JPH03134103A - 金属焼結体製造用金属粉末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法 - Google Patents
金属焼結体製造用金属粉末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法Info
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- JPH03134103A JPH03134103A JP1269730A JP26973089A JPH03134103A JP H03134103 A JPH03134103 A JP H03134103A JP 1269730 A JP1269730 A JP 1269730A JP 26973089 A JP26973089 A JP 26973089A JP H03134103 A JPH03134103 A JP H03134103A
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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。
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）
本発明は金属焼結体の製造に使用するための金属粉末、
特に該金属粉末とバインダーとを混合して得られた組成
物から射出成形等によって中間成形体を得て、これを焼
結して金属焼結体製品を製造する際に使用される金属粉
末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法に関する
ものである。
特に該金属粉末とバインダーとを混合して得られた組成
物から射出成形等によって中間成形体を得て、これを焼
結して金属焼結体製品を製造する際に使用される金属粉
末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法に関する
ものである。
（従来の技術）
従来、一般に金属焼結体製品は金属粉末をプレス成形し
て圧粉体を得た後、これを焼結することによって製造さ
れていたが、このような製造方法によるときは、三次元
的に複雑な形状を有する焼結体製品や、薄肉部又はナイ
フェツジ部を有する焼結体製品を得ることは極めて困難
であった。
て圧粉体を得た後、これを焼結することによって製造さ
れていたが、このような製造方法によるときは、三次元
的に複雑な形状を有する焼結体製品や、薄肉部又はナイ
フェツジ部を有する焼結体製品を得ることは極めて困難
であった。
上記したような欠点を解消するために、特開昭５７−１
６１０３号、同５７−２６１０５号、同５８−１５３７
０２号等によって開示されているように、平均粒径を１
０μｍ以下となるように粒度を調整した金属粉末と適宜
のバインダーとからなる混合組成物を射出成形等を利用
して成形し、これによって得られた中間成形体を加熱又
は溶媒抽出することによって脱バインダーした後、焼結
を行なう金属焼結体製品の製造方法が提案されている。
６１０３号、同５７−２６１０５号、同５８−１５３７
０２号等によって開示されているように、平均粒径を１
０μｍ以下となるように粒度を調整した金属粉末と適宜
のバインダーとからなる混合組成物を射出成形等を利用
して成形し、これによって得られた中間成形体を加熱又
は溶媒抽出することによって脱バインダーした後、焼結
を行なう金属焼結体製品の製造方法が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、上記の如く平均粒径が１０μｍ以下の金属粉末
を使用して焼結体の製造を行なう場合においては、焼結
密度の高い焼結体製品が得られる利点があるもの瓢、そ
の反面において、バインダーを多量に必要とするため脱
バインダーに長時間を要し、また焼結過程における収縮
量が大きくなり得られる焼結体製品の寸法精度が劣ると
いう問題があり、さらに原料コストが高いという経済的
不利を有するものであった。
を使用して焼結体の製造を行なう場合においては、焼結
密度の高い焼結体製品が得られる利点があるもの瓢、そ
の反面において、バインダーを多量に必要とするため脱
バインダーに長時間を要し、また焼結過程における収縮
量が大きくなり得られる焼結体製品の寸法精度が劣ると
いう問題があり、さらに原料コストが高いという経済的
不利を有するものであった。
一方、平均粒径が１０μｍを超える金属粉末を用いれば
経済性は改善されるが、製品の焼結密度が低下するばか
りでなく、バインダーとの混合組成物の射出成形等によ
る成形性や、成形によって得られた中間成形体を脱バイ
ンダーするに際して、脱バインダー中の成形体の強度ひ
いては成形体の形状保持性が低下するという問題を生ず
る。
経済性は改善されるが、製品の焼結密度が低下するばか
りでなく、バインダーとの混合組成物の射出成形等によ
る成形性や、成形によって得られた中間成形体を脱バイ
ンダーするに際して、脱バインダー中の成形体の強度ひ
いては成形体の形状保持性が低下するという問題を生ず
る。
本発明は金属粉末とバインダーからなる混合組成物から
射出成形法等により中間成形体を得、これを利用して金
属焼結体製品を製造するに際し、上記したような問題点
を解決し、寸法精度が高く且つ高密度の金属焼結体製品
を経済的に効率よく製造することのできるような焼結体
製造用の金属粉末、及び該金属粉末による金属焼結体の
製造方法を提供することを目的とするものである。
射出成形法等により中間成形体を得、これを利用して金
属焼結体製品を製造するに際し、上記したような問題点
を解決し、寸法精度が高く且つ高密度の金属焼結体製品
を経済的に効率よく製造することのできるような焼結体
製造用の金属粉末、及び該金属粉末による金属焼結体の
