JP3647066B2

JP3647066B2 - Manufacturing method of sintered body

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Publication number: JP3647066B2
Application number: JP17746794A
Authority: JP
Inventors: 忠博中野; 健二芳賀; 卓弥児玉
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JPH0820808A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属粉末を所望形状に成形し焼結することにより焼結体とする焼結体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属部品、特に複雑形状である金属部品を多数個製造する方法として、金属粉末とバインダーとを混練したコンパウンドを射出法で成形し、得られた成形体（グリーン体）を脱脂してブラウン体とし、このブラウン体を焼結してシンター体とする、いわゆるＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ（ＭＩＭ）プロセスがよく用いられる。
近年、このＭＩＭのプロセスをさらに発展させて、同一形状もしくは異形状の成形体を複数個連結すると共に、連結された成形体が相互に可動する可動連続体を、射出成形と同時に得る（組み立てる）型内組み立て技術が開発されている。
【０００３】
このような型内組み立ての従来技術として、特願平４−１６４３４１号の焼結体の製造方法がある。
図３７はこの方法により製造される可動連続体１０２を示す。この可動連続体１０２は、図３５に示すように、円筒状の突起１００ａを有したリング状の第１の成形体１００と、図３６に示すように、この突起１００ａに対応した円筒状の凹部１０１ａを有するリング状の第２の成形体１０１とからなり、第１の成形体１００の突起を第２の成形体１０１の凹部に嵌め合わせることで、互いの成形体１００，１０１を可動するように連結している。
【０００４】
かかる可動連続体１０２の製造は、第１の成形体１００の形状が反転されたキャビティを有する第１の可動側金型（入子）および第１の固定側金型（入子）より構成される金型により第１の成形体１００を射出成形して、グリーン体を得る。この成形後、金型を開き、第１の成形体１００に対してフロリナート等の溶媒に分散したｃ−ＢＮ等のセラミックス粉末を塗布する。この溶媒は成形体（グリーン体）１００の構成要素であるバインダーを侵すこがないものが使用される。また、セラミックス粉末は焼結時において、成形体の構成要素である金属粉末と何等反応しない、化学的に安定なものが使用される。
【０００５】
次に、第１の固定側金型と、第２の成形体の形状を反転したキャビティを有する第２の固定側金型とを交換する。このとき、第１の成形体１００は第１の可動側金型のキャビティ内に残ったままであり、この第１の成形体と第２の固定側金型のキャビティとによって第２の成形体１０１を成形するキャビティが形成される。また、第１の成形体１００の突起１００ａが、第２の成形体１０１の凹部１０１ａを形成するためのキャビティとなる。
そして、第２の成形体１０１を射出成形し、第１の成形体（グリーン体）１００と第２の成形体（グリーン体）１０１とからなる連続体１０２を成形する。この連結体１０２を金型より取り出し、脱脂してブラウン体とし、焼結してシンター体とする。
【０００６】
この方法によると、第１の成形体１００と第２の成形体１０１との間にセラミックス粉末が介在しているため、焼結時において、第１の成形体１００と第２の成形体１０１とが相互に溶着することなく、相互の可動を行う連続体とすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の方法では、グリーン体を相互に組み立てた後に脱脂し、焼結する場合、グリーン体が脆いため、グリーン体が相互に動き、これにより組み立てたグリーン体が脱脂工程に移す間に破損してしまうことがあった。また、グリーン体が摺動すると、摺動部位に塗布されたセラミックス粉末がそぎ落されてしまい、焼結時に溶着してしまうことがあった。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、相互に可動するよう組み立てられたグリーン体を脱脂工程に移す際に、グリーン体相互の可動に基づいた破損を防止するとともに、成形体同士の溶着を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明の焼結体の製造方法は、金属粉末と有機バインダーとを混練したコンパウンドにより成形された成形体にセラミックス粉末を分散した接着剤を塗布し、前記コンパウンドにより成形された新たな成形体を前記接着剤を介して前記成形体に接着して相互に固定した連結体とし、この連結体を脱脂および焼結することにより前記接着剤を除去して相互に可動にするを特徴とする。
【００１０】
この方法においては、接着剤を介した新たな成形体の接着工程を順次繰り返して３以上の成形体が連続された連結体を形成し、その後、この連結体を脱脂および焼結することにより前記接着剤を除去して相互に可動にするができる。
【００１１】
また別の本発明の焼結体の製造方法は、金属粉末と有機バインダーとを混練したコンパウンドを射出成形して成形体を成形した後、この成形体にセラミックス粉末を分散した接着剤を塗布し、この成形体に対して前記コンパウンドを射出成形し当該成形体に接着剤を介して連結される新たな成形体を成形して相互に固定した連結体とし、この連結体を脱脂および焼結することにより前記接着剤を除去して相互に可動にするを特徴とする。
【００１２】
この方法においては、射出成形した成形体に前記接着剤を塗布する工程と、この成形体に対する新たな成形体の射出成形工程とを順次、繰り返して３以上の成形体が連結された連結体を成形し、この連結体を脱脂および焼結することにより前記接着剤を除去して相互に可動にすることができる。
また、別の本発明の焼結体の製造方法は、金属粉末と有機バインダーとを混練したコンパウンドにより成形されたグリーン体を相互に連結した後に脱脂してブラウン体とし、次いでこのブラウン体を焼結して相互に可動な焼結体とする焼結体の製造方法において、前記連結する１つのグリーン体の少なくとも前記連結により接触する部位にセラミックス粉末を介在させて他のグリーン体を成形し、次いで前記連結により接触する部位に前記有機バインダーを溶解する溶剤を接着剤として供給し、有機バインダーを溶解して各グリーン体を固定して相互に連結したグリーン体を得、その後、前記連結体を脱脂および焼結をして前記セラミックス粉末を残留させ相互に可動な焼結体とすることを特徴とする。
また、別の本発明の焼結体の製造方法は、金属粉末と有機バインダーとを混練したコンパウンドにより成形されたグリーン体を相互に連結した後に脱脂してブラウン体とし、次いでこのブラウン体を焼結して相互に可動な焼結体とする焼結体の製造方法において、前記連結する１つのグリーン体の少なくとも前記連結により接触する部位にセラミックス粉末を介在させて他のグリーン体を成形し、次いで前記連結する部位に接着剤を供給して各グリーン体を接着により固定して相互に連結したグリーン体の連結体を得、その後、前記連結体を脱脂および焼結をして接着剤を除去するとともにセラミックス粉末を残留させ相互に可動な焼結体とすることを特徴とする。
また、別の本発明の焼結体の製造方法は、金属粉末と有機バインダーとを混練したコンパウンドにより成形されたグリーン体を相互に連結した後に脱脂してブラウン体とし、次いでこのブラウン体を焼結して相互に可動な焼結体とする焼結体の製造方法において、前記連結する１つのグリーン体の少なくとも両者が連結により接触する部位にセラミックス粉末とともに接着剤を介在させた状態で、前記グリーン体を相互に接着により固定してグリーン体の連結体とし、その後、前記連結体を脱脂および焼結をして前記接着剤を除去するとともにセラミックス粉末を残留させて相互に可動な焼結体とすることを特徴とする。
【００１３】
上記それぞれの方法においては、セラミックス粉末を分散した接着剤を介して、或いはセラミックス粉末とともに介在させた接着剤等を介して、成形体同士が相互に固定して接着された状態となり、脱脂工程への移送時に相互に動くことがなく、破損を防止できる。この接着剤としては、脱脂工程時の加熱により、略完全に除去されるものを使用する。これにより焼結の際に、成形体（脱脂工程によりブラウン体となっている）相互の間にセラミックス粉末だけが残留して、焼結時における成形体（すなわち、ブラウン体）相互の溶着を防止する。このため焼結後においては、成形体（焼結工程により焼結体となっている）が相互に可動することができる。
【００１４】
【実施例１】
図１ないし図３は本発明の実施例１により成形される成形体を示す。
本実施例は同一形状の複数の成形体を相互に可動可能に連結した連結体を製造するものである。成形体１は図１に示すように、略リング状を有しており、一方の端面には円筒状の突起１ａが、また、この突起に対向する位置には突起１ａに対応する円筒状の凹部１ｂが形成されることにより構成されている。
【００１５】
この成形体１は以下のプロセスにより成形される。
まず、平均粒度１０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）粉末９１ｗｔ％、有機バインダーとしてポリスチレン３ｗｔ％、アクリル３ｗｔ％、ワックス２ｗｔ％、ステアリン酸１ｗｔ％を混練機に投入し、混練した後に造粒機に投入し、ペレット状に造粒してコンパウンドとする。
【００１６】
そして、このコンパウンドを成形体１と同形状のキャビティが形成された金型内に射出する。これにより図１に示す成形体（グリーン体）１を複数成形する。
このグリーン体１は接着剤を介して相互に接着される。すなわち図３に示すように、一方のグリーン体１の凹部１ｂおよび連結するもう一方のグリーン体１と接触する部位（図３において斜線で図示）に、ディスペンサー２によって接着剤４を塗布する。
この接着剤４としてはａ−シアノアクリレート系のいわゆる瞬間接着剤に、セラミックス粉末であるｃ−ＢＮ粉末（平均粒径１０μｍ）を、重量比１：４で分散させたものが使用される。
【００１７】
かかる接着剤の塗布後、凹部１ｂに対応するもう一方のグリーン体１の突起部１ａをはめ込み、グリーン体１を接着剤を介して相互に接着する。以上の操作を複数回（連結する成形体１の数の分）繰り返すことにより、図２に示す連結体３とする。
次に、この連結体３をセラミックス製の皿（セッター）に載置し、このセッターを脱脂炉に投入し、大気雰囲気中、３２５℃の温度で加熱する。これにより成形体１から有機バインダー成分を脱脂し、全ての成形体１（すなわち連結体３）をグリーン体からブラウン体とする。
【００１８】
そして、この脱脂後、ブラウン体を焼結炉に投入し、Ｎ₂雰囲気中、１３５０℃の温度で焼結し、ＳＵＳ３１６Ｌのシンター体とする。なお、脱脂および焼結における雰囲気および処理温度以外の例えば、昇温速度、処理時間等の処理条件は、公知であるため、その説明を省略する。焼結終了後、焼結炉よりセッターを取り出し、シンター体となった連結体３をセッターから取り出す。
【００１９】
本実施例において、ａ−シアノアクリレート系の接着剤は、約８０℃以上の温度に加熱されることにより分解を開始する。これに対し、脱脂を行う脱脂炉内の雰囲気温度は３２５℃まで上昇するので、接着剤の成分は、脱脂時において完全に分解される。すなわち、接着剤は成形体のバインダー成分と同じ様に脱脂される。一方、接着剤の中に分解したｃ−ＢＮ粉は成形体１の接触部に残留するためグリーン体とグリーン体とは、ｃ−ＢＮによって、非接触な状態のまま脱脂されてブラウン体となり、引き続き非接触のまま焼結されてシンター体となる。ｃ−ＢＮは、化学的に安定な物質であり、グリーン体（脱脂後はブラウン体）の構成要素であるＳＵＳ３１６Ｌと焼結中に反応することがなく、また、焼結後においても粉末の状態を維持する。このような本実施例では、グリーン体を相互に連結する際にｃ−ＢＮ粉を分散させた接着剤によりグリーン体を相互に接着して固定するため、グリーン体の相互連結から脱脂までの間に連結体が破損することがない。また、接着剤の中にセラミックス粉末を分散させているので、焼結時に成形体が相互に溶着することもない。
