JPH08127805A - 金属粉末焼結体の製造方法 - Google Patents

金属粉末焼結体の製造方法

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JPH08127805A
JPH08127805A JP26683194A JP26683194A JPH08127805A JP H08127805 A JPH08127805 A JP H08127805A JP 26683194 A JP26683194 A JP 26683194A JP 26683194 A JP26683194 A JP 26683194A JP H08127805 A JPH08127805 A JP H08127805A
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JP
Japan
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temperature
degreasing
molded body
component
wax component
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JP26683194A
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English (en)
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Takuya Kodama
卓弥 児玉
Kenji Haga
健二 芳賀
Tadahiro Nakano
忠博 中野
Shoji Yamamoto
昇司 山本
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱脂工程中に有機バインダーの分解ガスによ
る成形体の変形を防ぐ。 【構成】 脱脂において低温で分解するワックス成分お
よびワックス成分よりも高温で分解するポリマー成分か
らなる有機バインダーと金属粉末との混練物を原料コン
パウンドに用いて成形体を得る。成形体の脱脂工程にお
いて、まず、A−B間を25℃/h以下の昇温速度でワ
ックス成分を分解して除去し、ポリマー成分の分解ガス
の抜け道を作る。次に、C−D間を25℃/h〜100
℃/hの昇温速度でポリマー成分を分解して除去する。
そして、脱脂体を焼結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脱脂において低温で揮
発するワックス成分および前記ワックス成分よりも高温
で分解されるポリマー成分からなる有機バインダーと金
属粉末との混練物を原料コンパウンドとし、この原料コ
ンパウンドを射出成形して所望形状の成形体を得る工程
と、前記成形体を脱脂し焼結する工程からなる金属粉末
焼結体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の焼結体の製造方法においては、特
公平3−46522号公報に示されるように、粒状物質
と有機バインダー混合した混合物を所望の形状に成形し
て得られた成形体と、有機バインダー成分を吸収して前
記バインダーで湿潤する性質を有する吸収体とを密着さ
せ、成形体および吸収体の昇温に伴って前記バインダー
を成形体から吸収体へ流動させることにより、成形体か
ら有機バインダーを除去する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の製
造方法においては、成形体の有機バインダーを液状に保
持しつつ、吸収体の毛細管現象による圧力ヘッドによっ
て有機バインダーを流動化させつつ除去するため、成形
体が軟化し、これに伴って成形体が変形してしまうとい
う問題が生じることがあった。
【0004】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであって、有機バインダーの流動化に伴っ
て成形体が変形するのを防止し、優れた寸法精度の金属
粉末焼結体を得ることができる金属粉末焼結体の製造方
法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、脱脂において低温で揮発するワックス成
分および前記ワックス成分よりも高温で分解されるポリ
マー成分からなる有機バインダーと金属粉末との混練物
を原料コンパウンドとし、この原料コンパウンドを射出
成形して所望の形状に成形する工程と、得られた成形体
を脱脂し焼結する工程とからなる金属粉末焼結体の製造
方法において、脱脂における初期揮発成分であるワック
ス成分を25℃/h以下の昇温速度で脱脂を行い、ワッ
クス成分の脱脂後にポリマー成分を25℃/h〜100
℃/hの昇温速度で脱脂を行うように構成した。
【0006】すなわち、本発明においては、有機バイン
ダーに含まれるワックス成分とポリマー成分のうち、射
出成形時の潤滑剤となるワックス成分は低温で揮発する
ため脱脂において初期にガス化され、一方、成形体に保
