JPH0543905A - 粉末成形方法 - Google Patents
粉末成形方法Info
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- JPH0543905A JPH0543905A JP20091691A JP20091691A JPH0543905A JP H0543905 A JPH0543905 A JP H0543905A JP 20091691 A JP20091691 A JP 20091691A JP 20091691 A JP20091691 A JP 20091691A JP H0543905 A JPH0543905 A JP H0543905A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 金属または合金粉末の混練物１を押出し成形
し、次いで成形体２をセラミックフィルター体３内で脱
脂および焼結する。 【効果】 焼結品の品質、強度の均一化と、寸法変化の
低減化が図られる。
し、次いで成形体２をセラミックフィルター体３内で脱
脂および焼結する。 【効果】 焼結品の品質、強度の均一化と、寸法変化の
低減化が図られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉末成形方法に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、焼結品の
品質が均一で、かつ脱脂、焼結時の形状変化の少ない、
改良された、金属または合金粉末混練物からの押出しに
よる粉末成形法に関するものである。
るものである。さらに詳しくは、この発明は、焼結品の
品質が均一で、かつ脱脂、焼結時の形状変化の少ない、
改良された、金属または合金粉末混練物からの押出しに
よる粉末成形法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、金属または合金の粉末
を有機バインダー等と混練し、これを押出し、または射
出成形し、さらに脱脂および高温焼結する粉末成形方法
が注目されている。この方法は、成形効率に優れ、生産
性が良好であるばかりでなく、押出し成形においては、
長尺材、線材等の成形が容易であり、また、射出成形に
おいては、複雑形状で、切削等の機械加工の難しい製品
であってもその成形が容易であるという特徴を有してい
る。
を有機バインダー等と混練し、これを押出し、または射
出成形し、さらに脱脂および高温焼結する粉末成形方法
が注目されている。この方法は、成形効率に優れ、生産
性が良好であるばかりでなく、押出し成形においては、
長尺材、線材等の成形が容易であり、また、射出成形に
おいては、複雑形状で、切削等の機械加工の難しい製品
であってもその成形が容易であるという特徴を有してい
る。
【０００３】このように優れた特徴と利点のある粉末成
形法ではあるが、有機バインダーを使用し、これを除去
して焼結する脱脂および焼結工程が欠かせないため、こ
の工程での品質の均一化と、所定寸法の確保が重要な課
題になっていた。特に、押出し成形においては、比較的
長尺の成形体を脱脂および焼結することから、この課題
は重要なものとなっていた。
形法ではあるが、有機バインダーを使用し、これを除去
して焼結する脱脂および焼結工程が欠かせないため、こ
の工程での品質の均一化と、所定寸法の確保が重要な課
題になっていた。特に、押出し成形においては、比較的
長尺の成形体を脱脂および焼結することから、この課題
は重要なものとなっていた。
【０００４】たとえば、押出し成形においては、図１に
例示したように、ノズル（ア）より、金属または合金の
粉末と有機バインダー等との混練物（イ）を押出して、
所定の形状と長さの成形体（グリーン）（ウ）とし、こ
れをセラミックプレート（エ）等の上に置き、加熱して
脱脂および焼結している。この脱脂工程においては、Ｈ
2 ガス雰囲気や不活性ガス雰囲気が採用され、また焼結
工程は、真空あるいは不活性ガス雰囲気で実施されてい
る。
例示したように、ノズル（ア）より、金属または合金の
粉末と有機バインダー等との混練物（イ）を押出して、
所定の形状と長さの成形体（グリーン）（ウ）とし、こ
れをセラミックプレート（エ）等の上に置き、加熱して
脱脂および焼結している。この脱脂工程においては、Ｈ
2 ガス雰囲気や不活性ガス雰囲気が採用され、また焼結
工程は、真空あるいは不活性ガス雰囲気で実施されてい
る。
【０００５】このような従来の生産工程においては、セ
ラミックプレート（エ）等の設置の時に、混練物の成形
