JPH03218984A - 脱バインダー方法 - Google Patents

脱バインダー方法

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JPH03218984A
JPH03218984A JP2013347A JP1334790A JPH03218984A JP H03218984 A JPH03218984 A JP H03218984A JP 2013347 A JP2013347 A JP 2013347A JP 1334790 A JP1334790 A JP 1334790A JP H03218984 A JPH03218984 A JP H03218984A
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Kazuo Okamura
和夫 岡村
Takemori Takayama
武盛 高山
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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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、加圧成形性を付与するために熱可塑性バイン
ダーが含まれでいる粉末の加圧成形体からその熱可塑性
バインダーを除去する脱バインダー方法に関するもので
ある。
0従来の技術〕 加圧成形性を付与するために、例えば金属粉末、セラミ
ックス粉末およびサーメント粉末のうちの1種または2
種以上が混合された粉末に添加されて混練される熱可塑
性パイングーの量は少くともその混練物の25vol%
を上まわっている。この熱可塑性バインダーを、加圧成
形体にその自重による変形、膨れまたはクランク発生等
を起こさせることなく、形状を健全に保持させながら加
圧成形体から除去する脱パインダ一方法が重要な技術課
題となっている。
この意図にそって、特公昭61−48563号公報には
、加圧成形体に対し、不活性なガスを乱流状態で送風す
る脱バインダー方法が開示されている。また特公昭62
−33282号公報には、加圧成形体の雰囲気圧力を熱
可塑性バインダーの蒸気圧以上となる加圧状態に保持す
る脱バインダー方法が提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述の特公昭61−48563号公報により開示されて
いる技術では、送風されるガスの乱流により脱ハインダ
−時に生ずる加圧成形体の膨れまたはクラソク発生を防
止できなから熱可塑性バインダーの気化を早める等の効
果か期待されているが、実際には脱バインダー炉の内部
全体を均一な乱流状態に保つことは困難である。
その結果、たとえ脱バインダー炉内の雰囲気温度が均一
になっていても、加圧成形体の送風に面する側と背面側
とでは脱バインダーの速度が異なり、1個の加圧成形体
の中でも個所によっては脱バインダーの程度が不均一と
なる。また脱バインダー炉内に複数個の加圧成形体を収
容した場合は前記の傾向は甚だしくなるとともに各加圧
成形体間においても脱バインダーの進行に偏差が生ずる
。したがって、実際には、自重による変形もなくかつ膨
れまたはクランクの発生等がない健全な脱バインダー性
を安定して得ることは困難であるという問題点がある。
また特公昭62−33282号公報により開示されてい
る技術のように脱バインダー時の雰囲気圧力を終始加圧
状態におくことは、加圧成形体に含まれる熱可塑性バイ
ンダーの沸点が上昇することとなり、常圧雰囲気の場合
と比較してこの熱可塑性ハインターの融点と沸点との差
が大きくなることから加圧成形体中の熱可塑性ハイング
ーの沸騰気化を抑制し、膨れまたはクラソクの発生等の
欠陥防止に関しては有効性が予測される。しかし、この
脱バインダー炉内を終始加圧雰囲気におくことは前述し
たとおり熱可塑性バインダーの沸点上昇を招くことから
バインダーの気化を緩慢にする。すなわち、常圧状態に
対して脱バインダーの進行が高温側にシフトすることか
ら、例えば、自重による変形が最も生じ易い熱可塑性バ
インダーの融点近傍の温度領域では殆んど脱バインダー
