CN101896299A - 粉末冶金用铁基粉末 - Google Patents

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Abstract

本发明提供粉末冶金用铁基粉末，其通过粘合剂使流动性改善粒子附着在铁粉的表面，由此流动性优良，能够均匀地填充于薄壁的腔中，并且脱模力高，能够成形。

Description

粉末冶金用铁基粉末
技术领域
本发明涉及适合粉末冶金(powder metallurgy)用途的铁基粉末(iron-based powder)及其制造方法。
背景技术
粉末冶金技术是使用模具将作为原料的金属基粉末压缩成形，并将所得压粉体烧结而得到制品(烧结体)的技术。
粉末冶金技术由于能够以极高的尺寸精度生产复杂形状的机械部件，因此可以大幅降低该机械部件的制造成本。因此，将应用粉末冶金技术制造的各种机械部件利用在多个方面。而且最近，机械部件的小型化或轻量化的要求逐渐提高，因而正在研究各种用于制造小型、轻量且具有足够的强度的机械部件的粉末冶金用原料粉。
例如，在日本特开平1-219101号公报(专利文献1)、日本特开平2-217403号公报(专利文献2)及日本特开平3-162502号公报(专利文献3)中，公开了使用粘合剂使合金用粉末附着在纯铁粉或合金钢粉(alloysteel powder)的表面上(称为“防偏析处理”)的粉末冶金用原料粉。这种以铁为主体的粉末(以下称为铁基粉末)，通常添加副原料粉末(例如铜粉、石墨粉、磷化铁粉、硫化锰粉等)及润滑剂(lubricant：例如硬脂酸锌、硬脂酸铝等)，并将所得的混合粉末(mixed powder或powdermixture)提供给机械部件的制造。
这里，作为铁基粉末的原料的纯铁粉或合金钢粉，根据其制造方法的不同有雾化铁粉、还原铁粉等。虽然也将纯铁粉称为铁粉，但在由制造方法划分的上述分类中，铁粉为包括合金钢粉的广义上的含义。下面只要没有特别说明，则铁粉是指广义上的铁粉。这里，合金钢粉除包括预合金的情况外，还包括部分合金化钢粉、混合合金化钢粉。
但是，铁基粉末、副原料粉末及润滑剂的特性(即形状、粒径等)各不相同，因此混合粉末的流动性不均匀。因此，产生了如下(a)～(c)的问题：
(a)在向用于储存混合粉末的加料斗输送的中途受到产生的振动、落下的影响，铁基粉末、副原料粉末、润滑剂局部地不均匀分布。由流动性的不同引起的这种分布不均，即使通过上述防偏析处理也不能完全地防止；
(b)由于投入到加料斗中的混合粉末的粒子间产生较大的间隙，因此混合粉末的表观密度(apparent density)降低；
(c)堆积在加料斗下部的混合粉末的表观密度随时间的推移(即受到重力的影响)而上升，另一方面，在加料斗上部以表观密度低的状态储存，因此，在加料斗的上部和下部，混合粉末的表观密度变得不均匀。
在这种混合粉末中，难以大量地制造具有均匀的强度的机械部件。
为了解决上述(a)～(c)的问题，需要提高铁基粉末、副原料粉末、润滑剂的混合粉末的流动性。
因此，在日本特开平5-148505号公报(专利文献4)中，公开了以具有规定范围的粒径的铁粉为主体的铁基粉末。但是，在该技术中，由于不能使用偏离规定范围的铁粉，因此不仅铁粉的成品率降低，而且难以使铁基粉末均匀且充分地充满齿轮齿这样薄壁的腔。
另一方面，美国专利US 3357818号公报(专利文献5)中，作为改善冶金用粉末(metallurgical powder)的流动性的方法，公开了以有机润滑剂的约25％添加极微细粒状的无机化合物(finest grained inorganiccompounds)、特别是氧化物(oxide compounds)(优选粒径1μm以下)的技术。作为上述无机化合物，可以例示硅酸(silic acid)、二氧化钛(titaniumdioxide)、二氧化锆(zirconium dioxide)、碳化硅(silicon carbide)、氧化铁(Fe2O3)等。
