JPS62134161A - 機械部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は機械部品、特に鋳物製本体と、その本体に溶着
された耐摩耗性金属焼結体とよりなる機械部品の製造方
法に関する。

（２）従来の技術 本出願人は、先にこの種機械部品の製造方法として、鋳
物製本体に耐摩耗性を有する焼結性金属粉末と合成樹脂
バインダとの混合物を貼着し、前記合成樹脂バインダを
熱分解した後前記金属粉末を焼結し、て金属焼結体を得
、その焼結時に金属焼結体を鋳物製本体に溶着する方法
を提案していぺ・（例えば特願昭５９−７７Ｌ１４号）
。

（３）発明が解決しようとするｌ’ｉ、ｊ照点しかしな
がら前記方法においては本体の鋳造と、金属粉末の焼結
とを別工程で行っているのでその分製造工数が多くなる
ことは否めない。

本発明は上記に鑑み、本体の鋳造と金属粉末の焼結とを
一工程で行うようにして前記機械部品の製造工数の低減
を図ることができるようにした前記製造方法を提供する
ことを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明は、耐摩耗性を有する焼結性金属粉末と合成樹脂
バインダとの混合物を砂型の本体成形部に隣接して該砂
型内に埋設する工程と；前記砂型に溶湯を注入して前記
本体を鋳造し、また前記溶湯により前記合成樹脂バイン
ダを熱分解すると共に前記焼結性金属粉末を焼結し、前
記本体と前記金属焼結体とを溶着する工程と；を用いる
ことを特徴とする。

（２）作　用 本体の鋳造と金属粉末の焼結とを一工程で行うので、製
造工数の低減が図られる。この場合、合成樹脂バインダ
の熱分解により生じた分解ガスは砂型の無数の連続気孔
を通じて型外に排出されるので、本体および金属焼結体
における残留ガスに起因した巣の発生、有害ガス成分の
侵入等の不具合が回避される。

（３）実施例 第１〜第３図は本発明により製造された機械部品として
の工作機械用ベッド１を示し、その鋳物製本体２の上面
に２本の板状をなす耐摩耗性金属焼結体３が互いに平行
に溶着され、それら金属焼結体３により、工作機械にお
ける加工部を摺動させるガイドレール４の摺動部が構成
される。

鋳物製本体２はＪＩＳ　　ＦＣ２５、ＦＣ３０等の鋳鉄
、ＪＩＳ　　５Ｃ４２，５Ｃ４６等の鋳鋼、ＪＩＳ　　
ＹＢｓＣｌ等の銅合金より構成される。

前記金属焼結体３は、焼結性金属粉末と合成樹脂バイン
ダとの混合物を本体２の鋳造時その溶湯により合成樹脂
バインダを熱分解すると共に金属粉末を焼結して得られ
たものである。

耐摩耗性を有する焼結性金属粉末としては、低融点の自
溶性合金粉末と耐摩耗性高融点金属粉末との混合粉末を
基本とし、これに必要に応じて潤滑性高融点粉末を添加
したものが該当する。

自溶性合金粉末は、溶湯により溶融し、その溶融合金が
耐摩耗性高融点金属粉末および潤滑性高融点粉末と接合
する、即ち液相焼結現象を発生して金属焼結体３を得る
と共にその金属焼結体３を鋳物製本体２に溶着するため
に必要であり、言わばろう材として機能するもので、鋳
込温度よりも融点が１００〜４００℃低いものが良い。

この種自溶性合金粉末としては、Ｎｉ系、Ｃｏ系、Ｆｅ
系、Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｃｕ系等の合金粉末が該当する。

耐摩耗性高融点金属粉末としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ等の
金属粉末、ステンレス鋼、Ｆｅ−Ｍｏ等の合金粉末、Ｗ
Ｃ％　Ｍ（１０％　Ｃｒｚ　ｃ２　、Ｓ　ｉ　Ｃ等の金
属炭化物粉末が該当し、この種粉末は自溶性合金の流動
を妨げて金属焼結体３の形状維持性を良好にする機能を
持つ。

