金属粉末注射成型体的接合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属粉末注射成型体的接合方法[method for jointing metalinject1n molded parts]，尤其涉及用于将多个金属粉末注射成型体接合而制作金属制品的金属粉末注射成型体的接合方法。
【背景技术】
[0002]金属粉末注射成型法(MIM:Metal Inject1n Molding)是如下的方法，通过使将金属粉末和粘接剂混炼并以带有规定形状的方式进行了注射成型的成型体(坯体[greenpart])在真空中或气体环境中进行脱脂以及烧结，从而制作密度超过95%的金属制品。作为粘接剂使用混合了大量的树脂或蜡等的物质。通过使多种粘接剂成分依次飞散来维持成形体的形状。
[0003]就粘接剂而言，优选使用不会残留于金属中的成分。例如，一般将在250°C以下的比较低温下容易挥发的硬脂酸、固体蜡、巴西棕榈蜡等的蜡和在500°C以下的温度下容易分解飞散的聚乙烯、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树脂)等的树脂混合而使用。
[0004]然而，如下述专利文献I所公开的那样，涡轮压缩机的静叶配置在环状的内护罩与环状的外护罩之间。另外，静叶由以Ti或Ni为主成分的合金形成，且组合沿周向分割的多个静叶扇区[stator blade sectors]而构成。一般情况下，静叶扇区通过如下方式形成，分别分开地制作构成外护罩的一部分的外带、构成内护罩的一部分的内带、以及叶片，并在叶片钎焊外带以及内带。
[0005]近年来，从提高功能的角度出发，有使叶片更薄且叶片面做成复杂的三维曲面的趋势，但在铸造、塑性加工中难以保证叶片的形状精度。因此，就叶片的制造方法提出使用上述的金属粉末注射成型法的方案。
[0006]在外带与内带之间具有多个叶片的上述的静叶扇区存在难以通过注射成型(金属粉末注射成型法的一工序)而形成的情况。因此，提出形成在外带与内带之间具有一个叶片的静叶扇区的分割体并将多个分割体接合来形成静叶扇区的方案。
[0007]下述专利文献2公开了金属粉末注射成型体的接合方法，其目的在于抑制接合强度的降低。在该接合方法中，使用用水稀释与构成成型体的金属粉末相同种类的金属粉末和水溶性糊状物质[gelatinized soluble material]而成的糊剂。首先，上述的糊剂被涂敷于烧结前的成型体的接合面，成型体彼此利用糊剂而暂时接合。之后，暂时接合的成型体被烧结，成型体彼此通过糊剂所包含的金属粉末而被接合。此外，在下述专利文献2中公开了在脱脂后将糊剂涂敷于接合面之后进行烧结的情况和将糊剂涂敷于接合面后进行脱脂以及烧结的情况。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本国特开2004 —197622号公报
[0011]专利文献2:日本国特开2010 — 236042号公报
【发明内容】
[0012]就上述专利文献2所记载的糊剂而言，使用以淀粉质为原料的水溶性糊状物质。淀粉是由碳(C)、氢(H)以及氧(O)形成的高分子，容易因热而分解。另外，在金属粉末注射成型法中，从由金属粉末和粘接剂构成的坯体使粘接剂飞散来制作成型体，所以成型体的大小从坯体的大小收缩。这里，难以控制因收缩而引起的接合面的变形。因此，若使用容易热分解的糊剂(粘接剂)，则因为在脱脂工序或烧结工序中糊剂较快地分解、飞散，所以难以维持收缩的接合面彼此的贴紧状态。因此，抑制接合强度的低下的效果不充分。
[0013]本发明的目的在于提供能够使接合强度提高的金属粉末注射成型体的接合方法。
[0014]本发明的特征为提供一种金属粉末注射成型体的接合方法，使分别混炼金属粉末和粘接剂而进行注射成型的至少两个金属粉末注射成型体相互抵接，在上述至少两个金属粉末注射成型体进行抵接的接合部涂敷含有氮或氯的涂敷剂，通过对在上述接合部涂敷了上述涂敷剂的上述至少两个金属粉末注射成型体进行脱脂或烧结，来使上述至少两个金属粉末注射成型体在上述接合部接合而制作金属制品。
[0015]根据上述特征，能够通过使用包含氮或氯的涂敷剂来延迟涂敷剂的分解速度，在金属粉末注射成型体脱脂或烧制时，能够在接合部更长地维持金属粉末注射成型体的贴紧状态，从而能够提高接合部的接合强度。
