JPH021205B2 - - Google Patents

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JPH021205B2
JPH021205B2 JP59125484A JP12548484A JPH021205B2 JP H021205 B2 JPH021205 B2 JP H021205B2 JP 59125484 A JP59125484 A JP 59125484A JP 12548484 A JP12548484 A JP 12548484A JP H021205 B2 JPH021205 B2 JP H021205B2
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JP
Japan
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synthetic resin
raw material
sheet
weight
sintered body
Prior art date
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JP59125484A
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Japanese (ja)
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Osamu Furubayashi
Hiroshi Sasaki
Toshiki Kaneko
Hideaki Ikeda
Yoshihisa Yamamura
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Priority to BR8501806A priority patent/BR8501806A/en
Priority to BE2/60665A priority patent/BE902203A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 A 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、金属焼結体を得る場合に用いられる
金属焼結体用原料シートおよびその製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Object of the Invention (1) Industrial Application Field The present invention relates to a raw material sheet for a metal sintered body used in obtaining a metal sintered body, and a method for manufacturing the same.

(2) 従来の技術 本出願人は、先に、焼結性金属粉末に合成樹脂
バインダを混練して得られる金属焼結体用原料シ
ートを金属製ベース材の表面に積層し、その積層
原料シートを所定の形状に成形した後、その成形
体に焼結処理を施して焼結体を得ると同時にその
焼結体をベース材に溶着する技術を提案してい
る。
(2) Prior art The present applicant first laminated a raw material sheet for a metal sintered body obtained by kneading a synthetic resin binder into sinterable metal powder on the surface of a metal base material, and the laminated raw material We have proposed a technique in which a sheet is formed into a predetermined shape, and then the formed body is subjected to a sintering process to obtain a sintered body, and at the same time, the sintered body is welded to a base material.

(3) 発明が解決しようとする問題点 上記技術について種々検討を加えた結果、合成
樹脂バインダの材質いかんによつては原料シート
の積層性が悪くなるため成形体に層間剥離を生じ
たり、またひび割れを発生するといつた問題のあ
ることを究明した。
(3) Problems to be Solved by the Invention As a result of various studies on the above technology, we found that depending on the material of the synthetic resin binder, the lamination properties of the raw material sheets may deteriorate, causing delamination in the molded product, or It was discovered that there was a problem with cracks occurring.

本発明は上記問題を除去し得る前記原料シート
およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to provide the raw material sheet and its manufacturing method that can eliminate the above problems.

B 発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明に係る金属焼結体用原料シートは、90〜
99重量%の焼結性金属粉末と、1〜10重量%の合
成樹脂バインダとよりシート状に構成され、前記
合成樹脂バインダは、耐ひび割れ性の優れた熱可
塑性合成樹脂に対して30〜70重量%の積層性の優
れた熱可塑性合成樹脂を含有し、前記耐ひび割れ
性の優れた熱可塑性合成樹脂は、四フツ化エチレ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂およびナイロンから選
択される少なくとも一種であり、また積層性の優
れた熱可塑性合成樹脂は、アクリル樹脂、ポリエ
チレン樹脂およびブタジエン酢酸ビニル共重合体
から選択される少なくとも一種であることを特徴
とする。
B. Structure of the invention (1) Means for solving the problems The raw material sheet for metal sintered bodies according to the present invention has 90 to
The sheet is composed of 99% by weight of sinterable metal powder and 1 to 10% by weight of a synthetic resin binder. % by weight of a thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties, the thermoplastic synthetic resin with excellent crack resistance is at least one selected from tetrafluoroethylene resin, polystyrene resin, and nylon; The thermoplastic synthetic resin having excellent properties is characterized by being at least one selected from acrylic resin, polyethylene resin, and butadiene-vinyl acetate copolymer.

また本発明に係る金属焼結体用原料シートの製
造方法は、四フツ化エチレン樹脂、ポリスチレン
樹脂およびナイロンから選択される少なくとも一
種の耐ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂に対
して、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂およびブ
タジエン酢酸ビニル共重合体から選択される少な
くとも一種の積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を
30〜70重量%含有する液状合成樹脂バインダを調
製する工程と、90〜99重量%の焼結性金属粉末と
1〜10重量%の前記液状合成樹脂バインダとを混
練して可塑性物を得る工程と;前記可塑性物を加
熱乾燥する工程と;前記可塑性物を熱可塑化状態
でシート状に成形する工程と;を順次行うことを
特徴とする。
In addition, the method for producing a raw material sheet for metal sintered bodies according to the present invention includes at least one thermoplastic synthetic resin with excellent crack resistance selected from tetrafluoroethylene resin, polystyrene resin, and nylon, and an acrylic resin. , at least one thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties selected from polyethylene resin and butadiene vinyl acetate copolymer.
A step of preparing a liquid synthetic resin binder containing 30 to 70% by weight, and a step of kneading 90 to 99% by weight of sinterable metal powder and 1 to 10% by weight of the liquid synthetic resin binder to obtain a plastic material. The method is characterized by sequentially performing the following steps: heating and drying the plastic material; and molding the plastic material into a sheet in a thermoplastic state.

(2) 作用 合成樹脂バインダとして、前記耐ひび割れ性の
優れた熱可塑性合成樹脂および前記積層性の優れ
た熱可塑性合成樹脂を含有するものを用いると、
原料シートより得られる成形体に層間剥離を生じ
たり、またひび割れを発生することがなく、層間
接着強さが大きく、また表面性状の良好な成形体
を得、延いては寸法精度および表面性状の優れた
金属焼結体を得ることができる。
(2) Effect When a synthetic resin binder containing the thermoplastic synthetic resin with excellent crack resistance and the thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties is used,
The molded product obtained from the raw material sheet does not cause delamination or cracking, has high interlayer adhesion strength, and has a good surface texture, resulting in improved dimensional accuracy and surface texture. An excellent metal sintered body can be obtained.

