JP6373955B2 - 顆粒を利用した耐熱部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一観点は顆粒を利用した耐熱部品の製造方法に関するものである。図3は本発明の一実施形態に係る耐熱部品の製造方法を示した図面である。前記図3を参照すれば、前記耐熱部品の製造方法は、(S10)顆粒製造段階;(S20)成形体製造段階;(S30)焼結体製造段階;及び(S40)切削段階;を含む。
前記段階は金属粉末及びスラリー材料を含む混合物をディスクが具備されたハウジングの中に噴射し、前記ディスクを回転させて顆粒を製造する段階である。
前記段階は金属粉末及びスラリー材料を含む混合物を製造する段階である。
一実施形態において、前記金属粉末の平均径は0.01μm〜50μmであり得る。一方、本発明で前記「径」は前記金属粉末の最大長さと定義する。前記平均径の金属粉末を適用する時、球形の顆粒を容易に製造することができ、前記顆粒を金型に均一に充填可能であり、機械的物性が優秀な耐熱製品の製造が可能である。
前記スラリー材料は、前記混合物の流動性を確保して前記金属粉末をハウジングに噴射できるようにする。
前記溶媒は前記混合物の流動性及び混合性を確保する目的で含まれ得る。一実施形態において、前記溶媒は揮発性であり得る。本明細書で、前記用語「揮発性」は、溶媒が後述する熱風を利用した乾燥の時、70℃〜200℃の温度範囲で蒸発することを意味する。
前記バインダーは、前記金属粉末がかたまって顆粒を形成する目的で含まれ得る。一実施形態において、前記バインダーはポリビニルブチラール(polyvinyl butyral、PVB)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol、PVA)、ワックス(Wax)、及びポリエチレングリコール(polyethylene glycol、PEG)のうち一つ以上を含むことができる。前記バインダーを含む時顆粒形成効果が優秀であり得る。
前記段階はディスクが具備されたハウジングに前記混合物を噴射し、前記ディスクを回転させて前記溶媒を乾燥させて顆粒を製造する段階である。
前記段階は前記顆粒を金型に充填し圧縮成形して成形体を製造する段階である。一実施形態において、プレス金型に所定形態のインゴットとなるように充填して圧縮成形することができる。
前記段階は前記成形体を焼結炉で焼結させた後冷却して焼結体を製造する段階である。
前記段階は、前記焼結体を切削して寸法を調節する段階である。一実施形態において、焼結体製造段階で製造された焼結体を目的とする寸法を有するように切削して前記焼結体の寸法を調整することができる。
本発明の他の観点は前記顆粒を利用した耐熱部品の製造方法によって製造された耐熱部品に関するものである。
[実施例1]
下記の表1のような含量の金属粉末、ポリビニルブチラール及びエタノールを含む混合物を製造した。体積が1000mlである容器とボールミルを用意した。前記金属粉末とポリブチラール及びエタノールを下記の表1の条件で適用して常温で1時間の間混合して混合物を製造した。
下記の表2のような条件の成分及び含量を適用した混合物を適用したことを除いては前記実施例1と同じ方法で耐熱部品を製造した。
前記圧縮成形時に600MPa(6.12ton/cm2)の圧力で圧縮成形したことを除いては前記実施例1と同じ方法で耐熱部品を製造した。
前記圧縮成形時に600MPa(6.12ton/cm2)の圧力で圧縮成形したことを除いては前記実施例2と同じ方法で耐熱部品を製造した。
前記ハウジングに65℃の熱風を供給して顆粒を製造したことを除いては前記実施例1と同じ方法で耐熱部品を製造した。
前記ハウジングに215℃の熱風を供給して顆粒を製造したことを除いては前記実施例1と同じ方法で耐熱部品を製造した。
(1)相対密度、収縮率、見かけ密度及び顆粒回収率測定:前記実施例1〜4及び比較例1〜2に対して、製造された耐熱部品の相対密度(relative density)、収縮率(linear shrinkage)、見かけ密度(g/cc)及び顆粒回収率(%)を下記の表3に示した。
(付記1)
金属粉末及びスラリー材料を含む混合物をディスクが具備されたハウジングの中に噴射し、前記ディスクを回転させて顆粒を製造する段階;
前記顆粒を圧縮成形して成形体を製造する段階;
前記成形体を1000℃〜1600℃で焼結して焼結体を製造する段階;並びに
前記焼結体を切削して寸法を調節する段階;を含み、
前記ハウジングは密閉されて70℃〜200℃の熱風が供給される、
ことを特徴とする耐熱部品の製造方法。
前記金属粉末は、炭素(C):0.1重量%〜3重量%、シリコン(Si):0超過5重量%以下、マンガン(Mn):0超過15重量%以下、リン(P):0超過1重量%以下、硫黄(S):0超過1重量%以下、ニッケル(Ni):0超過90重量%以下、鉄(Fe):0超過50重量%以下、及びクロム(Cr):0超過50重量%以下を含む、ことを特徴とする付記1に記載の耐熱部品の製造方法。
前記顆粒の平均径が20μm〜200μmである、ことを特徴とする付記1に記載の耐熱部品の製造方法。
前記金属粉末の平均径は0.01μm〜50μmであり、前記金属粉末の径分布は0.001μm〜100μmである、ことを特徴とする付記1に記載の耐熱部品の製造方法。
前記混合物は固相率(S/L)が10体積%〜45体積%である、ことを特徴とする付記1に記載の耐熱部品の製造方法。
前記ディスクの回転速度は4000rpm〜20000rpmである、ことを特徴とする付記1に記載の耐熱部品の製造方法。
前記スラリー材料は溶媒及びバインダーを含む、ことを特徴とする付記1に記載の耐熱部品の製造方法。
前記溶媒は水、ヘキサン、アセトン及び炭素数1〜10のアルコールのうち一つ以上を含む、ことを特徴とする付記7に記載の耐熱部品の製造方法。
前記バインダーはポリビニルブチラール(polyvinyl butyral、PVB)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol、PVA)、ワックス(Wax)及びポリエチレングリコール(polyethylene glycol、PEG)のうち一つ以上を含む、ことを特徴とする付記7に記載の耐熱部品の製造方法。
前記圧縮成形は0.1ton/cm2〜10ton/cm2の圧力で遂行される、ことを特徴とする付記1に記載の耐熱部品の製造方法。
Claims (7)
- 金属粉末及びスラリー材料を含む混合物をディスクが具備されたハウジングの中に噴射し、前記ディスクを回転させて顆粒を製造する段階;
前記顆粒を圧縮成形して成形体を製造する段階;
前記成形体を1000℃〜1600℃で焼結して焼結体を製造する段階;並びに
前記焼結体を切削して寸法を調節する段階;を含み、
前記ハウジングは密閉されて70℃〜200℃の熱風が供給され、
前記金属粉末は、炭素(C):0.1重量%〜3重量%、シリコン(Si):0超過5重量%以下、マンガン(Mn):0超過15重量%以下、リン(P):0超過1重量%以下、硫黄(S):0超過1重量%以下、ニッケル(Ni):0超過90重量%以下、鉄(Fe):0超過50重量%以下、及びクロム(Cr):0超過50重量%以下を含み、
前記混合物は固相率(S/L)が10体積%〜45体積%であり、
前記ディスクの回転速度は4000rpm〜20000rpmである、
ことを特徴とする耐熱部品の製造方法。 - 前記顆粒の平均径が20μm〜200μmである、ことを特徴とする請求項1に記載の耐熱部品の製造方法。
- 前記金属粉末の平均径は0.01μm〜50μmであり、前記金属粉末の径分布は0.001μm〜100μmである、ことを特徴とする請求項1に記載の耐熱部品の製造方法。
- 前記スラリー材料は溶媒及びバインダーを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の耐熱部品の製造方法。
- 前記溶媒は水、ヘキサン、アセトン及び炭素数1〜10のアルコールのうち一つ以上を含む、ことを特徴とする請求項4に記載の耐熱部品の製造方法。
- 前記バインダーはポリビニルブチラール(polyvinyl butyral、PVB)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol、PVA)、ワックス(Wax)及びポリエチレングリコール(polyethylene glycol、PEG)のうち一つ以上を含む、ことを特徴とする請求項4に記載の耐熱部品の製造方法。
- 前記圧縮成形は0.1ton/cm2〜10ton/cm2の圧力で遂行される、ことを特徴とする請求項1に記載の耐熱部品の製造方法。
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