JPH1192803A - 複雑形状の中空部を有する金属及びセラミック粉 末射出成形部品の製造 - Google Patents
複雑形状の中空部を有する金属及びセラミック粉 末射出成形部品の製造Info
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- JPH1192803A JPH1192803A JP29476597A JP29476597A JPH1192803A JP H1192803 A JPH1192803 A JP H1192803A JP 29476597 A JP29476597 A JP 29476597A JP 29476597 A JP29476597 A JP 29476597A JP H1192803 A JPH1192803 A JP H1192803A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な形状の中空部を有する粉末射出成形部
品を容易に製造するために、酸触媒脱バインダ法用成形
材料とこの触媒で分解する樹脂より成る中子の一体成形
法の応用を提供する。 【構成】 金属及びセラミック粉末射出成形に於ける複
雑形状部品の製造で、まず酸触媒脱バインダ法に使用さ
れる酸触媒雰囲気下にて分解される樹脂で複雑形状の中
子及び中子部品を成形し、これを金型に挿入し酸触媒脱
バインダ法用成形材料で一体化成形し、得られた成形品
を酸触媒脱バインダ炉に入れ、樹脂製中子とバインダを
同時に除去する。この様にして得られた中空の脱バイン
ダ体は焼結炉で焼結される。中子用の樹脂は、アセター
ル樹脂、その共重合体、それらと他の樹脂または充填材
との混合物とする。混合物の他樹脂成分としては酸触媒
で分解しない者も適用できる。
品を容易に製造するために、酸触媒脱バインダ法用成形
材料とこの触媒で分解する樹脂より成る中子の一体成形
法の応用を提供する。 【構成】 金属及びセラミック粉末射出成形に於ける複
雑形状部品の製造で、まず酸触媒脱バインダ法に使用さ
れる酸触媒雰囲気下にて分解される樹脂で複雑形状の中
子及び中子部品を成形し、これを金型に挿入し酸触媒脱
バインダ法用成形材料で一体化成形し、得られた成形品
を酸触媒脱バインダ炉に入れ、樹脂製中子とバインダを
同時に除去する。この様にして得られた中空の脱バイン
ダ体は焼結炉で焼結される。中子用の樹脂は、アセター
ル樹脂、その共重合体、それらと他の樹脂または充填材
との混合物とする。混合物の他樹脂成分としては酸触媒
で分解しない者も適用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】粉末射出成形法による金属及びセ
ラミック複雑形状部品の製造方法に関する。
ラミック複雑形状部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】中空部を持つ射出成形部品を作るには、
中空部と同じ形状のコアを金型内に設け、型開の際にコ
アを成形品よりスライドさせたり、回転させたりして抜
く。複雑形状の中空部を作るには、複数のコアを組み合
わせ、コアのスライド方向や順序を工夫しておこなって
いる。
中空部と同じ形状のコアを金型内に設け、型開の際にコ
アを成形品よりスライドさせたり、回転させたりして抜
く。複雑形状の中空部を作るには、複数のコアを組み合
わせ、コアのスライド方向や順序を工夫しておこなって
いる。
【０００３】粉末射出成形での成形製品は、焼結粉末と
可塑化用のバインダとを混練し、射出成形、バインダ除
去、焼結を行う事によって製造される。一般にバインダ
は、熱分解や溶媒抽出で除去され、成分には熱可塑性樹
脂、低い温度で分解が始まるワックス、溶媒に溶けやす
い油脂分を含んでいる。バインダ除去には、短くて一昼
夜、通常２〜３日、長い物で一週間程度を要する。
可塑化用のバインダとを混練し、射出成形、バインダ除
去、焼結を行う事によって製造される。一般にバインダ
は、熱分解や溶媒抽出で除去され、成分には熱可塑性樹
脂、低い温度で分解が始まるワックス、溶媒に溶けやす
い油脂分を含んでいる。バインダ除去には、短くて一昼
夜、通常２〜３日、長い物で一週間程度を要する。
【０００４】そのようなバインダ成分からなる成形品は
脆く壊れ易く、成形品が複雑な中空部を持つ時は、金型
からスライドコアを抜き、離型する事は難しく、成形品
の破損率は高い。従って、粉末射出成形品で実現される
