JP2008231569A - Manufacturing method of precision parts - Google Patents
Manufacturing method of precision parts Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008231569A JP2008231569A JP2008031285A JP2008031285A JP2008231569A JP 2008231569 A JP2008231569 A JP 2008231569A JP 2008031285 A JP2008031285 A JP 2008031285A JP 2008031285 A JP2008031285 A JP 2008031285A JP 2008231569 A JP2008231569 A JP 2008231569A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- precision
- volume
- die
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
【課題】 体積制御された金属ガラス粉末を精密ダイセット加工することにより安価で工業的な超小型精密金属部品の製造方法を提供する。
【解決手段】 精密部品形状を得るために精密加工されたダイ内に金属ガラス合金粉末を挿入し、該金属ガラス合金粉末をガラス遷移温度以上結晶化温度以下に保った状態でパンチで加圧して精密部品を得る工程において、ダイ内に挿入された金属ガラス合金粉末の体積が加圧成形後の精密部品の体積と同一となるように当該粉末を計量して挿入することを特徴とする精密部品の製造方法。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and industrial method for producing an ultra-small precision metal part by precision die set processing of volume-controlled metal glass powder.
In order to obtain a precision part shape, a metal glass alloy powder is inserted into a precision machined die, and the metal glass alloy powder is pressed with a punch while being maintained at a glass transition temperature or more and a crystallization temperature or less. In the process of obtaining a precision part, the precision part is characterized in that the powder is measured and inserted so that the volume of the metal glass alloy powder inserted into the die is the same as the volume of the precision part after pressure molding. Manufacturing method.
[Selection] Figure 1
Description
近年、半導体微細加工技術の発達に伴い、それを部品加工に応じて医療用やマイクロモーター用の機械素子であるマイクロマシンの開発やそれらを半導体技術と融合させたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)開発が盛んになっている。これらの精密部品では高耐久性、低コスト化を実現すべく金属部品への要求が根強く、また、将来の医療高度化や機器の精密化に対応するためにさらなる小型化、高精度化が要求されるようになってきており、超精密金属部品を経済的に製造する方法が求められている。 In recent years, with the development of semiconductor micromachining technology, development of micromachines, which are mechanical elements for medical and micromotors, according to component processing, and development of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) that integrate them with semiconductor technologies It is flourishing. In these precision parts, there is a strong demand for metal parts to achieve high durability and low cost, and further miniaturization and high precision are required to cope with future medical advancement and equipment refinement. Accordingly, there is a need for a method for economically manufacturing ultra-precision metal parts.
これまでのマイクロマシンや精密機械部品の製造方法としては、例えば特開平6−194832号公報(特許文献1)に開示されているように、エチレン性不飽和結合を有するプレポリマーとエチレン性不飽和化合物単量体からなる液状感光性樹脂を硬化させた母型に無電解メッキ膜を形成後、電鋳によってバルク金属部品を製造する方法や放射光を利用したX線リソグラフィーと電鋳とを組み合わせた方法(LIGA)による母型から精密部品を作成する方法などが提案されている。しかし、これらの方法では電鋳部品を取り出すために樹脂やLIGAで作製したモールド型は酸等によって溶融除去させるために再利用ができず、量産プロセスとしては繁雑でコスト高になるといった課題があった。 As a conventional manufacturing method of micromachines and precision machine parts, for example, as disclosed in JP-A-6-194432 (Patent Document 1), a prepolymer having an ethylenically unsaturated bond and an ethylenically unsaturated compound A method of manufacturing bulk metal parts by electroforming after forming an electroless plating film on a matrix in which a liquid photosensitive resin made of monomer is cured, and combining X-ray lithography using electroluminescence and electroforming A method of creating a precision part from a matrix by a method (LIGA) has been proposed. However, in these methods, molds made of resin or LIGA for taking out electroformed parts cannot be reused because they are melted and removed by acid or the like, and there is a problem that the mass production process is complicated and expensive. It was.
