JPS62250102A - 超硬合金又はサ−メツト合金物品の製造法 - Google Patents
超硬合金又はサ−メツト合金物品の製造法Info
- Publication number
- JPS62250102A JPS62250102A JP61093686A JP9368686A JPS62250102A JP S62250102 A JPS62250102 A JP S62250102A JP 61093686 A JP61093686 A JP 61093686A JP 9368686 A JP9368686 A JP 9368686A JP S62250102 A JPS62250102 A JP S62250102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cemented carbide
- alloy article
- manufacturing
- cermet alloy
- binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011195 cermet Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 3
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims abstract description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims abstract 2
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 13
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 6
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 5
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 17
- 239000003232 water-soluble binding agent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- FLKPEMZONWLCSK-UHFFFAOYSA-N diethyl phthalate Chemical compound CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC FLKPEMZONWLCSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 3
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 2
- 241000723353 Chrysanthemum Species 0.000 description 1
- 235000007516 Chrysanthemum Nutrition 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超硬合金またはサーメット合金粉末を有機バ
インダー他の物質と混合混練後、射出成形法によって、
所望する製品と相似形の物品を成形し、バインダー他を
除去後、焼結法によって圧密化し、高精度で複雑形状を
有する超硬合金またはサーメット合金物品の製造法に関
する。
インダー他の物質と混合混練後、射出成形法によって、
所望する製品と相似形の物品を成形し、バインダー他を
除去後、焼結法によって圧密化し、高精度で複雑形状を
有する超硬合金またはサーメット合金物品の製造法に関
する。
超硬合金またはサーメット合金粉末をプレス成形、CI
P成形等の手法で成形後焼結法によって圧密し、所望す
る製品形状と特性を有する合金物品を得る粉末冶金製品
は広く知られている。しかしこれらの成形手法では、例
えばプレス成形法では一軸方向で成形できる形状製品し
か製造できないこと、CIP成形では3次元形状品が成
形できるがゴム型中で成形される為、精度が上らないこ
とや、量産がむつかしい等の問題点がある。然るに近年
プラスチックの射出成形の発展によって、金属又は合金
粉末をプラスチックと混練後射出成形し、複雑形状物品
を高精度で成形する手法が開発された。成形後バインダ
ーのプラスチックは、熱分解や化学的手法で除去され、
焼結で圧密化されるが、使用するバインダーの選択が成
形性と脱バインダー性にきわめて大きな影響を及ぼす。
P成形等の手法で成形後焼結法によって圧密し、所望す
る製品形状と特性を有する合金物品を得る粉末冶金製品
は広く知られている。しかしこれらの成形手法では、例
えばプレス成形法では一軸方向で成形できる形状製品し
か製造できないこと、CIP成形では3次元形状品が成
形できるがゴム型中で成形される為、精度が上らないこ
とや、量産がむつかしい等の問題点がある。然るに近年
