JPH0819441B2 - 熱硬化性バインダ及び所望の化学的性質を有する粉末の混合物より成形された部材を形成する方法 - Google Patents

熱硬化性バインダ及び所望の化学的性質を有する粉末の混合物より成形された部材を形成する方法

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JPH0819441B2
JPH0819441B2 JP2514311A JP51431190A JPH0819441B2 JP H0819441 B2 JPH0819441 B2 JP H0819441B2 JP 2514311 A JP2514311 A JP 2514311A JP 51431190 A JP51431190 A JP 51431190A JP H0819441 B2 JPH0819441 B2 JP H0819441B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は金属粉末及びセラミック粉末を射出成形する
こと、即ち一般に粉末射出成形（PIM）や金属射出成形
（MIM）として知られている方法に係る。
従来のPIM法には二つの種類のものがある。第一の種
類の方法に於ては、注意深く選定された熱可塑性樹脂及
び可塑剤が粉末の間の空隙を充填する量にて互いに混合
される。かかる混合工程は剪断作用の高い混合装置内に
於て、また樹脂の粘性を低下させ粉末及び樹脂を均一に
混合するに十分な温度にて行われる。得られた混合物は
ペレット化される。次いでペレットは再加熱され、冷却
される型内に射出され、熱可塑性樹脂は型内にて成形さ
れた部材を型より排出させ得る程度にまで型内に於て粘
性を増大する。次いでバインダの一部が除去される。こ
のことは溶剤抽出、ウィッキング、昇華、分解を含む種
々の方法を用いて達成される。かかる小量のバインダ
は、部材に十分な有孔度を与え、また残存するバインダ
が熱的に分解して部材より除去されるよう除去される。
後者の工程、即ち残存するバインダの除去はバインダが
金属粉末と実質的に反応することがないよう十分に低い
温度にて行われる。上述の方法は当技術分野に於てよく
知られており、例えば米国特許第4,404,166号（ウィッ
キング）及び同第4,225,345号（分解）に記載されてい
る。これらの何れの方法に於てもまず原料を混合し次い
でバインダを除去するためには実質的な処理時間及び特
殊な装置が必要である。
上述の第二の種類をPIM法に於ては、溶剤に溶解され
た有機バインダ及び修正剤よりなるプラスチック媒体は
使用される。バインダは溶剤、金属粉末、修正剤と混合
した後、かくして可塑化された材料が加熱された型内に
加圧された状態にて射出される。水が有機バインダより
加熱によって除去され、これにより部材を型より取出す
際に部材を支持するに十分な粘性になるまで粘性が増大
される。部材を更に加熱することによりその強度が増大
され、溶剤が蒸発され、これにより粉末が互いに結合す
ることがないよう十分に低い温度にて残存するバインダ
を蒸発させ実質的に除去し得るよう部材に十分な有孔度
が与えられる。
上述の二種類の方法に於ては、部材の主要部を多孔質
にしたり一部又は全てのバインダや副生成物を除去すべ
く、成形工程と焼結工程との間に於て部材に対し追加の
工程が行われなければならない。この追加の工程により
設備費、処理時間、間接費が増大され、また方法の制御
を行うことが困難にされている。
また上述の何れの種類の方法に於ても、適正な混合、
レオロジー、部材強度を達成するために温度制御が重要
である。このことによっても設備費が増大され、またプ
ロセス制御が必要とされる。例えば、上述の前者の方法
に於ては、凝固した粉末及びバインダ混合物はそれを射
出成形プレスにて成形する前に再溶融されなければなら
ない。このことにより混合物を射出するために必要なプ
レス及び関連する工具の複雑さが増大されることに起因
して設備費が増大され、また熱的に制御される高強度の
混合装置のコストが増大される。また上述の後者の方法
に於ては、適正な温度を達成するための用件と混合物の
粘性の要件とが互いに相反し、高粘性の混合物を射出す
