JPH01219101A - 粉末冶金用鉄粉およびその製造方法 - Google Patents
粉末冶金用鉄粉およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH01219101A JPH01219101A JP63043934A JP4393488A JPH01219101A JP H01219101 A JPH01219101 A JP H01219101A JP 63043934 A JP63043934 A JP 63043934A JP 4393488 A JP4393488 A JP 4393488A JP H01219101 A JPH01219101 A JP H01219101A
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- iron powder
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［ａ梁上の利用分野］
本発明は取扱い時に成分偏析を生ずることがない、従っ
て均質な焼結製品を得ることのできる粉末冶金用鉄粉と
その製造方法に関するものである。
て均質な焼結製品を得ることのできる粉末冶金用鉄粉と
その製造方法に関するものである。
［従来の技術］
原料鉄粉を焼結して金属製品を製造する際には、合金化
元素を加えて物性の改善を図ることがある。たとえば強
度や硬さを高めるための炭素粉はその一例であり、その
他加圧成形時の摩擦抵抗を減少させる目的で潤滑剤を配
合添加している。
元素を加えて物性の改善を図ることがある。たとえば強
度や硬さを高めるための炭素粉はその一例であり、その
他加圧成形時の摩擦抵抗を減少させる目的で潤滑剤を配
合添加している。
このように主原料鉄粉及びその他の添加物粉粒体を配合
して焼結晶を製造する場合、配合物中における各成分の
均一分散は極めて重要であり、特に合金化元素の偏析は
焼結製品の寸法精度の低下を招いたり、硬さや強度およ
びその他特性のばらつきとなって現われるので、成分偏
析のない均一な混合原料が望まれている。ところが合金
化元素や潤滑剤は比重や粒度等が主原料鉄粉と異なるた
め、均一混合することは難しく、たとえ均一混合したも
のでもその後の取扱い時の振動や流動等によって分離・
偏析する傾向にある。
して焼結晶を製造する場合、配合物中における各成分の
均一分散は極めて重要であり、特に合金化元素の偏析は
焼結製品の寸法精度の低下を招いたり、硬さや強度およ
びその他特性のばらつきとなって現われるので、成分偏
析のない均一な混合原料が望まれている。ところが合金
化元素や潤滑剤は比重や粒度等が主原料鉄粉と異なるた
め、均一混合することは難しく、たとえ均一混合したも
のでもその後の取扱い時の振動や流動等によって分離・
偏析する傾向にある。
またこれらの配合物を金型に充填する際、比重の低い潤
滑剤や合金化元素成分の分離飛散がおこり作業環境の面
からも大きな問題となっていｌご。
滑剤や合金化元素成分の分離飛散がおこり作業環境の面
からも大きな問題となっていｌご。
［発明が解決しようとする課題］
上記状況に鑑み本発明においては合金化元素が主原料鉄
粉中に均一に配合されており、また取扱い時に偏析を生
ずることがない様な粉末冶金用鉄粉とその製造方法につ
いて検討した。
粉中に均一に配合されており、また取扱い時に偏析を生
ずることがない様な粉末冶金用鉄粉とその製造方法につ
いて検討した。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決することのできた本発明の粉末冶金用鉄
粉とは、潤滑剤０．３〜１．３％（重量％の意味、以下
同じ）、合金化元素粉０．１〜１０％および残部鉄粉よ
りなり、鉄粉表面に合金化元素粉が固着しているもので
あり、該合金化元素粉が固着した鉄粉は潤滑剤ＯＪ〜１
．３％９合金化元素粉０．１〜１０％および残部鉄粉を
混合する工程および少なくとも潤滑剤の融点以上の温度
に加熱する工程を実施することにより得ることができる
。
粉とは、潤滑剤０．３〜１．３％（重量％の意味、以下
同じ）、合金化元素粉０．１〜１０％および残部鉄粉よ
りなり、鉄粉表面に合金化元素粉が固着しているもので
あり、該合金化元素粉が固着した鉄粉は潤滑剤ＯＪ〜１