たゞし、合成樹脂バインダの添加量が1重量%
を下回ると、シート成形を行うことができず、一
方、10重量%を上回ると焼結体の気孔率が高くな
り、高強度な焼結体を得ることができない。
However, the amount of synthetic resin binder added is 1% by weight.
If it is less than 10% by weight, it will not be possible to form a sheet, while if it is more than 10% by weight, the porosity of the sintered body will be high, making it impossible to obtain a high-strength sintered body.

また績層性の優れた熱可塑性合成樹脂の配合量
が30重量%を下回ると、積層原料シート間に層間
剥離を生じ、一方、70重量%を上回ると積層原料
シートの成形時その表面にひび割れを生じる。
Furthermore, if the blending amount of thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties is less than 30% by weight, delamination will occur between the laminated raw material sheets, while if it exceeds 70% by weight, cracks will occur on the surface of the laminated raw material sheets during molding. occurs.

原料シートの製造に当り、焼結性金属粉末と前
記特定の材質を持つ液状合成樹脂バインダとを混
練して可塑性物を得、次いで、その可塑性物を加
熱乾燥することにより、少量の合成樹脂バインダ
を焼結性金属粉末に均一に塗布することができ
る。このように合成樹脂バインダを焼結性金属粉
末に均一に塗布することは、次工程におけるシー
ト成形作業において形状維持性の良いシートを得
る上に必要であり、また合成樹脂バインダを少量
使用することは気孔率の小さい高強度な焼結体を
得る上に必要である。
In producing the raw material sheet, a sinterable metal powder and a liquid synthetic resin binder having the specific material are kneaded to obtain a plastic material, and then the plastic material is heated and dried to form a small amount of synthetic resin binder. can be uniformly applied to sinterable metal powder. Uniformly applying the synthetic resin binder to the sinterable metal powder in this way is necessary to obtain a sheet with good shape retention in the sheet forming process in the next process, and it is also necessary to use a small amount of the synthetic resin binder. is necessary to obtain a high-strength sintered body with low porosity.

その後可塑性物を熱可塑化状態でシート状に成
形することにより、その成形作業を容易にし、ま
た常温において適当な可撓性と引裂き強度を有
し、取扱い性の優れた原料シートを得ることがで
きる。
By subsequently molding the plastic material into a sheet in a thermoplastic state, it is possible to facilitate the molding process and to obtain a raw material sheet that has appropriate flexibility and tear strength at room temperature and is easy to handle. can.

(3) 実施例 本発明において用いられる焼結性金属粉末とし
ては、Ni系、Co系、Fe系等の自溶性合金粉末、
Fe粉末、Cu粉末等の従来公知のものが該当する。
また自溶性合金粉末を用いる場合、その焼結温度
を合金の液相線を越える温度に設定して焼結体の
強度の向上を図るときは、高融点金属粉末を自溶
性合金粉末に添加してその高融点金属により自溶
性合金の流動を妨げて形状維持性を良好にするも
ので、この種高融点金属粉末としては、Mo,
W,ステンレス鋼,WC,Fe―Mo(フエロモリブ
デン)等の粉末の何れか一つ、またはそれらを混
合したものが用いられる。
(3) Examples Sinterable metal powders used in the present invention include self-fusing alloy powders such as Ni-based, Co-based, Fe-based, etc.
Conventionally known materials such as Fe powder and Cu powder are applicable.
In addition, when using self-fusing alloy powder, if the sintering temperature is set to a temperature exceeding the liquidus line of the alloy to improve the strength of the sintered body, high-melting point metal powder may be added to the self-fusing alloy powder. The high melting point metal prevents the flow of the self-fusing alloy and improves shape retention.This type of high melting point metal powder includes Mo,
Any one of powders such as W, stainless steel, WC, Fe-Mo (ferromolybdenum), or a mixture thereof is used.

耐ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂として
は、四フツ化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、
ナイロンから選択される少なくとも一種が該当
し、また積層性の優れた熱可塑性合成樹脂として
は、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ブタジエ
ン酢酸ビニル共重合体から選択される少なくとも
一種が該当する。
Thermoplastic synthetic resins with excellent crack resistance include tetrafluoroethylene resin, polystyrene resin,
At least one selected from nylon is suitable, and at least one selected from acrylic resin, polyethylene resin, and butadiene-vinyl acetate copolymer is suitable as a thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties.

先ず、原料シートの製造について説明する。 First, the production of the raw material sheet will be explained.

10〜60μのNi自溶性合金粉末80重量%と、10〜
53μのMo粉砕粉末20重量%とをV―ブレンダに
より30分間混合して混合粉末を得る。
10~60μ Ni self-fusing alloy powder 80% by weight and 10~60μ Ni self-fusing alloy powder 80% by weight
A mixed powder is obtained by mixing 20% by weight of 53μ Mo pulverized powder in a V-blender for 30 minutes.

四フツ化エチレン樹脂エマルジヨンとアクリル
樹脂エマルジヨンを1:1に混合して液状合成樹
脂バインダを得る。
A liquid synthetic resin binder is obtained by mixing a tetrafluoroethylene resin emulsion and an acrylic resin emulsion at a ratio of 1:1.

