DE112015005556T5

DE112015005556T5 - Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente, Sinterkomponente und Bohrer

Info

Publication number: DE112015005556T5
Application number: DE112015005556.8T
Authority: DE
Inventors: Yasunori Sonoda; Ryota Take; Fumihiro Matsumoto; Tsuguru Sugimoto
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd; NIKKEN TOOL CO Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd; NIKKEN TOOL CO Ltd
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-08-24
Also published as: JP6445858B2; KR102407953B1; CN107000057A; JP2016113657A; US20200331065A1; US11325186B2; KR20170094212A; WO2016093244A1; CN107000057B; US20170320136A1; MX2017007702A; US11305347B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente bereitgestellt, wobei das Verfahren eine hervorragende Produktivität aufweist und das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrücken kann, wenn ein Durchgangsloch in einem Pulverpresskörper-Grünling gebildet wird. Das Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente umfasst: einen Formschritt zum Pressformen eines Rohmaterialpulvers, das ein Metallpulver enthält; einen Bohrschritt zum Bilden eines Lochs in dem Pulverpresskörper-Grünling unter Verwendung eines Bohrers; einen Sinterschritt zum Sintern des Pulverpresskörper-Grünling nach dem Bohren, wobei der Bohrer, der zum Bohren verwendet wird, eine kreisbogenförmige Schneidkante an einem Spitzenabschnitt davon aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente, eine Sinterkomponente und einen Bohrer zum Bohren eines Pulverpresskörper-Grünlings. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente, die das Auftreten von Kantenabsplitterungen bei der Bildung eines Durchgangslochs in einem Pulverpresskörper-Grünling unterdrücken kann und zudem eine hohe Produktivität aufweist.
Stand der Technik
Sinterkörper (Sinterkomponenten), die durch Sintern von Grünlingen aus einem Metallpulver, wie beispielsweise einem Eisenpulver, erhalten werden, werden für Automobilteile oder Maschinenteile verwendet. Beispielsweise umfassen derartige gesinterte Legierungskomponenten (im Nachfolgenden der Einfachheit halber als eine ”Sinterkomponente” bezeichnet) Kettenräder, Rotoren, Zahnräder, Ringe, Flansche, Riemenscheiben, Schaufeln, Lager und dergleichen. Im Allgemeinen werden die Sinterkomponenten durch Pressformen eines metallpulverhaltigen Rohmaterialpulvers zur Bildung eines Pulverpresskörper-Grünlings (Pulverpresskörper) und durch anschließendes Sintern des Pulverpresskörper-Grünlings hergestellt. Nach dem Sintern werden die Sinterkomponenten bei Bedarf einer Bearbeitung in Form eines Endbearbeitungsprozesses unterzogen.
Jedoch sind als Sinterkomponenten Komponenten bekannt, in denen ein Durchgangsloch (ein offenes Loch), das sich durch diese erstreckt, oder ein Sackloch, das sich nicht durch diese erstreckt, ausgebildet ist. Beispielsweise ist eine Komponente bekannt, in der ein Durchgangsloch (beispielsweise ein Ölloch) gebildet ist, das sich deren Außenumfangsfläche zu einer Stirnfläche oder einer Innenumfangsfläche erstreckt. In einer solchen Komponente kann ein Durchgangsloch nicht in einem Schritt während des Formens in einem Pulverpresskörper-Grünling ausgebildet werden, und somit wird nach dem Sintern ein Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers durchgeführt (siehe Patentdokument 1).
Als Bohrer, die zum Bohren verwendet werden, wird typischerweise ein Bohrer verwendet, bei dem eine Schneidkante an einem Spitzenabschnitt davon eine V-förmige Vorsprungsform aufweist. Im Falle von Hartmetallbohrern liegt ein Punktwinkel der Schneidkante in der Größenordnung von 130° bis 140°.
Zitationsliste
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2006-336078

