JPH0987708A - Method for joining porous sintered metal bodies - Google Patents
Method for joining porous sintered metal bodiesInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】接合部分での構造の変化を可及的に防止しなが
ら種々の形状の多孔質焼結金属体の接合体を製造できる
多孔質焼結金属体の接合方法を提供する。
【解決手段】金属粉末を含有する発泡性スラリーの調
製、成形、乾燥、焼成によって得られる発泡構造を有す
る多孔質焼結金属体2相互を接合する方法であって、前
記多孔質焼結金属体2相互の接合すべき面を互いに密着
させて焼結する。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a method for joining a porous sintered metal body capable of producing a joined body of porous sintered metal bodies of various shapes while preventing structural changes in the joined portion as much as possible. provide. A porous sintered metal body having a foamed structure obtained by preparing, molding, drying, and firing a foamable slurry containing metal powder is joined together. 2 The surfaces to be joined are brought into close contact with each other and sintered.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発泡構造を有する
多孔質焼結金属体を接合して所望の形状の接合体を得る
多孔質焼結金属体の接合方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for joining a porous sintered metal body having a foamed structure to obtain a joined body having a desired shape.
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明者らは、金属粉末を含有する発泡
性スラリーを調製し、これを成形、乾燥、焼成して得る
発泡構造を有するスポンジ状の多孔質焼結金属体を開発
した。この多孔質焼結金属体は、成形後乾燥した乾燥成
形体(グリーン体)を焼結して製造するものであるが、
その焼結時に全体が約20%程度収縮し、その収縮によ
って割れる場合があるので、大面積の平板状のものを得
ることが困難である。2. Description of the Related Art The present inventors have developed a sponge-like porous sintered metal body having a foam structure obtained by preparing a foamable slurry containing metal powder, molding, drying and firing the foamable slurry. This porous sintered metal body is manufactured by sintering a dry molded body (green body) that is dried after molding.
During sintering, the whole shrinks by about 20%, and the shrinkage may cause cracking, so that it is difficult to obtain a flat plate having a large area.
【0003】また、金属粉末を含む発泡性スラリーから
直接厚手のものを製造する場合、発泡工程に著しく時間
を要し(例えば厚さ3cmのものを製造しようとする
と、約4時間かかる)、工業的に不利である。このた
め、焼結時に割れない大きさの多孔質金属板を製造し、
これを接合して所望の大面積や、厚手のものを得る技術
が必要である。Further, in the case of directly producing a thick one from a foamable slurry containing metal powder, the foaming process requires a considerably long time (for example, it takes about 4 hours to produce a product having a thickness of 3 cm). Is disadvantageous. Therefore, we manufacture a porous metal plate of a size that does not break during sintering,
There is a need for a technique for joining these to obtain a desired large area or thick one.
【0004】従来、多孔質金属板の接合方法としては、
例えば金属多孔体シートと別の金属多孔体シートの端部
相互を熱可塑性樹脂を介在させて重ね合わせ、この熱可
塑性樹脂の軟化点以上の温度に加熱すると共に、シート
の重合部を加圧圧縮する方法がある(特公昭61−65
01号公報)。Conventionally, as a method of joining porous metal plates,
For example, the end portions of a porous metal sheet and another porous metal sheet are overlapped with each other with a thermoplastic resin interposed therebetween, heated to a temperature equal to or higher than the softening point of the thermoplastic resin, and the polymerized portion of the sheet is pressed and compressed. There is a method to do it (Japanese Patent Publication Sho 61-65)
No. 01).
【0005】また、接合すべき2個の発泡金属部材の被
接合端面相互を突き合わせて、この突き合わせ部に溶融
金属を流し込んで相互の発泡金属部材を接合する方法が
ある(特公平4ー68071号公報)。Further, there is a method in which end faces to be joined of two foam metal members to be joined are butted to each other, and molten metal is poured into the butted portions to join the foam metal members to each other (Japanese Patent Publication No. 4-68071). Gazette).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法は、接合部では発泡金属の密度は2倍になってしま
い、接合部での気孔率が小さくなって、得られる接合体
の細孔構造が不均一化するという問題がある。また、後
者の方法でも、接合部での密度が変化し、やはり接合部
で構造が不均一化するという問題がある。これら両者の
方法は、何れも接合部ではその他の部分と構造が相違し
てしまい、接合部での性能の低下は避けられない。However, in the former method, the density of the foam metal is doubled at the joint portion, the porosity at the joint portion becomes small, and the pore structure of the obtained joint body is reduced. Is non-uniform. In addition, the latter method also has a problem that the density at the joint changes and the structure becomes nonuniform at the joint. In both of these methods, the structure of the joint is different from that of the other parts, and the deterioration of the performance at the joint is unavoidable.
