JPH09287003A

JPH09287003A - 中空焼結体の製造方法

Info

Publication number: JPH09287003A
Application number: JP8101544A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Takahashi; 和彦高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】中空焼結体の製造方法において、中子の残渣
や中子を溶かす溶剤が成形体と反応することを完全に防
ぐこと。【解決手段】固体から液体又は気体になるときに固
体の状態で体積膨張しない材質の中子１０を使用し、該
中子１０と外型２０との間に金属粉末３０を充填加圧し
て成形体を形成し、前記成形体から前記固体状態の中子
１０を液体又は気体状態とすることで分離し、前記成形
体を熱処理して、中空焼結体を形成することを特徴とす
る中空焼結体の製造方法。水若しくは水を主成分とす
るものを凍らせた氷で中子１０を形成し、該中子１０と
外型２０との間に金属粉末３０を充填加圧して成形体を
形成し、前記中子１０を解かして前記成形体から分離
し、その後、前記成形体を熱処理して中空焼成体を形成
することを特徴とする中空焼結体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空焼結体の製造
方法に関し、特に中子を完全に除去でき、かつコストの
安い中空焼結体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、種々の用途の中空焼結体が製
造されている。特開平４−２０２６０８号公報はこの中
空焼結体の製造方法の従来例を開示している。図８〜図
１０は、この従来例の製造方法の一例を示している。先
ず、図８においては、砂糖或いは食塩を所定の形状に固
めて中子６１を形成し、金型６２内にて該中子６１を使
用して金属粉末を圧縮成形して多孔質状成形体７１を形
成する。なお、６３は成形体７１を圧縮するプレス装置
である。次に、図９に示すように、成形体７１を型６２
から取り出して、容器６４内の温水６５中に浸すと、中
子６１が温水６５により溶けて矢印６６方向に流出す
る。このため、成形体７１の中空部７２内に中子６１が
存在しなくなる。次に、図１０に示すように、成形体７
１を温水６５中から取り出して焼成すると、他孔質焼結
体が形成される。更に、中子の材料としてポリエチレ
ン、パラフィン等の合成樹脂も使用することができる。
この合成樹脂製中子の除去方法として、溶剤で溶かす方
法と加熱して気化させる方法とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例にて中子を除去する場合、中子の形状が複雑、あ
るいは成形体に中子がしみ込む等の理由で中子が残存
し、その完全な除去は工業的には困難である。上記各中
子を使用した場合においては、中子としての砂糖、食塩
又は合成樹脂が完全に除去されずにその一部分が成形体
の中空部に残留した場合には、この残留物が焼成工程に
おいて成形体と反応するおそれがあった。また、合成樹
脂製中子の除去にて溶剤を使用する場合は、該溶剤が成
形体と反応するおそれがあり、合成樹脂中子を加熱気化
させる場合は、該合成樹脂中子の加熱による膨張によっ
て脆弱な成形体が破損するおそれがあった。したがっ
て、本願発明の目的は、上述の従来例の欠点をなくし、
残留した中子や中子を溶かす溶剤が成形体と反応するこ
とを完全に防ぐことができる中空焼結体の製造方法を提
供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の第１の発明の構成は、固体から液体又は気体
になるときに固体の状態で体積膨張しない材質の中子を
使用し、該中子と外型との間に金属粉末を充填加圧して
成形体を形成し、前記成形体から前記固体状態の中子を
液体又は気体状態とすることで分離し、前記成形体を熱
処理して、中空焼結体を形成することを特徴とする中空
焼結体の製造方法である。上記第１の発明の構成によ
り、中子を外型との間に金属粉末を圧縮成形して成形体
を作ることができる。その後、中子を液化又は気化させ
て成形体から容易に分離するとができ、更に、中子の材
質が固体から液体又は気体になるときに固体の状態で体
積膨張しないので、中子の体積膨張により成形体に亀裂
が生ずることを防ぐことができる。更に、中子は溶剤等
を使用しないで液化又は気化するので、該溶剤が成形体
と反応することによる不都合をなくすことができる。

