JPS59162247A - 鋳鉄粉焼結体 - 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】 本発明は、鋳鉄粉を主原料とした鋳鉄粉焼結体に関し、
例えば自動車のパワートレイン系の部品として好適に使
用される鋳鉄粉焼結体に関するものである。

近年、鉄−炭素系の焼結体の製造方法として、工場等の
鋳鉄切削工程より発生する鋳鉄切削粉を粉砕処理するこ
とによって得られる鋳鉄粉を用いる手法が提案されてい
る。

しかしながら、通常の鋳鉄切削工程より発生する鋳鉄粉
は、含有する炭素量が高く、内部に多量の遊離黒鉛を含
んでいるため、機械的特性が低いという欠点があった。

また、このような鋳鉄粉を用いて製作した焼結体にさら
に鍛造加工を行う場合には、鍛造加熱の際にオーステナ
イト中にある程度遊離黒鉛を固溶させたときでも、鍛造
後に鍛造による肉の流れに沿って発生してきてしまい、
それら黒鉛の流れに対する垂直方向の機械的強度が著し
く悪くなり、鍛造用焼結体としての使用に適さないとい
う欠点があった。

そこで、このような欠点を解消するため、（１）鋳鉄粉
を粉砕工程において微粉化し、遊離黒鉛粉と母鋳鉄粉と
に分離して遊離黒鉛粉のみを除去し、総Ｃ量を低下させ
た鋳鉄粉を利用する方法、 （２）鋳鉄粉と酸化鉄粉とを混合し、その後焼結するこ
とにより、鋳鉄粉中のＣと酸化鉄粉中の０とを反応させ
て、焼結体としての総Ｃ量を低下させる方法、 （３）鋳鉄粉を鉄系粉末への単なる増量材（Ｃ粉末の代
用）として使用する方法、 （４）焼結体を鍛造する場合には、鍛造後に再加熱して
黒鉛を分断あるいは球状化する処理を施す方法、 （５）鍛造素材全体としてのＣ値を減らすため、鉄粉等
を添加してＣの鉄粉中への拡散を利用し、結果として遊
離黒鉛を消失させる方法、 などが考えられている。

しかしながら、このような従来の方法で作られた焼結体
では、例えば試験片であるとか、製品の場合に肉厚の比
較的小さいものにおいては良好な焼結性を示し、機械的
特性も満足のいく値のものが得られるが、肉厚か大きい
ものの焼結あるいは鍛造加熱の場合には、中心部付近の
カス抜けが十分でなくなり、そのため鋳鉄粉のＣの拡散
をかえって阻害する結果となってしまい、遊離黒鉛が消
失しないどころか中心部付近は焼結不足の状態となり、
表面部と中心部付近とではかなりの焼結状態の差が生じ
、当然のごとく機械的特性の均一なものが得られない結
果となってしまうという問題点があった。

才だ、上記（１）の場合には、粉砕により得られた鋳鉄
粉のＣ濃度の管理が難しく、加えて製造装置も高価なも
のになってしまうという問題点もあった。

さらに、焼結体を鍛造する場合において従来の焼結体を
用いると１表面部伺近にあっては遊離黒鉛のほとんどな
いパーライト、ベーナイト等の鉄−炭素系のマトリクス
のみの組織が得られるのに対し、中心部（−Ｊ近にあっ
ては焼結不足とも思われるような未拡散の鋳鉄粉中の遊
離黒鉛が鍛造の肉の流れに沿って連なるように存在する
結果となり、従って機械的特性においてもかなり不均一
なものとなってしまうという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点を解消することを目
的としてなされたもので、鋳鉄粉に、新たにＦｅ−Ｐ系
合金粉の形でＰを加えることによって焼結を活性化させ
、さらに純鉄粉、低合金鉄粉あるいはＦｅ−Ｐ系合金粉
中のＦｅへのＣの拡散を利用することによって肉厚部品
の焼結後においても表面付近および中心イづ近とも良好
な焼結性を有し、結果として均一な組織および機械的特
性を有する焼結体が得られるようにしたものである。

