JPH04165004A - 粉末の成形体の脱脂方法 - 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、金属やセラミックス等の粉末を可塑成形によ
って成形し、これより焼結品を得るための方法に係わり
、特に成形体から有機バインダーを除去する方法に関す
る。

「従来の技術」 従来、金属粉末やセラミックス粉末から焼結品を製造す
る方法として、上記粉末に有機バインダーを配合して混
練し、粉末に流動性を付与してこれを可塑成形し、得ら
れた成形体を脱脂・焼結することによって焼結品を製造
する方法が知られている。なお、ここでいう可塑成形と
は、射出成形、トランスファー成形および熱間押出成形
を意味するものである。

これらの成形法によって得られた成形体の脱脂の方法と
しては、 （イ）成形体を加熱することによって有機バインダーを
蒸発・分解させる方法、 （ロ）溶媒を用いて成形体から有機バインダーを溶出す
る方法がある。

（イ）の方法においては、成形体を変形させることなく
、また欠陥を生じさせることなく脱脂するには非常に長
時間を要するという問題がある。すなわち、上記の可塑
成形法では、混練物が加熱されることによって軟化し、
流動性を呈するという現象を利用するものであるため、
成形体が脱脂時の加熱によって軟化し変形することが当
然予想され、したがってこれを防ぐためには変形温度以
下でバインダーの一部を除去する必要があり、よって脱
脂時間が長いものとなるからである。

一方、（ロ）の方法により、変形温度以下の低温におい
て溶媒で有機バインダーの一部を溶出除去すれば、後の
加熱によっても変形が起きず、除去された有機バインダ
ーの部分が道となって残りの有機バインダーの蒸発・分
解ガスが抜は易くなり、膨れや亀裂が生じ難くなる。し
かしながら、この方法では従来使用されている有機バイ
ンダーを溶出させるには有機溶剤を使用する必要がある
が、有機溶剤は高価であり、また、有機溶剤の取り扱い
によっては危険を伴うことがあるといった問題がある。

このような問題を解決するため本発明者等は、有機バイ
ンダーとして水溶性の熱可塑性ポリマーと水に不溶の熱
可塑性ポリマーとを含むバインダーを使用し、可塑成形
体を水に浸漬することによって水溶性の熱可塑性の有機
ポリマーを溶出除去する方法を提案した。（特願昭６３
−２５２６７２号）この方法によれば、脱脂時の変形が
少なく、また欠陥が発生することもなく、しかも比較的
短時間で脱脂することが可能になった。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記の方法にあっては、原料粉末が鉄な
どのように腐食し易い材料の場合、成形体を水中に浸し
たときに脱脂体表面に腐食物が生成することがあり、こ
れを除去するため特殊な処理が必要になるといった問題
がある。また、腐食物が付着したままで脱脂体を焼結す
ると、焼結体に腐食物の跡が残るといった問題も生ずる
。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、水により水溶性有機ポリマーを抽出して
脱脂処理を行うにあたり、成形体を構成する粉末の腐食
を防止して良好な脱脂体を得ることのできる方法を提供
することにある。

１課題を解決するための手段」 本発明における請求項１記載の粉末の成形体の脱脂方法
では、成形体を、腐食防止剤を添加した水と接触せしめ
て水溶性の熱可塑性ポリマーを溶出し、さらに加熱処理
して残りの有機バインダーを除去し、脱脂処理を行うこ
とを上記課題の解決手段とした。

また、請求項２記載の粉末の成形体の脱脂方法では、上
記腐食防止剤が有機化合物であることを上記課題の解決
手段とした。

以下、この発明の詳細な説明する。

まず、粉末と有機バインダーを混合し、これを射出成形
して射出成形体とする。ここで粉末としては、金属粉末
、セラミックス粉末等が用いられる。また、有機バイン
ダーとしては、少なくとも１種以上水溶性の熱可塑性有
機ポリマーと、少なくとも１種以上の水に不溶の熱可塑
性有機ポリマーとを含む有機バインダーが用いられる。

上記水溶性の熱可塑性有機ポリマーとしては、ポリエチ
レンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリアクリ
ル酸、ポリメタクリル酸などが用いられ、中でも射出成
形性、成形体強度、及び水への溶解性等の点からポリエ
チレンオキサイドが好適に用いられる。また、上記水に
不溶の熱可塑性有機ポリマーとしては、ポリスチレン、
ポリエチレン、ポリメタクリル酸エステル、エチレン酢
酸ビニル共重合体等の、通常の金属粉末やセラミックス
粉末の射出成形に使用される熱可塑性有機ポリマーが用
いられる。

