JPH04124204A - 焼結金属部品の製造方法 - Google Patents
焼結金属部品の製造方法Info
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- JPH04124204A JPH04124204A JP2242690A JP24269090A JPH04124204A JP H04124204 A JPH04124204 A JP H04124204A JP 2242690 A JP2242690 A JP 2242690A JP 24269090 A JP24269090 A JP 24269090A JP H04124204 A JPH04124204 A JP H04124204A
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- Japan
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- parts
- density
- powder
- dimensional accuracy
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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、焼結金属部品の製造方法に関し、特に高密度
で、寸法精度の優れた焼結部品を製造する方法に関する
ものである。
で、寸法精度の優れた焼結部品を製造する方法に関する
ものである。
〈従来の技術〉
粉体成形法には、プレス成形法、射出成形法。
スリップキャスティング法、押し出し成形法等がある。
プレス成形法は、単軸加圧、静水圧加圧があり、単軸加
圧は二次元の単純形状しか成形できないものの粉末冶金
分野では一般的に用いられている技術であり、静水圧加
圧は、装置コストがかかるものの複雑形状が可能ではあ
るという特徴をもっている。射出成形法は、粉末とバイ
ンダーである樹脂等を混ぜた混合物を、プラスチックの
成形と同じ原理で成形する方法であり、脱バインダーの
関係上小型部品に限られるが、近年金属部品の成形方法
としても実用化されている。これらの方法は一長一短あ
るが、それぞれの特徴を生かして実用化されているもの
である。
圧は二次元の単純形状しか成形できないものの粉末冶金
分野では一般的に用いられている技術であり、静水圧加
圧は、装置コストがかかるものの複雑形状が可能ではあ
るという特徴をもっている。射出成形法は、粉末とバイ
ンダーである樹脂等を混ぜた混合物を、プラスチックの
成形と同じ原理で成形する方法であり、脱バインダーの
関係上小型部品に限られるが、近年金属部品の成形方法
としても実用化されている。これらの方法は一長一短あ
るが、それぞれの特徴を生かして実用化されているもの
である。
スリップキャスティング法は、粉末を水その他の溶媒中
に分散して泥漿（スリップ）とし、石膏やその他の多孔
質鋳型に流し込み成形する方法である０分散媒が水やア
ルコール等であるため、高い流動性かえられ、複雑形状
部品が成形可能であり、また、射出成形のように大量の
バインダーを使用しないので脱バインダー工程の簡略化
が可能である。従来セラミックス分野で応用され、古来
、陶磁器などに利用されてきたが、近年は金属粉末にも
応用されつつあり、さらに製造時間の短縮。
に分散して泥漿（スリップ）とし、石膏やその他の多孔
質鋳型に流し込み成形する方法である０分散媒が水やア
ルコール等であるため、高い流動性かえられ、複雑形状
部品が成形可能であり、また、射出成形のように大量の
バインダーを使用しないので脱バインダー工程の簡略化
が可能である。従来セラミックス分野で応用され、古来
、陶磁器などに利用されてきたが、近年は金属粉末にも
応用されつつあり、さらに製造時間の短縮。
工業生産性の向上を図ったスリップ加圧式の成形法も応
用されつつあり、工業部品その他の成形技術として期待
されている。
用されつつあり、工業部品その他の成形技術として期待
されている。
しかしながら、この方法で得られる成形体は、焼成にと
もなう大きな寸法収縮が起こるため、寸法精度の制御が
困難であり、特に、金属粉末は、セラミックス粉末に比