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、接合部分での構造の変化を可及的に防止しながら種
々の形状の多孔質焼結金属体の接合体を製造できる多孔
質焼結金属体の接合方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to manufacture a joined body of porous sintered metal bodies having various shapes while preventing the structural change in the joined portion as much as possible. It is an object of the present invention to provide a method for joining bonded metal bodies.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の多孔質焼結金属体の接合方法を提供す
る。 (1)金属粉末を含有する発泡性スラリーの調製、成
形、乾燥、焼成によって得られる発泡構造を有する多孔
質焼結金属体相互を接合する方法であって、前記多孔質
焼結金属体相互の接合すべき面を互いに密着させて焼結
することを特徴とする多孔質焼結金属体の接合方法。In order to achieve the above object, the present invention provides the following method for joining porous sintered metal bodies. (1) A method of joining porous sintered metal bodies having a foamed structure obtained by preparing, molding, drying, and firing a foamable slurry containing metal powder, which comprises: A method for joining a porous sintered metal body, characterized in that the surfaces to be joined are brought into close contact with each other and sintered.
【0009】本発明の多孔質焼結金属体の接合方法は、
接着剤などを用いずに多孔質焼結金属体相互を接合でき
るもので、本発明者らが開発した上記多孔質焼結金属体
が、金属粉末の焼結体であることを利用し、多孔質焼結
金属体同士を密着させながら焼成すると、密着面が焼結
して接合できるという知見に基づくものである。The method for joining porous sintered metal bodies of the present invention is as follows.
Porous sintered metal bodies can be joined to each other without using an adhesive or the like, and the porous sintered metal body developed by the present inventors is utilized as a sintered body of metal powder. This is based on the finding that when the fine sintered metal bodies are fired while being brought into close contact with each other, the close contact surfaces can be sintered and joined.
【0010】従って、接着剤を用いず、また、圧縮など
もせずに接合できるため、接合部分の気孔率などの物性
値の変化は可及的に少なく、得られる接合体は、全体に
均質のものを得ることができる。Therefore, since the bonding can be performed without using an adhesive and without compression, the change in the physical properties such as the porosity of the bonded portion is as small as possible, and the obtained bonded body is uniform throughout. You can get things.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明する。本発明の多孔質焼結金属体の接合
法は、上述したように、金属粉末を含有する発泡性スラ
リーの調製、成形、乾燥、焼成によって得られる発泡構
造を有する多孔質焼結金属体相互を接着剤なしに接合す
るものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below. As described above, the method for joining the porous sintered metal bodies of the present invention includes the steps of preparing a porous slurry containing metal powder, molding, drying, and firing the porous sintered metal bodies having a foamed structure. It joins without an adhesive.
【0012】ここで、発泡性スラリーの調製は、例えば
金属粉末、水溶性樹脂結合剤(バインダー)、発泡剤、
界面活性剤、水等を含有するスラリーを調製する。この
場合、金属粉末の種類には限定はなく、例えば金、銀、
銅等の焼結する金属及び合金全てが使用可能である。金
属粉末の粒径は、平均粒径が500μm以下、特に0.
5〜100μmの範囲が好ましい。平均粒径が0.5μ
mより小さいと、気孔率が小さくなる場合があり、一
方、平均粒径が500μmより大きいと、できあがる多
孔質金属板の強度が弱くなりすぎる場合がある。金属粉
末のスラリー中における配合量は、5〜80%(重量
%、以下同様)、特に30〜80%の範囲が望ましい。Here, the foamable slurry is prepared by, for example, metal powder, a water-soluble resin binder (binder), a foaming agent,
A slurry containing a surfactant, water, etc. is prepared. In this case, the type of metal powder is not limited, and for example, gold, silver,
All sinterable metals and alloys such as copper can be used. The particle size of the metal powder is such that the average particle size is 500 μm or less, and especially 0.
The range of 5 to 100 μm is preferable. Average particle size is 0.5μ
If it is smaller than m, the porosity may be small, while if the average particle size is larger than 500 μm, the strength of the resulting porous metal plate may be too weak. The blending amount of the metal powder in the slurry is preferably 5 to 80% (weight%, the same applies hereinafter), and particularly 30 to 80%.
【0013】水溶性樹脂結合剤は、バインダーとしてス
ラリーを乾燥させたときに多孔質成形体の形状を保持さ
せる働きを有する。また、スラリーの粘度調整剤として
も機能する。水溶性樹脂結合剤としては、メチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースアン
モニウム、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等
を例示することができる。水溶性樹脂結合剤の配合量
は、0.5〜20%、特に2〜10%の範囲が好まし
い。0.5%より配合量が少ないと、乾燥成形体の強度
が弱く、ハンドリングに差し支える場合があり、一方、
20%より多いと、粘度が高くなりすぎて成形が困難に
なる場合がある。The water-soluble resin binder functions as a binder to maintain the shape of the porous molded body when the slurry is dried. It also functions as a viscosity modifier for the slurry. Examples of the water-soluble resin binder include methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose ammonium, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol and the like. The content of the water-soluble resin binder is preferably 0.5 to 20%, particularly preferably 2 to 10%. If the blending amount is less than 0.5%, the strength of the dry molded product may be weak, which may hinder handling.
