CN104994976B - 粉末冶金用原料粉末 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粉末冶金用原料粉末。该粉末冶金用原料粉末能够防止烧结体的污染、表面缺陷以及脱碳,且能够提高烧结体的强度和密度。其为被用于在500℃以上进行烧结、进而制造烧结体的用途的粉末冶金用原料粉末;且其由金属粉末和润滑剂混合而成,所述润滑剂为氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸。或为被用于在500℃以上进行烧结、进而制造烧结体的用途的粉末冶金用原料粉末;且其由金属粉末和第一润滑剂以及第二润滑剂混合而成,第一润滑剂为氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸。第二润滑剂其优选为芥酸酰胺或硬脂酸酰胺。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金用原料粉末,详细说来,为涉及为了制造烧结体而使其在500℃以上进行烧结的粉末冶金用原料粉末。
背景技术
在金属粉末和润滑剂的混合物中,作为润滑剂,通常使用硬脂酸锌等的金属皂、乙烯双硬脂酸酰胺、脂肪酸酰胺等的酰胺系润滑剂。
但是,在使用且成型金属粉末和润滑剂的混合物,且在500℃以上进行烧结除去润滑剂进而制造金属的烧结体的流程中,尚存在以下问题。
1.烧结体的污染
在将金属皂用于润滑剂的情况下,具有在烧结时发生由在润滑剂中所含有的金属成分的残留而导致的污染的问题。因此,为了防止由该金属成分的残留而导致的污染,作为润滑剂,使用不含有金属成分的酰胺系润滑剂。但是,即使在将酰胺系润滑剂用于润滑剂的情况下,也不能说达到完全无污染。
2.烧结体的表面缺陷
在使用以往的润滑剂的情况下,由于在成型时的模具表面中的摩擦热致使润滑剂熔融,进而润滑剂的块被形成在烧结体的表面。因此,一旦在烧结时润滑剂被分解,则具有润滑剂已成为块的部位作为缺陷部残存的问题。
3.烧结体的强度
在使用以往的润滑剂的情况下,由于上述的表面缺陷等,会存在强度降低的问题。
4.烧结材料的密度
在使用以往的润滑剂的情况下,若想将成型体的密度提高,则必须加大成型压力。而对模具施加大的负荷,则具有模具容易破损的问题。因此,尚不能满足高密度、高强度以及高硬度的技术要求。
5.烧结体的脱炭
在含有作为添加剂的石墨的情况下,存在由于石墨与空气反应而导致脱碳,进而烧结体的强度降低的问题。
专利文献1:日本特开2005-105323号公报
专利文献2:日本特开2011-184708号公报
发明内容
在此,本发明的目的在于,提供一种粉末冶金用原料粉末。其能够防止烧结体的污染、表面缺陷以及脱碳,且能够提高烧结体的强度和密度。
为解决上述问题已进行探讨的结果,在将酰胺系润滑剂和在高温下熔融成为液体状态的物质用于润滑剂的情况下,在烧结体的阶梯部分和成为盘状的部分发生特别明显的污染。从以上问题,究其原因被认为,在烧结时一旦已熔融的润滑剂滞留在成为阶梯部分和成为盘状的部分,由于直至在该润滑剂被分解之间附着炉内的非挥发成分等,进而导致发生污染。再者,还发现,依据脂肪酸酰胺的种类其污染的程度也不同。由于与使用分解温度高的乙烯双硬脂酸酰胺(氮气环境条件中约在300~370℃时分解)的情况下相比较,使用分解温度低的芥酸酰胺(氮气环境条件中约在250~320℃时分解),或硬脂酸酰胺(氮气环境条件中约在240~310℃时分解)的情况下的污染少,因此,被认为在熔融后能很快地分解的润滑剂其污染变少。
而且,基于以上的知见进而锐意探讨的结果,立意了使用原本就不熔融的作为润滑剂的氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸,进而想到了本发明。
即,本发明的粉末冶金用原料粉末为如以下所述。
(1)为被用于在500℃以上进行烧结、进而制造烧结体的用途的粉末冶金用原料粉末,其由金属粉末和润滑剂混合而成,所述润滑剂为氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸中的1种或2种。
