CN110234448A - 粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法 - Google Patents

粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供具有比部分扩散合金钢粉高的压缩性、可以得到高成形密度的粉末冶金用混合粉。一种粉末冶金用混合粉，其含有：(a)含有Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的铁基粉末、以及(b)含有Mo：0.3～4.5质量％、Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的合金钢粉，(b)合金钢粉相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为50～90质量％，Mo相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为0.20质量％以上且小于2.20质量％。

Description

粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金用混合粉(mixed powder for powder metallurgy)，特别是涉及压缩性(compressibility)优良的粉末冶金用混合粉。另外，本发明涉及使用了上述粉末冶金用混合粉的烧结体(sintered body)及烧结体的制造方法。
背景技术
粉末冶金技术是能够以极其接近制品形状的形状进行成形(所谓的近净成形)、而且能够以高尺寸精度制造复杂形状的部件的方法，根据粉末冶金技术，能够大幅降低切削成本。因此，粉末冶金制品作为各种机械、部件被用在很多领域。
此外，近年来，为了部件的小型化、轻量化，强烈期望提高粉末冶金制品的强度，特别是对铁基粉末加压成形制品、铁基粉末烧结制品的高强度化的要求强。
为了应对该高强度化的要求，进行了对铁基粉末添加具有提高淬透性等效果的合金元素。例如，作为在原料粉的阶段添加了合金元素的粉末，已知有(1)预合金钢粉(pre-alloyed steel powder)、(2)部分扩散合金钢粉(partially diffusion-alloyed steelpowder)。
(1)预合金钢粉是预先使合金元素完全地合金化后的粉末。通过使用该预合金钢粉，能够完全地防止合金元素的偏析，因此，烧结体的组织变得均匀。其结果是，能够使制成加压成形制品、烧结制品时的机械特性稳定。但是，完全合金化使粉末的颗粒整体发生固溶硬化，因此，粉末的压缩性低，其结果是存在加压成形时成形密度难以提高的问题。
(2)部分扩散合金钢粉是使各合金元素粉末在纯铁粉或预合金钢粉的表面局部地附着扩散而成的粉末。部分扩散合金钢粉通过将合金元素的金属粉末或其氧化物等与纯铁粉或预合金钢粉混合并在非氧化性或还原性的气氛下加热而使合金元素粉末在上述纯铁粉或预合金钢粉的表面扩散接合来制造。利用部分扩散合金钢粉，能够使组织比较均匀，因此，能够与使用了上述(1)预合金钢粉的情况同样地使制品的机械特性稳定。此外，部分扩散合金钢粉在其内部具有不含合金元素或者合金元素的量少的部分，因此，与(1)预合金钢粉相比加压成形时的压缩性优良。
作为在上述预合金钢粉或部分扩散合金钢粉中使用的基本的合金成分，广泛使用具有使淬透性提高的效果的Mo。这是因为：作为具有提高淬透性的效果的合金元素，虽然已知除了Mo以外还有Mn、Cr、Si等，但是，这些元素中，Mo比较不易氧化，因此，合金钢粉的制造是容易的。例如，若将添加了Mo作为合金元素的钢水通过水雾化法制成粉末并实施在通常的氢气气氛下的最终还原，则能够容易地制造预合金钢粉。另外，若将Mo氧化物与纯铁粉或合金钢粉混合并实施在通常的氢气气氛下的最终还原，则能够容易地制造部分扩散合金钢粉。
通过这样添加具有提高淬透性的效果的Mo，淬火处理时铁素体的生成被抑制，生成贝氏体或马氏体，母相发生相变强化。此外，Mo分配在母相中而使母相发生固溶强化，并且在母相中形成微细碳化物而使母相发生析出强化。另外，Mo的气体渗碳性良好并且是非晶界氧化元素，因此，还具有渗碳强化的作用。
