JPH0825802B2 - 脱バインダー方法 - Google Patents
脱バインダー方法Info
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- JPH0825802B2 JPH0825802B2 JP2013347A JP1334790A JPH0825802B2 JP H0825802 B2 JPH0825802 B2 JP H0825802B2 JP 2013347 A JP2013347 A JP 2013347A JP 1334790 A JP1334790 A JP 1334790A JP H0825802 B2 JPH0825802 B2 JP H0825802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- thermoplastic binder
- debinding
- molded body
- temperature
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加圧成形性を付与するために熱可塑性バイ
ンダーが含まれている粉末の加圧成形体からその熱可塑
性バインダーを除去する脱バインダー方法に関するもの
である。
ンダーが含まれている粉末の加圧成形体からその熱可塑
性バインダーを除去する脱バインダー方法に関するもの
である。
〔従来の技術〕 加圧成形性を付与するために、例えば金属粉末、セラ
ミックス粉末およびサーメット粉末のうちの１種または
２種以上が混合された粉末に添加されて混練される熱可
塑性バインダーの量は少くともその混練物の25vol％を
上まわっている。この熱可塑性バインダーを、加圧成形
体にその自重による変形、膨れまたはクラック発生等を
起こさせることなく、形状を健全に保持させながら加圧
成形体から除去する脱バインダー方法が重要な技術課題
となっている。
ミックス粉末およびサーメット粉末のうちの１種または
２種以上が混合された粉末に添加されて混練される熱可
塑性バインダーの量は少くともその混練物の25vol％を
上まわっている。この熱可塑性バインダーを、加圧成形
体にその自重による変形、膨れまたはクラック発生等を
起こさせることなく、形状を健全に保持させながら加圧
成形体から除去する脱バインダー方法が重要な技術課題
となっている。
この意図にそって、特公昭61−48563号公報には、加
圧成形体に対し、不活性なガスを乱流状態で送風する脱
バインダー方法が開示されている。また特公昭62−3328
2号公報には、加圧成形体の雰囲気圧力を熱可塑性バイ
ンダーの蒸気圧以上となる加圧状態に保持する脱バイン
ダー方法が提案されている。
圧成形体に対し、不活性なガスを乱流状態で送風する脱
バインダー方法が開示されている。また特公昭62−3328
2号公報には、加圧成形体の雰囲気圧力を熱可塑性バイ
ンダーの蒸気圧以上となる加圧状態に保持する脱バイン
ダー方法が提案されている。
前述の特公昭61−48563号公報により開示されている
技術では、送風されるガスの乱流により脱バインダー時
に生ずる加圧成形体の膨れまたはクラック発生を防止で
きながら熱可塑性バインダーの気化を早める等の効果が
期待されているが、実際には脱バインダー炉の内部全体
を均一な乱流状態に保つことは困難である。その結果、
たとえ脱バインダー炉内の雰囲気温度が均一になってい
ても、加圧成形体の送風に面する側と背面側とでは脱バ
インダーの速度が異なり、１個の加圧成形体の中でも個
所によっては脱バインダーの程度が不均一となる。また
脱バインダー炉内に複数個の加圧成形体を収容した場合
は前記の傾向は甚だしくなるとともに各加圧成形体間に
おいても脱バインダーの進行に偏差が生ずる。したがっ
て、実際には、自重による変形もなくかつ膨れまたはク
ラックの発生等がない健全な脱バインダー性を安定して
得ることは困難であるという問題点がある。また特公昭
62−33282号公報により開示されている技術のように脱
バインダー時の雰囲気圧力を終始加圧状態におくこと
は、加圧成形体に含まれる熱可塑性バインダーの沸点が
上昇することとなり、常圧雰囲気の場合と比較してこの
熱可塑性バインダーの融点と沸点との差が大きくなるこ
とから加圧成形体中の熱可塑性バインダーの沸騰気化を
抑制し、膨れまたはクラックの発生等の欠陥防止に関し
ては有効性が予測される。しかし、この脱バインダー炉
内を終始加圧雰囲気におくことは前述したとおり熱可塑
性バインダーの沸点上昇を招くことからバインダーの気
化を緩慢にする。すなわち、常圧状態に対して脱バイン
ダーの進行が高温側にシフトすることから、例えば、自
重による変形が最も生じ易い熱可塑性バインダーの融点
近傍の温度領域では殆んど脱バインダーが進行しない。
したがって、加圧成形体はその自重によって変形を生ず
ることが免れないという問題点がある。さらに、脱バイ
ンダーを終了させるには、雰囲気の付加圧に相当する分
だけ脱バインダーが終了する時の温度をより高温にする
必要が生じ、脱バインダー時間の長時間化、ひいては加
