JP2000355703A - 金属焼結体の製造方法および装置 - Google Patents
金属焼結体の製造方法および装置Info
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- JP2000355703A JP2000355703A JP11165894A JP16589499A JP2000355703A JP 2000355703 A JP2000355703 A JP 2000355703A JP 11165894 A JP11165894 A JP 11165894A JP 16589499 A JP16589499 A JP 16589499A JP 2000355703 A JP2000355703 A JP 2000355703A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】製造工程を大幅に簡素化し、種々の形状の金属
焼結体を低コストで容易に製造することを可能にする。 【解決手段】成形型１２と、この成形型１２のキャビテ
ィ１４内に金属粉末１６を充填する際に前記成形型１２
を収容する枠部材１８と、この枠部材１８を振動させる
振動手段２０と、前記成形型１２、前記金属粉末１６お
よび前記枠部材１８を一体的に加熱し、先ず、該成形型
１２のバインダを消失させた後、前記金属粉末１６を焼
結する加熱炉２２とを備える。
焼結体を低コストで容易に製造することを可能にする。 【解決手段】成形型１２と、この成形型１２のキャビテ
ィ１４内に金属粉末１６を充填する際に前記成形型１２
を収容する枠部材１８と、この枠部材１８を振動させる
振動手段２０と、前記成形型１２、前記金属粉末１６お
よび前記枠部材１８を一体的に加熱し、先ず、該成形型
１２のバインダを消失させた後、前記金属粉末１６を焼
結する加熱炉２２とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の粉末をバイ
ンダで固着した多孔質な成形型により金属焼結体を得る
金属焼結体の製造方法および装置に関する。
ンダで固着した多孔質な成形型により金属焼結体を得る
金属焼結体の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、鋳造用金型として、ガス抜き性
や保温性に優れるという利点から多孔質金型が採用され
ている。この種の金型では、金属粉末を原料とした連続
空孔を有する焼結体を成形した後、この焼結体に切削ま
たは研削加工を施して所定形状のキャビティ面成形部位
が設けられる。さらに、鋳造される溶融金属、例えば、
アルミニウムと金型材とが冶金的に反応し、焼き付けや
溶損等が生じて金型の耐久性が低下することを阻止する
ため、キャビティ面成形部位に塩浴窒化法、ガス窒化法
または流動層窒化法等の窒化処理や、ＰＶＤまたはＣＶ
Ｄ等の蒸着処理等の表面処理が施されている。
や保温性に優れるという利点から多孔質金型が採用され
ている。この種の金型では、金属粉末を原料とした連続
空孔を有する焼結体を成形した後、この焼結体に切削ま
たは研削加工を施して所定形状のキャビティ面成形部位
が設けられる。さらに、鋳造される溶融金属、例えば、
アルミニウムと金型材とが冶金的に反応し、焼き付けや
溶損等が生じて金型の耐久性が低下することを阻止する
ため、キャビティ面成形部位に塩浴窒化法、ガス窒化法
または流動層窒化法等の窒化処理や、ＰＶＤまたはＣＶ
Ｄ等の蒸着処理等の表面処理が施されている。
【０００３】ところで、上記の焼結体を得ようとする場
合、金属粉末を成形する方法として、通常、一軸プレス
成形法が広く採用されている。この一軸プレス成形法で
は、一般的には１〜１０ｔｏｎ／ｃｍ2 程度の成形圧力
が必要であり、例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍの表面
積の成形体を得ようとすると、成形圧力が５ｔｏｎ／ｃ
ｍ2 であるとしても、２０００ｔｏｎ以上の成形圧力が
必要となる。このため、大型のプレス成形機を用いると
ともに、成形型もこの成形圧力に耐え得る構造および精
度が必要となり、いずれも相当に高価なものとなってし
まう。
合、金属粉末を成形する方法として、通常、一軸プレス
成形法が広く採用されている。この一軸プレス成形法で
は、一般的には１〜１０ｔｏｎ／ｃｍ2 程度の成形圧力
が必要であり、例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍの表面
積の成形体を得ようとすると、成形圧力が５ｔｏｎ／ｃ