形力を与えるポリマー成分はワックス成分の揮発よりも
高温でガス化分解されるので、図1の脱脂における昇温
条件を表したグラフに示すように、ワックス成分が分解
される温度領域(A−B間)を25℃/h以下の昇温速
度にして、まずワックス成分を成形体から除去し、その
後、ポリマー成分が分解される温度領域(C−D間)を
25℃/h以上、100℃/h以下の昇温速度にしてワ
ックス成分を除去することにより、成形体の脱脂を行う
ようにしたものである。
【0007】
【作用】上記構成からなる本発明の作用を、図1と脱脂
工程中の成形体を示す断面図(図2)および図2のa部
拡大図(図3)を用いて説明する。図1において、有機
バインダーのうち、脱脂の初期であるA−B間で揮発す
る成分は低分解温度を有するワックス成分である。通
常、加熱脱脂においては、このワックス成分は昇温によ
って融点を超えると成形体1の表面に滲み出し、さらに
高温になると徐々にガス化し始める。このワックス成分
の揮発は、後にポリマー成分4を分解する際に重大な影
響を及ぼす。すなわち、ポリマー成分4が分解される場
合の分解ガスは、図3に示すように、粉体3間に存在す
る成形体1中のワックス成分が揮発除去された空間(抜
け道)2を通り道として、成形体1の内部から成形体1
の外部へと排出される。したがって、脱脂初期のワック
ス成分の除去は、その後に行うポリマー成分4の分解ガ
スの抜け道2の確保のため、確実に行う必要がある。そ
して、ワックス成分の揮発を行う際には、成形体1中に
ワックス成分の分解ガスの抜け道が確保されていないた
め、25℃/h以下のゆっくりとした昇温速度で時間を
掛けて行う必要がある。すなわち、25℃/hより速い
昇温速度でワックス成分の揮発を行うとガスが短時間で
大量に発生するため、揮発ガス圧で成形体1の膨れ、割
れが発生してしまうので、25℃/h以下の昇温度で膨
れ、割れを防いでいる。
【0008】一方、ポリマー成分4の分解の際には、ワ
ックス成分と同様、昇温に伴ってポリマー成分4は軟
化、分解されるが、ワックス成分は前述したように既に
ガス化除去され、ポリマー成分4の分解ガスの抜け道2
が成形体1中に確保されているため、ポリマー成分4が
分解されるC−D間では、その昇温速度をワックス成分
を揮発する際のA−B間の昇温速度よりも早くすること
が可能となり、25℃/h以上での昇温速度が脱脂時間
の短縮を図る上で好ましい。25℃/hよりも遅い昇温
速度では、ポリマー成分が軟化する温度領域に滞在する
時間が長くなりすぎるため、成形体1が変形しやすくな
る。一方、C−D間の昇温速度の上限を100℃/hと
したのは、ポリマー成分の分解ガスが短時間に大量発生
することによる成形体1の膨れ、割れを生じさせない限
界範囲に設定したためである。したがって、前述した成
形体1の変形を防止し脱脂時間の短縮を図る一方、成形
体1の膨れ、割れを防ぐことが可能な昇温速度の範囲
で、極力高昇温速度でC−D間を昇温し、ポリマー成分
4が軟化する温度領域を短時間で通過させることによ
り、ポリマー成分4の流動化による成形体1の変形を防
止することを可能とする。
【0009】
【実施例1】本実施例では、ワックス成分をパラフィン
ワックス、ポリマー成分としてアクリル、ポリスチレ
ン、EVAを主成分とする有機バインダーと、金属粉末
としてのSUS316L粉末とを混練したコンパウンド
を原材料に用いて、所望の形状に成形体を成形した。そ
の後、気孔率10%程度の高純度アルミナセッターに配
置し、図1に示すように、脱脂における初期(A−B
間)を25℃/hの昇温速度で点Bの120℃まで昇温
し、120℃の温度で1時間維持(B−C間)してワッ
クス成分を成形体から除去した。この120℃での1時
間保持は、低温領域での脱脂炉無いの温度を均一にする
ためである。
【0010】次に、C−D間を25℃/hの昇温速度で
点Dの350℃まで昇温し、350℃の温度で2時間保
持してポリマー成分を除去した。この350℃での2時
間保持は、成形体の偏肉による脱脂ムラを防ぐためであ
る。
【0011】その後、放冷した脱脂体を1320℃の温
度で焼成し、成形品の変形を確認した。その結果を表1
に示す。
【0012】
【表1】
【0013】本実施例によれば、変形がなく外観も良い
成形品を製造することができた。
【0014】
【実施例2】本実施例では、実施例1と同じコンパンド
を用いて、所望形状の成形体を成形した後、実施例1と
同様のセッターに配置し、初期(A−B間)を25℃/
hの昇温速度で120℃(点B)までにし、その120
℃の温度で1時間保持(B−C間)した。その後、C−
D間を100℃/hの昇温速度で350℃(点D)まで
昇温し、350℃で2時間保持した。そして、放冷脱脂
体を1320℃で焼成し、成形品の変形を確認した。そ
の結果を上記表1に示す。本実施例によれば、実施例1
と同様な効果が得られた。
【0015】
【実施例3】本実施例では、実施例1と同じコンパンド
を用いて、所望形状の成形体を成形した後、実施例1と
同様のセッターに配置し、初期(A−B間)を10℃/
hの昇温速度で120℃(点B)までにし、その120
