JPH02228401A - 金属射出成形用コンパウンドの製造方法 - Google Patents

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） 本発明は金属射出成形用コンパウンドの製造方法に関し
、更に詳しくは、成形品の密度分布のばらつきを小さく
し、したがって脱バインダ時における割れ、クランクの
発生を少なくすることができ、また焼結時における収縮
率のばらつきも小さいので焼結体の優れた寸法精度を可
能にする金属射出成形用コンパウンドを製造する方法に
関する。

（従来の技術） 金属射出成形法は、粉末冶金法では製造が困難であるよ
うな高密度で複雑形状の金属部品を量産できる方法とし
て注目を集めている。この金属射出成形法は概ね次のよ
うな工程をもって構成されている。

すなわち、所定の粒度分布をもつ金属または合金の原料
粉末と結合側や滑剤などから成るバインダ成分とを所定
の量比で混練機に投入し、バインダ成分が溶融する温度
で充分にこれらを混練してコンパウンドを調製する。

ついで、得られたコンパウンドを造粒機にかけて所定の
形状、大きさのベレットを造粒したのち、このベレット
を射出成形機に導入して所定形状の成形品にする。

得られた成形品には、つぎに、所定の熱処理が施されて
バインダ成分を熱分解して除去したのち、得られた多孔
質で脆性な処理品を焼結炉で焼結することにより、目的
とする組成・寸法精度の金属（または合金）焼結体が得
られる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来は、混練工程を経て得られたコンパ
ウンドが不均一な混線状態にあり、原料粉末が部分的に
偏析していることがある。このようなコンパウンドを用
いて射出成形を行なうと、得られた成形品の密度分布も
不均一になり、その結果、脱バインダの熱処理工程で熱
分解ガスの脱離不均一に基づき、成形品に割れやクラッ
クが多発するようになる。また、これら組織欠陥が発生
しない場合でも、次段の焼結工程で収縮率の部分的なば
らつきが大きく発現し、焼結晶の変形や寸法精度の低下
を招く。

本発明者はこのような問題の発生を解決すべく上記混練
工程について充分検討を加えたところ、従来は、粒度の
粗いもの、粒度の細かいものの混合物である原料粉末を
１度にバインダ成分に投入・混練するところにコンパウ
ンドが不均一になる原因があるとの知見を得た。すなわ
ち、原料粉末を１度にバインダ成分に投入して混練する
と、細かい粒度のものは混線過程で互いに凝結しあって
団塊状となり、粗い粒度のものとの混線が不完全になる
からである。このことは、混練機の運転時間を長くして
も解消することはない。

本発明者は上記知見に基づいて更に研究を重ねた結果、
充分均一に混練が進んでいるコンパウンドの製造方法を
開発するに到った。

すなわち、本発明は原料粉末が偏析していない金属射出
成形用コンパウンドの製造方法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明においては、バ
インダ成分と金属原料粉末を混練して金属射出成形用コ
ンパウンドを製造する方法において、粒度の粗い金属原
料粉末から粒度の細かい金属原料粉末をこの順序でバイ
ンダ成分に投入して順次混練することを特徴とする金属
射出成形用コンパウンドの製造方法が提供される。

本発明方法においては、用いる金属原料粉末の粒度分布
に応じて多段階で混練が進められる。

すなわち、バインダ成分と原料粉末の混練時には、まず
、粒度の最も粗い原料粉末とバインダ成分との混線から
始め、その混線を終了した時点で、最初の粒度よりも細
かい粒度の原料粉末を混練物に投入して混線を進める。

このようなｗＡｔＩｌの混練を順次進め、最後には、最
も細かい粒度の原料粉末を混線物に投入して混練する。

この場合、多段階で投入される原料粉末相互間における
粒度の区分けは任意であってよく、格別限定されるもの
ではない、また、ある混線段階で使用する原料粉末にお
ける粒度の幅は、その下限が次の混練段階で使用する原
料粉末の粒度の幅の上限よりも大であっても小であって
もよく、格別限定されるものではない。