另外，日本特表2002-515542号公报(专利文献6)中，公开了以改善粉末冶金用铁粉的流动性为目的而含有0.005～2重量％的小于500nm的SiO2等金属氧化物的铁粉。而且，作为防偏析处理，上述公报介绍了使用纤维素等树脂作为粘合剂的湿式法(在自然的液体状态或溶解于溶剂的状态下使粘合剂附着在铁粉上，然后除去溶剂等液体成分的方法)，并且优选在除去上述液体成分后将上述金属氧化物干式混合的方法。
发明内容
但是，通过本发明人的研究而重新作出了以下判断。即，专利US3357818号公报(专利文献5)、日本特表2002-515542号公报(专利文献6)所记载的各种微细粒子中，使烧结体的机械特性降低的微细粒子(例如SiO2)较多，因此并不适合盲目地添加。
本发明以解决上述的问题为目的。即，本发明的目的在于，提供流动性优良、能够均匀地填充于薄壁的腔中、并且烧结体的机械特性没有降低的粉末冶金用铁基粉末。
并且，通过本发明人的研究而重新作出了以下判断。即，在实际应用上，难以为了作用于大部分的铁粉，而将为了改善流动性而添加的极微细的粒子充分混合。因此，现有的方法没有充分发挥出流动性改善剂的能力。
因此，本发明的目的在于，在本发明的进一步优选的方式中解决上述问题，提供更好地发挥流动性改善剂的效果的铁基粉末的制造方法及铁基粉末。
本发明如下所述。
(1)一种粉末冶金用铁基粉末，其特征在于，通过粘合剂使流动性改善粒子附着在铁粉的表面上而形成。
这里所说的铁粉包括合金钢粉，是上述广义上的铁粉。而且，粘合剂使副原料粉末(特别是合金用粉末)的至少一部分附着在铁粉上即可。
(2)如上述(1)所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉中小于50质量％的铁粉没有粘合剂。
例如，对第一铁粉实施防偏析处理后，混合没有实施防偏析处理的第二铁粉，此时，该第二铁粉相当于“没有粘合剂的铁粉”。
(3)如上述(1)或(2)所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉通过预先用润湿改善剂处理其表面而改善了与所述粘合剂的润湿性。
这里，“通过使用润湿改善剂处理铁粉的表面来改善与所述粘合剂的润湿性”，具体而言是指使用所述润湿改善剂将铁粉表面包覆成显示出润湿改善效果的程度。
(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述流动性改善粒子的熔点为1800℃以上，并且在烧结铁基粉末成形体时，这些流动性改善粒子之间没有烧结。
这里，所述流动性改善粒子为选自TiO2、Al2O3、ZrO2、Cr2O3及ZnO的1种或2种以上，并且所述流动性改善粒子的平均粒径在5～500nm的范围内。
(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述流动性改善粒子为PMMA和/或PE，并且所述流动性改善粒子的平均粒径在5～500nm的范围内。
可以同时添加上述(4)中所述的流动性改善粒子和上述(5)中所述的流动性改善粒子。
(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述粘合剂为选自硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸单酰胺及乙撑双硬脂酰胺的1种或2种以上。