上記混合粉末に対し合成樹脂バインダ3重量%
を添加して常温にて卓上ニーダにより5分間混練
し可塑性物を得る。この場合、合成樹脂バインダ
はエマルジヨンタイプであるから分散性が良く、
短時間の混練作業で少量の合成樹脂バインダ混合
粉末中に均一に分散させることができる。
Synthetic resin binder 3% by weight based on the above mixed powder
is added and kneaded for 5 minutes using a table kneader at room temperature to obtain a plastic material. In this case, the synthetic resin binder is an emulsion type, so it has good dispersibility.
It can be uniformly dispersed in a small amount of synthetic resin binder mixed powder with a short kneading operation.

乾燥炉、ヒータ等の加熱器を用いて可塑性物を
80〜120℃に加熱し、合成樹脂バインダ中の水分
を蒸発させて可塑性物を乾燥する。得られた可塑
性物の性状は、合成樹脂バインダにより粘結され
て無数の団塊状を呈し、混合粉末は合成樹脂バイ
ンダにより均一に塗布されている。
Plastic materials are heated using drying ovens, heaters, etc.
The plastic material is dried by heating to 80 to 120°C to evaporate the moisture in the synthetic resin binder. The obtained plastic material has a shape of numerous nodules as it is bound by the synthetic resin binder, and the mixed powder is uniformly coated with the synthetic resin binder.

乾燥後、略80℃の熱を保有して熱可塑化状態に
ある可塑性物を、直径245mm、長さ215mmのロール
を備えたロール機にXおよびY方向に数回通し、
厚さ1mm、1.5mmおよび3mmの3種類の原料シー
トを成形する。成形圧力は、加圧成形したテスト
ピースとの密度換算で0.5Kg/mm2である。この場
合ロール機のロールを可塑性物と同程度の温度
(略80℃)に加熱すると原料シートの成形作業性
を良好にすることができる。
After drying, the plastic material, which is in a thermoplastic state by retaining heat of approximately 80°C, is passed through a roll machine equipped with rolls with a diameter of 245 mm and a length of 215 mm several times in the X and Y directions.
Three types of raw material sheets with thicknesses of 1 mm, 1.5 mm, and 3 mm are formed. The molding pressure was 0.5 kg/mm 2 in terms of the density of the pressure molded test piece. In this case, heating the roll of the roll machine to a temperature similar to that of the plastic material (approximately 80°C) can improve the workability of forming the raw material sheet.

成形後、原料シートに80℃にて30分間の加熱処
理を施し、成形時に発生した歪を除去する。
After molding, the raw material sheet is heat-treated at 80°C for 30 minutes to remove distortion generated during molding.

得られた原料シートは常温において適度な可撓
性と引裂き強度を有する。
The obtained raw material sheet has appropriate flexibility and tear strength at room temperature.

次に前記原料シートを用いたプレス用金型の製
造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing a press mold using the raw material sheet will be described.

第1図はプレス用金型1を示し、それを鋳鋼
(JIS SC46材)より鋳造されたベース材2と、そ
のベース材2に溶着された金属焼結体Sよりなる
ワーク成形部3とより構成される。
Figure 1 shows a press die 1, which is made up of a base material 2 cast from cast steel (JIS SC46 material) and a workpiece forming part 3 made of a metal sintered body S welded to the base material 2. configured.

第2図aに示すように、ベース材2のワーク成
形部3を形成するベース面2aは、完成された金
型1におけるワーク成形部3外面(鎖線示)より
も5〜20mm低くなるように成形されている。ベー
ス材2は鋳放しのまま使用されるもので、その黒
皮を持つベース面2aにはサンドブラスト処理、
クリーニング処理を施した後アクリル樹脂接着剤
を塗布する。
As shown in FIG. 2a, the base surface 2a forming the workpiece forming part 3 of the base material 2 is 5 to 20 mm lower than the outer surface of the workpiece forming part 3 in the completed mold 1 (indicated by chain lines). Molded. The base material 2 is used as-cast, and the base surface 2a with black crust is sandblasted.
After cleaning, apply acrylic resin adhesive.

第2図bに示すように、ベース面2aに厚さ3
mmの原料シートStを3枚重ねて貼着し、プレス機
等に取付けられた合成樹脂製雌型Mにより原料シ
ートStを押圧して雌型Mの原料シートに対する当
り具合を調べ、当りの多い箇所では原料シートを
削り、また当りの無い箇所には新たに原料シート
Stを貼着する。この雌型Mの押圧並びに原料シー
トStの削りおよび貼着を繰り返して積層原料シー
トStの形状を雌型Mの形状にほぼ合致させる。こ
のような成形工程を経た積層原料シートStは層間
接着強さが大きく、またひび割れの発生も無く表
面性状が良好である。この場合の雌型Mの押圧力
は0.2〜0.3Kg/mm2である。
As shown in FIG. 2b, the base surface 2a has a thickness of 3.
3 mm raw material sheets St are stacked and pasted, the raw material sheet St is pressed by a synthetic resin female mold M attached to a press machine, etc., and the degree of contact of the female mold M against the raw material sheet is checked. The raw material sheet is scraped in some places, and new raw material sheets are added in areas where there are no hits.
Paste St. The shape of the laminated raw material sheet St is made to substantially match the shape of the female mold M by repeating this pressing of the female mold M and the scraping and pasting of the raw material sheet St. The laminated raw material sheet St that has undergone such a forming process has high interlayer adhesion strength, and has good surface properties without cracking. In this case, the pressing force of the female mold M is 0.2 to 0.3 kg/mm 2 .

