JPH108104A - 射出成形体の脱脂方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】短い脱脂時間で、均一かつ良好に脱脂を行うこ
と。 【解決手段】金属粉末と結合材とを混合、混練し、該混
練物を用い、射出成形して製造された成形体に対し、脱
脂処理を施す。この脱脂処理は、第１の工程とこれに続
く第２の工程とを有している。第１の工程は、炉１の載
置台３上に成形体１０を載置し、キャリアガス供給系６
より処理空間２内へ非酸化性ガスよりなるキャリアガス
を供給しつつ、加熱ヒータ４で加熱して、低温域で脱脂
を行う。第２の工程は、キャリアガス供給系６より処理
空間２内へ同様のキャリアガスを供給しつつ、加熱ヒー
タ４で加熱して、高温域で脱脂を行う。この場合、第２
の工程におけるキャリアガス供給量は、第１の工程にお
けるキャリアガス供給量より大とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼結に供される射
出成形体の脱脂方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属粉末の成形体を焼結して金属製品を
製造するに際し、成形体の製造方法として、金属粉末と
有機バインダーと混合、混練し、この混練物を用いて射
出成形する金属粉末射出成形（ＭＩＭ：Metal Injectio
n Molding ）法が知られている。

【０００３】ＭＩＭ法により製造された成形体は、焼結
に供する前に、脱脂処理（脱バインダー処理）が施され
る。

【０００４】従来の脱脂方法としては、加熱炉内での真
空（減圧）脱脂、不活性ガス中での脱脂や、溶媒抽出
法、光化学分解法、熱分解法等がある。これらの脱脂方
法には、それぞれ一長一短があり、目的に応じて適宜選
択されている。これらの脱脂方法のうち、真空脱脂や不
活性ガス中での脱脂は、その他の方法に比べて脱脂効率
が高いという利点を有するが、その反面、脱脂時間が３
０〜１００時間程度と極めて長く、そのため、生産性が
低く、製造コストが高いという欠点がある。

【０００５】真空脱脂または真空脱脂の工程を含む脱脂
方法では、雰囲気が真空または減圧下（１０Torr以下）
であるがゆえに、成形体への熱伝導率が低く、成形体温
度を炉内温度に追従させるために、炉内の昇温速度を遅
く設定せざるを得ないことが、脱脂時間を長くする主な
原因である。

【０００６】また、雰囲気が真空または減圧下である場
合、熱伝導率の低さから、炉内および成形体の温度分布
が不均一となり易く、そのため、脱脂にムラが生じ、均
一かつ良好な品質の脱脂体（脱脂済成形体）を安定的に
供給することができないという問題がある。

【０００７】また、最初に低温で真空脱脂を行い、次
に、高温下で炉内に不活性ガスを導入する方法も提案さ
れているが、脱脂雰囲気が不活性ガスに切り替わる際
に、急速な温度上昇等のショックで、成形体に膨れ、だ
れ等の欠陥が発生し易いという問題がある。また、この
ような欠陥が生じなかった場合でも、しばしば脱脂が不
均一となったり、脱脂後の成形体中の残留炭素量が多く
なったりする。脱脂体中の残留炭素量が多いと、それを
焼結した焼結体製品中の炭素量も多くなり、その品質
（例えば機械的強度等の物理的特性）が低下する。

【０００８】このような欠点を緩和するためには、雰囲
気が不活性ガスとなった後の炉内温度の変化を緩慢にす
ればよいが、そのために、脱脂時間が長くなり、しか
も、不活性ガスの消費量も増大する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、短い
脱脂時間で、均一かつ良好に脱脂を行うことができる射
出成形体の脱脂方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（11）の本発明により達成される。

【００１１】（１） 原料粉末と結合材とを含む組成物
を用い、射出成形して得られた成形体を炉内で加熱して
脱脂処理を行う射出成形体の脱脂方法において、前記炉
内に非酸化性ガスよりなるキャリアガスを供給しつつ低
温域で脱脂を行う第１の工程と、前記炉内に前記キャリ
アガスを供給しつつ高温域で脱脂を行う第２の工程とを
有し、前記第２の工程における前記キャリアガスの供給
量が、前記第１の工程における前記キャリアガスの供給
量より大であることを特徴とする射出成形体の脱脂方
法。

