(57)【要約】ａ）金属の合計量に対して、少なくとも５０質量％の鉄含有粉末、及び該鉄含有粉末の質量に対して少なくとも９０質量％の、少なくとも４０μｍの有効直径を有する粒子を含む、４０〜７０体積％の金属粉末ｂ）３０〜６０体積％の熱可塑性の結合剤ｃ）０〜５体積％の分散剤及び／又は他の助剤  を含む新規の金属射出成形材料。  この射出成形材料は、射出成形によって成形され、射出成形された部分は、結合剤から除去され及び上記結合剤から除去された部分は焼結される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）金属の合計量に対して、少なくとも５０質量％の鉄含有粉末、及び該鉄含有粉末の質量に対して少なくとも９０質量％の、少なくとも４０μｍの有効直径を有する粒子を含む、４０〜７０体積％の金属粉末、
ｂ）３０〜６０体積％の熱可塑性の結合剤
ｃ）０〜５体積％の分散剤及び／又は他の助剤
を含む金属射出成形材料。
【請求項２】
鉄含有粉末の量に対して、少なくとも９０質量％の鉄含有粉末粒子が、少なくとも５０μｍの有効直径を有する請求項１に記載の金属射出成形材料。
【請求項３】
鉄含有粉末の量に対して、少なくとも９０質量％の鉄含有粉末粒子が、少なくとも６０μｍの有効直径を有する請求項２に記載の金属射出成形材料。
【請求項４】
金属粉末の合計量のうち、少なくとも９０質量％が鉄である請求項１に記載の金属射出成形材料。
【請求項５】
熱可塑性結合剤が、５０〜１００質量％のポリオキシメチレンホモ−又はコポリマーと、０〜５０質量％の、ポリオキシメチレンホモ−又はコポリマーと不混和性であり、熱により残留物なしに除去可能なポリマーと、の混合物、又は前記ポリマーの混合物である請求項１に記載の金属射出成形材料。
【請求項６】
ａ）金属の合計量に対して、少なくとも５０質量％の鉄含有粉末、該鉄含有粉末の質量に対して少なくとも９０質量％の、少なくとも４０μｍの有効直径を有する、粒子を含む４０〜７０体積％の金属粉末、
ｂ）３０〜６０体積％の熱可塑性の結合剤
ｃ）０〜５体積％の分散剤及び／又は他の助剤
を含む金属射出成形材料を、射出成形によって成形し、
射出成形された部位から結合剤を除去し、及び結合剤除去後の前記部位を焼結する金属射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属射出成形（ＭＩＭ、又は一般的に粉末射出成形（ＰＩＭ）という用語でも知られている）は、金属粉末及び通常、少なくとも３０体積％の熱可塑性結合剤を含む熱可塑性射出成型材料の射出成形によって成形物を製造し、後に上記成形物からこの結合剤を除去し、及び成形物を焼結して最終的な製品部材を提供する粉末冶金法である。金属射出成形は、合成樹脂工学において公知である、射出成形による成形の有利な点と、従来の粉末冶金が結合したものである。従来の粉末冶金（しばしばＰ／Ｍと呼ばれている）においては、加圧成形によって金属粉末（１０体積％までのオイル又はワックス等の潤滑剤がしばしば加えられる）を所望の形状とし、そして次に成形物を焼結する。粉末冶金法の有利な点は、金属の選択が自由なことにある。粉末冶金法において、金属粉末混合物の焼結により、溶融冶金法によっては製造できない材料を製造することができる。加圧成形及び焼結による従来の粉末冶金の実質的に不利な点は、比較的複雑な幾何学上の形状を有する製品部材の製造に適当ではないということである。例えば、アンダーカットすなわち、加圧方向に対して横方向のへこみを有する形状は加圧成形及び焼結によっては製造することができない。これに対し、射出成形ではどのような形状も実質的に製造可能である。この一方で、金属射出成形の不利な点は、製品部材が比較的大きい場合には、金型内で非等方性が発生する場合があり、そして、結合剤の除去を行うための、分離段階を行なわなければならないことである。このため、金属射出成形は、主に複雑な形状を有する比較的小さな製品部材のために使用される。
