JP2002515542A - Iron-based composition for metallurgy containing flow agent and method of using the same - Google Patents

Iron-based composition for metallurgy containing flow agent and method of using the same

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JP2002515542A JP2000549406A JP2000549406A JP2002515542A JP 2002515542 A JP2002515542 A JP 2002515542A JP 2000549406 A JP2000549406 A JP 2000549406A JP 2000549406 A JP2000549406 A JP 2000549406A JP 2002515542 A JP2002515542 A JP 2002515542A
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    • B22F2003/145Both compacting and sintering simultaneously by warm compacting, below debindering temperature

Abstract

The present invention concerns an improved metallurgical powder composition comprising a major amount of an iron based metal powder and a minor amount of a particulate inorganic oxide having an average particle size below 500 nm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (技術分野) 本発明は、冶金用鉄基(鉄ベース, iron-based)粉末組成物に関する。詳しくは
、本発明は、粉末組成物の、特に上昇した処理温度での流動特性を改良する流動
剤を含有するそのような組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to iron-based powder compositions for metallurgy. In particular, the invention relates to such compositions containing a flow agent which improves the flow properties of the powder composition, especially at elevated processing temperatures.

【0002】 (背景技術) 粉末冶金技術では、充分確立された技術に従い、金属部品を製造するのに冶金
用粉末組成物を用いている。一般に、冶金用粉末を成形(compaction)用ダイス中
に注ぎ、高圧下で、或る場合には上昇させた温度で成形し、成形部品(compacted
part)、即ち、未焼結部品(“green”part)を形成する。この未焼結部品を次に
焼結して凝集金属部品を形成する。焼結操作は、どのような有機材料でも、例え
ば、ダイス潤滑剤又は内部潤滑剤の残留物を金属材料から燃焼除去する。
BACKGROUND OF THE INVENTION In powder metallurgy technology, metallurgical powder compositions are used to manufacture metal parts according to well-established techniques. Generally, metallurgical powders are poured into compaction dies and compacted under high pressure, in some cases at elevated temperatures, to produce compacted parts.
part), i.e., a green part. The green part is then sintered to form an agglomerated metal part. The sintering operation burns off any organic material, such as dice or internal lubricant residues, from the metallic material.

【0003】 そのような部品を製造することができる速度及び効率は、冶金用粉末の流動特
性によって影響を受ける。殆どの製造処理技術では、冶金用粉末は、重力により
貯蔵ビン(bin)から容器、又はシュー(shoe)中へ流動しなければならず、そのシ
ューは粉末を貯蔵場所からダイスへ輸送する。次に粉末をシューからダイス空洞
中へ注入する。粉末が流れることができる速度は、多くの場合、部品製造の律速
段階である。
[0003] The speed and efficiency with which such components can be manufactured is affected by the flow characteristics of metallurgical powders. In most manufacturing processing techniques, metallurgical powder must flow by gravity from a storage bin into a container, or shoe, which transports the powder from a storage location to a die. The powder is then injected from the shoe into the die cavity. The speed at which the powder can flow is often the rate-limiting step in component manufacturing.

【0004】 現在、温間(warm)プレス条件で行われる成形操作で用いることができる粉末冶
金用組成物、特に鉄基粉末組成物に対する需要が増大しつつある。そのような成
形操作で有用な改良された粉末組成物は、ラッツ(Rutz)及びルーク(Luk)による
米国特許第5,154,881号明細書(これに言及することによって、その全
内容を本明細書に組み入れる)に記載されている。一般に粉末及び(又は)ダイ
ス空洞は、成形のためには約370℃までの温度に加熱される。或る場合には、
そのような成形処理の効率を大きくするため、少なくとも約150℃以上に粉末
組成物を予め加熱することが望ましい。しかし、或る鉄基粉末組成物の流動能力
は、これらの処理温度によって悪影響を受けることが見出されている。
Currently, there is an increasing demand for powder metallurgical compositions, particularly iron-based powder compositions, that can be used in molding operations performed under warm pressing conditions. Improved powder compositions useful in such molding operations are described in U.S. Pat. No. 5,154,881 to Rutz and Luk, the entire contents of which are incorporated herein by reference. (Incorporated in the specification). Generally, the powder and / or die cavities are heated to a temperature of up to about 370 ° C. for molding. In some cases,
In order to increase the efficiency of such a molding process, it is desirable to preheat the powder composition to at least about 150 ° C. or higher. However, the flowability of certain iron-based powder compositions has been found to be adversely affected by these processing temperatures.

【0005】 従って、改良された流動特性を有する冶金用鉄基粉末組成物を製造する粉末冶
金技術の必要性が存在する。温間成形操作に伴われる上昇した温度で、改良され
た流動特性を有するそのような鉄基粉末組成物を製造する特別な必要性が存在す
る。
[0005] Accordingly, there is a need for powder metallurgy techniques for producing metallurgical iron-based powder compositions having improved flow properties. At the elevated temperatures associated with warm forming operations, there is a particular need to produce such iron-based powder compositions having improved flow properties.

【0006】 (発明の開示) 本発明は、優れた流動特性を、特に温間成形操作に伴われる上昇させた温度で
、有することを特徴とする冶金用鉄基粉末組成物を与える。本発明は、成形部品
を製造するためにそれら粉末組成物を使用する方法も与える。本発明によれば、
鉄基粉末組成物に流動剤を配合する。流動剤の存在は、粉末組成物の流動性を、
特に上昇した温度で増大する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides iron-based powder compositions for metallurgy characterized by having excellent flow properties, especially at elevated temperatures associated with warm forming operations. The present invention also provides a method of using the powder compositions to make molded parts. According to the present invention,
A flow agent is added to the iron-based powder composition. The presence of a flow agent determines the flowability of the powder composition,
It increases especially at elevated temperatures.

【0007】 流動剤材料は、種々の金属及びそれら酸化物のナノ粒子である。典型的には、
それら金属及び金属酸化物粉末は約500nm未満の平均粒径を有する。本発明
の一つの態様として、鉄基粉末組成物を珪素酸化物流動剤と混合する。珪素酸化
物流動剤は、得られる粉末組成物の約0.005〜約2重量%の量で鉄基粉末と
混合されるのが好ましい。好ましい珪素酸化物は、約40nm未満の平均粒径を
有する。
[0007] Glidant materials are nanoparticles of various metals and their oxides. Typically,
These metal and metal oxide powders have an average particle size of less than about 500 nm. In one embodiment of the present invention, the iron-based powder composition is mixed with a silicon oxide flow agent. Preferably, the silicon oxide flow agent is mixed with the iron-based powder in an amount of about 0.005 to about 2% by weight of the resulting powder composition. Preferred silicon oxides have an average particle size of less than about 40 nm.

【0008】 本発明の別の態様では、鉄基粉末組成物を鉄酸化物流動剤と混合する。好まし
い鉄酸化物流動剤は約500nm未満の平均粒径を有する。鉄酸化物流動剤は、
得られる粉末組成物の約0.01〜約2重量%の量で鉄基粉末と混合するのが好
ましい。珪素酸化物流動剤と鉄酸化物流動剤とを混合するのが特に有利である。
[0008] In another aspect of the invention, an iron-based powder composition is mixed with an iron oxide flow agent. Preferred iron oxide flow agents have an average particle size of less than about 500 nm. Iron oxide fluidizers
Preferably, it is mixed with the iron-based powder in an amount of about 0.01 to about 2% by weight of the resulting powder composition. It is particularly advantageous to mix the silicon oxide flow agent and the iron oxide flow agent.

【0009】 流動剤の添加は、温間成形処理で用いられるこれらの鉄基粉末組成物の流動特
性を向上させるのに特に有利である。そのようなものとして、組成物はそのよう
な温間成形用途のために特別に設計された潤滑剤、必要な場合にはそのような用
途のために特に設計された結合剤も含んでいるのが好ましい。
[0009] The addition of a flow agent is particularly advantageous for improving the flow characteristics of these iron-based powder compositions used in the warm forming process. As such, the composition also contains a lubricant specially designed for such warm forming applications, and if necessary, a binder specifically designed for such applications. Is preferred.

【0010】 流動剤を添加すると、ダイスから成形部品を取り出すに必要な射出力を予想外
に低下することも見出されている。従って、本発明の流動剤を添加することは、
ダイスの摩耗を減少させると考えられる。
[0010] It has also been found that the addition of a flow agent unexpectedly reduces the firing force required to remove the molded part from the die. Therefore, adding the flow agent of the present invention
It is believed to reduce die wear.

【0011】 (本発明の詳細な説明) 本発明は、優れた流動特性を、特に上昇させた温度で有する改良された冶金用
粉末組成物を与える。それら冶金用粉末組成物は、一般に鉄基粉末、及び場合に
より潤滑剤粉末及び(又は)結合剤を含有するものであり、規定された粒径分布
を有する流動剤粉末を更に添加することにより改良されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an improved metallurgical powder composition having excellent flow properties, especially at elevated temperatures. These metallurgical powder compositions generally contain an iron-based powder, and optionally a lubricant powder and / or a binder, and are improved by further adding a flow agent powder having a defined particle size distribution. Have been.