【００１２】（２） 原料粉末と結合材とを含む組成物
を用い、射出成形して得られた成形体を炉内で加熱して
脱脂処理を行う射出成形体の脱脂方法において、前記炉
内に非酸化性ガスよりなるキャリアガスを供給しつつ低
温域で脱脂を行う第１の工程と、前記炉内に前記キャリ
アガスを供給しつつ高温域で脱脂を行う第２の工程とを
有し、前記第２の工程における前記キャリアガスの供給
量が、前記第１の工程における前記キャリアガスの供給
量の２〜３０倍であることを特徴とする射出成形体の脱
脂方法。

【００１３】（３） 前記第１の工程と前記第２の工程
とが連続して実行される上記（１）または（２）に記載
の射出成形体の脱脂方法。

【００１４】（４） キャリアガス供給量切替温度が２
００〜３００℃である上記（１）ないし（３）のいずれ
かに記載の射出成形体の脱脂方法。

【００１５】（５） 前記キャリアガスは、窒素ガス、
アルゴンガス、二酸化炭素、アンモニア分解ガスより選
択された少なくとも１種である上記（１）ないし（４）
のいずれかに記載の射出成形体の脱脂方法。

【００１６】（６） 前記第１の工程と前記第２の工程
とで、同種のキャリアガスを用いる上記（１）ないし
（５）のいずれかに記載の射出成形体の脱脂方法。

【００１７】（７） 前記第１の工程と前記第２の工程
の少なくとも一方において、炉内を撹拌しつつ脱脂を行
う上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の射出成形
体の脱脂方法。

【００１８】（８） 前記第１の工程における処理時間
が２〜２０時間であり、前記第２の工程における処理時
間が４〜２２時間である上記（１）ないし（７）のいず
れかに記載の射出成形体の脱脂方法。

【００１９】（９） 前記第２の工程の後、前記炉内に
少量の前記キャリアガスを供給しつつ成形体を冷却する
第３の工程を有する上記（１）ないし（８）のいずれか
に記載の射出成形体の脱脂方法。

【００２０】（10） 前記第１の工程の前に、前記炉内
に空気を供給しつつ昇温する前工程を有する上記（１）
ないし（９）のいずれかに記載の射出成形体の脱脂方
法。

【００２１】（11） 前記原料粉末は金属粉末であり、
前記成形体中の金属粉末の含有量が７５〜９５wt％であ
る上記（１）ないし（10）のいずれかに記載の射出成形
体の脱脂方法。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の射出成形体の脱脂
方法について詳細に説明する。

【００２３】［１］成形体の製造 脱脂に供される成形体は、好ましくは金属粉末射出成形
法（ＭＩＭ法）で成形されたものであるのが好ましい。
金属粉末射出成形法は、複雑で微細な形状の金属焼結品
を高い寸法精度で製造することができる利点を有するの
で、本発明を適用する上でその効果が有効に発揮され、
好ましい。以下、その工程を順次説明する。

【００２４】まず、原料粉末である金属粉末と結合材
（有機バインダー）とを用意し、これらを混練機により
混練し、混練物（コンパウンド）を得る。

【００２５】金属粉末の金属としては、特に限定され
ず、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウ
ム、タングステン、チタン、モリブデン、バナジウム
等、全ての金属元素またはその合金が挙げられる。ま
た、組成の異なる２種以上の金属粉末を混合して（混合
粉）用いることもできる。

【００２６】金属粉末の製造方法も特に限定されず、例
えばアトマイズ法、還元法、カルボニル法、粉砕法によ
り製造されたものを用いることができる。

【００２７】このような金属粉末の平均粒径は、特に限
定されないが、通常、０．２〜２００μm 程度が好まし
く、１〜５０μm 程度がより好ましい。

【００２８】一方、結合材としては、例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
などのポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポ
リブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチ
レン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、
ポリビニルアルコール、またはこれらの共重合体等の各
種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸
（例：ステアリン酸）、高級アルコール、高級脂肪酸エ
ステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられ、これらのうち
の１種または２種以上を混合して用いることができる。

【００２９】また、さらに可塑剤が添加されていてもよ
い。この可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル
（例：ＤＯＰ、ＤＥＰ、ＤＢＰ）、アジピン酸エステ
ル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が
挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合し
て用いることができる。

