KR900004597B1 - Material sheet for metal sintered body and method for manufacturing the same and method for manufacturing metal sintered body - Google Patents
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Abstract
Description
제1도 내지 제3도는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 것으로, 제1도는 프레스용 금형의 단면도.1 to 3 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional view of a press die.
제2도는 프레스용 금형의 제조공정 설명도.2 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a press die.
제3도는 소결공정도에 있어서의 온도와 시간의 관계를 보여주는 그래프.3 is a graph showing the relationship between temperature and time in the sintering process chart.
제4도는 본 발명의 제2실시예에서 3개의 성형체의 소결처리를 보여주는 설명도.4 is an explanatory view showing the sintering treatment of three molded bodies in the second embodiment of the present invention.
제5도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 프레스용 금형의 제조공정 설명도.5 is an explanatory view of a manufacturing process of a press die in a third embodiment of the present invention.
제6도는 금속소결체의 현미경 사진(400배)에 기초한 확대도.6 is an enlarged view based on a micrograph (400 times) of a metal sintered body.
제7도는 소결온도와 치수변화의 관계를 보여주는 그래프.7 is a graph showing the relationship between the sintering temperature and the dimensional change.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 금형 2 : 기초재1: mold 2: base material
3 : 공작물가공부 4 : 원료시이트3: workpiece processing part 4: raw material sheet
2a : 베이스면 3a : 성형체2a: base surface 3a: molded body
6 : 알루미나시이트 12,13 : 백업체6:
S1,S2,S3,S4, : 소결체S 1 , S 2 , S 3 , S 4 ,: Sintered body
본 발명은 금속소결체(燒結體)용 원료시이트와 그 제조방법 및 금속소결체의 제조방법에 관한 것이다. 종래에 금속소결체를 제조하는 경우 그 성형작업을 용이하게 실시하기 위하여 소결성 금속분말과 합성수지결합체를 뒤섞은(mull) 가소성물(可塑性物)을 사용하여, 이것을 일정한 형상으로 성형하고, 이어서 성형체속의 합성수지결합제를 열분해함과 동시에 금속분말을 소결하는 것이 이미 제안한 바 있다.The present invention relates to a raw material sheet for a metal sintered body, a method for producing the same, and a method for producing a metal sintered body. In the case of manufacturing a metal sintered body in the past, in order to facilitate the molding operation, a plastic material mixed with a sinterable metal powder and a synthetic resin binder is used, and then molded into a certain shape, and then the synthetic resin in the molded body. It has already been proposed to thermally decompose the binder and to sinter the metal powder.
상기한 방법에 있어서 금속분말을 소결할 때 그것에 어떤 백업(back up) 수단을 강구하여 두지않으면 소결체가 팽창하여 치수의 변화를 야기하기 때문에 소결전후에 대략 4%에 가까운 편차가 발생할 염려가 있었다.In the above method, if no back-up means is taken when sintering the metal powder, the sintered body expands and causes a change in dimensions, and thus there is a concern that a variation of approximately 4% may occur before and after sintering.
또 소결성 금속분말로서 자용성(自溶性)합금분말, 예를들면 Ni-B-Si계열의 Ni자용성 합금분말을 사용하고 있지만, 이 합금의 고상선(固相線)은 1010-1020℃이고, 액상선(掖相線)은 1075-1085℃이며, 고상선 보다 저온범위에서 소결하면 형상 유지성은 좋으나 소결강도가 약해지고, 또 액상선을 넘어선 고온범위에서 소결하면 모든 분말이 용해하여 유동하기 때문에 형상 유지성이 악화하였다.As a sinterable metal powder, a self-soluble alloy powder, for example, Ni-B-Si-based Ni-soluble alloy powder, is used, but the solid-state wire of the alloy is 1010-1020 ° C. , The liquidus line is 1075-1085 ℃, and the sintering strength is better when sintering in the lower temperature range than the solidus line, but the sintering strength is weakened, and when sintering in the high temperature range beyond the liquidus line, all powders dissolve and flow. Shape retention deteriorated.
그래서 고상선과 액상선사이의 적당한 온도, 예를 들면 1050℃근방에서 소결을 하였다. 그러나, 상기한 온도에서 소결을 하였을 경우에는 소결체가 수축에 의한 치수변화를 나타내어 치수의 정밀도가 좋지않고, 또 소결강도도 그다지 높지 않았다.Thus, sintering was performed at a suitable temperature between the solidus and the liquidus, for example, around 1050 캜. However, when sintered at the above-mentioned temperature, the sintered body showed dimensional change by shrinkage, so that the precision of the dimensional was not good and the sintering strength was not so high.
나아가서, 상기한 가소성물을 시이트상으로 형성하여 원료시이트를 형성하고, 그 원료시이트를 사용하여 금속소결체를 얻는 일도 실시하였지만, 이 경우 합성수지결합제의 재질여하에 따라서는 원료시이트의 적층성(積層性)이 나빠지기 때문에 성형체에 층간박리(層間剝里)가 발생하기도 하고, 또 금이가서 터지는 문제등이 있었다.Furthermore, although the above-mentioned plastic material was formed in the sheet form, the raw material sheet was formed, and the metal sintered body was obtained using the raw material sheet, but in this case, depending on the material of the synthetic resin binder, the lamination of the raw material sheet )), The interlayer peeling (層 間 剝 里) occurs in the molded body, and there was a problem of cracking and bursting.
본 발명은 상기한 바에 비추어 치수정밀도가 양호하고, 또한 고강도의 금속소결체를 얻을 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method in which dimensional precision is good and a high strength metal sintered body can be obtained.
또 본 발명은 간단한 수단에 따라 금속소결체의 팽창을 억제할 수 있는 상기한 바와같은 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a production method as described above, which can suppress expansion of the metal sintered body by simple means.
나아가서는 본 발명은 적층성이 양호하고, 또 층간박리가 발생하는 일이 없으며, 나아가서는 내균열성(耐龜裂性)이 뛰어난 원료시이트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Furthermore, an object of this invention is to provide the raw material sheet which is excellent in lamination property, does not generate | occur | produce interlayer peeling, and is excellent also in crack resistance.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의하면 자용성 합금분말 70-90중량%와, 이 자용성 합금분말 보다도 융점이 높고, 또한 자옹성 합금분말이 녹아 붙기쉬운 고융점 금속분말 10-30중량%을 혼합하여 소결성 금속분말을 얻는 공정과, 이 소결성 금속분말에 1-10중량%의 합성수지 결합체를 뒤섞은 혼합물을 사용하여 일정한 형상을 지닌 성형체를 얻는 공정 및, 이 성형체를 자용성 합금분말의 액상선을 넘어선 온도로 소결하는 공정에 의하여 이루어지는 금속소결체의 제조방법을 제공할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면 자용성 합금분말 70-90중량%와 이 자용성 합금분말 보다도 융점이 높고, 또한 이 자용성 합금분말이 녹아 붙기 쉬운 고융점 금속분말 10-30중량%를 혼합하여 소결성 금속분말을 얻는 공정과, 소결성 금속분말을 얻는 공정과, 이 소결성 금속분말에 10-10중량%의 합성수지결합체를 뒤섞은 혼합물을 사용하여 일정한 형상을 지닌 성형체를 얻는 공정 및, 이 성형체를 그의 표면을 백업체(back up)로 커버한 상태로 자용성 합금분말의 액상선을 넘어선 온도에서 소결하는 공정에 의하여 이루어지는 금속소결체의 제조방법을 제공한다. 나아가서, 또 본 발명에 의하면 소결성 금속분말과 합성수지결합체를 뒤섞은 가소성물을 일정한 형상으로 성형하여 성형체를 얻는 공정과, 성형체를 입상 백업체로 싸는 공정 및, 성형체속의 합성수지결합체를 열분해함과 함께 금속분말을 소결하는 공정으로 이루어지는 금속소결체의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, 70-90% by weight of a soluble alloy powder, and 10-30% by weight of a high melting point metal powder having a higher melting point than that of the soluble alloy powder and easy to melt. Mixing to obtain a sinterable metal powder, a mixture of 1 to 10% by weight of a synthetic resin binder mixed with the sinterable metal powder to obtain a shaped body having a predetermined shape, and forming the molded body into a liquid-line of the magnetic soluble alloy powder. It is possible to provide a method for producing a metal sintered body made by a step of sintering at a temperature exceeding this. According to the present invention, a sinterable metal is prepared by mixing 70-90% by weight of a soluble alloy powder and 10-30% by weight of a high melting point metal powder having a higher melting point than that of the soluble alloy powder and which is easy to melt. A process of obtaining a powder, a process of obtaining a sinterable metal powder, a process of obtaining a molded body having a constant shape by using a mixture of 10-10% by weight of a synthetic resin binder mixed with the sintered metal powder, and the surface of the molded body Provided is a method for producing a metal sintered body formed by a step of sintering at a temperature above the liquidus line of a magnetically soluble alloy powder in a state covered with a back up. Furthermore, according to the present invention, a process of forming a molded body by molding a plastic material mixed with a sinterable metal powder and a synthetic resin binder into a predetermined shape, a step of wrapping the molded body with a granular backup body, and thermally decomposing the synthetic resin binder in the molded body A method for producing a metal sintered body comprising a step of sintering a powder is provided.
