CN103080349A - 烧结用铁基混合物粉末和铁基烧结合金 - Google Patents

Abstract

提供了烧结用铁基混合物粉末和使用该烧结用铁基混合物粉末的铁基烧结合金，即使在使用金属氟化物粉末时，也能够减小铁基烧结合金的切削阻力并且能够减缓切削工具寿命的缩短。所述烧结用铁基混合物粉末包含铁基粉末、石墨粉末、比铁基粉末硬的硬质粉末和金属氟化物粉末。关于用下式表示的粒子凹凸度：粒子凹凸度＝(粒子的截面的周长)²/(所述截面的截面积×4π)，金属氟化物粉末的粒子凹凸度在2到5的范围内。

Description

烧结用铁基混合物粉末和铁基烧结合金

技术领域

本发明涉及至少包含铁基粉末、石墨粉末和比铁基粉末硬的硬质粉末的烧结用铁基混合物粉末，并且更具体地涉及可以用来烧结具有优异的切削性的铁基烧结合金的烧结用铁基混合物粉末。

背景技术

常规上，偶尔使用其中混合有铁基粉末、石墨粉末和比铁基粉末硬的硬质粉末的烧结用铁基混合物粉末。在用这样的烧结用铁基混合物粉末填充模具之后，通过模压成型产生压实体。通过对该压实体进行烧结，可以获得铁基烧结合金。在烧结期间，石墨粉末中的碳溶解在铁基粉末中(与铁基粉末形成固溶体)，从而使铁基粉末硬化。然后，以这种硬化的铁基粉末的铁为基体(base)，将硬质粉末分散到铁基烧结合金中。

根据需要对如此烧结出的铁基烧结合金进行切削，并获得成品。然而，如此获得的铁基烧结合金的内部多孔，并且与通过熔化获得的金属合金相比具有较高的切削阻力。因此，常规的实践是向混合物粉末中进一步添加诸如BaS、CaS、MnS等含有S的粉末作为易切削组分。

然而，当使用含有S的粉末时，在烧结期间可能产生诸如H₂S、SO_x等气体，S的含量可能会下降，并因此在某些情况下可能无法实现对切削性的充分改善。

因此，鉴于这样的情况，已经提出了一种烧结用铁基混合物粉末，在该烧结用铁基混合物粉末中，例如，混合诸如碱土金属氟化物粉末等金属氟化物粉末来代替含有S的粉末(参见例如专利文献1)。由于金属氟化物粉末对铁基粉末中的凹部的粘附性，所以自该烧结用铁基混合物粉末烧结的铁基烧结合金使得能够改善切削性。

引用文献列表

专利文献

PTL：日本公开特许公报(特开)第2002-155301A号

发明内容

技术问题

然而，即使在使用专利文献1中公开的金属氟化物粉末的情况下，当与烧结用铁基混合物粉末的其它粉末混合时，金属氟化物粉末的粒子有时会凝集。因此，在对其中金属氟化物粉末的粒子已经发生凝集的铁基烧结合金进行切削时，该金属氟化物粉末不能充分地用作易切削组分，并且对于切削工具的切削阻力增加，从而潜在地缩短了切削工具的寿命。

鉴于该情况进行了本发明，并且本发明一方面在于，提供了烧结用铁基混合物粉末，该烧结用铁基混合物粉末即使在使用金属氟化物粉末时也能够减小由其烧结的铁基烧结合金的切削阻力并且能够减缓切削工具寿命的缩短，并且提供了使用该烧结用铁基混合物粉末的铁基烧结合金。

问题的解决方案

为了解决上述问题，本发明人通过勤奋研究认识到：当在烧结用铁基混合物粉末中混入金属氟化物粉末时，优选地将金属氟化物粒子分散在烧结用铁基混合物粉末之内。本发明人还已经发现，粒子的形状对金属氟化物粒子的有利分散很重要，粒子的形状越接近球形，粒子变得越容易凝集，相反，粒子的形状越偏离球形(即，粒子具有更多的凹部和凸部)，粒子越容易分散在烧结用铁基混合物粉末之内。