中空部の形状には大きな制約が有る。
脆く壊れ易く、成形品が複雑な中空部を持つ時は、金型
からスライドコアを抜き、離型する事は難しく、成形品
の破損率は高い。従って、粉末射出成形品で実現される
中空部の形状には大きな制約が有る。
【０００５】この為粉末射出成形で複雑な中空形状を作
るには、簡単な形のコアでまず中空部を作り、焼結後、
その部分を旋盤やボール盤でさらに加工している。しか
しこの方法では粉末射出成形の基本工程、成形、バイン
ダ除去、焼結に、さらに最も手間の掛かる切削加工を加
える事になる。
るには、簡単な形のコアでまず中空部を作り、焼結後、
その部分を旋盤やボール盤でさらに加工している。しか
しこの方法では粉末射出成形の基本工程、成形、バイン
ダ除去、焼結に、さらに最も手間の掛かる切削加工を加
える事になる。
【０００６】また、最終製品形状を得る為に製品を金型
製作上の制限を受けない程度までの２つ以上の部品に分
け、それぞれを成形し、各部品の面をあわせ、部品間に
直接電流を通し発熱させ、または各部品を超音波で振動
発熱させ接合面を溶着して最終成形品形状を得ることが
行われている。この後で成形品からバインダが除去され
て焼結される。
製作上の制限を受けない程度までの２つ以上の部品に分
け、それぞれを成形し、各部品の面をあわせ、部品間に
直接電流を通し発熱させ、または各部品を超音波で振動
発熱させ接合面を溶着して最終成形品形状を得ることが
行われている。この後で成形品からバインダが除去され
て焼結される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】複雑なコアとスライド
構造を持つ金型を設計製作する事は、金型コストを高い
物とし、部品製造コストを押し上げる。複雑な金型で脆
い成形品を成形することは、離型時の成形品の高い破損
率となり、部品コストをやはり押し上げる事となる。
構造を持つ金型を設計製作する事は、金型コストを高い
物とし、部品製造コストを押し上げる。複雑な金型で脆
い成形品を成形することは、離型時の成形品の高い破損
率となり、部品コストをやはり押し上げる事となる。
【０００９】切削加工で複雑形状の中空部を仕上げるこ
とは、生産工程が複雑で長い為、高コストの粉末射出成
形品に、更に手数が掛かる二次加工法を加える事になる
為に実用的でなかった。
とは、生産工程が複雑で長い為、高コストの粉末射出成
形品に、更に手数が掛かる二次加工法を加える事になる
為に実用的でなかった。
【００１０】成形品を２つ以上の部品に分け成形し、各
部を接合し通電や振動により溶着する方法では、溶着面
が均一にならなく、割れ、膨れ、更に寸法精度の低下等
の欠陥を誘発させ、完成品の歩留まりを悪くし、製造コ
ストも高い物となる。
部を接合し通電や振動により溶着する方法では、溶着面
が均一にならなく、割れ、膨れ、更に寸法精度の低下等
の欠陥を誘発させ、完成品の歩留まりを悪くし、製造コ
ストも高い物となる。
【００１１】中子を溶媒で抽出する方法では、中子とし
ての射出成形に耐え、更に溶媒に容易に溶ける樹脂の種
類は極めて限られてくる。中子樹脂と成形品バインダの
除去に要する時間も両者の合計時間として極めて長くな
り、短くて一昼夜、通常２〜３日、長い物で一週間も掛
かる為実用的でなかった。
ての射出成形に耐え、更に溶媒に容易に溶ける樹脂の種
類は極めて限られてくる。中子樹脂と成形品バインダの
除去に要する時間も両者の合計時間として極めて長くな
り、短くて一昼夜、通常２〜３日、長い物で一週間も掛
かる為実用的でなかった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記の問題
を解決するために、アセタール樹脂をバインダ成分と
し、射出成形後に酸性のガス雰囲気下でバインダを迅速
に克つ確実に分解除去する酸触媒脱バインダ法用成形材
料を部品成形に採用し、その際同じ雰囲気下で分解する
樹脂よりなる中空部形状の中子をインサートとして一体
化成形する。一体化成形された部品を、続く脱バインダ
工程で同一の酸触媒雰囲気下に置き、成形品からバイン
ダ除去と中子の分解除去を同時に行い、中空部品を得
る。
を解決するために、アセタール樹脂をバインダ成分と
し、射出成形後に酸性のガス雰囲気下でバインダを迅速
に克つ確実に分解除去する酸触媒脱バインダ法用成形材
料を部品成形に採用し、その際同じ雰囲気下で分解する
樹脂よりなる中空部形状の中子をインサートとして一体
