JPH06172803A - 射出成形用鉄系合金粉末 - Google Patents
射出成形用鉄系合金粉末Info
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- JPH06172803A JPH06172803A JP43A JP32808792A JPH06172803A JP H06172803 A JPH06172803 A JP H06172803A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 32808792 A JP32808792 A JP 32808792A JP H06172803 A JPH06172803 A JP H06172803A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形体中の合金粉末の充填率をできるだけ高
めることができ、高密度な焼結体を比較的安価に製造で
きる様な射出成形用鉄系合金粉末を提供する。 【構成】 射出成形法に用いられる鉄系合金粉末であっ
て、異形状でかつ粒径が４５μｍ以下である水アトマイ
ズ粉末と、球状で且つ粒径が４５μｍ以下であるガスア
トマイズ粉末を、タップ密度が４．２ｇ／ｃｍ3 以上と
なる様に混合したものである。
めることができ、高密度な焼結体を比較的安価に製造で
きる様な射出成形用鉄系合金粉末を提供する。 【構成】 射出成形法に用いられる鉄系合金粉末であっ
て、異形状でかつ粒径が４５μｍ以下である水アトマイ
ズ粉末と、球状で且つ粒径が４５μｍ以下であるガスア
トマイズ粉末を、タップ密度が４．２ｇ／ｃｍ3 以上と
なる様に混合したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形法に用いられ
る鉄系合金粉末に関し、詳細には成形体中の合金粉末の
充填率をできるだけ高めることができ、これによって高
密度な焼結体を得ることができる射出成形用鉄系合金粉
末に関するものである。
る鉄系合金粉末に関し、詳細には成形体中の合金粉末の
充填率をできるだけ高めることができ、これによって高
密度な焼結体を得ることができる射出成形用鉄系合金粉
末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、金属粉末を樹脂やワックス等のバ
インダーと混合・混練し、造粒後該造粒物の温度を上げ
て流動性を高め、これを金型に圧力注入して冷却した
後、脱脂（脱バインダー），焼結して焼結品とする様な
射出成形法が開発されている（例えば、「粉末および粉
末冶金」３８（１９９１）６，Ｐ１１６〜１１９）。こ
の様な技術の開発によって、従来のプレス成形法の様な
粉末冶金法では製造できなかった小型・複雑形状の焼結
品をその後ほとんど加工することなく製造できる様にな
った。
インダーと混合・混練し、造粒後該造粒物の温度を上げ
て流動性を高め、これを金型に圧力注入して冷却した
後、脱脂（脱バインダー），焼結して焼結品とする様な
射出成形法が開発されている（例えば、「粉末および粉
末冶金」３８（１９９１）６，Ｐ１１６〜１１９）。こ
の様な技術の開発によって、従来のプレス成形法の様な
粉末冶金法では製造できなかった小型・複雑形状の焼結
品をその後ほとんど加工することなく製造できる様にな
った。
【０００３】射出成形法に用いられる鉄系合金粉末とし
ては、ステンレス鋼が代表的なものとして挙げられる
他、工具鋼も使用され、粒径分布が４５μｍ以下で平均
粒径が１０μｍ前後の微粉末であるのが一般的である。
そしてこの粉末に、７〜１２重量％（３７〜５２容量
％）のバインダーが混合される。
ては、ステンレス鋼が代表的なものとして挙げられる
他、工具鋼も使用され、粒径分布が４５μｍ以下で平均
粒径が１０μｍ前後の微粉末であるのが一般的である。
そしてこの粉末に、７〜１２重量％（３７〜５２容量
％）のバインダーが混合される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで射出成形用に
用いられる微粉末の製造方法としては、超高圧水アトマ
イズ法（以下、単に水アトマイズ法と呼ぶ）とガスアト
マイズ法が知られている。このうち水アトマイズ法は、
高圧の水を媒体として微粉化するので、溶湯は急冷凝固
されて粉末粒径は小さくなり、４５μｍ以下の粉末回収
率は良い。しかしながら粉末形状が球形にならず、歪の
ある形状（異形状）となり、射出成形するのに必要な流
動性を確保するには、多くのバインダーを配合しなけれ
ばならない。バインダー配合量は多くなると、成形体中
の金属粉末の充填率が低くなり、焼結体密度が上がりに
くくなり、また寸法のばらつきも大きくなる。
用いられる微粉末の製造方法としては、超高圧水アトマ
イズ法（以下、単に水アトマイズ法と呼ぶ）とガスアト
