JPS613807A - 金属焼結体用原料シ−トおよびその製造方法 - Google Patents
金属焼結体用原料シ−トおよびその製造方法Info
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- JPS613807A JPS613807A JP12548484A JP12548484A JPS613807A JP S613807 A JPS613807 A JP S613807A JP 12548484 A JP12548484 A JP 12548484A JP 12548484 A JP12548484 A JP 12548484A JP S613807 A JPS613807 A JP S613807A
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- material sheet
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ１発明の目的
＋１１ 産業上の利用分野
本発明は、金属焼結体を得る場合に用いられる金属焼結
体用原料シートおよびその製造方法に関する。
体用原料シートおよびその製造方法に関する。
（２）従来の技術
本出願人は、先に、焼結性金属粉末に合成樹脂バインダ
を混練して得られる金属焼結体用原料シートを金属製ベ
ース材の表面に積層し１．その積層原料シートを所定の
形状に成形した後、その成形体に焼結処理を施して焼結
体を得ると同時にその焼結体をベース材に溶着する技術
を提案している。
を混練して得られる金属焼結体用原料シートを金属製ベ
ース材の表面に積層し１．その積層原料シートを所定の
形状に成形した後、その成形体に焼結処理を施して焼結
体を得ると同時にその焼結体をベース材に溶着する技術
を提案している。
（３）発明が解決しようとする問題点
上記技術について種々検討を加えた結果、合成樹脂バイ
ンダの材質いかんによっては原料シートの積層性が悪（
なるため成形体に眉間剥離を生じたり、またひび割れを
発生するといった問題のあることを究明した。
ンダの材質いかんによっては原料シートの積層性が悪（
なるため成形体に眉間剥離を生じたり、またひび割れを
発生するといった問題のあることを究明した。
本発明は上記問題を除去し得る前記原料シートおよびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
の製造方法を提供することを目的とする。
Ｂ０発明の構成
（１１問題点を解決するための手段
本発明に係る金属焼結体用原料シートは、焼結性金属粉
末と、耐ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂および積
層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有する合成樹脂バイ
ンダとより構成されることを特徴とする。
末と、耐ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂および積
層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有する合成樹脂バイ
ンダとより構成されることを特徴とする。
また本発明に係る金属焼結体用と原料シートの製造方法
は、焼結性金属粉末と、耐ひび割れ性の優れた熱可塑性
合成樹脂および積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有
する液状合成樹脂バインダとを混練して可塑性物を得る
工程と；前記可塑性物を加熱乾燥する工程と；前記可塑
性物を熱可塑化状態でシート状に成形する工程と；を用
いることを特徴とする。
は、焼結性金属粉末と、耐ひび割れ性の優れた熱可塑性
合成樹脂および積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有
する液状合成樹脂バインダとを混練して可塑性物を得る
工程と；前記可塑性物を加熱乾燥する工程と；前記可塑
性物を熱可塑化状態でシート状に成形する工程と；を用
いることを特徴とする。
（２）作 用
合成樹脂バインダに、耐ひび割れ性の優れた熱可塑性合
成樹脂および積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有さ
せると、原料シートより得られる成形体に眉間剥離を生
じたり、またひび割れを発生することがなく、層間接着
強さが大きく、また表面性状の良好な成形体を得、延い
ては寸法精度および表面性状の優れた金属焼結体を得る
ことができる。
成樹脂および積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含有さ
せると、原料シートより得られる成形体に眉間剥離を生
じたり、またひび割れを発生することがなく、層間接着
強さが大きく、また表面性状の良好な成形体を得、延い
ては寸法精度および表面性状の優れた金属焼結体を得る