作为使用了Mo的合金钢粉的例子，例如可以列举专利文献1和2。
在专利文献1中，提出了在含有Mo作为合金元素的预合金钢粉的表面进一步使Mo扩散附着而成的合金钢粉。
在专利文献2中，提出了使用Mo预合金钢粉时为了使烧结体强度进一步提高而应用二次成形-二次烧结法。在二次成形-二次烧结法中，对合金钢粉先进行成形、预烧结后，再次进行成形和主烧结。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4371003号公报
专利文献2：日本特开平04-231404号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，对铁基粉末加压成形制品、铁基粉末烧结制品的高强度化的要求越来越强，利用上述专利文献1、专利文献2中提出的方法，无法充分地应对该高强度化的要求。其理由如下所述。
用于使铁基粉末加压成形制品、铁基粉末烧结制品高强度化的一个对策是高密度化。通过进行高密度化，铁粉粒的重排进行而成形品内部的空孔体积率减少，铁粉粒彼此接触而缠结的面积增加，因此，铁基粉末加压成形品、铁基粉末烧结品的拉伸强度、冲击值、疲劳强度等机械特性提高。另外，为了使铁基粉末烧结品、铁基粉末加压成形品高密度化，可以提高成为加压成形的原料的合金钢粉的压缩性而使成形密度容易提高。
因此，在专利文献1中，使用部分扩散合金钢粉。如上所述，部分扩散合金钢粉在其粒子的内部具有不含合金元素或者合金元素的量少的部分(以下称为“低合金部分”)，因此，与预合金钢粉相比，加压成形时的压缩性优良。虽然认为如果提高上述低合金部分的比例则能够使压缩性进一步提高，但是，为了使淬透性等特性为期望的范围，需要使一定程度的量的合金元素扩散附着，因此，无法使低合金部分的比例增加一定以上，因此，不能确保充分的压缩性。
此外，即使对专利文献1的部分扩散合金钢粉应用专利文献2的二次成形-二次烧结法，在第一次烧结中合金元素的扩散也进行，因而第二次成形中的压缩性变得不充分，因此，仍然无法得到充分的压缩性。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供具有比现有的部分扩散合金钢粉高的压缩性、可以得到高成形密度的粉末冶金用混合粉。另外，本发明的目的在于提供使用了上述粉末冶金用混合粉的烧结体及其制造方法。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题进行了研究，结果得出如下见解。
部分扩散合金钢粉表现出高压缩性的根源在于存在于构成该部分扩散合金钢粉的粒子的内部的低合金部分、即不含合金元素或者合金元素少的部分。在上述低合金部分中，由合金元素带来的固溶强化弱，加压成形时变形是容易的。相反，在粒子的表面扩散附着有合金元素，因此，合金元素浓度高，难以变形。
如上所述，部分扩散合金钢粉具有表面难以变形而内部容易变形的性质。通过具有这样的粒子的内部结构，部分扩散合金钢粉比预合金粉更容易发生粒子的重排，因此，成形密度容易提高。但是，实际上如果考虑对合金钢粉进行成形时的状态则可知，为了填埋粒子间的间隙而使粒子重排，优选粒子的表面而不是粒子的内部能够根据周围存在的粒子的形状发生变形。
但是，对于预合金钢粉和部分扩散合金钢粉中的任一者而言，粒子表面都含有合金成分，因此，不能实现如上所述的粒子表面柔软的状态。
因此，本发明人想到混合使用不含有Mo的铁基粉末和含有Mo的合金钢粉来代替使粒子表面变得柔软。通过组合使用硬度低的、不含有Mo的铁基粉末，即使在通常的一次成形的情况下加压成形时的压缩性也提高，进而在二次成形-二次烧结法的情况下即使在第一次烧结中合金元素发生扩散也会残留足够的不含Mo的部分，因此，在第二次成形中也维持了高压缩性。但是，不含有Mo的铁基粉末的配合量过少时，这样的效果变得不充分，相反，过多时，机械特性降低。
基于以上见解，对能够兼顾压缩性和机械特性的条件反复进行了各种研究，结果想到了本发明。即，本发明的主旨构成如下。
1.一种粉末冶金用混合粉，
其含有：