マイズ法が知られている。このうち水アトマイズ法は、
高圧の水を媒体として微粉化するので、溶湯は急冷凝固
されて粉末粒径は小さくなり、４５μｍ以下の粉末回収
率は良い。しかしながら粉末形状が球形にならず、歪の
ある形状（異形状）となり、射出成形するのに必要な流
動性を確保するには、多くのバインダーを配合しなけれ
ばならない。バインダー配合量は多くなると、成形体中
の金属粉末の充填率が低くなり、焼結体密度が上がりに
くくなり、また寸法のばらつきも大きくなる。
【０００５】一方、ガスアトマイズ法では、Ｎ2 やＡｒ
を媒体として微粉化するので、溶湯の冷却速度が遅くな
って粉末粒径は大きくなり、一般的に４５μｍ以下の粉
末回収率は悪いが、粉末形状は球形となる。球状粉末と
なる結果、バインダー配合量を減らすことができると共
に、焼結体密度は上がり易いが、４５μｍ以下の微粉末
の回収率が悪いので、コスト高になるという欠点があ
る。この様に、水アトマイズ法とガスアトマイズ法に
は、夫々一長一短があるのが実情である。
を媒体として微粉化するので、溶湯の冷却速度が遅くな
って粉末粒径は大きくなり、一般的に４５μｍ以下の粉
末回収率は悪いが、粉末形状は球形となる。球状粉末と
なる結果、バインダー配合量を減らすことができると共
に、焼結体密度は上がり易いが、４５μｍ以下の微粉末
の回収率が悪いので、コスト高になるという欠点があ
る。この様に、水アトマイズ法とガスアトマイズ法に
は、夫々一長一短があるのが実情である。
【０００６】本発明はこうした状況の下でなされたもの
であって、その目的は、成形体中の合金粉末の充填率を
できるだけ高めることができ、高密度な焼結体を比較的
安価に製造できる様な射出成形用鉄系合金粉末を提供す
ることにある。
であって、その目的は、成形体中の合金粉末の充填率を
できるだけ高めることができ、高密度な焼結体を比較的
安価に製造できる様な射出成形用鉄系合金粉末を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、射出成形法に用いられる鉄系合金粉末であっ
て、異形状で且つ粒径が４５μｍ以下である水アトマイ
ズ粉末と、球状で且つ粒径が４５μｍ以下であるガスア
トマイズ粉末を、タップ密度が４．２ｇ／cm3以上とな
る様に混合したものである点に要旨を有するものであ
る。
発明とは、射出成形法に用いられる鉄系合金粉末であっ
て、異形状で且つ粒径が４５μｍ以下である水アトマイ
ズ粉末と、球状で且つ粒径が４５μｍ以下であるガスア
トマイズ粉末を、タップ密度が４．２ｇ／cm3以上とな
る様に混合したものである点に要旨を有するものであ
る。
【０００８】
【作用】金属粉末を混入するときの指標としては、平均
粒径が用いられるのが一般的である。しかしながら平均
粒径では、粉末形状を表わすことができない。一方、タ
ップ密度は、粒径と粉末形状の影響を受けるので、粒径
と粉末形状を代表し、混合を行なう際の指標となり得
る。尚タップ密度とは、一定重量の粉末をメスシリンダ
ーに入れ、これを６０回上下に振動（タップ）したとき
の嵩密度のことである。また粒径４５μｍ以下の粉末の
タップ密度は、水アトマイズ粉末が鋼種によって異なる
が３．２〜３．８ｇ／ｃｍ3 程度であり、ガスアトマイ
ズ粉末が鋼種に関係なく約４．８ｇ／ｃｍ3 である。
粒径が用いられるのが一般的である。しかしながら平均
粒径では、粉末形状を表わすことができない。一方、タ
ップ密度は、粒径と粉末形状の影響を受けるので、粒径
と粉末形状を代表し、混合を行なう際の指標となり得
る。尚タップ密度とは、一定重量の粉末をメスシリンダ
ーに入れ、これを６０回上下に振動（タップ）したとき
の嵩密度のことである。また粒径４５μｍ以下の粉末の
タップ密度は、水アトマイズ粉末が鋼種によって異なる
が３．２〜３．８ｇ／ｃｍ3 程度であり、ガスアトマイ
ズ粉末が鋼種に関係なく約４．８ｇ／ｃｍ3 である。
【０００９】本発明者らは、上記の様なタップ密度に焦
点を合わせ、上記目的を達成する為に様々な角度から検
討した。その結果、異形状の水アトマイズ粉末と球状の
ガスアトマイズ粉末をタップ密度が４．２ｇ／ｃｍ3 以
上となる様に混合すれば、バインダー配合量を減らし、
成形体中の金属粉末の充填率を高くして高密度な焼結体
を得ることができ、且つ高価なガスアトマイズ粉末を低
減して原料コストも安価にすることができることを見出
し、本発明を完成した。
点を合わせ、上記目的を達成する為に様々な角度から検
討した。その結果、異形状の水アトマイズ粉末と球状の
ガスアトマイズ粉末をタップ密度が４．２ｇ／ｃｍ3 以
上となる様に混合すれば、バインダー配合量を減らし、
成形体中の金属粉末の充填率を高くして高密度な焼結体
を得ることができ、且つ高価なガスアトマイズ粉末を低
減して原料コストも安価にすることができることを見出
