JPH0770610A - 射出成形品の焼結方法 - Google Patents
射出成形品の焼結方法Info
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- JPH0770610A JPH0770610A JP5168458A JP16845893A JPH0770610A JP H0770610 A JPH0770610 A JP H0770610A JP 5168458 A JP5168458 A JP 5168458A JP 16845893 A JP16845893 A JP 16845893A JP H0770610 A JPH0770610 A JP H0770610A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】焼結可能な射出成形品を焼結する場合におい
て、焼結前に十分に脱脂した後、これに引き続いて仮焼
結を施すことにより、保形性を維持し、しかも焼結製品
の品質を向上させる。 【構成】金属またはセラミック等の焼結可能な紛体を主
材とした射出成形品を焼結する場合において、焼結前に
射出成形したグリーン体を脱脂率９５パーセント以上で
十分に脱脂した後、これを引き続き脱脂温度以上で、か
つ焼結温度以下の温度雰囲気下において仮焼結を施す。
これにより焼結作業に向けた十分な保形性を維持でき
るとともに、十分な脱脂により気孔欠陥を無くし、大き
なガス圧の生じない焼結を可能とするとともに、高品質
の製品を得ることができ、しかも炉の汚染を防止するこ
とができる。
て、焼結前に十分に脱脂した後、これに引き続いて仮焼
結を施すことにより、保形性を維持し、しかも焼結製品
の品質を向上させる。 【構成】金属またはセラミック等の焼結可能な紛体を主
材とした射出成形品を焼結する場合において、焼結前に
射出成形したグリーン体を脱脂率９５パーセント以上で
十分に脱脂した後、これを引き続き脱脂温度以上で、か
つ焼結温度以下の温度雰囲気下において仮焼結を施す。
これにより焼結作業に向けた十分な保形性を維持でき
るとともに、十分な脱脂により気孔欠陥を無くし、大き
なガス圧の生じない焼結を可能とするとともに、高品質
の製品を得ることができ、しかも炉の汚染を防止するこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属またはセラミック
等の焼結可能な粉体を材料とし、これを射出成形してグ
リーン体を得た後、焼結して焼結部品などの成形品を製
造するための焼結方法に関し、焼結による焼結体の緻密
化および強度の向上、ならびに気孔欠陥の防止、目的化
学組成および性質の向上をはかり、しかも焼結炉の汚染
を防止することを目的とする。
等の焼結可能な粉体を材料とし、これを射出成形してグ
リーン体を得た後、焼結して焼結部品などの成形品を製
造するための焼結方法に関し、焼結による焼結体の緻密
化および強度の向上、ならびに気孔欠陥の防止、目的化
学組成および性質の向上をはかり、しかも焼結炉の汚染
を防止することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】金属やセラミック等の粉体を用いた焼結
製品の製造プロセスとしては、一般的に焼結可能な原料
粉末を、これと略同量のバインダーと混合し、これを加
熱混練→造粒→ペレット→射出成形→グリーン体→脱脂
→脱脂体→焼成→製品の順序でおこなわれる。 すなわ
ち射出成形法によりグリーン体を製造する場合、原料粉
末はこれと略同体積のバインダーにより包まれて流動性
を付与された後、それぞれの成形金型内に射出される。
製品の製造プロセスとしては、一般的に焼結可能な原料
粉末を、これと略同量のバインダーと混合し、これを加
熱混練→造粒→ペレット→射出成形→グリーン体→脱脂
→脱脂体→焼成→製品の順序でおこなわれる。 すなわ
ち射出成形法によりグリーン体を製造する場合、原料粉
末はこれと略同体積のバインダーにより包まれて流動性
を付与された後、それぞれの成形金型内に射出される。
【０００３】上記の工程により得られたグリーン体に対
してその後、バインダーの脱脂工程が施されるが、その
際にグリーン体（脱脂体）が脆くなり、壊れやすくなっ
て後工程における焼結作業に支障を来すので、グリーン
