JP2003268406A - 粉末冶金用の粉末潤滑剤 - Google Patents
粉末冶金用の粉末潤滑剤Info
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- JP2003268406A JP2003268406A JP2002069744A JP2002069744A JP2003268406A JP 2003268406 A JP2003268406 A JP 2003268406A JP 2002069744 A JP2002069744 A JP 2002069744A JP 2002069744 A JP2002069744 A JP 2002069744A JP 2003268406 A JP2003268406 A JP 2003268406A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属粉末の金型充填時の流動性、高嵩密度、金
型からの低抜出し圧、成形体密度・強度及び燒結体密度
の向上を達成する。さらに燒結炉を汚染することなく、
また大気中に金属化合物を排出せず環境を汚染しない粉
末冶金用の粉末潤滑剤を提供する。 【解決手段】直鎖飽和カルボン酸リチウムで炭素数１２
の直鎖飽和カルボン酸リチウムが７０重量％以上含ま
れ、かつその粒子径が１００μｍよりも小さな粒子の全
体に占める割合が９０重量％以上である粉末冶金用の粉
末潤滑剤を用いる。
型からの低抜出し圧、成形体密度・強度及び燒結体密度
の向上を達成する。さらに燒結炉を汚染することなく、
また大気中に金属化合物を排出せず環境を汚染しない粉
末冶金用の粉末潤滑剤を提供する。 【解決手段】直鎖飽和カルボン酸リチウムで炭素数１２
の直鎖飽和カルボン酸リチウムが７０重量％以上含ま
れ、かつその粒子径が１００μｍよりも小さな粒子の全
体に占める割合が９０重量％以上である粉末冶金用の粉
末潤滑剤を用いる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、粉末冶金用の粉末
潤滑剤に関する。 【０００２】 【従来の技術】粉末冶金とは、原料となる金属粉末を金
型に充填後圧縮することにより圧粉体とし加熱により鉄
粉粒子を焼結させて金属製品を製造する技術のことであ
るが、金型へ金属粉末充填時に金属粉末相互の粒子間摩
擦を減じ流動性を向上させるためや、圧縮時の金属粉末
と金型壁面との摩擦を減じたり圧縮後の金型からの抜出
し圧を減じ金型の磨耗や破損を防止するために原料であ
る金属粉末に粉末潤滑剤を添加している。 【０００３】従来、一般的には粉末潤滑剤としてステア
リン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、エチレンビスステ
アリン酸アマイド等の粉末が単独或いは併用して使用さ
れてきた。ここでいうステアリン酸とは、工業用のステ
アリン酸であり、炭素数１４の直鎖飽和カルボン酸１〜
５重量％、炭素数１６の直鎖飽和カルボン酸２３〜５５
重量％、炭素数１８の直鎖飽和カルボン酸３５〜７３重
量％、炭素数２０の直鎖飽和カルボン酸１〜５重量％お
よびその他のカルボン酸を含む混合酸である。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】粉末冶金用の粉末潤滑
剤に要求される特性は、金型充填時の流動性能や圧縮時
の潤滑性能が優れていることの他に、加熱時に速やかに
圧粉体から気化しそのガスが焼結炉を汚染、堆積しない
こと、さらには環境汚染防止のため大気中に金属化合物
を排出しないことが挙げられる。 【０００５】しかし、粉末潤滑剤としてのステアリン酸
亜鉛は、圧縮時の金型からの抜出し圧が高く、成形強度
が低い。又、焼結炉の脱ロウ部（予熱部：６５０〜７５
０℃）に於いて分解後ガス化した亜鉛化合物が焼結炉の
炉壁や煙道に酸化亜鉛として堆積し汚染してしまう。こ
の堆積物は時折炉壁から脱落し焼結製品の表面に付着し
欠陥を発生させることがある。そればかりか、煙道の堆
積物は煙道を閉塞させ炉内雰囲気ガスの排出を阻害し、
雰囲気ガスの組成までも変えてしまうという欠点があ
る。このため、粉末冶金メーカー各社は定期的に焼結炉
の操業を停止し、炉内温度が下がった後にこの堆積物を
除去する作業を行っている。この一連の作業により（焼
結炉の大きさや構造によっても異なるが）数日間の操業
停止を余儀なくされ、生産管理面及びコスト面で大きな
問題点となっている。また、分解後ガス化した亜鉛化合
物は煙道を経て、大気中に排出され環境汚染の原因とな
っている。 【０００６】一方、ステアリン酸リチウム、エチレンビ
