JPH0432503A - 粉体の成形方法 - Google Patents
粉体の成形方法Info
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- JPH0432503A JPH0432503A JP13833090A JP13833090A JPH0432503A JP H0432503 A JPH0432503 A JP H0432503A JP 13833090 A JP13833090 A JP 13833090A JP 13833090 A JP13833090 A JP 13833090A JP H0432503 A JPH0432503 A JP H0432503A
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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］
この発明は金属、セラミックス等の粉体から複雑形状の
成形体を得る方法に関するものである。
成形体を得る方法に関するものである。
（従来の技術〕
粉体の成形方法には、−軸成形、冷間静水圧成形、射出
成形等がある。−軸成形及び冷間静水圧成形は主に異形
粉を対象とした成形方法で、高い圧力で成形することに
より粉末を塑性変形させ粉末同志を絡み合わせることに
より成形体に保形性を持たせている。容易に塑性変形し
ない硬質粉や粉末同志の絡み合いの期待できない球形粉
の成形は、ワックス等の成形助剤を粉末に添加して、そ
の粘着力により成形体に保形性を持たせて行っている。
成形等がある。−軸成形及び冷間静水圧成形は主に異形
粉を対象とした成形方法で、高い圧力で成形することに
より粉末を塑性変形させ粉末同志を絡み合わせることに
より成形体に保形性を持たせている。容易に塑性変形し
ない硬質粉や粉末同志の絡み合いの期待できない球形粉
の成形は、ワックス等の成形助剤を粉末に添加して、そ
の粘着力により成形体に保形性を持たせて行っている。
しかし、これらの硬質粉や球形粉の成形には射出成形を
利用する場合が多い。粉体の射出成形は粉末に熱可塑性
樹脂を成形バインダーとして加え、加熱混合した混練物
を型の中に射出成形した後冷却し固化させることにより
成形体を得る方法である。
利用する場合が多い。粉体の射出成形は粉末に熱可塑性
樹脂を成形バインダーとして加え、加熱混合した混練物
を型の中に射出成形した後冷却し固化させることにより
成形体を得る方法である。
一軸成形や冷間静水圧成形は塑性変形による互いの絡み
合いが起こり易い金属等の異形粉の成形に最も適した手
段とされている。硬質粉、セラミック粉、金属球形粉等
のこれらの方法を用いる場合には何らかの成形助剤を添
加しなければならない。しかし、こうして成形できたと
しても粉末粒径が１０−を越えるような粉であった場合
、脱脂工程で成形助剤が分解除去されると成形体が保形
力を失い、変形ないしは崩壊することがしばしば起こっ
た。
合いが起こり易い金属等の異形粉の成形に最も適した手
段とされている。硬質粉、セラミック粉、金属球形粉等
のこれらの方法を用いる場合には何らかの成形助剤を添
加しなければならない。しかし、こうして成形できたと
しても粉末粒径が１０−を越えるような粉であった場合
、脱脂工程で成形助剤が分解除去されると成形体が保形
力を失い、変形ないしは崩壊することがしばしば起こっ
た。
射出成形においても同様で成形体の保形性の点で粗粉の
適用は困難であった。また、成形バインダーを大量に含
んでいるため脱脂工程に１〜７日の要時間を要し、成形
バインダーを多量に用いる従来の成形方法自身に問題が
あった。この問題点は成形体の形状が大きくなればなる
ほど顕著となった。
適用は困難であった。また、成形バインダーを大量に含
んでいるため脱脂工程に１〜７日の要時間を要し、成形
バインダーを多量に用いる従来の成形方法自身に問題が
あった。この問題点は成形体の形状が大きくなればなる
ほど顕著となった。
本発明は前述の問題点を解決するものであり、金属・セ
ラミックス等の粉体から複雑形状の成形体を得る方法を
提供することを目的としている。
ラミックス等の粉体から複雑形状の成形体を得る方法を
提供することを目的としている。
本発明は上記目的を達成すべくなされたものであり、成
形体の所望形状の模型の表面に少なくとも１箇所の開口
部を有する支持モールドを形成し、該模型を除去して得
たキャビティに前記開口部から金属またはセラミックス
等の成形材料粉体を充填してから予備焼結することによ