【０００５】更に、第２の発明の構成は、水を主成分と
する氷で中子を形成し、該中子と外型との間に金属粉末
を充填加圧して成形体を形成し、前記中子を解かして前
記成形体から分離し、その後、前記成形体を熱処理して
中空焼成体を形成することを特徴とする中空焼結体の製
造方法である。上記第２の発明の構成により、中子と外
型との間に金属粉末を充填加圧して成形体を形成した
後、前記中子を解かして容易に前記成形体から分離でき
る。そのため、前記成形体を熱処理して中空焼結体を容
易に製造することができる。なお、中子を成形体から分
離する際に、中子としての氷が溶解する０℃から４℃ま
ではその体積が温度上昇に伴って小さくなるので、中子
溶解時の体積膨張による成形体への影響がない。更に、
中子の溶剤を使用しないので、溶剤と成形体との化学反
応による悪影響が全くない。

【０００６】更に、第３の発明の構成は、水を主成分と
する氷で中子を形成し、該中子と外型との間に金属粉末
を充填加圧して成形体を形成し、前記中子及び前記成形
体を熱処理して前記中子を解かしつつ中空焼成体を形成
することを特徴とする中空焼結体の製造方法である。上
記第３の発明の構成により、中子と外型との間に金属粉
末を充填加圧して成形体を形成した後、前記中子及び前
記成形体を熱処理することにより、前記中子を解かしつ
つ、容易に前記成形体から分離できる。そのため、前記
成形体を熱処理して中空焼結体を容易に製造することが
できる。また、上記第２の発明と同様に中子の膨張及び
中子の溶剤による悪影響がない。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本願発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１〜図６はは該実施の形態に
係わる中空焼結体の製造方法を示している。先ず、図１
に示すように、所定の内面形状（成形面２０ｄ、図３参
照）を有する外型用ゴム型２０を作る。このゴム型２０
は、第１部分２０ａと第２部分２０ｂからなり、開口部
２０ｃが形成されている。なお、２０ｅはゴム型２０の
外面である。次に、所定の形状の中子成形型をウレタン
樹脂で作り、この中子成形型内に水を注入して凍らせ
て、氷による中子１０を形成する。この場合、水は普通
の水道水でよい。更に、水のみに限定されず、水を主成
分とするものでもよい。次に、中子１０をゴム型２０内
に配置する。このとき、中子１０とゴム型２０の成形面
２０ｄとは所定の間隔を保ち、中子１０の一端１１がゴ
ム型２０の開口部２０ｃに露出している（図３参照）。
次に、図２に示すように、結合用粘着テープ２１、２
２、２３、２４により第１部分２０ａと第２部分２０ｂ
とを結合する。

【０００８】次に、図３に示すように、加振機４２の上
に図２に示すものを載置する。なお、ゴム型２０の底部
が型保持治具４３、４４にて支えられ、中子１０の底部
はスペーサー４５、４６によりゴム型２０の底部の成形
面２０ｄ上に支えられている。充填治具４１の出口４１
ｂがゴム型２０の開口部２０ｃに接続されるように充填
治具４１を配置し、充填治具４１の幅広の入口４１ａか
ら金属粉末３０を投入する。このとき、加振機４２によ
りゴム型２０を矢印４２ａ方向に振動させると、金属粉
末３０は成形面２０ｄと中子１０との隙間の奥のほうま
で十分に充填される。なお、金属粉末３０は、例えばチ
タン合金（チタンが９７〜９９％）である。

【０００９】次に、図４に示すように、図３までの工程
で製造されたものを加圧容器５０内に入れる。このと
き、ゴム型２０の開口部２０ｃはキャップ２５により被
われている。更に、キャップ２５がシール用粘着テープ
２６によりゴム型２０の外面２０ｅに固定されている。
ゴム型２０の外面２０ｅは加圧容器５０内に充たされた
油５１内に沈められる。この油５１は０℃以下でも凍ら
ないものである。加圧容器５０の開口部５０ａから図示
しないピストン等により矢印５２方向の油圧を加える
と、ゴム型２０の外面２０ｅに矢印５３方向の油圧（例
えば４トン／ｃｍ²の静水圧相当）が加えられる。この
ため、金属粉末３０は圧縮成形されて緻密な成形体３１
になる。このとき、約７ｍｍ厚の金属粉末３０層が約４
ｍｍ厚の成形体３１になる。なお、スペーサー４５、４
６は同様に約７ｍｍ厚さから約４ｍｍ厚さに圧縮され
る。なお、中子１０のため、成形体３１には中空部３１
ａが形成される。