(2)为被用于在500℃以上进行烧结、进而制造烧结体的用途的粉末冶金用原料粉末,其由金属粉末和第1润滑剂以及第2润滑剂混合而成,所述第1润滑剂为氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸。
(3)在上述(2)中,所述第2润滑剂为芥酸酰胺和硬脂酸酰胺中的任意一种。
(4)在上述(1)中,所述润滑剂为平均粒径0.1~200μm的氰尿酸三聚氰胺,或平均粒径0.1~200μm的对苯二甲酸。
(5)在上述(2)中,所述第1润滑剂为平均粒径0.1~200μm的氰尿酸三聚氰胺,或平均粒径0.1~200μm的对苯二甲酸。
(6)在上述(3)中,所述第2润滑剂为平均粒径0.1~200μm的芥酸酰胺,或平均粒径0.1~200μm的硬脂酸酰胺。
(7)在上述(3)中,所述第1润滑剂为平均粒径0.1~3μm的氰尿酸三聚氰胺;所述第2润滑剂为平均粒径60~200μm的芥酸酰胺。
(8)在上述(7)中,所述第1润滑剂和所述第2润滑剂的配合比例为90~50%∶10~50的范围。
(9)在上述(3)中,所述第1润滑剂为平均粒径0.1~3μm的氰尿酸三聚氰胺;所述第2润滑剂为平均粒径0.1~200μm的硬脂酸酰胺。
(10)在上述(9)中,所述第1润滑剂和所述第2润滑剂的配合比例为90~10%∶10~90%的范围。
(11)在上述(1)~(10)的任意一项中,为进行使其所述润滑剂附着在所述金属粉末上的处理。
(12)在上述(1)~(10)的任意一项中,为进行使其变化所述润滑剂的形状的处理。
根据本发明,能够防止烧结体的污染、表面缺陷以及脱碳,且能够改善烧结体的强度和密度。
附图说明
图1为仅将乙烯双硬脂酸酰胺已使用在润滑剂的比较例的烧结体的上部表面的照片。
图2为仅将氰尿酸三聚氰胺已使用在润滑剂的实施例的烧结体的上部表面的照片。
图3为仅将乙烯双硬脂酸酰胺已使用在润滑剂的比较例的烧结体的侧面表面的照片。
图4为仅将氰尿酸三聚氰胺已使用在润滑剂的实施例的烧结体的侧面表面的照片。
图5为已比较烧结体的密度的示意图。
图6为已比较烧结体的硬度的示意图。
图7为已比较烧结体的冲击值的示意图。
图8为已比较淬火体的硬度的示意图。
图9为已比较淬火体的冲击值的示意图。
具体实施方式
本发明的粉末冶金用原料粉末为被用于在500℃以上进行烧结、进而制造烧结体的用途的粉末冶金用原料粉末;且由金属粉末和润滑剂混合而成,所述润滑剂为氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸中的一种或二种。
氰尿酸三聚氰胺(三聚氰酸三聚氰胺)或对苯二甲酸不含有金属成分,且,由于为在高温情况下不熔融,而在500℃以下就进行分解或升华的物质,在烧结时消失,因此,不会对烧结体产生影响。再者,氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸其作为固体润滑剂的性能高。所以,作为润滑剂,通过使用氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸,在成型时发挥作为润滑剂的高功能的同时,还能在烧结中防止烧结体的污染和表面缺陷以及脱碳。再者,作为润滑剂,通过使用氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸,在能够防止表面缺陷的同时,还能够改善烧结体的强度。另外,作为润滑剂,通过使用氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸,能够将在成型时的压缩性变高,且在减低成型压力的同时能够防止模具的破损,进而能够满足高密度、高强度以及高硬度的技术要求。再者,氰尿酸三聚氰胺其作为主要用途的防燃剂用的原料粉末,对苯二甲酸其作为主要用途的PET树脂制造用的原料粉末,都具有能够容易获得,且价格低的优点。
