JPH10121107A - 焼結部材の製造方法 - Google Patents

焼結部材の製造方法

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JPH10121107A
JPH10121107A JP27056296A JP27056296A JPH10121107A JP H10121107 A JPH10121107 A JP H10121107A JP 27056296 A JP27056296 A JP 27056296A JP 27056296 A JP27056296 A JP 27056296A JP H10121107 A JPH10121107 A JP H10121107A
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JP
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powder
average particle
particle size
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sintered member
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Akihiro Kondou
暁裕 近藤
Toshiyuki Yanai
俊之 谷内
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超硬合金またはサーメットからなる複雑な形
状を有する焼結部材の製造方法を提供する。 【解決手段】 超硬合金粉末またはサーメット粉末の射
出成形体を脱脂した後、焼結する焼結部材の製造方法に
おいて、前記射出成形体の脱脂および焼結は、平均粒
度:0.1〜10mm、(平均粒度)/(平均厚さ):
5〜500でかつ純度:75〜100%の鱗片状黒鉛粉
末を少なくとも30体積%を含有した黒鉛粉末で構成さ
れた堆積床上に射出成形体を載置した状態で行うことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複雑な形状を有
する焼結部材の製造方法に関するものであり、特に超硬
合金またはサーメットからなる複雑な形状を有する焼結
部材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、各種焼結部材は、射出成形体を
耐熱性酸化物粉末からなる堆積床の上に載置し、その状
態で脱脂および焼結を行うことにより製造していた。例
えば、特開昭64−72970号公報には、脱脂時の変
形を抑制するために耐熱性酸化物粉末からなる堆積床の
上に射出成形体を載置して脱脂を行う方法が記載されて
おり、さらに、特開平6−247774号公報には、フ
ェライトコアの製造において、脱脂および焼結時の変形
を抑制するために、脱脂および焼結をアルミナ粉末、ジ
ルコニア粉末、マグネシア粉末などの耐熱性酸化物粉末
からなる敷き粉の上で行うことが記載されている。ま
た、超硬合金粉末またはサーメット粉末の射出成形体の
脱脂および焼結は、脱脂および焼結時の脱炭による強度
低下を防止するために、通常、黒鉛板からなる床の上に
超硬合金粉末またはサーメット粉末の射出成形体を載置
して行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般の機械部品および
電気電子部品の射出成形体は耐熱性酸化物粉末からなる
堆積床の上に載置して脱脂および焼結を行うことができ
るが、超硬合金粉末またはサーメット粉末の射出成形体
を耐熱性酸化物粉末からなる堆積床の上に載置して脱脂
および焼結を行うと、確かに変形量は少なくなるが、脱
炭により抗折力が低下し、一方、黒鉛板からなる堆積床
の上に超硬合金粉末またはサーメット粉末の射出成形体
を載置して脱脂および焼結を行うと、抗折力の低下を抑
制することができるが、脱脂および焼結時の変形を抑制
することができない。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる観点から、超硬合金粉末またはサーメット粉末の