．３％９合金化元素粉０．１〜１０％および残部鉄粉を
混合する工程および少なくとも潤滑剤の融点以上の温度
に加熱する工程を実施することにより得ることができる
。
［作用コ
本発明においては潤滑剤０．３〜１．３％９合金化元素
粉０．１〜１０％および残部鉄粉を混合し、且つ少なく
とも潤滑剤の融点以上の温度に加熱するが、それによっ
て潤滑剤が溶融し、潤滑剤が鉄粉に融着すると共にそれ
が接着剤として作用し、合金化元素粉が鉄粉に付着し固
定される。尚混合工程と加熱工程は混合後加熱、加熱後
混合並びに加熱・混合同時進行等任意の手順で実施する
ことができる。加熱後混合する場合は鉄粉のみ、あるい
は鉄粉と潤滑剤の混合体、または鉄粉と合金化元素粉の
混合体を加熱してから残りの成分を徐々に添加しつつ混
合するのが良く、加熱・混合同時進行は混合を開始しつ
つ徐々に温度を高めていくのが良い。
粉０．１〜１０％および残部鉄粉を混合し、且つ少なく
とも潤滑剤の融点以上の温度に加熱するが、それによっ
て潤滑剤が溶融し、潤滑剤が鉄粉に融着すると共にそれ
が接着剤として作用し、合金化元素粉が鉄粉に付着し固
定される。尚混合工程と加熱工程は混合後加熱、加熱後
混合並びに加熱・混合同時進行等任意の手順で実施する
ことができる。加熱後混合する場合は鉄粉のみ、あるい
は鉄粉と潤滑剤の混合体、または鉄粉と合金化元素粉の
混合体を加熱してから残りの成分を徐々に添加しつつ混
合するのが良く、加熱・混合同時進行は混合を開始しつ
つ徐々に温度を高めていくのが良い。
潤滑剤の配合量が０．３％未満では潤滑剤が加熱溶融し
ても鉄粉表面を完全にカバーできないため合金化元素粉
の固定が不完全となるとともに潤滑効果が少なく金型か
らの抜き圧が大きくなる（第５図参照）。また１、３％
を超えても付着度および抜き圧の向上効果が飽和に達す
ると共に潤滑剤含有の過多に基く加工時密度の低下をき
たす（第４図参照）。したがって潤滑剤配合量は０．３
〜１．３％とする。潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸リチウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸
カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等粉末冶金用の
潤滑剤として通常用いられるものを用いることができる
。
ても鉄粉表面を完全にカバーできないため合金化元素粉
の固定が不完全となるとともに潤滑効果が少なく金型か
らの抜き圧が大きくなる（第５図参照）。また１、３％
を超えても付着度および抜き圧の向上効果が飽和に達す
ると共に潤滑剤含有の過多に基く加工時密度の低下をき
たす（第４図参照）。したがって潤滑剤配合量は０．３
〜１．３％とする。潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸リチウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸
カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等粉末冶金用の
潤滑剤として通常用いられるものを用いることができる
。
合金化元素粉としては、黒鉛粉を初めとするＣの他に、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ。
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ。
Ｃｕ、Ｂ、Ｔｉおよびその他の合金化元素粉を挙げるこ
とができ、これらのうち１種以上を配合して目的の特性
を有する製品を得る。合金化元素粉の配合量は目的とす
る製品の特性および前記潤滑剤の配合量によっても多少
異なるが０．１〜１０％とする。０．１％未満では配合
効果がなく、１０％を超えて配合した場合潤滑剤による
付着率が低下し偏析防止の効果が低くなる。特に炭素鋼
を製造する際にはＣ源として黒鉛粉０．２〜１．５％配
合するのが好ましい。また合金化元素粉の粒径は鉄粉へ
付着させるという観点から２０μｍ以下とするのが好ま
しい。
とができ、これらのうち１種以上を配合して目的の特性
を有する製品を得る。合金化元素粉の配合量は目的とす
る製品の特性および前記潤滑剤の配合量によっても多少