【００３０】脱脂前の成形体中の金属粉末の含有量は、
７５〜９５wt％程度であるのが好ましく、８０〜９２wt
％程度であるのがより好ましい。７５wt％未満では、成
形体を焼成した際の収縮率が増大し、寸法精度が低下
し、また、焼結体における空孔率や含有Ｃ量が増大する
傾向を示す。また、９５wt％を超えると、相対的に結合
材の含有量が減るので、成形時における流動性が乏しく
なり、射出成形が不能または困難となるか、あるいは成
形物の組成が不均一となる。

【００３１】なお、混練に際しては、前記金属粉末、結
合材、可塑剤の他に、例えば、潤滑剤、酸化防止剤、脱
脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物を必要に応じ添加
することができる。

【００３２】混練条件は、用いる金属粉末の粒径、結合
材、添加剤の組成およびその配合量等の諸条件により異
なるが、その一例を挙げれば、混練温度：常温〜２００
℃程度、混練時間：２０〜２１０分程度とすることがで
きる。混練物は、必要に応じ、ペレット（小塊）化され
る。ペレットの粒径は、例えば、３〜１０mm程度とされ
る。

【００３３】次に、前記で得られた混練物または該混練
物より造粒されたペレットを用いて、射出成形機により
射出成形し、所望の形状の成形体を製造する。この場
合、成形金型の選択により、複雑で微細な形状の成形体
をも容易に製造することができる。

【００３４】射出成形の成形条件としては、用いる金属
粉末の粒径、結合材の組成およびその配合量等の諸条件
により異なるが、その一例を挙げれば、材料温度（金型
温度）が好ましくは８０〜２００℃程度、射出圧力が好
ましくは２０〜１５０kgf/cm2 程度とされる。

【００３５】なお、上記では、原料粉末として金属粉末
を用いたＭＩＭ法について説明したが、本発明におい
て、原料粉末は、例えば、各種セラミックス、サーメッ
トのような金属化合物の粉末であってもよい。さらに
は、これらと前記金属粉末とを混合したものでもよい。

【００３６】［２］成形体の脱脂 前記工程［１］で得られた成形体に脱脂処理（脱バイン
ダー処理）を施す。

【００３７】まず、脱脂処理に使用する炉の構成を図１
に基づいて説明する。炉１は、その内部にほぼ密閉状態
を保持し得る処理空間２を有している。この処理空間２
には、成形体１０を載置する載置台３が設置されてい
る。

【００３８】また、炉１には、処理空間２内を加熱する
加熱ヒータ４と、処理空間２の雰囲気を撹拌する撹拌装
置５とが設置されている。撹拌装置５は、モータ５１
と、該モータ５１により回転される撹拌羽根５２とで構
成され、撹拌羽根５２は、処理空間２内に位置してい
る。

【００３９】加熱ヒータ４は、マイクロコンピュータの
ような制御手段８によりその作動が制御され、処理空間
２内の温度制御、特に昇温パターンの制御がなされる。

【００４０】また、炉１には、キャリアガスを処理空間
２へ供給するキャリアガス供給系６と、処理空間２内の
キャリアガスを排気するキャリアガス排気系７とが設置
されている。

【００４１】キャリアガス供給系６は、異なる３種のキ
ャリアガスＡ、Ｂ、Ｃ（Ｃは空気でもよい）をそれぞれ
供給する管路６１、６２、６３と、管路６１、６２、６
３の下流端に設置された選択バルブ６４と、選択バルブ
６４と処理空間２内とを接続する管路６５と、管路６５
の途中に設置された流量調節バルブ６６とで構成されて
いる。

【００４２】このうち、選択バルブ６４は、管路６１、
６２、６３のうちの任意の１または２以上と、管路６５
との接続を選択するバルブである。また、流量調節バル
ブ６６は、管路６５を流れるキャリアガスの流量を調節
するバルブである。

【００４３】選択バルブ６４および流量調節バルブ６６
は、それぞれ、電磁バルブで構成され、これらのバルブ
の作動、すなわち、選択バルブ６４による選択および流
量調節バルブ６６の開度は、制御手段８により制御され
る。

【００４４】また、キャリアガス排気系７は、処理空間
２に連通する管路７１で構成されている。

【００４５】このような炉１を用いた脱脂処理は、以下
に説明する第１の工程と第２の工程とを行うことにより
なされる。また、さらに第３の工程を行うのが好まし
い。

【００４６】０．前工程 後述する第１の工程に先立ち、必要に応じ、前工程を行
うことができる。前記工程［１］で得られた成形体１０
を炉１の載置台３上に所定の配置で載置し、キャリアガ
ス供給系６を利用するなどして処理空間２内へ空気を供
給しつつ、加熱ヒータ４を作動して、例えば７０〜１２
０℃程度まで昇温する。