すなわち、本発明による鋳鉄粉焼結体は、鋳鉄粉に、Ｆ
ｅ−Ｐ系合金粉、純鉄粉、低合金鉄粉の中から選ばれる
粉末を、全重量に対してＰ含有量が０．０１〜１．０重
量％となる割合で配合し、混粉したのち成形・焼結した
ことを特徴とし、さらに、その一実施態様においては、
鋳鉄粉に、Ｆｅ−Ｐ系合金粉、純鉄粉、低合金鉄粉の中
から選ばれる粉末を、全重量に対してＰ含有量が０．Ｏ
１〜１．０重量％、Ｃ含有量が０．７〜２．５重量％と
なる割合で配合し、混粉したのち成形・焼結し必要に応
じて鍛造することも可能としたことを特徴としている。

本発明によれば、鋳鉄粉、Ｆｅ、−Ｐ系合金粉。

純鉄粉、低合金鉄粉の中から選ばれる粉末の配合比を変
化させることによって、均一な焼結体組織が得られるこ
とに加え、内部に存在する遊離黒鉛の量を自由にコント
ロールすることができ、例えば自己潤滑性を必要とする
部位への適用に際しては遊離黒鉛をある程度存在させる
ことが可能であり、また耐衝撃性が必要となる部位への
適用に際しては組織をほぼ全面パーライト化させ、遊離
黒鉛の存在をなくすことも煩雑な工程を伴なうことなく
可能となる。

本発明によるＰの効果は、焼結詩に鋳鉄粉あるいは添加
される純鉄粉や低合金鉄粉を活性化させ、前記粉末中の
ＣやＦｅ等と反応してステダイト液相を発生するところ
にある。

一方、鋳鉄粉自体は多量の遊離黒鉛によって粉末マトリ
クスの金属−金属間接触が妨げられ、固体拡散がなされ
にくい状態にあるが、前述したステダイト液相はむしろ
Ｃの存在するところより発生し、Ｃと反応して液相化す
るので、Ｃはこの液相中へ優・先約に固溶していくこと
になり、この液相発生に伴なって内８８に存在する遊離
黒鉛は分断あるいは消滅し、焼結性が大幅に向上するこ
とになる。

上述したステダイト液相の発生はほとんど焼結温度に左
右されるので、そのため焼結体内部のガス抜けが十分で
なくとも中心部付近は表面部付近とほぼ同一の良好な焼
結性が得られ、その結果として均一組織の焼結体が得ら
れるようになるｄそして、この際のＰの量は微量であっ
ても十分な効果が得られる。

他方、本発明において使用される鋳鉄粉は、一般に使用
されている鋳鉄の切削加工時に発生するジノ削粉を粉砕
して得られるものであり、その中でもより好ましい組成
としては、Ｆｅ−２，８〜３．５＊量％Ｃ−１，８〜２
．２重量％５ｔ−０，５〜１．０重量％Ｍｎ−０〜０．
１５重量％Ｐおよび若干の不純物よりなるものである。

また、第１図に示すように、鋳鉄粉に鉄粉を加えること
によって密度を高めることが可能であり、焼なましＭ鉄
粉を使用することによって密度をさらに高めることが可
能である。そして、焼なまし鋳鉄粉を使用する場合でも
、第２図に示すように、変態点である７２３°Ｃを超え
ない範囲でなるべく高温度で焼なましを施したものを使
用すれば、空冷であっても成形性を向上させることがで
きるようになる。

ところで、鋳鉄粉中に多量のＰが含有されている場合に
おいて、このような粉末同士の粒界における拡散現象は
、焼結あるいは鍛造加熱温度と、粉末粒界における組成
とにより決定される。したがって、原料粉である鋳鉄粉
中におけるＰの含有量による粉末同士の拡散への影響は
うすく、また、前記したように粉末粒界におけるＣの拡
散は中心部においては発生ガス等により果されにくい。