(a)含有Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的铁基粉末；以及
(b)含有Mo：0.3～4.5质量％、Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的合金钢粉，
(b)合金钢粉相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为50～90质量％，
Mo相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为0.20质量％以上且小于2.20质量％。
2.如上述1所述的粉末冶金用混合粉，其中，(b)合金钢粉相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为70～90质量％。
3.如上述1或2所述的粉末冶金用混合粉，其中，
还含有(c)Cu粉和(d)石墨粉，
(c)Cu粉相对于上述(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计的比率为0.5～4.0质量％，
(d)石墨粉相对于上述(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计的比率为0.2～1.0质量％。
4.如上述3所述的粉末冶金用混合粉，其中，
还含有(e)润滑剂，
(e)润滑剂相对于上述(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计的比率为0.2～1.5质量％。
5.一种烧结体，其是对上述1～4中任一项所述的粉末冶金用混合粉进行成形、烧结而成的烧结体。
6.一种烧结体的制造方法，其中，对上述1～4中任一项所述的粉末冶金用混合粉进行成形、烧结而制成烧结体。
发明效果
本发明的粉末冶金用混合粉与现有的部分扩散合金钢粉相比压缩性优良，不仅在通常的一次成形-一次烧结法的情况下能够得到具有高成形密度的加压成形品，而且在二次成形-二次烧结法的情况下也能够得到具有高成形密度的加压成形品。另外，根据本发明，可以得到具有高强度的烧结体。
具体实施方式
对实施本发明的方法具体地进行说明。需要说明的是，只要没有特别声明，则以下说明中的“％”表述表示“质量％”。
本发明的一个实施方式的粉末冶金用混合粉(以下有时简称为“混合粉”)含有(a)铁基粉末和(b)合金钢粉作为必需成分。
(a)铁基粉末
作为上述铁基粉末，使用含有Si：0～0.2％和Mn：0～0.4％且余量为Fe和不可避免的杂质的铁基金属粉末。上述铁基粉末通过与(b)合金钢粉混合而具有确保加压成形时的压缩性的作用。因此，上述铁基粉末优选尽可能地柔软。在铁基粉末中含有Fe以外的元素时，成为压缩性降低的原因，因此，作为上述铁基粉末，优选使用由Fe和不可避免的杂质构成的铁粉(也称为“纯铁粉”)。
需要说明的是，一般的铁基粉末中含有Si和Mn作为杂质。Si和Mn是除了具有通过固溶强化使强度提高的效果以外还具有提高淬透性的效果的元素。因此，在含有Si和Mn的情况下，根据对加压成形品进行烧结时的冷却条件、淬火和回火等的条件，有时烧结体的强度提高，反而有效地发挥作用。出于以上理由，上述铁基粉末允许在以下所述的范围内含有Si和Mn中的一种或两种。
Si：0～0.2％
Si是具有通过提高淬透性、固溶强化等而使钢的强度提高的效果的元素。但是，铁基粉末中的Si含量超过0.2％时，氧化物的生成增多，压缩性降低，并且上述氧化物成为烧结体中的破裂的起点，使疲劳强度和韧性降低。因此，铁基粉末的Si含量设定为0.2％以下。另一方面，如上所述，从压缩性的观点出发，Si含量越低越好，因此，Si含量可以为0％。因此，铁基粉末的Si含量设定为0％以上。
Mn：0～0.4％
Mn与Si同样是具有通过提高淬透性、固溶强化等而使钢的强度提高的效果的元素。但是，铁基粉末中的Mn含量超过0.4％时，氧化物的生成增多，压缩性降低，并且上述氧化物成为烧结体中的破裂的起点，使疲劳强度和韧性降低。因此，铁基粉末的Mn含量设定为0.4％以下。另一方面，如上所述，从压缩性的观点出发，Mn含量越低越好，因此，Mn含量可以为0％。因此，铁基粉末的Mn含量设定为0％以上。
