JPH10121104A - 粉末の射出成型方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】焼結後の残留炭素量を有効に低減化する。 【解決手段】寒天を水で溶かしゲル化してなるバインダ
を原料粉末に添加して混練する工程を実施するに際し
て、水に自然状態を上回るオゾンを含むオゾン水を用い
るようにしたので、脱脂・焼結工程に成型体に残ろうと
する炭素をオゾンが蒸発する際に生じる酸素によりガス
化して、成型体から強制的に離脱させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属やセラミック
ス等に好適に適用が可能な粉末の射出成型方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金の分野において、金属やセラミ
ックス、サーメット等を射出成型するプロセスは、一般
に、原料粉末をバインダと共に混練しペレット化する工
程と、それを射出成型機にかけて所要の形状を有する成
型体（グリーン体）を得る工程と、射出成型機から取り
出した成型体を熱処理炉に入れて脱脂・焼結する工程と
から成る。

【０００３】このうち、原料粉末を混練する工程で用い
られるバインダは、粉末を所望の形に成型し保形する上
で欠かせないものであり、従来よりパラフィンや樹脂を
始めとする各種炭化水素系のものが用いられている。し
かし、炭化水素系のバインダは、炭素を多量に含有する
ものであり、脱脂・焼結時に成型体が加熱されるに伴
い、バインダが熱分解して含有炭素が粉末上に残るた
め、焼結工程時にこの炭素が粉末と化学的に結合し、最
終製品中に多量に残留して製品品質を劣化させていると
いう問題がある。

【０００４】これに対して、近時、寒天を水で溶かし、
ゲル化したものをバインダとして用いる手法が開発さ
れ、ある程度の成果を上げるに至っている。寒天中には
成分として炭素や水素以外に酸素が含まれており、脱脂
・焼結時に成型体が加熱され、寒天が熱分解した際に生
じる炭素が粉末上に残ろうとするときに、寒天から熱分
解により同時に生じた酸素が炭素と二酸化炭素等の形で
結合し、ガスの形で原料粉末から離脱させるので、残留
炭素を低減させる作用が生じているものと考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
手法によってもなお、最終製品中の炭素残量を低下させ
る事には一定の限界がある。寒天中における炭素と酸素
の構成比率は一定であり、この比率は成型体に残ろうと
する炭素を完全に奪い取るまでの酸素量を充足するもの
ではないことが原因であると考えられる。

【０００６】本発明は、このような酸素を適切に補うこ
とで炭素残量を有効に低下させることを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、バインダを作る工程中、その主要成
分である寒天を溶かす水として、オゾン水を用いること
としている。このような方法によれば、バインダと粉末
とを混練することによって、成型体の随所にオゾンが均
一に分布することとなる。そして、脱脂・焼結時に成型
体が加熱され、寒天が熱分解して炭素が粉末上に残ろう
とするときに、寒天から熱分解により同時に生じた酸素
と、オゾンが蒸発するときに残る酸素とが協働して、よ
り多くの炭素を二酸化炭素等の形でガス化し、原料粉末
から離脱させる。したがって、本発明によると、寒天を
通常の水で溶かす場合に比べて、最終製品中の炭素残量
を確実に低減化することが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。この実施例の射出成型方法は、例えばステン
レスや鉄などを原料粉末とする場合に特に好ましいもの
で、かかる粉末に寒天を加えてゲル状にしペレット化す
る第１工程と、それを射出成型機にかける第２工程と、
射出成型機から取り出した成型体を熱処理炉において脱
脂・焼結処理に付する第３工程とから成る。