製造方法を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
即ち、本発明においては上記したような射出成形等を利
用した金属焼結体製品の製造に用いる金属粉末として次
に示すような条件を満足するような金属粉末、即ち複数
のピークを有する粒度分布からなり、 イ）相隣り合う任意の２つのピークの粒径に関し、小さ
い方の粒径に対する大きい方の粒径の比が、すべて５〜
１０であり、 口） 相隣り合う任意の２つのピークの高さに関し、高
くない方のピークの高さに対する他方のピークの高さの
比が、すべて１〜５であり、ハ） 相隣りあう任意のと
一タの粒径と高さに関し、高くない方のピークの粒径が
他方のピークの粒径より小さく、 二）最大のピークの粒径が３０〜８０ｔｃｍであるよう
な金属粒子群からなる金属粉末を提供することによって
上記本発明の目的を達成することに成功したものである
。
用した金属焼結体製品の製造に用いる金属粉末として次
に示すような条件を満足するような金属粉末、即ち複数
のピークを有する粒度分布からなり、 イ）相隣り合う任意の２つのピークの粒径に関し、小さ
い方の粒径に対する大きい方の粒径の比が、すべて５〜
１０であり、 口） 相隣り合う任意の２つのピークの高さに関し、高
くない方のピークの高さに対する他方のピークの高さの
比が、すべて１〜５であり、ハ） 相隣りあう任意のと
一タの粒径と高さに関し、高くない方のピークの粒径が
他方のピークの粒径より小さく、 二）最大のピークの粒径が３０〜８０ｔｃｍであるよう
な金属粒子群からなる金属粉末を提供することによって
上記本発明の目的を達成することに成功したものである
。
本発明の金属粉末は射出成形法による中間成形体の製造
に最も適しているが、これ以外の成形方法、例えば押出
し成形、泥しよう鋳込み成形、圧縮成形、静水圧成形、
ロール成形、ドクターブレード成形等の方法による焼結
体製造用中間成形体の製造にも適用できる。
に最も適しているが、これ以外の成形方法、例えば押出
し成形、泥しよう鋳込み成形、圧縮成形、静水圧成形、
ロール成形、ドクターブレード成形等の方法による焼結
体製造用中間成形体の製造にも適用できる。
（作 用）
本発明の金属焼結体製造用の金属粉末は前記の通り特定
の粒度分布を有する金属粒子群からなる点に特徴がある
。
の粒度分布を有する金属粒子群からなる点に特徴がある
。
本発明において、金属粉末とは純金属、合金、２種以上
の金属、合金を組合せた金属複合材料乃至は混合材料及
び金属炭化物、金属窒化物、金属ホウ［ヒ物等のセラミ
ック系金属化合物と金属、合金とをそれぞれ１種以上を
組合わせな金属−金属化合物複合材料乃至は混合材料の
粉末をいう。本発明における金属粉末の粒子の形状には
特にこれといった制限はないが、余り不定形状でない球
状、角形状のものが好ましい。
の金属、合金を組合せた金属複合材料乃至は混合材料及
び金属炭化物、金属窒化物、金属ホウ［ヒ物等のセラミ
ック系金属化合物と金属、合金とをそれぞれ１種以上を
組合わせな金属−金属化合物複合材料乃至は混合材料の
粉末をいう。本発明における金属粉末の粒子の形状には
特にこれといった制限はないが、余り不定形状でない球
状、角形状のものが好ましい。
また金属粉末の粒度分布とは、粉末粒子の粒径ごとの粉
末量（重量基準）の分布を意味し、具体的には横軸に粒
径をとり縦軸に粉末量を表わすものとして重量をとった
ときに描かれる粉末量−粒径曲線により示される分布で
ある。尚、粒度分布のクラス幅を、その上限と下限夫々
の常用対数の差かはｆ一定、例えば０．１程度とする。
末量（重量基準）の分布を意味し、具体的には横軸に粒
径をとり縦軸に粉末量を表わすものとして重量をとった
ときに描かれる粉末量−粒径曲線により示される分布で
ある。尚、粒度分布のクラス幅を、その上限と下限夫々
の常用対数の差かはｆ一定、例えば０．１程度とする。
該分布曲線においては、特定粒径の粉末量は曲線の高さ
として示される。金属粉末の粒径は市販のコールタ−カ
ウンター、マイクロトラック、セディメーター等によっ
て測定することができる。
として示される。金属粉末の粒径は市販のコールタ−カ
ウンター、マイクロトラック、セディメーター等によっ
て測定することができる。
本発明における金属粉末は上記の粒度分布曲線が２以上
のピークを有する粒子群からなるものであって、相隣り
合う任意の２つのピークが粒径および高さについて前記
の通りの関係、即ち（イ）小さい方の粉末の粒径に対す
る大きい方の粉末の粒径の比がすべて５〜１０であり、
（ロ）高くない方のピークの高さに対する他方のピーク
の高さの比がすべて１〜５であって、（ハ）高くない方
のピークの粒径が他方のピークの粒径より小さく、しか
も（ニ）最大のピークの粒径が３０〜８０μｍの範囲に
あるものでなければならない。前記のｍ 、（０１、（
ハ）で示される粒度分布条件を満足することにより金属
粉末−バインダー組成物における粉末の最大充填密度が
著しく高まり、もって射出成形等による中間成形体中に
おける金属粉末の充填密度を大きく向上させることがで
きる。
のピークを有する粒子群からなるものであって、相隣り
合う任意の２つのピークが粒径および高さについて前記
の通りの関係、即ち（イ）小さい方の粉末の粒径に対す
る大きい方の粉末の粒径の比がすべて５〜１０であり、
（ロ）高くない方のピークの高さに対する他方のピーク
の高さの比がすべて１〜５であって、（ハ）高くない方
のピークの粒径が他方のピークの粒径より小さく、しか
も（ニ）最大のピークの粒径が３０〜８０μｍの範囲に
あるものでなければならない。前記のｍ 、（０１、（
ハ）で示される粒度分布条件を満足することにより金属
粉末−バインダー組成物における粉末の最大充填密度が
著しく高まり、もって射出成形等による中間成形体中に
おける金属粉末の充填密度を大きく向上させることがで
きる。
その結果、焼結時の収縮量が小さくなり、得られる金属
焼結体製品は、寸法精度の高いものとなるほか、密度、