ｍ2 であるとしても、２０００ｔｏｎ以上の成形圧力が
必要となる。このため、大型のプレス成形機を用いると
ともに、成形型もこの成形圧力に耐え得る構造および精
度が必要となり、いずれも相当に高価なものとなってし
まう。
【０００４】しかも、一軸の加圧であるため、製品の厚
さ方向を大きくすると、この厚さ方向の密度のばらつき
が大きくなってしまい、焼結後に大きな変形が惹起され
るおそれがある。また、金属粉末粒子間や粉末粒子と成
形型との潤滑のために、ステアリン酸亜鉛やワックス系
の潤滑剤を、この金属粉末に混合しあるいはこの成形型
に塗布する必要がある。このため、焼結時にはこの種の
潤滑剤を除去する工程が必要となり、作業が煩雑化して
しまう。さらにまた、球形状の粉末や高硬度の粉末では
成形が困難であるという問題がある。これらにより、一
軸プレス成形法では、特に大型の焼結部品を成形する方
法としては適さないという不具合がある。
さ方向を大きくすると、この厚さ方向の密度のばらつき
が大きくなってしまい、焼結後に大きな変形が惹起され
るおそれがある。また、金属粉末粒子間や粉末粒子と成
形型との潤滑のために、ステアリン酸亜鉛やワックス系
の潤滑剤を、この金属粉末に混合しあるいはこの成形型
に塗布する必要がある。このため、焼結時にはこの種の
潤滑剤を除去する工程が必要となり、作業が煩雑化して
しまう。さらにまた、球形状の粉末や高硬度の粉末では
成形が困難であるという問題がある。これらにより、一
軸プレス成形法では、特に大型の焼結部品を成形する方
法としては適さないという不具合がある。
【０００５】そこで、大型の焼結体を成形する方法とし
て、ＣＩＰ法やＨＩＰ法を採用することが考えられる。
ＣＩＰ法では、製品を静水圧的に加圧するために、一軸
プレス成形法に比べて密度のばらつきが生じ難い一方、
ＨＩＰ法では、成形できる粉末の制限が少ないからであ
る。
て、ＣＩＰ法やＨＩＰ法を採用することが考えられる。
ＣＩＰ法では、製品を静水圧的に加圧するために、一軸
プレス成形法に比べて密度のばらつきが生じ難い一方、
ＨＩＰ法では、成形できる粉末の制限が少ないからであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ＣＩＰ法では、球形状の粉末や高硬度の粉末を用いて成
形を行うことが困難であるとともに、異形状部品の成形
に適さないという問題がある。また、上記のＨＩＰ法で
は、同様に異形状部品の成形が困難であるとともに、焼
結後にキャンの除去作業も必要となり、作業工数が増大
するという問題が指摘されている。
ＣＩＰ法では、球形状の粉末や高硬度の粉末を用いて成
形を行うことが困難であるとともに、異形状部品の成形
に適さないという問題がある。また、上記のＨＩＰ法で
は、同様に異形状部品の成形が困難であるとともに、焼
結後にキャンの除去作業も必要となり、作業工数が増大
するという問題が指摘されている。
【０００７】しかも、ＣＩＰ法およびＨＩＰ法では、共
に円筒状の大型成形品を得るのには有効であるが、異形
状部品を成形する際には、円筒状の焼結体ブロックに対
して機械加工や放電加工等を行う必要があり、工数が増
大しかつ材料歩留まりが悪いという問題がある。また、
それらの成形装置が高価であるために、製造コストが高
騰するという不具合がある。
に円筒状の大型成形品を得るのには有効であるが、異形
状部品を成形する際には、円筒状の焼結体ブロックに対
して機械加工や放電加工等を行う必要があり、工数が増
大しかつ材料歩留まりが悪いという問題がある。また、
それらの成形装置が高価であるために、製造コストが高
騰するという不具合がある。
【０００８】なお、その他、大型の焼結体を成形する方
法としてスリップキャスト法が知られており、セラミッ
クスの成形には、一般的にこの方法が用いられている。
しかしながら、通常、焼結体を得るための金属粉末の粒
径が２０μｍ〜１５０μｍであり、このような粗粉末で
流動性が良好なスラリーを製作することは極めて困難で
ある。さらに、鋳込み時にスラリー内に空気を巻き込み
易く、成形体の品質の低下が惹起される場合が多い。そ
の上、鋳込み後の乾燥処理に多大な工数を有し、さら
に、大型の成形体では、クラックの発生が起こり易いと
いう問題がある。
法としてスリップキャスト法が知られており、セラミッ
クスの成形には、一般的にこの方法が用いられている。
しかしながら、通常、焼結体を得るための金属粉末の粒
径が２０μｍ〜１５０μｍであり、このような粗粉末で
流動性が良好なスラリーを製作することは極めて困難で
ある。さらに、鋳込み時にスラリー内に空気を巻き込み
