＣＩＭと略称される）等の射出成
形体、およびそれら成形体から有機バインダーを除去し
たいわゆる脱脂体、さらにこれらを焼結して得られた焼
結体等の総称である。また、粉末焼結体とは上記の粉末
成形体の内、焼結体のことである。
末またはセラミクス粉末を成形したものであり、金型成
形，熱間静水圧成形（ＨＩＰ），冷間静水圧成形（ＣＩ
Ｐ），ホットプレス，テープ成形，押出成形，鋳込成
形，金属粉末射出成形（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ，ＭＩＭと略称される），セラミク
ス粉末射出成形（Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ，ＣＩＭと略称される）等の射出成
形体、およびそれら成形体から有機バインダーを除去し
たいわゆる脱脂体、さらにこれらを焼結して得られた焼
結体等の総称である。また、粉末焼結体とは上記の粉末
成形体の内、焼結体のことである。
【０００９】請求項１の発明においては、互いに反応す
る粉末成形体同士は焼結時接合により一体となり、複雑
形状を形成する。また、これらとは反応しない粉末成形
体は焼結後であっても一体とならず、摺動部を形成す
る。従って、焼結後に摺動部を有する複雑形状の部品を
得ることができる。
る粉末成形体同士は焼結時接合により一体となり、複雑
形状を形成する。また、これらとは反応しない粉末成形
体は焼結後であっても一体とならず、摺動部を形成す
る。従って、焼結後に摺動部を有する複雑形状の部品を
得ることができる。
【００１０】
（実施の形態１）図１〜図６は本実施の形態を示し、図
１は粉末成形体Ａの正面図、図２は図１の斜視図、図３
は接合に用いる粉末成形体Ｂの斜視図、図４は図３の断
面図、図５は粉末成形体Ａと粉末成形体Ｂとを組み合わ
せる状態の断面図、図６は焼結後の複合粉末部品を示す
斜視図である。
１は粉末成形体Ａの正面図、図２は図１の斜視図、図３
は接合に用いる粉末成形体Ｂの斜視図、図４は図３の断
面図、図５は粉末成形体Ａと粉末成形体Ｂとを組み合わ
せる状態の断面図、図６は焼結後の複合粉末部品を示す
斜視図である。
【００１１】図１および図２に示すのは粉末成形体Ａ１
であり、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末を焼結して形成さ
れており、円筒形の胴部２と球形の連結部３および首部
４とか ら構成されている。図３および図４に示すのは
粉末成形体Ｂ５であり、円筒形を縦に半分に割ったよう
な形状をしており、その両端の連結部６には爪７が形成
されている。
であり、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末を焼結して形成さ
れており、円筒形の胴部２と球形の連結部３および首部
４とか ら構成されている。図３および図４に示すのは
粉末成形体Ｂ５であり、円筒形を縦に半分に割ったよう
な形状をしており、その両端の連結部６には爪７が形成
されている。
【００１２】粉末成形体Ｂ５は金属粉末射出成形により
成形する。すなわち、平均粒径１２μｍのオーステナイ
ト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６Ｌ粉末６２ｖｏｌ
％，有機バインダーとしてポリスチレン１８ｖｏｌ％，
ポリエチルアクリエート１２ｖｏｌ％，エチレン−酢酸
ビニル共重合体５ｖｏｌ％，パラフィンワックス２ｖｏ
ｌ％，ステアリン酸１ｖｏｌ％とを混練し、一般的な金
属粉末射出成形法（ＭＩＭ）を用いて粉末成形体Ｂ５
（この場合はグリーン体）を得た。
成形する。すなわち、平均粒径１２μｍのオーステナイ
ト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６Ｌ粉末６２ｖｏｌ
％，有機バインダーとしてポリスチレン１８ｖｏｌ％，
ポリエチルアクリエート１２ｖｏｌ％，エチレン−酢酸
ビニル共重合体５ｖｏｌ％，パラフィンワックス２ｖｏ
ｌ％，ステアリン酸１ｖｏｌ％とを混練し、一般的な金
属粉末射出成形法（ＭＩＭ）を用いて粉末成形体Ｂ５
（この場合はグリーン体）を得た。
【００１３】図５に示すように、粉末成形体Ａ１とこれ
を上下から挟む形で粉末成形体Ｂ５とを組み合わせる。
その後、この組み合わせた粉末成形体を常圧大気雰囲気
下，昇温速度２５℃／Ｈで加熱し、３２５℃で４時間保
持して脱脂する。さらに、真空下（１０-4ｔｏｒｒ），
昇温速度３００℃／Ｈで加熱し、１３２０℃で２時間保
持して焼結する。
を上下から挟む形で粉末成形体Ｂ５とを組み合わせる。
その後、この組み合わせた粉末成形体を常圧大気雰囲気
下，昇温速度２５℃／Ｈで加熱し、３２５℃で４時間保
持して脱脂する。さらに、真空下（１０-4ｔｏｒｒ），
昇温速度３００℃／Ｈで加熱し、１３２０℃で２時間保
持して焼結する。
【００１４】本実施の形態では、粉末成形体Ｂ５同士は
焼結時拡散現象により接合されて一体となる。その際、
連結部６の爪７が粉末成形体Ａ１の連結部３の首部４に
噛み合い、粉末成形体Ａ１と粉末成形体Ｂ５とは連結さ