ことができる。
また原料シートの製造に当り、焼結性金属粉末と前記特
定の材質を持つ液状合成樹脂バインダとを混練して可塑
性物を得、次いで、その可塑性物を加熱乾燥することに
より、少量の合成樹脂バインダを焼結性金属粉末に均一
に塗布することができる。このように合成樹脂バインダ
を焼結性金属粉末に均一に塗布することは、次工程にお
けるシート成形作業において形状維持性の良いシートを
得る上に必要であり、また合成樹脂バインダを少量使用
することは気孔率の小さい高強度な焼結体を得る上に必
要である。
定の材質を持つ液状合成樹脂バインダとを混練して可塑
性物を得、次いで、その可塑性物を加熱乾燥することに
より、少量の合成樹脂バインダを焼結性金属粉末に均一
に塗布することができる。このように合成樹脂バインダ
を焼結性金属粉末に均一に塗布することは、次工程にお
けるシート成形作業において形状維持性の良いシートを
得る上に必要であり、また合成樹脂バインダを少量使用
することは気孔率の小さい高強度な焼結体を得る上に必
要である。
その後可塑性物を熱可塑化状態でシート状に成形するこ
とにより、その成形作業を容易にし、また常温において
適当な可撓性と引裂き強度を有し、取扱い性の優れた原
料シートを得ることができる。
とにより、その成形作業を容易にし、また常温において
適当な可撓性と引裂き強度を有し、取扱い性の優れた原
料シートを得ることができる。
（３）実施例
本発明において用いられる焼結性金属粉末としては、Ｎ
ｉ系、Ｃｏ系、Ｆｅ系等の自溶性合金粉末、Ｆｅ粉末、
Ｃｕ粉末等の従来公知のものが該当する。また自溶性合
金粉末を用いる場合、その焼結温度を合金の液相線を越
える温度に設定して焼結体の強度の向上を図るときは、
高融点金属粉末を自溶性合金粉末に添加してその高融点
金属により自溶性合金の流動を妨げて形状維持性を良好
にするもので、この種高融点金属粉末としては、Ｍｏ、
Ｗ、ステンレス鋼、 ＷＣ，Ｆｅ−Ｍｏ （フェロモリ
ブデン）等の粉末の何れか一つ、またはそれらを混合し
たものが用いられる。
ｉ系、Ｃｏ系、Ｆｅ系等の自溶性合金粉末、Ｆｅ粉末、
Ｃｕ粉末等の従来公知のものが該当する。また自溶性合
金粉末を用いる場合、その焼結温度を合金の液相線を越
える温度に設定して焼結体の強度の向上を図るときは、
高融点金属粉末を自溶性合金粉末に添加してその高融点
金属により自溶性合金の流動を妨げて形状維持性を良好
にするもので、この種高融点金属粉末としては、Ｍｏ、
Ｗ、ステンレス鋼、 ＷＣ，Ｆｅ−Ｍｏ （フェロモリ
ブデン）等の粉末の何れか一つ、またはそれらを混合し
たものが用いられる。
本発明における耐ひび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂
としては、四フッ化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、
ナイロン等が該当し、また積層性の優れた合成樹脂とし
ては、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ブタジェン酢
酸ビニル共重合体等が該当する。
としては、四フッ化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、
ナイロン等が該当し、また積層性の優れた合成樹脂とし
ては、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ブタジェン酢
酸ビニル共重合体等が該当する。
先ず、原料シートの製造について説明する。
１０〜６０μのＮｉ自溶性合金粉末 ８０重量％と、１
０〜５３μのＭＯ粉砕粉末 ２０重量％とをＶ−ブレン
ダにより３０分間混合して混合粉末を得る。
０〜５３μのＭＯ粉砕粉末 ２０重量％とをＶ−ブレン
ダにより３０分間混合して混合粉末を得る。
四フッ化エチレン樹脂エマルジョンとアクリル樹脂エマ
ルジョンをｌ：ｌに混合して液状合成樹脂バインダを得
る。
ルジョンをｌ：ｌに混合して液状合成樹脂バインダを得
る。
上記混合粉末に対し合成樹脂バインダ３重量％を添加し
て常温にて卓上ニーダにより５分間混練し可塑性物を得
る。この場合、合成樹脂バインダはエマルジョンタイプ
であるから分散性が良く、短時間の混線作業で少量の合
成樹脂バインダを混合粉末中に均一に分散させることが
できる。 ′乾燥炉、ヒータ等の加熱器を用いて可塑性
物を８０〜１２０℃に加熱し、合成樹脂バインダ中の水
分を蒸発させて可塑性物を乾燥する。得られた可塑性物
の性状は、合成樹脂バインダにより粘結されて無数の団
塊状を呈し、混合粉末は合成樹脂バインダにより均一に
塗布されている。
て常温にて卓上ニーダにより５分間混練し可塑性物を得
る。この場合、合成樹脂バインダはエマルジョンタイプ
であるから分散性が良く、短時間の混線作業で少量の合
成樹脂バインダを混合粉末中に均一に分散させることが
できる。 ′乾燥炉、ヒータ等の加熱器を用いて可塑性
物を８０〜１２０℃に加熱し、合成樹脂バインダ中の水