化成形する。一体化成形された部品を、続く脱バインダ
工程で同一の酸触媒雰囲気下に置き、成形品からバイン
ダ除去と中子の分解除去を同時に行い、中空部品を得
る。
【００１３】射出成形の際に中子が成形圧により変形す
る事を避け、また中空部の寸法精度を上げる為に、中子
用樹脂としてガラス繊維強化やミネラル充填の高剛性の
樹脂を使用する事もできる。
る事を避け、また中空部の寸法精度を上げる為に、中子
用樹脂としてガラス繊維強化やミネラル充填の高剛性の
樹脂を使用する事もできる。
【００１４】この様に、バインダと中子が除去された中
空部品は、焼結炉で焼結され、粉末射出成形部品とな
る。
空部品は、焼結炉で焼結され、粉末射出成形部品とな
る。
【００１５】
【作用】アセタール樹脂はプラスチックバネや歯車等の
部品に広く使われている樹脂で、高い剛性と靱性、寸法
安定性および成形性に優れている。しかし、酸には弱
く、その点に着目され粉末射出成形のバインダに使われ
ている。この樹脂のバインダとしての特徴は、バインダ
の軟化点である１５０℃以下の１１０〜１４０℃の温度
で成形品の外部から内部へと脱バインダが極めて早い速
度で進行することである。脱バインダ速度は金属の場合
１〜３ｍｍ／時、セラミックで０．３〜０．５ｍｍ／時
である。
部品に広く使われている樹脂で、高い剛性と靱性、寸法
安定性および成形性に優れている。しかし、酸には弱
く、その点に着目され粉末射出成形のバインダに使われ
ている。この樹脂のバインダとしての特徴は、バインダ
の軟化点である１５０℃以下の１１０〜１４０℃の温度
で成形品の外部から内部へと脱バインダが極めて早い速
度で進行することである。脱バインダ速度は金属の場合
１〜３ｍｍ／時、セラミックで０．３〜０．５ｍｍ／時
である。
【００１６】この優れた成形性と成形品特性を活かし
て、アセタール樹脂やその混合物で形状が複雑でコアで
は実現が難しい中子を作成する。中子の高い剛性を活か
して、触媒脱バインダ用成形材料でインサート成形す
る。
て、アセタール樹脂やその混合物で形状が複雑でコアで
は実現が難しい中子を作成する。中子の高い剛性を活か
して、触媒脱バインダ用成形材料でインサート成形す
る。
【００１７】双方の樹脂の高い酸分解速度を利用して、
中子ごと同一酸触媒雰囲気下で樹脂分を分解除去する。
中子樹脂には酸触媒の拡散を妨害する微細な焼結粉末が
入っていない為、分解速度は極めて速く脱バインダ工程
全体の時間には殆ど影響しない。焼結粉末は、金属で２
〜２０μｍ、セラミックで０．１〜２μｍの大きさで、
充填率は４０〜７０体積％である。肉厚４ｍｍのインサ
ート成形品で脱バインダ時間は、数時間程度である。
中子ごと同一酸触媒雰囲気下で樹脂分を分解除去する。
中子樹脂には酸触媒の拡散を妨害する微細な焼結粉末が
入っていない為、分解速度は極めて速く脱バインダ工程
全体の時間には殆ど影響しない。焼結粉末は、金属で２
〜２０μｍ、セラミックで０．１〜２μｍの大きさで、
充填率は４０〜７０体積％である。肉厚４ｍｍのインサ
ート成形品で脱バインダ時間は、数時間程度である。
【００１８】
【実施例】以下に本発明による実施例を示す。図１に使
用した金型の主要部の構造を示す。本金型には外径φ３
０ｍｍ，長さ５０ｍｍの寸法を持つキャビティ１６を有
し、成形材料を注入するゲート部１１を備えた固定側型
１２、中子部品が挿入されるφ１０ｍｍのセンターピン
１５及び成形品を離型する為のストリッパープレート１
３を有する可動側型１４からなる、一般的な合成樹脂成
形用金型と同じ構造の物である。
用した金型の主要部の構造を示す。本金型には外径φ３
０ｍｍ，長さ５０ｍｍの寸法を持つキャビティ１６を有
し、成形材料を注入するゲート部１１を備えた固定側型
１２、中子部品が挿入されるφ１０ｍｍのセンターピン
１５及び成形品を離型する為のストリッパープレート１
３を有する可動側型１４からなる、一般的な合成樹脂成
形用金型と同じ構造の物である。
【００１９】
【実施例１】アセタール樹脂であるジュラコンＭ−９０
を用いて図２−１に示す様な図１のセンターピン１５に
挿入固定する為の内径φ１０．１ｍｍの穴２２を有し、
外周部に高さ３ｍｍ、巾５ｍｍの凸形状を備えた中子部
品を作成した。作成した中子部品を図２−３に示す様に
図１の金型に挿入し酸触媒脱バインダ法用成形材料を射
出成形した。冷却後金型より成形品を取り出し、図２−
４に示す様な中子と一体化成形された成形体を得た。
