TWI511815B - Method of joining metal powder injection molded body - Google Patents

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Hiroki Yoshizawa
Shigeyuki Satoh
Nobuyasu Tsuno
Natsuki Yoneyama
Shuji Ikeda
Takashi Yoshinouchi
Masayuki Satake
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Description

金屬粉末射出成型體之接合方法
本發明是關於金屬粉末射出成型體之接合方法[method for jointing metal injection molded parts]，特別是關於用來將複數個金屬粉末射出成型體予以接合而製作金屬製品的金屬粉末射出成型體之接合方法。
金屬粉末射出成型法(MIM：Metal Injection Molding)，是將金屬粉末和結合劑混煉後以具有既定形狀的方式進行射出成型而獲得成型體(坯體[green part])，藉由將該成型體在真空中或氣體氛圍中進行脫脂及燒結而製作出密度超過95%的金屬製品。作為結合劑，是使用將複數的樹脂、蠟混合而成者。藉由使複數的結合劑成分依序飛散，以維持成型體的形狀。
結合劑較佳為使用不會殘留在金屬中的成分。例如，一般是混合使用：在250℃以下的較低溫容易揮發之硬脂酸、石蠟、棕櫚蠟等的蠟、和在500℃以下的溫度容易分解飛散之聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物樹 脂)等的樹脂。
然而，渦輪壓縮機的定子葉片，如下述專利文獻1所揭示，是配置在環狀的內殼體和環狀的外殼體之間。此外，定子葉片是由主成分為Ti或Ni的合金所形成，是將在周方向分割成複數個的定子葉片扇區[stator blade sectors]組合而構成。一般而言，將構成外殼體的一部分之外帶體、將構成內殼體的一部分之內帶體、及葉片分別個別地製作，再在葉片上焊接外帶體及內帶體而形成定子葉片扇區。
近年，基於功能提昇的觀點，有使葉片更薄、且將葉片面做成複雜的三維曲面的傾向，但利用鑄造或塑性加工很難確保葉片的形狀精度。因此，關於葉片的製造方法，使用上述金屬粉末射出成型法被提出。
在外帶體和內帶體之間具有複數個葉片之上述定子葉片扇區，要利用射出成型(金屬粉末射出成型法的一步驟)來形成可能會發生困難。因此，形成定子葉片扇區的分割體，該分割體是在外帶體和內帶體之間具有一個葉片，將複數個分割體接合而形成定子葉片扇區的技術被提出。
下述專利文獻2揭示金屬粉末射出成型體之接合方法，其目的是為了抑制接合強度的降低。在該接合方法使用：將與構成成型體的金屬粉末相同種類的金屬粉末和水溶性糊狀物質[gelatinized soluble material]用水稀釋而成的糊劑。首先，將上述糊劑塗布在燒結前的成型體 之接合面，將成型體彼此藉由糊劑暫時接合。然後，將暫時接合的成型體燒結，使成型體彼此藉由糊劑所含的金屬粉末進行接合。又在下述專利文獻2揭示，在脫脂後將糊劑塗布於接合面之後進行燒結的情況，以及在將糊劑塗布於接合面之後進行脫脂及燒結的情況。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-197622號公報
[專利文獻2]日本特開2010-236042號公報