本发明是以本发明人的这些新发现为基础的，并且根据本发明的一个实施方案的烧结用铁基混合物粉末包含：铁基粉末、石墨粉末、比铁基粉末硬的硬质粉末和金属氟化物粉末，其中，关于用下式表示的粒子凹凸度：

粒子凹凸度＝(粒子的截面的周长)²/(所述截面的截面积×4π)，金属氟化物粉末的粒子凹凸度在2至5的范围内。

根据本发明的一个实施方案，由于金属氟化物粉末的粒子凹凸度在2至5的范围内，因而金属氟化物粉末的粒子形状是易于粘附到铁基粒子和硬质粒子(易于与铁基粒子和硬质粒子接合)的形状。因此，待在烧结用铁基混合物粉末中混合的金属氟化物粉末的粒子变得可更容易分散(即，不太可能凝集)。另外，由于用作易切削组分的金属氟化物分散在自这样的烧结用铁基混合物粉末烧结的铁基烧结合金中的铁基粒子和硬质粒子之中，因而可以减小铁基烧结合金的切削阻力并且减缓切削工具寿命的缩短。

换句话说，当金属氟化物粉末的粒子凹凸度小于2时，金属氟化物粉末粒子在混合期间易于凝集。而凹凸度超过5的金属氟化物粉末粒子难以制得。

在本发明中所使用的术语“粒子凹凸度”是表明粒子的凹/凸形状的指数，其中，随着粒子的形状变得更接近于球形(即，随着粒子的截面变得更接近于真正的圆)，粒子的凹凸度接近于1。此外，术语“粒子的截面的周长”是指粒子(如碱土金属氟化物粉末粒子)的给定截面的周长，而术语“截面的截面积”是指针对上述周长测量的截面的截面积。此外，在本发明中所使用的术语“铁基”是指主要组分(基体)为铁的材料。

另外，金属氟化物粉末的实例可以包括氟化钾、氟化钠、氟化钙、氟化镁、氟化锶、氟化钡、氟化铅、氟化硒、氟化碲等。金属氟化物粉末优选地可以是碱土金属氟化物粉末，碱土金属氟化物粉末可以进一步优选为氟化锶粉末。

根据本发明的一个实施方案，将碱土金属氟化物粉末分散为没有引起烧结体变脆并且没有溶解于铁基体或由于气化而消失。另外，在上述之中，与其它金属氟化物粉末(例如氟化钡、氟化铅等)相比，氟化锶粉末具有较低的密度，即4.24，并且据推测，当添加相同量(相同质量百分数)的氟化物时，与其它氟化物相比，氟化锶的体积将最大。因此，据推测，与其它粉末如铁基粉末、硬质粉末等接触的氟化锶的量会增加，从而改善了与这些粉末的接合。据推测，所得到的铁基烧结合金的切削性与使用其它金属氟化物的铁基烧结合金相比将因此得到改善。

优选地，相对于烧结用铁基混合物粉末的总量，可以包含0.5质量％至3质量％的碱土金属氟化物粉末。根据本发明的一个实施方案，通过添加碱土金属氟化物粉末，可以减小切削阻力，提高切削工具寿命，而且还可以减小对烧结合金的表面损伤。换句话说，当碱土金属氟化物粉末的含量小于0.5质量％时，在某些情况下，可能不能提高所得到的铁基烧结合金的切削性。然而，当碱土金属氟化物粉末的含量超过3质量％时，碱土金属氟化物粉末变得过量，从而增加了对烧结合金的表面损伤的可能性。

另外，关于上述粉末的含量，碱土金属氟化物粉末粒子的平均粒度优选地可以在1微米至20微米的范围内。通过将其保持在这样的范围内，可以减小切削阻力并且还可以延长切削工具的寿命，从而还使得能够减小对烧结合金的表面损伤。具体而言，当碱土金属氟化物粉末(粒子)的平均粒度超过20微米时，碱土金属氟化物变得难以在铁基烧结合金中的晶界处分散。这可能导致切削阻力增加和切削工具寿命的缩短，从而增加对所得到的烧结合金的表面损伤的可能性。