るために必要なスクリューが熱を発生し、その熱は混合
物を低い温度に維持するために除去されなければならな
い。
何れのPIM法に於ても、完成した部材の密度が理論密
度の97％以下であってよい場合には、比較的高価な微細
な粉末の一部を価格が10分の１程度でしかない粗大な粉
末に置換えることが好ましい。かかる置換により焼結中
に発生する収縮の量が低減され、寸法安定法が良好にな
る。しかし上述のPIM法に於ては、種々の大きさの粉末
を混合する場合に必然的に生じる焼結前の密度が増大す
ることにより混合物の粘性が更に増大され、そのためプ
ロセスの制御及び間接費問題が複雑化される。
上述の種々の欠点により、上述の方法は5000個以下の
少量生産には経済的ではない。これよりも多量の生産の
場合にも、シリコンゴム工具の如き原型や少量成形法を
使用することができないことにより、製造前のコストや
エンジニアリングコストが増大される。
発明の概要 従って本発明の目的は、粉末射出成形された部材を製
造する改善された方法を提供することである。本発明の
他の一つの目的は、手によって或いはブレッドドウミキ
サの如き通常の混合装置を用いて室温にて混合すること
のできる150000cps以下の粘性を有する混合物を形成す
ることにより射出成形法の混合工程を改善する方法を提
供することである。本発明の他の一つの目的は、成形工
程と焼結工程との間に於て部材に追加の工程が行われる
必要がなく、これにより全体としての処理時間が低減さ
れた方法を提供することである。本発明の更に他の一つ
の目的は、混合物が部材の形状に硬化する際に混合物に
対し低い圧力（1ton/in2（6.5ton/cm2））しか与える必
要がなく或いは圧力を与える必要がなく、これにより設
備の要件やプロセス制御が単純化された方法を提供する
ことである。本発明の更に他の一つの目的は、エラスト
マ工具の如き射出成形以外の成形技術を使用することを
可能にすることである。
端的に言えば、所望の化学的性質を有する部材を製造
する方法が提供される。粉末が主要な成分として熱硬化
性凝縮樹脂を含むバインダと混合される。バインダは粉
末の間の空隙を充填するのに十分な量にて粉末と混合さ
れる。得られた混合物は部材の形状に整形される。部材
は硬化処理され、樹脂は部材の小孔を開状態に維持する
膜を形成する。部材を真空中にて適当な焼結温度に加熱
することにより小孔内が局部的に酸化され、これにより
膜が燃焼される。
他の目的及び特徴は一部は明らかであり、一部はこれ
以降の記載に於て指摘される。
図面の簡単な説明 図１及び図２は混合物中の微細な粉末含有量の関数と
して混合物の種々の特性を示すグラフである。
図３は混合物を成形する際に使用されるプレートを示
す斜視図である。
好ましい実施例の説明 一般に本発明の方法は、製造される部材に最終的に必
要とされる所望の化学的性質を有する粉末を粒間空隙寸
法及び粒間空隙体積がそれぞれ或る値になるよう混合す
ることを含んでいる。空隙体積は乾燥状態の粉末を均一
に密に混合した混合物の密度により示され、これ以降タ
ップ密度と呼ばれる。適正な化学的性質を有する一種類
の粉末を使用することが好ましいが、粒径の異る少なく
とも二種類の粉末の混合物を使用することにより同一の
レオロジーを達成するに必要なバインダの量が低減され
る。また空隙寸法が増大されることによりバインダ除去
時間が低減される。更に所望の化学的性質を達成し或い
は液相焼結条件を創成するためにはバインダより炭素を
除去することが望ましい。従って炭素の除去は粉末の化
学的性質に応じて考慮されなければならない。
混合された粉末は1000cps以下の粘性を有するバイン
ダであって少なくとも粉末の粒間空隙を充填する量の液
体熱硬化性バインダと混合される（この量はタップ密度
より計算される）。バインダは酸、グリセリン、アルコ
ールの如き修正剤を含有していてよく、修正剤は混合物
のレオロジーを改善するために添加される。バインダを
添加する前に、粉末又は粉末混合物はバインダ中に粉末
を分散させる表面修正剤と混合されてよい。更に硬化温
度を低下させたり硬化速度を速める触媒が添加されても
よい。
成形工程と焼結工程との間に於て部材に対し何ら処理