べ比重が大きいため、液体中での沈降速度が速く、部品
成形時、成形部品に密度分布が発生し、その結果、焼成
時に寸法精度が低（なるという問題点がある。
もなう大きな寸法収縮が起こるため、寸法精度の制御が
困難であり、特に、金属粉末は、セラミックス粉末に比
べ比重が大きいため、液体中での沈降速度が速く、部品
成形時、成形部品に密度分布が発生し、その結果、焼成
時に寸法精度が低（なるという問題点がある。
ほかに、焼結粉末を水等の分散媒に分散させた泥漿を用
いて寸法精度の高い焼結成形物を形成する方法としては
、特開平２−９７６０４号公報で開示された技術がある
。これは、スリップを入れた型をプランジャーで加圧し
、型のスリットから分散媒を排出することにより成形体
を得る方法であるが、この方法においてはスラリーに占
める液体の割合を求めるために多くの要因の値を測定し
なければならない頻雑さがある。
いて寸法精度の高い焼結成形物を形成する方法としては
、特開平２−９７６０４号公報で開示された技術がある
。これは、スリップを入れた型をプランジャーで加圧し
、型のスリットから分散媒を排出することにより成形体
を得る方法であるが、この方法においてはスラリーに占
める液体の割合を求めるために多くの要因の値を測定し
なければならない頻雑さがある。
〈発明が解決しようとする課題〉
従来のスリップキャスティング法による金属粉末成形法
では、焼結して部品を製造する際、高い寸法精度が得ら
れず、製品としての信顧性が低いという問題があった。
では、焼結して部品を製造する際、高い寸法精度が得ら
れず、製品としての信顧性が低いという問題があった。
本発明の目的は、スリップキャスティング法による金属
粉末成形法において、高密度で寸法精度の優れた焼結金
属部品の製造方法を提案することである。
粉末成形法において、高密度で寸法精度の優れた焼結金
属部品の製造方法を提案することである。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、金属粉末をスリップキャスティング法によっ
て成形したのち焼結して部品を製造する方法において、
金属粉末として平均粒径（体積平均径）２〜２０μ−、
タップ密度と真密度の比が４０％以上の粉末を用いるこ
とを特徴とする焼結金属部品の製造方法である。
て成形したのち焼結して部品を製造する方法において、
金属粉末として平均粒径（体積平均径）２〜２０μ−、
タップ密度と真密度の比が４０％以上の粉末を用いるこ
とを特徴とする焼結金属部品の製造方法である。
〈作用〉
スリップキャスティング成形体の焼成時の寸法精度は、
成形時の粉末の充填状態に起因する。即ち、どれだけ均
一に粉末を充填出来るかに依存すると考え、寸法精度は
、粉体特性である粉末の粒度とタップ密度に最も大きく
左右されることを見出した。
成形時の粉末の充填状態に起因する。即ち、どれだけ均
一に粉末を充填出来るかに依存すると考え、寸法精度は
、粉体特性である粉末の粒度とタップ密度に最も大きく
左右されることを見出した。
粒径の大きな粉は、焼結後、高密度が得られないばかり
でなく、溶媒中への良好な分散状態を得ることが不可能
となり、粉末沈降速度が非常に速くなってくる。その結
果、同一成形体でも上部と下部で充填状態が異なること
による寸法収縮差が生じ、さらに同一ロット間でも寸法
がばらつく確率が高くなる。一方、粒径の小さい粒子は
、凝集力が大きく、高分散状態を得るのが困難であり、
充填状態が悪く、その結果、寸法精度が低くなる。
でなく、溶媒中への良好な分散状態を得ることが不可能
となり、粉末沈降速度が非常に速くなってくる。その結
果、同一成形体でも上部と下部で充填状態が異なること
による寸法収縮差が生じ、さらに同一ロット間でも寸法
がばらつく確率が高くなる。一方、粒径の小さい粒子は
、凝集力が大きく、高分散状態を得るのが困難であり、
充填状態が悪く、その結果、寸法精度が低くなる。
種々の大きさの粉末を用いて実験を重ねた結果、平均粒
径（体積平均径）が２〜２０μ量の粉末が良好な分散状
態が得られ、高い寸法精度が得られることが分かった。
径（体積平均径）が２〜２０μ量の粉末が良好な分散状
態が得られ、高い寸法精度が得られることが分かった。
さらに、平均粒径２〜２０μ−の粒子でも、タップ密度