【0012】 本発明の主題である金属粉末組成物は、粉末冶金法で一般に用いられている種
類の鉄基粉末を含有する。ここで用いられる用語である「鉄基」粉末の例は、実
質的に純粋な鉄の粉末;最終製品の強度、硬化性、電磁気性、又は他の希望の性
質を向上させる他の元素(例えば、鋼製造用元素)と予め合金化した鉄の粒子;
そのような他の元素が拡散結合されている鉄の粒子;及びそのような合金用元素
の粒子と混合した鉄の粒子;である。鉄基粉末は、一般に金属粉末組成物の少な
くとも約85重量%、一層一般的には少なくとも約90重量%を構成する。
The metal powder composition that is the subject of the present invention contains an iron-based powder of the type commonly used in powder metallurgy. Examples of the term "iron-based" powder as used herein include substantially pure iron powder; other elements that enhance the strength, curability, electromagnetic properties, or other desired properties of the final product (eg, , Steel-making elements) and pre-alloyed iron particles;
Iron particles in which such other elements are diffusion bonded; and iron particles mixed with such alloying element particles. The iron-based powder generally comprises at least about 85%, more usually at least about 90%, by weight of the metal powder composition.

【0013】 本発明で用いることができる実質的に純粋な鉄粉末は、通常の不純物の含有量
が約1.0重量%以下、好ましくは約0.5重量%以下である鉄粉末である。そ
のような極めて圧縮性の冶金級鉄粉末の例は、ニュージャージー州リバートンの
ヘゲネス社(Hoeganaes Corporation)から入手できるアンコールスチール(ANCOR
STEEL)1000シリーズの純鉄粉末、例えば、1000、1000B及び100
0C、及びスウェーデンのヘゲネスABから入手することができる同様な粉末で
ある。例えば、アンコールスチール1000鉄粉末は、No.325篩(米国篩
系)より小さい粒子約22重量%、及びNo.100篩より大きな粒子約10重
量%、及びそれら二つの粒径の間に入る残余(No.60篩より大きなものは微
量)からなる典型的な篩分け分布を有する。アンコールスチール1000粉末は
、約2.85〜3.00g/cm3、典型的には2.94g/cm3の見掛けの密
度を有する。本発明で用いることができる他の鉄粉末は、ヘゲネスのアンコール
(ANCOR)MH−100粉末のような、典型的なスポンジ状鉄粉末である。
[0013] Substantially pure iron powder that can be used in the present invention is an iron powder having a normal impurity content of about 1.0% by weight or less, preferably about 0.5% by weight or less. An example of such a highly compressible metallurgical grade iron powder is ANCOR Steel, available from Hoeganaes Corporation of Riverton, NJ.
STEEL) 1000 series pure iron powder, for example, 1000, 1000B and 100
0C, and similar powders available from Hegenes AB, Sweden. For example, Angkor Steel 1000 iron powder is No. About 22% by weight of particles smaller than 325 sieve (US sieve system); It has a typical sieving distribution consisting of about 10% by weight of particles larger than 100 sieves and the balance between those two particle sizes (traces larger than No. 60 sieve). Encore Steel 1000 powder is about 2.85~3.00g / cm 3, typically has a density of apparent 2.94 g / cm 3. Other iron powders that can be used in the present invention include Hegenes' Angkor
(ANCOR) Typical sponge iron powder, such as MH-100 powder.

【0014】 鉄基粉末は、一種以上の合金用元素と混合されているか、予め合金化されてい
るか、又は拡散結合されている、好ましくは実質的に純粋な鉄である鉄を含んで
いてもよい。鉄粒子と一緒にすることができる合金用元素の例には、次のものが
含まれるが、それらに限定されるものではない:モリブデン;マンガン;マグネ
シウム;クロム;珪素;銅;ニッケル;金;バナジウム;コロンビウム(ニオブ
);黒鉛;燐;アルミニウム;銅と、錫又は燐との二成分系合金;マンガン、ク
ロム、硼素、燐又は珪素の鉄合金;炭素と、鉄、バナジウム、マンガン、クロム
、及びモリブデンの中の二種又は三種との低融点三元及び四元共融物;タングス
テン又は珪素の炭化物;窒化珪素;酸化アルミニウム;及びマンガン又はモリブ
デンの硫化物;及びそれらの組合せ。典型的には、合金用元素は鉄粉末、好まし
くは実質的に純粋な鉄粉末と、約7重量%以下の量、一層好ましくは約0.25
重量%〜約5重量%、一層好ましくは約0.25重量%〜約4重量%の量で一般
に一緒にされているが、或る特別な用途では、合金用元素は、鉄粉末と合金用元
素との約7重量%〜約15重量%の量で存在していてもよい。
[0014] The iron-based powder may comprise iron, which is preferably substantially pure iron, mixed with one or more alloying elements, pre-alloyed or diffusion bonded. Good. Examples of alloying elements that can be combined with the iron particles include, but are not limited to: molybdenum; manganese; magnesium; chromium; silicon; copper; nickel; Vanadium; Columbium (niobium); Graphite; Phosphor; Aluminum; Binary alloys of copper and tin or phosphorus; Iron alloys of manganese, chromium, boron, phosphorus or silicon; And ternary and quaternary eutectics with two or three of molybdenum and tungsten or silicon carbide; silicon nitride; aluminum oxide; and manganese or molybdenum sulfide; and combinations thereof. Typically, the alloying element is iron powder, preferably substantially pure iron powder, in an amount up to about 7% by weight, more preferably about 0.25% by weight.
Although typically combined in an amount of from about 5% to about 5%, more preferably from about 0.25% to about 4% by weight, in certain specific applications, the alloying element may comprise iron powder and It may be present in an amount from about 7% to about 15% by weight with the element.

【0015】 従って、鉄基粉末は、合金用粉末の形になっている合金用元素を混合した鉄粒
子を含んでいてもよい。ここで用いられる用語「合金用粉末」とは、前に述べた
ように、鉄粒子と物理的に混合されたどのような粒状の元素又は化合物でもよく
、その元素又は化合物は最終的に鉄粉末と合金化していても、していなくてもよ
い。合金用元素粒子は、一般に約100μ未満、好ましくは約75μ未満、一層
好ましくは約30μ未満の重量平均粒径を有する。合金用粉末が鉄粉末から分離
したり粉塵になったりしないように、鉄粒子と合金用粉末との混合物中に結合剤
を含有させるのが好ましい。一般に用いられる結合剤の例には、米国特許第4,
483,905号及び第4,676,831号明細書〔両方共エングストレーム
(Engstroem)による〕及び米国特許第4,834,800号明細書〔セメル(Sem
el)による〕(これに言及することによって、その全てを本明細書に組み入れる
)に記載されているものが含まれる。結合剤は金属粉末組成物中に、鉄及び合金
用粉末の重量に基づき約0.005〜3重量%、好ましくは約0.05〜1.5
重量%、一層好ましくは約0.1〜1重量%の量で混合することができる。
[0015] Accordingly, the iron-based powder may include iron particles mixed with an alloying element in the form of an alloying powder. As used herein, the term "alloy powder" may be any particulate element or compound that is physically mixed with iron particles, as described above, and the element or compound is ultimately iron powder. It may or may not be alloyed. The alloying elemental particles generally have a weight average particle size of less than about 100μ, preferably less than about 75μ, more preferably less than about 30μ. It is preferable to include a binder in the mixture of the iron particles and the alloy powder so that the alloy powder does not separate from the iron powder or become dust. Examples of commonly used binders include U.S. Pat.
Nos. 483,905 and 4,676,831 [both are en-gström]
(Engstroem)] and U.S. Pat. No. 4,834,800 [Sem
el)] (herein incorporated by reference in its entirety). The binder is present in the metal powder composition at about 0.005-3% by weight, preferably about 0.05-1.5% by weight, based on the weight of the iron and alloy powder.
%, More preferably from about 0.1 to 1% by weight.

【0016】 鉄基粉末は、更に、一種以上の合金用元素と予め合金化した鉄の形になってい
てもよい。予め合金化した粉末は、鉄と希望の合金用元素との溶融物を作り、次
にその溶融物を噴霧し、それによって噴霧された液滴が固化して粉末を形成する
ことにより製造することができる。配合する合金用元素(一種又は多種)の量は
、最終的金属部品に望まれる性質に依存する。そのような合金用元素を配合した
予め合金化した鉄粉末は、ヘゲネス社からそのアンコールスチール系粉末の一部
として入手することができる。
[0016] The iron-based powder may also be in the form of iron pre-alloyed with one or more alloying elements. Pre-alloyed powder is produced by making a melt of iron and the desired alloying element, then spraying the melt, whereby the sprayed droplets solidify to form a powder. Can be. The amount of alloying element (s) to be incorporated depends on the properties desired for the final metal part. A pre-alloyed iron powder blended with such alloying elements can be obtained from Hegenes as part of its Angkor steel powder.

【0017】 鉄基粉末の更に別な例は、拡散結合した鉄基粉末であり、その例は、鋼製造用
元素及び上述の合金用元素のような一種類以上の他の金属の層又は被覆がそれら
の外側表面中に拡散した実質的に純粋な鉄粒子である粉末である。そのような市
販の粉末には、ニッケルを約1.8%、モリブデンを約0.55%、及び銅を約
1.6%含有するヘゲネス社からのディスタロイ(DISTALOY)4600A拡散結合
粉末;並びに、ニッケルを約4.05%、モリブデンを約0.55%、及び銅を
約1.6%含有するヘゲネス社からのディスタロイ4800A拡散結合粉末;が
含まれる。同様な等級の粉末は、スエーデンのヘゲネスABからも入手すること
ができる。
Yet another example of an iron-based powder is a diffusion-bonded iron-based powder, an example of which is a layer or coating of one or more other metals, such as steel making elements and the alloying elements described above. Are powders that are substantially pure iron particles diffused into their outer surfaces. Such commercially available powders include DISTALOY 4600A diffusion bonded powder from Hegenes containing about 1.8% nickel, about 0.55% molybdenum, and about 1.6% copper; Distaloy 4800A diffusion bonded powder from Hegenes, containing about 4.05% nickel, about 0.55% molybdenum, and about 1.6% copper. Similar grades of powder are also available from Hegenes AB of Sweden.

