JPH07138616A - 組合せ焼結による金属部品の製造方法 - Google Patents
組合せ焼結による金属部品の製造方法Info
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- JPH07138616A JPH07138616A JP28313993A JP28313993A JPH07138616A JP H07138616 A JPH07138616 A JP H07138616A JP 28313993 A JP28313993 A JP 28313993A JP 28313993 A JP28313993 A JP 28313993A JP H07138616 A JPH07138616 A JP H07138616A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 内部材と外部材を同一成分として組合せ焼結
することができ、銅の添加を不要として高温特性や耐食
性に優れた焼結部品を製造することができる方法を実現
する。 【構成】 内部材となる一方の圧粉体１の密度を外部材
となる他方の圧粉体２のそれよりも高くしてそれぞれを
成形し、または、内部材となる一方の圧粉体１に用いる
金属粉末の粒子径を外部材となる他方の圧粉体２に用い
る金属粉末のそれより大きくしてそれぞれを成形し、そ
れぞれ組合せて焼結することによって、焼結時における
他方の圧粉体２の収縮が大きいため、内部材と外部材と
を同一成分とすることができ、高温特性や耐食性に優
れ、内部材と外部材が堅固に結合した焼結部品の製造が
可能となる。
することができ、銅の添加を不要として高温特性や耐食
性に優れた焼結部品を製造することができる方法を実現
する。 【構成】 内部材となる一方の圧粉体１の密度を外部材
となる他方の圧粉体２のそれよりも高くしてそれぞれを
成形し、または、内部材となる一方の圧粉体１に用いる
金属粉末の粒子径を外部材となる他方の圧粉体２に用い
る金属粉末のそれより大きくしてそれぞれを成形し、そ
れぞれ組合せて焼結することによって、焼結時における
他方の圧粉体２の収縮が大きいため、内部材と外部材と
を同一成分とすることができ、高温特性や耐食性に優
れ、内部材と外部材が堅固に結合した焼結部品の製造が
可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複雑な形状の部品の製
造等に適用される組合せ焼結による金属部品の製造方法
に関する。
造等に適用される組合せ焼結による金属部品の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一体成形が不可能な複雑形状の鋼部品を
粉末冶金方法で製造する場合、２個以上の部品を接合す
る方法が行われている。具体的には、ろう付方法、自溶
合金接合方法、摩擦圧接方法、組合せ焼結方法などが実
用化されている。
粉末冶金方法で製造する場合、２個以上の部品を接合す
る方法が行われている。具体的には、ろう付方法、自溶
合金接合方法、摩擦圧接方法、組合せ焼結方法などが実
用化されている。
【０００３】この中で組合せ焼結方法は、内側に入る部
品を焼結膨張が大きい組成のものとし、外側の部品を焼
結膨張が小さい、または収縮する組成のものとして圧粉
成形し、これを組合せた後に焼結して一体焼結体とする
方法であり、工程的にも最も有利な方法である。
品を焼結膨張が大きい組成のものとし、外側の部品を焼
結膨張が小さい、または収縮する組成のものとして圧粉
成形し、これを組合せた後に焼結して一体焼結体とする
方法であり、工程的にも最も有利な方法である。
【０００４】以下、従来の組合せ焼結方法について説明
する。鉄系の焼結部品は、主原料の鉄粉末に、銅、ニッ
ケル、炭素などの合金元素粉末を混合した後、圧粉成形
して焼結するという基本工程で製造される。鉄粉のみを
焼結すると収縮が生じて焼結体の寸法は圧粉成形体より
も小さくなるが、添加する合金元素粉末の種類や量を調
整することによりほとんど収縮が生じないようにした