分を蒸発させて可塑性物を乾燥する。得られた可塑性物
の性状は、合成樹脂バインダにより粘結されて無数の団
塊状を呈し、混合粉末は合成樹脂バインダにより均一に
塗布されている。
乾燥後、略８０℃の熱を保有して熱可塑化状態にある可
塑性物を、直径２４５■、長さ２１５ｗ５のロールを備
えたロール機にＸおよびＹ方向゛に数回通し、厚さ１日
、１．５ｎおよび３簡の３種類の原料シートを成形する
。成形圧力は、加圧成形したテストピースとの密度換算
で０．５ｋｇ／ｍ”である、この場合ロール機のロール
を可塑性物と同程・度の温度（略８０℃）に加熱すると
原料シートの成形作業性を良好にすることができる。
塑性物を、直径２４５■、長さ２１５ｗ５のロールを備
えたロール機にＸおよびＹ方向゛に数回通し、厚さ１日
、１．５ｎおよび３簡の３種類の原料シートを成形する
。成形圧力は、加圧成形したテストピースとの密度換算
で０．５ｋｇ／ｍ”である、この場合ロール機のロール
を可塑性物と同程・度の温度（略８０℃）に加熱すると
原料シートの成形作業性を良好にすることができる。
成形後、原料シートに８０、℃にて３０分間の加熱処理
を施し、成形時に発生した歪を除去する。
を施し、成形時に発生した歪を除去する。
得られた原料シートは常温において適度な可撓性と引裂
き強度を有する。
き強度を有する。
混合粉末に対する合成樹脂バインダの添加量は、１〜１
０重量％が適当である。合成樹脂バインダの添加量が１
重量％を下回るとシート成形を行うことができず、一方
１０重量％を上回ると焼結体の気孔率が高くなり、高強
度な焼結体を得ることができない。
０重量％が適当である。合成樹脂バインダの添加量が１
重量％を下回るとシート成形を行うことができず、一方
１０重量％を上回ると焼結体の気孔率が高くなり、高強
度な焼結体を得ることができない。
また合成樹脂バインダにおいて、耐ひび割れ性の優れた
熱可塑性合成樹脂に対する積層性の優れた熱可塑性合成
樹脂の配合量は３０〜７０重量％が適当である。積層性
の優れた熱可塑性合成樹脂の配合量が３０重量％を下回
ると、°積層原料シート間に層間剥離を生じ、一方７０
重量％を上回ると積層原料シートの成形時その表面にひ
び割れを生じる。
熱可塑性合成樹脂に対する積層性の優れた熱可塑性合成
樹脂の配合量は３０〜７０重量％が適当である。積層性
の優れた熱可塑性合成樹脂の配合量が３０重量％を下回
ると、°積層原料シート間に層間剥離を生じ、一方７０
重量％を上回ると積層原料シートの成形時その表面にひ
び割れを生じる。
次に前記原料シートを用いたプレス用金型の製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図はプレス用金型１を示し、それは鋳鋼（ＪＩＳ
５Ｃ４６材）より鋳造されたベース材２と、そのベー
ス材２に溶着された金属焼結体Ｓよりなるワーク成形部
３とより構成される。
５Ｃ４６材）より鋳造されたベース材２と、そのベー
ス材２に溶着された金属焼結体Ｓよりなるワーク成形部
３とより構成される。
第２図（ａ）に示すように、ベース材２のワーク成形部
３を形成するベース面２ａは、完成された金型１におけ
るワーク成形部３外面（鎖線示）よりも５〜２０ｍ低く
なるように成形されている。
３を形成するベース面２ａは、完成された金型１におけ
るワーク成形部３外面（鎖線示）よりも５〜２０ｍ低く
なるように成形されている。
ベース材２は鋳放しのまま使用されるもので、その黒皮
を持つベース面２ａにはサンドブラスト処理、クリーニ
ング処理を施した後アクリル樹脂接着剤を塗布する。
を持つベース面２ａにはサンドブラスト処理、クリーニ
ング処理を施した後アクリル樹脂接着剤を塗布する。
第２図（ｂ）に示すように、ベース面２ａに厚さ３ｆｉ
の原料シートＳｔを３枚重ねて貼着し、プレス機等に取
付けられた合成樹脂製雌型Ｍにより原料シートＳｔを押
圧して雌型Ｍの原料シートに対する当り具合を調べ、当
りの多い箇所では原料シートを削り、また当りの無い箇
所には新たに原料シートｓｔを貼着する。この雌型Ｍの
押圧並びに原料シートＳｔの削りおよび貼着を繰り返し
て積層原料シー）Ｓｔの形状を雌型Ｍの形状にほぼ合致
させる。このような成形工程を経た積層原料シートＳｔ
は層間接着強さが大きく、またひび割れの発生も無く表
面性状が良好である。この場合の雌型Ｍの押圧力は０．
２〜０．３ ｋｇ／ｍ”である。
の原料シートＳｔを３枚重ねて貼着し、プレス機等に取
付けられた合成樹脂製雌型Ｍにより原料シートＳｔを押
圧して雌型Ｍの原料シートに対する当り具合を調べ、当
りの多い箇所では原料シートを削り、また当りの無い箇
所には新たに原料シートｓｔを貼着する。この雌型Ｍの
押圧並びに原料シートＳｔの削りおよび貼着を繰り返し
て積層原料シー）Ｓｔの形状を雌型Ｍの形状にほぼ合致
させる。このような成形工程を経た積層原料シートＳｔ
は層間接着強さが大きく、またひび割れの発生も無く表
面性状が良好である。この場合の雌型Ｍの押圧力は０．
２〜０．３ ｋｇ／ｍ”である。
