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公開番号2024139317
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023050200
出願日2023-03-27
発明の名称焼結体の製造方法
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B22F 3/02 20060101AFI20241002BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】
焼結を行うことなく、焼結体の不良について精度よく予測でき、不良となった金属粉末をリサイクル可能にする、焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
上記課題を解決するべく、本発明は、焼結可能な無機粉末と、有機バインダーと、を含む焼結成形体用組成物を射出成形して、成形体を得る工程と、前記成形体の断面を作製し、該断面を観察して断面画像を得る工程と、前記断面画像に対して二値化処理を行い、前記焼結可能な無機粉末と前記有機バインダーとを区別する工程と、前記二値化処理した断面画像の一視野における、前記有機バインダーの全面積(B)に対する、前記有機バインダーが前記無機粉末に囲まれた不連続な有機バインダー部の最大面積(A)の割合(A/B)を算出し、算出結果に基づいて焼結体の良/不良を判断する工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
焼結可能な無機粉末と、有機バインダーと、を含む焼結成形体用組成物を射出成形して、成形体を得る工程と、
前記成形体の断面を作製し、該断面を観察し、断面画像を得る工程と、
前記断面画像に対して二値化処理を行い、前記焼結可能な無機粉末と前記有機バインダーとを区別する工程と、
前記二値化処理した断面画像の一視野における、前記有機バインダーの全面積（Ｂ）に対する、前記有機バインダーが前記無機粉末に囲まれた不連続な有機バインダー部の最大面積（Ａ）の割合（Ａ／Ｂ）を算出し、算出結果に基づいて焼結体の良／不良を判断する工程と、
を含むことを特徴とする、焼結体の製造方法。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記成形体の断面作製は、イオンミリングを用いることを特徴とする、請求項１に記載の焼結体の製造方法。
【請求項３】
前記断面画像の二値化処理は、大津の適応的二値化処理であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の焼結体の製造方法。
【請求項４】
前記大津の適応的二値化処理は、使用する適応範囲の最小範囲の一片の長さが、前記焼結可能な無機粉末の最大粒径以上であることを特徴とする、請求項３に記載の焼結体の製造方法。
【請求項５】
前記焼結体の良／不良の判断は、前記二値化処理した断面画像の一視野における、前記有機バインダーの全面積（Ｂ）に対する、前記有機バインダーが前記無機粉末に囲まれた不連続な有機バインダー部の最大面積（Ａ）の割合（Ａ／Ｂ）が、0.5以下であるか否かであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の焼結体の製造方法。
【請求項６】
前記焼結体の良／不良の判断において、不良と判断された後、
不良の発生が抑えられるように、前記射出成形の条件を変更する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の焼結体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
金属、セラミックス、サーメット等の焼結可能な無機粉体を材料として用いた焼結体のうち、精密な焼結体や複雑形状の焼結体については、材料として、焼結可能な無機粉体と、バインダーと、を含有する焼結成形体製造用組成物を用いる技術が知られている。
この焼結成形体製造用組成物を、加熱、混練した焼結成形体用原料を射出成形することによって、成形体を成形し、その後、該成形体に脱脂工程を行い、続いてこれを焼結する方法によって製造される。
【０００３】
上記のような焼結成形体製造用組成物を用いた焼結体の製造において、ひび割れ、膨れ、変形等の、欠陥のない品質の良好な焼結体を得るため、脱脂工程が最も重要な工程であるといえる。この脱脂工程は、焼結成形体製造用組成物の成形体である成形体中からバインダーを除去する工程であり、成形体を加熱することによってバインダーを加熱分解してガス化する方法や、成形体を溶媒処理することによって成形体中の可溶性バインダー成分を溶出・除去した後、残りのバインダーを加熱分解してガス化する方法等、が知られている。
【０００４】
上述した脱脂工程中の成形体のひび割れや膨れを抑えるため、様々な手段が考案されている。例えば、特許文献１には、脱脂時の保形性の観点からグリシジル基を含有する成分を配合して強度を高めた射出成形用組成物に関する技術が開示されており、特許文献２には、ビカット軟化点を高めた射出成形用組成物に関する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５９７０７９４号公報
特許第４３１７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された技術では、実際に焼結を実施し、焼結体の状態を確認するまでは、不良が発生しているか否かを判断することができず、不良判断のために、長い工程とコストをかける必要があった。
また、焼結体で不良を判断する場合は、使用した金属粉末を回収することが困難なため、不良品を廃棄するしかなく、リサイクル性の観点からもさらなる改善が望まれていた。
【０００７】
そのため、本発明は、焼結を行うことなく、焼結体の不良について精度よく予測でき、不良となった金属粉末をリサイクル可能にする、焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、焼結成形体の製造方法について、上述した課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、焼結可能な無機粉末と、有機バインダーと、を含む焼結成形体用組成物を射出成形して、成形体の断面を観察し、断面画像を得るとともに、該断面画像に対して二値化処理を施し、前記焼結可能な無機粉末と前記有機バインダーとを区別し、二値化処理した断面画像の一視野における、前記有機バインダーの全面積（Ｂ）に対する、前記有機バインダーが前記無機粉末に囲まれた不連続な有機バインダー部の最大面積（Ａ）の割合（Ａ／Ｂ）の算出結果に基づき焼結体の良／不良を判断することによって、自動で不良判定ができることを見出した。これにより、焼結体に起こる不良の早期発見が可能になることに加え、成形体若しくは焼結成形体用組成物から金属粉末をリサイクルすることが可能となった。
【０００９】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
（１）焼結可能な無機粉末と、有機バインダーと、を含む焼結成形体用組成物を射出成形して、成形体を得る工程と、
前記成形体の断面を作製し、該断面を観察し、断面画像を得る工程と、
前記断面画像に対して二値化処理を行い、前記焼結可能な無機粉末と前記有機バインダーとを区別する工程と、
前記二値化処理した断面画像の一視野における、前記有機バインダーの全面積（Ｂ）に対する、前記有機バインダーが前記無機粉末に囲まれた不連続な有機バインダー部の最大面積（Ａ）の割合（Ａ／Ｂ）を算出し、算出結果に基づいて焼結体の良／不良を判断する工程と、
を含むことを特徴とする、焼結体の製造方法。
【００１０】
（２）前記成形体の断面作製は、イオンミリングを用いることを特徴とする、（１）に記載の焼結体の製造方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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