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem Fall, in dem der Bohrschritt mit einem Bohrer an einer Sinterkomponente durchgeführt wird, tritt das Problem auf, dass sich ein Bohrschritt nach dem Sintern als schwierig erweist und zu einer geringen Produktivität führt.
Die Sinterkomponente ist hart, da die Metallpulverteilchen darin durch das Sintern diffusionsgebunden und miteinander legiert sind, wodurch eine starke Bindung dazwischen gebildet wird. Wird somit an der Sinterkomponente ein Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers durchgeführt, ist der Schneidwiderstand hoch und somit ist das Bohren, um den Sinterkomponente zu durchdringen, schwierig. Somit erweist sich das Schneiden als schwierig, viel Zeit zur Bearbeitung benötigt und zudem die Werkzeuglebensdauer verkürzt. Da darüber hinaus ein Widerstand beim Einschneiden des Bohrers ebenfalls hoch ist, ist es schwierig, das bearbeitete Loch mit gleichbleibender Genauigkeit zu bilden, da eine Drehachse des Bohrers mit hoher Wahrscheinlichkeit wackelt und dergleichen.
Da darüber hinaus nicht nur ein Schneidwiderstand sondern auch eine Axiallast bei der Ausbildung eines Durchgangslochs hoch ist, treten mit hoher Wahrscheinlich entlang einer Öffnungskante auf der Austrittsseite, durch die der Bohrer hindurchtritt, Grate auf. Die Grate treten auf, da sich der Boden verformt und nach außen zur Austrittsseite gedrückt wird, wenn eine Dicke des Bodens eines Lochs beim Durchbohren mit dem Bohrer so dünn wird, dass eine Festigkeit des Bodens gegenüber einer Axiallast nicht aufrechterhalten werden kann. Die entstandenen Grate müssen in dem nachfolgenden Schritt entfernt werden, und somit muss viel Zeit und Aufwand für einen solchen Vorgang aufgebracht werden. Es ist schwierig oder unmöglich, die Grate in Abhängigkeit von den Positionen, an denen die Grate auftreten, zu entfernen.
Somit ist es angesichts der Verringerung der Herstellungskosten wünschenswert, die Produktivität bei der Herstellung einer Sinterkomponente zu verbessern.
Dementsprechend haben die vorliegenden Erfinder das Bohren eines Pulverpresskörper-Grünlings vor dem Sintern mit einem Bohrer in Betracht gezogen, so dass im Voraus ein Durchgangsloch in dem Pulverpresskörper-Grünling gebildet wird, anstatt eine Sinterkomponente nach dem Sintern mit einem Bohrer zu durchbohren. Der Pulverpresskörper-Grünling wird nur durch Agglomerieren eines Rohmaterialpulvers mittels Formen erhalten, und somit kleben die Metallpulverteilchen darin mechanisch aneinander, so dass diese nicht so stark gebunden sind wie in der Sinterkomponente. Wird somit vor dem Sintern ein Bohrschritt am Pulverpresskörper-Grünling durchgeführt, kann dieser auf einfache Weise geschnitten werden und zudem ein Schneidwiderstand (Axiallast) erheblich verringert werden, da die Bindung zwischen den Metallpulverteilchen schwach ist. Wird der Pulverpresskörper-Grünling zur Ausbildung eines Durchgangslochs gebohrt, werden die Metallpulverteilchen geschnitten und gleichzeitig durch den Bohrer abgeführt. Wird jedoch der Bohrschritt am Pulverpresskörper-Grünling zur Bildung eines Durchgangslochs durchgeführt, treten sehr wahrscheinlich sogenannte Kantenabsplitterungen auf, bei denen eine Öffnungskante an der Austrittsseite, durch die der Bohrer hindurchtritt, absplittert.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente bereitzustellen, die das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrücken kann, wenn ein Durchgangsloch in einem Pulverpresskörper-Grünling gebildet wird, und das eine hohe Produktivität aufweist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sinterkomponente bereitzustellen, die eine hohe Produktivität aufweist. Es ist ferner eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Bohrer bereitzustellen, der das Auftreten von Kantenabsplitterungen bei der Ausbildung eines Durchgangslochs in einem Pulverpresskörper-Grünling unterdrückt.
Lösung des Problems
Ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Formschritt, einen Bohrschritt und einen Sinterschritt. Der Formschritt ist ausgebildet, um ein Rohmaterialpulver, das ein Metallpulver enthält, durch Druck zu formen und somit einen Pulverpresskörper-Grünling herzustellen. Der Bohrschritt ist ausgebildet, um unter Verwendung eines Bohrers ein Loch in dem Pulverpresskörper-Grünling zu bilden. Der Sinterschritt ist ausgebildet, um den Pulverpresskörper-Grünling nach dem Bohren zu sintern. Der zum Bohren verwendete Bohrer weist eine kreisbogenförmige Schneidkante an einem Spitzenabschnitt davon auf.
Eine Sinterkomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Sinterkomponente mit einem darin ausgebildeten Loch. In der Sinterkomponente weist eine Innenumfangsfläche des Lochs eine satinierte Form auf.
Ein Bohrer gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bohrer zum Bohren eines Arbeitsmaterials. Das Arbeitsmaterial ist ein Pulverpresskörper-Grünling, der durch Pressformen eines Rohmaterialpulvers, das Metallpulver enthält, gebildet wird. Der Bohrer weist eine kreisbogenförmige Schneidkante an einem Spitzenabschnitt davon auf.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Das Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente kann, wie zuvor beschrieben, das Auftreten von Kantenabsplitterungen bei der Ausbildung eines Durchgangslochs in einem Pulverpresskörper-Grünling unterdrücken und zudem eine hohe Produktivität aufweisen. Die zuvor beschriebene Sinterkomponente weist eine hohe Produktivität auf. Der zuvor beschriebene Bohrer kann das Auftreten von Kantenabsplitterungen bei der Ausbildung eines Durchgangsloch in einem Pulverpresskörper-Grünling unterdrücken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine erläuternde Ansicht, in der ein Fall, bei dem das Bohren unter Verwendung eines Bohrers mit einer kreisbogenförmigen Schneidkante durchgeführt wird, und ein Fall, bei dem das Bohrer unter Verwendung eines Bohrers mit einer V-förmigen Schneidkante durchgeführt wird, verglichen werden.
2 zeigt eine erläuternde Prozessansicht, die ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente gemäß einer Ausführungsform erläutert.
3 zeigt eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Bohrers gemäß einer Ausführungsform erläutert.
4 zeigt eine mikroskopische Abbildung, die einen Ausgang des Durchgangslochs in dem Fall, in dem das Durchgangsloch unter Verwendung eines R-Bohrers im Testbeispiel 1 gebildet wird, darstellt.
5 zeigt eine mikroskopische Abbildung, die einen Ausgang eines Durchgangsloch in dem Fall, in dem das Durchgangsloch unter Verwendung eines V-Bohrers im Testbeispiel 1 gebildet wird, darstellt.
6 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung eines Spanwinkels, eine Axiallast und eines Drehmoments in dem Fall, in dem ein Durchgangsloch unter Verwendung eines R-Bohrers in dem Testbeispiel 2 gebildet wird, darstellt.
7 zeigt eine mikroskopische Abbildung, die eine Innenumfangsfläche eines Durchgangslochs eines Pulverpresskörper-Grünlings, der in Testbeispiel 3 hergestellt wird, darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen
[Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Technologien zur Verbesserung der Produktivität einer Sinterkomponente untersucht und als Ergebnis festgestellt, dass die Produktivität verbessert werden kann, wenn das Bohren an einem Pulverpresskörper-Grünling unter Verwendung eines Bohrers vor dem Sintern und nicht nach dem Sintern durchgeführt wird. Der Grund dafür liegt darin, dass beim Bohren in den Pulverpresskörper-Grünling ein Schneidschritt auf einfache Weise durchgeführt werden kann und sich ein Schneidwiderstand (Axiallast) erheblich reduziert, da die Bindung zwischen den Metallpulverteilchen schwach ist. Ferner kann, verglichen mit einem herkömmlichen Fall, bei dem der Bohrschritt nach dem Sintern durchgeführt wird, eine Bearbeitungszeit verringert, eine Genauigkeit eines bearbeitenden Lochs verbessert und zudem die Lebenszeit erheblich verbessert werden. Wird ferner das Bohren unter Verwendung eines Bohrers an einem Pulverpresskörper-Grünling durchgeführt, treten kaum Grate auf. Selbst wenn Grate aufgetreten sind, können die Grate auf einfache Weise durch ein Luftgebläse oder dergleichen entfernt werden und somit können die Zeit und der Aufwand, die für die Gratentfernung erforderlich sind, verringert werden.
Darüber hinaus haben die vorliegenden Erfinder die obigen Untersuchungen fortgeführt und als Ergebnis herausgefunden, dass das Auftreten von Kantenabsplitterungen bei der Ausbildung eines Durchgangslochs unterdrückt werden kann, in dem eine Bohrerform, insbesondere eine Form einer Schneidkante an einem Spitzenabschnitt davon, entwickelt wurde, die zum Bohren des Pulverpressköper-Grünlings verwendet wird. Insbesondere wurde herausgefunden, dass das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrückt werden kann, indem eine Form der Schneidkante zu einer Kreisbogenform (R-Form) ausgebildet wird.
Der Mechanismus für das Auftreten von Kantenabsplitterungen ist wie folgt. Der Pulverpresskörper-Grünling ist weich, da die Bindung zwischen den Metallpulverteilchen schwach ist. Wird somit eine Dicke eines Bodens eines Lochs, das durch einen Bohrer beim Eindringen des Bohrers gebildet wird, so dünn, dass die Festigkeit des Bodens gegen eine Axiallast nicht aufrechterhalten werden kann, wird der Boden nicht durch den Bohrer geschnitten, sondern löst sich von einer Austrittsseite ab (wird herausgedrückt) bevor der Bohrer den Boden durchdringen kann. Wird der Boden nicht geschnitten, sonder fällt dieser heraus, bricht auch die Umgebung um den Boden weg und folglich treten Absplitterungen an einer Kante einer Öffnung auf der Austrittsseite, durch die der Bohrer hindurchtritt, auf.
Der Grund, dass das Auftreten von Kantenabsplitterungen durch Verwenden eines Bohrers mit einer kreisbogenförmigen Schneidkante (im Nachfolgenden häufig als ein ”R-Bohrer” bezeichnet) unterdrückt werden kann, ist wie folgt. Die Ansichten auf der linken Seite der 1 zeigen einen Bohrer (R-Bohrer) 10, dessen Schneidkantenform kreisbogenförmig ist, und ein Arbeitsmaterial (Pulverpresskörper-Grünling) G, an dem das Bohren unter Verwendung des R-Bohrers 10 durchgeführt wurde. Der einfachen Beschreibung halber ist der R-Bohrer 10, der in 1 gezeigt ist, ohne jegliche Einkerbungen und dergleichen dargestellt. Wie in einer Ansicht auf der linken oberen Seite der 1 gezeigt, ist der R-Bohrer 10 derart ausgebildet, dass eine Form der Schneidkante 110 halbkreisförmig ist, ein mittlerer Ring α des Kreisbogens, der die Schneidkante 110 definiert, 180° beträgt und darüber hinaus ein Radius R des Kreisbogens gleich einem Radius d/2 des Bohrers ist. Der R-Bohrer 10 ist derart ausgebildet, dass eine Länge h des Punkt Abschnitts 100 entlang eine Axialrichtung des Bohrers gleich lang wie der Radius R des Kreisbogens ist. Der Spitzenabschnitt 100 ist ein Abschnitt, der von einem Punkt (Scheitelpunkt) der Schneidkante 110 bis zu den äußeren Ecken 120 reicht.
Wie in zwei Ansichten auf der linken unteren Seite der 1 gezeigt, wird beim Bohren mit dem R-Bohrer 10 in den Pulverpresskörper-Grünling (ein umrissener Pfeil in der Figur zeigt eine Vorschubrichtung des Bohrers) die Form der Schneidkante 110 auf den Pulverpresskörper-Grünling G übertragen, so dass ein Loch, dessen Bodenfläche einen Querschnitt eines Kreisbogens (Halbkreisform) aufweist, d. h. ein halbkugelförmiges Loch, in dem Pulverpresskörper-Grünling G gebildet wird. Da die Form der Schneidkante 110 eine Kreisbogenform (ein Halbkreisbogen) ist, wie durch die durchgezogenen Pfeile in der Figur angedeutet, wird eine radial auf den R-Bohrer 10 verteilte Axiallast ausgeübt. Zudem trägt in dem Pulverpresskörper-Grünling G, wie durch die durchgezogenen Pfeile in der Figur gezeigt, der Boden des Loches mit der Halbkugelform eine Axiallast von dem Bohrer durch eine sphärische Oberfläche desselben, und weist somit einen höheren Widerstand gegen Verformung und eine höhere Festigkeit auf.
Wird der Pulverpresskörper-Grünling G mit dem R-Bohrer 10 gebohrt, ist mit anderen Worten die Axiallast selbst niedriger und zudem verteilt sich die auf dem Boden ausgeübte Axiallast. Dementsprechend verringert sich eine Spannungskonzentration und der Boden weist kaum Absplitterungen auf.
Zudem ist eine Höchstdicke HT des Bodens des Lochs, wie in der Ansicht auf der linken unteren Seite der 1 gezeigt, als eine Länge von einer Oberfläche des dünnsten Abschnittes (tiefsten Abschnitts) des Bodens zu einer Oberfläche des dicksten Abschnitts des Bodens definiert. Die Höchstdicke HT des Bodens des Loches ist gleich einer Länge H des Spitzenabschnittes 100 und nimmt mit zunehmender Länge H des Spitzenabschnittes 100 zu. Der R-Bohrer 10 kann eine erhöhte Höchsttiefe HT aufweisen, und somit erhöht sich eine Festigkeit des Bodens in Übereinstimmung mit der Dicke. Aus diesem Grund und aufgrund der niedrigeren Axiallast wird beim Bohren des Pulverpressköper-Grünlings G unter Verwendung des R-Bohrers 10 selbst dann, wenn eine Dicke eines Bodens eines Durchgangsloches beim Durchdringen mit dem Bohrer dünn wird, gewährleistet, dass der Boden der Axiallast besser standhält und an seiner Stelle bleibt, so dass der Bohrer den Schneidschritt bis kurz vor dem Durchdringen des Bodens durchführen kann. Somit kann verhindert werden, dass der Boden ohne Schneiden durchbricht, bevor der Bohrer diesen durchdringt, wodurch das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrückt wird.
Das Obige betrifft nicht nur ein Durchgangsloch sondern auch ein Sackloch kurz vor dessen Durchdringung. Insbesondere wird selbst im Falle eines Sacklochs, bei dem eine Dicke eines Bodens des Lochs (Mindestdicke, die von einer Bodenfläche des Lochs zu der gegenüberliegenden Fläche gemessen wird) dünn ist, die Bodenfläche des Lochs durch den R-Bohrer zu einer Halbkugelform gebildet, wodurch sich eine Festigkeit des Bodens erhöht. Dass heißt, selbst wenn eine Dicke eines Bodens eines Lochs dünn ist, kann verhindert werden, dass der Boden durchbricht, um so ein Sackloch zu bilden, dessen Boden eine dünnere Dicke aufweist. Beispielsweise kann eine Bearbeitung so lange durchgeführt werden, bis eine Dicke des Bodens 1/2 eines Bohrerdurchmessers (Lochdurchmesser), ferner 1/4 des Bohrdurchmessers wird.
Wird andererseits ein Bohrer mit einer V-förmigen Schneidkante (im nachfolgenden häufig als ein ”V-Bohrer” bezeichnet), der herkömmlicher weise weitgehend verwendet wird, verwendet, ist es schwierig das Auftreten von Kantenabsplitterungen zu unterdrücken. Die Ansichten auf der rechten Seite der 1 zeigen einen Bohrer (V-Bohrer) 11 dessen Schneidkantenform eine V-Form aufweist, und ein Arbeitsmaterial (Pulverpresskörper-Grünling) G, an dem ein Bohrschritt unter Verwendung des V-Bohrers 11 durchgeführt wurde. Wie im Falle des R-Bohrers 10 wird der V-Bohrer 11 in 1 der Einfachheit halber durch Auslassen der Einkerbungen und dergleichen dargestellt. Auch in diesem Beispiel ist der V-Bohrer 11 derart ausgebildet, dass ein Punktwinkel β einer Schneidkante 110 davon in einem Bereich von 130° bis 140° liegt und ein Bohrerdurchmesser D gleich groß wie jener des R-Bohrers 10 ist.
Wird unter Verwendung des V-Bohrers 11 ein Bohrschritt an einem Pulverpresskörper-Grünling G durchgeführt, wie in den zwei Ansichten auf der rechten unteren Seite der 1 gezeigt, wird die Form der Schneidkante 110 auf den Pulverpresskörper-Grünling 10 übertragen, so dass ein Loch, dessen Boden einen Querschnitt eines Dreiecks aufweist, d. h. eine konische Form, in dem Pulverpresskörper-Grünling G gebildet wird. Da bei dem V-Bohrer 11 die Form der Schneidkante 110 eine V-Form (Dreiecksform) ist, wie durch die durchgezogenen Pfeile in der Figur dargestellt, wird eine Axiallast in einer Richtung senkrecht zu den Seiten des Dreiecks (konische Fläche) ausgeübt. Indes werden in dem Pulverpresskörper-Grünling G wie durch die durchgezogenen Pfeile in der Figur dargestellt, die konische Bodenfläche des Lochs eine Axiallast des Bohrers durch die Seiten des Dreiecks (konische Fläche) getragen, wodurch sich eine Belastung auf den Scheitelpunkt konzentriert, an dem sich die Seiten schneiden. Dass heißt, verglichen mit einer halbkugelförmigen Bodenfläche des Loches bewirkt die konische Bodenfläche des Lochs eine Belastungskonzentration und weist eine geringere Festigkeit auf.
Wird mit anderen Worten ein Bohrschritt unter Verwendung des V-Bohrers 11 an dem Pulverpresskörper-Grünling G durchgeführt, kann der V-Bohrer 11 die Axiallast, die auf den Boden wirkt, im Vergleich zu dem R-Bohrer 10 nicht verteilen, so dass es wahrscheinlich ist, dass der Boden absplittert.
Darüber hinaus ist im Falle des V-Bohrers 11 eine Höchstdicke der Bodenfläche des Lochs geringer, so dass eine Festigkeit des Bodens in Abhängigkeit von der Dicke abnimmt. Wird somit ein Bohrschritt unter Verwendung des V-Bohrers 11 an dem Pulverpresskörper G durchgeführt ist es, wenn die Dicke des Bodens beim Durchschneiden mit dem Bohrer dünn wird, wahrscheinlich, dass der Boden ohne geschnitten zu werden durchbricht, bevor der Bohrer durch diesen dringt. Dementsprechend ist es schwierig, das Auftreten von Kantenabsplitterungen zu unterdrücken.
Indes wird für gewöhnlich der V-Bohrer für das Bohren verwendet. Der Grund dafür liegt darin, dass eine scharfe Spitze des V-Bohrers in die Mitte eines zu bildenden Lochs gesteckt werden kann, wodurch der Bohrer genau in der Mitte des Lochs positionierbar ist. Trotz Versuche den R-Bohrer zum Bohren zu verwenden, kann der R-Bohrer nicht in ein Werkstück stechen und somit nicht genau positioniert werden. Aus diesem Grund wird im Allgemeinen der V-Bohrer für das Bohren verwendet.
Jedoch wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Bohrschritt an einem Pulverpresskörper-Grünling mit einer geringeren Festigkeit durchgeführt. Da die Festigkeit des Pulverpresskörper-Grünlings niedriger ist, haben die vorherigen Erfinder herausgefunden, dass selbst im Fall des R-Bohrers dessen Spitze in den Pulverpresskörper-Grünling gesteckt und somit genau positioniert werden kann. Aus diesem Grund haben die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass der Bohrschritt mit dem R-Bohrer durchgeführt werden kann und dass es beim Bohren mit dem R-Bohrer möglich ist, das Auftreten von Graten und dergleichen, wie zuvor beschrieben, zu verhindern.
Die vorliegenden Erfinder haben nach Erlangung der obigen Erkenntnisse die vorliegende Erfindung konzipiert. Zunächst werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet und beschrieben.