熱エネルギーの増加につながるという問題点がある。
技術では、送風されるガスの乱流により脱バインダー時
に生ずる加圧成形体の膨れまたはクラック発生を防止で
きながら熱可塑性バインダーの気化を早める等の効果が
期待されているが、実際には脱バインダー炉の内部全体
を均一な乱流状態に保つことは困難である。その結果、
たとえ脱バインダー炉内の雰囲気温度が均一になってい
ても、加圧成形体の送風に面する側と背面側とでは脱バ
インダーの速度が異なり、１個の加圧成形体の中でも個
所によっては脱バインダーの程度が不均一となる。また
脱バインダー炉内に複数個の加圧成形体を収容した場合
は前記の傾向は甚だしくなるとともに各加圧成形体間に
おいても脱バインダーの進行に偏差が生ずる。したがっ
て、実際には、自重による変形もなくかつ膨れまたはク
ラックの発生等がない健全な脱バインダー性を安定して
得ることは困難であるという問題点がある。また特公昭
62−33282号公報により開示されている技術のように脱
バインダー時の雰囲気圧力を終始加圧状態におくこと
は、加圧成形体に含まれる熱可塑性バインダーの沸点が
上昇することとなり、常圧雰囲気の場合と比較してこの
熱可塑性バインダーの融点と沸点との差が大きくなるこ
とから加圧成形体中の熱可塑性バインダーの沸騰気化を
抑制し、膨れまたはクラックの発生等の欠陥防止に関し
ては有効性が予測される。しかし、この脱バインダー炉
内を終始加圧雰囲気におくことは前述したとおり熱可塑
性バインダーの沸点上昇を招くことからバインダーの気
化を緩慢にする。すなわち、常圧状態に対して脱バイン
ダーの進行が高温側にシフトすることから、例えば、自
重による変形が最も生じ易い熱可塑性バインダーの融点
近傍の温度領域では殆んど脱バインダーが進行しない。
したがって、加圧成形体はその自重によって変形を生ず
ることが免れないという問題点がある。さらに、脱バイ
ンダーを終了させるには、雰囲気の付加圧に相当する分
だけ脱バインダーが終了する時の温度をより高温にする
必要が生じ、脱バインダー時間の長時間化、ひいては加
熱エネルギーの増加につながるという問題点がある。
本発明はこれらの問題点を解消することを目的とし、
加圧成形体から熱可塑性バインダーを除去するに際し脱
バインダーが短時間でできるものでありながら、自重に
よる変形、膨れまたはクラックの発生等を起さない健全
な脱バインダーが行える方法を提供することにある。
加圧成形体から熱可塑性バインダーを除去するに際し脱
バインダーが短時間でできるものでありながら、自重に
よる変形、膨れまたはクラックの発生等を起さない健全
な脱バインダーが行える方法を提供することにある。
したがって、本発明は、 加圧成形性を付与するために熱可塑性バインダーが含
有されている粉末の加圧成形体から、その熱可塑性バイ
ンダーを除去する脱バインダー方法において、 （１）加圧成形体を常圧以下の減圧雰囲気下におくとと
もに、加圧成形体に含有されている熱可塑性バインダー
の融点未満の温度に加熱することにより熱可塑性バイン
ダーの一部を気化させる工程と、 （２）選択される粉末の材料に対する不活性なガスによ
り加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧を超える圧力とする
とともに、加圧成形体の雰囲気温度を加圧成形体に含有
されている熱可塑性バインダーの融点以上に上昇させる
工程と、 （３）加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧以下に低下させ
るとともに、雰囲気温度を少くとも熱可塑性バインダー
の大部分が気化により除去される温度にまで上昇させる
工程 を含む脱バインダー方法を要旨とする。
有されている粉末の加圧成形体から、その熱可塑性バイ
ンダーを除去する脱バインダー方法において、 （１）加圧成形体を常圧以下の減圧雰囲気下におくとと
もに、加圧成形体に含有されている熱可塑性バインダー
の融点未満の温度に加熱することにより熱可塑性バイン
ダーの一部を気化させる工程と、 （２）選択される粉末の材料に対する不活性なガスによ
り加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧を超える圧力とする
とともに、加圧成形体の雰囲気温度を加圧成形体に含有
されている熱可塑性バインダーの融点以上に上昇させる
工程と、 （３）加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧以下に低下させ
るとともに、雰囲気温度を少くとも熱可塑性バインダー
の大部分が気化により除去される温度にまで上昇させる
工程 を含む脱バインダー方法を要旨とする。
本発明は、固体−液体−気体の相間変態において、雰
囲気圧力の影響は固体−液体間の平衡温度（融点）に対
するよりも液体−気体（気化蒸気）間の平衡温度（沸
点）に対する方が格段に大きいという知見に基づく。し
たがって、加圧成形体の雰囲気圧力、雰囲気温度の制御
により、熱可塑性バインダーをして健全な脱バインダー
