CN1360080A - 粉末冶金用铁基混合粉 - Google Patents

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Abstract

提供压缩性优良,且填充性优良的铁基混合粉。由用粘合剂将合金用粉末等粘着在表面上的铁基粉末与还有的游离润滑剂构成,是视在密度3.1Mg/m3以上的铁基混合粉,铁基粉末最大粒径不到180μm,由至少具有含粒径不到45μm的颗粒18.5质量%以下,粒径75μm以上不到150μm的颗粒46质量%以上,粒径150μm以上不到180μm的颗粒不到10质量%的粒度分布的雾化铁粉,或雾化铁粉与还原铁粉混合铁粉构成,且由于使用视在密度2.85Mg/m3以上的雾化铁粉,可提供填充性、压缩性优良,且防止偏析的粉末冶金用的铁基混合粉。

Description

粉末冶金用铁基混合粉
本发明涉及粉末冶金用铁基混合粉，特别是涉及对具有薄壁模腔(狭窄填充空间部分)的金属模的填充性优良的，且偏析小，压缩性优良的粉末冶金用铁基混合粉。
粉末冶金用铁基混合粉(以下仅称作铁基混合粉)一般添加：
(1)作为铁基粉末基础的铁粉，
(2)铜粉、石墨粉、磷化铁粉等合金用粉末，
(3)按照需要的硬脂酸锌等润滑剂，
(4)按照需要的改善切削性用粉末
来制造。但是，在这样的铁基混合粉中原料粉末，特别是合金用粉末存在易于偏析的问题。这是铁基混合物含有大小、形状与密度不同的几种粉末的原因。具体的说，混合后的运送、装入料斗、从料斗中取出或填充金属模与加压成形处理等时，铁基混合粉中的原料粉末的分布不均匀。
例如，众所周知，铁粉与石墨粉的混合粉在卡车运送中，由于振动运送容器内的铁粉与石墨粉分别随意运动，移动的结果，比重小的石墨粉上浮到表面，产生了偏析。另外，装入料斗的铁粉与石墨粉的混合粉，由于在料斗中移动产生偏析，例如从料斗中排出的初期、中期、末期石墨粉各自的浓度不同也是众所周知的。
将产生这样偏析的铁基混合粉装入金属模中加压(压缩)成形制成成形体，将该成形体烧结，制成最终制品的烧结体的场合，每个制品(烧结体)的组成变化，该组成变化的结果是制品的尺寸与强度严重偏差，产生差的产品。
另外，由于混合的铜粉、石墨粉、磷化铁粉等合金用粉末都是比铁基粉末细的粉末，由于混合合金用粉末铁基混合粉的比表面积增大，铁基混合粉的流动性降低。该铁基混合粉流动性的降低使填充铁基混合粉末成形用金属模的速度降低，由此成形体(压粉体)的生产速度降低。
对于铁基混合粉这样问题的解决策略，特别是作为防止偏析的技术，例如在特开平1-219101号公报中提出由润滑剂0.3-1.3％，合金化元素粉0.1～10％和余量铁粉构成的，合金化元素粉粘着在铁粉表面的粉末冶金用铁粉。根据该公报，处理该粉末冶金用铁粉时不产生成分偏析，可得到均质的烧结产品。还有，在特开平1-219101号公报中作为润滑剂举例有硬脂酸锌、硬脂酸锂等。
另外，本发明人在以前的特开平3-162502号公报中提出添加物偏析小、流动性的经时变化少的粉末冶金用铁基粉末混合物的制造方法。特开平3-162502号公报中记载的方法是在铁系粉末中加入脂肪酸并进行第1次混合，接着在合金用粉末中加入金属皂并进行第2次混合，在该第2次混合中或第2次混合后升温，接着边第3次混合边冷却，由于脂肪酸与金属皂的共熔融物的结合力使合金用粉末粘着在铁系粉末表面上。
另外，专利第3004800号公报中，作为合金用粉末与铁系粉末表面的粘合剂提出使用不含金属元素的粘合剂的铁基混合粉。由于采用不含金属元素的粘合剂使具有可减轻烧结炉污染的优点。
但是，用上述各现有技术进行防偏析处理的铁基混合粉存在向金属模中的填充性问题，特别是向金属模的幅宽狭窄部位(薄壁模腔)的填充量有变小的倾向。本发明人对于用上述现有技术进行防偏析处理的铁基混合粉的填充性用实验来检查。首先说明该实验结果。
在作为铁基粉末的雾化铁粉中，混合作为合金用粉末的2质量％的铜粉、0.8质量％的石墨粉、对于铁粉和合金用粉末合计量100重量份，混合作为粘合剂的0.4重量份的硬脂酸锌与0.2重量份的机油(锭子油)，加热并使合金用粉末粘着在铁粉表面上(粘着处理的例子)。接着，其中混合作为游离润滑剂的0.3重量份的硬脂酸锌。由于该处理，合金用粉末粘着在铁粉表面上的铁粉与游离润滑剂成混合物，得到铁基混合粉(以前产品)。将该铁基混合粉装入100×20×60mm大小的粉末箱中(参见图1)。
按图1所示的配置，以200mm/s的速度将该粉末箱移动到金属模方向上，在金属模的正上方停止、保持1秒钟后，后退到原来的位置。按照该操作将铁基混合粉填充到金属模中。使用的金属模为模腔厚度：tmm、长度：60mm、深度：60mm的金属模。厚度tmm可在1、2、5mm中变化。
填充后，以488MPa的压力将填充在模腔中的铁基混合粉成形，测定所得成形体的重量。然后算出填充密度(＝成形体重量/金属模体积)，评价铁基混合粉向金属模的填充性。将该铁基混合粉(以前产品)的结果示于图2。从图2可知，以前产品金属模模腔厚度t变小，填充密度减小。例如，如金属模模腔厚度t为1mm，可知以前产品的铁基混合粉填充的视在密度不到一半。这样，在金属模模腔厚度薄的场合，在现有技术中处理偏析的铁基混合粉多数填充性低。
在这样填充性低的以前产品中，例如填充齿轮形状的金属模时，在齿顶幅度狭窄的部位，与其它部位相比填充密度小。这样的状态照原样加压成成形体，然后烧结的场合，由于部位收缩量不同，零件的尺寸精度降低。一般，如果由于部位填充密度不同而成形密度不同，烧结时的尺寸变化率也不同，而且烧结密度不同。但是，填充密度低的齿轮齿顶部位的烧结密度易于变低，进而强度变低。通常在齿轮的齿顶部位受到最大的应力，因此要求齿顶部位的强度高，希望填充密度高。
对于这样的问题，例如在特开平9-267195号公报中公开了，在粉末箱中设置了在其表面设有放气孔的管子，从该放气孔流出的气体使粉末浮动起来后，由重力将粉末填充到模腔内的粉末填充方法。但是，特开平9-267195号公报中记载的技术中，由于需要特殊的装置，设备费增大，存在制造成本增加的问题。
而且近年来，例如在汽车用烧结零件领域中，伴随着汽车车体轻量化的要求，烧结零件也指向小型化。可是，零件小型化同时，零件受的应力有提高的倾向。为此，相同成分的零件希望强度更高的零件，即希望密度更高的零件(相同成分的烧结体，一般来说密度越高，强度越高)。为了得到小型化的，密度高的烧结零件，进行防偏析处理。优良的压缩性是必需的。不仅在具备这些特性上，而且向金属模幅度狭小部分的填充性优良的铁基混合粉也是必需的。
本发明目的是提供可顺利解决如上所述的现有技术问题的，可稳定且性能参差不齐少地制造密度高的烧结零件的铁基混合粉。具体的说，本发明目的是提供在进行防偏析处理上压缩性优良(成形体的密度高)的，且填充性优良的铁基混合粉。
本发明人为了解决上述课题对进行防偏析处理(例如粘着处理)的铁基混合粉的压缩性、填充性的各种重要原因进行了专心研究。
为了在烧结零件中得到一般必需的高强度，以前作为铁基粉末通常使用混合粉的压缩性、流动性优良的雾化铁粉。但是，根据本发明人的研究，作为铁基粉末使用雾化铁粉的铁基混合粉，与使用还原铁粉的铁基混合粉相比，可以判明向具有狭窄模腔的金属模的填充性好坏。众所周知，使用还原铁粉的混合粉不仅压缩性，而且流动性比使用雾化铁粉的差，使用还原铁粉的混合粉显示的高填充性是意外的结果。但是，用使用还原铁粉的铁基混合粉得到充分的压缩性是困难的。
因此，本发明人还对使用还原铁粉的混合粉显示高填充性的原因进行了研究。进行着眼于还原铁粉与雾化铁粉粒径分布不同这一点的研究的结果发现，铁基粉末的粒度分布给予混合粉填充性重要的影响。