体の強度を一定に保つ必要上から脱脂条件をコントロー
ルしてグリーン体中にバインダーを少量残留させる手法
として次の脱脂方法が知られている。
してその後、バインダーの脱脂工程が施されるが、その
際にグリーン体（脱脂体）が脆くなり、壊れやすくなっ
て後工程における焼結作業に支障を来すので、グリーン
体の強度を一定に保つ必要上から脱脂条件をコントロー
ルしてグリーン体中にバインダーを少量残留させる手法
として次の脱脂方法が知られている。
【０００４】すなわち、バインダーの加熱分解性質を利
用する「加熱脱脂法」がその一つである。 これはグリ
ーン体を分解蒸発温度まで徐々に加熱保持することによ
り、５〜１３パーセント程度のバインダーをグリーン体
内に残留させて、残りのバインダーを成形体から取り除
く方法である。 またもう一つは、加熱脱脂法に比べて
低温度でしかも脱脂時間が極めて短い「溶媒抽出法」が
知られている。 これは塩化メチレン等の有機溶媒ある
いは蒸気中において、バインダーが有機溶媒によって分
解されることによって脱脂されるもので、この場合にお
いてもグリーン体内には５〜１３パーセント程度のバイ
ンダーが残留される。
用する「加熱脱脂法」がその一つである。 これはグリ
ーン体を分解蒸発温度まで徐々に加熱保持することによ
り、５〜１３パーセント程度のバインダーをグリーン体
内に残留させて、残りのバインダーを成形体から取り除
く方法である。 またもう一つは、加熱脱脂法に比べて
低温度でしかも脱脂時間が極めて短い「溶媒抽出法」が
知られている。 これは塩化メチレン等の有機溶媒ある
いは蒸気中において、バインダーが有機溶媒によって分
解されることによって脱脂されるもので、この場合にお
いてもグリーン体内には５〜１３パーセント程度のバイ
ンダーが残留される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の脱脂法による場合においては、グリーン体の脆
さを補強し、焼結に向けてある程度の保形性を維持させ
る必要がある反面、残留バインダー量が多すぎると焼結
過程において、第１にバインダーによるガス発生が起こ
り、焼結体中に気孔欠陥が残ること、第２に大きなガス
圧のため焼結ができなくなり、その結果緻密な焼結体を
得ることが難しい。
た従来の脱脂法による場合においては、グリーン体の脆
さを補強し、焼結に向けてある程度の保形性を維持させ
る必要がある反面、残留バインダー量が多すぎると焼結
過程において、第１にバインダーによるガス発生が起こ
り、焼結体中に気孔欠陥が残ること、第２に大きなガス
圧のため焼結ができなくなり、その結果緻密な焼結体を
得ることが難しい。
【０００６】第３にバインダー中の元素（特に炭素）が
一部固溶したり、あるいは炭化物などの化合物が形成さ
れる結果、成分外れや品質劣化を来たすのを免れること
ができない。 第４に蒸発ガスのために焼結炉が汚染さ
れ、炉の機能低下を招く、等の問題がある。
一部固溶したり、あるいは炭化物などの化合物が形成さ
れる結果、成分外れや品質劣化を来たすのを免れること
ができない。 第４に蒸発ガスのために焼結炉が汚染さ
れ、炉の機能低下を招く、等の問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明にあって
は、上記した従来技術における種々の課題を解決し、グ
リーン体の焼結に際して形崩れしないように十分な保形
性を維持し、また気孔欠陥をなくすとともに、緻密で高
品質の製品を得ることができ、しかも焼結炉の汚染や機
能低下を防ぐことができるようにしたものであって、具
体的には金属またはセラミック等の焼結可能な粉体を主
材とした射出成形品を焼結する場合において、焼結前に
射出成形したグリーン体を脱脂率９５パーセント以上で
十分に脱脂した後、これを引き続き脱脂温度以上で、か
つ焼結温度以下の温度雰囲気下において仮焼結を施すこ
とにより粒子間結合をはかり、グリーン体の十分な保形
性を維持させるようにしたことを特徴とする射出成形品
の焼結方法に関する。
は、上記した従来技術における種々の課題を解決し、グ
リーン体の焼結に際して形崩れしないように十分な保形
性を維持し、また気孔欠陥をなくすとともに、緻密で高
品質の製品を得ることができ、しかも焼結炉の汚染や機
