JPH03211202A - ガス噴霧金属粉末を用いた圧縮成形用粉末 - 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、粉末冶金に用いる圧縮成形用ガス噴霧粉末に
関する。

（従来の技術） 従来より、鋼粉末等の金属粉末は、溶鋼等の金属溶湯か
ら水噴霧法あるいはガス噴霧法等によって製造され、各
種の用途に使われている。例えば粉末成形プレスに用い
られる水噴霧粉末は、押型空間に充填され、圧縮されて
所定形状に圧縮成形され、焼結用の圧粉体に成形される
。

このような粉末成形プレスでは、押型で水噴霧粉末を圧
縮成形する場合、粉末と押型壁との間および粉末粒子相
互間の摩擦を軽減するために例えばステアリン酸亜鉛等
の潤滑剤を添加することが一般に行われる。そして、従
来の圧縮成形用金属粉末としては、水噴霧粉末が用いら
れるのが通常であった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、水噴霧粉末は、急冷凝固により製造され
るので、ガス噴霧粉末に比べ粉末形状が不規則な非球形
状のもので、粉末成形体として成形性は良好であるが圧
縮性が相対的に悪いという問題がある。

これに対し、ガス噴霧粉末は、不活性ガス中で噴霧され
て凝固される相対的に規則的な球形状のもので、粉末成
形体として圧縮性は良好であるが成形性が悪いという問
題がある。したがって、ガス噴霧粉末は、圧縮成形用金
属粉末としては用いられていないのが実状である。

本発明が解決しようとする課題は、圧縮成形用金属粉末
として圧縮性の良好なガス噴霧粉末を用い、そのガス噴
霧粉末の成形性に改善を加え、さらに微粉末を加えてよ
り圧縮性を向上させ、焼結密度、機械的性質等の良好な
焼結体が得られる圧縮成形用金属原料粉末を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） そのために本発明のガス噴霧金属粉末を用いた圧縮成形
用金属粉末は、粒径が相対的に大きな大径粉末からなる
ガス噴霧金属粉末１００重量部と、該大径粉末の平均粒
径の２分の１以下の平均粒径をもつ５０重量部以下の微
粉末と、有機結合剤および液状潤滑剤の合量３重量部以
下とからなる圧縮成形用粉末であって、前記微粉末が前
記大径粉末の表面に付着していることを特徴とする。

本発明のガス噴霧金属粉末を用いた圧縮成形用粉末の製
造法は、粒径が相対的に大きな大径粉末からなるガス噴
霧金属粉末１００重量部と、該大径粉末の平均粒径の２
分の１以下の平均粒径をもつ５０重量部以下の微粉末と
、有機結合剤および液状潤滑剤の合量３重量部以下とか
らなる圧縮成形用粉末を用い、前記大径粉末に前記有機
結合剤および前記液状潤滑剤を添加した後、前記微粉末
を添加することを特徴とする。

ガス噴霧金属粉末を用いたのは、粉末成形体の圧縮性を
高め、焼結して得られる焼結体の機械的強度を高められ
るからである。

有機結合剤としては、エチルセルロース、ポリビニルア
ルコール等を用いるが、本発明の有機結合剤はこれらに
限られるものではない、有機結合剤を添加することによ
り、ガス噴霧粉末の成形性を改善し、金属粉末の成形性
が向上される。

液状潤滑剤としては、テルピネオール、オレイン酸等を
用いるが、本発明の液状潤滑剤は、これらの潤滑剤に限
られるものではない。

有機結合剤および液状潤滑剤は共に不可欠の添加材であ
り、ガス噴霧金属粉末１００重量部に対し有機結合剤と
液状潤滑剤の合量３重量部以下にしたのは、３重量部を
超すと圧縮性が過度に低下するためである。

平均粒径２分の１以下の微粉末を添加したのは、ガス噴
霧金属粉末の大径粒子の隙間に実質的に同一の組成をも
つ微粉末を入れて、焼結時の均一な拡散を促し圧縮性を
高めるためである。