【0018】 好ましい鉄基粉末は、モリブデン(Mo)と予め合金化された鉄からなる。そ
の粉末は、Moを約0.5重量%〜約2.5重量%含有する実質的に純粋な鉄の
溶融物を噴霧することにより製造されている。そのような粉末の一例は、ヘゲネ
スのアンコールスチール85HP鋼粉末であり、それはMoを約0.85重量%
含み、マンガン、クロム、珪素、銅、ニッケル、モリブデン、又はアルミニウム
のような他の材料を合計約0.4重量%未満、炭素を約0.02重量%未満含有
する。そのような粉末の別の例は、ヘゲネスのアンコールスチール4600V鋼
粉末であり、それはモリブデンを約0.5〜0.6重量%、ニッケルを約1.5
〜2.0重量%、マンガンを約0.1〜0.25重量%、及び炭素を約0.02
重量%未満含有する。
A preferred iron-based powder consists of iron pre-alloyed with molybdenum (Mo). The powder is made by spraying a substantially pure iron melt containing about 0.5% to about 2.5% Mo by weight. One example of such a powder is Hegenes' Angkor Steel 85HP steel powder, which contains about 0.85% Mo by weight.
And contains less than about 0.4% by weight total other materials such as manganese, chromium, silicon, copper, nickel, molybdenum, or aluminum, and less than about 0.02% by weight carbon. Another example of such a powder is Hegenes' Angkor Steel 4600V steel powder, which contains about 0.5-0.6% by weight molybdenum and about 1.5% nickel.
-2.0% by weight, about 0.1-0.25% by weight manganese, and about 0.02% carbon.
Contains less than 10% by weight.

【0019】 本発明で用いることができる別の予め合金化した鉄基粉末は、コーストン(Cau
ston)による「鉄合金の明確に予め合金化した粉末を含む鋼粉末混合物」(Steel
Powder Admixture Having Distinct Pre-alloyed Powder of Iron Alloys)と題
する米国特許第5,108,93 号明細書(これに言及することにより、その
全内容を本明細書に組み入れる)に記載されている。この鋼粉末組成物は、二種
の異なった予め合金化した鉄基粉末の混合物であり、一つはモリブデンを0.5
〜2.5重量%含む鉄のプレアロイであり、他方は炭素と、遷移元素成分 少な
くとも約25重量%との鉄のプレアロイであり、後者の成分はクロム、マンガン
、バナジウム、及びニオブからなる群から選択された少なくとも一種の元素を含
む。この混合物は、鋼粉末組成物に対し遷移元素成分を少なくとも約0.05重
量%与える割合になっている。そのような粉末の一例は、ヘゲネスのアンコール
スチール41AB鋼粉末として市販されており、それはモリブデンを約0.85
重量%、ニッケルを約1重量%、マンガンを約0.9重量%、クロムを約0.7
5重量%、及び炭素を約0.5重量%含む。
Another pre-alloyed iron-based powder that can be used in the present invention is Causton.
ston), “Steel powder mixture containing distinctly pre-alloyed powders of iron alloys” (Steel
No. 5,108,93, entitled Powder Admixture Having Distinct Pre-alloyed Powder of Iron Alloys, which is incorporated herein by reference in its entirety. This steel powder composition is a mixture of two different pre-alloyed iron-based powders, one containing 0.5 of molybdenum.
~ 2.5% by weight of iron, the other being a prealloy of iron with carbon and at least about 25% by weight of a transition element, the latter being from the group consisting of chromium, manganese, vanadium and niobium. Contains at least one selected element. The mixture is such that it provides at least about 0.05% by weight of the transition element component to the steel powder composition. One example of such a powder is commercially available as Hegenes' Angkor Steel 41AB steel powder, which contains about 0.85 molybdenum.
%, About 1% nickel, about 0.9% manganese, about 0.7% chromium.
5% by weight, and about 0.5% by weight of carbon.

【0020】 本発明の実施で有用な他の鉄基粉末は、強磁性体粉末である。一例は、少量の
燐と予め合金化された鉄の粉末と混合した実質的に純粋な鉄粉末からなる組成物
である。
Another iron-based powder useful in the practice of the present invention is a ferromagnetic powder. One example is a composition consisting of substantially pure iron powder mixed with a small amount of phosphorus and pre-alloyed iron powder.

【0021】 本発明の実施で有用な更に別の鉄基粉末は、ラッツ(Rutz)等の米国特許第5,
198,137号明細書(これに言及することにより、その全内容を本明細書に
組み入れる)に記載されているような、熱可塑性材料の実質的に均一な被覆を与
えるように、熱可塑性材料で被覆した鉄粒子である。各粒子は、芯の鉄粒子の周
りを取り巻く実質的に均一な被覆を有するのが好ましい。被覆された鉄粒子の約
0.001〜15重量%の被覆を与えるのに充分な熱可塑性材料が用いられてい
る。一般に、熱可塑性材料は、被覆した粒子の少なくとも0.2重量%、好まし
くは約0.4〜2重量%、一層好ましくは約0.6〜0.9重量%の量で存在す
る。約10,000〜50,000の範囲の重量平均分子量を有する、ポリエー
テルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、又はポリフェニレンエ
ーテルのような熱可塑性物が好ましい。他の重合体で被覆された鉄基粉末には、
ラッツその他による米国特許第5,063,011号明細書(これに言及するこ
とにより、その全内容を本明細書に組み入れる)に記載されているような、燐酸
鉄の内部被覆を有するものが含まれる。
[0021] Yet another iron-based powder useful in the practice of the present invention is disclosed in US Pat.
198,137, the entire content of which is incorporated herein by reference, so as to provide a substantially uniform coating of the thermoplastic material. Are iron particles coated with. Each particle preferably has a substantially uniform coating surrounding the core iron particles. Sufficient thermoplastic material has been used to provide a coating of about 0.001 to 15% by weight of the coated iron particles. Generally, the thermoplastic material is present in an amount of at least 0.2% by weight of the coated particles, preferably about 0.4-2%, more preferably about 0.6-0.9%. Thermoplastics, such as polyethersulfone, polyetherimide, polycarbonate, or polyphenylene ether, having a weight average molecular weight in the range of about 10,000 to 50,000 are preferred. Iron-based powders coated with other polymers include:
Includes those having an inner coating of iron phosphate, as described in U.S. Pat. No. 5,063,011 to Rats et al., The entire contents of which are incorporated herein by reference. It is.

【0022】 純粋な鉄、予め合金化された鉄、拡散結合された鉄、又は熱可塑性物被覆鉄の
粒子は、1μ以下、又は約850〜1000μまでのように小さい重量平均粒径
を有することができるが、一般に粒子は約10〜500μの範囲の重量平均粒径
を有する。約350μ以下、好ましくは50〜150μの最大数平均粒径を有す
るものが好ましい。
The particles of pure iron, pre-alloyed iron, diffusion bonded iron, or thermoplastic coated iron have a weight average particle size of less than 1μ, or as small as about 850-1000μ In general, the particles have a weight average particle size in the range of about 10 to 500 microns. Those having a maximum number average particle size of about 350μ or less, preferably 50-150μ are preferred.

【0023】 鉄基粉末組成物の流動挙動は重要な物理的特性である。なぜならそれは、慣用
的粉末冶金技術を用いて部品を製造する速度に直接影響を与えるからである。本
発明は、一般に用いられている既知の鉄基粉末の流動性を粒状流動剤を配合する
ことにより改良するものである。規定された粒径分布を持つ流動剤が存在すると
、金属粉末組成物の流動特性、特に上昇した温度での流動特性を向上することが
判明した。流動剤は粉末組成物の成形性に悪影響を及ぼしてはならず、成形体(
粉体)、又は得られる部品の焼結性に悪影響を与えてはならない。
The flow behavior of the iron-based powder composition is an important physical property. Because it directly affects the speed at which parts are manufactured using conventional powder metallurgy techniques. The present invention is to improve the flowability of a commonly used known iron-based powder by adding a granular flow agent. It has been found that the presence of a flow agent having a defined particle size distribution improves the flow characteristics of the metal powder composition, especially at elevated temperatures. The flow agent must not adversely affect the moldability of the powder composition,
Powder) or the sinterability of the resulting parts.