と真密度の比が４０％未満の金属粉では、成形時に空隙
率が高くなり、従って収縮量が大きくなるので、寸法精
度が低下することが分かった。
と真密度の比が４０％未満の金属粉では、成形時に空隙
率が高くなり、従って収縮量が大きくなるので、寸法精
度が低下することが分かった。
以下実施例で本発明を説明する。
実施例１
出発原料として、平均粒径（体積平均径）９゜０μ−で
、タップ密度が３．３ｇ／ｃ＋１ （真密度比４１％）
。
、タップ密度が３．３ｇ／ｃ＋１ （真密度比４１％）
。
タップ密度が３．８ｇ／ｃｊ （真密度比４８％）、タ
ップ密度が４．０ｇ／ｃｄ （真密度比５１％）とタッ
プ密度が４．６ｇ／ｃｄ （真密度比５８％）の４種の
５ｔｌＳ３１６をそれぞれ１００重量部と、分散媒とし
て水３３重量部とを混合し、バインダーとしてポリカル
ボン酸アンモニウムを１重量部を加え、ボールミルで２
４時間混合し、粘度的１２００ｃｐｓの４種のスリップ
を得た。
ップ密度が４．０ｇ／ｃｄ （真密度比５１％）とタッ
プ密度が４．６ｇ／ｃｄ （真密度比５８％）の４種の
５ｔｌＳ３１６をそれぞれ１００重量部と、分散媒とし
て水３３重量部とを混合し、バインダーとしてポリカル
ボン酸アンモニウムを１重量部を加え、ボールミルで２
４時間混合し、粘度的１２００ｃｐｓの４種のスリップ
を得た。
これらスリップを第１図に示した様な加圧式スリップキ
ャスティング装置を用い、内径５０■、高さ５０ｍの円
筒鋳型にｌｏｋｇ／ｃ−の加圧状態で流し込み、成形を
行った。ｓ聖徒、乾燥基中５０℃で１時間乾燥したのち
、１２５０℃真空中１時間焼結を行った。
ャスティング装置を用い、内径５０■、高さ５０ｍの円
筒鋳型にｌｏｋｇ／ｃ−の加圧状態で流し込み、成形を
行った。ｓ聖徒、乾燥基中５０℃で１時間乾燥したのち
、１２５０℃真空中１時間焼結を行った。
焼結前後の寸法変化を調べ、寸法精度の評価として、焼
結晶１０個の寸法変化のばらつき量（標準偏差）により
行った。結果を第２図に示す。
結晶１０個の寸法変化のばらつき量（標準偏差）により
行った。結果を第２図に示す。
実施例２
出発原料として、平均粒径２．０． ５．０． ９．０
１４．２０７１ｍで、タップ密度が３．９ｇ１０Ｊ （
真密度比４９％）の５種ノ５１１３３１６をそれぞれ１
００重量部と、分散媒として水３３重量部とを混合し、
バインターとしてポリカルボン酸アンモニウムを１重量
部を加え、ボールミルで２４時間混合し、粘度約１２０
０ ｃ ｐ ｓ前後の５種のスリップを得た。
１４．２０７１ｍで、タップ密度が３．９ｇ１０Ｊ （
真密度比４９％）の５種ノ５１１３３１６をそれぞれ１
００重量部と、分散媒として水３３重量部とを混合し、
バインターとしてポリカルボン酸アンモニウムを１重量
部を加え、ボールミルで２４時間混合し、粘度約１２０
０ ｃ ｐ ｓ前後の５種のスリップを得た。
実施例１と同様の鋳型に成形、乾燥、焼成後。
焼結前後の寸法変化、上部、下部寸法収縮差、密度ヲ調
べ、寸法精度の評価として、上部、下部寸法収縮差によ
り行った。結果を第３図に示す。
べ、寸法精度の評価として、上部、下部寸法収縮差によ
り行った。結果を第３図に示す。
比較例１
出発原料粉末として、平均粒径９．０μ譜で、タップ密
度が３．１ｇ／ｃｊ （真密度比３９％）の５ＩＪＳ３
１６を用い、実施例１と同じ方法で混合し、粘度約１２
００ｃｐｓのスリップを得た。同様の鋳型に成形、乾燥
焼成後、寸法精度を調べた。同じく結果を第２図に示す
。
度が３．１ｇ／ｃｊ （真密度比３９％）の５ＩＪＳ３
１６を用い、実施例１と同じ方法で混合し、粘度約１２
００ｃｐｓのスリップを得た。同様の鋳型に成形、乾燥
焼成後、寸法精度を調べた。同じく結果を第２図に示す
。
比較例２
出発原料粉末として、平均粒径１．３０μ−で、タンプ
密度が３．９ｇ／ｃＪ（真密度比４９％）の５ｔｌＳ３
１６を用い、実施例１と同じ方法で混合し、粘度１２０
０ｃｐｓ前後の２１１のスリップを得た。同様の鋳型に
成形乾燥、焼成後１寸法精度を調べた。結果を第３図に
示す。
密度が３．９ｇ／ｃＪ（真密度比４９％）の５ｔｌＳ３
１６を用い、実施例１と同じ方法で混合し、粘度１２０
０ｃｐｓ前後の２１１のスリップを得た。同様の鋳型に
成形乾燥、焼成後１寸法精度を調べた。結果を第３図に