(1) Ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Formschritt, einen Bohrschritt und einen Sinterschritt. Der Formschritt ist ausgebildet, um ein Rohmaterialpulver, das Metallpulver enthält, durch Pressen zu formen und somit einen Pulverpresskörper-Grünling herzustellen. Der Bohrschritt ist ausgebildet, um ein Loch in den Pulverpresskörper-Grünling unter Verwendung eines Bohrers zu bilden. Der Sinterschritt ist ausgebildet, um den Pulverpresskörper-Grünling nach dem Bohren zu sintern. Der zum Bohren verwendete Bohrer weist eine kreisbogenförmige Schneidkante an einem spitzen Abschnitt davon auf.

Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente wird, wie zuvor beschrieben, unter Verwendung eines Bohrers vor dem Sintern ein Pulverpress-Grünling gebohrt. Dementsprechend kann auf einfache Weise ein Schneiden durchgeführt werden und auch ein Schneidwiderstand (Axiallast) erheblich verringert werden. Somit können im Vergleich zu einem herkömmlichen Herstellungsverfahren, bei dem ein Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers nach dem Sintern durchgeführt wird, eine Bearbeitungszeit verringert, die Genauigkeit eines bearbeiteten Lochs verbessert und zudem einem Werkzeug Lebensdauer erheblich erhöht werden. Ferner treten beim Bohren in einem Pulverpress-Grünling unter Verwendung eines Bohrers kaum Grate auf. Selbst wenn Grate aufgetreten sind, können diese Grate beispielsweise durch ein Luftgebläse leicht entfernt werden, wodurch sich die Zeit und der Aufwand, die zur Entfernung eines Grates benötigt wird, verkürzen. Das ”Loch” umfasst ein Durchgangsloch (ein offenes Loch) das sich durchgehend erstreckt, oder ein Sackloch, das sich nicht durchgehend erstreckt.
Ferner wird gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente, wie zuvor beschrieben, der Bohrschritt unter Verwendung des Bohrers durchgeführt, der eine kreisbogenförmige Schneidkante an einem spitzen Abschnitt davon aufweist. Wird somit ein Durchgangsloch in dem Pulverpresskörper-Grünling gebildet, kann das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrückt werden. Als Ergebnis kann das Verfahren zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Sinterkomponente das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrücken und eine hohe Produktivität gewährleisten.
Indes bezieht sich der hierin verwendete Begriff ”Form der Schneidkante” auf eine Vorsprungform der Schneidkante, die aus einer Ebene vorsteht, die durch eine Mittelachse des Bohrers und auch parallel zu der Mittelachse in einer Richtung senkrecht dazu verläuft, wenn die Schneidkante parallel zu der Parallelebene angeordnet ist.
Zudem bedeutet der Begriff ”kreisbogenförmige Schneidkante”, dass eine Vorsprungform einer Schneidkante eine Kreisbogenform ist (siehe eine Ansicht auf der linken oberen Seite der 3). In dem Fall, in dem eine Form der Schneidkante kreisbogenförmig ist, sieht eine Rotationsbahn der Schneidkante, wenn der sich drehende Bohrer aus einer Richtung senkrecht zu einer Rotationsachse des Bohrers betrachtet wird, kreisbogenförmig aus.

(2) Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Sinterkomponente ist der Bohrer derart ausgebildet, dass ein Spanwinkel der Schneidkante mehr als 0° und 10° oder weniger beträgt.

Im Hinblick auf die Unterdrückung des Auftretens von Kantenabsplitterungen wird abgenommen, dass ein kleinerer Schneidwiderstand (Axiallast) günstig ist. Da der Spanwinkel der Schneidkante mehr als 0° und 10° oder weniger beträgt, kann eine Axiallast verringert und somit das Auftreten von Kantenabsplitterungen noch effizienter unterdrückt werden. Da der Spanwinkel mehr als 0° beträgt wird die Schneidkante scharf, wodurch sich die Axiallast verringert. Wird andererseits die Axiallast erhöht, nimmt mit zunehmender Schärfe der Schneidkante die Kantenfestigkeit ab. Da jedoch ein zu bearbeitendes Arbeitsmaterial ein Pulverpresskörper-Grünling ist, treten Absplitterungen aufgrund einer Abnahme der Kantenfestigkeit kaum auf. Zur Gewährleistung einer Kantenfestigkeit beträgt der Spanwinkel vorzugsweise mehr als 0,01°, doch bevorzugte 0,1°.
Beträgt der Spanwinkel mehr als 10°, erhöht sich die Axiallast. Somit beträgt der Spanwinkel vorzugsweise 10° oder weniger. Im Hinblick auf die Verringerung der Axiallast beträgt der Spanwinkel noch bevorzugter beispielsweise 5° oder mehr und 8° oder weniger.
Der hierin verwendete Begriff ”Spanwinkel” bezieht sich auf einen Winkel γ der zwischen einer Ebene parallel zu der Mittelachse des Bohrers und einer Spanfläche definiert ist, wenn die Schneidkante parallel zu der Parallelebene angeordnet ist, wie in einer Ansicht auf der rechten unteren Seite der 3 gezeigt.

(3) Gemäß einer Ausführungsform zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Sinterkomponente ist der Bohrer derart ausgebildet, dass ein Kreisbogen, der die Schneidkante definiert, einen mittleren Winkel von 135° oder mehr und 180° oder weniger aufweist.