また本発明の圧縮成形用粉末は、ガス噴霧金属粉末の大
径粉末に有機結合剤および液状潤滑剤を添加した後、微
粉末を添加すると、大径粉末の粒子表面に微粉末を比較
的多量に付着することができる。これは、大径粉末の粒
子表面を有機結合剤および液状潤滑剤により濡らし、大
径粉末粒子の周囲にできる限り多量の微粉末を付着させ
て微粉末同志を集合しにくすることにより、大径粉末と
微粉末の混合粉末の流動性を高めるとともに、焼結時に
大径粉末と微粉末が相互に均一に拡散するのを促進する
ためである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

叉１」口。

組成が、Ｃｏｏ、０１２ｗｔ％（以下単に１％」と表示
する）、Ｓｉ：０．８５％、Ｍｎ　：　０゜１４％、Ｐ
：０．００５％、Ｓ：０．００１％、Ｎｉ：０．０５％
、Ｃｒ：１２．５％、残部Ｆｅからなるステンレス鋼（
ＳＵＳ４３０Ｌ相当）の溶湯からガス噴霧法によりガス
噴霧粉末を得た。

このガス噴霧粉末を一６０メツシュに分級した後、有機
結合剤としてエチルセルロース、液状潤滑剤としてテル
ピネオールをガス噴霧粉末１００重量部に対しそれぞれ
０．５重量部加えた。その後この粉末に対し、−３５０
メツシユに分級し平均粒径５．７μｍにしたカーボン（
天然黒鉛）の微粉末を１重量部添加した。この場合、ス
テンレス鋼粉末の大径粒子表面にカーボンからなる微粉
末が付着した。この混合粉末を実施例１とする。

また前記ガス噴霧粉末に代えてこれと同一組成をもつ水
噴霧粉末を用いた比較例１の混合粉末を作製した。エチ
ルセルロースおよびテルピネオールおよびカーボンにつ
いては実施例１と同様の量だけ同様に添加した。これら
の粉末を圧カフｔ／ｃｍ”で圧縮成形した結果を第１表
に示す。

（以下、余白、） 第１表に示されるように、実施例１は、比較例１に比べ
、圧粉密度が高（、ラトラー値が相対的に小さいことが
解る。このことは実施例１は比較例１に比べ焼結密度が
高（、組織も均一であり、付着した微粉末が相対的に均
質に大径粉末内へ拡散したことを示す。これよりガス噴
霧粉末を用いた場合、水噴霧粉末を用いた場合に比較し
て、同一組成・同一条件下で圧縮成形すると、圧縮性お
よび成形性が良好であることが判明した。

夫施■ユ 組成が、Ｃ：０．０１３％、Ｓｉ：０．７７％、Ｍｎ：
０．１３％、Ｐ：０．００４％、Ｓ：０゜００１％、Ｎ
ｉ　：１３．４２％、Ｃｒ：１７．１２％、Ｍｏ：１．
９４％からなるステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）の溶湯
からガス噴霧法によりガス噴霧粉末を得た。

このガス噴霧粉末を一６０メツシュに分級した後有機結
合剤としてメチルセルロース、液状潤滑剤としてエチレ
ングリコールを加え、その後−４００メツシユに分級し
たＦｅ−４Ｂの微粉末をガス噴霧粉末１００重量部に対
し８重量部添加した。

この混合粉末を実施例２とし、金型にて圧カフｔ／　ｃ
　ｍ　”で圧縮成形した。

また前記ガス噴霧粉末に代えてこれと同一組成をもつ水
噴霧粉末を用いた比較例２の混合粉末を作製した。この
混合粉末を一１００メツシュに分級した後固体潤滑剤を
混合する通常工程により圧縮成形した。この結果を第２
表に示す。

第２表に示されるように、実施例２の成形体は、比較例
２に比べ、圧粉密度が高く、ラトラー値が相対的に小さ
いことが解る。このことから有機結合剤と液状潤滑剤を
用いることによりガス噴霧粉末の成形性は向上し、圧縮
性も向上していることが解る。

