JPH04285141A - 鉄系焼結体の製造方法 - Google Patents
鉄系焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPH04285141A JPH04285141A JP4938991A JP4938991A JPH04285141A JP H04285141 A JPH04285141 A JP H04285141A JP 4938991 A JP4938991 A JP 4938991A JP 4938991 A JP4938991 A JP 4938991A JP H04285141 A JPH04285141 A JP H04285141A
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- Japan
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- powder
- iron
- sintered body
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉末冶金法による鉄系
焼結体の製造方法に関するものである。
焼結体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】粉末冶金法は、溶解鋳造法では製造困難
な部材を容易に大量生産することができる特徴がある。 従来の粉末冶金では、平均粒径６０〜１００ μｍの粉
末を使用して圧縮成形していたが、焼結体の焼結密度比
が９０％程度で、溶解鋳造材に比べると、機械的特性や
磁気特性が劣っていた。
な部材を容易に大量生産することができる特徴がある。 従来の粉末冶金では、平均粒径６０〜１００ μｍの粉
末を使用して圧縮成形していたが、焼結体の焼結密度比
が９０％程度で、溶解鋳造材に比べると、機械的特性や
磁気特性が劣っていた。
【０００３】一方、最近の粉末冶金の技術の進歩により
、微粉の使用が容易になった。平均粒径１８μｍ以下の
微粉を使用すると焼結性がよくなり、９０％以上、さら
には９５％以上の焼結密度を得ることができる。成形方
法としては、圧縮成形、射出成形、スリップキャスティ
ングなどがあり、それぞれ、原料粉末を造粒処理、熱可
塑性樹脂等によるコンパウンド化処理、スラリー化処理
を行い金型充填流動性を高め工業的な成形を可能として
いる。
、微粉の使用が容易になった。平均粒径１８μｍ以下の
微粉を使用すると焼結性がよくなり、９０％以上、さら
には９５％以上の焼結密度を得ることができる。成形方
法としては、圧縮成形、射出成形、スリップキャスティ
ングなどがあり、それぞれ、原料粉末を造粒処理、熱可
塑性樹脂等によるコンパウンド化処理、スラリー化処理
を行い金型充填流動性を高め工業的な成形を可能として
いる。
【０００４】しかしながら、このような微粉を成形、焼
結して高密度の焼結体を製造するにあたり、焼結体の形
状を健全に保つことが難しいという問題があった。従来
の粉末冶金であれば、金属粉末粒子どうしが圧縮成形に
よって接着し、ある程度の強度をもった成形体ができる
。従来の場合成形体が焼結される時、常に成形体の初期
強度程度の強度を保って焼結がはじまるので、形がくず
れる問題が少ない。ところが、微粉の場合は、バインダ
を助剤として成形体強度が保たれており、焼結の進行に
先立ってバインダが除去されるので、その間に極めて脆
弱な成形体強度となる段階を通過する。そこで、成形体
の自重などによって好ましくない変形が起こり、最終的
な焼結体の形状が変形してしまうという問題が生じやす
い。
結して高密度の焼結体を製造するにあたり、焼結体の形
状を健全に保つことが難しいという問題があった。従来
の粉末冶金であれば、金属粉末粒子どうしが圧縮成形に
よって接着し、ある程度の強度をもった成形体ができる
。従来の場合成形体が焼結される時、常に成形体の初期
強度程度の強度を保って焼結がはじまるので、形がくず
れる問題が少ない。ところが、微粉の場合は、バインダ
を助剤として成形体強度が保たれており、焼結の進行に
先立ってバインダが除去されるので、その間に極めて脆
弱な成形体強度となる段階を通過する。そこで、成形体
の自重などによって好ましくない変形が起こり、最終的
な焼結体の形状が変形してしまうという問題が生じやす
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、平均
粒径１８μｍ以下の主に鉄系からなる微粉を用いて高密
度の鉄系焼結体を得るとともに形状性の点でも優れた鉄
系焼結体の製造方法を提案することである。
粒径１８μｍ以下の主に鉄系からなる微粉を用いて高密
度の鉄系焼結体を得るとともに形状性の点でも優れた鉄
系焼結体の製造方法を提案することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、主