り成形体を得ることを特徴としている。
形体の所望形状の模型の表面に少なくとも１箇所の開口
部を有する支持モールドを形成し、該模型を除去して得
たキャビティに前記開口部から金属またはセラミックス
等の成形材料粉体を充填してから予備焼結することによ
り成形体を得ることを特徴としている。
成形所望形状の模型は、単体あるいは分割によって支持
モールド内から取出し可能な場合は、変形しにくい材料
であればよく、きわめて広範な材料選択の可能性がある
。金属、セラミックス、プラスチック、木材等が対象と
なる。
モールド内から取出し可能な場合は、変形しにくい材料
であればよく、きわめて広範な材料選択の可能性がある
。金属、セラミックス、プラスチック、木材等が対象と
なる。
一方、分割しても取出しが困難な場合は、支持モールド
の機能に支障をきたさない範囲で、溶融、溶解、昇華等
によって取出しあるいは消失可能な材料を選ぶ。ワック
ス等熔融により除去できる材料、ＰＶＡ、ＰＶＢ、ＰＥ
Ｇ、ＭＣ，ＣＭＣ１尿素等、水あるいは有機溶媒に溶解
させて除去できる材料、ナフタリンのように昇華により
消失できる材料等が適用できる。このうち、成形の容易
なワックスが特に好ましい。また、強度、剛性等の調節
のために、これらの材料に金属、セラミックス、プラス
チック、木材等の粉を混合してもよい。
の機能に支障をきたさない範囲で、溶融、溶解、昇華等
によって取出しあるいは消失可能な材料を選ぶ。ワック
ス等熔融により除去できる材料、ＰＶＡ、ＰＶＢ、ＰＥ
Ｇ、ＭＣ，ＣＭＣ１尿素等、水あるいは有機溶媒に溶解
させて除去できる材料、ナフタリンのように昇華により
消失できる材料等が適用できる。このうち、成形の容易
なワックスが特に好ましい。また、強度、剛性等の調節
のために、これらの材料に金属、セラミックス、プラス
チック、木材等の粉を混合してもよい。
これらの材料を所望形状の模型にする方法に特ニ制約は
ない。大塊を機械加工してもよい。溶融して所望形状の
モールドに鋳込んでもよい。溶融あるいは半凝固状態で
射出成形してもよい。
ない。大塊を機械加工してもよい。溶融して所望形状の
モールドに鋳込んでもよい。溶融あるいは半凝固状態で
射出成形してもよい。
支持モールドの形成は注型あるいは塗布による。
塗布手段に特に制約はなく、刷毛塗り、浸漬、噴霧等が
適用できる。注型法の場合、原料として液状のポリウレ
タン樹脂、エポキシ樹脂、石膏等が適用できる。これら
の硬化によって支持モールドは形成されるが、強度、剛
性の制御のために金属、セラミックス、プラスチック等
の粉体を混合してもよい。一方、塗布法の場合、水ガラ
ス、金属アルコキシドの加水分解液、液状フェノール樹
脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、石膏等が適用で
きる。これらの硬化によって支持モールドは形成される
が、強度、剛性の制御のために金属、セラミックス、プ
ラスチック等の粉体を混合してもよいし、外側からふり
かけてもよい。支持モールド材料は予備焼結温度等を考
慮して適当なものを選択する。すなわち、支持モールド
材料は予備焼結が開始されて少なくともキャビティ内の
粉体充填体に保形性が生じるまで耐える材料でなければ
ならない。従ってポリウレタン樹脂等のプラスチック類
は低融点金属等を成形する際に使用される。
適用できる。注型法の場合、原料として液状のポリウレ
タン樹脂、エポキシ樹脂、石膏等が適用できる。これら
の硬化によって支持モールドは形成されるが、強度、剛
性の制御のために金属、セラミックス、プラスチック等
の粉体を混合してもよい。一方、塗布法の場合、水ガラ
ス、金属アルコキシドの加水分解液、液状フェノール樹
脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、石膏等が適用で
きる。これらの硬化によって支持モールドは形成される
が、強度、剛性の制御のために金属、セラミックス、プ
ラスチック等の粉体を混合してもよいし、外側からふり
かけてもよい。支持モールド材料は予備焼結温度等を考
慮して適当なものを選択する。すなわち、支持モールド
材料は予備焼結が開始されて少なくともキャビティ内の
粉体充填体に保形性が生じるまで耐える材料でなければ
ならない。従ってポリウレタン樹脂等のプラスチック類
は低融点金属等を成形する際に使用される。
支持モールドが形成された後に模型を除去する。
模型の除去方法は使用した模型の種類に応して、例えば
単体あるいは分割により支持モールドから取出し可能な
場合はそのようにして取り出す。また、溶融除去の場合
