JPH0551609A - 表面性状に優れた射出成形による粉末焼結体の製造方法 - Google Patents
表面性状に優れた射出成形による粉末焼結体の製造方法Info
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- JPH0551609A JPH0551609A JP21504191A JP21504191A JPH0551609A JP H0551609 A JPH0551609 A JP H0551609A JP 21504191 A JP21504191 A JP 21504191A JP 21504191 A JP21504191 A JP 21504191A JP H0551609 A JPH0551609 A JP H0551609A
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 射出成形による粉末焼結体表層に、耐熱性等
の表面性状の優れた層を設けることは公知であるが、そ
の密着性、表面粗度等の点について改善の必要があっ
た。 【構成】 所定の収縮率に調整した基本形状部品を射出
成形し、さらにその表面改質部品を両者がよく密着する
ように収縮率を調整して厚さ 0.3〜2.0 mmの範囲に射出
成形し、次いでこれを組み合わせ脱脂・焼結処理を行
う。
の表面性状の優れた層を設けることは公知であるが、そ
の密着性、表面粗度等の点について改善の必要があっ
た。 【構成】 所定の収縮率に調整した基本形状部品を射出
成形し、さらにその表面改質部品を両者がよく密着する
ように収縮率を調整して厚さ 0.3〜2.0 mmの範囲に射出
成形し、次いでこれを組み合わせ脱脂・焼結処理を行
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面性状、例えば耐熱
性等に優れた改質表面を有する射出成形による粉末焼結
体の製造方法に関するものである。
性等に優れた改質表面を有する射出成形による粉末焼結
体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジン等の高効率化のためその
使用温度は高くなる傾向にある。これらの高温部品の材
料にはNi基をを中心とした耐熱合金が広く使用されてい
るが、最近、さらに耐熱性を上げるため、セラミックス
等の表面改質を施した部品が製造されている。
使用温度は高くなる傾向にある。これらの高温部品の材
料にはNi基をを中心とした耐熱合金が広く使用されてい
るが、最近、さらに耐熱性を上げるため、セラミックス
等の表面改質を施した部品が製造されている。
【０００３】これらの表面改質方法としては、主として
溶射、あるいは肉盛等が用いられている。例えば、ジェ
ットエンジンの燃焼室には素材と接する面に約 100μｍ
厚さのニクロム合金を下地溶射し、その上に約 300μｍ
厚さのセラミックス皮膜（ MgO＋ZrO2）を溶射した断熱
皮膜が施されている（日本鉄鋼協会第14回白石記念講
座、昭和62年11月17日）。
溶射、あるいは肉盛等が用いられている。例えば、ジェ
ットエンジンの燃焼室には素材と接する面に約 100μｍ
厚さのニクロム合金を下地溶射し、その上に約 300μｍ
厚さのセラミックス皮膜（ MgO＋ZrO2）を溶射した断熱
皮膜が施されている（日本鉄鋼協会第14回白石記念講
座、昭和62年11月17日）。
【０００４】一方、特開平２-44056号公報には射出成形
により成形した部品を複雑な形状に組み立てた後、脱脂
・焼結を行う焼結部品の製造方法が開示されているが、
この技術は表面改質を目的とした本発明の射出成形によ
る粉末焼結体の製造方法とは本質的に異なる。
により成形した部品を複雑な形状に組み立てた後、脱脂
・焼結を行う焼結部品の製造方法が開示されているが、
この技術は表面改質を目的とした本発明の射出成形によ
る粉末焼結体の製造方法とは本質的に異なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、溶射法ある
いは肉盛法では、その厚みを精度よくコントロールする
ことは難しい。特に部品形状が複雑になると、表面改質
層厚みの不均一や、表面改質が困難な部位も存在する。
そして、このような改質層厚みの不均一は加熱、冷却時
の熱歪が原因で層の剥離につながる危険性がある。
いは肉盛法では、その厚みを精度よくコントロールする
ことは難しい。特に部品形状が複雑になると、表面改質
層厚みの不均一や、表面改質が困難な部位も存在する。
そして、このような改質層厚みの不均一は加熱、冷却時
の熱歪が原因で層の剥離につながる危険性がある。
【０００６】また、従来の溶射法では改質後の表面粗度
は粗くなる傾向がある。このためジェットエンジン等の
回転部品では燃焼ガス流に対する抵抗の増加につなが
り、エネルギー効率低下の原因となる。そこで、本発明
は、耐剥離強度の不足、改質表面の粗度が大きいことに