[0016]这里，优选为，上述粘接剂含有在规定温度范围挥发的蜡和在比上述规定温度范围高的温度范围飞散的树脂，在上述至少两个金属粉末注射成型体脱脂时或烧结时，上述涂敷剂的至少一部分比上述蜡更晚地挥发，比上述树脂更早地飞散。
[0017]另外，优选为，上述涂敷剂涂敷在上述接合部的接触面或周侧面。
[0018]另外，优选为，在上述接合部的间隙被保持在0.1mm以下的状态下，对上述至少两个金属粉末注射成型体进行脱脂或烧结。
[0019]另外，优选为，上述金属制品是具备多个叶片和支撑上述多个叶片的带部的叶片扇区，上述至少两个金属粉末注射成型体分别是具有单一的叶片的上述叶片扇区的分割体。
[0020]再有，优选为，在上述带部的立起设置有上述叶片的面的背面上，形成有朝向与上述叶片的叶片弦线交叉的方向延伸的加强筋。
[0021]这里，优选为，若将上述分割体上的上述带部的延伸方向与上述加强筋的延伸方向的角度设为Θ，则角度Θ大于0°，并且在上述叶片的安装角以下。
[0022]或者，优选为，若将上述分割体上的上述带部的延伸方向与上述加强筋的延伸方向的角度设为Θ，则0° <θ<12°。
【附图说明】
[0023]图1是实施方式的金属粉末注射成型体的接合方法的流程图。
[0024]图2是利用上述金属粉末注射成型体的接合方法制作的金属制品的立体图，图2(a)表示第一例，图2(b)表示第二例，图2(c)表示第三例。
[0025]图3(a)表示注射成型后的金属粉末注射成型体的立体图，图3(b)是表示涂敷有涂敷剂的金属粉末注射成型体的立体图。
[0026]图4是表示涂敷剂的涂敷方法的说明剖视图，图4(a)表示第一例，图4(b)表示第二例，图4(c)表示第三例，图4(d)表示第四例。
[0027]图5(a)是外带的主视图，图5(b)是表示加强筋的延伸角度Θ和稳定度S的关系的图表。
[0028]图6是外带的变形例的主视图。
[0029]图7是接合部的间隙试验方法的说明图，图7(a)是表示间隙调整状态的侧视图，图7 (b)是表示接合结束状态的侧视图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照附图对金属粉末注射成型体的接合方法的实施方式进行说明。
[0031 ]在本实施方式的金属粉末注射成型体的接合方法中，通过将对金属粉末和粘接剂进行混炼并注射成型的金属粉末注射成型体2彼此接合且进行脱脂[degreasing](脱粘[debinding])或烧结[sintering](烧制[calcining])，来制作金属制品I。这里，在金属粉末注射成型体2的接合部3涂敷包含氮(N)或氯(Cl)的涂敷剂4之后，金属粉末注射成型体2彼此接合地进行脱脂或烧结。
[0032]具体来说，如图1所示，经过如下工序制作金属制品1:对金属粉末和粘接剂进行混炼的混炼工序SI;将混炼的原料加热溶融并注射至金属模具内的注射成型工序S2;将从金属模具取出的金属粉末注射成型体2彼此组合并在接合部3用烙铁等涂敷涂敷剂4的涂敷工序S3;将涂敷有涂敷剂4的金属粉末注射成型体2用加热炉脱脂的脱脂工序S4;以及将已脱脂的金属粉末注射成型体2用加热炉烧结的烧结工序S5。
[0033]金属制品I例如是涡轮压缩机的静叶单元的一部分。静叶单元由环状的内护罩、环状的外护罩、以及配置在它们之间的多个静叶构成。静叶单元通过在周向上组合被分割成多个的静叶扇区来制作。上述金属制品I为静叶扇区。
[0034]图2(a)所示的金属制品1(静叶扇区)由作为外护罩的一部分的外带11、作为内护罩的一部分的内带12、以及配置于外带11与内带12之间的多个静叶13构成。此外，图2(a)中的点划线表示接合部3。
[0035]外带11具有形成静叶13的外周侧流道面的护罩部Ila和分别形成于护罩部Ila的两端缘的钩形部lib。在钩形部Ilb与护罩部Ila之间形成有阶梯lld，阶梯Ild卡定于形成在涡轮壳的轨道。在外带11的立起设置有静叶13的面的背面(相对于流道面相反侧的面)，通过护罩部Ila以及钩形部Ilb形成有凹部。在凹部内，连结一对钩形部Ilb的加强筋Ilc形成在护罩部Ila上。
[0036]内带12具有形成静叶13的内周侧流道面的护罩部12a和分别形成在护