【０００３】
粉末冶金工学の重要な要素は、使用する金属粉末の粒子径、又は使用する金属粉末混合物の成分である。通常、マイクロメートル単位において、いわゆる「ｄ９０値」が提示される。「ｄ９０値」は、対象とする粉末の９０質量％の粒子が、このｄ９０値以下の粒子径を有する状態で存在することを意味する。同様にｄ１０値又はｄ５０値が提示される場合もある（大文字の「Ｄ」を使用する場合もあり、従って、Ｄ１０、Ｄ５０、又はＤ９０として値を表す。）。球状の粒子の場合は、測定した粒子径は球径に相当する。非球状の場合には、測定手段（通常レーザー光回折）で測定すると、必然的に同一の体積を有する球状の直径に相当する粒子の有効径が測定される。
【０００４】
鉄を含む材料の金属射出成形において、比較的微細な金属粒子、特に鉄粒子又は鋼粒子が常に使用される。微細な金属粒子は比較的高価であり、塊状になり易く、自然発火する傾向があるため取り扱いは困難であるが、より良好な焼結特性を有する。一般に高合金鋼は低合金鋼よりも、極めて良好に焼結できるので、すなわち、均一で密な製品部材をより容易に与えるので、優れた焼結特性は特に低合金鋼（本発明において、低合金とは、鉄の含有量が少なくとも９０質量％の鋼、すなわち、合金成分が１０質量％以下である鋼を意味するものと理解される。）の場合に重要である。このため、金属射出成形の場合、特に焼結、成形した低合金鋼製の物品を製造する場合には、ｄ９０値が０．５〜２０μｍである鉄粉末又は鋼粉末を常に使用するものであり、そしてｄ９０値が、約３５μｍ以下のものはまれにしか使用しない。すぐに使用できる状態の金属射出成形材料の、結合剤（結合剤は個々の金属粒子が大気中の酸素と接触することを防止するのだが、）の含有量が比較的多いため、射出成形材料における微細な金属粒子が自然発火する特性は制御することができる。また、従来の粉末冶金において、塊状になる傾向にある微細な粉末を用いると、通常、金型の充填が不均一となり、そして、金属粉末が自然発火する特性は許容することができない。このため、加圧成形及び焼結による従来の粉末冶金において、４０μｍ以上のｄ９０値を有する比較的粗い粒子が常に使用される。
【０００５】
Ａ．Ｒ．Ｅｒｉｃｋｓｏｎ  ａｎｄ  Ｒ．Ｅ．Ｗｉｅｃｈ：Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ、  ｉｎ：ＡＳＭ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、Ｖｏｌ７、Ｐｏｗｄｅｒ  Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｅｔａｌｓ、１９９３（ＩＳＢＮ  ０−８７１７０−０１３−１）は、金属射出成形技術の概要を示している。Ｒ．Ｍ．Ｇｅｒｍａｎ  ａｎｄ  Ａ．Ｂｏｓｅ：Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌｓ  ａｎｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｍｅｔａｌ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ、  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ、１９９７（ＩＳＢＮ  １−８７８−９５４−６１−Ｘ）は、粉末射出成形技術（金属及びセラミック）を要約して述べている、特に第３章は、粉末射出成形に使用する粉末の概要を述べている。Ｌ．Ｆ．Ｐｅａｓｅ  ＩＩＩ  ａｎｄ  Ｖ．Ｃ．Ｐｏｔｔｅｒ：Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐ／Ｍ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓは、粉末冶金法の一般的な合金、及びこのように製造される製品部材の達成し得る特性を開示している。