上述專利文獻2所記載的糊劑，是使用以澱粉質作為原料之水溶性糊狀物質。澱粉是由碳(C)、氫(H)及氧(O)所構成的高分子，容易受熱而分解。此外，在金屬粉末射出成型法，是從金屬粉末和結合劑所構成的坯體讓結合劑飛散而製作出成型體，因此成型體的大小是從坯體的大小產生收縮。在此，要控制收縮所造成的接合面變形是困難的。因此，若使用容易發生熱分解的糊劑(接著劑)，在脫脂步驟或燒結步驟會使糊劑提早進行分解、飛散，要維持收縮後之接合面彼此的密合狀態是困難的。因此，抑制接合強度降低的效果不佳。
本發明的目的是為了提供一種可提高接合強度的金屬粉末射出成型體之接合方法。
本發明的特徵，是提供一種金屬粉末射出成型體之接合方法，該金屬粉末射出成型體之接合方法，是使分別將金屬粉末和結合劑混煉後經由射出成型而得之至少二個金屬粉末射出成型體互相抵接，在前述至少二個金屬粉末射出成型體相抵接之接合部上塗布含有氮或氯之塗布劑，將在前述接合部塗布有前述塗布劑之前述至少二個金屬粉末射出成型體實施脫脂或燒結，使前述至少二個金屬粉末射出成型體在前述接合部進行接合而製作出金屬製品。
依據上述特徵，藉由使用含有氮或氯的塗布劑，能使塗布劑的分解速度變慢，在實施金屬粉末射出成型體的脫脂或燒成時，在接合部能使金屬粉末射出成型體的密合狀態更長久地維持，可提高接合部的接合強度。
在此較佳為，前述結合劑係含有：在既定溫度範圍會揮發的蠟、以及在比前述既定溫度範圍更高的溫度範圍會飛散的樹脂，前述塗布劑之至少一部分，在實施前述至少二個金屬粉末射出成型體的脫脂時或燒結時，比前述蠟更慢揮發且比前述樹脂更快飛散。
此外較佳為，前述塗布劑塗布於前述接合部之接觸面或周側面。
此外較佳為，在前述接合部之間隙保持為0.1mm以下的狀態下，將前述至少二個金屬粉末射出成型體實施脫脂或燒結。
此外較佳為，前述金屬製品是具備有複數個 葉片及用來支承前述複數個葉片的帶體部之葉片扇區，前述至少二個金屬粉末射出成型體分別為具有單一葉片的前述葉片扇區之分割體。
再者較佳為，在前述帶體部之豎設有前述葉片的一面之背面上，形成有朝與前述葉片的葉片弦線交叉的方向延伸之肋部。
在此較佳為，將前述分割體中之前述帶體部的延伸方向和前述肋部的延伸方向所成的角度設為θ 時，角度θ 大於0°且為前述葉片的交錯角以下。
或是較佳為，將前述分割體中之前述帶體部的延伸方向和前述肋部的延伸方向之間的角度設為θ 時，0°<θ≦12°。
1‧‧‧金屬製品
2‧‧‧金屬粉末射出成型體
3‧‧‧接合部
3a‧‧‧接觸面
3b‧‧‧周側面
4‧‧‧塗布劑
5‧‧‧支承塊
6‧‧‧金屬粉末射出成型板
7‧‧‧間隔件
11‧‧‧外帶體
11a‧‧‧殼體部
11b‧‧‧鉤扣部
11c‧‧‧肋部
11d‧‧‧段差
12‧‧‧內帶體
12a‧‧‧殼體部
12b‧‧‧狹縫部
13‧‧‧定子葉片
14‧‧‧轉子葉片
A‧‧‧外帶體的橫寬
B‧‧‧外帶體的高度
C‧‧‧能夠實現充分的接合強度之間隙
g‧‧‧接合部的間隙
h‧‧‧外帶體的段差高度(內帶體的端緣高度)
θ ‧‧‧帶體部的延伸方向和肋部的延伸方向之間的角度
λ‧‧‧交錯角
La‧‧‧渦輪軸方向
Lc‧‧‧葉片弦線
Le‧‧‧外帶體的延伸方向
Lr‧‧‧肋部的延伸方向
OH1、OH2‧‧‧懸伸部
S1‧‧‧混煉步驟
S2‧‧‧射出成型步驟
S3‧‧‧塗布步驟
S4‧‧‧脫脂步驟
S5‧‧‧燒結步驟
圖1係實施形態的金屬粉末射出成型體之接合方法的流程圖。
圖2係藉由上述金屬粉末射出成型體之接合方法所製作的金屬製品之立體圖，(a)為第一例，(b)為第二例，(c)為第三例。
圖3(a)係顯示射出成型後的金屬粉末射出成型體之立體圖，圖3(b)係顯示塗布有塗布劑之金屬粉末射出成型體的立體圖。
圖4係顯示塗布劑的塗布方法之說明剖面圖，(a)為第 一例，(b)為第二例，(c)為第三例，(d)為第四例。
圖5(a)係外帶體的前視圖，圖5(b)顯示肋部的延伸角度θ和安定度S的關係圖。
圖6係外帶體的變形例之前視圖。