尚,氰尿酸三聚氰胺的一般性的用途为建筑材料等的防燃剂(日本特开昭53-31759号公报)。在其它的用途上,还被作为铸造模具用的脱模剂(日本特开昭57-168745号公报)、耐电弧材料的耐追踪剂(日本特开昭59-149955号公报)、磁录介质的润滑剂(日本特开昭60-234223号公报)、激光反射剂(日本特开平2-19421号公报)、热轧油的润滑性改良剂(日本特开平2-127499号公报)、沥青材料的抗结块剂(日本特开平2-228362号公报)、渗氮/渗碳盐浴的再生剂(日本特开平3-202458号公报)、滑动剂的滑动特性改良剂(日本特开平4-246452号公报)、涂料的特性改良剂(日本特开平5-214272号公报)、砺石的润滑剂(日本特开平6-039731号公报)、金属加工用皮膜剂的防锈蚀剂(日本特开平6-158085号公报)、轴承的自动润滑剂(日本特开平6-159369号公报)、聚氧化甲烯的酸稳定剂(日本特开平6-192540号公报)、阳离子电沉积钢板的电沉积改良剂(日本特开平6-228763号公报)、造纸机的润滑剂(日本特开平6-280181号公报)、阻焊油墨的固化剂(日本特开平7-041716号公报)、砺石的模拟气孔剂(日本特开平7-241774号公报)、指纹检出剂(日本特开平7-289538号公报)、超硬模具导正销的润滑剂(日本特开平9-59663号公报)、脂膏状的润滑剂(日本特开平9-255983号公报)、摩擦材料的耐磨损剂(日本特开平10-330731号公报)、书写用具的磨损抑制剂(日本特开2000-335164号公报)、热轧辊用固体润滑剂(日本特开2001-003071号公报)、冷加工用润滑油的焦化附着防止剂(日本特开2001-181665号公报)、研磨液的润滑剂(日本特开2001-332517号公报)、冷拉丝加工用润滑剂的防锈蚀剂(日本特开2003-049188号公报)、气囊用气体生成剂的燃料剂(日本特开2004-067424号公报)、水分散形金属加工剂的润滑剂(日本特开2004-315762号公报)、水系润滑皮膜处理剂的润滑剂(日本特开2006-335838号公报)、压粉磁心的强度改善剂(日本特开2008-231443号公报)、墨粉的带电付与剂(日本特开2009-237274号公报)、高分子压电材料的结晶促进剂(日本特开2012-235086号公报)、柴油发动机燃料的氮氧化物降低剂(美国专利5746783号公报)以及盘式制动钳销用润滑剂的熔敷防止和热稳定剂(美国专利5874388号公报)等。
尚,对苯二甲酸的一般性的用途为用于制造聚乙烯对苯二甲酸酯(PET树脂)的原料。PET树脂在1967年由杜邦公司开发,且由于在1973年被开发为饮料用PET瓶而被大量使用,且PET树脂也被使用在衣料的合成纤维和一般性的塑型物等方面。在其它的用途上,还被作为对苯二甲酸化合物等的药品的制造原料(多数公报)、电子摄影图像形成剂的润滑剂(日本特开昭49-60222号公报)、铸型崩解剂(日本特开昭52-116724号公报)、铸造用包模组成物的强化剂(日本特开昭52-30218号公报)、荧光放电灯荧光体的酸清洗剂(日本特开昭55-60248号公报)、植物生长调节剂(日本特开昭55-100304号公报)、杀菌清洗剂的酸性剂(日本特开昭61-122847号公报)、漂白剂(日本特开昭62-7797号公报)、半导体装置基板的升华剂(日本特开昭62-33431号公报)、黄嘌呤氧化酶的稳定剂(日本特开昭62-210988号公报)、铝的电化学处理剂(日本特开平3-24289号公报)、天然橡胶素炼用添加剂(日本特开平10-265611号公报)、半导体基板的清洗剂的还原&洗护剂(日本特开2000-138198号公报)、墨粉的酸性电荷控制剂(日本特开2003-15365号公报)、过敏原去除剂的固化剂(日本特开2003-336100号公报)、液体清洗剂的清洗剂(日本特开2004-189795号公报)、柴油发动机润滑油的抗腐蚀剂(日本特开2004-346326号公报)、喷墨式记录用油墨的特性改良剂(日本特开2006-57076号