【０００６】
特許文献１（ＥＰ４４６７０８Ａ２）（ＵＳ５１９８４８９と同等）、特許文献２（ＥＰ４６５９４０Ａ２）（ＵＳ５３６２７９１と同等）、特許文献３（ＥＰ７１０５１６Ａ２）（ＵＳ５８０２４３７と同等）、及び特許文献４（ＷＯ９４／２５２０５）（ＵＳ５６１１９７８と同等）は、金属射出成形法に使用するための、種々の射出成形材料、及び射出成形の部分から結合剤を触媒作用で除去し、そして焼結する金属射出成形法を開示している。特許文献５（ＥＰ５８２２０９Ａ１）（ＵＳ５４２４４４５と同等）は、射出成形材料における助剤として使用するための、ある種の分散剤を記載している。特許文献６（ＷＯ０１／８１４６７Ａ１）は、金属射出成形のための結合剤組成物を開示している。他方で特許文献７（ＷＯ９６／０８３２８Ａ１）は、加圧成形及び焼結による従来の粉末冶金のための、潤滑剤としてポリエーテルを１０質量％まで含む一般的な組成を開示している。
【０００７】
【特許文献１】ＥＰ４４６７０８Ａ２
【特許文献２】ＥＰ４６５９４０Ａ２
【特許文献３】ＥＰ７１０５１６Ａ２
【特許文献４】ＷＯ９４／２５２０５
【特許文献５】ＥＰ５８２２０９Ａ１
【特許文献６】ＷＯ０１／８１４６７Ａ１
【特許文献７】ＷＯ９６／０８３２８Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
より広範囲に適用でき、そして特に経済的な射出成形材料及び射出成形法が更に必要である。本発明の目的は、経済的で広範囲に適用できる金属射出成形法及びこの目的のための射出成形材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、
ａ）金属の合計量に対して、少なくとも５０質量％の鉄含有粉末、及び該鉄含有粉末の質量に対して少なくとも９０質量％の、少なくとも４０μｍの有効直径を有する、粒子を含む、４０〜７０体積％の金属粉末、
ｂ）３０〜６０体積％の熱可塑性の結合剤
ｃ）０〜５体積％の分散剤及び／又は他の助剤
を含む金属射出成形材料によって達成されることが見出された。更に、この射出成形材料を射出成形によって成形し、射出成形された部位から結合剤を除去し、及び結合剤除去後の上記部位を焼結する金属射出成形法が見出された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この新規な射出成形材料は、比較的極端に粗い鉄又は鉄合金粉末を含む。本発明は、当業者の相反する見解にもかかわらず、粗い金属粉末が金属射出成形において、及び低合金鋼製の焼結成形物品の製造においても充分な結果をもたらすという認識に基づいている。粗い金属粉末は、金属射出成形材料の著しいコスト低減をもたらし、そして、その取り扱いは実質的に容易である。新規な方法で製造された焼結成形物品は、従来の粉末冶金によって製造された焼結成形物品と少なくとも同等に良好な特性を有し、しかし、非常に複雑な幾何学的形状を有するものも製造できる。
【００１１】
新規な方法で製造されたこの焼結された物品は、それぞれ射出成形材料の合計体積に対して、通常、少なくとも４０体積％、好ましくは少なくとも４５体積％、及び通常７０体積％以下、好ましくは６０体積％以下の金属粉末を含む。粉末冶金において一般的なことであるが、通常、上述した金属粉末は、単一の純粋な金属粉末、異なる純粋な金属粉末、合金金属の純粋な粉末、異なる合金金属の粉末の混合物、又は１種以上の純粋な金属粉末と、１種以上の合金金属の粉末の混合物であって良い。粉末の全般的な組成は、完成した焼結成形物品の全般的な組成を決定し、そして、所望の組成に従って選択され、そして、粉末冶金では同じく一般的なことであるが、焼結が起こっている間に、完成する焼結成形物品の所望の炭素、酸素、及び／又は窒素の含有量を設定することが可能である。