또 본 발명에 의하면 소결성 금속분말과 내균열성이 뛰어난 열가소성 합성수지 및 적층성이 뛰어난 열가소성 합성수지를 함유하는 합성수지결합체 등으로 구성한 금속소결체용 원료시이트를 제공한다.According to the present invention, there is provided a raw material sheet for metal sintered body composed of a sinterable metal powder, a thermoplastic resin having excellent crack resistance, and a synthetic resin binder containing a thermoplastic synthetic resin having excellent lamination.
상기한 바와 같이 자용성 합금분말에 그보다 고융점의 금속분말을 상기한 바 특정량을 혼합하므로 자용성 합금분말을 그의 액상선을 넘어선 온도에서 소결하여도 자용성 합금의 유동이 고융점의 금속분말에 의하여 방해가 되어 형상유지성 및 치수정밀도가 좋은 금속소결체를 얻을 수 있다. 또 자용성 합금 상호간의 결합성 및 자용성 합금과 고융점 금속분말의 서로 얽혀붙음 및 융착성이 양호하여 고강도의 금속소결체를 얻을 수 있다.As described above, since the specific melting amount of the high melting point metal powder is mixed with the high melting point metal powder as described above, the flow of the high melting point metal powder is high even when the magnetic alloy powder is sintered at a temperature above the liquidus line. The metal sintered body which is hindered by this and has excellent shape retention and dimensional accuracy can be obtained. In addition, it is possible to obtain a high-strength metal sintered body because of good bonding between the magnetically soluble alloys and the entanglement and adhesion of the magnetically soluble alloys and the high melting point metal powder.
또 자용성 합금분말과 고융점 금속분말의 혼합분말에 상기한 특정량의 합성수지결합체를 뒤섞음으로 성형압력이 낮아도 형상유지성이 좋은 성형체를 얻을 수 있고, 또 모재(母材)금속에 일체로 접합된 금속소결체를 얻을 경우 혼합분말의 모재금속에 펴서 붙이기 작업, 혼합분말의 성형작업등을 용이하게 실시할 수 있다.In addition, by mixing the above-mentioned specific amount of the synthetic resin binder in a mixed powder of a self-soluble alloy powder and a high melting point metal powder, a molded article having good shape retention can be obtained even when the molding pressure is low, and it is integrally bonded to the base metal. In the case of obtaining a metal sintered body, it is possible to easily carry out the work of spreading and pasting the base metal of the mixed powder and forming the mixed powder.
나아가서 자용성 합금분말과 고융점 금속분말의 혼합분말에서 얻을 수 있는 성형체를 그 표면을 백업체로 커버한 상태에서 소결하므로 그 백업체에 따라 금속소결체의 치수변화를 억제하여 치수정밀도를 더욱 양호하게 할 수 있다.Furthermore, since the molded product obtained from the mixed powder of the self-soluble alloy powder and the high melting point metal powder is sintered while the surface is covered with the backup body, the dimensional sintering of the metal sintered body can be suppressed according to the backup body to improve the dimensional accuracy. can do.
나아가서 또 가소성물로 이루어진 성형체를 입상 백업체로 싼다고 하는 극히 간단한 수단에 따라 팽창에 의한 금속소결체의 치수변화를 억제하여 치수정밀도가 좋은 금속소결체를 얻을 수 있다.Furthermore, according to the extremely simple means of enclosing a molded body made of a plastic material with a granular backup body, it is possible to suppress the dimensional change of the metal sintered body due to expansion and obtain a metal sintered body with high dimensional accuracy.
또 원료시이트의 합성수지결합체에 내균열성이 뛰어난 열가소성 합성수지 및 적층성이 뛰어난 열가소성 합성수지를 함유시키므로 원료시이트에 얻을 수 있는 성형체에 층간박리가 발생한다거나 또 균열되는 일이 없이 층간접착의 세기가 크고, 또 표면성상의 양호한 성형체를 얻을 수 있을뿐 아니라 치수정밀도 및 표면성상이 뛰어난 금속소결체를 얻을 수 있다.In addition, since the synthetic resin binder of the raw material sheet contains thermoplastic synthetic resin having excellent cracking resistance and thermoplastic synthetic resin having excellent lamination, the strength of the interlayer adhesion is high without the occurrence of delamination or cracking in the molded product obtained from the raw material sheet. In addition, a good molded article having a surface property can be obtained, and a metal sintered body having excellent dimensional accuracy and surface property can be obtained.
또한 원시이트를 제조함에 있어 소결성 금속분말과 상기한 바 특정한 재질을 지닌 액상 합성수지결합체를 뒤섞어서 가소성물을 얻고, 이어서 그 가소성물을 가열건조하에 따라 소량의 합성수지결합제를 소결성금속분말에 균일하게 도포할 수 있다. 이와같이 합성수지결합체를 소결성 금속분말에 균일하게 도포함에 따라 다음 공정에 있어서의 시이트 성형작업에서 형상 유지성이 좋은 시이트를 얻을 수 있게 되며 또 합성수지결합체를 소량 사용함에 따라 기공율이 작은 고강도의 금속소결체를 얻을 수 있게 된다.In addition, in preparing the raw material, a sinterable metal powder and a liquid synthetic resin binder having a specific material as described above are mixed to obtain a plastic material, and then a small amount of the synthetic resin binder is uniformly applied to the sinterable metal powder by heating and drying the plastic material. can do. Thus, by uniformly applying the synthetic resin binder to the sinterable metal powder, a sheet having good shape retention can be obtained in the sheet forming operation in the next step, and a high-strength metal sintered body having a small porosity can be obtained by using a small amount of the synthetic resin binder. Will be.
그리고 가소성물을 열가소상태에서 시이트상으로 성형할 수 있기 때문에, 그 성형작업을 용이하게 하며, 또 상온에서 적당한 가요성(可撓性)과 인열강도(引烈强度)를 가진 취급하기 좋은 원료시이트를 얻을 수 있다.The plastic material can be molded into a sheet in a thermoplastic state, which facilitates the molding work, and is an easy-to-handle raw material having moderate flexibility and tear strength at room temperature. A sheet can be obtained.