【００４７】このときの空気の供給量は、好ましくは１
０〜１００リットル／分程度、より好ましくは２０〜８
０リットル／分程度とされる。

【００４８】１．第１の工程 キャリアガス供給系６により選択バルブ６４で選択され
た所定のキャリアガス（例えば窒素ガス、アルゴンガ
ス）を、流量調節バルブ６６の開度調節により所定の供
給量（流量）で処理空間２内へ供給しつつ、加熱ヒータ
４のパワーを調整して、低温域で熱処理して脱脂を行
う。処理空間２内は当該キャリアガスに置換され、成形
体１０は、処理空間２に充満するキャリアガスを雰囲気
として脱脂がなされる。処理空間２からは、キャリアガ
スの供給量とほぼ同量のキャリアガスが、キャリアガス
排気系７を介して排気される。

【００４９】このとき、撹拌装置５を作動して、処理空
間２内を撹拌しつつ脱脂を行う。これにより、処理空間
２内のキャリアガスの組成（濃度）および温度分布は、
均一に保たれ、成形体１０は、均一にかつ効率良く脱脂
がなされる。

【００５０】キャリアガスとしては、例えば、窒素ガ
ス、アルゴンガス、二酸化炭素、アンモニア分解ガスの
ような非酸化性ガスが挙げられ、これらのうちの１種ま
たは２種以上を混合して用いることができる。これらの
内でも、特に、窒素ガス、アルゴンガスが好ましい。

【００５１】キャリアガスの供給量（流量）は、比較的
少量でよく、炉１の容量が２〜８m3の場合、好ましくは
１０〜１５０リットル／分程度、より好ましくは２０〜
１２０リットル／分程度とすることができる。この好適
な供給量は、炉１の容量に応じて増減する。

【００５２】また、炉内温度（処理温度）は、６０〜３
００℃程度、より好ましくは８０〜２８０℃程度とする
ことができる。この場合、第１の工程における炉内温度
は、経時的に昇温するようなパターンとされるのが好ま
しい。

【００５３】第１の工程における処理時間は、特に限定
されないが、通常２〜２０時間程度が好ましく、４〜１
６時間程度がより好ましい。２時間未満では、他の条件
によっては脱脂が不十分となることがあり、また、２０
時間を超えると、全体の脱脂時間が長くなる。

【００５４】２．第２の工程 前記第１の工程に連続して第２の工程が実行される。こ
の第２の工程では、流量調節バルブ６６の開度をさらに
大きく設定することにより、キャリアガスの処理空間２
内への供給量（流量）を前記第１の工程より増大させ
る。

【００５５】この場合、第２の工程におけるキャリアガ
スの供給量は、第１の工程におけるキャリアガスの供給
量の２〜３０倍程度であるのが好ましく、４〜２５倍程
度であるのがより好ましい。

【００５６】具体的には、キャリアガスの供給量は、炉
１の容量が２〜８m3の場合、好ましくは１００〜４００
リットル／分程度、より好ましくは１５０〜３５０リッ
トル／分程度とすることができる。この好適な供給量
は、炉１の容量に応じて増減する。

【００５７】第２の工程におけるキャリアガスの種類、
組成は、第１の工程において使用したキャリアガスと同
一でも異なっていてもよいが、同種のもの、すなわち、
同一組成またはガスの主成分が共通するものが好まし
い。

【００５８】また、第２の工程における炉内温度（処理
温度）は、高温域とされ、好ましくは２００〜７００℃
程度、より好ましくは３００〜６００℃程度とすること
ができる。この場合、第２の工程における炉内温度は、
経時的に昇温し、高温状態を一定時間保持するようなパ
ターンとされるのが好ましい。

【００５９】また、第２の工程においても、前記と同様
に撹拌装置５を作動して、処理空間２内を撹拌する。こ
れにより、処理空間２内のキャリアガスの組成（濃度）
および温度分布は、均一に保たれ、成形体１０は、均一
にかつ効率良く脱脂がなされる。

【００６０】第２の工程における処理時間は、特に限定
されないが、通常４〜２２時間程度が好ましく、６〜２
０時間程度がより好ましい。４時間未満では、他の条件
によっては脱脂が不十分となることがあり、また、２２
時間を超えると、全体の脱脂時間が長くなる。

