JPH06122902A - 射出成形可能金属原料と金属射出成形物品の製造方法 - Google Patents
射出成形可能金属原料と金属射出成形物品の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属製の射出成形物品の表面品質の改良にあ
る。 【構成】 融点の異なる２種以上のロウと吸熱分解性の
ポリエチレン等の有機ポリマーを含む滑剤を含むバイン
ダを金属粉体に混入して成る原料を用い、当該原料の射
出成形物を制御された加熱によるガス流の下での予備焼
結処理し、その間に液化及び気化した滑剤成分をガス流
により該成形品から持ち去る。その後に本焼結処理して
金属射出成形物品を完成する。 【効果】 低コストで表面品質が向上した射出成形金属
物品を提供することが出来る。
る。 【構成】 融点の異なる２種以上のロウと吸熱分解性の
ポリエチレン等の有機ポリマーを含む滑剤を含むバイン
ダを金属粉体に混入して成る原料を用い、当該原料の射
出成形物を制御された加熱によるガス流の下での予備焼
結処理し、その間に液化及び気化した滑剤成分をガス流
により該成形品から持ち去る。その後に本焼結処理して
金属射出成形物品を完成する。 【効果】 低コストで表面品質が向上した射出成形金属
物品を提供することが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属射出成形法（ＭＩ
Ｍ）、具体的には射出成形可能な金属粉体−バインダ原
料と金属射出成形物品の成形方法に関する。金属射出成
形法は１又は複種の金属又は合金粉体を散逸性バインダ
と混合し、均質な射出成形原料を生成し、次いでこの原
料を「グリーンボディ」と通常称する成形体に射出成形
する工程を含む。次にこのグリーンボディからバインダ
を除去し、それから金属粉体を溶融して原射出成形物形
状を維持した固体物品に焼結する。
Ｍ）、具体的には射出成形可能な金属粉体−バインダ原
料と金属射出成形物品の成形方法に関する。金属射出成
形法は１又は複種の金属又は合金粉体を散逸性バインダ
と混合し、均質な射出成形原料を生成し、次いでこの原
料を「グリーンボディ」と通常称する成形体に射出成形
する工程を含む。次にこのグリーンボディからバインダ
を除去し、それから金属粉体を溶融して原射出成形物形
状を維持した固体物品に焼結する。
【０００２】
【従来の技術】先行技術から種々のバインダが公知であ
り、その代表的なバインダはプレンパラフィンロウ或い
はカルナルバロウと１又は複種のポリマーから成る。ワ
ックス成分は、射出成形中に滑剤として働き、そして従
来から射出成形グリーンボディを微細に分割したアルミ
ナ−セラミック粉体とロウバインダから成る床に入れる
ことにより除去される。溶融ロウはグリーンボディから
アルミナ粉体床に毛細管作用によって吸い出される。し
かし、この手の方法は成品の表面をざらざらの粗面にす
る傾向があり、この傾向を抑えるアルミナ粉体の所要の
グレードは著しく高価につく。
り、その代表的なバインダはプレンパラフィンロウ或い
はカルナルバロウと１又は複種のポリマーから成る。ワ
ックス成分は、射出成形中に滑剤として働き、そして従
来から射出成形グリーンボディを微細に分割したアルミ
ナ−セラミック粉体とロウバインダから成る床に入れる
ことにより除去される。溶融ロウはグリーンボディから
アルミナ粉体床に毛細管作用によって吸い出される。し
かし、この手の方法は成品の表面をざらざらの粗面にす
る傾向があり、この傾向を抑えるアルミナ粉体の所要の
グレードは著しく高価につく。
【０００３】先行技術の他の技法は種々の溶剤を用いて
バインダを除去する方法を含むが、これは更に工程が複
雑になり不利である。
バインダを除去する方法を含むが、これは更に工程が複
雑になり不利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の問題点に鑑み、
安価に表面品質の向上した金属製の射出成形物品を提供
することにある。
安価に表面品質の向上した金属製の射出成形物品を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】融点の異なる２種以上の
ロウと吸熱分解性の有機ポリマーとを含む滑剤を含むバ
インダと金属粉体とを含む射出成形可能な原料を用い、
射出成形後の原料成形物にガス流を流過させる間に予備
焼結し、次いで本焼結を施こして、射出成形物品を完成
させる。
ロウと吸熱分解性の有機ポリマーとを含む滑剤を含むバ
インダと金属粉体とを含む射出成形可能な原料を用い、
射出成形後の原料成形物にガス流を流過させる間に予備
焼結し、次いで本焼結を施こして、射出成形物品を完成
させる。
【０００６】本発明の１面によれば、本発明は滑剤と有
機ポリマーを含むバインダを用い、金属粉体と当該バイ
ンダを含む原料から成形された射出成形物から滑剤を溶
融により、そして有機ポリマーを分解蒸発により除去す
る。滑剤は、２種以上のロウ（ワックス）から成ってい
て、２種以上の融点を有し、それにより射出成形物を最