見立■１ 組成が、Ｃ：０．０１２ｗｔ％、Ｓｉ：０．８０％、Ｍ
ｎ：０．０２％、Ｐ：０．０５％、Ｓ：０．０１％、Ｎ
ｉ　：４７．００％、残部Ｆｅからなるパーマロイ（Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金）の溶湯からガス噴霧法によりガス噴霧
粉末を得た。

このガス噴霧粉末を一６０メツシュに分級した後、有機
結合剤としてエチルセルロース、液状潤滑剤としてテル
ピネオールをガス噴霧粉末１００重量部に対しそれぞれ
０゜５重量部混合し、これにパーマロイの微粉末を１０
重量部添加し、混合した。得られた粉末を実施例３とし
た。

実施例３の粉末について日本工業規格（Ｊ　Ｉ　Ｓ−２
２５０２）に基づく流動性試験を行なった。

その結果は第３表に示す通りである。

なお、流動度の（φ５）の欄に示す値はＪＩＳ−２２５
０２の試験法においてロート径をφ５に変えて行なった
結果を示す。

（以下、余白、） 第３表において、比較例３は、大径のガス噴霧粉末に微
粉末を加えたもので、有機結合剤および液状潤滑剤は加
えなかったものの流動度を示す。

比較例４は、ガス噴霧粉末に代えて水噴霧粉末を一１０
０メツシュに分級した後、これにステアリン酸亜鉛を１
重量部加えた混合粉末についての流動度を示す。

実施例３の粉末は、大径のガス噴霧粉末の表面に微粉末
が付着するのが観察され、比較例３では微粉末の付着が
観察されなかった。また実施例３は、流動性が比較例３
および比較例４に比べて良好であった。ここに実施例３
において、大径のガス噴霧粉末９０重量部に対し微粉末
を１０重量部としたのは、第１図に示すように、大径の
ガス噴霧粉末９０重量部に対し微粉末１０重量部にて圧
粉密度が約７．５０ｇ／ｃｍ”の最大値をとり、微粉末
の割合が増えていくと次第に圧粉密度が低下するためで
ある。

ここに大径のガス噴霧粉と微粉末とがそれぞれ５０重量
部の割合にてほぼ水噴霧粉末相当の圧粉密度となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のガス噴霧金属粉末を用い
た圧縮成形用粉末によれば、大径のガス噴霧金属粉末に
対し、所定量の有機結合剤と液状潤滑剤を加え、大径粉
末表面に微粉末を付着させたことによって、流動性、成
形性および圧縮性の良好な金属粉末が得られるという効
果がある。したがって、本発明の圧縮成形用金属粉末を
圧縮成形し、得られた成形体を焼結することによって、
ガス噴霧粉末の特性を活かして、機械的強度等の優れた
焼結体が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例によるガス噴霧粉末における
大径粉末と微粉末の添加比と圧粉密度の関係を示す特性
図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒径が相対的に大きな大径粉末からなるガス噴霧
   金属粉末１００重量部と、該大径粉末の平均粒径の２分
   の１以下の平均粒径をもつ５０重量部以下の微粉末と、
   有機結合剤および液状潤滑剤の合量３重量部以下とから
   なる圧縮成形用粉末であって、 前記微粉末が前記大径粉末の表面に付着していることを
   特徴とするガス噴霧金属粉末を用いた圧縮成形用粉末。
2. （２）粒径が相対的に大きな大径粉末からなるガス噴霧
   金属粉末１００重量部と、該大径粉末の平均粒径の２分
   の１以下の平均粒径をもつ５０重量部以下の微粉末と、
   有機結合剤および液状潤滑剤の合量３重量部以下とから
   なる圧縮成形用粉末を用い、前記大径粉末に前記有機結
   合剤および前記液状潤滑剤を添加した後、前記微粉末を
   添加することを特徴とするガス噴霧金属粉末を用いた圧
   縮成形用粉末の製造法。