JP2001152264A - Manufacturing method of high specific gravity sintered body - Google Patents
Manufacturing method of high specific gravity sintered bodyInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 射出成形法を用い、複雑な形状を有する製品
も容易に得ることができる高比重焼結体の製造方法を提
供する。
【解決手段】 タングステン粉末と2〜6重量%のニッ
ケル粉末に3重量%以下の鉄および又は銅粉末を添加し
た原料粉末と分散剤を含有するバインダーからなる組成
物を射出成形し、得られた成形体を脱バインダー処理し
たのち、さらに、前記成形体を非酸化性雰囲気で焼結す
ること特徴とする。(57) [Problem] To provide a method of manufacturing a high specific gravity sintered body that can easily obtain a product having a complicated shape by using an injection molding method. SOLUTION: A composition comprising a raw material powder obtained by adding 3% by weight or less of iron and / or copper powder to a tungsten powder and 2 to 6% by weight of nickel powder and a binder containing a dispersant is obtained by injection molding. After demolding the molded body, the molded body is further sintered in a non-oxidizing atmosphere.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、タングステンを主
成分とする高比重焼結体の製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a high specific gravity sintered body containing tungsten as a main component.
【0002】[0002]
【従来の技術】代表的な高比重焼結体の中でも、タング
ステン−ニッケル−銅合金材料はヘビーアロイとも呼ば
れ、振動子、遮断材、電気接点材料として用いられてお
り、環境問題が注目されている近年においては、鉛に替
わる材料としての用途も拡がっている。2. Description of the Related Art Among typical high specific gravity sintered bodies, a tungsten-nickel-copper alloy material is also called a heavy alloy, and is used as a vibrator, a blocking material, and an electric contact material. In recent years, its use as a material replacing lead has been expanding.
【0003】上記の高比重焼結体を製造するには、粉末
冶金法によって製造する試みがなされている。しかし、
通常の粉末冶金法は、原料粉末を金型に装入し、プレス
によって圧縮成形を行う方法であるから、複雑な形状の
製品を得ることは困難であった。また、圧縮成形を行う
前処理として、タングステン粉末とニッケル粉末や銅粉
末をボールミル等により均一に混合する処理が必要であ
るため、作業時間と作業工数が多大となるという問題が
あった。[0003] In order to produce the above-mentioned high specific gravity sintered body, attempts have been made to produce it by powder metallurgy. But,
The ordinary powder metallurgy method is a method in which a raw material powder is charged into a mold and compression-molded by a press, so that it is difficult to obtain a product having a complicated shape. In addition, as a pre-process for performing compression molding, a process of uniformly mixing tungsten powder, nickel powder, and copper powder with a ball mill or the like is required, and thus there has been a problem that work time and man-hours are increased.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の現状に鑑みなされたものであって、射出成形法を用
い、複雑な形状を有する製品も容易に得ることができる
高比重焼結体の製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high specific gravity sintering method capable of easily obtaining a product having a complicated shape by using an injection molding method. An object of the present invention is to provide a method for producing a body.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、タングステン粉末と2〜6重量%のニッケル
粉末に3重量%以下の鉄および又は銅粉末を添加した原
料粉末と分散剤を含有するバインダーからなる組成物を
射出成形し、得られた成形体を脱バインダー処理したの
ち、さらに、前記成形体を非酸化性雰囲気で焼結するこ
と特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a raw material powder comprising a tungsten powder and a nickel powder of 2 to 6% by weight to which 3% by weight or less of iron and / or copper powder is added, and a dispersant. The composition comprising a binder to be contained is injection-molded, the obtained molded body is subjected to a binder removal treatment, and then the molded body is sintered in a non-oxidizing atmosphere.
【0006】そして本発明では、前記バインダーは組成
物全体当たり30〜70容量%の量で含有されており、
前記分散剤は、バインダー当たり2〜20容量%の量で
使用されていることを特徴とし、さらに前記非酸化性雰
囲気が真空雰囲気、あるいは水素、アルゴン、窒素ある
いは前記のパーシャル雰囲気であることを特徴とするも
のである。In the present invention, the binder is contained in an amount of 30 to 70% by volume based on the whole composition,
The dispersant is used in an amount of 2 to 20% by volume per binder, and the non-oxidizing atmosphere is a vacuum atmosphere, or hydrogen, argon, nitrogen or the partial atmosphere. It is assumed that.