(7)如上述(1)～(6)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉为雾化铁粉和/或还原铁粉。
(8)如上述(1)～(7)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，以相对于所述铁粉100质量份为0.01～0.3质量份的比例混合所述流动性改善粒子。
(9)一种铁基粉末的制造方法，是至少含有铁粉和流动性改善粒子的铁基粉末的制造方法，具有：至少使粘合剂附着在所述铁粉的至少一部分上(将其作为原料粉A)的工序；不添加粘合剂而将所述流动性改善粒子混合到所述铁基粉末的部分原料粉末中的工序(将其作为原料粉B)；和然后向原料粉A(附着了所述粘合剂的铁粉)中添加原料粉B(所述铁基粉末的部分原料粉末与所述流动性改善粒子的混合物)、并进行混合的工序。
(10)一种铁基粉末的制造方法，其中，具有：至少使粘合剂附着在第一铁粉上的工序；将流动性改善粒子混合到没有附着粘合剂的第二铁粉中的工序；和然后将所述第一铁粉与所述第二铁粉(包含流动性改善粒子)混合的工序。
并且，上述(10)的发明是上述(9)的发明的最优选的实施方式。这里，“至少使粘合剂附着在铁粉的至少一部分上、或第一铁粉上的工序”的代表是防偏析处理。因此，通过该处理，副原料粉末(特别是合金用粉末)的至少一部分可以附着在铁粉上。
附图说明
图1是表示本发明的铁基粉末的外观的一例的说明图。
图2A、图2B及图2C是表示流动性改善粒子向铁基粉末表面的附着程度的评价例的电子显微镜照片(依次为“良”、“差”、“无”)。
图3是示意地表示填充试验装置的主要部位的立体图。
标记的说明
1     雾化铁粉
2     流动性改善粒子
11    腔(cavity)
12    铁基粉末
13    粉箱
14    容器
15    移动方向
具体实施方式
以下说明本发明优选的方式。除了与流动性改善粒子的混合有关的部分之外，可以应用公知的粉末冶金用粉末(还包括原料和添加物的选择)及其制造方法(还包括顺序、装置)(例如日本特开2005-232592号公报等中公开的技术)。
(铁基粉末的制造方法)
首先，使用混合装置，将铁粉和合金成分与粘合剂一起加热并混合，制造粉末冶金用铁基粉末(防偏析处理的一种)。流动性改善粒子在该防偏析处理之后添加，并利用混合装置在干式状态下混合。
这里，可以将切削性改善剂等其它的副原料与合金成分一起添加，并与粘合剂一同加热、混合。副原料一般为约1μm～约20μm的粉末。作为合金成分，代表性的为石墨粉、Cu粉、Ni粉、Cr粉、W粉、Mo粉、Co粉等，作为切削性改善用粉末，代表性的为MnS粉、CaF2粉、磷酸盐粉、BN粉等。而且，也可以将熔点高于上述加热温度的润滑剂与合金成分在同一时期添加。
并且，优选在上述防偏析处理后为了进一步确保成形性而添加粉末的润滑剂(称为游离润滑剂)。各种润滑剂也可以从公知的物质中适当选择。优选向防偏析处理后的铁粉(铁基粉末)中同时添加流动性改善粒子和游离润滑剂并进行混合。
作为混合装置，从搅拌力的观点出发优选作为机械搅拌式混合装置的一种的高速混合机。但是，混合装置可以根据铁基粉末的制造量、所需要的流动性等适当选择。
作为具体的顺序，在高速混合机中装入规定量的铁粉，再向其中添加石墨、Cu粉等合金成分和粘合剂。投入了这些原料后，开始加热、混合。高速混合机的旋转叶片的转速，根据该混合机的混合槽的大小、旋转叶片的形状而不同，但一般优选以旋转叶片前端的圆周速度计为约1m/秒～约10m/秒。加热混合至混合槽内的温度达到粘合剂的熔点以上，并在熔点以上的温度下混合约1分钟～约30分钟。在充分混合这些原料后，使混合槽内冷却。在冷却过程中粘合剂固化，此时使合金成分等副原料附着在铁粉的表面。