第2図cに示すように、積層原料シートStと共
にベース材2を加熱炉4に設置して80℃に加熱
し、積層原料シートStを可塑化する。
As shown in FIG. 2c, the base material 2 together with the laminated raw material sheet St is placed in a heating furnace 4 and heated to 80° C. to plasticize the laminated raw material sheet St.

第2図dに示すように、可塑化した積層原料シ
ートStの上にさらに厚さ3mmの原料シートStを積
層して貼着し、得られた積層原料シートStを前記
雌型Mにより0.7Kg/mm2の押圧力を以て押圧して
ワーク成形部3の成形作業を終了する。
As shown in Fig. 2d, a 3 mm thick raw material sheet St is further laminated and pasted on the plasticized laminated raw material sheet St, and the obtained laminated raw material sheet St is 0.7 kg by the female die M. The molding operation of the workpiece molding section 3 is completed by pressing with a pressing force of /mm 2 .

この場合雌型Mの積層原料シートStからの離型
性を良好にするために、雌型Mにタルク粉末を塗
布する、または雌型Mと積層原料シートSt間にポ
リ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポ
リエチレン樹脂等の極薄の膜体を介装する。
In this case, in order to improve the mold releasability of the female mold M from the laminated raw material sheet St, talc powder is applied to the female mold M, or polyvinylidene chloride resin or polychloride resin is applied between the female mold M and the laminated raw material sheet St. An ultra-thin membrane made of vinyl resin, polyethylene resin, etc. is interposed.

成形作業終了後ベース材2および積層原料シー
トStの温度が常温まで冷却されたとき、そのシー
トStより余分な部分を除去する。
After the molding operation is completed and the temperature of the base material 2 and the laminated raw material sheet St has been cooled to room temperature, the excess portion of the sheet St is removed.

第2図eに示すように、積層原料シートStに厚
さ1mmのアルミナシートSaを積層してベース材
2を容器5内に設置し、その容器5内にバツクア
ツプとしての直径0.75mmの鋼球6を流し込む。こ
のアルミナシートSaはアルミナ粉末と前記同様
の合成樹脂バインダとより構成され、鋼球6の粗
面が積層原料シートStに転写されるのを阻止して
焼結体Sの面粗度の低下を防止する機能を有す
る。また鋼球6は、その重さにより後述するNi
自溶性合金―Mo粉末の焼結時焼結体Sの寸法変
化、即ち膨脹を抑制するものである。
As shown in Fig. 2e, a base material 2 made by laminating a 1 mm thick alumina sheet Sa on a laminated raw material sheet St is placed in a container 5, and a steel ball with a diameter of 0.75 mm is placed as a backup in the container 5. Pour in 6. This alumina sheet Sa is composed of alumina powder and the same synthetic resin binder as described above, and prevents the rough surface of the steel balls 6 from being transferred to the laminated raw material sheet St, thereby reducing the surface roughness of the sintered body S. It has the function of preventing Also, depending on its weight, the steel ball 6 may be made of Ni, which will be described later.
This suppresses the dimensional change, that is, the expansion, of the sintered body S during sintering of the self-fusing alloy-Mo powder.

次いで、上記ベース材2を真空焼結炉7に設置
して第3図に示す加熱―冷却条件で有機物質の分
解とNi自溶性合金とMo粉末との焼結を行う。キ
ヤリヤガスは窒素ガスまたは還元性の強い水素ガ
スが用いられる。
Next, the base material 2 is placed in a vacuum sintering furnace 7, and the organic substances are decomposed and the Ni self-fusing alloy and Mo powder are sintered under the heating-cooling conditions shown in FIG. As the carrier gas, nitrogen gas or highly reducing hydrogen gas is used.

(A) 第1加熱ゾーン(第3図A) この加熱ゾーンAは常温から650℃までであ
り、昇温速度は10〜20℃/分である。この加熱
ゾーンAでは先ず水分が蒸発し、次いで原料シ
ートStおよびアルミナシートSaにおける合成
樹脂バインダ中の四フツ化エチレン樹脂および
アクリル樹脂が分解してガス化する。これら合
成樹脂は300〜400℃でガス化するが、熱伝導を
考慮して600〜650℃に90分間均熱保持して殆ど
の有機物質を除去し、Ni自溶性合金―Mo粉末
体を残置する。この有機物質のガス化を真空焼
結炉7内の真空度の変化により説明すると、常
温では1Torrであるが、650℃で90分間均熱保
持したときは最高2Torrに真空度が低下する。
これは主として有機物質の分解ガスの生成によ
る。そして90分を経過した後は真空度は再び
1Torrに上昇するもので、これは真空焼結炉7
内より分解ガスが除去されたことを意味する。
(A) First heating zone (Fig. 3A) This heating zone A is from room temperature to 650°C, and the temperature increase rate is 10 to 20°C/min. In this heating zone A, moisture first evaporates, and then the tetrafluoroethylene resin and acrylic resin in the synthetic resin binder in the raw material sheet St and the alumina sheet Sa are decomposed and gasified. These synthetic resins gasify at 300 to 400℃, but in consideration of heat conduction, most of the organic substances are removed by soaking at 600 to 650℃ for 90 minutes, leaving behind the Ni self-soluble alloy-Mo powder. do. The gasification of this organic substance is explained by the change in the degree of vacuum inside the vacuum sintering furnace 7. At room temperature, the degree of vacuum is 1 Torr, but when soaking is maintained at 650° C. for 90 minutes, the degree of vacuum decreases to a maximum of 2 Torr.
This is mainly due to the production of decomposition gases from organic substances. After 90 minutes, the vacuum level is restored again.
The temperature rises to 1 Torr, which is the vacuum sintering furnace 7.
This means that decomposition gas has been removed from the inside.