上述铁基粉末中所含的不可避免的杂质(除Si、Mn以外)的量没有特别限定，合计优选设定为1.0质量％以下、更优选设定为0.5质量％以下、进一步优选设定为0.3质量％以下。作为不可避免的杂质含有的元素中，P的含量优选设定为0.020％以下。S含量优选设定为0.010％以下。O含量优选设定为0.20％以下。N含量优选设定为0.0015％以下。Al含量优选设定为0.001％以下。Mo含量优选设定为0.010％以下。
(b)合金钢粉
作为上述合金钢粉，使用含有Mo：0.3～4.5％、Si：0～0.2％和Mn：0～0.4％且余量为Fe和不可避免的杂质的合金钢粉。上述合金钢粉具有供给作为合金元素的Mo的作用。通过将该含有Mo的(b)合金钢粉和不含Mo的(a)铁基粉末混合使用，能够以高水准兼顾粉末的优良的压缩性和烧结体的高的机械强度。
Mo：0.3～4.5％
如上所述，Mo不易氧化，与Fe相同程度地容易还原，因此，能够比较容易地制造含有Mo的合金钢粉。Mo除了具有通过提高淬透性的效果而在淬火处理时使母相发生相变强化的作用以外，还具有分散在母相中而使母相发生固溶强化的作用以及在母相中形成微细碳化物而使母相发生析出强化的作用。另外，Mo的渗碳性良好并且是非晶界氧化元素，因此，还具有渗碳强化的作用。因此，Mo作为强化元素也非常有用。
但是，在本发明中，铁基粉末与合金钢粉混合使用，因此，以粉末冶金用混合粉整体计的Mo含量低于原来的合金钢粉。例如，粉末冶金用混合粉仅由铁基粉末和合金用粉末构成的情况下，如后所述合金钢粉的比率为50～90％，因此，混合粉整体的Mo含量为合金钢粉中的Mo含量的1/2～9/10。考虑上述情况，合金钢粉的Mo含量设定为0.3％以上。Mo含量小于0.3％时，不能充分地得到如上所述的Mo的作为强化元素的效果。另一方面，合金钢粉的Mo含量超过4.5％时，韧性降低。因此，合金钢粉的Mo含量设定为4.5％以下。
Mo以外的合金元素基本上不使用，因此，合金钢粉的Mo以外的余量可以设定为Fe和不可避免的杂质。需要说明的是，一般的合金钢粉中含有Si和Mn作为杂质。也如前面所述，Si和Mn是除了具有通过固溶强化使强度提高的效果以外还具有提高淬透性的效果的元素。因此，在含有Si和Mn的情况下，根据对加压成形品进行烧结时的冷却条件、淬火和回火等的条件，有时烧结体的强度提高，反而有效地发挥作用。出于以上理由，上述合金钢粉允许在以下所述的范围内含有Si和Mn中的一种或两种。
Si：0～0.2％
Si是具有通过提高淬透性、固溶强化等而使钢的强度提高的效果的元素。但是，合金钢粉中的Si含量超过0.2％时，氧化物的生成增多，压缩性降低，并且上述氧化物成为烧结体中的破裂的起点，使疲劳强度和韧性降低。因此，合金钢粉的Si含量设定为0.2％以下。另一方面，如上所述，从压缩性的观点出发，Si含量越低越好，因此，Si含量可以为0％。因此，合金钢粉的Si含量设定为0％以上。
Mn：0～0.4％
Mn与Si同样是具有通过提高淬透性、固溶强化等而使钢的强度提高的效果的元素。但是，合金钢粉中的Mn含量超过0.4％时，氧化物的生成增多，压缩性降低，并且上述氧化物成为烧结体中的破裂的起点，使疲劳强度和韧性降低。因此，合金钢粉的Mn含量设定为0.4％以下。另一方面，如上所述，从压缩性的观点出发，Mn含量越低越好，因此，Mn含量可以为0％。因此，合金钢粉的Mn含量设定为0％以上。
上述合金钢粉中所含的不可避免的杂质(除Si、Mn以外)的量没有特别限定，合计优选设定为1.0质量％以下、更优选设定为0.5质量％以下、进一步优选设定为0.3质量％以下。作为不可避免的杂质含有的元素中，P的含量优选设定为0.020％以下。S含量优选设定为0.010％以下。O含量优选设定为0.20％以下。N含量优选设定为0.0015％以下。Al含量优选设定为0.001％以下。
作为上述合金钢粉，没有特别限定，只要具有上述成分组成则可以使用任意的合金钢粉。例如，上述合金钢粉可以设定为预合金钢粉和部分扩散合金钢粉中的一种或两种。另外，作为上述部分扩散合金钢粉，可以使用在铁粉(纯铁粉)的表面扩散附着有合金元素的部分扩散合金钢粉和在预合金钢粉的表面扩散附着有合金元素的部分扩散合金钢粉中的一种或两种。