圖7係接合部的間隙試驗方法之說明圖，(a)顯示間隙調整狀態的側視圖，(b)顯示接合完成狀態之側視圖。
以下，針對金屬粉末射出成型體之接合方法的實施形態，參照圖式作說明。
本實施形態的金屬粉末射出成型體之接合方法，是使將金屬粉末和結合劑混煉後經由射出成型而得的金屬粉末射出成型體2彼此接合，進行脫脂[degreasing](脫結合劑[debinding])或燒結[sintering](燒成[calcining])而製作出金屬製品1。在此，是在金屬粉末射出成型體2的接合部3上塗布含有氮(N)或氯(Cl)的塗布劑4之後，使金屬粉末射出成型體2彼此接合並進行脫脂或燒結。
具體而言，如圖1所示般，是經由混煉步驟S1、射出成型步驟S2、塗布步驟S3、脫脂步驟S4、燒結步驟S5而製作出金屬製品1。混煉步驟S1，是將金屬粉末和結合劑予以混煉；射出成型步驟S2，是將混煉後的原料加熱熔融後朝模具內射出；塗布步驟S3，是將從模具取出後的金屬粉末射出成型體2彼此組合，在接合部3 將塗布劑4利用烙鐵等進行塗布；脫脂步驟S4，是將塗布有塗布劑4之金屬粉末射出成型體2利用加熱爐進行脫脂；燒結步驟S5，是將脫脂後的金屬粉末射出成型體2利用加熱爐進行燒結。
金屬製品1，例如是渦輪壓縮機的定子葉片單元的一部分。定子葉片單元，是由環狀的內殼體、環狀的外殼體、以及配置於其等之間的複數個定子葉片所構成。定子葉片單元，是將在周方向分割成複數個的定子葉片扇區組合而製作出。上述金屬製品1為定子葉片扇區。
圖2(a)所示的金屬製品1(定子葉片扇區)，是由構成外殼體的一部分之外帶體11、構成內殼體的一部分之內帶體12、以及配置在外帶體11和內帶體12之間的複數個定子葉片13所構成。又圖2(a)中的一點鏈線表示接合部3。
外帶體11係具有：用來形成定子葉片13的外周側流路面之殼體部11a、及分別形成於殼體部11a的兩端緣之鉤扣部11b。在鉤扣部11b和殼體部11a之間形成有段差11d，段差11d卡止在渦輪外殼上所形成的軌道。在外帶體11之豎設有定子葉片13之一面的背面(與流路面為相反側的面)，利用殼體部11a及鉤扣部11b而形成凹部。在凹部內，用來連結一對的鉤扣部11b之肋部11c形成在殼體部11a上。
內帶體12係具有：用來形成定子葉片13的內周側流路面之殼體部12a、及分別形成於殼體部12a之 軸方向的兩端緣之狹縫部12b。狹縫部12b，是將殼體部12a的側緣折回而形成的。藉由在一對的狹縫部12b之間插穿板構件，使複數個定子葉片扇區的內周端互相連結，使由複數個殼體部12a所形成的內帶體12保持為環狀。上述肋部11c，是用來補強外帶體11而抑制脫脂步驟S4、燒結步驟S5中之外帶體11發生變形。關於肋部11c的效果隨後敘述。
金屬製品1並不限定於上述構造。如圖2(b)所示般，金屬製品1亦可為不具有肋部11c之定子葉片扇區。此外，如圖2(c)所示般，金屬製品1亦可為渦輪壓縮機之轉子葉片單元的一部分、即轉子葉片扇區。作為轉子葉片扇區之金屬製品1，是由構成外殼體的一部分之外帶體11、及結合於外帶體11之複數個轉子葉片14所構成。又圖2(b)及圖2(c)中的一點鏈線表示接合部3。
此外，金屬製品1並不限定於定子葉片扇區、轉子葉片扇區，是包含將複數個金屬粉末射出成型體2接合而製作出的所有構件。此外，上述外帶體11、內帶體12的構造僅是一例，並不限定為上述形狀。
上述金屬製品1，具有複雜的形狀，要維持形狀精度而藉由一次射出成型製作出可能會發生困難。此外，當金屬製品1大型化的情況，其重量增加，在脫脂或燒結中可能發生變形。於是，在本實施形態，如圖3(a)所示般，藉由將複數個金屬粉末射出成型體2(葉片扇區的分割體)接合，製作出如圖2(a)所示般的金屬製品1。各金屬 粉末射出成型體2，是在外帶體11和內帶體12之間具有單一的定子葉片13而形成為較簡單的形狀，因此可維持形狀精度而藉由一次射出成型製作出。