（作用） 本発明方法によれば、粒度の粗い原料粉末から順次バイ
ンダ成分と混練されていくので、前述したように、細か
い粒度の原料粉末が団塊状になるということがなくなり
、得られたコンパウンドは原料粉末とバインダ成分が均
一に混練された状態のものになる。

（発明の実施例） ＳＵＳ３１６Ｌ相当の溶湯に高圧水噴霧法を適用して平
均粒径１１．０μｍの粉末を調製した。

得られた粉末の化学成分は、Ｃ：　０．１５重量％、Ｓ
ｉ：０．６７重量％、Ｍｎ：０．１７重量％、Ｐ　：　
０．２１重量％、Ｓ：０．０６重量％、Ｃｕ：０．０５
重量％、Ｎｉ：１３．５４重量％、Ｃｒ：１７．２９重
量％、Ｍｏ：２．１０重量％、Ｎ：０．０６１重量％、
０；０．４２重量％、残部はＦｅである。

得られた粉末の粒度分布は、１５〜４０μｍのもの（Ａ
という）が３２．８％、５〜１５μｍのもの（Ｂという
）が５０．１％、５ｕｍ以下（Ｃという）が１７．１％
であった。

つぎに、結合剤としてポリプロピレン、滑剤としてパラ
フィンワックスから成るバインダ成分４０容積％相当量
を混練機に投入し、１５０°Ｃで運転しながら、ここに
まずＡ粉末を投入して約１０分間混練し、ついでＢ粉末
を投入して約２０分間混練し、最後にＣ粉末を投入して
約６０分間混練した。Ａ、Ｂ、Ｃの各粉末は合計量で６
０容積％相当量であった。

得られた混練物を造粒、射出成形して長さ７４腸、幅１
３ａｓ、厚み５層の直方体形状の成形品を得た。

比較のために、Ａ、Ｂ、Ｃの各粉末を同時にバインダ成
分に投入して約９０分間混練したのち、造粒、射出成形
を行なって上記と同寸法の成形品を得た。

これらの成形品につき、厚み方向へのγ線透過法で、長
手方向６点の個所における密度（ｇ／ｃｄ）を測定した
。その結果を第１表に示した。

第　　１　　表 ついで、これら成形品を昇温速度１０　’Ｃ／ｈｒで５
００℃まで加熱して脱バインダ処理を行なったのち、１
３００°Ｃで２時間真空焼結を行なった。

得られた焼結体２０個につき、第１表の密度を測定した
個所６点におけるそれぞれの収縮率（％）を算出した。

それぞれの焼結体の各測定点における収縮率のばらつき
を平均値として第２表に示した。なお、実施例、比較例
の焼結晶は、いずれもその密度は溶製時の値の９８％で
あった。

第２表 なお、脱バインダ処理時に昇温速度を２０’Ｃ／ｈｒに
したところ、比較例のものには割れが発生してしまった
。

第１表の結果にみられるように、本発明方法で成形した
成形品はその密度分布のばらつきが比較例のものに比べ
て１桁小さく、混練で得られたコンパウンドが均一に混
練されているものであることがわかる。また、第２表の
結果にみられるように、成形品の焼結時における収縮率
のばらつきは小さくなり、優れた寸法精度の実現が可能
になることがわかる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法によれば、成
形品における密度分布のばらつきが少なく、したがって
脱バインダ処理時に割れ、クランク等の組織欠陥を生ず
る虞れがなく、また寸法精度に優れた焼結晶を提供する
ことができる金属射出成形用のコンパウンドを製造する
ことができ、その工業的価値は大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バインダ成分と金属原料粉末を混練して金属射出成形用
   コンパウンドを製造する方法において、粒度の粗い金属
   原料粉末から粒度の細かい金属原料粉末をこの順序でバ
   インダ成分に投入して順次混練することを特徴とする金
   属射出成形用コンパウンドの製造方法。