低融点より低い温度から滑剤の最高蒸発（気化）温度よ
り高い温度まで加熱制御しながら加熱上昇させることに
より、射出成形物から滑剤を累進的に除去出来るように
したものである。
機ポリマーを含むバインダを用い、金属粉体と当該バイ
ンダを含む原料から成形された射出成形物から滑剤を溶
融により、そして有機ポリマーを分解蒸発により除去す
る。滑剤は、２種以上のロウ（ワックス）から成ってい
て、２種以上の融点を有し、それにより射出成形物を最
低融点より低い温度から滑剤の最高蒸発（気化）温度よ
り高い温度まで加熱制御しながら加熱上昇させることに
より、射出成形物から滑剤を累進的に除去出来るように
したものである。
【０００７】好ましくは、少くとも１種のロウには２種
以上の融点を有するものを採用する。代表的には、ロウ
は１０，０００−５０，０００の分子量を有するものを
用いる。
以上の融点を有するものを採用する。代表的には、ロウ
は１０，０００−５０，０００の分子量を有するものを
用いる。
【０００８】滑剤としては、パラフィンロウと微結晶ロ
ウを含むものが有利である。有機ポリマーには、ポリエ
チレンが便利である。
ウを含むものが有利である。有機ポリマーには、ポリエ
チレンが便利である。
【０００９】ポリエチレンとしては、３０ｇ／１０分
（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８８）のメルトフローインデ
ックスを有するものが好ましい。
（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８８）のメルトフローインデ
ックスを有するものが好ましい。
【００１０】好ましいバインダは： ａ）１５−２５Vol.％のパラフィンロウ； ｂ）２０−３０Vol.％の微結晶ロウ； ｃ）４５−６０Vol.％のポリエチレン を含む。
【００１１】金属粉体は０．４−１５μｍの範囲のサイ
ズ分布を有するものが有利であり、特に０．４−５μｍ
のサイズ分布のものが便利である。好ましい金属粉体
は、サイズ分布中に２種のピークを有するものである。
ズ分布を有するものが有利であり、特に０．４−５μｍ
のサイズ分布のものが便利である。好ましい金属粉体
は、サイズ分布中に２種のピークを有するものである。
【００１２】本発明のもう１つの面によれば、本発明は
以下の工程を有する金属射出成形物品の製造方法を提供
する。 ｉ）金属粉体とバインダを含む原料を射出成形して、射
出成形物を提供する。但し、バインダはある範囲の複数
の融点を有するロウ滑剤と有機ポリマーを含んで成る。 ii）これらの融点群を通って昇温加熱することにより、
成形物からロウ滑剤を累進的に除去する。 iii)次に有機ポリマーを成形物から熱的に除去する。 iv）最後に、成形物を焼結して、金属粉体を溶融し、金
属成形物品として完成せせる。
以下の工程を有する金属射出成形物品の製造方法を提供
する。 ｉ）金属粉体とバインダを含む原料を射出成形して、射
出成形物を提供する。但し、バインダはある範囲の複数
の融点を有するロウ滑剤と有機ポリマーを含んで成る。 ii）これらの融点群を通って昇温加熱することにより、
成形物からロウ滑剤を累進的に除去する。 iii)次に有機ポリマーを成形物から熱的に除去する。 iv）最後に、成形物を焼結して、金属粉体を溶融し、金
属成形物品として完成せせる。
【００１３】好ましくは、上記方法において、射出成形
物を液化ロウ滑剤にウイッキング作用（ｗｉｃｋｉｎｇ
ａｃｔｉｏｎ）を奏さない支持部材に支承させる。好
ましくは、この液化ロウ滑剤を気発させてガス流に担持
された蒸気として成形物から持ち去るようにする。
物を液化ロウ滑剤にウイッキング作用（ｗｉｃｋｉｎｇ
ａｃｔｉｏｎ）を奏さない支持部材に支承させる。好
ましくは、この液化ロウ滑剤を気発させてガス流に担持
された蒸気として成形物から持ち去るようにする。
【００１４】便宜的には、この種の複数の成形物群をオ
ーブンの１個以上のトレイに載置し、各トレイの上面に
これを通過するように気体を流す。そして各トレイの１
端に向けた所定方向に成形物から液化ロウを吹き飛ば
す。好ましくは、この場合、トレイ群は間隔をとって積
重ね、そして気（ガス）流をトレイの順に交互に反対向
きに流過させる。
ーブンの１個以上のトレイに載置し、各トレイの上面に
これを通過するように気体を流す。そして各トレイの１
端に向けた所定方向に成形物から液化ロウを吹き飛ば
す。好ましくは、この場合、トレイ群は間隔をとって積
重ね、そして気（ガス）流をトレイの順に交互に反対向
きに流過させる。
【００１５】ロウ滑剤は、２種以上のロウから成るのが
有利であり、そして所定速度で成形物温度を上昇させ、
次いでその到達温度に所定時間維持する各加熱段階から
成る複数の加熱段階においてこのロウ滑剤を除去するの
が好ましい。
有利であり、そして所定速度で成形物温度を上昇させ、
次いでその到達温度に所定時間維持する各加熱段階から
成る複数の加熱段階においてこのロウ滑剤を除去するの
が好ましい。
【００１６】好ましくは、ロウ滑剤には１５−２５Vol.