【００２０】
【実施例２】
本実施例は図２に示す同一形状の成形体からなる連結体３をその成形体を成形する金型内で成形と同時に連結するものである。
図４は本実施例における成形装置を示し、図５は第１の成形体を成形する金型を示し、図６および図７は第１の成形体を成形する金型の要部およびその作用を示す。
【００２１】
図８は第２の成形体を成形する金型を示し、図９、図１０は第２の成形体を成形する金型の要部およびその作用を示す。図１１は第１の成形体の成形後における型開きした金型をパーティング面側から示し、図１２は第１の成形体に接着剤を塗布する工程を示し、図１３は第２の成形体の成形後における型開き状態を示す。
【００２２】
本実施例における成形体１は、図１に示すように、略リング状を有しており一方の端面には円筒状の突起１ａが、この突起に対向する位置には、突起１ａに対応する円筒状の凹部１ｂが形成されている。この成形体１の突起１ａと凹部１ｂとを、成形と同時に金型内で交互に連結することにより、図２に示す連結体３を形成する。
【００２３】
本実施例に用いる成形装置は図４に示すように、加熱筒５を有しており、この加熱筒５は、図示を省略した射出成形機のノズルに接続されている。
加熱筒５には固定側プラテン６が備えられており、この固定側プラテン６には、第１の固定側金型７と第２の固定側金型８とが備えられている。加熱筒５には溶融したコンパウンドを第１および第２の固定側金型７，８へ供給するための流路が２系統設けられており、流路の周囲には、この流路内のコンパウンドの溶融状態を維持するためのヒータ（図示省略）が配設されている。
【００２４】
一方、固定側プラテン６には可動プラテン９が対向しており、可動プラテン９には、第１の固定側金型７に対向して第１の可動側金型１０が配設されていると共に、第２の固定側金型８との対向位置にはこの第１の可動側金型１０と同形状の第２の可動側金型１１が配設されている。可動プラテン９は、回転軸１２によって金型のパーティング面に対して直角な軸回りに回動自在となっており、回転軸１２を１８０°回転することで、第２の固定側金型８に対して第１の可動側金型１０を、第１の固定側金型７に対して第２の可動側金型１１をそれぞれ対向させることができる。
【００２５】
尚、本実施例における射出成形機（図示省略）は、ノズルを２頭備え、このうちの一方のノズルを選択的に閉鎖することのできるシャットオブノズルが備えられている。この場合、各ノズルは、上記加熱筒５の流路に各々接続してある。
【００２６】
図５は第１の成形体１を成形する第１の可動側金型１０および第１の固定側金型７の構成を示す。
第１の固定側金型７は、固定側取付板１３と、固定側板１３に固定された固定側型板１４と、固定側プラテンとの位置決めを行うためのロケートリング１５と、固定側取付板１３および固定側型板１４に固定された第１のマニホールド１６と、固定側型板１４に保持された固定側入子１７と、固定側入子１７に保持された第２のマニホールド１８とからなる。
一方、第１の可動側金型１０は、可動側取付板１９と、スペーサブロック２０を介して可動側取付板１９に固定された可動側型板２１と、可動側型板２１に保持された可動側入子２２と、可動側入子２２内の成形体を突き出す突出しロッド２３と、突出しロッド２３を可動側入子２２に対して摺動するための突出し板２４とからなる。
【００２７】
図６および図７は、第１の固定側金型７と第１の可動側金型１０を示し、第１の固定側金型７における第１のマニホールド１６には、溶融したコンパウンドの流路１６ａが設けられているとともに、この流路１６内の溶融したコンパウンドの固化を防ぐためのヒータ１６ｂを有している。この流路１６ａと連通する流路１８ａは第１のマニホールド１６と第２のマニホールド１８とによって形成されると共に、内部のコンパウンドの固化を防ぐためのヒータ１８ｂをその周囲に有している。
【００２８】
固定側入子１７には、図７に示すように、第１の成形体の突起部１ａおよび凹部１ｂ（図１参照）を成形するための凹部１７ａおよび突起１７ｂが形成されているとともに、第１の成形体の中心部の孔１ｃ（図１参照）を成形する凸部１７ｅが形成されている。一方、可動側入子２２には、第１の成形体１の外形を成形するための凹部２２ａが形成されている。そして、固定側入子１７と可動側入子２２とが密着することで、第１の成形体１を成形するためのキャビティ２５が形成される。
【００２９】
このキャビティ２５は、図６に示すように、ゲート２６を介して流路１８ａに連通するとともに、内部のコンパウンドの固化を防ぐためのヒータ１８ｄをその周囲に配置した流路１８ｃに連通している。
尚、ゲート２６となるキャビティ２５と流路１８ｃとの境界部分は、型の開く方向に向かって先端が細くなるようなテーパとなっている。
【００３０】
図８〜図１０は第１の成形体と同一形状、同一寸法の第２の成形体１’を成形する第１の可動側金型１０および第２の固定側金型８を示す。第２の固定側金型８は、図７および図８に示すように、その構成要素である固定側入子２７のキャビティ部の形状が第１の固定側金型７と異なるだけであるため、固定側入子２７以外の詳細な説明は省略する。固定側入子２７には、図９および図１０に示すように、第２の成形体１’の中心部の孔１ｃ（図１参照）を成形する凸部２７ｂ、およびすでに成形が完了している第１の成形体１の中心部の孔１ｃにはめ込まれる凸部２７ａが形成されている。そして、すでに成形されている第１の成形体１の突起部１ａが第２の成形体１’の凹部１′ｂの、またすでに形成されている第１の成形体の凹部１ｂが第２の成形体１′の突起部１’ａを形成するキャビティとなり、第１の成形体１と固定側入子２７とによつて第２の成形体の全体を成形するキャビティ２８が形成される。
【００３１】
次に、上記構成からなる成形装置を用いた連結体の成形について説明する。
まず、平均粒度１０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）粉末９１ｗｔ％、有機バインダーとしてポリスチレン３ｗｔ％、アクリル３ｗｔ％、ワックス２ｗｔ％、ステアリン酸１ｗｔ％を混練機に投入し、混練した後に造粒機に投入し、ペレット状に造粒してコンパウンドとする。
このコンパウンドを図６に示す第１の固定側金型７と第１の可動側金型１０とが組合わさった状態で形成されるキャビティ２５内に射出し、第１の成形体１を成形し、この成形後、型開きする。
このとき、ゲート２６に形成されたテーパによって、流路１８ｃ内のコンパウンドはカットされる。
【００３２】
図１１は金型を開きそれをパーティング面側より見た図であり、成形された第１の成形体１が第１の可動側入子２２のキャビティ２５内に残っている。型開き後、図１２に示すようにスプレーノズルなどの接着剤塗布手段２９を第１の成形体１に接近させ、第１の成形体１に対して、接着剤をスプレーする。この接着剤としては、ホットメルト型の接着剤２０ｗｔ％にセラミックス粉末として平均粒径１０μｍのｃ−ＢＮ粉８０ｗｔ％を分散させたものが使用される。なお基材となるホットメルト型の接着剤としては、ポリエチレン系であり、１８０℃以上の温度に加熱してスプレー可能な粘度に調整した。ここで、ホットメルト型の接着剤には、ポリエチレン系の他に、ポリアミド系、ポリエステル系、ブチラール系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース誘導体系、ポリメチルメタクリレート系、ポリメチルエーテル系、ポリウレタン系、ポリカーボネート系の内、いずれかのものを用いてもよい。これらのホットメルト型の接着剤には、溶剤が含まれていないため、成形体の構成要素であるバインダ樹脂成分を侵すことがない。
【００３３】
なお、セラミックス粉末を分散したホットメルト型の接着剤の塗布方法としては、スプレーが可能なものはスプレーにより塗布するのが望ましいが、溶融粘度と加熱温度の関係上、粘度の高くスプレーが不可能なものは、ノズルタイプのアプリケーションを用いて接着剤を吐出もしくは滴下して塗布してもよい。
また、セラミックス粉末に関しては、成形体を構成する金属粉末（本実施例においてはＳＵＳ３１６Ｌ）と、焼結時において何ら反応せず、また、それ自身も、成形体の焼結温度では焼結されないような化学的に安定したものであればよく、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化チタン、酸化ジルコニア、カーボン等を単体で、あるいは、組み合わせて使用してもよい。また、接着剤とセラミックス粉末との配合比も上記のものに限らない。
【００３４】
かかる接着剤塗布後、回転軸１２を回転させて第１の固定側金型７と第２の固定側金型８とを交換し、第２の固定側金型８と第１の可動側金型１０とを閉める。この型閉め後、第２の成形体１’を射出成形する。
ここで、ホットメルト型の接着剤は温度が低くなるとすぐに固化するため、第１の成形体１に塗布した直後に固化するが、第２の成形体１’が射出される際の温度によって再び溶融し、その後の第２の成形体１’を構成するコンパウンドの固化に伴って固化する。これにより接着剤としての効力を発揮する。
第２の成形体１’を成形後、図１３に示すように、型を開き、突出しロッド２３によって第１の成形体１および第２の成形体１’よりなる連結体６１を取り出す。
以後、この連結体６１を窒素ガス雰囲気内で３２５℃の温度で脱脂し、その後、窒素ガス雰囲気内で１３００℃に加熱して焼結する。
【００３５】
上記構成において、第１の成形体１を成形後、第１の成形体１に対してｃ−ＢＮ粉末が分散されている接着剤を塗布した後に第２の成形体１’を成形するため、第２の成形体１’の成形後における成形体１，１’からなる連結体６１を型より取り出す際、第１の成形体１と第２の成形体１’とは接着剤を介して相互に接着された状態となる。この接着剤は、脱脂時に分散され除去されるため、脱脂後の第１の成形体１と第２の成形体１’との間にはｃ−ＢＮ粉のみが残る。
このｃ−ＢＮ粉は、成形体１，１’の構成要素であるＳＵＳ３１６Ｌと何ら反応しない化学的に安定な物質であるため、焼結時においては、第１の成形体１と第２の成形体１’とが非接触のまま焼結される。
【００３６】
このような本実施例では第１の成形体と第２の成形体とが接着剤によって固定されているため、型から取り出す際に、相互に可動することなく、相互可動に起因した成形体の破損がなくなる。
また、焼結時には、接着剤に分散したセラミックスの粉末が成形体の間に存在するため、焼結時に第１の成形体と第２の成形体とが溶着することもない。
【００３７】
なお、本実施例では、セラミックス粉末を分散した接着剤としてホットメルト型を用いたが、同じように溶剤を含まないエポキシ系の接着剤を用いてもよい。このエポキシ系の接着剤は、ホットメルト型の接着剤と同様に、溶剤を含まないため、成形体を構成するバインダー樹脂を侵すことがない。なお、ホットメルト型の接着剤は冷却されるとともに硬化して接着剤としての機能を発揮するため、その硬化は成形体の硬化時間にほぼ相当するのに対して、エポキシ系の接着剤を用いる場合は、その硬化時間が長いために、型開きの時期および成形体の型からの取り出し時期を、ホットメルト型の接着剤の場合よりも遅くする必要がある。しかし、エポキシ系の接着剤は、ホットメルト型の接着剤と同様、耐熱性があり、また、ホットメルト型の接着剤に比べて接着強度が大きいため、特に強い接着力を必要とする場合に、有効となる。このエポキシ系の接着剤に関しても、スプレーが可能なものはスプレーによって塗布するのが望ましいが、スプレーが不可能なものに関しては、滴下による塗布や、へらによる塗布を行ってもよい。
【００３８】
本実施例におけるその他の接着剤としては、例えばアクリル、スチレン、ポリアミド、セルロース、ポリウレタン等の熱可塑性の合成樹脂系接着剤や、フェノール、不飽和ポリエステル、アクリル、シリコーン、アクリル酸ジエステル等の熱硬化性の合成樹脂系接着剤や、エポキシーフェノーリック、エポキシ−ポリアミド、ナイロン−エポキシ系の混合系接着剤でもよい。