Da der Kreisbogen, der die Schneidkante definiert, einen mittleren Winkel von 135° oder mehr und 180° oder weniger aufweist, kann das Auftreten von Kantenabsplitterungen hinreichend unterdrückt werden. Beträgt der mittlere Winkel der kreisbogenförmigen Schneidkante 135° oder mehr, nimmt die Form der Schneidkante beinahe eine halbkreisförmige Form an, wodurch eine Axiallast radial verteilt wird. Somit ist es möglich, den Effekt des Verringerns einer Axiallast zu erhöhen und eine Axiallast während des Bohrens zu verteilen. Ferner nimmt eine Form einer Bodenfläche des Lochs beinahe eine halbkreisförmige Form an, wodurch ein Widerstand gegen eine Axiallast erhöht wird. Darüber hinaus ist eine Höchstdicke HT des Bodens (siehe Ansichten auf der linken Seite der 1) erhöht. Dementsprechend verbessert sich eine Festigkeit des Bodens und somit splittert der Boden kaum ab. Der mittlere Winkel des Kreisbogens beträgt noch bevorzugter beispielsweise 150° oder mehr, besonders bevorzugt 180°, um eine halbkreisförmige Schneidkante zu erhalten.
Andererseits ist ein Radius des Kreisbogens, der die Schneidkante definiert, vorzugsweise gleich groß wie ein Radius eines Bohrerdurchmessers, vorzugsweise 0,4-mal oder mehr und 0,6-mal oder weniger so groß wie der Bohrerdurchmesser. Insbesondere weist die Form der Schneidkante vorzugsweise eine halbkreisförmige Form auf, und vorzugsweise beträgt zudem der mittlere Winkel des Kreisbogens 180° und der Radius Kreisbogens 0,5-mal den Bohrerdurchmesser, d. h., gleich einem Radius des Bohrerdurchmessers. Zudem bezieht sich der hierin verwendete Begriff ”Durchmesser des Bohrers (oder Bohrerdurchmesser)” auf eine Außendurchmesser Abmessung eines Abschnittes, an dem die Schneidkante gebildet ist (sogenannter Kantenabschnitt).

(4) Eine Sinterkomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Sinterkomponente mit einem darin ausgebildeten Loch. Eine Innenumfangsfläche des Lochs weist eine satinierte Form auf.

Wird, wie zuvor beschrieben, ein Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers an einem Pulverpresskörper-Grünling vor dem Sintern durchgeführt, ist die Bindung zwischen dem Metallpulverteilchen schwach, so dass ein Loch gebildet wird, wenn die Metallpulverteilchen geschnitten und gleichzeitig durch den Bohrer abgeführt werden. Dementsprechend weist die Innenumfangsfläche des Lochs, das in dem Pulverpresskörper-Grünling ausgebildet ist, eine satinierte Form auf, bei der sich aufgrund der Teilchen überall konkave und konvexe Abschnitte gebildet haben. Da eine derartige Oberflächenbeschaffenheit der Innenumfangsfläche des Lochs im Wesentlichen selbst nach dem Sintern beibehalten wird, weist auch die Innenumfangsfläche des Lochs der Sinterkomponente, die durch Sintern des Pulverpresskörper-Grünlings mit dem darin ausgebildeten Loch erhalten wird, eine satinierte Form auf. Der Ausdruck, dass die Innenumfangsfläche des Lochs, das in der Sinterkomponente gebildet ist, eine satinierte Form aufweist, bedeutet, dass der Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers vor dem Sintern am Pulverpresskörper-Grünling durchgeführt wurde. Eine derartige Sinterkomponente, deren in Umfangsfläche eines Loches eine satinierte Form aufweist, gewährleistet verglichen mit herkömmlichen Sinterkomponenten, in denen nach dem Sintern ein Loch gebildet wird, eine hohe Produktivität.
Wird im Gegensatz dazu ein Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers nach dem Sintern durchgeführt, ist die Bindung zwischen den Metallpulverteilchen aufgrund des Sinterns stark, und somit wird ein Loch gebildet, in dem der Bohrer durch Metallklumpen schneidet. Dementsprechend weist die Innenumfangsfläche des Lochs, das durch Bohren der Sinterkomponente unter Verwendung eines Bohrers gebildet wird, eine insgesamt glatte Oberfläche mit wenigen konkaven und konvexen Abschnitten und somit eine glatte Oberfläche auf.

(5) Gemäß einer Ausführungsform der zuvor beschriebenen Sinterkomponente beträgt eine mittlere Zehn-Punkt-Höhe Rz der Innenumfangsfläche des Lochs 20 μm oder mehr.

Wird ein Loch unter Verwendung eines Bohrers vor dem Sintern in einem Pulverpresskörper-Grünling ausgebildet und anschließend der Pulverpresskörper-Grünling gesintert, beträgt beispielsweise eine mittlere Zehn-Punkt-Höhe Rz eine Innenumfangsfläche eines Lochs, das in der resultierenden Sinterkomponente gebildet wird, 20 μm oder mehr, obwohl dieser Wert in Abhängigkeit von den Formen/Größen der Metallpulverteilchen variieren kann. Eine Obergrenze der mittleren Zehn-Punkt-Höhe Rz der Innenumfangsfläche des Lochs beträgt beispielsweise 150 μm oder weniger. Wird im Gegensatz dazu nach dem Sintern ein Loch durch einen Bohrer gebildet, beträgt eine mittlere Punkthöhe Rz einer Innenumfangsfläche des Lochs, das in der Sinterkomponente gebildet wird, typischer weise weniger als 20 μm, ferner 15 μ oder weniger.

(6) Ein Bohrer gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bohrer zum bohren eines Arbeitsmaterials. Das Arbeitsmaterial ist ein Pulverpresskörper-Grünling, der durch Pressformen eines Rohmaterialpulvers, das ein Metallpulver enthält, hergestellt wird. Der Bohrer weist eine kreisbogenförmige Schneidkante an einem spitzen Abschnitt davon auf.