部のパラフィンロウと２０−３０Vol.部の微結晶ロウを
含んで成るものを用い、成形物温度を３００℃／時以下
の速度で８０℃−１２０℃の保持温度まで上昇させ、次
いで１００℃／時以下の速度で２００℃−２８０℃の保
持温度まで上昇させるように加熱制御するのがよい。
部のパラフィンロウと２０−３０Vol.部の微結晶ロウを
含んで成るものを用い、成形物温度を３００℃／時以下
の速度で８０℃−１２０℃の保持温度まで上昇させ、次
いで１００℃／時以下の速度で２００℃−２８０℃の保
持温度まで上昇させるように加熱制御するのがよい。
【００１７】有機ポリマーにはポリエチレンが好まし
く、これは制御加熱段階中に吸熱分解によって部分的に
除去され、残余のものはその後の加熱段階で発熱分解に
よって除去される。
く、これは制御加熱段階中に吸熱分解によって部分的に
除去され、残余のものはその後の加熱段階で発熱分解に
よって除去される。
【００１８】
【作用】本発明は射出成形物から制御加熱によってロウ
滑剤の除去を可能にして、特に、成形物から流出すると
きに腐蝕したり、破壊したりする危険のある多量の液が
成形物中に生成するのを回避する。
滑剤の除去を可能にして、特に、成形物から流出すると
きに腐蝕したり、破壊したりする危険のある多量の液が
成形物中に生成するのを回避する。
【００１９】更に、本発明は、非常に高体積負荷の金属
粉体、代表的には臨界体積負荷より１％−６％低い値の
粉体の利用を可能にする。この体積負荷は、パーセント
で表した体積の金属粉体量のバインダ量に対する比とし
て定義される。臨界体積負荷は当業者にとって公知の比
重びん評価法によって決定することが出来る。
粉体、代表的には臨界体積負荷より１％−６％低い値の
粉体の利用を可能にする。この体積負荷は、パーセント
で表した体積の金属粉体量のバインダ量に対する比とし
て定義される。臨界体積負荷は当業者にとって公知の比
重びん評価法によって決定することが出来る。
【００２０】臨界体積負荷に近づいた体積負荷の金属粉
体を用いることによって、焼結中に成形物の収縮が最小
限度に抑えられ、その上垂下セクションや片持ち梁セク
ションを有する成形物からでさえこのセクションを何ら
支持することを要さずに迅速に且つ容易にバインダを除
去することが出来る。
体を用いることによって、焼結中に成形物の収縮が最小
限度に抑えられ、その上垂下セクションや片持ち梁セク
ションを有する成形物からでさえこのセクションを何ら
支持することを要さずに迅速に且つ容易にバインダを除
去することが出来る。
【００２１】本発明は、例えばタングステン、タングス
テン合金、ステンレススチール、カーボンスチール、鉄
カルボニルとニッケルカルボニルとから得られる粉体等
の広範囲の金属粉体に適用可能である。
テン合金、ステンレススチール、カーボンスチール、鉄
カルボニルとニッケルカルボニルとから得られる粉体等
の広範囲の金属粉体に適用可能である。
【００２２】金属粉体の粒子サイズは０．４−１５μｍ
の範囲のものがよく、更に好ましくは０．４−１０μ
ｍ、理想的には０．４−５μｍのものがよい。また金属
粉体のサイズ分布には２個所のピークがあるのがよい。
の範囲のものがよく、更に好ましくは０．４−１０μ
ｍ、理想的には０．４−５μｍのものがよい。また金属
粉体のサイズ分布には２個所のピークがあるのがよい。
【００２３】本発明は、理論密度の９５−９９％の密度
の焼結成形物品を可能にする。
の焼結成形物品を可能にする。
【００２４】好ましい事例では、純ポリエチレンを含む
原料を用い、このポリエチレンを最初は吸熱分解に近い
温度で熱分解することにより除去する。これはポリエチ
レンを制御された平衡工程を経て除去する。熱分解は発
熱分解を生じる結晶融点より上の温度で更に続行され
る。その結果の成形物の内部加熱は成形物温度を一層均
一に保ち（特に多数の成形物群がオーブンで一括処理さ
れるとき）、外部加熱による早熟焼結の危険を減じる。
原料を用い、このポリエチレンを最初は吸熱分解に近い
温度で熱分解することにより除去する。これはポリエチ
レンを制御された平衡工程を経て除去する。熱分解は発
熱分解を生じる結晶融点より上の温度で更に続行され
る。その結果の成形物の内部加熱は成形物温度を一層均
一に保ち（特に多数の成形物群がオーブンで一括処理さ
れるとき）、外部加熱による早熟焼結の危険を減じる。
【００２５】上記事例では、ポリエチレンはなかんづく
ロウ（ワックス）が先行する低温度加熱段階において除