【００１０】次に、図５に示すように、図４の工程まで
の製造物を加圧容器５０から取り出し、キャップ２５を
取り外し、０℃以上に加熱して中子１０を溶解して水
（又は水を主成分とするもの）にしてゴム型２０の開口
部２０ｃから取り出す。更に、後述する型ばらしをした
後に、中子１０を加熱して溶融し、成形体３１から取り
出すこともできる。この場合、中子１０を溶融してでき
た水（又は水を主成分とするもの）は、成形体３１の開
口部３１ｂのみならずスペーサー４５、４６により形成
される成形体３１の孔３１ｃ、３１ｄからも外に流出す
る。なお、中子１０の加熱による溶解は、後述する成形
体の焼成と同時でもよい。この場合、図７に示すよう
に、氷の中子１０が溶解する０℃から４℃までは、その
体積が温度上昇に伴い収縮するため、成形体３１を破損
するおそれがない。更に、乾燥という簡単な手段で中子
１０を完全に除去できるので、成形体３１の形状が図示
されたものに限らず複雑な場合でも、中子１０の成形体
３１へのしみ込みによる残存は全く問題にならない。更
に、中子１０の原料が水という極めて安いものであり、
中子１０を除去する場合の加熱は０℃〜常温程度である
ので、製造工程が簡便でその全体のコストが安くなる。

【００１１】次に、図６に示すように、型ばらしをす
る。なお、矢印２７は第１部分２０ａの移動方向であ
り、矢印２８は第２部分２０ｂの移動方向である。この
ようにして、中空部３１ａを有する成形体３１が製造さ
れる。更に、この成形体３１を１１００〜１３００℃に
て熱処理即ち焼成すると、緻密な中空焼結体（中空にす
ることにより一定の外形の焼結体を軽くするとができ
る。）が形成される。この中空焼結体は、ゴルフクラブ
のヘッドとして使用できる。なお、この中空焼結体の用
途は、ゴルフクラブのヘッドに限定されず、アンダーカ
ット部品等の他の製品も可能である。更に、複雑な形状
の中空焼結体を製造することも可能である。更に、中子
の材質として、氷以外にナフタリン等も使用可能であ
る。

【００１２】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、中空焼結体
を製造するときに、中子の膨張により中空焼結体に亀裂
が生じることを防ぎ、更に、中子を解かす溶剤を使用し
ないので、該溶剤と該焼結体との化学反応を防ぐことが
できる。更に、第２の発明により、上記第１の発明の効
果を得るための最適の構成を実現することができる。更
に、第３の発明により、上記第２の効果を得ることがで
き、かつ、工程を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係わる製造方法を示す
斜視図である。

【図２】前記実施の形態に係わる製造方法を示す斜視図
であり、図１の続きである。

【図３】前記実施の形態に係わる製造方法を示す断面図
であり、図２の続きである。

【図４】前記実施の形態に係わる製造方法を示す断面図
であり、図３の続きである。

【図５】前記実施の形態に係わる製造方法を示す斜視図
であり、図４の続きである。

【図６】前記実施の形態に係わる製造方法を示す斜視図
であり、図５の続きである。

【図７】前記実施の形態に係わる中子の特性を説明する
グラフである。

【図８】従来例の製造方法を示す断面図である。

【図９】前記従来例の製造方法を示す断面図であり、図
８の続きである。

【図１０】前記従来例の製造方法を示す断面図であり、
図９の続きである。

【符号の説明】

１０中子２０ゴム型３０金属粉末３１成形体３１ａ中空部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体から液体又は気体になるときに固体
の状態で体積膨張しない材質の中子を使用し、該中子と
外型との間に金属粉末を充填加圧して成形体を形成し、前記成形体から前記固体状態の中子を液体又は気体状態
とすることで分離し、前記成形体を熱処理して、中空焼
結体を形成することを特徴とする中空焼結体の製造方
法。
【請求項２】水若しくは水を主成分とするものを凍ら
せた氷で中子を形成し、該中子と外型との間に金属粉末
を充填加圧して成形体を形成し、前記中子を解かして前記成形体から分離し、その後、前
記成形体を熱処理して中空焼成体を形成することを特徴
とする中空焼結体の製造方法。
【請求項３】水若しくは水を主成分とするものを凍ら
せた氷で中子を形成し、該中子と外型との間に金属粉末
を充填加圧して成形体を形成し、前記中子及び前記成形体を熱処理して前記中子を解かし
つつ中空焼成体を形成することを特徴とする中空焼結体
の製造方法。