(B) 第2加熱ゾーン(第3図B) この加熱ゾーンBは900〜1000℃の範囲であ
り、Ni自溶性合金―Mo粉末体をNi自溶性合金
の固相線(1010〜1020℃)以下の温度、例えば
950℃に30分間均熱保持して固相焼結処理を施
し、これを仮焼結する。第1加熱ゾーンAから
の昇温速度は10〜20℃/分である。
(B) Second heating zone (Fig. 3B) This heating zone B is in the range of 900 to 1000℃, and the Ni self-flux alloy-Mo powder is heated to the solidus line of the Ni self-flux alloy (1010 to 1020℃). Temperatures below, e.g.
A solid-phase sintering process is performed by soaking at 950°C for 30 minutes, and this is pre-sintered. The temperature increase rate from the first heating zone A is 10 to 20°C/min.

真空焼結炉7内のNi自溶性合金―Mo粉末体
は、その表面から加熱されて昇温するので、そ
の粉末体全体が均一温度に達するまでは所定の
加熱時間が必要である。若し焼結温度である
1000〜1200℃にいきなり加熱するとNi自溶性
合金―Mo粉末体の表面部分とベース面2aに
接する部分との間に温度差ができて、気孔率の
ばらつきが多くなり均一な焼結体が得られない
だけでなく、焼結後クラツク等の欠陥を生じ易
くなる。
Since the Ni self-fusing alloy-Mo powder body in the vacuum sintering furnace 7 is heated from its surface and increases in temperature, a predetermined heating time is required until the entire powder body reaches a uniform temperature. If the sintering temperature is
If it is suddenly heated to 1000-1200℃, a temperature difference will be created between the surface part of the Ni self-fusing alloy-Mo powder body and the part in contact with the base surface 2a, which will increase the variation in porosity and make it impossible to obtain a uniform sintered body. Not only is this difficult to achieve, but also defects such as cracks are more likely to occur after sintering.

第2加熱ゾーンBでは未分解の有機物質が完
全にガス化して除去される。このガス化等によ
り真空焼結炉7内の真空度は一時的に4Torrに
低下するが30分経過後には1Torrに復帰する。
In the second heating zone B, undecomposed organic substances are completely gasified and removed. Due to this gasification, etc., the degree of vacuum in the vacuum sintering furnace 7 temporarily decreases to 4 Torr, but returns to 1 Torr after 30 minutes.

(C) 第3加熱ゾーン(第3図C) この加熱ゾーンCは、Ni自溶性合金の固相
線(1010〜1020℃)直下から液相線(1075〜
1085℃)を越える温度、即ち1000〜1200℃の範
囲であり、Ni自溶性合金―Mo仮焼結体を、例
えば液相線を越える温度である1100〜1180℃、
好ましくは1160℃に120分間恒温保持してNi自
溶性合金の溶融により液相焼結処理を施し焼結
体Sを形成する。この場合Ni自溶性合金の流
動はMoの存在により妨げられ、したがつて形
状維持性が良い。第2加熱ゾーンBからの昇温
速度は15〜20℃/分であり、Ni自溶性合金―
Mo仮焼結体は第2加熱ゾーンBで既に高温加
熱されているので、第3加熱ゾーンCまでの昇
温時間は僅かである。この第3加熱ゾーンCの
保持時間が不充分であると焼結が完全に行われ
ず、焼結体Sに欠陥を生ずる。
(C) Third heating zone (Figure 3C) This heating zone C ranges from just below the solidus line (1010~1020℃) of the Ni self-fluxing alloy to the liquidus line (1075~1020℃).
1085℃), i.e. in the range of 1000 to 1200℃.
Preferably, the sintered body S is formed by holding the temperature constant at 1160° C. for 120 minutes and performing liquid phase sintering treatment by melting the Ni self-fusing alloy. In this case, the flow of the Ni self-fusing alloy is hindered by the presence of Mo, and therefore shape retention is good. The temperature increase rate from the second heating zone B is 15 to 20°C/min.
Since the Mo pre-sintered body has already been heated to a high temperature in the second heating zone B, the time required to raise the temperature to the third heating zone C is short. If the holding time in the third heating zone C is insufficient, sintering will not be completed completely and defects will occur in the sintered body S.

上記のように焼結温度を1160℃に選定する理
由は、焼結温度が1200℃程度となると、焼結体
Sの寸法変化が大きくなり、また炉温制御が容
易でなく、その上炉内温度がばらつくといつた
不具合があり、これらの不具合を除去するため
の作業温度としては1160℃が適当であるからで
ある。
The reason why the sintering temperature is selected as 1160℃ as mentioned above is that when the sintering temperature is about 1200℃, the dimensional change of the sintered body S becomes large, and it is not easy to control the furnace temperature. This is because there are problems when the temperature fluctuates, and 1160°C is the appropriate working temperature to eliminate these problems.

(D) 冷却ゾーン(第3図D) この冷却ゾーンDは、前記焼結温度から略
800℃までの1次冷却ゾーンD1と、略800℃か
ら略400℃までの2次冷却ゾーンD2と、略400
℃から常温までの3次冷却ゾーンD3とに分け
られる。
(D) Cooling zone (Fig. 3D) This cooling zone D is approximately below the sintering temperature.
Primary cooling zone D 1 up to 800℃, secondary cooling zone D 2 from approximately 800℃ to approximately 400℃, and approximately 400℃
It is divided into a tertiary cooling zone D3 from ℃ to room temperature.