还可以向烧结用铁基混合物粉末中添加润滑剂、粘合剂等。优选地，还可以添加硅树脂作为粘合剂。根据本发明的一个实施方案，通过添加硅树脂，可以提高混合物粉末和碱土金属氟化物之间的结合力。此外，由于硅树脂是热固性树脂，所以在通过对烧结用铁基混合物粉末进行模压成型来制造压实体并且进一步烧结压实体时，可以维持上述结合力而不使硅树脂软化。此外，即使通过温模具润滑(warm mold lubrication)方法等来制造压实体时，也可以维持上述结合力。

本发明的有利效果

根据本发明的一个实施方案，即使使用金属氟化物粉末，也可以减小铁基烧结合金的切削阻力并且减缓切削工具寿命的缩短。

附图说明

[图1]图1是示出了根据实施例1和比较例1的氟化物粉末(氟化锶粉末的粒子)的投影图和粒子凹凸度的图。

[图2]图2是示出了关于根据实施例1和比较例1的氟化锶粉末的粒子凹凸度与切削工具磨损量之间关系的图。

[图3]图3是根据实施例2的样品的金相组织的放大图。

[图4A]图4A是示出了实施例3和比较例2的关于切削工具磨损量的测试结果的图。

[图4B]图4B是示出了实施例3和比较例2的关于切削阻力的测试结果的图。

[图4C]图4C是示出了对实施例3和比较例2的关于拉托拉(rattler)值的测试结果的图。

[图5A]图5A是示出了实施例4和比较例2的关于切削工具磨损量的测试结果的图。

[图5B]图5B是示出了实施例4和比较例2的关于切削阻力的测试结果的图。

[图5C]图5C是示出了实施例4和比较例2的关于拉托拉值的测试结果的图。

具体实施方案

下面描述本发明的实施方案。根据本发明的一个实施方案的混合物粉末可以是烧结用铁基混合物粉末，以用于通过烧结来制造用于内燃机的阀座等。通过对该烧结用铁基混合物粉末进行模压成型来制造压实体并且进一步烧结压实体，可以获得铁基烧结合金。

根据本发明的一个实施方案的烧结用铁基混合物粉末可以是包含铁基粉末、石墨粉末、比铁基粉末硬的硬质粉末和金属氟化物粉末的混合物粉末。

该铁基粉末可以是包含主要组分为铁的粒子的粉末，并且可以包括：纯铁粉末如雾化铁粉末和还原粉末等、其中使合金化元素预合金化的钢粉末(预合金化的钢粉末)、其中使合金化元素部分合金化的钢粉末(部分合金化的钢粉末)等。此外，它可以是其中这些粉末进行混合的粉末。铁基粉末构成铁基烧结合金的基体。此外，铁基粉末的平均粒度优选地可以是80微米至100微米，并且相对于烧结用铁基混合物粉末的总量，铁基粉末含量优选地可以为40质量％至90质量％。

另外，石墨粉末可以是包含石墨的粉末。通过将石墨粉末包含在混合物粉末中，C(碳)在烧结期间扩散并且通过溶解于其中来增强铁基烧结合金。此外，包含适量C的铁基烧结合金使得能够进行如淬火和回火等热处理，通过该热处理可以改善铁基烧结合金的机械性能。另外，由于诸如原料粉末的成型性、C含量容易调整等原因，没有在铁基粉末中预先包含C。此外，石墨粉末还可以包含金属粉末如铜等、或合金粉末。石墨粉末的平均粒度优选地可以为25微米以下，并且相对于烧结用铁基混合物粉末的总量，石墨粉末的含量优选地可以为0.2质量％至5质量％。当石墨粉末的含量超过5质量％时，延展性可能显著下降，并且强度可能下降。

