JPH11315302A

JPH11315302A - 粉末冶金用粉末及び粉末冶金用混合粉末

Info

Publication number: JPH11315302A
Application number: JP10122141A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Shiga; 竜治志賀
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】得られる焼結体の成形密度を上昇させ、十分
な強度を付与し、寸法精度を向上させようとするもので
ある。【解決手段】略球形の粉末冶金用粉末であって、該粉
末冶金用粉末の基となる１次粒子粉末が平均粒子径２０
〜２００μｍの非球形であり、圧縮成形時における圧縮
力によって該粉末冶金用粉末が該１次粒子粉末に解砕す
る程度の結合力によって結合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非球形の１次粒
子粉末を結合して形成した粉末冶金用粉末に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金法は、金属粉末を圧縮成形した
後、焼結することにより各種の金属部品を製造する方法
である。具体的には、まず、原料粉末を前後動する粉末
フィーダにより、製品形状の金型内に挿入し、金型の上
面と摺動するように設けられた粉末フィーダの底面によ
って、金型からはみ出た原料粉末をすりきるようにして
金型内に原料粉末を充填することができる。次いで、加
圧圧縮して所定密度の成形体とする。これを加熱焼結
し、焼結体を製造する。

【０００３】粉末冶金法で用いられる鉄系の金属粉末と
しては、主としてアトマイズ法により得られる鉄粉や還
元粉末等があげられる。これに強度向上用の添加元素粉
末や、焼き付き防止等のための金型潤滑剤粉末等を配合
し、原料粉末として使用されている。この鉄系粉末は、
圧縮成形後の成形体の強度を確保するために非球状であ
り、粉末同士を絡みやすく設計されている。

【０００４】しかし、粉末の形状を非球状にすると、金
型へ鉄系粉末を挿入する際、粉末間に生じる摩擦のため
流動性の低下と共に、充填密度の低下が生じる。このた
め、金型内に挿入された原料粉末の充填密度が不均一に
分布した状態となりやすい。さらに、金型からはみ出た
原料粉末をすりきる際、金型の表面付近にある原料粉末
が粉末フィーダの進行方向に移動し、粉末フィーダの進
行方向側の金型の壁面に押しつけられ、この部分の原料
粉末の充填密度が大きくなる傾向がある。特に、複雑な
形状の部品を製造する場合や径や高さの大きい部品を製
造する場合、充填密度の不均一が生じやすい。この充填
密度の不均一さは、焼結後の焼結体の寸法精度の低下の
原因となる。このため、焼結体の寸法矯正のサイジング
や機械加工等の後工程が必要となる。

【０００５】これに対し、重量平均径が１〜１８μｍの
微小粒子を用いて、これを有機バインダを用いて造粒
し、粉末冶金法に供与する方法が知られている（特開平
４−２１４８０１号公報参照）。

【０００６】これは、微小粒子の造粒物を用いて金型へ
挿入することから、粉末間の摩擦抵抗を低下させること
ができ、金型内の造粒物の充填密度を均一にすることが
可能となる。また、有機バインダで結合されているの
で、圧縮成形時、造粒物が微小粒子に容易に解砕する。
このため、造粒物間に生じる空隙を閉塞させることがで
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法は、微小粒子を造粒するため、有機バインダを造粒
物の６〜３４体積％と大量に使用する必要がある。この
ため、焼結後に得られる製品の成形密度があがらず、焼
結体の強度が十分でなく、割れ等が生じる場合がある。
また、有機バインダを多量に含むため、焼結時の収縮が
大きく寸法精度が悪くなる場合がある。さらに、微小粒
子を使用するので、焼結時の収縮が大きく、得られる焼
結体の寸法精度が悪くなる等の課題を有する。このた
め、得られる焼結体の寸法矯正のサイジングや機械加工
等の後工程が必要となる。

【０００８】そこで、この発明は、得られる焼結体の成
形密度を上昇させ、十分な強度を付与すると共に、寸法
精度を向上させようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、略球形の粉
末冶金用粉末であって、該粉末冶金用粉末の基となる１
次粒子粉末が平均粒子径２０〜２００μｍの非球形であ
り、圧縮成形時には圧縮力によって、該粉末冶金用粉末
が該１次粒子粉末に解砕される程度の結合力によって結
合されたものを用いることにより、上記の課題を解決し
たものである。