合金钢粉的比率：50～90％
(b)合金钢粉的质量相对于(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计质量的比率(以下简记为“合金钢粉的比率”)设定为50～90％。合金钢粉的比率小于50％、即铁基粉末的比率超过50％时，在烧结体内部，强度低的铁基粉末部分相连，烧结体受到应力时，龟裂在强度低的部分发展，容易断裂。因此，将合金钢粉的比率设定为50％以上。另一方面，合金钢粉的比率超过90％、即铁基粉末的比率小于10％时，有助于压缩性的柔软的部分减少，混合粉整体的压缩性不足。因此，将合金钢粉的比率设定为90％以下。此外，上述合金钢粉的比率为约80％时，具有烧结体的拉伸强度达到最大的倾向，因此，上述合金钢粉的比率优选设定为70～90％。
Mo的比率：0.20％以上且小于2.20％
Mo的质量相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计质量的比率(以下简记为“Mo的比率”)小于0.20％时，Mo所具有的作为强化元素的效果变得不充分。因此，Mo的比率设定为0.20％以上。另一方面，Mo的过度添加导致合金成本的升高，因此，Mo的比率设定为小于2.20％。
本发明的一个实施方式的粉末冶金用混合粉可以为仅由(a)铁基粉末和(b)合金钢粉构成的粉末冶金用混合粉(铁基粉末+合金钢粉：100％)，但也可以含有任选的其它成分。此时，(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计质量相对于粉末冶金用混合粉的总质量的比率没有特别限定，可以设定为任意的值。但是，通过提高上述比率，能够进一步提高烧结体的机械特性。因此，将(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计质量相对于粉末冶金用混合粉的总质量的比率优选设定为90％以上、更优选设定为95％。另一方面，上述比率的上限没有特别限定，可以为100％。
在本发明的一个实施方式中，可以在上述粉末冶金用混合粉中进一步添加(c)Cu粉和(d)石墨粉。通过添加Cu粉和石墨粉，能够进一步提高烧结体的强度。
(c)Cu粉
Cu是具有促进铁基粉末的固溶强化和淬透性提高而提高烧结体的强度的作用的元素。Cu粉的添加量小于0.5％时，不能充分地得到上述作用，因此，使用Cu粉的情况下，将Cu粉的添加量设定为0.5％以上。Cu粉的添加量优选设定为1.0％以上。另一方面，Cu粉的添加量超过4.0％时，不仅烧结部件的强度提高效果饱和，而且反而导致烧结密度的降低。因此，将Cu粉的添加量设定为4.0％以下。Cu粉的添加量优选设定为3.0％以下。需要说明的是，在此，“Cu粉的添加量”设定为(c)Cu粉的质量相对于(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计质量的比率。
(d)石墨粉
石墨(Graphite)是用于提高强度的有效成分。石墨粉的添加量小于0.2％时，不能充分地得到上述效果。因此，使用石墨粉的情况下，将石墨粉的添加量设定为0.2％以上。石墨粉的添加量优选设定为0.3％以上。另一方面，石墨粉的添加量超过1.0％时，因过共析引起的渗碳体的析出量增加，导致强度的降低。因此，将石墨粉的添加量设定为1.0％以下。石墨粉的添加量优选设定为0.8％以下。需要说明的是，在此，“石墨粉的添加量”设定为(d)石墨粉的质量相对于(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计质量的比率。
在本发明的一个实施方式中，可以在上述粉末冶金用混合粉中进一步添加(e)润滑剂。通过添加润滑剂，能够减少对粉末冶金用混合粉进行加压成形时的摩擦而延长模具的寿命，并且能够进一步提高成形体的密度。
(e)润滑剂