본 발명에서 상기한 그 밖의 목적, 특징 및 이점은 첨부도면에 따라서 다음에 상세히 설명하면 가장 적합한 실시예의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.Other objects, features and advantages described above in the present invention will become apparent from the following description of the most suitable embodiment according to the accompanying drawings.
본 발명에서 사용하는 소결성 금속분말중에서 자용성 합금분말로서는 Ni계, Co계, Fe계 등의 자용성 합금분말이 해당한다. 또 자용성 합금분말의 소결온도를 그 합금의 액상선을 넘어선 온도로 설정하여 금속소결체의 강도의 향상을 꾀하기 위하여 소결성 금속분말로서 자용성 합금분말보다도 융점이 높고 또한 자용성 합금분말이 용착하기 쉬운 고융점의 금속분말을 자용성 합금분말에 첨가하여, 그 고융점의 금속에 의하여 자용성 합금의 유동을 방해하여 형상유지성을 양호하게 하는 것으로 이런 종류의 고융점 금속분말로서는 Mo, W, 스테인레스강, WC, Fe-Mo(페로모리브덴)등 분말의 어느 한가지 또는 그것들을 혼합한 것을 사용할 수 있다.Among the sinterable metal powders used in the present invention, as the magnetic alloy powders, magnetic alloy powders such as Ni-based, Co-based, Fe-based, etc. correspond. Also, in order to improve the strength of the metal sintered body by setting the sintering temperature of the self-soluble alloy powder beyond the liquidus line of the alloy, as the sinterable metal powder, the melting point is higher than that of the self-soluble alloy powder, and the self-soluble alloy powder is easy to weld. A high melting point metal powder is added to the magnetically soluble alloy powder, and the high melting point metal powder prevents the flow of the soluble alloy to improve shape retention. , WC, Fe-Mo (ferro-molybdenum), any one of powders or a mixture thereof can be used.
원료시이트에 있어서 내균열성이 뛰어난 열가소성 합성수지로서는 4불화에틸렌수지, 폴리스틸렌수지, 나일론등이 해당되며, 또 적층성이 뛰어난 합성수지로서는 아크릴수지, 폴리에틸렌수지, 부타디엔초산비닐공중합체등이 해당한다.Examples of the thermoplastic synthetic resin having excellent crack resistance in the raw material sheet include ethylene tetrafluoride resin, polystyrene resin, nylon, and the like, and acrylic resin, polyethylene resin, butadiene vinyl acetate copolymer, and the like which have excellent lamination properties.
[실시예 1]Example 1
(원료시이트의 제조)(Production of raw sheet)
직경이 10-60㎛의 Ni자용성 합금분말 80중량%와, 직경10-53㎛의 Mo분쇄분말 20중량%를 V-블렌더로 30분간 혼합하여 혼합분말을 얻는다. 4불화에틸렌수지 에멀션과 아크릴수지 에멀션을 1:1로 혼합하여 액상 합성수지결합제를 얻는다.80 weight% of Ni-soluble alloy powder of 10-60 micrometers in diameter, and 20 weight% of Mo-pulverized powder of 10-53 micrometers in diameter are mixed with a V-blender for 30 minutes, and a mixed powder is obtained. Ethylene tetrafluoroethylene emulsion and acrylic resin emulsion are mixed at a ratio of 1: 1 to obtain a liquid synthetic resin binder.
상기한 혼합분말에 대하여 합성수지결합체 제3중량%를 첨가하여 상온에서 탁상용 반죽장치로 5분간 혼합하여 가소성물을 얻는다. 이 경우 합성수지결합제는 에멀션형이기 때문에 분산성이 좋고, 단 시간의 뒤섞는 작업으로 소량의 합성수지결합제를 혼합분말에 균일하게 분산시킬 수 있다.To the mixed powder is added, the third weight% of the synthetic resin binder is mixed at room temperature for 5 minutes in a table top kneading device to obtain a plastic product. In this case, since the synthetic resin binder is an emulsion type, the dispersibility is good, and a small amount of the synthetic resin binder can be uniformly dispersed in the mixed powder in a short mixing period.
건조로는, 히이터등의 가열기를 사용하여 가소성물을 80-120℃로 가열하여 합성수지결합제속의 수분을 증발시켜서 가소성물을 건조한다. 수득한 가소성물의 성질은 합성수지결합제에 의하여 끈기있게 결합되어 무수한 덩어리형을 띠게 되고 혼합분말은 합성수지결합제에 의하여 균일하게 도포되어 있다.In the drying furnace, the plasticizer is heated to 80-120 ° C. using a heater such as a heater to evaporate the moisture in the synthetic resin binder to dry the plasticizer. The properties of the obtained plastic product are tenaciously bound by a synthetic resin binder to form a myriad of lumps, and the mixed powder is uniformly coated by the synthetic resin binder.
건조후, 대략 80℃의 열을 보유하여 열가소화상태로 있는 가소성물을 직경 245㎜, 길이 215㎜의 로울을 장비한 로울기에 x 및 y방향으로 몇번 통하여 두께 1㎜, 1.5㎜ 및 3㎜의 3종류의 원료시이트를 성형한다. 성형압력으로 가압형성한 시험편(test piece)과의 밀도환산으로 0.5㎏/㎟이다. 이 경우 로울기의 로울을 가소성물과 같은 정도의 온도(대략 80℃)로 가열하면 원료시이트의 성형작업을 양호하게 할 수 있다.After drying, the plastics, which had a heat of approximately 80 ° C. and were in a thermoplastic state, were placed in a roll equipped with a roll having a diameter of 245 mm and a length of 215 mm. Three kinds of raw material sheets are molded. It is 0.5 kg / mm <2> in density conversion with the test piece press-formed by molding pressure. In this case, when the roll of the roll group is heated to the same temperature as the plastic material (approximately 80 ° C.), the forming operation of the raw material sheet can be improved.
성형한 다음 원료시이트에 80℃로 30분간의 가열처리를 실시하여 성형시에 발생한 형태변화를 제거한다.After molding, the raw material sheet is heated at 80 ° C. for 30 minutes to remove the shape change caused during molding.
수득한 원료시이트는 상온에서 적당한 가요성과 인열강도를 가진다.The obtained raw material sheet has moderate flexibility and tear strength at room temperature.
혼합분말에 대한 합성수지결합제를 첨가량은 1-10중량%가 적당하다. 합성수지결합제의 첨가량이 1중량%를 하회(下回)하며 시이트형성을 할 수 없고 한편 10중량%를 상회(上回)하면 금속소결체의 가공율이 높아져서 고강도의 금속소결체를 얻을 수 없다.The amount of the synthetic resin binder added to the mixed powder is preferably 1-10% by weight. When the amount of the synthetic resin binder added is less than 1% by weight, sheet formation cannot be performed. On the other hand, when the amount is more than 10% by weight, the processing rate of the metal sintered body becomes high and a high strength metal sintered body cannot be obtained.
또 합성수지결합제에 있어서 내균열성이 뛰어난 열가소성 합성수지에 대한 적층성이 뛰어난 열가소성 합성수지의 배합량은 30-70중량%가 적당하다. 적층성이 뛰어난 열가소성 합성수지의 배합량이 30중량%를 70중량%를 상회하면 성형시 그 표면에 균열이 생긴다.Moreover, the compounding quantity of the thermoplastic synthetic resin which is excellent in lamination property with respect to the thermoplastic synthetic resin which is excellent in crack resistance in a synthetic resin binder is 30-70 weight%. If the compounding quantity of the thermoplastic synthetic resin excellent in lamination property exceeds 70 weight% of 30 weight%, the surface will be cracked at the time of shaping | molding.