が行われない場合には、混合物は分解すると酸化蒸気を
生成する金属酸化物や他の物質の如き十分な量の酸化剤
を含んでいなければならない。酸化蒸気は部材が加熱さ
れると部材の空隙内に於て硬化した樹脂が燃焼すること
を促進する。
150000cps以下の粘性を有する液体混合物はそれに補
足された気泡を除去するために真空脱ガスされ、しかる
後最終的な部材の形状に成形される。この場合混合物中
の粉末の体積率及び達成可能な最終的な密度に応じて収
縮が考慮される。部材は混合物が注がれたり射出された
り注射器式に押出されたり他の態様にて所望の形状に成
形され、バインダが硬化すると所定の形状に硬化するよ
う加熱される種々の方法により形成されてよい。これら
の方法として射出成形やエラストマ工具を使用する種々
の周知の低廉な方法がある（これらに限定されるもので
はない）。
過剰寸法の部材が形成されると、部材は真空焼結炉内
に於て単一の工程にてバインダを除去されると共に焼結
される。このことは、硬化される樹脂の膜形成特性によ
り部材が多孔質にされ、部材の空隙内に存在する酸化条
件によりバインダの燃焼が補助され、圧力が低いことに
より発生する蒸気が部材の空隙を経て拡散し除去される
ことが確保されることによって達成される。かかる酸化
条件は一般に酸化剤を添加することにより創成される
が、金属粉末を使用する場合には酸化条件は焼結前に別
の炉内に部材を配置したり部材の温度を焼結温度まで昇
温させる前に低温にて酸化雰囲気を導入することによっ
て部材を酸化（発錆）させることにより創成されてもよ
く或いは補足されてもよい。他の方法の場合とは異り、
この中間工程によってはバインダはそれほど減少せず、
十分な酸化能力を有する物質が十分な量にて添加されて
いる場合には不要である。
部材よりバインダを除去することは拡散が制御される
現象であり、100mT以下の真空中にてバインダの除去を
行うことにより達成される。大気中にてバインダの除去
を行うとバインダが急激に放出されることに起因して部
材が爆発したり、この方法の利点が減殺されるほどバイ
ンダ除去時間が長くなる。
バインダの除去は拡散現象であるので、除去されるバ
インダの量、従って部材中の最終的な炭素含有量は空隙
寸法、圧力、焼結温度への加熱速度次第である。タップ
密度の低い粉末混合物が使用される場合の如くバインダ
の量が多く空隙寸法が小さいほどバインダの除去に要す
る時間が長くなる。
本発明の方法によれば、所望の化学的性質を有するよ
う組合された粉末の混合物であって、材料コスト、バイ
ンダ除去時間及び収縮を低減し寸法精度を改善するよう
６〜10の係数に亘り変化する平均粒子寸法を有する粉末
の混合物を選定することが好ましい。図１は微細な粉末
が粗大な粉末に添加される場合に於けるタップ密度、必
要樹脂量（適正なしオロジーに必要な樹脂の量）、バイ
ンダ除去時間、収縮率、最終密度の変化を示している。
図示の如くほぼ全ての粉末系に於て微細な粉末含有率
が約40％である場合にタップ密度が最大値になる。微細
な粉末含有率がこの値である場合には、レオロジーに必
要な樹脂量、バインダ除去時間、収縮率の全てが最小値
になる。達成される最終密度は最大値ではないがこの最
大タップ密度であってもよくまたこの最大タップ密度で
なくてもよい。使用される粉末について上述の関係が求
められた後に行われることは、必要とされる見掛けの最
終密度を選定し、次いで使用すべき二種類の粉末の重量
比を決定することである。このことにより添加されるバ
インダの量が決定される。
混合物が真空中にて焼結温度に加熱される際に空隙内
に局部的な酸化条件が与えられるよう、混合物には酸化
剤も添加される。一般に使用される粉末と両立可能な酸
化剤を使用することが好ましい。添加される酸化剤の大
きさ及び量は混合物のバインダ除去能力を決定する点で
重要である。大きさが小さければ小さいほど表面積が大
きくなって酸化蒸気の分布状態が良好になり、これによ
り或る与えられた重量に対するバインダ除去能力が向上
する。酸化剤は各混合物に含まれる最も小さい粉末成分
の平均的な大きさにまで粉砕され、使用される樹脂の重
量の20％に等しい量にて添加されることが好ましい。