を用いて図２−１に示す様な図１のセンターピン１５に
挿入固定する為の内径φ１０．１ｍｍの穴２２を有し、
外周部に高さ３ｍｍ、巾５ｍｍの凸形状を備えた中子部
品を作成した。作成した中子部品を図２−３に示す様に
図１の金型に挿入し酸触媒脱バインダ法用成形材料を射
出成形した。冷却後金型より成形品を取り出し、図２−
４に示す様な中子と一体化成形された成形体を得た。
【００２０】得られた一体化成形品を酸触媒脱バインダ
炉に入れ、１１０℃，３時間の処理を行い、処理後室温
まで炉内冷却後取り出した。
炉に入れ、１１０℃，３時間の処理を行い、処理後室温
まで炉内冷却後取り出した。
【００２１】炉内より取り出された脱バインダ体を観察
したところ成形時に用いた中子部品の存在は、見られな
く図２−５に示す形の脱バインダ体を得ることができ
た。
したところ成形時に用いた中子部品の存在は、見られな
く図２−５に示す形の脱バインダ体を得ることができ
た。
【００２２】
【実施例２】アセタール樹脂ジュラコンＭ−９０にて図
３−１に示す様なセンターピン１５に挿入固定する為の
穴３２及び外周にＭ２０ｍｍのネジ形状を有する中子部
品を作成した。
３−１に示す様なセンターピン１５に挿入固定する為の
穴３２及び外周にＭ２０ｍｍのネジ形状を有する中子部
品を作成した。
【００２３】実施例１と同様の方法により図３−４に示
す様な一体化成形品を作成し、酸触媒脱バインダ炉に入
れ１１０℃，３時間の処理を行い、処理後室温まで炉内
冷却後取り出した。
す様な一体化成形品を作成し、酸触媒脱バインダ炉に入
れ１１０℃，３時間の処理を行い、処理後室温まで炉内
冷却後取り出した。
【００２４】炉内より取り出された脱バインダ体を観察
したところ成形時に用いた中子部品の存在は、見られな
く図３−５に示す形の脱バインダ体を得ることができ
た。
したところ成形時に用いた中子部品の存在は、見られな
く図３−５に示す形の脱バインダ体を得ることができ
た。
【００２５】
【実施例３】アセタール樹脂ジュラコンＭ−９０にて図
４−１に示す様なセンターピン１５に挿入固定する為の
穴４２及び外周部に部分的な凸形状を有する中子部品を
作成した。
４−１に示す様なセンターピン１５に挿入固定する為の
穴４２及び外周部に部分的な凸形状を有する中子部品を
作成した。
【００２６】実施例１と同様の方法により図４−４に示
す様な一体化成形品を作成し、酸触媒脱バインダ炉に入
れ１１０℃，３．５時間の処理を行い、処理後室温まで
炉内冷却後取り出した。
す様な一体化成形品を作成し、酸触媒脱バインダ炉に入
れ１１０℃，３．５時間の処理を行い、処理後室温まで
炉内冷却後取り出した。
【００２７】炉内より取り出された脱バインダ体を観察
したところ成形時に用いた中子部品の存在は、見られな
く図４−５に示す形の脱バインダ体を得ることができ
た。
したところ成形時に用いた中子部品の存在は、見られな
く図４−５に示す形の脱バインダ体を得ることができ
た。
【００２８】
【発明の効果】この様に、本発明によれば中子除去及び
脱バインダ工程を分けることなく処理することができ、
製造工程の簡略化及び単純、短時間化が可能となり、ま
た複雑で高価な金型を使用せずに複雑形状部品を作るこ
とが可能となり、製品の低コスト化が可能となった。
脱バインダ工程を分けることなく処理することができ、
製造工程の簡略化及び単純、短時間化が可能となり、ま
た複雑で高価な金型を使用せずに複雑形状部品を作るこ
とが可能となり、製品の低コスト化が可能となった。
【図１】本発明に用いた金型の略図
【図２−１，３−１，４−２】各中子部品の側面断面図
【図２−２，３−２，４−２】各中子部品の正面投影図
【図２−３，３−３，４−３】各中子部品が金型に挿入
された状態図
された状態図
【図２−４，３−４，４−４】各中子が酸触媒バインダ
用成形材料により一体化成形された成形品断面図
用成形材料により一体化成形された成形品断面図
【図２−５，３−５，４−５】各中子が除去された脱バ
インダ体
インダ体
Claims (3)
- 【請求項１】酸触媒脱バインダ法による金属及びセラミ
ック粉末射出成形における複雑形状部品の製造に於いて （１）同じ触媒で分解する樹脂の系よりなる複雑形状部
の中子及び中子部品を別途に製造し （２）上述（１）の部品を最終形状を形成する為の金型
に挿入し、射出成形法により酸触媒脱バインダ法用成形
材料で一体化成形し （３）上述の（２）より得られた一体化成形品を酸触媒