【００１０】１次粒子粉末として、平均粒子径が２０〜
２００μｍの粉末を用いるので、原料粉末が細かいこと
から生じる、焼結体の寸法精度の悪化を防止できる。ま
た、１次粒子粉末を適度の結合力で結合させた粉末冶金
用粉末を用いて粉末冶金を行うので、金型内の充填密度
を均一にすることが可能となると共に、圧縮成形時にこ
の粉末が解砕することにより、この粉末間に生じる空隙
を閉塞させることができ、成形密度や寸法精度が高く、
強度のある焼結体を得ることが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。この発明にかかる粉末冶金用粉末は、粉末冶金法
によって焼結体を得るために用いる原料粉末をいい、１
次粒子粉末を適度の結合力で結合させた２次粒子の粉末
をいう。以下、この発明にかかる粉末冶金用粉末を、
「２次粒子粉末」と称する。この粉末冶金法により焼結
体を得る方法は、具体的には、原料粉末を製品形状の金
型内に挿入し、所定圧力で加圧圧縮する圧縮成形工程、
及び、得られた成形体を加熱焼結し、焼結体を製造する
焼結工程からなる。

【００１２】上記の１次粒子粉末としては、平均粒子径
２０〜２００μｍの金属粉末、及び非金属粉末があげら
れる。

【００１３】上記金属粉末としては、鉄系粉末及び非鉄
系金属粉末があげられる。上記鉄系粉末には、純鉄粉
末、炭素鋼等の鉄系の合金粉末、鉄系の部分焼結粉末等
が含まれる。さらに、上記非鉄系金属粉末としては、例
えば、銅、ニッケル、マンガン、クロム、アルミニウム
等の金属や、鉄を含有しない各種合金の粉末等があげら
れる。また、上記非金属粉末とは、金属以外の粉末をい
い、黒鉛粉末等があげられる。

【００１４】この発明に使用される上記１次粒子粉末
は、上記の金属粉末の１種又は複数種の混合体があげら
れる。また、これに、非鉄金属粉末の１種又は複数種を
加えた混合体も使用することができる。

【００１５】上記１次粒子粉末として使用される金属粉
末は、アトマイズ法により得られる金属粉や還元粉を使
用することができ、上記の圧縮成形工程で得られる成形
体の強度を維持できればよい。この中でも、アトマイズ
法により得られる金属粉がより好ましく、鉄系粉末とし
ては、アトマイズ鉄粉がより好ましい。

【００１６】１次粒子粉末の平均粒子径は、２０〜２０
０μｍがよく、５０〜１２０μｍが好ましい。２００μ
ｍを越えると、上記焼結工程によって得られる焼結体に
粗大空孔が発生し、強度が低下する場合が生じる。ま
た、２０μｍ未満の場合、上記圧縮成形工程において、
金型間のクリアランスに１次粒子粉末が入り込みやす
く、焼き付きを起こす可能性がある。

【００１７】上記の１次粒子粉末の形状は、凸部、凹部
等を有するような、非球形状がよい。これは、１次粒子
粉末を圧縮成形したときに、１次粒子粉末同士が絡みや
すくなって所定の結合力を有することとなり、上記成形
体及び焼結体の強度を確保することができるからであ
る。

【００１８】このような非球形状の状態を示す指標とし
て、見かけ密度とタップ密度の比、円形度、針状比、比
表面積等があげられる。

【００１９】上記見かけ密度（以下、「ＡＤ」と略す
る。）とは、一定体積の容器に静かに測定対象の粒子を
入れたときの、粒子間に存在する空間を含めた密度をい
い、ＪＩＳＺ２５０４−１９６０にその測定法があ
げられている。また、上記タップ密度（以下、「ＴＤ」
と略する。）とは、一定体積の容器に振動を与えながら
測定対象の粒子を入れ、粒子間に存在する空間をできる
だけ減少させた状態における密度をいい、ＪＰＭＡＰ
０８−１９９２にその測定法があげられている。１次
粒子粉末のＡＤとＴＤの比は、ＡＤ／ＴＤが８３％未満
がよく、７８〜８２％が好ましい。８３％以上となる
と、１次粒子粉末の形状が球状に近くなり、上記２次粒
子粉末及び成形体を構成する１次粒子粉末間の絡み合い
が少なくって上記焼結体の強度が低下すると共に、上記
成形体のハンドリング性も低下する。