本発明では、鋳鉄粉にＰをＦｅ−Ｐの形で積極的に混合
することを一つの特徴としている。これは鋳鉄粉の境界
部分にＦｅ−Ｐ粉を介在させて粉末粒界において液相を
発生させるようにしたものであり、このため肉厚が大な
るときでも表面部のみならず中心部においても粉末同士
の強固な結合を促進することができ、併せてＦｅ−Ｐ液
相もしくはＦｅ中へのＣの拡散を効果的に行うことによ
って遊離黒鉛を減少することが可能となる。これは焼結
後に鍛造を行う場合に特に有効であり、高強度をねらい
とする焼結鍛造においては均一組織が絶対条件であり、
このため鋳鉄粉あるいはその混合粉中にＦｅ−Ｐ系合金
粉を添加することはきわめて有効である。

鋳鉄粉あるいはその混合粉中にＰを添加するに際しては
、Ｐ単体で添加することももちろん可能であるが、Ｐの
融点および沸点が焼結温度あるいは鍛造加熱温度に到底
及ばない低い温度に存在するので、焼結体あるいは鍛造
体としてのＰ量歩留りが悪化してしまうこと、および鍛
造する場合に鍛造体としてのＣ量を適正量に調整するた
めＦｅをある程度添加する必要があることがらＦｅ−Ｐ
系合金の形で添加するのが良いこと、などの理由からＦ
ｅ−Ｐ系合金粉を用いる。そしてこの場合により望まし
いのは、Ｆｅ−２０〜４０重量Ｐ粉である。

前述したように、本発明の鋳鉄粉焼結体は鋳鉄粉に、Ｆ
ｅ−Ｐ系合金粉、純鉄粉、低合金鉄粉の中から選ばれる
粉末を、全重量に対してＰ含有量が０．０１〜１，０重
量％となる割合で配合して混粉・成形・焼結したことを
特徴とするものであるが、特に全重量に対してＰ含有量
が０．０１〜１．０重量％、Ｃ含有量が０．７〜２．５
重量％となる割合で配合し、混粉したのち成形・焼結し
たものは必要に応じて鍛造す、ることも可能であり、以
下にＰ含有量およびＣ含有量の限定理由について説明す
る。

Ｐの添加量は、鋳鉄粉に含まれるＣ量、配合される鉄系
粉あるいは焼結温度によってその最適量が大きく左右さ
れる。この鋳鉄粉あるいはその４昆合粉中に添加された
Ｐは、マトリクスに固溶して焼結を活性化させ、ステダ
イト液相により均一な焼結を可能にする効果がある。し
かし、０．０１重量％未満ではそのような効果が不十分
であり、１．０重量％を超えるとステタイト液相が過剰
に発生し、焼結後の寸法精度が低下すると同時に、ステ
ダイト相が焼結体の粒界にネットワーク状に残ってしま
い、機械的特性が劣化するので好ましくない。ここで、
Ｐ含壱量が０．５重量％以下となるように配合すると焼
結後に鍛造したとき強度が高くなるのでより好ましい。

そして、鋳鉄粉中に必要に応じて純鉄粉あるいは低合金
鉄粉等の鉄系粉末を加えることによって全重量に対する
Ｐ含有量を上述の範囲でコントロールするわけであるが
、この鉄系粉末の添加は焼結体の遊離黒鉛の存在量を変
化させる役割も果す。この鉄系粉末の添加量は、焼結体
として使用される部位の特性に応じて変化させるべきで
あるが、鋳鉄粉のもつ低価格という特徴を活すため、お
よび焼結体としてのマトリクス強度を確保するために、
鉄系粉末の添加量は５０重量％以下程度とすることがよ
り望ましい。さらに、このような鉄系粉末は、母粉末と
なる鋳鉄粉との偏析を避けるために、第３図に示すよう
に、その粒径を鋳鉄粉の粒径に近似させたものを使用す
ることがより望ましい。

また、焼結体をその後さらに鍛造して高精度・高強度の
製品を得ようとする場合には、鋳鉄粉にＦｅ−Ｐ系合金
粉を添加し、さらに必要に７５じて上記純鉄粉あるいは
低合金鉄粉を添加することによって、全重量に対してＣ
含有量が０．７〜２．５重量％となるようにする。この
理由は、Ｃ含有量が全重量に対して２．５重量％を超え
ていると、添加されうるＰの量を多くしなければＭｌｉ
ｉｌｌ′黒鉛が十分に減少しなくなり、鍛造体特性が十
分良好なものとならなくなるが、反面Ｐの量が多くなる
と前述したようにステダイト相が過剰に発生してしまう
ので好ましくない。したがって、全粉末中のＣ含有量は
２．５重量％以下とするのがより望ましい。