【００６１】キャリアガス供給量切替温度（第１の工程
から第２の工程への移行時の温度）は、２００〜３００
℃程度であるのが好ましく、２４０〜２８０℃程度であ
るのがより好ましい。

【００６２】３．第３の工程 前記第２の工程の後、第３の工程が実行される。この第
３の工程では、加熱ヒータ４の作動を停止またはパワー
ダウンして、炉内温度を下げ、成形体１０を例えば常温
まで冷却する。

【００６３】このとき、流量調節バルブ６６の開度を小
さく設定して、少量のキャリアガスを処理空間２内へ供
給する。第３の工程におけるキャリアガスの供給量は、
第２の工程におけるキャリアガスの供給量の０．０５〜
０．５倍程度であるのが好ましく、０．１〜０．４倍程
度であるのがより好ましい。

【００６４】具体的には、キャリアガスの供給量は、前
記と同様の炉１の容量に対し、好ましくは１０〜１５０
リットル／分程度、より好ましくは２０〜１００リット
ル／分程度とすることができる。

【００６５】なお、第３の工程におけるキャリアガス
は、第２の工程において使用したキャリアガスと同種の
ものが好ましい。

【００６６】［３］成形体の焼結 以上のようにして得られた脱脂体は、例えば焼結炉で焼
成して焼結され、金属焼結体となる。焼結条件は、特に
限定されず、例えば温度１０００〜１４００℃程度で１
５〜３０時間程度とされる。

【００６７】また、焼結雰囲気は、例えば、５×１０-2
Torr 以下（特に、１×１０-2〜１×１０-6 Torr ）の
減圧（真空）下、または窒素ガス、アルゴンガス等の不
活性ガスとされる。

【００６８】以上のような特徴の脱脂処理を施すことに
より、次のような作用、効果が生じる。

【００６９】脱脂処理のほぼ全部の工程において、空
気、非酸化性ガスよりなるキャリアガスを炉内に流すの
で、これらの気体を媒介とした熱伝達がなされ、炉内の
温度分布が安定する。そのため、成形体は、均一かつ効
率的に脱脂がなされるとともに、炉内の昇温速度が大幅
に速くなり、脱脂時間が大幅に短縮される。

【００７０】また、脱脂時間が短縮されることで、１回
の脱脂におけるキャリアガスの消費量が低減される。特
に、アルゴンガスのような高価なキャリアガスの消費量
が減ることは、製造コストの低減にとって有利である。

【００７１】また、本発明では、低温処理の第１の工程
と高温処理の第２の工程とで、キャリアガスの供給量に
前述したような差異が設けられている。

【００７２】すなわち、低温域（第１の工程）では、成
形体中の結合材等の有機成分の分解が徐々に生じている
ため、キャリアガスの供給量は少量でよく、これによ
り、熱損失の抑制およびキャリアガスの消費量の節約が
できる。

【００７３】一方、高温域（第２の工程）では、成形体
中の結合材等の有機成分の分解が著しく生じるので、キ
ャリアガスの供給量を増大し、有機成分の分解を促進さ
せるとともに、この分解により生じたガスをキャリアガ
スとともに炉外へ速やかに排出する。これにより、成形
体は、高速で脱脂がなされるとともに、脱脂後の成形体
（脱脂体）中の有機成分の残留量（残炭量）も従来方式
に比べて低減され、また、そのバラツキも少なく、よっ
て、高品質かつ均質な脱脂体（すなわち焼結製品）を短
時間で安価に製造することができる。

【００７４】また、第３の工程においても、炉内にキャ
リアガスを流すことにより、冷却効率を向上することが
できるとともに、炉内に残留する分解ガスが、脱脂体に
再付着することを防止することができる。また、その供
給量は少量であるため、キャリアガスの消費量を増大さ
せることもない。

【００７５】特に、本発明では、第１〜第３の各工程に
おけるキャリアガスの種類（組成）、供給量を、温度変
化パターンに応じて適宜設定することにより、より一層
優れた前記効果を得ることができる。

【００７６】

【実施例】次に、本発明の焼結体の製造方法の具体的実
施例について説明する。

【００７７】（実施例１〜４）平均粒径１０μm のステ
ンレス（ＳＵＳ３６Ｌ）粉末：８８wt％と、ポリプロピ
レン（熱可塑性樹脂）：５wt％およびワックス：５wt％
から構成される結合材と、ジブチルフタレート（可塑
剤）：２wt％とを混合し、これらを混練機にて１１０
℃、２時間の条件で混練した。