能低下を防ぐことができるようにしたものであって、具
体的には金属またはセラミック等の焼結可能な粉体を主
材とした射出成形品を焼結する場合において、焼結前に
射出成形したグリーン体を脱脂率９５パーセント以上で
十分に脱脂した後、これを引き続き脱脂温度以上で、か
つ焼結温度以下の温度雰囲気下において仮焼結を施すこ
とにより粒子間結合をはかり、グリーン体の十分な保形
性を維持させるようにしたことを特徴とする射出成形品
の焼結方法に関する。
【０００８】
【作用】グリーン体を十分に脱脂した後、これに引き続
いて脱脂温度以上で、かつ焼結温度以下の温度雰囲気下
において仮焼結を施すことにより、粉体粒子間に相互固
着がおこなわれ、バインダー無しで十分な保形性が維持
できる。
いて脱脂温度以上で、かつ焼結温度以下の温度雰囲気下
において仮焼結を施すことにより、粉体粒子間に相互固
着がおこなわれ、バインダー無しで十分な保形性が維持
できる。
【０００９】
【実施例】以下において本発明の具体的な内容を説明す
ると、まず射出成形品としては、通常の炭素鋼をはじめ
とした種々の金属またはセラミック等の焼結可能な粉体
を主材とし、これを摂氏１４０〜１５０度の温度雰囲気
下においてバインダーと混練させる。 この場合、バイ
ンダーは通常アクリル系樹脂とワックスとを１対１の割
合にて混合したものが用いられ、通常は紛体９０〜９７
（重量）パーセントに対してバインダー１０〜３（重
量）パーセント程度の混練割合とされる。
ると、まず射出成形品としては、通常の炭素鋼をはじめ
とした種々の金属またはセラミック等の焼結可能な粉体
を主材とし、これを摂氏１４０〜１５０度の温度雰囲気
下においてバインダーと混練させる。 この場合、バイ
ンダーは通常アクリル系樹脂とワックスとを１対１の割
合にて混合したものが用いられ、通常は紛体９０〜９７
（重量）パーセントに対してバインダー１０〜３（重
量）パーセント程度の混練割合とされる。
【００１０】上記の紛体とバインダーとの混練物は、こ
れを粉砕造粒して５．０ミリメートル以下のペレットに
し、さらに射出成型機により前記した混練温度（摂氏１
４０〜１５０度）と同程度の温度にて射出成形品を得
る。 脱脂工程としては、加熱脱脂法や溶媒抽出法等既
知の脱脂手段が用いられるほか、摂氏３００〜３５０度
の雰囲気温度中においてアルミナ紛中へ射出成形品を埋
め込む方法等も考えられる。 脱脂時間等の条件につい
ては、上記した脱脂手段のいずれを採用するかによって
一様ではないが、グリーン体に体する脱脂率が９５パー
セント以上になるように設定する必要がある。 脱脂さ
れたグリーン体は図１にあらわしたように、粉体相互間
の略密着した部分を除いてバインダーがすべて除去され
ている。
れを粉砕造粒して５．０ミリメートル以下のペレットに
し、さらに射出成型機により前記した混練温度（摂氏１
４０〜１５０度）と同程度の温度にて射出成形品を得
る。 脱脂工程としては、加熱脱脂法や溶媒抽出法等既
知の脱脂手段が用いられるほか、摂氏３００〜３５０度
の雰囲気温度中においてアルミナ紛中へ射出成形品を埋
め込む方法等も考えられる。 脱脂時間等の条件につい
ては、上記した脱脂手段のいずれを採用するかによって
一様ではないが、グリーン体に体する脱脂率が９５パー
セント以上になるように設定する必要がある。 脱脂さ
れたグリーン体は図１にあらわしたように、粉体相互間
の略密着した部分を除いてバインダーがすべて除去され
ている。
【００１１】つぎに仮焼結については、上記した脱脂工
程の終了後、これに引き続いておこなわれる。 仮焼結
は一般に窒素ガスまたは真空雰囲気中においておこなわ
れ、また仮焼結の温度条件としては金属粉末の場合、脱
脂温度（摂氏３００度）以上で、かつ焼結温度（摂氏１
３００度）以下の温度雰囲気下においておこなわれる。
この場合、より好ましくは摂氏８００〜９００度の温
度範囲が最良の仮焼結温度となることが実験の結果明ら
かとなった。 さらに仮焼結時間についても後工程にお
ける焼結作業を開始するまでの間に形崩れしない程度に
十分な保形性をそなえることができる程度にまでおこな
えば十分であって、通常はおよそ１５〜３０分（ｍｉ
ｎ）程度である。 仮焼結を終えたグリーン体の組織
は、図１に示したように粉体相互の表面のみが拡散・固
着し、最終の焼結作業に十分耐えることができる程度に