り、あるいは膨張に転じさせたりすることも可能であ
る。
する。鉄系の焼結部品は、主原料の鉄粉末に、銅、ニッ
ケル、炭素などの合金元素粉末を混合した後、圧粉成形
して焼結するという基本工程で製造される。鉄粉のみを
焼結すると収縮が生じて焼結体の寸法は圧粉成形体より
も小さくなるが、添加する合金元素粉末の種類や量を調
整することによりほとんど収縮が生じないようにした
り、あるいは膨張に転じさせたりすることも可能であ
る。
【０００５】例えば、図２に示すようなつば付円筒状の
圧粉体０１を内部材とし、同様の形状の圧粉体０２を外
部材として一体焼結体とする場合、圧粉体０１には焼結
時に膨張が起こる成分系の粉末を用い、また圧粉体０２
には焼結時に収縮が起こる成分系の粉末を用いて、圧粉
体０１の内筒部外径と圧粉体０２の内筒部内径が等しく
なるような寸法にそれぞれ加圧成形する。
圧粉体０１を内部材とし、同様の形状の圧粉体０２を外
部材として一体焼結体とする場合、圧粉体０１には焼結
時に膨張が起こる成分系の粉末を用い、また圧粉体０２
には焼結時に収縮が起こる成分系の粉末を用いて、圧粉
体０１の内筒部外径と圧粉体０２の内筒部内径が等しく
なるような寸法にそれぞれ加圧成形する。
【０００６】これを図２に示すように組合せた後に加熱
・焼結すれば、圧粉体０１が大きく膨張するために、圧
粉体０１，０２の外側と内側がそれぞれ密着した状態に
なり、焼ばめ効果が生じると同時に圧粉体０１，０２間
の原子拡散も活性化して拡散接合効果も生じる。このよ
うに、合金成分の調整によって構成部材の寸法変化を制
御し、焼結と接合を同時に行って一体物とするのが組合
せ焼結方法である。
・焼結すれば、圧粉体０１が大きく膨張するために、圧
粉体０１，０２の外側と内側がそれぞれ密着した状態に
なり、焼ばめ効果が生じると同時に圧粉体０１，０２間
の原子拡散も活性化して拡散接合効果も生じる。このよ
うに、合金成分の調整によって構成部材の寸法変化を制
御し、焼結と接合を同時に行って一体物とするのが組合
せ焼結方法である。
【０００７】焼結時の収縮あるいは膨張量を制御する最
も実用的な合金元素粉末は銅粉であり、組合せ焼結方法
で製造される鉄系焼結部品には、必ず銅が添加されてい
る。銅粉を鉄粉に１％以上添加して銅の融点以上の温度
で焼結すると、焼結膨張が生じるようになり、例えば、
４％の添加では１．２％程度の膨張が起こる。一方、基
地強化元素である炭素を添加すると、この現象は抑制さ
れる傾向となり、例えば、鉄粉に４％の銅粉と０．６％
の黒鉛粉を添加した場合には、膨張量は約０．４％に下
がる。
も実用的な合金元素粉末は銅粉であり、組合せ焼結方法
で製造される鉄系焼結部品には、必ず銅が添加されてい
る。銅粉を鉄粉に１％以上添加して銅の融点以上の温度
で焼結すると、焼結膨張が生じるようになり、例えば、
４％の添加では１．２％程度の膨張が起こる。一方、基
地強化元素である炭素を添加すると、この現象は抑制さ
れる傾向となり、例えば、鉄粉に４％の銅粉と０．６％
の黒鉛粉を添加した場合には、膨張量は約０．４％に下
がる。
【０００８】つまり、基本的には銅粉と黒鉛粉の添加量
を調整した成分設計を行い、組合せ焼結することによ
り、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系を基本とした複雑形状の部品を製
造することが可能であって、その他の添加元素について
も、寸法変化の挙動に大きな影響を及ぼさない範囲であ
れば添加が可能である。
を調整した成分設計を行い、組合せ焼結することによ
り、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系を基本とした複雑形状の部品を製
造することが可能であって、その他の添加元素について
も、寸法変化の挙動に大きな影響を及ぼさない範囲であ
れば添加が可能である。
【０００９】すでに実用化されている例としては、図２
に示す形状の圧粉体０１に大きな焼結膨張が生じる８％
の銅粉を添加したものを用い、圧粉体０２にはほとんど