に鉄系からなる平均粒径１〜１８μｍの粉末 １００重
量部に対し、平均粒径１〜１８μｍの銅粉を ０．２〜
５重量部添加して成形、焼結することを特徴とする鉄系
焼結体の製造方法である。
に鉄系からなる平均粒径１〜１８μｍの粉末 １００重
量部に対し、平均粒径１〜１８μｍの銅粉を ０．２〜
５重量部添加して成形、焼結することを特徴とする鉄系
焼結体の製造方法である。
【０００７】
【作 用】鉄系粉末を焼結する場合、銅は焼結体の機
械的特性に良い影響を及ぼすか、少なくとも悪影響が無
いことが多い。銅は融点が鉄よりも低いので、比較的低
温で焼結促進の効果がある。そこで、鉄系粉末に銅微粉
を混合して成形、焼結すれば、バインダの除去から鉄系
粉末の焼結開始に至る間の成形体が脆弱となる段階で、
銅が部分的に鉄系粉末粒子の接着剤として働き、その時
点での成形体の強度を改善して自重等による変形を未然
に防ぐことができる。
械的特性に良い影響を及ぼすか、少なくとも悪影響が無
いことが多い。銅は融点が鉄よりも低いので、比較的低
温で焼結促進の効果がある。そこで、鉄系粉末に銅微粉
を混合して成形、焼結すれば、バインダの除去から鉄系
粉末の焼結開始に至る間の成形体が脆弱となる段階で、
銅が部分的に鉄系粉末粒子の接着剤として働き、その時
点での成形体の強度を改善して自重等による変形を未然
に防ぐことができる。
【０００８】この場合、鉄系粉末は平均粒径１〜１８μ
ｍの微粉として、最終的な焼結密度を十分に高くできる
ようにする。また鉄系粉末は必ずしも一種の粉末である
必要はなく、たとえば鉄粉とニッケル粉との混合物で、
焼結後に鉄系合金となるものでも良い。添加する銅粉は
平均粒径１〜１８μｍとする。鉄系粉末または鉄系粉末
混合物 １００重量部に対する銅粉の添加量は０．２〜
５重量部とする。
ｍの微粉として、最終的な焼結密度を十分に高くできる
ようにする。また鉄系粉末は必ずしも一種の粉末である
必要はなく、たとえば鉄粉とニッケル粉との混合物で、
焼結後に鉄系合金となるものでも良い。添加する銅粉は
平均粒径１〜１８μｍとする。鉄系粉末または鉄系粉末
混合物 １００重量部に対する銅粉の添加量は０．２〜
５重量部とする。
【０００９】このように本発明によれば、１〜１８μｍ
の鉄系粉末に１〜１８μｍの銅粉を添加して成形、焼結
することにより、焼結時に成形体が脆弱になるのを防ぐ
結果、自重などによる焼結体の形状変形を抑制すること
ができる。使用する鉄系ならびに銅系微粉は、それぞれ
平均粒径が１μｍより小さいと製造コストが高くなり、
一方平均径が１８μｍより大きいと焼結性が不十分とな
るので、平均径を１〜１８μｍの範囲とする。
の鉄系粉末に１〜１８μｍの銅粉を添加して成形、焼結
することにより、焼結時に成形体が脆弱になるのを防ぐ
結果、自重などによる焼結体の形状変形を抑制すること
ができる。使用する鉄系ならびに銅系微粉は、それぞれ
平均粒径が１μｍより小さいと製造コストが高くなり、
一方平均径が１８μｍより大きいと焼結性が不十分とな
るので、平均径を１〜１８μｍの範囲とする。
【００１０】銅粉の添加量は、鉄系粉末 １００重量部
に対して ０．２重量部未満であると前記の焼結途中の
強度向上効果が見られず、逆に５重量部を超えると焼結
体の密度を下げるので、 ０．２〜５重量部の範囲とす
る。
に対して ０．２重量部未満であると前記の焼結途中の
強度向上効果が見られず、逆に５重量部を超えると焼結
体の密度を下げるので、 ０．２〜５重量部の範囲とす
る。
【００１１】
【実施例】実施例１
平均粒径 １．３、 ４．９、 ８．３、１１．６、１
５．２、１７．０、１８．８、２３．６μｍの高圧水ア
トマイズ鉄粉と、平均粒径 ３．７μｍの電解鋼粉を用
意した。各々の鉄粉に銅粉を添加しないものと、鉄粉
１００重量部に対して銅粉を ２．０重量部添加したも
のを別々に作った。それぞれの混合物に樟脳を２％（重
量％、以下同じ）添加し、２ｔ／ｃｍ２ の成形圧力で
長さ３５ｍｍ、幅１０ｍｍ、高さ５ｍｍの直方体の成形
体を成形した。
５．２、１７．０、１８．８、２３．６μｍの高圧水ア
トマイズ鉄粉と、平均粒径 ３．７μｍの電解鋼粉を用
意した。各々の鉄粉に銅粉を添加しないものと、鉄粉
１００重量部に対して銅粉を ２．０重量部添加したも
のを別々に作った。それぞれの混合物に樟脳を２％（重
量％、以下同じ）添加し、２ｔ／ｃｍ２ の成形圧力で
長さ３５ｍｍ、幅１０ｍｍ、高さ５ｍｍの直方体の成形
体を成形した。
【００１２】成形体を間隔２５ｍｍで立たせたアルミナ
板にまたがるようにのせ、水素雰囲気中５℃／分の速度
で昇温し、１２５０℃で１時間保持した。冷却後、焼結
体の密度をアルキメデス法で測定した。また、自重によ
り焼結体の長手方向の中央部が下方に沈んだ距離を変形
量として測定した。表１に測定結果を示す。銅粉を添加