【0024】 本発明の流動剤は、それらが粒状物質であり、その粉末の大部分が1μ未満の
粒径を有する点で「ナノ粒子」と呼ぶことができる。流動剤の粒径分布は、種々
の方法により決定することができる。本発明に関して用いられる用語「平均粒径
」とは、重量基準で、式(I)に従って決定される: APS=6/(ρ×SA) (I) 式中、APS=平均粒径 ρ=粉末の密度 SA=粉末の表面積
The flow agents of the present invention can be referred to as “nanoparticles” in that they are particulate materials and most of the powder has a particle size of less than 1μ. The particle size distribution of the flow agent can be determined by various methods. The term “average particle size” as used in connection with the present invention is determined on a weight basis according to formula (I): APS = 6 / (ρ × SA) (I) where APS = average particle size ρ = powder Density SA = powder surface area

【0025】 粉末の密度は、標準試験法ASTM D70に記載されている方法のような標
準的方法を用いて決定する。表面積は、ASTM D4820に記載されている
方法のような標準的方法を用いて決定されたBET(ブルーナウアー、エメット
、テラー)表面積である。粒径分布は、粉末の粒径を目で見て調べるのに用いる
ことができる電子顕微鏡によって証明することができる。
The density of the powder is determined using standard methods such as those described in standard test method ASTM D70. Surface area is the BET (Brunauer, Emmet, Teller) surface area determined using standard methods such as those described in ASTM D4820. Particle size distribution can be demonstrated by electron microscopy, which can be used to visually check the particle size of the powder.

【0026】 流動剤は、平均粒径が約500nm未満であり、好ましくは約250nm未満
であり、一層好ましくは約100nm未満である金属及び金属酸化物から選択す
ることができ、従って、これらはナノ粒子材料と呼ばれる。金属又は金属酸化物
の形態でナノ粒子材料として用いることができる代表的金属には、珪素、アルミ
ニウム、銅、鉄、ニッケル、チタン、金、銀、白金、パラジウム、ビスマス、コ
バルト、マンガン、マグネシウム、鉛、錫、バナジウム、イットリウム、ニオブ
、タングステン、及びジルコニウムが含まれる。そのような材料はウルトラム・
インターナショナル(ULTRAM International)から市販されている。これらのナノ
粒子材料は、冶金用組成物の全重量に基づき、約0.005〜約2重量%、好ま
しくは約0.01〜約1重量%、一層好ましくは約0.025〜約0.5重量%
の量で冶金用組成物中に存在する。好ましい流動剤は珪素の酸化物であり、他の
ナノ粒子材料は、有利な仕方として珪素酸化物と混合し、冶金用粉末組成物の流
動性を更に向上することができる。
The glidant can be selected from metals and metal oxides having an average particle size of less than about 500 nm, preferably less than about 250 nm, and more preferably less than about 100 nm, so that these Called particulate material. Representative metals that can be used as nanoparticle materials in the form of metals or metal oxides include silicon, aluminum, copper, iron, nickel, titanium, gold, silver, platinum, palladium, bismuth, cobalt, manganese, magnesium, Includes lead, tin, vanadium, yttrium, niobium, tungsten, and zirconium. Such materials are
It is commercially available from ULTRAM International. These nanoparticulate materials may comprise from about 0.005 to about 2%, preferably from about 0.01 to about 1%, more preferably from about 0.025 to about 0.2% by weight, based on the total weight of the metallurgical composition. 5% by weight
In the metallurgical composition. The preferred flow agent is an oxide of silicon, and other nanoparticulate materials can advantageously be mixed with the silicon oxide to further improve the flowability of the metallurgical powder composition.

【0027】 本発明の実施で特に有用な珪素酸化物は、比表面積が約75〜約600m2
g、好ましくは約100〜約500m2/g、一層好ましくは約150〜約50
0m2/gであるものである。珪素酸化物の密度は、好ましくは約0.02〜約
0.15g/cm3、好ましくは約0.035〜約0.1g/cm3、一層好まし
くは約0.04〜約0.08g/cm3である。珪素酸化物は、上記式(I)に
従って決定して、約40nm未満であり、有利には約1〜約35nm、好ましく
は約1〜約25nm、一層好ましくは約5〜約20nmの平均粒径(一般に電子
顕微鏡による肉眼検査で決定した数平均粒径)を有する。珪素酸化物の粒径分布
は、粒子数に基づいて、約90%が約100nm未満であり、好ましくは75n
m未満であり、一層好ましくは約50nm未満であるような分布であるのが好ま
しい。
Silicon oxides that are particularly useful in the practice of the present invention have a specific surface area of about 75 to about 600 m 2 /
g, preferably from about 100 to about 500 m 2 / g, more preferably from about 150 to about 50
0 m 2 / g. The density of the silicon oxide is preferably from about 0.02 to about 0.15 g / cm 3, preferably from about 0.035~ about 0.1 g / cm 3, more preferably from about 0.04 to about 0.08 g / cm 3 . The silicon oxide has an average particle size of less than about 40 nm, advantageously about 1 to about 35 nm, preferably about 1 to about 25 nm, more preferably about 5 to about 20 nm, as determined according to formula (I) above. (Generally number average particle size determined by visual inspection with an electron microscope). The particle size distribution of the silicon oxide is, based on the number of particles, about 90% less than about 100 nm, preferably 75 n
Preferably, the distribution is less than m, more preferably less than about 50 nm.

【0028】 珪素酸化物は、冶金用組成物の全重量に基づき、約0.05〜約2重量%、好
ましくは約0.01〜約1重量%、一層好ましくは約0.025〜約0.5重量
%の量で冶金用組成物中に存在する。好ましい珪素酸化物は親水性型及び疎水性
型の両方の二酸化珪素材料であり、デガッサ社(Degussa Corporation)からエア
ロシル(Aerosil)200及びR812製品のようなエアロシル系二酸化珪素とし
て市販されている。
The silicon oxide comprises from about 0.05 to about 2%, preferably from about 0.01 to about 1%, more preferably from about 0.025 to about 0% by weight, based on the total weight of the metallurgical composition. It is present in the metallurgical composition in an amount of 0.5% by weight. Preferred silicon oxides are both hydrophilic and hydrophobic types of silicon dioxide materials, which are commercially available from Degussa Corporation as Aerosil-based silicon dioxides such as Aerosil 200 and R812 products.

【0029】 流動剤の別の好ましい種類は鉄の酸化物である。本発明の実施で有用な鉄酸化
物は、約2〜約150m2/g、好ましくは約5〜約50m2/g、一層好ましく
は約5〜約20m2/gの比表面積を有するものである。珪素酸化物の密度は、
一般に約3〜約5g/cm3、好ましくは約4〜約5g/cm3、一層好ましくは
約4.4〜約4.7g/cm3である。鉄酸化物は、上記式(I)に従って決定
して、好ましくは約500nm未満であり、有利には約10〜約400nm、好
ましくは約25〜約300nm、一層好ましくは約40〜約200nmの平均粒
径(一般に電子顕微鏡による肉眼検査で決定した数平均粒径)を有する。鉄酸化
物の粒径分布は、粒子数に基づいて、約90%が約1μ未満であり、好ましくは
750nm未満であり、一層好ましくは500nm未満であるような分布である
のが好ましい。
Another preferred type of glidant is an oxide of iron. Useful iron oxides in the practice of the present invention is from about 2 to about 150 meters 2 / g, preferably from about 5 to about 50 m 2 / g, more preferably those having a specific surface area of from about 5 to about 20 m 2 / g is there. The density of silicon oxide is
Generally from about 3 to about 5 g / cm 3, preferably about 4 to about 5 g / cm 3, more preferably from about 4.4 to about 4.7 g / cm 3. The iron oxide, as determined according to formula (I) above, is preferably less than about 500 nm, advantageously about 10 to about 400 nm, preferably about 25 to about 300 nm, more preferably about 40 to about 200 nm. Particle size (generally number average particle size determined by visual inspection with an electron microscope). Preferably, the particle size distribution of the iron oxide is such that, based on the number of particles, about 90% is less than about 1 μ, preferably less than 750 nm, and more preferably less than 500 nm.

【0030】 鉄酸化物は、全冶金用組成物に基づき約0.01〜約2重量%、好ましくは約
0.05〜約1重量%、一層好ましくは約0.05〜約0.5重量%の量で冶金
用組成物中に存在する。好ましい鉄酸化物はFe34材料である。例えば、有用
な鉄酸化物は、マイルズ社(Miles Inc.)からバイフェロックス(Bayferrox)31
8M及び330顔料製品のようなバイフェロックス系鉄酸化物として市販されて
いるものである。金属粉末組成物に相乗的流動向上性を与えるため、珪素酸化物
材料と一緒に鉄酸化物材料を用いるのが好ましい。
[0030] The iron oxide is present in an amount of about 0.01 to about 2%, preferably about 0.05 to about 1%, more preferably about 0.05 to about 0.5% by weight based on the total metallurgical composition. % In the metallurgical composition. Preferred iron oxides are Fe 3 O 4 materials. For example, a useful iron oxide is Bayferrox 31 from Miles Inc.
Commercially available as biferrox-based iron oxides such as 8M and 330 pigment products. It is preferable to use an iron oxide material together with a silicon oxide material in order to give a synergistic flow improving property to the metal powder composition.

【0031】 本発明の金属粉末組成物は、ダイス空洞から成形部品を取り出すのに必要な射
出力を減少させるため潤滑剤を更に含んでいてもよい。典型的な粉末冶金潤滑剤
の例には、ステアリン酸塩、一般にはステアリン酸亜鉛及びステアリン酸リチウ
ム;硫化モリブデン、窒化硼素、及び硼酸のような潤滑剤と一緒にした、エチレ
ンビスステアルアミドのような合成ワックス;が含まれる。潤滑剤は、一般に金
属粉末組成物の約15重量%まで、好ましくは約0.1〜約10重量%、一層好
ましくは約0.1〜2重量%、最も好ましくは約0.2〜1重量%の量で金属粉
末組成物中に存在する。
[0031] The metal powder composition of the present invention may further include a lubricant to reduce the firing force required to remove the molded part from the die cavity. Examples of typical powder metallurgy lubricants include ethylene bisstearamide, together with a lubricant such as a stearate, generally zinc stearate and lithium stearate; molybdenum sulfide, boron nitride, and boric acid. Such as synthetic waxes. Lubricants generally comprise up to about 15%, preferably about 0.1 to about 10%, more preferably about 0.1 to 2%, and most preferably about 0.2 to 1% by weight of the metal powder composition. % In the metal powder composition.