フラン群の熱硬化性樹脂が好ましい。この群の樹脂は
主要な成分としてフルフラール、フルフリルアルコー
ル、フランをベースとしている。これらの樹脂は全て20
0cps以下の粘性を有し、硬化すると膜を形成し、凝縮反
応の副生成物として水を生成する。各樹脂は部材の強度
を改善すべく尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムア
ルデヒド、フェノールホルムアルデヒドの如き共重合体
を形成する樹脂と混合されてよい。これらの樹脂の技術
に於ける最近の改良点には、室温よりも僅かに高い温度
に於て活性化され樹脂の硬化温度を実質的に低下させる
潜在的な触媒を添加することが含まれている。一般に混
合物の加工時間が低減されてもよい場合にはかかる低温
にて硬化する樹脂が好ましい。
表面活性剤、架橋剤とも呼ばれる界面活性剤が粉末の
懸濁状態及び混合物のレオロジーを改善する目的で混合
物に添加される。界面活性剤は粉末又は液体として市販
されており、界面活性剤の化学的性質に応じて粉末や樹
脂に添加される。界面活性剤の作用は当技術分野に於て
よく知られている。界面活性剤の作用により、吸収され
た水が粉末の表面より除去され、表面自由エネルギが低
減され、粒子間引力が低減され、バインザの分子との間
に化学的及び物理的相互作用が与えられる。その結果分
散状態や懸濁状態が達成され、或る粘性を達成するに必
要な液体成分の体積が低減される。
潜在的な触媒には依存しないバインダ系が使用される
場合には、樹脂の極性や低分子量により多数の界面活性
剤が有効である。例えば従来の射出成形に於て熱硬化性
ウレタン樹脂との関連で一般的に使用される有機基を有
するシランやチタネートが使用されてよく、また化粧品
工業に於て一般的なビニル安定化剤や第四アンモニウム
塩が使用されてよい。HLB値が11以上である有機ブロッ
ク共重合体が使用される場合にもある程度の硬化が認め
られる。
しかし潜在的な触媒が添加された樹脂系は、緩衝又は
促進されるルイス酸反応に依存し、或いはイオン界面活
性剤にて溶液よりイオン化されたルイス酸種を有する。
従ってかかる系による場合には非イオン界面活性剤を使
用することができるが、殆ど緩衝作用を伴うことなく高
度の分散作用を与える適当な分子量を選定することによ
ってのみ使用可能である。例えば低分子量（9000）のポ
リビニルピロリドンの良好な分散液を形成するが、樹脂
の硬化を阻害する。他方高分子量（40000以上）のポリ
ビニルピロリドンはそれほど反応に悪影響を及ぼさない
が、良好な分散液を形成することができない。
一般に二つの理由から修正剤が添加される。まず第一
に、修正剤はレオロジーを改善し、チキソトロピーを低
下させて粉末が濃度の低い樹脂中に於て沈澱することを
防止する。従って修正剤は樹脂よりも高い粘性を有し、
樹脂の硬化温度よりも高い沸点を有し、樹脂との混和性
を有していなければならない。第二に、粉末の粒間空隙
を充填するために添加されなければならない必ずしも全
ての樹脂がそれが硬化すると剛固な部材を形成しなけれ
ばならない訳ではない。強度を確保するに必要な量以上
の樹脂は容易に除去される修正剤に置換えられてよく、
かかる置換が行われるとバインダ除去時間が更に低減さ
れる。添加される修正剤の量は実験的に求められる。何
故ならば修正剤は硬化時間及び硬化した部材の強度に対
しマイナスの効果を有するからである。添加される修正
剤の量は一般に樹脂の重量の20〜35％である。
液体成分、即ち樹脂、触媒、修正剤、及び界面活性剤
の合計が粉末に添加されるバインダの総量を構成する。
粉末の粒間空隙を充填して適正なレオロジーを達成する
に必要な量はこの量である。
次いで乾燥成分が秤量されて適当な固体物質混合装置
内に装入され、均一性を確保するに十分な時間に亘り混
合される。次いで液体成分及び固体成分が混合装置内、
例えばブレッドドウミキサ内へ装入され、混合物が均一
な組成及び色彩になるまで混合される。混合工程は一般
に約２分を要し、１分経過後に混合装置が停止されて混
合容器の側壁面がゴム製のヘラにて拭われる。
均一な密度の部材を形成するためには、混合工程に於
て混合物中に取込まれた空気ができるだけ完全に除去さ
