KR19980079607A

KR19980079607A - Metal injection molding by core print

Info

Publication number: KR19980079607A
Application number: KR1019980000828A
Authority: KR
Inventors: 소미오 니시하라
Original assignee: 소미오 니시하라; 이병갑
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: KR100272826B1; JPH10277704A

Abstract

본 발명은 언더커트부에 코아 프린트를 사용한 금속사출성형법이나 플라스틱 성형법이다.The present invention is a metal injection molding method or a plastic molding method using a core print in an undercut portion.

본 발명의 구성에서는 얻으려는 제품의 언더커트부에 폐재인 플라스틱으로 코아 프린트를 인서트해서 사용한다. 본 발명은 코아 프린트를 유기용제나 진공로내에서 제거한 각각의 재료의 용도에 따른 제법에 관한 것으로서, 금속분말의 혼합, 분말과 바인더의 가압니더, 그 후의 성형금형, 성형기, 유기용제, 코아 프린트 제거장치, 금속에서는 진공소결로가 본 발명의 구성물에 관한 것이다.In the structure of this invention, a core print is used by inserting the waste plastic into the undercut part of the product to obtain. The present invention relates to a method according to the use of each material from which the core print is removed in an organic solvent or a vacuum furnace. The present invention relates to a method for mixing a metal powder, a pressurized kneader for a powder and a binder, a molding die thereafter, a molding machine, an organic solvent, and a core print. In removal devices, metal vacuum sintering furnaces relate to the constituents of the invention.

Description

Metal injection molding by core print

본 발명은 일반적으로 일컬어지고 있는 메탈 인젝션을 이용한 성형법에 관한 것이다.The present invention relates to a molding method using a metal injection generally referred to.

종래는 언더커트부의 기계화 공정이 곤란한 형상을 얻기위한 방법으로 유기용제나 온도에 반응하는 플라스틱을 금형에 인서트하여 성형한 후에 유기용제에 침식시켜 플라스틱을 제거하고, 최종적으로 진공로에서 얻는 금속 제조법이 알려져 있다.Conventionally, in order to obtain a shape in which the undercut portion is difficult to mechanized, an organic solvent or a plastic reacting with temperature is inserted into a mold and molded, followed by erosion in an organic solvent to remove the plastic, and finally, a metal manufacturing method obtained in a vacuum furnace. Known.

본 발명에 있어서, 플라스틱을 제거하는 유기용제 장치는 외용기의 물을 80℃로 설정시킨 장치이고, 그 안의 중용기의 유기용제는 비점에 달하지만, 그 증기가 대기에 드러나지 않도록 뚜껑을 덮음과 동시에 칠러 장치를 설정한 것이다(청구항 3).In the present invention, the organic solvent device for removing plastic is a device in which the water in the outer container is set at 80 ° C, and the organic solvent in the heavy container therein reaches the boiling point, but the lid is covered so that the vapor is not exposed to the atmosphere. At the same time, the chiller device is set (claim 3).

금속사출성형품(그린체)은 언더커트부의 코아 프린트를 유기용제내에 침식시켜 제거한다. 제거된 성형품 (카본체)을 건조시킨 후, 진공소결로에서 나머지 바인더를 저온영역에서 초고온영역까지를 (특개평7-216404) 시간, 온도, 불활성가스 등을 조합한 패턴으로 소결한다. 청구항 4 이다.The metal injection molded product (green body) is removed by eroding the core print of the undercut portion in an organic solvent. After the removed molded article (carbon body) is dried, the remaining binder is sintered in a vacuum sintering furnace in a pattern combining time, temperature, inert gas, and the like from a low temperature region to an ultrahigh temperature region (JP-A-7-216404). Claim 4.