スステアリン酸アマイドは金属粉末の金型充填時の流動
性が悪く、またエチレンビスステアリン酸アマイドは見
掛け密度と圧縮後の成形体密度及び焼結体密度が上がり
にくいという問題点があり、ステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸リチウム、エチレンビスステアリン酸アマイドを
併用してもその問題を完全に補えない。 【０００７】本発明は、従来の技術では困難であった、
金属粉末の金型充填時の流動性、高嵩密度、金型からの
低抜出し圧、成形体密度・強度及び燒結体密度の向上を
達成する。さらに燒結炉を汚染することなく、大気中に
金属化合物を排出せず、環境を汚染しない粉末冶金用の
粉末潤滑剤を提供することを目的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、直鎖飽和カルボン酸リチウムで炭素数１２
の直鎖飽和カルボン酸リチウムが７０重量％以上含ま
れ、かつその粒子径が１００μｍよりも小さな粒子の全
体に占める割合が９０重量％以上である粉末冶金用の粉
末潤滑剤として提供するものである。 【０００９】本発明による粉末潤滑剤は、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸リチウム、エチレンビスステアリン
酸アマイドおよびこれらを混合した粉末潤滑剤にくら
べ、金型への充填時の流動性能や圧縮時の潤滑性能が優
れている。これは成形製品の生産性を向上させ、成形体
密度・強度の上昇と金型寿命の延命につながる。又、加
熱時に成形体から気化したガスが燒結炉を汚染すること
がないばかりか、金属化合物を大気中に排出することな
く、環境を汚染することがない。 【００１０】 【発明の実施の形態】次にこの発明を実施例により説明
する。 【００１１】 【実施例】炭素数１２の直鎖飽和カルボン酸リチウム粉
末、炭素数１８の直鎖飽和カルボン酸リチウム粉末を用
い、炭素数１２の直鎖飽和カルボン酸リチウム／炭素数
１８の直鎖飽和カルボン酸リチウム比を表１の重量比率
にて混合し粉末潤滑剤５種を得た。 【００１２】 【表１】【００１３】そして粉末冶金用アトマイズ鉄粉１０ｋ
ｇ、銅粉１５０ｇ、黒鉛粉１００ｇを混合したものに対
し、粉末潤滑剤８０ｇを均一混合し成形前原料粉末とし
た。 【００１４】これらの成形前原料粉末について、２．６
３ｍｍオリフィスを用い流動性、見掛け密度を測定後、
５００ＭＰａ、７００ＭＰａの圧力にて圧粉成形を行
い、金型からの抜出し圧を測定するとともに、得られた
成形体の密度および強度を測定した。 【００１５】さらにこの成形体を水素雰囲気中にて１１
２０℃×３０分間焼結し燒結体とし密度を測定した。こ
の結果を表２に示す。 【００１６】 【表２】 【００１７】 【比較例】次に比較の為に、表３の重量比率にて調整し
た粉末潤滑剤を本発明潤滑剤と同様の方法にて成形前原
料粉末を作製した。 【００１８】 【表３】 【００１９】そして実施例と同様この原料潤滑剤の評価
を行った。この結果を表４に示す。 【００２０】 【表４】 【００２１】 【実施例】成形体を水素雰囲気中にて１１２０℃×３０
分間焼結したときの脱ろう部からの排出ガスを冷却し、
煙道壁面の白色物付着を観察した。実施例１〜３により
焼結されたときは、いずれも煙道壁面の白色物付着は確
認されなかった。 【００２２】しかし、比較例４、比較例６および比較例
７により焼結されたときは煙道壁面の白色物付着が確認
された。これは、ステアリン酸亜鉛が脱ろう部で気化
し、酸化亜鉛となり煙道壁面に付着したものである。比
較例３、比較例５および比較例８により焼結したとき
は、煙道壁面の白色物付着は確認されなかった。比較例
３はステアリン酸リチウムが安定した酸化リチウムとし
て焼結体中に残留し、他の成分は分解気化し煙道壁面に
付着することなく焼結炉外に排出された。比較例５はエ
チレンビスステアリン酸アマイドが煙道壁面の付着物を
発生することなく分解気化し焼結炉外に排出された。 【００２３】比較例８はステアリン酸亜鉛が含まれてい
るにも拘わらず煙道壁面の白色物付着は確認されなかっ
た。これは、亜鉛成分の濃度が低く煙道壁面に白色物を
付着させるに至らなかった為である。しかし、酸化亜鉛
は焼結炉外に排出され、環境汚染の原因となる。 【００２４】 【発明の効果】以上説明した様に本発明は、直鎖飽和カ
ルボン酸リチウムで炭素数１２の直鎖飽和カルボン酸リ
チウムが７０％以上含まれ、かつその粒子径が１００μ
ｍよりも小さな粒子の全体に占める割合が９０％以上で
ある粉末冶金用の粉末潤滑剤により、金属粉末の金型充
填時の流動性、高嵩密度、金型からの低抜出し圧、成形