体（グリーン）（ウ）が折損しやすく、このため、どう
しても有機バインダーの含有量が多くなるという問題が
ある。それというのも、多量のバインダーの存在は、脱
脂工程の負荷をより大きなものとし、脱脂および焼結後
の寸法変化が大きくなるという欠点が避けられないため
である。
ラミックプレート（エ）等の設置の時に、混練物の成形
体（グリーン）（ウ）が折損しやすく、このため、どう
しても有機バインダーの含有量が多くなるという問題が
ある。それというのも、多量のバインダーの存在は、脱
脂工程の負荷をより大きなものとし、脱脂および焼結後
の寸法変化が大きくなるという欠点が避けられないため
である。
【０００６】また、従来の工程においては、脱脂および
焼結工程時に、成形体（ウ）が直接加熱源からの熱放射
にさらされるため、脱脂および焼結の進行が不均一にな
って、焼結品の品質の均一性が確保されにくく、強度も
不均一になるという欠点があった。このため、焼結品の
物理化学的特性の信頼性の確保が難しく、また寸法変化
も予測しがたいものとなっていた。
焼結工程時に、成形体（ウ）が直接加熱源からの熱放射
にさらされるため、脱脂および焼結の進行が不均一にな
って、焼結品の品質の均一性が確保されにくく、強度も
不均一になるという欠点があった。このため、焼結品の
物理化学的特性の信頼性の確保が難しく、また寸法変化
も予測しがたいものとなっていた。
【０００７】この発明は、以上の通りの市場に鑑みてな
されたものであり、従来の押出し成形による粉末成形方
法の欠点を解消し、焼結品の品質の均一化を確保し、ま
た、寸法変化もより小さなものとすることのできる改善
された粉末成形方法を提供することを目的としている。
されたものであり、従来の押出し成形による粉末成形方
法の欠点を解消し、焼結品の品質の均一化を確保し、ま
た、寸法変化もより小さなものとすることのできる改善
された粉末成形方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、金属または合金粉末の混練物を
押出し成形し、次いで成形体をセラミックフィルター体
内で脱脂および焼結することを特徴とする粉末成形方法
を提供する。すなわち、この発明の方法においては、た
とえば図２に例示したように、金属または合金の粉末を
有機バインダー等と混練して調整した混練物（１）をノ
ズルから押出し成形し、得られた比較的長尺の成形体
（グリーン）（２）を、そのまま直ちにセラミックフィ
ルター体（３）の開孔（４）内に挿入し、両端部を除い
て、成形体（２）の全周囲がこのセラミックフィルター
体（３）によって囲まれた状態とする。そして、この状
態において、脱脂および焼結を行う。
を解決するものとして、金属または合金粉末の混練物を
押出し成形し、次いで成形体をセラミックフィルター体
内で脱脂および焼結することを特徴とする粉末成形方法
を提供する。すなわち、この発明の方法においては、た
とえば図２に例示したように、金属または合金の粉末を
有機バインダー等と混練して調整した混練物（１）をノ
ズルから押出し成形し、得られた比較的長尺の成形体
（グリーン）（２）を、そのまま直ちにセラミックフィ
ルター体（３）の開孔（４）内に挿入し、両端部を除い
て、成形体（２）の全周囲がこのセラミックフィルター
体（３）によって囲まれた状態とする。そして、この状
態において、脱脂および焼結を行う。
【０００９】このような工程から明らかなように、この
発明の方法においては、脱脂および焼結時の放射熱が成
形体（２）に直接当たらないため、成形体（２）の加熱
が従来法に比べてはるかに均一となる。また、成形体
（２）の両端を除いてその全周面がセラミックフィルタ
ー体（３）によって囲まれて保護されているため、マッ
フル効果が得られる。しかも、フィルター効果によって
脱バインダーの脱脂工程の均質化が図られる。この脱脂
時に、Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガス等を使用する場合には、開放
されているセラミックフィルター体（３）の端部よりこ
れらのガスが流入し、また、バインダーガスの排出を円
滑に促すことになる。
発明の方法においては、脱脂および焼結時の放射熱が成
形体（２）に直接当たらないため、成形体（２）の加熱
が従来法に比べてはるかに均一となる。また、成形体
（２）の両端を除いてその全周面がセラミックフィルタ
ー体（３）によって囲まれて保護されているため、マッ
フル効果が得られる。しかも、フィルター効果によって
脱バインダーの脱脂工程の均質化が図られる。この脱脂