した場合、明らかに自重による変形が抑制される。その
効果は、鉄粉の粒径が１μｍに近くなるほど細かい時に
は、比較的に小さいが粒径の増大とともに顕著な効果が
認められる。ただし鉄粉の粒径が１８μｍを超えると焼
結体の密度が上がらなくなるとともに、銅粉添加による
変形抑制効果も小さくなる。
板にまたがるようにのせ、水素雰囲気中５℃／分の速度
で昇温し、１２５０℃で１時間保持した。冷却後、焼結
体の密度をアルキメデス法で測定した。また、自重によ
り焼結体の長手方向の中央部が下方に沈んだ距離を変形
量として測定した。表１に測定結果を示す。銅粉を添加
した場合、明らかに自重による変形が抑制される。その
効果は、鉄粉の粒径が１μｍに近くなるほど細かい時に
は、比較的に小さいが粒径の増大とともに顕著な効果が
認められる。ただし鉄粉の粒径が１８μｍを超えると焼
結体の密度が上がらなくなるとともに、銅粉添加による
変形抑制効果も小さくなる。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例２
平均粒径１１．６μｍの高圧水アトマイズ鉄粉と、平均
粒径 １．２、 ３．７、１０．１、１６．９、２０．
３、３１．６μｍの電解銅粉を用意した。鉄粉に各々の
銅粉を重量比で １００：２．０ の割合で混合し、実
施例１と同様に成形、焼結して密度と変形量とを測定し
た。
粒径 １．２、 ３．７、１０．１、１６．９、２０．
３、３１．６μｍの電解銅粉を用意した。鉄粉に各々の
銅粉を重量比で １００：２．０ の割合で混合し、実
施例１と同様に成形、焼結して密度と変形量とを測定し
た。
【００１５】表２に測定結果を示す。銅粉の粒径が細か
いほど変形抑制効果が大きい。この粒径が１８μｍを超
えると焼結体の密度が低下する上に、変形抑制効果も不
十分になっている。
いほど変形抑制効果が大きい。この粒径が１８μｍを超
えると焼結体の密度が低下する上に、変形抑制効果も不
十分になっている。
【００１６】
【表２】
【００１７】実施例３
平均粒径１１．６μｍの高圧水アトマイズ鉄粉と、平均
粒径 ３．７μｍの電解銅粉を用意した。鉄粉 １００
重量部に対し、銅粉を ０．１、 ０．２、 １．０、
２．０、 ４．０、 ８．０、１５．０重量部混合し
た混合物を作った。それぞれを実施例１と同様に成形、
焼結して密度と変形量を測定した。
粒径 ３．７μｍの電解銅粉を用意した。鉄粉 １００
重量部に対し、銅粉を ０．１、 ０．２、 １．０、
２．０、 ４．０、 ８．０、１５．０重量部混合し
た混合物を作った。それぞれを実施例１と同様に成形、
焼結して密度と変形量を測定した。
【００１８】表３に結果を示す。銅粉の添加量が ０．
２〜８重量部の時に変形抑制効果が大きい。ただし、銅
粉添加量が５重量部超になると密度低下が甚だしくなっ
て好ましくない。さらに過剰の銅粉を添加すると、焼結
時の液相量が過多になり、焼結体の肌あれや巣の原因と
なり、部品製造には適さない。
２〜８重量部の時に変形抑制効果が大きい。ただし、銅
粉添加量が５重量部超になると密度低下が甚だしくなっ
て好ましくない。さらに過剰の銅粉を添加すると、焼結
時の液相量が過多になり、焼結体の肌あれや巣の原因と
なり、部品製造には適さない。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】以上に示したとおり、本発明によれば、
寸法精度よく、高密度の鉄系焼結体を作製することがで
きるので、複雑形状の部品を製造する技術として有用性
が高い。
寸法精度よく、高密度の鉄系焼結体を作製することがで
きるので、複雑形状の部品を製造する技術として有用性
が高い。
Claims (1)
- 【請求項１】 主に鉄系からなる平均粒径１〜１８μ
ｍの粉末 １００重量部に対し、平均粒径１〜１８μｍ
の銅粉を ０．２〜５重量部添加して成形、焼結するこ
とを特徴とする鉄系焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4938991A JPH04285141A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 鉄系焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4938991A JPH04285141A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 鉄系焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285141A true JPH04285141A (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=12829676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4938991A