機械的特性も優れたものとなるのである。
焼結体製品は、寸法精度の高いものとなるほか、密度、
機械的特性も優れたものとなるのである。
また最大ピークの粒径は、前記の仁）で示されるように
３０〜８０μｍでなければならず、この粒径が３０μｍ
未満であると脱バインダーに長時間を要するばかりでな
く、金属粉末の原料コストが上昇するという不利を招く
のである。最高ピークの粒径が８０μｍを越えると焼結
体の焼結密度が低下し、また、バインダーと混合した組
成物かち得られる中間成形体の脱バインダーに際しての
形状保持性が劣化し、従って寸法精度が低下する。
３０〜８０μｍでなければならず、この粒径が３０μｍ
未満であると脱バインダーに長時間を要するばかりでな
く、金属粉末の原料コストが上昇するという不利を招く
のである。最高ピークの粒径が８０μｍを越えると焼結
体の焼結密度が低下し、また、バインダーと混合した組
成物かち得られる中間成形体の脱バインダーに際しての
形状保持性が劣化し、従って寸法精度が低下する。
また上記した如く最高ピークの粒径を３０〜８０ノ１ｍ
の範囲にしたために、金属粉末に含よノする粒径１０μ
ｍ以下の粉末の量はこく少量に抑えられ、あるいはまっ
たく存在しなくなるので、金属粉末の原料コストも低下
し経済的にも有利なものとなるのである。
の範囲にしたために、金属粉末に含よノする粒径１０μ
ｍ以下の粉末の量はこく少量に抑えられ、あるいはまっ
たく存在しなくなるので、金属粉末の原料コストも低下
し経済的にも有利なものとなるのである。
本発明の金属粉末を用いて、金属焼結体の製造を行なう
手順は従来から行なわれている、バインダーを使用し中
間成形体を経る金属焼結体の製造方法におけるものと可
算変わることがない。
手順は従来から行なわれている、バインダーを使用し中
間成形体を経る金属焼結体の製造方法におけるものと可
算変わることがない。
これを金属粉末−バインダー組成物から射出成形法を利
用して中間成形体を得、これより金属焼結体を製造する
場合を例にとって説明すると次の通りである。
用して中間成形体を得、これより金属焼結体を製造する
場合を例にとって説明すると次の通りである。
即ち、金属粉末を所定の配合割合で適宜のバインダーと
均一に混合して中間成形体形成用の組成物、つまり射出
成形用組成物を作成し、これを所望の形状に射出成形し
て、得られた射出成形体を加熱又は溶媒抽出することに
よって脱バインダーした後、焼結処理を施すものである
。これらの各工程は次のようにして行なわれる。
均一に混合して中間成形体形成用の組成物、つまり射出
成形用組成物を作成し、これを所望の形状に射出成形し
て、得られた射出成形体を加熱又は溶媒抽出することに
よって脱バインダーした後、焼結処理を施すものである
。これらの各工程は次のようにして行なわれる。
・１ 多６ の。
金属粉末とバインダーとを混合して射出成形用組成物を
作成するに当たっては、バインダーは従来使用されてい
る、例えば低分子量ポリプロピレン、部分ケン化モンタ
ンワックス及びジブチルフタレートからなるバインダー
、パラフィンワックス、エチレンアクリレート、ポリエ
チレン及び鉱油系油剤からなるバインダー、部分ケン化
モンタンワックス、ポリエチレン及びステアリン酸がち
なるバインダー、ポリエチレン、メタクリル酸エステル
ポリマー、ジブチルフタレート及びパラフィンワックス
からなるバインダー等を使用することが出来るが、特に
好ましいバインダー組成としては、パラフィン系ワック
ス２０〜７０重量％、低密度ポリエチレン２０〜７０重
量％、ホウ酸エステル５〜２０重量％からなるものが金
属粉末との混和性、得られた射出成形用組成物の射出成
形性、射出成形による中間成形体の強度及び形状保持性
等により優れ、特に脱バインダーに要する加熱温度が比
較的低く、しかも短時間の処理で好結果を得ることが出
来るので推奨される。
作成するに当たっては、バインダーは従来使用されてい
る、例えば低分子量ポリプロピレン、部分ケン化モンタ
ンワックス及びジブチルフタレートからなるバインダー
、パラフィンワックス、エチレンアクリレート、ポリエ
チレン及び鉱油系油剤からなるバインダー、部分ケン化
モンタンワックス、ポリエチレン及びステアリン酸がち
なるバインダー、ポリエチレン、メタクリル酸エステル
ポリマー、ジブチルフタレート及びパラフィンワックス
からなるバインダー等を使用することが出来るが、特に
好ましいバインダー組成としては、パラフィン系ワック
ス２０〜７０重量％、低密度ポリエチレン２０〜７０重
量％、ホウ酸エステル５〜２０重量％からなるものが金
属粉末との混和性、得られた射出成形用組成物の射出成
形性、射出成形による中間成形体の強度及び形状保持性
等により優れ、特に脱バインダーに要する加熱温度が比
較的低く、しかも短時間の処理で好結果を得ることが出
来るので推奨される。
任意に配合できるステアリン酸は射出成形用金型と射出
成形による中間成形体との離型性を向上させるものであ
るが、２０重量％以下の割合で使用されるもので、２０
重量％を越えると金属粉末とバインダーの混和性が低下
する。
成形による中間成形体との離型性を向上させるものであ
るが、２０重量％以下の割合で使用されるもので、２０
重量％を越えると金属粉末とバインダーの混和性が低下
する。
金属粉末とバインダーの好ましい配合割合は、金属粉末
が３０〜７０容量％、バインダーが７０〜３０容量％で
あり、バインダーを上記好ましい組成のものにすると、
上記の容量％を夫々６０〜７５．２５〜４０とバインダ
ー使用量を低減することができる。金属粉末の割合が３
０容量％未満であ−ると、中間成形体における金属粉末
の充填密度が低く過ぎて、得られる焼結製品の密度を向
上させることが困難であり、一方７０容量％を超えると
得られた射出成形用組成物の射出成形性が著しく低下し
てしまうので好ましくない。
が３０〜７０容量％、バインダーが７０〜３０容量％で
あり、バインダーを上記好ましい組成のものにすると、