は加熱して溶融させ支持モールド内から流出させる。溶
解の場合は模型を溶解する溶媒を用いて溶出させる。そ
の際必要により加熱することができる。昇華は加熱ある
いは減圧によって行う。これらは完全に行う必要はなく
、要は模型全体を支持モールドを損なわないで取出せる
程度に溶融、溶解あるいは昇華していればよい。
単体あるいは分割により支持モールドから取出し可能な
場合はそのようにして取り出す。また、溶融除去の場合
は加熱して溶融させ支持モールド内から流出させる。溶
解の場合は模型を溶解する溶媒を用いて溶出させる。そ
の際必要により加熱することができる。昇華は加熱ある
いは減圧によって行う。これらは完全に行う必要はなく
、要は模型全体を支持モールドを損なわないで取出せる
程度に溶融、溶解あるいは昇華していればよい。
こうして得られたキャビティに金属、セラミックス等の
成形材料粉末を充填する。金属、セラミックス等の種類
は流動性さえよければよく、例えば、ステンレス鋼粉、
高速度工具鋼粉、タングステンカーバイド・コバルト混
合粉、アルミナ粉、窒化珪素粉、２ホウ化チタン粉など
である。これらは必要により２種以上を混合して使用す
ることもできる。流動性の観点から粉末粒径は１０〜１
０００ｐ程度のものが好ましい。この目的のために造粒
してもよい。また、要求される物性等に応じて種々の添
加剤、例えば、窒化珪素の場合は、アルミナ、イツトリ
ア等を添加することもできる。充填は前記の支持モール
ドの開口部を利用して行う。
成形材料粉末を充填する。金属、セラミックス等の種類
は流動性さえよければよく、例えば、ステンレス鋼粉、
高速度工具鋼粉、タングステンカーバイド・コバルト混
合粉、アルミナ粉、窒化珪素粉、２ホウ化チタン粉など
である。これらは必要により２種以上を混合して使用す
ることもできる。流動性の観点から粉末粒径は１０〜１
０００ｐ程度のものが好ましい。この目的のために造粒
してもよい。また、要求される物性等に応じて種々の添
加剤、例えば、窒化珪素の場合は、アルミナ、イツトリ
ア等を添加することもできる。充填は前記の支持モール
ドの開口部を利用して行う。
その際、必要があれば振動を加えて振動充填することも
できる。
できる。
次にこの充填体を、支持モールドに入れたまま焼結炉に
セットし、支持モールドから取り出してもくずれない程
度に予備焼結し、充填体内の粉体を軽く接合させ成形体
に仕上げる。予備焼結温度は材質や粉末の粒径にもよる
が、液相発生温度（以下、Ｔｍ （Ｋ）と略す。）の直
下からＴｍの７０％程度の温度すなわち０．７Ｔｍ〜１
．ＯＴｍが好ましい。予備焼結時間は温度にもよるが通
常１〜１０時間程時間待に３〜５時間程度が適当である
。
セットし、支持モールドから取り出してもくずれない程
度に予備焼結し、充填体内の粉体を軽く接合させ成形体
に仕上げる。予備焼結温度は材質や粉末の粒径にもよる
が、液相発生温度（以下、Ｔｍ （Ｋ）と略す。）の直
下からＴｍの７０％程度の温度すなわち０．７Ｔｍ〜１
．ＯＴｍが好ましい。予備焼結時間は温度にもよるが通
常１〜１０時間程時間待に３〜５時間程度が適当である
。
予備焼結は常圧下で行えばよいが必要により５〜１００
ｋｇ／Ｃｕ１ｌ程度の加圧を行ってもよい。予備焼結
後に成形体を取り出す必要はなく引続き目的の特性ので
る温度で焼結を行うことができる。
ｋｇ／Ｃｕ１ｌ程度の加圧を行ってもよい。予備焼結
後に成形体を取り出す必要はなく引続き目的の特性ので
る温度で焼結を行うことができる。
成形材料粉体を支持モールドのキャビティに充填した状
態で予備焼結することにより粉体粒子間を軽く接合させ
て保形性を付与、あるいは向上させている。この手法に
より、成形困難な金属球形物、硬質粉、セラミックス粉
等を成形助剤なしで、成形することが可能となっている
。
態で予備焼結することにより粉体粒子間を軽く接合させ
て保形性を付与、あるいは向上させている。この手法に
より、成形困難な金属球形物、硬質粉、セラミックス粉
等を成形助剤なしで、成形することが可能となっている
。
実施例１
第１図に従って説明する。融点４８°Ｃ〜５０°Ｃのパ
ラフィンワックスの塊を切削して、直径４０ｍｍ、長さ
１２０ ｍｍのシャフト、直径１２０ ｍｍ、厚さ４０
肛のディスク及び直径１２０ ｍｍ、厚さ４０ｍｍ 〜
６０ｍｍの異形ディスクの組合せからなる模型ｌを作っ
た。この上部に直径４０ｍｍ、長さ４０胴の木製のスペ
ーサー２を接着した。これを木枠４の内部に設置し、焼
き石膏を水で練ってスペーサー２の上面相当レベルまで
注ぎ２４時間放置して硬化させ、支持モールド３を得た