If it is more than 20%, the viscosity may be too high and molding may be difficult.
【0014】発泡剤は、ガスを発生して気泡を形成する
ことができればよく、一定の温度で分解してガスを発生
する化合物や、揮発性の有機溶剤などを選択することが
できる。揮発性の有機溶剤としては、例えば炭素数5〜
8の炭化水素系有機溶剤を挙げることができる。このよ
うな有機溶剤は常温で液体であり、揮発性で、スラリー
中においては界面活性剤の作用でミセルを形成し、常温
又は加熱下で気化して微細な気泡を形成する。炭素数5
〜8の炭化水素系有機溶剤としては、例えばペンタン、
ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、イソヘプタ
ン、ベンゼン、オクタン、トルエン等を挙げることがで
きる。発泡剤の配合量は、0.05〜10%、特に0.
5〜5%の範囲が好ましい。0.05%より少ない配合
量では、気泡の発生が不十分になり、気孔率が高くなら
ない場合があり、一方、10%より配合量を多くする
と、ミセルが大径化し、これに伴い成形体中に形成され
る気泡も大径化するため、得られる成形体及び焼結体の
強度が低下する場合がある。なお、発泡剤を使用する代
わりに、空気などの気体を激しく混合させる方法によっ
て、発泡性スラリーを調整することも可能である。The foaming agent is only required to be capable of generating gas to form bubbles, and a compound which decomposes at a constant temperature to generate gas and a volatile organic solvent can be selected. As a volatile organic solvent, for example, carbon number 5
8 hydrocarbon-based organic solvents. Such an organic solvent is a liquid at room temperature, is volatile, forms micelles in the slurry by the action of the surfactant, and vaporizes at room temperature or under heating to form fine bubbles. Carbon number 5
As the hydrocarbon-based organic solvent of ~ 8, for example, pentane,
Examples include neopentane, hexane, isohexane, isoheptane, benzene, octane, toluene and the like. The blending amount of the foaming agent is 0.05 to 10%, and particularly, 0.1.
The range of 5 to 5% is preferable. If the compounding amount is less than 0.05%, the generation of bubbles may be insufficient and the porosity may not increase, while if the compounding amount is more than 10%, the micelles will have a large diameter, and accordingly the molded body will be formed. Since the bubbles formed therein also have a large diameter, the strength of the obtained molded body and sintered body may decrease. Instead of using the foaming agent, the foamable slurry can be prepared by a method of vigorously mixing a gas such as air.
【0015】界面活性剤は、発泡状態を安定化し、発泡
剤のミセルを形成する作用があり、アルキルベンゼンス
ルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキル硫
酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アル
カンスルホン酸塩等のアニオン系界面活性剤、ポリエチ
レングリコール誘導体、多価アルコール誘導体等の非イ
オン系界面活性剤等を例示することができる。界面活性
剤の配合量は、0.05〜5%、特に0.5〜3%の範
囲が好ましい。0.05%より配合量が少ないとミセル
の形成が不安定となり、微細な気泡を保つことが困難に
なる場合があり、一方、5%より多いとそれ以上の効果
が得られない場合がある。The surfactant has a function of stabilizing the foaming state and forming micelles of the foaming agent, and is alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, alkyl sulfate ester salt, alkyl ether sulfate ester salt, alkane sulfone. Examples thereof include anionic surface active agents such as acid salts, nonionic surface active agents such as polyethylene glycol derivatives and polyhydric alcohol derivatives. The content of the surfactant is preferably 0.05 to 5%, particularly preferably 0.5 to 3%. If the amount is less than 0.05%, the formation of micelles may become unstable and it may be difficult to maintain fine bubbles, while if it is more than 5%, no further effect may be obtained. .
【0016】本発明にかかる発泡性スラリーには、以上
の成分以外に、可塑剤、気孔形成促進用可燃剤等を配合
することができる。可塑剤は、成形体に可塑性を付与す
るためのもので、エチレングリコール、ポリエチレング
リコール、グリセリンなどの多価アルコール、鰯油、菜
種油、オリーブ油などの油脂、石油エーテル等のエーテ
ル類、フタル酸ジエチル、フタル酸ジNブチル、フタル
酸ジエチルヘキシル、フタル酸ジオクチル、ソルビタン
モノオレート、ソルビタントリオレエート、ソルビタン
パルミテート、ソルビタンステアレートなどのエステル
類等を例示することができる。可塑剤の配合量は、0.