【００７８】次に、この混練物を粉砕、分級して平均粒
径３mmのペレットとし、該ペレットを用い、射出成形機
にて金属粉末射出成形し、表１に示す所定形状の成形体
を製造した。射出成形時における成形条件は、金型温度
１５０℃、射出圧力５０kgf/cm2 であった。

【００７９】次に、得られた成形体に対し、図１に示す
構成の炉（容量：５m3）を用いて、図２のグラフに示す
温度変化パターンで脱脂処理を行った（成形体単位重量
および総脱脂処理量は、表１参照）。

【００８０】脱脂処理は、前工程と、第１、第２および
第３の工程とを含み、前工程では、空気を２０リットル
／分の供給量で約２時間供給しつつ、９０℃まで昇温し
た。また、第１、第２および第３の工程では、それぞれ
同一のキャリアガスを用いた。用いたキャリアガスの種
類、各工程における供給量、炉内撹拌の有無、キャリア
ガス供給量切替温度を表２に示す。

【００８１】また、全ての工程において、撹拌装置を作
動して、炉内を撹拌した。

【００８２】（比較例１〜４）図２のグラフに示す温度
変化パターンで脱脂処理を行った以外は、実施例１〜４
と同様とした。

【００８３】なお、脱脂処理においては、脱脂雰囲気
を、２０時間までは真空（１×１０-3Torr ）とし、そ
れ以後の第２の工程および第３の工程では、キャリアガ
スの種類、供給量、炉内撹拌の有無、キャリアガス供給
量切替温度を表２に示す通りとした。

【００８４】また、第２、第３の工程において、炉内の
撹拌は行わなかった。

【００８５】（比較例５〜７）脱脂処理における各工程
の時間を対応する実施例１〜３と同程度に短縮して脱脂
を行った以外は、比較例１〜４と同様とした。第２の工
程および第３の工程におけるキャリアガスの種類、供給
量、炉内撹拌の有無、キャリアガス供給量切替温度は、
表２に示す通りとした。

【００８６】前記実施例１〜４、比較例１〜７で得られ
た各脱脂体について、残留炭素量（残炭量）およびその
偏差値σを調べるとともに、脱脂体の表面を目視で観察
し、外観不良の有無を判定した。その結果および脱脂に
要した合計時間（脱脂時間）を表２に示す。

【００８７】

【表１】

【００８８】

【表２】

【００８９】表２に示すように、実施例１〜４では、い
ずれも、脱脂体の外観は良好であり、残炭量が少なく、
しかもそのバラツキ（偏差値σ）も少なく、よって、高
品質かつ均質な脱脂体が得られている。さらに、このよ
うな脱脂体を極めて短い脱脂時間で製造することができ
た。

【００９０】このような脱脂時間の短縮は、第１、第２
の工程において、熱伝導率の高いキャリアガスフローを
連続して行ったこと、特に、炉内の撹拌によりキャリア
ガスの組成および温度分布が均一となったことが、その
主な理由であると推定される。

【００９１】また、脱脂後の残炭量およびそのバラツキ
が少ないのは、第２の工程における最高温度部で大量の
キャリアガスを供給したこと、および第１、第２の工程
において、炉内の撹拌を行ったことが、その主な理由で
あると推定される。

【００９２】このような残炭量の少ない成形体は、それ
を焼結した焼結体中の残炭量も少なくなり、その焼結体
の機械的強度等の物理的特性が向上する。

【００９３】これに対し、比較例１〜４では、外観不良
はないが、残炭量のバラツキが多く、また、脱脂時間が
長いので、生産性が低いとともに、キャリアガスの消費
量も多い。残炭量のバラツキが多いのは、炉内の撹拌を
行わなかったため、炉内の温度分布やキャリアガスの組
成に不均一が生じたことが主な原因であると推定され
る。

【００９４】また、比較例５〜７では、脱脂時間を強制
的に短縮したため、脱脂後の残炭量およびそのバラツキ
が多く、しかも、膨れ、だれ等の脱脂欠陥が生じた。

【００９５】このような脱脂欠陥は、脱脂雰囲気が、熱
伝導率の極めて低い真空から熱伝導率の高いキャリアガ
スフローに切り替わる際に、急速な温度上昇および温度
ムラが生じたことが主な原因であると推定される。