に最も効果的な挙動をとらせている。
囲気圧力の影響は固体−液体間の平衡温度（融点）に対
するよりも液体−気体（気化蒸気）間の平衡温度（沸
点）に対する方が格段に大きいという知見に基づく。し
たがって、加圧成形体の雰囲気圧力、雰囲気温度の制御
により、熱可塑性バインダーをして健全な脱バインダー
に最も効果的な挙動をとらせている。
前述した（１）工程の段階では、加圧成形体は減圧雰
囲気下におかれ、少なくとも加圧成形体に含有される熱
可塑性バインダーの融点未満の温度で加熱されることに
よりバインダーの一部が固体−蒸気間の変態で気化す
る。そして、この気化蒸気は加圧成形体の表層から気散
する。
囲気下におかれ、少なくとも加圧成形体に含有される熱
可塑性バインダーの融点未満の温度で加熱されることに
よりバインダーの一部が固体−蒸気間の変態で気化す
る。そして、この気化蒸気は加圧成形体の表層から気散
する。
（２）工程の段階では、加圧成形体を構成する選択さ
れる粉末の材料に対する不活性なガス（例えばFe系に対
してはN2ガス、ステンレス系に対しては空気等。）によ
る雰囲気ガス圧が常圧を超える圧力にされるとともに、
雰囲気温度が上昇されることから、急激な気化による膨
れまたはクラック発生が防止されつつ脱バインダーは進
行し加圧成形体中にて熱可塑性バインダーが占めていた
部分のポーラス化が始まる。このポーラス化は、熱可塑
性バインダーを加圧成形体の内部から表層へと流出さ
せ、さらに表面から気散させて脱バインダーを促進す
る。
れる粉末の材料に対する不活性なガス（例えばFe系に対
してはN2ガス、ステンレス系に対しては空気等。）によ
る雰囲気ガス圧が常圧を超える圧力にされるとともに、
雰囲気温度が上昇されることから、急激な気化による膨
れまたはクラック発生が防止されつつ脱バインダーは進
行し加圧成形体中にて熱可塑性バインダーが占めていた
部分のポーラス化が始まる。このポーラス化は、熱可塑
性バインダーを加圧成形体の内部から表層へと流出さ
せ、さらに表面から気散させて脱バインダーを促進す
る。
（３）工程の段階では、加圧成形体の雰囲気圧力が常
圧以下に低下されるとともに雰囲気温度が熱可塑性バイ
ンダーの気化に十分な温度にまで上昇されることによ
り、熱可塑性バインダーは迅速に除去される。
圧以下に低下されるとともに雰囲気温度が熱可塑性バイ
ンダーの気化に十分な温度にまで上昇されることによ
り、熱可塑性バインダーは迅速に除去される。
（１）、（２）および（３）の工程を通じて熱可塑性
バインダーは、短時間のうちに突沸することなく気化
し、熱可塑性バインダーが気散した部分はポーラス化す
るとともに、このポーラス化現象は熱可塑性バインダー
の加圧成形体表面への移動を促進し、さらに十分な速度
で気化が進行する温度にまで加熱されることにより全体
的に迅速な脱バインダーが行われる。
バインダーは、短時間のうちに突沸することなく気化
し、熱可塑性バインダーが気散した部分はポーラス化す
るとともに、このポーラス化現象は熱可塑性バインダー
の加圧成形体表面への移動を促進し、さらに十分な速度
で気化が進行する温度にまで加熱されることにより全体
的に迅速な脱バインダーが行われる。
本発明は前述したように、脱バインダーが進行する各
段階において、最も好ましい挙動を熱可塑性バインダー
に採らせていることから、全体として短時間で脱バイン
ダーができるものでありながら、自重による変形、膨れ
またはクラック発生等の欠陥が生ずることなく、健全な
脱バインダーが行なえる。
段階において、最も好ましい挙動を熱可塑性バインダー
に採らせていることから、全体として短時間で脱バイン
ダーができるものでありながら、自重による変形、膨れ
またはクラック発生等の欠陥が生ずることなく、健全な
脱バインダーが行なえる。
次に、本発明方法の具体的な一実施例を図面を参照し
つつ説明する。
つつ説明する。
平均粒径4.5μｍで、炭素量0.01％、酸素量0.2％の球
状鉄粉4500gを粉末材料とした。熱可塑性バインダーは
アクリル、アタクティックポリプロピレン、パラフィン
ワックスを1:1:1の割合で混合したものである。熱可塑
性バインダーの各成分は、常圧で加熱した場合に、アク
リルは270〜300℃、アタクティックポリプロピレンは23
0〜260℃、パラフィンワックスは190〜220℃において蒸
発しだすことが顕著に認められた。
状鉄粉4500gを粉末材料とした。熱可塑性バインダーは
アクリル、アタクティックポリプロピレン、パラフィン
ワックスを1:1:1の割合で混合したものである。熱可塑
性バインダーの各成分は、常圧で加熱した場合に、アク
リルは270〜300℃、アタクティックポリプロピレンは23
0〜260℃、パラフィンワックスは190〜220℃において蒸
発しだすことが顕著に認められた。
前記粉末材料4500gに前記熱可塑性バインダー500gを
添加し、加圧ニーダにて140℃で２時間混練した。得ら
れた混練物を粉砕し射出成形機に供給し、150℃、1t/cm
2の条件で第１図に示されるような加圧成形体を成形し
た（この加圧成形体が脱バインダー後焼結され焼結部品