【0007】[0007]
【発明の実態の形態】(焼結用粉末)出発材料であるタ
ングステンとの濡れ性に作用するニッケル添加量につい
ては、添加量が2重量%以下ではタングステンとの濡れ
が不十分となり、6重量%を越えると高い比重が得られ
ないため、2〜6重量%と限定した。本発明では、焼結
助剤として銅、あるいは鉄、あるいはこれらを併用して
使用することとしたが、添加量が3重量%を越えると高
い比重が得られないため、これらの添加量は合計でも3
重量%以下と限定した。また、添加する原料粉末の平均
粒径が大きくなると緻密化が困難となるため、これら原
料となる金属粉末の粒度は、10μm以下であることが
好ましい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Powder for sintering) Regarding the addition amount of nickel which affects the wettability with tungsten as a starting material, if the addition amount is 2% by weight or less, wetting with tungsten becomes insufficient, and 6% by weight. %, A high specific gravity cannot be obtained, so the content is limited to 2 to 6% by weight. In the present invention, copper or iron or a combination thereof is used as a sintering aid. However, if the added amount exceeds 3% by weight, a high specific gravity cannot be obtained. But 3
% By weight or less. If the average particle size of the raw material powder to be added becomes large, it becomes difficult to densify the raw material powder. Therefore, the particle size of the metal powder used as the raw material is preferably 10 μm or less.
【0008】(バインダー)射出成形用組成物における
バインダーは、焼結用粉末の射出成形を可能とし、か
つ、得られる射出成形体に一定の強度を付与するために
必要であるが、組成物中のバインダー含有量が30容量
%未満では組成物の流動性が低下し、射出成形が困難と
なる。また、他方70容量%を越えると成形時に成形体
表面に面引けが生じ、また得られる射出成形体中の焼結
用粉末の充填密度が低くなり、最終的に得られる焼結製
品の密度を向上させることが困難となるため、本発明で
は射出成形用組成物におけるバインダーの含有量を30
〜70容量%と限定した。(Binder) The binder in the composition for injection molding is necessary for enabling injection molding of the powder for sintering and for imparting a certain strength to the obtained injection molded article. When the binder content is less than 30% by volume, the fluidity of the composition is reduced, and injection molding becomes difficult. On the other hand, if the content exceeds 70% by volume, surface shrinkage occurs during molding, and the packing density of the sintering powder in the obtained injection-molded product becomes low. Therefore, in the present invention, the content of the binder in the composition for injection molding is set at 30.
7070% by volume.
【0009】また、分散剤を使用することにより、タン
グステン、ニッケル、銅または鉄粉末の凝集を抑制して
均一に分散させることができるばかりでなく、バインダ
ーとして一般的に用いる樹脂やワックスとの相溶性およ
び焼結用粉末との親和性を改善できる。したがって、こ
の分散剤が焼結用粉末とバインダーとの橋渡し的役割を
果たし、その結果として、分散性や射出成形時の金型と
の離型性が改善されるのである。The use of a dispersing agent not only suppresses agglomeration of tungsten, nickel, copper or iron powder, but also disperses the powder uniformly, as well as a phase with a resin or wax commonly used as a binder. The solubility and the affinity with the powder for sintering can be improved. Therefore, the dispersant acts as a bridge between the sintering powder and the binder, and as a result, the dispersibility and the releasability from the mold during injection molding are improved.
【0010】使用する分散剤としては、脂肪酸系エステ
ル等が考えられるが、使用する原料粉末により分散性が
異なってくるので、使用する原料粉末に合った分散性の
よい分散剤を適宜、選択する。分散材の使用量がバイン
ダー全体の2容量%未満では分散性の改善効果が十分に
得られず、他方20容量%を超えると得られる射出成形
体の強度が低下し、成形体が脆くなるため、分散剤の使
用量としてはバインダー全体の2〜20容量%が好まし
い。As the dispersant to be used, fatty acid esters and the like can be considered. Since the dispersibility differs depending on the raw material powder to be used, a dispersant having good dispersibility suitable for the raw material powder to be used is appropriately selected. . If the amount of the dispersing material is less than 2% by volume of the whole binder, the effect of improving dispersibility cannot be sufficiently obtained, while if it exceeds 20% by volume, the strength of the obtained injection molded article decreases, and the molded article becomes brittle. The amount of the dispersant used is preferably 2 to 20% by volume of the whole binder.
【0011】(射出成形用組成物)本発明に係る射出成
形用組成物は、焼結用粉末、バインダーおよび分散剤を
上述した割合で均一に混練することによって容易に調整
される。この組成物は、射出成形、脱脂および焼結の各
工程を経て最終製品とされる。(Injection Molding Composition) The injection molding composition according to the present invention is easily prepared by uniformly kneading the sintering powder, the binder and the dispersant in the above-mentioned ratio. This composition is made into a final product through each of the steps of injection molding, degreasing and sintering.