焼結膨張が生じない１．５％の銅粉と０．６％黒鉛粉を
添加したものを用いた製品が挙げられる。
に示す形状の圧粉体０１に大きな焼結膨張が生じる８％
の銅粉を添加したものを用い、圧粉体０２にはほとんど
焼結膨張が生じない１．５％の銅粉と０．６％黒鉛粉を
添加したものを用いた製品が挙げられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の組合せ焼結方法
は、前記のように粉末を成形した時点で内径と外径がほ
ぼ等しい圧粉成形体を組み合せた後、続く焼結過程で内
部材は膨張、外部材は収縮させて、いわゆる焼ばめ効果
と拡散接合効果により堅固な一体物を得る方法であり、
内部材と外部材の成分を調整することによってそれぞれ
焼結膨張、焼結収縮を生じさせ一体焼結体としていた。
は、前記のように粉末を成形した時点で内径と外径がほ
ぼ等しい圧粉成形体を組み合せた後、続く焼結過程で内
部材は膨張、外部材は収縮させて、いわゆる焼ばめ効果
と拡散接合効果により堅固な一体物を得る方法であり、
内部材と外部材の成分を調整することによってそれぞれ
焼結膨張、焼結収縮を生じさせ一体焼結体としていた。
【００１１】したがって、焼結後も、当然、内部材と外
部材の成分は異なるために、全体が同一組成の部品とす
ることは不可能であった。また、本来、圧粉体を焼結す
ると収縮が起こるのが普通であり、焼結鋼でこれを膨張
に転じさせるためには必ず銅の添加が行われているが、
その結果、とくに高温特性や耐食性が必要とされる部品
の製造にこの方法を適用することは適切でなかった。
部材の成分は異なるために、全体が同一組成の部品とす
ることは不可能であった。また、本来、圧粉体を焼結す
ると収縮が起こるのが普通であり、焼結鋼でこれを膨張
に転じさせるためには必ず銅の添加が行われているが、
その結果、とくに高温特性や耐食性が必要とされる部品
の製造にこの方法を適用することは適切でなかった。
【００１２】本発明は、上記課題を解決するため、化学
成分による制約を全く受けることがなく、任意の成分系
で組合せ焼結が可能な焼結方法を提供しようとするもの
である。
成分による制約を全く受けることがなく、任意の成分系
で組合せ焼結が可能な焼結方法を提供しようとするもの
である。
【００１３】
（１）本発明の組合せ焼結による金属部品の製造方法
は、金属粉末を加圧して圧粉体密度が一定の内部材とな
る一方の圧粉体を成形し、また、金属粉末を加圧して一
方の圧粉体のそれより圧粉体密度が低く外部材となる他
方の圧粉体を形成した後、一方と他方の圧粉体を組合
せ、焼結接合して金属部品を製造することを特徴として
いる。
は、金属粉末を加圧して圧粉体密度が一定の内部材とな
る一方の圧粉体を成形し、また、金属粉末を加圧して一
方の圧粉体のそれより圧粉体密度が低く外部材となる他
方の圧粉体を形成した後、一方と他方の圧粉体を組合
せ、焼結接合して金属部品を製造することを特徴として
いる。
【００１４】（２）本発明の組合せ焼結による金属部品
の製造方法は、一定粒子径の金属粉末を加圧して内部材
となる一方の圧粉体を成形し、また、一方の圧粉体の成
形に用いるものより粒子径が小さい金属粉末を加圧して
外部材となる他方の圧粉体を形成した後、一方と他方の
圧粉体を組合せ、焼結接合して金属部品を製造すること
を特徴としている。
の製造方法は、一定粒子径の金属粉末を加圧して内部材
となる一方の圧粉体を成形し、また、一方の圧粉体の成
形に用いるものより粒子径が小さい金属粉末を加圧して
外部材となる他方の圧粉体を形成した後、一方と他方の
圧粉体を組合せ、焼結接合して金属部品を製造すること
を特徴としている。
【００１５】
【作用】上記発明（１）において、金属粉末より成形し
た相対密度の異なる圧粉体を焼結した場合、相対密度の
低い圧粉体の方が高い圧粉体より多く収縮して両者はほ
ヾ等しい相対密度となる。
た相対密度の異なる圧粉体を焼結した場合、相対密度の
低い圧粉体の方が高い圧粉体より多く収縮して両者はほ
ヾ等しい相対密度となる。
【００１６】本発明の場合、外部材となる他方の圧粉体