れる必要がある。このことは混合物をベルジャー内に配
置し、ベルジャーを少なくとも水銀柱27inch（69cm）の
真空にまで脱気し、その状態を約30分間保持することに
より容易に達成される。
混合物はこの段階に於ては種々の成形法にて成形し得
る状態になっている。硬化時間及び硬化温度は互いに他
に対し依存しているだけでなく、樹脂の量や種類、使用
される触媒の量や種類、部材の断面厚さにも依存する。
５〜20％のベンゼンスルホン酸により触媒作用が与えら
れるフルフリルアルコール／尿素ホルムアルデヒドをベ
ースとするバインダは400゜Ｆ（204℃）に於て15〜30秒
中に硬化する。潜在的な触媒が組込まれたフリフリルア
ルコールをベースとするバインダは250゜Ｆ（121℃）に
於て30〜45秒中に硬化する。またこの混合物は触媒の量
や使用される界面活性剤の種類に応じて常温及び常圧に
於て３〜24時間中に硬化する。
射出成形は、熱硬化カプセル成形や液体シリコンゴム
の射出成形に設計された装置を用いて容易に達成され
る。型内へ混合物を注射器式に押出したり、注いだり、
スプーンにより供給したり、押込んだりすることがで
き、しかる後混合物を加熱して剛固な成形体を形成する
ことができるので、ゴム製の型が使用されてもよい。幾
つかのプレートよりなる型（図３参照）が使用されても
よい。まずプレートが組立てられ、プレートにより形成
されたキャビティ内へ混合物が注入される。次いで組立
体がラミネートプレス内に配置され、加熱されて樹脂が
硬化される。次いで組立体がプレスより取出され、冷却
され、分解され、しかる後剛固な部材が取出される。こ
の方法により新な混合物を試験するための試験標本や原
型を形成する目的で機械加工されるモノリスプリフォー
ムを製造する単純な方法が得られる。
バインダ除去時間は空隙寸法、使用されるバインダの
量、部材の断面厚さ、最終的な炭素含有量に関するデー
タより決定される。バインダ除去時間は焼結炉がバイン
ダを除去するために混合物を400゜Ｆ（204℃）より焼結
温度までの温度範囲に加熱しなければならない時間であ
る。焼結温度は使用される粉末によって異る。
これより本発明の好ましい実施例の幾つかの例を鋼粉
末について説明するが、本発明は他の金属、合金、セラ
ミックス、金属及びセラミックスの混合物にも適用可能
なものであることに留意されたい。
例１ 以下の重量の粉末成分を秤量することにより0.5％以
下の炭素を含有する三つの矩形の鋼標本が形成された。
58gの水アトマイズ法により形成されら鉄粉末（平均
粒径60μｍ） 42gの未還元のカーボニル鉄粉末（平均粒径５μｍ） 0.5gのFe3O4粉末（平均粒径５μｍ） これらの粉末は色彩が均一になるまで手により混合さ
れた。混合時間は約１分であった。この混合物に対し以
下の液体成分が添加された。
3.0gのDelta Resin社製Airkure6−24（フルフリルア
ルコール／尿素ホルムアルデヒド樹脂） 1.0gのグリセリン 次いで混合物は手によって混合されることによりペー
スト状にされた。混合時間は約１分であった。最後にレ
オロジーを改善すべく0.3gのDelta Resin社製の17−12
0A触媒（ベンゼンスルホン酸）が添加された。次いで混
合物は発生する僅かな発熱反応が収まるまで攪拌され
た。この攪拌時間は約２分であった。この段階に於ける
混合物は滑らかなクリーム状をなしていた。
次いで混合物は三つのプレート、即ち二つの平坦な上
部プレート及び下部プレート（図３のプレート１及び
２）と長方形の切欠き４を有する中間プレートとよりな
る型内にスプーンによって供給された。この場合切欠き
が混合物にて充填された。次いで上部プレート１が他の
二つのプレートに締結固定された。プレート組立全体が
ラミネートプレスの450゜Ｆ（232℃）のプラテンの間に
配置され、プレスが型締めされた。５分経過後にプレー
トが450゜Ｆ（232℃）に加熱され、部材を硬化させるに
十分な時間その状態に保持された。次いでプレスが型開
きされ、プレートが取出されて分解され、標本が中間プ
レートより押出された。このプロセスは他の二つの標本
についても繰返された。
次いで各部材が他の処理を施されることなく真空炉内