易く、成形体の品質の低下が惹起される場合が多い。そ
の上、鋳込み後の乾燥処理に多大な工数を有し、さら
に、大型の成形体では、クラックの発生が起こり易いと
いう問題がある。
【０００９】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、製造工程を大幅に簡素化するとともに、種々の形状
の金属焼結体を高精度かつ低コストで製造することが可
能な金属焼結体の製造方法および装置を提供することを
目的とする。
り、製造工程を大幅に簡素化するとともに、種々の形状
の金属焼結体を高精度かつ低コストで製造することが可
能な金属焼結体の製造方法および装置を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る金属焼結体
の製造方法および装置では、金属粉末の焼結温度雰囲気
に影響されることのない、例えば、セラミックスからな
る成形型用粉末と、この金属粉末の焼結開始温度以下で
分解消失するバインダとにより多孔質な成形型を得た
後、この成形型を前記金属粉末の焼結温度に耐え得る材
質の枠部材内に収容するとともに、前記成形型のキャビ
ティ内に前記金属粉末が充填される。
の製造方法および装置では、金属粉末の焼結温度雰囲気
に影響されることのない、例えば、セラミックスからな
る成形型用粉末と、この金属粉末の焼結開始温度以下で
分解消失するバインダとにより多孔質な成形型を得た
後、この成形型を前記金属粉末の焼結温度に耐え得る材
質の枠部材内に収容するとともに、前記成形型のキャビ
ティ内に前記金属粉末が充填される。
【００１１】次いで、金属粉末、成形型および枠部材が
一体的に加熱されると、先ず、バインダが消失して成形
型自体の結合力がなくなった後、前記金属粉末の焼結が
開始される。このため、金属粉末が焼結するのに伴って
収縮する際にも、成形型用粉末がこれに追従してクラッ
クが発生することのない、所望の焼結体が得られる。こ
の焼結体は、成形型用粉末内から容易に取り出される。
一体的に加熱されると、先ず、バインダが消失して成形
型自体の結合力がなくなった後、前記金属粉末の焼結が
開始される。このため、金属粉末が焼結するのに伴って
収縮する際にも、成形型用粉末がこれに追従してクラッ
クが発生することのない、所望の焼結体が得られる。こ
の焼結体は、成形型用粉末内から容易に取り出される。
【００１２】このように、金属粉末を所望の形状に成形
するために、プレス装置やＨＩＰ法またはＣＩＰ法等の
高価な加圧成形装置を用いる必要がなく、製造コストを
有効に削減することができる。しかも、異形状部品を容
易に成形することが可能となり、特に大型の焼結部品を
容易かつ歩留まりよく製造することができる。さらに、
金属粉末に有機バインダや潤滑剤を混合する必要がな
く、脱脂工程等が不要になって製造工程全体が一挙に簡
素化される。
するために、プレス装置やＨＩＰ法またはＣＩＰ法等の
高価な加圧成形装置を用いる必要がなく、製造コストを
有効に削減することができる。しかも、異形状部品を容
易に成形することが可能となり、特に大型の焼結部品を
容易かつ歩留まりよく製造することができる。さらに、
金属粉末に有機バインダや潤滑剤を混合する必要がな
く、脱脂工程等が不要になって製造工程全体が一挙に簡
素化される。
【００１３】また、成形型のキャビティ内に金属粉末を
充填する際、この成形型を振動させることにより、特に
形状の複雑な前記キャビティ内にも前記金属粉末を確実
に充填することができる。ここで、金属粉末は、見掛け
密度／真空度が０．５以上であり、かつ流動度が１８．
０ｓｅｃ／５０ｇ以上に設定されている。見掛け密度／
真空度が０．５未満の金属粉末では、充填密度が上がら
ずに焼結性が低下するとともに、焼結時の収縮変形が大
きくなってしまう一方、流動度が１８．０ｓｅｃ／５０
ｇ未満の金属粉末では、粉末充填性が著しく悪くなって
しまうからである。
充填する際、この成形型を振動させることにより、特に
形状の複雑な前記キャビティ内にも前記金属粉末を確実
に充填することができる。ここで、金属粉末は、見掛け
密度／真空度が０．５以上であり、かつ流動度が１８．
０ｓｅｃ／５０ｇ以上に設定されている。見掛け密度／
真空度が０．５未満の金属粉末では、充填密度が上がら
ずに焼結性が低下するとともに、焼結時の収縮変形が大
きくなってしまう一方、流動度が１８．０ｓｅｃ／５０
ｇ未満の金属粉末では、粉末充填性が著しく悪くなって
しまうからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る金属焼結体の製造装置１０の概略斜視説明図であ