【００２０】上記円形度とは、粒子の任意の投影像の真
円からのずれを示すものであり、上記投影像の面積を
Ａ、その周囲長をＬとしたとき、下記の式で表すことが
できる。円形度＝４π×Ａ／Ｌ² この円形度は、投影方向によって変化するので、複数の
円形度を測定し、その平均値が用いられる。１次粒子粉
末の平均円形度は、０．７未満がよく、０．６以上０．
７未満が好ましい。平均円形度が０．７以上となると、
１次粒子粉末の形状が球形に近くなり、上記の２次粒子
粉末及び成形体を構成する１次粒子粉末間の絡み合いが
少なくなり、上記焼結体の強度が低下する。

【００２１】上記針状比とは、粒子の細長さを示すもの
であり、粒子の任意の投影像における最大径をＤ、この
最大径と対角する径をｄとしたとき、下記の式で表すこ
とができる。針状比＝Ｄ／ｄこの針状比は、粒子によって変化するので、複数の針状
比を測定し、その平均値が用いられる。１次粒子粉末の
平均針状比は、１．４５以上がよく、１．４５〜１．８
が好ましい。平均針状比が１．４５未満となると、１次
粒子粉末の形状が球形に近くなり、上記の２次粒子粉末
及び成形体を構成する１次粒子粉末間の絡み合いが少な
くなり、上記焼結体の強度が低下する。

【００２２】上記比表面積とは一定体積あたりの粒子の
表面積をいい、１次粒子粉末の比表面積は、３００ｍｍ
²／ｍｍ³以上がよく、３００〜３０００ｍｍ²／ｍｍ
³が好ましい。比表面積が３００ｍｍ²／ｍｍ³未満だ
と、１次粒子粉末の形状が球状に近いことを示し、上記
の２次粒子粉末及び成形体を構成する１次粒子粉末間の
絡み合いが少なくなり、上記焼結体の強度が低下する。

【００２３】上記２次粒子粉末は、上記１次粒子粉末を
圧縮成形時における圧縮力によって１次粒子粉末に解砕
する程度の結合力によって結合させた粉末である。この
２次粒子粉末の平均粒子径は、４０〜５００μｍがよ
く、７０〜１８０μｍが好ましい。５００μｍを越える
と、上記圧縮成形時の圧縮性が劣化し、焼結後に粗大空
孔が生じてその強度が劣化する場合が生じる。４０μｍ
より小さい場合は、１次粒子粉末が２次粒子粉末を構成
していないため、非球状の状態が維持されており、流動
性が悪化し、上記圧縮成形工程での金型への充填密度が
低下する。

【００２４】１次粒子粉末を結合して２次粒子粉末とす
る方法は、作製される２次粒子粉末の結合力が、粉末冶
金法における圧縮成形時における圧縮力によって１次粒
子粉末に解砕する程度であれば、特に限定されるもので
なく、種々の方法があげられる。例えば、攪拌造粒法、
流動層造粒法、スプレードライ法等や、これらを組み合
わせた方法等があげられる。また、ボールミル、振動ミ
ル等によるメカニカル造粒法も使用できる。さらに、上
記焼結工程での焼結温度より低い温度で仮焼結を行っ
て、これを破砕するという、いわゆる金属拡散結合によ
る結合法を使用することもできる。さらにまた、有機バ
インダによって造粒することもできる。上記の中でも、
有機バインダを用いた造粒法を用いると、得られる２次
粒子粉末における１次粒子粉末間の結合力が、上記１次
粒子粉末を圧縮成形時における圧縮力によって１次粒子
粉末に解砕するのに適した結合力を有するので、上記圧
縮成形工程で得られる成形体の強度が増し、より好まし
い。有機バインダの例としては、ポリビニルアルコール
系やアクリル系等があげられる。