Gemäß dem zuvor beschriebenen Bohrer ist es möglich, bei der Bildung eines Durchgangslochs in einen Pulverpresskörper-Grünling das Auftreten von Kantenabsplitterungen zu unterdrücken, da die kreisbogenförmige Schneidkante an dem spitzen Abschnitt vorgesehen ist.
[Ausführliche Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung]
Im Nachfolgenden werden bestimmte Beispiele eines Verfahrens zur Herstellung einer Sinterkomponente, eine Sinterkomponente und ein Bohrer gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oder Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Indes sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Beispiele beschränkt ist, sondern durch die beigefügten Ansprüche definiert wird und alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs der Ansprüche umfasst:
<Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente>
Ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Formschritt zur Herstellung eines Pulverpresskörper-Grünlings; einen Vorschritt zum Bilden eines Lochs in den Pulverpresskörper-Grünling unter Verwendung eines Bohrers; und einen Sinterschritt zum Sintern des Pulverpresskörper-Grünlings nach dem Bohren. Es ist ein Merkmal des Verfahrens zur Herstellung einer Sinterkomponente, das ein Bohrer mit einer kreisbogenförmigen Schneidkante an dessen Spitzenabschnitt in dem Bohrschritt verwendet wird. Im Nachfolgenden wird jeder Schritt des Herstellungsverfahrens detailliert beschrieben, wobei im Wesentlichen auf 2 Bezug genommen wird.
(Formschritt)
In dem Formschritt wird ein Rohmaterialpulver, das ein Metallpulver enthält, zur Herstellung eines Pulverpresskörper-Grünlings G durch Pressen geformt (siehe obere Ansicht der 2). Der Pulverpresskörper-Grünling G ist ein Material für eine Sinterkomponente und weist somit eine Form auf, die einer herzustellenden Sinterkomponente S (siehe untere Ansicht der 2) entspricht. Hierin wird als Pulverpresskörper-Grünling G (Sinterkomponente S) ein Zylinderkörper mit einer kreisförmigen Axialbohrung 30 in der Mitte davon als Beispiel beschrieben.
<Rohmaterialpulver>
Das Rohmaterialpulver enthält im Wesentlichen ein Metallpulver. Ein Material für ein Metallpulver kann je nach Material einer herzustellenden Sinterkomponente in geeigneter Weise gewählt werden und typischer weise auf Eisenbasis enthalten Die ”Materialien auf Eisenbasis” umfassen Eisen oder eine Eisenlegierung, deren Hauptbestandteil Eisen ist. Die Eisenlegierung umfasst eine Legierung, die ein oder mehrere zusätzliche Elemente enthält, die beispielsweise aus Ni, Cu, Cr, Mo, Mn, C, Si, Al, P, B, N und Co ausgewählt sind. Insbesondere umfasst die Eisenlegierung rostfreien Stahl, Fe-C Legierung, Fe-Cu-Ni-Mo Legierung, Fe-Ni-Mo-Mn Legierung, Fe-P Legierung, Fe-Cu Legierung, Fe-Cu-C Legierung, Fe-Cu-Mo Legierung, Fe-Ni-Mo-Cu-C Legierung, Fe-Ni-Cu Legierung, Fe-Ni-Mo-C Legierung, Fe-Ni-Cr Legierung, Fe-Ni-Mo-Cr Legierung, Fe-Cr Legierung, Fe-Mo-Cr Legierung, Fe-Cr-C Legierung, Fe-Ni-C Legierung, Fe-Mo-Mn-Cr-C Legierung und dergleichen. Da im Wesentlichen ein Materialpulver auf Eisenbasis enthalten ist, wird eine Sinterkomponente auf Eisenbasis hergestellt. Ist im Wesentlichen ein Materialpulver auf Eisenbasis enthalten, kann dessen Gehalt unter der Annahme, dass das Rohmaterialpulver 100 Massenprozent beträgt, auch beispielsweise 90 Massenprozent oder mehr, ferner auf 95 Massenprozent oder mehr festgelegt werden.
Ist ein Materialpulver auf Eisenbasis, insbesondere ein Eisenpulver, im Wesentlichen enthalten, können Metallpulver, wie beispielsweise Cu, Ni und Mo als Legierungsbestandteile hinzugefügt werden. Cu, Ni und Mo sind Elemente, die dazu dienen, die Härtbarkeit zu verbessern, wobei die hinzugefügte Menge unter der Annahme, dass das Rohmaterialpulver 100 Massenprozent beträgt, beispielsweise auf mehr als 0 Massenprozent und 5 Massenprozent oder weniger, ferner auf 0,1 Massenprozent oder mehr und 2 Massenprozent oder weniger festgelegt werden kann. Darüber hinaus kann auch ein nicht-metallisches inorganisches Material, wie beispielsweise Kohlenstoff (Graphit) Pulver hinzugefügt werden. C ist ein Element, das dazu dient, die Festigkeit eines Sinterkörpers oder eines wärmebehandelten Körpers zu verbessern, wobei dessen Gehalt unter der Annahme, dass das Rohmaterialpulver 100 Massenprozent beträgt, beispielsweise auf mehr als 0 Massenprozent und 2 Massenprozent oder weniger, ferner 0,1 Massenprozent oder mehr und 1 Massenprozent oder weniger eingestellt werden kann.
Vorzugsweise enthält das Rohmaterialpulver ein Schmiermittel. Indem dem Rohmaterialpulver ein Schmiermittel zugesetzt wird, kann beim Pressformen eines Rohmaterialpulvers zur Herstellung eines Pulverpresskörper-Grünlings die Schmierfähigkeit beim Pressformen erhöht und somit die Formbarkeit verbessert werden. Somit kann selbst dann, wenn ein Druck zum Pressformen niedriger ist, ein verdichteter Pulverpresskörper-Grünling G und folglich auch eine Sinterkomponente S mit hoher Dichte auf einfache Weis erhalten werden. Wird ferner das Schmiermittel mit dem Rohmaterialpulver vermischt, verteilt sich das Schmiermitter innerhalb des Pulverpresskörper-Grünlings G und dient somit auch als ein Schmiermittel für einen Bohrer, wenn der Pulverpresskörper-Grünling G unter Verwendung des Bohrers 10 in dem nachfolgenden Schritt gebohrt wird (siehe mittlere Ansicht der 2). Somit kann ein Schneidwiderstand (Axiallast) verringert oder eine Werkzeuglebensdauer verbessert werden. Beispielsweise umfasst das Schmiermittel Metallseife, wie beispielsweise Zinkstearat und Lithiumstearat; Fettsäureamide wie Stearinsäureamid; höhere Fettsäureamide wie Ethylen-bis-Stearinsäureamid und dergleichen. Das Schmiermittel kann jede Form annehmen, wie beispielsweise eine feste Form, eine Pulverform oder eine flüssige Form. Der Gehalt des Schmiermittels kann unter der Annahme, dass das Rohmaterialpulver 100 Massenprozent beträgt, beispielsweise auf 2 Massenprozent oder weniger, ferner 1 Massenprozent oder weniger festgelegt werden. Beträgt der Schmiermittelgehalt 2 Massenprozent oder weniger, ist es möglich, einen Anteil an Metallpulver, der in einem Pulverpresskörper-Grünling G enthalten ist, zu erhöhen. Dementsprechend kann selbst dann, wenn ein Druck zum Pressformen niedriger ist, ein verdichteter Pulverpresskörper-Grünling G auf einfache Weise erhalten werden. Ferner ist es möglich, eine volumetrische Schrumpfung aufgrund der Dissipation des Schmiermittels, wenn der Pulverpresskörper-Grünling in dem nachfolgenden Schritt gesintert wird, zu unterdrücken. Als Ergebnis kann eine Sinterkomponente S mit hoher Dichte, die eine verbesserte Abmessungsgenauigkeit aufweist, erhalten werden. Unter dem Gesichtspunkt, dass die Wirkung der Verbesserung der Schmierfähigkeit erzielt wird, wird der Schmiermittelgehalt vorzugsweise auf 0,1 Massenprozent oder mehr, ferner 0,5 Massenprozent oder mehr festgelegt.
Aus diesem Grund beträgt unter der Annahme, dass das Rohmaterialpulver 100 Massenprozent beträgt, der Schmiermittelgehalt vorzugsweise 0,1 Massenprozent oder mehr und 2 Massenprozent oder weniger, ferner 0,5 Massenprozent oder mehr und 2 Massenprozent oder weniger, 0,1 Massenprozent oder mehr und 1 Massenprozent oder weniger, und selbst 0,5 Massenprozent oder weniger und 1 Massenprozent oder weniger.
Das Rohmaterialpulver enthält kein organisches Bindemittel. Da kein organisches Bindemittel in dem Rohmaterialpulver enthalten ist, kann ein Anteil an Metallpulver, das in dem Pulverpresskörper-Grünling enthalten ist, erhöht werden. Dementsprechend kann selbst dann, wenn ein Druck zum Pressformen niedriger ist, ein verdichteter Pulverpresskörper-Grünling G auf einfache Weise erhalten werden. Darüber hinaus muss der Pulverpresskörper-Grünling G in dem nachfolgenden Schritt nicht entfettet werden.
Das Rohmaterialpulver besteht im Wesentlichen aus dem zuvor beschriebenen Metallpulver und kann auch unvermeidliche Verunreinigungen enthalten.
Als das zuvor beschriebene Metallpulver werden wasserzerstäubtes Pulver, Reduktionspulver, gaszerstäubtes Pulver und dergleichen verwendet, wobei unter anderem wasserzerstäubtes Pulver oder Reduktionspulver bevorzugt wird. Das wasserzerstäubte Pulver oder Reduktionspulver weist viele auf einer Oberfläche der Teilchen gebildete konkave und konvexe Abschnitte auf. Dementsprechend werden die konkaven und konvexen der Teilchen während des Formens miteinander in Eingriff gebracht, wodurch die Formbeständigkeit des Pulverpresskörper-Grünlings G verbessert wird. Im Allgemeinen werden aus dem gaszerstäubten Pulver auf einfache Weise Teilchen mit weniger konkaven und konvexen Abschnitten auf einer Fläche davon erhalten, während aus dem wasserzerstäubten Pulver oder Reduktionspulver auf einfache Weise Teilchen mit vielen konkaven und konvexen Abschnitten auf einer Oberfläche davon erhalten werden. Zudem beträgt ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser des Metallpulvers beispielsweise 20 μm oder mehr, 50 μm oder mehr und 150 μm oder weniger. Der ”durchschnittliche Teilchendurchmesser des Metallpulvers” ist ein Teilchendurchmesser (D50), bei dem ein kumulatives Volumen in einer volumetrischen Teilchengrößenverteilung, die durch eine Lesebeugungsteilchengrößenmessvorrichtung gemessen wird, 50% wird. Solange der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Metallpulvers in dem obigen Bereich liegt, ist dessen Behandlung und somit auch das Pressformen einfach.
<Pressformen>