プラスチックの射出成形の発展によって、金属又は合金
粉末をプラスチックと混練後射出成形し、複雑形状物品
を高精度で成形する手法が開発された。成形後バインダ
ーのプラスチックは、熱分解や化学的手法で除去され、
焼結で圧密化されるが、使用するバインダーの選択が成
形性と脱バインダー性にきわめて大きな影響を及ぼす。
本発明はバインダーの使用量が少なく、成形後の強度が
高く、且つ容易に脱バインダーが可能なバインダー組成
と成形製品の製造法を提供することにある。
高く、且つ容易に脱バインダーが可能なバインダー組成
と成形製品の製造法を提供することにある。
金属又は合金粉末を射出成形後、焼結して圧密する際に
有用なバインダーとしては、いくつかの技術が公知であ
る。
有用なバインダーとしては、いくつかの技術が公知であ
る。
例えば特公昭51−29170は窯業原料とアククチツ
クポリプロピレン、ワックス、パラフィン等の潤滑材、
ジエチルフタレート等の可塑剤を配合した射出成形用組
成物、特開55−113511にはセラミックス粉末或
は金属粉末に熱可塑性樹脂とシラン系カップリング剤又
はチタン系カンプリング剤を混合して、射出又は押出成
形する方法、特開59−229403には金属焼結部材
の製造法として、エチレン酢酸ビニール共重合体および
低密度ポリエチレンのうちの一種又は二種を30〜50
%、メタクリル酸エステル共重合体を19〜32%、ジ
ブチルフタレート、ジエチルフタレートおよびステアリ
ン酸のうちの一種を7〜13%、パラフィンワックスを
残部からなる配合組成をもつことを特徴とする射出成形
用バインダー等数多くのバインダーが開示されている。
クポリプロピレン、ワックス、パラフィン等の潤滑材、
ジエチルフタレート等の可塑剤を配合した射出成形用組
成物、特開55−113511にはセラミックス粉末或
は金属粉末に熱可塑性樹脂とシラン系カップリング剤又
はチタン系カンプリング剤を混合して、射出又は押出成
形する方法、特開59−229403には金属焼結部材
の製造法として、エチレン酢酸ビニール共重合体および
低密度ポリエチレンのうちの一種又は二種を30〜50
%、メタクリル酸エステル共重合体を19〜32%、ジ
ブチルフタレート、ジエチルフタレートおよびステアリ
ン酸のうちの一種を7〜13%、パラフィンワックスを
残部からなる配合組成をもつことを特徴とする射出成形
用バインダー等数多くのバインダーが開示されている。
これらはいづれもプラスチックと称される熱可塑性又は
熱硬化性樹脂を粘結剤とし、可塑剤、潤滑剤等を適宜配
合したもので、原料粉末対比容量比で通常50%がバイ
ンダーで占められ、重量比では5〜15%を使用する。
熱硬化性樹脂を粘結剤とし、可塑剤、潤滑剤等を適宜配
合したもので、原料粉末対比容量比で通常50%がバイ
ンダーで占められ、重量比では5〜15%を使用する。
これらのバインダーはセラミックスの場合は酸化性雰囲
気、金属粉末の場合は非酸化性雰囲気中でプラスチック
の熱分解を利用して除去されるが、脱バインダ一時のク
ランクの発生やクリープ変形を防止する為に通常20℃
/ Hr以下の加熱速度しかとれない為に脱バインダー
に400r以上、長い場合は100Hrにも及ぶ時間を
必要とし、工業的に事実上不可能な工数とエネルギーを
消費せざるを得ない実情にある。有機溶剤を使って、化
学的にバインダーを除去する手法も提案されているが、
成形体が脆弱化し、ハンドリングが困難となる。さらに
は高価なプラスチック樹脂を重量比で10%前後も使用
し、且つ脱バインダ一時に回収できないために製品コス
トが著しく上昇する問題点が存在する。
気、金属粉末の場合は非酸化性雰囲気中でプラスチック
の熱分解を利用して除去されるが、脱バインダ一時のク
ランクの発生やクリープ変形を防止する為に通常20℃
/ Hr以下の加熱速度しかとれない為に脱バインダー
に400r以上、長い場合は100Hrにも及ぶ時間を
必要とし、工業的に事実上不可能な工数とエネルギーを
消費せざるを得ない実情にある。有機溶剤を使って、化
学的にバインダーを除去する手法も提案されているが、
成形体が脆弱化し、ハンドリングが困難となる。さらに
は高価なプラスチック樹脂を重量比で10%前後も使用
し、且つ脱バインダ一時に回収できないために製品コス
トが著しく上昇する問題点が存在する。
かかる問題点の為、セラミックスおよび金属の両分野に
おいて、射出成形法の利点は認められながらも、実際は
ほとんど実施されていない。
おいて、射出成形法の利点は認められながらも、実際は
ほとんど実施されていない。
本発明の目的は前述の問題点を完全に解消し高精度で複
雑形状を有する超硬又はサーメット合金物品を20 ’
C/ Hr以上の脱脂加熱速度で経済的に生産する為の
手法を(に供するごとにある。
雑形状を有する超硬又はサーメット合金物品を20 ’
C/ Hr以上の脱脂加熱速度で経済的に生産する為の
手法を(に供するごとにある。
本発明は、複数種の水溶性バインダーを用い、それぞれ
に結合剤、可塑剤、離型性等の作用を発揮せしめ極少の
バインダー量で健全な成形体を得ること、並びに脱バイ