【００１２】
新規の射出成形材料に含まれる少なくとも１種の金属粉末は、鉄を含む。鉄含有粉末は、低合金鋼又は純粋な鉄が好ましい。ある実施の形態では、新規の粉末射出成形材料中の金属粉末は、すべて鉄からなっており、任意に０〜０．９質量％の炭素を有することができる。他の実施の形態では、金属粉末は、０〜０．９質量％の炭素、０〜１０質量％のニッケル、０〜６質量％のモリブデン、０〜１１質量％の銅、０〜５質量％のクロム、０〜１質量％のマンガン、０〜１質量％の珪素、０〜１質量％のバナジウム及び０〜１質量％のコバルト、残りが鉄であり、及び鉄を除外した元素の合計量が１０質量％以下である低合金鋼からなっている。この場合、新規な金属射出成形材料に含まれる金属粉末の合計量は、少なくとも９０質量％の鉄を含むことが好ましい。
【００１３】
新規な射出成形材料の、金属粉末の合計量に対して、少なくとも５０質量％の金属粉末は、鉄含有粉末を含む。金属粉末に対して、新規な粉末射出成形材料中の、好ましくは、少なくとも６０質量％、特に好ましくは、少なくとも８０質量％の金属粉末は、鉄含有粉末を含む。新規の粉末射出成形材料の一実施形態では、金属粉末として、もっぱら鉄含有粉末が使用される。
【００１４】
鉄含有粉末に加え、しかしながら、他の金属粉末の使用が可能であり、他の金属粉末は、任意に、他の元素に加えて更に鉄を含むか、又は鉄から成る。例えば、低合金鋼は、母合金（master alloy)技術によって、鉄粉末と鉄を含有しない所望の合金元素の合金を含む粉末から製造され、また対応する高合金鋼又は対応する混合物（予備合金された粉末、又は部分的に合金された粉末）から製造される。これらの技術は公知である。本発明において、決定的なことは、粉末射出成形材料中に存在する少なくとも５０質量％の金属粉末が、鉄含有粉末を含み、更に、この鉄含有粉末の量に対して少なくとも９０質量％の粒子が少なくとも４０μｍの有効直径を有することである。換言すれば、新規な金属射出成形材料中の金属粉末は、ｄ９０値として表される少なくとも４０μｍの粒子径を有する鉄含有粉末を、少なくとも５０質量％含む。この鉄含有粉末によって形成されていない金属粉末の部分は、金属射出成形に適当な、どのような所望の金属粉末、又は金属粉末混合物であっても良く、そして製造される焼結成形物品の所望の最終組成に従って選択される。
【００１５】
新規な射出成形材料中の鉄含有粉末は、この鉄含有粉末の量に対して少なくとも９０質量％が少なくとも４０μｍの有効直径を有する粒子からなる。この有効直径は、好ましくは少なくとも５０μｍ、特に好ましくは少なくとも６０μｍである。換言すれば鉄含有粉末は、ｄ９０値が、少なくとも４０、好ましくは少なくとも５０、特に好ましくは少なくとも６０である。適当なｄ９０値は、例えば７０である。ｄ９０値は、ＩＳＯ／ＤＩＳ  規格  １３３２０  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎに準じて、レーザー光回折によって測定される。
【００１６】
新規な射出成形材料に使用される金属粉末は通常、市販されたものである。
【００１７】
新規な金属射出成形材料は、それぞれ、射出成形材料の合計量に対して、通常、少なくとも３０体積％、好ましくは少なくとも４０体積％、かつ通常、６０体積％以下、好ましくは５５体積％以下の熱可塑性結合剤を含む。結合剤の実質的な目的は、粉末射出成形材料に熱可塑性の特性を与えることであり、そして、射出成形後に熱可塑性物質を除去できることが、熱可塑性物質の結合剤としての適応性の重要な基準である。種々の結合剤、及び粉末射出成形から結合剤を除去するための方法が公知であり、例えば、熱可塑性物質の熱分解による結合剤の熱的除去、溶媒の使用による結合剤の除去、又は熱可塑性物質の触媒分解による結合剤の触媒除去である。新規の粉末射出成形材料のための熱可塑性結合剤として、公知である粉末射出成形用の熱可塑性結合剤のいずれもが選択できる。