が進行しない。したがって、加圧成形体はその自重によ
って変形を生ずることが免れないという問題点がある。
さらに、脱バインダーを終了させるには、雰囲気の付加
圧に相当する分だけ脱バインダーが終了する時の温度を
より高温にする必要が生し、脱バインダー時間の長時間
化、ひいては加熱エネルギーの増加につながるという問
題点がある。
本発明はこれらの問題点を解消することを目的とし、加
圧成形体から熱可イ性バインダーを除去するに際し脱バ
インダーか短時間でできるものでありながら、自重によ
る変形、膨れまたはクランクの発生等を起さない健全な
脱バインダーが行える方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
したがって本発明は、 加圧成形性を付与するために熱可塑性バインダーが含有
されている粉末の加圧成形体から、その熱可塑性バイン
ダーを除去する脱バインダー方法において、 (1)加圧成形体を常圧以下の減圧雰囲気下におくとと
もに、加圧成形体に含有されている熱可塑性バインダー
の融点以下の温度に加熱することにより熱可塑性バイン
ダーの一部を気化させる工程と、 (2)選択される粉末の材料に対する不活性なガスによ
り加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧またはそれ以上の圧
力とするとともに、加圧成形体の雰囲気温度を加圧成形
体に含有されている熱可塑性バインダー○融点以上に上
昇さゼる工程と、 (3)加圧成形体の雰囲気ガス圧を前記(2)のガス圧
以下に低下させるとともに、雰囲気温度を少くとも熱可
塑性バインダーの大部分が気化により除去される温度に
まで上昇させる工程を含む脱バインダー方法を要旨とす
る。
〔作 用] 本発明は、固体一液体一気体の相関変態において、雰囲
気圧力の影響は固体一液体間の平衡温度(融点)に対す
るよりも液体一気体(気化蒸気)間の平衡温度(沸点)
に対する方が格段に大きいという知見に基づ《。したが
って、加圧成形体の雰囲気圧力、雰囲気温度の制御によ
り、熱可塑性バインダーをして健全な脱バインダーに最
も効果的な挙動をとらせている。
前述した(1)工程の段階では、加圧成形体は減圧雰囲
気下におかれ、少なくとも加圧成形体に含有される熱可
塑性バインダーの融点以下の温度で加熱されることによ
りパイングーの一部が固体一蒸気間の変態で気化する。
そしてこの気化蒸気は加圧成形体の表層からも気散する
(2)工程の段階では、加田成形体を構成する選択され
る粉末の材料に対する不活性なガス(例えばFe系に対
してはN2ガス、ステンレス系に対しては空気等。)に
より雰囲気圧力が常圧またはそれ以上に復圧されるとと
もに、雰囲気温度が上昇されることから、象,激な気化
による膨れまたはクランク発生が防止されつつ脱バイン
ダーは進行し加圧成形体中にて熱可塑性バインダーが占
めていた部分のポーラス化が始まる。
このポーラス化は、熱可塑性バインダーを加圧成形体の
内部から表層へと流出させ、さらに表面から気散させて
脱バインダーを促進する。
(3)工程の段階では、加圧成形体の雰囲気圧力が前記
(2)工程におけるガス圧以下に低下されるとともに雰
囲気温度が熱可塑性バインダーの気化に十分な温度にま
で上昇されることにより、熱可塑性ハ1゛ンダーは迅速
に除去される。
(】)、(2)および(3)の工程を通して熱可塑性ハ
インターは、短時間のうちに突沸することなく気化し、
熱可塑性バインダーが気散した部分はポ一ラス化すると
ともに、このポーラス化現象は熱可塑性バインダーの加
圧成形体表面への移動を促進し、さらに十分な速度で気
化が進行する温度にまで加熱されることにより全体的に
迅速な脱バインダーが行われる。
〔発明の効果〕
本発明は前述したように、脱パインダーが進行する各段
階において、最も好ましい挙動を熱可塑性パインダーに
採らせていることから、全体として短時間で脱バインダ
ーができるものでありながら、自重による変形、膨れま
たはクラノク発生等の欠陥が生ずることなく、健全な脱
バインダーが行なえる。
〔実施例] 次に、本発明方法の具体的な一実施例を図面を参照しつ
つ説明する。
平均粒径4.5!Mで、炭素量0.01%、酸素¥0.