[실시예 2]Example 2
(전기한 원료시이트를 사용한 프레스용 금형의 제조)(Manufacture of die for press using the raw material sheet mentioned above)
제1도는 탱크를 성형하기 위한 프레스용 금형(1)을 나타내고 그것을 주강(鑄鋼)(JIS SC46 재)으로부터 주조된 기초재(base 材)(2)와, 그 기초재(2)에 녹아붙은 금속소결체를 s로 이루어지는 공작물 가공부(3)등으로 구성되어 있다.FIG. 1 shows a
제2(a)도에서 보는 바와 같이 기초재(2)의 기초면(2a)은 완성된 금형(1)에 있어서의 공작물 가공부(3)바깥면(쇄선으로 나타내었음)보다도 5-20㎜ 낮아지도록 성형되어 있다. 기초재(2)는 주조한 주물 그대로 사용할 수 있는 것으로, 그 검은 가죽을 지닌 기초면(2a)에는 샌드블래스트처리, 클리이닝처리를 한 다음 아크릴수지 접착제를 도포한다.As shown in FIG. 2 (a), the
제2(b)도에서 보는 바와 같이 기초면(2a)에 두께 3㎜의 원료시이트(4) 3매를 펴서 겹쳐 붙이고 프레스기등에 장치된 합성수지 암형(巖型)M에 따라 원료시이트(4)를 가압하여 암형M의 원료시이트에 대한 맞닿는 상태를 조사하여 많이 닿는 부분에서는 원료시이트(4)를 깍아내고, 또 닿지 않는 부분에는 새로운 원료시이트(4)를 펴서 붙인다. 이 암형M의 가압 및 원료시이트(4)를 깍아내거나 펴서 붙이는 것을 반복하여 적충원료시이트(4)의 형상을 암형M의 형상으로 대략 합치시킨다. 이와같은 성형공정을 거친 적층한 원료시이트(4)는 층간접촉의 세기가 크고, 또 금이 가서 터짐의 발생도 없고 표면상이 양호하다. 이 경우에는 암형M의 가압력은 0.2~0.3㎏/㎟이다.As shown in Fig. 2 (b), three
제2(c)도에서 보는 바와 같이 적층한 원료시이트(4)와 함께 기초재(2)를 가열로(5)에 설치하여 80℃로 가열하여 적층한 원료시이트(4)를 가소화한다.As shown in Fig. 2 (c), the
제2(d)도에서 보는 바와 같이 가소화한 적층원료시이트(4)의 위에 다시 금 두께 3㎜의 원료시이트(4)를 적층하여 펴서 붙이기 하고 수득한 적층한 원료시이트(4)를 상기한 암형M에 따라 0.7㎏/㎟의 가압력으로서 가압하여 공작물 가공부(3)와 동일 형상의 성형체(3a)를 성형한다.As shown in FIG. 2 (d), the laminated
이 경우 암형M의 성형체(3a)로부터 형틀 이탈성을 좋게하기 위하여 암형M에 활석분말을 도포한다. 또는 암형M과 적층한 원료시이트(4) 사이에 폴리염화비닐리덴수지, 폴리염화비닐수지, 폴리에틸렌수지등의 매우 얇은 막체(膜體)를 개재하여 장치한다.In this case, talc powder is applied to female M to improve mold release from the molded body 3a of female M. Alternatively, a thin film body such as polyvinylidene chloride resin, polyvinyl chloride resin, or polyethylene resin is provided between the female type M and the laminated
성형작업이 종료한 다음 기초재(2) 및 형성체(3a)의 온도가 상온까지 냉각되었을때 그 성형체(3a)보다 여분의 부분을 제거한다.After the molding operation is completed, when the temperatures of the
제2(e)도에서 보는 바와 같이 성형체(3a)에 두께 1㎜의 알루미나시이트(6)를 적층하여 기초재(2)를 용기(7)내에 설치하고, 그 용기(7)내에 백업체로서 직경 0.75㎜의 강구(鋼球)(8)를 흘러넣는다. 이 알루미나시이트(6)는 알루미나분말과 상기한 것과 마찬가지의 합성수지결합체 등으로 구성되었으며, 무수한 강구(8)에 의한 요철상의 거치른 면이 성형체(3a)에 전사(轉寫)되는 것을 저지하여 금속소결체 s의 거치른면의 소결시에 금속소결체 s의 치수변화, 즉 팽창을 억제하는 것이다.As shown in Fig. 2 (e), the alumina sheet 6 having a thickness of 1 mm is laminated on the molded body 3a, and the
이어서, 상기한 기초재(2)를 진공소결로(9)에 설치하여 제3도에 나타낸 가열-냉각조건에서 유기물질의 분해와 Ni자용성 합금과 분말의 소결을 실시한다. 캐리어가스는 질소가스 또는 완원성이 강한 수소가스를 사용한다.Subsequently, the
(A) 제 1 가열구역(제3도 A)(A) First heating zone (Figure 3 A)
이 가열구역 A는 상온에서 650℃까지이며, 승온속도는 10-20℃/분이다. 이 가열구역 A에서는 먼저 수분이 증발하고 이어서 성형체(3a) 및 알루미나시이트(6)에 있어서의 합성수지결합체속의 4불화에틸렌수지 및 아크릴수지가 분해하여 가스화한다. 이들 합성수지는 30-400℃에서 가스화하지만 열전도를 고려하여 600-650℃에서 90분간 균일한 열을 유지하여 거의 대부분의 유기물질을 제거하고 Ni자용성 합금-Mo분말을 남겨둔다. 이 유기물질의 가스화를 진공소결로(9)내의 진공도의 변화에 따라 설명하면 상온에서 1Torr이지만, 650℃에서 90분간 균일하게 열을 유지하였을 때는 최고 2Torr로 진공도가 저하한다. 이것은 주로 유기물질의 분해가스가 생기기 때문이다. 그리고 90분을 경과한 다음에는 진공도는 재차 1Torr로 상승하므로 이것을 진공소결로(9)내에서 분해가스가 제거되었다는 것을 의미한다.This heating zone A is from room temperature to 650 ° C., and the temperature increase rate is 10-20 ° C./min. In this heating zone A, water first evaporates, and then tetrafluoroethylene resin and acrylic resin in the synthetic resin binder in the molded body 3a and the alumina sheet 6 decompose and gasify. These resins are gasified at 30-400 ° C., but heat is maintained at 600-650 ° C. for 90 minutes in consideration of thermal conductivity to remove almost all organic materials and leave Ni-soluble alloy-Mo powder. When the gasification of this organic substance is explained according to the change of the degree of vacuum in the vacuum sintering furnace 9, although it is 1 Torr at normal temperature, when it heats uniformly at 650 degreeC for 90 minutes, the vacuum degree will fall to 2 Torr at the maximum. This is mainly because decomposition gas of organic substance is produced. After 90 minutes, the vacuum degree again rises to 1 Torr, which means that the decomposition gas was removed in the vacuum sintering furnace 9.
(B) 제2가열구역(제3도 B)(B) Second heating zone (Figure 3 B)
이 가열구역 B는 900-1000℃의 범위이며, Ni자용성합금-Mo분말체를 Ni자용성합금의 고상선(1010-1020℃)이하의 온도, 예를 들면 950℃로 30분간 균일한 열을 유지하여 고상소결처리(固相燒結處理)를 하고 이것을 가(假)소결한다. 제1가열구역 A로부터의 승온속도는 10-20℃/분이다.This heating zone B is in the range of 900-1000 ° C., and the Ni magnetic alloy-Mo powder is heated uniformly for 30 minutes at a temperature below the solidus line (1010-1020 ° C.) of the Ni magnetic alloy, for example, 950 ° C. The solid state sintering treatment is carried out, and it is sintered. The rate of temperature increase from the first heating zone A is 10-20 ° C./minute.