これらの課題に対し、近年では金属ガラスを精密加工素材として利用することが提案されている。金属ガラスは金属溶湯を超急冷せずとも非晶質組織が得られる合金で、その非晶質金属固体を加熱すると明確なガラス遷移温度と結晶化温度を示すことが特徴である。金属ガラスを精密加工するにはガラス遷移温度以上、結晶化温度以下の極めて粘性流動性に優れた温度領域で加工することがポイントであり、例えば「金属」vol.75(2005)No.2「バルク金属ガラスの応用」(非特許文献1)に開示されているように、射出成形によってマイクロギアを製造するプロセスや特開平11−71602号公報(特許文献2)に開示されているように、成形用型に金属ガラス合金粉末を充填した後パルス放電焼結させて精密な凹凸部を有する部品を得るプロセスが提案されている。
しかしながら、非特許文献1の方法ではバルク金属ガラス合金を射出成形によって成形させるため、加工後の精密部品をバルクから切出すステップや切出し端面の仕上げ加工が必要であるなど低コスト化のための課題がある。また、特許文献2に開示されているような方法はランダムな粒度で製造された粉末を型に充填してパルス放電焼結によって焼結させるといった従来の粉末冶金法を金属ガラス粉末に応用して充分な厚さのバルク成形物に微細な凹凸部付与することを目的とした製造方法に関するものであり、上述したような超小型精密金属部品の量産プロセスに適用することができない。
However, in the method of Non-Patent
上述したような課題を解決するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、超小型精密金属部品の製造方法として、成形加工後の部品体積と同じ体積になるように制御して製造された金属ガラス合金粉末を素材とし、該粉末を精密加工されたダイ内に充填し、ガラス遷移点以上結晶化温度以下の温度範囲でプレス加工することによって、超小型部品を歩留り良く精密成形することが可能であり、さらにダイを繰り返し使用できるため、従来法に比べて大幅に低コスト化できる方法を見出した。
すなわち、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、体積制御された金属ガラス粉末を精密ダイセット加工することにより安価で工業的な超小型精密金属部品の製造方法を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors have intensively developed, and as a manufacturing method of ultra-small precision metal parts, the volume is controlled to be the same as the part volume after forming. The metal glass alloy powder is used as a raw material, the powder is filled into a precision-processed die, and is pressed in a temperature range from the glass transition point to the crystallization temperature to precisely form ultra-small parts with high yield. In addition, since the die can be used repeatedly, the present inventors have found a method that can greatly reduce the cost compared to the conventional method.
That is, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an inexpensive and industrial method for manufacturing an ultra-small precision metal part by precision die-set processing of a volume-controlled metal glass powder. .
その発明の要旨とするところは、
(1)精密部品形状を得るために精密加工されたダイ内に金属ガラス合金粉末を挿入し、該金属ガラス合金粉末をガラス遷移温度以上結晶化温度以下に保った状態でパンチで加圧して精密部品を得る工程において、ダイ内に挿入された金属ガラス合金粉末の体積が加圧成形後の精密部品の体積と同一となるよう当該粉末を計量して挿入することを特徴とする精密部品の製造方法。
(2)前記(1)に記載の方法において、各組成の金属ガラス合金粉末の合計体積を加圧成形後の精密部品の体積と同一にした2種以上の異なる組成の金属ガラス合金粉末を組合わせてダイ内に挿入することを特徴とする精密部品の製造方法にある。
The gist of the invention is that
(1) In order to obtain a precision part shape, a metal glass alloy powder is inserted into a precision machined die, and the metal glass alloy powder is pressed with a punch while maintaining the glass transition temperature to the crystallization temperature. In the step of obtaining a part, manufacturing of a precision part characterized by measuring and inserting the powder so that the volume of the metal glass alloy powder inserted into the die is the same as the volume of the precision part after pressure forming Method.
(2) In the method described in (1) above, two or more kinds of metal glass alloy powders having different compositions in which the total volume of the metal glass alloy powders of each composition is the same as the volume of the precision part after pressure forming are combined. It is in the manufacturing method of the precision component characterized by inserting in a die together.
以上述べたように、本発明により金型加工により超精密部品を安価に量産でき、しかも素材の体積制御で不要部位の発生がなく後処理も不要になる極めて優れた効果を奏するものである。 As described above, according to the present invention, ultra-precision parts can be mass-produced at low cost by die processing, and there is an extremely excellent effect that no unnecessary part is generated and no post-processing is required by volume control of the material.
以下本発明について詳細に説明する。
本発明が目的とする超精密金属部品を得るための加工用素材としては、金属ガラス合金が最適である。この合金はガラス遷移温度以上、結晶化温度以下の範囲で加工することによって粘性流動性に優れ、超塑性的な変形挙動を示す。その特徴的な変形挙動により通常の金属よりも遙に低いプレス圧力で精密に加工されたダイの微細な部位にまで充填されるため、複雑な表面や形状を有する部品の製造が可能となる。
The present invention will be described in detail below.
