金屬粉末注射成型體的接合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬粉末注射成型體的接合方法[method for jointing metalinject1n molded parts]，尤其涉及用于將多個(gè)金屬粉末注射成型體接合而制作金屬制品的金屬粉末注射成型體的接合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬粉末注射成型法(MIM:Metal Inject1n Molding)是如下的方法，通過使將金屬粉末和粘接劑混煉并以帶有規(guī)定形狀的方式進(jìn)行了注射成型的成型體(坯體[greenpart])在真空中或氣體環(huán)境中進(jìn)行脫脂以及燒結(jié)，從而制作密度超過95%的金屬制品。作為粘接劑使用混合了大量的樹脂或蠟等的物質(zhì)。通過使多種粘接劑成分依次飛散來維持成形體的形狀。
[0003]就粘接劑而言，優(yōu)選使用不會(huì)殘留于金屬中的成分。例如，一般將在250°C以下的比較低溫下容易揮發(fā)的硬脂酸、固體蠟、巴西棕櫚蠟等的蠟和在500°C以下的溫度下容易分解飛散的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、EVA(乙烯乙酸乙烯酯)、EEA(乙烯一丙烯酸乙酯共聚物樹脂)等的樹脂混合而使用。
[0004]然而，如下述專利文獻(xiàn)I所公開的那樣，渦輪壓縮機(jī)的靜葉配置在環(huán)狀的內(nèi)護(hù)罩與環(huán)狀的外護(hù)罩之間。另外，靜葉由以Ti或Ni為主成分的合金形成，且組合沿周向分割的多個(gè)靜葉扇區(qū)[stator blade sectors]而構(gòu)成。一般情況下，靜葉扇區(qū)通過如下方式形成，分別分開地制作構(gòu)成外護(hù)罩的一部分的外帶、構(gòu)成內(nèi)護(hù)罩的一部分的內(nèi)帶、以及葉片，并在葉片釬焊外帶以及內(nèi)帶。
[0005]近年來，從提高功能的角度出發(fā)，有使葉片更薄且葉片面做成復(fù)雜的三維曲面的趨勢，但在鑄造、塑性加工中難以保證葉片的形狀精度。因此，就葉片的制造方法提出使用上述的金屬粉末注射成型法的方案。
[0006]在外帶與內(nèi)帶之間具有多個(gè)葉片的上述的靜葉扇區(qū)存在難以通過注射成型(金屬粉末注射成型法的一工序)而形成的情況。因此，提出形成在外帶與內(nèi)帶之間具有一個(gè)葉片的靜葉扇區(qū)的分割體并將多個(gè)分割體接合來形成靜葉扇區(qū)的方案。
[0007]下述專利文獻(xiàn)2公開了金屬粉末注射成型體的接合方法，其目的在于抑制接合強(qiáng)度的降低。在該接合方法中，使用用水稀釋與構(gòu)成成型體的金屬粉末相同種類的金屬粉末和水溶性糊狀物質(zhì)[gelatinized soluble material]而成的糊劑。首先，上述的糊劑被涂敷于燒結(jié)前的成型體的接合面，成型體彼此利用糊劑而暫時(shí)接合。之后，暫時(shí)接合的成型體被燒結(jié)，成型體彼此通過糊劑所包含的金屬粉末而被接合。此外，在下述專利文獻(xiàn)2中公開了在脫脂后將糊劑涂敷于接合面之后進(jìn)行燒結(jié)的情況和將糊劑涂敷于接合面后進(jìn)行脫脂以及燒結(jié)的情況。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本國特開2004 —197622號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本國特開2010 — 236042號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]就上述專利文獻(xiàn)2所記載的糊劑而言，使用以淀粉質(zhì)為原料的水溶性糊狀物質(zhì)。淀粉是由碳(C)、氫(H)以及氧(O)形成的高分子，容易因熱而分解。另外，在金屬粉末注射成型法中，從由金屬粉末和粘接劑構(gòu)成的坯體使粘接劑飛散來制作成型體，所以成型體的大小從坯體的大小收縮。這里，難以控制因收縮而引起的接合面的變形。因此，若使用容易熱分解的糊劑(粘接劑)，則因?yàn)樵诿撝ば蚧驘Y(jié)工序中糊劑較快地分解、飛散，所以難以維持收縮的接合面彼此的貼緊狀態(tài)。因此，抑制接合強(qiáng)度的低下的效果不充分。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供能夠使接合強(qiáng)度提高的金屬粉末注射成型體的接合方法。
[0014]本發(fā)明的特征為提供一種金屬粉末注射成型體的接合方法，使分別混煉金屬粉末和粘接劑而進(jìn)行注射成型的至少兩個(gè)金屬粉末注射成型體相互抵接，在上述至少兩個(gè)金屬粉末注射成型體進(jìn)行抵接的接合部涂敷含有氮或氯的涂敷劑，通過對在上述接合部涂敷了上述涂敷劑的上述至少兩個(gè)金屬粉末注射成型體進(jìn)行脫脂或燒結(jié)，來使上述至少兩個(gè)金屬粉末注射成型體在上述接合部接合而制作金屬制品。