の相対密度を内部材となる一方の圧粉体のそれより低く
しているため、これらを組合せて焼結した後には他方の
圧粉体がより多く収縮しているため、堅固な一体焼結体
を製造することが可能となる。
の相対密度を内部材となる一方の圧粉体のそれより低く
しているため、これらを組合せて焼結した後には他方の
圧粉体がより多く収縮しているため、堅固な一体焼結体
を製造することが可能となる。
【００１７】また、上記焼結体は、内部材と外部材につ
いて成分の調整が不要なため同一成分のものを製造する
ことができ、更に銅の添加が不要なため、高温特性と耐
食性に優れたものを得ることができる。
いて成分の調整が不要なため同一成分のものを製造する
ことができ、更に銅の添加が不要なため、高温特性と耐
食性に優れたものを得ることができる。
【００１８】上記発明（２）において、焼結の駆動力は
粉末の表面エネルギーであり、微細な金属粉末から成形
した圧粉体の方が粗大な金属粉末から成形したものより
内蔵する表面エネルギーが高く、焼結の進行が早い。
粉末の表面エネルギーであり、微細な金属粉末から成形
した圧粉体の方が粗大な金属粉末から成形したものより
内蔵する表面エネルギーが高く、焼結の進行が早い。
【００１９】本発明の場合、外部材となる他方の圧粉体
を微細な粒子径の金属粉末より成形し、内部材となる一
方の圧粉体を他方の圧粉体に用いる金属粉末より粒子径
の大きい金属粉末より成形しているため、これらを組合
せて焼結を開始し、最終的な相対密度に達する前に焼結
を終了すると、他方の圧粉体の方が収縮が大きく、外部
材と内部材が強固に結合する。
を微細な粒子径の金属粉末より成形し、内部材となる一
方の圧粉体を他方の圧粉体に用いる金属粉末より粒子径
の大きい金属粉末より成形しているため、これらを組合
せて焼結を開始し、最終的な相対密度に達する前に焼結
を終了すると、他方の圧粉体の方が収縮が大きく、外部
材と内部材が強固に結合する。
【００２０】そのため、本発明においても、上記発明
（１）と同様に内部材と外部材の成分を同一とすること
ができ、高温特性や耐食性に優れた堅固な一体焼結体を
製造することが可能となる。
（１）と同様に内部材と外部材の成分を同一とすること
ができ、高温特性や耐食性に優れた堅固な一体焼結体を
製造することが可能となる。
【００２１】
【実施例】本発明の第１実施例を図１により説明する。
図１により説明する本実施例は、潤滑剤として０．８wt
％のステアリン酸亜鉛粉を添加、混合し、１００meshの
網を通ったＳＵＳ４１０Ｌ鋼粉を原料として用い、その
間に相対密度差を設けて成形された圧粉体１，２を内部
材及び外部材とし、これらを組合せ焼結により接合し、
フェライト系ステンレス鋼部品を製造するものである。
図１により説明する本実施例は、潤滑剤として０．８wt
％のステアリン酸亜鉛粉を添加、混合し、１００meshの
網を通ったＳＵＳ４１０Ｌ鋼粉を原料として用い、その
間に相対密度差を設けて成形された圧粉体１，２を内部
材及び外部材とし、これらを組合せ焼結により接合し、
フェライト系ステンレス鋼部品を製造するものである。
【００２２】上記製造においては、まず、上記原料を９
ton/cm2 の成形圧力で加圧し、形状を図１（ａ）に示す
直径１２mm、高さ１２mmのローラ状とし、圧粉体密度を
６．７g/cm3 として内部材となる圧粉体１を金型成形し
た。また、４ton/cm2 の成形圧力で加圧し、形状を図１
（ｂ）に示す外径５０mm、内径１２．１mm、高さ１０mm
のリング状とし、圧粉体密度を６．２g/cm3 として外部
材となる圧粉体２を金型成形した。続いて、圧粉体２の
中心孔に圧粉体１を挿入し、１２００℃で１時間の真空
焼結を施し、鋼部品の製造を完了した。
ton/cm2 の成形圧力で加圧し、形状を図１（ａ）に示す
直径１２mm、高さ１２mmのローラ状とし、圧粉体密度を
６．７g/cm3 として内部材となる圧粉体１を金型成形し
た。また、４ton/cm2 の成形圧力で加圧し、形状を図１
（ｂ）に示す外径５０mm、内径１２．１mm、高さ１０mm