上記の容量％を夫々６０〜７５．２５〜４０とバインダ
ー使用量を低減することができる。金属粉末の割合が３
０容量％未満であ−ると、中間成形体における金属粉末
の充填密度が低く過ぎて、得られる焼結製品の密度を向
上させることが困難であり、一方７０容量％を超えると
得られた射出成形用組成物の射出成形性が著しく低下し
てしまうので好ましくない。
射出成形
射出成形用組成物から射出成形によって中間成形体を得
るに当たっては、従来プラスチックの射出成形に使用さ
れている設備、装置を利用することができ、一般に加熱
温度８０〜２００’Ｃで、射出圧力５００〜２０００ｋ
ｇ／′−の範囲で射出成形が行なわれる。
るに当たっては、従来プラスチックの射出成形に使用さ
れている設備、装置を利用することができ、一般に加熱
温度８０〜２００’Ｃで、射出圧力５００〜２０００ｋ
ｇ／′−の範囲で射出成形が行なわれる。
脱バ歪Ｚグニ処理
中間成形体の加熱による脱バインダー処理は不活性ガス
又は還元性雰囲気炉を用いて、５〜ｂ／’ｈｒ程度の昇
温速度で２５０〜５５０℃の温度に加熱することによっ
て行なわれる。
又は還元性雰囲気炉を用いて、５〜ｂ／’ｈｒ程度の昇
温速度で２５０〜５５０℃の温度に加熱することによっ
て行なわれる。
前述の好ましいバインダーを使用した場合には１２℃／
’ｈｒ以上の昇温速度で２５０℃程度の比較的低い温度
まで加熱し、必要に応じ該温度に保持すれば十分であり
、脱バインダー処理の効率化を図ることができ、またエ
ネルギー消費を節約することができる。またこのバイン
ダーは加熱処理によらずに塩素を含む有機溶剤や、テト
ラヒドロフランなどの溶剤に浸漬することによる溶剤脱
脂法を適用して脱バインダー処理を行なうこともできる
。
’ｈｒ以上の昇温速度で２５０℃程度の比較的低い温度
まで加熱し、必要に応じ該温度に保持すれば十分であり
、脱バインダー処理の効率化を図ることができ、またエ
ネルギー消費を節約することができる。またこのバイン
ダーは加熱処理によらずに塩素を含む有機溶剤や、テト
ラヒドロフランなどの溶剤に浸漬することによる溶剤脱
脂法を適用して脱バインダー処理を行なうこともできる
。
上記バインダー中の低密度ポリエチレン、パラフィン系
ワックスは共に加熱することによって、はぼ完全に蒸発
除去される。また、バインダー中におけるパラフィン系
ワックスは溶剤によって溶出し、その際溶出しないで残
存する低密度ポリエチレンは焼結の際に蒸発除去するこ
ともできる。
ワックスは共に加熱することによって、はぼ完全に蒸発
除去される。また、バインダー中におけるパラフィン系
ワックスは溶剤によって溶出し、その際溶出しないで残
存する低密度ポリエチレンは焼結の際に蒸発除去するこ
ともできる。
焼−結
中間成形体の焼結を行なうに当たっては通常の粉末冶金
法と同様の焼結条件、即ち不活性又は還元性雰囲気炉、
或いは真空加熱炉を使用して使用金属粉末の種類によっ
て定まる焼結温度に加熱昇温して焼結反応を行なわせる
。
法と同様の焼結条件、即ち不活性又は還元性雰囲気炉、
或いは真空加熱炉を使用して使用金属粉末の種類によっ
て定まる焼結温度に加熱昇温して焼結反応を行なわせる
。
（実施例）
上 １〜１０戸び＝ 佐口１〜１４以下、本発明を
実施例によりさらに具体的に説明する。本実施例におい
ては中間成形体の製造は射出成形法によって行なわれた
。
実施例によりさらに具体的に説明する。本実施例におい
ては中間成形体の製造は射出成形法によって行なわれた
。
試験番号１〜１０に比較例を、また試験番号１１〜１４
には本発明例を示した。
には本発明例を示した。
これらの試験に使用する金属粉末として、粒度分布が単
一のピークを有し、ピークの粒径がそれぞれ８０μｍ
、４５μｍ 、１５μｍ 、６μｍ及び０．８μｍの５
種類の鉄粉末、及びピークの粒径がそれぞれ４５μｍ
、１５μｍ及び６μｍ（７）３種類（７） ５Ｏ８３１
６［ステンレス鋼粉末を用意した。ピーク粒径８０μｍ
の鉄粉末は、水アトマイズ法で製造されたもので、粒径
の対数に対してほぼ正規分布をなす粒度分布を有するも
のである。またピー・り粒径４５μｍ及び１５μｍの鉄
粉末は、このピーク粒径８０μｍの鉄粉末を分級して調
製した篩下である。またピーク粒径６μｍ及び０．８μ
ｍの鉄粉末はカルボニル法によって製造されたものであ
り、シャープな粒度分布を有する粉末である。
一のピークを有し、ピークの粒径がそれぞれ８０μｍ
、４５μｍ 、１５μｍ 、６μｍ及び０．８μｍの５
種類の鉄粉末、及びピークの粒径がそれぞれ４５μｍ
、１５μｍ及び６μｍ（７）３種類（７） ５Ｏ８３１
６［ステンレス鋼粉末を用意した。ピーク粒径８０μｍ
の鉄粉末は、水アトマイズ法で製造されたもので、粒径
の対数に対してほぼ正規分布をなす粒度分布を有するも
のである。またピー・り粒径４５μｍ及び１５μｍの鉄
粉末は、このピーク粒径８０μｍの鉄粉末を分級して調
製した篩下である。またピーク粒径６μｍ及び０．８μ
ｍの鉄粉末はカルボニル法によって製造されたものであ
り、シャープな粒度分布を有する粉末である。
３種類の３１３３１６１ステンレス鋼粉末は水アトマイ
ズ法で製造された粉末を分級して調製したものである。
ズ法で製造された粉末を分級して調製したものである。
上記した粉末のそれぞれ６種類（試験番号１〜５及び９
）及びこれらの粉末２種類以上を、第１表に示すように
混合して調製した粉末（試験番号６〜８及び１０〜１４
；コールタ−カウンターにより測定したこれら混合粉末
の粒度分布は、ピークの位置およびピークの高さ比は第
１表に示したものとほとんど変わらなかった。）につい
て、最大充填密度（理論密度を１００として）を振動充
填密度測定法によって測定した。
）及びこれらの粉末２種類以上を、第１表に示すように
混合して調製した粉末（試験番号６〜８及び１０〜１４
；コールタ−カウンターにより測定したこれら混合粉末
の粒度分布は、ピークの位置およびピークの高さ比は第
１表に示したものとほとんど変わらなかった。）につい