時に、Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガス等を使用する場合には、開放
されているセラミックフィルター体（３）の端部よりこ
れらのガスが流入し、また、バインダーガスの排出を円
滑に促すことになる。
【００１０】このため、脱脂および焼結は、均質に進行
し、しかもより効率的に進むことになる。また、この発
明においては、図２に示したようにセラミックフィルタ
ー体（３）を積み重ねて焼結できるため、一工程で処理
できる成形体は、従来法に比べて大幅に増大する。この
ため、実際、この発明の方法によって処理量は単位時間
当り従来の１０倍以上にもなる。
し、しかもより効率的に進むことになる。また、この発
明においては、図２に示したようにセラミックフィルタ
ー体（３）を積み重ねて焼結できるため、一工程で処理
できる成形体は、従来法に比べて大幅に増大する。この
ため、実際、この発明の方法によって処理量は単位時間
当り従来の１０倍以上にもなる。
【００１１】そして、成形体（２）は、直接、セラミッ
クフィルター体（３）内に受け入れることができるた
め、従来のように、折損が大きくはない。このため、有
機バインダーの含有量を減少させることができる。この
ことが、脱脂および焼結の均一化と、寸法変化の極小化
に大きく貢献する。しかも、真空雰囲気で行う場合に
は、有機バインダーのガス発生量が少くなるため、真空
ポンプ系の負荷を軽減することができる。
クフィルター体（３）内に受け入れることができるた
め、従来のように、折損が大きくはない。このため、有
機バインダーの含有量を減少させることができる。この
ことが、脱脂および焼結の均一化と、寸法変化の極小化
に大きく貢献する。しかも、真空雰囲気で行う場合に
は、有機バインダーのガス発生量が少くなるため、真空
ポンプ系の負荷を軽減することができる。
【００１２】このような特徴、作用効果を有するこの発
明の方法においては、従来と同様の各種の金属または合
金を対象とすることができ、たとえばステライト系合金
の粉末等が使用される。そしてこれらの金属、合金の粉
末の大きさも適宜とすることができ、通常は、５〜１５
μｍ径程度のものが好適に使用される。これらの粉末
は、有機バインダー等と混練するが、この場合の有機バ
インダーにも熱可塑性ポリマー、あるいはそれらのオリ
ゴマー等が、可塑剤等の適宜な添加成分とともに使用さ
れる。
明の方法においては、従来と同様の各種の金属または合
金を対象とすることができ、たとえばステライト系合金
の粉末等が使用される。そしてこれらの金属、合金の粉
末の大きさも適宜とすることができ、通常は、５〜１５
μｍ径程度のものが好適に使用される。これらの粉末
は、有機バインダー等と混練するが、この場合の有機バ
インダーにも熱可塑性ポリマー、あるいはそれらのオリ
ゴマー等が、可塑剤等の適宜な添加成分とともに使用さ
れる。
【００１３】これらの混練物の調整は、従来法に沿って
行うことができる。押出しについても同様である。押出
し後の成形品を挿入する前記のセラミツクフィルター体
（３）については、もちろんその形状、大きさ等に特段
の限定はない。また、素材についても、アルミナ系、ジ
ルコニア系等の酸化物、あるいは窒化物等の適宜なもの
が使用される。
行うことができる。押出しについても同様である。押出
し後の成形品を挿入する前記のセラミツクフィルター体
（３）については、もちろんその形状、大きさ等に特段
の限定はない。また、素材についても、アルミナ系、ジ
ルコニア系等の酸化物、あるいは窒化物等の適宜なもの
が使用される。
【００１４】このセラミックフィルター体（３）は、多
孔質のもので、その気孔率も、たとえば２０〜４０％程
度の適宜なものとすることができる。しかしながら、焼
結時の加熱温度に耐えることのできる高耐熱性のセラミ
ックがこの発明のフィルター体として使用される。
孔質のもので、その気孔率も、たとえば２０〜４０％程
度の適宜なものとすることができる。しかしながら、焼
結時の加熱温度に耐えることのできる高耐熱性のセラミ
ックがこの発明のフィルター体として使用される。
【００１５】
【実施例】平均粒径１２μｍのステライト−６の粉末
を、６％の添加量の熱可塑性ポリマーからなる有機バイ
ンダーと混合し、加圧・加熱ニーダーを用いて混練し
た。この混練物を、５mm径×１２００mm長さ、２５mm径
×１２００mm長さの２種の線材に押出成形した。
を、６％の添加量の熱可塑性ポリマーからなる有機バイ
ンダーと混合し、加圧・加熱ニーダーを用いて混練し
た。この混練物を、５mm径×１２００mm長さ、２５mm径
×１２００mm長さの２種の線材に押出成形した。