또, 이들의 금속가루에 바인더를 첨가할 시에 바인더의 조성을 코아 프린트의 조성과 같은 것으로 한다. 그 이유는 유기용제로 침식할 시에 바인더와 같은 조성으로 하면 소결로에서의 시간이 단축 되고 경제적이기때문이다. 또, 얻을 금속을의 소결한 후 적절한 경도를 가질 수 있도록 금속종류에 따라 C 나 Ti를 바인더와 함께 수% 첨가한 상태에서 혼합기를 진공으로 하고, 불활성 가스를 도입해서 금속가루와 바인더를 혼합한다. 이 장치가 청구항 5 이다. 이 장치를 사용하면 금속분말이 대기중에서 산화되는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, when adding a binder to these metal powders, the composition of a binder shall be the same as that of a core print. The reason for this is that when eroding with an organic solvent, if the composition is the same as the binder, the time in the sintering furnace is shortened and economical. After sintering the metal to be obtained, the mixer is vacuumed in a state where a few percent of C or Ti is added together with the binder, so as to have an appropriate hardness, and the metal powder and the binder are mixed by introducing an inert gas. . This device is claim 5. By using this device, the metal powder can be prevented from being oxidized in the atmosphere.

또, 플라스틱의 성형에서는 융점이 다른 두 개의 재료중, 저융점의 재료는 코아 프린트로 사용하고, 고융점의 재료는 모재로 해서 진공로나 유기용제로 인서트된 코아 프린트를 제거한다.In the molding of plastics, of the two materials having different melting points, the low melting point material is used as the core print, and the high melting point material is used as the base material to remove the core print inserted into the vacuum furnace or the organic solvent.

근래, 금속제품, 세라믹스, 플라스틱 등의 완성품은 일반공업품에서부터 전자부품, 광화이버 부품, 자동차, 의료관련부품에 이르기까지 널리 이용되어 왔다. 이들 제품은 치수제도나 물성, 형상에 까다로움을 요구한다.Recently, finished products such as metal products, ceramics and plastics have been widely used from general industrial products to electronic parts, optical fiber parts, automobiles and medical parts. These products are demanding in terms of dimensioning, physical properties, and shape.

이러한 까다로운 요구에 대처하는 수단으로서 각각의 제품의 형상에서는, 가공방법상으로는 불가능한 형상을 일체화함으로써 종래 사용할 수 없었던 재료가 코아 프린트로 신규분야에 이용할 수 있다.As a means to cope with such demanding needs, in the shape of each product, a material that has not been used conventionally can be used in new fields as a core print by integrating a shape that is impossible in the processing method.

본 발명은 이들 산업상의 요구에 답하는 것으로, 종래 베어링은 하우징, 리테이너와 별개의 공정에서의 기계공정, 프레스제품이 조립된 것이었지만, 이들 코아 프린트로 하므로써 일체화할 수 있게 되고, 제품설계의 자유도가 넓어져 종래의 재료, 산업상의 분야에 비해 시장성이 크다.The present invention responds to these industrial demands. In the past, the bearing was a combination of a housing, a retainer and a mechanical process and a press product in a separate process, but these core prints can be integrated and provide freedom of product design. It is wider and the marketability is large compared with the conventional material and the industrial field.

종래의 금속제품에서 언더커트부는 기계가공으로 연마하든가 프레스가공해서 용접이나 나사고정 공정에 의해 형성되었다. 또, 형상에서 두께가 다른 제품은 변형, 비틀림, 균열등이 일어나고 제작 불가능했다. 그러나 금속분말성형에서는 금속분말의 혼합과 바인더를 첨가하는 것으로 니어네트세이프의 성형에서 불가능한 것을 가능하게 했다. 또, 플라스틱 등의 재질에서는 각각의 형상에 맞춰 코어 프린트를 인서트하는 것으로 종래 금속성형제법, 그 외의 성형제법, 기계가공할 수 없었던 것을 일체화된 제품을 제작할 수 있다.In the conventional metal products, the undercut portion is formed by grinding or pressing by machining or pressing. In addition, products with different thicknesses in shape were deformed, twisted, cracked, and were not manufactured. In metal powder molding, however, the mixing of metal powder and the addition of a binder make it impossible to form near net safe. In addition, in a material such as plastic, the core print can be inserted in accordance with each shape to manufacture a product in which a conventional metal forming method, other molding methods, and those which cannot be machined are integrated.