て、最大充填密度（理論密度を１００として）を振動充
填密度測定法によって測定した。
これらの結果を第１表に示す。
試験番号１〜１４の各粉末と、次に示す組成、即ちパラ
フィン系ワックス（軟化点７０℃）６０重量％、低密度
ポリエチレン（流動度２００ ｇ／ｌＯｍｉｎ＞ ２０
重量％、ホウ酸エステル系分散剤（西独ビックマリンク
ロット社製Ｗ−９０５＞ ２０重量％を有するバインダ
ーとからなる１４種の射出成形用組成物を混練により調
製し、該組成物から射出成形によって寸法１０Ｘ ＩＯ
Ｘ ５０１１７！Ｔ＋の直方体状の中間成形体を形成し
た。
フィン系ワックス（軟化点７０℃）６０重量％、低密度
ポリエチレン（流動度２００ ｇ／ｌＯｍｉｎ＞ ２０
重量％、ホウ酸エステル系分散剤（西独ビックマリンク
ロット社製Ｗ−９０５＞ ２０重量％を有するバインダ
ーとからなる１４種の射出成形用組成物を混練により調
製し、該組成物から射出成形によって寸法１０Ｘ ＩＯ
Ｘ ５０１１７！Ｔ＋の直方体状の中間成形体を形成し
た。
次にこの中間成形体を窒素ガス雰囲気炉中で２５０℃で
加熱することによって脱バインダー処理を行ない、次い
で真空加熱炉中で鉄粉末を使用したもの（試験番号１〜
８及び１１〜１３）については１２５０℃で１時間の焼
結処理を施し、ま７′、−５ｕｓ ３１６１ステンレス
鋼粉末を使用したもの（試験番号９．１０及び１４）に
ついては１３００℃で１時間の焼結処理を施した。
加熱することによって脱バインダー処理を行ない、次い
で真空加熱炉中で鉄粉末を使用したもの（試験番号１〜
８及び１１〜１３）については１２５０℃で１時間の焼
結処理を施し、ま７′、−５ｕｓ ３１６１ステンレス
鋼粉末を使用したもの（試験番号９．１０及び１４）に
ついては１３００℃で１時間の焼結処理を施した。
得ちれた金属焼結体について、焼結密度（理論密度を１
００として）をＪＩＳ Ｚ ２５０５によって測定し、
また射出成形体と焼結体との体積変化から焼結収縮率を
算出した。
００として）をＪＩＳ Ｚ ２５０５によって測定し、
また射出成形体と焼結体との体積変化から焼結収縮率を
算出した。
これら結果を第１表に示す。
なお、参考のために使用した各金属粉末の価格をピーク
粒径６μｍの同一材質の粉末の単位重量当たり価格を１
００として求め、この値も第１表に示した。（昭和６３
年基準価格） また、ＳＯ３３１６１ステンレス鋼粉末を使用した焼結
体の炭素分析をしたところ、すべて０．０２重量％であ
り、規格に定められた値内にあることが確認されている
。
粒径６μｍの同一材質の粉末の単位重量当たり価格を１
００として求め、この値も第１表に示した。（昭和６３
年基準価格） また、ＳＯ３３１６１ステンレス鋼粉末を使用した焼結
体の炭素分析をしたところ、すべて０．０２重量％であ
り、規格に定められた値内にあることが確認されている
。
第１表に示した結果から粒度分布が単一のピークを示す
金属粉末のうち、粒径が１０．ｕｍを超えるものく試験
番号１〜３及び９）は原料粉末コストは極めて低廉であ
るが、得られる焼結体の焼結密度が８０％前後と低く緻
密性に欠け、また粒径が１０μｍ以下のもの（試験番号
４及び５）は焼結密度が９０％以上と緻密性の高い焼結
体が得られる反面焼結時における体積収縮率が４３％、
６３％と際立って収縮量が大きいので得られる焼結体製
品の寸法精度に問題を生ずる可能性が大であることが判
かる。
金属粉末のうち、粒径が１０．ｕｍを超えるものく試験
番号１〜３及び９）は原料粉末コストは極めて低廉であ
るが、得られる焼結体の焼結密度が８０％前後と低く緻
密性に欠け、また粒径が１０μｍ以下のもの（試験番号
４及び５）は焼結密度が９０％以上と緻密性の高い焼結
体が得られる反面焼結時における体積収縮率が４３％、
６３％と際立って収縮量が大きいので得られる焼結体製
品の寸法精度に問題を生ずる可能性が大であることが判
かる。
また粒度分布が２ピ一ク以上のものであっても本発明の
条件を逸脱したもの（試験番号６〜８及び１０）は焼結
密度が低かったり（試験番号７：８５％、試験番号１０
： ８３％）、または体積収縮率が比較的大きかった
つ（試験番号６〜９：３１〜３５％）して必ずしも好ま
しい焼結体が得られないのに対して本発明の金属粉末に
よるもの（試験番号１１〜１４）は焼結密度が８７〜９
４％とかなり高い値を示し、また体積収縮率も２１〜２
５％と著しく小さい値を示すことが判かる。
条件を逸脱したもの（試験番号６〜８及び１０）は焼結
密度が低かったり（試験番号７：８５％、試験番号１０
： ８３％）、または体積収縮率が比較的大きかった
つ（試験番号６〜９：３１〜３５％）して必ずしも好ま
しい焼結体が得られないのに対して本発明の金属粉末に
よるもの（試験番号１１〜１４）は焼結密度が８７〜９
４％とかなり高い値を示し、また体積収縮率も２１〜２
５％と著しく小さい値を示すことが判かる。
また本発明の金属粉未使用の場合（試験番号１１〜１４
）においては、中間成形体として得られる射出成形体に
おける粉末充填密度は６８．７〜７４．２％であって比
較例による金属粉未使用による場合（試験番号１〜１０
）の３７．４〜５８，８％より大幅に高い。
）においては、中間成形体として得られる射出成形体に
おける粉末充填密度は６８．７〜７４．２％であって比
較例による金属粉未使用による場合（試験番号１〜１０
）の３７．４〜５８，８％より大幅に高い。
これらのことから、本発明の金属粉末を使用して中間成
形体を得、これによって金属焼結体の製造を行なった場
合には緻密で寸法精度の高い金属焼結体が得られること
か判かる。
形体を得、これによって金属焼結体の製造を行なった場
合には緻密で寸法精度の高い金属焼結体が得られること
か判かる。
失施医Ｕ
試験番号１２記載の本発明による金属粉末を使用し、金
属粉末６８容量％と次の組成、即ちパラフィン系ワック
ス（軟化点７０℃＞７０重量％、低密度ポリエチレン（
流動度２００ ） ２０重量％、ホウ酸エステル系分散