また、本実施例では、成形体を構成するバインダ樹脂成分を侵す溶剤を含まないホットメルト型の接着剤およびエポキシ系の接着剤を選択したが、接着剤に含まれる溶剤によって成形体を構成するバインダ樹脂を溶かすことにより接着力を高めるようなタイプの接着剤を用いてもよい。この場合、成形体相互の接触部位において、成形体を構成するバインダ成分が溶解するため、成形体の間のクリアランスが大きくなるが、特に大きなクリアランスを必要としている場合には有効である。なお、接着剤に求められる機能は、成形体の成形後、脱脂工程までに成形体が可動するのを防止する程度で十分であるところから、特に強力な接着力を有した接着剤を選定する必要はない。
【００３９】
【実施例３】
本実施例は、複数の管状構造体からなる湾曲管を成形と同時に組み立てるものである。管状構造体３０は、図１４に示すように筒状の胴部３２と、胴部３２の軸方向にそれぞれ対向して突出した第１の耳部３３および第２の耳部３４と、第１の耳部３３に形成された円柱状の突起３５および第２の耳部３４に形成された孔部３６とからなる。各耳部３３，３４における相互間隔は図１５に示すように、第１の耳部３３の相互間隔が第２の耳部３４の相互間隔よりも狭く、第１の耳部３３の突起３５が第２の耳部３４の孔部３６に挿入されることにより、管状構造体３０が順次連結され、これにより図１７に示す湾曲管３７を構成する。
そして、この湾曲管３７は、耳部３３，３４の突起３５と孔部３６とが摺動し合うことにより、図１８の様に湾曲することができる。
尚、この管状構造体３０を成形金型により成形する場合、図１６に示す直線Ｌ（パーティングライン）で分割されるものである。
【００４０】
図１９は湾曲管３７を成形しつつ連結状態となるように組み立てる金型装置３８を示す。この金型装置３８は一対のスライド型３９，４０と、このスライド型３９，４０の中心に位置するスライドコア４１と、スライドコア４１に摺動自在に備えられたスリーブ４２とを備えている。
一対のスライド型３９，４０は、管状構造体３０の外形を成形するキャビティを有し、スライドコア４１は管状構造体３０の内部形状および軸方向の一方の端面を成形するキャビティ、スリーブ４２はスライドコア４１とは反対側のもう一方の端面を成形するキャビティの作用を行う。
スライドコア４１は小径部４３と大径部４４とが連設されており、大径部４４の一部と小径部４３とが管状構造体３０の内径形状を成形するためのキャビティとなる。このスライドコア４１は図示しない駆動手段によって軸方向に進退自在となっており、スライドコア４１の小径部４３には、その内径がスライドコアの小径部４３と同一で、かつ、その外径がスライドコア４１の大径部４４と同一径であるスリーブ４２が備えられている。
【００４１】
スリーブ４２のスライドコア４１側における端面と外径の一部分は管状構造体３０を成形するためのキャビティであり、このスリーブ４２は図示しない駆動手段によって、スライドコア４１上で進退自在となっている。一方、管状構造体３０の外径を成形するスライド型３９，４０はこのスライドコア４１を挟んだ上下位置に設けられている。
このスライド型３９，４０は、図示しない駆動手段によってスライドコア４１の軸心に対して直交する方向に進退する。
【００４２】
スライドコア４１とスライド型３９，４０との間には、管状構造体３０に接着剤を塗布するための接着剤塗布装置４５が配置されている。この接着剤塗布装置４５は、図示しない駆動手段により、型３９，４０が開いた時にはスライドコア４１とスライド型３９，４０との間に移動し、型が閉じるときには、この型締めを阻害しないように、他の位置に回避する。
【００４３】
図２０〜図２３はスライド型３９，４０を示し、図２０はスライドコア４１およびスリーブ４２を所定の位置に移動し、一対のスライド型３９，４０を閉め、管状構造体３０を成形するためのキャビティを形成した状態を表している。一方のスライド型３９は溶融したコンパウンドが通過する流路４６を有するとともに、流路４６内のコンパウンドの固化を防ぐヒータ４７を有したマニホールド４８を備えている。流路４６はキャビティに連通しており、キャビティとの境界であるゲート４９は、キャビティ側ほど先が細くなるテーパとなっている。
このスライド型３９のキャビティには、管状構造体３０の第２の耳部３４を成形するための凹部５０が設けられているとともに、第１の耳部３３の突起３５を成形する凹部５１が設けられている。
管状構造体３０の第１の耳部３３を成形するためのキャビティの一部は、スリーブ４２によって形成されるものであり、そのため、スリーブ４２には、図２０、図２１に示すように、管状構造体３０の第１の耳部３３の外径を成形するキャビティとしての切り欠き部５３が形成されている。
【００４４】
他方のスライド型４０は、コンパウンドを供給するマニホールド４８を有していない点以外は、スライド型３９の形状と同一であるため、その説明は省略する。
なお、管状構造体３０を相互に可動するように連結するためには、各々の管状構造体３０の間に図１７に示すようなクリアランス７０が必要となる。このクリアランスを成形するために、スライド型３９，４０には、クリアランス形成用のスライド５４，５５がそれぞれ備えられている。
【００４５】
図２２〜２４はかかるスライド５４，５５の構成を示し、図２２はスライド型３９のキャビティ側からの斜視図（図１９におけるＺ矢視図）であり、スライド型３９には一対のスライド５４が備えられている。
一対のスライド５４は、それぞれがスライドコア４１の軸心に対して直交する方向に進退自在となっており、その対向する先端は、キャビティの中心で相互に当接している。このスライド５４の先端（キャビティ側）は、スライドコア４１の小径部４３と同一の曲率を有しており、スライド５４を前進させたとき、この曲率部位がスライドコア４１の小径部４３に当接する。また、このスライド５４を前進させたときに、スライド型３９に形成された凹部５０（管状構造体の耳部３４を成形する）にかかる部位では平面となっている。
【００４６】
図２３は図２０のＸ−Ｘ断面であり、スライド型４０にもスライド型３９のスライド５４と同様の一対のスライド５５が備えられている。図２４は図２３で示す状態から各スライド５４，５５を後退させた状態を示し、各スライド５４，５５はそれぞれのスライド型３９，４０のキャビティより奥に（管状構造体３０の外径より奥に）退くことにより、管状構造体３０成形後におけるスライドコア４１およびスリーブ４２の後退が可能になる。
【００４７】
次に、上記構成からなる金型装置３８による湾曲管３７の連続成形について説明する。
まず、図１９に示す状態から、スライド型３９，４０を閉じ、スリーブ４２、スライドコア４１、スライド５４，５５を前進させて、図２０に示す状態となる。すなわち、型閉めを行い、第１の管状構造体３０を成形するためのキャビティを形成する。
続いて、マニホールド４８の流路４６内にある溶融状態のコンパウンドを、ゲート４９よりキャビティに射出して充填し、図２５に示す状態となる。本実施例にて使用したコンパウンドは、平均粒度８μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）粉末９１ｗｔ％、有機バインダーとしてポリスチレン３ｗｔ％、ポリエステル３ｗｔ％、ワックス２ｗｔ％、ステアリン酸１ｗｔ％を混練し、この混練物をペレットに造粒したものである。
【００４８】
このコンパウンドの充填後、一定時間保持して、充填したコンパウンドを固化し、この固化後に、図２６に示すように型を開く。このとき、まず先にスライド５４，５５を後退（図２４参照）した後にスライド型３９，４０を開く。ここで、第１の管状構造体３０には金型の構成上、孔部３６は形成されない。この孔部３６は第２の管状構造体以降に形成される。
次に、接着剤塗布手段４５を前進し、第１の管状構造体３０に対して、セラミックス粉末を分散した接着剤をスプレー等により塗布する。塗布する位置は、第２の管状構造体３０’と接触する部位のみでよい。
本実施例の接着剤は管状構造体の構成要素であるバインダ成分の１つであるポリスチレン系の接着剤１０ｗｔ％に、セラミックス粉末として平均粒径８μｍのアルミナ粉末９０ｗｔ％を分散したものを使用した。
【００４９】
接着剤塗布後、図２７に示すようにスリーブ４２およびスライドコア４１を後退するとともに、スライド型３９，４０を閉じる。
このとき、スライドコア４１の後退とともにスリーブ４２を前進させ、スライドコア４１の後退が完了した後にスリーブ４２を所定の位置に後退させてもよい。
スライドコア４１の後退は管状構造体３０の１つ分だけとし、スリーブ４２の後退位置は、図２０に示す位置とする。型閉め後、スライド５４，５５を前進させ（図２３参照）、図２８に示す様に、第２の管状構造体３０’を成形するためのキャビティを形成する。
【００５０】
第２の管状構造体３０’のキャビティは、第１の管状構造体と、スライド５４，５５と、スライド型３９，４０と、スライドコア４１と、スリーブ４２とによって形成されるものである。ここで、第１の管状構造体３０の第１の耳部３３の突起３５が第２の管状構造体３０’の第２の耳部３４の孔部３６を形成するキャビティとなる。
スライド５４，５５を前進した後、図２９に示す様にキャビティにコンパウンドを射出し、第２の管状構造体３０’を成形する。この成形後、上記と同様の手順により型を開く。このとき、スライド５４，５５によって第１の管状構造体３０と第２の管状構造体３０’との間には、スライド５４，５５の厚さ分のクリアランスが７０が形成される（図１７参照）。このクリアランス７０によって、湾曲管３７は図１８に示すように可動する。
【００５１】
以後、上記手順を繰り返し、所定の個数、管状構造体３０を連結させながら成形した後、スライドコア４１よりスリーブ４２を抜き、続いてスライドコア４１から成形した連結体３７を取り出す。成形後の連結体３７は、図１７に示すような形状となる。そして、この連結体３７を大気雰囲気中、３３０℃で脱脂し、真空雰囲気中、１３００℃で焼結する。
【００５２】
本実施例では第１の管状構造体３０を成形後、第１の管状構造体３０に対してセラミックス粉末が分散されている接着剤を塗布し、その後、第２の管状構造体３０’を成形する。そして、この手順を繰り返して管状構造体３０の連結体３７を成形し、その後、連結体３７をスライドコア４１より取り出す。この連結体３７を構成する各管状構造体３０は接着剤によって相互に接着された固定状態となり、脱脂工程へ移すときに相互に動くことがない。
【００５３】
本実施例において、アルミナ粉末を分散した接着剤は管状構造体の構成要素の１つであるポリスチレン系の接着剤である。このため管状構造体相互の接合は、接着剤中に含まれる溶剤が管状構造体の連結部位をごく僅か溶解し、硬化することにより行われる。また、この接着剤の成分は、脱脂時に分解され除去されるため、各管状構造体の間にはアルミナ粉のみが残る。このアルミナ粉末は、管状構造体の構成要素であるＳＵＳ３１６Ｌと何ら反応しない化学的に安定な物質であるため、焼結時においては、各管状構造体が相互に非接触のまま焼結される。
【００５４】
以上のような本実施例では、連結体を構成する管状構造体が接着剤によって相互に固定されているため、連結体をスライドコアから取り出す際に、相互に動くことがなく、相互可動に起因した成形体の破損を防止できる。
また、焼結時には、接着剤に分散したセラミックス粉末のみが管状構造体の間に存在するため、焼結時に、管状構造体が相互に溶着することもない。尚、本実施例では、２つの管状構造体を連結したが、図１７に示すように、４つ、あるいはそれ以上の管状構造体を連結することができる。
【００５５】
【実施例４】
本実施例は実施例３と同様の湾曲管３７を成形するものであるが、成形後の連結体の固定を行う接着工程と、焼結時における管状構造体相互の溶着を防止するセラミックス粉末の塗布工程とを別工程で行うものである。従って、実施例３と共通する説明は省略し、異なる部分のみ、図示して説明する。
本実施例では、スライド型３９のスライドコア４１側の側面に対して接着剤のみ（すなわち、セラミックス粉末を分散させていない）を滴下するディスペンサー５６を備えた点が実施例３の金型装置３８と異なり、その他構成は実施例３と同様である。