示す。
以上の結果から、焼結用金属粉末のタップ密度と平均粒
径を本発明の範囲に設定することにより、寸法精度の優
れた、高信鯨性の焼結金属部品を得ることが出来ること
が分かる。
径を本発明の範囲に設定することにより、寸法精度の優
れた、高信鯨性の焼結金属部品を得ることが出来ること
が分かる。
〈発明の効果〉
本発明によれば、スリップキャスティング法による焼結
金属部品の製造に際し、高密度−乙寸法精度の優れた焼
結部品を製造することができる。
金属部品の製造に際し、高密度−乙寸法精度の優れた焼
結部品を製造することができる。
第１図は、本発明において用いたスリップキャスティン
グ成形装置の概略図、第２図はタップ密度と寸法密度の
関係を示すグラフ、第３図は平均粒径と寸法精度の関係
を示すグラフである。 １・・・スリップ（泥漿）、 ２・・・成形鋳型、 ３・・・スリップ加圧器、 ４・・・スリップタンク。
グ成形装置の概略図、第２図はタップ密度と寸法密度の
関係を示すグラフ、第３図は平均粒径と寸法精度の関係
を示すグラフである。 １・・・スリップ（泥漿）、 ２・・・成形鋳型、 ３・・・スリップ加圧器、 ４・・・スリップタンク。
Claims (1)
- 金属粉末をスリップキャスティング法によって成形した
のち焼結して部品を製造する方法において、金属粉末と
して平均粒径（体積平均径）２〜２０μｍ、タップ密度
と真密度の比が４０％以上の粉末を用いることを特徴と
する焼結金属部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242690A JPH04124204A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 焼結金属部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2242690A JPH04124204A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 焼結金属部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124204A true JPH04124204A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17092791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2242690A Pending JPH04124204A (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 焼結金属部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04124204A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014197246A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | H.C. Starck Inc. | Slip and pressure casting of refractory metal bodies |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2242690A patent/JPH04124204A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014197246A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-11 | H.C. Starck Inc. | Slip and pressure casting of refractory metal bodies |
| KR20160011675A (ko) * | 2013-06-04 | 2016-02-01 | 에이치. 씨. 스타아크 아이앤씨 | 내화성 금속체의 슬립 및 압력 캐스팅 |
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