のリング状とし、圧粉体密度を６．２g/cm3 として外部
材となる圧粉体２を金型成形した。続いて、圧粉体２の
中心孔に圧粉体１を挿入し、１２００℃で１時間の真空
焼結を施し、鋼部品の製造を完了した。
【００２３】上記圧粉体１，２に相対密度差を設けて焼
結する理由を以下に説明する。圧粉成形体を十分に焼結
した場合、圧粉体成形時の相対密度にはほとんど依存せ
ず、最終的な相対密度が９５％程度の焼結体を得ること
ができる。そのため、焼結前後の寸法差（焼結収縮量）
は、圧粉成形体の相対密度が低い部材の方が同密度が高
い部材に比べて大きくなる。
結する理由を以下に説明する。圧粉成形体を十分に焼結
した場合、圧粉体成形時の相対密度にはほとんど依存せ
ず、最終的な相対密度が９５％程度の焼結体を得ること
ができる。そのため、焼結前後の寸法差（焼結収縮量）
は、圧粉成形体の相対密度が低い部材の方が同密度が高
い部材に比べて大きくなる。
【００２４】そこで、図１（ａ）に示す圧粉体１は成形
圧力を高くして相対密度を高め、また、図１（ｂ）に示
す圧粉体２は成形圧力を低くして相対密度を下げて成形
し、両者を組合せて焼結すると、全体的にも収縮するが
圧粉体２の収縮の方が大きくなる。この結果、外部材は
内部材に密着し堅固な一体焼結体を得ることができるの
である。
圧力を高くして相対密度を高め、また、図１（ｂ）に示
す圧粉体２は成形圧力を低くして相対密度を下げて成形
し、両者を組合せて焼結すると、全体的にも収縮するが
圧粉体２の収縮の方が大きくなる。この結果、外部材は
内部材に密着し堅固な一体焼結体を得ることができるの
である。
【００２５】上記により得られた組合せ焼結体について
は、その接合強度を評価するため、図１（ｃ）に示すよ
うな縦８mm、横８mm、長さ３０mmの試験片を切り出し、
支点間距離２０mmの３点曲げ試験を行った。この試験に
より得られた３点曲げ強度は、３０．４kgf/mm3 であ
り、本実施例の方法により十分に高い接合強度を有する
一体のフェライト系ステンレス鋼部品が得られることが
明らかになった。
は、その接合強度を評価するため、図１（ｃ）に示すよ
うな縦８mm、横８mm、長さ３０mmの試験片を切り出し、
支点間距離２０mmの３点曲げ試験を行った。この試験に
より得られた３点曲げ強度は、３０．４kgf/mm3 であ
り、本実施例の方法により十分に高い接合強度を有する
一体のフェライト系ステンレス鋼部品が得られることが
明らかになった。
【００２６】次に、本発明の第２実施例について、第１
実施例と同様に図１を用いて説明する。本実施例の場合
は、１００meshの網を通り２００meshの網は通らない粒
度のＳＵＳ３０４Ｌ鋼粗大粉末、および３２５meshの網
を通る粒度のＳＵＳ３０４Ｌ鋼微細粉末にそれぞれ潤滑
剤としてステアリン酸亜鉛粉を０．８wt％添加・混合し
て原料とし、これらを用いてそれぞれ内部材と外部材と
なる圧粉体１，２を成形し、これらを組合せて原料粉末
の粒径差を利用した組合せ焼結接合を行い、オーステナ
イト系ステンレス鋼部品を製造するものである。
実施例と同様に図１を用いて説明する。本実施例の場合
は、１００meshの網を通り２００meshの網は通らない粒
度のＳＵＳ３０４Ｌ鋼粗大粉末、および３２５meshの網
を通る粒度のＳＵＳ３０４Ｌ鋼微細粉末にそれぞれ潤滑
剤としてステアリン酸亜鉛粉を０．８wt％添加・混合し
て原料とし、これらを用いてそれぞれ内部材と外部材と
なる圧粉体１，２を成形し、これらを組合せて原料粉末
の粒径差を利用した組合せ焼結接合を行い、オーステナ
イト系ステンレス鋼部品を製造するものである。
【００２７】上記製造において、粗大粉末は４ton/cm2
の成形圧力で金型成形し、形状を図１（ａ）に示すロー
ラ状とし、圧粉体密度を６．３g/cm3 として内部材とな
る圧粉体１とした。また、微細粉末は、４．５ton/cm2
の成形圧力で金型成形し、形状を図１（ｂ）に示すリン
グ状とし、圧粉体密度を６．３g/cm3 として外部材とな
る圧粉体２とした。続いて、圧粉体２の中心孔に圧粉体