【００５６】
本実施例において、第１の管状構造体３０を射出成形するまでは実施例３と同様である。
本実施例では、この第１の管状構造体３０の射出成形後、フロリナートに分散したｃ−ＢＮ粉末を第１の管状構造体３０に塗布する。塗布後、第２の管状構造体を成形する。（この状態は、図２９と同様である。）このフロリナートは、管状構造体３０の構成要素である有機バインダーを侵さない性質を有する溶媒である。塗布手段は、実施例３と同様である。また、塗布する範囲は、実施例３と同様に、次に成形される第２の管状構造体３０’と第１の管状構造体３０とが接する部位のみである。
【００５７】
図３０に示すように、管状構造体３０を成形した後、スライドコア４１を後退させることにより、成形済の管状構造体３０がスライド型３９，４０より排出される。
次の管状構造体３０の成形を行う際、スライドコア４１は所定の位置に停止して待機状態となる。このスライドコア４１が停止した後、ディスペンサー５６によって、管状構造体３０の連結部位５７、すなわち管状構造体３０の突起と孔部とがその間隙にｃ−ＢＮ粉末を介在した状態で嵌め合っている部位に、接着剤を塗布する。
使用する接着剤は、瞬間接着剤と称されるａ−シアノアクリレート系の接着剤である。このａ−シアノアクリレート系の接着剤は、非常に低粘度で浸透性があるため、管状構造体３０の連結部位５７の僅かな間隙に浸透する。
【００５８】
図３１〜図３３はこの浸透を示し、先に成形された管状構造体３０と後に成形された管状構造体３０との間には、図３１に示すようにｃ−ＢＮ粉層５８が介在している。この場合、分散剤として使用したフロリナートは、第２の管状構造体を成形する際の熱で気化し、ｃ−ＢＮ粉のみが残留している。この連結部位５７にａ−シアノアクリレート系の接着剤５９を滴下する（図３２参照）と、ａ−シアノアクリレート系の接着剤は浸透性が高いため、管状構造体と管状構造体との隙間に位置するｃ−ＢＮ粉の層５８にしみこむ（図３３参照）。そして、周囲の水分を吸収し、固化する。このように管状構造体３０の相互の隙間に浸みこんで固化したａ−シアノアクリレート系の接着剤５９は管状構造体を相互に強固に接着して固定する。
【００５９】
この操作を、連結する管状構造体の数だけ行う。
所定数を連結した後、実施例３と同様に連結体３７をスライドコア４１より抜き、この連結体３７を実施例３と同一条件で脱脂し、焼結する。
【００６０】
以上の本実施例では第１の管状構造体３０を成形後、第１の管状構造体３０に対して、溶媒に分散したセラミックス粉末を塗布した後に第２の管状構造体３０’を成形し、この第２の管状構造体３０’の成形後、金型より排出された連結体の連結部位５７に浸透性の高い接着剤を塗布することで、管状構造体３０相互の隙間に介在するセラミックス粉末に接着剤を浸みこませ、接着剤を硬化させることで、管状構造体を相互に強固に固定する。この手順を繰り返して管状構造体３０が連結された連結体３７を成形するため、連結体３７をスライドコア４１から取り出す際、連結体３７を構成する各管状構造体３０は接着剤によって接着されて固定された状態となり、相互に動くことがなく、相対可動による管状構造体の破損を防止できる。
【００６１】
この接着剤の成分は、脱脂時に分解され除去されるため、管状構造体の間にはセラミックス粉末のみが残る。このセラミックス粉として用いたｃ−ＢＮ粉は、管状構造体の構成要素であるＳＵＳ３１６Ｌと何ら反応しない化学的に安定な物質であるため、焼結時において、管状構造体が相互に非接触のまま焼結される。このため、焼結時には、接着剤に分散したセラミックス粉末のみが管状構造体の間に存在して、管状構造体相互の溶着を防止できる。
【００６２】
本実施例に用いるａ−シアノアクリレート系の接着剤は、一般的に熱に弱いが、この方法によれば、成形体が固化した後に接着剤を塗布するため、接着剤が熱の影響を受けることがない。
尚、本実施例においては、粘度が低く浸透性の高い接着剤として、ａ−シアノアクリレート系の接着剤を用いたが、これに限らず他の低粘度の接着剤を用いてもよい。例えば、アセトン，ベンゼン等の管状構造体の構成要素であるバインダー樹脂を溶解する溶剤を接着剤として塗布してもよい。この場合においては、管状構造体の間の隙間にしみこんだ溶剤は、管状構造体を構成するバインダー樹脂成分、本実施例ではポリスチレンを溶解する。
この溶解されたバインダー樹脂成分、例えばポリスチレンは、セラミックス粉末へ浸透する。
そして、一定時間経過後、溶剤が揮発することで固化し、このバインダー樹脂成分の固化により接着剤としての作用を発揮し、管状構造体を相互に固定する。
【００６３】
このようにして得られた管状構造体の連結体を脱脂して焼結するのに際しても実施例３と同様の効果が得られるとともに、ａ−シアノアクリレート系の接着剤特有の効果、すなわち被接着物の白化現象を防ぐことができる。なお、ポリスチレンを溶解する溶剤としてベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素、メタノール、酢酸メチル、ジエチルケトン、ニトロメタン、アセトニトリル等があり、これらの溶剤を用いても上記と同様の効果が得られる。本実施例において溶剤は成形体の構成要素である複数のバインダー樹脂成分のうち、少なくとも１つの樹脂成分を溶解するものであれば、任意に選択できる。また塗布においては溶剤単体でもよいが、管状構造体に含まれるバインダー成分、例えばポリスチレンを少量溶解しておき、これを滴下して塗布することで、セラミックス粉末の層に浸透させてもよい。この場合は、溶剤単体で使用する場合よりも接着強度が増すメリットがある。
【００６４】
【実施例５】
本実施例は、実施例３，４と同様の湾曲管３７を成形するものであるが、成形後の連結体３７の固定を行う接着工程と、焼結時における管状構造体３０相互の溶着を防止するセラミックス粉末の塗布工程とを別工程を行うものである。従って、実施例３，４と共通する説明は省略し、異なる部分のみ図示して説明する。本実施例では、管状構造体３０およびこれを連結する金型装置３８および接着剤塗布手段５６は実施例４と同様である。また、本実施例では、第１の管状構造体３０の射出成形後、フロリナートに分散したｃ−ＢＮ粉末を第１の管状構造体３０に塗布するまでは実施例４と同様である。
【００６５】
図３０に示すように、管状構造体３０を成形した後、スライドコア４１を後退させることにより、成形済の管状構造体３０がスライド型３９，４０から排出される。
次の管状構造体３０の成形を行う際、スライドコア４１は、所定の位置に停止した待機状態となっている。そして、管状構造体３０の連結部位５７がディスペンサー５６の下に位置した時、この連結部位５７に対してホットメルト型の接着剤６０を滴下する。
このときにおける接着剤６０の塗布は、図３４に示すように、管状構造体３０の連結部位５７を被うように行う。この操作を、連結する管状構造体の数だけ行う。そして、所定数成形後、実施例３と同様、連結体３７をスライドコア４１より抜き、この連結体３７を脱脂し、焼結する。
【００６６】
本実施例において、第１の管状構造体を成形後、第１の管状構造体に対して、溶媒に分散したセラミックス粉末を塗布し、その後に第２の管状構造体を成形し、第２の管状構造体の成形後、金型より排出された連結体の連結部位にホットメルト型の接着剤を塗布して硬化するため管状構造体が相互に強固に固定される。
この手順を繰り返して管状構造体の連結体を成形して行くため、所定の数の管状構造体を連結状に成形後、連結体をスライドコアから取り出す際、連結体を構成する各管状構造体は接着剤によって接着されて固定された状態となる。この接着剤の成分は、脱脂時に分解され除去されるため、第１の成形体と第２の成形体との間にはセラミックス粉のみが残る。このセラミックス粉として用いたｃ−ＢＮ粉は、成形体の構成要素であるＳＵＳ３１６Ｌと何ら反応しない化学的に安定な物質であるため、焼結時においては、第１の成形体と第２の成形体とが非接触のまま焼結される。
【００６７】
実施例４で用いたａ−シアノアクリレート系の接着剤では、塗布した成形体の周囲を白化する場合が有り、しかもこの白化した部位が焼結によってシミとなる場合があり、焼結後の湾曲管の外観品質上、好ましくない。
しかしながら、本実施例で用いるホットメルト型の接着剤は成形体にこのような影響を与えることがないため、特に焼結体の外観品質が問われるものに関しては、有効である。
かかる、ホットメルト型の接着剤を成形終了後の固化した管状構造体に塗布すると、粘度が急激に高くなって固化をはじめる。このため、この接着剤は管状構造体の間の間隙には浸透しない。以上により管状構造体の相互の接触部位では接着がなされておらず、管状構造体相互の接触部位には焼結時の溶着を防ぐセラミックス粉末の層のみが存在しているため、上記他の実施例のように、接触部位に対してセラミックス粉末とともに接着剤を介在するよりも、管状構造体相互の接触部位の隙間を小さくできる。従って、焼結後の連結体のがたつきが小さくなるメリットがある。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の製造方法は、セラミックス粉末を分散させた接着剤、或いはセラミックス粉末とともに介在させた接着剤等の接着剤により複数の成形体同士を相互に接着して固定するため、塗布されたセラミックス粉末がそぎ落とされることはない。従って、脱脂工程への移送までの間に成形体が相互に動くことがなく、成形体の破損を防止できる。また接着剤に分散しているセラミックス粉末、或いは接着剤とともに介在させたセラミックス粉末等の連結される成形体の間に介在したセラミックス粉末が焼結時におけるブラウン体相互の溶着を防止すると共に、焼結後においても焼結体の間に残るため、焼結体が相互に可動可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１により成形される成形体の斜視図。
【図２】実施例１により製造される連結体の斜視図。
【図３】接着剤塗布を示す斜視図。
【図４】実施例２の成形装置の側面図。
【図５】第１の成形体を成形する状態の金型の断面図。
【図６】第１の成形体成形時の金型の要部の断面図。
【図７】図６のさらに要部の断面図。
【図８】第２の成形体成形時の金型の断面図。
【図９】第２の成形体成形時の金型の要部の断面図。
【図１０】図９のさらに要部の断面図。
【図１１】第１の成形体成形後の金型のパーティング面からの正面図。
【図１２】接着剤塗布時の金型の断面図。
【図１３】第２の成形体成形後の型開き状態を示す断面図。
【図１４】実施例３により成形される管状構造体の斜視図。
【図１５】管状構造体の側面図。
【図１６】図１５と直交した側からの側面図。
【図１７】実施例３の連結体の斜視図。
【図１８】実施例３の連結体の動きを示す斜視図。
【図１９】実施例３の成形を示す断面図。
【図２０】実施例３の成形を示す断面図。
【図２１】実施例３に用いるスリーブの斜視図。
【図２２】実施例３のスライド型の斜視図。
【図２３】図２０におけるＸ−Ｘ線断面図。
【図２４】図２３に続く状態を示す断面図。
【図２５】実施例３により第１の成形体を成形する金型の断面図。
【図２６】接着剤塗布を示す断面図。
【図２７】第１の成形体のスライドを示す断面図。
【図２８】スライド後の型閉じ状態の断面図。
【図２９】第２の成形体の成形時の金型の断面図。
【図３０】実施例４における接着剤塗布の断面図。
【図３１】実施例４の接着剤の作用を示す断面図。
【図３２】実施例４の接着剤の作用を示す断面図。
【図３３】実施例４の接着剤の作用を示す断面図。
【図３４】実施例５における接着剤塗布の断面図。
【図３５】従来方法により成形される成形体の斜視図。
【図３６】従来方法により成形される別の成形体の斜視図。
【図３７】従来方法により成形される連結体の斜視図。
【符号の説明】
１成形体
３連結体
４接着剤[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for manufacturing a sintered body by forming a metal powder into a desired shape and sintering it.