由于使用具有比以前已知的雾化铁粉窄的规定的粒度分布的铁基粉末制铁基混合粉，本发明人发现单独使用雾化铁粉，或使用以雾化铁粉为主体混合还原铁粉的铁基粉末，可显著改善填充性。另一方面，本发明人发现，由于压缩性与填充性兼有，可确保雾化铁粉和铁基混合粉末的视在密度在规定值以上。另外，本发明发现，使用适当的粘合剂、润滑剂、可改善填充性。由于应用这些发现，本发明人成功得到压缩性优良且填充性显著改善的铁基混合粉。
具有本发明铁基混合粉的填充性的例子如图2本发明产品所示。本发明的铁基混合粉(本发明产品)可充分填充1mm厚的模腔，与以前产品相比填充性显著改善。
基于上述发现而进行研究完成了本发明。
本发明是含有铁基粉末、合金用粉末和粘合剂，或还含有改善切削性用粉末的，更好进而含有游离润滑剂的铁基混合粉，上述合金用粉末或进而改善切削性用粉末用上述粘合剂粘着在上述铁基粉末表面(或进行粘着粘合处理)，且上述铁基粉末最大粒径不到180μm，具有至少含粒径不到45μm的颗粒18.5质量％以下，粒径75μm以上，不到150μm的颗粒46质量％以上，粒径150μm以上，不到180μm的颗粒不到10质量％的粒度分布的雾化铁粉，或是雾化铁粉与还原铁粉的混合粉，是上述雾化铁粉的视在密度2.85Mg/m3以上为特征的具有视在密度：3.1Mg/m3以上的粉末冶金用铁基混合粉。
另外，在本发明中，对于铁基粉末、合金用粉末和改善切削性用粉末合计量100重量份，上述粘合剂含量为0.1重量份以上，且为1.0重量份以下是理想的。另外，在本发明中，上述粘合剂选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物和乙烯双硬脂酸酰胺中的1种或2种以上是理想的。
另外，在本发明中，上述粘合剂也可为选自油酸、锭子油和透平油中的1种或2种以上与硬脂酸锌构成的粘合剂。
另外，在本发明中，对于铁基粉末、合金用粉末与改善切削性用粉末的合计量100重量份，上述游离润滑剂含量为0.1重量份以上，且为0.5重量份以下是理想的。另外，在本发明中上述游离润滑剂含有选自热可塑性树脂粉、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上，或进而含有选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺、分子量1万以下的聚乙烯和乙撑双硬脂酸酰胺与分子量1万以下的聚乙烯的熔融混合物中的1种或2种以上是理想的。
另外，在本发明中含有上述热可塑性树脂粉，对于上述热可塑性树脂粉含有选自单体丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物的至少一种50质量％以上并聚合，且一次平均粒径0.03μm以上，5.0μm以下，凝聚平均粒径5μm以上，50μm以下，用溶液比粘度法测定的平均分子量3万以上，500万以下的热可塑性树脂粉是理想的。
图1是显示适用于填充性试验的概略试验装置模式的概略说明图。
图2是显示以前铁基混合粉(以前产品)和本发明铁基混合粉(本发明产品)的填充密度与金属模模腔厚度关系的曲线图。
图3是显示一次平均粒径，凝聚平均粒径定义的说明图。
本发明粉末冶金用铁基混合粉含有铁基粉末、合金用粉末、粘合剂和根据需要的润滑剂，或进而含有改善切削性用粉末，是具有视在密度3.1Mg/m3以上的铁基混合粉，作为防偏析处理将合金用粉末或进一步的改善切削性用粉末用粘合剂粘着在铁基粉末的表面上。由于铁基混合粉的视在密度为3.1Mg/m3以上，填充性与压缩性可以兼有。
本发明铁基混合粉中使用的铁基粉末为最大粒径不到180μm的颗粒的，而且具有至少含粒径不到45μm的颗粒18.5质量％以下，粒径75μm以上不到150μm的颗粒46质量％以上，粒径150μm以上不到180μm的颗粒不到10质量％的粒度分布的铁粉。
由于最大粒径，粒径不到45μm颗粒的含量，粒径75μm以上不到150μm颗粒的含量和粒径150μm以上不到180μm颗粒的含量在上述范围内，因而可得到优良的填充性。在本发明中，为了使粒径45μm以上不到75μm的颗粒不大的影响填充性和压缩性，对粒粒45μm以上不到75μm颗粒的含量不特别限定。
在此，最大粒径不到180μm是指，在用筛子筛选铁粉挑选粒径的场合，180μm以上的铁粉颗粒为可忽略的程度。如180μm以上的铁粉颗粒不到1质量％是大致适当的，0.5质量％以下是较好的，更好为0.1质量％以下。
另外，从改善填充性的观点看，关于上述铁基粉末的粒度分布，粒径75μm以上不到150μm的颗粒为48质量％以上是理想的，更理想为50质量％以上。另外，从填充性更高的观点看，粒径不到45μm的颗粒为不到15质量％是理想的，更理想为不到12.7质量％。
在本发明中使用的铁基粉末的粒度分布使用按照筛网分布法(JPMA P02-1992(日本粉末冶金工业标准))测定的值。
本发明铁基混合粉中使用的铁基粉末使用雾化铁粉或雾化铁粉与还原铁粉的混合铁粉，从压缩性和填充性的观点看是理想的。在使用任何铁粉的情况下，按上述粒度分布调整使用，都可显著改善铁基混合粉的填充性。
为了得到具有上述粒度分布的铁基粉末，将使用的铁基粉末(如市售的雾化铁粉)筛分后，按上述粒度分布配合是理想的。作为铁基粉末使用雾化铁粉与还原铁粉混合粉末的场合，按照需要将其分别筛分后，可按上述粒度分布配合。
另外，在配合还原铁粉的场合，要很好保持铁粉混合粉的压缩性，对应适合零件希望的密度调整还原铁粉的配合量。通常，为了维持良好的压缩性，对应于铁基粉末总量，还原铁粉的配合量为40质量％以下是理想的。如还原铁粉为40质量％以下，得到的铁基混合粉的压缩性不产生显著降低。另外，配合的还原铁粉中，对应于铁基粉末总量30质量％以下在粘合处理后混合没有任何防碍。由于该处理，该还原铁粉作为表面不粘着合金用粉末、改善切削性用粉末的铁粉(以下称游离铁基粉末)存在于铁基混合粉中。这样的铁基混合粉的填充性更加改善。
另外，在本发明中使用雾化铁粉与还原铁粉的混合铁粉的场合，雾化铁粉与还原铁粉只要混合就行，没有必要冶金结合。
在本发明中作为铁基粉末使用的雾化铁粉为视在密度为2.85Mg/m3以上，更好为2.90Mg/m3以上的铁粉。由于视在密度为2.85Mg/m3以上，更好2.90Mg/m3以上，确保铁基混合粉有良好的填充性。
另外，在本发明中作为铁基粉末主要使用的雾化铁粉可为从熔液用喷雾法制造的纯铁粉。
还有，作为铁基粉末，作为加在雾化铁粉中使用的还原铁粉使用还原钢材制造时生成的轧制氧化皮或铁矿石得到的还原铁粉是理想的。还原铁粉的视在密度可为铁基混合粉得到规定的视在密度(3.1Mg/m3以上)的程度。特别是约1.7～2.8Mg/m3的值是合适的。更好为约2.5～2.8Mg/m3。
另外，在铁基粉末中，按照目标烧结体机械特性等要混合合金用粉末，作为合金用粉末使用石墨粉、铜粉、Ni粉等各种合金粉等是理想的。还有，对于含有铁基粉末、合金用粉末和必要时混合的改善切削性用粉末的合计量，合金用粉末的含量为5.0质量％以下，为确保高的成形密度的目的是理想的。
还有，在铁基混合粉末中，在有必要改善烧结体切削性的场合，可混合改善切削性用粉末。作为改善切削性用粉末，考虑到烧结体制品要求的特性，可选择滑石粉、金属硫化物粉等。另外，对于铁基粉末、合金用粉末和改善切削性粉末合计量，改善切削性用粉末的含量为5.0质量％以下，为确保高的成形密度的目的是理想的。
还有，在铁基混合粉末中，在铁基粉末表面粘着合金用粉末，或进一步粘着改善切削性用粉末，为了防止偏析，要混合粘合剂。在本发明中，对于铁基粉末、合金用粉末和改善切削性用粉末的合计量100重量份，粘合剂的含量为0.1重量份以上，且1.0重量份以下是理想的。即，为了粘着处理(粘合处理)能充分防止合金用粉末的偏析，使用0.1重量份以上的粘合剂是理想的，可是，为维持铁基混合粉良好的填充性，粘合剂为1.0重量份以下是理想的。