【００１８】
触媒作用で除去可能な結合剤を使用することが便利である。このような結合剤組成物は、熱可塑性物質として、通常、ポリオキシメチレンに基づいている。ポリオキシメチレンは、酸性の触媒反応下で解重合(depolymerize)し、そして、従って、迅速に及び比較的低い温度で、射出成形された部分から除去される。熱可塑性結合剤は、好ましくは５０〜１００質量％のポリオキシメチレンホモポリマー又はポリオキシメチレンコポリマー、及び（ポリオキシメチレンホモポリマー又はポリオキシメチレンコポリマーと不混和性であり、及び残留物なしに熱的に除去可能である、）０〜５０質量％のポリマー、又はこのようなポリマーの混合物である。このような結合剤は公知であり、そして、例えば、本明細書に記載されているＥＰ４４６７０８Ａ２、ＥＰ４６５９４０Ａ２及びＷＯ０１／８１４６７Ａ１に開示されている。
【００１９】
新規の粉末射出成形材料は、任意に分散剤及び／又は他の助剤を５体積％以下の量だけ含んでも良い。好ましくは、新規の粉末射出成形材料は、少なくとも１質量％の分散剤、及び／又は他の助剤を含む。分散剤は、分離工程を妨げるように作用し、そして同様に本明細書に引用されているＥＰ５８２２０９Ａ１に開示されている。他の助剤は、通常、粉末射出成形の流動特性に影響を及ぼすために使用する。通常、グラファイトの状態又は熱分解性のポリマーの状態である炭素も、焼結の間、焼結成形物品の炭素含有量を設定するために加える場合もある。これらの処置は例えば、上記に参照した刊行物により公知である。
【００２０】
新規の粉末射出成形材料は、通常、各成分を混合することにより製造する。この製造は、溶融状態、又は少なくともねり粉(ペースト)状態で混合して行うことが好ましい。ねり粉状態又は液体状態の物質を入念に混合し得る全ての装置、例えば加熱可能なねつか器がこの目的に適当である。新規な粉末射出成形材料は、従来の射出成形装置に供給するのに適当な粒子状態、例えば、ストランド状材料、押出し物状材料、ペレット状材料又は、ねつか粉砕した材料で製造される。
【００２１】
新規の粉末射出成形法は、従来の粉末射出成形法と同様の方法で行われる。この目的のために、新規な射出成形材料（すなわち、「供給原料」）を、射出成形によって成形し、「圧粉体(green compact)」を与え、そして、射出成形部分から結合剤を除去し（すなわち「結合剤除去」）、そしてこのようにして、圧粉体からブラウンコンパクトを製造し、そしてブラウンコンパクトを焼結して完成した焼結成形物品を与える。
【００２２】
供給原料の成形は、従来の射出成形装置を使用して、従来の方法で行う。成形は、従来の方法で、例えば、熱分解又は溶媒処理により熱可塑性結合剤を除去する。ポリオキソメチレンに基づいた結合剤を含む、好ましい新規な射出成形材料から、圧粉体を、気体状の酸を含む雰囲気中で公知の方法で熱処理に付すことにより、結合剤を触媒反応によって除去することが好ましい。この雰囲気は、充分な蒸気圧を有する酸を気化させ、又は、より便利な方法では、担体気体(carrier gas)、特に窒素を、酸、特に硝酸を含む貯蔵容器に通過させ、そして、酸含有気体を結合剤除去炉(oven)に通すことにより製造する。結合剤除去炉における最適の酸濃度は、所望の鋼組成及び製品部材寸法に依存し、そして、個々のケースについて、慣用の実験により決定する。通常、結合剤の除去のために、２０〜１８０℃の雰囲気での１０分〜２４時間の処理で充分である。結合剤の除去の後にまだ残っている、熱可塑性結合剤の残留物、及び／又は助剤の残留物が、焼結温度に加熱される間に熱分解され、そしてこれにより、完全に除去される。
【００２３】
成形と次の結合剤の除去の後、焼結炉において成形物を焼結し、焼結成形物品を得る。焼結は、公知の方法で行われる。所望の結果に応じて、焼結は、例えば、空気、水素、窒素又は気体混合物又は減圧下で行われる。