となるものである。）。加圧成形品は同じく第１図に示
されるように直立した状態で脱バインダー炉に収容し、
第２図に示されるように、常温（室温）から280℃まで
を15℃/hの割で昇温させ、ついで30℃/hの割で400℃ま
で昇温させ、その温度で２時間保持した後、冷却した。
その間、脱バインダー炉の雰囲気圧力を第１表に示され
るように多様なものとした。脱バインダー終了後の各成
形体について外観検査およびＸ線による内部検査を実施
した。その結果は第１表に併せ示されるとおりであっ
た。
添加し、加圧ニーダにて140℃で２時間混練した。得ら
れた混練物を粉砕し射出成形機に供給し、150℃、1t/cm
2の条件で第１図に示されるような加圧成形体を成形し
た（この加圧成形体が脱バインダー後焼結され焼結部品
となるものである。）。加圧成形品は同じく第１図に示
されるように直立した状態で脱バインダー炉に収容し、
第２図に示されるように、常温（室温）から280℃まで
を15℃/hの割で昇温させ、ついで30℃/hの割で400℃ま
で昇温させ、その温度で２時間保持した後、冷却した。
その間、脱バインダー炉の雰囲気圧力を第１表に示され
るように多様なものとした。脱バインダー終了後の各成
形体について外観検査およびＸ線による内部検査を実施
した。その結果は第１表に併せ示されるとおりであっ
た。
−実施例１− （１）工程の段階、（２）工程の段階および（３）工
程の段階における雰囲気温度をそれぞれ〔常温→100
℃〕、〔100→280℃〕および〔280℃→400℃〕とした。
雰囲気圧力は（１）工程の段階では10-2torrの真空、
（２）工程の段階ではN2ガスによる５気圧の加圧、
（３）工程の段階ではN2ガスによる常圧となるように圧
力を制御した。
程の段階における雰囲気温度をそれぞれ〔常温→100
℃〕、〔100→280℃〕および〔280℃→400℃〕とした。
雰囲気圧力は（１）工程の段階では10-2torrの真空、
（２）工程の段階ではN2ガスによる５気圧の加圧、
（３）工程の段階ではN2ガスによる常圧となるように圧
力を制御した。
−実施例２− 実施例１と同じ雰囲気温度のもとに、雰囲気圧力は
（１）工程の段階では10-2torrの真空、（２）工程の段
階ではN2ガスによる常圧、（３）工程の段階でも続けて
常圧となるように圧力を制御した。
（１）工程の段階では10-2torrの真空、（２）工程の段
階ではN2ガスによる常圧、（３）工程の段階でも続けて
常圧となるように圧力を制御した。
−実施例３− 実施例１と同じ雰囲気温度のもとに、雰囲気圧力は
（１）工程の段階では10-2torrの真空、（２）工程の段
階ではN2ガスによる常圧、（３）工程の段階では10-2to
rrの真空となるように圧力を制御した。
（１）工程の段階では10-2torrの真空、（２）工程の段
階ではN2ガスによる常圧、（３）工程の段階では10-2to
rrの真空となるように圧力を制御した。
実施例１、２および３による脱バインダー成形体は、
いずれも Ａ 自重による変形は見られず保形性が良好であり、 Ｂ 外観上、膨れ、膜張り現象、クラックの発生が見ら
れず、 Ｃ Ｘ線による内部観察においても組織中に空孔欠陥お
よびクラックの発生等がなく、 欠陥のない健全な脱バインダーが行われており、結果は
良好である。
いずれも Ａ 自重による変形は見られず保形性が良好であり、 Ｂ 外観上、膨れ、膜張り現象、クラックの発生が見ら
れず、 Ｃ Ｘ線による内部観察においても組織中に空孔欠陥お
よびクラックの発生等がなく、 欠陥のない健全な脱バインダーが行われており、結果は
良好である。
−比較例１− 実施例１と同じ雰囲気温度のもとに、脱バインダーの
始期から終期まで雰囲気圧力をN2ガスによる常圧に保持
した。脱バインダー成形体は自重により大きく変形し、
高さも半分以下となり原形を止めぬ程であった。特にこ
の変形は雰囲気温度が150℃以下の脱バインダーの比較
的初期に発生することが認められ、結果は不良であっ
た。
始期から終期まで雰囲気圧力をN2ガスによる常圧に保持
した。脱バインダー成形体は自重により大きく変形し、
高さも半分以下となり原形を止めぬ程であった。特にこ
の変形は雰囲気温度が150℃以下の脱バインダーの比較
的初期に発生することが認められ、結果は不良であっ
た。
−比較例２− 実施例１と同じ雰囲気温度のもとに、脱バインダーの
始期から終期まで雰囲気圧力を10-2torrの真空に保持し
た。脱バインダー成形体は自重による変形は見られず保
形性は良かったが、表面に数ヶ所の膨れおよび膜張り現
象が見られクラックも発生し結果は不良であった。これ
らの欠陥は100〜280℃の温度領域でバインダーが急激に
ガス化することにより発生することが確認された。
始期から終期まで雰囲気圧力を10-2torrの真空に保持し
た。脱バインダー成形体は自重による変形は見られず保
形性は良かったが、表面に数ヶ所の膨れおよび膜張り現
象が見られクラックも発生し結果は不良であった。これ
らの欠陥は100〜280℃の温度領域でバインダーが急激に