【００２５】使用される有機バインダの量は、２次粒子
粉末に対して１．５重量％以下がよく、０．０５〜０．
４重量％が好ましい。１．５重量％を越えると、有機バ
インダの占める体積分のため、圧縮成形時の圧縮性が低
下し、得られる成形体の強度の低下につながるからであ
る。また、有機バインダが０重量％であってもよい。こ
の場合は、有機バインダによる方法ではなく、上記の他
の方法が採用される。これらのなかでも、上記の金属拡
散結合による結合法や、上記メカニカル造粒法の中のう
ち、上記１次粒子粉末同士を加圧することにより結合さ
せる、いわゆる機械的結合法をもちいるのが好ましい。
これらの方法は、得られる２次粒子粉末における１次粒
子粉末間の結合力が、上記１次粒子粉末を圧縮成形時に
おける圧縮力によって１次粒子粉末に解砕するのに適し
た結合力を有するので、上記圧縮成形工程で得られる成
形体の強度が増す。なお、有機バインダを用いる場合
は、圧縮成形時に使用される金型潤滑剤を省略又は削減
することができる。

【００２６】上記の２次粒子粉末は、略球形、すなわ
ち、球状に近い形状が好ましい。これは、２次粒子粉末
の流動性が向上するので、圧縮成形時、２次粒子粉末を
均一に金型に挿入することができ、均一の成形体を得る
ことができ、この成形体の強度を増すことができるから
である。

【００２７】このような球状に近い形状を示す指標とし
て、ＡＤ／ＴＤ、粉末流動性、円形度、針状比があげら
れる。

【００２８】２次粒子粉末のＡＤ／ＴＤは、８３％〜１
００％がよく、８４〜９０％が好ましい。ＡＤ／ＴＤ
は、粒子間の摩擦力を表す指標となり、高いほど流動性
が良好であることを示すからである。８３％未満となる
と、流動性が低下し、圧縮成形時の充填密度が不均一と
なりやすく、焼結体の強度が低下する。

【００２９】上記粉末流動性とは、２次粒子粉末の流動
性を示す指標であり、ＪＩＳＺ２５０２−１９５８に
記載の方法で測定することができる。ただし、各粒子の
見かけ密度が異なり、５０ｇにおける体積が粒子毎に異
なるので、１ｃｍ³の体積が流動する時間に換算する。
粉末流動性は、１．６５秒／ｃｍ³未満がよく、１．２
〜１．６秒／ｃｍ³が好ましい。１．６５秒／ｃｍ³以
上であると、圧縮成形時、充填密度に不均一が生じやす
い。

【００３０】２次粒子粉末の平均円形度は、０．７以上
がよく、０．７５〜１が好ましい。平均円形度が０．７
未満となると、粒子間の摩擦力が大きくなり、２次粒子
粉末の流動性が顕著に低下する。

【００３１】２次粒子粉末の平均針状比は、１．４５未
満がよく、１〜１．４が好ましい。平均針状比が１．４
５以上となると、２次粒子粉末が細長くなり、流動時に
回転しにくくなるため、流動性が低下する。

【００３２】上記２次粒子粉末の強度を示す指標とし
て、ラトラー値を用いることができる。このラトラー値
は、成形体の強度を示すもので、ＪＰＭＡＰ１１−１
９９２にその測定法が記載されている。２次粒子粉末又
は２次粒子粉末と１次粒子粉末の混合物を成形し、密度
が６．９〜７．１ｇ／ｃｍ³の成形体を作成したとき、
この成形体のラトラー値が１％以下であればよく、０〜
０．６％であることが好ましい。１％を越えると、ハン
ドリング時に割れや欠けが生じやすい。

【００３３】また、上記の２次粒子粉末は、これを３０
０〜８００ＭＰａで金型成形したときの成形密度が、上
記の２次粒子粉末の原料となる１次粒子粉末を用いて３
００〜８００ＭＰａで金型成形したときの成形密度の９
７％以上となることがよく、９８〜１０１％となるのが
好ましい。９７％未満だと、２次粒子粉末が圧縮成形中
に解砕しにくいため、得られる成形体中に２次粒子粉末
間の空隙が潰れずに残存して、得られる成形体や焼結体
の強度低下を招くからである。

【００３４】粉末冶金法に用いられる粉末としては、上
記の２次粒子粉末のみのものに限られず、上記の２次粒
子粉末に、上記１次粒子粉末を混合して粉末冶金用混合
粉末であってもよい。このとき、２次粒子粉末は、粉末
冶金用混合粉末全体の２０重量％以上、好ましくは５０
〜８０％含有し、残りを上記１次粒子粉末とするのがよ
い。上記２次粒子粉末を２０重量％以上含有させること
により、流動性がよく、かつ、経済的に良好な粒子を得
ることができる。上記２次粒子粉末の含有量が２０重量
％未満の場合は、２次粒子粉末を加えた顕著な効果が得
られなくなる。