１を挿入し、１２００℃で１時間の真空焼結を施し、鋼
部品の製造を完了した。
の成形圧力で金型成形し、形状を図１（ａ）に示すロー
ラ状とし、圧粉体密度を６．３g/cm3 として内部材とな
る圧粉体１とした。また、微細粉末は、４．５ton/cm2
の成形圧力で金型成形し、形状を図１（ｂ）に示すリン
グ状とし、圧粉体密度を６．３g/cm3 として外部材とな
る圧粉体２とした。続いて、圧粉体２の中心孔に圧粉体
１を挿入し、１２００℃で１時間の真空焼結を施し、鋼
部品の製造を完了した。
【００２８】上記圧粉体１，２の成形にそれぞれ粗大粉
末と微細粉末を用いる理由について以下に説明する。焼
結の駆動力は粉末の表面エネルギーであるため、粗大な
粉末から成形した圧粉体と微細な粉末から成形した圧粉
体を同一条件で焼結すると、内蔵されている表面エネル
ギーの高い後者の方が焼結の進行が早く、その結果、最
終的な相対密度に達するまでの時間も後者の方が短い。
末と微細粉末を用いる理由について以下に説明する。焼
結の駆動力は粉末の表面エネルギーであるため、粗大な
粉末から成形した圧粉体と微細な粉末から成形した圧粉
体を同一条件で焼結すると、内蔵されている表面エネル
ギーの高い後者の方が焼結の進行が早く、その結果、最
終的な相対密度に達するまでの時間も後者の方が短い。
【００２９】そこで、粗大粉末から成形した圧粉体が最
終的な相対密度に達する以前に焼結を中断すれば、微細
粉末から成形した圧粉体の方がより大きな収縮を示すこ
とになる。
終的な相対密度に達する以前に焼結を中断すれば、微細
粉末から成形した圧粉体の方がより大きな収縮を示すこ
とになる。
【００３０】したがって、図１に示す内部材に粗大粉末
から成形した圧粉体１を、外部材に微細粉末から成形し
た圧粉体２を用いて両者を組合せ焼結し、圧粉体１が最
終的な相対密度に達する前に焼結を終了すれば、圧粉体
２の収縮の方が大きくなる。この結果、外部材は内部材
に密着し堅固な一体焼結体を製造することができるので
ある。
から成形した圧粉体１を、外部材に微細粉末から成形し
た圧粉体２を用いて両者を組合せ焼結し、圧粉体１が最
終的な相対密度に達する前に焼結を終了すれば、圧粉体
２の収縮の方が大きくなる。この結果、外部材は内部材
に密着し堅固な一体焼結体を製造することができるので
ある。
【００３１】上記により得られた組合せ焼結体について
は、その接合強度を評価するため、図１（ｃ）に示すよ
うな形状の試験片を切出し、支点間距離２０mmの３点曲
げ試験を行った。この試験により得られた３点曲げ強度
は２４．８kgf/mm2 であり、本実施例の方法により十分
に高い接合強度を有する一体のオーステナイト系ステン
レス鋼部品が得られることが明らかになった。
は、その接合強度を評価するため、図１（ｃ）に示すよ
うな形状の試験片を切出し、支点間距離２０mmの３点曲
げ試験を行った。この試験により得られた３点曲げ強度
は２４．８kgf/mm2 であり、本実施例の方法により十分
に高い接合強度を有する一体のオーステナイト系ステン
レス鋼部品が得られることが明らかになった。
【００３２】次に、本発明の第３実施例について、第１
実施例及び第２実施例と同様に図１を用いて説明する。
実施例及び第２実施例と同様に図１を用いて説明する。
【００３３】本実施例の場合は、１００meshの網を通っ
たミルスケール還元鉄粉に０．４wt％の黒鉛粉末と０．
８wt％のステアリン酸亜鉛粉（潤滑剤）を添加・混合し
た粉末、および平均粒径４μm のカーボニル鉄粉に０．
４wt％の黒鉛粉と０．８wt％のステアリン酸亜鉛粉（潤
滑剤）を添加・混合した粉末を原料とし、これらを用い
てそれぞれ内部材と外部材となる圧粉体１，２を形成
し、圧粉体１，２の相対密度差および原料粉末の粒径差
を同時に利用した組合せ焼結接合を行い、炭素鋼部品を
製造するものである。
たミルスケール還元鉄粉に０．４wt％の黒鉛粉末と０．
８wt％のステアリン酸亜鉛粉（潤滑剤）を添加・混合し
た粉末、および平均粒径４μm のカーボニル鉄粉に０．
４wt％の黒鉛粉と０．８wt％のステアリン酸亜鉛粉（潤
