JPH01319607A - 金属粉末を含む射出成形用原料の製造方法 - Google Patents

金属粉末を含む射出成形用原料の製造方法

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JPH01319607A
JPH01319607A JP15123688A JP15123688A JPH01319607A JP H01319607 A JPH01319607 A JP H01319607A JP 15123688 A JP15123688 A JP 15123688A JP 15123688 A JP15123688 A JP 15123688A JP H01319607 A JPH01319607 A JP H01319607A
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metal powder
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雄一 立谷
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彰 松本
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は金属粉末又は合金粉末と有機バインターを混合
、混練した材料を射出成形手法によって得られた成形体
を脱脂、焼結することによって、任意形状の焼結体を得
=るいわゆるニアネジ1〜シエ−プを考慮した粉末冶金
プロセスにおいて使用する金属又は合金粉末の製造方法
に関する。
[従来の技術] 従来、任意形状の金属物品の形成法としては、1、機織
加工法、2.鋳造法、3 粉末冶金法等かありそれぞれ
多くの利/ACを有しているか、近年、対称とする金属
が錐加工性金属および高融点金属などにおいては特に粉
末冶金法の重要性が増している。ところで、これまでの
粉末冶金法は、金属粉末を所定の金型に装填後一定の加
圧力により成形体を作製し、その後の焼結工程を経て金
属物品を得る方式か一般的であった。しかし同方式にお
いては、柱状、筒状のような単純形状においては、作製
か容易でありコスl〜の削減におおいに寄与するか、3
次元的により複雑形状となった揚台、成形後もしくは焼
結後に切削、研削等の2次加工を施す必要があり、これ
がコス1〜の上昇を招く原因ともなっている。
一方、以前より2次加工を必要としないニアネy l−
シェープを考慮した粉末冶金的な手法は、たとえばCI
 P 、 1−I I Pおよびスリップキャスデイン
ク法等の技術により実用化されていたがその工程が複雑
で量産性に乏しくコス1〜が高い点などから、例えは航
空機用ジェッI〜エンジンの様に、歎加工性金属でかつ
高付加価値の部品への適用が主であり、末な一般部品へ
は波及していないのが現状となっている。
ところが近年、金属粉末と有機バインターとを混合、混
練した材料を射出成形により所定形状の成形体を作製し
、その後成形体を脱バインター処理(脱脂)、焼結を施
すことにより、容易に複雑形状の金属物品を高精度てか
つ多量に作製することが可能となっている。この焼結体
製造工程において重要な技術的な要件としては、 ■ 高精度な成形体の作製 ■ 多量に含有するバインターの完全脱脂が挙げられ、
これを実現する為に金属粉末に要求される粉末特性は、
以下に示す様に多岐に渡っている。
■ 成形性を考慮し流動性のある球形状粉末とする。
■ バインダーの脱脂が容易となる様に表面が滑らかな
粉末とする。
■ 焼結性を考慮し平均粒径が10μm以下の微細粉末
とする。
従来、これらの粉体#I性を満足させる為の粉末のV造
法としては、ノズルから流出された溶融金属(溶湯)に
高圧の流体を衝突せしめそのエネルギーにより微粉化さ
せるいわゆるアトマイズ法によって得られた粉末を使用
することが一般的となっている。 なお、このアトマイ
ズ法には噴霧媒質により大別して水アトマイズ法および
ガスアトマイズ法がありそれぞれ種々な利点を有してい
るが、射出成形に適した粉体特性として水アトマイズ法
によれば平均粒径が10μm以下の微細粉末の作製が容
易である。
又、ガスアトマイズ法によれば、球状粉末てかつ表面が
滑らかな粉末が得られる等が挙げられる。
しかし、前記水およびガスアトマイズ法には、以下に示
す様な問題点も多数存在し、これか末なに射出成形プロ
セスの社会への認識を遅らせる原因の1つとなっている
■ 水アトマイス法:粉末が異形状であり、射出成形時
の流動性が悪く、その対策としてバインター量を増加さ
せる必要があり脱脂が難しい。
又媒質が水である為粉末の酸素濃度が高く、焼結性が劣
る。
■ ガスアトマイズ法:粉末の平均粒径が大きくかつ真
球体であることより粉体相互の絡み合いが小さく脱脂工
程でのふくれ、割れを生じやすく、焼結密度の向上が難
しい。
これらアトマイズ法の改善対策として、噴霧媒質を例え
ば、特開昭58−153711号公報のように、油脂、
鉱物油、純有機化合物等を用いる方式が提案されており
、酸化の抑制効果と粒子形状をガスと水アトマイズ粉末
の中間的な形状にすることが可能となり、粉体相互の適
度な絡み合いも発生し、射出成形粉末としては良好な特
性を有する粉末も得られている。
[発明が解決しようとする課題] −弓   −− しかしながら、上記有機化合物噴霧媒質を用いる方式に
おいて噴霧媒の熱分解に由来する炭素の付着の結果生ず
る粉末の浸炭、活性金属を多量に含有した合金を噴霧す
るなめに油中に含まれる徽星水分によって酸化が進行す
ることと、又、このような油の熱分解および発火を防1
トする為に油の温度を低くする必要性から噴霧媒の粘性
が高くなりlJJ&霧川ポン用の能力を高める必要があ
る6等の問題によりその使用が限定される結果となって
いる。
斯る観点に鑑み、本発明の技術的課題は、従来の種々の
アトマイズ法の概念を踏襲し、射出成形プロセスに要求
される粉体特性を濯足ずべき新たな発明を加え、安価か
つ大量に複合粉末を製造することが可能な金属又は合金