[0002]
[Prior art]
As a method of manufacturing a large number of metal parts, especially metal parts with complex shapes, a compound in which metal powder and a binder are kneaded is molded by an injection method, and the resulting molded body (green body) is degreased into a brown body. A so-called Metal Injection Molding (MIM) process is often used in which this brown body is sintered into a sintered body.
In recent years, this MIM process has been further developed to connect a plurality of molded bodies having the same shape or different shapes, and to obtain a movable continuous body in which the connected molded bodies move relative to each other simultaneously (assembly). In-mold assembly technology has been developed.
[0003]
As a prior art of such in-mold assembly, there is a method for manufacturing a sintered body of Japanese Patent Application No. 4-164341.
FIG. 37 shows the movable continuum 102 manufactured by this method. As shown in FIG. 35, the movable continuous body 102 includes a ring-shaped first molded body 100 having a cylindrical protrusion 100a, and a cylindrical recess corresponding to the protrusion 100a as shown in FIG. It is composed of a ring-shaped second molded body 101 having 101a, and the projections of the first molded body 100 are fitted into the recesses of the second molded body 101 so that the molded bodies 100 and 101 can move. It is linked to.
[0004]
The manufacture of the movable continuum 102 includes a first movable mold (nesting) and a first fixed mold (nesting) having a cavity in which the shape of the first molded body 100 is inverted. The first molded body 100 is injection-molded with a mold to obtain a green body. After this molding, the mold is opened, and ceramic powder such as c-BN dispersed in a solvent such as fluorinate is applied to the first molded body 100. As this solvent, a solvent that does not attack the binder which is a constituent element of the molded body (green body) 100 is used. In addition, a ceramic powder that is chemically stable and does not react with the metal powder that is a constituent element of the compact during sintering is used.
[0005]
Next, the first fixed mold and the second fixed mold having a cavity obtained by inverting the shape of the second molded body are exchanged. At this time, the first molded body 100 remains in the cavity of the first movable side mold, and the second molded body 101 is formed by the first molded body and the cavity of the second fixed side mold. A cavity for forming is formed. Further, the protrusion 100 a of the first molded body 100 serves as a cavity for forming the concave portion 101 a of the second molded body 101.
And the 2nd molded object 101 is injection-molded, and the continuous body 102 which consists of the 1st molded object (green body) 100 and the 2nd molded object (green body) 101 is shape | molded. The connected body 102 is taken out from the mold, degreased to obtain a brown body, and sintered to a sintered body.
[0006]
According to this method, since the ceramic powder is interposed between the first compact 100 and the second compact 101, the first compact 100 and the second compact 101 are Without being welded to each other, it is possible to form a continuous body that moves relative to each other.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, when the green bodies are degreased after being assembled with each other and sintered, the green bodies are fragile, so the green bodies move to each other, and thus the assembled green bodies are damaged during the degreasing process. There was a case. Further, when the green body slides, the ceramic powder applied to the sliding part may be scraped off and may be deposited during sintering.
[0008]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and when transferring the green bodies assembled to move relative to each other to the degreasing process, the green bodies are prevented from being damaged based on mutual movement and molded. It aims at preventing welding between bodies.
[0009]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In the method for producing a sintered body of the present invention, an adhesive in which ceramic powder is dispersed is applied to a molded body formed by compounding a metal powder and an organic binder, and a new molded body formed by the compound is applied. Adhering to the molded body via the adhesive Fixed to each other Connected body, degreased and sintered To remove the adhesive and make it mutually movable It is characterized by.
[0010]
In this method, the bonding process of a new molded body through an adhesive is repeated in sequence. 3 A connected body in which the above molded bodies are continuous is formed, and then the connected body is degreased and sintered. To remove the adhesive and make it mutually movable Can do.
[0011]
Another method for producing a sintered body of the present invention is to form a molded body by injection molding a compound in which metal powder and an organic binder are kneaded, and then apply an adhesive in which ceramic powder is dispersed to the molded body. Then, the compound is injection molded to the molded body, and a new molded body connected to the molded body via an adhesive is molded. Fixed to each other Connected body, degreased and sintered To remove the adhesive and make it mutually movable It is characterized by.
[0012]
In this method, the step of applying the adhesive to an injection-molded molded body and the injection molding process of a new molded body for the molded body are sequentially repeated. 3 A connected body in which the above molded bodies are connected is formed, and the connected body is degreased and sintered. To remove the adhesive and make it mutually movable be able to.
Moreover, the manufacturing method of another sintered body of the present invention is as follows. After interconnecting green bodies formed by compounding metal powder and organic binder In a method of manufacturing a sintered body, which is degreased to form a brown body, and then sinters the brown body to make a movable body mutually movable, a ceramic is contacted with at least a part of the one green body to be connected by the connection. Powder The Form another green body with intervening, Next, a solvent that dissolves the organic binder is supplied as an adhesive to the contact portion by the connection, and the organic binder is dissolved to fix each green body. Obtain a green body connected to each other, and then degrease and sinter the connection body. The ceramic powder is left It is characterized by being a mutually movable sintered body.
Moreover, the manufacturing method of another sintered body of the present invention is as follows. After interconnecting green bodies formed by compounding metal powder and organic binder In a method of manufacturing a sintered body, which is degreased to form a brown body, and then sinters the brown body to make a movable body mutually movable, a ceramic is contacted with at least a part of the one green body to be connected by the connection. Powder The Form another green body with intervening, Then, supply the adhesive to the connecting part Each green body is fixed by bonding to obtain a connected body of green bodies, and then the above connected bodies are degreased and sintered. Remove the adhesive and leave the ceramic powder It is characterized by being a mutually movable sintered body.
Moreover, the manufacturing method of another sintered body of the present invention is as follows. After interconnecting green bodies formed by compounding metal powder and organic binder In a method of manufacturing a sintered body that is degreased to form a brown body and then sinters the brown body to make a movable body mutually movable, at least the two green bodies to be connected are in contact with each other by connection. Adhesive with ceramic powder In a state where the green body is interposed, the green bodies are fixed to each other by bonding to form a green body connection body, and then the connection body is degreased and sintered. Remove the adhesive and leave ceramic powder It is characterized by being a mutually movable sintered body.
[0013]
In each of the above methods, it is interposed via an adhesive in which ceramic powder is dispersed or together with ceramic powder. Set Adhesive etc Through the molded body Mutual Mutually Fixed It will be in the state where it adhered and it will not move mutually at the time of transfer to a degreasing process, and it can prevent breakage. As this adhesive, an adhesive that is almost completely removed by heating at the degreasing step is used. As a result, during sintering, only the ceramic powder remains between the compacts (which have become brown bodies due to the degreasing process), preventing welding of the compacts (ie, the brown bodies) during sintering. To do. For this reason, after sintering, the molded bodies (which have become sintered bodies by the sintering process) can move relative to each other.
[0014]
[Example 1]
1 to 3 show a molded body molded according to Example 1 of the present invention.
In this embodiment, a connection body is manufactured in which a plurality of molded bodies having the same shape are connected to each other so as to be movable. As shown in FIG. 1, the molded body 1 has a substantially ring shape. A cylindrical projection 1a is formed on one end surface, and a cylindrical shape corresponding to the projection 1a is formed at a position facing the projection. It is configured by forming the recess 1b.
[0015]
This molded body 1 is molded by the following process.
First, 91 wt% of stainless steel (SUS 316L) powder with an average particle size of 10 μm, 3 wt% of polystyrene, 3 wt% of acrylic, 2 wt% of wax, and 1 wt% of stearic acid as organic binders are put into a kneader and then kneaded and then put into a granulator. And granulated into pellets to make a compound.
[0016]
And this compound is inject | poured in the metal mold | die in which the cavity of the same shape as the molded object 1 was formed. Thereby, a plurality of molded bodies (green bodies) 1 shown in FIG. 1 are molded.
The green bodies 1 are bonded to each other through an adhesive. That is, as shown in FIG. 3, the adhesive 4 is applied by the dispenser 2 to a portion (shown by hatching in FIG. 3) that contacts the recess 1 b of one green body 1 and the other connected green body 1.
As the adhesive 4, an a-cyanoacrylate-based so-called instantaneous adhesive in which c-BN powder (average particle size: 10 μm) as a ceramic powder is dispersed at a weight ratio of 1: 4 is used.
[0017]
After the application of the adhesive, the protrusion 1a of the other green body 1 corresponding to the recess 1b is fitted, and the green bodies 1 are bonded to each other via the adhesive. By repeating the above operation a plurality of times (as many as the number of the formed bodies 1 to be connected), the connection body 3 shown in FIG. 2 is obtained.
Next, this coupling body 3 is placed on a ceramic dish (setter), this setter is put into a degreasing furnace, and heated at a temperature of 325 ° C. in an air atmosphere. Thereby, the organic binder component is degreased from the molded body 1, and all the molded bodies 1 (that is, the connected bodies 3) are changed from green bodies to brown bodies.
[0018]
After this degreasing, the brown body is put into a sintering furnace, and N ₂ Sinter at a temperature of 1350 ° C. in an atmosphere to obtain a SUS 316L sintered body. In addition, since the processing conditions such as the heating rate and the processing time other than the atmosphere and the processing temperature in the degreasing and sintering are known, the description thereof is omitted. After the sintering is completed, the setter is taken out from the sintering furnace, and the connected body 3 that is a sintered body is taken out from the setter.
[0019]
In this embodiment, the a-cyanoacrylate adhesive starts to decompose when heated to a temperature of about 80 ° C. or higher. On the other hand, since the atmospheric temperature in the degreasing furnace for degreasing increases to 325 ° C., the components of the adhesive are completely decomposed during degreasing. That is, the adhesive is degreased in the same manner as the binder component of the molded body. On the other hand, since the c-BN powder decomposed in the adhesive remains in the contact portion of the molded body 1, the green body and the green body are degreased in a non-contact state by c-BN to become a brown body, The sintered body is then sintered without contact. c-BN is a chemically stable substance and does not react during sintering with SUS 316L, which is a component of a green body (brown body after degreasing). Maintain state. In this embodiment, the green bodies are bonded and fixed to each other with an adhesive in which c-BN powder is dispersed when the green bodies are connected to each other. The connected body will not be damaged. Further, since the ceramic powder is dispersed in the adhesive, the compacts are not welded to each other during sintering.
[0020]
[Example 2]
In the present embodiment, the connecting body 3 formed of the same shaped molded body shown in FIG. 2 is coupled simultaneously with the molding in the mold for molding the molded body.
FIG. 4 shows a molding apparatus in this embodiment, FIG. 5 shows a mold for molding the first molded body, and FIGS. 6 and 7 show the main part of the mold for molding the first molded body and its operation. Indicates.
[0021]
FIG. 8 shows a mold for molding the second molded body, and FIGS. 9 and 10 show the main part of the mold for molding the second molded body and its operation. FIG. 11 shows the mold opened from the parting surface side after the molding of the first molded body, FIG. 12 shows the step of applying an adhesive to the first molded body, and FIG. 13 shows the second molding. The mold open state after molding of the body is shown.
[0022]
As shown in FIG. 1, the molded body 1 in the present embodiment has a substantially ring shape, and a cylindrical projection 1a corresponds to the projection 1a at one end face and a position facing the projection. A cylindrical recess 1b is formed. The projections 1a and the recesses 1b of the molded body 1 are alternately coupled in the mold simultaneously with the molding, thereby forming the coupling body 3 shown in FIG.
[0023]
As shown in FIG. 4, the molding apparatus used in the present embodiment has a heating cylinder 5, and this heating cylinder 5 is connected to a nozzle of an injection molding machine (not shown).
The heating cylinder 5 is provided with a fixed side platen 6, and the fixed side platen 6 is provided with a first fixed side mold 7 and a second fixed side mold 8. The heating cylinder 5 is provided with two channels for supplying the melted compound to the first and second fixed molds 7 and 8, and the compound in the channel is provided around the channel. A heater (not shown) is provided for maintaining the molten state.