作为粘合剂，在本发明中使用选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物和乙撑双硬脂酸酰胺中的1种或2种以上是理想的(粘合剂A)。另外，作为粘合剂A也可使用将选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺中的1种或2种以上加热熔融的产物。
另外，在本发明中也可使用由选自油酸、锭子油与透平油中的1种或2种以上和硬脂酸锌构成的粘合剂(粘合剂B)。粘合剂B可使用将选自油酸、锭子油与透平油中的1种或2种以上和硬脂酸锌加热熔融的产物。
一般，在铁基混合粉中，为了提高铁基混合粉的流动性，并改善对金属模的填充性的目的，和为了在金属模中将铁基混合粉加压成形时不因摩擦热熔融并降低取出软化成形体的力的目的，混合润滑剂。为了发挥润滑剂的这种作用，需要至少一部分润滑剂以游离润滑剂存在。本发明中的所谓游离润滑剂意味着在铁基混合粉中不与铁基粉末(铁粉)、合金用粉末、改善切削性用粉末结合，游离存在的润滑剂。对于铁基粉末、合金用粉末与改善切削性用粉末合计量100重量份，游离润滑剂含量为0.1重量份以上，且0.5重量份以下是理想的。由于含有游离润滑剂0.1重量份以上，可更加改善铁基混合粉的填充性。另外，由于游离润滑剂含量为0.5重量份以下，可维持良好的填充性和高的成形体密度。
在本发明中，作为游离润滑剂使用选自热可塑性树脂粉、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上是理想的。另外，作为游离润滑剂使用在选自热可塑性树脂粉、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上中，再添加选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺、分子量1万以下的聚乙烯、乙撑双硬脂酸酰胺与分子量1万以下的聚乙烯的熔融混合物中的1种或2种以上是理想的。
作为游离润滑剂，由于含有选自热可塑性树脂、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上，可显著改进铁基混合粉的填充性。另外，选自热可塑性树脂、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上的含量，对于铁基粉末、合金用粉末和改善切削性粉末(按照需要添加)的合计量100重量份为0.05重量份以上(更好为0.1重量份以上)，0.5重量份以下，从改进铁基混合粉的流动性、金属模的填充性观点看是理想的。
另外，作为热可塑性树脂粉，对于热可塑性树脂粉总量含有选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物(均为单体)中的至少1种50质量％并聚合的是理想的。由于选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物中至少1种的单体的含量，对于热可塑性树脂粉总量为50质量％以上，铁基混合粉的流动性可充分改进。还有，作为单体可单独使用丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物中的1种，或将其2种以上组合使用，也可两者。
作为丙烯酸酯举例有甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、正丙基丙烯酸酯、异丙基丙烯酸酯、正丁基丙烯酸酯、异丁基丙烯酸酯、仲丁基丙烯酸酯、叔丁基丙烯酸酯、正己基丙烯酸酯、环己基丙烯酸酯、2-乙基己基丙烯酸酯、正辛基丙烯酸酯等。
另外，作为甲基丙烯酸酯举例有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、正丙基甲基丙烯酸酯、异丙基甲基丙烯酸酯、正丁基甲基丙烯酸酯、异丁基甲基丙烯酸酯、正己基甲基丙烯酸酯、环己基甲基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、正辛基甲基丙烯酸酯等。在这些单体中甲基丙烯酸甲酯特别适用。
另外，作为芳香族乙烯化合物举例有苯乙烯，α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯等单体。在这些单体的苯核中甲基、乙基、丙基、丁基等被置换的单体，例如乙烯基甲苯与异丁基苯乙烯等也含在芳香族乙烯化合物中。
另外，在上述丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物中的至少1种的单体中可添加对于单体总量较好50质量％以下的可共聚的其它单体并共聚，也可作为热可塑性树脂。
作为与上述3种单体可共聚的其它单体举例有：
丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸、丁烯酸、桂皮酸等不饱和一元羧酸；
马来酸、衣康酸、富马酸、柠康酸、氯代马来酸等不饱和二羧酸与其酐；
马来酸单甲酯、马来酸单丁酯、富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、衣康酸单甲酯、衣康酸单乙酯、衣康酸单丁酯等不饱和二羧酸单酯及其衍生物；
甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、对苯甲酸缩水甘油酯、衣康酸甲基缩水甘油酯、马来酸乙基缩水甘油酯、乙烯磺酸缩水甘油酯等的缩水甘油醚类；
丁二烯一氧化物、乙烯基环己烯一氧化物、5，6-环氧己烯、2-甲基-5，6-环氧己烯等的环氧烯烃类；
丙烯腈与甲基丙烯腈等的氰化乙烯类；
醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、十四烷酸乙烯酯、油酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯等乙烯酯类；
丁二烯、异戊二烯、1，3-戊二烯、环戊二烯等共轭二烯烃系化合物；
1，4-己二烯、双环戊二烯、亚乙基降冰片烯等的非共轭二烯烃系化合物。
另外，作为可共聚单体，对于单体合计量可添加0.1～2质量％具有反应性实质上相同的2个以上的双键的交联性单体。作为交联性单体举例有乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、ォリゴキシ乙烯二丙烯酸酯、ォリゴキシ乙烯二甲基丙烯酸酯等，还有二乙烯基苯等芳香族二乙烯单体、偏苯三酸三丙烯酯、三丙烯异氰尿酸酯等。
而且，这些热可塑性树脂粉可为1次平均粒径0.03μm以上，且5.0μm以下，凝聚平均粒径5μm以上，且50μm以下，用溶液比粘度法测定的平均分子量3万以上，且500万以下的热可塑性树脂粉。
在本发明中所谓一次平均粒径，如图3所示意味着热可塑性树脂粉的每个颗粒(一次颗粒1)的粒径3的平均值。另外，凝聚平均粒径意味着一次颗粒1凝聚形成的凝聚颗粒2的粒径4的平均值。一次平均粒径是用扫描电子显微镜观察凝聚颗粒，从摄像照片实测50个形成凝聚颗粒的一次颗粒的直径(一次粒径)并平均出的。另外，凝聚平均粒径同样是用扫描电子显微镜观察凝聚颗粒，从摄像照片测定50个凝聚颗粒粒径并平均出的。
另外，在本发明中用溶液比粘度法测定平均分子量。按照溶液比粘度法的测定按照下述顺序进行。次0.2g树脂试样溶解在50ml四氢呋喃中，求出溶液在30℃的粘度A。同样，求出同一温度溶剂(四氢呋喃)的粘度B，算出比粘度(A/B)。可知平均分子量。从各种标准聚苯乙烯可预先确定比粘度-平均分子量的关系，利用该关系，由上述比粘度求出树脂试样的平均分子量。