본 발명은 이러한 점에 비추어 다른 가공방법인 기계가공, 프레스, 용접 등을 사용하지 않고 일체화된 제품을 얻기 위해 언더커트부에 코아 프린트를 성형시에 인서트해서 종래는 불가능한 형상이나 재질을 금속성형제법이나 플라스틱 성형제법으로 완성품을 단시간에 제작하므로써 상기 목적을 달성할 수 있는 언더커트부에 코어 프린트를 인서트하는 방식을 발명했다.In view of the above, the present invention inserts a core print at the undercut portion during molding to obtain an integrated product without using other processing methods such as machining, pressing, welding, and the like. In the present invention, a method of inserting a core print into an undercut portion capable of achieving the above object by producing a finished product in a short time using a plastic molding method has been invented.

도 1 은 언더커트부의 형성을 플라스틱으로 제작한 것을 메탈 인젝션에서 성형하고, Aa-b 단면부와 같이 용제로 제거하는 리테이너도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a retainer diagram for forming an undercut portion made of plastic by molding with metal injection, and removing it with a solvent as in the Aa-b cross section.

도 2 는 종래의 하우징과 리테이너를 별도로 제작하고 그 안에 볼을 넣어 사용하는 경우의 일체화된 도면이다.FIG. 2 is an integrated view of a case in which a conventional housing and a retainer are separately manufactured and a ball is used therein. FIG.

종래 베아링에서는 하우징, 리테이너, 프레스제품을 조립해 하나의 부품으로 하고 있지만, 이것은 언더커트부를 일체화해서 가공할 만한 방법이 아닐 뿐아니라, 리테이너라는 부품을 필요로 하고 있다. 이들을 해결하기 위해 본 발명에서는 폐재인 플라스틱을 코아프린트로써 언더커트부에 인서트하고, 이를 유기용제로 제거한 후에 진공소결로에서 소결한다.Conventionally, a bearing, a retainer, and a press product are assembled into a single part, but this is not only a method of integrally processing an undercut portion, but also requires a part called a retainer. In order to solve these problems, in the present invention, the waste plastic is inserted into the undercut portion as a core print, and then sintered in a vacuum sintering furnace after removing it with an organic solvent.

본 발명에 있어서, 두께가 틀린 언더커트부 가공은 기계가공을 이용하며, 그 후 용접의 수법이나 나사고정 등의 방법을 이용한다. 그 결과, 열변형, 비틀림 등의 결함이 발생해서 설계상의 형상변화, 가공공정수 등이 증대되었다. 코어 프린트를 사용함에 따른 설계의 자유도, 총비용의 저감, 또 시장성의 확대 효과는 크다.In the present invention, the undercut portion having a different thickness is used for machining, and then a method such as welding or screwing is used. As a result, defects such as thermal deformation and torsion occurred, resulting in an increase in the shape change in design and the number of processing steps. By using core prints, design freedom, total cost reduction, and marketability are greatly increased.

언더커트부로서는 통상 플라스틱공정에서 발생되는 폐재를 이용한다. 이것을 저융점의 소재, 유기용재에 용융하는 것이다. 이 재료는 얻고자 하는 제품의 언더커트부를 제작하고, 코아 프린트로서 인서트하며, 금속성형품을 얻도록 금형에 인서트한다. 인서트된 그린체를 유기용제에 두께 1미리에 대해 1시간동안 유기용제에 침식시켰다.As an undercut part, the waste material normally produced by a plastic process is used. This is melted in a low melting point material and an organic solvent. This material manufactures the undercut portion of the product to be obtained, inserts it as a core print, and inserts it into a mold to obtain a metal molded article. The inserted green body was eroded into the organic solvent for 1 hour in a thickness of 1 mm in the organic solvent.