去されるまでは分解されることはない。
ロウ（ワックス）が先行する低温度加熱段階において除
去されるまでは分解されることはない。
【００２６】
【実施例】本発明で使用する好ましいバインダ組成は： ｉ）２％のオイルを含有する１５−２５vol.％のパラフ
ィンロウ； ii）分子量が１０，０００−５０，０００の範囲にある
２０−３０vol.％の微結晶ロウ； iii) ３０ｇ／１０分以上のメルトフローインデックス
を有し、分子量が１５０，０００−２５０，０００の範
囲にある４５−６０vol.％のポリエチレン；及び iv）２−５vol.％のステアリン酸、 を含んで成る。ステアリン酸は表面活性剤として作用し
て金属粉体を食刻し、バインダの良好な被覆を確保する
と共に、離型剤としても作用する。
ィンロウ； ii）分子量が１０，０００−５０，０００の範囲にある
２０−３０vol.％の微結晶ロウ； iii) ３０ｇ／１０分以上のメルトフローインデックス
を有し、分子量が１５０，０００−２５０，０００の範
囲にある４５−６０vol.％のポリエチレン；及び iv）２−５vol.％のステアリン酸、 を含んで成る。ステアリン酸は表面活性剤として作用し
て金属粉体を食刻し、バインダの良好な被覆を確保する
と共に、離型剤としても作用する。
【００２７】上記バインダを含む原料を調製するために
は、金属粉体を乾燥し、ブレンダ中でステアリン酸成分
と充分ブレンドする。次に、ブレンド粉体混合物をポリ
エチレンの融点温度より２０℃低いが１５０℃を越えな
い温度に加熱する。次いでこのブレンド成分の金属粉体
／ステアリン酸を、パラフィンロウ、微結晶ロウ及びポ
リエチレンの可塑化ブレンドに加えて、ダブルプラネタ
リミキサで低応力と高応力の条件下で混合する。
は、金属粉体を乾燥し、ブレンダ中でステアリン酸成分
と充分ブレンドする。次に、ブレンド粉体混合物をポリ
エチレンの融点温度より２０℃低いが１５０℃を越えな
い温度に加熱する。次いでこのブレンド成分の金属粉体
／ステアリン酸を、パラフィンロウ、微結晶ロウ及びポ
リエチレンの可塑化ブレンドに加えて、ダブルプラネタ
リミキサで低応力と高応力の条件下で混合する。
【００２８】得られた原料の密度は点検して、所定レベ
ルの±０．１ｇ／cm3 内の密度にすべきである。
ルの±０．１ｇ／cm3 内の密度にすべきである。
【００２９】この原料は顆粒化して、微小のものから最
大３mm、好ましくは１mm−３mmのサイズ分布の粒状にす
る。
大３mm、好ましくは１mm−３mmのサイズ分布の粒状にす
る。
【００３０】結果の粒状原料は、次に標準装置を用い
て、１７０℃−２２０℃、有利には１５０℃−２００℃
の温度で射出成形する。結果の成形「グリーンボディ」
は±０．２％（１ｇ−１０ｇのパーツ重量に対し）、或
いは±０．５％（１０ｇ−３０ｇのパーツ重量に対し）
の範囲の重量変動であるべきである。
て、１７０℃−２２０℃、有利には１５０℃−２００℃
の温度で射出成形する。結果の成形「グリーンボディ」
は±０．２％（１ｇ−１０ｇのパーツ重量に対し）、或
いは±０．５％（１０ｇ−３０ｇのパーツ重量に対し）
の範囲の重量変動であるべきである。
【００３１】図１において、射出成形グリーンボディ２
は例えば電気加熱式の温度制御オーブン内のトレイ５に
置く。このオーブンには加熱コージョン（ｃｏｕｓｉｏ
ｎ）４によってオーブン内部から絶縁された水冷或いは
空冷ドア３をその両端に設ける。ガス導入パイプ１がオ
ーブンに挿置されその２本の分岐部分が加熱コージョン
４を取り囲み、キャリアガス、代表的には窒素ガス、或
いは１５％の水素ガスと８５％の窒素ガスのブレンドを
矢印ｃで示すように、有効オーブン容積の１ｍ3当り標
準０．５−１ｍ3 ／時の流速で、約０．３−０．４３気
圧（４−６psi ）で導入する。
は例えば電気加熱式の温度制御オーブン内のトレイ５に
置く。このオーブンには加熱コージョン（ｃｏｕｓｉｏ
ｎ）４によってオーブン内部から絶縁された水冷或いは
空冷ドア３をその両端に設ける。ガス導入パイプ１がオ
ーブンに挿置されその２本の分岐部分が加熱コージョン
４を取り囲み、キャリアガス、代表的には窒素ガス、或
いは１５％の水素ガスと８５％の窒素ガスのブレンドを
矢印ｃで示すように、有効オーブン容積の１ｍ3当り標
準０．５−１ｍ3 ／時の流速で、約０．３−０．４３気
圧（４−６psi ）で導入する。
【００３２】導入パイプ１の分岐部はトレイ５の間の空
間に加熱コージョン４の周りに配設された開口を有して