る。この製造装置１０は、多孔質な成形型１２と、前記
成形型１２のキャビティ１４内に金属粉末１６を充填す
るとともにこの金属粉末１６に焼結処理を施すために、
前記成形型１２を収容する枠部材１８と、前記枠部材１
８を載置して振動させるための振動手段２０と、前記金
属粉末１６、前記成形型１２および前記枠部材１８を一
体的に加熱する加熱炉（加熱手段）２２とを備える。
に係る金属焼結体の製造装置１０の概略斜視説明図であ
る。この製造装置１０は、多孔質な成形型１２と、前記
成形型１２のキャビティ１４内に金属粉末１６を充填す
るとともにこの金属粉末１６に焼結処理を施すために、
前記成形型１２を収容する枠部材１８と、前記枠部材１
８を載置して振動させるための振動手段２０と、前記金
属粉末１６、前記成形型１２および前記枠部材１８を一
体的に加熱する加熱炉（加熱手段）２２とを備える。
【００１５】成形型１２は、焼結される金属粉末１６の
焼結温度雰囲気で溶融または焼結することがなく、かつ
前記金属粉末１６と反応または焼結しない材質、例え
ば、セラミックス系の成形型用粉末２４（以下、セラミ
ックス粉末２４という）と、前記金属粉末１６の焼結開
始温度以下で分解消失するバインダとを用いて成形され
る。セラミックス粉末２４としては、シリカ砂、ジルコ
ニア砂、ムライト粉、アルミナ粉またはマグネシア粉等
の他、酸化物セラミックス粉が用いられる。
焼結温度雰囲気で溶融または焼結することがなく、かつ
前記金属粉末１６と反応または焼結しない材質、例え
ば、セラミックス系の成形型用粉末２４（以下、セラミ
ックス粉末２４という）と、前記金属粉末１６の焼結開
始温度以下で分解消失するバインダとを用いて成形され
る。セラミックス粉末２４としては、シリカ砂、ジルコ
ニア砂、ムライト粉、アルミナ粉またはマグネシア粉等
の他、酸化物セラミックス粉が用いられる。
【００１６】セラミックス粉末２４の粒径は２０μｍ〜
５００μｍであり、その流動度は２０ｓｅｃ／５０ｇ以
上に設定されている。粒径が２０μｍ未満では成形性が
悪くなる一方、この粒径が５００μｍ以上では粒間に金
属粉末１６が進入してしまい、また、流動度が２０ｓｅ
ｃ／５０ｇ未満では、焼結時の製品の収縮に対する追従
性が低下してしまうからである。
５００μｍであり、その流動度は２０ｓｅｃ／５０ｇ以
上に設定されている。粒径が２０μｍ未満では成形性が
悪くなる一方、この粒径が５００μｍ以上では粒間に金
属粉末１６が進入してしまい、また、流動度が２０ｓｅ
ｃ／５０ｇ未満では、焼結時の製品の収縮に対する追従
性が低下してしまうからである。
【００１７】バインダとしては、熱硬化性樹脂、例え
ば、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等や熱可塑性樹脂、
例えば、ポリスチレン樹脂やアクリル樹脂等のように、
金属粉末１６が焼結を開始する温度以下で分解消失して
結合力がなくなる樹脂が設定されている。バインダの添
加量は、成形された成形型１２を取り扱い可能な程度の
強度が得られればよく、セラミックス粉末２４に対して
１０ｗｔ％以下であるとよい。このバインダの量が多く
なると、脱バインダ作業に多くの工程が必要になってし
まい、多量のガスが発生するからである。
ば、フェノール樹脂やエポキシ樹脂等や熱可塑性樹脂、
例えば、ポリスチレン樹脂やアクリル樹脂等のように、
金属粉末１６が焼結を開始する温度以下で分解消失して
結合力がなくなる樹脂が設定されている。バインダの添
加量は、成形された成形型１２を取り扱い可能な程度の
強度が得られればよく、セラミックス粉末２４に対して
１０ｗｔ％以下であるとよい。このバインダの量が多く
なると、脱バインダ作業に多くの工程が必要になってし
まい、多量のガスが発生するからである。
【００１８】枠部材１８は、成形型１２のバインダが消
失したときにこの成形型１２を構成しているセラミック
ス粉末２４の流出を防止する機能を有しており、金属、
セラミックスあるいはグラファイト等のように金属粉末
１６の焼結温度に耐え得る材質で形成されている。
失したときにこの成形型１２を構成しているセラミック
ス粉末２４の流出を防止する機能を有しており、金属、
セラミックスあるいはグラファイト等のように金属粉末
１６の焼結温度に耐え得る材質で形成されている。
【００１９】振動手段２０は、金属粉末１６を成形型１
２のキャビティ１４内に充填する際に、この成形型１２
を振動させる機能を有している。この振動手段２０は、
図示しない振動発生源の振動を前記枠部材１８に伝える