热可塑性树脂粉的一次平均粒径在0.03μm以上，且在5.0μm以下是理想的。如一次平均粒径在0.03μm以上，价不高可抑制树脂粉的制造成本，则铁基混合粉的制造成本也不上升。还有，为0.05μm以上是更理想的。另外，在5.0μm以下可维持高的成形体的密度(即维持好的压缩性)。还有，为3.0μm以下是更理想的。
另外，热可塑性树脂粉的凝聚平均粒径为5μm以上，50μm以下是理想的。由于凝聚平均粒径为5μm以上，可很好维持铁基混合粉的流动性和料斗排出性。为10μm以上是更理想的。由于为50μm以下，因此可与以前产品大致相同在其上维持烧结体的拉伸强度。为40μm以下是更理想的。
作为可塑性树脂粉可混合一次平均粒径不同的2种以上的热可塑性树脂粉。在该场合，混合的粉末的一次平均粒径，按照满足上述一次平均粒径的合适条件调整混合比率是理想的。
另外，热可塑性树脂粉用溶液比粘度法测定的平均分子量在3万以上，500万以下是理想的。如平均分子量为3万以上，价不高可抑制树脂粉的制造成本，则铁基混合粉的制造成本也不上升。另外，平均分子量为500万以下，可与以前产品大致相同在其上维持铁基混合粉的流动性与料斗排出性。
关于上述热可塑性树脂粉的制造方法本发明没有特别限定，以前聚甲基丙烯酸甲酯等细微树脂粉末的制造中使用的几种方法都是适合的。在这些方法中，特别是粒径不很细，且可得到球形颗粒的聚合法，例如细微悬浮聚合法、乳化聚合法、播种乳化聚合法等是适合的。
作为细微悬浮聚合法，使用作为原子团聚合开始剂的油溶性开始剂，在聚合开始前均质化处理单体油滴的粒径并预先调节，均质分散聚合的方法是适合的。
作为油溶性原子团聚合开始剂例如可使用苯甲酰过氧化物、双-3，5，5-三甲基己酰过氧化物、二月桂酰过氧化物等二酰基过氧化物类；
二异丙基过氧化物二碳酸酯、二仲丁基过氧化物二碳酸酯、二-2-乙基己基过氧化物二碳酸酯等过氧化物二碳酸酯类；
叔丁基过氧化物新戊酸酯、叔丁基过氧化物新癸酸酯等过氧化物酯类；
乙酰环己基磺酰过氧化物、二琥珀碳アツシド过氧化物等有机过氧化物；
2，2’-偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮双-2-甲基丁腈、2，2’-偶氮双二甲基戊腈等偶氮化合物等。
另外，这些原子团聚合开始剂可单独使用，1种，或2种以上组合使用。其使用量按单体的种类与量和加入方式适当选择，通常每使用100重量份，使用0.001～5.0重量份是理想的。
还有，当实施细微悬浮聚合法时，通常使用界面活性剂与分散剂。
作为界面活性剂举例有：
月桂基硫酸酯钠、肉豆蔻基硫酸酯钠等烷基硫酸酯盐类；
十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钾等烷基芳基磺酸盐类；
二辛基磺基琥珀酸钠、二己基磺基琥珀酸钠等磺基琥珀酸酯盐类；
月桂酸铵、硬脂酸钾等脂肪酸盐类；
聚氧乙烯烷基硫酸酯盐类；
聚氧乙烯烷基芳基硫酸酯盐类；
十二烷基二苯基醚二磺酸钠等阴离子性界面活性剂类；
山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯等山梨糖醇酯类、聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类等非离子性界面活性剂类；
十六烷基氯化吡啶翁、十六烷基三甲基溴化铵等阳离子性界面活性剂等。
另外，作为分散剂举例有聚乙烯醇、甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮等。
这些界面活性剂与分散剂可单独使用1种，或2种以上组合使用。其使用量，通常每使用单体100重量份，可在0.05-5重量份，更好在0.2～4重量份的范围内适当选择。
另外，在细微悬浮聚合法中，首先在水性介质中添加油溶性开始剂、单体、界面活性剂和按照需要使用的高级脂肪酸类与高级醇类等的聚合助剂、其它添加剂并预先混合，用高速搅拌器进行均质化处理，进行油滴粒径调节。在高速搅拌器中例如可利用胶体磨、振动搅拌机、二级式高压泵、从喷嘴与喷孔等高压喷出、超声波搅拌等。加之，油滴粒径的调节受均质化处理时剪切力的控制、聚合中的搅拌条件、反应装置的形式、界面活性剂与添加剂的量等影响，这些可通过简单的预备试验来选择适当的条件。然后，将全部单体均质化处理液送到聚合罐中，边慢慢搅拌边升温，通常在30～80℃范围的温度下进行聚合。
这样可得到一次平均粒径为希望值(如0.03～5.0μm)的热可塑性树脂粉颗粒均质分散的乳化液或悬浮液。将该乳化液或悬浮液喷雾干燥，或将热可塑性树脂颗粒凝聚后，过滤、分离浆液、干燥、粉碎可得到热可塑性树脂粉末。该热可塑性树脂的重均分子量可以反应温度与聚合度调节剂调节到希望的值。
下面说明本发明铁基混合粉的理想制造方法的一个例子。
首先，将作为铁基粉末的具有上述规定粒度分布的雾化铁粉或雾化铁粉与还原铁粉的混合粉、合金用粉末，或还有改善切削性用粉末与粘合剂混合制成混合粉。对于铁基粉末，合金粉末和改善切削性用粉末合计量100重量份，混合粘合剂0.1重量份以上，1.0重量份以下是理想的。作为粘合剂选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺中的1种或2种以上是理想的。
将该混合物边加热边混合(至此为一次混合)。还有，粘合剂为1种的场合，此时混合加热温度比该粘合剂的熔点高10～100℃是理想的。另外，在粘合剂为2种以上的场合，比这些粘合剂熔点中的最低值高10℃以上，这些粘合剂熔点中的最高值以下温度是理想的。由于在上述下限温度以上加热，至少1种粘合剂熔融，可发挥粘合剂的粉末颗粒的粘合机能。另外，由于加热温度在上述上限限温度以下，可完全回避由于粘合剂热分解等的粘合机能的降低，还可很好维持料斗排出性能。
接着，将该一次混合物冷却，在铁基粉末的表面粘着合金用粉末或还有改善切削性用粉末。到含粘合剂的原料粉的混合的处理是一般称作粘合处理或粘着处理的一个例子。
接着，在铁基粉末表面上粘着合金用粉末或还有改善切削性用粉末的一次粉末中进一步添加润滑剂，混合(此为二次混合)制成铁基混合粉。从发挥润滑机能等观点看，二次混合的温度不到添加润滑剂熔点中的最低值是理想的。更好为室温。另外，对于铁基粉末、合金用粉末和改善切削性用粉末(需要时添加)的合计量100重量份，添加的润滑剂的量在0.1重量份以上，0.5重量份以下是理想的。二次混合添加的润滑剂为游离润滑剂，以不与铁基粉末等粘合的游离状态存在于混合粉中。
作为成为游离润滑剂的，二次混合时添加的润滑剂一定含选自上述热可塑性树脂粉、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上，按照需要，含硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺、分子量1万以下的聚乙烯、乙撑双硬脂酸酰胺与分子量1万以下的聚乙烯的熔融混合物的1种或2种以上的润滑剂是理想的。对于热可塑性树脂粉总量，热可塑性树脂粉含50质量％以上选自单体的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物中的至少1种并聚合的是理想的。
在本发明中作为铁基粉末的一部分可混合还原铁粉，在混合还原铁粉的场合，还原铁粉的一部分，更好为铁基粉末总量30质量％以下，可在二次混合时添加。由此，二次混合时添加的还原铁粉表面上不粘着合金用粉末或改善切削性用粉末，可成为游离铁基粉末。由于还原铁粉的至少一部分为游离铁粉末，铁基混合粉的填充性可显著改善。