他方、全粉末中のＣ含有量が０．７重量％未満であると
、マトリクス強度が低下する要因になるうえ、相対的に
添加される鉄系粉末の量が多くなるのて、安価である鋳
鉄粉の特徴を減殺することとなって好ましくない。した
かって、鍛造を行う場合には全粉末中のＣ含有量が０．
７〜２．５重量％となるように配合することがより望ま
しい。

以上のようにして所定の割合で配合した粉末を４尾粉し
たのち成形・焼結し、さらには場合によって鍛造するが
、その際の好ましい条件の一例について説明する。

まず、成形に際しては、通常の粉末冶金における粉末の
成形手法で成形可能であるが、成形圧力は５〜８ｔｏｎ
／ｃｍ２程度とすることが好ましい。

次に、焼結雰囲気は非醇化性の雰囲気であることが好ま
しく、０２あるいはＨ２Ｏ等の含有量ができるだけ少な
い雰囲気にすることが好ましい。

また、焼結温度は添加されるＰ量あるいは全粉末中のＣ
量によって若干異なってくるが、通常の場合には１００
０〜１１５０’ｏの範囲で行うのが望ましい。

この焼結は、焼結後に鍛造を行う場合には必要に応じて
実施され得るが、特に鍛造後の遊離黒鉛の存在量を少な
くする必要がある場合には実施することがより望ましく
、また、焼結工程を省略して熱間鍛造を行った場合には
その後に焼結工程を入れるのがより望ましい。

次に、鍛造条件であるが、鍛造加熱の雰囲気は非酸化性
であれば良く、鍛造圧力は１Ｏｔｏｎ／ｃｍ２以上とす
ることがより望ましい。また、鍛造加熱温度については
、前工程において焼結が行われている場合には９００〜
１１５０℃程度で良いが、焼結が行われていない場合に
は１０５０〜１１５０℃の温度に保持することがより望
ましい。さらに、鍛造後の熱処理については、通常行わ
れている条件での処理、例えば焼入れ焼もどしやオース
テンパなどの処理が可能であり、所望の鍛造体特性が得
、られるように行うことか望ましい。そして、鍛造体組
織が、パーライト、ヘーナイト等のＦｅ−Ｃ系マトリク
スと、微量のステダイト相および全面積比で５％以下の
遊離黒鉛よりなるものとすることがより望ましく、前記
マトリクス中に微量のステダイト相および全面積比で５
％以下の遊離黒鉛が均一に分散している組織とすること
がより望ましい。

以下、実施例および比較例によって本発明をさらに説明
するが、実施例１〜３および比較例１゜２は焼結体を製
造した場合を示し、実施例４〜６および比較例３〜５は
焼結後さらに鍛造して鍛造体を製造した場合を示してい
る。

実施例１ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　Ｆ、Ｃ２５相当材
）を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって
得られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉（６０メ・
ンシュの篩を通過し、３２０メシユ中の篩を通過しない
粒径の鋳鉄粉、Ｃ，３，０５重量％）に、粒径を鋳鉄粉
と類似させた純鉄粉３０重量％と、−２００メツシユの
Ｆｅ−２７重量％Ｐ合金粉０．５重量％とを加え、さら
に全重量に対して０．５重量％のステアリン酸亜鉛を添
加した後、Ｖ型混合機で１５分間混合した。

その後、得られた混合粉末を６　ｔｏｎ　／　ｃ＋ｎ２
の圧力で直径１００ｍｍＸ高さ５０ｍｍの形状に圧粉成
形したのち、Ｎ２ガス雰囲気中で１１４０℃Ｘ６０分間
の条件で焼結した。

実施例２ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　Ｆ′−Ｃ２５相当材
）を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって
得られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉に、Ｆｅ−
２７重量％Ｐ合金粉をｉ、ｏ重量％加え、さらに全重量
に対して０．５重量％のステアリン酸亜鉛を添加した後
、■型混合機で１５分間混合した。