A metal glass alloy is most suitable as a processing material for obtaining the ultra-precise metal part intended by the present invention. This alloy is excellent in viscous fluidity when processed in the range of the glass transition temperature or more and the crystallization temperature or less, and exhibits superplastic deformation behavior. Due to its characteristic deformation behavior, it is possible to manufacture parts having complicated surfaces and shapes because it fills even fine parts of a die precisely processed with a press pressure much lower than that of ordinary metal.
本発明に係る金属ガラス合金の代表的な成分として、Fe系:Fe−(Al,Ge)−(P,C,B,Si,Ge)、(Fe,Co)−(Si,B)−Nb、Ni系:Ni−(Zr,Hf,Nb)−B、Ni−Nb−(Ta,Ti,Sn,Zr)、Zr系:Zr−Al−TM(TM:V〜VIII族遷移金属)、Cu系:Cu−Zr−Al−(Pd,Ag,Au)等と挙げることができる。ただし、Fe基として例にあげた(Fe,Co)−(Si,B)−NbはFeの一部をCoで置換しても良い系である。これらは、高強度、低ヤング率、高耐食性、高透磁率、優れた成形加工性および優れた鋳造性、表面平滑性等の優れた特性を有する。 As typical components of the metallic glass alloy according to the present invention, Fe-based: Fe- (Al, Ge)-(P, C, B, Si, Ge), (Fe, Co)-(Si, B) -Nb Ni system: Ni- (Zr, Hf, Nb) -B, Ni-Nb- (Ta, Ti, Sn, Zr), Zr system: Zr-Al-TM (TM: Group V to VIII transition metal), Cu System: Cu-Zr-Al- (Pd, Ag, Au) and the like. However, (Fe, Co)-(Si, B) -Nb exemplified as an Fe group is a system in which a part of Fe may be substituted with Co. These have excellent properties such as high strength, low Young's modulus, high corrosion resistance, high magnetic permeability, excellent moldability and excellent castability, and surface smoothness.
上述したような特性を有することを利用し、本発明においては、プレス成形後の部品体積を予め計算し、それと同じ体積の金属ガラス粉末を作製してダイ中に挿入、成形することにより、バルク金属ガラスを射出成形して部品加工する際に必要な成形後の切出しや研磨などの仕上げ加工が不要となる。すなわち、プレス成形後の最終製品である部品体積を予め計算し、その予め計算した体積と同じ体積になる金属ガラス粉末を素材としてダイ内に挿入し、ガラス遷移温度以上結晶化開始温度以下の温度でプレス型加工をした後の体積制御するものである。この金属ガラスは微細な凹凸への塑性流動充填が可能で、トータル体積制御しているため不要部位の発生がない。また、部品部位に応じた機能を有する成分粉末の組合せが可能となる。 By utilizing the above-mentioned characteristics, in the present invention, the volume of a part after press molding is calculated in advance, a metallic glass powder having the same volume is prepared, inserted into a die, and then molded, Finishing processing such as cutting and polishing after molding, which is necessary when processing metal parts by injection molding, is not necessary. That is, the volume of the part, which is the final product after press molding, is calculated in advance, and a metal glass powder having the same volume as the previously calculated volume is inserted into the die as a raw material, and the temperature is not lower than the glass transition temperature and not higher than the crystallization start temperature The volume after press mold processing is controlled. This metallic glass can be plastically flow filled into fine irregularities, and since the total volume is controlled, no unnecessary portion is generated. Moreover, the combination of the component powder which has a function according to a component site | part is attained.
また、上述した金属ガラス粉末の製造方法としては、例えば特開2002−155305号公報(特許文献3)で提案されているような粒径の揃った金属粒子の製造方法や特開2006−193775号公報(特許文献4)で提案されているような、金属の溶湯を連続した中実の流れとして落下させ、この落下しつつある流れを電磁力を加えることによって分断し、分断した溶湯をそれ自体の表面張力によって球状化させ比較的粒径の大きい金属粒体を得ることが出来る等の金属粒子の製造方法が適用できる。 Moreover, as a manufacturing method of the metal glass powder mentioned above, the manufacturing method of the metal particle with uniform particle diameter which is proposed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-155305 (patent document 3), or Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-193775, for example. As proposed in the publication (Patent Document 4), the molten metal is dropped as a continuous solid flow, the falling flow is divided by applying electromagnetic force, and the divided molten metal itself A method for producing metal particles can be applied, for example, a metal particle having a relatively large particle size can be obtained by spheroidizing by the surface tension of the material.