よる燃焼ガス流抵抗の増加等の問題を解決するために、
少なくとも密着強度に優れ、かつ表面粗度の小さい表面
改質層を有する射出成形による粉末焼結体の製造方法を
提案することを目的とするものである。
は粗くなる傾向がある。このためジェットエンジン等の
回転部品では燃焼ガス流に対する抵抗の増加につなが
り、エネルギー効率低下の原因となる。そこで、本発明
は、耐剥離強度の不足、改質表面の粗度が大きいことに
よる燃焼ガス流抵抗の増加等の問題を解決するために、
少なくとも密着強度に優れ、かつ表面粗度の小さい表面
改質層を有する射出成形による粉末焼結体の製造方法を
提案することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、粉末射出成形
法において、所定の収縮率に調整した基本形状部品を射
出成形し、一方該基本形状部品の要表面改質部に該当す
る表面改質部品の収縮率を両者がよく密着するように該
基本形状部品の収縮率より大又は小に調整したものを焼
結後の厚さ 0.3〜2.0 mmの範囲において射出成形し、次
いでこれらを組み合わせ脱脂・焼結処理をすることを特
徴とする表面性状に優れた射出成形による粉末焼結体の
製造方法であり、望ましくは、基本形状部品と表面改質
部品との間に両者の混合された組成を有し、かつ収縮率
が両者の間に調整された中間層を介在させて脱脂・焼結
処理をする粉末焼結体の製造方法である。
法において、所定の収縮率に調整した基本形状部品を射
出成形し、一方該基本形状部品の要表面改質部に該当す
る表面改質部品の収縮率を両者がよく密着するように該
基本形状部品の収縮率より大又は小に調整したものを焼
結後の厚さ 0.3〜2.0 mmの範囲において射出成形し、次
いでこれらを組み合わせ脱脂・焼結処理をすることを特
徴とする表面性状に優れた射出成形による粉末焼結体の
製造方法であり、望ましくは、基本形状部品と表面改質
部品との間に両者の混合された組成を有し、かつ収縮率
が両者の間に調整された中間層を介在させて脱脂・焼結
処理をする粉末焼結体の製造方法である。
【０００８】
【作 用】以下に本発明について詳細に説明する。本発
明では、基本形状部品、表面改質部品とも金属粉末やセ
ラミックス粉末等を用いて射出成形にて成形する。基本
形状部品については疲労強度、靭性を重視し、Fe基、Ni
基等の耐熱合金が望ましく、これらの粉末と熱可塑性樹
脂、ワックス、他添加剤からなるバインダーと混練し、
所望の形状に成形する。一方、表面改質部品は耐熱性を
重視する場合はセラミックス、耐熱性の金属間化合物等
の粉末を、耐エロージョン性を重視する場合はステライ
ト等の粉末をそれぞれ原料として、基本形状部品に使用
したバインダーと望ましくは同種のバインダーを用いて
混練し、射出成形する。この際焼結時の収縮率は両者が
よく密着するように、表面改質部品の使用部位により基
本形状部品より大きく又は小さくなるようにバインダー
量を調整する。
明では、基本形状部品、表面改質部品とも金属粉末やセ
ラミックス粉末等を用いて射出成形にて成形する。基本
形状部品については疲労強度、靭性を重視し、Fe基、Ni
基等の耐熱合金が望ましく、これらの粉末と熱可塑性樹
脂、ワックス、他添加剤からなるバインダーと混練し、
所望の形状に成形する。一方、表面改質部品は耐熱性を
重視する場合はセラミックス、耐熱性の金属間化合物等
の粉末を、耐エロージョン性を重視する場合はステライ
ト等の粉末をそれぞれ原料として、基本形状部品に使用
したバインダーと望ましくは同種のバインダーを用いて
混練し、射出成形する。この際焼結時の収縮率は両者が
よく密着するように、表面改質部品の使用部位により基
本形状部品より大きく又は小さくなるようにバインダー
量を調整する。
【０００９】表面改質部品は薄肉であるため、単独で脱
脂処理を行った場合、形状の変形を生ずる場合がある。
そこで成形体にて部品を組み立て一体化した後、脱脂、
焼結工程を行う必要がある。次に、表面改質層の厚さに
ついて説明する。改質層厚さ（焼結後）は 0.3mm以下で
は十分な断熱性を示さない。また 2.0mmを越えると基本
形状部品と改質部品の熱膨張率の差により温度上昇、下
降で生じる熱歪のため剥離しやすくなる。従って改質層
の厚さは 0.3mm以上 2.0mm以下とする。
脂処理を行った場合、形状の変形を生ずる場合がある。
そこで成形体にて部品を組み立て一体化した後、脱脂、
焼結工程を行う必要がある。次に、表面改質層の厚さに
ついて説明する。改質層厚さ（焼結後）は 0.3mm以下で
は十分な断熱性を示さない。また 2.0mmを越えると基本
形状部品と改質部品の熱膨張率の差により温度上昇、下
降で生じる熱歪のため剥離しやすくなる。従って改質層
の厚さは 0.3mm以上 2.0mm以下とする。
【００１０】以上のようにして、本発明により基本形状
部品の表面に異種の改質層が均一に存在する複雑形状部
品が精度よく製造できる。またさらに、本発明において
は、基本形状部品と表面改質部品との間に両者の混合さ