その後、得られた混合粉末を７　ｔｏｎ　／　ｃｍ２の
圧力で直径１００ｍｍ×高さ５０ｍ＋ｎの形状に圧粉成
形した後、Ｈ２＋Ｎ２ガス雰囲気中で１１２０’ｃＸ６
０分間の条件で焼結した。

実施例３ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉に、この鋳鉄
粉と類似した粒径のＦｅ−１，０重量％Ｃｒ−０，５重
量％Ｍｎの組成をもつ低合金鉄粉３０重量％と、−２０
０メンシユのＦｅ−２７重量％Ｐ合金粉１．０重量％と
を加え、さらに全重量に対して０．５重量％のステアリ
ン酸亜鉛を添加した後、Ｖ型混合機で１５分間混合した
。

次いで、得られた粉末を７ｔｏｎ　７０ｍ２の圧力で直
径１００ｍｍＸ高さ５０ｍｍの形状に圧粉成形した後、
Ｈ２＋Ｎ２ガス雰囲気中で１１００℃×４５分間の条件
で焼結した。

比較例１ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉に、Ｆｅ−２
７重量％Ｐ合金粉を５．０重量％加え、さらに全重量に
対して０．５重量％のステアリン酸亜鉛を添加した後、
Ｖ型混合機で１５分間７昆合した。

その後、得られた混合粉末を６　ｔｏｎ　／　ａｍ２の
圧力で直径１００ｍｍＸ高さ５０ｍｍの形状に圧粉成形
した後、Ｎ２ガス雰囲気中で１１００°Ｃ×４５分間の
条件で焼結した。

比較例２ 原料゛として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材
）を切削した時に発生する切粉な粉砕することによって
得られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉に、４０重
量％の純鉄粉を加え、さらに全重量に対して０．５重量
％のステアリン酸亜鉛を添加し、た後、Ｖ型混合機で１
５分間混合し、得られた４昆合粉末を７　ｔｏｎ　／　
０ｍ２の圧力で直径］、　ＯＯｍｍＸ高さ５０ｍｍの形
状に圧粉成形した後、Ｎ２＋Ｈ２カス雰囲気中において
１１５０’０Ｘ６０分間の条件で焼結した。

焼結体強度 次に、上記実施例１〜３により製造した本発明焼結体と
、比較例１，２により製造した比較焼結体から、８４図
に示すように各焼結体１＠各々の位置より引張り試験片
を切り出し、各試験片について強度試験を行った結果を
第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように、実施例１〜３の場合には強
度のばちつきが小さくなっており、鋳鉄粉にＦｅ−Ｐ系
合金粉を加えて焼結性を向」二させることによって、厚
肉部品においても組織を均一化することを可能にした本
発明の効果が明瞭に表われている。

また、本発明による焼結体組織は、ある程度変化させる
ことかできることは前述した通りであるが、例えば実施
例１における組織は、パーライト地に空孔あるいは塊状
のステタイトが存在する組織となり、実施例２における
組織は、さらにそれらに片状または塊状の遊離黒鉛の分
散する組織となる。

実施例４ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉な粉砕するこｋによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉（Ｃ；３．０
５重量％）に、−２００メツシュのＦｅ−２７重量％Ｐ
合金粉０．５重量％と、粒径を鋳鉄粉と類似させた純鉄
粉３０重量％とを加え、さらに全重量に対して０．５重
量％のステアリン酸亜鉛を添加した後、■型４昆合機で
１５分間混合した。

その後、得られた混合粉末を７　ｔｏｎ　／　ｃ＋ｎ”
の圧力で直径７０ｍｍＸ高さ４０＋ｎｍの形状に圧粉成
形した後、Ｎ２＋Ｈ２ガス雰囲気中で１１４０°Ｃ×６
０分間の条件で焼結し、さらに得られた焼結体をＮ２ガ
ス雰囲気中で１１００°Ｃ×４５分間保持した後、ｌ　
２　ｔｏｎ　／　０ｍ２の圧力で熱間鍛造を行い、密度
７　、５２　ｇ／ａｍ３の鍛造体を得た。この時、鍛造
型の温度は２００°Ｃとし、潤滑剤としては黒鉛懸濁液
の型潤滑を採用した。