ンダー速度を速くすることを達成するものである。射出
成形法においては型内でマテリアルハンドリングが可能
な強度を有する強固な成形体を得ることがその基本とな
る。この為に結合剤としてメチルセルロースが添加され
るがその種類を特定することが肝要である。すなわちメ
チルセルロースはそれに含まれるグリコース残基中に3
個のOH基を有し、その内約2個が重量比で27.5〜
31.5%の範囲でメトキシ基(−QC)13)で置換
されたものを使用する。該メチルセルロースは重量比で
0.5〜5.0%の1=’QD!+で含有させる。この
種のメチルセルロースはゲル化現象によって30℃以上
で硬化現象を示し、これは熱硬化性樹脂と同様の手法で
成形に利用できる。ゲル化強度は重合度の高い(分子量
が大きい)メチルセルロースはど強くなるが、射出成形
に用いる場合重合度が3j 0以上(分子量で63.0
00)の品種を用いることが好ましい。添加量は成形体
の肉厚、形状、原料粉末の諸元によって異なるが0.5
%以下では結合力が不十分で、5.0%以上では成形体
強度は上るが脱バインダーが困難となり、経済的にも不
利である。
に結合剤、可塑剤、離型性等の作用を発揮せしめ極少の
バインダー量で健全な成形体を得ること、並びに脱バイ
ンダー速度を速くすることを達成するものである。射出
成形法においては型内でマテリアルハンドリングが可能
な強度を有する強固な成形体を得ることがその基本とな
る。この為に結合剤としてメチルセルロースが添加され
るがその種類を特定することが肝要である。すなわちメ
チルセルロースはそれに含まれるグリコース残基中に3
個のOH基を有し、その内約2個が重量比で27.5〜
31.5%の範囲でメトキシ基(−QC)13)で置換
されたものを使用する。該メチルセルロースは重量比で
0.5〜5.0%の1=’QD!+で含有させる。この
種のメチルセルロースはゲル化現象によって30℃以上
で硬化現象を示し、これは熱硬化性樹脂と同様の手法で
成形に利用できる。ゲル化強度は重合度の高い(分子量
が大きい)メチルセルロースはど強くなるが、射出成形
に用いる場合重合度が3j 0以上(分子量で63.0
00)の品種を用いることが好ましい。添加量は成形体
の肉厚、形状、原料粉末の諸元によって異なるが0.5
%以下では結合力が不十分で、5.0%以上では成形体
強度は上るが脱バインダーが困難となり、経済的にも不
利である。
メチルセルロースのみでは可塑性が不足で、これ以外に
可塑剤として多価アルコールエーテル化合物のエステル
、プロピレングリコールおよびポリエチレンオキシドの
一種又は2種以上の混合物を重量比で0.3〜3.0%
添加する。代表的物質としてはグリセリン、プロピレン
グリコールおよびポリエチレングリコールが使用できる
うこれらが0.3%以下では可塑性が不十分で、また3
、 0%以上添加しても添加量に見合う可塑性の向上は
なく不経済であり、脱バイングー上も不利となる。
可塑剤として多価アルコールエーテル化合物のエステル
、プロピレングリコールおよびポリエチレンオキシドの
一種又は2種以上の混合物を重量比で0.3〜3.0%
添加する。代表的物質としてはグリセリン、プロピレン
グリコールおよびポリエチレングリコールが使用できる
うこれらが0.3%以下では可塑性が不十分で、また3
、 0%以上添加しても添加量に見合う可塑性の向上は
なく不経済であり、脱バイングー上も不利となる。
この他、潤滑性の付与並びに離型性を得る為に、水溶性
のワンクスエマルジョン、ステアリン酸エマルジョン、
水溶性アクリル樹脂、およびマイクロクリスタラインの
一種又は複数種の混合物を0.3〜3.0%添加する。
のワンクスエマルジョン、ステアリン酸エマルジョン、
水溶性アクリル樹脂、およびマイクロクリスタラインの
一種又は複数種の混合物を0.3〜3.0%添加する。
金型温度を60℃〜120℃に加熱する為、金型中で急
激な水分の蒸発と飛散が発生し易い。コンパウンド (
混練体)の水分量が多いと、成形体のクラックの発生を
防止することがむつかしく、可能な限り含水量を減少さ
せることが必要になる。
激な水分の蒸発と飛散が発生し易い。コンパウンド (
混練体)の水分量が多いと、成形体のクラックの発生を
防止することがむつかしく、可能な限り含水量を減少さ
せることが必要になる。
この意味でも潤滑剤の添加が必要であるが、0.3%以
下では効果がなく、3.0%以上添加すると脱バインダ
ーが困難となり、経済的に不利となる。
下では効果がなく、3.0%以上添加すると脱バインダ
ーが困難となり、経済的に不利となる。
潤滑剤については多種類の物質が市販されており、その
内容が不明なものも多いが、水溶性のワックスエフ/レ
ジコン(I 京ン由脂(株マクセロンA)、ステアリン
酸エマルジョン(中東油脂Gl菊セロゾール)アクリル
系樹脂(中東油脂(■マーボヅール)、およびマイクロ
クリスタライン(中東油脂ll′@マクセロンM)等が
使用できる。また溶剤としての含水量は前述の如く極力
添加量を少なくすることが好ましい。しかし2.0%以
下では成形に必要な可塑性がまったく得られず、11.