1次冷却ゾーンD1は、焼結体Sの高温下に
おける安定域であり、この冷却ゾーンD1では
できるだけ熱的な刺激を避け、同時に冷却効率
を考慮して最高2℃/分程度のゆつくりした速
度で冷却する。この冷却ゾーンD1で急冷が行
われると焼結体Sにクラツクが多発する。
The primary cooling zone D 1 is a stable region of the sintered body S under high temperatures, and in this cooling zone D 1 , thermal stimulation is avoided as much as possible, and at the same time, cooling is performed at a maximum of about 2°C/min in consideration of cooling efficiency. Cool at the set rate. When rapid cooling is performed in this cooling zone D1 , cracks occur frequently in the sintered body S.

2次冷却ゾーンD2では、ベース材2の線膨
脹とAr1変態における寸法変化を吸収するため
に最高3℃/分程度のゆつくりした速度で冷却
する。この場合焼結体Sの線収縮は14.6×
10-6/℃であるが、多孔質であるためベース材
2の収縮に追随する。この冷却ゾーンD2で急
冷が行われると焼結体Sにクラツクが多発す
る。
In the secondary cooling zone D 2 , the base material 2 is cooled at a slow rate of about 3° C./min at maximum in order to absorb linear expansion and dimensional changes due to Ar 1 transformation. In this case, the linear shrinkage of the sintered body S is 14.6×
10 -6 /°C, but since it is porous, it follows the shrinkage of the base material 2. When rapid cooling is performed in this cooling zone D2 , cracks occur frequently in the sintered body S.

3次冷却ゾーンD3では、水,油等の液冷以
外のガス冷却(空冷を含む)により焼結体Sお
よびベース材2の温度を常温まで冷却する。
In the tertiary cooling zone D3 , the temperature of the sintered body S and the base material 2 is cooled to room temperature by gas cooling (including air cooling) other than liquid cooling such as water or oil.

上記加熱―冷却処理を経て、第1図に示すよ
うにワーク成形部3をNi自溶性合金―Moより
なる焼結体Sによつて形成された金型1が得ら
れる。
Through the heating-cooling process described above, a mold 1 is obtained, as shown in FIG. 1, in which the workpiece forming portion 3 is formed of a sintered body S made of a Ni self-fluxing alloy-Mo.

上記焼結体Sはベース材2との溶着性が良好
で、クラツク等の欠陥の発生がない。また3次
元測定機によりX,Y方向に50mm間隔で形状測
定を行い雌型Mと比較したところ、金型1の寸
法を縦300mm、横250mm、高さ180mmとした場合、
最大5mmだけ膨脹している箇所が3箇所あり、
その他の箇所は0〜0.3mmの膨脹を示し、寸法
精度の優れていることが判明した。またアルミ
ナシートSaを用いることにより鋼球6の粗面
が積層原料シートStに転写されることが防止さ
れるので、焼結体Sの面粗度が良好である。
The sintered body S has good weldability with the base material 2 and does not have defects such as cracks. In addition, we measured the shape at 50 mm intervals in the X and Y directions using a three-dimensional measuring machine and compared it with female mold M. When the dimensions of mold 1 were 300 mm in length, 250 mm in width, and 180 mm in height,
There are three locations that are expanded by a maximum of 5mm.
Other locations showed expansion of 0 to 0.3 mm, indicating excellent dimensional accuracy. Further, by using the alumina sheet Sa, the rough surface of the steel ball 6 is prevented from being transferred to the laminated raw material sheet St, so that the surface roughness of the sintered body S is good.

したがつて前記工程を経て得られた金型1は
簡単な仕上げ加工を施すことにより直ちにプレ
ス作業に使用することができる。
Therefore, the mold 1 obtained through the above steps can be used immediately for press work by performing simple finishing processing.

次に前記原料シートを用いた摺動部材の製造方
法について説明する。
Next, a method for manufacturing a sliding member using the raw material sheet will be explained.

縦および横がそれぞれ100mm、厚さ1.5mmの冷間
圧延鋼板の表面に脱脂処理を施した後、その鋼板
に厚さ3mmの前記原料シートをアクリル樹脂接着
剤により2枚積層して貼着し、その原料シートの
表面を平滑に仕上げる。
After degreasing the surface of a cold-rolled steel plate with a length and width of 100 mm and a thickness of 1.5 mm, two of the above raw material sheets with a thickness of 3 mm were laminated and attached to the steel plate using an acrylic resin adhesive. , the surface of the raw material sheet is finished smooth.

得られた積層体を真空焼結炉に設置して前記同
様の加熱―冷却条件で有機物質の分解とNi自溶
性合金粉末とMo粉末の焼結を行う。なお焼結処
理時間は30分間である。
The obtained laminate is placed in a vacuum sintering furnace, and the organic substance is decomposed and the Ni self-fusing alloy powder and Mo powder are sintered under the same heating and cooling conditions as described above. Note that the sintering treatment time was 30 minutes.

上記工程を経て得られた鋼板と焼結体とよりな
る積層体に多数の貫通孔を穿設し、焼結体を摺動
面とする軽荷重用摺動部材を作製する。
A large number of through holes are bored in the laminate made of the steel plate and the sintered body obtained through the above steps to produce a light-load sliding member having the sintered body as a sliding surface.