に配置され、10゜F/min（5.6℃/min）の速度にて2300゜
Ｆ（1260℃）に加熱された。部材はこの温度に３時間維
持され、次いで室温に冷却された。これら三つの標本の
平均炭素含有量は0.42％であった。
例２ 以下の組成の混合物が形成された。
57.4％の水アトマイズ法により形成された鉄粉末（平
均粒径60μｍ） 41.6％の未還元のカーボニル鉄粉末（平均粒径５μ
ｍ） 1.0％のFe3O4粉末（平均粒径５μｍ） 粉末成分の合計を基準に5.8％のAshland 65−016樹
脂 粉末成分を基準に2.0％のグリセン 樹脂の量を基準に20％のAshland 65−058触媒 まず乾燥状態の粉末が１クォート（0.95リットル）の
Ｖ型シェルを有する固体物質混合装置にて混合された。
次いでAshlad樹脂及び触媒よりなる液体が混合され、そ
の混合物が固体混合物に添加された。この混合は4.5ク
ォート（4.3リットル）の調理用ミキサにて行われた。
次いで混合物全体が２分間混合された。この場合ミキサ
が定期的に停止され、容器の側壁がヘラにて拭われた。
次いで混合物はそれに補足された空気を除去すべく水銀
柱27inch（69cm）以上の真空雰囲気に30分間保持され
た。最後に混合物はシリコンの射出成形用に設計され引
張り試験標本を製造する型が装着された空気圧プレスの
供給系へ注がれた。
一つの引張り試験標本が250゜Ｆ（121℃）にて射出を
行い、標本を取り出す前に2500psi（176kg/cm2）以下の
圧力に１分間保持することにより製造された。標本は1i
nch（2.54cm）の焼結状態でのゲージ長さ及び約0.25inc
h（0.63cm）のゲージ直径を有するよう十分に過剰寸法
にて形成された。
引張り試験標本が低温炉内に配置され、停滞する空気
中にて375゜Ｆ（191℃）に24時間維持された。次いで標
本は80mT以下の真空雰囲気中にて10゜/min（5.6℃/mi
n）の速度にて2300゜Ｆ（1260℃）に加熱され、その温
度に４時間維持され、しかる後室温にゆっくりと冷却さ
れた。この標本の最終密度が湿態密度より計算され、半
径方向の収縮量は6.72g/ccであり、最終的な引張り強さ
は19000psi（1340kg/cm2）であり、炭素含有量は0.032
％であった。
例３ ポリビニルピロリドンを用いた分散の例 平均粒径５μｍの未還元の50.0gのカーボニル鉄粉末
が秤量され、互いに同一の100mlのビーカに装入され
た。各標本のうちの一つの標本に対し9000の分子量を有
する1.750gのポリビニルピロリドン粉末（BASF社のLuvi
skol Ｋ−17）が添加され手により攪拌された。他の標
本には界面活性剤は添加されなかった。次いで別のビー
カ内に於て10.0gのAshland 65−016樹脂及び2.0gのAsh
land 65−058触媒が互いに混合された。次いでこの樹
脂／触媒混合物が5.50g秤量され、各標本に添加され
た。ポリビニルピロリドンを含有する標本が曇ったケー
キ状になるまで手により攪拌された。ポピロリドンを含
有しない標本は流動性を有するようになるよう混合する
ことはできず、ゆるい粉末と凝集した粉末の幾つかの塊
とよりなっていた。
例４ 射出形成用の混合物が以下の組成にて形成された。
69.3％の未還元のカーボニル鉄粉末（平均粒径５μ
ｍ） 29.7％の水アトマイズ法にて形成された鋼粉末（平均
粒径60μｍ） 1.0％のFe3O4粉末 鉄粉末及び鋼粉末の重量を基準に3.5％のポリビニル
ピロリドン粉末（BASF社製Luviskol Ｋ−17） 鉄粉末及び鋼粉末の重量を基準に6.7％のAshland 65
−016樹脂 樹脂の重量を基準に20.0％のAshland 65−058触媒 全ての粉末成分が秤量されＶ型シェル固体物質混合装
置にて２分間混合された。次いでそれらの固体物質が調
理用混合装置へ移され、予め組合された液体樹脂及び触
媒が添加された。次いでこれらの混合物全体が均一にな
るまで混合され、水銀柱27inch（69cm）以上の真空雰囲
気中にて30分間真空脱ガスされた。
ポリビニルピロリドンの分子量による緩衝効果を補償
すべく処理時間が長くされた点を除き、例３に於て使用