진공소결로(9)내의 Ni자용성 합금-Mo 분말체는 그 표면으로부터 가열되어서 승온하므로, 그 분말체 전체가 균일온도로 도달하기까지는 일정한 가열시간이 필요하다. 만약 소결온도인 1000-1200℃ 갑자기 가열하면 Ni자용성 합금-Mo분말체의 표면부분과 베이스면(2a)에 접하는 부분과의 사이에 온도차가 생겨서 기공율의 편차가 많아지고 균일한 금속소결체를 얻을 수 없을뿐 아니라 소결한 다음 균열(龜裂)등의 결함이 생기기 쉬워진다.Since the Ni-soluble alloy-Mo powder in the vacuum sintering furnace 9 is heated from the surface thereof and heated up, a constant heating time is required until the whole powder reaches a uniform temperature. If the sintering temperature of 1000-1200 ℃ is suddenly heated, a temperature difference is generated between the surface portion of the Ni-soluble alloy-Mo powder and the portion in contact with the
제2가열구역 B에서는 미분해의 유기물질이 완전히 가스화하여 제거된다. 이 가스화등에 의하여 진공소결로(9)내의 진공도는 일시적으로 4Torr로 저하하지만 30분 경과후에는 1Torr로 복귀한다.In the second heating zone B, undecomposed organic matter is completely removed by gasification. By the gasification or the like, the vacuum degree in the vacuum sintering furnace 9 temporarily drops to 4 Torr, but returns to 1 Torr after 30 minutes.
(C) 제3가열구역(제3도 C)(C) Third heating zone (Figure 3 C)
이 가열구역 C는 Ni자용성 합금의 고상성(1010-1020℃)로 바로밑에서 액상선(1075-1085℃)을 넘어선 온도, 즉 1000-2000℃의 범위이며, Ni자용성 합금-Mo 가소결체를 예를 들면, 액상선을 넘어선 온도인 1100-1180℃, 좋기는 1160℃에서 120분간 일정온도로 유지하여 Ni자용성 합금의 용해에 따라 액상 소결처리를 하여 금속소결체 s를 형성한다. 이 경우 Ni자용성 합금의 유동은 Mo의 존재에 따라 방해되므로 따라서 형상 유지성이 좋다. 제2가열구역 B로부터의 승온속도는 15-20℃/분이며, Ni자용성 합금-Mo가소결체는 제2가열구역 B에서 이미 고온으로 가열되어 있으므로 제3가열구역 C까지는 승온시간은 근소하다. 이 제3가열구역 대의 유지시간이 불충분하면 소결이 완전히 이루어지지 않아서 금속소결체 s에 결함이 생긴다.This heating zone C is the solid phase (1010-1020 ° C) of the Ni-soluble alloy, and is just below the liquid line (1075-1085 ° C), that is, in the range of 1000-2000 ° C. For example, the temperature beyond the liquid line is maintained at a constant temperature for 1100-1180 ° C, preferably 1160 ° C for 120 minutes to perform liquid phase sintering in accordance with the dissolution of Ni-soluble alloy to form a metal sintered body s. In this case, the flow of the Ni-soluble alloy is hindered by the presence of Mo, so the shape retention is good. The temperature increase rate from the second heating zone B is 15-20 ° C./minute, and since the Ni-soluble alloy-Mo sintered body is already heated to a high temperature in the second heating zone B, the temperature raising time to the third heating zone C is small. . If the holding time of the third heating zone is insufficient, the sintering may not be performed completely, resulting in a defect in the metal sintered body s.
상기와 같이 소결온도를 1160℃로 선정하는 이유는 소결온도가 1200℃정도로 되면 소결체 s의 치수변화가 커지고, 또 소결로온도제어가 용이하지 않을 뿐더러 더구나 소결로내 온도가 불균형하다는 결함이 있으며, 이와같은 결함을 제거하기 위한 작업온도로서는 1160℃가 적당하기 때문이다.The reason for selecting the sintering temperature as 1160 ° C is that when the sintering temperature is about 1200 ° C, the dimensional change of the sintered body s becomes large, and the sintering furnace temperature control is not easy, and the temperature in the sintering furnace is unbalanced. It is because 1160 degreeC is suitable as a working temperature for removing such a defect.
(D) 냉각구역(제3도 D)(D) Cooling zone (Figure 3 D)
이 냉각구역 D는 상기한 바 소결온도에서 대략 800℃까지의 1차 냉각구역 D1과, 대략 800℃에서 대략 400℃까지의 2차 냉각구역 D2와, 대략 400℃까지의 3차 냉각구역 D3으로 나눌 수 있다.This cooling zone D are tertiary cooling zone in said one bar sintering temperature to a second cooling zone D 2 and, 400 ℃ approximately up to about 400 ℃ in the primary cooling zone D 1, and approximately 800 ℃ up to about 800 ℃ Can be divided into D 3 .
1차 냉각구역 D1은 금속소결체 S의 고온하에 있어서의 안정범위이며, 이 냉각구역 D1에서는 가급적 열적인 자극을 피하고 동시에 냉각효율을 고려하여 최고 2℃/분 정도의 느린 속도로 냉각한다. 이 냉각구역 D1에서는 급냉이 이루어지면 금속소결체 s에 균열이 많이 일어난다. 2차 냉각구역 D2에서는 기초재(2)의 선팽창과 Ar1변태에 있어서의 치수변화를 흡수하기 위하여 최고 3℃/분 정도의 느린 속도로 냉각한다. 이 경우 금속소결체 s의 선수축은 14.6×10-6/℃이지만 다공질이기 때문에 기초재(2)의 수축을 추종한다. 이 냉각구역 D2에서 급냉이 진행이 되면 금속소결체 s에 균열이 많이 발생한다.The primary cooling zone D 1 is a stable range under the high temperature of the metal sintered body S. In this cooling zone D 1 , cooling is performed at a slow speed of up to 2 ° C./min in consideration of the cooling efficiency as much as possible. In this cooling zone D 1 , the rapid quenching causes a lot of cracks in the metal sintered body s. In the secondary cooling zone D 2 , cooling is performed at a slow rate of up to 3 ° C./min in order to absorb the linear expansion of the
3차 냉각구역 D3에서는 물, 기름등의 액냉 이외의 가스냉각(공냉을 포함)에 의하여 금속소결체 s 및 기초재(2)의 온도를 상온까지 냉각한다.In the tertiary cooling zone D 3 , the temperatures of the metal sintered body s and the
상기한 가열-냉각처리를 거쳐 제1도에서 보는 바와 같이 공작물 가공부(3)를 Ni자용성 합금-Mo에 따라 이루어지는 금속소결체 s에 의하여 형성된 금형(1)을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 1 through the above-mentioned heat-cooling process, the metal mold | die 1 formed by the metal sintered compact s which forms the
상기한 금속소결체 S는 기초재(2)와의 용착성이 양호하여 균열등의 결함이 발생하지 않는다. 또 3차원 측정기에 따라 X,Y 방향으로 50㎜ 간격에 따라 형상측정을 하여 암형M과 비교하였던 바 금형(1)이 치수를 세로 300㎜, 가로 250㎜, 높이 180㎜로 하였을 경우, 최대 5㎜만이 팽창한 개소가 3개소이었고, 그밖의 개소는 0-0.3㎜의 팽창을 나타냈으며, 치수정밀도가 뛰어나 있음을 판명하였다. 또 알루미나시이트(6)를 사용함에 따라 강구(8)의 거치른면이 성형적층원체(成刑積層原體)(3a)에 전사되는 것을 방지할 수 있으므로 금속소결체 S면 면조도가 양호하다.Said metal sintered compact S has favorable weldability with the
따라서, 상기한 공정을 거쳐 수득한 금형(1)은 간단한 마무리가공을 실시함에 따라 곧 프레스작업에 사용할 수 있다.Therefore, the metal mold | die 1 obtained through the above process can be used for press work immediately by performing a simple finishing process.
