烧结体的制造方法及烧结体技术

本发明专利技术提供一种可不依赖烧结体的形状而有效且低成本地制造目标含Ｃ率的烧结体的烧结体的制造方法及由所述方法制造出的烧结体。本发明专利技术的烧结体的制造方法包括：准备含有Ｃ（碳）的金属粉末成形为规定形状的成形体的第一工序；将该成形体载置在如图２所示的烧成炉内，将烧成炉内设为密闭状态，同时将其气氛压力设置为６０～１４０ｋＰａ，并且将气氛中的Ｈ↓［２］（氢气）的分压与Ｏ↓［２］（氧气）的分压的和设置在３Ｐａ以下，在此空间内烧成二次成形体，得到烧结体的第二工序。另外，烧成炉内的气氛优选以氩气之类的惰性气体为主成分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烧结体的制造方法及烧结体。
技术介绍
在烧结含有金属粉末的成形体来制造金属制品的情况下，例如，将金属粉末与有机粘合剂进行混合搅拌，形成得到的搅拌物成形为规定形状的一次成形体。然后，对该一次成形体实施脱脂处理，去除有机粘合剂，得到二次成形体(脱脂体)。之后，通过对该二次成形体进行烧成而得到烧结体。在烧成二次成形体时，设置烧成炉内为13Pa(0.1Torr)以下的高真空的减压(真空)气氛或非氧化性气氛(例如，参照专利文献1)，或者大气气氛，在这些气氛中进行烧成。另一方面，在这种金属粉末冶金的领域中，通过适宜地设定金属粉末的组成，来提高得到的烧结体的机械特性。具体地，在使用以规定含有率(例如，0.8～1.2atm％左右)含有C(碳)的不锈钢粉末而制造出的烧结体中，其如拉伸强度或硬度的机械特性得到提高。但是，在烧成这种含有C的金属粉末的二次成形体的情况下，在专利文献1的方法中，产生如下问题。即，第一，在非氧化性气氛中烧成二次成形体的情况下，存在气氛中含有的氢气与二次成形体中的C发生反应，导致C从二次成形体中脱离的问题。此外，在大气气氛中烧成二次成形体的情况下，气氛中含有的氧气与二次成形体中的C发生反应，产生同样的问题。如果产生这种问题，则烧结体的含C率降低，从而机械性能下降。进而，由于这种含C率的降低是因二次成形体与气氛中的氢气及氧气接触而进行的，因此，具有容易依赖二次成形体形状的特性。即，如果是形状复杂而表面积大的二次成形体，则更容易进行含C率的降低，因此存在因形状差异造成含C率的降低率产生不均的问题。第二，在如上所述的13Pa(0.1Torr)以下的高真空下，随着烧成炉内的压力降低，因构成烧成炉的构成构件等的材料而从这些材料中产生氧气，从而产生与所述同样的问题。进而，为了维持高真空，需要在烧成炉中设置特殊的耐压机构或高真空用的价格高昂的泵，从而还具有导致烧成工序的高成本化的问题。特开平7-224348号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可不依赖烧结体的形状而有效且低成本地制造目标含C率的烧结体的烧结体的制造方法及由所述方法制造出的烧结体。上述的目的通过以下实现。本专利技术的烧结体的制造方法，其特征在于，具有准备将含有C(碳)的金属粉末成形为规定形状的成形体的第一工序；和将该成形体在密闭的空间内进行烧成而得到烧结体的第二工序，在该第二工序中，所述空间内的气氛其压力为60～140kPa，且氢气与氧气的分压的和在3Pa以下。由此，能够有效地、低成本地制造目标含C率的烧结体。在本专利技术的烧结体的制造方法中，所述空间内的气氛优选以惰性气体为主成分。惰性气体与成形体中的C或其他元素非常难以发生反应，因此在烧成工序中，能够防止成形体中的组成发生意料外的变化。在本专利技术的烧结体的制造方法中，所述惰性气体优选为氩气。氩气为稀有气体，与几乎所有元素的反应性都特别低，所以在烧成工序中，能够更可靠地防止成形体中的组成发生意料外的变化。而且，即使在稀有气体中也能够比较廉价地容易获得，所以适于用作气氛气体。在本专利技术的烧结体的制造方法中，所述金属粉末优选其平均粒径为3～30μm。由此，搅拌物的流动性高，能够得到表现出良好成形性(成形容易度)的搅拌物。其结果，在成形工序中，一次成形体的密度提高，能够获得最终具有优良机械特性的烧结体。此外，虽然二次成形体(成形体)中的金属粉末与气氛接触的表面积增大，在烧成工序中，具有C容易脱离的倾向，但是根据本专利技术，在烧成这种二次成形体(成形体)来制造烧结体的情况下，能够特别有效地发挥本专利技术的作用·效果。