ための複数のスプリング２５と、前記枠部材１８を載置
する受け台２６とを備えている。
２のキャビティ１４内に充填する際に、この成形型１２
を振動させる機能を有している。この振動手段２０は、
図示しない振動発生源の振動を前記枠部材１８に伝える
ための複数のスプリング２５と、前記枠部材１８を載置
する受け台２６とを備えている。
【００２０】金属粉末１６は、見掛け密度／真空度が
０．５以上であり、かつ流動度が１８．０ｓｅｃ／５０
ｇ以上に設定されている。見掛け密度／真空度が０．５
未満の金属粉末１６では、充填密度が上がらずに焼結性
が低下するとともに、焼結時の収縮変形が大きいからで
あり、流動度が１８．０ｓｅｃ／５０ｇ未満の金属粉末
１６では、粉末充填性が悪いからである。金属粉末１６
としては、具体的にはガスアトマイズ粉が使用されてい
る。
０．５以上であり、かつ流動度が１８．０ｓｅｃ／５０
ｇ以上に設定されている。見掛け密度／真空度が０．５
未満の金属粉末１６では、充填密度が上がらずに焼結性
が低下するとともに、焼結時の収縮変形が大きいからで
あり、流動度が１８．０ｓｅｃ／５０ｇ未満の金属粉末
１６では、粉末充填性が悪いからである。金属粉末１６
としては、具体的にはガスアトマイズ粉が使用されてい
る。
【００２１】このように構成される製造装置１０の動作
について、本発明の実施形態に係る製造方法との関連で
以下に説明する。
について、本発明の実施形態に係る製造方法との関連で
以下に説明する。
【００２２】先ず、図２に示すように、枠２７内に配置
された目的形状の型２８に対し、セラミックス粉末２４
とバインダ（有機系バインダ）との混合物を振動充填し
て、所定のキャビティ１４を有する成形型１２を成形す
る。なお、振動充填に代替してブロー成形を採用しても
よい。
された目的形状の型２８に対し、セラミックス粉末２４
とバインダ（有機系バインダ）との混合物を振動充填し
て、所定のキャビティ１４を有する成形型１２を成形す
る。なお、振動充填に代替してブロー成形を採用しても
よい。
【００２３】次いで、図３に示すように、成形型１２が
キャビティ１４の開口側を上側に向けて枠部材１８内に
収容されるとともに、この枠部材１８が振動手段２０を
構成する受け台２６上に配置される。この状態で、振動
手段２０が駆動されて枠部材１８が鉛直方向および／ま
たは水平方向に振動されながら、成形型１２のキャビテ
ィ１４に金属粉末１６が充填される。
キャビティ１４の開口側を上側に向けて枠部材１８内に
収容されるとともに、この枠部材１８が振動手段２０を
構成する受け台２６上に配置される。この状態で、振動
手段２０が駆動されて枠部材１８が鉛直方向および／ま
たは水平方向に振動されながら、成形型１２のキャビテ
ィ１４に金属粉末１６が充填される。
【００２４】成形型１２のキャビティ１４に金属粉末１
６が充填された後、粉末充填口、前記成形型１２上およ
び該成形型１２と枠部材１８との間隙に、この成形型１
２を構成するセラミックス粉末２４と同一のセラミック
ス粉末２４が充填される。なお、このセラミックス粉末
２４はバインダにより固着する必要がない。
６が充填された後、粉末充填口、前記成形型１２上およ
び該成形型１２と枠部材１８との間隙に、この成形型１
２を構成するセラミックス粉末２４と同一のセラミック
ス粉末２４が充填される。なお、このセラミックス粉末
２４はバインダにより固着する必要がない。
【００２５】上記のように、金属粉末１６が充填された
成形型１２および枠部材１８は、加熱炉２２内に投入さ
れてこの加熱炉２２により昇温処理が施される（図４参
照）。具体的には、金属粉末１６、成形型１２および枠
部材１８が、加熱炉２２内で窒素ガスやアルゴガス等の
無酸化雰囲気中、あるいは、真空中で一体的に加熱され
ることにより、先ず、成形型１２のバインダが消失され
る。すなわち、有機系バインダが用いられるため、成形
型１２が４００℃〜６００℃に加熱されることにより、
バインダが消失してその結合力を失う。このため、成形
型１２を構成するセラミックス粉末２４同士の結合力が
消失する。
成形型１２および枠部材１８は、加熱炉２２内に投入さ
れてこの加熱炉２２により昇温処理が施される（図４参
照）。具体的には、金属粉末１６、成形型１２および枠
部材１８が、加熱炉２２内で窒素ガスやアルゴガス等の
無酸化雰囲気中、あるいは、真空中で一体的に加熱され
ることにより、先ず、成形型１２のバインダが消失され
る。すなわち、有機系バインダが用いられるため、成形
型１２が４００℃〜６００℃に加熱されることにより、
バインダが消失してその結合力を失う。このため、成形