硬质粉末可以是包含比铁基粉末的铁粒子硬的硬质粒子的粉末。通过将硬质粒子分散在铁基烧结合金中，可以提高铁基烧结合金的耐磨性。构成硬质粉末的硬质粒子的实例可以包括：(1)以质量百分数计，包含20％至70％的Mo、0.2％至3％的C和1％至15％的Mn、余量包含不可避免的杂质和Co的粒子；(2)以质量百分数计，包含20％至70％的Mo、0.5％至3％的C、5％至40％的Ni和1％至20％的Mn、余量包含不可避免的杂质和Fe的粒子；(3)以质量百分数计，包含20％至60％的Mo、0.2％至3％的C、5％至40％的Ni、1％至15％的Mn和0.1％至10％的Cr、余量包含不可避免的杂质和Fe的粒子；(4)以质量百分数计，包含20％至40％的Mo、0.5％至1.0％的C、5％至30％的Ni、1％至10％的Mn、1％至10％的Cr、5％至30％的Co和0.05％至2％的Y、余量包含不可避免的杂质和Fe的粒子；等等。对其没有特别的限制，只要硬质粒子比铁粒子硬即可，并且，举例来说，除了这些粒子之外，还可以包括Si等。此外，硬质粉末的平均粒度优选地可以为80微米至120微米，并且相对于烧结用铁基混合物粉末的总量，硬质粉末的含量优选地可以为10质量％至60质量％。

接下来，在金属氟化物粉末(包括金属氟化物粒子的粉末)中，制备氟化锶粉末(包括氟化锶粒子的粉末)作为碱土金属氟化物粉末(包括碱土金属氟化物粒子的粉末)。目前为止，一般通过从其中碱土金属溶解在氟化氢中的溶液中沉淀出碱土金属氟化物粒子来制造在如烧结等冶金中使用的碱土金属氟化物粉末如氟化锶粉末等，这样的粉末粒子具有接近于球形的形状。然而，在本发明的实施方案中，使用磨机等将氟化锶(碱土金属)晶体密实在一起的块状材料或将通过对氟化锶(碱土金属)晶体进行熔化而获得的块状材料粉碎，以制造具有凹部和凸部的粒子。

然后，假设粉末的粒子凹凸度＝(粒子的截面的周长)²/(所述截面的截面积×4π)，对粉碎条件如磨机的粉碎部件的形状、粉碎负载等进行选择，使得氟化锶粒子的凹凸度将落在2至5的范围内，从而制得氟化锶。应当注意，随着粒子的凹凸度接近1，粒子变得更接近球形。对于使氟化锶粒子沉淀出的方法，粒子的凹凸度极其接近1。

因而，由于使得氟化锶粉末的粒子凹凸度落在2至5的范围内，因此该氟化锶粉末粒子的形状有助于粘附于铁基粒子和硬质粒子。因此，就烧结用铁基混合物粉末而言，待混合的氟化锶粉末粒子变得可容易分散(不太可能凝集)。另外，由于用作易切削组分的氟化锶分散在自该烧结用铁基混合物粉末烧结的铁基烧结合金中的铁基粒子和硬质粒子之中，因而可以减小铁基烧结合金的切削阻力并且减缓切削工具寿命的缩短。

另外，相对于烧结用铁基混合物粉末的总量，氟化锶粉末的含量优选地可以为0.5质量％至3质量％，并且氟化锶粉末的平均粒度可以优选地在1微米至20微米的范围内。通过采用这样的范围内，可以减小切削阻力，还可以提高切削工具寿命，而且还可以减小对烧结合金的表面损伤。

还可以向烧结用铁基混合物粉末中添加润滑剂、粘合剂等。举例来说，作为粘合剂，还可以向烧结用铁基混合物粉末中添加硅树脂如甲基系的硅树脂。当向烧结用铁基混合物粉末中添加该硅树脂时，优选地可以通过用有机溶剂将其稀释、使其与铁粉末和氟化锶混合、并通过加热和干燥去除任何过量的有机溶剂来添加这种树脂。相对于烧结用铁基混合物粉末的总量，硅树脂的含量优选地可以为1质量％以下。