剤１０重量％を有するバインダー３２容量％とからなる
射出成形用組成物を混練により調製し、第１図に示すギ
ヤ形状に射出成形し、得られた射出成形体を室温の４塩
化炭素中に８時間浸漬して脱バインダー処理を施し、取
り出して乾燥し重量減を測定したところ、パラフィン系
ワックス含有量の９０％重量以上が除去されていること
が確かめられた。脱バインダー後の成形体の外観は極め
て良好であり変形等はみられなかった。
属粉末６８容量％と次の組成、即ちパラフィン系ワック
ス（軟化点７０℃＞７０重量％、低密度ポリエチレン（
流動度２００ ） ２０重量％、ホウ酸エステル系分散
剤１０重量％を有するバインダー３２容量％とからなる
射出成形用組成物を混練により調製し、第１図に示すギ
ヤ形状に射出成形し、得られた射出成形体を室温の４塩
化炭素中に８時間浸漬して脱バインダー処理を施し、取
り出して乾燥し重量減を測定したところ、パラフィン系
ワックス含有量の９０％重量以上が除去されていること
が確かめられた。脱バインダー後の成形体の外観は極め
て良好であり変形等はみられなかった。
次にこのものを真空加熱炉において１時間の焼結処理を
施したところ、良好な焼結ギヤ製品を得ることが出来た
。
施したところ、良好な焼結ギヤ製品を得ることが出来た
。
夾施剖皿＝２５
実施例の試験番号１２．１３および１４の粉末を使用し
、これと第２表に示す組成を有する種々のバインダーと
を組合わせて第１図に示すギヤ形状の焼結製品を製造し
た。
、これと第２表に示す組成を有する種々のバインダーと
を組合わせて第１図に示すギヤ形状の焼結製品を製造し
た。
すなわち、金属粉末にバインダーを第２表に示す量添加
し、混合、混練し、第１図のギヤ形状に射出成形した。
し、混合、混練し、第１図のギヤ形状に射出成形した。
このときの射出成形性を調べた結果は第２表の通りであ
るが、最大充填密度、焼結密度及び体積収縮率について
は試験番号１２．１３および１４のそれを示す第１表と
同じであった。
るが、最大充填密度、焼結密度及び体積収縮率について
は試験番号１２．１３および１４のそれを示す第１表と
同じであった。
次に、射出成形体を窒素ガス雰囲気中で加熱して、バイ
ンダー残量が成形体の２重量％以下になるまで脱バイン
ダー処理後、成形体の外観を観察した。その結果も、脱
バインダーの加熱温度、時間とともに第２表に示す。
ンダー残量が成形体の２重量％以下になるまで脱バイン
ダー処理後、成形体の外観を観察した。その結果も、脱
バインダーの加熱温度、時間とともに第２表に示す。
成形体の外観が良好であるものを、次に試験番号１２お
よび１３については１２５０℃、試験番号１４について
は１３００℃で真空中において１時間焼結処理したとこ
ろ良好な焼結製品が得られた。
よび１３については１２５０℃、試験番号１４について
は１３００℃で真空中において１時間焼結処理したとこ
ろ良好な焼結製品が得られた。
（発明の効果）
以上述べたように本発明による金属焼結製品用金属粉末
は、これを使用して得られた中間成形体形成用組成物の
成形性が良好で、充填密度の高い中間成形体を得ること
ができ、また中間成形体の焼結に際しての収縮量が小さ
く、焼結密度の高い精密な焼結製品を経済的に効率よく
得ることができる。
は、これを使用して得られた中間成形体形成用組成物の
成形性が良好で、充填密度の高い中間成形体を得ること
ができ、また中間成形体の焼結に際しての収縮量が小さ
く、焼結密度の高い精密な焼結製品を経済的に効率よく
得ることができる。
第１図は本発明の金属粉末を使用して得られた焼結ギヤ
製品の斜視図である。
製品の斜視図である。
Claims (7)
- （１）複数のピークを持つ粒度分布を有しており、且つ （イ）相隣りあう任意の２つのピークの粒径に関し、小
さい方の粒径に対する大きい方の粒径の比が、すべて５
〜１０であり、 （ロ）相隣りあう任意の２つのピークの高さに関し、高
くない方のピークの高さに対する他方のピークの高さの
比が、すべて１〜５であり、 （ハ）相隣りあう任意のピークの粒径と高さに関し、高
くない方のピークの粒径が他方のピークの粒径より小さ
く、 （ニ）最大のピークの粒径が３０〜８０μｍであるよう
な金属粒子群からなる金属焼結体製造用金属粉末。 - （２）請求項１記載の金属粉末を、適宜のバインダーと
混合した組成物を成形して得られた中間成形体を脱バイ
ンダーした後、焼結処理を行なうことを特徴とする金属
焼結体製品の製造方法。 - （３）バインダーが２０〜１０重量％のパラフィン系ワ
ックス、２０〜７０重量％の低密度ポリエチレン及び５
〜２０重量％のホウ酸エステルを含み、成形を射出成形
法で行うものである請求項２記載の金属焼結体製品の製
造方法。 - （４）バインダーは更に２０重量％以下のステアリン酸
を含むものである請求項３記載の金属焼結体製品の製造
方法。 - （５）組成物中の金属粉末とバインダーの組成比は前者
が３０〜７０容量％、後者が７０〜３０容量％である請
求項２記載の金属焼結体製品の製造方法。 - （６）組成物中の金属粉末とバインダーの組成比は前者
が６０〜７５容量％、後者が４０〜２５容量％である請
求項３記載の金属焼結体製品の製造方法。 - （７）請求項２乃至６の製造方法によって得られた金属
焼結体製品。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269730A JPH0692603B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 金属焼結体製造用金属粉末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法 |
| US07/468,274 US4948426A (en) | 1989-10-17 | 1990-01-22 | Sintering metal powder and a process for making a sintered metal product |