実施例５ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉（Ｃ；　３　
、１０重量％）に、−１００メツシユのＦｅ−０，６重
量％Ｐ合金粉を３０重量％加え、さらに全重量に対して
０．５重量％のステアリン酸亜鉛を添加した後、Ｖ型混
合機で１５分間混合した。

その後、得られた混合粉末を６　ｔｏｎ　／　０ｍ２の
圧力で直径７０闘×高さ４０ｍｍの形状に圧粉成形した
のち、Ｎ２カス雰囲気中で１１２０°Ｃ×６０分間加熱
保持した後、ｌ　Ｏｔｏｎ　／　０ｍ２の圧力で熱間鍛
造を行い、密度７　、５７　ｇ／ｃｍ３の鍛造体を得た
。なお、鍛造型の温度は２００°Ｃとし、黒鉛懸１！Ａ
ｍ、により型潤滑を行った。

実施例６ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉（Ｃ，３，０
５重量％）に、３０重量％の鉄粉と、３，０重量％のＦ
ｅ−２７重量％Ｐ合金粉とを加え、さらに全重量に対し
て０．５重量％のステアリン酸亜鉛を添加した後、Ｖ型
混合機で１５分間混合した。

その後、得られた混合粉末を実施例５と同様の条件で成
形・鍛造を行い、密度７　、５５　ｇ／ｃｍ３の鍛造′
体を得た。

比較例３ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉（Ｃ；３．０
５重量％）に、５０重量％の純鉄粉を加え、さらに全重
量に対して０．５重量％のステアリン酸亜鉛を加えた後
、Ｖ型混合機で１５分間混合した。

その後、得られた混合粉末を７ｔＯｎ／Ｃｌ１１２の圧
力で直径７０＋ｎｍＸ高さ４０ｍｍの形状に圧粉成形し
た後、ＮＺ十Ｈ２ガス雰囲気中で１１５０℃×６０分間
の条件で焼結を行った。その後、得られた焼結体をＮ２
ガス雰囲気中で１１００℃×６０分間保持したのち、熱
間鍛造を行い、密度７．４８ｇ／ａｍ３の鍛造体を得た
。なお、金型温度および潤滑剤の条件は実施例４．５と
同じである。

比較例４ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉（Ｃ；　３　
、０５重量％）に、１．０重量％のＦｅ−２７重量％Ｐ
粉を加え、さらに全重量に対して０．５重量％のステア
リン酸亜鉛を添加した後、Ｖ型混合機で１５分間混合し
た。

その後、得られた混合粉末を７　ｔｏｎ　／　ｃｍ２の
圧力で直径７０ｍｍＸ高さ４０＋ｎｍの形状に圧粉成形
した後、Ｎ２＋Ｈ２ガス雰囲気中で１１２０°Ｃ×６０
分間の条件で焼結を行った。さらに、得られた焼結体を
、Ｎ２ガス雰囲気中で１１００℃×４５分間加熱保持後
、圧力１２　ｔａｎ　／　ｃｍ２で熱間鍛造を行い、密
度７．４３ｇ／ａｍ３の鍛造体を得た。

比較例５ 原料として、ねずみ鋳鉄（ＪＩＳ　　ＦＣ２５相当材）
を切削した時に発生する切粉を粉砕することによって得
られる一６０〜＋３２０メツシュの鋳鉄粉（Ｃ，３，０
５重量％）に、−１００，メツシュのＦｅ−０，６重量
％Ｐ合金粉を３０重量％と、純鉄粉５０重量％とを加え
、さらに全重量に対して０．５重量％のステアリン酸亜
鉛を添加した後、Ｖ型混合機で１５分間混合した。

その後、得られた混合粉末を実施例４と同条件にて成形
φ焼結・鍛造を行い、密度７．６０ｇ／ｃｍ３の鍛造体
を得た。

鍛造体強度 次に、上記実施例４Ｎ６により製造した本発明鍛造体と
、比較例３〜５により製造した比較鍛造体から第４図に
示したと同様の位置より引張試験片を切り出し、強度試
験を行った。その結果を第２表に示す。