型１２を構成するセラミックス粉末２４同士の結合力が
消失する。
【００２６】加熱炉２２内の温度がさらに上昇すると、
キャビティ１４内の金属粉末１６が焼結を開始し、この
金属粉末１６は焼結が進行するのに伴って収縮が行われ
る。その際、成形型１２を構成しているセラミックス粉
末２４が金属粉末１６の収縮に追随して移動するため、
製品２９にクラックが生ずることを有効に阻止すること
ができる。
キャビティ１４内の金属粉末１６が焼結を開始し、この
金属粉末１６は焼結が進行するのに伴って収縮が行われ
る。その際、成形型１２を構成しているセラミックス粉
末２４が金属粉末１６の収縮に追随して移動するため、
製品２９にクラックが生ずることを有効に阻止すること
ができる。
【００２７】金属粉末１６の焼結が終了した後、冷却工
程を得て焼結された製品２９が枠部材１８から取り出さ
れる。その際、枠部材１８内には、成形型１２を構成し
ていたセラミックス粉末２４が存在するだけであり、製
品２９の取り出し作業が円滑に遂行される。
程を得て焼結された製品２９が枠部材１８から取り出さ
れる。その際、枠部材１８内には、成形型１２を構成し
ていたセラミックス粉末２４が存在するだけであり、製
品２９の取り出し作業が円滑に遂行される。
【００２８】このように、第１の実施形態では、例え
ば、セラミックス粉末２４と有機バインダとで成形され
た多孔質な成形型１２のキャビティ１４に金属粉末１６
が充填された後、前記枠部材１８、前記成形型１２およ
び前記金属粉末１６が加熱炉２２内で一体的に加熱され
て金属焼結体である製品２９が製造される。このため、
金属粉末１６を成形するために、プレス装置やＨＩＰ法
またはＣＩＰ法等の高価な加圧成形装置を用いる必要が
なく、製造コストが一挙に低減されるという効果が得ら
れる。
ば、セラミックス粉末２４と有機バインダとで成形され
た多孔質な成形型１２のキャビティ１４に金属粉末１６
が充填された後、前記枠部材１８、前記成形型１２およ
び前記金属粉末１６が加熱炉２２内で一体的に加熱され
て金属焼結体である製品２９が製造される。このため、
金属粉末１６を成形するために、プレス装置やＨＩＰ法
またはＣＩＰ法等の高価な加圧成形装置を用いる必要が
なく、製造コストが一挙に低減されるという効果が得ら
れる。
【００２９】しかも、焼結される金属粉末１６には、有
機バインダや潤滑剤等を混合する必要がなく、脱脂工程
等が不要になって作業全体の簡素化が容易に図られる。
さらに、従来、製法が困難であった大型でかつ異形状の
焼結体を容易に得ることができ、汎用性に優れるという
利点がある。
機バインダや潤滑剤等を混合する必要がなく、脱脂工程
等が不要になって作業全体の簡素化が容易に図られる。
さらに、従来、製法が困難であった大型でかつ異形状の
焼結体を容易に得ることができ、汎用性に優れるという
利点がある。
【００３０】図５は、本発明の第２の実施形態に係る製
造装置３０の概略斜視説明図である。なお、第１の実施
形態に係る製造装置１０と同一の構成要素には同一の参
照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
造装置３０の概略斜視説明図である。なお、第１の実施
形態に係る製造装置１０と同一の構成要素には同一の参
照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３１】製造装置３０は成形型３２を備えており、
この成形型３２は複数枚のブロック体３４を積層して構
成されている。この製造装置３０では、先ず、図６に示
すように、成形型用粉末、例えば、セラミックス粉末２
４と有機系バインダとから平板状のブロック体３４が成
形される。このブロック体３４には、機械加工やウォー
タジェット加工機３６により切り抜き加工が施されて開
口部３８が形成される。各ブロック体３４にそれぞれ所
定の形状の開口部３８が設けられた後、これらのブロッ
ク体３４が互いに積層されて三次元のキャビティ４０が
一体的に形成される（図７参照）。
この成形型３２は複数枚のブロック体３４を積層して構
成されている。この製造装置３０では、先ず、図６に示
すように、成形型用粉末、例えば、セラミックス粉末２
４と有機系バインダとから平板状のブロック体３４が成
形される。このブロック体３４には、機械加工やウォー
タジェット加工機３６により切り抜き加工が施されて開
口部３８が形成される。各ブロック体３４にそれぞれ所
定の形状の開口部３８が設けられた後、これらのブロッ
ク体３４が互いに積層されて三次元のキャビティ４０が