公报)、纸质的特性改良剂(日本特开2006-83503号公报)、燃料电池用电解质的稳定剂(日本特开2006-269183号公报)、电子元件封装用接合材料的表面活性剂(日本特开2007-157373号公报)、不锈钢的腐蚀抑制剂(日本特开2008-50627号公报)、二氧化碳外用剂的增粘剂(日本特开2009-91364号公报)、锂离子充電池用负极的发热抑制剂(日本特开2011-249058号公报)、环氧树脂组成物的固化延迟剂(日本特表2004-503632号公报)、推进剂的稳定剂(日本特表2004-516223号公报)、燃料电池的冷却剂(日本特表2005-505908号公报)、铜的清洗保护剂的络化剂(日本特表2012-506457号公报)、农药的酸性剂(日本特国开WO2006/038631)、荧光剂(美国专利7150839号公报)、碳清除剂(美国专利2004-0129180号公报)、杀菌剂(美国专利2005-0019421号公报)、除臭剂(美国专利2008-0206093号公报)以及pH控制剂(美国专利2009-0081806号公报)等。
将本发明的粉末冶金用原料粉末的用途限定在,于500℃以上进行烧结进而制造烧结体一事,其原因在于,其一为多数的金属粉的烧结温度为500℃以上,其二为若在为润滑剂的氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸残留在烧结体的温度,则由于残留有氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸,进而作为烧结体则得不到所期望的强度。尚,氰尿酸三聚氰胺大约在360~430℃、对苯二甲酸大约在310~380℃下完全分解或升华,两物质皆为无熔点,且为不熔融的物质。
将本发明的必须润滑剂限定为氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸之事,其理由在于,无熔点且不会熔融的物质,原理性上不会发生炉内的烟灰和污物附着在润滑剂熔融物,进而污染烧结体之事。无熔点且不会熔融的物质,在其它方面也存在,因此,可潜在地被使用为发明的必须润滑剂。本发明者,对作为其它的不熔融的物质,例如,三聚氰胺、三聚氰胺树脂、三聚氰酸、尿素、尿素树脂(碳醯胺胺树脂)、金刚烷、纤维素以及酰胺树脂进行了探讨。虽然每一种都不为不能使用的水平,但由于具有润滑性和压缩性以及流动性等不佳的缺点,在作为粉末冶金用原料粉末的润滑剂去替代以往所使用的润滑剂略为不充分。
再者,本发明的粉末冶金用原料粉末为被用于500℃以上进行烧结进而制造烧结体的用途的粉末冶金用原料粉末。其由金属粉末、第1润滑剂以及第2润滑剂混合而成。所述第1润滑剂为氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸。
作为第2润滑剂,可使用公知的润滑剂。作为润滑剂,通过并用氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸和公知的润滑剂,将其与单独使用氰尿酸三聚氰胺或对苯二甲酸的情况相比较,其润滑性提高且模具的寿命延长。再者,由于能够削减公知的润滑剂的使用量,其结果,能够抑制污染和表面缺陷的发生,并且能够提高烧结材料的密度。尚,作为第2润滑剂,芥酸酰胺或硬脂酸酰胺尤其适宜使用。通过将芥酸酰胺或硬脂酸酰胺用于第2润滑剂中,在能够抑制污染的发生的同时,还能够得到高润滑性。
在本发明中所使用的氰尿酸三聚氰胺、对苯二甲酸、芥酸酰胺以及硬脂酸酰胺,其优选为平均粒径0.1~200μm者。若超过200μm则在烧结体内发生内部缺陷;相反,若低于0.1μm则容易形成二次凝集,再者,在本发明中所使用的氰尿酸三聚氰胺,其更为优选为平均粒径0.1~3μm者。若超过3μm则粉末冶金用原料粉末的流动性恶化。再者,在本发明中所使用的芥酸酰胺,其优选为平均粒径60~200μm者。若低于60μm则粉末冶金用原料粉末的流动性恶化。在并用氰尿酸三聚氰胺和芥酸酰胺的情况下,氰尿酸三聚氰胺和芥酸酰胺的配合比例其优选为90~50%:10~50%的范围。再者,在并用氰尿酸三聚氰胺和硬脂酸酰胺的情况下,氰尿酸三聚氰胺和硬脂酸酰胺的配合比例其优选为90~10%:10~90%的范围。通过将配合比例控制在该范围,进而能够兼顾成型时的压缩性和润滑性以及流动性。另外,在并用或单独使用氰尿酸三聚氰胺和对苯二甲酸的情况下,尤其能够兼顾在温成型中所成型时的压缩性和润滑性以及流动性。