Pending JPH04285141A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 鉄系焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04285141A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050009A1 (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-07 | Japan As Represented By Director General Of National Research Institute For Metals | High-strength metal solidified material and acid steel and manufacturing methods thereof |
| KR20170080668A (ko) | 2014-12-05 | 2017-07-10 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 합금강분 및 소결체 |
| JP6160792B1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-07-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用混合粉、焼結体および焼結体の製造方法 |
| KR20180022903A (ko) | 2015-09-11 | 2018-03-06 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 혼합 분말의 제조 방법, 소결체의 제조 방법, 및 소결체 |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP4938991A patent/JPH04285141A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999050009A1 (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-07 | Japan As Represented By Director General Of National Research Institute For Metals | High-strength metal solidified material and acid steel and manufacturing methods thereof |
| KR20170080668A (ko) | 2014-12-05 | 2017-07-10 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 합금강분 및 소결체 |
| US10207328B2 (en) | 2014-12-05 | 2019-02-19 | Jfe Steel Corporation | Alloy steel powder for powder metallurgy, and sintered body |
| KR20180022903A (ko) | 2015-09-11 | 2018-03-06 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 혼합 분말의 제조 방법, 소결체의 제조 방법, 및 소결체 |
| JP6160792B1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-07-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用混合粉、焼結体および焼結体の製造方法 |
| KR20180031750A (ko) | 2015-09-18 | 2018-03-28 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 혼합분, 소결체 및 소결체의 제조 방법 |
| US10710155B2 (en) | 2015-09-18 | 2020-07-14 | Jfe Steel Corporation | Mixed powder for powder metallurgy, sintered body, and method of manufacturing sintered body |
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