粘合剂从公知的粘合剂中适当选择即可，其种类可以使用加热熔融的粘合剂、或加热而暂时熔融后再通过冷却固化的粘合剂中的任意一种。其中，优选固化后具有润滑性的粘合剂。
其原因在于，使粉体粒子间的摩擦力降低，改善粉体的流动性，进而促进成形初期的粒子重排。具体而言，使用金属皂、酰胺蜡、聚酰胺、聚乙烯、氧化聚乙烯等。特别优选硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺。这些粘合剂可以单独使用，也可以2种以上混合使用。优选的添加量相对于100质量份的铁粉为约0.05质量份～约0.8质量份。
另一方面，铁粉根据其制造方法的不同而存在各种铁粉，考虑其成形性、成形体的特性、烧结体的特性，优选使用水雾化铁粉、还原铁粉。这些铁粉的粒子表面存在凹凸，在压粉时，由于它们咬合因而成形体及烧结体的强度提高。铁粉只要在上述定义的范围内、即为纯铁粉或合金钢粉(包括部分合金化钢粉、混合合金化钢粉)，则没有特别的限定。并且，纯铁粉含98％以上的铁且余量为杂质。合金钢粉总计含有约10％以下的Mn、Cu、Mo、Cr、W、Ni、P、S、V和Si等合金成分。另外，将事先在钢水中添加合金组成的方法称为预合金化，将通过扩散反应使含有合金成分的粒子与铁粉表面结合的方法称为部分合金化，将进行预合金化及部分合金化两者的方法称为混合合金化。
并且，铁粉的粒径一般以平均粒径计在60μm～100μm的范围内(通过日本粉末冶金工业会标准JPMA P02-1992所规定的筛分法得到的值)。
(利用润湿改善剂的润湿改善处理)
上述粘合剂在其熔点以上熔融，并将混合槽内的原料粉体的各粒子表面润湿。由于水雾化铁粉、还原铁粉的表面存在凹凸，因此存在粘合剂在该凹凸上局部地滞留的倾向。因此，铁粉表面的粘合剂的分布不均匀。为了使粘合剂的分布均匀，需要改善铁粉表面与粘合剂的润湿性。因此，为了改善铁粉表面与粘合剂的润湿性而优选使用润湿改善剂。
作为利用润湿改善剂的有效处理方法，在防偏析处理前(加热混合粘合剂、铁粉和其它合金成分之前)，至少预先在铁粉表面包覆润湿改善剂。在使用硅烷偶联剂的情况下，向混合槽中装入铁粉，然后向其中投入硅烷偶联剂(液状)并在室温下搅拌约1分钟～10分钟即可。然后，投入粘合剂、其它的合金成分并加热混合。相对于铁粉100质量份，优选的包覆量为约0.005质量份～约0.1质量份。
作为其它的润湿改善剂，可以考虑乙炔二醇类表面活性剂或多元醇类表面活性剂，这些均为液体，处理方法和适当包覆量与硅烷偶联剂的情况相同。但搅拌处理条件可根据各润湿改善剂来进行调整。作为搅拌装置，优选使用搅拌力(搅拌速度)高的装置，优选例如亨舍尔混合机、高速混合机等旋转叶片混合机，或者具有与上述搅拌机同等以上的搅拌力的装置。
(流动性改善粒子)
本发明中使用的流动性改善粒子是具有改善雾化铁粉的流动性的效果的微细的粉末。在本发明中，考虑到不使烧结体的机械特性降低的观点，使用下述两类粒子作为流动性改善粒子。
(A)优选熔点为1800℃以上的粒子(优选无机化合物，特别优选无机氧化物。具体而言，优选TiO2、Al2O3、ZrO2、Cr2O3及ZnO中的1种或2种以上，特别是最优选TiO2)；
(B)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚乙烯(PE)中的1种或2种。
通常已知若粉末粒子的表面存在细小的凹凸，则粒子间的接触面积减少，粒子间的附着力减小。虽然水雾化铁粉、还原铁粉的表面上也存在凹凸，但其曲率较小，为0.1～50μm-1，因而在减小附着力方面不充分。通过使上述流动性改善粒子附着在铁粉表面，能够充分降低粒子间的附着力。