【0032】 本発明の金属粉末組成物は、標準的冶金技術に従ってダイス中で成形される。
典型的な成形圧力は、約5〜200t/in2(tsi)(69〜2760MP
a)、好ましくは約20〜100tsi(276〜1379MPa)、一層好ま
しくは約25〜60tsi(345〜828MPa)の範囲にある。成形に続き
、その部品を、標準的冶金技術に従い、鉄基粉末組成物に適切な温度及び他の条
件で焼結することができる。熱可塑性被覆を有する金属粉末組成物は、一般に成
形に続き焼結されることはないが、むしろオリバー(Oliver)及びクリスビー(Cli
sby)による米国特許第5,225,459号明細書(これに言及することによっ
て、その全内容を本明細書に組み入れる)に記載されているような成形後熱処理
にかける。
The metal powder composition of the present invention is formed in a die according to standard metallurgy.
Typical molding pressures are about 5-200 t / in 2 (tsi) (69-2760 MP
a), preferably in the range of about 20-100 tsi (276-1379 MPa), more preferably in the range of about 25-60 tsi (345-828 MPa). Following molding, the part can be sintered at a temperature and other conditions appropriate for the iron-based powder composition according to standard metallurgical techniques. Metal powder compositions having a thermoplastic coating are generally not sintered following molding, but rather, Oliver and Crisby.
sby) is subjected to a post-molding heat treatment as described in US Pat. No. 5,225,459, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

【0033】 本発明の酸化物流動剤は、「温間」温度条件で成形するために設計された金属
粉末組成物の流動特性を有利に改良することが判明している。温間温度法に従う
成形は、一般に金属粉末組成物を約370℃(700°F)までの成形温度(組
成物が成形されつつある時のその温度として測定される)で圧縮されることを必
要としていた。成形は、一般に100℃(212°F)より高く、普通には約1
25℃(260°F)より高い温度で行い、好ましくは約150℃(300°F
)〜約370℃(700°F)、一層好ましくは約175℃(350°F)〜約
260℃(500°F)の温度で行う。温間成形条件で使用するように設計され
た金属粉末組成物は、高温成形に適合する潤滑剤を含んでいるのが好ましい。温
間成形しようとする鉄基粉末が合金用元素粒子を含む種類のものである場合、そ
の組成物は通常凝離及び粉塵化を防ぐため結合剤を含んでいる。温間成形のため
に考えられたそのような組成物中で充分性能を果たす有用な高温潤滑剤及び種々
の結合剤は、ルークの米国特許第5,368,630号明細書(これに言及する
ことによって、その全内容を本明細書に組み入れる)に記載されている。
The oxide flow agents of the present invention have been found to advantageously improve the flow characteristics of metal powder compositions designed for molding under “warm” temperature conditions. Molding according to the warm temperature method generally requires that the metal powder composition be compressed at a molding temperature of up to about 370 ° C. (700 ° F.), measured as the temperature at which the composition is being formed. And had Molding is generally above 100 ° C (212 ° F), usually about 1 ° C.
Performed at a temperature greater than 25 ° C. (260 ° F.), preferably at about 150 ° C. (300 ° F.)
) To about 370 ° C (700 ° F), more preferably from about 175 ° C (350 ° F) to about 260 ° C (500 ° F). Metal powder compositions designed for use in warm forming conditions preferably include a lubricant compatible with high temperature forming. If the iron-based powder to be warm-formed is of a type that includes alloying elemental particles, the composition typically includes a binder to prevent segregation and dusting. Useful high temperature lubricants and various binders that perform well in such compositions contemplated for warm forming are described in US Pat. No. 5,368,630 to Luke, to which reference is made. The entire contents of which are incorporated herein.

【0034】 米国特許第5,368,630号明細書に記載されている高温潤滑剤はポリア
ミド潤滑剤であり、それは本質的に高融点ワックスである。縮合反応により形成
された潤滑剤は、一つの融点ではなく、融点範囲を有することを特徴とするポリ
アミドである。反応生成物は、一般に分子量、従ってそれに依存する性質が変化
する部分の混合物であることを当業者は認めるであろう。全体としてポリアミド
潤滑剤は、約150℃(300°F)〜260℃(500°F)、好ましくは約
200℃(400°F)〜約260℃(500°F)の温度で溶融し始める。ポ
リアミドは、一般にこの初期溶融温度より約250℃高い温度で完全に溶融する
が、ポリアミド反応生成物は約100℃以下の範囲にわたって溶融することが好
ましい。好ましい潤滑剤は、オハイオ州シンシナチのモルトン・インターナショ
ナル(Morton International)から販売されているアドバワックス(ADVAWAX)45
0又はプロモールド(PROMOLD)450ポリアミドとして市販されており、それは
約200℃〜300℃の初期融点を有するエチレンビスステアルアミドである。
高温潤滑剤は、一般に固体粒子の形で組成物に添加される。潤滑剤の粒径は変化
していてもよいが、約100μ未満であるのが好ましい。最も好ましくは、潤滑
剤粒子は約10〜50μの重量平均粒径を有する。
The high temperature lubricants described in US Pat. No. 5,368,630 are polyamide lubricants, which are essentially high melting waxes. The lubricant formed by the condensation reaction is a polyamide characterized by having a melting point range instead of a single melting point. One skilled in the art will recognize that the reaction product is generally a mixture of moieties that vary in molecular weight, and thus the properties dependent on it. Overall, the polyamide lubricant begins to melt at a temperature of between about 150 ° C. (300 ° F.) and 260 ° C. (500 ° F.), preferably between about 200 ° C. (400 ° F.) and about 260 ° C. (500 ° F.). The polyamide generally melts completely at about 250 ° C. above this initial melting temperature, but it is preferred that the polyamide reaction product melt over a range of about 100 ° C. or less. A preferred lubricant is ADVAWAX 45 sold by Morton International of Cincinnati, Ohio.
Commercially available as No. 0 or PROMOLD 450 polyamide, it is ethylene bisstearamide having an initial melting point of about 200 ° C to 300 ° C.
The high temperature lubricant is generally added to the composition in the form of solid particles. The particle size of the lubricant may vary, but is preferably less than about 100μ. Most preferably, the lubricant particles have a weight average particle size of about 10 to 50μ.

【0035】 米国特許第5,368,630号明細書に記載されている結合剤は、水に可溶
性か又は不溶性の重合体樹脂材料であるが、樹脂は水に不溶性であるのが好まし
い。樹脂は、鉄基粉末及び合金用粉末の周りに、その自然の液体状態又は溶媒に
溶解した状態でフイルムを形成する能力を有するのが好ましい。結合剤樹脂は、
それが上昇させた温度での成形工程に悪影響を与えないように選択されることが
重要である。好ましい結合剤には、約30,000〜70,000の数平均分子
量(MW)を有する酢酸セルロース、約10,000〜100,000のMWを
有する酪酸酢酸セルロース、約10,000〜100,000のMWを有するプ
ロピオン酸酢酸セルロースのようなセルロースエステル樹脂及びそれらの混合物
が含まれる。約10,000〜80,000のMWを有する高分子量熱可塑性フ
ェノール樹脂、及びアルキル部分が1〜4個の炭素原子を有する約50,000
〜1,200,000のMWを有するヒドロキシアルキルセルロース樹脂及びそ
れらの混合物も有用である。他の好ましい結合剤はポリビニルピロリドンであり
、それは、米国特許第5,432,223号に記載されているような、PEG、
グリセロール及びそのエステル、有機二酸のエステル、ソルビトール、燐酸エス
テル、セルロースエステル、アリールスルホンアミド・ホルムアルデヒド樹脂及
び長鎖アルコールのような可塑剤と組合せて用いるのが好ましい。
The binder described in US Pat. No. 5,368,630 is a polymeric resin material that is soluble or insoluble in water, but it is preferred that the resin be insoluble in water. The resin preferably has the ability to form a film around the iron-based powder and alloying powder in its natural liquid state or dissolved in a solvent. The binder resin is
It is important that it be selected such that it does not adversely affect the molding process at elevated temperatures. Preferred binders include cellulose acetate having a number average molecular weight (MW) of about 30,000 to 70,000, cellulose acetate butyrate having a MW of about 10,000 to 100,000, about 10,000 to 100,000. Cellulose ester resins such as cellulose acetate propionate having a MW of 0.1 and mixtures thereof. A high molecular weight thermoplastic phenolic resin having a MW of about 10,000 to 80,000, and about 50,000 having an alkyl moiety having 1 to 4 carbon atoms.
Also useful are hydroxyalkyl cellulose resins having a MW of ~ 1,200,000 and mixtures thereof. Another preferred binder is polyvinylpyrrolidone, which is PEG, as described in US Pat. No. 5,432,223.
It is preferably used in combination with plasticizers such as glycerol and its esters, esters of organic diacids, sorbitol, phosphate esters, cellulose esters, arylsulfonamide-formaldehyde resins and long-chain alcohols.