상기한 알루미나시이트(6)는 다음에 설명하는 공정을 거쳐 제조할 수 있다.Said alumina sheet 6 can be manufactured through the process demonstrated next.
직경이 2-50㎛ 알루미나분말에 대하여 원료시이트의 제조에 사용한 것과 마찬가지의 합성수지결합체 8중량%를 첨가하여 상온에서 탁상용 반죽기로 5분간 혼합하고, 이 혼합물에 물을 3중량% 첨가하였다. 수득한 가소성물을 가열기로 120℃에서 60분간 가열하고 합성수지결합체속의 수분을 증발하여 가소성물을 건조하였다.To the alumina powder having a diameter of 2-50 µm, 8% by weight of the same synthetic resin binder as that used for the production of the raw material sheet was added, mixed at room temperature for 5 minutes using a table kneader, and 3% by weight of water was added to the mixture. The resulting plastic was heated with a heater at 120 ° C. for 60 minutes, and the water in the synthetic resin binder was evaporated to dry the plastic.
건조한 다음 대략 80℃의 열을 부유하여 열가소성화상태에 있는 가소성물을 원료시이트의 제조에 사용한 것과 마찬가지의 로울기를 사용하여 마찬가지 수법으로 성형처리를 하구 두께 1㎜의 알루미나시이트(6)를 성형한다. 이 경우 로울기의 로울을 가소성물과 마찬가지 정도의 온도(대략 80℃)로 가열하면 시이트성형작업을 용이하게 실시할 수 있다. 성형한 다음 알루미나시이트(6)에 80℃에서 30분간 가열처리를 하여 성형할때에 발생한 형태의 변화를 제거한다.After drying, the alumina sheet 6 having a thickness of 1 mm is formed by using the same method as that used for preparing the raw material sheet by using a thermoplastic material in which the thermoplastic material in a thermoplastic state is suspended by floating at about 80 ° C. . In this case, the sheet forming operation can be easily performed by heating the roll of the roller to the same temperature as the plastic material (approximately 80 ° C). After molding, the alumina sheet 6 is heat treated at 80 ° C. for 30 minutes to remove the change in shape generated during molding.
[실시예 3]Example 3
(원료시이트를 사용한 접동부재의 제조)(Manufacture of sliding member using raw material sheet)
세로 및 가로가 각기 100㎜, 두께 1.5㎜의 냉간압연강판의 탈지처리를 한 다음 그 강판에 두께 3㎜의 상기한 원료시이트를 아크릴수지접착제로 2장을 적층하여 펴서 붙이기 하고 그 원료시이트의 표면을 평활하게 마무리하여 판상의 성형체를 얻는다.After degreasing the cold rolled steel sheets 100 mm long and 1.5 mm thick, and then laminating the two sheets of the above-described raw material having a thickness of 3 mm with an acrylic resin adhesive and laminating them together, the surface of the raw material sheet is laminated. The smooth finish is obtained to obtain a plate-shaped molded product.
수득한 성형체를 진공소결에 설치하여 상기한 제3도와 마찬가지의 가열-냉각조건에서 유기물질의 분해와 Ni자용송 합금분말과 Mo의 소결을 실시한다. 더우기 소결처리시간은 30분간이다.The obtained molded product is placed in vacuum sintering to decompose organic matter and sinter Ni powder and Ni powder in the same heat-cooling conditions as in FIG. Furthermore, the sintering time is 30 minutes.
상기한 미끄럼부재는 금속소결체로 된 미끄럼면의 거치른 면정도가 양호하여 뛰어난 미끄럼성능을 지니고 또 금속소결체가 강판에 확실하게 용착되어 있으므로 층간박리를 발생하는 일은 없다.The sliding member has a good surface roughness of the sliding surface of the metal sintered body, has excellent sliding performance, and the metal sintered body is reliably welded to the steel sheet so that no interlayer peeling occurs.
이 경우 금속소결체의 윤활성을 향상시키기 위하여는 그 소결체에 4불화에틸렌수지 등의 윤활성 합성수지를 스며들게 하여 경화시킨다. 또한 원료시이트 속에 WS2,MOS2등의 고체 윤활재를 혼합하여 두면 좋다.In this case, in order to improve the lubricity of the metal sintered compact, the sintered compact is immersed in a lubricating synthetic resin such as tetrafluoroethylene resin and cured. Or it may leave a mixture of solid lubricant, such as WS 2, MOS 2 in the raw material sheet.
상기한 미끄럼부재의 금속소결체의 두께를 증대시키기 위하여 그 소결체에 두께 3㎜의 원료시이트를 아크릴수지접착제로 펴서 붙이기 하여, 그 표면을 평난하게 마무리한 다음 상기한 바와 같은 수법으로 소결처리를 하여 2층 구성의 금속소결체를 지닌 미끄럼부재를 얻는다.In order to increase the thickness of the metal sintered body of the sliding member, a raw material sheet having a thickness of 3 mm is spread on the sintered body with an acrylic resin adhesive, and then the surface is smoothly finished, followed by sintering in the same manner as described above. A sliding member having a metal sintered body of a layer structure is obtained.
이 미끄럼부재에 있어서는 양금속 사이가 확실하게 용착되어 사용중에 있어서 층간박리를 발생하는 일은 없다.In this sliding member, both metals are reliably welded, and no interlayer peeling occurs during use.
[실시예 4]Example 4
(원료시이트를 사용한 소결체의 제조방법)(Method for Producing Sintered Body Using Raw Material Sheet)
상기한 원료시이트를 사용하여 가하는 압력 1㎏/㎟로 직경 20㎜, 길이 20㎜의 원주상 성형체(101-103)을 성형하여 이것들에 소결처리를 한다.The cylindrical shaped bodies 10 1-10 3 having a diameter of 20 mm and a length of 20 mm are formed at a pressure of 1 kg /
소결처리를 함에 있어 성형체(101)의 경우는 제4도(a1)에서 보는 바와 같이 그것을 용기(11)에 넣고, 그 성형체(101)을 입상 백업체로서의 직경 0.5-1㎜, 선팽창 11×10-6/℃의 강구(121)로 짜서 그 용기(11)를 진공소결로(9)에 설치한다.In the sintering process, in the case of the molded article 10 1 , as shown in FIG. 4 (a 1 ), the molded article 10 1 is placed in the container 11, and the molded article 10 1 is 0.5-1 mm in diameter as a granular backup body and linear expansion The container 11 is squeezed with 11 × 10 −6 / °
성형체(102)의 경우는 제4도(a1)에 나타낸 바와 같이 그것을 용기(11)에 넣고 그 성형체(102)를 입상백업체로서의 선팽창 4×10-6/℃의 5호 규사(13)로 싸서 그 용기(11)를 진공소결로(9)에 설치한다.In the case of the molded article 10 2 , as shown in FIG. 4 (a 1 ), the molded article 10 2 is placed in a container 11 and the molded article 10 2 is placed in a line No. 5 silica sand having a linear expansion of 4 × 10 −6 / ° C. ( 13) and the container 11 is installed in a vacuum sintering furnace 9.