滑剤）を添加・混合した粉末を原料とし、これらを用い
てそれぞれ内部材と外部材となる圧粉体１，２を形成
し、圧粉体１，２の相対密度差および原料粉末の粒径差
を同時に利用した組合せ焼結接合を行い、炭素鋼部品を
製造するものである。
【００３４】上記製造においては、ミルスケール還元鉄
粉を主原料粉とする粉末を６ton/cm 2 の成形圧力で金型
成形し、形状を図１（ａ）に示すローラ状とし、圧粉体
密度を６．６g/cm3 として内部材となる圧粉体１とし
た。また、カーボニル鉄粉を主原料粉とする粉末を６to
n/cm2 の成形圧力で金型成形し、形状を図１（ｂ）に示
すリング状とし、圧粉体密度を６．３g/cm3 として外部
材となる圧粉体２とした。続いて、圧粉体２の中心孔に
圧粉体１を挿入し、１２００℃で１時間の真空焼結を施
し、鋼部品の製造を完了した。
粉を主原料粉とする粉末を６ton/cm 2 の成形圧力で金型
成形し、形状を図１（ａ）に示すローラ状とし、圧粉体
密度を６．６g/cm3 として内部材となる圧粉体１とし
た。また、カーボニル鉄粉を主原料粉とする粉末を６to
n/cm2 の成形圧力で金型成形し、形状を図１（ｂ）に示
すリング状とし、圧粉体密度を６．３g/cm3 として外部
材となる圧粉体２とした。続いて、圧粉体２の中心孔に
圧粉体１を挿入し、１２００℃で１時間の真空焼結を施
し、鋼部品の製造を完了した。
【００３５】上記においては、第１実施例の相対密度差
を利用する方法、および第２実施例の原料粉末の粒径差
を利用する方法を組合せており、圧粉体１には粗大粉末
から成形した高圧成形体（高相対密度部材）、圧粉体２
には微細粉末から成形した低圧成形体（低相対密度材）
を用い、これらを組合せた後に焼結しているため、圧粉
体１，２の収縮量の差が更に顕著に現れ、より一層効果
的に堅固な一体焼結体の製造が可能になる。
を利用する方法、および第２実施例の原料粉末の粒径差
を利用する方法を組合せており、圧粉体１には粗大粉末
から成形した高圧成形体（高相対密度部材）、圧粉体２
には微細粉末から成形した低圧成形体（低相対密度材）
を用い、これらを組合せた後に焼結しているため、圧粉
体１，２の収縮量の差が更に顕著に現れ、より一層効果
的に堅固な一体焼結体の製造が可能になる。
【００３６】上記により得られた組合せ焼結体について
は、その接合強度を評価するため、図１（ｃ）に示すよ
うな形状の試験片を切出し、支点間距離２０mmの３点曲
げ試験を行った。この試験により得られた３点曲げ強度
は４７．０kgf/mm2 であり、本実施例の方法により十分
に高い接合強度を有する一体の炭素鋼部品が得られるこ
とが明らかになった。
は、その接合強度を評価するため、図１（ｃ）に示すよ
うな形状の試験片を切出し、支点間距離２０mmの３点曲
げ試験を行った。この試験により得られた３点曲げ強度
は４７．０kgf/mm2 であり、本実施例の方法により十分
に高い接合強度を有する一体の炭素鋼部品が得られるこ
とが明らかになった。
【００３７】
【発明の効果】本発明の組合せ焼結による金属部品の製
造方法は、内部材となる一方の圧粉体の密度を外部材と
なる他方の圧粉体のそれよりも高くしてそれぞれを成形
し、または、内部材となる一方の圧粉体に用いる金属粉
末の粒子径を外部材となる他方の圧粉体に用いる金属粉
末のそれより大きくしてそれぞれを成形し、それぞれ組
合せて焼結することによって、焼結時における他方の圧
粉体の収縮が大きいため、内部材と外部材とを同一成分
とすることができ、高温特性や耐食性に優れ、内部材と
外部材が堅固に結合した焼結部品の製造が可能となる。
造方法は、内部材となる一方の圧粉体の密度を外部材と
なる他方の圧粉体のそれよりも高くしてそれぞれを成形
し、または、内部材となる一方の圧粉体に用いる金属粉
末の粒子径を外部材となる他方の圧粉体に用いる金属粉
末のそれより大きくしてそれぞれを成形し、それぞれ組
合せて焼結することによって、焼結時における他方の圧
粉体の収縮が大きいため、内部材と外部材とを同一成分