保形される。
程の終了後、これに引き続いておこなわれる。 仮焼結
は一般に窒素ガスまたは真空雰囲気中においておこなわ
れ、また仮焼結の温度条件としては金属粉末の場合、脱
脂温度（摂氏３００度）以上で、かつ焼結温度（摂氏１
３００度）以下の温度雰囲気下においておこなわれる。
この場合、より好ましくは摂氏８００〜９００度の温
度範囲が最良の仮焼結温度となることが実験の結果明ら
かとなった。 さらに仮焼結時間についても後工程にお
ける焼結作業を開始するまでの間に形崩れしない程度に
十分な保形性をそなえることができる程度にまでおこな
えば十分であって、通常はおよそ１５〜３０分（ｍｉ
ｎ）程度である。 仮焼結を終えたグリーン体の組織
は、図１に示したように粉体相互の表面のみが拡散・固
着し、最終の焼結作業に十分耐えることができる程度に
保形される。
【００１２】そして仮焼結を済ませたグリーン体には最
終的に焼結が施される。 焼結は既知の焼結炉を用いる
ことができ、焼結条件として摂氏１３００〜１３８０度
の雰囲気温度において９０〜１５０分（ｍｉｎ）程度と
され、焼結を完了して自然常温冷却することにより製品
として完成する。
終的に焼結が施される。 焼結は既知の焼結炉を用いる
ことができ、焼結条件として摂氏１３００〜１３８０度
の雰囲気温度において９０〜１５０分（ｍｉｎ）程度と
され、焼結を完了して自然常温冷却することにより製品
として完成する。
【００１３】〔実験例〕 鋼 種 ： ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４／Ｃ：＜０．
０８％／Ｎｉ：８．０％／Ｃｒ：１８％） 紛 体 ： ガスアトマイズ紛、平均粒径１１ミクロン 成形品 ： スラストリング 高さ：１２．７ｍｍ 外
径：６０φ 肉厚：３．７ｍｍ 引 張 試 片 板厚：４．１ｍｍ 平行部幅：８．
０ｍｍ 全長：１１０ｍｍ
０８％／Ｎｉ：８．０％／Ｃｒ：１８％） 紛 体 ： ガスアトマイズ紛、平均粒径１１ミクロン 成形品 ： スラストリング 高さ：１２．７ｍｍ 外
径：６０φ 肉厚：３．７ｍｍ 引 張 試 片 板厚：４．１ｍｍ 平行部幅：８．
０ｍｍ 全長：１１０ｍｍ
【００１４】 工 程 ： 混 練 （粉末 ９３．０（Ｗ）％、 バインダー ７．０（Ｗ）％） （摂氏１４０〜１５０度） バインダー＝アクリル系樹脂＋ワックス（１対１） ↓ 粉砕造粒 （５．０ｍｍ以下）→ペレット ↓ 射出成形 （摂氏１４０〜１５０度） ↓ 脱 脂 （大気中、アルミナ粉中に試片埋め込み） 摂氏３００〜３５０度 ６０〜１８０分（ｍｉｎ） ↓
【００１５】 仮焼結 （窒素ガスまたは真空中） 摂氏８００〜９００度 なおこの場合試片は脱脂状態のまま動 かさない。 仮焼結時間 ２０〜３０分（ｍｉｎ） ↓
【００１６】焼 結 （真空中） 摂氏１３００〜１３３０度 焼結時間 １２０分（ｍｉｎ）
【００１７】〔実験結果〕上記実験例にもとづいて得ら
れた製品の材質について、検査した結果を以下に示す。 引張強さ ： ５３０Ｎ／平方ミリメートル 伸 び ： ４３％ 密 度 ： ７．８３ｇ／立方センチメートル 相対密度 ： ９８％（溶解材密度：８．０ｇ／立方セ
ンチメートル） 収縮寸法 ： 高さ方向 １６％ 長さ・幅方向 各１５％ 寸法精度 ： ±０．５％以下
れた製品の材質について、検査した結果を以下に示す。 引張強さ ： ５３０Ｎ／平方ミリメートル 伸 び ： ４３％ 密 度 ： ７．８３ｇ／立方センチメートル 相対密度 ： ９８％（溶解材密度：８．０ｇ／立方セ
ンチメートル） 収縮寸法 ： 高さ方向 １６％ 長さ・幅方向 各１５％ 寸法精度 ： ±０．５％以下
【００１８】以上の結果からみて、製品の引張特性、密
度、寸法精度のいずれもが目標を十分にクリアーしてい
ることが確認された。
度、寸法精度のいずれもが目標を十分にクリアーしてい
ることが確認された。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上記した通り、金属またはセラ
ミック等の焼結可能な粉体を主材とした射出成形品を焼
結する場合において、焼結前に射出成形したグリーン体
を脱脂率９５パーセント以上で十分に脱脂するようにし
たものであるために、焼結過程においてバインダーによ