將複數個金屬粉末射出成型體2接合而製作出的金屬製品1，是具備有複數個葉片(定子葉片13)及用來支承葉片的帶體部(外帶體11及內帶體12)之葉片扇區(例如，定子葉片扇區)。金屬粉末射出成型體2，是將葉片扇區按照葉片而分割的構件。因此，縱使金屬製品1具有複雜的形狀，金屬粉末射出成型體2成為容易射出成型的形狀，而能夠維持形狀精度。又在以下的說明中，關於金屬粉末射出成型體2也是，使用與金屬製品1的各部位相同的符號(外帶體11、內帶體12、定子葉片13等)。
針對圖1的流程圖之各步驟作說明。在混煉步驟S1，將成為金屬粉末射出成型體2的原料之金屬粉末和結合劑予以混煉而使其造粒化。作為金屬粉末，例如是將不鏽鋼(SUS)、鈦、各種合金、各種陶瓷等做成粒徑10~20μm左右的粉末。
此外，結合劑係含有：在既定溫度範圍會揮發的蠟、及在比蠟更高的溫度範圍會飛散的樹脂。蠟，例如為在250℃以下的較低溫下容易揮發之硬脂酸、石蠟、棕櫚蠟等。此外，樹脂例如為在500℃以下的溫度容易分解飛散之聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物樹脂)等(其等可混合使用)。又在結合劑中，除了蠟及樹脂以外，視需要可添 加滑劑、界面活性劑等。
在射出成型步驟S2，是形成圖3(a)所示的金屬粉末射出成型體2。金屬粉末射出成型體2也稱為坯體。金屬粉末射出成型體2中，除了構成金屬製品1的金屬粉末以外還含有結合劑，因此金屬粉末射出成型體2的大小比金屬製品1更大。
在塗布步驟S3，如圖3(b)所示般，將複數個金屬粉末射出成型體2以成為金屬製品1的形狀的方式進行組裝，在接合部3上塗布塗布劑4。塗布劑4例如為含有氮(N)、氯(Cl)之蠟或樹脂。此外，塗布劑4的至少一部分含有：在脫脂或燒結時比結合劑所含的蠟更慢飛散的材料、或在脫脂或燒結時比結合劑所含的樹脂更快飛散的材料。在此，「塗布劑4的至少一部分」是指，塗布劑4所含的成分之一部分比結合劑所含的蠟更快飛散、或比結合劑所含的樹脂更慢飛散。
具體而言，作為塗布劑4，可使用帶有氨甲酸乙酯基(-NHCOO-)、醯胺基(-CONH2 )之蠟、氯化蠟等，或帶有氨甲酸乙酯基之熱熔接著劑。作為商品，可使用[Hi-Bon](註冊商標：日立化成聚合物公司[Hitachi Kasei Polymer Co.,Ltd.])、[Macromelt](註冊商標：漢高公司[Henkel AG & Co.KGaA])、[EMPARA](註冊商標：味之素精密科技公司[Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.])等。
假使，在後述脫脂步驟S4、燒結步驟S5之較早階段就使塗布劑4飛散，會在金屬粉末射出成型體2的 接合部3產生間隙，使燒結後的金屬製品1的強度降低。但是，本實施形態的塗布劑4由於是不容易受熱而分解的材料，亦即含有氮(N)及/或氯(Cl)之蠟或樹脂，在脫脂步驟S4、燒結步驟S5之較早階段不會飛散。又塗布劑4亦可為含有氮(N)及/或氯(Cl)之蠟、和含有氮(N)及/或氯(Cl)的樹脂之混合物。
藉由使用上述塗布劑4，能使塗布劑4的至少一部分在脫脂或燒結時比結合劑所含的蠟更慢飛散、或在脫脂或燒結時比結合劑所含的樹脂更快飛散。塗布劑4由於含有比應脫脂的結合劑的蠟更慢飛散的材料，在脫脂步驟S4中可抑制塗布劑4的飛散，可長時間維持塗布劑4的接著(暫時接合)功能。
此外，塗布劑4由於含有在脫脂或燒結時比結合劑所含的樹脂更快飛散的材料(亦即，使塗布劑4的至少一部分在結合劑的樹脂之飛散前後不殘留)，因此在燒結步驟S5中，不致阻塞結合劑的樹脂之飛散路徑，能整體均衡良好地將金屬粉末實施燒結。結果，可抑制金屬製品1的變形(又在此的「變形」，並不包含燒結所造成之金屬粉末射出成型體2往金屬製品1的收縮。)。此外，由於脫脂步驟S4後的金屬粉末射出成型體2(也稱為棕坯)之接合部3可保持密合狀態，能使燒結後的金屬製品1的強度提高。