0%以上では粘調となって成形体の強度が不足すること
並びに成形時にクランクが多発する。
内容が不明なものも多いが、水溶性のワックスエフ/レ
ジコン(I 京ン由脂(株マクセロンA)、ステアリン
酸エマルジョン(中東油脂Gl菊セロゾール)アクリル
系樹脂(中東油脂(■マーボヅール)、およびマイクロ
クリスタライン(中東油脂ll′@マクセロンM)等が
使用できる。また溶剤としての含水量は前述の如く極力
添加量を少なくすることが好ましい。しかし2.0%以
下では成形に必要な可塑性がまったく得られず、11.
0%以上では粘調となって成形体の強度が不足すること
並びに成形時にクランクが多発する。
ごれらのバインダーの選定以外に射出成形前のコンパウ
ンドの温度管理がきわめて重要である。
ンドの温度管理がきわめて重要である。
混練から射出成形機のノズル吐出に到る迄の温度を35
℃以下とする必要がある。この温度以上ではメチルセル
ロースのゲル化が進行し均一な混練が不可能である。ま
た成形機内のシリンダ一部の温度も同様な意味で35“
C以下とする必要がある。
℃以下とする必要がある。この温度以上ではメチルセル
ロースのゲル化が進行し均一な混練が不可能である。ま
た成形機内のシリンダ一部の温度も同様な意味で35“
C以下とする必要がある。
成形用金型の温度は成形体強度を上げる為に最低60℃
が必要であり、また120℃を越えると、水分の蒸発が
急激となり、成形体にクラックが発生ずる。このため成
形体の肉厚に応じて金型温度、を適宜選定する。続いて
脱バインダ一工程は、有機バインダーを除去するのはも
ちろん、超硬、1月−ノット合金物品ではC#A整のた
めにも重要な工程である。有機バインダーはCを多量に
含有し、この熱分解は雰囲気と温度によって著しく変動
する。通常バインダーの化学組成によって定まるC含有
量は、焼結後プラスマイナス0.1%以内に規制する必
要がある。大気中での処理が有機バインダーの熱分解が
もっとも速いが、粉末の酸化を生じ実質的にC制御が不
可能となる。真空、不活性ガス、およびH2等の非酸化
性雰囲気中で脱バインダー後、更にH,中で700〜1
000℃の温度範囲でC含有量の再調整を実施する。昇
温速度は成形体の肉厚によって適宜変更する必要がある
が、肉厚10m−以下では50〜b 肉厚10鶴以上では20〜b 度が好ましい。さらに原料粉末の粒径が2μm以下の場
合、より具体的には、1μm以下の通常マイクログレイ
ンと称される超微粒子粉末を出発原料として用いる場合
は、水溶性バインダーを使用しても脱バインダ一時にク
ランクの発生を引き起こすことがある。このような場合
、原料粉末を700〜1200℃の範囲で仮焼し粉砕後
、その粒径を5〜30μmの範囲に調整することが望ま
しい。この処理により超微粒子粉末の肉厚10鳳鳳以上
の厚肉物品でも容易に脱バインダーを行うことができる
。
が必要であり、また120℃を越えると、水分の蒸発が
急激となり、成形体にクラックが発生ずる。このため成
形体の肉厚に応じて金型温度、を適宜選定する。続いて
脱バインダ一工程は、有機バインダーを除去するのはも
ちろん、超硬、1月−ノット合金物品ではC#A整のた
めにも重要な工程である。有機バインダーはCを多量に
含有し、この熱分解は雰囲気と温度によって著しく変動
する。通常バインダーの化学組成によって定まるC含有
量は、焼結後プラスマイナス0.1%以内に規制する必
要がある。大気中での処理が有機バインダーの熱分解が
もっとも速いが、粉末の酸化を生じ実質的にC制御が不
可能となる。真空、不活性ガス、およびH2等の非酸化
性雰囲気中で脱バインダー後、更にH,中で700〜1
000℃の温度範囲でC含有量の再調整を実施する。昇
温速度は成形体の肉厚によって適宜変更する必要がある
が、肉厚10m−以下では50〜b 肉厚10鶴以上では20〜b 度が好ましい。さらに原料粉末の粒径が2μm以下の場
合、より具体的には、1μm以下の通常マイクログレイ
ンと称される超微粒子粉末を出発原料として用いる場合
は、水溶性バインダーを使用しても脱バインダ一時にク
ランクの発生を引き起こすことがある。このような場合
、原料粉末を700〜1200℃の範囲で仮焼し粉砕後
、その粒径を5〜30μmの範囲に調整することが望ま
しい。この処理により超微粒子粉末の肉厚10鳳鳳以上
の厚肉物品でも容易に脱バインダーを行うことができる
。
実施例1
重量比でC5,70%、W 88.8%、Co5.0%
および不可避的不純物からなるWCとCo粉末で、混合
後の平均粒径が5.3μmの原料粉末に重合度460(
分子186000 )のメチルセルロース粉末(信越化
学SM4000)を3.0%添加後、V型ブレンダで3
0分混合した。この後、グリセリン1.0%ワックスエ
マルジョン0.7%および水9.θ%添加後ヘンシェル
ミキサで混練した。混練中のコンパウンドの温度は25
℃以下であった。このコンパウンドを温度93℃に保持
した1、 5φ×1001中の金型に射出圧力200
kg f / c4で射出成形を行った。成形後のグリ
ーン密度は相対密度で54%であった。前記成形体を脱
バインダーのため20Torrの弱真空中で70℃/H