すなわち、上述した特許文献3は、溶湯を含む坩堝内部を圧電アクチュエーターによってバルス的に加圧することでノズルから溶湯を液滴に分断させながら噴出する方法で、特許文献4は、坩堝下部から出湯させた金属溶湯に電磁力を与えることによって溶湯流を分断させる方法であり、共に該溶湯液滴が不活性雰囲気中で自然落下する間に表面張力で球状に凝固し、粒径が一定な球状金属粉末を製造することができる。これらの方法によると、ノズル径やパルス圧力、電磁力を制御することにより得られる粉末粒径(=粉末体積)の制御が可能であり、本発明の素材として供することができる。 That is, Patent Document 3 described above is a method in which the inside of a crucible containing molten metal is balsically pressurized by a piezoelectric actuator, and the molten metal is ejected while being divided into droplets. In this method, the molten metal flow is divided by applying electromagnetic force to the molten metal, and both of the molten metal droplets solidify spherically by surface tension while naturally falling in an inert atmosphere, and the spherical metal has a constant particle size. A powder can be produced. According to these methods, the particle diameter (= powder volume) obtained by controlling the nozzle diameter, pulse pressure, and electromagnetic force can be controlled, and can be used as the material of the present invention.
本発明に用いる金属ガラス粉末としては、プレス加工後の部品体積と同体積の合金粒を利用することが望ましいが、同じ組成で体積が異なる粉末を組合わせることや、異なる組成の粉末を組み合わせることによって各粉末を合わせた合計体積を部品と同体積になるように調整したりすることも可能である。特に後者においては、硬さや磁気特性、耐食性など部品中の各部位で必要とされる機能が異なる場合、機能に適した粉末を配置して成形加工焼成を同時に実施することにより複合機能部品とすることが可能となる。 As the metal glass powder used in the present invention, it is desirable to use alloy particles having the same volume as the part volume after pressing, but it is possible to combine powders having the same composition and different volumes, or combining powders having different compositions. It is also possible to adjust the total volume of the powders to the same volume as the part. Especially in the latter case, if the functions required at each part in the part such as hardness, magnetic properties, corrosion resistance, etc. are different, a composite functional part is formed by arranging a powder suitable for the function and simultaneously performing molding and firing. It becomes possible.
また、本発明に使用する金型の素材としては、耐熱性に優れた非晶質カーボン、耐熱性ガラスや石英ガラスが好ましい。これらのカーボンやガラスを精密成形用金型として加工する方法としたは、FIB(収束イオンビーム)やレーザー、機械研削法等があり、形状や材質に応じて選択する。さらに、LIGAや感光性樹脂で作製した母型に電鋳させることによりバルク金属型を作製して金型とすることも可能である。 Moreover, as a raw material of the mold used in the present invention, amorphous carbon, heat resistant glass and quartz glass excellent in heat resistance are preferable. Methods for processing these carbon and glass as precision molds include FIB (focused ion beam), laser, mechanical grinding, and the like, which are selected according to the shape and material. Furthermore, it is also possible to produce a bulk metal mold by electroforming a mother mold made of LIGA or a photosensitive resin to make a mold.
以下、本発明の微細な凹凸部を有する部品の製造方法の実施の形態について図面に従って説明する。図1は、本発明の微細な凹凸部を有する部品である微小歯車の斜視図である。この微小歯車1は、金属ガラス合金の粉末がダイ成形されてなるものである。この微小歯車は外周の微細な凹凸を有する歯部2を有している。図2は、微小歯車を製造するための成形装置を示す図である。この図2に示すように、この成形装置は、筒型の成形用ダイ3とこの成形用ダイ3の内部に挿入された原料粉末4を押圧するための上パンチ5および下パンチ6と下パンチ6を支える下側ラム8と、上パンチ5を下側に押圧する上側ラム7と、ダイやパンチを原料粉末のガラス遷移点以上の加工温度に加熱して熱伝導により粉末を同じ温度まで加熱するための加熱ヒーター10、加工温度を測定する熱電対9を主体として構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a method for manufacturing a component having fine uneven portions according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a micro gear that is a component having fine uneven portions according to the present invention. The