另外，作为其它制造方法，本发明铁基混合粉也可按照下述(1)～(4)工序制造。
(1)在按规定粒度分布调整的铁基粉末中添加合金用粉末或还有改善切削性用粉末，然后将液态粘合剂喷雾喷射到这些粉末中后(以下称该液态粘合剂为喷雾喷射粘合剂)混合。作为液态粘合剂使用油酸、锭子油、透平油中的1种或2种以上是理想的。
(2)在这些混合物中再添加硬脂酸锌，混合成一次混合物。对于铁基粉末、合金粉末和改善切削性粉末的合计量100重量份，硬脂酸锌的添加量与喷雾喷射粘合剂的合计量为0.1～1.0重量份是理想的。
(3)将一次混合物在110-150℃边加热边二次混合。由于加热生成硬脂酸锌与喷雾喷射粘合剂中的至少一种以上的加热熔融物。由于二次混合加热温度在110℃以上，可充分发挥粘合剂的机能并防止合金粉末的偏析。另一方面，由于在150℃以下，可完全回避由于铁基粉末氧化(硬化)的压缩性降低。接着，由于将二次混合物冷却，合金用粉末或还有改善切削性用粉末牢固地粘着在铁基粉末的表面上。
(4)在铁基粉末表面上粘着合金用粉末或还有改善切削性用粉末的二次混合物中再添加润滑剂，三次混合成铁基混合粉。
三次混合的温度不到添加的润滑剂熔点中最低值是理想的。更好为室温。
另外，对于铁基粉末、合金粉末和改善切削性粉末的合计量100重量份，添加的润滑剂的量为0.1～0.5重量份是理想的。三次混合中添加的润滑剂为游离润滑剂，以实质上不与铁基粉末等粘合的游离状态存在于混合粉中。
三次混合中添加的润滑剂一定含有选自上述热可塑性树脂粉、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上，按照需要，含有硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺、分子量1万以下的聚乙烯、乙撑双硬脂酸酰胺与分子量1万以下的聚乙烯的熔融混合物的1种或2种以上的润滑剂是理想的。另外，对于热可塑性树脂总量，热可塑性树脂粉含50质量％以上选自单体的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物中的至少1种并聚合的是理想的。
上述制造方法的例子中(1)～(3)处理构成粘合处理。
另外，在本发明中可混合作为铁基粉末一部分的还原铁粉，在混合还原铁粉的场合，也可在三次混合时添加一部分还原铁粉，更好为铁基粉末总量30质量％以下。由此，三次混合时添加的还原铁粉可实质上表面不粘着合金用粉末或改善切削性用粉末，成为游离铁基粉末。由于还原铁粉的至少一部分为游离铁基粉末，铁基混合粉的填充性显著改善。
本发明铁基混合粉的制造方法当然不限于上述2例的制造方法。作为上述制造方法以外方法的一个例子，例如将粘合剂成分溶解或分散在有机溶剂中后，将铁基粉末与合金用粉末或改善切削性用粉末混合，其后蒸发有机溶剂，在铁基粉末表面粘着合金粉末、改善切削性用粉末(至此为粘合处理)，此后可添加润滑剂并混合，制成存在游离润滑剂的铁基混合粉。
另外，粘合处理不限于以上的方法，将铁基粉末以外的原料粉末粘着在铁基粉末表面为目的进行的处理都适用于粘合处理。为了使粘合处理有效，将相当量的合金用粉末或改善切削性用粉末粘着在铁基粉末上是重要的。例如对于添加频率大的石墨粉末，选定其约60％(质量)以上粘着的条件进行粘合处理是理想的。
还有，本发明铁基混合粉可适用于任何一般粉末冶金制造工艺。例如，可适用于成形-烧结、成形-烧结-浸渍淬火(CQT)、成形-烧结-光亮淬火(BQT)、成形-烧结-高频淬火等工艺。对于任何工艺，按照需要均可增加修整处理。
实施例1
首先将铁基粉末970g、下述的合金用粉末、与表1所示量的粘合剂装入加热混合机中并充分混合，制成混合物。
作为铁基粉末使用具有表5所示粒度分布的雾化铁粉(川崎制铁制：KIP301A、KIP 260A)或还有还原铁粉(川崎制铁制：KIP 255M)。这些均为一般工业用铁粉的雾化铁粉，用筛子分级后，以表6所示的粒度分布再次用V型调匀机混合后使用。在表5和表6中所谓0％意味着不到0.1％。另外，在一部分铁基粉末中将表6所示量的还原铁粉混合到雾化铁粉中。在一部分铁基粉末中使用不进行筛子分级的雾化铁粉。另外，按照JPMA P06-1992(日本粉末冶金工业会标准)测定所用铁粉的视在密度并记入表5中。
作为合金用粉末可添加平均粒径23μm的石墨粉末10g和平均粒径25μm的电解铜粉20g(对于铁基粉末、合金用粉末、改善切削性粉末的合计量、石墨粉的添加量为1.0质量％，电解铜粉为2.0质量％)。
另外，作为粘合剂将表1所示种类和量的粘合剂预混合来使用。表1所示的含量以对于铁基粉末和合金用粉末或还有改善切削性用粉末的合计量100重量份的重量份来表示。
而且，将这些混合物在表1所示温度边不断混合(至此为一次混合)边加热，制成一次混合物。
接着，将一次混合物边混合边在85℃以下冷却。而且，冷却到40℃后，添加表1所示种类与量的游离润滑剂，均匀混合(至此为二次混合)后，从加热混合机中排出，成为铁基混合粉。还有，二次混合时添加的热可塑性树脂、硬脂酸锌、硬脂酸锂以外的润滑剂的记号与种类的关系示于表2。另外，二次混合时使用的热可塑性树脂粉的记号与种类的关系和其组成、聚合方法、一次粒径、凝聚粒径与分子量示于表3。
还有，在一部分铁基混合粉(铁基混合粉No.1-8)中在二次混合时添加润滑剂的同时添加还原铁粉(15质量％)。
对于得到的铁基混合粉，评价其填充性、压缩性、偏析性、视在密度。
(1)填充性试验
使用在图1模式示出其配置的装置实施铁基混合粉的填充性试验。将填充铁基混合粉(试验混合粉)150g的粉末箱(100×20×60mm)以200mm/s的速度移动到金属模方向，在具有t＝1mm的模腔的金属模的正上方停止，保持1秒钟将铁基混合粉填充到金属模中后后退。填充后以480MPa的压力成形制成成形体。
测定这些成形体的重量，求出填充密度{＝(成形体重量)/(模腔的体积)}。以粉末箱中的铁基混合粉的视在密度除该填充密度的值作为填充值，评价填充值。填充值越大，表示填充性越好。
(2)压缩性试验
以直径25mmφ×20mm高的片用5ton/cm2(490MPa)压力将铁基混合粉(试验混合粉)成形制成成形体。测定这样成形体的密度(压粉密度)并评价压缩性。另外，用阿基米德法测定密度。
(3)偏析性试验
调查铁基混合粉中所含的石墨粉(合金用粉末)的偏析，评价偏析性。筛分铁基混合粉(试验混合粉)，对于通过100目(150μm)的筛子，通不过200目(75μm)的粉进行定量碳分析。另外，对整体铁基混合粉(试验混合粉)也进行定量碳分析。以其结果用下述定义的碳粘着度评价偏析性。
碳粘着度＝{从通过100目(150μm)到通不过200目(75μm)}范围的粒度的铁基混合粉的C分析值)/(铁基混合粉的C分析值)×(质量％)
碳粘着度越大，意味着铁基混合粉的石墨粉的偏析越小。
(4)视在密度试验
按照JPMA P-06-1992(日本粉末冶金工业会标准)测定铁基混合粉(试验混合粉)的视在密度。
其结果示于表2。
[表1]
Figure A0114317600211
注*)参见表5**)游离铁基末  合金用粉末：石墨粉1.0质量％、铜粉2.0质量％***)参见表6****)对于铁基粉末、合金用粉末、改善切削性用粉末的合计量100重量份、*****)参见表3
[表2]
铁基混合粉No                    铁基混合粉特性     备注
  填充性 铁基混合粉的视在密度Mg/m3   压缩性   偏析性
  填充值   压粉密度Mg/m3   碳粘着度％
    1-1     0.30     3.32     6.89     85   比较例