【００３５】

【実施例】〔１次粒子粉末〕通常の水アトマイズ法にし
たがって、平均粒子径７５μｍの純鉄粉末（以下、「１
次粒子粉末」と略する。）、及び、平均粒子径３０μ
ｍの純鉄粉末（以下、「１次粒子粉末」と略する。）
を製造した。また、通常の還元法にしたがって、平均粒
子径７４μｍの純鉄粉末（以下、「１次粒子粉末」と
略する。）を製造した。これらの各１次粒子粉末のＡＤ
／ＴＤ、平均円形度及び平均針状比を表１に示す。ここ
で、ＡＤはＪＩＳＺ２５０４−１９６０に従って、Ｔ
ＤはＪＰＭＡＰ０８−１９９２に従って測定した。平
均円形度は、光学顕微鏡によって粒子の投影像の外観写
真をとり、このうち５０個の粒子の円形度をそれぞれ求
め、これを平均することで計算した。また、円形度は、
上記投影像の面積Ａ、その周囲長Ｌを測定し、下記の式
を用いて求めた。円形度＝４π×Ａ／Ｌ² 平均針状比は、上記円形度の場合と同様にして、粒子の
投影像の外観写真の５０個の粒子の針状比をそれぞれ求
め、これを平均することで計算した。また、針状比は、
上記投影像の最大径Ｄ、この最大径と対角する径ｄを測
定し、下記の式を用いて求めた。針状比＝Ｄ／ｄ

【００３６】

【表１】

【００３７】〔実施例１〜５、比較例２〜３〕上記１次
粒子粉末を流動層中で流動攪拌させ、その中へ５重量
％ポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と略す
る。）水溶液を噴霧した。ＰＶＡ量が１次粒子粉末と
ＰＶＡの合計量の０．３重量％となった時点で噴霧を中
止し、乾燥させた。得られた結合物を解砕機によって解
砕し、表２に記載の平均粒子径のものをそれぞれ分取し
て２次粒子粉末を得た。各２次粒子粉末のＡＤ／ＴＤ、
平均円形度、平均針状比、流動性及び密度ばらつきを測
定した。その結果を表２に示す。なお、ＡＤ／ＴＤ、平
均円形度及び平均針状比は上記の方法で測定した。ま
た、流動性は、ＪＩＳＺ２５０２−１９５８に従っ
て測定し、１ｃｍ³の体積が流動する時間に換算した。

【００３８】上記密度ばらつきは次のようにして測定し
た。各２次粒子粉末にワックス系潤滑剤０．８重量％を
配合した後、成形密度６．８ｇ／ｃｍ³のリング状物
（外径３５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚み１０ｍｍ）を圧縮
成形し、１１３０℃で１時間、窒素雰囲気下で焼結し、
１０個の焼結体を得た。これらのリング状物の中心軸を
通る２つの平面によって、リング状物を均等に４分割
し、この各分割片の密度を測定した。得られた焼結体の
各分割片の密度の最大値と最小値との差を平均したもの
を密度ばらつきとした。また、上記焼結体の表層の空孔
を観察し、粗大空孔が存在するか否かをも観察した。そ
の結果も併せて表２に示す。

【００３９】〔比較例１〕上記１次粒子粉末を結合さ
せて２次粒子粉末を作製することなく、上記１次粒子粉
末自体の流動性、密度ばらつき及び粗大空孔の存在の
有無を測定又は観察した。その結果を表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】結果実施例１〜５は、ＡＤ／ＴＤが８５％以上であり、かつ
平均円形度が０．６５以上であるので、金型内に粉末が
均一に充填され、焼結体中の密度のばらつきはほとんど
なかった。また、比較例１及び２は、ＡＤ／ＴＤが８３
％未満であり、流動性が向上しなかった。比較例３は、
粉末平均粒子径が５００μｍを越えるため、焼結体表面
に２００μｍ以上の粗大空孔が観察された。

