JPH04173902A - 粉末射出成形焼結法 - 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、抜型困難な形状を有する成形品の粉末射出成
形焼結法に関するものである。

（従来の技術） 粉末射出成形は金属、セラミック、またはサーメット等
の粉末材料にバインダーとして混合されたワックスや熱
可塑性樹脂によって流動性を付与し、これらの混合物を
金型キャビティ内に射出し成形するものである。

多くの先端技術分野において、これらの粉末素材を用い
た焼結部材の需要が高まるにしたがって複雑な形状を有
する焼結部品が求められるようになっている。一般に射
出成形法はプレス成形法に比較して複雑な形状を表現す
るに通している。しかし射出成形法によっても成形が困
難または不可能な形状があり、特に成形品内側の形状に
おいてそのような傾向は著しい。

従来は、複雑な形状を有し一度の射出成形法によって成
形困難な製品については、後加工または分割成形後接着
する方法が行われている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前述の方法はいずれも所要工数が多くコストが
高くなるという問題点がある。また、分割成形法におい
ては分割成形後の部品間の接合強度にも問題点がある。

本発明は、前記問題点を解決することを目的とし、従来
方法では抜型困難な形状の製品を一度の射出成形によっ
て成形し焼結部品を製造する方法を提案するものである
。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するために、射出成形法におい
て、成形品本体とは異種素材の中子を金型キャビティ内
に挿入し成形材料を射出して中子と一体化したグリーン
体を成形し、脱型後中子を分解或は溶解除去することに
よって目的形状を表現することを特徴とする粉末射出成
形焼結法を提供するものである。

したがって本発明は、前述されたような粉末射出成形に
おいて、 成形品本体を形成する材質とは異種の材質の材料よりな
る中子を作成して、この中子を金型キャビティ内の所定
箇所に挿入設置する中子挿入工程、バインダーにより流
動性を付与された粉末を前記中子が設置された金型キャ
ビティ内に射出する射出工程、 射出成形により中子と一体化されて得られるグリーン体
を金型から脱型し脱型品とする脱型工程および 脱型品の内部に一体化されて存在する中子を除去する中
子除去工程 を有することを特徴とする粉末射出成形焼結法をその要
旨とする。

グリーン体の固化後説型し、中子の材料組成によって、
脱脂および焼結工程で分解除去を行う場合と、成形体・
中子一体のまま脱脂および焼結を行った後、例えばアル
カリ溶液等によって中子を溶解除去する場合とが中子除
去工程として選択できる。

（作用） 本発明の粉末射出成形焼結法によれば、内側形状を表現
する中子を用いて射出成形し、成形後中子を分解除去ま
たは溶解除去するため、成形困難な複雑な形状を有する
成形体でも一度の射出成形で得ることができる。

（実施例） 次に本発明方法の具体的な一実施例について説明する。

一実施例１− 高速回転状態で用いられるガスタービン用のブレードを
製作した。この実施例におけるブレードは過熱防止の目
的から内部は中空とされている。

このブレードには高温強度の優れた例えばＮｉ基超超耐
熱合金商品名ＴＮＣＯ７１３Ｃ〜インコ社製）のような
材料が使用される。前述したような中空部は中子により
作り出され、この中子の材質は製品の目的形状を射出成
形により得る時の熱に会合した時の中子の形状的安定性
を保つものが好ましく、本実施例では熱硬化性樹脂を用
いた。

目的形状を形成する場合の中空部に相当する形態の中子
を、例えば射出成形法或はトランスファ成形法等によっ
て作成し、目的形状の外形に相当する形態とされた射出
成形用金型キャビティ内に設置した。

次いで、前記Ｎｉ基超超耐熱合金金属粉末にワックスお
よび熱可塑性樹脂からなるバインダーを配合して得られ
る焼結金属材料を射出成形し、周知の手段により脱型品
を得た。この脱型品は脱脂および焼結工程を行う以前の
ものでいわゆるグリーン体と呼ばれる状態のものである
。この樹脂製中子を含むグリーン体は、冷却とともにバ
インダー中の樹脂成分により一定圧に耐える程度の強度
で固結され、保形性を有する。

次いで、このようなグリーン体は加熱脱脂されるが、内
側形状を形成する中子はこの加熱脱脂工程においてその
大部分が熱により分解除去される。

さらに次に行われる焼結工程では、中子は完全に除去さ
れて内部の所要箇所に所定形状の中空部を有するガスタ
ービン用ブレードが得られた。

一実施例２一 実施例１と同様なガスタービン用ブレードを製作するに
際し、このブレード中に設けられる中空部を作り出すた
めの中子をセラミック材料により作成した。この中子の
材質は溶融シリカ系のセラミック材料を用いた。このセ
ラミック材料を骨材とし、熱硬化性樹脂およびワックス
からなるバインダーを配合しトランスファ成形法によっ
て成形した。このようにして得られたセラミック材料の
中子を用い、実施例１と同様な手段により、目的形状を
形成する場合の中空部に相当する形態の中子を所要箇所
に有するグリーン体を得た。

この製品部および中子が一体化されたグリーン体を、そ
のままの状態でバインダーを除去するための脱脂処理を
行い、ついで非酸化雰囲気の炉内において焼結した。

焼結後のプレートからソルトハス等により、ブレード中
に保持されているセラミンク材料が焼結された中子を溶
解除去した。セラミック質中子を溶解させる溶剤は、苛
性カリ等を用いることができる。中子の溶解除去により
、内部の所要箇所に所定形状の中空部を有するガスター
ビン用ブレードが得られた。

特にこの実施例２においては、粉末射出成形後の脱型品
がいわゆるグリーン体と呼ばれる状態であると同時に、
脱型品中に含まれる中子もいわゆるグリーン体と呼ばれ
る状態である。したがって、製品部および中子共に焼結
時の収縮率はほぼ同様であり、焼結工程における両者の
収縮率の差によりもたらされる熱応力が殆ど発生せず、
製品の精度も向上し、歩留りもよくなった。

なお、本実施例においては、ガスタービン用ブレードを
製作したが、他の一般機械部品の製作に通用できること
は言うまでもない。

（発明の効果） 本発明の粉末射出成形焼結法によれば、−度の射出成形
で目的成形品を得ることができるので、所要工数が減少
し、生産性向上に寄与するものである。特に、目的形状
の製品部および中子が一体化されたグリーン体とし、こ
れを脱脂処理し焼結された後に前記中子を除去する手段
によるときは、焼結時に製品部および中子の収縮率がほ
ぼ同じとなることにより、製品の精度および歩留りが向
上する。

出願人　小松ハウメット株式会社 −１弓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　粉末射出成形、脱脂および焼結の各段階を経て行わ
   れる粉末射出成形焼結法において、 成形品本体を形成する材質とは異種の材質の材料よりな
   る中子を作成して、この中子を金型キャビティ内の所定
   箇所に挿入設置する中子挿入工程、 バインダーにより流動性を付与された粉末を前記中子が
   設置された金型キャビティ内に射出する射出工程、 射出成形により中子と一体化されて得られるグリーン体
   を金型から脱型し脱型品とする脱型工程および 脱型品の内部に一体化されて存在する中子を除去する中
   子除去工程 を有することを特徴とする粉末射出成形焼結法。 ２　前記中子除去工程は、脱脂および焼結工程で中子を
   分解除去することにより行われることを特徴とする請求
   項１に記載の粉末射出成形焼結法。 ３　中子除去工程は、脱型品を脱脂および焼結する脱脂
   および焼結工程後に、中子を溶解除去することにより行
   われることを特徴とする請求項１に記載の粉末射出成形
   焼結法。