    1-2     0.32     2.84     6.85     84   比较例
    1-3     0.86     2.92     6.78     84   比较例
    1-4     0.32     3.35     6.89     86   比较例
    1-5     0.45     3.38     6.89     87   比较例
    1-6     0.80     3.30     6.87     85   本发明例
    1-7     0.82     3.28     6.86     86   本发明例
    1-8     0.82     3.27     6.86     86   本发明例
    1-9     0.82     3.31     6.85     83   本发明例
    1-10     0.80     3.34     6.88     87   本发明例
    1-11     0.87     3.35     6.89     86   本发明例
    1-12     0.86     3.30     6.89     85   本发明例
    1-13     0.87     3.29     6.89     89   本发明例
    1-14     0.41     3.35     6.88     87   比较例
    1-15     0.82     3.15     6.86     32   比较例
    1-16     0.69     3.20     6.85     85   本发明例
    1-17     0.50     3.15     6.85     86   本发明例
    1-18     0.65     3.25     6.83     84   本发明例
    1-19     0.32     2.85     6.86     86   比较例
    1-20     0.29     2.93     6.85     83   比较例
    1-21     0.42     2.95     6.84     86   比较例
    1-22     0.84     3.30     6.86     65   本发明例
    1-23     0.83     3.35     6.86     85   本发明例
[表3]
   记号                           种类
    a                          硬脂酸
    b                         油酸酰胺
    c                        硬脂酸酰胺
    d           硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物
    e                     乙撑双硬脂酸酰胺
    f   分子量1万以下的聚乙烯与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物
[表4]
热可塑性树脂粉的种类记号           热可塑性树脂粉的制造条件            热可塑性树脂粉的性状
  组成物*   组成比重量％     聚合法 平均分子量(万)   一次粒径μm 凝聚料径μm
    A     MMA    100     共聚     40     0.04     30
    B   BA/MMA   60/40 芯一壳二级聚合     200     1     40
    C   ST/BMA   70/30     共聚     300     3     25
    D   MMA/BD   85/15     共聚     80     0.08     15
    E   MMA/BMA   70/30     共聚     60     0.4     30
    F    ST/AN   80/20     共聚     100     0.3     20
    G    EA/ST   60/40 芯一壳二级聚合     250     0.1     15
注*)MMA：甲基丙烯酸甲酯
BMA：正丁基丙烯酸酯
EA：乙基丙烯酸酯
BA：正丁基丙烯酸酯
AN：丙烯腈
BD：丁二烯
ST：乙烯
[表5]
铁粉种类                                粒度分布(质量％)    数字：μm 视在密度Mg/m3          备注
180以上   不到80～150以上   不到150～106以上 不到106～75以上 不到75～63以上   不到63～45以上    不到45   合计
    a     0     9.4     18.2     26.9     9.9     15.8     19.8   100   2.95  KIP301A 雾化铁粉
    b     1.8     9.4     22.4     26.4     9.9     13.1     17.0   100   2.66  KIP260A
    c     0     1.5     30.5     35.4     9.8     11.3     11.5   100   2.55  KIP255M 还原铁粉
[表6]
铁基粉末No     雾化铁粉     还原铁粉                                粒度分布(质量％)    数字：μm 合计
种类   含量质量％ 种类     含量质量％ 180以上 不到180～150以上 不到150～106以上    不到106～75以上    不到75～63以上   不到63～45以上   不到45
    1     a     100   -      -     0     9.4     18.2     26.9     9.9     15.8     19.8     100
    2     b     100   -      -     1.8     9.4     22.4     26.4     9.9     13.1     17.0     100
    3     -      -   c     100     0     1.5     30.5     35.4     9.8     11.3     11.5     100
    4     a     100   -      -     0     9.2     17.2     23.5     9.8     14.3     26.0     100
    5     a     93   c      7     0     9.2     18.6     27.2     9.9     15.7     19.6     100
    6     a     85   c     15     0     8.2     20.0     28.2     9.9     15.2     18.5     100
    7     a     75   c     25     0     7.4     21.3     29.0     9.9     14.7     17.7     100