【００９６】なお、実施例１〜４の各脱脂処理で使用し
たキャリアガスの量は、比較例１〜４の各脱脂処理で使
用したキャリアガスの量に比べ、５０〜７０％程度であ
り、キャリアガスの節約が図れることも確認された。

【００９７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の射出成形体
の脱脂方法によれば、均一かつ良好に脱脂を行うことが
でき、脱脂時間を大幅に短縮することができる。そのた
め、生産性が向上するとともに、キャリアガスの消費量
や脱脂のためのエネルギー消費を低減することができ、
製造コストの低減も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる炉の構成例を模式的に示す
図である。

【図２】脱脂処理における炉内温度の変化パターンを示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 炉 ２ 処理空間 ３ 載置台 ４ 加熱ヒータ ５ 撹拌装置 ５１ モータ ５２ 撹拌羽根 ６ キャリアガス供給系 ６１〜６３ 管路 ６４ 選択バルブ ６５ 管路 ６６ 流量調節バルブ ７ キャリアガス排気系 ７１ 管路 ８ 制御手段 １０ 成形体

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料粉末と結合材とを含む組成物を用
   い、射出成形して得られた成形体を炉内で加熱して脱脂
   処理を行う射出成形体の脱脂方法において、 前記炉内に非酸化性ガスよりなるキャリアガスを供給し
   つつ低温域で脱脂を行う第１の工程と、 前記炉内に前記キャリアガスを供給しつつ高温域で脱脂
   を行う第２の工程とを有し、 前記第２の工程における前記キャリアガスの供給量が、
   前記第１の工程における前記キャリアガスの供給量より
   大であることを特徴とする射出成形体の脱脂方法。
2. 【請求項２】 原料粉末と結合材とを含む組成物を用
   い、射出成形して得られた成形体を炉内で加熱して脱脂
   処理を行う射出成形体の脱脂方法において、 前記炉内に非酸化性ガスよりなるキャリアガスを供給し
   つつ低温域で脱脂を行う第１の工程と、 前記炉内に前記キャリアガスを供給しつつ高温域で脱脂
   を行う第２の工程とを有し、 前記第２の工程における前記キャリアガスの供給量が、
   前記第１の工程における前記キャリアガスの供給量の２
   〜３０倍であることを特徴とする射出成形体の脱脂方
   法。
3. 【請求項３】 前記第１の工程と前記第２の工程とが連
   続して実行される請求項１または２に記載の射出成形体
   の脱脂方法。
4. 【請求項４】 キャリアガス供給量切替温度が２００〜
   ３００℃である請求項１ないし３のいずれかに記載の射
   出成形体の脱脂方法。
5. 【請求項５】 前記キャリアガスは、窒素ガス、アルゴ
   ンガス、二酸化炭素、アンモニア分解ガスより選択され
   た少なくとも１種である請求項１ないし４のいずれかに
   記載の射出成形体の脱脂方法。
6. 【請求項６】 前記第１の工程と前記第２の工程とで、
   同種のキャリアガスを用いる請求項１ないし５のいずれ
   かに記載の射出成形体の脱脂方法。
7. 【請求項７】 前記第１の工程と前記第２の工程の少な
   くとも一方において、炉内を撹拌しつつ脱脂を行う請求
   項１ないし６のいずれかに記載の射出成形体の脱脂方
   法。
8. 【請求項８】 前記第１の工程における処理時間が２〜
   ２０時間であり、前記第２の工程における処理時間が４
   〜２２時間である請求項１ないし７のいずれかに記載の
   射出成形体の脱脂方法。
9. 【請求項９】 前記第２の工程の後、前記炉内に少量の
   前記キャリアガスを供給しつつ成形体を冷却する第３の
   工程を有する請求項１ないし８のいずれかに記載の射出
   成形体の脱脂方法。
10. 【請求項１０】 前記第１の工程の前に、前記炉内に空
    気を供給しつつ昇温する前工程を有する請求項１ないし
    ９のいずれかに記載の射出成形体の脱脂方法。
11. 【請求項１１】 前記原料粉末は金属粉末であり、前記
    成形体中の金属粉末の含有量が７５〜９５wt％である請
    求項１ないし１０のいずれかに記載の射出成形体の脱脂
    方法。