℃の温度で1時間保持(B−C間)した。その後、C−
D間を25℃/hの昇温速度で350℃(点D)まで昇
温し、350℃で2時間保持した。そして、放冷した脱
脂体を1320℃で焼成し、成形品の変形を確認した。
その結果を上記表1に示す。本実施例によれば、実施例
1と同様な効果が得られた。
【0016】
【実施例4】本実施例では、実施例1と同じコンパンド
を用いて、所望形状の成形体を成形した後、実施例1と
同様のセッターに配置し、初期(A−B間)を10℃/
hの昇温速度で120℃(点B)までにし、その120
℃の温度で1時間保持(B−C間)した。その後、C−
D間を100℃/hの昇温速度で350℃(点D)まで
昇温し、350℃で2時間保持した。そして、放冷した
脱脂体を1320℃で焼成し、成形品の変形を確認し
た。その結果を上記表1に示す。本実施例によれば、実
施例1と同様な効果が得られた。
【0017】[比較例1]本実施例では、実施例1と同
じコンパンドを用いて、所望形状の成形体を成形した
後、実施例1と同様のセッターに配置し、初期(A−B
間)を50℃/hの昇温速度で120℃(点B)までに
し、その120℃の温度で1時間保持(B−C間)し
た。その後、C−D間を25℃/hの昇温速度で350
℃(点D)まで昇温し、350℃で2時間保持した。そ
して、放冷脱脂体を1320℃で焼成し、成形品の変形
を確認した。その結果を上記表1に示す。本比較例によ
れば、ワックス成分の分解ガラスが短時間で大量に発生
し、割れによる変形が生じた。
【0018】[比較例2]本実施例では、実施例1と同
じコンパンドを用いて、所望形状の成形体を成形した
後、実施例1と同様のセッターに配置し、初期(A−B
間)を25℃/hの昇温速度で120℃(点B)までに
し、その120℃の温度で1時間保持(B−C間)し
た。その後、C−D間を120℃/hの昇温速度で35
0℃(点D)まで昇温し、350℃で2時間保持した。
そして、放冷した脱脂体を1320℃で焼成し、成形品
の変形を確認した。その結果を上記表1に示す。本比較
例では、ポリマー成分の分解ガスが短時間で大量に発生
し、膨れによる変形が生じた。
【0019】[比較例3]本実施例では、実施例1と同
じコンパンドを用いて、所望形状の成形体を成形した
後、実施例1と同様のセッターに配置し、初期(A−B
間)を25℃/hの昇温速度で120℃(点B)までに
し、その120℃の温度で1時間保持(B−C間)し
た。その後、C−D間を10℃/hの昇温速度で350
℃(点D)まで昇温し、350℃で2時間保持した。そ
して、放冷脱脂体を1320℃で焼成し、成形品の変形
を確認した。その結果を上記表1に示す。本比較例で
は、ポリマー成分が分解する前の軟化温度領域に長く滞
在するため、ポリマーが軟化して成形体に対する保持力
が弱くなり変形が発生した。
【0020】なお、上記結果は、ワックス(カルナウバ
ワックス)およびポリアミド系バインダーの場合、ポリ
プロピレンをバインダーとした場合、又、それらの配合
比を変化させた場合についても同様であることから、ワ
ックスを含むいかなるバインダーを用いた場合でも、同
様の効果があると言える。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、有機バ
インダーの分解ガスの発生に伴った膨れ、割れ、ポリマ
ー成分の軟化による変形を防止することが可能となり、
寸法精度、外観に極めて優れた金属粉末焼結体の製造が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱脂における昇温条件を表したグラフ
である。
【図2】本発明の脱脂工程中の成形体を示す断面図であ
る。
【図3】図2のa部を拡大して示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1 成形体 3 粉末 4 ポリマー成分
フロントページの続き (72)発明者 山本 昇司 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱脂において低温で揮発するワックス成
    分および前記ワックス成分の揮発温度よりも高温で分解
    されるポリマー成分からなる有機バインダーと金属粉末
    との混練物を原料コンパウンドとし、この原料コンパウ
    ンドを射出成形して所望の形状に成形する工程と、得ら
    れた成形体を脱脂し焼結する工程とからなる金属粉末焼
    結体の製造方法において、脱脂における初期揮発成分で
    あるワックス成分を25℃/h以下の昇温速度で脱脂を
    行い、ワックス成分の脱脂後にポリマー成分を25℃/
    h〜100℃/hの昇温速度で脱脂を行うことを特徴と
    する金属粉末焼結体の製造方法。
JP26683194A 1994-10-31 1994-10-31 金属粉末焼結体の製造方法 Pending JPH08127805A (ja)

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Effective date: 20050510