上述塗布劑4，在加熱熔融的狀態下，藉由烙鐵[soldering iron]、刷毛[brush]、輥子[roller]、噴吹 [spraying]、浸漬[immersion coating]等來塗布於接合部3。例如，在使用烙鐵的情況，是採用在烙鐵的使用溫度330℃以下具有軟化點之塗布劑4。塗布劑4是塗布在接合部3的接觸面[contact surfaces]3a或周側面[circumferential side surface]3b。
在圖4(a)所示的第一例，是在接觸面3a上塗布塗布劑4。在接觸面3a上塗布塗布劑4的情況，能使接合部3的接著力(接合力)提高。但接合部3的間隙g宜保持在0.1mm以下。若間隙g變寬，會成為金屬製品1之接合部3的強度降低、金屬製品1發生變形的主要原因。
在圖4(b)所示的第二例，是在接觸面3a及周側面3b上塗布塗布劑4。接觸面3a是金屬粉末射出成型體2之接合部3中的對置面，周側面3b則是金屬粉末射出成型體2之接合部3中的側面。除了接觸面3a以外，在周側面3b也塗布有塗布劑4，能減少對於接觸面3a的塗布量，容易將間隙g調整為0.1mm以下。此外，因為能使接著(接合)面積增大，可提高接合部3的接著力(接合)。
在圖4(c)所示的第三例，是在周側面3b上塗布塗布劑4。在此，塗布劑4塗布於接合部3之周側面3b的全周。僅在周側面3b上塗布塗布劑4，容易將間隙g調整為0.1mm以下。此外，塗布於周側面3b之塗布劑4，在脫脂步驟S4或燒結步驟S5中被加熱而熔融，自然 會滲透到接觸面3a。因此，能將間隙g維持在期望值以下，且藉由接觸面3a也能提高接合部3的接著力(接合力)。
在圖4(d)所示的第四例，是在周側面3b的一部分塗布塗布劑4。當接合部3具有複雜形狀的情況，可僅在容易塗布的場所塗布塗布劑4。此外，如圖4(d)所示般當接觸面3a是朝鉛直方向延伸的情況，塗布於上方的周側面3b之塗布劑4，可利用重力而滲透到接觸面3a。
如圖3(b)所示般，塗布有塗布劑4之金屬粉末射出成型體2，被載置在支承塊5上而送往脫脂步驟S4。在此，藉由使外帶體11的段差11d的高度h和內帶體12的端緣的高度h一致，能在將段差11d抵接於支承塊5之角部的狀態下，將定子葉片13呈水平地載置。
此外，當上述高度h不一致的情況，若在將外帶體11的段差11d抵接於支承塊5之角部的狀態下將定子葉片13呈水平地載置，在內帶體12的端緣和支承塊5之間可能會發生間隙。在這種情況，可在內帶體12的端緣和支承塊5之間插入用來填補間隙之輔助支承塊(未圖示)。或是，若在讓內帶體12的端緣與支承塊5接觸的狀態下將定子葉片13呈水平地載置，在外帶體11的段差11d和支承塊5的角部之間可能會發生間隙。在這種情況，可在段差11d和支承塊5(的角部)之間插入用來填補間隙之輔助支承塊(未圖示)。
在脫脂步驟S4及燒結步驟S5中，因為結合 劑被除去，燒結後的金屬製品1的大小，比起金屬粉末射出成型體2的大小其整體上形成收縮。因此，藉由將定子葉片13呈水平地載置，能使定子葉片13呈大致水平地收縮。結果，能夠使接著後的金屬粉末射出成型體2整體均衡良好地收縮，可抑制收縮時的應變所造成的變形。
在脫脂步驟S4，將結合劑所含的蠟予以除去。脫脂步驟S4的加熱溫度，一般而言是比燒結步驟S5的加熱溫度低。因此，可利用與燒結步驟S5所使用的燒結爐不同的脫脂裝置將金屬粉末射出成型體2實施加熱。當然，在燒結步驟S5，藉由控制所使用之燒結爐的溫度來將金屬粉末射出成型體2實施脫脂亦可。