れた組成を有し、かつ収縮率が両者の間に調整された中
間層を介在させることにより、両者の結合力をさらに向
上させることができる。
部品の表面に異種の改質層が均一に存在する複雑形状部
品が精度よく製造できる。またさらに、本発明において
は、基本形状部品と表面改質部品との間に両者の混合さ
れた組成を有し、かつ収縮率が両者の間に調整された中
間層を介在させることにより、両者の結合力をさらに向
上させることができる。
【００１１】次に実施例にて本発明をより詳細に説明す
る。
る。
【００１２】
【実施例】水アトマイズ法により、 Cr 15.5wt％、Fe
8.0wt％、Ｃ 0.15 wt％、Mn 1.0wt％、Si 0.5wt％、Cu
0.5wt％、残部Niからなる平均粒径10μｍのNi基耐熱合
金粉末を製造した。また、平均粒径 8.0μｍの Zr2O3粉
末を用意し、これら単独および50wt％ずつ混合した粉末
に熱可塑性樹脂、ワックス等からなるバインダーをそれ
ぞれ添加し、加圧ニーダで混練し、射出成形用コンパウ
ンドを製造した。成形体から焼結体への線収縮率はNi基
粉末コンパウンドが17.4％、 Zr2O3粉末コンパウンドが
17.6％、２種粉末混合のコンパウンドが17.5％であっ
た。
8.0wt％、Ｃ 0.15 wt％、Mn 1.0wt％、Si 0.5wt％、Cu
0.5wt％、残部Niからなる平均粒径10μｍのNi基耐熱合
金粉末を製造した。また、平均粒径 8.0μｍの Zr2O3粉
末を用意し、これら単独および50wt％ずつ混合した粉末
に熱可塑性樹脂、ワックス等からなるバインダーをそれ
ぞれ添加し、加圧ニーダで混練し、射出成形用コンパウ
ンドを製造した。成形体から焼結体への線収縮率はNi基
粉末コンパウンドが17.4％、 Zr2O3粉末コンパウンドが
17.6％、２種粉末混合のコンパウンドが17.5％であっ
た。
【００１３】これらの部品を用いて、まず図１に示す形
状のNi基耐熱合金粉末（Ａ）からなる基本形状部品を構
成する射出成形体を得た。次に図２に示す形状の表面改
質部品を Zr2O3粉（Ｂ）の場合と混合粉（Ｄ）の場合に
ついて得た。また図３に示す形状の表面改質部品を Zr2
O3粉（Ｃ）で、同じく図４に示す形状の表面改質部品を
Zr2O3粉（Ｅ）で射出成形した。
状のNi基耐熱合金粉末（Ａ）からなる基本形状部品を構
成する射出成形体を得た。次に図２に示す形状の表面改
質部品を Zr2O3粉（Ｂ）の場合と混合粉（Ｄ）の場合に
ついて得た。また図３に示す形状の表面改質部品を Zr2
O3粉（Ｃ）で、同じく図４に示す形状の表面改質部品を
Zr2O3粉（Ｅ）で射出成形した。
【００１４】これらの成形体を表１に示す組み合わせ
で、図５、図６に示すように組み合わせた後一体化し
て、窒素雰囲気中で 500℃、15時間の脱脂を行い、この
後真空中で1300℃で４時間の焼結処理を行った。比較例
として、基本形状部品に Zr2O3皮膜をプラズマジェット
で溶射した。加熱点の温度は2200〜2300℃、皮膜厚さは
平均 500μｍとした。
で、図５、図６に示すように組み合わせた後一体化し
て、窒素雰囲気中で 500℃、15時間の脱脂を行い、この
後真空中で1300℃で４時間の焼結処理を行った。比較例
として、基本形状部品に Zr2O3皮膜をプラズマジェット
で溶射した。加熱点の温度は2200〜2300℃、皮膜厚さは
平均 500μｍとした。
【００１５】焼結後の製品表面〔図５のＰの位置（円板
の中心）〕に50cmの高さから 200ｇの鋼球を落下させ表
面層の剥離の度合を目視で判定した。比較材の Zr2O3溶
射皮膜に比べて本発明法による表面改質層は密着性なら
びに表面粗度に優れていることがわかる。また、焼結後
の表面改質部品の厚さが 2.0mmを越えた No.４では焼結
中に割れが発生した。
の中心）〕に50cmの高さから 200ｇの鋼球を落下させ表
面層の剥離の度合を目視で判定した。比較材の Zr2O3溶
射皮膜に比べて本発明法による表面改質層は密着性なら
びに表面粗度に優れていることがわかる。また、焼結後
の表面改質部品の厚さが 2.0mmを越えた No.４では焼結
中に割れが発生した。
【００１６】
【表１】
【００１７】なお、この例では表面改質部品は基本形状
部品の外側を覆っているが、基本形状部品がシリンダー
状でその内面に表面改質部品を組み合わせることもでき
る。この場合、収縮率の大小は前記の実施例とは逆にな
る。
部品の外側を覆っているが、基本形状部品がシリンダー
状でその内面に表面改質部品を組み合わせることもでき
る。この場合、収縮率の大小は前記の実施例とは逆にな
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明により寸法精度の良い表面改質が
可能となり、表面性状の優れた複雑形状部品製造の低コ
スト化が可能となる。
可能となり、表面性状の優れた複雑形状部品製造の低コ
スト化が可能となる。