【００２４】
焼結に最適である炉の雰囲気の組成、圧力と最適温度範囲は、使用する又は製造する鋼の正確な化学組成に応じて異なることは公知であり、また個々のケースにおいて、いくつかの慣用の実験に基づいて容易に決定できる。
【００２５】
最適の加熱速度は、いくつかの慣用の実験によって容易に決定でき、そして通常、１分間当たり、少なくとも１℃、好ましくは２℃、特に好ましくは３℃である。経済的な理由により、通常、非常に高い加熱速度が望ましい。しかしながら、通常、焼結の品質に与える逆効果を避けるためには、１分間当たり２０℃以下の加熱速度に通常設定するべきである。所定の環境では、焼結温度に加熱する間、焼結温度以下の温度、例えば、５００〜７００℃、例えば６００℃の温度で、３０分〜２時間、例えば１時間にわたる、待ち時間を設けることが有利である。
【００２６】
焼結の継続時間、すなわち焼結温度での保持時間は、通常、焼結成形物品が充分緻密に焼結されるように設定する。従来の焼結温度及び焼結物品の大きさにおいて、焼結の継続時間は、通常、少なくとも１５分、好ましくは少なくとも３０分である。焼結工程の合計継続時間は、実質的に製造速度を決定し、従って焼結は、焼結工程が経済的観点から不具合な長時間にわたって行われることがないように行うことが好ましい。通常、焼結工程（加熱段階を含み、冷却段階を含まない）は最長で１４時間後に完了する。
【００２７】
焼結工程は、焼結成形物品を冷却することによって完了する。鋼の組成に依存して、一定の冷却工程、例えば、非常に急速な冷却が、高温相を得るために又は鋼の成分の分離を防止するために必要になる。経済上の理由により、高い製造速度を達成するために、通常、非常に急速に冷却することが望ましい。過度に急速な冷却に起因する、割れ(cracking)、破壊(breaking)、変形(deformation)等の欠陥を有する、経済的に不具合な大量の焼結成形物品が発生した時に、冷却速度は上限に達したと判断できる。従って、最適冷却速度は、いくつかの慣用の実験により、容易に決定される。
【００２８】
焼結の後、所望の後処理、例えば、焼結成形物品の、焼結硬化、オーステナイト化、焼鈍、硬化、熱処理、浸炭素、表面硬化、浸炭窒化、窒化、蒸気処理、溶液熱処理、水又は油内での急冷、及び／又は熱平衡プレス、又はこれらの組み合わせを行うことができる。これらの処理工程のいくつか、例えば、焼結硬化、窒化、又は浸炭窒化は、焼結処理の間において、公知の方法で行うこともできる。
【００２９】
実施例
実施例１：２質量％のニッケル及び０．５質量％のＣを含む、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ鋼からの成形物の製造
４４００ｇの鉄粉末（Ｈｏｅｇａｎａｅｓ  ＡＢ、２６３８３  Ｈｏｅｇａｎａｅｓ、Ｓｗｅｄｅｎ製のｔｙｐｅ  ＡＳＣ３００、ｄ５０＝３０μｍ、ｄ９０＝７０μｍ、炭素０．０１質量％）、９０ｇのニッケル粉末（ｄ９０＝２６μｍ）及び２．２ｇのグラファイト粉末（ｄ９０＝８μｍ）及び５００ｇのポリオキシメチレンを含む結合剤、７０ｇのポリプロピレン及び３０ｇの分散剤を、加熱可能な実験室用ねつか器内で混練することによって混合し、そして、冷却し、細粒に粉砕した。細粒を、スクリュー式射出成形装置を使用して、長さ８５．５ｍｍ及び直径４ｍｍの引っ張り試験用の棒に加工した（ＭＰＩＦ  規格５０、１９９２に準ずる）。射出成形物は、チャンバー炉内で窒素雰囲気において、１１０℃で触媒作用による結合剤除去に付され、チャンバー炉に２５ｍｌ／ｈの濃硝酸を計量導入した。次に電気的に加熱された炉において、５Ｋ／ｍｉｎの加熱速度で１３６０℃まで加熱することにより乾燥窒素中で試料を焼結し、１時間この温度に保持し、そして炉内でゆっくりと冷却した。試料の密度は７．１ｇ／ｃｍ3以上であった。横断面を金属組織学的に調査したところ、細長い孔を有するフェライト／パーライトであった。試料の炭素含有量は、０．５質量％であった。