Zum Pressformen wird eine geeignete Formvorrichtung (Pressform) verwendet, mit der eine Form entsprechend einer Form einer Sinterkomponente als Endprodukt geformt werden kann. In dem zylindrischen Pulverpresskörper-Grünling G wird, wie in 2 gezeigt, eine Axialbohrung 30 während des Formens integralgeformt. Der Pulverpresskörper-Grünling G kann beispielsweise unter Verwendung eines oberen und unteren Pressstempels mit einer kreisringförmigen Pressfläche zur Bildung beider Stirnflächen des Pulverpresskörper-Grünlings G, einer kreisförmigen säulenförmigen Innenpressform, die zum Eingriff in die Innenseiten des oberen und unteren Stempels zur Bildung einer Innenumfangsfläche des Pulverpresskörper-Grünlings G ausgebildet ist, und einer Außenpressform, die die Außenumfänge des oberen und unteren Stempels umgibt und ein darin ausgebildetes kreisförmigen Einsetzloch zur Bildung einer Außenumfangsfläche des Pulverpresskörper-Grünlings G aufweist, gebildet werden. Beide axiale Stirnflächen des Pulverpresskörper-Grünlings G sind Oberflächen, die durch den oberen und unteren Stempel gepresst werden, wobei die Innen- und Außenumfangsflächen davon Flächen sind, die in Gleitkontakt mit der Innen- und Außenpressform sind, und wobei die Axialbohrung 30 während des Formens integral geformt wird. Ein Druck zum Pressformen beträgt beispielsweise 250 MPa oder mehr und 800 MPa oder weniger.
[Bohrschritt]
In dem Bohrschritt, wird ein Loch 50 unter Verwendung eines Bohrers 10 in dem Pulverpresskörper-Grünling G gebildet (siehe mittlere Ansicht der 2). Das Loch 50 kann ein Durchgangsloch oder ein Sackloch sein. Hierin wird ein Durchgangsloch gebildet, das sich von der Außenumfangsfläche zu der Innenumfangsfläche des Pulverpresskörper-Grünlings G erstreckt, indem der Bohrer 10 verwendet wird. Das heißt, die Axialbohrung (geformtes Loch) 30, das in dem Pulverpresskörper-Grünling G geformt wird, und das Durchgangsloch (gebohrtes Loch) 50, das unter Verwendung des Bohrers 10 gebildet wird, werden miteinander verbunden, wodurch eine Öffnung an einer Austrittsseite des Durchgangsloch 50 an der Innenumfangsfläche (Innenumfangsfläche der Axialbohrung 30) des Pulverpresskörper-Grünlings gebildet wird. In diesem Beispiel wird das Durchgangsloch 50 an einer Position gebildet, an der ein Abstand (Dicke) zwischen einer Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 50 und einer Außenfläche (Stirnfläche) des Pulverpresskörper-Grünlings G gleich dem oder größer als ein Durchmesser des Durchgangslochs 50 ist. Der zum Bohren des Pulverpresskörper-Grünlings G verwendete Bohrer wird mit Bezug auf 3 beschrieben.
<Bohrer>
Eine Ansicht auf der linken oberen Seite der 3 ist eine schematische Draufsicht des Bohrers, eine Ansicht auf der linken unteren Seite der 3 ist eine schematische Vorderansicht des Bohrers, wenn dieser von der Seite einer Spitze aus betrachtet wird, und eine Ansicht auf der rechten unteren Seite der 3 ist eine schematische Seitenansicht, die teilweise einen spitzen Abschnitt des Bohrers darstellt. Der Bohrer 10 dient dazu, um in ein Arbeitsmaterial zu bohren. Das Arbeitsmaterial ist der Pulverpresskörper-Grünling G (siehe mittlere Ansicht der 2), der durch Pressformen eines Rohmaterialpulvers, das ein Metallpulver enthält, gebildet wird. Der Bohrer 10 ist entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet.
Der in 3 dargestellte Bohrer 10 ist ein sogenannter R-Bohrer, der eine kreisbogenförmige Schneidkante 110 an dessen Spitzenabschnitt 100 aufweist. Der Spitzenabschnitt 100 ist ein Abschnitt, der von einer Spitze (Scheitelpunkt) der Schneidkante 110 zu den äußeren Ecken 120 reicht.
<Form der Schneidkante>
Wie in der Ansicht auf der linken unteren Seite der 3 gezeigt, ist der Bohrer 10 derart ausgebildet, dass die Schneidkante 110 eine kreisbogenförmige Vorsprungform aufweist, wenn diese in einer Draufsicht aus einer Richtung senkrecht zu einer Ebene parallel zu einer Mittelachse des Bohrers 10 in einem Zustand, in dem die Schneidkante 110 wiederum parallel zu der parallelen Eben angeordnet sind, betrachtet wird.
Ein mittlerer Winkel α des Kreisbogens, der die Schneidkante 110 definiert, beträgt beispielsweise 130° oder mehr, vorzugsweise 135° oder mehr und 180° oder weniger, und noch bevorzugter 150° oder mehr. In diesem Beispiel beträgt der mittlere Winkel α des Kreisbogens 180°.
Ein Radius R des Kreisbogens, der die Schneidkante definiert, beträgt beispielsweise 0,4 Mal oder mehr und 0,6 Mal oder weniger einen Bohrerdurchmesser d, und ist bevorzugt gleich 0,5 Mal ein Durchmesser d des Bohrers, d. h. ein Radius (d/2) des Bohrerdurchmessers d. In diesem Beispiel ist die Form der Schneidkante eine Kreisbogenform, beträgt ein mittlerer Winkel des Kreisbogens 180° und ein Radius R des Kreisbogens gleicht dem Radius des Bohrerdurchmessers d. Beispielsweise beträgt der Durchmesser d des Bohrers 10 1,0 mm oder mehr und 20,0 mm oder weniger, wobei diese nicht darauf beschränkt ist.
<Spanwinkel der Schneidkante>
Der Spanwinkel der Schneidkante 110 beträgt beispielsweise 0° oder mehr, vorzugsweise mehr als 0° und 10° oder weniger, noch bevorzugter 5° oder mehr und 8° oder weniger. Wie in der Ansicht auf der rechten unteren Seite der 3 gezeigt, ist der Spanwinkel der Schneidkante 110 ein Winkel γ, der zwischen einer Ebene P parallel zu der Mittelachse des Bohrers 10 und einer Spanfläche 111, die die Schneidkante 110 definiert, in einer Seitenansicht von einer Richtung senkrecht zur Mittelachse des Bohrers 10, und auch parallel zu einer horizontalen Ebene in einem Zustand, in dem die Schneidkante 110 wiederum parallel zu der Ebene parallel zur Achse angeordnet ist, gebildet wird. In diesem Beispiel beträgt der Spanwinkel der Schneidkante 110 7°.
<Schneidbedingung>
Die Schneidbedingungen, wie beispielsweise die Anzahl der Umdrehungen oder eine Vorschubgeschwindigkeit (oder Vorschubmenge) des Bohrers 10 können in Abhängigkeit von einem Material des Pulverpresskörper-Grünlings G (Metallpulver), einer Tiefe des zu bildenden Durchgangslochs 50 oder eines Durchmessers des Bohrers 10 (siehe 2) in geeigneter Weise festgelegt werden. Beispielsweise können die Anzahl der Umdrehungen auf 1000 U/min oder mehr, ferner 2000 U/min oder mehr, die Vorschubgeschwindigkeit auf 100 mm/min oder mehr, ferner 200 mm/min oder mehr, und die Zufuhrmenge auf 0,01 mm/U oder mehr, ferner 0,1 mm/U oder mehr, festgelegt werden. Es wurde durch Versuche bewiesen, dass bei der Bearbeitung eines Pulverpresskörper-Grünlings die Bearbeitung im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine Sinterkomponente bearbeitet wird, mit einer höheren Geschwindigkeit bearbeitet werden kann.
Die Innenumfangsfläche des Lochs (Durchgangsloch) 50, das unter Verwendung des Bohrers 10 in dem Pulverpresskörper-Grünling G ausgebildet ist, weist eine satinierte Form auf. Die Bindung zwischen den Metallpulverteilchen in dem Pulverpresskörper-Grünling G ist schwach. Somit wird beim Bohren unter Verwendung des Bohrers das Durchgangsloch 50 gebildet, indem die Metallpulverteilchen geschnitten und gleichzeitig durch den Bohrer abgeführt werden. Dementsprechend weist die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 50, das in dem Pulverpresskörper-Grünling G ausgebildet ist, eine solche satinierte Form auf, bei der sich aufgrund der Teilchen überall konkave und konvexe Abschnitte gebildet haben.
(Sinterschritt)
In dem Sinterschritt wird der Pulverpresskörper-Grünling nach dem Bohrer gesintert. Für das Sintern wird ein Sinterofen (nicht dargestellt), der eine Temperaturatmosphäre steuern kann, verwendet, Die Sinterbedingungen können aus beliebigen Bedingungen, die zum Sintern benötigt werden, in Abhängigkeit von einem Material des Pulverpresskörper-Grünlings G (Metallpulver) und dergleichen in geeigneter Weise ausgewählt werden. Eine Sintertemperatur kann beispielsweise auf 1000°C und mehr, ferner 1100°C oder mehr, 1200°C oder mehr festgelegt werden, und zudem kann sie auf eine Temperatur (beispielsweise 1400°C oder weniger) eingestellt werden, die gleich hoch oder niedriger als ein Schmelzpunkt eines Hauptmetallpulvers ist. Eine Sinterzeit kann auf beispielsweise 15 Minuten oder mehr und 150 Minuten oder weniger, ferner 20 Minuten oder mehr und 60 Minuten festgelegt werden. Durch das Sintern wird eine Sinterkomponente S mit einem Loch (Durchgangsloch) 50S erhalten (siehe untere Ansicht der 2). Die Sinterkomponente S ist entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet.
<Sinterkomponente>
In der Sinterkomponente S wird das Loch (Durchgangsloch) 50S gebildet. Das Durchgangsloch 50S ist das Durchgangsloch 50, das durch Bohren unter Verwendung des Bohrers 10 vor dem Sintern in dem Pulverpresskörper-Grünling G gebildet wird (siehe mittlere Ansicht der 2). Wie zuvor beschrieben, weist die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 50, das in dem Pulverpresskörper-Grünling G unter Verwendung des Bohrers 10 gebildet ist, eine satinierte Form auf. Da eine solche Oberflächenbeschaffenheit der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 50 im Wesentlichen selbst nach dem Sintern aufrechterhalten bleibt, weist auch die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 50S der Sinterkomponente S, die durch Sintern des Pulverpresskörper-Grünlings G erhalten wird, eine satinierte Form auf. Mit anderen Worten bedeutet die Tatsache, dass die Innenumfangsfläche des in der Sinterkomponente S ausgebildeten Durchgangslochs 50S eine satinierte Form aufweist, dass der Bohrschritt unter Verwendung des Bohrers 10 vor dem Sintern am Pulverpresskörper-Grünling durchgeführt wird. In der Sinterkomponente S beträgt eine mittlere Zehn-Punkt-Höhe für Rz der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 50 beispielsweise 20 μm oder mehr oder 150 μm oder weniger.
In diesem Beispiel ist das Durchgangsloch 50S an einer Position gebildet, an der ein Abstand (Dicke) zwischen der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 50S und einer Außenfläche (Stirnfläche) der Sinterkomponente S gleich groß oder größer als ein Durchmesser des Durchgangslochs 50S ist.
[Funktion und Effekte]
In dem Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente gemäß der vorherigen Ausführungsformen wird ein Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers vor dem Sintern an einem Pulverpresskörper-Grünling durchgeführt. Dementsprechend wird das Schneiden einfacher und zudem auch ein Schneidwiderstand (Axiallast) erheblich verringert. Somit kann verglichen mit einem herkömmlichen Herstellungsverfahren, bei dem der Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers nach dem Sintern durchgeführt wird, eine Bearbeitungszeit verringert, eine Genauigkeit eines bearbeiteten Lochs verbessert und zudem eine Werkzeuglebensdauer erheblich erhöht werden. Darüber hinaus wird in dem Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente gemäß der obigen Ausführungsformen der Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers durchgeführt, der eine kreisbogenförmige Schneidkante an dessen Spitzenabschnitt aufweist. Somit kann während der Ausbildung eines Durchgangslochs in dem Pulverpresskörper-Grünling das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrückt werden. Als Ergebnis kann das Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente, wie zuvor beschrieben, das Auftreten von Kantenabsplitterungen unterdrücken und zudem eine hohe Produktivität gewährleisten.