図3は、成形用ダイの斜視図である。この図3に示すように、目的とする成形物の形状に応じて微細な凹凸部10が形成される。このような成形装置の内部で、上下のパンチ5、6と成形用ダイ3により形成されるキャビテイの形状は、目的とする成形物の形状と略一致するものである。
FIG. 3 is a perspective view of a molding die. As shown in FIG. 3,
以下、本発明について具体的に実施例によって説明する。
(実施例1)
Ni、Nb、Ti、Zrを原子量比で60:15:20:5になるように秤量し、減圧Ar雰囲気下において、これらの原料を高周波誘導溶解炉で溶解し、1600℃に保った状態の溶融金属ガラスをパルスインジクションの方法により溶湯を粒状に噴出することによって液滴を形成させた後、不活性雰囲気中で自由落下させることによって球状に凝固させて目的とするマイクロギアの体積と同一の体積を有する直径300μmの均一な粒径の原料粉末を作製した。一方、該粉末−粒の体積と同じ直径300μm、歯幅50μm、高さ70μmのマイクロギアを作製するために非晶質カーボン製のマイクロギア母型を有するダイを作製し、このダイの内部に該金属ガラス粉末−粒を挿入した後、ダイセットをガラス遷移点以上である590℃に加熱して温度を保持した状態でプレスすることによって最終製品を得た。この最終製品は目的とする大きさのものとなり、その後の切出し端部の仕上げ加工や不要部位の切断等がなく作製することが出来た。
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
(Example 1)
Ni, Nb, Ti, Zr are weighed so that the atomic weight ratio is 60: 15: 20: 5, and these raw materials are melted in a high-frequency induction melting furnace in a reduced pressure Ar atmosphere and kept at 1600 ° C. Droplets are formed by spraying molten metal into a granular form by the pulse injection method, and then solidifying into spheres by free-falling in an inert atmosphere to make it the same volume as the target microgear. A raw material powder with a diameter of 300 μm and a uniform particle diameter was prepared. On the other hand, in order to fabricate a micro gear having a diameter of 300 μm, a tooth width of 50 μm, and a height of 70 μm, which is the same as the volume of the powder-grain, a die having a micro gear matrix made of amorphous carbon is fabricated. After inserting the metal glass powder-grains, the die set was heated to 590 ° C., which is higher than the glass transition point, and pressed while maintaining the temperature to obtain a final product. This final product was of the desired size and could be produced without subsequent finishing of the cut-out end and cutting of unnecessary parts.
(実施例2)
上記組成と同様に、Ni基金属ガラスであるNi、Nb、Fe、Si、Bを原子量比で43.2:4:28.8:4.8:19.4になるように秤量し、減圧Ar雰囲気下において、これらの原料を高周波誘導溶解炉で溶解し、1400℃に保った状態の溶融金属ガラスをパルスインジクションの方法により溶湯を粒状に噴出することによって液滴を形成させた後、不活性雰囲気中で自由落下させることによって球状に凝固させて目的とするマイクロギアの体積と同一の体積を有する直径300μmの均一な粒径の原料粉末を作製した。一方、該粉末−粒の体積と同じ上記のダイの内部に該金属ガラス粉末−粒を挿入した後、ダイセットをガラス遷移点以上である520℃に加熱して温度を保持した状態でプレスすることによって最終製品を得た。この最終製品は目的とする大きさのものとなり、その後の切出し端部の仕上げ加工や不要部位の切断等がなく作製することが出来た。
(Example 2)
Similarly to the above composition, Ni, Nb, Fe, Si, and B, which are Ni-based metallic glasses, are weighed so that the atomic weight ratio is 43.2: 4: 28.8: 4.8: 19.4, and the pressure is reduced. In an Ar atmosphere, these raw materials were melted in a high-frequency induction melting furnace, and after forming molten droplets of molten metal glass in a state maintained at 1400 ° C. by a pulse injection method to form droplets, A raw material powder having a uniform particle diameter of 300 μm in diameter and having the same volume as the volume of the target microgear was produced by free-falling in an inert atmosphere and solidifying into a spherical shape. On the other hand, after inserting the metallic glass powder-grain into the above-mentioned die having the same volume as the powder-grain, the die set is heated to 520 ° C. which is equal to or higher than the glass transition point and pressed while maintaining the temperature. By getting the final product. This final product was of the desired size and could be produced without subsequent finishing of the cut-out end and cutting of unnecessary parts.