    8     a     70   c     30     0     7.0     21.9     29.5     9.9     14.5     17.3     100
    9     a     100   -      -     0     9.9     19.1     28.2     10.4     16.6     15.0     100
    10     a     100   -      -     0     3.7     27.1     33.0     9.8     12.6     13.8     100
11 a 100 - - 0 2.7 28.7 34.1 9.8 12.0 12.7 100
    12     a     100   -      -     0     1.5     30.5     35.4     9.8     11.3     11.5     100
    13     a     100   -      -     6     3.4     26.3     20.3     9.8     16.0     18.2     100
    14     b     70   c     30     0     7.0     21.9     29.5     9.9     14.5     17.3     100
    15     b     100   -      -     0     2.7     28.7     34.1     9.8     12.0     12.7     100
    16     a     100   -      -     0     13.1     25.9     27.4     9.6     10.7     13.3     100
    17     a     100   -      -     0.3     2.6     28.6     34.0     9.8     12.0     12.7     100
满足合适条件的本发明例(铁基混合粉No.1～6～No.1-13，No.1-23)均具有成形密度6.85Mg/m3以上、碳粘着度80％以上、填充值0.8以上、视在密度3.1Mg/m3以上的优良的压缩性、填充性。特别是限定粒径不到45μm的颗粒不到15.0质量％的铁基混合粉(No.1-11～No.1-13，No.1-23)显示特别优良的填充性。而且，以粒径不到45μm的颗粒不到12.7质量％限定的铁基混合粉(No.1-13)，尽管偏析非常小，但仍显示非常优良的填充性。不符合合适条件的本发明例(铁基混合粉No.1-16～No.1-18，No.1-22)与满足合适条件的本发明例相比材质上有点差，都显示出良好的填充性、压缩性、且石墨粉的偏析小。
粘合剂的量不符合本发明低的合适范围的铁基混合粉(No.1-22)中偏析显示有点变大的倾向。粘合剂的量不符合本发明高的合适范围的铁基混合粉(No.1-16)中填充性显示出有点降低的倾向。还有，游离润滑剂的量不符合本发明低的合适范围的铁基混合粉(No.1-17)中填充性显示有点降低的倾向。游离润滑剂的量不符合本发明高的合适范围的铁基混合粉(No.1-18)填充性显示有点降低的倾向。
由于粘合剂的量显著不足，达不到粘合剂处理目的的铁基混合粉(No.1-15)中，难说合金用粉末事实上充分粘着在铁粉上，其结果偏析的防止不完全。
粒度分布不符合本发明范围的比较例(铁基混合粉No.1-1、No.1-2、No.1-4、No.1-5、No.1-14、No.1-21)填充性降低。另外，仅使用还原铁粉作为铁基粉末的比较例(铁基混合粉No.1-3)填充性优良，但压缩性降低。另外，所用的雾化铁粉的视在密度不符合本发明低的范围的比较例(铁基混合粉No.1-19、No.1-20)铁基混合粉的视在密度低于3.1Mg/m3以下，填充性降低。
实施例2
在铁基粉末974g、作为合金用粉末的平均粒径23μm的石墨粉6g和平均粒径25μm的电解铜粉20g中喷雾喷射选自表6所示的作为粘合剂的油酸、锭子油、透平油的1种或2种以上后，进行1次混合的混合。
作为铁基粉末使用具有表4所示粒度分布的雾化铁粉(川崎制铁制：KIP301A、KIP260A)或还有还原铁粉(川崎制铁制：KIP255M)。将雾化铁粉用筛子分级后，按照表6所示的粒度分布二次用V型调匀机混合后使用。另外，在一部分铁基粉末中将表6所示量的还原铁粉混合在雾化铁粉中。另外，在一部分铁基粉末中使用不用筛子进行分级的雾化铁粉。按照JPMA P06-1992(日本粉末冶金工业会标准)测定所用铁粉的视在密度并记入表5。
还有，在铁基混合粉No.2-10中将作为改善切削性用粉末的，平均粒径20μm的MnS粉4g配入铁基粉末970g、铜粉20g、石墨粉6g中。
接着，在一次混合的混合粉中作为粘合剂添加表7所示量的硬脂酸锌，装入加热混合机中充分混合，制成混合物。而且将该混合物边混合边以表7所示温度加热，制成二次混合物。接着将二次混合物边混合边在85℃以下冷却。冷却到40℃后，添加表7所示种类与量的游离润滑剂，均匀地三次混合后从加热混合机中排出，制成铁基混合粉。还有，三次混合时添加的热可塑性树脂粉、硬脂酸锌、硬脂酸锂以外的润滑剂的种类与记号的关系与实施例1相同示于表2中。还有，三次混合时添加的热可塑性树脂粉的记号与种类的关系与其组成、聚合方法、一次粒径、凝聚粒径和分子量与实施例1相同示于表3中。另外，在一部分(铁基混合粉No.2-7)中，在二次混合时添加润滑剂，同时添加还原铁粉(25质量％)。
对于得到的铁基混合粉与实施例1相同评价填充性、压缩性、偏析性、视在密度。
将得到的结果示于表8。
[表7]注*)参见表5**)游离铁粉末 合金用粉末 铜粉20质量％  石墨粉0.6质量％***)参见表6****)对于铁基粉末、合金用粉末、改善切削性用粉末的合计量100重量份的重量份、*****)参见表3
[表8]
铁基混合粉No                     铁基混合粉特性     备注
  填充性 铁基混合粉的视在密度Mg/m3   压缩性   偏析性
  填充值   压粉密度Mg/m3   碳粘着度％
    2-1     0.31     3.30     6.90     85   比较例
    2-2     0.35     2.80     6.86     86   比较例
    2-3     0.85     2.86     6.78     84   比较例
    2-4     0.35     3.41     6.88     86   比较例
    2-5     0.36     3.40     6.88     87   比较例
    2-6     0.80     3.32     6.87     85   本发明例
    2-7     0.82     3.31     6.86     86   本发明例
    2-8     0.82     3.30     6.86     85   本发明例
    2-9     0.82     3.29     6.86     86   本发明例
    2-10     0.82     3.35     6.85     83   本发明例
    2-11     0.80     3.31     6.88     87   本发明例
    2-12     0.80     3.32     6.89     87   本发明例