[0015]根據(jù)上述特征，能夠通過使用包含氮或氯的涂敷劑來延遲涂敷劑的分解速度，在金屬粉末注射成型體脫脂或燒制時(shí)，能夠在接合部更長地維持金屬粉末注射成型體的貼緊狀態(tài)，從而能夠提高接合部的接合強(qiáng)度。
[0016]這里，優(yōu)選為，上述粘接劑含有在規(guī)定溫度范圍揮發(fā)的蠟和在比上述規(guī)定溫度范圍高的溫度范圍飛散的樹脂，在上述至少兩個(gè)金屬粉末注射成型體脫脂時(shí)或燒結(jié)時(shí)，上述涂敷劑的至少一部分比上述蠟更晚地?fù)]發(fā)，比上述樹脂更早地飛散。
[0017]另外，優(yōu)選為，上述涂敷劑涂敷在上述接合部的接觸面或周側(cè)面。
[0018]另外，優(yōu)選為，在上述接合部的間隙被保持在0.1mm以下的狀態(tài)下，對上述至少兩個(gè)金屬粉末注射成型體進(jìn)行脫脂或燒結(jié)。
[0019]另外，優(yōu)選為，上述金屬制品是具備多個(gè)葉片和支撐上述多個(gè)葉片的帶部的葉片扇區(qū)，上述至少兩個(gè)金屬粉末注射成型體分別是具有單一的葉片的上述葉片扇區(qū)的分割體。
[0020]再有，優(yōu)選為，在上述帶部的立起設(shè)置有上述葉片的面的背面上，形成有朝向與上述葉片的葉片弦線交叉的方向延伸的加強(qiáng)筋。
[0021]這里，優(yōu)選為，若將上述分割體上的上述帶部的延伸方向與上述加強(qiáng)筋的延伸方向的角度設(shè)為Θ，則角度Θ大于0°，并且在上述葉片的安裝角以下。
[0022]或者，優(yōu)選為，若將上述分割體上的上述帶部的延伸方向與上述加強(qiáng)筋的延伸方向的角度設(shè)為Θ，則0° <θ<12°。
【附圖說明】
[0023]圖1是實(shí)施方式的金屬粉末注射成型體的接合方法的流程圖。
[0024]圖2是利用上述金屬粉末注射成型體的接合方法制作的金屬制品的立體圖，圖2(a)表示第一例，圖2(b)表示第二例，圖2(c)表示第三例。
[0025]圖3(a)表示注射成型后的金屬粉末注射成型體的立體圖，圖3(b)是表示涂敷有涂敷劑的金屬粉末注射成型體的立體圖。
[0026]圖4是表示涂敷劑的涂敷方法的說明剖視圖，圖4(a)表示第一例，圖4(b)表示第二例，圖4(c)表示第三例，圖4(d)表示第四例。
[0027]圖5(a)是外帶的主視圖，圖5(b)是表示加強(qiáng)筋的延伸角度Θ和穩(wěn)定度S的關(guān)系的圖表。
[0028]圖6是外帶的變形例的主視圖。
[0029]圖7是接合部的間隙試驗(yàn)方法的說明圖，圖7(a)是表示間隙調(diào)整狀態(tài)的側(cè)視圖，圖7 (b)是表示接合結(jié)束狀態(tài)的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖對金屬粉末注射成型體的接合方法的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0031 ]在本實(shí)施方式的金屬粉末注射成型體的接合方法中，通過將對金屬粉末和粘接劑進(jìn)行混煉并注射成型的金屬粉末注射成型體2彼此接合且進(jìn)行脫脂[degreasing](脫粘[debinding])或燒結(jié)[sintering](燒制[calcining])，來制作金屬制品I。這里，在金屬粉末注射成型體2的接合部3涂敷包含氮(N)或氯(Cl)的涂敷劑4之后，金屬粉末注射成型體2彼此接合地進(jìn)行脫脂或燒結(jié)。
[0032]具體來說，如圖1所示，經(jīng)過如下工序制作金屬制品1:對金屬粉末和粘接劑進(jìn)行混煉的混煉工序SI;將混煉的原料加熱溶融并注射至金屬模具內(nèi)的注射成型工序S2;將從金屬模具取出的金屬粉末注射成型體2彼此組合并在接合部3用烙鐵等涂敷涂敷劑4的涂敷工序S3;將涂敷有涂敷劑4的金屬粉末注射成型體2用加熱爐脫脂的脫脂工序S4;以及將已脫脂的金屬粉末注射成型體2用加熱爐燒結(jié)的燒結(jié)工序S5。
[0033]金屬制品I例如是渦輪壓縮機(jī)的靜葉單元的一部分。靜葉單元由環(huán)狀的內(nèi)護(hù)罩、環(huán)狀的外護(hù)罩、以及配置在它們之間的多個(gè)靜葉構(gòu)成。靜葉單元通過在周向上組合被分割成多個(gè)的靜葉扇區(qū)來制作。上述金屬制品I為靜葉扇區(qū)。
[0034]圖2(a)所示的金屬制品1(靜葉扇區(qū))由作為外護(hù)罩的一部分的外帶11、作為內(nèi)護(hù)罩的一部分的內(nèi)帶12、以及配置于外帶11與內(nèi)帶12之間的多個(gè)靜葉13構(gòu)成。此外，圖2(a)中的點(diǎn)劃線表示接合部3。
[0035]外帶11具有形成靜葉13的外周側(cè)流道面的護(hù)罩部Ila和分別形成于護(hù)罩部Ila的兩端緣的鉤形部lib。在鉤形部Ilb與護(hù)罩部Ila之間形成有階梯lld，階梯Ild卡定于形成在渦輪殼的軌道。在外帶11的立起設(shè)置有靜葉13的面的背面(相對于流道面相反側(cè)的面)，通過護(hù)罩部Ila以及鉤形部Ilb形成有凹部。在凹部內(nèi)，連結(jié)一對鉤形部Ilb的加強(qiáng)筋I(lǐng)lc形成在護(hù)罩部Ila上。
[0036]內(nèi)帶12具有形成靜葉13的內(nèi)周側(cè)流道面的護(hù)罩部12a和分別形成在護(hù)