し、本発明を完成した。
【００１０】図１は混合粉末のタップ密度と焼結体相対
密度の関係を示すグラフであり、図２は混合粉末のタッ
プ密度と流動性（ＭＦＲ）の関係を示すグラフである。
図１，２から明らかな様に、タップ密度が４．２ｇ／ｃ
ｍ3 以上であれば成形に必要な流動性を得るためのバイ
ンダー配合量を減らすことができ、これによって焼結体
の相対密度を９５％以上とすることができることが分か
る。その結果、バインダー配合量を多く必要とする水ア
トマイズ粉末の欠点と、原料コストが高くなるガスアト
マイズ粉末の欠点を相互に補うことが可能となる。
密度の関係を示すグラフであり、図２は混合粉末のタッ
プ密度と流動性（ＭＦＲ）の関係を示すグラフである。
図１，２から明らかな様に、タップ密度が４．２ｇ／ｃ
ｍ3 以上であれば成形に必要な流動性を得るためのバイ
ンダー配合量を減らすことができ、これによって焼結体
の相対密度を９５％以上とすることができることが分か
る。その結果、バインダー配合量を多く必要とする水ア
トマイズ粉末の欠点と、原料コストが高くなるガスアト
マイズ粉末の欠点を相互に補うことが可能となる。
【００１１】尚本発明で用いる混合粉末は、水アトマイ
ズ粉末とガスアトマイズ粉末を、タップ密度が４．２ｇ
／ｃｍ3 以上となる様に混合したものであるが、混合す
る際の粉末粒径はいずれも４５μｍ以下とする必要があ
る。水アトマイズ粉末の粒径は、製造した段階で粒径４
５μｍ以下になっており、この様な粉末と粒径が４５μ
ｍを超える様なガスアトマイズ粉末と混合すれば、焼結
体の結晶粒径が部分的に粗大化し、焼結体における強度
等の特性値に悪影響を及ぼすためである。
ズ粉末とガスアトマイズ粉末を、タップ密度が４．２ｇ
／ｃｍ3 以上となる様に混合したものであるが、混合す
る際の粉末粒径はいずれも４５μｍ以下とする必要があ
る。水アトマイズ粉末の粒径は、製造した段階で粒径４
５μｍ以下になっており、この様な粉末と粒径が４５μ
ｍを超える様なガスアトマイズ粉末と混合すれば、焼結
体の結晶粒径が部分的に粗大化し、焼結体における強度
等の特性値に悪影響を及ぼすためである。
【００１２】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００１３】
【実施例】ＳＵＳ３１６Ｌの水アトマイズ粉末１．７５
ｋｇと、同鋼種のガスアトマイズ粉末３．２５ｋｇを、
Ｖ型混合器で２０ｒｐｍ×３０分で混合した。尚混合前
の水アトマイズ粉末とガスアトマイズ粉末のタップ密度
は、夫々３．６ｇ／ｃｍ3,４．８ｇ／ｃｍ3 であり、混
合後のタップ密度は４．３ｇ／ｃｍ3 であった。
ｋｇと、同鋼種のガスアトマイズ粉末３．２５ｋｇを、
Ｖ型混合器で２０ｒｐｍ×３０分で混合した。尚混合前
の水アトマイズ粉末とガスアトマイズ粉末のタップ密度
は、夫々３．６ｇ／ｃｍ3,４．８ｇ／ｃｍ3 であり、混
合後のタップ密度は４．３ｇ／ｃｍ3 であった。
【００１４】上記の混合粉末に、バインダーを８．５重
量％配合して混合し、これを加圧式ニーダで１２０℃，
３０ｒｐｍ×３０分で混練した後、押し出し造粒機で１
００℃にて押し出し、成形用材料であるペレットとし
た。
量％配合して混合し、これを加圧式ニーダで１２０℃，
３０ｒｐｍ×３０分で混練した後、押し出し造粒機で１
００℃にて押し出し、成形用材料であるペレットとし
た。
【００１５】次に、上記ペレットを用いて直径：１０ｍ
ｍ，長さ：１０ｍｍの成形体を射出成形法で成形した。
引続き、この成形体からバインダーを除去する脱脂と、
焼結は、連続的に行なった。脱脂は３０℃／ｈｒで１１
０℃まで加熱し、１時間保持した後、５０℃／ｈｒで４
５０℃まで加熱し、１時間保持してバインダーを除去し
た。焼結は上記の脱脂に引き続いて行ない、４５０℃か
ら１３００℃まで１００℃／ｈｒで昇温し、その温度で
３時間保持した後、炉冷した。その結果、相対密度が９
５％の高密度な焼結体が得られていた。
ｍ，長さ：１０ｍｍの成形体を射出成形法で成形した。
引続き、この成形体からバインダーを除去する脱脂と、
焼結は、連続的に行なった。脱脂は３０℃／ｈｒで１１
０℃まで加熱し、１時間保持した後、５０℃／ｈｒで４
５０℃まで加熱し、１時間保持してバインダーを除去し
た。焼結は上記の脱脂に引き続いて行ない、４５０℃か
ら１３００℃まで１００℃／ｈｒで昇温し、その温度で
３時間保持した後、炉冷した。その結果、相対密度が９
５％の高密度な焼結体が得られていた。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、成
形体中の合金粉末の充填率をできるだけ高めることがで
き、高密度な焼結体を比較的安価に製造できる射出成形
用鉄系合金粉末が実現できた。
形体中の合金粉末の充填率をできるだけ高めることがで