第２図（Ｃ１に示すように、積層原料シートＳｔと共に
ベース材２を加熱炉４に設置して８０℃に加熱し、積層
原料シートＳｔを可塑化する。
ベース材２を加熱炉４に設置して８０℃に加熱し、積層
原料シートＳｔを可塑化する。
第２図（ｄ）に示すように、可塑化した積層原料シート
Ｓｔの上にさらに厚さ３■の原料シー）Ｓｔを積層して
貼着し、得られた積層原料シートｓｔを前記雌型Ｍによ
り０．７ ｋｇ／１ｍ”の押圧力を以て押圧してワーク
成形部３の成形作業を終了する。
Ｓｔの上にさらに厚さ３■の原料シー）Ｓｔを積層して
貼着し、得られた積層原料シートｓｔを前記雌型Ｍによ
り０．７ ｋｇ／１ｍ”の押圧力を以て押圧してワーク
成形部３の成形作業を終了する。
この場合雌型Ｍの積層原料シー）ＳＬからの離型性を良
好にするために、雌型Ｍにタルク粉末を塗布する、また
は雌型Ｍと積層原料シートＳｔ間にポリ塩化ビニリデン
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂等の極薄
の膜体を介装する。
好にするために、雌型Ｍにタルク粉末を塗布する、また
は雌型Ｍと積層原料シートＳｔ間にポリ塩化ビニリデン
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂等の極薄
の膜体を介装する。
成形作業終了後ベース材２および積層原料シートｓｔの
温度が常温まで冷却されたとき、そのシー）Ｓｔより余
分な部分を除去する。
温度が常温まで冷却されたとき、そのシー）Ｓｔより余
分な部分を除去する。
第２図（ｅ）に示すように、積層原料シートＳｔに厚さ
１ｆｉのアルミナシートＳａを積層してベース材２を容
器５内に設置し、その容器５内にバックアップとしての
直径０．７５ ｍの鋼球６を流し込む。このアルミナシ
ートＳａはアルミナ粉末と前記同様の合成樹脂バインダ
とより構成され、鋼球６の粗面が積層原料シートＳｔに
転写されるのを阻止して焼結体Ｓの面粗度の低下を防止
する機能を有する。また鋼球６は、その重さにより後述
するＮｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末の焼結時焼結体Ｓの寸法
変化、即ち膨張を抑制するものである。
１ｆｉのアルミナシートＳａを積層してベース材２を容
器５内に設置し、その容器５内にバックアップとしての
直径０．７５ ｍの鋼球６を流し込む。このアルミナシ
ートＳａはアルミナ粉末と前記同様の合成樹脂バインダ
とより構成され、鋼球６の粗面が積層原料シートＳｔに
転写されるのを阻止して焼結体Ｓの面粗度の低下を防止
する機能を有する。また鋼球６は、その重さにより後述
するＮｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末の焼結時焼結体Ｓの寸法
変化、即ち膨張を抑制するものである。
次いで、上記ベース材２を真空焼結炉７に設置して第３
図に示す加熱−冷却条件で有機物質の分解とＮｉ自溶性
合金とＭｏ粉末との焼結を行う。
図に示す加熱−冷却条件で有機物質の分解とＮｉ自溶性
合金とＭｏ粉末との焼結を行う。
キャリヤガスは窒素ガスまたは還元性の強い水素ガスが
用いられる。
用いられる。
（Ａ）第１加熱ゾーン（第３図Ａ）
この加熱ゾーンＡは常温から６５０℃までであり、昇温
速度は１０〜ｂ 熱ゾーンＡでは先ず水分が蒸発し、次いで原′料シート
ＳｔおよびアルミナシートＳａにおける合成樹脂バイン
ダ中の四フッ化エチレン樹脂およびアクリル樹脂が分解
してガス化する。これら合成樹脂は３００〜４００℃で
ガス化するが、熱伝導を考慮して６００〜６５０℃に９
０分間均熱保持して殆どの有機物質を除去し、Ｎｉ自溶
性合金−Ｍｏ粉末体を残置する。この有機物質のガス化
を真空焼結炉７内の真空度の変化により説明すると、常
温ではｌ Ｔｏ、ｒｒであるが、６５０℃で９０分間
均熱保持したときは最高２ ＴＯｒｒに真空度が低下す
る。これは主として有機物質の分解ガスの生成による。
速度は１０〜ｂ 熱ゾーンＡでは先ず水分が蒸発し、次いで原′料シート
ＳｔおよびアルミナシートＳａにおける合成樹脂バイン
ダ中の四フッ化エチレン樹脂およびアクリル樹脂が分解
してガス化する。これら合成樹脂は３００〜４００℃で
ガス化するが、熱伝導を考慮して６００〜６５０℃に９
０分間均熱保持して殆どの有機物質を除去し、Ｎｉ自溶
性合金−Ｍｏ粉末体を残置する。この有機物質のガス化
を真空焼結炉７内の真空度の変化により説明すると、常
温ではｌ Ｔｏ、ｒｒであるが、６５０℃で９０分間
均熱保持したときは最高２ ＴＯｒｒに真空度が低下す
る。これは主として有機物質の分解ガスの生成による。
そして９０分を経過した後は真空度は再びＩ Ｔｏｒ
ｒに上昇するもので、これは真空焼結炉７内より分解ガ
スが除去されたことを意味する。
ｒに上昇するもので、これは真空焼結炉７内より分解ガ
スが除去されたことを意味する。
（Ｂ）第２加熱ゾーン（第３図Ｂ）
、この加熱ゾーンＢは９００〜１０００℃の範囲であり
、Ｎｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体をＮｉ自溶性合金の固相
線（１０１０〜１０２０℃）以下の温度、例えば９５０
℃に３０分間均熱保持して固相焼結処理を施し、これを
仮焼結する。第１加熱ゾーンＡからの昇温速度はｌＯ〜
２０℃／分である。
、Ｎｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体をＮｉ自溶性合金の固相
線（１０１０〜１０２０℃）以下の温度、例えば９５０
℃に３０分間均熱保持して固相焼結処理を施し、これを
仮焼結する。第１加熱ゾーンＡからの昇温速度はｌＯ〜
２０℃／分である。
真空焼結炉７内のＮｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体は、その
表面から加熱されて昇温するので、その粉末体全体が均
一温度に達するまでは所定の加熱時間が必要である。若
し焼結温度である１ ０００〜１２００℃にいきなり加
熱するとＮｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体の表面部分とベー
ス面２ａに接する部分との間に温度差ができて、気孔率
のばらつきが多くなり均一な焼結体が得られないだけで
なく、焼結後クラック等の欠陥を生じ易くなる。
表面から加熱されて昇温するので、その粉末体全体が均
一温度に達するまでは所定の加熱時間が必要である。若
し焼結温度である１ ０００〜１２００℃にいきなり加
熱するとＮｉ自溶性合金−Ｍｏ粉末体の表面部分とベー
ス面２ａに接する部分との間に温度差ができて、気孔率
のばらつきが多くなり均一な焼結体が得られないだけで
なく、焼結後クラック等の欠陥を生じ易くなる。
第２加熱ゾーンＢでは未分解の有機物質が完全にガス化
して除去される。このガス化等により真空焼結炉７内の
真空度は一時的に４ Ｔｏｒｒに低下するが３０分経
過後にはｌ Ｔｏｒｒに復帰する。
して除去される。このガス化等により真空焼結炉７内の
真空度は一時的に４ Ｔｏｒｒに低下するが３０分経
過後にはｌ Ｔｏｒｒに復帰する。
（Ｃ，、）第３加熱ゾーン（第３図Ｃ）この加熱ゾーン
Ｃは、Ｎｉ自溶性合金の固相線（１０１０〜１０２０℃
）直下から液相線（１０７５〜１０８５℃）を越える温
度、即ち１０００〜１２００℃の範囲であり、Ｎｉ自溶
性合金−Ｍｏ仮焼結体を、例えば液相線を越える温度で
ある１１００〜１１８０℃、好ましくは１１６０℃に１
２０分間恒温保持してＮｉ自溶性合金の溶融により液相
焼結処理を施し焼結体Ｓを形成する。この場合Ｎｉ自溶
性合金の流動はＭＯの存在により妨げられ、したがって
形状維持性が良い。第２加熱ゾーンＢからの昇温速度は
１５〜ｂ あり、Ｎｉ自溶性合金−Ｍｏ仮焼結体は第２加熱ゾーン
Ｂで既に高温加熱されているので、第３加熱ゾーンＣま
での昇温時間ぽ僅かである。この第３加熱ゾーンＣの保
持時間が不充分であると焼結が完全に行われず、焼結体
Ｓに欠陥を生ずる。
Ｃは、Ｎｉ自溶性合金の固相線（１０１０〜１０２０℃
）直下から液相線（１０７５〜１０８５℃）を越える温
度、即ち１０００〜１２００℃の範囲であり、Ｎｉ自溶
性合金−Ｍｏ仮焼結体を、例えば液相線を越える温度で
ある１１００〜１１８０℃、好ましくは１１６０℃に１
２０分間恒温保持してＮｉ自溶性合金の溶融により液相
焼結処理を施し焼結体Ｓを形成する。この場合Ｎｉ自溶
性合金の流動はＭＯの存在により妨げられ、したがって
形状維持性が良い。第２加熱ゾーンＢからの昇温速度は
１５〜ｂ あり、Ｎｉ自溶性合金−Ｍｏ仮焼結体は第２加熱ゾーン
Ｂで既に高温加熱されているので、第３加熱ゾーンＣま
での昇温時間ぽ僅かである。この第３加熱ゾーンＣの保
持時間が不充分であると焼結が完全に行われず、焼結体
Ｓに欠陥を生ずる。
上記のように焼結温度を１１６０℃に選定する理由は、
焼結温度が１２００℃程度となると、焼結体Ｓの寸法変
化が大きくなり、また炉温制御が容易でなく、その上炉
内温度がばらつくといった不具合があり、これらの不具
合を除去するための作業温度としては１１６０℃が適当
であるからである。
焼結温度が１２００℃程度となると、焼結体Ｓの寸法変
化が大きくなり、また炉温制御が容易でなく、その上炉
内温度がばらつくといった不具合があり、これらの不具
合を除去するための作業温度としては１１６０℃が適当
であるからである。
（Ｄ）冷却ゾーン（第３図Ｄ）
この冷却ゾーンＤは、前記焼結温度から略８００℃まで
の１次冷却ゾーンＤ＋ と、略８００℃から略４００℃
までの２次冷却ゾーンＤ２と、略４００℃から常温まで
の３次冷却ゾーンＤ３とに分けられる。
の１次冷却ゾーンＤ＋ と、略８００℃から略４００℃
までの２次冷却ゾーンＤ２と、略４００℃から常温まで
の３次冷却ゾーンＤ３とに分けられる。
１次冷却ゾーンＤ１は、焼結体Ｓの高温下における安定
域であり、この冷却ゾーンＤ１ではできるだけ熱的な刺
激を避け、同時に冷却効率を考慮して最高２℃／分程度
のゆっくりした速度で冷却する。この冷却ゾーンＤ、で