れる。また、粉末成形体Ａ１と粉末成形体Ｂ５とは焼結
時に全く反応しないので、焼結後もそれぞれが可動自在
となっている。
焼結時拡散現象により接合されて一体となる。その際、
連結部６の爪７が粉末成形体Ａ１の連結部３の首部４に
噛み合い、粉末成形体Ａ１と粉末成形体Ｂ５とは連結さ
れる。また、粉末成形体Ａ１と粉末成形体Ｂ５とは焼結
時に全く反応しないので、焼結後もそれぞれが可動自在
となっている。
【００１５】本実施の形態によれば、特に組立工程を経
ずにそれぞれが可動自在な複合部品を得ることができ
る。さらに、図６に示すような、通常の加工組立方法で
は形成できないような連結体１１を得ることができる。
ずにそれぞれが可動自在な複合部品を得ることができ
る。さらに、図６に示すような、通常の加工組立方法で
は形成できないような連結体１１を得ることができる。
【００１６】（実施の形態２）図７〜図１０は本実施の
形態を示し、図７はリング状部材の斜視図、図８は複合
粉末成形体の斜視図、図９は複合粉末成形体に別種の粉
末成形体を組み合わせる状態の斜視図、図１０は最終複
合粉末成形体の斜視図である。
形態を示し、図７はリング状部材の斜視図、図８は複合
粉末成形体の斜視図、図９は複合粉末成形体に別種の粉
末成形体を組み合わせる状態の斜視図、図１０は最終複
合粉末成形体の斜視図である。
【００１７】図７に示すのはリング状部材２１であり、
このリング状部材２１は炭化珪素（ＳｉＣ）にて形成さ
れている。このリング状部材２１を中子として粉末成形
体Ａ２２を金属粉末射出成形にて成形し、図８に示すよ
うな、複合粉末成形体２３を形成する。粉末成形体Ａ２
２は析出硬化系ステンレス鋼粉末（ＳＵＳ６３０，平均
粒径８μｍ）６５ｖｏｌ％，ポリエチレン１５ｖｏｌ
％，ポリメタメチルクレート１４ｖｏｌ％，カルナウバ
ワックス４ｖｏｌ％，ステアリン酸２ｖｏｌ％をコンパ
ウンド（混練された成形材料）として射出成形したもの
である。
このリング状部材２１は炭化珪素（ＳｉＣ）にて形成さ
れている。このリング状部材２１を中子として粉末成形
体Ａ２２を金属粉末射出成形にて成形し、図８に示すよ
うな、複合粉末成形体２３を形成する。粉末成形体Ａ２
２は析出硬化系ステンレス鋼粉末（ＳＵＳ６３０，平均
粒径８μｍ）６５ｖｏｌ％，ポリエチレン１５ｖｏｌ
％，ポリメタメチルクレート１４ｖｏｌ％，カルナウバ
ワックス４ｖｏｌ％，ステアリン酸２ｖｏｌ％をコンパ
ウンド（混練された成形材料）として射出成形したもの
である。
【００１８】その後、圧粉成形にて粉末成形体Ｂ２４を
成形する。粉末成形体Ｂ２４はオーステナイト系ステン
レス鋼粉末（ＳＵＳ３０４，平均粒径２５０μｍ）９
８．５ｖｏｌ％，ステアリン酸ナトリウム１．５ｖｏｌ
％をコンパウンドとして成形したものである。
成形する。粉末成形体Ｂ２４はオーステナイト系ステン
レス鋼粉末（ＳＵＳ３０４，平均粒径２５０μｍ）９
８．５ｖｏｌ％，ステアリン酸ナトリウム１．５ｖｏｌ
％をコンパウンドとして成形したものである。
【００１９】次に、複合粉末成形体２３と粉末成形体Ｂ
２４とを図９に示すように組み合わせ、常圧窒素雰囲気
下にて昇温速度１５℃／Ｈで加熱し、最高保持温度３８
５℃で５時間保持して脱脂する。さらに、真空雰囲気下
（１０-4ｔｏｒｒ）にて昇温速度３００℃／Ｈで加熱
し、最高保持温度１２５０℃で３時間保持して焼結する
ことにより、図１０に示す最終複合粉末成形体２５を得
た。
２４とを図９に示すように組み合わせ、常圧窒素雰囲気
下にて昇温速度１５℃／Ｈで加熱し、最高保持温度３８
５℃で５時間保持して脱脂する。さらに、真空雰囲気下
（１０-4ｔｏｒｒ）にて昇温速度３００℃／Ｈで加熱
し、最高保持温度１２５０℃で３時間保持して焼結する
ことにより、図１０に示す最終複合粉末成形体２５を得
た。
【００２０】本実施の形態では、粉末成形体Ａ２２と粉
末成形体Ｂ２４とは焼結時拡散現象により接合されて一
体となる。また、複合粉末成形体２３とリング状部材２
１とは焼結時に全く反応せず、焼結後でも摺動自在とな
っている。
末成形体Ｂ２４とは焼結時拡散現象により接合されて一
体となる。また、複合粉末成形体２３とリング状部材２
１とは焼結時に全く反応せず、焼結後でも摺動自在とな
っている。
【００２１】本実施の形態によれば、通常の組立工程で
は得られない、図１０に示すような最終粉末成形体を得
ることができる。さらに、焼結時の接合により互いに異
なるステンレス鋼粉末製の粉末成形体を一体とする効果
もある。
は得られない、図１０に示すような最終粉末成形体を得
ることができる。さらに、焼結時の接合により互いに異
なるステンレス鋼粉末製の粉末成形体を一体とする効果
もある。
【００２２】（実施の形態３）本実施の形態は、前記実
施の形態２の材料のみが異なるものであり、図７〜図１
０を用いて説明する。
施の形態２の材料のみが異なるものであり、図７〜図１
０を用いて説明する。
【００２３】リング状部材２１はＦｅ−５％Ｎｉ粉末を
圧粉成形にて成形した粉末成形体である。また、粉末成
形体Ａ２２および粉末成形体Ｂ２４とは共にジルコニア