上記摺動部材は焼結体の面粗度が良好で、優れ
た摺動性能を有し、また焼結体が鋼板に確実に溶
着されているので層間剥離を生じることがない。
焼結体の潤滑性能を向上させるためには、焼結体
に四フツ化エチレン樹脂等の潤滑性合成樹脂を含
浸―硬化させる、または原料シート中にWS2
MoS2等の固体潤滑材を混合しておくとよい。
The sliding member has a sintered body with good surface roughness and excellent sliding performance, and since the sintered body is reliably welded to the steel plate, delamination does not occur.
In order to improve the lubrication performance of the sintered body, the sintered body is impregnated and hardened with a lubricating synthetic resin such as tetrafluoroethylene resin, or WS 2 , etc. is added to the raw material sheet.
It is recommended to mix a solid lubricant such as MoS 2 .

上記摺動部材の焼結体の厚さを増すために、そ
の焼結体に厚さ3mmの前記原料シートをアクリル
樹脂接着剤により貼着し、その表面を平坦に仕上
げた後前記同様の手法で焼結処理を行い、2層構
成の焼結体を持つ摺動部材を得る。
In order to increase the thickness of the sintered body of the sliding member, the raw material sheet with a thickness of 3 mm is adhered to the sintered body using an acrylic resin adhesive, and after finishing the surface flat, the same method as above is repeated. A sintering process is performed to obtain a sliding member having a two-layered sintered body.

この摺動部材においては、両焼結体間が確実に
溶着され、使用中において層間剥離を生じること
がない。
In this sliding member, the two sintered bodies are reliably welded together, and no delamination occurs during use.

比較のため、四フツ化エチレン樹脂エマルジヨ
ンのみからなる液状合成樹脂バインダを調製し
て、前記と同様の手法により原料シートを成形
し、この原料シートを用いて前記と同様のプレス
用金型の製造プロセスを実施したところ、成形工
程を経た積層原料シートに層間剥離の生じている
ことが確認された。
For comparison, a liquid synthetic resin binder consisting only of tetrafluoroethylene resin emulsion was prepared, a raw material sheet was formed using the same method as above, and a press mold similar to that described above was manufactured using this raw material sheet. When the process was carried out, it was confirmed that delamination occurred in the laminated raw material sheet that had undergone the forming process.

また比較のため、アクリル樹脂エマルジヨンの
みからなる液状合成樹脂バインダを調製して、前
記と同様の手法により原料シートを成形し、この
原料シートを用いて前記と同様のプレス用金型の
製造プロセスを実施したところ、成形工程を経た
積層原料シートにひび割れが発生しており、表面
性状が悪化していることが確認された。
For comparison, a liquid synthetic resin binder consisting only of acrylic resin emulsion was prepared, a raw material sheet was molded using the same method as above, and a press mold manufacturing process similar to that described above was carried out using this raw material sheet. When carried out, it was confirmed that cracks had occurred in the laminated raw material sheet that had gone through the forming process, and that the surface quality had deteriorated.

前記実施例においては、合成樹脂バインダとし
て四フツ化エチレン樹脂およびアクリル樹脂を含
有するものについて述べたが、耐ひび割れ性の優
れた他の熱可塑性合成樹脂と、積層性の優れた他
の熱可塑性合成樹脂とを組合わせた場合にも前記
実施例と同様の効果が得られる。
In the above examples, a synthetic resin binder containing tetrafluoroethylene resin and acrylic resin was described, but other thermoplastic synthetic resins with excellent crack resistance and other thermoplastic synthetic resins with excellent lamination properties may be used. Even when a synthetic resin is used in combination, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

なお、前記アルミナシートは以下に述べる工程
を経て製造される。
Note that the alumina sheet is manufactured through the steps described below.

2〜50μのアルミナ粉末に対し前記原料シート
の製造に用いたのと同様の合成樹脂バインダ8重
量%を添加して常温にて卓上ニーダにより5分間
混練し、この混練中に水を3重量%添加する。
8% by weight of a synthetic resin binder similar to that used in the production of the raw material sheet was added to 2-50μ alumina powder and kneaded for 5 minutes in a table kneader at room temperature, and during this kneading, 3% by weight of water was added. Added.

得られた可塑性物を加熱器により120℃にて60
分間加熱し、合成樹脂バインダ中の水分を蒸発し
て可塑性物を乾燥する。
The obtained plastic material was heated to 120°C for 60°C using a heater.
Heating is performed for a minute to evaporate the moisture in the synthetic resin binder and dry the plastic material.

乾燥後、略80℃の熱を保有して熱可塑化状態に
ある可塑性物に前記原料シートの製造に用いたの
と同様のロール機を用いて同様の手法により成形
処理を施し、厚さ1mmのアルミナシートを成形す
る。この場合ロール機のロールを可塑性物と同程
度の温度(略80℃)に加熱するとシート成形作業
が容易に行われる。
After drying, the plastic material, which is in a thermoplastic state by retaining heat of approximately 80 degrees Celsius, is subjected to a molding process using the same roll machine as that used for manufacturing the raw material sheet, using the same method as that used to produce the raw material sheet, to form a 1 mm thick plastic material. Form an alumina sheet. In this case, heating the rolls of the roll machine to a temperature similar to that of the plastic material (approximately 80°C) facilitates sheet forming.

成形後アルミナートに80℃にて30分間の加熱処
理を施し、成形時に発生した歪を除去する。
After forming, the aluminate is heat-treated at 80°C for 30 minutes to remove distortion generated during forming.