急冷が行われると焼結体Ｓにクラックが多発する。
域であり、この冷却ゾーンＤ１ではできるだけ熱的な刺
激を避け、同時に冷却効率を考慮して最高２℃／分程度
のゆっくりした速度で冷却する。この冷却ゾーンＤ、で
急冷が行われると焼結体Ｓにクラックが多発する。
２次冷却ゾーンＤ２では、ベース材２の線膨張とＡｒｌ
変態における寸法変化を吸収するために最高３℃／分程
度のゆっくりした速度で冷却する。
変態における寸法変化を吸収するために最高３℃／分程
度のゆっくりした速度で冷却する。
この場合焼結体Ｓの線収縮は１４．６ Ｘ １０−６／
’Ｃであるが、多孔質であるためベース材２の収縮に追
随する。この冷却ゾーンＤ２で急冷が行われると焼結体
Ｓにクラフグが多発する。
’Ｃであるが、多孔質であるためベース材２の収縮に追
随する。この冷却ゾーンＤ２で急冷が行われると焼結体
Ｓにクラフグが多発する。
３次冷却ゾーンＤ３では、水、油等の液冷以外のガス冷
却（空冷を含む）により焼結体Ｓおよびベース材２の温
度を常温まで冷却する。
却（空冷を含む）により焼結体Ｓおよびベース材２の温
度を常温まで冷却する。
上記加熱−冷却処理を経て、第１図に示すようにワーク
成形部３をＮｉ自溶性合金−ＭＯよりなる焼結体Ｓによ
って形成された金型１が得られる。
成形部３をＮｉ自溶性合金−ＭＯよりなる焼結体Ｓによ
って形成された金型１が得られる。
上記焼結体Ｓはベース材２との溶着性が良好で、クラン
ク等の欠陥の発生がない。また３次元測定機によりＸ、
Ｙ方向に５０ｗ間隔で形状測定を行い雌型Ｍと比較した
ところ、金型１の寸法を縦３００ｍ、横２５０ｆｉ、高
さ１ＢＯｎとした場合、最大５Ｎだけ膨張している箇所
が３箇所あり、その他の箇所はＯ〜０．３ｆｉの膨張を
示し、寸法精度の優れていることが判明した。またアル
ミナシー）Ｓａを用いることにより鋼球６の粗面が積層
原料シートＳｔに転写されることが防止されるので、焼
結体Ｓの面粗度が良好である。
ク等の欠陥の発生がない。また３次元測定機によりＸ、
Ｙ方向に５０ｗ間隔で形状測定を行い雌型Ｍと比較した
ところ、金型１の寸法を縦３００ｍ、横２５０ｆｉ、高
さ１ＢＯｎとした場合、最大５Ｎだけ膨張している箇所
が３箇所あり、その他の箇所はＯ〜０．３ｆｉの膨張を
示し、寸法精度の優れていることが判明した。またアル
ミナシー）Ｓａを用いることにより鋼球６の粗面が積層
原料シートＳｔに転写されることが防止されるので、焼
結体Ｓの面粗度が良好である。
したがって前記工程を経て得られた金型１は簡単な仕上
げ加工を施すことにより直ちにプレス作業に使用するこ
とができる。
げ加工を施すことにより直ちにプレス作業に使用するこ
とができる。
次に前記原料シートを用いた摺動部材の製造方法につい
て説明する。
て説明する。
縦および横がそれぞれ１００寵、厚さ１．５額の冷間圧
延鋼板の表面に脱脂処珈を施した後、その鋼板に厚さ３
ｍの前記原料シートをアクリル樹脂接着剤により２枚積
層して貼着し、その原料シートの表面を平滑に仕上げる
。
延鋼板の表面に脱脂処珈を施した後、その鋼板に厚さ３
ｍの前記原料シートをアクリル樹脂接着剤により２枚積
層して貼着し、その原料シートの表面を平滑に仕上げる
。
得られた積層体を真空焼結炉に設置して前記同様゛の加
熱−冷却条件で有機物質の分解とＮｉ自溶性合金粉末と
ＭＯ粉末の焼結を行う。なお焼結処理時間は３０分間で
ある。
熱−冷却条件で有機物質の分解とＮｉ自溶性合金粉末と
ＭＯ粉末の焼結を行う。なお焼結処理時間は３０分間で
ある。
上記工程を経て得られた鋼板と焼結体とよりなる積層体
に多数の貫通孔を穿設し、焼結体を摺動面とする軽荷重
用摺動部材を作製する。
に多数の貫通孔を穿設し、焼結体を摺動面とする軽荷重
用摺動部材を作製する。
上記摺動部材は焼結体の面粗度が良好で、優れた摺動性
能を有し、また焼結体が鋼板に確実に溶着されているの
で眉間剥離を生じることがない。
能を有し、また焼結体が鋼板に確実に溶着されているの
で眉間剥離を生じることがない。
焼結体の潤滑性能を向上させるためには、焼結体に四フ
ッ化エチレン樹脂等の潤滑性合成樹脂を含浸−硬化させ
る、または原料シート中にＷＳ、。
ッ化エチレン樹脂等の潤滑性合成樹脂を含浸−硬化させ
る、または原料シート中にＷＳ、。
ＭｏＳ、等の固体潤滑材を混合しておくとよい。
上記摺動部材の焼結体の厚さを増すために、その焼結体
に厚さ３Ｎの前記原料シートをアクリル樹脂接着剤によ
り貼着し、その表面を平坦に仕上げた後前記同様の手法
で焼結処理を行い、２層構成の焼結体を持つ摺動部材を
得る。
に厚さ３Ｎの前記原料シートをアクリル樹脂接着剤によ
り貼着し、その表面を平坦に仕上げた後前記同様の手法
で焼結処理を行い、２層構成の焼結体を持つ摺動部材を
得る。
この摺動部材においては、再焼結体間が確実に溶着され
、使用中において層間剥離を生じることがない。
、使用中において層間剥離を生じることがない。
なお、前記アルミナシートは以下に述べる工程を経て製
造される。
造される。
２〜５０μのアルミナ粉末に対し前記原料シートの製造
