JPH01319602A - 圧粉固化法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＡｌまたはＡｌ合金（以下単にＡＩという）
粉末を主とする混合粉末の圧粉固化法に関し、詳細には
金型潤滑が良好て支障なく圧粉固化を実施することかで
き、且つ酸化変色等のない、高品質の固化成形体を与え
る圧粉固化法に関するものである。

［従来の技術］ Ａｌは軽量であるという利点に加えて電気伝導性、熱伝
導性、成形性等においても優れた特性を有しており、更
には他の金属（Ｆ　ｅ、　Ｃｒ。

Ｃｕ、Ｓｉ、Ｚｒ等）との複合化によって強度面からの
改質も容易であるところから、小型・軽量化の要請の強
い電子・電気機器部品をはじめとする各種機械部品の分
野で賞月されている。又電子・電気機器部品等の分野で
はモータ類の小型・軽量化が強く望まれており、ＡＩと
磁性材料との複合材料がモータの磁心材料等として注目
を集めつつある。

この様なＡＩ複合材料の製造方法としては、■Ａｔを主
とする粉末混合体をＣＩＰやブレス圧粉等によってビレ
ットに予備成形した後、押出しやホッｌ〜プレス等の手
段で固化成形し、得られた索胴を切削加工に付して目的
物を得る方法、■押出成形等によって得た予備成形体か
ら鍛造素材を切出し、熱間あるいは冷間鍛造した後、切
削加工に付して最終形状に仕上げる方法等がある。

しかるにこれらの方法はいずれも多工程を要し量産性に
欠けると共に製造コストが高いという欠点がある。

［発明が解決しようとする課題］ そこで近年粉末鍛造技術を利用してＡｌ複合材料を量産
化し、その製造コストを低減しようとする試みかなされ
ている。しかしながらＡｌ系原料の粉末鍛造技術は未た
十分な発達を見ておらず、特にＡｌ系原料粉末の圧粉成
形に適した金型潤滑剤が見出されていない点で汎用性に
欠ける。

即ちＡＩ系混合粉末の粉末鍛造に当たっては、現在のと
ころ鉄粉焼結に用いられているステアリン酸亜鉛が潤滑
剤として考えられており、Ａｌ粉末に他の金属粉末及び
ステアリン酸亜鉛を加えて混合し、これを金型内へ供給
して所定の面圧で圧粉成形する。次いで成形体中に残っ
ている潤滑剤を除去することを目的として大気中あるい
は還元性τ囲気中で一般に４５０℃以上の温度まで成形
体を加熱して潤滑剤の蒸発処理（脱脂処理）を行なう。

その後成形体を冷間あるいは熱間鍛造に（ｑず。

しかるに上記脱脂工程において、ステアリン酸亜鉛を蒸
発除去すべく４５０℃まて圧粉成形体を加熱すると、成
形体表面か酸化変色し、生成した酸化膜が原因となって
鍛造工程におりるＡｌ系粉末同士の接合が妨げられる。

こうしたＡｌ系圧粉成形体の酸化変色は、示差熱分析に
よると４００℃以」二で急速に起こることが明らかとな
っており、酸化を防止しようとすれば脱脂温度を４００
℃未渦に抑えなけ引］はならないが、そうするとステア
リン酸亜鉛を十分に脱脂することがてきず、金型潤滑剤
の残留によって緻密な鍛造品を得ることかできない。

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、Ａｌ系原料粉末の圧粉成形に適した金型潤滑剤、即ち
比較的低い温度で脱脂することができ、しかも圧粉成形
時に優れた金型潤滑性を発揮する潤滑剤を探し出すこと
によってＡｌ系原料粉末の粉末鍛造における問題点を解
消し、Ａｌ複合材料成形品を低コストで製造しようとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ しかして手記目的を達成した本発明方法は、Ａｌまたは
Ａｌ合金粉末を主とする粉末混合体を圧粉固化するに当
たり、金型潤滑剤として０２〜Ｏ９６重量％の流動パラ
フィンを前記粉末混合体中に添加する点に要旨を有する
ものである。