異なるが０．１〜１０％とする。０．１％未満では配合
効果がなく、１０％を超えて配合した場合潤滑剤による
付着率が低下し偏析防止の効果が低くなる。特に炭素鋼
を製造する際にはＣ源として黒鉛粉０．２〜１．５％配
合するのが好ましい。また合金化元素粉の粒径は鉄粉へ
付着させるという観点から２０μｍ以下とするのが好ま
しい。
加熱温度については、合金化元素粉および潤滑剤が鉄粉
表面に固着する温度、すなわち少な（とも潤滑剤が溶融
する温度以上に加熱する必要があり、潤滑剤が溶融する
ことによって両者が鉄粉表面に固着する。加熱温度が高
すぎると溶融潤滑剤の粘度が低下し過ぎて鉄粉の孔の内
部まで浸透してしまうため、鉄粉表面に存在してこそ発
揮される伺滑性が損われ摩擦が増加して抜き圧の増加や
圧粉体密度の低下となって現われる。但しその上限を一
律に定めることは実情に沿わず、たとえば潤滑剤として
ステアリン酸亜鉛を用いる場合には加熱温度はステアリ
ン酸亜鉛の融点（１４０℃）以上、融点＋３０℃（１７
０℃）以下の温度範囲に加熱するのが好ましい（第１図
および第２図参照）。
表面に固着する温度、すなわち少な（とも潤滑剤が溶融
する温度以上に加熱する必要があり、潤滑剤が溶融する
ことによって両者が鉄粉表面に固着する。加熱温度が高
すぎると溶融潤滑剤の粘度が低下し過ぎて鉄粉の孔の内
部まで浸透してしまうため、鉄粉表面に存在してこそ発
揮される伺滑性が損われ摩擦が増加して抜き圧の増加や
圧粉体密度の低下となって現われる。但しその上限を一
律に定めることは実情に沿わず、たとえば潤滑剤として
ステアリン酸亜鉛を用いる場合には加熱温度はステアリ
ン酸亜鉛の融点（１４０℃）以上、融点＋３０℃（１７
０℃）以下の温度範囲に加熱するのが好ましい（第１図
および第２図参照）。
上記のように鉄粉表面に合金化元素粉および潤滑剤を固
着させた均一分散原料を用いると、ホッパー投入時や金
型充填時等における振動や流動等によって成分偏析が生
ずることがない。したがって均質な焼結製品を得ること
ができる。また当然なろくら合金化元素粉や潤滑剤が鉄
粉に固着しているので前記のような取扱い時における分
離飛散等の環境問題を生ずることはない。
着させた均一分散原料を用いると、ホッパー投入時や金
型充填時等における振動や流動等によって成分偏析が生
ずることがない。したがって均質な焼結製品を得ること
ができる。また当然なろくら合金化元素粉や潤滑剤が鉄
粉に固着しているので前記のような取扱い時における分
離飛散等の環境問題を生ずることはない。
［実施例］
（１）ステアリン酸亜鉛（以下Ｚｎ−３ｔと記す）６．
０ｇ、黒鉛粉３．０ ｇおよびアトマイズ鉄粉２９７ｇ
を■型混合器で３０分間混合したものを１１０〜１９０
℃（Ｚｎ−Ｓｔの融点−３０℃〜融点＋５０℃）の温度
範囲の中から夫々設定された温度に加熱し、同温度で１
５分間保持して黒鉛粉およびＺｎ−３ｔを鉄粉表面に固
着させ、冷却後未着の黒鉛粉およびＺｎ−３ｔを風力分
離した。黒鉛粉およびＺｎ−３ｔの鉄粉への付着量（黒
鉛とＺｎ−５ｔの配合量に対する％）と加熱温度との関
係を第１図に示す。また同図に加熱温度と圧縮成形（５
ｔ／ａｍ”）後の抜き圧の関係を示す。また第２図に加
熱温度と圧粉体密度（ｇ／ｃｍ３）の関係を示す。
０ｇ、黒鉛粉３．０ ｇおよびアトマイズ鉄粉２９７ｇ
を■型混合器で３０分間混合したものを１１０〜１９０
℃（Ｚｎ−Ｓｔの融点−３０℃〜融点＋５０℃）の温度
範囲の中から夫々設定された温度に加熱し、同温度で１
５分間保持して黒鉛粉およびＺｎ−３ｔを鉄粉表面に固
着させ、冷却後未着の黒鉛粉およびＺｎ−３ｔを風力分
離した。黒鉛粉およびＺｎ−３ｔの鉄粉への付着量（黒
鉛とＺｎ−５ｔの配合量に対する％）と加熱温度との関
係を第１図に示す。また同図に加熱温度と圧縮成形（５
ｔ／ａｍ”）後の抜き圧の関係を示す。また第２図に加
熱温度と圧粉体密度（ｇ／ｃｍ３）の関係を示す。
第１図および第２図から明らかなように少なくともＺｎ
−３ｔの融点以上に加熱すれば付着量が良好となること
がわかる。また加熱温度が高すぎると抜き圧が高くなる
とともに圧粉体密度も低下するので加熱温度が高すぎる
ことは良くない。即ち加熱温度はＺｎ−３ｔの融点以上
融点＋３０℃以下、好ましくは融点＋１０℃以上融点＋
２０℃以下が良いことがわかる。