されたプレス及び工具と同一のプレス及び工具がこの例
にも使用された。引張り標本が混合物を210゜Ｆ（99
℃）にて射出し、1950psi（137kg/cm2）の圧力に150秒
間維持されることにより形成された。
次いで標本が他の処理を施されることなく真空炉内に
配置され、15゜F/min（8.3℃/min）にて700゜Ｆ（371
℃）に加熱され、６℃/min（3.3℃/min）にて2100゜Ｆ
（1150℃）に加熱され、28゜F/min（25.6℃/min）にて2
300゜Ｆ（1260℃）に加熱された。標本は2300゜Ｆ（126
0℃）に180分間保持され、ゆっくりと室温に冷却され
た。
最終的に4900psi（3450kg/cm2）の引張り強さ、7.7g/
ccの密度（オイル含浸、微細組織の評価、収縮の計算に
より求められた密度）、1.4％の炭素含有量を有してい
ることが解った。標本の微細組織の評価により結晶粒界
に超固相線液相が形成されていることが解った。
例５ 原型として機械工具用の鋼部材を用いて半永久的な型
が形成された。部材の平坦な部分が浅い箱の底に接着さ
れ、箱が例えばGeneral Electric社のRTV−700の如き
シリコンゴム型用化合物にて充填された。ゴムが硬化し
た後、そのゴムが箱より取出され、ゴムに鋼原型の形状
が与えられた。
次いで例２の混合物がゴム型内に注がれて型が充填さ
れた。次いで型がマップル炉内に配置され、200゜Ｆ（9
3℃）に８時間維持され、これにより粉末混合物が硬化
され、エラストマ型より取出され得る状態にされた。同
一の型を使用して三つの同様の部材が形成された。
各部材が真空炉内に配置され、10゜F/min（5.6℃/mi
n）にて2300゜Ｆ（1260℃）に加熱され、その温度にて6
0mTの真空中の４時間維持され、しかる後窒素ガスにて
焼入れされた。この部材の平均密度はオイル含浸法にて
測定して7.2g/ccであり、平均炭素含有量は0.22％であ
った。部材の一方の側面の高さ0.002inch（0.005cm）、
幅0.010inch（0.025cm）、長さ1.75inch（4.45cm）の二
つの畝が忠実に再現された。
以上の説明より、本発明の幾つかの目的及び特徴が達
成され他の有意義な結果が得られることが理解されよ
う。
本発明の範囲内にて上述の方法に種々の変更が加えら
れてよく、上述の説明及び添付の図面に図示された全て
の事項は例示のためのものであり本発明を制限するもの
ではない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−76108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297509（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−145302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−103001（ＪＰ，Ａ) 米国特許4604259（ＵＳ，Ａ) 米国特許4202689（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所望の化学的性質を有する粉末より部材を
    製造する方法にして、 主要な成分として熱硬化性凝縮樹脂を含み前記粉末の粒
    間空隙を充填するに十分な量のバインダを前記粉末に混
    合することと、 前記粉末又は前記バインダ又はこれら両者に化学反応に
    より酸化蒸気を発生する物質を混合することと、 前記粉末と前記バインダと前記物質の混合物を所望の形
    状の成形体に成形することと、 前記熱硬化性凝縮樹脂が膜状に凝縮し前記成形体中に小
    孔が開いた状態となるよう前記成形体を硬化処理するこ
    とと、 加熱により前記物質より発生した酸化蒸気によって前記
    小孔内にて前記膜が燃焼し尽くされ前記粉末が互いに焼
    結した状態となる温度に前記成形体を真空中にて加熱す
    ることと を含む方法。
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