[0024]
On the other hand, a movable platen 9 faces the fixed side platen 6, and a first movable side mold 10 is disposed on the movable platen 9 so as to face the first fixed side mold 7. A second movable-side mold 11 having the same shape as the first movable-side mold 10 is disposed at a position facing the second fixed-side mold 8. The movable platen 9 is rotatable about an axis perpendicular to the parting surface of the mold by the rotation shaft 12, and the second fixed-side mold 8 is rotated by rotating the rotation shaft 12 by 180 °. On the other hand, the first movable mold 10 can be opposed to the first movable mold 7 and the second movable mold 11 can be opposed to the first fixed mold 7.
[0025]
The injection molding machine (not shown) in the present embodiment is provided with two nozzles, and a shut-of nozzle that can selectively close one of these nozzles. In this case, each nozzle is connected to the flow path of the heating cylinder 5.
[0026]
FIG. 5 shows the configuration of the first movable side mold 10 and the first fixed side mold 7 for molding the first molded body 1.
The first fixed-side mold 7 includes a fixed-side mounting plate 13, a fixed-side mold plate 14 fixed to the fixed-side plate 13, a locating ring 15 for positioning the fixed-side platen, and a fixed-side mounting plate. 13 and the first manifold 16 fixed to the fixed side mold plate 14, the fixed side insert 17 held by the fixed side mold plate 14, and the second manifold 18 held by the fixed side insert 17. Become.
On the other hand, the first movable mold 10 is held by the movable mold 19, the movable mold 21 fixed to the movable mold 19 via the spacer block 20, and the movable mold 21. The movable side insert 22 includes a protruding rod 23 that protrudes the molded body in the movable side insert 22, and a protruding plate 24 that slides the protruding rod 23 relative to the movable side insert 22.
[0027]
6 and 7 show the first fixed mold 7 and the first movable mold 10, and the first manifold 16 in the first fixed mold 7 has a flow path of the molten compound. 16a is provided, and a heater 16b for preventing solidification of the molten compound in the flow path 16 is provided. A flow path 18a communicating with the flow path 16a is formed by the first manifold 16 and the second manifold 18, and has a heater 18b for preventing the internal compound from solidifying.
[0028]
As shown in FIG. 7, the fixed side insert 17 has a recess 17 a and a protrusion 17 b for forming the protrusion 1 a and the recess 1 b (see FIG. 1) of the first molded body. A convex portion 17e is formed to mold the hole 1c (see FIG. 1) at the center of one molded body. On the other hand, the movable side insert 22 is formed with a recess 22 a for forming the outer shape of the first molded body 1. And the cavity 25 for shape | molding the 1st molded object 1 is formed by the fixed side insert 17 and the movable side insert 22 closely_contact | adhering.
[0029]
As shown in FIG. 6, the cavity 25 communicates with the flow path 18a through the gate 26, and also communicates with the flow path 18c in which a heater 18d for preventing solidification of the internal compound is disposed. .
The boundary portion between the cavity 25 serving as the gate 26 and the flow path 18c is tapered such that the tip becomes narrower in the mold opening direction.
[0030]
8 to 10 show a first movable mold 10 and a second fixed mold 8 for molding a second molded body 1 ′ having the same shape and the same dimensions as the first molded body. As shown in FIGS. 7 and 8, the second fixed-side mold 8 is different from the first fixed-side mold 7 only in the shape of the cavity portion of the fixed-side insert 27 that is a component thereof. Detailed description other than the fixed side insert 27 will be omitted. As shown in FIGS. 9 and 10, the fixed side insert 27 has a convex portion 27b for forming the hole 1c (see FIG. 1) at the center of the second molded body 1 ′, and the molding has already been completed. A convex portion 27a is formed to be fitted into the hole 1c at the center of the first molded body 1 that is provided. The projection 1a of the first molded body 1 that has already been molded is the recess 1'b of the second molded body 1 ', and the recess 1b of the first molded body that has already been formed is the second. A cavity for forming the protrusion 1′a of the molded body 1 ′ is formed, and the first molded body 1 and the fixed side insert 27 form a cavity 28 for molding the entire second molded body.
[0031]
Next, the forming of the connected body using the forming apparatus having the above configuration will be described.
First, 91 wt% of stainless steel (SUS 316L) powder with an average particle size of 10 μm, 3 wt% of polystyrene, 3 wt% of acrylic, 2 wt% of wax, and 1 wt% of stearic acid as organic binders are put into a kneader and then kneaded and then put into a granulator. And granulated into pellets to make a compound.
The compound is injected into a cavity 25 formed in a state where the first fixed mold 7 and the first movable mold 10 shown in FIG. 6 are combined, and the first molded body 1 is molded. After this molding, the mold is opened.
At this time, the compound in the flow path 18c is cut by the taper formed in the gate 26.
[0032]
FIG. 11 is a view of the mold opened and viewed from the parting surface side. The molded first molded body 1 remains in the cavity 25 of the first movable side insert 22. After opening the mold, as shown in FIG. 12, an adhesive application means 29 such as a spray nozzle is brought close to the first molded body 1, and the adhesive is sprayed on the first molded body 1. As the adhesive, a hot-melt adhesive of 20 wt% is used in which 80 wt% of c-BN powder having an average particle diameter of 10 μm is dispersed as a ceramic powder. The hot-melt adhesive used as the base material is a polyethylene-based adhesive, and is adjusted to a sprayable viscosity by heating to a temperature of 180 ° C. or higher. Where hot melt type adhesive In addition to polyethylene, any of polyamide, polyester, butyral, polyvinyl acetate, cellulose derivative, polymethyl methacrylate, polymethyl ether, polyurethane, and polycarbonate can be used. It may be used. Since these hot-melt adhesives contain no solvent, they do not attack the binder resin component that is a constituent element of the molded body.
[0033]
In addition, as a method for applying hot-melt type adhesives in which ceramic powder is dispersed, it is desirable to apply spraying if it is possible to spray, but due to the relationship between melt viscosity and heating temperature, the viscosity is high and spraying is impossible. For example, an adhesive may be discharged or dropped using a nozzle type application.
Further, regarding the ceramic powder, it does not react at all with the metal powder (SUS 316L in the present embodiment) constituting the molded body during sintering, and itself is not sintered at the sintering temperature of the molded body. Any chemically stable material may be used. For example, alumina (aluminum oxide), titanium oxide, zirconia oxide, carbon, or the like may be used alone or in combination. Further, the blending ratio of the adhesive and the ceramic powder is not limited to the above.
[0034]
After applying the adhesive, the rotary shaft 12 is rotated to exchange the first fixed side mold 7 and the second fixed side mold 8, and the second fixed side mold 8 and the first movable side mold are exchanged. Close the mold 10. After closing the mold, the second molded body 1 ′ is injection molded.
Here, since the hot-melt adhesive solidifies as soon as the temperature decreases, it solidifies immediately after being applied to the first molded body 1, but depending on the temperature when the second molded body 1 ′ is injected. It melts again and solidifies with the solidification of the compound constituting the second molded body 1 ′ thereafter. Thereby, the effectiveness as an adhesive is exhibited.
After the second molded body 1 ′ is molded, as shown in FIG. 13, the mold is opened, and the connecting body 61 composed of the first molded body 1 and the second molded body 1 ′ is taken out by the protruding rod 23.
Thereafter, the connecting body 61 is degreased at a temperature of 325 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and then heated to 1300 ° C. in a nitrogen gas atmosphere for sintering.
[0035]
In the above configuration, after forming the first molded body 1, the second molded body 1 ′ is molded after applying the adhesive in which the c-BN powder is dispersed to the first molded body 1. When the connected body 61 composed of the molded bodies 1 and 1 ′ after the molding of the second molded body 1 ′ is taken out from the mold, the first molded body 1 and the second molded body 1 ′ are mutually connected via an adhesive. It will be in the state where it was adhered to. Since this adhesive is dispersed and removed during degreasing, only c-BN powder remains between the first molded body 1 and the second molded body 1 ′ after degreasing.
Since this c-BN powder is a chemically stable substance that does not react with SUS 316L, which is a constituent element of the compacts 1 and 1 ′, during the sintering, the first compact 1 and the second compact 1 The green body 1 'is sintered without contact.
[0036]
In this embodiment, since the first molded body and the second molded body are fixed by an adhesive, the molded body caused by the mutual movement can be obtained without moving between the first molded body and the second molded body. There is no damage.
Further, since the ceramic powder dispersed in the adhesive is present between the molded bodies during sintering, the first molded body and the second molded body are not welded during sintering.
[0037]
In this embodiment, the hot melt type is used as the adhesive in which the ceramic powder is dispersed, but an epoxy adhesive that does not contain a solvent may be used as well. Since this epoxy adhesive does not contain a solvent, like the hot melt adhesive, the epoxy resin does not attack the binder resin constituting the molded body. In addition, since the hot melt adhesive is cooled and cured to exhibit the function as an adhesive, the curing substantially corresponds to the curing time of the molded body, whereas an epoxy adhesive is used. In this case, since the curing time is long, it is necessary to make the timing of opening the mold and taking out the molded product from the mold slower than in the case of the hot melt type adhesive. However, epoxy adhesives are heat resistant like hot melt adhesives, and have a higher adhesive strength than hot melt adhesives, so when particularly strong adhesive force is required. Become effective. With regard to this epoxy adhesive, it is desirable to apply it by spraying if it can be sprayed, but if it is impossible to spray, application by dropping or spatula may be performed.
[0038]
Examples of other adhesives in this example include thermoplastic synthetic resin adhesives such as acrylic, styrene, polyamide, cellulose, and polyurethane, and thermosetting such as phenol, unsaturated polyester, acrylic, silicone, and acrylic acid diester. Synthetic resin-based adhesives and epoxy-phenolic, epoxy-polyamide, nylon-epoxy mixed adhesives may be used.
Further, in this example, a hot-melt adhesive and an epoxy adhesive that do not contain a solvent that corrodes the binder resin component constituting the molded body are selected, but the molded body is configured by the solvent contained in the adhesive. A type of adhesive that enhances the adhesive force by dissolving the binder resin may be used. In this case, since the binder components constituting the compacts are dissolved at the contact portions between the compacts, the clearance between the compacts becomes large, but this is particularly effective when a large clearance is required. In addition, since the function required for the adhesive is sufficient to prevent the molded body from moving before the degreasing process after molding the molded body, an adhesive having particularly strong adhesive force is selected. There is no need.
[0039]
[Example 3]
In this embodiment, a bending tube composed of a plurality of tubular structures is assembled simultaneously with molding. As shown in FIG. 14, the tubular structure 30 includes a cylindrical body portion 32, first ear portions 33 and second ear portions 34 that protrude in the axial direction of the body portion 32, and a first ear portion 33. And a hole 36 formed in the second ear 34. As shown in FIG. 15, the mutual distance between the ears 33 and 34 is such that the mutual distance between the first ears 33 is narrower than the mutual distance between the second ears 34, and the projections 35 of the first ears 33 are formed. By inserting into the hole 36 of the 2nd ear | edge part 34, the tubular structure 30 is connected sequentially, and, thereby, the bending tube 37 shown in FIG. 17 is comprised.
The bending tube 37 can be bent as shown in FIG. 18 by sliding the projections 35 of the ears 33 and 34 and the hole 36.
In addition, when shape | molding this tubular structure 30 with a shaping die, it divides | segments by the straight line L (parting line) shown in FIG.
[0040]
FIG. 19 shows a mold apparatus 38 for assembling the bent tube 37 so as to be connected while being molded. The mold device 38 includes a pair of slide dies 39, 40, a slide core 41 located at the center of the slide dies 39, 40, and a sleeve 42 slidably provided on the slide core 41.
The pair of slide dies 39 and 40 has a cavity for forming the outer shape of the tubular structure 30, the slide core 41 is a cavity for forming the inner shape and one end surface in the axial direction of the tubular structure 30, and the sleeve 42 is a slide. It acts as a cavity that molds the other end surface opposite to the core 41.