−３ｔの融点以上に加熱すれば付着量が良好となること
がわかる。また加熱温度が高すぎると抜き圧が高くなる
とともに圧粉体密度も低下するので加熱温度が高すぎる
ことは良くない。即ち加熱温度はＺｎ−３ｔの融点以上
融点＋３０℃以下、好ましくは融点＋１０℃以上融点＋
２０℃以下が良いことがわかる。
（２）次にＺｎ−３ｔの配合量を変えて前記（１）と同
様にして黒鉛粉およびＺｎ−３ｔ付着鉄粉を得た。第３
図に黒鉛粉およびＺｎ−３ｔの付着量とＺｎ−３ｔ配合
量の関係を、第４図に圧粉体密度とＺｎ−３ｔ配合量の
関係を、第５図に抜き圧とＺｎ−３ｔ配合量の関係をそ
れぞれ示す。
様にして黒鉛粉およびＺｎ−３ｔ付着鉄粉を得た。第３
図に黒鉛粉およびＺｎ−３ｔの付着量とＺｎ−３ｔ配合
量の関係を、第４図に圧粉体密度とＺｎ−３ｔ配合量の
関係を、第５図に抜き圧とＺｎ−３ｔ配合量の関係をそ
れぞれ示す。
第３図、第４図および第５図から明らかなようにＺｎ−
５ｔの配合量が多いほど付着量は高くなり、抜き圧は低
くなるが、圧粉体密度が低下するのでＺｎ−３ｔ配合量
は０．３〜１．３％にするのが良い。
５ｔの配合量が多いほど付着量は高くなり、抜き圧は低
くなるが、圧粉体密度が低下するのでＺｎ−３ｔ配合量
は０．３〜１．３％にするのが良い。
（３） Ｚ ｎ −Ｓ ｔ ８ ｇ 、黒鉛粉１０ｇお
よびアトマイズ鉄粉９９０ｇを■型混合器で３０分間混
合した後１６０℃に加熱し同温度で１５分間保持し、冷
却して本発明の粉末冶金用鉄粉を製造した。得られた粉
末冶金用鉄粉を成形圧Ｓｔ／ｃｍ２．焼結温度１１５０
℃（Ａｘガス中）で加圧成形して焼結体を得た。また比
較のために同配合で混合のみのものを製造し、これを同
条件で加圧成形して焼結体を得た。第６図に焼結体の硬
さとそのばらつきを示す。第６図から明らかなように比
較例に比べ本発明例による硬さのばらつきは％以下と小
さく、最初と最後のばらつきも小さくなっている。これ
は黒鉛粉の偏析が少なくなったためである。
よびアトマイズ鉄粉９９０ｇを■型混合器で３０分間混
合した後１６０℃に加熱し同温度で１５分間保持し、冷
却して本発明の粉末冶金用鉄粉を製造した。得られた粉
末冶金用鉄粉を成形圧Ｓｔ／ｃｍ２．焼結温度１１５０
℃（Ａｘガス中）で加圧成形して焼結体を得た。また比
較のために同配合で混合のみのものを製造し、これを同
条件で加圧成形して焼結体を得た。第６図に焼結体の硬
さとそのばらつきを示す。第６図から明らかなように比
較例に比べ本発明例による硬さのばらつきは％以下と小
さく、最初と最後のばらつきも小さくなっている。これ
は黒鉛粉の偏析が少なくなったためである。
（４）２〜８％Ｎ ｉ 、 ０．５〜５％Ｃｕ、０．３
〜３％ＭＯ９１％Ｚｎ−５ｔ、０．５％Ｇｒ、残部アト
マイズ鉄粉（１０００ｇ）を■型混合器で３０分間混合
後、１６０℃に加熱し同温度で１５分間保持し冷却した
時の合金化元素粉の添加量と付着率の関係を第７図に示
す。図から明らかな様に合金化元素粉の添加量が１０％
以上になると、潤滑剤による合金化元素粉の付着率が低
くなるため偏析防止の効果が薄くなる。
〜３％ＭＯ９１％Ｚｎ−５ｔ、０．５％Ｇｒ、残部アト
マイズ鉄粉（１０００ｇ）を■型混合器で３０分間混合
後、１６０℃に加熱し同温度で１５分間保持し冷却した
時の合金化元素粉の添加量と付着率の関係を第７図に示
す。図から明らかな様に合金化元素粉の添加量が１０％
以上になると、潤滑剤による合金化元素粉の付着率が低
くなるため偏析防止の効果が薄くなる。
（５）添加合金化元素粉の偏析低下を確認するため、２
％Ｎ ｉ 、 ０．５％Ｍｏ、０．５％Ｇｒ（黒鉛）、
１％Ｚｎ−３ｔ、残部アトマイズ鉄粉を配合し、■型混
合器で３０分間混合後、１６０ｔに加熱し同温度に１５
分間保持後、成形圧５ｔ／ｃｍ２．Ａｘガス雰囲気中１
１５０℃で１０φ×５５”（ｃｍ）に焼結した。得られ
た焼結体の引張試験結果を第１表に示す。また比較のた
めＺｎ−５ｔを添加しないものを同様に加圧成形して焼
結体を得た。結果を第１表に併記する。
％Ｎ ｉ 、 ０．５％Ｍｏ、０．５％Ｇｒ（黒鉛）、
１％Ｚｎ−３ｔ、残部アトマイズ鉄粉を配合し、■型混
合器で３０分間混合後、１６０ｔに加熱し同温度に１５
分間保持後、成形圧５ｔ／ｃｍ２．Ａｘガス雰囲気中１
１５０℃で１０φ×５５”（ｃｍ）に焼結した。得られ