但是，微细粒子中存在使烧结体的强度、韧性等机械特性降低的物质(SiO2等)，因此并不是可以使用任何物质。根据本发明人的研究可知，属于上述(A)和(B)组的粒子没有使烧结体的机械特性降低。本发明人对上述粒子没有使机械特性降低的原因进行了如下推测。
熔点低于1800℃的粒子因烧结(900℃～1400℃)而熔化或软化，因而配合粒子间的间隙而变形为锐角，增强了对机械特性的不良影响。另一方面，认为若如(A)组这样熔点在1800℃以上，则粒子维持接近最初的(相对地)球形的状态，不会给机械特性带来不良影响。并且认为由于(B)组为有机物，烧结时分解消失，因此其对机械特性的不良影响小。
并且，(A)组中优选无机物、特别是氧化物的原因是容易获得高熔点的物质。而且，在(A)组中优选TiO2、Al2O3、ZrO2、Cr2O3及ZnO中的1种或2种以上，从实验和研究的结果判断特别优选TiO2。(B)组中，从粒径、粒子的硬度等研究结果判断，有机物中特别优选PMMA和PE。
流动性改善粒子通过粘合剂附着在铁粉上。一直以来，为了使极微细的粒子充分分散并附着在其它的粒子上，需要按照如下顺序操作：使该微细粒子在液体中分散，使用该液体包覆粒子，然后使液体成分蒸发。但是，根据本研究可知，在铁粉中添加粘合剂后，在干式状态下混合极微细粒子，并使其通过粘合剂而附着在铁粉上，能够充分地降低流动性。这认为是由下述因素引起的：
流动性改善粒子容易附着在粘合剂的表面；
粘合剂的露出部使其与其它粒子的流动性变差，粘合剂的表面上由粒子所赋予的凸部对流动性改善产生特别好的效果。
并且，在本发明的方式中，上述例示的加热熔融并进行包覆的粘合剂比其它粘合剂(例如在溶剂中熔化等之后进行包覆的粘合剂)更优选。这认为是因为加热熔融型的粘合剂比流动性粒子的吸附力强。
优选流动性改善粒子的平均粒径为5nm以上。流动性改善粒子的平均粒径小于5nm时，有可能埋没到铁粉表面的凹凸或铁粉表面存在的润滑剂中。另外，这些微粒虽然聚集地存在，但若过细则聚集体直接附着在铁粉表面，不优选。而且，通常微粒的制造成本为微粒越细成本越高。
另外，优选使流动性改善粒子的平均粒径为500nm以下。若超过500nm，则与最初铁粉表面上存在的凹凸的曲率相同，特意使这些粒子附着的意义显著降低。另外，特别是上述(A)的流动性改善粒子在烧结时没有分解，而按原样存在于烧结体中。它们也可以看作是钢中的夹杂物，若其大小过大，则使烧结体的强度降低。流动性改善粒子的平均粒径更优选为100nm以下。
从以上原因出发，优选流动性改善粒子的平均粒径在5～500nm的范围内。并且，流动性改善粒子的粒径使用下述值：对于上述(A)使用通过BET比表面积测定、以粒子形状为球形而求出的粒径；对于上述(B)使用通过以乙醇作为分散介质的微跟踪法(microtrack method)测定的值。
为了得到显著的流动性改善效果，优选使流动性改善粒子的添加量相对于铁粉100质量份为0.01质量份以上。更优选为0.05质量份以上。另一方面，优选使流动性改善粒子的添加量相对于铁粉100质量份为0.3质量份以下。若超过0.3质量份，则在相同压力下成形时，压粉体的密度降低，结果烧结体的强度降低，因而不优选。更优选为0.2质量份以下。
因此，优选流动性改善粒子的添加量相对于铁粉100质量份在0.01质量份～0.3质量份的范围内。
添加流动性改善粒子的效果是，在铁粉表面设置细小的凹凸，减少粒子间的接触面积，使附着力下降。而且，还具有阻碍铁粉表面上的粘合剂间的附着的效果。关于本发明的铁基粉末的一例，将模式图在图1中示出。可知流动性改善粒子在雾化铁粉1的表面分散、附着。并且，通过由EPMA测得的C分布及氧化物的金属元素分布确认了流动性改善粒子的附着部存在粘合剂。
(没有粘合剂的铁粉的添加)