おり、これら開口は、キャリアガスを矢印ａで示すよう
に積ねたトレイ群に交互に正、逆の方向に流れるように
したものである。キャリアガスは先ず矢印ｄで示すよう
に、ロウ蒸気を担持して弁出口８から排出し、外部冷却
系１０と内部冷却系を有するトラップ６において冷却さ
れる。バインダのロウ成分が除去されたとき、トラップ
６の出口は閉じられ、温度が上昇してポリエチレンの分
解を生起せしめる。この高温度ステップ中には、出口９
の弁が開き、分解生成物を含むキャリアガスがこの出口
から矢印ｂで示すように排出する。
間に加熱コージョン４の周りに配設された開口を有して
おり、これら開口は、キャリアガスを矢印ａで示すよう
に積ねたトレイ群に交互に正、逆の方向に流れるように
したものである。キャリアガスは先ず矢印ｄで示すよう
に、ロウ蒸気を担持して弁出口８から排出し、外部冷却
系１０と内部冷却系を有するトラップ６において冷却さ
れる。バインダのロウ成分が除去されたとき、トラップ
６の出口は閉じられ、温度が上昇してポリエチレンの分
解を生起せしめる。この高温度ステップ中には、出口９
の弁が開き、分解生成物を含むキャリアガスがこの出口
から矢印ｂで示すように排出する。
【００３３】図１の装置を用いたバインダの除去は、図
２に示す加熱グラフを参照して説明するが、このグラフ
は４５℃と６３℃の近辺に融点のあるパラフィンロウ６
２℃−１４４℃の範囲に４種の融点を有する微結晶ロウ
とを組込んだバインダに適用出来る。
２に示す加熱グラフを参照して説明するが、このグラフ
は４５℃と６３℃の近辺に融点のあるパラフィンロウ６
２℃−１４４℃の範囲に４種の融点を有する微結晶ロウ
とを組込んだバインダに適用出来る。
【００３４】オーブン中の温度が累進的に上昇すると、
バインダ中のパラフィンロウが漸次溶融して流出し、そ
れより高い温度で溶融する微結晶ロウのその後の溶融の
ための微細な経路を生成する。射出成形物２の漸次温度
上昇とロウ成分の段階的溶融はこの成形物の近傍に危害
を加える液体の生成を回避する。
バインダ中のパラフィンロウが漸次溶融して流出し、そ
れより高い温度で溶融する微結晶ロウのその後の溶融の
ための微細な経路を生成する。射出成形物２の漸次温度
上昇とロウ成分の段階的溶融はこの成形物の近傍に危害
を加える液体の生成を回避する。
【００３５】先ず、図２の段階Ｓ１に示すように、オー
ブンの内容物は２２０℃−２４０℃／時の速度で１１０
℃（０．５mm−５mm厚の部品に対し）或いは９０℃（５
mm−１５mm厚の部品に対し）の温度に急速に加熱され
る。
ブンの内容物は２２０℃−２４０℃／時の速度で１１０
℃（０．５mm−５mm厚の部品に対し）或いは９０℃（５
mm−１５mm厚の部品に対し）の温度に急速に加熱され
る。
【００３６】次いで（段階Ｓ２）、温度は、算出した期
間、例えばオーブン容積の１リットル当り１．１分
（０．５時間／立方フイート）に相当する期間維持され
る。
間、例えばオーブン容積の１リットル当り１．１分
（０．５時間／立方フイート）に相当する期間維持され
る。
【００３７】Ｓ１とＳ２の期間に、大半のロウが射出成
形物２から除去される。
形物２から除去される。
【００３８】温度は、次に４０℃−６０℃／時の速度で
２３０℃−２５０℃に上昇し（段階Ｓ３）、この上昇温
度に有効オーブン容積の１リットル当り１．１分（オー
ブン容積の１立方フイートに対し半時間）の期間だけ維
持され、それによりロウが蒸発してキャリアガスに随伴
してオーブンからスムースに排出される。この段階は図
２にＳ４として示される。
２３０℃−２５０℃に上昇し（段階Ｓ３）、この上昇温
度に有効オーブン容積の１リットル当り１．１分（オー
ブン容積の１立方フイートに対し半時間）の期間だけ維
持され、それによりロウが蒸発してキャリアガスに随伴
してオーブンからスムースに排出される。この段階は図
２にＳ４として示される。
【００３９】次に（段階Ｓ５とＳ６）、温度は２０℃−
３０℃／時の速度で３７５℃に上昇して、そこで半時間
だけ維持される。３５０℃でポリエチレンの吸熱分解が
始まり、段階Ｓ６の終りまで続行する。次に温度は８０
℃−１２０℃／時の速度で５００℃に上昇（段階Ｓ７と
Ｓ８）し、それから１５０℃−２００℃／時の速度で６
００℃に最終的に上昇してその温度にオーブン容積の１
リットル当り０．５４分（１立方フイート当り１５分）
の期間だけ図２の段階Ｓ９に示すように維持される。ポ
リエチレンの吸熱分解反応が３７５℃−４５０℃の温度
範囲で生起する。