在本专利技术的烧结体的制造方法中，所述金属粉末的含C率优选为0.05～2atm％。在使用如上所述含有微量比例C的金属粉末来制造烧结体时，多数情况下根据其含C率的微小变化，烧结体的机械特性显著变化。根据本专利技术，在制造需要这样可靠控制含C率的烧结体的情况下，能够特别有效地发挥本专利技术的作用·效果。在本专利技术的烧结体的制造方法中，所述金属粉末优选由Fe系合金材料构成。由此，能够有效地制造目标含C率的Fe系合金烧结体。其结果，得到的烧结体表现出优良的机械特性。在本专利技术的烧结体的制造方法中，所述成形体优选将含有所述金属粉末与结合材料的组成物成形为规定形状而形成一次成形体，并从该一次成形体中去除所述结合材料而形成的二次成形体。由此，能够得到形状保持性(保形性)优良的二次成形体(成形体)。在本专利技术的烧结体的制造方法中，所述一次成形体是通过金属粉末注射成形法使所述组成物成形而形成。由此，具有能够利用同时复合成形(与最终形状相近的形状)来制造比较小型的结构或者复杂且微细形状的一次成形体，并且能够充分发挥所用金属粉末的特性的优点。此外，在MIM法中，能够成形复杂且微细的形状，另一方面，二次成形体与气氛接触的表面积容易扩大，二次成形体中的C容易脱离，但即使在对所述二次成形体进行烧成而制造烧结体的情况下，也能够特别有效地发挥本专利技术的作用·效果。本专利技术的烧结体的特征在于，通过本专利技术的烧结体的制造方法制造。由此，得到机械特性优良的烧结体。附图说明图1是表示本专利技术的烧结体的制造方法的实施方式的工序图。图2是表示本专利技术的烧结体的制造方法中使用的烧成炉(密闭容器)的纵剖面的示意图。图中1-组成物调制工序；2-成形工序；3-去除工序(脱脂工序)；4-烧成工序；10-烧成炉；11-炉体；12-开口部；13-炉内；14-载物台；15-供气阀；16-配管；17-排气阀；18-加热器；20-盖；30-二次成形体；40-气体供给机构。具体实施例方式以下，对于本专利技术的烧结体的制造方法及烧结体的最优实施方式，参照附图进行详细说明。本专利技术的烧结体的制造方法通过将含有C的金属粉末的成形体在规定的气氛中烧成，而制造取得具有目标含C率的烧结体。图1是表示本专利技术的烧结体的制造方法的实施方式的工程图。图1所示的烧结体的制造方法是使用金属粉末制造烧结体的方法，具体地，如图1所示，具有调制含有金属粉末和有机粘合剂的组成物的组成物调制工序；将组成物成形为一次成形体的成形工序；从一次成形体中去除有机粘合剂而得到二次成形体的去除工序(脱脂工序)；对二次成形体进行烧成而得到烧结体的烧成工序。以下，按顺序说明这些工序。组成物调制工序首先，准备金属粉末与有机粘合剂，通过搅拌机对其进行搅拌，得到搅拌物(组成物)。该搅拌物(混合物)中，金属粉末均匀地分散。搅拌物中混杂的金属粉末与有机粘合剂优选互相不发生化学反应，或者反应性差。本专利技术中，使用含有C(碳)的金属粉末作为金属粉末。作为这种金属粉末的构成材料，只要是含有C的金属材料则并不特别限定，例如可列举，如SUS-420、SUS-440的不锈钢，碳素钢，模具钢，高速工具钢，如Fe2NiC、Fe8NiC的Fe-Ni合金，如Fe-Ni-Co合金的各种Fe系合金材料，低碳钢，各种Ni系合金材料，各种Cu合金材料等。另外，在如本专利技术的金属粉末冶金的领域中，通过适当设定金属粉末的组成，来提高所得到的烧结体的机械特性。具体地，在以规定含有率(例如，0.8～1.2atm％左右)含有C(碳)的烧结体中，其如拉伸强度或硬度的机械特性得到提高。但是现在，即使准备如上所述的调整了含C率的金属粉末，以使烧结体中的含C率达到目标值，并使用这样的金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结体的制造方法，其特征在于，具有：准备将含有Ｃ的金属粉末成形为规定形状的成形体的第一工序；和将该成形体在密闭的空间内进行烧成而得到烧结体的第二工序，在该第二工序中，所述空间内的气氛其压力为６０～１４０ｋＰａ，且 氢气与氧气的分压的和在３Ｐａ以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村英文，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]