C 発明の効果 本発明によれば、原料シートの合成樹脂バイン
ダに、耐ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂お
よび積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有させ
るので、原料シートより得られる成形体に層間剥
離を生じたり、またひび割れを発生することがな
く、層間接着強さが大きく、また表面性状の良好
な成形体を得、延いては寸法精度および表面性状
の優れた金属焼結体を得ることができる。
C. Effects of the Invention According to the present invention, since the synthetic resin binder of the raw material sheet contains a thermoplastic synthetic resin with excellent crack resistance and a thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties, a molded article obtained from the raw material sheet is obtained. It is possible to obtain a molded body that does not cause delamination or cracking, has high interlayer adhesion strength, and has good surface quality, and in turn, produces a metal sintered body with excellent dimensional accuracy and surface quality. Obtainable.

また第2発明によれば、原料シートの製造に当
り、焼結性金属粉末と前記特定の材質を持つ液状
合成樹脂バインダとを混練して可塑性物を得、次
いでその可塑性物を加熱乾燥することにより、少
量の合成樹脂バインダを焼結性金属粉末に均一に
塗布することができる。このように合成樹脂バイ
ンダを焼結性金属粉末に均一に塗布することによ
り、次工程におけるシート成形作業において形状
維持性の良いシートを得ることが可能となり、ま
た合成樹脂バインダを少量使用することにより気
孔率の小さい高強度な焼結体を得ることが可能と
なる。
According to the second invention, in producing the raw material sheet, a sinterable metal powder and a liquid synthetic resin binder having the specific material are kneaded to obtain a plastic material, and then the plastic material is heated and dried. This allows a small amount of the synthetic resin binder to be uniformly applied to the sinterable metal powder. By uniformly applying the synthetic resin binder to the sinterable metal powder in this way, it is possible to obtain a sheet with good shape retention during the sheet forming process in the next process, and by using a small amount of the synthetic resin binder, It becomes possible to obtain a high-strength sintered body with low porosity.

その後可塑性物を熱可塑化状態でシート状に成
形することにより、その形成作業を容易にし、ま
た常温において適当な可撓性と引裂き強度を有
し、取扱い性の優れた原料シートを得ることがで
きる。
Thereafter, by forming the plastic material into a sheet in a thermoplastic state, it is possible to facilitate the forming process and to obtain a raw material sheet that has appropriate flexibility and tear strength at room temperature and is easy to handle. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る原料シートを用いて製造
されたプレス用金型の断面図、第2図a〜eはプ
レス用金型の製造工程説明図、第3図は焼結工程
における温度と時間の関係を示すグラフである。 S…焼結体、St…原料シート。
Figure 1 is a sectional view of a press mold manufactured using the raw material sheet according to the present invention, Figures 2 a to e are illustrations of the manufacturing process of the press mold, and Figure 3 is the temperature in the sintering process. This is a graph showing the relationship between time and time. S...Sintered body, St...Raw material sheet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 90〜99重量%の焼結性金属粉末と、1〜10重
量%の合成樹脂バインダとよりシート状に構成さ
れ、前記合成樹脂バインダは、耐ひび割れ性の優
れた熱可塑性合成樹脂に対して30〜70重量%の積
層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有し、前記耐
ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂は、四フツ
化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂およびナイロ
ンから選択される少なくとも一種であり、また積
層性の優れた熱可塑性合成樹脂は、アクリル樹
脂、ポリエチレン樹脂およびブタジエン酢酸ビニ
ル共重合体から選択される少なくとも一種である
ことを特徴とする金属焼結体用原料シート。 2 四フツ化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂お
よびナイロンから選択される少なくとも一種の耐
ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂に対して、
アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂およびブタジエ
ン酢酸ビニル共重合体から選択される少なくとも
一種の積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を30〜70
重量%含有する液状合成樹脂バインダを調製する
工程と、90〜99重量%の焼結性金属粉末と1〜10
重量%の前記液状合成樹脂バインダとを混練して
可塑性物を得る工程と;前記可塑性物を加熱乾燥
する工程と;前記可塑性物を熱可塑化状態でシー
ト状に成形する工程と;を順次行うことを特徴と
する金属焼結体用原料シートの製造方法。
[Scope of Claims] 1. Constructed in a sheet form from 90 to 99% by weight of sinterable metal powder and 1 to 10% by weight of a synthetic resin binder, the synthetic resin binder being a heat-resistant material with excellent crack resistance. Contains 30 to 70% by weight of a thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties based on the plastic synthetic resin, and the thermoplastic synthetic resin with excellent cracking resistance is selected from tetrafluoroethylene resin, polystyrene resin, and nylon. and the thermoplastic synthetic resin having excellent lamination properties is at least one selected from acrylic resin, polyethylene resin, and butadiene-vinyl acetate copolymer. sheet. 2. At least one thermoplastic synthetic resin with excellent crack resistance selected from tetrafluoroethylene resin, polystyrene resin, and nylon,
30 to 70% of at least one thermoplastic synthetic resin with excellent lamination properties selected from acrylic resin, polyethylene resin, and butadiene-vinyl acetate copolymer.
A step of preparing a liquid synthetic resin binder containing 90 to 99 weight % of a sinterable metal powder and 1 to 10% by weight of a sinterable metal powder.
% by weight of the liquid synthetic resin binder to obtain a plastic material; heating and drying the plastic material; and molding the plastic material into a sheet in a thermoplastic state. A method for producing a raw material sheet for a metal sintered body, characterized in that:
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