【0036】 本発明の流動剤は、慣用的混合技術により鉄基粉末と混合して冶金用組成物を
形成することができる。一般に、鉄基粉末は、場合により存在する合金用粉末を
含有するが、本発明の流動剤、潤滑剤、結合剤のいずれとも任意の順序で混合す
る。結合剤及び潤滑剤と共に合金用粉末と混合された鉄の粉末である鉄基粉末を
金属粉末が含有する場合の態様では、米国特許第5,368,630号明細書に
記載されている方法に従って金属粉末混合物を調製することができる。一般に結
合剤は液体状でそれら粉末と、良好な粉末の濡れを達成するのに充分な時間混合
するのが好ましい。結合剤は有機溶媒中に溶解するか又は分散させ、粉末混合物
中に結合剤を一層よく分散させ、それによって混合物全体に亙って結合剤を実質
的に均一に分布させるのが好ましい。潤滑剤は、一般に結合剤を添加する前、又
は添加後に、その乾燥粒子状態で添加することができる。好ましくは、鉄基粉末
と一緒に潤滑剤を先ず乾式混合し、然る後、結合剤を金属粉末組成物に適用し、
溶媒を除去し、次に流動剤を乾式混合により添加する。
The flow agents of the present invention can be mixed with iron-based powders by conventional mixing techniques to form metallurgical compositions. Generally, the iron-based powder contains the optional alloying powder, but is mixed in any order with any of the flow agents, lubricants, and binders of the present invention. In the embodiment where the metal powder contains an iron-based powder, which is an iron powder mixed with an alloying powder together with a binder and a lubricant, the method described in US Pat. No. 5,368,630 is used. A metal powder mixture can be prepared. Generally, it is preferred that the binder be in liquid form and mixed with the powders for a time sufficient to achieve good powder wetting. Preferably, the binder is dissolved or dispersed in the organic solvent to better disperse the binder in the powder mixture and thereby substantially uniformly distribute the binder throughout the mixture. Lubricants can be added in their dry particle form, generally before or after the binder is added. Preferably, the lubricant is first dry mixed with the iron-based powder, and then the binder is applied to the metal powder composition,
The solvent is removed and then the flow agent is added by dry mixing.

【0037】 結合剤及び潤滑剤の添加順序は、粉末組成物の最終的特性を変化させるため変
えることができる。潤滑剤を鉄基粉末と混合した後に結合剤を添加する記載の混
合法の外に、二つの他の混合法を用いることができる。好ましい方法として、約
50〜約99重量%、好ましくは約75〜約95重量%の一部の潤滑剤を鉄基粉
末に添加し、次に結合剤を添加し、次に溶媒を除去し、続いて残りの潤滑剤を金
属粉末組成物に添加する。他の方法は、先ず鉄基粉末に結合剤を添加し、溶媒を
除去し、次に潤滑剤の全量を添加する。次に流動剤を、このようにして形成され
た金属粉末組成物に混合する。
[0037] The order of addition of the binder and the lubricant can be varied to change the final properties of the powder composition. In addition to the described mixing method of adding the binder after mixing the lubricant with the iron-based powder, two other mixing methods can be used. In a preferred method, about 50% to about 99%, preferably about 75% to about 95%, by weight of a portion of the lubricant is added to the iron-based powder, then the binder is added, and then the solvent is removed. Subsequently, the remaining lubricant is added to the metal powder composition. Another method is to first add a binder to the iron-based powder, remove the solvent, and then add the entire amount of lubricant. The flow agent is then mixed with the metal powder composition thus formed.

【0038】 本発明の流動剤は、それらがダイス空洞から成形部品を取り出すのに必要な最
大射出力及び最大射出圧力の両方を減少する点で成形工程中に付加的利点を与え
ることが判明している。そのようなものとして、流動剤は成形工程中の内部潤滑
剤としての機能を果たすこともできる。
It has been found that the flow agents of the present invention provide an additional advantage during the molding process in that they reduce both the maximum firing power and the maximum injection pressure required to remove the molded part from the die cavity. ing. As such, the flow agent may serve as an internal lubricant during the molding process.

【0039】 温間成形する目的から特に上昇させた温度での流動特性に関して記述してきた
が、本発明による流動剤を結合粉末混合物に用いた場合、周囲温度でも、流動剤
を含まない結合混合物と比較して、ダイス空洞の充填に予想外の利点が得られる
ことも強調しておきたい。そのような利点の例は、異なった大きさの空洞中に一
層均一な充填密度が得られ、プレス中、シュー供給速度を増大して向上した性能
が得られることである。従って、結合粉末混合物に流動剤を添加することにより
、複雑な形の成形部品で一層均一な密度が得られ、一層大きな速度で粉末冶金部
品を製造することができる。
Although the flow properties at elevated temperatures have been described in particular for the purpose of warm forming, when the flow agent according to the invention is used in a binder powder mixture, the flow agent-free binder mixture can also be used at ambient temperature. By comparison, it should also be emphasized that the filling of the die cavity has unexpected advantages. An example of such an advantage is that a more uniform packing density is obtained in different sized cavities, and increased performance is obtained by increasing the shoe feed rate during pressing. Thus, by adding a flow agent to the combined powder mixture, more uniform densities can be obtained in molded parts of complex shape and powder metallurgy parts can be manufactured at greater rates.

【0040】[0040]

【実施例】【Example】

例1 流動剤として二酸化珪素粉末を配合することによる金属粉末組成物の流動特性
の改良について研究した。流動性は標準的試験方法ASTM B213−77に
従って決定し、この場合流動装置を温度制御室内に維持した。
Example 1 The improvement of the flow properties of a metal powder composition by incorporating silicon dioxide powder as a flow agent was studied. Flowability was determined according to standard test method ASTM B213-77, where the flow device was maintained in a temperature controlled room.

【0041】 表1.1に記載したような組成を有する金属粉末組成物を調製した。この粉末
は、アンコールスチール1000B粉末、黒鉛粉末、約90重量%の潤滑剤粉末
を、標準実験室用ボトル混合装置中で約15〜30分混合することにより調製し
た。アセトン中に溶解した結合剤(結合剤約10重量%)を、次に混合物中へ注
入し、適当な大きさの鋼ボール中で、粉末が充分濡れるまでへらで混合した。次
に空気乾燥により溶媒を除去し、混合物を60メッシュの篩に通して、乾燥中に
形成された可能性のある大きな凝集物を全て破壊するようにしたが、顕著な凝集
は認められなかった。最後に、残りの潤滑剤を粉末組成物と混合した。混合は、
粉末組成物が実質的に均一な状態に到達するまで行なった。
A metal powder composition having a composition as described in Table 1.1 was prepared. This powder was prepared by mixing Angkor Steel 1000B powder, graphite powder, and about 90% by weight lubricant powder in a standard laboratory bottle mixer for about 15-30 minutes. The binder dissolved in acetone (about 10% by weight binder) was then poured into the mixture and mixed with a spatula in a suitably sized steel ball with a spatula until the powder was well wetted. The solvent was then removed by air drying and the mixture was passed through a 60 mesh sieve to break any large aggregates that might have formed during drying, but no significant agglomeration was observed. . Finally, the remaining lubricant was mixed with the powder composition. Mixing is
This was performed until the powder composition reached a substantially uniform state.

【0042】 [0042]

【0043】 1−純粋鉄粉:ヘゲネス社。 2−アスベリー(Asbury)3203:アスベリー・グラファイト・ミルズ社(Asbur
y Graphite Mills, Inc.)。 3−プロモールド450;モルトン・インターナショナル。 4−酪酸酢酸セルロースCAB−381;イーストマン・ケミカル・プロダク
ツ社(Eastman Chemical Products, Inc.)。
1 —Pure iron powder: Hegenes. 2- Asbury 3203: Asbury Graphite Mills (Asbur)
y Graphite Mills, Inc.). 3- Promold 450; Molton International. 4 -Cellulose acetate butyrate CAB-381; Eastman Chemical Products, Inc.

【0044】 表1.1に記載した金属粉末組成物は、対照粉末としての働きをした。次にそ
の対照粉末に、対照粉末組成物の重量%として表1.2に示した量で二種類の異
なった二酸化珪素粉末を少量混合した。混合物Aは、流動剤エアロシル200(
平均粒径=12nm)を用い、混合物Bは、流動剤エアロシルR812(平均粒
径=7nm)を用い、それらは両方共デガッサ社から入手された。流動特性の結
果は非溶1.2に記載されており、金属粉末の流動特性が両方の流動剤の添加に
より95℃(200°F)を越えて拡大されていることが示されている。そのよ
うな拡大により、成形前のダイス温度に近い一層高い温度まで粉末を加熱するの
が望ましい温間成形処理で、それら粉末組成物を用いることができるようになっ
ている。記号NFは、記載した条件下で粉末が流動しなかったことを意味してい
る。
The metal powder compositions described in Table 1.1 served as control powders. The control powder was then mixed in small amounts with two different silicon dioxide powders in the amounts shown in Table 1.2 as weight percent of the control powder composition. Mixture A is a flow agent Aerosil 200 (
Mixture B used the flow agent Aerosil R812 (mean particle size = 7 nm), both of which were obtained from Degassa. The flow properties results are described in Non-dissolved 1.2 and show that the flow properties of the metal powder are extended beyond 95 ° C (200 ° F) by the addition of both flow agents. Such expansion allows the powder compositions to be used in warm forming processes where it is desirable to heat the powder to a higher temperature near the die temperature before forming. The symbol NF means that the powder did not flow under the conditions described.