1〜15%、特に2〜10%の範囲が好ましい。配合量
が0.1%より少ないと、可塑作用が不十分になる場合
があり、一方、15%より多いと、成形体の強度が不十
分になる場合がある。In addition to the above components, the foamable slurry according to the present invention may contain a plasticizer, a combustible agent for promoting pore formation, and the like. The plasticizer is for imparting plasticity to the molded product, and is a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, sardine oil, rapeseed oil, oils and fats such as olive oil, ethers such as petroleum ether, diethyl phthalate, Examples thereof include diN-butyl phthalate, diethylhexyl phthalate, dioctyl phthalate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan palmitate and sorbitan stearate. The blending amount of the plasticizer is 0.
The range of 1 to 15%, especially 2 to 10% is preferable. If the content is less than 0.1%, the plasticizing effect may be insufficient, while if it is more than 15%, the strength of the molded product may be insufficient.
【0017】また、気孔形成促進用可燃剤は、成形乾燥
体の焼成時に、消失させることによって、気孔の形成を
促進するためのものである。従って、粉末、繊維状など
の形状を保ち、焼成時に消失するものを選定することが
できる。具体的には、0.1〜200μm程度の粉末状
のもの、長さが200μm以下、好ましくは30〜12
0μm程度の繊維状のものがよい。材料としては、パル
プ、綿、糸くず、コーンスターチ、カルボキシメチルセ
ルローズ、非水溶性セルロース繊維、ポリビニルブチラ
ル樹脂、ポリビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン
樹脂などを例示することができる。Further, the combustible agent for promoting pore formation is for facilitating the formation of pores by eliminating it during the firing of the molded dried body. Therefore, it is possible to select a powder or fibrous material that retains its shape and disappears during firing. Specifically, the powdery material has a particle size of about 0.1 to 200 μm and a length of 200 μm or less, preferably 30 to 12
A fibrous material of about 0 μm is preferable. Examples of the material include pulp, cotton, lint, corn starch, carboxymethyl cellulose, water-insoluble cellulose fiber, polyvinyl butyral resin, polyvinyl resin, acrylic resin, polyethylene resin and the like.
【0018】本発明にかかる発泡性スラリーは、上記成
分を混合することによって得ることができる。この場
合、混合順序に制限はないが、混合中はできる限り発泡
を制限するために、発泡剤は最後に混合することが好ま
しい。なお、スラリーが発泡するとスラリーの粘度が低
下して成形性が悪くなるが、発泡剤を添加してからスラ
リーが発泡するまでの時間は、発泡剤の種類、添加量、
及び温度でコントロールが可能であり、これを適度にコ
ントロールし、流動性があるうちに成形することができ
る。また、スラリーの粘度は、20℃で、20000c
ps〜70000cpsの範囲、特に、30000〜5
5000cpsの範囲が好ましい。20000cpsよ
り粘度が低いと、乾燥時に発泡構造が崩壊する場合があ
り、一方、70000cpsより粘度が高いと、粘性が
大きくなりすぎて成形が困難になる場合がある。The foamable slurry according to the present invention can be obtained by mixing the above components. In this case, the mixing order is not limited, but it is preferable to mix the foaming agent lastly in order to limit foaming as much as possible during mixing. Incidentally, when the slurry foams, the viscosity of the slurry decreases and the moldability deteriorates, but the time from the addition of the foaming agent to the foaming of the slurry is the type of the foaming agent, the addition amount,
The temperature and the temperature can be controlled, and the temperature can be controlled appropriately, and molding can be performed while the fluidity is maintained. Also, the viscosity of the slurry is 20000c at 20 ° C.
Range of ps to 70,000 cps, especially 30,000 to 5
A range of 5000 cps is preferred. If the viscosity is lower than 20000 cps, the foamed structure may collapse during drying, whereas if the viscosity is higher than 70,000 cps, the viscosity may be too high and molding may be difficult.