［作用］ Ａ】系混合粉末を原料とする圧粉成形品殊にその主成分
であるＡｌ粉末の酸化変色を防止しようとするならば、
脱脂温度を４００℃以下どしなければならない。即ち４
００℃以下で脱脂することができ且つ圧粉成形時の金型
潤滑性か優れた潤滑剤か求められる訳であり、本発明者
等は、こうした潤滑剤について種々研究の結果、酸素を
含まないパラフィン系潤滑剤がこれに適合するものであ
ることを見出した。しかしてパラフィン系潤滑剤の中で
も低融点（５０℃以下）パラフィンは常温では粉化でき
ないのでＡｌ系原料粉末との混合が難しく、十分に混合
すべくこれを加熱するとＡｌ粉末を含む原料が爆発する
危険がある。従って常温でこれを混合せざるをえないか
常温混合を前提する限りパラフィンの使用は困難である
。一方高融点（５５〜７０℃）パラフィン系潤滑剤は粉
末化しやすいが、細粒化してもその粒度はせいぜい０．
０５〜０．３　ｍｍφ程度であり、粒度か大きずぎるの
て原料粉末と十分に混合することができない。またこれ
をＡｌ系原料粉末と混合すると凝集する傾向があり、圧
粉成形体中に凝集高融点パラフィンが残留し、脱脂後に
ブローホールか発生ずる。そしてブローホールは鍛造後
も消失せず、表面欠陥の原因になる。

これらに対し、流動パラフィンは液体であり、その使用
量が少ない場合にはＡｌ系原料粉末を湿潤させる程度で
あれば均一混合状態を得ることがてきる。モして圧粉成
形時には」−分な金型潤滑性を発揮すると共に、圧粉成
形後は、４００を以下の温度で蒸発除去することができ
、こうして潤滑剤が十分に除去された圧粉成形体は、室
温で割れヲ起コｉ−ことなく鍛造成形することができ、
表面欠陥のない、Ａｌ光沢をもった鍛造肌の成形体を得
ることかてきる。

かかる本発明方法において、流動パラフィンの添加量は
圧粉成形等の成否を左右する因子であり、圧粉成形を支
障なく遂行する為の条件としては流動パラフィン添加量
を０．２〜０．６重量％（以下％という）とする必要が
ある。即ち第１表はＡｌ粉末・Ｆｅ粉末−１，１の原料
粉末に種々の割合で流動パラフィンを添加したときの性
能評価を示している。

第　　１　　　表 注）原料粉末　　ＡＩ　５０％、Ｆｅ　：　５０％これ
によると、流動パラフィン添加量が０１％では添加量不
足によって十分な潤滑性を得ることができない。一方添
加量が０７５％になると流動パラフィンがバインダーと
なって原料粉末が凝集し、原料粉末の流動性が大幅に低
下する。その結果、原料粉末を金型内へスムーズに供給
することかできなくなる。こうした供給性の悪化は自動
プレスによる圧粉成形に支障をきたすものであり、生産
性の向上を望むことはできない。これらに対し本発明の
要件を満たす場合（流動パラフィン添加量が０２％、０
３％１０５％の場合）には夫々良好な潤滑性並びに自動
供給性が得られており、こうした理由から本発明では流
動パラフィン添加量を０．２〜０６％と規定している。

［実施例コ 種々の成分組成からなる原料粉末に潤滑剤を加え、圧粉
成形、脱脂、鍛造を行ない、得られた鍛造品の表面性状
を調へたところ、第２表に示す結果が得られた。

Ｎｏ、１では潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を使用した
ので脱脂温度を４５０℃としなければならず、その結果
十分に脱脂することばてきたので表面欠陥の発生は見ら
れなかったが、鍛造品の表面は酸化によって黒色を呈し
た。Ｎｏ、２では潤滑剤としてパラフィンワックスを使
用したのて圧粉成形体中にその凝集物に由来するブロー
ホールが発生し、これが原因となって表面欠陥か発生し
た。

これらに対しＮｏ、３〜７は流動パラフィンを適正量使
用したのて圧粉・脱脂・鍛造の各工程を支障な〈実施す
ることができ、表面性状の良好な鍛造品を得ることかで
きた。尚Ｎｏ、７の色調はＡｌ−Ｃｕ複合材料の自然な
色調を意味する。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、金型潤滑剤として
流動パラフィンを使用することによって支障なしに圧粉
成形を行なうことができ、酸化変色等のない高品質の圧
粉成形体を得ることができた。モして該圧粉成形体の鍛
造後の表面性状も良好であり、ここにＡＩ複合材料の粉
末鍛造技術を実現することがてき、Ａｌ複合材料の生産
コストを大幅に低減することが可能となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＡｌまたはＡｌ合金粉末を主とする粉末混合体を圧粉固
   化するに当たり、金型潤滑剤として流動パラフィンを０
   ．２〜０．６重量％の範囲で前記粉末混合体中に添加す
   ることを特徴とする圧粉固化法。