潤滑性高融点粉末としては、ＭＯｌＭｏｓｔ、ＷＳ２　
、黒鉛等の粉末が該当する。

前記各粉末の配合量は、自溶性合金粉末２０〜８０部、
耐摩耗性高融点金属粉末２０〜８０部、潤滑性高融点粉
末０〜１０部である。

このように各粉末の配合量を限定した理由は以下の通り
である。

即ち、自溶性合金粉末の配合量が２０部を下回ると、ろ
う材としての機能を十分に果たすことができず、金属焼
結体３の結合強度が低下すると共にその金属焼結体３と
鋳物製本体２との溶着強度も低下する。また８０部を上
回ると、それに伴い耐摩耗性高融点金属粉末の配合量が
減少するため金属焼結体３の耐摩耗性が低下し、またそ
の金属焼結体３の形状維持性が悪化する。

耐摩耗性高融点金属粉末の配合量が２０部を下回ると、
それに伴い自溶性合金粉末の配合量が増加するので前記
のように自溶性合金粉末の配合量が８０部を上回った場
合と同様の不具合を生じる。

また８０部を上回ると、それに伴い自溶性合金粉末の配
合量が減少するので前記のように自溶性合金粉末の配合
量が２０部を下回った場合と同様の不具合を生じる。

潤滑性高融点粉末においては、それが１０部を上回るよ
うに配合しても金属焼結体３の潤滑性能は殆ど変わらな
いので、前記のように特定される。

合成樹脂バインダとしては、基本的には熱可塑性合成樹
脂としての四フッ化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、
ナイロン、アクリル樹脂、ブタジェン酢酸ビニル共重合
体、ポリブチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチ
レン樹脂等が該当する。合成樹脂バインダは、焼結性金
属粉末１００部に対して１〜ｌｏ部配合される。その理
由は合成樹脂バインダの配合量が１部を下回ると）昆合
物の保形性が悪く、また焼結性金属粉末間の結合力が弱
くなってその粉末の脱落を発生し、一方１０部を上回る
と金属焼結体の気孔率が高くなって密度の低下、寸法精
度の悪化等を招来し、また残留炭素が多くなって焼結性
が阻害されるがらである。

前記混合物はシート状に成形されたものを帯状に裁断し
て用いられるが、その混合物を通常の鋳物砂よりなる砂
型、シェル型、有機自硬性鋳型等の砂型へ埋設する場合
、木型、金属模型等を用いた通常の鋳造法においては木
型等により形成される本体成形部の一部をなすガイドレ
ール成形部に隣接して混合物を埋設し、またフルモール
ド法においては本体成形部としての発泡ポリスチロール
等の合成樹脂製模型のガイドレール成形部に混合物を貼
着し、前記模型の砂型内への埋設と同時に混合物の埋設
を行う。

その外の混合物埋設手段としてシェル型等を用い、それ
に混合物を貼着して硬化接合する場合、フルモールド法
の適用時合成樹脂製模型に混合物を貼着して硬化接合す
る場合等においては、前記熱可塑性合成樹脂に熱硬化性
合成樹脂としてのフェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素
樹脂等を添加した合成樹脂バインダを用いる。この場合
熱硬化性合成樹脂に代えて紫外線硬化型合成樹脂として
のアクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いてもよい。

このように混合物をシェル型等に硬化接合すると、注湯
中における混合物の移動および変形を抑制して金属焼結
体３の位置および形状の狂いを防止することができる。

次に前記ベッド１の製造について具体的に説明する。

〔混合物の製造〕

１０〜６０μｍのＮｔ自溶性合金粉末８０部と、１０〜
５３μｍのＭｏ粉砕粉末２０部とをＶ−ブレンダにより
３００分間混して焼結性金属粉末を得る。

四フフ化エチレン樹脂エマルジョンとアクリル樹脂エマ
ルジタンを１：ｌに混合して合成樹脂バインダを得る。

上記金属粉末１００部に対し合成樹脂バインダ３部を添
加して卓上ニーダにより常温下で５分間混合し、この混
合物を８０〜１２０℃に加熱して合成樹脂バインダ中の
水分を蒸発させる。得られた混合物の性状は、合成樹脂
バインダにより粘結されて無数の団塊状を呈する。

約８０℃の上記混合物をロール機に数回通しシート状混
合物を得る。この場合ロール機のロールを混合物と同程
度に加熱するとシート成形作業が容易に行われる。得ら
れたシート状混合物は常温において適度な可撓性と引裂
き強度を有する。