通过添加硅树脂，可以提高混合物粉末与碱土金属氟化物之间的结合力。另外，由于硅树脂是热固性树脂，所以在通过对烧结用铁基混合物粉末进行模压成型来制造压实体并且进一步烧结压实体的过程中，可以维持上述结合力而不使硅树脂软化。此外，因为硅树脂耐受至少为150℃的温度，所以即使通过温模具润滑方法等来制造压实体时，也可以维持上述结合力。

此外，作为润滑剂，烧结用铁基混合物粉末可以包含热塑性树脂粉末、硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺和亚乙基双硬脂酸酰胺的熔融混合物、亚乙基双硬脂酸酰胺、分子量为10000以下的聚乙烯、或者亚乙基双硬脂酸酰胺与分子量为10000以下的聚乙烯的熔融混合物。

实施例

下面通过实施例来描述本发明。

实施例1

通过混合铁基粉末、石墨粉末、比铁基粉末硬的硬质粉末、金属氟化物粉末和润滑剂来制造烧结用铁基混合物粉末。具体而言，制备铁基粉末(Fe)-1.1质量％的石墨粉末(Gr)-30质量％的硬质粉末-1质量％的氟化锶粉末(SrF₂)-0.8质量％的润滑剂(ZnSt)。铁基粉末是通过还原方法制造的纯铁粉末，并且形成所述铁基粉末的铁基粒子是平均粒度为100微米的粉末。通过气体雾化方法制造硬质粉末，并且形成硬质粉末的硬质粒子包含：0.8质量％的C、1.1质量％的Si、5.1质量％的Mn、21质量％的Ni、6质量％的Cr、39质量％的Mo、22质量％的Co、4.5质量％的Fe、0.2质量％的Y。该硬质粉末是平均粒度为100微米的粉末。

另外，通过使用磨机等将氟化锶(碱土金属)晶体密实在一起的块状材料粉碎来制造氟化锶粉末。该粉末的粒子是具有凹部和凸部并且平均粒度为5微米的粒子。此外，粉末粒子凹凸度定义为：

粉末粒子凹凸度＝(粒子的截面的周长)²/(所述截面的截面积×4π)，改变粉碎条件如磨机的旋转速度等，使得凹凸度将落在如图3所示的2至5的范围内，从而制得氟化锶粉末。

关于凹凸度，(1)在放大的情况下对粉末进行观察(用电子显微镜拍照并成像)，并随后(2)使用成像软件对该图像进行圆度测量处理(粉末为黑色而其它为白色的二值化(binarization)处理)，(3)使用成像软件，将其周长取作粒子的截面的周长，并且测量其面积作为该截面的截面积，而且使用上面提到的公式进行圆度(凹凸度)测量。在此，对于随机选择的粒子，进行N＝10次测量。应当注意，对于图2中的实施例1，凹凸度是通过这样的测量次数(即，N＝10)获得的平均值，并且所测得的凹凸度从左起为2.2、2.65、3.5和5.0，这全部都落在2至5的范围内。图1示出了凹凸度为2.65的氟化锶粒子的图像，其为实施例之一。

在784MPa和室温下，对这些烧结用铁基混合物粉末进行模压成型，并且其后在1120℃下烧结，以获得由铁基烧结合金制成的并且具有与阀座相对应的形状的样品。

在该实施例中，通过筛分法来测量平均粒度。具体而言，使用符合JIS Z8801-1标准的试验筛，基于筛网中被筛过的开口的尺寸来确定粒子的尺寸。具体地，通过使用数种具有不同筛网尺寸的筛子进行筛分，通过计算留在每个筛子上的重量比来确定按质量计的粒度分布。

比较例1

以与实施例1类似的方式制得由铁基烧结合金制成的样品。与实施例1的不同之处在于氟化锶粉末。具体地，比较例1中的氟化锶粉末是通过从其中氟化锶溶解在氟化氢中的溶液中沉淀出碱土金属氟化物粒子而获得的粉末，其粒子凹凸度为1.0。图1中示出了凹凸度为1.0的比较例1的氟化锶粒子的图像。