粉末の製造方法を提r共しようとするものである。
本発明者らは、従来の水ア)・マイズ法、ガスアトマイ
ズ法および油ア1〜マイス法の長所を生かし短所を補う
方法を確立すべく鋭意研究を行なった結果、本発明を完
成するに至っなものである。
= 6− 1課題を解決するための手段コ 本発明によれは、ノズルより流出する金属又は合金の溶
湯にガスを衝突させて実質的に半溶融状態の金属又は合
金の粉末を形成し冷却する金属粉末の製造方法において
、上記半溶剛(状態の金属又は合金を加熱生成した有機
高分子溶融液中に投入して凝固することを特徴とする金
属又は合金粉末の製造方法が得られる。
ここで、本発明においては、有機高分子溶融液はワック
ス7ボリマーの少くとも1種よりなることが望ましい。
すなわち本発明の特徴とするところは、いわゆるガスア
1〜マイズ法によって溶湯(溶融金属)を噴霧ぜしめそ
の噴霧体力畳疑固する以前の半溶融状態て、融点以上に
保持されたワックスとポリマーもしくはポリマーの溶融
液体槽内ノ\直接投入し急速凝固せしめる所にある。こ
の結果、従来法である水アトマイス法に比較し極めて酸
化の抑制効果が大きく、又油ア1〜マイス法のように溶
湯が有機物質と直接接触ぜす、温度が低下した半溶融状
態て接触することにより粉末炭化の防止効果も大きい。
一方粉末形状は、半溶融状態で溶融液面に衝突する際の
衝撃エネルギーによりガスア1〜マイズ特有の真球状粉
末が変形もしくは分断された状態て凝固する。よってそ
の形状はガスアI〜マイズ粉末と水ア1〜マイズ粉末の
中間的ないわゆるT:f:形状粉末となり、上記した射
出成形用粉末としては理想的な形態となる。一方、有機
高分子溶融?夜体内から回収された粉末は、大気中て冷
却乾燥することで、表面に射出成形時のバインターの主
成分となるパラフィンとポリマーの混合体もしくはポリ
マーが均一に被覆された複合状態となることより、従来
、油ア1−マイズ法で行なわれていた粉末の脱油上杵を
経ることなく直接射出成形用原料粉末としての使用力首
11能となり、粉末製造コス1への削減にも大きい効果
をもたらず。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
「実施例」 第1[Jは本発明を実施すべく構成された粉末製造装置
の一例を示ずし1である。この図において、溶融るつぼ
に設けられた溶湯噴射ノズル1より流出されたFe−5
ONi(■1%)からなる溶剛l金属く溶湯)2に対し
、環帯ノズル3より高圧A rガスを噴出して衝突せし
め溶融金属2を噴霧化する。さらにその噴霧化された金
属を凝固する以前の半溶融状態てパラフィンワックスと
ポリマーの混合体が加熱装置7によりこの混合物の融点
以」二の温度に保持された混合溶融液て充たされた浴槽
4内に投入し急速凝固を行ない金属粉末化する。
次に回収容器5およびフィルタ6より金属粉末を回収し
室温状態で金属粉末表面に均一に付着したパラフィンワ
ックスとポリマーの混合体を固化させポリマー、パラフ
ィンワックス及び金属粉末よりなる複合粉末とする。
なお比較材としては、同一・組成の水アI・マイズ粉末
、ガスアl−マイズ粉末、油ア1〜マイズ粉末を用いた
第1゜表は、本発明及び水アl〜マイズ法、ガスアトマ
イス法、油ア1〜マイズ法の各製造法て作製した金属粉
末を表面に付着した有機成分を除去後金有酸素および炭
素?農度を酸素及び炭素分析計にて測定しな。その結果
、本発明が不純物混入を防止する手法として極めて優れ
ていることがわかり、特に本発明における炭素の焼きイ
」き防止効果は大てあった。
次に、本発明による粉末に適宜パラフィンワックス及び
ポリマーを添加したものと粉末及び水アトマイズ、ガス
ア1ヘマイズ、油7’ 1−マイスによる粉末とパラフ
ィンワックスとポリマーを主成分とするバインダーを混
合、混練したものとを、それぞれ射出成形、脱脂、焼結
を行なった。これらの試料の射出成形性、脱脂性及び焼
結性について調べた一運の結果を第2表に示す。第2表
で示すように、本発明の製造方法て作製した粉末を用い
た場合、従来粉末に比較し極めて脱脂性が良好で焼結密
度が大きく、変形か少なく、不純物が少い焼結体が得ら
れることが7+1′認出来な。
1、L″′F′ F斧b、−,] 0 − 〜  12 − [発明の効果] 以上述べたように、本発明の金属又は合金粉末の製造方
法によって作製された粉末は、従来の製造法で作製した
粉末に比較して極めて汚染か少なく、形状も球状を呈す
ることにより、射出成形用原利粉末として極めて優れた
特性を有するばかりではなく、粉末製造コス1〜を大幅
に削減することが可能となり実用的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する為の粉末製造装置の一棺成例
を示す図である。 図中、1・・・溶湯噴射ノズル、2・・・溶融金属、3
・・・環帯ノズル、4・・・浴槽、5・・・回収容器、
6・・・フィルタ、7・・・加熱装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ノズルより流出する金属又は合金の溶湯にガスを衝
    突させて実質的半溶融状態の金属又は合金の粉末を形成
    し冷却する金属粉末の製造方法において、 上記半溶融状態の金属又は合金を加熱生成した有機高分
    子溶融液中に投入して凝固することを特徴とする金属又
    は合金粉末の製造方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4910584A (ja) * 1972-05-30 1974-01-30
JPS59104403A (ja) * 1982-12-07 1984-06-16 Daido Steel Co Ltd 金属粉末の製造方法
JPS61143502A (ja) * 1984-12-14 1986-07-01 Itsuo Onaka クリーム半田の製造方法

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