2%の球状鉄粉4500 gを粉末材料とした。熱可塑
性バインダーはアクリル、7二7タテイノクポリプロピ
レン、パラフィンワノクスをl:l:1の割合で混合し
たものである。熱可塑性バインダーの各成分は、常圧で
加熱した場合に、アクリルは270〜300℃、アクク
テイックポリプロピレンは230〜260゜C1パラフ
ィンワックスは190〜220゜Cにおいて蒸発しだす
ことが顕著に認められた。
前記粉末材料4500 gに前記熱可塑性バインダー5
00gを添加し、加圧二−ダにて140゜Cで2時間混
練した。得られた混練物を粉砕し射出成形機に供給し、
150゜C、It/cdの条件で第1図に示されるよう
な加圧成形体を成形した(この加圧成形体が脱バインダ
ー後焼結され焼結部品となるものである。)。加圧成形
品は同じく第1図に示されるように直立した状態で脱バ
インダー炉に収容し、第2図に示されるように、常温(
室温)から280゜Cまでを15゜C/hの割で昇温さ
せ、ついて30゜C/hの割で400″Cまで昇温させ
、その温度で2時間保持した後、冷却した。その間、脱
バインダー炉の雰囲気圧力を第1表に示されるように多
様なものとした。脱ノ\インダー終了後の各成形体につ
いて外観検査およびX線による内部検査を実施した。そ
の結果は第1表に併せ示されるとおりであった。
実施例l− (リ工程の段階、(2)工程の段li!および(3)工
程の段階における雰囲気温度をそれぞれ〔常温→100
゜C〕、(100−280゜C〕および〔280″C 
−400℃〕とした。雰囲気圧力は(1)工程の段階で
は10−”torrの真空、(2)工程の段階ではN2
ガスによる5気圧の加圧、(3)工程の段階ではN2ガ
スによる常圧となるように圧力を制御した。
実施例2 実施例lと同じ雰囲気温度のもとに、雰囲気圧力は(1
)工程の段階では10−2torrの真空、(2)工程
の段階ではN2ガスによる常圧、(3)工程の段階でも
続けて常圧となるように圧力を制御した。
実施例3 実施例1と同し雰囲気温度のもとに、雰囲気圧力は(1
)工程の段階では10− 2Lorrの真空、(2)工
程の段階ではN2ガスによる常圧、(3)工程の段階で
は10−2Lorrの真空となるように圧力を制御した
実施例1、2および3による脱ハ1゛ンダー成形体は、
いずれも A 自重による変形は見られず保形性が良好であり、 B 外観上、膨れ、膜張り現象、クランクの発生が見ら
れず、 C X線による内部観察においても組織中に空孔欠陥お
よびクランクの発生等がなく、欠陥のない健全な脱バイ
ンダーが行われており、結果は良好であった。
一比較例l− 実施例1と同じ雰囲気温度のもとに、脱バインダーの始
期から終期まで雰囲気圧力をN2ガスによる常圧に保持
した。脱バインダー成形体は自重により大きく変形し、
高さも半分以下となり原形を止めぬ程であった。特にこ
の変形は雰囲員温度が150゜C以下の脱バインダーの
比較的初期に発生することが認められ、結果は不良であ
った。
一比較例2一 実施例1と同し雰囲気温度のもとに、脱バインダーの始
期から終期まで雰囲気圧力を10−2torrの真空に
保持した。脱バインダー成形体は自重による変形は見ら
れず保形性は良かったが、表面に数ケ所の膨れおよび膜
張り現象が見られクラックも発生し結果は不良であった
。これらの欠陥は100〜280℃の温度領域でバイン
ダーが急激にガス化することにより発生することが確認
された。
第 1 表 脱バインダー炉内の雰囲気温度および圧力
を示す表
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の一具体例における加圧成形体の斜
視図であり、 第2図は本発明方法の一具体例における雰囲気温度の上
昇を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 加圧成形性を付与するために熱可塑性バインダーが
    含有されている粉末の加圧成形体から、その熱可塑性バ
    インダーを除去する脱バインダー方法において、 (1)加圧成形体を常圧以下の減圧雰囲気下におくとと
    もに、加圧成形体に含有されている熱可塑性バインダー
    の融点以下の温度に加熱することにより熱可塑性バイン
    ダーの一部を気化させる工程と、 (2)選択される粉末の材料に対する不活性なガスによ
    り加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧またはそれ以上の圧
    力とするとともに、加圧成形体の雰囲気温度を加圧成形
    体に含有されている熱可塑性バインダーの融点以上に上
    昇させる工程と、 (3)加圧成形体の雰囲気ガス圧を前記(2)のガス圧
    以下に低下させるとともに、雰囲気温度を少くとも熱可
    塑性バインダーの大部分が気化により除去される温度に
    まで上昇させる工程とを含むことを特徴とする脱バイン
    ダー方法。 2 前記加圧成形体の粉末が、金属、セラミックスおよ
    びサーメットのうちの1種または2種以上が混合された
    粉末であることを特徴とする請求項1に記載の脱バイン
    ダー方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100507036B1 (ko) * 1996-10-25 2005-11-09 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 탈지방법및그것에의해서얻어지는탈지체및소결체

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6335459A (ja) * 1986-07-30 1988-02-16 昭和電工株式会社 焼結性物質含有混合物の成形体の脱脂方法
JPH02194105A (ja) * 1989-01-20 1990-07-31 Kawasaki Steel Corp 射出成形体の脱脂方法

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