rの昇温速度で500℃迄昇温し、IHr保持後炉冷し
た。
および不可避的不純物からなるWCとCo粉末で、混合
後の平均粒径が5.3μmの原料粉末に重合度460(
分子186000 )のメチルセルロース粉末(信越化
学SM4000)を3.0%添加後、V型ブレンダで3
0分混合した。この後、グリセリン1.0%ワックスエ
マルジョン0.7%および水9.θ%添加後ヘンシェル
ミキサで混練した。混練中のコンパウンドの温度は25
℃以下であった。このコンパウンドを温度93℃に保持
した1、 5φ×1001中の金型に射出圧力200
kg f / c4で射出成形を行った。成形後のグリ
ーン密度は相対密度で54%であった。前記成形体を脱
バインダーのため20Torrの弱真空中で70℃/H
rの昇温速度で500℃迄昇温し、IHr保持後炉冷し
た。
この後H,ガス中にて200℃/Hrの昇温速度で95
0℃迄昇温後炉冷した。C含有量は5.77%を示した
。さらに1(I”Torrの真空中で1450℃X I
Hrの焼結を行った。
0℃迄昇温後炉冷した。C含有量は5.77%を示した
。さらに1(I”Torrの真空中で1450℃X I
Hrの焼結を行った。
焼結後の密度は14.7g/cmで光学顕微鏡下でボイ
ドは存在せず、実質的に真密度であると判断された。硬
さは、HRA87を示し、抗折強度は170にぎf/c
dであった。通常のプレス成形焼結製品と比較して同レ
ベルの機械的性質を有する焼結体を得ることが可能なこ
とが判明した。
ドは存在せず、実質的に真密度であると判断された。硬
さは、HRA87を示し、抗折強度は170にぎf/c
dであった。通常のプレス成形焼結製品と比較して同レ
ベルの機械的性質を有する焼結体を得ることが可能なこ
とが判明した。
実施例2
重量比でC5,61%、Co9.83%、残部Wおよび
不可避的不純物からなる超微粒子超硬合金粉末(WCの
粉末粒径(172# m SCo粉末4.2μmで平均
粒径が2.68μm)に実施例1と同じメチルセルロー
ス粉末(3M4000)を1.8%添加し、V形プレン
ダーで4Hr混合した。この後可塑剤としてプロピレン
グリコール1.2%、ステアリン酸エマルジョン(セロ
ゾール)0.7%、ワックスエマルジョン(マクセロン
)0.7%および水7.0%を添加し、ヘンシェルミキ
サで10分間混練した。さらに連続ニーダ中で3回混練
し、実施例1と同一条件で射出成形を実施した。該成形
体を脱バインダーのためArガス中で昇温速度100℃
/Hrで500℃迄昇温したところ成形体にクランクが
発生したが、30℃/Hrの昇温速度ではクランクの発
生はなかった。この脱バインダー後の前記成形体をH2
ガス中で1000℃迄昇温後炉冷した。この後さらに1
(I”Torrの真空中で1350℃XIHrの焼結
を行った。焼結体の密度は14.0で実質的に真密度で
あり、C含有量は5.60%で、抗折強度は290kg
f/wm”を示した。
不可避的不純物からなる超微粒子超硬合金粉末(WCの
粉末粒径(172# m SCo粉末4.2μmで平均
粒径が2.68μm)に実施例1と同じメチルセルロー
ス粉末(3M4000)を1.8%添加し、V形プレン
ダーで4Hr混合した。この後可塑剤としてプロピレン
グリコール1.2%、ステアリン酸エマルジョン(セロ
ゾール)0.7%、ワックスエマルジョン(マクセロン
)0.7%および水7.0%を添加し、ヘンシェルミキ
サで10分間混練した。さらに連続ニーダ中で3回混練
し、実施例1と同一条件で射出成形を実施した。該成形
体を脱バインダーのためArガス中で昇温速度100℃
/Hrで500℃迄昇温したところ成形体にクランクが
発生したが、30℃/Hrの昇温速度ではクランクの発
生はなかった。この脱バインダー後の前記成形体をH2
ガス中で1000℃迄昇温後炉冷した。この後さらに1
(I”Torrの真空中で1350℃XIHrの焼結
を行った。焼結体の密度は14.0で実質的に真密度で
あり、C含有量は5.60%で、抗折強度は290kg
f/wm”を示した。
実施例3
実施例2で使用したと同じ原料粉末を10−”Torr
の真空中で3Hr仮焼を行った。この後ハンマーミルで
粉砕後手均粒径9.7μmの加工粉末を得た。この粉末
に実施例2と同一のバインダーを用い射出成形を行い該
成形体をArガス中で100’C/ Hrの昇温速度で
500℃迄昇温後同−手法で焼結を行った。抗折強度は
260kgf/m2を示した。
の真空中で3Hr仮焼を行った。この後ハンマーミルで
粉砕後手均粒径9.7μmの加工粉末を得た。この粉末
に実施例2と同一のバインダーを用い射出成形を行い該
成形体をArガス中で100’C/ Hrの昇温速度で
500℃迄昇温後同−手法で焼結を行った。抗折強度は
260kgf/m2を示した。
実施例4
重量比で約TiC70%、 Mz。C18%、Ni12
%を含み、残部不可避的不純物からなるサーメット合金
粉末(平均粒径3.5μm)に、メチルセルロース(3
M8000)を3.5%添加し、V形ミキサーで2Hr
乾式混合を行った。その後グリセリン1.2%、水溶性
アクリル樹脂1.2%、および水10.5%を添加後ヘ
ンシェルミキサーで混練を行った。このコンパウンドを
