JPH0820848A - 鏡面性の高い金属焼結体およびその製造方法 - Google Patents
鏡面性の高い金属焼結体およびその製造方法Info
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- JPH0820848A JPH0820848A JP15561394A JP15561394A JPH0820848A JP H0820848 A JPH0820848 A JP H0820848A JP 15561394 A JP15561394 A JP 15561394A JP 15561394 A JP15561394 A JP 15561394A JP H0820848 A JPH0820848 A JP H0820848A
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Abstract
与えるが、全体としてはあまり高密度に焼結していない
焼結体を提供する。 【構成】 バインダーを加えて所望の形状に成形した成
形体を加熱してバインダーを除去したものを、その金属
にとって適切な焼結温度領域において、1.5〜15℃
/minの昇温速度で昇温しつつ加熱し、焼結させることに
より、表層の厚さ50μmの部分の気孔率が2%以下の
焼結体を得る。
Description
て、研磨により鏡面を生じるものに関する。
ンドの材料、あるいは装飾品とする金属粉末焼結体は、
研磨して鏡面を出した形で使用されることが多いから、
高い鏡面性が要求される。
法として、非金属介在物の含有量を規制し、特定の平均
粒径をえらんだ金属粉末を、制御された雰囲気中、特定
の温度範囲で焼結する技術が提案された(特公平6−8
490)。 この技術は、気孔率が5%以下(つまりカ
サ密度95%以上)の密な焼結体を得ることにより鏡面
性を高めるという考えに立っている。 ところが、カサ
密度を高くすれば、粉末成形体から焼結体への焼き締り
が著しくなるから、金型の設計がむつかしくなるし、製
品の寸法精度をコントロールすることも容易でなくな
る。
るから、焼結により得た製品の表面だけを溶融させて気
孔をなくせばよい、という考えがあり、レーザーの利用
が提案された(特開昭62−290803号)。 いう
までもなくレーザーの使用には高価な設備を必要とする
し、焼結品の表面全体に鏡面性を与えたい場合は全面に
レーザーを照射しなければならないから工数がかかり、
コストは実用的なレベルを超えてしまう。
のカサ密度を過度に高めることなく鏡面性を高くした金
属粉末焼結体を、レーザーのようなコスト高を招く手段
によらずに提供することにある。
明の鏡面性の高い金属粉末の焼結体は、焼結体の表面か
ら深さ50μmまでの表層部の気孔率が(面積率で)2
%以下であることを特徴とする。
て、オーステナイト系ステンレス鋼粉末、フェライト系
ステンレス鋼粉末、またはNi:0.5〜10%の組成
を有するFe−Ni合金の粉末を使用したものである。
焼結体の製造方法は、金属粉末にバインダーを混合し、
混合物を所望の形状に成形した後、成形体を加熱してバ
インダーを除去し、バインダーを除去した成形体を焼結
することからなる金属粉末焼結体の製造方法において、
焼結を、その金属粉末の実質的な焼結が進行する温度か
ら成形体表面の溶融が開始する直前の温度にわたる焼結
温度領域において、1.5〜15℃/minの昇温速度で昇
温させつつ行なうことを特徴とする。
ス鋼粉末を使用する場合、焼結温度領域は1050〜1
380℃となる。 金属粉末としてフェライト系ステン
レス鋼粉末を使用する場合、焼結温度領域は上限が少し
低い1050〜1350℃である。 金属粉末としてN
i:0.5〜10%を含有するFe−Ni合金の粉末を
使用する場合、焼結温度領域はステンレス鋼より少し低
温の側にずれた、950〜1300℃の範囲にある。
その他の金属を使用する場合についても、当業者は焼結
温度領域を知っているか、または必要により少しの実験
を行なうことにより決定し得るであろう。
を付加した製造方法も、本発明に包含されることはもち
ろんである。
外部から加熱されたとき、熱が内部に伝わるまでには若
干時間がかかる。 従って、粉末成形体の周囲の温度が
比較的速く上昇しつつあるときは、その表層部ではかな
り大きな温度勾配が生じている。
末成形体の表層部だけを溶融に近い状態にして、空孔率
をごく小さくし、一方で内部は通常の焼結が行なわれる
に止めるようにはかったものである。 このような焼結
を実現する条件が、1.5℃/min以上の昇温速度であ
る。 一方、昇温速度を過度に高くすると、表層部の溶
融が起って溶融金属が空孔中に入るため表面に凹凸が生
じたり、結晶粒が粗大化したりする。 凹凸は研磨にと
って不都合であるし、粗大な結晶粒ができると研磨した
とき美麗な鏡面が得られない。 しかも大型のものは内