【００４２】〔実施例６〜１１、比較例５〕上記１次粒
子粉末を実施例１に記載と同様の方法によって結合さ
せて表３の実施例６に記載の平均粒子径を有する２次粒
子粉末を得た。この２次粒子粉末に１次粒子粉末又は
１次粒子粉末のいずれかを表３に記載の量だけ加えて
混合粉末とし、これらのＡＤ／ＴＤ、平均円形度、平均
針状比、流動性及び密度ばらつきを上記の方法で測定し
た。その結果を表３に示す。

【００４３】〔比較例４〕上記１次粒子粉末を結合さ
せて２次粒子粉末を作製することなく、上記１次粒子粉
末自体の流動性、密度ばらつきを測定した。その結果
を表３に示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】結果実施例６〜１１は、金型内に粉末が均一に充填され、焼
結体中の密度のばらつきはほとんどなかった。また、比
較例４及び５は、ＡＤ／ＴＤが８３％未満であり、流動
性が向上しなかった。

【００４６】〔実施例１２〕上記１次粒子粉末に、平
均粒子径３０μｍの銅粉末２重量％、ワックス系金型潤
滑剤０．８重量％を配合して１次粒子粉末混合体を作製
した。この１次粒子粉末混合体を実施例１に記載と同様
の方法によって結合させて平均粒子径１０５μｍの２次
粒子粉末を得た。このＡＤ／ＴＤ、平均円形度、平均針
状比、流動性及び密度ばらつきを上記の方法で測定し
た。その結果を表４に示す。また、得られたリング状物
の焼結体を実施例１に記載のように均等に４分割し、こ
の各分割片の銅含有量を測定した。得られた各分割片の
銅含有量の最大値と最小値との差を平均したもの、すな
わち銅量偏析を計算し、銅量のばらつきを検討した。そ
の結果も表４に示す。

【００４７】〔比較例６〕実施例１２の１次粒子粉末混
合体を結合させて２次粒子を作製することなく、１次粒
子粉末混合体自体の流動性、密度ばらつき及び銅量偏析
を測定した。その結果を表４に示す。

【００４８】

【表４】

【００４９】結果２次粒子粉末を用いることにより、密度ばらつきをほと
んどなくし、かつ、銅の分布もほぼ均一にすることがで
きた。

【００５０】〔実施例１３〜１８〕１次粒子粉末を下
記の方法によって結合させて、２次粒子粉末を形成させ
た。・結合法：流動層中で１次粒子粉末を攪拌させなが
ら、３％のＰＶＡ水溶液を噴霧した。ＰＶＡ量が、１次
粒子粉末とＰＶＡの合計量の０．８重量％となった時
点で噴霧を中止し、乾燥させた。得られた結合物を解砕
機によって解砕し、表５に記載の平均粒子径を有する２
次粒子粉末を得た。

【００５１】・結合法：噴霧したＰＶＡ量を１次粒子
粉末とＰＶＡの合計量の１重量％とした以外は、上記
の結合法と同様にして、表５に記載の平均粒子径を有
する２次粒子粉末を得た。

【００５２】・結合法：噴霧したＰＶＡ量を１次粒子
粉末とＰＶＡの合計量の１．２重量％とした以外は、
上記の結合法と同様にして、表５に記載の平均粒子径
を有する２次粒子粉末を得た。

【００５３】・結合法：噴霧したＰＶＡ量を１次粒子
粉末とＰＶＡの合計量の１．５重量％とした以外は、
上記の結合法と同様にして、表５に記載の平均粒子径
を有する２次粒子粉末を得た。

【００５４】・結合法：１次粒子粉末を加熱炉にお
いて９００℃に加熱し、粒子同士を焼結させ、冷却後、
解砕機によって解砕し、表５に記載の平均粒子径を有す
る２次粒子粉末を得た。

【００５５】・結合法：１次粒子粉末をローラ中に
挟み、圧縮することによりフレーク状の成形体を作製
し、このフレーク成形体を解砕機によって解砕して、２
次粒子粉末を得た。

【００５６】上記の各結合法によって得られた２次粒子
粉末を面積１ｃｍ²のタブレット金型において表５に記
載の圧力を加えて成形した。比較として、比較例１にお
いて使用した粒子、すなわち、１次粒子粉末も同様に
して成形した。これらの成形密度、及び、１次粒子粉末
を成形した場合の成形密度に対する割合を測定した。
さらに、ラトラー値を測定した。その結果を表５に示
す。なお、ラトラー値は、ＪＰＭＡＰ１１−１９９２
に記載の方法にしたがって測定した。