３０℃／時の速度で３７５℃に上昇して、そこで半時間
だけ維持される。３５０℃でポリエチレンの吸熱分解が
始まり、段階Ｓ６の終りまで続行する。次に温度は８０
℃−１２０℃／時の速度で５００℃に上昇（段階Ｓ７と
Ｓ８）し、それから１５０℃−２００℃／時の速度で６
００℃に最終的に上昇してその温度にオーブン容積の１
リットル当り０．５４分（１立方フイート当り１５分）
の期間だけ図２の段階Ｓ９に示すように維持される。ポ
リエチレンの吸熱分解反応が３７５℃−４５０℃の温度
範囲で生起する。
【００４０】ポリエチレンの分解する段階の期間には、
出口９の弁と出口８の弁は閉じられる（図１）。
出口９の弁と出口８の弁は閉じられる（図１）。
【００４１】一般に、上述の加熱速度の低い範囲の方は
８mmより大きい寸法の部品２に適用され、高い範囲の方
は８mmより小さい寸法の部品に適用出来る。
８mmより大きい寸法の部品２に適用され、高い範囲の方
は８mmより小さい寸法の部品に適用出来る。
【００４２】肉厚部品（１５mmより大）のためには、低
温度ポリマー除去段階Ｓ４をキャリアガス入口８を閉じ
てバインダトラップ出口７を真空ポンプに接続すること
により助勢するようにする。
温度ポリマー除去段階Ｓ４をキャリアガス入口８を閉じ
てバインダトラップ出口７を真空ポンプに接続すること
により助勢するようにする。
【００４３】図２の最終段階Ｓ９は予備焼結段階であ
り、予備焼結物品２は不活性ガス及び／或いは水素の真
空下の標準焼結炉で本焼結される。代表的には、本焼結
温度は１，０００℃−１，５００℃の範囲にあり、焼結
時間は従来の方法で決められる。
り、予備焼結物品２は不活性ガス及び／或いは水素の真
空下の標準焼結炉で本焼結される。代表的には、本焼結
温度は１，０００℃−１，５００℃の範囲にあり、焼結
時間は従来の方法で決められる。
【００４４】例 平均粒子サイズが４−５μｍで、０．０３％の炭素含有
量を有するカルボニル鉄粉体と平均粒子サイズが４−５
μｍのカルボニルニッケル粉体（１２３グレード）を金
属性原材料として使用した。９８％カルボニル鉄粉体と
２％のカルボニルニッケル粉体を含む２種の金属粉体の
混合物１０kgをステアリン酸０．０１４kgと１時間に亘
ってブレンドした。
量を有するカルボニル鉄粉体と平均粒子サイズが４−５
μｍのカルボニルニッケル粉体（１２３グレード）を金
属性原材料として使用した。９８％カルボニル鉄粉体と
２％のカルボニルニッケル粉体を含む２種の金属粉体の
混合物１０kgをステアリン酸０．０１４kgと１時間に亘
ってブレンドした。
【００４５】充分ブレンドした材料を１１０℃に加熱し
てから、これを０．３７６kgの純ポリエチレン、０．１
５４kgのパラフィンロウ及び０．２２５kgの微結晶ロウ
を含んで成る予め可塑化したバインダを含む混合物に加
えた。バインダ中の金属粉体混合物の容積負荷は６２％
であった。結果の混合物を顆粒化して射出成形用の粒状
原料を生成した。この原料を金型に射出した各金型の射
出原料重量は±０．２％の範囲に制御された。
てから、これを０．３７６kgの純ポリエチレン、０．１
５４kgのパラフィンロウ及び０．２２５kgの微結晶ロウ
を含んで成る予め可塑化したバインダを含む混合物に加
えた。バインダ中の金属粉体混合物の容積負荷は６２％
であった。結果の混合物を顆粒化して射出成形用の粒状
原料を生成した。この原料を金型に射出した各金型の射
出原料重量は±０．２％の範囲に制御された。
【００４６】このようにして成形したグリーンボディ２
を図１に示すようにセラミック耐火プレート５に置き、
図２に示す温度経時変化プロフィルに従うバインダ除去
の処理を施こした。これにより達成された寸法公差は±
２％であり、密度は理論密度の９７％であった。
を図１に示すようにセラミック耐火プレート５に置き、
図２に示す温度経時変化プロフィルに従うバインダ除去
の処理を施こした。これにより達成された寸法公差は±
２％であり、密度は理論密度の９７％であった。
【００４７】
【発明の効果】特殊の予備焼結において気化したバイン
ダの滑剤が気流に乗って成形物品から除去されるが、除
去後の本焼結による完成品はその表面が、従来のような
粗面にはならず、美麗な表面として維持される。本発明
方法では、従来法に比較し、低コストで良好な金属製の
射出成形品を得ることが出来る。
ダの滑剤が気流に乗って成形物品から除去されるが、除
去後の本焼結による完成品はその表面が、従来のような