| CA002021520A CA2021520C (en) | 1989-10-17 | 1990-07-19 | Sintering metal powder and a process for making a sintered metal product |
| DE69013463T DE69013463T2 (de) | 1989-10-17 | 1990-07-20 | Sintern von metallischem Pulver sowie Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Metallkörpers. |
| EP90307959A EP0427375B1 (en) | 1989-10-17 | 1990-07-20 | Sintering metal powder and a process for making a sintered metal product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269730A JPH0692603B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 金属焼結体製造用金属粉末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134103A true JPH03134103A (ja) | 1991-06-07 |
| JPH0692603B2 JPH0692603B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=17476370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1269730A Expired - Lifetime JPH0692603B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 金属焼結体製造用金属粉末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4948426A (ja) |
| EP (1) | EP0427375B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0692603B2 (ja) |
| CA (1) | CA2021520C (ja) |
| DE (1) | DE69013463T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06122902A (ja) * | 1992-06-02 | 1994-05-06 | Advanced Materials Technol Pte Ltd | 射出成形可能金属原料と金属射出成形物品の製造方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5468193A (en) * | 1990-10-25 | 1995-11-21 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Inscribed planetary gear device having powder injection molded external gear |
| JPH04285102A (ja) * | 1991-03-14 | 1992-10-09 | Fujitsu Ltd | 焼結体の製造方法 |
| US5266264A (en) * | 1991-12-31 | 1993-11-30 | The Japan Steel Works Ltd. | Process for producing sinters and binder for use in that process |
| US5332537A (en) * | 1992-12-17 | 1994-07-26 | Pcc Airfoils, Inc. | Method and binder for use in powder molding |
| DE4412131A1 (de) * | 1994-04-08 | 1995-10-12 | Schaeffler Waelzlager Kg | Wälzlager |
| WO1997034720A1 (de) * | 1996-03-16 | 1997-09-25 | Widia Gmbh | Verbundwerkstoff und verfahren zu seiner herstellung |
| DE19721595B4 (de) * | 1997-05-23 | 2006-07-06 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Material zur direkten Herstellung metallischer Funktionsmuster |
| US5993507A (en) * | 1997-12-29 | 1999-11-30 | Remington Arms Co., Inc. | Composition and process for metal injection molding |
| US6221289B1 (en) | 1998-08-07 | 2001-04-24 | Core-Tech, Inc. | Method of making ceramic elements to be sintered and binder compositions therefor |
| US6790252B2 (en) * | 2001-04-18 | 2004-09-14 | Hard Metals Partnership | Tungsten-carbide articles made by metal injection molding and method |