一体的に形成される（図７参照）。
【００３２】このように構成される成形型３２は、第１
の実施形態と同様に枠部材１８に収容された後、キャビ
ティ４０に金属粉末１６が充填される。次いで、金属粉
末１６に加熱炉２２によって加熱処理が施されることに
より、前記金属粉末１６が焼結されて所望の金属焼結体
が得られることになる。
の実施形態と同様に枠部材１８に収容された後、キャビ
ティ４０に金属粉末１６が充填される。次いで、金属粉
末１６に加熱炉２２によって加熱処理が施されることに
より、前記金属粉末１６が焼結されて所望の金属焼結体
が得られることになる。
【００３３】
【発明の効果】本発明に係る金属焼結体の製造方法およ
び装置では、成形型用粉末とバインダとを用いて成形さ
れた成形型のキャビティ内に金属粉末が充填された後、
加熱処理を行うことにより、先ず、前記バインダが消失
し、次いで、前記金属粉末が焼結される。このため、金
属粉末を成形するために高価な加圧成形装置を必要とす
ることがなく、製造コストを大幅に削減することができ
る。しかも、金属粉末を成形するためにバインダや潤滑
剤を用いることがなく、脱脂工程等が不要になって工程
数が有効に削減されるとともに、特に、大型でかつ異形
状の焼結体を容易に得ることが可能になる。
び装置では、成形型用粉末とバインダとを用いて成形さ
れた成形型のキャビティ内に金属粉末が充填された後、
加熱処理を行うことにより、先ず、前記バインダが消失
し、次いで、前記金属粉末が焼結される。このため、金
属粉末を成形するために高価な加圧成形装置を必要とす
ることがなく、製造コストを大幅に削減することができ
る。しかも、金属粉末を成形するためにバインダや潤滑
剤を用いることがなく、脱脂工程等が不要になって工程
数が有効に削減されるとともに、特に、大型でかつ異形
状の焼結体を容易に得ることが可能になる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る金属焼結体の製
造装置の概略斜視説明図である。
造装置の概略斜視説明図である。
【図２】前記製造装置を構成する成形型を成形する際の
説明図である。
説明図である。
【図３】前記成形型を枠部材内に収容して金属粉末を充
填する際の説明図である。
填する際の説明図である。
【図４】前記金属粉末、前記成形型および前記枠部材を
一体的に加熱処理する際の説明図である。
一体的に加熱処理する際の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る金属焼結体の製
造装置の概略斜視説明図である。
造装置の概略斜視説明図である。
【図６】前記製造装置を構成する成形型の各ブロック体
を成形する際の説明図である。
を成形する際の説明図である。
【図７】前記各ブロック体を積層して前記成形型を得る
際の説明図である。
際の説明図である。
１０、３０…製造装置 １２、３２…成形型 １４、４０…キャビティ １６…金属粉末 １８…枠部材 ２０…振動手段 ２２…加熱炉 ２４…セラミックス粉
末 ２９…製品 ３４…ブロック体 ３８…開口部
末 ２９…製品 ３４…ブロック体 ３８…開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 正 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4K018 BB10 CA05 CA44 KA18
Claims (7)
- 【請求項１】焼結される金属粉末の焼結温度雰囲気で溶
融または焼結することがなく、かつ前記金属粉末と反応
しない材質の成形型用粉末を用意する工程と、 前記金属粉末の焼結開始温度以下で分解消失するバイン
ダと前記成形型用粉末とを用いて多孔質な成形型を得る
工程と、 前記成形型を、前記金属粉末の焼結温度に耐え得る材質
の枠部材内に収容するとともに、前記成形型のキャビテ
ィ内に前記金属粉末を充填する工程と、 前記金属粉末、前記成形型および前記枠部材を一体的に
加熱することにより、先ず、前記バインダを消失させた
後に前記金属粉末を焼結する工程と、 を有することを特徴とする金属焼結体の製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の製造方法において、前記成
形型を振動させながら前記金属粉末を前記キャビティ内
に充填することを特徴とする金属焼結体の製造方法。 - 【請求項３】請求項１記載の製造方法において、前記成
形型用粉末はセラミックスであり、前記バインダは有機
系バインダであることを特徴とする金属焼結体の製造方