성형체(F3)의 경우에는 제4도(a3)에서 보는 바와 같이 백업체 없이 진공소결로(9)에 설치한다. 그리고 제3도에 나타낸 가열-냉각 조건에서 유기물질의 분해와 금속분말의 소결을 한다. 이 경우 제4도(a1),(a2)에 있어서의 백업체로서의 강구(12) 및 규사(13)가 입상이기 때문에 합성수지의 분해에 의한 생성가스는 강구(12) 상호간 및 규사(13) 상호간의 무수한 연속기공을 통하여 백업체에서 흩어진다. 또 바람직한 소결온도는 1120℃이다.In the case of the molded body F 3 , it is installed in the vacuum sintering furnace 9 without a backup body as shown in FIG. 4 (a 3 ). The organic material is decomposed and the metal powder is sintered under the heat-cooling conditions shown in FIG. In this case, since the
상기한 공정을 거쳐 얻은 3개의 소결체에 있어서의 소결처리 전후의 길이에 대하여 신장율을 측정하였던 바 표 1의 결과를 얻을 수 있었다. 표속의 소결체(S1)-(S2)는 성형체(101-103)에 각기 대응한다.The elongation rate was measured with respect to the length before and behind the sintering process in the three sintered compacts obtained through the above process, The result of Table 1 was obtained. The sintered compacts S 1- (S 2 ) in the case correspond to the molded bodies 10 1-10 3 , respectively.
[표 1]TABLE 1
상기 표 1에서 명백한 바와 같이 성형체(101-103)을 소결하는 경우, 백업체(12),(13)을 사용하여 얻을 수 있는 소결체(S1)-(S2)는 소결할 때 백업체(12),(13)의 강압하는 힘을 받아서 팽창이 억제되므로 백업체를 사용하지 않고 얻을 수 있는 소결체(S3)에 비하여 신장율이 대폭 감쇠되어 있다.When sintering the shaped bodies 10 1-10 3 as evident in Table 1 above, the sintered bodies S 1- (S 2 ) obtained by using the
[실시예 5]Example 5
(원료시이트를 사용한 프레스용 금형의 제조)(Manufacture of die for press using raw material sheet)
제5(a)도에서 보는 바와 같이 실시예 2와 마찬가지의 주강(JIS SC46재)으로 탱크용 기초재(2)를 주조하다. 이 베이스재(2)는 주조한 그대로 사용할 수 있는 것으로, 그 혹피를 지닌 기초면(2a)을 깨끗이 닦은 다음 아크릴수지접착제를 도포한다.As shown in FIG. 5 (a), the
제5(b)도에서 보는 바와 같이 기초면(2a)에 원료시이트(4)를 적충하여 펴서 붙이기 하고, 이것을 암형을 사용 0.5㎏/㎟의 압력으로서 가압하여 공작물 가공부(3)와 동일 형상의 성형체(3a)(동도(c))를 성형한다.As shown in Fig. 5 (b), the
제5(c)도에서 보는 바와 같이 기초재(2)를 용기(7)에 넣고 성형체(3a)를 백업체로서의 강구(12)로 싸서 그 용기(7)를 진공소결로(9)에 설치하여 제3도의 가열-냉각 조건에서 성형체(3a)속의 유기물질의 분해와 Ni자용성 합금-Mo 소결체(S4)로 이루어지는 공작물 가공부(3)를 지닌 금형(1)을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 5 (c), the
상기한 금형(1)의 공작물 가공부(3)에 있어서의 각 부의(x)-(y)의 소결 전후의 두께방향의 신장을 3차원 측정기를 사용하여 측정하였던 바 부위( x)에서는 0.2㎜, 부위(y)에서는 0.5㎜, 부위(z)에서는 0.1㎜이며, 백업체(12)에 의하여 금속소결체(S4)의 치수변화가 대폭 억제되어 있음이 뚜렷하였다.The elongation in the thickness direction before and after the sintering of each part (x)-(y) in the
더우기 백업체로서, 상기한 강구, 규사 이외에도 구상(球狀) 알루미나, 구상 세라믹등을 사용할 수 있으며, 필요에 따라서 강구 등을 물유리등의 무기결합체로 부분적으로 접착하여 배업체를 성형체의 형상으로 사용하는 경우에 한하지 않고 원료시이트(4)를 반경화시켜서 그것을 연삭가공하도록 하여 좋다.Furthermore, as a backing body, spherical alumina, spherical ceramics, etc. may be used in addition to the steel balls and silica sand, and if necessary, the steel balls may be partially bonded with an inorganic binder such as water glass, and the distributor may be used as the shape of the molded body. In this case, the
[실시예 6]Example 6
직경 10-60m의 Ni자용성 합금분말 60중량%를 혼합하여 혼합분말을 얻는다. 4불화에틸렌수지 유탁액과 아크릴수지 유탁액을 1:1로 혼합한 합성수지 결합제를 조정하고 이 합성수지 결합제를 혼합분말에 대하여 1.5중량% 첨가하여 충분히 뒤섞은 다음 가소성물을 수득한다. 이 가소성물을 성형형에 넣어서 0.5㎏/㎟의 가압하는 힘으로 성형하여 직경 20㎜, 길이 20㎜의 원주상 성형체를 수득한다.60 weight% of the Ni-soluble alloy powder having a diameter of 10-60 m is mixed to obtain a mixed powder. Synthetic resin binder in which 1: 1 mixture of ethylene tetrafluoroethylene emulsion and acrylic resin emulsion is adjusted, 1.5 wt% of the synthetic resin binder is added to the mixed powder, and the mixture is thoroughly mixed to obtain a plastic product. This plastic product is put into a mold and molded with a pressing force of 0.5 kg /
이 성형체를 진공소결로에 설치하여 제3도에 나타낸 가열-냉각 조건으로 유기물질의 분해와 금속분말의 소결을 한다. 이 경우의 소결온도는 Ni자용성 합금분말의 액상선을 넘어선 온도인 1120℃로서 소결처리시간은 20분간이다.The molded body is placed in a vacuum sintering furnace to decompose organic matter and sinter metal powder under the heat-cooling conditions shown in FIG. In this case, the sintering temperature is 1120 DEG C, which is the temperature beyond the liquidus line of the Ni-soluble alloy powder, and the sintering treatment time is 20 minutes.
이에 따라 상기한 성형체에서 금속소결체를 수득한다. 비교예 1로서 상기한 Ni자용성 합금분말 91중량%와 Mo 분말 9중량%를 사용하여 상기한 바와 동일한 치수의 원주상 성형체를 성형하여 상기한 바와 동일한 소결조건에서 금속소결체를 수득한다. 또 비교예 2로서 Ni자용성 합금분말 69중량%와 Mo 분말 31중량%로 이루어지는 혼합분말과 합성수지결합체 1.5중량%를 사용하여 상기한 바와 동일한 치수의 원주상 성형체를 성형하여 상기한 바와 동일한 소결조건에서 금속 소결체를 수득한다.Thereby, the metal sintered body is obtained from the above-mentioned shaped body. As Comparative Example 1, the cylindrical compacts having the same dimensions as above were formed by using 91 wt% of the Ni-soluble alloy powder and 9 wt% of the Mo powder to obtain metal sintered bodies under the same sintering conditions as described above. In Comparative Example 2, a cylindrical molded body having the same dimensions as above was formed by using a mixed powder composed of 69% by weight of Ni-soluble alloy powder and 31% by weight of Mo powder and a synthetic resin binder, and the same sintering conditions as described above. To obtain a metal sintered body.
상기한 각 금속소결체에 대하여 형상유지성, 치수변화 및 소결강도를 조사하던바 표 2의 결과를 얻을 수 있었다.The shape retention, dimensional change, and sintering strength of each metal sintered body were investigated. The results shown in Table 2 were obtained.