润滑剂的添加量小于0.2％时，难以表现出上述效果。因此，使用润滑剂的情况下，将所述润滑剂的添加量设定为0.2％以上。润滑剂的添加量优选设定为0.3％以上。另一方面，润滑剂的添加量超过1.5％时，混合粉中的非金属部分增加，成形密度难以提高，强度降低。因此，将润滑剂的添加量设定为1.5％以下。润滑剂的添加量优选设定为1.2％以下。需要说明的是，在此，“润滑剂的添加量”设定为(e)润滑剂的质量相对于(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计质量的比率。
作为上述润滑剂，没有特别限定，可以使用任意的润滑剂。作为上述润滑剂，例如可以使用选自由脂肪酸、脂肪酸酰胺、脂肪酸双酰胺和金属皂组成的组中的一种或两种以上。其中，优选使用硬脂酸锂、硬脂酸锌等金属皂、或者乙撑双硬脂酰胺等酰胺类润滑剂。
需要说明的是，除了在混合粉中添加和混合润滑剂的方法以外，还可以使用在模具上直接涂布润滑剂的方法，另外，也可以使用将两者组合的方法。
在本发明的一个实施方式中，可以使用上述粉末冶金用混合粉来制造烧结体。上述烧结体的制造方法没有特别限定，可以利用任意的方法进行制造，通常，可以按照粉末冶金的常规方法，对粉末冶金用混合粉进行加压成形而制成成形体，然后进行烧结。
上述成形体的密度(有时称为“成形密度”)没有特别限定，从确保充分的机械特性(韧性等)的观点出发，优选设定为7.00Mg/m3以上。另外，烧结体所要求的拉伸强度根据其用途等也不同，优选拉伸强度为500MPa以上。
实施例
(实施例1)
使用仅含有Si和Mn作为不可避免的杂质的铁基粉末和合金钢粉制造粉末冶金用混合粉，对其性能进行评价。具体的步骤如下。
(a)铁基粉末如下制造：对于通过水雾化法制造的铁粉，在氢气气氛中在900℃下实施60分钟的最终还原处理以使其脱碳和脱氧，对所得到的块进行破碎，由此来制造。将所得到的铁基粉末的成分组成示于表1中。需要说明的是，表1中所示的各元素均是在铁基粉末中作为不可避免的杂质含有的元素。
作为(b)合金钢粉，使用预合金钢粉和复合型合金钢粉这两种。预合金钢粉通过除了使用含有Mo的原料作为供于水雾化的熔液这点以外与上述铁基粉末同样的方法制造。由此，得到作为合金元素的Mo全部以预合金的形式添加的合金钢粉。将所得到的合金钢粉的成分组成示于表1中。
复合型合金钢粉如下制造：通过与上述预合金钢粉同样的方法，制造含有1.5质量％的Mo的预合金钢粉，进一步使Mo在所得到的预合金钢粉的表面扩散附着，由此来制造。上述扩散附着中，将上述预合金钢粉分别与相当于0.4质量％、0.7质量％、1.0质量％、1.4质量％、2.3质量％、5.4质量％的Mo含量的MoO3粉混合，在氢气气氛中在900℃下进行60分钟热处理。通过上述热处理，对预合金钢粉进行脱碳和脱氧，同时使由于MoO3的还原而产生的Mo扩散附着于预合金钢粉。通过对由上述处理得到的块进行破碎，制成在预合金钢粉的表面扩散附着有Mo的复合型合金钢粉。将所得到的复合型合金钢粉的成分组成一起示于表1中。
接着，将所得到的(a)铁基粉末和(b)合金钢粉以表2所示的组合和比例利用V型混合器混合15分钟，得到铁基粉末与合金钢粉的混合粉。需要说明的是，(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的混合比例是意图使Mo相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率达到0.3质量％和2.0质量％的比例，将Mo的比率的计算值一起示于表2中。
接着，在上述铁基粉末与合金钢粉的混合粉中，进一步以表2所示的比例添加Cu粉、石墨粉、Wax系润滑剂粉末，利用V型混合器混合15分钟，得到粉末冶金用混合粉。需要说明的是，在No.1～3中，没有使用Cu粉和石墨粉，只添加了润滑剂。
通过以下步骤对所得到的粉末冶金用混合粉的特性进行评价。
·加压成形体的密度
使用各粉末冶金用混合粉，制作出作为试验片的加压成形体，对其密度进行评价。上述加压成形体设定为外径38mmφ×内径25mmφ×高度10mm的环状，成形压力设定为686MPa。测定所得到的成形体的重量，除以由尺寸算出的体积，由此求出密度。结果如表2所示。
·烧结体的拉伸强度