法。 - 【請求項４】請求項１記載の製造方法において、前記金
属粉末は、見掛け密度／真空度が０．５以上であり、か
つ流動度が１８．０ｓｅｃ／５０ｇ以上であることを特
徴とする金属焼結体の製造方法。 - 【請求項５】焼結される金属粉末の焼結温度雰囲気で溶
融または焼結することがなく、かつ前記金属粉末と反応
しない材質の成形型用粉末と、前記金属粉末の焼結開始
温度以下で分解消失するバインダとを用いて成形される
多孔質な成形型と、 前記成形型のキャビティ内に充填される前記金属粉末に
焼結処理を施すために前記成形型を収容するとともに、
前記金属粉末の焼結温度に耐え得る材質で形成される枠
部材と、 前記金属粉末、前記成形型および前記枠部材を一体的に
加熱することにより、先ず、前記バインダを消失させた
後に前記金属粉末を焼結する加熱手段と、を備えること
を特徴とする金属焼結体の製造装置。 - 【請求項６】請求項５記載の製造装置において、前記金
属粉末を前記キャビティ内に充填する際に前記成形型を
振動させるための振動手段を備えることを特徴とする金
属焼結体の製造装置。 - 【請求項７】請求項５記載の製造装置において、前記成
形型用粉末はセラミックスであり、前記バインダは有機
系バインダであることを特徴とする金属焼結体の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11165894A JP2000355703A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 金属焼結体の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11165894A JP2000355703A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 金属焼結体の製造方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000355703A true JP2000355703A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15821008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11165894A Pending JP2000355703A (ja) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | 金属焼結体の製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000355703A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019163766A1 (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Tdk株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
| JPWO2022176974A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 |
-
1999
- 1999-06-11 JP JP11165894A patent/JP2000355703A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019163766A1 (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Tdk株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
| JP2019145747A (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Tdk株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
| JPWO2022176974A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | ||
| WO2022176974A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 有限会社スワニー | 成形型の製造法 |
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