部の焼結が不十分になる。 このような理由で、昇温速
度の上限15℃/minを設けた。
類、粉末の粒度、成形体のカサ比重(つまり充填度)、
形状および寸法などの因子により異なるが、1.5〜1
5℃/minの範囲内で、必要に応じ多少の実験をすること
により、容易に見出すことができる。
0〜100μmが高密度で、それより内部は通常の密度
をもった焼結体が得られる。 研磨により削り去られる
厚さは通常20〜30μmであるから、50μm以上の
厚さの高密度層が存在すれば、実際上ほとんどの場合に
鏡面が得られる。 気孔率2%以下の密度であれば、研
磨面は十分な鏡面であり、メッキを行なう上でも問題は
ない。
ーステナイト系ステンレス)の粉末(平均粒径8.7μ
m)を用意した。
し、加圧ニーダーで混練した。 バインダーは、ポリオ
レフィン樹脂にパラフィンワックスおよびステアリン酸
などを配合したものである。
×長さ20mmの板状体にしたものを所要の数用意した。
加熱し、410℃に3時間保ってバインダーを分解除去
した。
のN2ガス雰囲気の炉に入れ、炉内温度1050℃まで
昇温し、その後の昇温速度を、1,1.5,2,5,1
0,15または20℃/minにえらんで、1350℃まで
加熱した。 5℃/minの昇温速度の例は、加熱を130
0℃までに止めたもの、1380℃または1400℃ま
で行なったものも、比較のため含めた。
射出成形体から焼結品に至る間の保形性を、表面の状態
も含めて評価した。 次に、焼結体を切断して表層の厚
さ50μmの部分の気孔率をしらべた。 また、表面に
#600サンドペーパーをかけてから、バフ研磨を行な
って鏡面性を評価した。 その結果を、焼結条件ととも
に表2に掲げる。
までを1.5〜10℃/minの昇温速度で加熱して焼結さ
せたとき、良い結果が得られることを示している。 切
断面の顕微鏡写真を図1に示した。
ブデン鋼(フェライト系のステンレス)の粉末(平均粒
径8.7μm)を用意した。
練、射出成形および加熱によるバインダー除去を行なっ
たのち、5Torr のN2雰囲気下に、炉内温度1050℃
から1350℃にかけて5℃/minの昇温速度で昇温させ
つつ加熱し、焼結体を得た。
表層部厚さ50μmの気孔率は0.5%で、研磨により
美麗な鏡面を与えた。 切断面の顕微鏡写真を図2に示
す。
れ、下記表4の分析値を示すFe粉(平均粒径3.4μ
m)およびNi粉(同3.8μm)を、重量でFe:N
i=92:8の割合で秤り取り、V型ブレンダー中で混
合した。
ダー6.5重量%を添加し、ニーダーで加圧混練した。
混練物を射出成形して厚さ5mm×幅10mm×長さ20
mmの板状体にしたものを複数用意し、大気中で210℃
に3時間加熱して、バインダーを分解除去した。
囲気下に、炉内温度950℃から1250℃(または1
280℃)に向って、0.5,1.5,2,5,10,
15および20℃/minの昇温速度で加熱して焼結させ
た。 5℃/minの例は、1200℃で止めたもの、13
50℃または1420℃まで加熱したものも加えた。
に、全体の密度および表層厚さ50μmの部分の気孔率
を測定し、鏡面性および焼結体の保形性を評価した。
その結果を、焼結条件とともに表5に示す。
れても、気孔率がごく低い、換言すれば溶製品に近い表
層が十分な厚さで残る金属粉末の焼結体が得られ、これ
を研磨することにより、美麗な鏡面をもった製品が提供
できる。
めに内部まで高密度に焼き締めるということをせず、全
体の密度を高くとも95%程度に止めているから、バイ
ンダーを加えて成形した成形品と焼結品との寸法の差が
小さく寸法の調整が全く容易になる。 従って成形品と
焼結品の間の形状の変化も小さくてすみ、金型設計が容
易であるとともに、良品歩留りを高くすることができ
る。 これらの利点は、あいまって粉末焼結品の製造コ
ストの低減に役立つ。
切断面の、表層付近を示した顕微鏡写真。(倍率100
倍)
切断面の、表層付近を示した顕微鏡写真。(倍率100
倍)
Claims (8)
- 【請求項1】 金属粉末を焼結してなり、焼結体の表面
から深さ50μmまでの表層部の気孔率が(面積率で)
2%以下であることを特徴とする鏡面性の高い金属焼結
体。 - 【請求項2】 金属粉末がオーステナイト系ステンレス
鋼粉末またはフェライト系ステンレス鋼粉末である請求
項1の金属焼結体。 - 【請求項3】 金属粉末がNi:0.5〜10%の組成
を有するFe−Ni合金の粉末である請求項1の金属焼
結体。 - 【請求項4】 金属粉末にバインダーを混合し、混合物
を所望の形状に成形した後、成形体を加熱してバインダ
ーを除去し、バインダーを除去した成形体を焼結するこ
とからなる金属粉末焼結体の製造方法において、焼結を
その金属粉末の実質的な焼結が進行する温度から成形体
表面の溶融が開始する直前の温度にわたる焼結温度領域
において、1.5〜15℃/minの昇温速度で昇温させつ