再者,通过将润滑剂和石墨等附着在金属粉上,进而和以往的粉末冶金用原料粉末同样也能够控制视密度和成型/烧结时的尺寸变化率,且能够改善偏析和流动性以及压缩性等。金属粉并不限于铁粉,也可使用铜粉和铝粉等的其它金属粉。再者,通过使其变化润滑剂的形状和比表面积,进而和以往的粉末冶金用原料粉末同样也能够控制视密度和成型/烧结时的尺寸变化率,且能够改善偏析和流动性以及压缩性等。例如,通过为使其形状变圆而使用雾化法;为使其表面积变大而使用粉碎法,进而能够使其变化形状和比表面积。
以下,对本发明的粉末冶金用原料粉末的具体的实施例加以说明。尚,本发明不限定于以下的实施例,也可进行各种变通实施。
实施例
(1)烧结体的污染和表面缺陷
对烧结体的污染和表面缺陷进行了探讨。
作为金属粉,使用铁粉(日本神户制钢制造ATOMEL300M)。作为润滑剂,使用平均粒径为约2μm的氰尿酸三聚氰胺的粉末(以下,将其作为“M”。);平均粒径100μm的对苯二甲酸的粉末(以下、将其作为“T”。);平均粒径20μm的乙烯双硬脂酸酰胺的粉末(以下,将其作为“B”。);平均粒径50μm的芥酸酰胺的粉末(以下,将其作为“E”。);平均粒径50μm的硬脂酸酰胺的粉末(以下、将其作为“S”。)以及平均粒径20μm的硬脂酸锌的粉末(以下,将其作为“Z”。)。
将铁粉和润滑剂放入V型混合器内,进行约20分钟的混合,进而制备出了原料粉末。润滑剂的添加量,以原料粉末中的润滑剂成为1质量%的方式进行了添加。其后,成型原料粉末,进而制作出约500g的盘形的成型体。成型时的模具,使用了表面粗度为Rz5μm以上且数十万个成型后的已使用过的模具。然后,将成型体在RX气体的还原环境条件下,且在650℃条件下进行焙烧、在1140℃条件下进行烧结,进而制造出了烧结体。有关所得到的烧结体,将污染的量通过目视划分为大、中、小、极小、无的5个等级进行了比较评价。再者,将有无表面缺陷通过目视划分为大、小、无的3个等级进行了比较评价。其结果表示在下表。
【表1】
评价的结果,其污染量在已使用M或T的实施例1~7中污染少。表面缺陷,其已单独使用Z、B、E以及S的比较例1~4,在所有的表面形成了润滑剂的大块,进而变为烧结体表面缺陷不良。相反,在已使用M或T的实施例1~7中,由于未被形成润滑剂的块,或即使形成了润滑剂的块也小,因此,未发生烧结体的表面缺陷不良。
将作为润滑剂仅使用了B的比较例2的烧结体表面的照片表示在图1。其为从已成为盘状的烧结体的上部所视的放大照片,由此可知,在已成为盘状的底边的部分被看到多数点状的污染。另一方面,将作为润滑剂仅使用了M的实施例1的烧结体表面的照片表示在图2。在图2中所表示的部分,虽为与在图1中所表示的部分为相同的部位,但由此可知,在该部位未发现有污染。
将作为润滑剂仅使用了B的比较例2的烧结体表面的照片表示在图3。其为从烧结体的侧面所视的放大照片,由此可知,其具有产生凸凹且为看上去发黑的表面缺陷。另一方面,将作为润滑剂仅使用了M的实施例1的烧结体表面的照片表示在图4。在图4中所表示的部分,虽为与在图3中所表示的部分为相同的部位,但可知,在该部位未发现有表面缺陷。
(2)原料粉末的压缩性、润滑性以及流动性
以下,对原料粉末的压缩性、润滑性以及流动性进行了探讨。
作为金属粉,使用铁粉(日本神户制钢制造ATOMEL300M)。作为润滑剂,使用了平均粒径为约2μm的氰尿酸三聚氰胺粉末(以下,将其作为“M”。);平均粒径50μm的芥酸酰胺的粉末(以下、将其作为“E”。);平均粒径70μm的芥酸酰胺的粉末(以下,将其作为“F”。);平均粒径约为4μm的氰尿酸三聚氰胺粉末(以下,将其作为“N”。);平均粒径约为50μm的硬脂酸酰胺的粉末(以下、将其作为“S”。);平均粒径100μm的对苯二甲酸的粉末(以下、将其作为“T”。)以及平均粒径约为20μm的硬脂酸锌的粉末(以下,将其作为“Z”。)。