    2-13     0.86     3.26     6.89     86   本发明例
    2-14     0.87     3.31     6.90     86   本发明例
    2-15     0.86     3.18     6.89     85   本发明例
    2-16     0.85     3.45     6.90     84   本发明例
    2-17     0.87     3.32     6.88     89   本发明例
    2-18     0.41     3.24     6.90     87   比较例
    2-19     0.82     3.15     6.86     38   比较例
    2-20     0.68     3.20     6.85     84   本发明例
    2-21     0.55     3.16     6.85     85   本发明例
    2-22     0.70     3.29     6.82     86   本发明例
    2-23     0.35     2.82     6.83     86   比较例
    2-24     0.30     2.86     6.84     83   比较例
满足合适条件的本发明例(铁基混合粉No.2～6～No.2-17)都具有成形密度6.85Mg/m3以上、碳粘着度80％以上、填充值0.8以上、视在密度3.1Mg/m3以上与优良的压缩性、填充性。特别是以粒径不到45μm的颗粒不到15.0质量％的限定的铁基混合粉(No.2-15～No.2-17)显示特别优良的填充性。而且，以粒径不到45μm的颗粒不到12.7质量％限定的铁基混合粉(No.2-17)，虽然偏析非常小，仍显示出非常优良的填充性。
不符合合适条件的本发明例(铁基混合粉No.2-20～No.2-22)比满足合适条件的本发明例材质差一点，都显示良好的填充性、压缩性，且石墨粉的偏析小。
在粘合剂的量不符合本发明高的合适范围的铁基混合粉(No.2-20)填充性显示有点降低的倾向。在游离润滑剂的量不符合本发明低的合适范围的铁基混合粉(No.2-21)显示出填充性有点降低的倾向。另外，游离润滑剂的量不符合本发明高的合适范围的铁基混合粉(No.2-22)显示出填充性有点降低的倾向。
由于粘合剂的量显著不足，达不到粘合剂处理的目的的铁基混合粉(No.2-19)事实上合金用粉末不充分粘着在铁粉上，偏析的防止不充分。
粒度分布不符合本发明范围的比较例(铁基混合粉No.2-1、No.2-2、No.2-4、No.2-5、No.2-18)填充性降低。另外，仅使用还原铁粉作为铁基粉末的比较例(铁基混合粉No.2-3)填充性优良，但压缩性降低。还有，使用的雾化铁粉的视在密度不符合本发明低的范围的比较例(铁基混合粉No.2-23、No.2-24)铁基混合粉的视在密度低于3.1Mg/m3以下，且填充性降低。
按照本发明可廉价制造偏析小、压缩性优良，且填充性优良的铁基混合粉。而且，用本发明铁基混合粉可使烧结零件小型化，可使用具有幅宽狭窄模腔的金属模制造成形体，可稳定且很少性能参差不齐地制造密度高的烧结零件，在工业上呈现特殊的效果。

Claims (12)

1、一种具有视在密度3.1Mg/m3以上的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于是含有铁基粉末、合金用粉末和粘合剂或还有改善切削性用粉末的铁基混合粉，上述合金用粉末或还有改善切削性用粉末由上述粘合剂粘着在上述铁基粉末表面，且上述铁基粉末是雾化铁粉，或雾化铁粉与还原铁粉的混合粉，且上述铁基粉末最大粒径不到180μm，具有至少含粒径不到45μm的颗粒18.5质量％以下，粒径75μm以上不到150μm的颗粒46质量％以上，粒径150μm以上不到180μm的颗粒不到10质量％的粒度分布，上述雾化铁粉的视在密度为2.85Mg/m3以上。
2、权利要求1所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述铁基粉末含粒径不到45μm的颗粒不到15质量％。
3、权利要求1所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述铁基粉末含粒径不到45μm的颗粒不到12.7质量％。
4、权利要求1所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于对于铁基粉末、合金用粉末和改善切削性用粉末合计量100重量份，上述粘合剂含量为0.1重量份以上，且1.0重量份以下。
5、权利要求1或2所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述粘合剂选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺中的1种或2种以上。
6、权利要求1或2所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述粘合剂由选自油酸、锭子油和透平油中的1种或2种以上与硬脂酸锌构成。
7、权利要求1所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述铁基混合粉还含有游离润滑剂。
8、权利要求7所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于对于铁基粉末、合金用粉末和改善切削性用粉末合计量100重量份，上述游离润滑剂含量为0.1重量份以上，0.5重量份以下。
9、权利要求7所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述游离润滑剂含有选自热可塑性树脂粉、硬脂酸锌、硬脂酸锂中的1种或2种以上，或还含有选自硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺与乙撑双硬脂酸酰胺的熔融混合物、乙撑双硬脂酸酰胺、分子量1万以下的聚乙烯和乙撑双硬脂酸酰胺与分子量1万以下的聚乙烯的熔融混合物中的1种或2种以上。
10、权利要求9所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述热可塑性树脂均含有选自单体的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和芳香族乙烯化合物中的至少1种50质量％以上并聚合，且是1次平均粒径0.03μm以上，5μm以下，凝聚平均粒径5μm以上，50μm以下，用溶液比粘度法测定的平均分子量3万以上，500万以下的热可塑性树脂粉。
11、一种粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于将含有视在密度2.85Mg/m3以上的雾化铁粉、或还有还原铁粉的铁基粉末和合金用粉末，或还有改善切削性用粉末用粘合剂进行粘合处理，是具有视在密度：3.1Mg/m3以上的铁基混合粉，构成原料的上述铁基粉末最大粒径不到180μm，以具有至少含粒径不到45μm的颗粒18.5质量％以下，粒径75μm以上不到150μm的颗粒46质量％以上，粒径150μm以上不到180μm的颗粒不到10质量％的粒度分布那样的选择或调整而成的。
12、权利要求11所述的粉末冶金用铁基混合粉，其特征在于上述铁基混合粉还含有游离润滑剂。
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