【0012】(射出成形・脱脂)射出成形は、プラスチ
ックの射出成形に使用されている通常の射出成形機を用
いて行うことができる。脱脂は、一般的に射出成形体を
加熱処理を行うことによって行なわれるが、焼結粉末と
して酸化されやすい金属が使用されている場合には、加
熱処理を不活性ガス雰囲気下または還元性雰囲気下で行
うことが好適である。(Injection molding / degreasing) Injection molding can be carried out using a usual injection molding machine used for plastic injection molding. Degreasing is generally performed by subjecting the injection molded body to heat treatment. However, when a metal that is easily oxidized is used as the sintered powder, the heat treatment is performed under an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere. It is preferable to perform the above.
【0013】(焼結)脱バインダーした成形体を焼結す
る場合には、非酸化性雰囲気で焼結する必要がある。こ
の非酸化性雰囲気として真空雰囲気、あるいは、水素、
アルゴン、窒素あるいは前記のパーシャル雰囲気などで
焼結することが必要である。前記非酸化性雰囲気で焼結
することにより、高い密度の焼結体を得ることができ
る。(Sintering) When sintering a debindered compact, it is necessary to sinter in a non-oxidizing atmosphere. This non-oxidizing atmosphere is a vacuum atmosphere or hydrogen,
It is necessary to perform sintering in argon, nitrogen or the above partial atmosphere. By sintering in the non-oxidizing atmosphere, a high density sintered body can be obtained.
【0014】[0014]
【実施例】(実施例1)原料粉末として平均粒径4μm
のタングステン粉末に、平均粒径5μmのニッケル粉末
を3.3重量%、平均粒径5μmの鉄粉末を1.7重量
%添加し、バインダー当たり分散剤を10容量%添加し
たワックス系バインダーを47容量%加え、150℃で
混練後、ペレット状に造粒した。このペレットを射出成
形機を用いて射出圧800kg/cm2の条件で金型に
射出成形した。EXAMPLES Example 1 Average particle size of 4 μm as raw material powder
To the tungsten powder, 3.3% by weight of nickel powder having an average particle diameter of 5 μm, 1.7% by weight of iron powder having an average particle diameter of 5 μm, and 47% of a wax-based binder containing 10% by volume of a dispersant per binder. After adding volume% and kneading at 150 ° C., the mixture was granulated into pellets. The pellets were injection molded using an injection molding machine under the conditions of an injection pressure of 800 kg / cm 2 .
【0015】得られた成形体(幅8mm、長さ40m
m、厚さ4mmの直方体)を300℃まで加熱し、60
分間保持してワックス系バインダーの除去を行った。そ
の後、この脱バインダー処理した成形体を1460℃の
真空中で2時間焼結を行った。このようにして得られた
焼結品について外観、焼結密度を調べた。この際、外観
については、目視により観察して評価し、焼結密度は比
重計で測定して評価した。その結果を表1に示す。[0015] The obtained compact (width 8 mm, length 40 m)
m, 4 mm thick rectangular parallelepiped) is heated to 300 ° C.
After holding for 1 minute, the wax-based binder was removed. Thereafter, the debindered molded body was sintered in a vacuum at 1460 ° C. for 2 hours. The appearance and sintered density of the sintered product thus obtained were examined. At this time, the external appearance was visually observed and evaluated, and the sintered density was measured and evaluated using a hydrometer. Table 1 shows the results.
【0016】(実施例2)平均粒径5μmのニッケル粉
末を5.0重量%、平均粒径5μmの鉄粉末を2.5重
量%添加した以外は、実施例1と同様に試料を作製し同
様に評価した。この試験結果を表1に示す。Example 2 A sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that 5.0% by weight of nickel powder having an average particle size of 5 μm and 2.5% by weight of iron powder having an average particle size of 5 μm were added. It was evaluated similarly. Table 1 shows the test results.
【0017】(実施例3)原料粉末として平均粒径4μ
mのタングステン粉末に、平均粒径5μmのニッケル粉
末を3.0重量%、平均粒径9μmの銅粉末を1.5重
量%添加し、バインダー当たり分散剤を8容量%添加し
たワックス系バインダーを45容量%加え、150℃で
混練後、ペレット状に造粒した。このペレットを射出成
形機を用いて射出圧750kg/cm2の条件で金型に
射出成形した。Example 3 An average particle size of 4 μm was used as a raw material powder.
To a tungsten powder having an average particle size of 3.0% by weight of nickel powder having an average particle size of 5 μm and 1.5% by weight of a copper powder having an average particle size of 9 μm, and a wax-based binder to which a dispersant is added at 8% by volume per binder. After adding 45% by volume and kneading at 150 ° C., the mixture was granulated into pellets. These pellets were injection-molded into a mold under an injection pressure of 750 kg / cm 2 using an injection molding machine.