、14.5φX1201の2枚刃ストレートシャンクの
エンドミル用金型中で成形を行った。金型の温度は10
0″Cで、射出後1分間保持し成形体を取り出した。該
成形体をH2ガス中で、昇温速度75℃/Hrで900
℃迄昇温後炉冷した。さらに10−3Torrの真空中
で1370℃でIHr焼結を行った。焼結体の密度は6
.04で光学顕微鏡下でボイドは観察されず硬さはトI
RA 92.3、抗折強度は90 kg f /龍2
を示した。
%を含み、残部不可避的不純物からなるサーメット合金
粉末(平均粒径3.5μm)に、メチルセルロース(3
M8000)を3.5%添加し、V形ミキサーで2Hr
乾式混合を行った。その後グリセリン1.2%、水溶性
アクリル樹脂1.2%、および水10.5%を添加後ヘ
ンシェルミキサーで混練を行った。このコンパウンドを
、14.5φX1201の2枚刃ストレートシャンクの
エンドミル用金型中で成形を行った。金型の温度は10
0″Cで、射出後1分間保持し成形体を取り出した。該
成形体をH2ガス中で、昇温速度75℃/Hrで900
℃迄昇温後炉冷した。さらに10−3Torrの真空中
で1370℃でIHr焼結を行った。焼結体の密度は6
.04で光学顕微鏡下でボイドは観察されず硬さはトI
RA 92.3、抗折強度は90 kg f /龍2
を示した。
実施例5
実施例2のプロセスで実施例4の金型を用いWC−10
%Coの超微粒子合金のエンドミルを作成した。使用原
料粉末の重量に対する焼結後のエンドミルの重量はスプ
ル・ランナーを除いて95%であった。
%Coの超微粒子合金のエンドミルを作成した。使用原
料粉末の重量に対する焼結後のエンドミルの重量はスプ
ル・ランナーを除いて95%であった。
このエンドミルに最終研削加工を施してエンドミルの完
成品を得た。通常のCIP成形後仮焼し、機械加工後焼
結を行うプロセスの歩留は52%であり、更に43%の
歩留向上を達成した。該エンドミルと実施例4で作成し
たエンドミルおよび通常プロセス材との切削耐久性の比
較試験を実施した。被削材は550c (Ha 225
)で切削速度34 m /win 、−刀送り0.08
mm/刃、切込18龍深さX 2.5 龍巾である。寿
命判断は逃面摩耗(Va)0.3mm時点の切削長であ
る。通常材の切削長は7.5mで、これに対しwc−i
o%CO材は7.0 m 、 TiC−MzoC−Ni
材(実施例4)は9.0mを示した。
成品を得た。通常のCIP成形後仮焼し、機械加工後焼
結を行うプロセスの歩留は52%であり、更に43%の
歩留向上を達成した。該エンドミルと実施例4で作成し
たエンドミルおよび通常プロセス材との切削耐久性の比
較試験を実施した。被削材は550c (Ha 225
)で切削速度34 m /win 、−刀送り0.08
mm/刃、切込18龍深さX 2.5 龍巾である。寿
命判断は逃面摩耗(Va)0.3mm時点の切削長であ
る。通常材の切削長は7.5mで、これに対しwc−i
o%CO材は7.0 m 、 TiC−MzoC−Ni
材(実施例4)は9.0mを示した。
以上述べたように本発明の水溶性バインダーを用いるこ
とにより、射出成形法で複雑形状品の超硬合金又はサー
メット合金物品を、従来法より蟲かに高歩留でかつ高生
産性で製造することが可能である。対象とする合金系は
、通常超硬合金又はサーメットと称される合金金てに適
用できることはいうまでもない。
とにより、射出成形法で複雑形状品の超硬合金又はサー
メット合金物品を、従来法より蟲かに高歩留でかつ高生
産性で製造することが可能である。対象とする合金系は
、通常超硬合金又はサーメットと称される合金金てに適
用できることはいうまでもない。
手続補正書
62.3.6
昭和 年 月 日
特許庁長官 黒田明雄殿 ・・″
L$件の表示
昭和61年 特許願 第93686号
2、発 明 の 名 称 超硬合金又はサーメット合
金物品の製造法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号
名 称 (508) 日立金属株式会社電
話 東京284−4642 、’7’、4、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。
金物品の製造法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号
名 称 (508) 日立金属株式会社電
話 東京284−4642 、’7’、4、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。
5、補正の内容
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、超硬合金又はサーメット合金粉末を、有機バインダ
ーと混合・混練後、射出成形法によって所望する最終製
品の形状と相似形の成形体を得た後、前記有機バインダ
ーを除去し、焼結法によって実密体を得る合金物品の製
造方法において、使用する有機バインダーがメチルセル
ロースの一種類であり、そのメチルセルロースはそれに
含まれるグルコース残基中に3個のOH基を有し、その