(実施例3)
上記組成と同様に、Fe基金属ガラスであるFe、Ga、P、C、B、Siを原子量比で73:4:11:5:4:3になるように秤量し、減圧Ar雰囲気下において、これらの原料を高周波誘導溶解炉で溶解し、1300℃に保った状態の溶融金属ガラスをパルスインジクションの方法により溶湯を粒状に噴出することによって液滴を形成させた後、不活性雰囲気中で自由落下させることによって球状に凝固させて目的とするマイクロギアの体積と同一の体積を有する直径300μmの均一な粒径の原料粉末を作製した。一方、該粉末−粒の体積と同じ上記のダイの内部に該金属ガラス粉末−粒を挿入した後、ダイセットをガラス遷移点以上である490℃に加熱して温度を保持した状態でプレスすることによって最終製品を得た。この最終製品は目的とする大きさのものとなり、その後の切出し端部の仕上げ加工や不要部位の切断等がなく作製することが出来た。
(Example 3)
Similar to the above composition, Fe-based metallic glass Fe, Ga, P, C, B, and Si are weighed so that the atomic weight ratio is 73: 4: 11: 5: 4: 3, and in a reduced pressure Ar atmosphere. Then, these raw materials are melted in a high-frequency induction melting furnace, and molten metal glass in a state maintained at 1300 ° C. is formed into droplets by ejecting the molten metal into particles by a pulse injection method. The raw material powder having a uniform particle diameter of 300 μm in diameter having the same volume as that of the target microgear was produced by free-falling at a solid state. On the other hand, after inserting the metallic glass powder-grain into the above-mentioned die having the same volume as the powder-grain, the die set is heated to 490 ° C. which is equal to or higher than the glass transition point and pressed while maintaining the temperature. By getting the final product. This final product was of the desired size and could be produced without subsequent finishing of the cut-out end and cutting of unnecessary parts.
(実施例4)
上記組成と同様に、Fe基金属ガラスであるFe、Co、Si、B、Nbを原子量比で57.6:14.4:4:20:4になるように秤量し、減圧Ar雰囲気下において、これらの原料を高周波誘導溶解炉で溶解し、1400℃に保った状態の溶融金属ガラスをパルスインジクションの方法により溶湯を粒状に噴出することによって液滴を形成させた後、不活性雰囲気中で自由落下させることによって球状に凝固させて目的とするマイクロギアの体積と同一の体積を有する直径300μmの均一な粒径の原料粉末を作製した。一方、該粉末−粒の体積と同じ上記のダイの内部に該金属ガラス粉末−粒を挿入した後、ダイセットをガラス遷移点以上である570℃に加熱して温度を保持した状態でプレスすることによって最終製品を得た。この最終製品は目的とする大きさのものとなり、その後の切出し端部の仕上げ加工や不要部位の切断等がなく作製することが出来た。
Example 4
Similar to the above composition, Fe-based metallic glass Fe, Co, Si, B, and Nb are weighed so as to have an atomic weight ratio of 57.6: 14.4: 4: 20: 4, and in a reduced pressure Ar atmosphere. Then, these raw materials are melted in a high-frequency induction melting furnace, and molten metal glass in a state maintained at 1400 ° C. is formed into droplets by ejecting the molten metal into particles by a pulse injection method. The raw material powder having a uniform particle diameter of 300 μm in diameter having the same volume as that of the target microgear was produced by free-falling at a solid state. On the other hand, after inserting the metallic glass powder-grain into the above-mentioned die having the same volume as the powder-grain, the die set is heated to 570 ° C. which is equal to or higher than the glass transition point and pressed while maintaining the temperature. By getting the final product. This final product was of the desired size and could be produced without subsequent finishing of the cut-out end and cutting of unnecessary parts.
(実施例5)
上記組成と同様に、Ni基金属ガラスであるNi、Nb、Ti、Zr、Co、Cuを原子量比で53:20:10:8:6:3になるように秤量し、減圧Ar雰囲気下において、これらの原料を高周波誘導溶解炉で溶解し、1400℃に保った状態の溶融金属ガラスをパルスインジクションの方法により溶湯を粒状に噴出することによって液滴を形成させた後、不活性雰囲気中で自由落下させることによって球状に凝固させて目的とするマイクロギアの体積と同一の体積を有する直径300μmの均一な粒径の原料粉末を作製した。一方、該粉末−粒の体積と同じ上記のダイの内部に該金属ガラス粉末−粒を挿入した後、ダイセットをガラス遷移点以上である595℃に加熱して温度を保持した状態でプレスすることによって最終製品を得た。この最終製品は目的とする大きさのものとなり、その後の切出し端部の仕上げ加工や不要部位の切断等がなく作製することが出来た。
(Example 5)
Similar to the above composition, Ni-based metallic glass Ni, Nb, Ti, Zr, Co, and Cu are weighed so as to have an atomic weight ratio of 53: 20: 10: 8: 6: 3. Then, these raw materials are melted in a high-frequency induction melting furnace, and molten metal glass in a state maintained at 1400 ° C. is formed into droplets by ejecting the molten metal into particles by a pulse injection method. The raw material powder having a uniform particle diameter of 300 μm in diameter having the same volume as that of the target microgear was produced by free-falling at a solid state. On the other hand, after inserting the metallic glass powder-grains into the same die as the volume of the powder-grains, the die set is heated to 595 ° C., which is higher than the glass transition point, and pressed while maintaining the temperature. By getting the final product. This final product was of the desired size and could be produced without subsequent finishing of the cut-out end and cutting of unnecessary parts.