在燒結步驟S5，結合劑所含的樹脂被除去，而使金屬粉末燒結。例如，使用Ni基合金IN718[IN：[Inconel](註冊商標：特殊金屬公司[Special Metals Corporation])]作為金屬粉末的情況，較佳為在超過1200℃之非氧化氛圍下進行燒結。關於燒結後的金屬製品1，作為其後處理，為了確認燒結的進展程度可測定其密度，或為了實施尺寸的微調可進行衝壓加工，或為了實施端面處理可進行放電加工，或為了調整表面粗糙度可實施研削或研磨處理。
針對上述肋部11c(參照圖2(a)、圖3(a)及圖3(b))作說明。如圖5(a)所示般，在外帶體11(帶體部)的背面延伸設置有肋部11c。肋部11c的延伸方向Lr是與定子葉片13的葉片弦線[chord line]Lc呈交叉。相對於外帶體 11的延伸方向Le(圖5(a)的情況為鉛直方向)將肋部11c的角度設為θ (>0：角度大小)、將金屬粉末射出成型體2之外帶體11的橫寬設為A、將其高度設為B時，金屬粉末射出成型體2(金屬製品1)的尺寸安定度S(dB：decibel)可由S=10．log10 (B/A)來求出。
分別成型出肋部11c的上述角度θ為0°,6°及12°之金屬粉末射出成型體2，對燒結後之外帶體11的形狀進行三維測定，與均一收縮後之理想的金屬粉末射出成型體2(金屬製品1)的形狀作比較。比較結果如圖5(b)所示。安定度S高時，與均一收縮後的金屬粉末射出成型體2之尺寸差小。相反地，安定度S低時，與均一收縮後的金屬粉末射出成型體2之尺寸差大。
如圖5(b)所示般，比起θ =0°的情況，θ =6°或12°之安定度S較高。因此，較佳為將肋部11c之上述角度θ 增大(亦即，將相對於葉片弦線Lc之交叉角增大)。但縱使是θ =0°的情況，按照金屬粉末射出成型體2之大小、形狀、重量等的條件，也可能成為可維持金屬製品1的形狀精度之高安定度S的情況。因此，並不排除上述角度θ=0°的情況。
此外，若肋部11c的角度θ 過大，肋部11c本身的重量可能會促進燒結時的變形。因此，較佳為對於上述角度θ設定上限。考慮到這點，上述角度θ的上限較佳為定子葉片13之交錯角[stagger angle]λ(>0：角度大小)。「交錯角λ」，如圖5(a)所示般，是相對於渦輪軸方 向La(圖5(a)的情況，是與上述延伸方向Le平行)之葉片弦線Lc的角度。具體而言，上述角度θ的上限，根據上述試驗結果，較佳為6°~12°的範圍內的數值。但上述角度θ的上限並不限定為該數值(範圍)，可因應肋部11c本身的重量，而對每個金屬粉末射出成型體2進行設定。
亦即，外帶體11之延伸方向Le和肋部11c的延伸方向Lr之間的角度θ，較佳為比0°大且為交錯角λ 以下。特別是若僅考慮收縮所造成的變形，上述角度θ 更佳為設定成與交錯角λ 的大小相同。在此，因為定子葉片13之交錯角λ 在某種程度上是一定的，具體而言較佳為0°<θ≦12°。又，從外帶體11的延伸方向Le往肋部11c的延伸方向Lr之上述角度θ 的方向，是與從渦輪軸方向La往葉片弦線Lc之交錯角λ 的方向相反。
圖6所示的變形例，金屬粉末射出成型體2的端面相對於渦輪軸方向La呈傾斜。如圖6所示般，按照與定子葉片13之交錯角λ 的關係，肋部11c可能會形成如此般的傾斜。在本變形例，外帶體11的延伸方向Le和渦輪軸方向La並非平行。圖6所示的的情況，外帶體11之懸伸部OH1及OH2相對於肋部11c的差可縮小，能有效抑制金屬粉末射出成型體2(金屬製品1)收縮時的應變所造成的變形。
接下來，針對上述接合部3的間隙g(參照圖4(a))作說明。如圖7(a)所示般，準備二片的金屬粉末射出成型板6，在其中一方的金屬粉末射出成型板6上，使用 間隔件7使另一方的金屬粉末射出成型板6呈傾斜，而在二片金屬粉末射出成型板6之間形成間隙。藉由改變間隔件7的水平位置，可調整間隙大小。在該間隙塗布塗布劑4後，將金屬粉末射出成型板6實施脫脂及燒結，測定出能讓二片金屬粉末射出成型板6以充分的強度接合時的間隙C。能夠實現充分的接合強度之間隙C為0.1mm。因此，接合部3的間隙g較佳為0.1mm以下。
