JPS63206409A - 金属積層構造物の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は金属粉末を用いた金属積層構造物の製造方法
に関する。

［従来の技術〕 金属製品のつくり方のひとつに、金属粉末を用いる方法
があり、この方法は古くから粉末冶金法の一種として知
られ、種々の産業分野において広範囲に利用されている
。

従来、このような粉末冶金法によって金属構造物をつく
る方法として、たとえば イ）プレス成形機を用いて焼成可能な温度でホットプレ
スする方法 口）トランスファー成形、インジェクション成形にて予
備成形したのちに焼成する方法ハ）単純形状の焼成物を
つくったのち、その少なくとも２個をろう付けにより接
合して複雑な構造物とする方法 などが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記イの方法は、用いるプレス成形機が高価
であるうえに、金型の関係で複雑な構造物に応用しにく
いという難点がある。また、口の方法は、これを複雑な
構造物に応用すると、トランスファー成形やインジェク
ション成形時に金属粉末を金型へ充填する際の充填性に
問題が生じやすく、この場合金属構造物に部分的に密度
の不均一な部分が生じて製品としての信頼性に欠けるこ
とになる。さらに、ハの方法は、焼成物を個々につくり
、これをさらにろう付けしなければならないため、熱エ
ネルギー的にもまた作業性の面でも不利となる。

このように、従来公知の方法は、金属構造物の製造方法
として高価となりすぎるかまたは作業性に欠けるという
問題があったり、また複雑な構造物に応用しにくかった
り応用しても製品としての信頼性に劣ったものとなると
いう問題点を有していた。

したがって、この発明は、金属粉末を用いた金属構造物
の製造方法における上記従来の問題点を解消して、安価
にしてかつ作業性にすぐれ、また複雑な構造物にも任意
に応用でき、しかも密度の不均一化などの問題を生じる
ことのない品質安定で信頼性にすぐれた金属構造物の製
造方法を提供することを目的としている。

ｃ問題点を解決するための手段〕 この発明者らは、上記の目的を達成するために一鋭意検
討した結果、金属粉末から未焼成の圧粉体をつくりこの
圧粉体とさらに金属粉末含有の接着−゛ フィルムとを用いることにより、前記従来の問題点をす
べて解消できることを知り、この発明を完成するに至っ
た。

すなわち、この発明は、金属粉末と必要に応じて結合材
とを含む圧粉体の少なくとも２個と、これら圧粉体に介
在させた常温で感圧接着性を有する金属粉末含有の接着
フィルムとからなる積層物を作製し、この積層物を焼成
して金属積層構造物とすることを特徴とする金属積層構
造物の製造方法に係るものである。

このように、この発明においては、金属粉末から少なく
とも２個の圧粉体をつくりこれら圧粉体を金属粉末含有
の接着フィルムで貼り合わせて積層物とし、これを焼成
することによって、所凪形状、所望大きさの金属積層構
造物とするものであり、前記従来のイの方法の如き高価
なプレス成形機を必要とせず、また前記従来のハの方法
の如き二度にわたる焼成やさらにろう付は工程を要する
ことなく一度の焼成で目的とする構造物を得ることがで
きるから、金属構造物を安価にしてかつ作業性良好に製
造できるという利点がある。

また、貼り合わせるべき圧粉体の形状、大きさ。

個数を任意に設定することにより、複雑な形状の構造物
でも容易に製造でき、しかもその際に前記従来の口の方
法の如き密度の不均一な部分を生じることがなく、構造
物全体として均一な密度を有する品質の安定したものを
信頼性良好に製造できるという利点もある。

〔発明の構成・作用〕

この発明においては、まず金属粉末と必要に応じて結合
材とを含む少なくとも２個の圧粉体を作製する。この圧
粉体の形状、大きさは目的とする構造物に応じて適宜法
めることができ、その際各圧扮体の形状、大きさは積層
可能な面を有する限り同一であっても異なっていてもよ
い。圧粉体がたとえばシート状である場合の通常厚みと
しては０．１〜５０調程度が適当である。