由各粉末冶金用混合粉制作出作为拉伸试验片的烧结体，测定拉伸强度。上述拉伸试验片通过将粉末冶金用混合粉成形为具有宽度5.8mm×高度5mm的平行部的拉伸试验片并在RX气体气氛中在1130℃下进行20分钟的烧结处理而制作。将结果一起示于表2中。
由表2所示的结果发现了如下倾向：随着铁基粉末的混合比例增加，成形密度增加，拉伸强度先增加后减少。另外，就满足本发明的条件的实施例而言，得到了7.00Mg/m3以上的成形密度和500MPa以上的拉伸强度。与此相对，铁基粉末的混合比例为0质量％的情况下，混合粉Mo含量为0.30质量％时，拉伸强度没有达到500MPa，混合粉Mo含量为1.91质量％时，成形密度没有达到7.00Mg/m3。另外，纯铁粉的混合比例为70质量％以上的情况下，混合粉Mo含量为0.31质量％和2.06质量％中的任一者时拉伸强度都没有达到500MPa。
(实施例2)
通过除了使用含有Mn的铁基粉末和合金钢粉这点以外与实施例1同样的方法制造粉末冶金用混合粉，对其性能进行评价。将所使用的铁基粉末和合金钢粉的组成示于表3中，将各成分的配合比例和评价结果示于表4中。
由表4所示的结果可知，与实施例1的情况同样，随着铁基粉末的混合比例增加，成形密度增加，拉伸强度先增加后减少。另外，就满足本发明的条件的实施例而言，得到了7.00Mg/m3以上的成形密度和500MPa以上的拉伸强度。
(实施例3)
通过除了使用含有Si和Mn的铁基粉末和合金钢粉这点以外与实施例1同样的方法制造粉末冶金用混合粉，对其性能进行评价。将所使用的铁基粉末和合金钢粉的组成示于表5中，将各成分的配合比例和评价结果示于表6中。
由表6所示的结果可知，与实施例1、2的情况同样，随着铁基粉末的混合比例增加，成形密度增加，拉伸强度先增加后减少。另外，就满足本发明的条件的实施例而言，得到了7.00Mg/m3以上的成形密度和500MPa以上的拉伸强度。另外可知，就使用了含有Si和Mn中的一种或两种的原料粉末的实施例2、3而言，在维持了高的成形体的密度的状态下，与实施例1相比烧结体的拉伸强度提高。因此，可以说在重视强度的情况下优选添加Si和Mn中的一种或两种。

Claims (6)

1.一种粉末冶金用混合粉，
其含有：
(a)含有Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的铁基粉末；以及
(b)含有Mo：0.3～4.5质量％、Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的合金钢粉，
(b)合金钢粉相对于所述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为50～90质量％，
Mo相对于所述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为0.20质量％以上且小于2.20质量％。
2.如权利要求1所述的粉末冶金用混合粉，其中，(b)合金钢粉相对于所述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为70～90质量％。
3.如权利要求1或2所述的粉末冶金用混合粉，其中，
还含有(c)Cu粉和(d)石墨粉，
(c)Cu粉相对于所述(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计的比率为0.5～4.0质量％，
(d)石墨粉相对于所述(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计的比率为0.2～1.0质量％。
4.如权利要求3所述的粉末冶金用混合粉，其中，
还含有(e)润滑剂，
(e)润滑剂相对于所述(a)铁基粉末、(b)合金钢粉、(c)Cu粉和(d)石墨粉的合计的比率为0.2～1.5质量％。
5.一种烧结体，其是对权利要求1～4中任一项所述的粉末冶金用混合粉进行成形、烧结而成的烧结体。
6.一种烧结体的制造方法，其中，对权利要求1～4中任一项所述的粉末冶金用混合粉进行成形、烧结而制成烧结体。
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