〔本体の鋳造および金属粉末の焼結〕

鋳造法としてはフルモールド法が適用される。

第４図に示すように本体１と同一の形状を有する発泡ポ
リスチロール製模型Ｍのガイドレール成形部にシート状
混合物から裁断された所定厚さの帯状混合物ｍを貼着し
、模型Ｍを砂型Ｓ内に埋設する。砂型Ｓには湯口Ｓｐと
、その湯口Ｓｐから分岐する複数の湯道Ｒと、各湯道Ｒ
から分岐して模型Ｍの発泡ポリスチロール単体部に、ま
た発泡ポリスチロールおよび混合物ｍの重合部にそれぞ
れ達する複数の堰Ｇ、、Ｇ２が形成される。Ｆは鋳枠で
ある。

ＪＩＳ　　Ｆｅ１２の溶湯を鋳込温度１３５０℃で湯口
ｓｐに注入する。その溶湯により模型Ｍが熱分解されて
模型Ｍと溶湯が入れ替わるので本体２が鋳造される。模
型Ｍの分解ガスは砂型Ｓの無数の連続気孔を通じて型外
に排出される。

また混合物ｍにおいては、溶湯により合成樹脂バインダ
が熱分解され、分解ガスは前記同様砂型Ｓの無数の連続
気孔を通じて型外に排出される。

一方、金属粉末におけるＮｉ自溶性合金粉末が溶湯によ
り加熱されて略９５０℃で溶融し、その溶融合金はＭｏ
ｔＦｔＡ砕粉末と接金粉末、即ぢ液相焼結現象を発生し
て金属焼結体３が得られる。同時に金属焼結体３は前記
溶融合金を介して本体２に溶着される。

前記鋳造および焼結工程を経た後型ばらしを行い、第５
図に示すベッド１を得る。

この鋳放し状態のベッド１における本体２の各金属焼結
体溶着部および金属焼結体３に機械加工を施して第５図
鎖線示のように仕上げ、第１〜第３図の完成品を得る。

なお、前記鋳造および焼結工程において、砂型Ｓにその
無数の連続気孔を利用して真空吸引を施すと、模型Ｍお
よび合成樹脂バインダの分解ガスを効率良く型外に排出
して本体２および金属焼結体３における残留ガスに起因
した巣の発生、有害ガス成分の侵入等の不具合を確実に
回避することができ、また焼結雰囲気を非酸化状態に保
って金属焼結ノ（（３の酸イ制御こよる強度低下を確実
に防止することができる。

また本発明は前記ベッドに限らず、トリミング型の剪断
刃を金属焼結体（、こより■コ成する場合等にも適用さ
れる。

Ｃ１発明の効果 本発明によれば、本体の鋳造と焼結性金属粉末の焼結と
を一工程で行うので、機械部品の製造工数を従来の半分
に低減して生産能率を大幅に同上させることができ、量
産性の優れた製造方法を提供することができる。また焼
結性金属粉末を、合成樹脂バインダとの混合物の形態で
用いるので、前記粉末の取扱性、形状維持性等が良好で
鋳物＝本体の任意の箇所に金属焼結体を確実に溶着する
ことができる。さらに合成樹脂バインダを用いてもそれ
を溶湯により分解し、それにより生じた分解ガスを砂型
の無数の連続気孔を通じて型外に排出し得るので、本体
および＆屈焼結体における残留ガスに起因した巣の発生
、有害ガス成分の侵入等の不具合を確実に回避するごと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図は工作機械用ベッドを示し、第１図は平
面図、第２図は第１図Ｈ−Ｈ’；ｓ断面図、第３図は第
２図１［［−１１１線断面図、第４図は砂型の断面図、
第５図は鋳放し状態のべ・ノドの断面図である。 ｍ・・・混合物、Ｓ・・・砂型、Ｍ・・・発泡ポリスチ
ロール製模型、 １・・・機械部品としての工作機械用べ・ノド、２・・
・本体、３・・・金属焼結体 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社第３図 第１図 巡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳物製本体と、該本体に溶着された耐摩耗性金属焼結体
   とよりなる機械部品を製造する方法であって、耐摩耗性
   を有する焼結性金属粉末と合成樹脂バインダとの混合物
   を砂型の本体成形部に隣接して該砂型内に埋設する工程
   と；前記砂型に溶湯を注入して前記本体を鋳造し、また
   前記溶湯により前記合成樹脂バインダを熱分解すると共
   に前記焼結性金属粉末を焼結し、前記本体と前記金属焼
   結体とを溶着する工程と；を用いることを特徴とする機
   械部品の製造方法。