射出成形体の脱脂および焼結時の変形を少なくかつ得ら
れた焼結体の抗折力の低下を抑制することができる焼結
体の製造方法を研究したところ、(a)黒鉛粉末の内で
も特に鱗片状黒鉛粉末が堆積した床上に射出成形体を載
置した状態で脱脂および焼結を行うと、従来よりも著し
く変形が防止される、(b)前記鱗片状黒鉛粉末は、平
均粒度:0.1〜10mm、(平均粒度)/(平均厚
さ):5〜500であることが好ましい、(c)前記鱗
片状黒鉛粉末は、高純度のものほど好ましく、平均粒
度:0.1〜10mm、(平均粒度)/(平均厚さ):
5〜500でかつ純度:75〜100%の鱗片状黒鉛粉
末であることが好ましい、(d)前記鱗片状黒鉛粉末
は、100%である必要はなく、鱗片状黒鉛粉末を30
体積%以上含む黒鉛粉末であれば効果がある、などの知
見を得たのである。
【0005】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、(1)射出成形体を脱脂した後、焼結
する焼結部材の製造方法において、前記射出成形体の脱
脂および焼結は、鱗片状黒鉛粉末を少なくとも30体積
%を含有した黒鉛粉末で構成された堆積床上に射出成形
体を載置した状態で行う焼結部材の製造方法、(2)超
硬合金粉末またはサーメット粉末の射出成形体を脱脂し
た後、焼結する焼結部材の製造方法において、前記超硬
合金粉末またはサーメット粉末の射出成形体の脱脂およ
び焼結は、鱗片状黒鉛粉末を少なくとも30体積%を含
有した黒鉛粉末で構成された堆積床上に超硬合金粉末ま
たはサーメット粉末の射出成形体を載置した状態で行う
焼結部材の製造方法、(3)前記(1)または(2)記
載の鱗片状黒鉛粉末は、平均粒度:0.1〜10mm、
(平均粒度)/(平均厚さ):5〜500である焼結部
材の製造方法、(4)前記(1)または(2)記載の鱗
片状黒鉛粉末は、平均粒度:0.1〜10mm、(平均
粒度)/(平均厚さ):5〜500でかつ純度:75〜
100%の鱗片状黒鉛粉末である焼結部材の製造方法、
に特徴を有するものである。
【0006】前記鱗片状黒鉛粉末は、JIS・M860
1で規定される外観が鱗片状、葉状、束状、針状の黒鉛
粉末であり、その平均粒度は0.1〜10mm(一層好
ましくは0.3〜3mm)、(平均粒度)/(平均厚
さ):5〜500(一層好ましくは15〜100)の範
囲内のものが好ましく、さらに鱗片状黒鉛粉末は高純度
のものほど好ましいが、純度:75%以上であればよ
く、鱗片状黒鉛粉末は純度:75〜100%が好まし
い。
【0007】堆積床を構成する黒鉛粉末は、前記純度:
75〜100%の鱗片状黒鉛粉末を100%含むことが
最も好ましいが、JIS・M8601で規定される外観
が土状および土塊状を示すものが含まれていても良く、
鱗片状黒鉛粉末が少なくとも30体積%含まれていれば
十分効果がある。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施例1 原料粉末として、平均粒径:5.5μmのWC粉末、平
均粒径:1.2μmのCo粉末、平均粒径:2.0μm
のTiC粉末、平均粒径:2.0μmのTaC粉末を用
意し、これら原料粉末をWC粉末:72重量%、Co粉
末:9重量%、TiC粉:8重量%、TaC粉末:11
重量%の割合で配合し、混合し、超硬合金混合粉末を作
製した。この超硬合金混合粉末:100%に対して、
3.0重量%のエチレン酢酸ビニル共重合体、2.0重
量%のパラフィンワックス、1.0重量%のアクリル酸
−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル3共重合
体、2.0重量%のジブチルフタレートを有機系バイン
ダーとして、前記超硬合金混合粉末と混合し、加圧式ニ
ーダを用いて135℃の温度で1時間混合して均質化
し、ついで冷却し、粉砕して平均粒径:2mmのショッ
トを作製した。
【0009】これらショットを、圧力:800kg/c
2 、温度:140℃の条件で射出成形し、図1に示さ
れるような、縦:32mm、横:32mm、高さ:10