【００５７】

【表５】

【００５８】結果実施例１３〜１８のいずれも良好な圧縮性を示し、ま
た、ラトラー値も良好で、量産時のハンドリング性に優
れているものと考えられる。

【００５９】

【発明の効果】この発明による粉末冶金用粉末は、１次
粒子粉末を所定の結合力で結合させた粉末なので、１次
粒子粉末をそのまま使用する場合に比べて流動性が改善
される。また、この２次粒子粉末は加圧時の解砕がおこ
りやすい。このため、圧縮成形によってより充填密度の
高い成形体を得ることができる。したがって、焼結後得
られる焼結体は、均一な密度を有し、強度の高いものと
なる。

【００６０】また、通常ではそのまま圧縮成形に供与さ
れる所定の平均粒子径を有する１次粒子粉末を所定の方
法で結合させて２次粒子粉末とするので、元来、造粒し
なければ使用できない微粒子の場合に比べて焼結後の寸
法精度の向上が図られる。このため、焼結体の寸法矯正
のサイジングや機械加工等の後工程を行うことなく、製
品を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略球形の粉末冶金用粉末であって、該粉末冶金用粉末の基となる１次粒子粉末が平均粒子径
２０〜２００μｍの非球形であり、圧縮成形時における圧縮力によって該粉末冶金用粉末が
該１次粒子粉末に解砕する程度の結合力によって結合さ
れた、平均粒子径４０〜５００μｍの粉末冶金用粉末。
【請求項２】見かけ密度をタップ密度の８３〜１００
％に形成した請求項１に記載の粉末冶金用粉末。
【請求項３】粉末流動性を１．６５秒／ｃｍ³未満に
形成した請求項１に記載の粉末冶金用粉末。
【請求項４】平均円形度を０．７以上に形成した請求
項１に記載の粉末冶金用粉末。
【請求項５】平均針状比を１．４５未満に形成した請
求項１に記載の粉末冶金用粉末。
【請求項６】上記１次粒子粉末の相互間は、１．５重
量％以下の有機バインダによって結合される請求項１〜
５のいずれかに記載の粉末冶金用粉末。
【請求項７】上記１次粒子粉末の相互間は、金属拡散
結合によって結合される請求項１〜６のいずれかに記載
の粉末冶金用粉末。
【請求項８】上記１次粒子粉末の相互間は、機械的結
合によって結合される請求項１〜６のいずれかに記載の
粉末冶金用粉末。
【請求項９】上記１次粒子粉末の見かけ密度が１次粒
子粉末のタップ密度の８３％未満である請求項１〜８の
いずれかに記載の粉末冶金用粉末。
【請求項１０】上記１次粒子粉末の平均円形度が０．
７未満である請求項１〜８のいずれかに記載の粉末冶金
用粉末。
【請求項１１】上記１次粒子粉末の平均針状比が１．
４５以上である請求項１〜８のいずれかに記載の粉末冶
金用粉末。
【請求項１２】上記１次粒子粉末は、１種若しくは複
数種の金属粉末、又は、１種若しくは複数種の金属粉末
と１種若しくは複数種の非金属粉末との混合体から構成
される請求項１〜８のいずれかに記載の粉末冶金用粉
末。
【請求項１３】上記１次粒子粉末の比表面積が３００
ｍｍ²／ｍｍ³以上である請求項１〜８のいずれかに記
載の粉末冶金用粉末。
【請求項１４】３００〜８００ＭＰａで圧縮成形した
ときの成形密度が、上記１次粒子粉末を３００〜８００
ＭＰａで圧縮成形したときの成形密度の９７％以上であ
る請求項１〜１３のいずれかに記載の粉末冶金用粉末。
【請求項１５】圧縮成形することによって得られる密
度６．９〜７．１ｇ／ｃｍ³の成形体のラトラー値が１
％以下である請求項１〜１４のいずれかに記載の粉末冶
金用粉末。
【請求項１６】請求項１乃至１５のいずれかに記載の
粉末冶金粉末を２０重量％以上含有し、残りが上記１次
粒子粉末である粉末冶金用混合粉末。