に用いたのと同様の合成樹脂バインダ８重量％を添加し
て常温←て卓上ニーダにより５分間混練し、この混線中
に水を３重量％添加する。
に用いたのと同様の合成樹脂バインダ８重量％を添加し
て常温←て卓上ニーダにより５分間混練し、この混線中
に水を３重量％添加する。
得られた可塑性物を加熱器により１２０℃にて６０分間
加熱し、合成樹脂バインダ中の水分を蒸−発して可塑性
物を乾燥する。
加熱し、合成樹脂バインダ中の水分を蒸−発して可塑性
物を乾燥する。
乾燥後、略８０℃の熱を保有して熱可塑化状態にある可
塑性物に前記原料シートの製造に用いたのと同様のロー
ル機を用いて同様の手法により成形処理を施し、厚さ１
ｍのアルミナシートを成形する。この場合ロール機のロ
ールを可塑性物と同程度の温度（略８０℃）に加熱する
とシート成形作業が容易に行われる。
塑性物に前記原料シートの製造に用いたのと同様のロー
ル機を用いて同様の手法により成形処理を施し、厚さ１
ｍのアルミナシートを成形する。この場合ロール機のロ
ールを可塑性物と同程度の温度（略８０℃）に加熱する
とシート成形作業が容易に行われる。
成形後アルミナシートに８０℃にて３０分間の加熱処理
を施し、成形時に発生した歪を除去する。
を施し、成形時に発生した歪を除去する。
Ｃ０発明の効果
本発明によれば、原料シートの合成樹脂バインダに、耐
びび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂および積層性の優
れた熱可塑性合成樹脂を含有させるので、原料シートよ
り得られる成形体に層間剥離を生じたり、またひび割れ
を発生することがなく、層間接着強さが大きく、また表
面性状の良好な成形体を得、延いては寸法精度および表
面性状の優れた金属焼結体を得ることができる。
びび割れ性の優れた熱可塑性合成樹脂および積層性の優
れた熱可塑性合成樹脂を含有させるので、原料シートよ
り得られる成形体に層間剥離を生じたり、またひび割れ
を発生することがなく、層間接着強さが大きく、また表
面性状の良好な成形体を得、延いては寸法精度および表
面性状の優れた金属焼結体を得ることができる。
また第２発明によれば、原料シートの製造に当り、焼結
性金属粉末と前記特定の材質を持つ液状合成樹脂バイン
ダとを混練して可塑性物を得、次いでその可塑性物を加
熱乾燥することにより、少量の合成樹脂バインダを焼結
性金属粉末に均一に塗布することができる。このように
合成樹脂バインダを焼結性金属粉末に均一に塗布するこ
とにより、次工程におけるシート成形作業において形状
維持性の良いシートを得ることが可能となり、また合成
樹脂バインダを少量使用することにより気孔率の小さい
高強度な焼結体を得ることが可能となる。
性金属粉末と前記特定の材質を持つ液状合成樹脂バイン
ダとを混練して可塑性物を得、次いでその可塑性物を加
熱乾燥することにより、少量の合成樹脂バインダを焼結
性金属粉末に均一に塗布することができる。このように
合成樹脂バインダを焼結性金属粉末に均一に塗布するこ
とにより、次工程におけるシート成形作業において形状
維持性の良いシートを得ることが可能となり、また合成
樹脂バインダを少量使用することにより気孔率の小さい
高強度な焼結体を得ることが可能となる。
その後可塑性物を熱可塑化状態でシート状に成形するこ
とにより、その形成作業を容易にし、また常温において
適当な可撓性と引裂き強度を有し、取扱い性の優れた原
料シートを得ることができる。
とにより、その形成作業を容易にし、また常温において
適当な可撓性と引裂き強度を有し、取扱い性の優れた原
料シートを得ることができる。
第１図は本発明に係る原料シートを用いて製造されたプ
レス用金型の断面図、第２図（ａ）〜（ｅ）はプレス用
金型の製造工程説明図、第３図は焼結工程における温度
と時間の関係を示すグラフである。 Ｓ・・・焼結体、Ｓ ｔ−・・原料ジ−トールＦ
レス用金型の断面図、第２図（ａ）〜（ｅ）はプレス用
金型の製造工程説明図、第３図は焼結工程における温度
と時間の関係を示すグラフである。 Ｓ・・・焼結体、Ｓ ｔ−・・原料ジ−トールＦ
Claims (6)
- （１）焼結性金属粉末と、耐ひび割れ性の優れた熱可塑
性合成樹脂および積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含
有する合成樹脂バインダとより構成した金属焼結体用原
料シート。 - （２）前記合成樹脂バインダは、耐ひび割れ性の優れた
熱可塑性合成樹脂に対して３０〜７０重量％の積層性の
優れた熱可塑性合成樹脂を含有している、特許請求の範
囲第（１）項記載の金属焼結体用原料シート。 - （３）前記合成樹脂バインダは、前記焼結性金属粉末に
対して１〜１０重量％添加されている、特許請求の範囲
第（１）または第（２）項記載の金属焼結体用原料シー
ト。 - （４）焼結性金属粉末と、耐ひび割れ性の優れた熱可塑
性合成樹脂および積層性の優れた熱可塑性合成樹脂を含
有する液状合成樹脂バインダとを混練して可塑性物を得
る工程と；前記可塑性物を加熱乾燥する工程と；前記可