【0019】次に、このように調製した発泡性スラリー
を板状に成形する。成形方法には、特に制限はないが、
ドクターブレード法が適している。ドクターブレード装
置の概要を図4に示す。この装置は、キャリアーシート
10が巻かれた第1ロール20と、これから送り出され
たキャリアシート10を巻き取る第2ロール21とを具
備し、これら第1ロール20と第2ロール21間を搬送
するキャリアシート10がいわばベルトコンベヤーの働
きをする。そして、第1ロール20側から第2ロール2
1側に、順にスラリー溜30、発泡ゾーン40、乾燥ゾ
ーン50が設けられている。スラリー溜30は、第1ロ
ール20近傍のキャリアシートの上面に接して四角箱状
であり、このスラリー溜30のキャリアシート進行方向
側の壁は、キャリアシートと調整可能な間隙を持って離
間するドクターブレード60が設けられ、成形体の厚さ
は、このドクターブレード60とキャリアシート10と
の間の間隙で調整する。スラリー溜30に調製した発泡
性スラリーSを入れ、キャリアーシート10を搬送させ
ると、発泡性スラリーSは、ドクターブレード60とキ
ャリアシート10の間隙から押し出されて所定の厚さを
持った板状成形体2Aに成形され、この板状成形体2A
はキャリアシート10に運ばれて次の発泡ゾーン40に
移動する。Next, the foamable slurry thus prepared is molded into a plate shape. The molding method is not particularly limited,
The doctor blade method is suitable. An outline of the doctor blade device is shown in FIG. This apparatus includes a first roll 20 around which the carrier sheet 10 is wound, and a second roll 21 around which the carrier sheet 10 sent out from this roll is wound, and conveys between the first roll 20 and the second roll 21. The carrier sheet 10 functions as if it were a belt conveyor. Then, from the first roll 20 side to the second roll 2
A slurry reservoir 30, a foaming zone 40, and a drying zone 50 are sequentially provided on the first side. The slurry reservoir 30 has a rectangular box shape in contact with the upper surface of the carrier sheet near the first roll 20, and the wall of the slurry reservoir 30 on the carrier sheet advancing direction side is separated from the carrier sheet with an adjustable gap. A doctor blade 60 is provided, and the thickness of the molded body is adjusted by the gap between the doctor blade 60 and the carrier sheet 10. When the prepared foamable slurry S is put into the slurry reservoir 30 and the carrier sheet 10 is conveyed, the foamable slurry S is extruded from the gap between the doctor blade 60 and the carrier sheet 10 and formed into a plate having a predetermined thickness. This plate-shaped molded body 2A is molded into a body 2A.
Are carried to the carrier sheet 10 and moved to the next foaming zone 40.
【0020】また、ドクターブレード60として、図5
に示すような、二枚刃のブレードを用いることが好まし
い。これは、2枚の刃の間隙から大きい泡が除かれ、2
枚目のブレードとキャリアシートとの間隙から押し出さ
れてくる板状成形体に大きな泡が入らないこと、発泡性
スラリーを入れた高さによらず成形体の厚さを均一にで
きるという知見による。この場合、キャリアシート10
下流側の1枚目の第1ブレードB1の刃先とキャリアシ
ートとの間隙G1は、第2ブレードB2の刃先のキャリ
アシートとの間隙G2より大きくすることが好ましい。
また、第1ブレードB1と第2ブレードB2の隙間D
は、例えば5〜20mm程度とすることが好ましい。更
に、第2ブレードB2のキャリアシート10との間隙G
2は、0.2〜2mmの範囲が適当である。As a doctor blade 60, FIG.
It is preferable to use a double-blade blade as shown in FIG. This removes large bubbles from the gap between the two blades,
According to the knowledge that large bubbles do not enter the plate-shaped molded body extruded from the gap between the first blade and the carrier sheet, and that the thickness of the molded body can be made uniform regardless of the height of the foamable slurry. . In this case, the carrier sheet 10
The gap G1 between the edge of the first blade B1 on the downstream side and the carrier sheet is preferably larger than the gap G2 between the edge of the second blade B2 and the carrier sheet.
In addition, the gap D between the first blade B1 and the second blade B2
Is preferably about 5 to 20 mm, for example. Further, the gap G between the second blade B2 and the carrier sheet 10
2 is preferably in the range of 0.2 to 2 mm.
【0021】発泡ゾーンは、成形体を乾燥させる前に、
十分に発泡を完了させる工程である。成形直後に乾燥さ
せると、成形体表面が先に乾燥され、表皮が生じた状態
になり、成形体内部の発泡や水分の蒸発が妨げられて、
発泡が不均一になる場合がある。このため、成形工程と
乾燥工程の間に、発泡工程を設けることが好ましい。The foaming zone is formed before drying the molded body.
This is a step of sufficiently completing foaming. If you dry immediately after molding, the surface of the molded product will be dried first, and the skin will be in a state where the foaming inside the molded product and the evaporation of water are prevented,
Foaming may be uneven. For this reason, it is preferable to provide a foaming step between the molding step and the drying step.