き、高密度な焼結体を比較的安価に製造できる射出成形
用鉄系合金粉末が実現できた。
【図１】混合粉末のタップ密度と焼結体相対密度の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図２】混合粉末のタップ密度と流動性の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 射出成形法に用いられる鉄系合金粉末で
あって、異形状で且つ粒径が４５μｍ以下である水アト
マイズ粉末と、球状で且つ粒径が４５μｍ以下であるガ
スアトマイズ粉末を、タップ密度が４．２ｇ／ｃｍ3 以
上となる様に混合したものであることを特徴とする射出
成形用鉄系粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06172803A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 射出成形用鉄系合金粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06172803A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 射出成形用鉄系合金粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06172803A true JPH06172803A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18206365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Withdrawn JPH06172803A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 射出成形用鉄系合金粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06172803A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10247816A1 (de) * | 2001-11-13 | 2003-06-05 | Hyundai Motor Co Ltd | Anstellwinkel-Einstellvorrichtung für eine verstellbare Abgasturbine |
| CN112453408A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-09 | 东莞华晶粉末冶金有限公司 | 一种不锈钢高密度电子产品壳体制备方法 |
| CN115178733A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-10-14 | 南京晨光集团有限责任公司 | 高功率选区激光熔化用大粒径粉末评价及循环使用方法 |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP43A patent/JPH06172803A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10247816A1 (de) * | 2001-11-13 | 2003-06-05 | Hyundai Motor Co Ltd | Anstellwinkel-Einstellvorrichtung für eine verstellbare Abgasturbine |
| DE10247816B4 (de) * | 2001-11-13 | 2004-02-26 | Hyundai Motor Company | Anstellwinkel-Einstellvorrichtung für eine verstellbare Abgasturbine |
| CN112453408A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-03-09 | 东莞华晶粉末冶金有限公司 | 一种不锈钢高密度电子产品壳体制备方法 |
| CN115178733A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-10-14 | 南京晨光集团有限责任公司 | 高功率选区激光熔化用大粒径粉末评价及循环使用方法 |
| CN115178733B (zh) * | 2022-05-12 | 2024-03-22 | 南京晨光集团有限责任公司 | 高功率选区激光熔化用大粒径粉末评价及循环使用方法 |
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