(実施例6)
上記組成と同様に、Zr基金属ガラスであるZr、Cu、Al、Niを原子量比で55:30:10:5になるように秤量し、減圧Ar雰囲気下において、これらの原料を高周波誘導溶解炉で溶解し、1200℃に保った状態の溶融金属ガラスをパルスインジクションの方法により溶湯を粒状に噴出することによって液滴を形成させた後、不活性雰囲気中で自由落下させることによって球状に凝固させて目的とするマイクロギアの体積と同一の体積を有する直径300μmの均一な粒径の原料粉末を作製した。一方、該粉末−粒の体積と同じ上記のダイの内部に該金属ガラス粉末−粒を挿入した後、ダイセットをガラス遷移点以上である450℃に加熱して温度を保持した状態でプレスすることによって最終製品を得た。この最終製品は目的とする大きさのものとなり、その後の切出し端部の仕上げ加工や不要部位の切断等がなく作製することが出来た。
(Example 6)
As with the above composition, Zr, Cu, Al, and Ni, which are Zr-based metallic glasses, are weighed so as to have an atomic weight ratio of 55: 30: 10: 5, and these raw materials are subjected to high-frequency induction melting in a reduced pressure Ar atmosphere. A molten metal glass melted in a furnace and maintained at 1200 ° C. is formed into droplets by ejecting the molten metal into particles by a pulse injection method, and then dropped into a spherical shape by free-falling in an inert atmosphere. A raw material powder having a uniform particle diameter of 300 μm in diameter and having the same volume as that of the target micro gear was produced by solidification. On the other hand, after inserting the metallic glass powder-grains into the same die as the volume of the powder-grains, the die set is heated to 450 ° C., which is equal to or higher than the glass transition point, and pressed while maintaining the temperature. By getting the final product. This final product was of the desired size and could be produced without subsequent finishing of the cut-out end and cutting of unnecessary parts.
(実施例7)
上記組成と同様に、Cu基金属ガラスであるCu、Zr、Al、Agを原子量比で50:40:5:5になるように秤量し、減圧Ar雰囲気下において、これらの原料を高周波誘導溶解炉で溶解し、1250℃に保った状態の溶融金属ガラスをパルスインジクションの方法により溶湯を粒状に噴出することによって液滴を形成させた後、不活性雰囲気中で自由落下させることによって球状に凝固させて目的とするマイクロギアの体積と同一の体積を有する直径300μmの均一な粒径の原料粉末を作製した。一方、該粉末−粒の体積と同じ上記のダイの内部に該金属ガラス粉末−粒を挿入した後、ダイセットをガラス遷移点以上である480℃に加熱して温度を保持した状態でプレスすることによって最終製品を得た。この最終製品は目的とする大きさのものとなり、その後の切出し端部の仕上げ加工や不要部位の切断等がなく作製することが出来た。
(Example 7)
Similar to the above composition, Cu, Zr, Al, and Ag, which are Cu-based metallic glasses, are weighed so as to have an atomic weight ratio of 50: 40: 5: 5, and these raw materials are subjected to high-frequency induction melting in a reduced pressure Ar atmosphere. A molten metal glass melted in a furnace and maintained at 1250 ° C. is formed into droplets by ejecting the molten metal into particles by a pulse injection method, and then dropped into a spherical shape by free-falling in an inert atmosphere. A raw material powder having a uniform particle diameter of 300 μm in diameter and having the same volume as that of the target micro gear was produced by solidification. On the other hand, after inserting the metallic glass powder-grain into the above-mentioned die having the same volume as the powder-grain, the die set is heated to 480 ° C. which is equal to or higher than the glass transition point and pressed while maintaining the temperature. By getting the final product. This final product was of the desired size and could be produced without subsequent finishing of the cut-out end and cutting of unnecessary parts.