mmの寸法を有する直方体に直径:15mmの円筒状穴
を設けた超硬合金粉末からなる射出成形体を作製した。
【0010】一方、表1に示される平均粒度、(平均粒
度)/(平均厚さ)および純度を有する鱗片状黒鉛粉末
を用意し、さらに平均粒度:10μmの土状黒鉛粉末を
用意し、これら鱗片状黒鉛粉末および土状黒鉛粉末を混
合して黒鉛粉末A〜Hを作製した。表1において、*印
はこの発明の範囲から外れた値を示す。さらに、平均粒
度が1μmのアルミナ粉末、平均粒度が10μmのマグ
ネシア粉末および黒鉛板を用意した。
【0011】
【表1】 (*印は、この発明の範囲外の値を示す)
【0012】表1に示される黒鉛粉末A〜H、平均粒度
が1μmのアルミナ粉末、平均粒度が10μmのマグネ
シア粉末および黒鉛板を床とし、図1に示されるよう
に、床2の上に前記射出成形体1を載せ、水素雰囲気
中、昇温速度:40℃/hr、500℃で1時間保持の
条件で脱脂を行い、引き続いて真空中、1450℃で1
時間保持することにより焼結を行い、超硬合金からなる
焼結部材を作製することにより本発明法1〜7、比較法
1および従来法1〜3を実施した。本発明法1〜7、比
較法1および従来法1〜3により得られた焼結部材につ
いて、図2に示されるように、焼結部材3が床2と接触
していた面(下面)の幅をX、上面の幅をX´とし、寸
法Xおよび寸法X´の差:X−X´を測定することによ
り焼結部材3の変形量を評価した。さらに、この焼結部
材3から放電加工により24mm×8mm×4mmの寸
法を有する直方体形状の試験片を切出し、JIS・B4
104に準じて抗折力の測定を行った。それらの結果を
表2に示す。
【0013】
【表2】
【0014】表1および2に示される結果から、超硬合
金粉末からなる射出成形体を、鱗片状黒鉛粉末を30体
積%以上配合した黒鉛粉末A〜Gを床として脱脂および
焼結する本発明法1〜7により得られた焼結部材は、黒
鉛板を床とする従来法3と比べて、焼結部材の抗折力に
差は無いが、上面と下面との寸法差(X−X´)が極め
て少ないことが分かる。また、鱗片状黒鉛粉末を30体
積%未満配合した黒鉛粉末Hを使用する比較例1は抗折
力がほぼ同じであるが、寸法差(X−X´)が大きく、
さらにアルミナ粉末およびマグネシア粉末を使用した従
来法1〜2は抗折力が著しく低下することが分かる。
【0015】実施例2 原料粉末として、平均粒径:5.5μmのWC粉末、平
均粒径:1.2μmのCo粉末、平均粒径:1.5μm
のNi粉末、平均粒径:2.0μmのMo2 C粉末、平
均粒径:2.0μmのTaC粉末、平均粒径:2.0μ
mのTiCN粉末を用意し、これら原料粉末をWC粉
末:12重量%、Co粉末:10重量%、Ni粉末:5
重量%、Mo2 C粉:8重量%、TaC粉末:10重量
%、TiCN粉末:55重量%の割合で配合し、混合
し、サーメット混合粉末を作製した。このサーメット混
合粉末:100%に対して、1.75重量%のパラフィ
ンワックス、1.5重量%のマイクロクリスタリンワッ
クス、1.0重量%のステアリン酸、0.75重量%の
テトラリンを有機系バインダーとして、前記混合粉末と
混合し、加圧式ニーダを用いて95℃の温度で1時間混
合して均質化し、ついで冷却し、粉砕して平均粒径:2
mmのショットを作製した。
【0016】これらショットを、圧力:800kg/c
2 、温度:85℃の条件で実施例1と同じ形状のサー
メット粉末からなる射出成形体を作製した。このサーメ
ット粉末からなる射出成形体を、表1に示される黒鉛粉
末A〜H、並びに実施例1で用意した平均粒度が1μm
のアルミナ粉末、平均粒度が10μmのマグネシア粉末
および黒鉛板からなる床の上に図1に示されるように載
せ、水素雰囲気中、昇温速度:40℃/hr、450℃
で5時間保持の条件で脱脂を行い、引き続いて真空中、
1450℃で1時間保持して焼結することにより本発明
法8〜14、比較法2および従来法4〜6を実施した。
【0017】本発明法8〜14、比較法2および従来法
4〜6により得られたサーメットからなる焼結部材3の
床2と接触していた面(下面)の幅をX、上面の幅をX
´とし、寸法Xおよび寸法X´の差:X−X´を測定す