[표 2]TABLE 2
상기 표 2로부터 명백한 바와 같이 본 발명에 의하여 얻을 수 있는 금속소결체는 약간의 팽창량을 나타내었을뿐 치수정밀도 및 형상유지성은 양호하였다.As apparent from Table 2, the metal sintered body obtained by the present invention showed only a slight expansion amount, and the dimensional accuracy and shape retention were good.
제6도는 본 발명에 의하여 얻은 금속소결체의 광학현미경사진(400배)에 근거한 화대도를 보여주고 있으며, 도면중에서 m 이 Mo이고, n이 Ni자용성 합금이다.FIG. 6 shows the degree of magnification based on the optical micrograph (400 times) of the metal sintered body obtained by the present invention, in which m is Mo and n is Ni-soluble alloy.
제6도에서 Ni자용성 합금 상호간의 결합성 및 Mo과 Ni자용성 합금의 서로 얽혀 붙음 및 용착성이 양호하다는 것이 명백하며, 따라서 금속소결체의 강도가 높고 예를 들면 압축강도 4㎏/㎟를 얻을 수 있다.In Fig. 6, it is clear that the binding between the Ni-soluble alloys and the interlocking and welding properties of the Mo and Ni-soluble alloys are good. Therefore, the strength of the metal sintered body is high and, for example, the compressive strength of 4 kg / mm2 You can get it.
나아가서는 금속소결체의 압축강도를 향상시키려면, 그 소결체의 가공부에 에폭시수지등의 합성수지를 진공침투시켜서 경화시키는 것으로 이 처리를 실시함에 따라 압축강도 7㎏/㎟를 확보할 수 있다. 이 이상의 압축강도를 필요로 할 경우에는 Cu등의 저융점금속을 사용하여 금속소결체에 침투(infiltration)처리를 하는 것이 좋다.Furthermore, in order to improve the compressive strength of the metal sintered body, the compressive strength of 7 kg / mm <2> can be ensured by performing this process by hardening by vacuum-permeating synthetic resin, such as an epoxy resin, in the process part of the sintered compact. When more than this compressive strength is required, it is better to infiltration the metal sintered body by using low melting point metal such as Cu.
[실시예 7]Example 7
실시예 6와 마찬가지의 수법에 따라 동일조성, 동일형상 및 치수의 성형체, 즉 Ni자용성 합금 80중량%, Mo 분말 20중량% 및 그것들의 혼합분말에 대하여 1.5중량%의 합성수지 결합체를 함유한 직경이 20㎜, 길이 20㎜의 원주상 성형체를 여러개 얻는다.According to the same method as in Example 6, a molded article having the same composition, same shape and dimensions, that is, a diameter containing 80% by weight of Ni-soluble alloy, 20% by weight of Mo powder and 1.5% by weight of synthetic resin binder with respect to the mixed powder thereof Several 20 mm and 20 mm long cylindrical molded bodies are obtained.
그것들의 성형체중 몇가지의 것의 표면에는 백업체로서 미세한 연속기공을 지닌 내화물제 셀을 형성한다. 이셀은 내화물로서의 규산지르코니아의 물 현탁액에 무기결합제로서 알루미나 분말을 첨가하여 얻을 수 있는 고점도의 슬러리에 성형체를 첨가하여 수득한 부착막을 저연건조후 100℃에서 1시간동안 가열 조건함으로서 형성된다.On the surface of some of these shaped bodies, a refractory cell having fine continuous pores is formed as a backing body. This cell is formed by subjecting the adhesive film obtained by adding a molded body to a slurry of high viscosity obtained by adding an alumina powder as an inorganic binder to a water suspension of zirconia silicate as a refractory material after low drying and heating at 100 ° C. for 1 hour.
또 비교하기 위하여 금속분말로서 Ni자용성 합금분말만을 함유하는 동일형상 및 치수의 성형체를 얻는다.Further, for comparison, a molded article having the same shape and dimensions containing only Ni-soluble alloy powder as the metal powder is obtained.
제7도는 상기한 성형체를 소결처리하였을 경우의 소결온도와 금속소결체의 치수변화를 나타낸다. 선(a1),은 Ni자용성 합금과 Mo로 이루어지는 셀을 갖지 않은 금속소결체의 경우, 선(a2)은 마찬가지 조성을 지니고 셀을 갖는 그속소결체인 경우, 선(b)은 Ni자용성 합금만의 금속소결체인 경우에 각기 해당된다.7 shows the sintering temperature and the dimensional change of the metal sintered body when the above-mentioned molded body is sintered. Line (a 1), in the case of a metal sintered body having no cell consisting of Ni-party soluble alloy with Mo, line (a 2) is the case of geusok sintered body having a cell has a composition similar to, line (b) is a Ni-party-functional alloy This is the case for all metal sinters.
도면중 사선으로 나타낸 소결온도 1100-1180℃의 범위에 있어서는 Ni자용성 합금 상호간의 결합성 및 그것과 Mo와의 서로 얽혀 붙음 및 용착성이 양호하고 또 상기한 온도범위에서의 치수변화는 선(a1)의 셀이 없는 금속소결체의 경우로서 +1~+3(팽창), 또 선(a2)의 셀을 마련한 금속소결체의 경우소서 +0.5% 이하(팽창)에서 억제된다.In the range of sintering temperature 1100-1180 ° C indicated by oblique lines in the figure, the binding properties between Ni-soluble alloys and the interweaving and adhesion between Mo and it are good. In the case of the metal sintered body without cell 1), it is suppressed at +1 to +3 (expansion) and in the case of the metal sintered body in which the cell of line a 2 is provided at + 0.5% or less (expansion).
이와 같이 셀을 마련함에 따라 금속소결체의 치수변화가 억제되는 이유는 본 발명에 의하여 얻을 수 있는 금속소결체가 팽창경향에 있고, 그 팽창이 셀의 백업효과에 의하여 방해되기 때문이다.The reason why the change in the size of the metal sintered body is suppressed by providing the cell is that the metal sintered body obtainable by the present invention is in the expansion tendency, and the expansion is prevented by the backup effect of the cell.
한편, 선(b)의 Ni자용성 합금판의 금속소결체의 경우에는 종래와 같이 고상선과 액상선 사이의 온도인 1040℃에서 소결하면 수축에 의한 치수변화를 나타내는 것이 명백하다.On the other hand, in the case of the metal sintered body of the Ni-soluble alloy plate of the line b, it is apparent that when sintered at 1040 ° C., which is a temperature between a solid line and a liquid line as in the prior art, dimensional change due to shrinkage is apparent.
프레스용 금형의 제조에 본 발명을 적용하는 경우에는 주철, 주강, 합금강등의 기재에 상기한 실시예 6에서 얻을 수 있는 가소성물을 펴서 붙이기 하고, 그 가소성물을 일정한 형상으로 성형한 다음 소성처리를 하는 것이다.In the case of applying the present invention to the production of a die for pressing, the plastic material obtained in Example 6 is applied to a base such as cast iron, cast steel, alloy steel, and the like, and the plastic product is molded into a constant shape and then fired. To do.
이경우, 가소성물은 취급하기가 좋으므로 그 펴서 붙이기 및 성형작업을 용이하게 할 수 있다.In this case, since the plastic material is easy to handle, it can facilitate the spreading and molding operations.
더우기 상기한 실시예에 있어서는 자용성 합금분말과 고융점 금속분말과의 혼합분말에 합성수지 결합체를 첨가하였으나 이 합성수지결합재를 첨가하지 않더라도 성형체, 즉 압분체(green compact)를 얻을 수 있다.Furthermore, in the above embodiment, a synthetic resin binder is added to the mixed powder of the magnetically soluble alloy powder and the high melting point metal powder, but a molded body, that is, a green compact can be obtained without adding the synthetic resin binder.
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