【0022】発泡の条件は、発泡と同時に乾燥させる
と、成形体表面に亀裂が生じやすいので、発泡中はでき
る限り乾燥を防止するため、高湿度の雰囲気下で行うこ
とが好ましい。具体的には、例えばスラリー粘性が35
000cps以上の時、湿度は65%以上、好ましくは
80%以上である。湿度が65%より低いと、乾燥時に
成形体表面に割れが入るおそれがある。発泡温度は15
〜65℃、特に28〜40℃の範囲が好ましい。発泡温
度が15℃より低いと、発泡に例えば2時間以上かかる
場合があり、一方、65℃を超えると成形体が発泡しす
ぎて成形体が崩壊する場合がある。発泡時間は、通常1
0〜45分の範囲である。When foaming is performed simultaneously with foaming, cracks are likely to occur on the surface of the molded article. Therefore, it is preferable to perform foaming in a high-humidity atmosphere in order to prevent drying as much as possible during foaming. Specifically, for example, the slurry viscosity is 35
When it is 000 cps or more, the humidity is 65% or more, preferably 80% or more. If the humidity is lower than 65%, cracks may be formed on the surface of the molded body during drying. Foaming temperature is 15
The range of ˜65 ° C., particularly 28˜40 ° C. is preferable. If the foaming temperature is lower than 15 ° C., the foaming may take, for example, 2 hours or more. On the other hand, if the foaming temperature exceeds 65 ° C., the molded body may excessively foam and the molded body may collapse. Foaming time is usually 1
It is in the range of 0 to 45 minutes.
【0023】発泡成形体2Bは、発泡ゾーン40に続い
て乾燥ゾーン50に搬送され、ここで乾燥される。乾燥
前の気泡は、水膜が存在することによって維持されてい
る。このとき、スラリーは気泡と気泡との界面に凝集
し、骨格構造(発泡体構造)を形成する。そのままの状
態で水膜が割れると骨格を形成しているスラリーが流動
し、骨格構造が崩壊してしまう。そのような崩壊が起こ
らないように乾燥すれば、発泡体構造の成形体を得るこ
とができる。できる限り水膜の崩壊を生じさせないよう
に乾燥するためには、速やかに乾燥させる。これには遠
赤外線乾燥が適している。また、スラリー中の水分がほ
んの少し蒸発すると粘性が著しく増大するようなスラリ
ー組成としておくことが好ましい。The foamed molded product 2B is conveyed to the drying zone 50 subsequent to the foaming zone 40, and is dried therein. The bubbles before drying are maintained by the presence of the water film. At this time, the slurry aggregates at the interface between the bubbles to form a skeleton structure (foam structure). If the water film breaks in this state, the slurry forming the skeleton will flow and the skeleton structure will collapse. A molded product having a foam structure can be obtained by drying so as not to cause such disintegration. Dry as quickly as possible so as not to cause collapse of the water film. Far infrared drying is suitable for this. Further, it is preferable to set the slurry composition such that the viscosity remarkably increases when the water in the slurry evaporates slightly.
【0024】乾燥工程の具体的な条件は、例えば遠赤外
線を用い、ヒーター温度120〜180℃、雰囲気温度
40〜80℃、乾燥時間20〜120分の条件を採用す
ることができる。これにより、板状の乾燥成形体2Cを
得ることができる。この乾燥成形体2Cの厚さは、発泡
により、通常成形体の厚さの3〜8倍の厚さになる。図
3に示したドクターブレード装置では、乾燥成形体2C
を乗せたキャリアシート10を下側直角方向に折曲させ
ながら搬送させることで、乾燥成形体(グリーン体)2
Cとキャリアシート10とを分離している。続いて乾燥
成形体2Cは、カッター70により所定の長さ毎に切断
され、次の焼成工程に送られる。なお、説明では、成形
工程、発泡工程及び乾燥工程を連続で行う例を説明した
が、これらの工程をそれぞれ別個の装置を用いても良い
ことは勿論である。As specific conditions for the drying step, for example, far-infrared rays may be used, and a heater temperature of 120 to 180 ° C., an ambient temperature of 40 to 80 ° C., and a drying time of 20 to 120 minutes may be adopted. As a result, a plate-shaped dry molded body 2C can be obtained. The thickness of the dry molded body 2C becomes 3 to 8 times the thickness of the normal molded body due to foaming. In the doctor blade device shown in FIG.
By carrying the carrier sheet 10 on which the sheet is placed while bending it in the lower right direction, a dried molded body (green body) 2
C and the carrier sheet 10 are separated. Subsequently, the dried molded body 2C is cut into predetermined lengths by the cutter 70 and sent to the next firing step. In the description, an example in which the molding step, the foaming step, and the drying step are continuously performed has been described, but it goes without saying that separate devices may be used for these steps.
【0025】焼成工程は、2段階の工程とすることが好
ましい。第1段階は脱脂と呼ばれ、有機物(バインダー
等)を揮散させる工程であり、第2段階は、金属粉末を
焼結させる工程である。また、これらの工程は連続とす
ることができる。脱脂工程は、例えば空気雰囲気下ある
いは水素ガスなどの還元ガス雰囲気下で、300〜70
0℃程度の温度で10〜60分の時間焼成することがで
きる。また、焼結工程は、アンモニア分解ガス雰囲気、
水素ガスのような還元性雰囲気下、あるいは真空中、さ
らには空気中の雰囲気で、800〜1400℃程度の温
度で20〜120分間焼成することが好ましい。脱脂・
焼結時に、体積が約20%収縮するので、脱脂、焼結
は、グラファイト板などの滑りのよい敷板に乗せて行う
ことが好ましい。焼結工程後、スキンパス圧延などで厚
さを変えても良い。The firing step is preferably a two-step process. The first step is called degreasing, and is a step of volatilizing organic substances (such as a binder), and the second step is a step of sintering metal powder. Also, these steps can be continuous. The degreasing step is performed under an atmosphere of, for example, a reducing gas such as hydrogen gas at 300 to 70.