【図１】成形体の形状を示す図である。
【図２】成形体の形状を示す図である。
【図３】成形体の形状を示す図である。
【図４】成形体の形状を示す図である。
【図５】成形体の組み合わせ一体化を示す図である。
【図６】成形体の組み合わせ一体化を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 粉末射出成形法において、所定の収縮率
に調整した基本形状部品を射出成形し、一方該基本形状
部品の要表面改質部に該当する表面改質部品の収縮率を
両者がよく密着するように該基本形状部品の収縮率より
大又は小に調整したものを焼結後の厚さ 0.3〜2.0 mmの
範囲において射出成形し、次いでこれらを組み合わせ脱
脂・焼結処理をすることを特徴とする表面性状に優れた
射出成形による粉末焼結体の製造方法。 - 【請求項２】 基本形状部品と表面改質部品との間に両
者の混合された組成を有し、かつ収縮率が両者の間に調
整された中間層を介在させて脱脂・焼結処理をすること
を特徴とする請求項１記載の表面性状に優れた射出成形
による粉末焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21504191A JPH0551609A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 表面性状に優れた射出成形による粉末焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21504191A JPH0551609A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 表面性状に優れた射出成形による粉末焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551609A true JPH0551609A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16665780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21504191A Pending JPH0551609A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 表面性状に優れた射出成形による粉末焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551609A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2394724A (en) * | 2001-06-07 | 2004-05-05 | Alliance S A | Making multi-component objects using metal injection moulding |
| KR20180031689A (ko) * | 2015-07-24 | 2018-03-28 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 코팅된 성형품 및 코팅된 성형품의 제조 방법 |
| JP2021159843A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社Ｕ・Ｍ・Ｒ | 担持触媒の製造方法 |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP21504191A patent/JPH0551609A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2394724A (en) * | 2001-06-07 | 2004-05-05 | Alliance S A | Making multi-component objects using metal injection moulding |
| KR20180031689A (ko) * | 2015-07-24 | 2018-03-28 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 코팅된 성형품 및 코팅된 성형품의 제조 방법 |
| JP2018524477A (ja) * | 2015-07-24 | 2018-08-30 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 被覆加工された成形体、及び、被覆加工された成形体を製造する方法 |
| JP2021159843A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社Ｕ・Ｍ・Ｒ | 担持触媒の製造方法 |
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