In der Sinterkomponente gemäß der obigen Ausführungsformen ist das Loch (Durchgangsloch) darin ausgebildet und die Innenumfangsfläche des Lochs weist eine satinierte Form auf. Da dies bedeutet, dass der Bohrschritt unter Verwendung eines Bohrers vor dem Sintern an einem Pulverpresskörper-Grünling durchgeführt wurde, gewährleistet die Sinterkomponente somit eine hohe Produktivität.
In dem Bohrer gemäß der obigen Ausführungsformen ist die kreisbogenförmige Schneidkante an dessen Spitzenabschnitt vorgesehen. Dementsprechend ist es möglich, das Auftreten von Kantenabsplitterungen während des Ausbildens eines Durchgangslochs in einem Pulverpresskörper-Grünling zu unterdrücken.
Obwohl in den obigen Ausführungsformen der Fall, bei dem das Durchgangsloch in dem Pulverpresskörper-Grünling unter Verwendung des Bohrers gebildet wird, als Beispiel beschrieben wurde, kann das Loch auch in Form eines Sacklochs ausgebildet sein. Im Falle des Sacklochs ist es möglich, eine Dicke eines Bodens des Lochs dünner zu machen. Beispielsweise ist der Bohrer für einen Fall geeignet, bei dem ein Sackloch derart ausgebildet wird, dass eine Dicke eines Bodens davon 2-mal oder weniger ein Bohrdurchmesser (Lochdurchmesser) ist. Ein unterer Grenzwert der Dicke des Bodens kann auf etwa 1/4 oder mehr des Bohrerdurchmessers (Lochdurchmessers), oder auf etwa 1/2 oder mehr, festgelegt werden.
[Testbeispiel 1]
Es wurden Pulverpresskörper-Grünlinge durch Pressformen eines Rohmaterialpulvers, das ein Metallpulver enthält, hergestellt und anschließend ein Bohrtest an den Pulverpresskörper-Grünlingen unter Verwendung von Bohrers mit unterschiedlichen Schneidkantenformen durchgeführt.
(Pulverpresskörper-Grünling)
Es wurden ein wasserzerstäubtes Eisenpulver (durchschnittliche Teilchengröße (D50): 100 μm), ein wasserzerstäubtes Kupferpulver (durchschnittliche Teilchengröße (D50): 30 μm), ein Kohlenstoff (Graphit)-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße (D50): 20 μm) und Ethylen-bis-Stearinsäureamid als Schleifmittel vorbereitet und anschließend gemischt, um ein Rohmaterialpulver herzustellen.
Das hergestellte Rohmaterialpulver wurde in eine festgelegte Form gefüllt und anschließend mit einem Pressdruck von 600 MPa durch Pressen geformt. Auf diese Weise wurden plattenförmige Pulverpresskörper-Grünlinge mit einer Größe von 50 mm Länge × 20 mm Breite × 10 mm Dicke hergestellt. Eine Dichte der Pulverpresskörper-Grünlinge betrug 6,9 g/cm³. Diese Dichte bildet eine Fülldichte, die aus der Größe und Masse der Pulverpresskörper-Grünlinge berechnet wird.
Anschließend wurde ein Bohrschritt an den hergestellten Pulverpresskörper-Grünlingen unter Verwendung der Bohrer durchgeführt, um dadurch ein Durchgangsloch in einer Dickenrichtung der Pulverpresskörper-Grünlinge zu bilden. Anschließend wurde ein Öffnung auf einer Austrittsseite des Durchgangslochs untersucht und das Auftreten von Kantenabsplitterungen überprüft.
Einer der Bohrer war ein R-Rohrer, dessen Form einer Schneidkante halbkreisförmig ist, wie in 3 gezeigt. In dem vorbereiteten R-Bohrer betrug ein Bohrerdurchmesser d 8,0 mm, ein mittlerer Winkel α eines Kreisbogens, der die Schneidkante definiert, 180° und ein Radius R des Kreisbogens 4,0 mm (0,5-mal den Bohrerdurchmesser d). Darüber hinaus wurde ein Spanwinkel der Schneidkante auf 0° festgelegt. Der R-Bohrer wurde durch Schleifen einer Schneidkante an einem Spitzenabschnitt eines Bohrers, (Modell Nr. MDW0800GS4, Material: gesintertes Karbid), hergestellt von Sumitomo Electric Hardmetal Co., hergestellt.
Zudem wurde auch ein V-Bohrer, dessen Form einer Schneidkante eine V-Form ist, bereitgestellt. Der bereitgestellte V-Bohrer war ein Bohrer, (Modell Nr. 05WHNSB0400-TH, Material: gesintertes Karbid), der von Hitachi Tool Engineering, Ltd., hergestellt wird. In dem V-Bohrer betrug ein Bohrerdurchmesser d 4,0 mm und ein Spitzenwinkel der Schneidkante 140°.
Der Bohrschritt wurde unter Verwendung des R-Bohrers und des V-Bohrers an den Pulverpresskörper-Grünlingen durchgeführt, um ein Durchgangsloch zu bilden. Im Falle der Verwendung des R-Bohrers wurde die Anzahl der Umdrehungen auf 4000 U/min und eine Vorschubgeschwindigkeit auf 1600 mm/min als Schneidbedingungen festgelegt. Im Falle der Verwendung des V-Bohrers wurde die Anzahl der Umdrehungen auf 4000 U/min, eine Vorschubgeschwindigkeit von 800 mm/min von einem Eingang des Lochs bis zu einer Lochtiefe von 5 mm, und anschließend eine Vorschubgeschwindigkeit von 1600 mm/min von der Lochtiefe von 5 mm bis zum Durchtritt als Schneidbedingungen festgelegt.
Nach dem Bohren wurde mit Bezug auf die Pulverpresskörper-Grünlinge, in denen ein Durchgangsloch unter Verwendung eines jeden der Bohrers gebildet wurde, eine Öffnung auf der Eingangsseite des Durchgangslochs unter Verwendung eines optischen Mikroskops untersucht. Die Ergebnisse sind in 4 und 5 gezeigt. 5 zeigt den Fall, bei dem der R-Bohrer verwendet wird, und 5 zeigt den Fall, bei dem der V-Bohrer verwendet wird.
In 7 bildet ein schwarzer ringförmiger Abschnitt, der eine konstante Breite aufweist und einen Umfang des mittleren kreisförmigen Abschnitts (Durchgangsloch) umgibt, eine Innenumfangsfläche des Durchgangslochs. Aus 4 ist ersichtlich, dass im Falle der Bildung eines Durchgangslochs unter Verwendung des R-Bohrers nur sehr wenige Kantenabsplitterungen an einer Öffnung auf der Eingangsseite des Durchgangslochs auftreten, wobei in diesem Beispiel keine Kantenabsplitterungen entdeckt wurden.
In 5 stellt ein grauer Abschnitt, der um das Durchgangsloch verteilt ist, eine Kantenabsplitterung dar. Aus 5 ist ersichtlich, dass bei der Ausbildung eines Durchgangslochs unter Verwendung des V-Bohrers viele Kantenabsplitterungen an einer Öffnung auf einer Eingangsseite des Durchgangslochs auftreten. Zudem betrug die gemessene Abmessung der Kantenabsplitterung, in dem Fall, in dem das Durchgangsloch durch den V-Bohrer gebildet wurde, 1,55 mm. Die Abmessung der Kantenabsplitterung wurde durch Messen eines Abstands von dem Mittelpunkt des Durchgangslochs zu dem entferntesten Punkt jener Punkte, die sich auf einer Kontur eines kantenabgesplitterten Abschnitts befinden, in der mikroskopischen Abbildung der 5 und durch anschließendes Berechnen einer Differenz zwischen dem Abstand und dem Durchmesser des Durchgangslochs erhalten.
Aus diesem Ergebnis ist ersichtlich, dass das Auftreten von Kantenabsplitterungen durch die Verwendung eines R-Bohrers mit einer kreisbogenförmigen Schneidkante unterdrückt werden kann.
[Testbeispiel 2]
Der Bohrschritt wurde an Pulverpresskörper-Grünlingen unter Verwendung von R-Bohrern mit unterschiedlichen Spanwinkeln durchgeführt, und anschließend wurde Axiallasten, die bei der Bildung eines Durchgangslochs entstehen, miteinander verglichen.
Als zu bearbeitende Pulverpresskörper-Grünlinge wurden die gleichen wie in dem Testbeispiel verwendet.
Wie auch in Testbeispiel 1 wiesen die verwendeten R-Bohrer eine Schneidkante mit einer halbkreisförmigen Form auf und wurden durch Schleifen einer Schneidkante an einem Spitzenabschnitt eines Bohrers (Modell Nr. MDW0800GS4, Material: gesintertes Karbid), hergestellt von Sumitomo Electric Hardmetal Co., hergestellt. In diesen R-Bohrern betrug ein Bohrerdurchmesser d 8,0 mm, ein mittlerer Winkel α eines Kreisbogens, der die Schneidkante definiert, 180° und ein Radius R des Kreisbogens 4,0 mm (0,5-mal den Bohrerdurchmesser d). Darüber hinaus wurden drei Arten von R-Bohrers mit Spanwinkeln von jeweils 0°, 7° und 10° hergestellt. Ein R-Bohrer mit einem Spanwinkel von 0° wurde als R0 bezeichnet, ein R-Bohrer mit einem Spanwinkel von 7° wurde als R7 bezeichnet und ein R-Bohrer mit einem Spanwinkel von 10° wurde als R10 bezeichnet.
Der Bohrschritt wurde drei Mal unter Verwendung eines jeden der drei Arten von Bohrers (R0, R7, R10), an den Pulverpresskörper-Grünlingen durchgeführt, um dadurch drei Durchgangslöcher in einer Dickenrichtung der Pulverpresskörper-Grünlinge zu bilden. Die Anzahl der Umdrehungen betrug 2000 U/min und eine Vorschubgeschwindigkeit betrug 200 mm/min (Zufuhrmenge von 0,1 mm/U) als Schneidbedingungen. Zudem wurden für den ersten bis dritten Bohrer Axiallasten und Drehmomente, die bei der Ausbildung eines Durchgangslochs auftreten, gemessen. Die Axiallasten und Drehmomente wurden vom Beginn des Bohrschritts bis zur Ausbildung eines Durchgangslochs unter Verwendung eines Schneiddynamometers (Modell Nr. 9272, hergestellt von Kistler Japan Co., Ltd.) gemessen und Höchstwerte daraus erhalten. Zudem wurden auch Durchschnittswerte von sowohl der Axiallast als auch dem Drehmoment in jedem Bohrvorgang berechnet.
Die Axiallasten und Drehmomente beim Bohren unter Verwendung der Bohrer R0, R7 und R10 sind jeweils in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt. Beispielsweise bezieht sich das Bezugszeichen ”R0-1” in Tabelle 1 auf den ersten Bohrschritt unter Verwendung des Bohrers R0, und sowohl gibt das Symbol in der vorderen Hälfte den verwendeten Bohrer an, und die Zahl in der hinteren Hälfte gibt die Häufigkeit der Bearbeitungsschritte an (dies gilt auch für die Tabellen 2 und 3).
Ferner ist in 6 eine Beziehung eines Spanwinkels zu einer Axiallast und einem Drehmoment auf der Grundlage der Durchschnittswerte der Axiallasten und Drehmomente für jeden Bohrer dargestellt. In dem Diagramm der 6 gibt die Horizontalachse einen Spanwinkel (Grad, °), eine Vertikalachse auf der linken Seite eine Axiallast (N), eine Vertikalachse auf der rechten Seite ein Drehmoment (N·m), das Symbol ∎ eine Axiallast und das Symbol ♢ ein Drehmoment dar. [Tabelle 1]

