JP2003027101A - 焼結性に優れた金属粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械部品、電気・電子部品の複雑形状、小型
部品の製造に最適な焼結性に優れた金属粉末を提供す
る。 【解決手段】 ガスアトマズ法により製造した金属粉末
に対し異形粉末の混合比３〜１０％未満を助剤として混
合調整して、冷間プレス成形することを特徴とする焼結
性に優れた金属粉末。また、上記異形粉末を水アトマズ
法または還元法で製造することを特徴とする焼結性に優
れた金属粉末。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械部品、電気・
電子部品の複雑形状、小型部品の製造に最適な焼結性に
優れた金属粉末に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉末冶金製品の製造工程として
は、金属粉末に有機バインダー、例えばステアリン酸亜
鉛等を混練し、これを冷間プレス成形した後焼結する方
法が知られており、複雑形状の製品であっても、高能率
で成形、焼結し、その特性も良好な製品を製造すること
ができる方法である。すなわち、この粉末冶金で使用さ
れる有機バインダーは、その製造工程上、金属射出成形
で用いられるポリアセタール系などと比べ、保形性の低
いものが使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機バ
インダーによる方法では、より高精度な良好な特性を有
する製品を高い生産性で、しかも低コストで製造するた
めには、いまだに解決されていない課題が残されてい
る。一方、粉末にガスアトマイズ粉末を１００％使用し
た場合には、保形性が悪いため冷間プレス後のハンドリ
ング性が悪く、生産性に問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、ガス
アトマイズ粉末に少量の異形粉末を添加することによ
り、急激なラトラー値（冷間プレス後の保形性の評価
値）の低下が見られ、保形性の向上を図ることを見出し
たものである。その発明の要旨とするところは、 （１）ガスアトマズ法により製造した金属粉末に対し、
異形粉末の混合比３〜１０％未満を助剤として混合調整
して、冷間プレス成形することを特徴とする焼結性に優
れた金属粉末。 （２）前記（１）に記載の異形粉末を水アトマズ法また
は還元法で製造することを特徴とする焼結性に優れた金
属粉末にある。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面に従っ
て詳細に説明する。図１は本発明に係る異形粉末量と流
動度との関係について示す図である。この図に示すよう
に、ガスアトマズ法により製造した金属粉末に対し、異
形粉末の混合比を３〜１０％未満の量を助剤として混合
調整して冷間プレス成形したものは、最適な流動度を示
している。しかし、異形粉末の混合比を１０％以上とな
ると流動度が高く生産性が悪い。従って、その上限を１
０％未満とした。

【０００６】図２は本発明に係る異形粉末量とタップ密
度との関係を示す図である。この図に示すように、異形
粉末の混合比が１０％以上であると低下する。すなわ
ち、タップ密度が低いことは充填率の低いことを意味
し、１０％以上では充填率が低いため、焼結後の寸法変
化が大きく、寸法制御が困難であり、精密な複雑形状の
部品を製造することが出来ないため、異形粉末の混合比
を１０％未満とした。

【０００７】図３は本発明に係る異形粉末量と収縮率と
の関係を示す図である。この図に示すように、異形粉末
の混合比が１０％以上であると、急激に高くなり焼結後
の寸法変化が大きく、寸法制御が困難であり、精密な複
雑形状の部品を製造することが出来ないため、異形粉末
の混合比を１０％未満とした。図４は本発明に係る異形
粉末量と保形性との関係を示す図である。この図に示す
ように、異形粉末の混合比が３％未満であると、急激に
保形性、すなわち、ラトラー値が高くなり冷間プレス後
のハンドリング性が悪くなり生産性が悪い。従って、３
％以上とした。

【０００８】図１〜図４から判るように、異形粉末の混
合比が３％未満であると、ガスアトマイズ粉末が１００
％に近いために、流動性、タップ密度および収縮率は良
いが保形性が悪い。一方、異形粉末の混合比が１０％以
上となると、保形性は良いが、流動性、タップ密度およ
び収縮率が悪い。そのために、異形粉末の混合比を３〜
１０％未満にすることにより、保形性は異形粉末単独並
に維持し、かつ流動性、タップ密度および収縮率はガス
アトマイズ粉末が１００％並にすることが可能となっ
た。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について実施例によって具体的
に説明する。ＳＵＳ３１６Ｌ合金（低炭素ステンレス
鋼）をガスアトマイズ法により製造した粉末と水アトマ
イズ法により製造した粉末を冷間プレス成形した後焼結
して作製した異形粉末を表１に示す混合比率で混合し、
バインダーの有無により混合、成形および焼結して製品
の流動性、収縮率、保形性およびタップ密度を測定し
た。この時のガスアトマイズ粉末および異形粉末の粒径
は、それぞれ−１８０〜５３μｍであり、製品の流動性
についてはＪＩＳ Ｚ ２５０２に基づいて測定した流
動度（ｓｅｃ）で、短い方が生産性が高いこと示す。

【００１０】また、収縮率（％）はガスアトマイズ粉末
は１２％、異形粉末１００％の場合は１８％である。こ
の場合は低い方が焼結後の寸法変化が小さく、寸法制御
が容易であり、精密な複雑形状の部品を製造することが
出来る。また、保形性（％）はラトラー値で示し、値が
低い方が冷間プレス後のハンドリング性が良くなり生産
性が良い。さらに、タップ密度は充填率と関係し、高い
方が充填密度がよく充填率が高いと、焼結後の寸法変化
が小さく、寸法制御が容易であり、精密な複雑形状の部
品を製造することが出来る。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１に示すように、Ｎｏ．１〜３は本発明
例であり、Ｎｏ．４〜７は比較例である。比較例Ｎｏ．
４はガスアトマイズ粉末１００％でバインダーを使用し
た場合であり、流動性、収縮率およびタップ密度は優れ
ているものの保形性が悪く冷間プレス後のハンドリング
性が悪くなり生産性が悪い。比較例Ｎｏ．５は異形粉末
１００％の場合であり、保形性は優れているが流動性、
収縮率およびタップ密度のいずれも悪く焼結後の寸法変
化が大きく、精密な複雑形状の部品を製造することが出
来ない。

【００１３】また、比較例Ｎｏ．６はガスアトマイズ粉
末に対して異形粉末の混合比率が低いために、保形性が
十分でなく冷間プレス後のハンドリング性が劣り生産性
が十分でない。さらに、比較例Ｎｏ．７はバインダーを
使用して異形粉末を１０％混合した場合であり、保形性
は良いが、流動性、タップ密度および収縮率が不十分で
ある。これに対し、本発明例の場合は、いずれも流動
性、収縮率、保形性およびタップ密度において優れてい
ることが判る。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によるガスア
トマイズ粉末に対して異形粉末の混合比率を最適範囲に
定めることにより粉末冶金方法による焼結品の寸法変化
が小さく、寸法制御が容易であり、精密な複雑形状の部
品を高寸法精度に高い生産性、低コストでの製品製造が
出来る極めて工業的に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る異形粉末量と流動度との関係につ
いて示す図である。

【図２】本発明に係る異形粉末量とタップ密度との関係
を示す図である。

【図３】本発明に係る異形粉末量と収縮率との関係を示
す図である。

【図４】本発明に係る異形粉末量と保形性との関係を示
す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスアトマズ法により製造した金属粉末
   に対し、異形粉末の混合比３〜１０％未満を助剤として
   混合調整して、冷間プレス成形することを特徴とする焼
   結性に優れた金属粉末。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の異形粉末を水アトマズ
   法または還元法で製造することを特徴とする焼結性に優
   れた金属粉末。