粗面にはならず、美麗な表面として維持される。本発明
方法では、従来法に比較し、低コストで良好な金属製の
射出成形品を得ることが出来る。
【図１】本発明に係わる射出成形金属体からバインダを
除去する装置の説明図である。
除去する装置の説明図である。
【図２】図１の装置におけるバインダ除去に適用される
温度の時系列変化を示すグラフである。
温度の時系列変化を示すグラフである。
１…パイプ ２…成形物品（グリーンボディ） ３…ドア ４…加熱コージョン ５…トレイ ６…トラップ ７，９…排気口 ８…弁口 ａ，ｂ，ｃ，ｄ…気流方向 Ｓ１−Ｓ９…加熱段階
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジミー ザング シンガポール国，0511 シンガポール サ イエンス パーク，01−01／02 ザ クー リー，サイエンス パーク ドライブ 83，アドバンスド マテリアルズ テクノ ロジーズ ピーティーイー リミティド内
Claims (22)
- 【請求項１】 金属粉体とバインダを含んで成る射出成
形可能な金属−バインダ原料において、該バインダが滑
剤と有機ポリマーを含んで成り、該滑剤と該有機ポリマ
ーは原料から成形された射出成形物品から溶融と蒸発に
より夫々除去されるものであって、該滑剤が２種以上の
ロウから構成されて、２種以上の融点を有し、それによ
り該滑剤をその最低融点より低い温度から最高蒸発温度
を越える温度まで昇温制御することにより当該物品から
累進的に除去出来るようにしたことを特徴とする射出成
形可能金属原料。 - 【請求項２】 該ロウの少くとも１種が２種以上の融点
を有している、請求項１に記載の金属原料。 - 【請求項３】 該ロウの分子量が１０，０００−５０，
０００の範囲にある、請求項１又は２に記載の金属原
料。 - 【請求項４】 該滑剤がパラフィンロウと微結晶ロウを
含んで成る、請求項１又は３に記載の金属原料。 - 【請求項５】 該ポリマーがポリエチレンである、請求
項１−４のいづれか１項に記載の金属原料。 - 【請求項６】 該ポリエチレンのメルトフローインデッ
クスが３０ｇ／１０分以上（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−８
８）である、請求項５に記載の金属原料。 - 【請求項７】 該バインダが： ａ）１５−２５vol.％のパラフィンロウ； ｂ）２０−３０vol.％の微結晶ロウ；及び ｃ）４５−６０vol.％のポリエチレン を含んで成る、請求項１，３及び６のいづれか１項に記
載の金属原料。 - 【請求項８】 該金属粉体が０．４−１５μｍの範囲に
分布したサイズを有する、請求項１−７のいづれか１項
に記載の金属原料。 - 【請求項９】 該金属粉体の分布サイズが０．４−５μ
ｍの範囲にある、請求項８に記載の金属原料。 - 【請求項１０】 該金属粉体がそのサイズ分布において
２種のピークを有する、請求項１−９のいづれか１項に
記載の金属原料。 - 【請求項１１】 ｉ）融点が２種以上分布しているロウ
滑剤と有機ポリマーを有しているバインダと金属粉体と
を含む原料を射出成形して射出成形物を成形し； ii）該分布融点群を通って該成形物の温度を上昇させる
ことにより、該成形物から該ロウ滑剤を累進的に除去
し； iii) 該成形物から該有機ポリマーを熱的作用で除去
し；そして iv）結果の該成形物を焼結して該金属粉体を溶融し、そ
れにより金属物品を生成する、以上の工程を含む金属射
出成形品を製造する方法。 - 【請求項１２】 該工程ii）中に、該成形物を、液化し
たロウ滑剤にウイッキング作用を奏しない支持部材で支
承する、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 該工程ii）において、該液化ロウ滑剤
を蒸発し、ガス流に随伴された蒸気としてこれを該成形
物から除去する、請求項１１又は１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 該成形物の複数群をオーブンの１個以
上のトレイで支承し、ガス流を各トレイの１端縁へ向い
た所定方向に各トレイの上面に流過させ、該液化ロウを
該成形物から吹き流す、請求項１１又は１２に記載の方
法。 - 【請求項１５】 該トレイ群を重積配置し、該ガス流を
該スタック中の該トレイ群の配列に従って交互に反対向
きの方向に順次流過させる、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 該ロウ滑剤が２種以上のロウから構成