又，按照成為金屬粉末射出成型板6的原料之金屬粉末及結合劑等，上述間隙C是可改變的。亦即，接合部3的間隙g不一定限定為0.1mm以下，經驗上較佳為0.1mm~0.5mm以下。
依據本實施形態的接合方法，由於塗布劑4含有氮(N)或氯(Cl)，能使塗布劑4的分解速度變慢。因此，在脫脂或燒結時能使金屬粉末射出成型體2彼此的密合狀態更長久地維持，可提高接合部3的接合強度。
本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離本發明的趣旨之範圍可作各種變更。例如，在內帶體12形成肋部亦可。又，肋部11c是為了在脫脂或燒結時提高金屬製品1(金屬粉末射出成型體2)的形狀精度而設置的，在完成定子葉片單元之前可能會被施以切削(縱使肋部11c被切削，根據切削痕也能判別肋部11c的角度θ )。此外，肋部11c在一個金屬粉末射出成型體2上設有複數個亦可。

Claims (8)

  1. 一種金屬粉末射出成型體之接合方法，使分別將金屬粉末和結合劑混煉後經由射出成型而得之至少二個金屬粉末射出成型體互相抵接，在前述至少二個金屬粉末射出成型體相抵接之接合部上塗布含有氮或氯之塗布劑，將在前述接合部塗布有前述塗布劑之前述至少二個金屬粉末射出成型體實施脫脂或燒結，使前述至少二個金屬粉末射出成型體在前述接合部進行接合而製作出金屬製品。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之金屬粉末射出成型體之接合方法，其中，前述結合劑係含有：在既定溫度範圍會揮發的蠟、以及在比前述既定溫度範圍更高的溫度範圍會飛散的樹脂，前述塗布劑之至少一部分，在實施前述至少二個金屬粉末射出成型體的脫脂時或燒結時，比前述蠟更慢揮發且比前述樹脂更快飛散。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之金屬粉末射出成型體之接合方法，其中，前述塗布劑塗布於前述接合部之接觸面或周側面。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之金屬粉末射出成型體之接合方法，其中，在前述接合部之間隙保持為0.1mm以下的狀態下，將前述至少二個金屬粉末射出成型體實施脫脂或燒結。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之金屬粉末射出成型體之接合方法，其中，前述金屬製品是具備有複數個葉片及用來支承前述複數個葉片的帶體部之葉片扇區，前述至少二個金屬粉末射出成型體分別為具有單一葉片的前述葉片扇區之分割體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之金屬粉末射出成型體之接合方法，其中，在前述帶體部之豎設有前述葉片的一面之背面上，形成有朝與前述葉片的葉片弦線交叉的方向延伸之肋部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之金屬粉末射出成型體之接合方法，其中，將前述分割體中之前述帶體部的延伸方向和前述肋部的延伸方向所成的角度設為θ 時，角度θ 大於0°且為前述葉片的交錯角以下。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之金屬粉末射出成型體之接合方法，其中，將前述分割體中之前述帶體部的延伸方向和前述肋部的延伸方向之間的角度設為θ 時，0°<θ≦12°。
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