作为本发明的另一实施方式，是包含没有粘合剂的铁粉的铁基粉末。考虑上述流动性改善粒子的作用原理，可以认为没有附着粘合剂的铁粉的流动性优良。本发明基于该观点，使铁粉中小于50质量％的铁粉没有粘合剂。这种铁基粉末可以通过在实施了偏析处理的铁粉中混合没有实施偏析处理的铁粉而得到。添加时优选的铁粉的平均粒径的范围与上述一般的铁粉的情况相同。
表面没有粘合剂(裸露表面的)的铁粉的量相对于全部铁粉小于50质量％。若没有粘合剂的铁粉为50质量％以上，则成形时脱模力增大，某些情况下产生咬模现象，成形体上有可能产生缺损。进一步优选没有粘合剂的铁粉为20质量％以下。而且，从得到显著的效果的观点出发，优选添加5质量％以上，进一步优选添加10质量％以上。
而且，作为预想之外的效果，通过在没有粘合剂的铁粉中首先混合流动性改善粒子，然后与添加了粘合剂的(即防偏析处理后的)铁粉混合，能够进一步改善流动性。其原因尚不清楚，但推测一个原因是，由于裸露表面的铁粉具有粉碎流动性改善粉末的聚集体的防聚集效果，因此流动性改善粒子更加均匀地分散在整体中。
期待即使用铁粉以外的其它原料粉末(例如Cu粉末等合金用粉末、切削性改善用粉末等)代替没有粘合剂的粒子也能得到该机制。即，不添加粘合剂，而将上述流动性改善粒子混合到不限于铁粉的铁基粉末的部分原料粉末中(例如将其作为原料粉末B)，然后向实施了防偏析处理的铁粉(作为原料粉末A)中添加上述原料粉末B并进行混合，由此应该能得到类似的效果。当然，原料粉末B所使用的原材粉末不限于1种，还可以包括全部特定的副原料粉末。
并且，最优选使用铁粉作为上述原料粉末B中的没有粘合剂的粒子。这是因为存在以下优点：由于粒子的质量大且添加量也多，因此粉碎力强；与其它的原料粉末不同，即使没有粘合剂也不用担心偏析等。
(其它)
本发明的铁基粉末中除铁以外的组合物(作为合金钢粉含有的物质、以及通过粘合剂附着的物质)的含量相对于铁粉100质量份为10质量份以下。在粉末冶金中应用本发明的铁基粉末时，在填充模具并进行压缩成形之前，还可以自由地添加、混合副原料粉末(合金用粉末、切削性改善用粉末等)来调整烧结体的组成等。
实施例
(实施例1)
使用亨舍尔型高速混合机将表1所示的各粘合剂和表1所示的铁粉、石墨粉、Cu粉等加热、混合，并冷却至60℃。然后，添加表2及表1所示的各种流动性改善粒子和有利润滑剂并进行混合。并且，流动性改善粒子的物性如表3所示。而且，在部分试样(No.12、No.13)中使用了预先在上述优选条件下用硅烷偶联剂(苯基三甲氧基硅烷)实施过润湿改善处理的铁粉。
使用扫描电子显微镜(SEM)对所得的各铁基粉末的表面进行观察，评价流动性改善粒子的附着状态。将拍摄的铁基粉末表面的照片的例子示出于图2A～图2C，并一同示出其评价的结果。图2A的○(良：Good)表示本发明充分的状态，图2B的Δ(差：Poor)及图2C的×(无：None)表示不充分的状态。
利用图3所示的填充试验机对如上得到的铁基粉末的填充性进行评价。该评价如下进行：从粉箱13向设置于容器14中的长20mm、深40mm、宽0.5mm的腔11中填充铁基粉末。粉箱13在填充了各铁基粉末后，沿图中箭头的移动方向15往复移动，其移动速度为200mm/秒，粉箱在腔11上的保持时间为0.5秒。以填充前的表观密度的百分比表示填充后的填充密度(填充重量/腔体积)，并将其作为填充率(填充率100％表示完全填充)，反复进行10次相同的试验，以填充率的标准偏差来表示其填充偏差。将结果示于表2。
另外，在模具中填充各铁基粉末并加压(成形压力686MPa)，成形为厚5mm的拉伸试验片的形状，然后在RX气体气氛下进行烧结(烧结温度1130℃，烧结时间20分钟)，制作拉伸试验片。将拉伸试验的结果一同示于表2。