うち約2個が重量比27.5〜31.5%の範囲でメト
キシ基(−OCH_3)で置換されたものであり、該メ
チルセルロースを重量比で0.5〜5.0%含有し、そ
の他に、多価アルコールエーテル化合物のエステル・プ
ロピレングリコールおよびポリエチレンオキシドの一種
又は2種以上の混合物を重量比で0.3〜3.0%と、
ワックスエマルジョン、ステアリン酸エマルジョン、水
溶性アクリル樹脂、およびマイクロクリスタラインの一
種又は2種以上の混合物を、重量比で0.3〜3.0%
含み、溶剤として水を重量比で2.0〜11.0%含有
することを特徴とする超硬合金又はサーメット合金物品
の製造方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の超硬合金またはサーメ
ット合金物品の製造方法において、射出成形前の混練体
(コンパウンド)の温度を35℃以下、該混練体が射出
される金型の温度を60℃〜120℃の範囲とし、該6
0〜120℃の温度範囲内で成形体を固化させることを
特徴とする超硬合金又はサーメット合金物品の製造方法
。 3、特許請求の範囲第1項に記載の超硬合金またはサー
メット合金物品の製造方法において、射出成形された成
形体中の有機バインダーが、真空中、不活性ガス中、又
はH_2ガスで除去され、引き続いてH_2ガス中で7
00〜1200℃の範囲でC調整を行った後、真空焼結
されることを特徴とする超硬合金又はサーメット合金物
品の製造方法。 4、特許請求の範囲第1項に記載の超硬合金またはサー
メット合金物品の製造方法において、射出成形体の最大
肉厚部が10mmを越える時、原料粉末を仮焼粉砕後、
その平均粒径を5〜30μmの範囲に調整することを特
徴とする超硬合金又はサーメット合金物品の製造方法。 5、特許請求の範囲第1項に記載の超硬合金又はサーメ
ット合金物品の製造方法において、射出成形後又は有機
バインダー除去後の成形体を、冷間静水圧圧密法で圧密
後焼結することを特徴とする超硬合金又はサーメット合
金物品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61093686A JPS62250102A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 超硬合金又はサ−メツト合金物品の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61093686A JPS62250102A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 超硬合金又はサ−メツト合金物品の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62250102A true JPS62250102A (ja) | 1987-10-31 |
JPH0244882B2 JPH0244882B2 (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=14089286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61093686A Granted JPS62250102A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 超硬合金又はサ−メツト合金物品の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62250102A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6237302A (ja) * | 1985-04-26 | 1987-02-18 | Hitachi Metals Ltd | 金属又は合金物品の製造方法 |
JPH01301804A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-06 | Saamaru:Kk | 金型又は製品加工用母材 |
JP2010527409A (ja) * | 2007-05-17 | 2010-08-12 | ザ・ボーイング・カンパニー | 17−4phスチールの金属焼結方法 |
CN106282625A (zh) * | 2016-08-02 | 2017-01-04 | 江苏省海洋资源开发研究院(连云港) | 一种超细晶硬质合金的近净成形方法 |