【0045】 [0045]

【0046】 例2 本発明による流動剤を添加することによりフェロホスホル(ferrophosporus)合
金用粉末を含有する粉末組成物の流動特性の改良について研究した。表2.1に
記載したような基準粉末組成物を対照粉末として用い、この場合潤滑剤及び結合
剤は例1の場合と同じものであった。この粉末は、アンコールスチール1000
B粉末とフェロホスホル粉末(15〜16重量%のP;スウェーデン、ヘゲネス
)と乾式混合し、次にアセトン中に溶解した結合剤(結合剤約10重量%)を混
合し、適当な大きさの鋼ボール中で、粉末が充分濡れるまでへらで混合した。次
に空気乾燥により溶媒を除去し、混合物を60メッシュの篩に通して、乾燥中に
形成された可能性のある大きな凝集物を全て破壊するようにしたが、顕著な凝集
は認められなかった。最後に潤滑剤を全量粉末組成物と混合した。混合は、粉末
組成物が実質的に均一な状態に到達するまで行なった。
Example 2 The flow properties of a powder composition containing a ferrophosporus alloy powder were investigated by adding a flow agent according to the invention. A reference powder composition as described in Table 2.1 was used as a control powder, where the lubricant and binder were the same as in Example 1. This powder is Angkor Steel 1000
B powder and ferrophosphor powder (15-16 wt% P; Hegenes, Sweden) are dry-mixed and then a binder (about 10 wt% binder) dissolved in acetone is mixed with an appropriate size steel. In a bowl, the powder was mixed with a spatula until it was sufficiently wet. The solvent was then removed by air drying and the mixture was passed through a 60 mesh sieve to break any large aggregates that might have formed during drying, but no significant agglomeration was observed. . Finally, the lubricant was mixed in its entirety with the powder composition. Mixing was performed until the powder composition reached a substantially uniform state.

【0047】 [0047]

【0048】 例1で用いたような流動剤エアロシル200二酸化珪素粉末を、表2.2に記
載した(対照粉末組成物の)重量%として種々の量で基準混合物中に混合し、混
合物C〜Eを形成した。流動特性の結果を表2.2に記載するが、基準粉末の流
動特性は、二酸化珪素粉末の添加により著しく改良されたことが示されている。
The flow agent Aerosil 200 silicon dioxide powder as used in Example 1 was mixed into the reference mixture in various amounts as% by weight (of the control powder composition) described in Table 2.2, and mixtures C to C E was formed. The results of the flow properties are set forth in Table 2.2, which shows that the flow properties of the reference powder were significantly improved by the addition of the silicon dioxide powder.

【0049】 [0049]

【0050】 例3 二酸化珪素流動剤を含有する金属粉末組成物の流動特性を、更に酸化鉄、Fe 34流動剤の添加により向上した。マイルズ社から入手したバイフェロックス3
18M及び330顔料の二種類の異なったFe34粉末を用いた。318M粉末
(平均粒径=100nm)は、混合物F−Gに用い、330粉末(平均粒径=2
00nm)は混合物Hに用いた。ボトル混合法を用いて例2からの混合物CとF
34粉末とを混合することにより粉末組成物を調製した。混合物F及びHは、
混合物Cの重量に基づき、0.08重量%の酸化鉄を含み、混合物Gは0.12
重量%の酸化物を含んでいた。これらの混合物の流動性を表3.1に記載する。
Example 3 The rheological properties of a metal powder composition containing a silicon dioxide flow agent were further evaluated using iron oxide, Fe Three OFourImproved by the addition of a flow agent. Bayferrox 3 obtained from Miles
Two different types of Fe, 18M and 330 pigmentsThreeOFourPowder was used. 318M powder
(Average particle size = 100 nm) was used for mixture FG, and 330 powder (average particle size = 2
00 nm) was used for mixture H. Mixtures C and F from Example 2 using the bottle mixing method
eThreeOFourA powder composition was prepared by mixing with the powder. Mixtures F and H are:
Based on the weight of Mixture C, it contains 0.08% by weight of iron oxide and Mixture G contains 0.12%
It contained oxide by weight. The flow properties of these mixtures are described in Table 3.1.

【0051】 [0051]

【0052】 流動剤添加により、金属粉末組成物は次第に高くした温度で処理することがで
きる。
[0052] By the addition of a flow agent, the metal powder composition can be processed at increasingly higher temperatures.

【0053】 例4 ダイス空洞から成形部品を取り出すのに必要な射出力に対する効果を研究し、
流動剤の添加が最大射出力及び最大射出圧力の両方を著しく減少することが予想
外に発見された。最大射出力は、ダイスから成形部品を射出する間に記録された
ダイス空洞の単位断面積当たりの最大力として定義される。これは、ダイス空洞
から成形部品を押し出すためにパンチに適用された最大力の測定値である。最大
射出圧力は、ダイス表面と接触している部品の全断面積で、射出中の最大荷重を
割った商として計算される。これは、射出過程を完了するために克服しなければ
ならない成形部品とダイスの表面間の最大摩擦力の測定値でもある。
Example 4 The effect on firing force required to remove a molded part from a die cavity was studied,
It was unexpectedly discovered that the addition of a flow agent significantly reduced both the maximum firing power and the maximum injection pressure. Maximum firing power is defined as the maximum force per unit cross-sectional area of the die cavity recorded during injection of the molded part from the die. This is a measure of the maximum force applied to the punch to extrude the molded part from the die cavity. The maximum injection pressure is calculated as the quotient of the maximum load during injection divided by the total cross-sectional area of the part in contact with the die surface. This is also a measure of the maximum frictional force between the molded part and the surface of the die that must be overcome to complete the injection process.

【0054】 例2で用いたのと同じFeP粉末、潤滑剤、及び結合剤を用いて、表4.1に
記載したような基準組成混合物を調製した。例2〜3の混合物C〜Fのような流
動剤(一種又は多種)を同じ量含有する実験混合物C1、D1、E1、及びF1
を調製した。即ち、エアロシル200二酸化珪素粉末を0.04重量%、0.0
8重量%、及び0.12重量%、基準混合物に添加して、夫々混合物C1、D1
、及びE1を形成し、0.04重量%のエアロシル200粉末及び0.08重量
%のバイフェロックス318M Fe34粉末を基準混合物に添加して混合物F
1を形成した。
A reference composition mixture as described in Table 4.1 was prepared using the same FeP powder, lubricant, and binder used in Example 2. Experimental mixtures C1, D1, E1, and F1 containing the same amount of flow agent (s) as mixtures C to F of Examples 2-3.
Was prepared. That is, 0.04% by weight of Aerosil 200 silicon dioxide powder was added.
8% by weight and 0.12% by weight were added to the reference mixture to give mixtures C1, D1 respectively.
, And E1, and 0.04% by weight of Aerosil 200 powder and 0.08% by weight of Biferox 318M Fe 3 O 4 powder are added to the reference mixture to give mixture F.
1 was formed.

【0055】 [0055]

【0056】 次にそれら混合物を、約150℃(300°F)の温度で50t/in2(t
si)の圧力で成形した。最大射出力及び最大射出圧力を表4.2に示す。流動
剤の存在は、射出力及び圧力を著しく減少し、それにより金属粉末組成物中へそ
れらを配合することから一層の利点が得られた。
The mixture is then brought to a temperature of about 150 ° C. (300 ° F.) at 50 t / in 2 (t
Molded at a pressure of si). The maximum firing power and the maximum injection pressure are shown in Table 4.2. The presence of the flow agents significantly reduced firing force and pressure, thereby gaining additional benefits from their incorporation into the metal powder composition.

【0057】 [0057]

【0058】 例5 流動剤を添加することによる金属粉末の流動特性に与える利点を研究した。こ
の場合、鉄基粉末は予め合金化した鉄材料であった。この実験で用いた鉄基粉末
はヘゲネス85HP粉末であり、対照粉末の組成を表5.1に記載する。黒鉛、
潤滑剤及び結合剤は、例1の場合と同じ材料であった。この対照粉末に0.04
重量%のエアロシル200二酸化珪素粉末を添加して試験混合物Iを調製した。
Example 5 The benefits of adding a flow agent on the flow properties of metal powders were studied. In this case, the iron-based powder was a previously alloyed iron material. The iron-based powder used in this experiment was Hegenes 85HP powder, and the composition of the control powder is described in Table 5.1. graphite,
The lubricant and binder were the same materials as in Example 1. 0.04 to this control powder
Test mixture I was prepared by adding weight percent Aerosil 200 silicon dioxide powder.

【0059】 [0059]

【0060】 1−INCOニッケル粉末123;INCO社(INCO Ltd.) 1- INCO nickel powder 123; INCO (INCO Ltd.)

【0061】 種々の温度でのこれら二種類の粉末の流動特性を表5.2に記載する。流動剤
の導入は、粉末が流動する温度範囲を著しく拡大した。
The flow properties of these two powders at different temperatures are listed in Table 5.2. The introduction of the flow agent significantly extended the temperature range over which the powder flows.