<切削工具磨损量测量试验>

在进给速率为0.3mm并且切削速度为0.08mm/转的情况下，使用切削工具(材料：碳化物)对实施例1和比较例1的样品进行300道切削加工(一道对应于一个阀座的切削长度)。然后，使用光学显微镜，测量切削工具的侧面(flank face)的最大磨损深度，作为切削工具磨损量Vb_{最 大}。图2中示出了结果。

结果1及其讨论

与比较例1相比，实施例1中的切削工具磨损量较小。据推测，这是因为包含凹凸度为2至5的粒子的氟化锶粉末具有易于粘附到铁基粒子和硬质粒子(易于与铁基粒子和硬质粒子接合)的形状，并且待混合的氟化锶粉末的粒子在烧结用铁基混合物粉末中可更容易分散(不太可能凝集)。因此，据进一步推测，因为用作易切削组分的氟化锶粉末分散在自该烧结用铁基混合物粉末烧结的铁基烧结合金中的铁基粒子和硬质粒子之中，所以减小了铁基烧结合金的切削阻力，并且存在较少的切削工具磨损量。

实施例2

以与实施例1类似的方式制得由铁基烧结合金制成的样品。与实施例1的不同之处在于以下事实：通过改变粉碎条件，制得了粒子凹凸度为2.75(其中，N＝10，粒子凹凸度的平均值：2.75，最小值：2.18，最大值：3.21)的粉末。

<显微镜观察>

切取实施例2的样品，并且使用电子显微镜观察其截面。图3中示出了结果。

<各种组分的测量>

通过X射线原子吸收光谱来测量实施例2的样品的Sr含量和F含量(添加量)。下表1中给出了结果。应当注意，在表1中给出的值中，理论值表示相对于添加的1质量％的氟化锶，Sr和F的各自比例(按质量百分数计)，分析值表示测量的Sr和F的各自比例(按质量百分数计)。与分析值一起提供的括号中的值表示用各自的理论值除分析值而计算出的值。

[表1]

结果2及其讨论

如图3所示，氟化锶(SrF₂)分散在铁基体和硬质粒子的晶界处。此外，如表1所示，甚至在烧结之后，仍然保留了大于85％的氟化锶。从这样的结果中可以推测，由于分散的氟化锶，将显著地改善铁基烧结合金的切削性。

实施例3

以与实施例1类似的方式制得由铁基烧结合金制成的样品。与实施例1的不同之处在于以下事实：通过改变粉碎条件，制得了氟化锶粉末的粒子凹凸度为2.7的粉末；以及添加了0.5质量％至5.0质量％的氟化锶粉末，如图4所示。所有氟化锶粉末的平均粒度为5微米。

比较例2

以与实施例1类似的方式制得由铁基烧结合金制成的样品。与实施例1的不同之处在于以下事实：没有向烧结用铁基混合物粉末中添加氟化锶粉末。

<切削工具磨损量测试>

以与实施例1相似的方式对实施例3和比较例2的样品进行切削工具磨损量测试。为此，使用切削阻力测量方法，使用附接到切削工具固定部的测力计来测量切削阻力。图4A和图4B中分别示出了切削工具磨损量和切削阻力。

<拉托拉值测量试验>

根据“日本粉末冶金协会标准JPMA P11-1992”中指出的用于金属生坯压实体的拉托拉值测量方法，对实施例3和比较例2的样品进行拉托拉值测量，作为表示样品对表面损伤的敏感性的指标。图4C中示出了结果。应当注意，较大的拉托拉值表示样品更容易受到表面损伤。

结果3及其讨论

如图4A和图4B所示，由于实施例3包含氟化锶(SrF₂)的事实，所以与比较例2相比，实施例3表现出较小的切削工具磨损量和切削阻力。此外，如图4C所示，在实施例3的样品中，添加量为5质量％的样品表现出超过20％的拉托拉值，其大于其它样品的拉托拉值。从这些结果中可以推断，为了借助于氟化锶来提高铁基烧结合金的切削性，优选地可以添加0.5质量％以上的氟化锶。此外，为了减小铁基烧结合金的表面损伤的敏感性，优选地可以添加3.0质量％以下的氟化锶，或者可以进一步优选地添加1.5质量％以下的氟化锶。