るガス発生のおそれがなく、焼結体中に気孔欠陥が残る
ようなことがないために、大きなガス圧の生じない焼結
が可能となり緻密な焼結体を得ることが可能となる。
ミック等の焼結可能な粉体を主材とした射出成形品を焼
結する場合において、焼結前に射出成形したグリーン体
を脱脂率９５パーセント以上で十分に脱脂するようにし
たものであるために、焼結過程においてバインダーによ
るガス発生のおそれがなく、焼結体中に気孔欠陥が残る
ようなことがないために、大きなガス圧の生じない焼結
が可能となり緻密な焼結体を得ることが可能となる。
【００２０】またバインダー中の元素（特に炭素）が一
部固溶したり、あるいは炭化物などの化合物が形成され
ることがなくなるために、成分外れや品質劣化を来たす
ことがなく、しかも蒸発ガスによる焼結炉の汚染や、炉
の機能低下を招くこともない。 さらに脱脂後、引き続
き脱脂温度以上で、かつ焼結温度以下の温度雰囲気下に
おいて仮焼結を施すようにしたものであるために、焼結
前のグリーン体の脆さを十分に補強して焼結に向けての
ある程度の保形性を維持させることができ、高品質の焼
結製品を得ることが可能となる。
部固溶したり、あるいは炭化物などの化合物が形成され
ることがなくなるために、成分外れや品質劣化を来たす
ことがなく、しかも蒸発ガスによる焼結炉の汚染や、炉
の機能低下を招くこともない。 さらに脱脂後、引き続
き脱脂温度以上で、かつ焼結温度以下の温度雰囲気下に
おいて仮焼結を施すようにしたものであるために、焼結
前のグリーン体の脆さを十分に補強して焼結に向けての
ある程度の保形性を維持させることができ、高品質の焼
結製品を得ることが可能となる。
【図１】本発明による射出成形品の焼結過程をあらわし
た組織の部分的拡大図。
た組織の部分的拡大図。
Claims (1)
- 【請求項１】金属またはセラミック等の焼結可能な粉体
を主材とした射出成形品を焼結する場合において、焼結
前に射出成形したグリーン体を脱脂率９５パーセント以
上で十分に脱脂した後、これを引き続き脱脂温度以上
で、かつ焼結温度以下の温度雰囲気下において仮焼結を
施すことを特徴とする射出成形品の焼結方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168458A JPH0770610A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 射出成形品の焼結方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168458A JPH0770610A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 射出成形品の焼結方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770610A true JPH0770610A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=15868491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5168458A Pending JPH0770610A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 射出成形品の焼結方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770610A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999056898A1 (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-11 | Injex Corporation | Process for producing sintered product |
| JPH11315305A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-16 | Injex:Kk | 焼結体の製造方法 |
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