【0062】 [0062]

【0063】 例6 次の例は、結合鉄粉末混合物を、シュー充填速度を増大させながら、ダイス充
填シミュレータでの試験にかけた場合の改良された流動及び充填特性を実証して
いる。種々の大きさの研磨された矩形空洞及び矩形充填用シューを用いたダイス
充填シミュレータを用いて、表6.1に記載の基準組成物を含む粉末を研究した
。11.7cm3及び1.8cm3の測定体積を夫々有する二種類の大きさの空洞
(L=30mm、H=30mm、W=13mm)による結果をこの研究で用いた
。シュー充填方向と平行に配向された空洞を用いて充填を行なった。二つの空洞
の充填密度についてのデーターは、次の式に従って処理した: 充填指数=(FDmax−FDmin)/FDmax (II) 式中、 FDmax=大きい方の空洞の充填密度(g/cm3) FDmin=小さい方の空洞の充填密度(g/cm3) このように、充填指数が小さい程、一層均一な充填が行われ、即ち、粉末は、空
洞規模による影響を受けにくくなる。
Example 6 The following example demonstrates the improved flow and filling properties of a bonded iron powder mixture when tested in a die filling simulator while increasing the shoe filling rate. Powders containing the reference compositions listed in Table 6.1 were studied using a dice filling simulator using polished rectangular cavities of various sizes and rectangular filling shoes. The results from two sizes of cavities (L = 30 mm, H = 30 mm, W = 13 mm) with measured volumes of 11.7 cm 3 and 1.8 cm 3 respectively were used in this study. Filling was performed using a cavity oriented parallel to the shoe filling direction. The data for the packing density of the two cavities was processed according to the following formula: filling index = (FD max −FD min ) / FD max (II) where FD max = packing density of the larger cavity (g / cm 3 ) FD min = Filling density of the smaller cavity (g / cm 3 ) Thus, a smaller filling index results in a more uniform filling, ie the powder is less affected by the cavity size .

【0064】 [0064]

【0065】 1−純粋鉄粉:スウェーデン、ヘゲネスAB。 2−黒鉛;C−uf4;ドイツ、グラフィトウェルク・クロプミュールAG(Gr
afitwerk Kropfmuehl AG)。 3−エチレンビス−ステアルアミド;ドイツ、ヘキスト・ワックス・C・ミク
ロパウダーPM(Hoechst Wax C Micropowder PM);クラリアント(Clariant)Gm
bH。 4−ポリ酢酸ビニル;ビナック(Vinac)B15;米国エアー・プロダクツ・アン
ド・ケミカルズ社(Air Products and Chemicals Inc.)。 5−銅;Cu−200;英国マルキン(Makin)。
1 -Pure iron powder: Hegenes AB, Sweden. 2 -Graphite; C-uf4; Graffitwerk Klopmühl AG, Germany
afitwerk Kropfmuehl AG). 3 -Ethylenebis-stearamide; Hoechst Wax C Micropowder PM, Germany; Clariant Gm
bH. 4 -Polyvinyl acetate; Vinac B15; Air Products and Chemicals Inc., USA. 5 -copper; Cu-200; Makin, UK.

【0066】 表6.2の結果は、上記結合混合物に0.04%のエアロシル200を添加し
たことによる影響を実証している。大きなシュー充填速度で、一層小さな充填指
数、即ち一層均一な充填、及び一層良好な一層均等な性能の二つの効果が認めら
れる。
The results in Table 6.2 demonstrate the effect of adding 0.04% Aerosil 200 to the binding mixture. At higher shoe filling rates, two effects are observed: a smaller filling index, ie, more uniform filling, and better, more uniform performance.

【0067】 [0067]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU, ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR , KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)多量の鉄基金属粉末と、(b)少量の平均粒径500
nm未満の粒状無機酸化物とを含む改良された冶金用粉末組成物。
1. A large amount of iron-based metal powder and (b) a small average particle diameter of 500
An improved metallurgical powder composition comprising:
【請求項2】 鉄基粉末が、組成物の少なくとも約85%を構成し、酸化物
の量が0.005〜2重量%である、請求項1に記載の冶金用粉末組成物。
2. The metallurgical powder composition according to claim 1, wherein the iron-based powder comprises at least about 85% of the composition and the amount of oxide is 0.005 to 2% by weight.
【請求項3】 粒状無機酸化物が、約40nm未満の平均粒径を有する二酸
化珪素である、請求項2記載の冶金用粉末組成物。
3. The metallurgical powder composition according to claim 2, wherein the particulate inorganic oxide is silicon dioxide having an average particle size of less than about 40 nm.
【請求項4】 無機酸化物が、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、チタン、
金、銀、白金、パラジウム、ビスマス、コバルト、マンガン、マグネシウム、鉛
、錫、バナジウム、イットリウム、ニオブ、タングステン及びジルコニウムから
なる群から選択されている、請求項2に記載の冶金用粉末組成物。
4. An inorganic oxide comprising aluminum, copper, iron, nickel, titanium,
The metallurgical powder composition according to claim 2, wherein the composition is selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, bismuth, cobalt, manganese, magnesium, lead, tin, vanadium, yttrium, niobium, tungsten and zirconium.
【請求項5】 潤滑剤、黒鉛、結合剤、熱可塑性材料及び可塑剤からなる群
から選択された添加剤を更に含有する、請求項1に記載の冶金用粉末組成物。
5. The metallurgical powder composition according to claim 1, further comprising an additive selected from the group consisting of a lubricant, graphite, a binder, a thermoplastic material and a plasticizer.
【請求項6】 粒状無機酸化物の外に、 潤滑剤を0.1〜2重量%、 結合剤を0.005〜3重量%、 可塑剤を0〜0.5重量%、 黒鉛を0.01〜3重量%、 熱可塑性材料を0〜2重量%、及び 合金用元素を0〜7重量%含有し;残余が、本質的に純粋な鉄粉末、部分的に
予め合金化された鉄粉末、及び予め合金化された鉄粉末から選択された鉄粉末で
ある、請求項5記載の冶金用粉末組成物。
6. In addition to the particulate inorganic oxide, 0.1 to 2% by weight of a lubricant, 0.005 to 3% by weight of a binder, 0 to 0.5% by weight of a plasticizer, and 0.1% of graphite. 0 to 1% by weight, 0 to 2% by weight of a thermoplastic material, and 0 to 7% by weight of alloying elements; the balance is essentially pure iron powder, partially pre-alloyed iron powder 6. The metallurgical powder composition according to claim 5, wherein the powder is an iron powder selected from the group consisting of: and a pre-alloyed iron powder.
【請求項7】 潤滑剤が、アミド含有ワックス又は金属ステアリン酸塩から
なる群から選択され;結合剤が、トール油、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、グリセロール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、セ
ルロースエステル、又は他の樹脂、メタクリレート重合体又は共重合体、アルキ
ド樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂以外のポリエステル樹脂、又はポリビ
ニルピロリドン、からなる群から選択され;可塑剤が、ポリエチレングリコール
、グリセロール及びそのエステル、有機二酸のエステル、ソルビトール、燐酸エ
ステル、セルロースエステル、アリールスルホンアミド・ホルムアルデヒド樹脂
、又は長鎖アルコールからなる群から選択され;熱可塑性材料が、ポリエーテル
スルホン、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、又はポリフェニレンエーテ
ルからなる群から選択され;無機酸化物が約0.005〜約2重量%の量の、約
1〜25nmの平均粒径を有する珪素酸化物である;請求項6記載の冶金粉末組
成物。
7. The lubricant is selected from the group consisting of an amide containing wax or a metal stearate; wherein the binder is tall oil, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerol, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, cellulose ester, or Selected from the group consisting of other resins, methacrylate polymers or copolymers, alkyd resins, polyurethane resins, polyester resins other than alkyd resins, or polyvinylpyrrolidone; the plasticizer is polyethylene glycol, glycerol and its esters, organic The thermoplastic material is selected from the group consisting of acid esters, sorbitol, phosphate esters, cellulose esters, arylsulfonamide-formaldehyde resins, or long-chain alcohols; 7. The inorganic oxide is a silicon oxide having an average particle size of about 1 to 25 nm in an amount of about 0.005 to about 2% by weight selected from the group consisting of amide, polycarbonate, or polyphenylene ether; A metallurgical powder composition as described.
【請求項8】 成形粉末冶金部品の製造方法において、 (a) 鉄基金属粉末を少なくとも約90重量%、平均粒径が約500nm未
満の金属粉末又は金属酸化物粉末を約0.005〜約2重量%含有する冶金用粉
末組成物を与え、 (b) 前記冶金用粉末組成物をダイス中で約5〜200t/in2の圧力で
成形し、前記部品を形成する、 諸工程を含む、上記製造方法。
8. A method of manufacturing a molded powder metallurgy part comprising: (a) adding at least about 90% by weight of an iron-based metal powder and a metal powder or a metal oxide powder having an average particle size of less than about 500 nm to about 0.005 to about Providing a metallurgical powder composition containing 2% by weight; (b) molding the metallurgical powder composition in a die at a pressure of about 5-200 t / in 2 to form the part; The above manufacturing method.
【請求項9】 成形は、70℃より高く、好ましくは125℃より高い温度
で行う、請求項7記載の方法。
9. The method according to claim 7, wherein the shaping is carried out at a temperature above 70 ° C., preferably above 125 ° C.
【請求項10】 成形は、125〜370℃で行う、請求項9記載の方法。10. The method according to claim 9, wherein the shaping is performed at 125 to 370 ° C.
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