金属粉末としてはこれが焼結可能なものであればＦｅ系
、Ｎｉ系、Ｃｕ系金属などのいかなるものであってもよ
く、また機械材料、電気材料、磁気材料、超硬工具材料
などのいずれの用途のものであってもよい。粒子径とし
ては平均粒子径が０゜１〜１００μ程度であるのが望ま
しい。

上記の金属粉末とともに結合材を使用してもよく、この
結合材としてはセルロース、アクリル系樹脂、ポリオレ
フィン系樹脂などの各種樹脂またはゴム質ポリマーが好
ましく用いられる。この結合材の使用量は圧粉体全体の
３０重量％以下であるのがよく、これより多くなりすぎ
ると最終製品の密度や品質に好結果を得にくい。

圧粉体の作製方法としては、圧縮成形機による方法が一
般的であるが、他の方法であっても差し支えない。

この発明においては、ついで上記の如く作製された圧粉
体同志を雨間に金属粉末含有の接着フィルムを介在させ
て接着一体化して積層物とする。

第１図はこの積層物の一例を示したもので、図中、１．
２は圧粉体、３は金属粉末含有の接着フィルム、４はこ
れら構成要素からなる積層物である。

金属粉末含有の接着フィルムは、シリコーン樹脂などで
離型処理を施したポリエステルフィルム上にポリ（メタ
）アクリル酸アルキルエステル系やゴム系などの各種樹
脂を主成分とし、これに金属粉末を添加した室温で感圧
接着性を有する接着剤組成物をロールコータ法などの適
宜の手段で塗工することにより、得ることができる。

上記の接着剤組成物に含ませる金属粉末としては、前述
した圧粉体の作製に用いた金属粉末と同じ組成を有する
ものか、あるいは上記粉末よりも軟化温度の低いもので
あればよい。これら金属粉末の平均粒子径は前記同様０
．１〜１００μ程度であるのがよい。金属粉末の使用量
は、接着フィルム全体の１０〜８０重量％程度となる割
合とするのが望ましく、過少では圧粉体間の層間密着性
や層間強度が低下するおそれがあり、逆に過多となると
フィルム形成性に劣るなどの問題がある。

接着フィルムの厚みとしては、一般に２００μ以下、好
ましくは５〜１００μ程度であるのがよい。この厚みが
薄くなりすぎると接着力が低下する傾向があり、また厚
くなりすぎると焼成時に圧粉体間にボイドやふくれを生
じやすくなって、層間密着性を損なう右それがあるため
、いずれも好ましくない。

このような接着フィルムを離型フィルムと一体に所定の
形状に打ち抜き成形し、離型フィルムを剥がしながら前
記圧粉体のひとつに貼り合わせ、この上に他の圧粉体を
重ね合わせ、必要に応じて圧着することにより、第１図
に示されるような積層物とすることができる。

このようにして積層物を得たのち、焼成工程に供して高
温下で焼成処理することにより、第２図に示されるよう
に、接着フィルム中の樹脂分またはこれと圧粉体中に含
まれることのある結合材とが炭化消失し、圧粉体１，２
が焼結体１０．２０に変換されるとともにこれら両者間
に接着フィルム中の金属粉末が一体的に焼成結合されて
、上記焼結体１０．２０の密着性にすぐれかつ接合強度
の大きな金属積層構造物４０が得られる。

上記の焼成工程での加熱温度は、圧粉体および接着フィ
ルム中の金属粉末の種類によって５概に決められないが
、一般には８００〜１，５００°Ｃ程度の範囲で上記粉
末の種類に応じて適宜設定すればよい。焼成時の雰囲気
としては、金属粉末の皿類にもよるが、通常は真空系や
水素ガス雰囲気などの非酸化性ガス雰囲気とすればよい
。

なお、第１，２図では、圧粉体を２個積層した態様を示
しているが、圧粉体の積層個数は任意である。すなわち
、３個以上積層する場合でも、各圧粉体間に前記同様の
金属粉末含有の接着フィルムを介在させて前記同様の手
法をとることにより、複雑形状の金属積層構造物を容易
に製造できる。

これらの構造物の場合でも、各層間での密着性や層間強
度にすぐれ、また密度などの均一性にすぐれた高品質の
ものとなることはいうまでもない。

なおまた、前記の接着フィルムは、圧粉体の積層面全面
に設けるのではなく、必要に応じてその一部にのみ局部
的に設けるようにしても差し支えない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明においては、少なくとも２個の
金属圧粉体を金属粉末含有の接着フィルムにて貼り合わ
せこれを焼成して金属積層構造物とするようにしたこと
により、上記構造物の製造コストの低減と作業性の改善
とを図れるうえに、複雑の構造物であっても容易に製造
でき、またその品質の安定化も図れるなど前記従来方法
の問題点をすべて解消することができる。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下において部とあるは重量部を意味する
。

実施例１ 平均粒子径３０ｐのＮｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ５（Ｊ
ＩＳ規格）粉末をトランスファー成形機で圧縮成形して
、厚さ１０朋、直径１００顛の圧粉体と厚さ５　ｒｒｔ
ｒｓ　＋直径５０顧の圧粉体とを作製した。

前者の圧粉体の密度は５．８ｙ／ｃＪ、後者の圧粉体の
密度は５．７ｙ／ｃｎｆであった。

一方、シリコーン樹脂で離型処理を施したポリエステル
フィルム上に、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステ
ルを樹脂分とし、この樹脂分１００部に上記圧粉体に用
いたものと同じ合金粉末８０部を添加した常温で感圧接
着性を有する接着剤組成物を乾燥厚みが３０μとなるよ
うに塗工して金属粉末含有の接着フィルムを得、これを
直径５０朋の大きさに打ち抜き成形した。

つぎに、この接着フィルムを離型フィルムを剥がしなが
ら、厚さ５謂、直径５０朋の前記圧粉体に貼り合わせ、
その上に厚さ１０　ｍｍ　、直径１００馴の前記圧粉体
を中心部が一致するように重ね合わせて圧着することに
より、積層物とした。この積層物を真空雰囲気下２０°
Ｃ／分の速度で１，０６０°Ｃまで昇温加熱し、この温
度で２０分間保持したのち徐冷し、焼成処理を完了した
。

このようにして得られた金属積層構造物は、層間密着性
および眉間強度にすぐれ、また密度の一定した高品質の
焼結体からなるものであった。

実施例２ 金属粉末含有の接着フィルムにおける合金粉末の含有量
を、樹脂分１００部に対して４０部となるように変更し
た以外は、実施例１と同様にして金属積層構造物を製造
したところ、実施例１と同様の高品質の上記構造物を得
ることができた。

実施例３ 平均粒子径４０μのＣｏ基自溶性合金ＭＳＦＣｏｌ（Ｊ
ＩＳ規格）粉末を用いた以外は、実施例１と同様にして
２個の圧粉体および接着フィルムを作、製した。これら
圧粉体および接着フィルムを用いて実施例１と同様にし
て積層物をつくり、この積層物を水素ガス雰囲気下１０
℃／分の速度で１，１００℃まで昇温加熱し、この温度
で１５分間保持したのち徐冷することにより、金属積層
構造物を製造した。この構造物も実施例１と同様に良好
な品質を有するものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における積層物の一例を示す断面図、
第２図は上記積層物を焼成して得た金属積層構造物の断
面図である。 １．２・・・圧粉体、３・・・接着フィルム、４・・・
積層物、４０・・・金属積層構造物 特許出願人　　日東電気工業株式会社 第１図 ３：藷后フンルム ４：禮慮刈 ４０：滲属Ｍ溝症卯 第２図 狽

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末と必要に応じて結合材とを含む圧粉体の
   少なくとも２個と、これら圧粉体間に介在させた常温で
   感圧接着性を有する金属粉末含有の接着フィルムとから
   なる積層物を作製し、この積層物を焼成して金属積層構
   造物とすることを特徴とする金属積層構造物の製造方法
   。
2. （２）接着フィルム中の金属粉末の含有量が１０〜８０
   重量％である特許請求の範囲第（１）項記載の金属積層
   構造物の製造方法。
3. （３）接着フィルムの厚みが２００μｍ以下である特許
   請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の金属積層
   構造物の製造方法。