本发明例的流动性改善粒子的附着状态均良好，而且均显示出良好的填充偏差。而且烧结体的强度也良好。
并且，在相同条件下，在使用TiO2作为流动性改善粒子的情况下，填充的偏差最小。而且可知，若进行润湿改善处理，则烧结体的强度得到改善，流动性整体地稍有改善。
并且，没有添加流动性改善粒子的No.17及流动性改善粒子没有充分附着于铁粉表面的No.18的填充偏差均较大。
另外，使用了熔点为1450℃的SiO2作为流动性改善粒子的No.20，流动性虽然良好，但烧结体的强度显著降低。
表1
-：没有添加
*1)相对于铁粉+合金(石墨、Cu、Ni、Mo)粉末100质量份的值(相对于铁粉100质量份的值的97.4％(No.21为98.2％))
*2)JIP(TM)300A：杰富意钢铁株式会社制雾化铁粉，平均粒径为70μm～90μm
*3)JIP(TM)255M：杰富意钢铁株式会社制还原铁粉，平均粒径为70μm～90μm
*4)预合金化了0.45％质量份Mo的雾化铁粉，平均粒径为70μm～90μm
*5)SGM10CU-304：将10％质量份Cu部分扩散接合的雾化铁粉
表2
Figure GPA00001158431300161
-：没有添加
*1)相对于铁粉+合金(石墨、Cu、Ni、Mo)粉末100质量份的值(相对于铁粉100质量份的值的97.4％(No.21为98.2％))
*2)利用SEM像进行的流动性改善粒子的附着状态的目视评价
表3
  流动性改善粒子 制造商 商品名   密度(Mg/m3)   AD(表观密度)(Mg/m3)   BET比表面积(m2/g)   平均粒径(μm)   单一粒径(nm)   熔点(℃)
  TiO2   石原产业株式会社   A-100   3.7-3.9   0.2   237.2   0.2   6   1800
  Al2O3   日本アエロヅル   Alu C   4.0   0.05   100   13   2300
  ZrO2   ハクスイテツク株式会社   F-3   6.0   0.1   20   0.1   50   3000
  Cr2O3   5.2   2400
  ZnO   ハクスイテツク株式会社   F-3   5.7   0.1   20   0.1   50   2000
  PMMA   ゼオン化成株式会社   F325   1   0.4   18.5   25   50   -
  PE   1   5   100   -
SiO2   キヤボツト·スペツヤリテイ·ケミカルズ·インク   CAB-O-SIL EH-5 2.2 0.016 299.1 0.2-0.3 9 1450
空白栏：未确认
(实施例2)
使用亨舍尔型高速混合机将表4所示的各粘合剂和表4所示的铁粉、石墨粉、Cu粉等加热、混合，并冷却至60℃，然后投入表4所示的没有附着粘合剂的铁粉和表5所示的游离润滑剂及流动性改善粒子。在No.31～33及No.36～40中，流动性改善粒子预先与没有粘合剂的铁粉混合，然后再与附着了粘合剂的铁粉(上述的加热、混合后冷却至60℃的铁粉)混合；在No.34及No.35中，流动性改善粒子和没有粘合剂的铁粉不预先进行上述的混合，而分别与附着了粘合剂的铁粉混合。在No.40中，对于添加了粘合剂的铁粉，与实施例1同样地实施润湿改善处理。
然后，与实施例1同样地进行了研究。将结果示于表5。并且，利用扫描电子显微镜(SEM)进行的流动性改善粒子附着情况的判定全部为○(良：Good)。
发明例均显示出良好的填充性。而且，在相同条件下进行比较时，预先将流动性改善粒子与没有粘合剂的铁粉混合的情况(No.31、32)与分别进行添加的情况(No.34、35)相比，前者的填充性明显得到改善。
表4