。次にスペーサー２を抜き取り、沸騰水中に１０分入れ
、パラフィンワックスを完全に排出した。こうしてキャ
ビティを形成した。
ラフィンワックスの塊を切削して、直径４０ｍｍ、長さ
１２０ ｍｍのシャフト、直径１２０ ｍｍ、厚さ４０
肛のディスク及び直径１２０ ｍｍ、厚さ４０ｍｍ 〜
６０ｍｍの異形ディスクの組合せからなる模型ｌを作っ
た。この上部に直径４０ｍｍ、長さ４０胴の木製のスペ
ーサー２を接着した。これを木枠４の内部に設置し、焼
き石膏を水で練ってスペーサー２の上面相当レベルまで
注ぎ２４時間放置して硬化させ、支持モールド３を得た
。次にスペーサー２を抜き取り、沸騰水中に１０分入れ
、パラフィンワックスを完全に排出した。こうしてキャ
ビティを形成した。
このキャビティを第４図に示すように振動テーブル５の
上に置き、平均粒径３０ｔｒｍのステンレス鋼球彫物６
を振動充填した。充填後ただちに焼結炉内に挿入し１１
００”Ｃで３時間焼結した。予備焼結後、炉から取り出
し、支持モールドを崩壊して得た成形体は転写性・保形
性ともに優れ、同様の操作を１０回繰り返しても失敗が
なく再現性も良好であった。
上に置き、平均粒径３０ｔｒｍのステンレス鋼球彫物６
を振動充填した。充填後ただちに焼結炉内に挿入し１１
００”Ｃで３時間焼結した。予備焼結後、炉から取り出
し、支持モールドを崩壊して得た成形体は転写性・保形
性ともに優れ、同様の操作を１０回繰り返しても失敗が
なく再現性も良好であった。
実施例２
第２図に従って説明する。融点４８°Ｃ〜５０″Ｃのパ
ラフィンワックスを加熱溶融し、モールドに鋳込むこと
により直径４０口、長さ１２０皿のシャフト、直径１２
０ Ｍｊｌ、厚さ４０ｍｍのディスク及び直径１２０Ｉ
Ｍｌ、厚さ４０埴〜６０ｍｍの異形ディスクの組合せか
らなる模型１を成形した。この上部に直径４０世、長さ
４０肛の木製のスペーサー２を接着した。スペーサー２
の上面を除く面全体にコロイダルシリカに一３２５メツ
シュのジルコンフラワーを７０重量％分散したスラリー
の塗布と乾燥を５回繰り返して、厚さ２〜４閣の支持モ
ールド３を形成させた。次にスペーサー２を抜き取り、
沸騰水中に１０分入れ、パラフィンワックスを完全に排
出した。こうしてキャビティを形成した。
ラフィンワックスを加熱溶融し、モールドに鋳込むこと
により直径４０口、長さ１２０皿のシャフト、直径１２
０ Ｍｊｌ、厚さ４０ｍｍのディスク及び直径１２０Ｉ
Ｍｌ、厚さ４０埴〜６０ｍｍの異形ディスクの組合せか
らなる模型１を成形した。この上部に直径４０世、長さ
４０肛の木製のスペーサー２を接着した。スペーサー２
の上面を除く面全体にコロイダルシリカに一３２５メツ
シュのジルコンフラワーを７０重量％分散したスラリー
の塗布と乾燥を５回繰り返して、厚さ２〜４閣の支持モ
ールド３を形成させた。次にスペーサー２を抜き取り、
沸騰水中に１０分入れ、パラフィンワックスを完全に排
出した。こうしてキャビティを形成した。
このキャビティを第４図に示すように振動チーフル５の
上に置き、平均粒径３０ｔｎｎのステンレス調法彫物６
を振動充填した。充填後ただちに焼結炉内に挿入し１１
００°Ｃで３時間予備焼結した。予備焼結後、炉から取
り出し、支持モールドを崩壊して得た成形体は転写性・
保形性ともに優れ、同様の操作を１０回繰り返しても失
敗がなく再現性も良好であった。
上に置き、平均粒径３０ｔｎｎのステンレス調法彫物６
を振動充填した。充填後ただちに焼結炉内に挿入し１１
００°Ｃで３時間予備焼結した。予備焼結後、炉から取
り出し、支持モールドを崩壊して得た成形体は転写性・
保形性ともに優れ、同様の操作を１０回繰り返しても失
敗がなく再現性も良好であった。
実施例３
第３図に従って説明する。直径４０胴、長さ２８０皿の
ナイロン製円柱状の模型１にコロイダルシリカに一３２
５メツシュのジルコンフラワーを７０重量％分散したス
ラリーの塗布と乾燥を５回繰り返して、厚さ２〜４Ｉ１
１１Ｔｌの支持モールド３を形成させた。
ナイロン製円柱状の模型１にコロイダルシリカに一３２
５メツシュのジルコンフラワーを７０重量％分散したス
ラリーの塗布と乾燥を５回繰り返して、厚さ２〜４Ｉ１
１１Ｔｌの支持モールド３を形成させた。
そして模型１を抜き取りキャビティが形成された。
このキャビティを第４図に示すように振動テーブル５の
上に置き、平均粒径３０ｔｎｎのステンレス鋼球彫物６
を振動充填した。充填後ただちに焼結炉内に挿入し１１
００°Ｃで３時間予備焼結した。予備焼結後、炉から取
り出し、支持モールドを崩壊して得た成形体は転写性・