（ＺｒＯ2 ）粉末をセラミクス粉末射出成形により成形
した。このジルコニア（ＺｒＯ2 ）粉末には金属バイン
ダーとして酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ）を添加して焼
結温度を降下させてある。
圧粉成形にて成形した粉末成形体である。また、粉末成
形体Ａ２２および粉末成形体Ｂ２４とは共にジルコニア
（ＺｒＯ2 ）粉末をセラミクス粉末射出成形により成形
した。このジルコニア（ＺｒＯ2 ）粉末には金属バイン
ダーとして酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ）を添加して焼
結温度を降下させてある。
【００２４】これらを図９に示すように組み合わせ、水
素気流中にて昇温速度２５０℃／Ｈで加熱し、最高保持
温度１１５０℃で３時間保持した。その結果、図１０に
示すような最終複合粉末成形体２５を得ることができ
た。粉末成形体Ａ２２と粉末成形体Ｂ２４とは焼結時に
一体となるが、リング状部材２１はこれら粉末成形体と
反応せず、焼結後でも摺動自在となっている。
素気流中にて昇温速度２５０℃／Ｈで加熱し、最高保持
温度１１５０℃で３時間保持した。その結果、図１０に
示すような最終複合粉末成形体２５を得ることができ
た。粉末成形体Ａ２２と粉末成形体Ｂ２４とは焼結時に
一体となるが、リング状部材２１はこれら粉末成形体と
反応せず、焼結後でも摺動自在となっている。
【００２５】本実施の形態によれば、図１０に示すよう
な、通常の組立工程では得られない形状の製品を得るこ
とができる。
な、通常の組立工程では得られない形状の製品を得るこ
とができる。
【００２６】
【発明の効果】請求項１の効果は、複雑形状の部品を形
成するとともに、通常の組立工程を経ることなく、焼結
後でも可動部を有する金属粉末またはセラミクス粉末焼
結体の複合部品を製造することができる。
成するとともに、通常の組立工程を経ることなく、焼結
後でも可動部を有する金属粉末またはセラミクス粉末焼
結体の複合部品を製造することができる。
【図１】実施の形態１を示す正面図である。
【図２】実施の形態１を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１を示す底面図である。
【図５】実施の形態１を示す断面図である。
【図６】実施の形態１を示す斜視図である。
【図７】実施の形態２を示す斜視図である。
【図８】実施の形態２を示す斜視図である。
【図９】実施の形態２を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２を示す斜視図である。
【符号の説明】 １ 粉末成形体Ａ ２ 胴部 ３，６ 連結部 ４ 首部 ５ 粉末成形体Ｂ ７ 爪 １１ 連結体
Claims (1)
- 【請求項１】 焼結後に摺動部を有する金属粉末または
セラミクス粉末焼結体の複合部品の製造方法において、
少なくとも２つ以上の部品を接合部品として焼結時に互
いに反応する金属粉末またはセラミクス粉末により成形
された第１の粉末成形体と、可動部品として前記第１の
粉末成形体と焼結時に反応しない金属粉末またはセラミ
クス粉末により成形された第２の粉末成形体とからな
り、焼結前にこれら第１の粉末成形体と第２の粉末成形
体とを組み合わせた後、焼結することを特徴とする複合
粉末焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28998995A JPH09137205A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 複合粉末焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28998995A JPH09137205A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 複合粉末焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09137205A true JPH09137205A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17750345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28998995A Pending JPH09137205A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 複合粉末焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09137205A (ja) |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP28998995A patent/JPH09137205A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040608 |