【０００９】第１工程は、図１に示すように、原料粉末
に乳化剤及び混練時の滑りを良くするステアリン酸を適
度な比率で添加してボールミルにより３時間程度混合し
たものと、寒天に自然状態を上回る量のオゾンを含むオ
ゾン水（１ｐｐｍ以上）を添加して９２〜９６°Ｃで加
熱溶解し更に適当なゲル強化剤を添加して作ったバイン
ダとを、ニーダーで６０±５°Ｃ程度に保って２０分間
混練し、その後に冷却して射出成型機にかけ易いペレッ
ト状にする。図２は２種類のステンレス（ＳＵＳ３１６
Ｌ、ＳＵＳ４３０）を例にとってその配合例を示してい
る。

【００１０】第２工程は、そのペレット状のものを図示
しない射出成型機にかけて、所望の形状に成型し、成型
体（グリーン体）を得る。第３工程は、前記成型体を熱
処理炉に入れて、脱脂・焼結工程に付する。熱処理炉
は、少なくとも内部を１３５０°Ｃ程度に加熱でき、且
つ、１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下に真空排気できる能力を有
したものが用いられる。そして、先ず炉内を１×１０^-1
Ｔｏｒｒ以下の真空度に保って、低温加熱を開始し、脱
脂工程を実施する。図３はその加熱の一形態を示してい
る。この加熱時に、先ず６０〜６４°Ｃの加熱領域で水
分が蒸発し、次に１３０〜１３８°Ｃの加熱領域でステ
アリン酸が熱分解し、更に１６２〜１８０°Ｃの加熱領
域で寒天が熱分解する。乳化剤やゲル強化剤も適度な低
温領域で分解する。このようにして、バインダの構成成
分が全て除去され、脱脂が完了したら、炉内を１３００
〜１３５０°Ｃ程度に加熱して一定時間その温度を保持
し、成型体を焼結する。

【００１１】以上のようにして、最終製品である所望の
射出成型品を得ることができるわけであるが、この実施
例では、前述したバインダの成分となる水にオゾン水を
用いており、バインダと粉末とを混練することによっ
て、成型体の随所にオゾンが均一に分布することとな
る。そして、脱脂・焼結時に成型体が加熱されるに伴
い、寒天が熱分解して炭素が粉末上に残ろうとするとき
に、寒天から熱分解により同時に生じた酸素と、オゾン
が蒸発するときに残る酸素とが協働して、より多くの炭
素を二酸化炭素等の形でガス化し、原料粉末から離脱さ
せる。したがって、本実施例によると、寒天を通常の水
で溶かす場合に比べて、最終製品中の炭素残量を確実に
低減化し、純度の高いステンレス射出成型品を得ること
が可能となる。このような効果は、ステンレス以外に
も、残留炭素を著しく嫌う鉄や軟磁性材等の射出成型に
適用しても全く同様である。

【００１２】なお、各部の具体的な構成は、図示実施例
のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形が可能である。例えば、水の代わ
りに希塩酸等の酸やアルカリの水溶液にオゾン水を添加
したものを用いてもよい。

【００１３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。すなわ
ち、本発明に係る粉末の射出成型方法は、バインダを作
る工程中、その主要成分である寒天を溶かす水として、
オゾン水を用いるようにしたので、寒天を通常の水で溶
かす場合に比べて、脱脂・焼結時の加熱による寒天の熱
分解で生じる炭素を効率良く成型体から離脱させること
ができ、最終製品に占める炭素残量を従来に比べ確実に
低減化して、その純度、品質を有効に高めることができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す工程説明図。

【図２】同実施例の成型体に占める各成分の配合例を示
す図。

【図３】同実施例の加熱・焼結時における温度推移を示
すグラフ。

フロントページの続き (72)発明者 大谷 秀一 滋賀県大津市月輪一丁目８番１号 島津メ クテム株式会社内 (72)発明者 野呂 良久 神奈川県横浜市金沢区並木３−11−１− 401

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】寒天を水で溶かしゲル化してなるバインダ
   を原料粉末に添加して混練する工程を有する粉末の射出
   成型方法において、前記水に自然状態を上回るオゾンを
   含んだオゾン水を用いることを特徴とする粉末の射出成
   型方法。