【００３０】
８７０℃で熱処理して試料をオーステナイト化し、油で急冷し（油焼き入れ）、そして２００℃で１時間焼きなました。これらの処理後の硬度は４３ＨＲＣであった。
【００３１】
実施例２
３０質量％の鉄の粗粉末が、鉄カルボニル粉末（ｄ９０＝１０μｍ）に替えられたことを除いて、実施例１が繰り返された。焼結後の密度は、７．３ｇ／ｃｍ3であり、そして、炭素含有量は、０．５質量％であった。組織は、実施例１の試料の場合より、幾分かは均一であり、そして細長い孔の部分は小さいものであった。熱処理の後、４６ＨＲＣの硬度であった。
【００３２】
比較例
鉄の粗粉末が、鉄カルボニル粉末（ｄ９０＝１０μｍ）に完全に替えられたことを除いて、実施例１が繰り返された。焼結後の密度は、７．６ｇ／ｃｍ3であり、そして、炭素含有量は、０．５質量％であった。すべての孔は丸くそして実施例１及び実施例２の場合よりも小さいものであり、５５ＨＲＣの硬度であった。
【００３３】
この実施例は、比較的極端に粗い金属粉末であっても、加圧成形及び焼結によって製造される成形物品の一般的な特性に全く劣っておらず、そして、従来の粉末射出成形部品の一般的な特性にほとんど劣っていない、焼結成形物品の特性が達成されることを示している。
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月28日(2004.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）金属の合計量に対して、少なくとも５０質量％の鉄含有粉末、及び該鉄含有粉末の質量に対して少なくとも９０質量％の、少なくとも４０μｍの有効直径を有する粒子を含む、４０〜７０体積％の金属粉末、
ｂ）３０〜６０体積％の熱可塑性の結合剤
ｃ）０〜５体積％の分散剤及び／又は任意に他の助剤
を含み、含まれている金属粉末の合計量が、少なくとも９０質量％の鉄を含む請求項１に記載の金属射出成形材料。
【請求項２】
鉄含有粉末の量に対して、少なくとも９０質量％の鉄含有粉末粒子が、少なくとも５０μｍの有効直径を有する請求項１に記載の金属射出成形材料。
【請求項３】
鉄含有粉末の量に対して、少なくとも９０質量％の鉄含有粉末粒子が、少なくとも６０μｍの有効直径を有する請求項２に記載の金属射出成形材料。
【請求項４】
熱可塑性結合剤が、５０〜１００質量％のポリオキシメチレンホモ−又はコポリマーと、０〜５０質量％の、ポリオキシメチレンホモ−又はコポリマーと不混和性であり、熱により残留物なしに除去可能なポリマーと、の混合物、又は前記ポリマーの混合物である請求項１に記載の金属射出成形材料。
【請求項５】
ａ）金属の合計量に対して、少なくとも５０質量％の鉄含有粉末、該鉄含有粉末の質量に対して少なくとも９０質量％の、少なくとも４０μｍの有効直径を有する、粒子を含む４０〜７０体積％の金属粉末、
ｂ）３０〜６０体積％の熱可塑性の結合剤
ｃ）０〜５体積％の分散剤及び／又は任意に他の助剤
を含み、
含まれている金属粉末の合計量の少なくとも９０質量％が鉄である、金属射出成形材料を、射出成形によって成形し、射出成形された部位から結合剤を除去し、及び結合剤除去後の前記部位を焼結する金属射出成形方法。
【国際調査報告】
2006505688.tif 000002
2006505688.tif 000003
2006505688.tif 000004
2006505688.tif 000005
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2006505688.tif 000007
2006505688.tif 000008
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