ガス化することにより発生することが確認された。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法の一具体例における加圧成形体の斜
視図であり、 第２図は本発明方法の一具体例における雰囲気温度の上
昇を示すグラフである。
視図であり、 第２図は本発明方法の一具体例における雰囲気温度の上
昇を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】加圧成形性を付与するために熱可塑性バイ
ンダーが含有されている粉末の加圧成形体から、その熱
可塑性バインダーを除去する脱バインダー方法におい
て、 （１）加圧成形体を常圧以下の減圧雰囲気下におくとと
もに、加圧成形体に含有されている熱可塑性バインダー
の融点未満の温度に加熱することにより熱可塑性バイン
ダーの一部を気化させる工程と、 （２）選択される粉末の材料に対する不活性なガスによ
り加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧を超える圧力とする
とともに、加圧成形体の雰囲気温度を加圧成形体に含有
されている熱可塑性バインダーの融点以上に上昇させる
工程と、 （３）加圧成形体の雰囲気ガス圧を常圧以下に低下させ
るとともに、雰囲気温度を少くとも熱可塑性バインダー
の大部分が気化により除去される温度にまで上昇させる
工程 とを含むことを特徴とする脱バインダー方法。 - 【請求項２】前記加圧成形体の粉末が、金属、セラミッ
クスおよびサーメットのうちの１種または２種以上が混
合された粉末であることを特徴とする請求項１に記載の
脱バインダー方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013347A JPH0825802B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 脱バインダー方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013347A JPH0825802B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 脱バインダー方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218984A JPH03218984A (ja) | 1991-09-26 |
| JPH0825802B2 true JPH0825802B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=11830578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013347A Expired - Lifetime JPH0825802B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 脱バインダー方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825802B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998018586A1 (fr) * | 1996-10-25 | 1998-05-07 | Komatsu Ltd. | Procede de degraissage et corps degraisse, ainsi que corps fritte ainsi obtenu |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6335459A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-16 | 昭和電工株式会社 | 焼結性物質含有混合物の成形体の脱脂方法 |
| JPH0647684B2 (ja) * | 1989-01-20 | 1994-06-22 | 川崎製鉄株式会社 | 射出成形体の脱脂方法 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2013347A patent/JPH0825802B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998018586A1 (fr) * | 1996-10-25 | 1998-05-07 | Komatsu Ltd. | Procede de degraissage et corps degraisse, ainsi que corps fritte ainsi obtenu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03218984A (ja) | 1991-09-26 |
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