Axiallast Drehmoment

(N) (N·m)

R0-1 49,15 0,33

R0-2 50,46 0,39

R0-3 50,54 0,32

Ave. 50,05 0,35

[Tabelle 2]

Axiallast Drehmoment

(N) (N·m)

R7-1 38,70 0,31

R7-2 40,20 0,34

R7-3 41,59 0,30

Ave. 40,16 0,32

[Tabelle 3]

Axiallast Drehmoment

(N) (N·m)

R10-1 47,89 0,27

R10-2 46,68 0,26

R10-3 46,51 0,29

Ave. 47,03 0,27
Aus den Ergebnissen der Tabelle 1 bis 3 und 6 ist ersichtlich, dass seine Axiallast auf einen R-Bohrer mit einem Spanwinkel von 7° kleiner als jene auf die R-Bohrer mit Spanwinkeln von jeweils 0° und 10° ist. Liegt ein Spanwinkel innerhalb eines Bereichs von mehr als 0° und 10° oder weniger, wird angenommen, dass eine Axiallast im Vergleich zu dem Fall, bei dem ein Spanwinkel 0° beträgt, verringert werden kann. Somit wird angenommen, dass das Auftreten von Kantenabsplitterungen durch Verwenden eines R-Bohrers mit einem Spanwinkel von mehr als 0° und 10° oder weniger effektiver unterdrückt werden kann. Andererseits zeigt sich, dass ein Drehmoment mit zunehmendem Spanwinkel tendenziell abnimmt.
[Testbeispiel 3]
Nach dem Durchführen eines Bohrschritts an einem Pulverpresskörper-Grünling unter Verwendung eines R-Bohrers wurde der Pulverpresskörper-Grünling mit dem durch den R-Bohrer ausgebildeten Loch gesintert, um dadurch eine Sinterkomponente herzustellen.
Als zu bearbeitender Pulverpresskörper-Grünling wurde der gleiche wie jener im Testbeispiel verwendet.
Hierin wurde ein R-Bohrer, dessen Form einer Schneidkante halbkreisförmig ist und einen Bohrerdurchmesser d von 3,5 mm aufweist, verwendet. Der R-Bohrer wurde durch Schleifen einer Schneidkante an einem Spitzenabschnitt eines Bohrers (Modell Nr. MDW0350GS4, Material: gesintertes Karbid) hergestellt von Sumitomo Electric Hardmetal Co., hergestellt. In dem R-Bohrer betrug ein mittlerer Winkel α eines Kreisbogens, der die Schneidkante definiert, 180°, ein Radius R des Kreisbogens 1,75 mm (0,5-mal den Bohrerdurchmesser d) und ein Spanwinkel 0°.
Der Bohrschritt wurde unter Verwendung des R-Bohrers an dem Pulverpresskörper-Grünling durchgeführt, um dadurch ein Durchgangsloch in einer Dickenrichtung des Pulverpresskörper-Grünlings zu bilden. Als Schneidbedingungen wurde die Anzahl der Umdrehungen auf 2000 U/min und eine Vorschubgeschwindigkeit auf 200 mm/min (Zuführungsmenge von 0,1 mm/U) festgelegt. Nach dem Bohrschritt wurde der Pulverpresskörper-Grünling, in dem das Durchgangsloch gebildet wurde, bei einer Temperatur von 1130°C für 20 Minuten gesintert, um dadurch eine Sinterkomponente herzustellen.
Es wurde ein Pulverpresskörper-Grünling, in dem in der gleichen Weise ein Durchgangsloch gebildet wurde, entlang dessen Dickenrichtung durch eine Mittelachse des Durchgangslochs geschnitten, und anschließend wurde eine Innenumfangsfläche des Durchgangslochs mit einem optischen Mikroskop untersucht. Eine Fotografie des Querschnitts ist in 7 gezeigt. Ein bandförmiger Abschnitt, der sich in 7 lateral erstreckt, bildet die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs. Wie in 7 gezeigt, weist eine Form der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs ein satinierte Form auf. Ferner betrug eine gemessene mittlere Zehn-Punkt-Höhe Rz der innenumfangsfläche 40 μm. Darüber hinaus wurde die Sinterkomponente, die wie zuvor beschrieben hergestellt wird, entlang deren Dickenrichtung durch eine Mittelachse des Durchgangslochs geschnitten, und anschließend wurde eine Innenumfangsfläche des Durchgangslochs mit dem optischen Mikroskop untersucht. Die Innenumfangsfläche wies dieselbe Oberflächenbeschaffenheit wie die der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs des zuvor beschriebenen Pulverpresskörper-Grünlings auf, und auch eine mittlere zehn Punkthöhe Rz war gleich. Die mittleren 10 Punkthöhen Rz sind Werte, die gemäß dem Standard ”Geometrical Product Specifications GPS)-Surface texture: Profile method-Terms, definitions and surface texture parameters JIS B 0601:2013” gemessen wurden.
Es wurde ein Durchgangsloch unter Verwendung eines Bohrers nach dem Sintern in einer Sinterkomponente gebildet und anschließend wurde eine Innenumfangsfläche des Durchgangslochs untersucht. Obwohl nicht dargestellt, zeigte sich, dass die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs eine glatte Oberfläche mit nur wenigen konkaven und konvexen Abschnitten aufwies und somit eine glänzende Oberfläche bildete. Zudem betrug die gemessene mittlere Zehn-Punkt-Höhe Rz der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 11 μm. Als Bohrer zum Bohren der Sinterkomponente wurde der MDW0350GS4, hergestellt von Sumitomo Electric Hardmetal Co., verwendet, dessen Schneidkantenform V-förmig war, ein Bordurchmesser d 3,5 mm betrug und ein Spitzenwinkel der Schneidkante 135° betrug.
Diese Anmeldung beruht auf der am 12. Dezember 2014 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-252531 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung verschiedener Sinterkomponenten wie Automobilteile und Maschinenteile (Kettenräder, Rotoren, Zahnräder, Ringe, Flansche, Riemenscheiben, Schaufeln, Lager und dergleichen) verwendet werden. Die Sinterkomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann für verschiedene gesinterte Komponenten, wie Automobilteile und Maschinenteile, verwendet werden. Der Bohrer gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann zum Bohren eines Pulverpresskörper-Grünlings verwendet werden.
Bezugszeichenliste

10: Bohrer (R Bohrer)
11: Bohrer (V Bohrer)
100: Spitzenabschnitt
10: Schneidkante
111: Spanfläche
120: Äußere Ecke
30: Axialbohrung
50: Loch (Durchgangsloch)
50S: Loch (Durchgangsloch)
G: Pulverpresskörper-Grünling (Arbeitsmaterial)
S: Sinterkomponente

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Sinterkomponente, umfassend: einen Formschritt zum Pressformen eines Rohmaterialpulvers, das ein Metallpulver enthält, und somit Herstellen einen Pulverpresskörper-Grünlings; einen Bohrschritt zum Bilden eines Lochs in dem Pulverpresskörper-Grünling unter Verwendung eines Bohrers; und einen Sinterschritt zum Sintern des Pulverpresskörper-Grünlings nach dem Bohren, wobei der Bohrer, der zum Bohren verwendet wird, eine kreisbogenförmige Schneidkante an einem Spitzenabschnitt davon aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bohrer so ausgebildet ist, dass ein Spanwinkel der Schneidkante mehr als 0° und 10° oder weniger ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bohrer so ausgebildet ist, dass ein Kreisbogen, der die Schneidkante definiert, einen mittleren Winkel von 135° oder mehr und 180° oder weniger aufweist.
Sinterkomponente mit einem darin ausgebildeten Loch, wobei eine Innenumfangsfläche des Lochs eine satinierte Form aufweist.
Sinterkomponente nach Anspruch 4, wobei eine mittlere Zehn-Punkt-Höhe Rz von der Innenumfangsfläche des Lochs 20 μm oder mehr beträgt.
Bohrer zum Bohren eines Arbeitsmaterials, wobei das Arbeitsmaterial ein Pulverpresskörper-Grünling ist, der durch Pressformen eines Rohmaterialpulvers, das ein Metallpulver enthält, gebildet wird; wobei der Bohrer an einem Spitzenabschnitt eine kreisbogenförmige Schneidkante aufweist.