【0018】得られた成形体(幅8mm、長さ40m
m、厚さ4mmの直方体)を300℃まで加熱し60分
間保持してワックス系バインダーの除去を行った。その
後、この脱バインダー処理した成形体を1100℃まで
水素雰囲気中で処理し、その後、1350℃で2時間、
アルゴンパーシャル雰囲気で焼結を行った。このように
して得られた焼結体を実施例1と同様に評価した。この
試験結果を表1に示す。The obtained molded product (width 8 mm, length 40 m)
m, a 4 mm thick rectangular parallelepiped) was heated to 300 ° C. and held for 60 minutes to remove the wax-based binder. Thereafter, the molded body subjected to the binder removal treatment is treated in a hydrogen atmosphere up to 1100 ° C., and then at 1350 ° C. for 2 hours.
Sintering was performed in an argon partial atmosphere. The sintered body thus obtained was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the test results.
【0019】(比較例1)バインダー成分中に分散剤を
添加しなかった以外は、実施例1と同様に試料を作製し
評価した。この試験結果を表1に示す。粉末の分散状態
が悪かったため、焼結体が変形していた。Comparative Example 1 A sample was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that no dispersant was added to the binder component. Table 1 shows the test results. Due to the poor dispersion state of the powder, the sintered body was deformed.
【0020】(比較例2)バインダー成分中に分散剤を
添加しなかった以外は、実施例3と同様に試料を作製し
評価した。この試験結果を表1に示す。粉末の分散状態
が悪かったため、焼結体が変形していた。Comparative Example 2 A sample was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3 except that no dispersant was added to the binder component. Table 1 shows the test results. Due to the poor dispersion state of the powder, the sintered body was deformed.
【0021】 [0021]
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明に係る製造方法によれば、高密度
で外観の優れた焼結体を容易にかつ安定して製造するこ
とができ、また射出成形法を用いているので、複雑な形
状を有する製品でも容易に製造することができる。According to the manufacturing method of the present invention, a sintered body having a high density and excellent appearance can be easily and stably manufactured, and the injection molding method is used. Even a product having a shape can be easily manufactured.
Claims (3)
%以下の鉄あるいは銅の少なくとも1種の金属粉末とを
含み、残部がタングステン粉末である原料粉末と、分散
剤を含有するバインダーからなる組成物を射出成形し、
得られた成形体を脱バインダー処理し、さらに、該成形
体を非酸化性雰囲気で焼結すること特徴とする高比重焼
結体の製造方法。1. A binder containing 2 to 6% by weight of nickel powder, 3% by weight or less of at least one metal powder of iron or copper, and the balance being tungsten powder, and a binder containing a dispersant. Injection molding a composition consisting of
A method for producing a high specific gravity sintered body, comprising debinding the obtained molded body and sintering the molded body in a non-oxidizing atmosphere.
70容量%の量で含有されており、前記分散剤は、バイ
ンダー当たり2〜20容量%の量で使用されていること
を特徴とする請求項1記載の高比重焼結体の製造方法。2. The composition according to claim 1, wherein the binder is used in an amount of 30 to 30%.
The method for producing a high specific gravity sintered body according to claim 1, wherein the content is 70% by volume, and the dispersant is used in an amount of 2 to 20% by volume per binder.
アルゴン、窒素あるいは前記のパーシャル雰囲気である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の高比重焼結
体の製造方法。3. The non-oxidizing atmosphere is vacuum or hydrogen,
The method for producing a high specific gravity sintered body according to claim 1 or 2, wherein the atmosphere is argon, nitrogen, or the partial atmosphere.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32890799A JP2001152264A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Manufacturing method of high specific gravity sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32890799A JP2001152264A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Manufacturing method of high specific gravity sintered body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001152264A true JP2001152264A (en) | 2001-06-05 |
Family
ID=18215432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32890799A Pending JP2001152264A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Manufacturing method of high specific gravity sintered body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001152264A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008153346A3 (en) * | 2007-06-15 | 2009-02-26 | Ceta Tech Inc | Method of manufacturing y-shape refrigerant distributor for air conditioning and y-shape refrigerant distributor manufactured thereby |
-
1999
- 1999-11-19 JP JP32890799A patent/JP2001152264A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008153346A3 (en) * | 2007-06-15 | 2009-02-26 | Ceta Tech Inc | Method of manufacturing y-shape refrigerant distributor for air conditioning and y-shape refrigerant distributor manufactured thereby |
| JP2010531387A (en) * | 2007-06-15 | 2010-09-24 | セタテック,インク | Manufacturing method of refrigerant distribution pipe for air conditioner and refrigerant distribution pipe manufactured by the method |
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