つ行なうことを特徴とする製造方法。 - 【請求項5】 金属粉末がオーステナイト系ステンレス
鋼粉末であって、焼結温度領域が1050〜1380℃
である請求項4の製造方法。 - 【請求項6】 金属粉末がフェライト系ステンレス鋼粉
末であって、焼結温度領域が1050〜1350℃であ
る請求項4の製造方法。 - 【請求項7】 金属粉末がNi:0.5〜10%を含有
するFe−Ni合金粉末であって、焼結温度領域が95
0〜1300℃である請求項4の製造方法。 - 【請求項8】 焼結品を研磨して鏡面を得る工程を付加
した請求項4ないし7のいずれかの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15561394A JP3709569B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 鏡面性の高い金属焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15561394A JP3709569B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 鏡面性の高い金属焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0820848A true JPH0820848A (ja) | 1996-01-23 |
| JP3709569B2 JP3709569B2 (ja) | 2005-10-26 |
Family
ID=15609854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15561394A Expired - Fee Related JP3709569B2 (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 鏡面性の高い金属焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3709569B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010222662A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | 金属粉末および焼結体 |
| CN109794605A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | 烧结奥氏体不锈钢的方法 |
| CN111793764A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 深圳市泛海统联精密制造股份有限公司 | 一种超低碳铁镍合金的烧结方法 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP15561394A patent/JP3709569B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010222662A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | 金属粉末および焼結体 |
| CN109794605A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | 烧结奥氏体不锈钢的方法 |
| US11185917B2 (en) | 2017-11-17 | 2021-11-30 | The Swatch Group Research And Development Ltd | Austenitic stainless steel workpiece |
| CN109794605B (zh) * | 2017-11-17 | 2022-01-04 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | 烧结奥氏体不锈钢的方法 |
| CN111793764A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 深圳市泛海统联精密制造股份有限公司 | 一种超低碳铁镍合金的烧结方法 |
| CN111793764B (zh) * | 2020-07-15 | 2021-04-16 | 深圳市泛海统联精密制造股份有限公司 | 一种超低碳铁镍合金的烧结方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3709569B2 (ja) | 2005-10-26 |
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