第２表 第２表から明らかなように、実施例４，５の鍛造体の強
度のばらつきが小さくなっており、しかも高強度を有し
ており、鋳鉄粉にＦｅ−Ｐ系合金粉を加えて焼結性を向
上させ、さらに純鉄粉または低合金鉄粉等の鉄系粉末に
よってＣ量をコントロールさせ、遊離黒鉛の存在を極力
少な、くシ、鍛造体としての強度を向上させることがで
きるという本発明の効果が表われている。これに対して
比較例３〜５の鍛造体ではいずれも強度のばらつきが大
きく、しかも強度の低いものであるという好ましくない
結果となった。また、実施例６については、Ｐを入れな
い比較例３よりも引張り強度のばらつきが少なく、最低
でも約４０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、充分な強度が得られ
ている。そして、Ｐを多く入れた比較例５と比べると引
張り強度は大体同じ位であるが、顕微鏡写真によれば、
実施例はステタイト相が目立たないのに反し、比較例５
ははっきりとステダイト相が見えており、この大きなス
テダイト相のため実施例６は衝撃値が０　、４ｋｇｆ　
ＩＩｍ　７０ｍ２なのに対し、比較例５は０　、１〜０
　、２ｋｇｆ・ｒｎ　７０ｍ２とかなり悪いという結果
が得られた。

そして、本発明による鍛造体組織は、肉厚部品において
もその内部に至るまで均一化されており、したがって遊
離黒鉛の存在はほとんど確認できず、鍛造体としての耐
衝撃性も優れたものである。

また、本発明による鍛造体の中心部付近の顕微鏡組織（
実施例４）を第５図に示し、従来法すなわちＦｅ−Ｐ系
合金粉を混合しない鍛造体の中心部付近の顕微鏡組織（
比較例３）を第６図に示す。

第５図に示すように、本発明による鍛造体は均一な組織
を有しているのに対して、第６図に示すように従来の鍛
造体では遊離黒鉛が発生していることが明らかである。

以上説明してきたように、この発明によれは、鋳鉄粉に
、Ｆｅ−Ｐ系合金粉、純鉄粉、低合金鉄粉の中から選は
れる粉末を配合して、全粉末中に占めるＰ含有量を適切
な値とし、必要に応じて全粉末中に占めるＣ含有量をも
適切な値となるようにし、次いで、混粉したのち成形・
焼結し、必要に応して熱間鍛造・焼結するようにしたか
ら、たとえ厚肉品の場合であっても組織が均一で機械的
特性のばらつきが小さく、機械的特性の著しく優れた焼
結体あるいは焼結鍛造体を煩雑な工程を伴うことなく製
造することができるという顕著なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳鉄粉に対する焼なましの有無または程度によ
る成形圧力と密度との関係を調べた結果の一例を示すグ
ラフ、８２図は鋳鉄粉の焼なまし温度と密度との関係を
調べた結果の一例を示すグラフ、第３図はＭ鉄粉および
鉄粉の粒径割合を調べた結果の一例を示すグラフ、第４
図（ａ）（ｂ）は引張試験片の切り出し位置を示す各々
側面図および正面図、第５図および第６図は各々本発明
法および従来法により製造した鍛造体の中心部付近の顕
微鏡組織写真（１００倍）である。 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人弁理士　小　　塩　　　豊 Ｋ　Ｙｙ　ｆｌ　ｈ　　（ｔｏｎ／ｃｍ２）７００　　
　　　　δｏｏ　　　　　（１００Ｘｔ’Ｊまし温度（
°Ｃ） 第４図 （ａ）　　　　　　　　　　　（ｂ） 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳鉄粉に、Ｆｅ−Ｐ系合金粉、純鉄粉、低合金鉄
   粉の中から選ばれる粉末を、全重量に対してＰ含有量が
   ０．０１−１．０重量％となる割合で配合し、混粉Φ成
   形・焼結してなることを特徴とする鋳鉄粉焼結体。
2. （２）粉末中のＣ含有量が０．７〜２．５重量％である
   特許請求の範囲第（１）項記載の鋳鉄粉焼結体。