| JP5384014B2 (ja) * | 2008-02-21 | 2014-01-08 | Ｎｔｎ株式会社 | 焼結軸受 |
| DE102016213537A1 (de) * | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Stromsammlers für eine Brennstoffzelle und Brennstoffzelle |
Citations (2)
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| JPH02225601A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Nisshin Steel Co Ltd | 金属粉末焼結体の製造方法 |
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| SE427434B (sv) * | 1980-03-06 | 1983-04-11 | Hoeganaes Ab | Jernbaserad pulverblandning med tillsats mot avblandning och/eller damning |
| FR2504425A1 (fr) * | 1981-04-23 | 1982-10-29 | Asulab Sa | Procede de fabrication d'une piece en metal fritte a partir d'un melange pateux moule, et moule pour la mise en oeuvre du procede |
| DE3373808D1 (en) * | 1983-01-24 | 1987-10-29 | Sumitomo Chemical Co | Making shaped sintered inorganic bodies |
| SE451549B (sv) * | 1983-05-09 | 1987-10-19 | Kloster Speedsteel Ab | Pulvermetallurgisk metod att framstella metallkroppar av magnetiserbart sferiskt pulver |
| US4602953A (en) * | 1985-03-13 | 1986-07-29 | Fine Particle Technology Corp. | Particulate material feedstock, use of said feedstock and product |
| DE3532331A1 (de) * | 1985-09-11 | 1987-03-19 | Degussa | Verfahren zur herstellung eines metallischen zahnersatzes |
| US4716019A (en) * | 1987-06-04 | 1987-12-29 | Gte Products Corporation | Process for producing composite agglomerates of molybdenum and molybdenum carbide |
-
1989
- 1989-10-17 JP JP1269730A patent/JPH0692603B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-01-22 US US07/468,274 patent/US4948426A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-19 CA CA002021520A patent/CA2021520C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-20 DE DE69013463T patent/DE69013463T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-20 EP EP90307959A patent/EP0427375B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH01301802A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-12-06 | Daido Steel Co Ltd | 焼結用低合金鋼粉末 |
| JPH02225601A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Nisshin Steel Co Ltd | 金属粉末焼結体の製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0427375A2 (en) | 1991-05-15 |
| JPH0692603B2 (ja) | 1994-11-16 |
| EP0427375A3 (en) | 1991-06-05 |
| CA2021520C (en) | 1999-05-04 |
| CA2021520A1 (en) | 1991-04-18 |
| EP0427375B1 (en) | 1994-10-19 |
| DE69013463T2 (de) | 1995-03-09 |
| DE69013463D1 (de) | 1994-11-24 |
| US4948426A (en) | 1990-08-14 |
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