그 때의 용기는 외용기는 수온 80도로 설정하고 유기제는 약 70도가 되도록 했다. 이 때 온도가 높으면 용제는 비등해서 증발하고, 바인더가 형상을 유지할 수 없게 된다. 증발하는 용제에 뚜껑을 덮어 틸러에서 증기를 대기에 접촉시키지 않도록 청구항 3 의 두께 4미리의 언더커트부를 4 시간만에 제거했다.The container at that time set the external container to the water temperature of 80 degree | times, and made the organic agent about 70 degree | times. If the temperature is high at this time, the solvent will boil and evaporate, and the binder will not be able to maintain its shape. The undercutting part of thickness 4mm of Claim 3 was removed in 4 hours so that the evaporating solvent was covered and the steam | tiller was not contacted with air | atmosphere.

이 때의 금속분말에 중량비로 9g의 Ti와 바인더 5 종을 동시에 첨가하여 가공니더에서 2 시간동안 180도로 혼합하고, 실온도에서 분쇄(펠렛)하여 통상의 성형기로 인서트 성형했다. 코어 프린트에서 언더커트된 그린체는 소정의 진공소결로에서 저온영역의 유기용제로 제거된 것 이외의 바인더를 동일두께의 시간으로 제거하고, 그 후는 소결패턴(특개평 7-216404)을 시간, 온도, 진공, 불활성가스를 사용해서 저온영역에서 바인더를 제거하는 청구항 4 의 장치를 사용했다. 이때, 사용한 유기용제와 그 장치에서 제거한 카바체를 소결했지만 종래의 금속사출성형법 (ONE-STEP법)의 금속사출성형품과 아무런 차이가 발생하지 않았으며, 또 진공소결로에서의 저온영역에서의 바인더의 탈지, 소결로(특개평 7-216404)에서의 바인더를 유기용제로도 사용할 수 있음이 확인되었다. 제품은 전혀 균열, 변형되지 않았다.At this time, 9 g of Ti and five binders were simultaneously added to the metal powder in a weight ratio, mixed at 180 degrees for 2 hours in a processing kneader, pulverized (pellet) at room temperature, and then insert molding was carried out with a conventional molding machine. The green body undercut in the core print removes binders other than those removed by the organic solvent in the low temperature region in a predetermined vacuum sintering furnace at the same thickness time, and thereafter, the sintering pattern (JP-A 7-216404) is removed. The apparatus of claim 4 was used to remove the binder in a low temperature region by using a temperature, a vacuum, and an inert gas. At this time, the used organic solvent and the carbaceous body removed from the apparatus were sintered, but there was no difference with the metal injection molded product of the conventional metal injection molding method (ONE-STEP method), and the binder in the low temperature region of the vacuum sintering furnace. It has been confirmed that the binder in the degreasing and sintering furnace (JP-A 7-216404) can also be used as an organic solvent. The product did not crack, deform at all.

본 발명은 종래 성형법에서는 달성할 수 없는 제품형상을 코아 프린트를 인서트 성형함에 따라 달성할 수 있는 것으로서, 기계가공방법으로는 형성할 수 없는 언더커트부, 또 용접을 필요로 하는 부품가공방법, 나사고정으로 제품형상을 일체화하는 등 공업적으로도 효과가 크다.The present invention can achieve the shape of the product that can not be achieved by the conventional molding method by insert molding the core print, the undercut portion that can not be formed by the machining method, the part processing method that requires welding, the screw It is also industrially effective in integrating the product shape by fixing.

본 발명은 금속사출성형제법이나 플라스틱 성형제법에도 응용할 수 있고 공업적으로, 상업적으로 큰 효과를 올림과 동시에 그 의미가 매우 크다.The present invention can be applied to the metal injection molding method and the plastic molding method, and the industrial and commercially significant effects are achieved and the meaning is very large.

Claims

Metal injection molding manufacturing method obtained by inserting a core print into a metal mold | die in an undercut part in metal injection molding.

A core print is one that can withstand molding and reacts with organic solvents and temperature.

Method and apparatus for removing core print after molding.

A manufacturing method and apparatus for obtaining high hardness of a product obtained by vacuum sintering the molded article removed in claim 3.

Method for adding an additive to the metal powder so that the product after sintering to obtain a hardness of around HRC 60 and its apparatus.

Core print molding method in plastic molding.