とすることができ、高温特性や耐食性に優れ、内部材と
外部材が堅固に結合した焼結部品の製造が可能となる。
【図１】本発明の第１、第２、第３実施例の説明図で、
（ａ）は内部材、（ｂ）は外部材、（ｃ）は組合せ焼結
された試験片の説明図である。
（ａ）は内部材、（ｂ）は外部材、（ｃ）は組合せ焼結
された試験片の説明図である。
【図２】従来の組合せ焼結の説明図である。
１ 圧粉体（内部材） ２ 圧粉体（外部材）
Claims (2)
- 【請求項１】 金属粉末を加圧して圧粉体密度が一定の
内部材となる一方の圧粉体を成形し、また、金属粉末を
加圧して一方の圧粉体のそれより圧粉体密度が低く外部
材となる他方の圧粉体を形成した後、一方と他方の圧粉
体を組合せ、焼結接合して金属部品を製造することを特
徴とする組合せ焼結による金属部品の製造方法。 - 【請求項２】 一定粒子径の金属粉末を加圧して内部材
となる一方の圧粉体を成形し、また、一方の圧粉体の成
形に用いるものより粒子径が小さい金属粉末を加圧して
外部材となる他方の圧粉体を形成した後、一方と他方の
圧粉体を組合せ、焼結接合して金属部品を製造すること
を特徴とする組合せ焼結による金属部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28313993A JPH07138616A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 組合せ焼結による金属部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28313993A JPH07138616A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 組合せ焼結による金属部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07138616A true JPH07138616A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17661738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28313993A Withdrawn JPH07138616A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 組合せ焼結による金属部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07138616A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121055A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 複合焼結機械部品の製造方法 |
| RU2770313C2 (ru) * | 2017-06-01 | 2022-04-15 | Сафран | Усовершенствованный способ изготовления детали с дуальной микроструктурой |
-
1993
- 1993-11-12 JP JP28313993A patent/JPH07138616A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121055A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 複合焼結機械部品の製造方法 |
| RU2770313C2 (ru) * | 2017-06-01 | 2022-04-15 | Сафран | Усовершенствованный способ изготовления детали с дуальной микроструктурой |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |