JPH01184203A

JPH01184203A - 射出成形用合金粉末

Info

Publication number: JPH01184203A
Application number: JP63009235A
Authority: JP
Inventors: Koshiro Ueda; 上田　公志郎
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1989-07-21

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、射出成形法による焼結部材の製造に適した
合金粉末に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、焼結部品を製造するためには、まず原料粉末を
バインダーと混合してプレス成形し、圧粉体としたのち
、この圧粉体を焼結することにより焼結部品を製造して
いた。しかし、かかる原料粉末とバインダーの混合粉末
をプレス成形して圧粉体とする形状付与方法は、焼結部
品が薄肉または複雑形状の場合には十分な形状付与が行
なわれず、歩留りも悪く、生産性の向上は望めなかった
。

そこで、近年、プラスチックの射出成形法を金属粉末の
部品の形状付与に応用して、複雑形状の一部品の形状付
与した射出成形体を作製し、この射出成形体のバインダ
ーの除去を行なったのち焼結する技術が開発されてきた
。この射出成形に適した粉末は、比較的微細であること
が必要なため、カーボニル法による微細粉末または水ア
トマイズ法による粉末中の微細粉末を篩分して得られた
微細粉末が用いられている。上記射出成形用に適した粉
末の形状は流動性の点から球形が好ましいことが知られ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、カーボニル粉末を使用する場合には、粉末が高
価であり、かつ合金部材を製造する場合には合金成分の
粉末を添加混合する必要があるので、合金成分の偏析や
、焼結時の合金成分の拡散が不十分になり、所望の特性
が得られないことがある。

一方、水アトマイズ法による合金粉末を使用する場合に
は、射出成形に適した粒径の粉末の歩留りが低いため、
やはり原料粉末が高価になる。

これらの欠点を解決する粉末として、比較的安価で合金
成分の偏析がなく、焼結時に合金成分の拡散が十分に得
られる共還元粉末が考えられる。

ところが、通常の共還元粉末は、焼結性を向上させるた
めに、比較的高温で還元して酸素含有量を低くしている
ため微細な一次粒子は二次粒子を形成しやすく、かかる
二次粒子の存在は粉末の流動性を低下させるため射出成
形性を悪化させ、この二次粒子をボールミル等で粉砕し
ても完全には粉砕されず、偏平粒子が生成し、かかる偏
平粒子の存在する共還元粉末も流動性が悪いために射出
成形性は低くなるという問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上記二次粒子を偏平粒子の生成
なく粉砕して、平均粒径：１〜３０ａｍの微粉末とする
ことができるならば、共還元粉末であっても射出成形性
は向上するという考えのもとｉ、５、この共還元粉末の
二次粒子を容易に解砕できるようにするため種々の研究
を行なった結果、酸素含有量＝０．８〜３重量％の共還
元粉末は、二次粒子が生成しても、二次粒子の粉砕によ
り偏平粒子が生成することなく容易に解砕することがで
き、射出成形時の流動性のすぐれた粉末を製造すること
ができるという知見を得たのである。

この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、合金成分となる各金属元素の酸化物粉末と炭素粉末との
混合粉末を還元して得られる平均粒径：１〜３０μｍの
合金粉末であって、酸素含有量：０．８〜３重量％の射
出成形用合金粉末に特徴を有するものである。

つぎに、この発明の射出成形用合金粉末の平均粒径およ
び酸素含有量の限定理由について述べる。

（１）平均粒径金属粉末は多量（一般には４０ｖｏ、ｌ）％程度）の樹
脂等のバインダーと混練した後、射出成形されるが、粉
末の平均粒径が３０如を越えると所望の流動性が得られ
ず、金型のキャビティ内に十分充填されず、また、脱脂
後の粉末間の接触が少なくなって、形状の維持が困難と
なる。一方、平均粒径がＩＪｌｊｎ未満となると多量の
バインダーの除去が困難となって、脱脂に長時間を要し
たり、成形体にクラックやふくれを生じる。

したがって、この発明の射出成形用合金粉末の平均粒径
：１〜３０血と定めた。

（２）酸素含有量共還元粉末は、従来、一般のプレス成形、焼結工程によ
り真密度に近い焼結体としていたので、焼結体中に空孔
を残留させないためには、焼結過程で粉末中の酸素が炭
素によって還元されて生じるガスの発生をできるだけ少
なくする必要があり、このため粉末中の酸素含有量はで
きるだけ低く抑えられていた。しかし、このような低酸
素粉末では、既述のように二次粒子が強固となって粉砕
されにくい。すなわち粉末の酸素含有量を０．８重量％
未満とすると二次粒子の解砕が困難となり、所望の流動
性を有する粉末が得られない。一方その量が３重量％を
越えると、高温まで還元ガスによるガスが発生し、焼結
体中に空孔が残留しやすくなり、合金特性が低下する。

なお、通常のプレス成形では、成形密度比が約７０〜８
０％と高いため、酸素含有量が高いと上記のように焼結
時に発生する還元ガスが抜けに＜＜、焼結体中に空孔が
残留しやすいが、射出成形では成形体密度比が約６０％
と低く、発生した還元ガスが抜けやすいので、０．８〜
３重量％程度の高い酸素量でも焼結体に空孔が残らない
。

〔実　施　例〕

つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。

（１）原料粉末として、Ｃｒ：４％、Ｍｏ　：　５％。

Ｗ：６％、ｖ：２％、Ｃ：１％、残部二Ｆｅおよび不可
避不純物からなる成分組成（以上重量％）を有するＦｅ
基共還元粉末を用意し、還元温度を変えて酸素含有量を
それぞれ第１表に示されるように調整した。

得られた粉末をボールミルを用いて１０時間解砕した。

解砕後の粉末の平均粒径も第１表に示した。

これら粉末に、酸素含有量相当の炭素粉末を添加した後
、４０ｖｏ、Ｑ％の有機バインダー（具体的には、パラ
フィン、ワックス等）を加熱混練し、射出成形用の混合
原料を得、これら混合原料を第１図の射出成形体に射出
成形した。

第１図は、射出成形体の斜視図、第２図は、射出成形体の平面図、第３図は、射出成形体の側面図、である。この射出成形体は、クサビ形をしており、上記
第２図および第３図において、ａ　：　１０ｍｍＸｂ　
：　６ｍｍＸ　Ｃ：　３ｍｍＸ　ｄ　：　２０ｍｍの寸
法を有し、α：１５度、β：３０度の傾斜角度をもつ先
端部を有している。

かかる射出成形体の成形状態を調べ、この射出成形体を
水素気流中で脱脂してから、真空中、温度：　１２３０
℃、１時間保持の条件で焼結した。上記射出成形体の成
形状態、焼結体の密度比および空孔分布状態についても
調べて、それらの結果を第１表に示した。

（２）原料粉末として、Ｃｒ：３０％、Ｗ：１２．５％
。

Ｃ：　２．５％、残部：Ｃｏおよび不可避不純物からな
る成分組成（以上重量％）を有するＣｏ基共還元粉末を
用意し、還元温度を変えて酸素含有量をそれぞれ第２表
に示されるように調整した。

得られたＣｏ基共還元粉末を、ボールミルを用いて１０
時間解砕し、第２表に示される平均粒径を有する粉末を
得た。

これら粉末に、酸素含有量相当の炭素粉末を添加したの
ち、４５ｖｏρ％の有機バインダー（具体的にはパラフ
ィン、ワックス等）を加熱混練し、射出成形用の混合原
料を得た。ついでこれらの混合原料を上記実施例（１）
で射出成形した条件と全く同一の条件で射出成形し、射
出成形体の成形状態を調べ、全く同様の方法で第１図に
示す脱脂体を得た。上記脱脂体を、真空中、温度：　１
２５０℃、１時間保持の条件で焼結し、焼結体の密度比
および空孔状態を調べた。

上記射出成形体の成形状態、焼結体の密度比および空孔
状態を調べた結果も第２表に示した。

〔発明の効果〕

第１表および第２表から明らかなように、平均粒径：１
〜３０ＩＩＪｎで酸素含有量二０．８〜３重量％の共還
元粉末は、射出成形時の流動性にすぐれており、たとえ
二次粒子が生成しても、酸素含有量が０．８〜３重量％
の範囲内にあると平均粒径：１〜３０如に容易に解砕す
ることができ、射出成形時の流動性にすぐれた粉末とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、射出成形体の斜視図、第２図は、射出成形体の平面図、第３図は、射出成形体の側面図、である。年３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）合金成分となる各金属元素の酸化物粉末と炭素粉
末との混合粉末を還元して得られる平均粒径：１〜３０μｍ、の合金粉末であって、酸素含有量：０．８〜３重量％であることを特徴とする射出成形用合金粉末。