脱バインダ炉に入れ、前記成形材料の脱バインダ工程中
で上述（１）により得られた部品を同時に除去する方法
及びその脱バインダ体。 - 【請求項２】請求項１における中子用の樹脂としてアセ
タール樹脂、その共重合体、及びこれらのアセタール樹
脂と他樹脂の混合物を使う方法でアセタール樹脂に混合
される他樹脂は、酸触媒雰囲気下で安定な物でも良く、
混合比は全樹脂量の６０重量％以下とする。 - 【請求項３】請求項２の樹脂としてガラス繊維または、
ミネラル充填の樹脂を用い、中子が一体化成型時に受け
る熱膨張と変形を防止する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29476597A JPH1192803A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 複雑形状の中空部を有する金属及びセラミック粉 末射出成形部品の製造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29476597A JPH1192803A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 複雑形状の中空部を有する金属及びセラミック粉 末射出成形部品の製造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192803A true JPH1192803A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17812018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29476597A Pending JPH1192803A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 複雑形状の中空部を有する金属及びセラミック粉 末射出成形部品の製造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1192803A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005144668A (ja) * | 2003-11-11 | 2005-06-09 | Yoshinobu Shimoitani | 成形品の中空部形成方法、及びその方法に用いる中子 |
| JP2006281534A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Meidensha Corp | 係合穴を複数備えた焼結品の製造方法 |
| NO20073460L (no) * | 2007-07-04 | 2009-01-05 | Yara Int Asa | Fremgangsmåte til å produsere keramiske katalysatorer. |
| WO2011087097A1 (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-21 | 株式会社Ihi | 射出成形モールドのための組成物 |
| CN102355967A (zh) * | 2009-03-16 | 2012-02-15 | 株式会社Ihi | 注射成型用组合物 |
| JP2012031477A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Atect Corp | 中空焼結体の製造方法 |
| KR101223750B1 (ko) * | 2010-09-29 | 2013-02-05 | 한국피아이엠(주) | 중공형 부품 및 그 제조방법 |
| CN111916283A (zh) * | 2020-07-26 | 2020-11-10 | 烟台首钢磁性材料股份有限公司 | 一种圆环状烧结钕铁硼磁体的制备方法及其成型模具 |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP29476597A patent/JPH1192803A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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