-：没有添加
*1)相对于铁粉+合金(石墨、Cu、Ni)粉末100质量份的值(相对于铁粉100质量份的值的97.4％(No.38为99.4％))
*2)JIP(TM)300A：杰富意钢铁株式会社制雾化铁粉，平均粒径为70μm～90μm
*3)JIP(TM)255M：杰富意钢铁株式会社制还原铁粉，平均粒径为70μm～90μm
*4)预合金化了2质量份Cu的雾化铁粉，平均粒径为70μm～90μm
*5)混合：预先使流动性改善粒子与没有粘合剂的铁粉混合分别：不预先混合而分别添加
表5
-：没有添加
*1)相对于铁粉+合金(石墨、Cu、Ni)粉末100质量份的值(相对于铁粉100质量份的值的97.4％(No.38为99.4％))
产业上的利用可能性
根据本发明，能够以铁粉作为原材料制造不使烧结体的机械特性降低、具有优良的流动性、且适合粉末冶金用途的铁基粉末。

Claims (11)

1.一种粉末冶金用铁基粉末，通过粘合剂使流动性改善粒子附着在铁粉的表面上而形成。
2.如权利要求1所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉中小于50质量％的铁粉没有粘合剂。
3.如权利要求1所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉通过预先用润湿改善剂处理其表面而改善了与所述粘合剂的润湿性。
4.如权利要求1～3中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述流动性改善粒子的熔点为1800℃以上。
5.如权利要求4所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述流动性改善粒子为选自TiO2、Al2O3、ZrO2、Cr2O3及ZnO的1种或2种以上，并且所述流动性改善粒子的平均粒径在5～500nm的范围内。
6.如权利要求1～3中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述流动性改善粒子为PMMA和/或PE，并且所述流动性改善粒子的平均粒径在5～500nm的范围内。
7.如权利要求1～6中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述粘合剂为选自硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸单酰胺及乙撑双硬脂酰胺的1种或2种以上。
8.如权利要求1～7中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉为雾化铁粉和/或还原铁粉。
9.如权利要求1～8中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，以相对于所述铁粉100质量份为0.01～0.3质量份的比例混合所述流动性改善粒子。
10.一种铁基粉末的制造方法，是至少含有铁粉和流动性改善粒子的铁基粉末的制造方法，具有：
至少使粘合剂附着在所述铁粉的至少一部分上的工序；
不添加粘合剂而将所述流动性改善粒子混合到所述铁基粉末的部分原料粉末中的工序；和
然后向附着了所述粘合剂的铁粉中添加所述铁基粉末的部分原料粉末与所述流动性改善粒子的混合物、并进行混合的工序。
11.一种铁基粉末的制造方法，其中，具有：
至少使粘合剂附着在第一铁粉上的工序；
将流动性改善粒子混合到第二铁粉中的工序；和
然后将所述第一铁粉与所述第二铁粉混合的工序。
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