再者,作为添加剂使用了铜粉(日本福田金属制造CE-20)和石墨粉(日本石墨CPB-S)。
将铁粉和润滑剂放入V型混合器内,进行约20分钟的混合,进而制备出了原料粉末。润滑剂的添加量,以原料粉末中的润滑剂成为0.75质量%的方式进行了添加。其后,添加剂的添加量,以原料粉末中的铜粉成为2质量%、石墨粉成为0.7质量%的方式进行了添加。且依据JIS Z-2502标准对原料粉末的流动度进行了测定。其后,使用已混合的原料粉末,将模具温度设为常温或150℃,且以8t/cm2的成型压力成型,进而制造出约7g的凸模面积1cm2的圆柱状的成型体。有关所得到的成型体,对其成型密度进行了测定。再者,通过成型体成型时的拔出能量对成型体的润滑性进行了测定。尚,通过以1cm/分的速度从成型后模具拔出圆柱状的成型体时所需要的总能量对拔出能量进行了测定。将其结果表示在下表。
【表2】
评价的结果,有关流动性,其在使用了50质量%的E的实施例12、使用了60质量%的F的实施例14、单独使用了N的实施例15、单独使用了F且在150℃条件下的比较例5、单独使用了S且在150℃条件下的比较例6以及、单独使用了Z且在150℃条件下的比较例8中,由于流动性劣,进而用流动度计不能进行测定。使用了F的实施例13比使用了E的实施例12其流动性高;使用了M的实施例21比使用了N的实施例15其流动性高。条件为150℃的流动性,使用了M、T的实施例28、34比使用了F、S、Z的比较例5、6、8其流动性高。有关在常温成型的压缩性,与使用了Z的比较例5相比较,被确认,实施例8~11、16~18、21~27的成型密度提高,且压缩性也提高。有关在150℃中温成型的压缩性,与使用了Z的比较例8相比较,被确认,实施例28~31的成型密度提高,且压缩性也被提高。有关在常温成型的润滑性,与使用了Z的比较比7相比较,在并用了M和E、F或S的实施例9~11、13、17~20中,被确认,由于拔出能量小进而润滑性高。有关在150℃中温成型的润滑性,与使用了Z的比较例8相比较,被确认,在实施例29~34中,由于拔出能量小进而润滑性高。再者,与实施例21~27相比较,在150℃中已温成型的实施例28~34中,被确认,由于拔出能量小,进而M和T的润滑剂其温成型的比常温成型的润滑性高。有关M和T的润滑剂,由于能够将温成型温度提高至接近分解温度的温度,在这种情况下,有望能够进一步提高压缩性。
(3)烧结体的脱碳
以下,对烧结体的脱碳进行了探讨。
作为金属粉,使用铁粉(日本神户制钢制造ATOMEL300M)。作为润滑剂,使用了平均粒径为2μm的氰尿酸三聚氰胺粉末(以下,将其作为“M”。);以及平均粒径20μm的硬脂酸锌的粉末(以下,将其作为“Z”。)。
再者,作为添加剂使用了铜粉(日本福田金属制造CE-20)和石墨粉(日本石墨制造CPB-S)。
将铁粉和润滑剂以及添加剂放入V型混合器内,进行约20分钟的混合,进而制备出了原料粉末。润滑剂的添加量,以原料粉末中的润滑剂成为1质量%的方式进行了添加。其后,添加剂的添加量,以原料粉末中的铜粉成为2质量%、石墨粉成为0.7质量%的方式进行了添加。且以4t/cm2的成型压力成型原料粉末,进而制造出60mm×10mm×10mm的棒状的成型体。其后,将成型体在大气中500℃条件下加热40分钟,再在大气中放置冷却后对成型体中的残留石墨量进行了测定。将其结果表示在下表。
【表3】
润滑剂 | 残留石墨量 | |
实施例35 | M | 0.70% |
比较例9 | Z | 0.65% |
评价的结果,对于原本的石墨量0.7质量%,使用了M的实施例35维持了原本的石墨量。但相对于以上,使用了Z的比较例9丧失了0.05质量%的石墨,即发生了脱碳。由此可确认,在对脱碳的抵抗力方面,已使用M的要比已使用Z的抵抗力高。
(4)烧结体的密度和强度