される、請求項１１−１５のいづれか１項に記載の方
法。 - 【請求項１７】 該ロウ滑剤を複数の加熱段階で以って
除去する方法であって、各段階が所定速度で該成形物の
温度を特定レベルに上昇させ、次いで当該レベル温度に
所定期間だけ維持する、請求項１１−１６のいづれか１
項に記載の方法。 - 【請求項１８】 該原料として請求項２−１０のいづれ
か１項に記載の原料を用いる、請求項１１−１７のいづ
れか１項に記載の方法。 - 【請求項１９】 該ロウ滑剤が１５−２５体積部のパラ
フィンロウと２０−３０体積部の微結晶ロウを含んで成
り、該成形物の温度を３００℃／時以下の速度で８０℃
−１２０℃の温度に上昇させ、次いで１００℃／時以下
の速度で２００℃−２８０℃の温度に維持する、請求項
１１−１８のいづれか１項に記載の方法。 - 【請求項２０】 該有機ポリマーがポリエチレンであ
り、制御された加熱段階中に吸熱分解により部分的に除
去され、残余のポリエチレンがその後の加熱段階中に吸
熱分解により除去される、請求項１１−１９のいづれか
１項に記載の方法。 - 【請求項２１】 金属粉体及び滑剤と有機ポリマーを含
むバインダを含んで構成された射出成形可能な金属粉体
−バインダ原料を調製する方法であって、当該原料で成
形された射出成形物を提供する工程と、当該成形物から
溶融と蒸発によって該滑剤と有機ポリマーを除去する工
程を含んで成り、該滑剤が２種以上のロウから構成され
て２種以上の融点を有していて、当該滑剤の最低融点よ
り低い温度からその最高蒸発温度より高い温度まで該成
形物を制御された加熱により上昇させ、それにより該滑
剤を除去するようにした、射出成形可能金属粉体−バイ
ンダの調製方法。 - 【請求項２２】 該ロウの少くとも１種が少くとも２種
の融点を有する、請求項２１に記載の調製方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB929211586A GB9211586D0 (en) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | Injection-multiple metal feedstick and method of forming metal injection-moulded article |
| GB9224632:1 | 1992-11-24 | ||
| GB9211586:4 | 1992-11-24 | ||
| GB929224632A GB9224632D0 (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Injection-mouldable metal feedstock and method of forming metal injection-moulded article |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122902A true JPH06122902A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2914846B2 JP2914846B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=26300966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5131995A Expired - Lifetime JP2914846B2 (ja) | 1992-06-02 | 1993-06-02 | 金属射出成形法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5397531A (ja) |
| JP (1) | JP2914846B2 (ja) |
| KR (1) | KR100227222B1 (ja) |
| DE (1) | DE4318170C2 (ja) |
| IN (1) | IN187357B (ja) |
| MY (1) | MY109138A (ja) |
| PH (1) | PH30145A (ja) |
| TW (1) | TW362999B (ja) |
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