ることにより焼結部材の変形量を評価した。さらに、こ
の焼結部材から放電加工により24mm×8mm×4m
mの寸法を有する直方体形状の試験片を切出し、JIS
・B4104に準じて抗折力の測定を行った。それらの
結果を表3に示す。
【0018】
【表3】
【0019】表1および表3に示される結果から、サー
メット粉末からなる射出形体を鱗片状黒鉛粉末を30体
積%以上配合した黒鉛粉末A〜Gを床として脱脂および
焼結する本発明法8〜14により得られたサーメット焼
結部材は、黒鉛板を床として使用する従来法6と比較し
て、得られた焼結部材の抗折力に差は無いが、上面と下
面との寸法差(X−X´)が大きくなることが分かる。
しかし、鱗片状黒鉛粉末を30体積%未満配合した黒鉛
粉末Hを使用する比較例2で得られた焼結部材は抗折力
がほぼ同じであるが、寸法差(X−X´)が大きく、さ
らにアルミナ粉末およびマグネシア粉末を使用した従来
法4〜5は抗折力が著しく低下することが分かる。
【0020】
【発明の効果】上述のように、この発明の焼結部材の製
造方法によると、得られた焼結部材は、床と接触してい
た面(下面)の幅をXと上面の幅をX´の寸法の差:X
−X´が小さいところから焼結部材の変形量が少なく、
従って、焼結部材の仕上げのための研削量を少なくする
ことができ、さらに抗折力の低下もなく、優れた特性の
焼結部材を得ることができ、産業上優れた効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で作製した射出成形体を床の上に置いた
状態の斜視図である。
【図2】実施例で作製した焼結部材の立面図である。
【符号の説明】 1 射出成形体 2 床 3 焼結部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】射出成形体を脱脂した後、焼結する焼結部
    材の製造方法において、 前記射出成形体の脱脂および焼結は、鱗片状黒鉛粉末を
    少なくとも30体積%を含有した黒鉛粉末で構成された
    堆積床上に射出成形体を載置した状態で行うことを特徴
    とする焼結部材の製造方法。
  2. 【請求項2】超硬合金粉末またはサーメット粉末の射出
    成形体を脱脂した後、焼結する焼結部材の製造方法にお
    いて、 前記超硬合金粉末またはサーメット粉末の射出成形体の
    脱脂および焼結は、鱗片状黒鉛粉末を少なくとも30体
    積%を含有した黒鉛粉末で構成された堆積床上に超硬合
    金粉末またはサーメット粉末の射出成形体を載置した状
    態で行うことを特徴とする焼結部材の製造方法。
  3. 【請求項3】前記鱗片状黒鉛粉末は、平均粒度:0.1
    〜10mm、(平均粒度)/(平均厚さ):5〜500
    であることを特徴とする請求項1または2記載の焼結部
    材の製造方法。
  4. 【請求項4】前記鱗片状黒鉛粉末は、平均粒度:0.1
    〜10mm、(平均粒度)/(平均厚さ):5〜500
    でかつ純度:75〜100%の鱗片状黒鉛粉末であるこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の焼結部材の製造
    方法。
JP27056296A 1996-10-14 1996-10-14 焼結部材の製造方法 Withdrawn JPH10121107A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104646667A (zh) * 2014-06-16 2015-05-27 广西梧州港德硬质合金制造有限公司 硬质合金坯料的烧结方法
CN107116221A (zh) * 2017-06-22 2017-09-01 绍兴华晶科技有限公司 一种砂轮的制造方法
CN114315328A (zh) * 2022-01-29 2022-04-12 新化县众一陶瓷有限公司 一种氧化铝热压铸结构件排蜡工艺

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Effective date: 20040106