上述したように、FIBやレーザー加工、電鋳等により繰り返し使用可能な精密金型を作製し、その金型中に加工後の部品と同じ体積の金属ガラス粉末を素材として充填し、ガラス遷移温度以上結晶化開始点以下の温度でプレス型加工をするので、金属ガラスは微細な凹凸への塑性流動充填が可能で、トータル体積制御しているために不要部位の発生もなく、体積制御した粉末素材を用いることにより部品部位に応じた機能を有する成分粉末の組合せが可能となり、しかも金型使用による繰返し使用による安価な量産プロセスが実現できる極めて優れた効果を奏するものである。 As described above, a precision mold that can be used repeatedly by FIB, laser processing, electroforming, etc. is manufactured, and the metal glass powder of the same volume as the processed part is filled in the mold as the material, and the glass transition temperature As described above, press mold processing is performed at a temperature below the crystallization start point, so that metallic glass can be plastic flow filled into fine irregularities, and since the total volume is controlled, there is no generation of unnecessary parts and the volume-controlled powder. By using the raw materials, it is possible to combine component powders having functions according to the parts, and there is an extremely excellent effect that can realize an inexpensive mass production process by repeated use by using a mold.
1 微小歯車
2 歯部
3 成形用ダイ
4 原料粉末
5 上パンチ
6 下パンチ
7 上側ラム
8 下側ラム
9 熱電対
10 加熱ヒーター
特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊
DESCRIPTION OF
Patent Applicant Sanyo Special Steel Co., Ltd.
Attorney Atsushi Shiina
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008031285A JP2008231569A (en) | 2007-02-23 | 2008-02-13 | Manufacturing method of precision parts |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007043082 | 2007-02-23 | ||
| JP2008031285A JP2008231569A (en) | 2007-02-23 | 2008-02-13 | Manufacturing method of precision parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008231569A true JP2008231569A (en) | 2008-10-02 |
Family
ID=39904720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008031285A Withdrawn JP2008231569A (en) | 2007-02-23 | 2008-02-13 | Manufacturing method of precision parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008231569A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011235344A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Porite Corp | Method for manufacturing glassy metal product, and dissimilar material composite |
-
2008
- 2008-02-13 JP JP2008031285A patent/JP2008231569A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011235344A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Porite Corp | Method for manufacturing glassy metal product, and dissimilar material composite |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220372604A1 (en) | Additive manufacturing of iron-based amorphous metal alloys | |
| JP2023002601A (en) | Economical production method of metal component | |
| US9895742B2 (en) | Method of blow molding a bulk metallic glass | |
| CN104768677B (en) | Injection compression molding of amorphous alloys | |
| EP2326443B1 (en) | Method of producing objects containing nano metal or composite metal | |
| US9868150B2 (en) | Systems and methods for fabricating structures including metallic glass-based materials using low pressure casting | |
| KR101780465B1 (en) | 3-Dimensional manufacturing method for the metallic materials using 3D printing with controlling the microstructure | |
| US20170144225A1 (en) | Systems and methods for fabricating objects including amorphous metal using techniques akin to additive manufacturing | |
| JP3446694B2 (en) | Powder material for manufacturing a three-dimensional shaped object, a method for producing a three-dimensional shaped object, and a three-dimensional shaped object | |
| US20160067766A1 (en) | 3d printed investment molds for casting of amorphous alloys and method of using same | |
| US10933470B2 (en) | Assembling a part made of brittle material | |
| JP5643541B2 (en) | Method for producing metal glass product and composite of different materials | |
| WO2021060363A1 (en) | Method for producing green compact and method for producing sintered body | |
| JP2009172627A (en) | Method for producing metal glass alloy molded body | |
| JP5143344B2 (en) | Method of manufacturing filler metal welding rod by powder injection molding | |
| EP2752261B1 (en) | Process for producing watch parts | |
| KR20200003316A (en) | Laminated molding method for metallic materials with controlling the microstructure | |
| JP2008231569A (en) | Manufacturing method of precision parts | |
| JPH0254401B2 (en) | ||
| JP7108014B2 (en) | Fe-based alloy powder | |
| Angelo | Micro and nanofabrication by powder metallurgy | |
| KR20230068340A (en) | Fe-BASED ALLOY FOR MELT-SOLIDIFICATION-SHAPING AND METAL POWDER | |
| JP2001262291A (en) | Amorphous alloy and method for manufacturing the same, and golf club head using the same | |
| KR20220079896A (en) | Method for manufacturing a metal part having a section with a high aspect ratio | |
| JP2009097084A (en) | Method for producing precision metal member having fine shape and fine surface property |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110119 |
|
| A072 | Dismissal of procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073 Effective date: 20120529 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120605 |