【００１６】この各々について、次の特徴を有するセラ
ミックフィルター体の開孔に挿入した。 ・アルミナ含有量 ９９％ ・カサ比重 2.6 ・身かけの気孔率 ３５％ ・吸水率 １４％ ・耐熱温度 １４００℃ ４７０℃の温度においてＨ2 雰囲気下に１時間加熱して
脱脂を行った。昇温速度は３０℃／Ｈｒとした。
ミックフィルター体の開孔に挿入した。 ・アルミナ含有量 ９９％ ・カサ比重 2.6 ・身かけの気孔率 ３５％ ・吸水率 １４％ ・耐熱温度 １４００℃ ４７０℃の温度においてＨ2 雰囲気下に１時間加熱して
脱脂を行った。昇温速度は３０℃／Ｈｒとした。
【００１７】次いで、１２５０℃の温度において、真空
雰囲気下に、１０時間焼結を行った。この時の昇温速度
は２００℃／Ｈｒとした。そしてＮ2 雰囲気に冷却し
た。５mm径成形体より、２mm径×８３０mm長の焼結品を
得た。また、２５mm径成形体より１２mm径×８７０mm長
の焼結品を得た。いずれの場合にも、フィルター体を複
数積み重ねて脱脂および焼結することにより、ワンバッ
チで、従来法の２００本から、２２８０本までの処理が
行われた。
雰囲気下に、１０時間焼結を行った。この時の昇温速度
は２００℃／Ｈｒとした。そしてＮ2 雰囲気に冷却し
た。５mm径成形体より、２mm径×８３０mm長の焼結品を
得た。また、２５mm径成形体より１２mm径×８７０mm長
の焼結品を得た。いずれの場合にも、フィルター体を複
数積み重ねて脱脂および焼結することにより、ワンバッ
チで、従来法の２００本から、２２８０本までの処理が
行われた。
【００１８】成形品の品質、強度は均一で、折損もほと
んど認められなかった。一方、従来法においては、焼結
後のクランクの発生や脱ガス後の微小孔の生成が避けら
れなかった。なお、以上の方法において、有機バインダ
ーの使用量は、５％以下にまで低減可能であった。これ
に比べて、従来法においては、１０％以下とすることは
困難であった。しかも、従来法の場合には、５mm径×１
２００mm長の成形体からは、1.2mm 径×７６０mm長とい
う極めて大きな寸法変化のあるものしか得られなかっ
た。
んど認められなかった。一方、従来法においては、焼結
後のクランクの発生や脱ガス後の微小孔の生成が避けら
れなかった。なお、以上の方法において、有機バインダ
ーの使用量は、５％以下にまで低減可能であった。これ
に比べて、従来法においては、１０％以下とすることは
困難であった。しかも、従来法の場合には、５mm径×１
２００mm長の成形体からは、1.2mm 径×７６０mm長とい
う極めて大きな寸法変化のあるものしか得られなかっ
た。
【００１９】
【発明の効果】この発明によって、以上詳しく説明した
ように、焼結品の品質、強度が均一で、信頼性の高い製
品が得られる。しかも、焼結後の寸法変化も小さなもの
とすることができる。
ように、焼結品の品質、強度が均一で、信頼性の高い製
品が得られる。しかも、焼結後の寸法変化も小さなもの
とすることができる。
【図１】従来法の工程を例示した斜視図である。
【図２】セミックフィルター体を使用するこの発明の工
程を例示した要部斜視図である。
程を例示した要部斜視図である。
ア ノズル イ 混練物 ウ 成形体（グリーン） エ セラミックプレート １ 混練物 ２ 成形体（グリーン） ３ セラミックフィルター体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年９月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】次いで、１２５０℃の温度において、真空
雰囲気下に、１時間焼結を行った。この時の昇温速度は
２００℃／Ｈｒとした。そしてＮ2 雰囲気に冷却した。
５mm径成形体より、4.5mm 径×830mm長の焼結品を得
た。また、2.5mm 径成形体より2.2mm 径×870mm 長の焼
結品を得た。いずれの場合にも、フィルター体を複数積
み重ねて脱脂および焼結することにより、ワンバッチ
で、従来法の２００本から、２２８０本までの処理が行
われた。
雰囲気下に、１時間焼結を行った。この時の昇温速度は
２００℃／Ｈｒとした。そしてＮ2 雰囲気に冷却した。
５mm径成形体より、4.5mm 径×830mm長の焼結品を得
た。また、2.5mm 径成形体より2.2mm 径×870mm 長の焼
結品を得た。いずれの場合にも、フィルター体を複数積
み重ねて脱脂および焼結することにより、ワンバッチ
で、従来法の２００本から、２２８０本までの処理が行