保形性ともに優れ、同様の操作を１０回繰り返しても失
敗がなく再現性もよかった。
上に置き、平均粒径３０ｔｎｎのステンレス鋼球彫物６
を振動充填した。充填後ただちに焼結炉内に挿入し１１
００°Ｃで３時間予備焼結した。予備焼結後、炉から取
り出し、支持モールドを崩壊して得た成形体は転写性・
保形性ともに優れ、同様の操作を１０回繰り返しても失
敗がなく再現性もよかった。
以上のように、支持モールド内で充填体が予備焼結され
るため、成形助剤や成形バインダーが全くなくても成形
体の作製が可能となるばかりでなく、支持モールドの内
面がそのまま転写されるため寸法精度の高い成形体の作
製も可能となった。
るため、成形助剤や成形バインダーが全くなくても成形
体の作製が可能となるばかりでなく、支持モールドの内
面がそのまま転写されるため寸法精度の高い成形体の作
製も可能となった。
第１図は模型を木枠に入れ支持モールドの原料を注入し
て形成している状態を示す断面図であり、第２図及び第
３図は支持モールド原料の注入の代わりに塗布によって
形成している状態を示す断面図である。第４図は実施例
２で得られたキャビティを振動テーブルにのせて金属、
セラミックス等の粉体を充填している状態を示す断面図
である。 １・・・模型 ２・・・スペーサー ３・・・支持モー
ルド４・・・木枠 ５振動テーブル ６ステンレス綱粉
出 願 人 日本釦管株式会社 代 理 人 弁理士 日中 政情 弔 図 ／′ 第 図
て形成している状態を示す断面図であり、第２図及び第
３図は支持モールド原料の注入の代わりに塗布によって
形成している状態を示す断面図である。第４図は実施例
２で得られたキャビティを振動テーブルにのせて金属、
セラミックス等の粉体を充填している状態を示す断面図
である。 １・・・模型 ２・・・スペーサー ３・・・支持モー
ルド４・・・木枠 ５振動テーブル ６ステンレス綱粉
出 願 人 日本釦管株式会社 代 理 人 弁理士 日中 政情 弔 図 ／′ 第 図
Claims (1)
- 成形体の所望形状の模型の表面に少なくとも１箇所の開
口部を有する支持モールドを形成し、該模型を除去して
得たキャビティに前記開口部から金属またはセラミック
ス等の成形材料粉体を充填してから予備焼結することに
より成形体を得る、粉体の成形方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13833090A JPH0432503A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 粉体の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13833090A JPH0432503A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 粉体の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432503A true JPH0432503A (ja) | 1992-02-04 |
Family
ID=15219384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13833090A Pending JPH0432503A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 粉体の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0432503A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110480796A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-22 | 王文栋 | 混凝土浇筑模具的成型方法 |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP13833090A patent/JPH0432503A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110480796A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-22 | 王文栋 | 混凝土浇筑模具的成型方法 |
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