实施例4

以与实施例1类似的方式制得由铁基烧结合金制成的样品。与实施例1的不同之处在于以下事实：通过改变粉碎条件，制得了氟化锶粉末的粒子凹凸度为2.7的粉末；以及这些粉末的粒子的粒度被制成为使得它们的平均粒度落在1微米至100微米的范围内，如图5A至图5C所示。作为改变粒度的一种方法，使用液体粘合剂(PVP)进行造粒得到平均粒度为50微米至100微米的粒子。对于其它粒子，通过使用筛子进行分级来选择预定粒度。应当注意，添加的氟化锶粉末的量为1.0质量％。

<切削工具磨损量测试和拉托拉测试>

如实施例3，对实施例4的样品进行切削工具磨损量测试和拉托拉测试。图5A、图5B和图5C中分别示出了切削工具磨损量、切削阻力和拉托拉值。比较例2的结果也示出于图5A至图5C中。

结果4及其讨论

如图5A和图5B所示，由于实施例4包含氟化锶(SrF₂)的事实，所以与比较例2相比，实施例4表现出较小的切削工具磨损量和切削阻力。此外，如图5A所示，随着实施例4的粉末的平均粒度增加，切削工具磨损量也增加。如图5B所示，随着平均粒度增加至50微米和100微米，切削阻力增加。此外，如图5C所示，随着平均粒度增加至50微米和100微米，拉托拉值也增加。据推测，这是由于以下事实：当碱土金属氟化物粉末(的粒子)的平均粒度超过20微米时，碱土金属氟化物变得难以在铁基烧结合金的晶界处分散，从而增加了切削阻力。另外，据推测，由于碱土金属氟化物变得难以在铁基烧结合金的晶界处分散，所以该烧结合金变得更容易受到表面损伤。

此外，据推测，当氟化锶粉末(的粒子)的平均粒度为5微米以下时，在烧结期间氟化锶起固体润滑剂作用的程度更大。另外，据推测，随着氟化锶粉末的平均粒度增大到一定的水平(如超过20微米)，氟化锶粉末抑制在铁粉末粒子之间的接合而不是起固体润滑剂的作用。

以上已经详细讨论了本发明的实施方案和实施例。然而，本发明决不限于上述实施方案。相反，可以在不脱离如所附权利要求中指出的本发明的精神和范围的前提下进行各种设计修改。

在以上实施例中，使用用显微镜观察到的粒子的投影图像来测量粒子的截面(最大截面)的周长和这些截面的截面积。然而，本发明决不限于这种方法，只要可以例如通过直接测量周长和截面来测量凹凸度即可。

工业实用性

本发明可以适当地用于燃烧压缩天然气或汽油以及被置于高温使用条件下的发动机的阀系统(如阀座、阀导承)。

Claims (7)

1.一种烧结用铁基混合物粉末，包含：

铁基粉末；

石墨粉末；

比所述铁基粉末硬的硬质粉末；和

金属氟化物粉末，其中，

关于用下式表示的粒子凹凸度：

粒子凹凸度＝(粒子的截面的周长)2/(所述截面的截面积×4π)，

所述金属氟化物粉末的所述粒子凹凸度在2到5的范围内。

2.根据权利要求1所述的烧结用铁基混合物粉末，其中所述金属氟化物粉末包括碱土金属氟化物粉末。

3.根据权利要求2所述的烧结用铁基混合物粉末，其中所述碱土金属氟化物粉末包括氟化锶粉末。

4.根据权利要求2或3所述的烧结用铁基混合物粉末，其中相对于所述烧结用铁基混合物粉末的总量，包含0.5质量％至3质量％的所述碱土金属氟化物粉末。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的烧结用铁基混合物粉末，其中所述碱土金属氟化物粉末的平均粒度在1微米至20微米的范围内。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的烧结用铁基混合物粉末，还包含有机硅树脂。

7.一种铁基烧结合金，其通过对根据权利要求1至6中任一项所述的烧结用铁基混合物粉末进行模压成型来制造压实体并且进一步烧结所述压实体烧结而获得。

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