た焼結体の引張試験結果を第１表に示す。また比較のた
めＺｎ−５ｔを添加しないものを同様に加圧成形して焼
結体を得た。結果を第１表に併記する。
本発明例は合金化元素粉の偏析が少なく、ばらつきも％
以下となっており、強度の弱い部分が減少するため全体
の強度は高くなっている。
以下となっており、強度の弱い部分が減少するため全体
の強度は高くなっている。
［発明の効果コ
本発明は以上のように構成されているので本発明方法に
よって製造した本発明粉末冶金用鉄粉は取扱い時に成分
偏析をおこさず、これを用いると均質な焼結晶を得るこ
とができる。また作業環境の改善を図ることができる。
よって製造した本発明粉末冶金用鉄粉は取扱い時に成分
偏析をおこさず、これを用いると均質な焼結晶を得るこ
とができる。また作業環境の改善を図ることができる。
第１図は鉄粉への黒鉛粉およびＺｎ−３ｔの付着度と加
熱温度、抜き圧と加熱温度の関係を示す図、第２図は圧
粉体密度および加熱温度の関係を示す図、第３図は鉄粉
への黒鉛粉およびＺｎ−５ｔの付着度とＺｎ−３ｔ配合
量の関係を示す図、第４図は圧粉体密度とＺｎ−３ｔ配
合量の関係を示す図、第５図は抜き圧とＺｎ−３ｔ配合
量の関係を示す図、第６図は焼結体の硬さとそのばらつ
きを示す図、第７図は合金化元素粉添加量と付着率を示
す図である。 黒鉛粉およびＺｎ−５ｔ付着度（％］ ； −日ン寸 圧粉体密／ｌ（ｇ／ＣＦ１１”） （ａｔ ５ｔ／ｚ
２）黒鉛粉およびＺ ｎ−３ｔ ｆ、ｔ’ ７？？ ／
ｘ （％）０ ０ ＣＣＣ０ 第５図 Ｚｎ−５ｔ配合量（う） ；硼隈 昧）
熱温度、抜き圧と加熱温度の関係を示す図、第２図は圧
粉体密度および加熱温度の関係を示す図、第３図は鉄粉
への黒鉛粉およびＺｎ−５ｔの付着度とＺｎ−３ｔ配合
量の関係を示す図、第４図は圧粉体密度とＺｎ−３ｔ配
合量の関係を示す図、第５図は抜き圧とＺｎ−３ｔ配合
量の関係を示す図、第６図は焼結体の硬さとそのばらつ
きを示す図、第７図は合金化元素粉添加量と付着率を示
す図である。 黒鉛粉およびＺｎ−５ｔ付着度（％］ ； −日ン寸 圧粉体密／ｌ（ｇ／ＣＦ１１”） （ａｔ ５ｔ／ｚ
２）黒鉛粉およびＺ ｎ−３ｔ ｆ、ｔ’ ７？？ ／
ｘ （％）０ ０ ＣＣＣ０ 第５図 Ｚｎ−５ｔ配合量（う） ；硼隈 昧）
Claims (2)
- （１）潤滑剤０．３〜１．３％（重量％の意味、以下同
じ）、合金化元素粉０．１〜１０％および残部鉄粉より
なり、鉄粉表面に合金化元素粉が固着していることを特
徴とする粉末冶金用鉄粉。 - （２）潤滑剤０．３〜１．３％、合金化元素粉０．１〜
１０％および鉄粉８８．７〜９９．６％を均一に混合す
る工程及び少なくとも、潤滑剤の融点以上の温度に加熱
する工程を含むことを特徴とする粉末冶金用鉄粉の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63043934A JPH01219101A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 粉末冶金用鉄粉およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63043934A JPH01219101A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 粉末冶金用鉄粉およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219101A true JPH01219101A (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=12677521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63043934A Pending JPH01219101A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 粉末冶金用鉄粉およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01219101A (ja) |
Cited By (24)
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