次に、これらを混練し、射出成形した後、射出成形体に
脱脂処理を施し、脱脂体とする。脱脂処理としては、ま
ず射出成形体を水（常温水および加熱水を含む。以下同
様）に接触せしめ、これにより上記水溶性の熱可塑性有
機ポリマーを溶出する。このとき、射出成形体に接触せ
しめる水の中に腐食防止剤を添加する。

添加する腐食防止剤としては、成形体を焼結した後に不
純物として残らないようなものが良く、有機化合物から
なるものが、後工程での加熱焼結処理で分解除去される
ことによって望ましい。有機化合物型の腐食防止剤とし
ては、界面活性剤として作用するカルボン酸類、アミン
類、アルデヒド類、フェノール類等が好適に用いられる
。

ここで、射出成形体と水との接触方法としては、射出成
形体を水中に浸漬することによって処理するのが、作業
性等の点からも、また溶出時間の短縮といった点からも
好適とされる。

その後、加熱炉において加熱脱脂を施し、水に不溶の熱
可塑性有機ポリマー等の残りの有機バインダーを除去し
、さらに加熱焼結処理を行って焼結体を得る。このよう
な加熱処理により、脱脂体中に残留していた腐食防止剤
が分解除去されるため、得られた焼結体は腐食防止剤に
よって焼結体特性が損なわれることがない。

「作用」 本発明の方法によれば、粉末と水溶性ポリマーおよび非
水溶性ポリマーを含む有機バインダーからなる成形体を
水と接触させる際、水に腐食防止剤を添加することによ
り、成形体を構成する粉末の腐食が抑制されるので、良
好な脱脂体が得られる。

「実施例」 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

Ｆｅ粉末（平均粒径５μｍ）１００重量部に水溶性ポリ
マーであるポリエチレンオキサイド７．５重量部、非水
溶性ポリマーであるポリエチレン３重量部、潤滑剤であ
るステアリン酸０．５重量部を配合し、これらを混練機
によって１５０℃で６０分間混練した。次に、得られた
混線物を射出成形機により、射出温度１７０℃、射出圧
力１０００ｋｇ／ｃｍ’で成形し、７＋ｎｍｘ７＋ｅｍ
ｘ７０＋＋＋ｍの成形体を得た。

次いで、この成形体を腐食防止剤である酒石酸０．１重
量％を含む水溶液中に８時間浸し、成形体中のポリマー
の約６０％を脱脂した。その後、得られた脱脂体を焼結
炉に入れ、水素雰囲気中にて１４００℃で２時間加熱し
て残りのポリマーを脱脂し、さらに焼結処理を行って焼
結体を得た。

このようにして得られた焼結体の表面を観察したところ
、腐食物の生成に起因する痕跡がなく良好な焼結体であ
ることが認められ、脱脂体表面に酸化物（腐食物）が生
成しなかかつたことが確認された。

また、比較のため、上記実施例と同一の方法で得た成形
体を、腐食防止剤としての酒石酸を含まない水中で浸漬
・脱脂して得た脱脂体を観察したところ、脱脂体表面に
酸化物（腐食物）が生成しているのが確認され、さらに
これを焼結して得られた焼結体の表面を観察したところ
、酸化物（腐食物）に起因する痕跡が認められた。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明における請求項１記戦の発
明の粉末の成形体の脱脂方法は、粉末と水溶性ポリマー
および非水溶性ポリマーを含む有機バインダーとからな
る成形体を水と接触させる際、水に腐食防止剤を添加す
ることにより、成形体を構成する粉末の腐食を防止する
ようにしたものであるから、脱脂体に腐食物が生成する
ことが防止され、よって腐食物生成に起因する跡のない
良好な焼結体を得ることができる。

また、請求項２に記載した発明にあっては、腐食防止剤
として有機化合物を用いるため、加熱焼結処理において
腐食防止剤を分解除去することができ、よって腐食防止
剤が残留することにより焼結体特性が損なわれることを
防止して良好な焼結体を得るこができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉末と水溶性の熱可塑性ポリマーおよび水に不溶
   の熱可塑性ポリマーを含む有機バインダーとを混合し、
   これを可塑成形して成形体とした後、脱脂・焼結の各処
   理を行って焼結体を製造する方法において、 該成形体を、腐食防止剤を添加した水と接触せしめて上
   記水溶性の熱可塑性ポリマーを溶出し、さらに加熱処理
   して残りの有機バインダーを除去し、脱脂処理を行うこ
   とを特徴とする粉末の成形体の脱脂方法。
2. （２）請求項１記載の粉末の成形体の脱脂方法において
   、上記腐食防止剤が有機化合物であることを特徴とする
   粉末の成形体の脱脂方法。