以下,对烧结体的密度和强度进行了探讨。
作为金属粉,使用铁粉(日本神户制钢制造ATOMEL300M)。作为润滑剂,使用了平均粒径为2μm的氰尿酸三聚氰胺粉末(以下,将其作为“M”。);以及平均粒径20μm的硬脂酸锌的粉末(以下,将其作为“Z”。)。
再者,作为添加剂使用了铜粉(日本福田金属制造CE-20)和石墨粉(日本石墨制造CPB-S)。
将铁粉和润滑剂以及添加剂放入V型混合器内,进行约20分钟的混合,进而制备出了原料粉末。润滑剂的添加量,以原料粉末中的润滑剂成为0.75质量%的方式进行了添加。添加剂的添加量,以原料粉末中的铜粉成为2质量%、石墨粉成为0.7质量%的方式进行了添加。且将原料粉末以4t/cm2、6t/cm2以及8t/cm2的成型压力进行成型,进而制造出60mm×10mm×10mm的棒状的成型体。其后,将成型体在RX气体的还原环境条件下,在650℃条件下进行焙烧,在1140℃条件下进行烧结,进而制造出烧结体。有关所得到的烧结体,依据JIS Z2501标准对烧结体的密度进行了测定,依据JIS Z 2245标准对烧结体的硬度进行了测定,以及依据JIS Z 2242标准对烧结体的冲击值进行了测定。将其结果表示在下表和图5~7。
【表4】
评价的结果,被确认为,在随着成型压力増加其烧结体密度也増加方面,实施例36比比较例10的增加幅度大。由此可再次被确认,在将M使用为润滑剂的情况下要比在将Z使用为润滑剂的情况下其烧结密度高,且提高了压缩性。
再者,有关硬度,虽然在相同的烧结体密度下实施例36和比较例10为等同,但在相同的成型压力中其实施例36的硬度变高。有关冲击值,不论在相同的烧结体密度下和在相同的成型压力下,其皆为实施例36的冲击值变高。由此可被确认,在将M使用为润滑剂的情况下要比在将Z使用为润滑剂的情况下,其烧结体的强度高。
(5)淬火体的强度
以下,对淬火体的强度进行了探讨。
将在以上“(4)烧结体的密度、强度”中已评价的烧结体在870℃中加热后,在60℃中进行油冷淬火,然后再在160℃中进行回火,进而制造出了淬火体。有关所得到的淬火体,依据JIS Z 2245标准对淬火体的硬度进行了测定,依据JIS Z2242标准对淬火体的冲击值进行了测定。将其结果表示在下表和图8和9。
【表5】
评价的结果,有关硬度,虽然在相同的烧结体密度下实施例37和比较例11为等同,但在相同的成型压力下其实施例37的硬度变高。有关冲击值,不论在相同的烧结体密度下和在相同的成型压力下,其皆为实施例37的冲击值变高。由此可被确认,在将M使用为润滑剂的情况下要比在将Z使用为润滑剂的情况下,其淬火体的强度高。
Claims (6)
1.一种粉末冶金用原料粉末,其特征在于,
为被用于在500℃以上进行烧结、进而制造烧结体的用途的粉末冶金用原料粉末,其由金属粉末和第1润滑剂以及第2润滑剂混合而成,所述第1润滑剂为氰尿酸三聚氰胺,所述第2润滑剂为芥酸酰胺和硬脂酸酰胺中的任意一种,所述第1润滑剂和所述第2润滑剂的配合比例按质量比例计为90~10%∶10~90%的范围。
2.如权利要求1所述的粉末冶金用原料粉末,其特征在于,
所述第1润滑剂为平均粒径0.1~200μm的氰尿酸三聚氰胺。
3.如权利要求1所述的粉末冶金用原料粉末,其特征在于,
所述第2润滑剂为平均粒径0.1~200μm的芥酸酰胺,或平均粒径0.1~200μm的硬脂酸酰胺。
4.如权利要求1所述的粉末冶金用原料粉末,其特征在于,
所述第1润滑剂为平均粒径0.1~3μm的氰尿酸三聚氰胺;所述第2润滑剂为平均粒径60~200μm的芥酸酰胺。
5.如权利要求4所述的粉末冶金用原料粉末,其特征在于,
所述第1润滑剂和所述第2润滑剂的配合比例按质量的比例计为90~50%∶10~50%的范围。
6.如权利要求1所述的粉末冶金用原料粉末,其特征在于,
所述第1润滑剂为平均粒径0.1~3μm的氰尿酸三聚氰胺;所述第2润滑剂为平均粒径0.1~200μm的硬脂酸酰胺。
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