CN108436075A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-08-24 | 遵义中铂硬质合金有限责任公司 | 硬质合金坯料低压成型工艺 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5996201A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超硬質粉末の処理方法 |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61093686A patent/JPS62250102A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5996201A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超硬質粉末の処理方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6237302A (ja) * | 1985-04-26 | 1987-02-18 | Hitachi Metals Ltd | 金属又は合金物品の製造方法 |
JPH0244883B2 (ja) * | 1985-04-26 | 1990-10-05 | Hitachi Metals Ltd | |
JPH01301804A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-06 | Saamaru:Kk | 金型又は製品加工用母材 |
JP2010527409A (ja) * | 2007-05-17 | 2010-08-12 | ザ・ボーイング・カンパニー | 17−4phスチールの金属焼結方法 |
CN106282625A (zh) * | 2016-08-02 | 2017-01-04 | 江苏省海洋资源开发研究院(连云港) | 一种超细晶硬质合金的近净成形方法 |
CN108436075A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-08-24 | 遵义中铂硬质合金有限责任公司 | 硬质合金坯料低压成型工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0244882B2 (ja) | 1990-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0244883B2 (ja) | ||
DE4021739A1 (de) | Thermoplastische massen fuer die herstellung metallischer formkoerper | |
JP2003535980A (ja) | 水性射出成形バインダー組成物及び成形プロセス | |
WO2010135859A1 (zh) | 金属陶瓷材料的精密成型方法 | |
CN114042917A (zh) | 一种微米级钛合金制品的制备方法 | |
KR102277881B1 (ko) | 사출 성형 조성물용 바인더 | |
Lin et al. | Fabrication of WC-Co cutting tool by powder injection molding | |
JPS62250102A (ja) | 超硬合金又はサ−メツト合金物品の製造法 | |
EP0409646B1 (en) | Compound for an injection molding | |
US7648675B2 (en) | Reaction sintered zirconium carbide/tungsten composite bodies and a method for producing the same | |
JP4206476B2 (ja) | アルミニウム焼結材の製造方法 | |
JPS58223662A (ja) | 射出成形用材料 | |
EP0951460B1 (de) | Formmassen und verfahren zur herstellung von metallisch aussehenden keramikformkörpern | |
KR100509938B1 (ko) | 금속사출성형법을 이용한 티타늄 알루미나이드금속간화합물 물품의 제조 방법 | |
JPH02107703A (ja) | 射出成形用組成物 | |
JPH11315304A (ja) | 焼結体の製造方法 | |
KR100563770B1 (ko) | 분말사출성형법에 의한 다이아몬드 공구 소결체의 제조방법 | |
JP4292599B2 (ja) | 無機粉末射出成形用組成物および無機焼結体の製造方法 | |
CH714966A2 (fr) | Liant pour composition de moulage par injection. | |
JP2793938B2 (ja) | 金属粉末射出成形法による焼結金属部品の製造方法 | |
JPH0820803A (ja) | 焼結体の製造方法 | |
CA2382798A1 (en) | Low pressure injection molding of knife blades from metal feedstocks | |
CA2379507A1 (en) | Low pressure injection molding of flat tableware from metal feedstocks | |
JPH02145704A (ja) | 成形用組成物 | |
JP2980301B2 (ja) | フェライト合金焼結体の製造方法 |