It can be baked at a temperature of about 0 ° C. for 10 to 60 minutes. In addition, in the sintering process, an ammonia decomposition gas atmosphere,
It is preferable to perform firing at a temperature of about 800 to 1400 ° C. for 20 to 120 minutes under a reducing atmosphere such as hydrogen gas, or in a vacuum, and further in an atmosphere of air. Degreasing
Since the volume shrinks by about 20% during sintering, it is preferable to carry out degreasing and sintering by placing it on a floor plate with good sliding such as a graphite plate. After the sintering step, the thickness may be changed by skin pass rolling or the like.
【0026】本発明の多孔質焼結金属体の接合方法は、
このようにして得られた多孔質焼結金属体相互を接合す
る。接合方法は、上述したように、多孔質焼結金属体の
接合すべき面を密着させ、その状態で再度焼成して密着
面相互を焼結せしめて接合するものである。The method for joining porous sintered metal bodies of the present invention is as follows.
The porous sintered metal bodies thus obtained are joined together. As described above, the joining method is that the surfaces to be joined of the porous sintered metal body are brought into close contact with each other, and in that state, they are fired again to sinter the closely contacted surfaces to join them.
【0027】多孔質焼結金属体の接合態様は、例えば図
1に示すように、多孔質焼結金属板2の端面相互を接合
して大面積の多孔質焼結金属体の接合体1aを得る方
法、図2に示すように、2枚以上の多孔質焼結金属板2
を重ね合わせ、接合して厚手の多孔質焼結金属体の接合
体1bを得る方法、あるいは図3に示すように、多数の
多孔質焼結金属板2を用い、これらを互いの端面相互を
密着させて大面積化すると共に、これを複数重ねて積層
して接合することによって、厚手で大面積の多孔質焼結
金属体の接合体1cを得る方法等がある。接合する多孔
質焼結金属板は、予め所定の形状に切り出し、端面を密
着させやすくすることが好ましい。また、多孔質焼結金
属体は同じものではなく、気孔率、金属粉末の種類等が
異なるものを接合するようにしても良い。焼結の条件
は、多孔質焼結金属体製造時の焼結条件と同様とするこ
とができる。The joining mode of the porous sintered metal bodies is, for example, as shown in FIG. 1, by joining the end faces of the porous sintered metal plate 2 to each other to form the joined body 1a of the large area porous sintered metal bodies. Method of obtaining, as shown in FIG. 2, two or more porous sintered metal plates 2
To obtain a thick bonded body 1b of porous sintered metal bodies, or, as shown in FIG. 3, use a large number of porous sintered metal plates 2 and connect these end faces to each other. There is a method of obtaining a bonded body 1c of a large-sized porous sintered metal body with a large thickness by closely adhering to increase the area and by laminating and bonding a plurality of them. It is preferable that the porous sintered metal plate to be joined is cut into a predetermined shape in advance so that the end faces can be easily attached. Further, the porous sintered metal bodies are not the same, but those having different porosities, types of metal powders, etc. may be joined together. The sintering conditions can be the same as the sintering conditions at the time of manufacturing the porous sintered metal body.
【0028】得られた多孔質焼結金属体の接合体は、例
えば大面積化、厚手化ができる上、異なる性質の多孔質
金属体を組み合わせ、例えば厚さ方向に気孔率が異なる
ものとすることができるため、多様な用途に利用でき
る。例えば、フィルター、抗菌フィルター、貴金属製
品、触媒、複合材の基材などに応用が可能である。 [実施例]表1に示す成分、配合量(重量%)で金属粉
末の種類が異なる3種の発泡性スラリーを調製した。The obtained joined body of porous sintered metal bodies can be made larger in area and thicker, and porous metal bodies having different properties are combined to have different porosities in the thickness direction, for example. Therefore, it can be used for various purposes. For example, it can be applied to filters, antibacterial filters, precious metal products, catalysts, base materials for composite materials, and the like. [Example] Three kinds of foaming slurries having different kinds of metal powders were prepared with the components shown in Table 1 and the blending amount (% by weight).