In the slide core 41, a small diameter portion 43 and a large diameter portion 44 are continuously provided, and a part of the large diameter portion 44 and the small diameter portion 43 serve as a cavity for forming the inner diameter shape of the tubular structure 30. The slide core 41 can be moved back and forth in the axial direction by a driving means (not shown). The small-diameter portion 43 of the slide core 41 has the same inner diameter as the small-diameter portion 43 of the slide core and the outer diameter is slid A sleeve 42 having the same diameter as the large diameter portion 44 of the core 41 is provided.
[0041]
A part of the end surface and the outer diameter of the sleeve 42 on the slide core 41 side is a cavity for forming the tubular structure 30, and the sleeve 42 can be moved forward and backward on the slide core 41 by a driving means (not shown). On the other hand, the slide dies 39 and 40 for forming the outer diameter of the tubular structure 30 are provided at the upper and lower positions with the slide core 41 interposed therebetween.
The slide molds 39 and 40 are advanced and retracted in a direction orthogonal to the axis of the slide core 41 by a driving means (not shown).
[0042]
An adhesive application device 45 for applying an adhesive to the tubular structure 30 is disposed between the slide core 41 and the slide molds 39 and 40. The adhesive applicator 45 moves between the slide core 41 and the slide molds 39 and 40 when the molds 39 and 40 are opened by driving means (not shown) so that the mold clamping is not hindered when the molds are closed. Avoid other positions.
[0043]
20 to 23 show the slide molds 39 and 40, and FIG. 20 is for moving the slide core 41 and the sleeve 42 to predetermined positions, closing the pair of slide molds 39 and 40, and forming the tubular structure 30. A state in which a cavity is formed is shown. One slide mold 39 has a flow path 46 through which the melted compound passes, and a manifold 48 having a heater 47 that prevents solidification of the compound in the flow path 46. The flow path 46 communicates with the cavity, and the gate 49 that is a boundary with the cavity has a taper that tapers toward the cavity side.
The cavity of the slide mold 39 is provided with a recess 50 for molding the second ear 34 of the tubular structure 30 and a recess 51 for molding the projection 35 of the first ear 33. It has been.
A part of the cavity for forming the first ear portion 33 of the tubular structure 30 is formed by the sleeve 42. Therefore, the sleeve 42 has a tubular shape as shown in FIGS. A notch 53 is formed as a cavity for molding the outer diameter of the first ear 33 of the structure 30.
[0044]
The other slide mold 40 is the same as the shape of the slide mold 39 except that it does not have a manifold 48 for supplying a compound, and therefore the description thereof is omitted.
In order to connect the tubular structures 30 so as to be movable, clearances 70 as shown in FIG. 17 are required between the tubular structures 30. In order to form the clearance, the slide molds 39 and 40 are provided with slides 54 and 55 for forming the clearance, respectively.
[0045]
22 to 24 show the configuration of the slides 54 and 55, and FIG. 22 is a perspective view from the cavity side of the slide mold 39 (as viewed in the direction of arrow Z in FIG. 19). Is provided.
Each of the pair of slides 54 can advance and retreat in a direction perpendicular to the axis of the slide core 41, and the opposite ends thereof are in contact with each other at the center of the cavity. The tip (cavity side) of the slide 54 has the same curvature as that of the small-diameter portion 43 of the slide core 41, and this curved portion abuts on the small-diameter portion 43 of the slide core 41 when the slide 54 is advanced. . Further, when the slide 54 is advanced, the portion of the concave portion 50 (forming the ear portion 34 of the tubular structure) formed in the slide mold 39 is flat.
[0046]
FIG. 23 is an XX cross section of FIG. 20, and the slide mold 40 is also provided with a pair of slides 55 similar to the slide 54 of the slide mold 39. FIG. 24 shows a state in which the slides 54 and 55 are retracted from the state shown in FIG. 23, and the slides 54 and 55 are located behind the cavities of the slide molds 39 and 40 (from the outer diameter of the tubular structure 30). By retreating, the slide core 41 and the sleeve 42 can be retracted after the tubular structure 30 is formed.
[0047]
Next, the continuous molding of the bending tube 37 by the mold apparatus 38 having the above configuration will be described.
First, from the state shown in FIG. 19, the slide molds 39 and 40 are closed, and the sleeve 42, the slide core 41, and the slides 54 and 55 are advanced, and the state shown in FIG. 20 is obtained. That is, the mold is closed to form a cavity for molding the first tubular structure 30.
Subsequently, the molten compound in the flow path 46 of the manifold 48 is injected into the cavity from the gate 49 and filled, resulting in the state shown in FIG. The compound used in this example kneaded 91 wt% stainless steel (SUS 316L) powder with an average particle size of 8 μm, 3 wt% polystyrene, 3 wt% polyester, 2 wt% wax and 1 wt% stearic acid as an organic binder. Is granulated into pellets.
[0048]
After filling the compound, the mixture is held for a certain period of time to solidify the filled compound. After this solidification, the mold is opened as shown in FIG. At this time, the slide dies 39 and 40 are opened after the slides 54 and 55 are first retracted (see FIG. 24). Here, the hole 36 is not formed in the first tubular structure 30 due to the configuration of the mold. The hole 36 is formed after the second tubular structure.
Next, the adhesive application means 45 is advanced, and an adhesive in which ceramic powder is dispersed is applied to the first tubular structure 30 by spraying or the like. The position to apply may be only the part which contacts 2nd tubular structure 30 '.
The adhesive of this example was obtained by dispersing 90 wt% of alumina powder having an average particle diameter of 8 μm as a ceramic powder in 10 wt% of a polystyrene-based adhesive that is one of the binder components constituting the tubular structure. .
[0049]
After applying the adhesive, the sleeve 42 and the slide core 41 are retracted and the slide dies 39 and 40 are closed as shown in FIG.
At this time, the sleeve 42 may be advanced together with the retraction of the slide core 41, and the sleeve 42 may be retracted to a predetermined position after the retraction of the slide core 41 is completed.
The slide core 41 is retracted only for one tubular structure 30 and the retracted position of the sleeve 42 is the position shown in FIG. After closing the mold, the slides 54 and 55 are advanced (see FIG. 23) to form a cavity for forming the second tubular structure 30 ′ as shown in FIG.
[0050]
The cavity of the second tubular structure 30 ′ is formed by the first tubular structure, the slides 54 and 55, the slide molds 39 and 40, the slide core 41, and the sleeve 42. Here, the projection 35 of the first ear 33 of the first tubular structure 30 serves as a cavity for forming the hole 36 of the second ear 34 of the second tubular structure 30 ′.
After the slides 54 and 55 are advanced, a compound is injected into the cavity as shown in FIG. 29 to form the second tubular structure 30 ′. After this molding, the mold is opened by the same procedure as described above. At this time, a clearance 70 corresponding to the thickness of the slides 54 and 55 is formed between the first tubular structure 30 and the second tubular structure 30 ′ by the slides 54 and 55 (see FIG. 17). ). With this clearance 70, the bending tube 37 is movable as shown in FIG.
[0051]
Thereafter, the above procedure is repeated to form a predetermined number of tubular structures 30 while being connected, then the sleeve 42 is removed from the slide core 41, and then the formed connected body 37 is taken out from the slide core 41. The formed linked body 37 has a shape as shown in FIG. And this connection body 37 is degreased at 330 degreeC in an atmospheric condition, and is sintered at 1300 degreeC in a vacuum atmosphere.
[0052]
In this embodiment, after forming the first tubular structure 30, an adhesive in which ceramic powder is dispersed is applied to the first tubular structure 30, and then the second tubular structure 30 ′ is formed. To do. Then, this procedure is repeated to form the connection body 37 of the tubular structure 30, and then the connection body 37 is taken out from the slide core 41. The tubular structures 30 constituting the coupling body 37 are fixed to each other by an adhesive and do not move with each other when transferred to the degreasing process.
[0053]
In this embodiment, the adhesive in which alumina powder is dispersed is a polystyrene-based adhesive that is one of the components of the tubular structure. For this reason, the tubular structures are joined to each other when the solvent contained in the adhesive dissolves and slightly cures the connecting portions of the tubular structures. Further, since the components of this adhesive are decomposed and removed during degreasing, only the alumina powder remains between the tubular structures. Since this alumina powder is a chemically stable substance that does not react with SUS 316L, which is a constituent element of the tubular structure, each tubular structure is sintered without contact with each other during sintering. .
[0054]
In the present embodiment as described above, the tubular structures constituting the coupling body are fixed to each other by the adhesive, and therefore, when the coupling body is taken out from the slide core, it does not move with each other and is caused by the mutual movement. It is possible to prevent the molded body from being damaged.
Further, since only the ceramic powder dispersed in the adhesive exists between the tubular structures at the time of sintering, the tubular structures are not welded to each other at the time of sintering. In this embodiment, two tubular structures are connected. However, as shown in FIG. 17, four or more tubular structures can be connected.
[0055]
[Example 4]
In this example, the same bent tube 37 as in Example 3 is formed, but the bonding process for fixing the connected body after forming and the ceramic powder for preventing the welding of the tubular structures during sintering are performed. The coating process is performed in a separate process. Therefore, the description common to Example 3 is omitted, and only different parts are illustrated and described.
In the present embodiment, the mold apparatus 38 according to the third embodiment is provided with a dispenser 56 that drops only the adhesive (that is, ceramic powder is not dispersed) on the side surface of the slide mold 39 on the slide core 41 side. Unlike the third embodiment, the other configuration is the same as that of the third embodiment.
[0056]
In the present embodiment, the same processes as in the third embodiment are performed until the first tubular structure 30 is injection molded.
In this embodiment, after injection molding of the first tubular structure 30, c-BN powder dispersed in fluorinate is applied to the first tubular structure 30. After the application, a second tubular structure is formed. (This state is the same as in FIG. 29.) This fluorinate is a solvent that does not attack the organic binder that is a component of the tubular structure 30. The application means is the same as that in the third embodiment. Moreover, the range to apply | coat is only the site | part where 2nd tubular structure 30 'shape | molded next and 1st tubular structure 30 contact | connect similarly to Example 3. FIG.
[0057]
As shown in FIG. 30, after the tubular structure 30 is formed, the slide core 41 is retracted, whereby the formed tubular structure 30 is discharged from the slide dies 39 and 40.
When the next tubular structure 30 is formed, the slide core 41 stops at a predetermined position and enters a standby state. After the slide core 41 is stopped, the connecting portion 57 of the tubular structure 30, that is, the protrusion and the hole of the tubular structure 30 are fitted by the dispenser 56 with the c-BN powder interposed in the gap. Apply adhesive to the area.
The adhesive to be used is an a-cyanoacrylate-based adhesive called instant adhesive. Since this a-cyanoacrylate adhesive has a very low viscosity and is permeable, it penetrates into a slight gap in the connecting portion 57 of the tubular structure 30.
[0058]
31 to 33 show this permeation, and a c-BN powder layer 58 is interposed between the previously formed tubular structure 30 and the later formed tubular structure 30 as shown in FIG. ing. In this case, the fluorinate used as the dispersant is vaporized by heat when the second tubular structure is formed, and only the c-BN powder remains. When an a-cyanoacrylate adhesive 59 is dropped onto the connecting portion 57 (see FIG. 32), the a-cyanoacrylate adhesive is highly permeable, so that the gap is formed between the tubular structure and the tubular structure. Soak in the c-BN powder layer 58 located (see FIG. 33). And it absorbs surrounding moisture and solidifies. As described above, the a-cyanoacrylate adhesive 59 soaked and solidified in the gaps between the tubular structures 30 firmly bonds and fixes the tubular structures to each other.
[0059]
This operation is performed for the number of tubular structures to be connected.
After connecting a predetermined number, the connecting body 37 is removed from the slide core 41 in the same manner as in the third embodiment, and the connecting body 37 is degreased and sintered under the same conditions as in the third embodiment.