塑性物を熱可塑化状態でシート状に成形する工程と；よ
りなる金属焼結体用原料シートの製造方法。 - （５）前記合成樹脂バインダは、耐ひび割れ性の優れた
熱可塑性合成樹脂に対して３０〜７０重量％の積層性の
優れた熱可塑性合成樹脂を含有している、特許請求の範
囲第（４）項記載の金属焼結体用原料シートの製造方法
。 - （６）前記合成樹脂バインダは、前記焼結性金属粉末に
対して１〜１０重量％添加されている、特許請求の範囲
第（４）または第（５）項記載の金属焼結体用原料シー
トの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12548484A JPS613807A (ja) | 1984-06-19 | 1984-06-19 | 金属焼結体用原料シ−トおよびその製造方法 |
| US06/723,030 US4608317A (en) | 1984-04-17 | 1985-04-15 | Material sheet for metal sintered body and method for manufacturing the same and method for manufacturing metal sintered body |
| BR8501806A BR8501806A (pt) | 1984-04-17 | 1985-04-16 | Processo para a fabricacao de um corpo sinterizado de metal e folha de material para um corpo sinterizado de metal e processo para a fabricacao de uma folha de material para um corpo sinterizado de metal |
| BE2/60665A BE902203A (nl) | 1984-04-17 | 1985-04-16 | Materiaallaag voor gesinterd metaallichaam en werkwijze voor het vervaardigen daarvan en werkwijze voor het vervaardigen van een gesinterd metaallichaam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12548484A JPS613807A (ja) | 1984-06-19 | 1984-06-19 | 金属焼結体用原料シ−トおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613807A true JPS613807A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH021205B2 JPH021205B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=14911229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12548484A Granted JPS613807A (ja) | 1984-04-17 | 1984-06-19 | 金属焼結体用原料シ−トおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613807A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5726105A (en) * | 1980-07-08 | 1982-02-12 | Emu Adeii Jieemusu | Molding of metal parts |
| JPS591743A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-07 | 東レ株式会社 | シエニ−ル織編物 |
-
1984
- 1984-06-19 JP JP12548484A patent/JPS613807A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5726105A (en) * | 1980-07-08 | 1982-02-12 | Emu Adeii Jieemusu | Molding of metal parts |
| JPS591743A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-07 | 東レ株式会社 | シエニ−ル織編物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH021205B2 (ja) | 1990-01-10 |
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