われた。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】成形品の品質、強度は均一で、折損もほと
んど認められなかった。一方、従来法においては、焼結
後のクラックの発生や脱ガス後の微小孔の生成が避けら
れなかった。なお、以上の方法において、有機バインダ
ーの使用量は、５％以下にまで低減可能であった。これ
に比べて、従来法においては、１０％以下とすることは
困難であった。しかも、従来法の場合には、５mm径×12
00mm長の成形体からは、4.0径×880mm 長という極めて
大きな寸法変化のあるものしか得られなかった。
んど認められなかった。一方、従来法においては、焼結
後のクラックの発生や脱ガス後の微小孔の生成が避けら
れなかった。なお、以上の方法において、有機バインダ
ーの使用量は、５％以下にまで低減可能であった。これ
に比べて、従来法においては、１０％以下とすることは
困難であった。しかも、従来法の場合には、５mm径×12
00mm長の成形体からは、4.0径×880mm 長という極めて
大きな寸法変化のあるものしか得られなかった。
Claims (1)
- 【請求項１】 金属または合金粉末の混練物を押出し成
形し、次いで成形体をセラミックフィルター体内で脱脂
および焼結することを特徴とする粉末成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20091691A JPH0543905A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 粉末成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20091691A JPH0543905A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 粉末成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543905A true JPH0543905A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16432411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20091691A Pending JPH0543905A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 粉末成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543905A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07157810A (ja) * | 1993-12-06 | 1995-06-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 脱バインダ装置 |
| JP2003041304A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Nachi Fujikoshi Corp | 超硬合金焼結体の製造方法 |
| CN103464747A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-25 | 苏州米莫金属科技有限公司 | 一种新型脱脂炉 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP20091691A patent/JPH0543905A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07157810A (ja) * | 1993-12-06 | 1995-06-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 脱バインダ装置 |
| JP2003041304A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Nachi Fujikoshi Corp | 超硬合金焼結体の製造方法 |
| CN103464747A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-25 | 苏州米莫金属科技有限公司 | 一种新型脱脂炉 |
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