[0060]
In the present embodiment, after forming the first tubular structure 30, the second tubular structure 30 ′ is formed after applying the ceramic powder dispersed in the solvent to the first tubular structure 30, After forming the second tubular structure 30 ′, a ceramic powder interposed in the gap between the tubular structures 30 by applying a highly permeable adhesive to the connection portion 57 of the connection body discharged from the mold. The tubular structures are firmly fixed to each other by allowing the adhesive to soak into and curing the adhesive. Since this procedure is repeated to form a connection body 37 to which the tubular structure 30 is connected, when the connection body 37 is taken out from the slide core 41, each tubular structure 30 constituting the connection body 37 is bonded by an adhesive. It becomes a fixed state, does not move relative to each other, and can prevent damage to the tubular structure due to relative movement.
[0061]
Since this adhesive component is decomposed and removed during degreasing, only the ceramic powder remains between the tubular structures. Since the c-BN powder used as the ceramic powder is a chemically stable substance that does not react with SUS 316L, which is a constituent element of the tubular structure, the tubular structures are not in contact with each other during sintering. Sintered as is. For this reason, at the time of sintering, only the ceramic powder dispersed in the adhesive exists between the tubular structures, and the welding between the tubular structures can be prevented.
[0062]
The a-cyanoacrylate-based adhesive used in this example is generally vulnerable to heat. However, according to this method, the adhesive is applied after the molded body is solidified, so that the adhesive is affected by heat. There is nothing.
In this embodiment, an a-cyanoacrylate adhesive is used as the adhesive having low viscosity and high permeability. However, the adhesive is not limited to this, and other low viscosity adhesives may be used. For example, you may apply | coat the solvent which melt | dissolves binder resin which is a component of tubular structures, such as acetone and benzene, as an adhesive agent. In this case, the solvent infiltrated into the gaps between the tubular structures dissolves the binder resin component constituting the tubular structures, in this example, polystyrene.
This dissolved binder resin component, such as polystyrene, penetrates into the ceramic powder.
Then, after a predetermined time has elapsed, the solvent is volatilized to solidify, and the binder resin component is solidified to exert an action as an adhesive to fix the tubular structures to each other.
[0063]
In the case of degreasing and sintering the thus obtained tubular structure connected body, the same effect as in Example 3 can be obtained, and the effect peculiar to the a-cyanoacrylate adhesive, that is, the adherend It can prevent the whitening phenomenon. Examples of solvents that dissolve polystyrene include benzene, chloroform, carbon tetrachloride, methanol, methyl acetate, diethyl ketone, nitromethane, acetonitrile, and the like. Even when these solvents are used, the same effects as described above can be obtained. In this embodiment, the solvent can be arbitrarily selected as long as it dissolves at least one resin component among a plurality of binder resin components that are constituent elements of the molded body. In the application, a solvent alone may be used, but a binder component contained in the tubular structure, for example, polystyrene, may be dissolved in a small amount, and this may be dropped and applied to penetrate the ceramic powder layer. In this case, there is an advantage that the adhesive strength is increased as compared with the case where the solvent is used alone.
[0064]
[Example 5]
In this embodiment, the same bent tube 37 as in Embodiments 3 and 4 is formed. However, the bonding step of fixing the connected body 37 after forming and the welding of the tubular structures 30 during sintering are performed. This is a separate process from the ceramic powder coating process to be prevented. Therefore, the description common to Embodiments 3 and 4 is omitted, and only different portions are illustrated and described. In the present embodiment, the tubular structure 30, the mold device 38 for connecting the tubular structure 30, and the adhesive application unit 56 are the same as those in the embodiment. 4 It is the same. Further, in the present example, after the first tubular structure 30 is injection-molded, the same process as in Example 4 is performed until the c-BN powder dispersed in florinate is applied to the first tubular structure 30.
[0065]
As shown in FIG. 30, after the tubular structure 30 is formed, the slide core 41 is retracted, whereby the formed tubular structure 30 is discharged from the slide dies 39 and 40.
When the next tubular structure 30 is formed, the slide core 41 is in a standby state stopped at a predetermined position. And when the connection part 57 of the tubular structure 30 is located under the dispenser 56, the hot-melt-type adhesive agent 60 is dripped with respect to this connection part 57. FIG.
Application of the adhesive 60 at this time is performed so as to cover the connecting portion 57 of the tubular structure 30 as shown in FIG. This operation is performed for the number of tubular structures to be connected. And after shaping | molding a predetermined number, like Example 3, the connection body 37 is extracted from the slide core 41, and this connection body 37 is degreased and sintered.
[0066]
In this example, after forming the first tubular structure, a ceramic powder dispersed in a solvent is applied to the first tubular structure, and then the second tubular structure is formed. After the tubular structure is formed, the tubular structures are firmly fixed to each other because the hot melt adhesive is applied to the connecting portion of the connecting body discharged from the mold and cured.
Since this procedure is repeated to form a connection body of tubular structures, each tubular structure constituting the connection body is formed when a predetermined number of tubular structures are formed into a connection shape and then the connection body is removed from the slide core. Is bonded and fixed by an adhesive. Since this adhesive component is decomposed and removed during degreasing, only the ceramic powder remains between the first molded body and the second molded body. Since the c-BN powder used as the ceramic powder is a chemically stable substance that does not react with SUS 316L, which is a component of the molded body, at the time of sintering, the first molded body and the second molded body are used. Sintered without contact with the molded body.
[0067]
In the a-cyanoacrylate-based adhesive used in Example 4, the periphery of the applied molded body may be whitened, and the whitened portion may become a stain due to sintering. It is not preferable in terms of the appearance quality of the tube.
However, the hot melt type adhesive used in the present example does not have such an influence on the molded body, and therefore is effective particularly for those in which the appearance quality of the sintered body is questioned.
When such a hot-melt adhesive is applied to the solidified tubular structure after completion of molding, the viscosity rapidly increases and solidification starts. For this reason, this adhesive does not penetrate into the gap between the tubular structures. As described above, there is no adhesion at the mutual contact portions of the tubular structures, and only the ceramic powder layer that prevents welding during sintering exists at the mutual contact portions of the tubular structures. As in the example, the gap between the contact portions of the tubular structures can be made smaller than interposing the adhesive together with the ceramic powder to the contact portions. Therefore, there is an advantage that the rattling of the connected body after sintering is reduced.
[0068]
【The invention's effect】
The production method of the present invention includes an adhesive in which ceramic powder is dispersed or an adhesive interposed with ceramic powder. Adhesive etc. By multiple molded bodies Mutual Are adhered and fixed to each other, so that the applied ceramic powder is not scraped off. Therefore, the molded body does not move between each other until the transfer to the degreasing step, and the molded body can be prevented from being damaged. Ceramic powder dispersed in adhesive or ceramic powder intervened with adhesive The ceramic powder intervening between the connected compacts such as The brown bodies are prevented from welding to each other during the sintering, and remain between the sintered bodies after the sintering, so that the sintered bodies can move relative to each other.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a molded body molded according to Example 1 of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a connector manufactured according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing adhesive application.
4 is a side view of the molding apparatus of Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a mold in a state where a first molded body is molded.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a mold during molding of a first molded body.
7 is a cross-sectional view of a further main part of FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a mold during molding of a second molded body.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a mold during molding of a second molded body.
10 is a cross-sectional view of a further main part of FIG.
FIG. 11 is a front view from a parting surface of a mold after molding a first molded body.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a mold when an adhesive is applied.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a mold opening state after molding a second molded body.
14 is a perspective view of a tubular structure formed according to Example 3. FIG.
FIG. 15 is a side view of a tubular structure.
16 is a side view from the side orthogonal to FIG.
FIG. 17 is a perspective view of a connector according to Embodiment 3.
FIG. 18 is a perspective view showing the movement of the connecting body according to the third embodiment.
19 is a cross-sectional view showing molding of Example 3. FIG.
20 is a sectional view showing molding of Example 3. FIG.
21 is a perspective view of a sleeve used in Example 3. FIG.
22 is a perspective view of a slide type according to Embodiment 3. FIG.
23 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
24 is a cross-sectional view showing a state following FIG. 23. FIG.
25 is a cross-sectional view of a mold for molding a first molded body according to Example 3. FIG.
FIG. 26 is a cross-sectional view showing adhesive application.
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a slide of the first molded body.
FIG. 28 is a cross-sectional view of the mold closed state after sliding.
FIG. 29 is a cross-sectional view of a mold when a second molded body is molded.
30 is a cross-sectional view of application of an adhesive in Example 4. FIG.
31 is a cross-sectional view showing the action of the adhesive of Example 4. FIG.
32 is a cross-sectional view showing the action of the adhesive of Example 4. FIG.
33 is a cross-sectional view showing the action of the adhesive of Example 4. FIG.
34 is a cross-sectional view of adhesive application in Example 5. FIG.
FIG. 35 is a perspective view of a molded body molded by a conventional method.
FIG. 36 is a perspective view of another molded body molded by the conventional method.
FIG. 37 is a perspective view of a connector formed by a conventional method.
[Explanation of symbols]
1 Molded body
3 connected body
4 Adhesive

Claims

Applying an adhesive in which ceramic powder is dispersed to a molded body formed by compounding metal powder and organic binder,
A new molded body molded by the compound is bonded to the molded body via the adhesive and fixed to each other .
A method for producing a sintered body, wherein the joined body is degreased and sintered so that the adhesive is removed and movable .

A bonding body in which three or more molded bodies are continuously formed by sequentially repeating a bonding process of a new molded body through the adhesive,
2. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein the connecting body is degreased and sintered to remove the adhesive and to move each other .

After molding a compound kneaded with a metal powder and an organic binder to form a molded body, an adhesive in which ceramic powder is dispersed is applied to the molded body,
The compound is injection-molded with respect to this molded body, and a new molded body that is connected to the molded body via an adhesive is molded and fixed to each other .
A method for producing a sintered body, wherein the joined body is degreased and sintered so that the adhesive is removed and movable .

The step of applying the adhesive to the injection-molded molded body and the injection molding process of a new molded body with respect to the molded body is sequentially repeated to form a connected body in which three or more molded bodies are connected,
4. The method for producing a sintered body according to claim 3, wherein the connecting body is degreased and sintered so as to remove the adhesive and move each other .

A green body formed of a compound in which metal powder and an organic binder are kneaded is connected to each other and then degreased to obtain a brown body, and then the brown body is sintered to obtain a movable body that is movable relative to each other. In the manufacturing method of
Forming another green body by interposing a ceramic powder in at least a portion of the green body to be connected that is contacted by the connection,
Next, a solvent for dissolving the organic binder is supplied as an adhesive to the contacted portion by the connection,
Dissolve the organic binder to fix each green body and obtain a connected green body,
Thereafter, the connecting body is degreased and sintered to leave the ceramic powder to form a mutually movable sintered body.

A green body formed of a compound in which metal powder and an organic binder are kneaded is connected to each other and then degreased to obtain a brown body, and then the brown body is sintered to obtain a movable body that is movable relative to each other. In the manufacturing method of
Forming another green body by interposing a ceramic powder in at least a portion of the green body to be connected that is contacted by the connection,
Subsequently, an adhesive is supplied to the connecting parts to fix the green bodies by bonding to obtain a connected body of green bodies,
Thereafter, the connecting body is degreased and sintered to remove the adhesive, and the ceramic powder is left to form a mutually movable sintered body.

A green body formed of a compound in which metal powder and an organic binder are kneaded is connected to each other and then degreased to obtain a brown body, and then the brown body is sintered to obtain a movable body that is movable relative to each other. In the manufacturing method of
In a state where an adhesive is interposed together with ceramic powder at a site where at least both of the green bodies to be connected contact with each other, the green bodies are fixed to each other by bonding to each other to form a connected body of green bodies,
Thereafter, the connecting body is degreased and sintered to remove the adhesive, and the ceramic powder is left to form the mutually movable sintered body.