【0029】[0029]
【表1】 調製した発泡性スラリーをドクターブレード法を用いて
厚さ1mmに成形し、次いで湿度90%、温度40℃の
恒温恒湿器内に15分間保持して発泡させた。その後、
ヒーター温度160℃、雰囲気温度40℃の空気循環式
遠赤外線乾燥機中に1時間保持し、乾燥させてグリーン
体を作製した。このとき、グリーン体は前述の発泡工程
で膨らみ、その厚さは成形厚さの約5倍であった。得ら
れたグリーン体を20cm角に切りだし、グラファイト
板に窒化ホウ素(BN)をスプレー塗布した基板上に載
せ、空気中で温度380℃に2時間保持して脱脂(脱バ
インダー)した。次いで、表2に示す焼結条件で焼結
し、多孔質焼結金属板を得た。[Table 1] The prepared foamable slurry was molded into a thickness of 1 mm by using a doctor blade method, and then was held in a thermo-hygrostat having a humidity of 90% and a temperature of 40 ° C. for 15 minutes for foaming. afterwards,
A green body was produced by holding in an air circulation type far-infrared dryer having a heater temperature of 160 ° C. and an ambient temperature of 40 ° C. for 1 hour and drying. At this time, the green body swelled in the above-mentioned foaming process, and its thickness was about 5 times the molding thickness. The obtained green body was cut into 20 cm square pieces, placed on a substrate obtained by spraying boron nitride (BN) on a graphite plate, and held in air at a temperature of 380 ° C. for 2 hours for degreasing (debinding). Then, sintering was performed under the sintering conditions shown in Table 2 to obtain a porous sintered metal plate.
【0030】次に、得られた多孔質焼結金属板を多数枚
用意し、図3に示すように、互いの端面相互を密着させ
て大面積化すると共に、これを2層重ねた。次いで、こ
れを表2に示した焼成条件と同様の条件で再度焼成し、
多孔質焼結金属板を焼結、接合した。Next, a large number of the obtained porous sintered metal plates were prepared and, as shown in FIG. 3, their end faces were brought into close contact with each other to have a large area, and two layers were stacked. Then, this is fired again under the same conditions as those shown in Table 2,
The porous sintered metal plates were sintered and bonded.
【0031】得られた多孔質焼結金属体の接合体の接合
部分及び全体の気孔径を測定した。結果を表2に併記す
る。The pore size of the joined portion and the whole of the joined body of the obtained porous sintered metal bodies was measured. The results are also shown in Table 2.
【0032】[0032]
【表2】 得られた多孔質焼結金属体の接合体の接合部での強度は
十分であった。[Table 2] The strength at the joint of the obtained porous sintered metal body was sufficient.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明の多孔質焼結金属体の接合方法に
よれば、種々の形状の多孔質焼結金属体の接合体を容易
に得ることができる。According to the method for joining porous sintered metal bodies of the present invention, it is possible to easily obtain joined bodies of porous sintered metal bodies having various shapes.
【図1】本発明の接合方法の一態様を説明する概略断面
図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating one embodiment of a joining method of the present invention.
【図2】本発明の接合方法の他の態様を示す概略断面図
である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another aspect of the joining method of the present invention.
【図3】本発明の接合方法の更に他の態様を示す概略断
面図であるFIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing still another aspect of the joining method of the present invention.
【図4】ドクターブレード装置の概略を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view showing an outline of a doctor blade device.
【図5】2枚刃のドクターブレードを示す概略断面図で
ある。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a doctor blade having two blades.
2 多孔質焼結体 2’ 接合後の多孔質焼結体 1a,1b,1c 接合体 2 Porous Sintered Body 2'Porous Sintered Body after Joining 1a, 1b, 1c Joined Body
Claims (1)
製、成形、乾燥、焼成によって得られる発泡構造を有す
る多孔質焼結金属体相互を接合する方法であって、 前記多孔質焼結金属体相互の接合すべき面を互いに密着
させて焼結することを特徴とする多孔質焼結金属体の接
合方法。1. A method of joining porous sintered metal bodies having a foamed structure obtained by preparing, molding, drying and firing a foamable slurry containing a metal powder, the porous sintered metal body comprising: A method for joining a porous sintered metal body, comprising the steps of bringing the surfaces to be joined together into close contact with each other and sintering.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24992195A JPH0987708A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Method for joining porous sintered metal bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24992195A JPH0987708A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Method for joining porous sintered metal bodies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0987708A true JPH0987708A (en) | 1997-03-31 |
Family
ID=17200173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24992195A Withdrawn JPH0987708A (en) | 1995-09-27 | 1995-09-27 | Method for joining porous sintered metal bodies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0987708A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8636606B2 (en) | 2010-04-08 | 2014-01-28 | Bridgestone Sports Co., Ltd. | Golf club and method of adjusting properties thereof |
| CN105102162A (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-25 | 山特维克知识产权股份有限公司 | Methods of joining sintered parts of different sizes and shapes |
-
1995
- 1995-09-27 JP JP24992195A patent/JPH0987708A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN105102162A (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-25 | 山特维克知识产权股份有限公司 | Methods of joining sintered parts of different sizes and shapes |
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