体密度・強度及び燒結体密度の向上を達成できる。さら
に燒結炉を汚染することなく、また大気中に金属化合物
を排出せず、環境を汚染しない粉末冶金用の粉末潤滑剤
を提供できる。
潤滑剤に関する。 【０００２】 【従来の技術】粉末冶金とは、原料となる金属粉末を金
型に充填後圧縮することにより圧粉体とし加熱により鉄
粉粒子を焼結させて金属製品を製造する技術のことであ
るが、金型へ金属粉末充填時に金属粉末相互の粒子間摩
擦を減じ流動性を向上させるためや、圧縮時の金属粉末
と金型壁面との摩擦を減じたり圧縮後の金型からの抜出
し圧を減じ金型の磨耗や破損を防止するために原料であ
る金属粉末に粉末潤滑剤を添加している。 【０００３】従来、一般的には粉末潤滑剤としてステア
リン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、エチレンビスステ
アリン酸アマイド等の粉末が単独或いは併用して使用さ
れてきた。ここでいうステアリン酸とは、工業用のステ
アリン酸であり、炭素数１４の直鎖飽和カルボン酸１〜
５重量％、炭素数１６の直鎖飽和カルボン酸２３〜５５
重量％、炭素数１８の直鎖飽和カルボン酸３５〜７３重
量％、炭素数２０の直鎖飽和カルボン酸１〜５重量％お
よびその他のカルボン酸を含む混合酸である。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】粉末冶金用の粉末潤滑
剤に要求される特性は、金型充填時の流動性能や圧縮時
の潤滑性能が優れていることの他に、加熱時に速やかに
圧粉体から気化しそのガスが焼結炉を汚染、堆積しない
こと、さらには環境汚染防止のため大気中に金属化合物
を排出しないことが挙げられる。 【０００５】しかし、粉末潤滑剤としてのステアリン酸
亜鉛は、圧縮時の金型からの抜出し圧が高く、成形強度
が低い。又、焼結炉の脱ロウ部（予熱部：６５０〜７５
０℃）に於いて分解後ガス化した亜鉛化合物が焼結炉の
炉壁や煙道に酸化亜鉛として堆積し汚染してしまう。こ
の堆積物は時折炉壁から脱落し焼結製品の表面に付着し
欠陥を発生させることがある。そればかりか、煙道の堆
積物は煙道を閉塞させ炉内雰囲気ガスの排出を阻害し、
雰囲気ガスの組成までも変えてしまうという欠点があ
る。このため、粉末冶金メーカー各社は定期的に焼結炉
の操業を停止し、炉内温度が下がった後にこの堆積物を
除去する作業を行っている。この一連の作業により（焼
結炉の大きさや構造によっても異なるが）数日間の操業
停止を余儀なくされ、生産管理面及びコスト面で大きな
問題点となっている。また、分解後ガス化した亜鉛化合
物は煙道を経て、大気中に排出され環境汚染の原因とな
っている。 【０００６】一方、ステアリン酸リチウム、エチレンビ
スステアリン酸アマイドは金属粉末の金型充填時の流動
性が悪く、またエチレンビスステアリン酸アマイドは見
掛け密度と圧縮後の成形体密度及び焼結体密度が上がり
にくいという問題点があり、ステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸リチウム、エチレンビスステアリン酸アマイドを
併用してもその問題を完全に補えない。 【０００７】本発明は、従来の技術では困難であった、
金属粉末の金型充填時の流動性、高嵩密度、金型からの
低抜出し圧、成形体密度・強度及び燒結体密度の向上を
達成する。さらに燒結炉を汚染することなく、大気中に
金属化合物を排出せず、環境を汚染しない粉末冶金用の
粉末潤滑剤を提供することを目的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、直鎖飽和カルボン酸リチウムで炭素数１２
の直鎖飽和カルボン酸リチウムが７０重量％以上含ま
れ、かつその粒子径が１００μｍよりも小さな粒子の全
体に占める割合が９０重量％以上である粉末冶金用の粉
末潤滑剤として提供するものである。 【０００９】本発明による粉末潤滑剤は、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸リチウム、エチレンビスステアリン
酸アマイドおよびこれらを混合した粉末潤滑剤にくら
べ、金型への充填時の流動性能や圧縮時の潤滑性能が優
れている。これは成形製品の生産性を向上させ、成形体
密度・強度の上昇と金型寿命の延命につながる。又、加
熱時に成形体から気化したガスが燒結炉を汚染すること
がないばかりか、金属化合物を大気中に排出することな
く、環境を汚染することがない。 【００１０】 【発明の実施の形態】次にこの発明を実施例により説明
する。 【００１１】 【実施例】炭素数１２の直鎖飽和カルボン酸リチウム粉
末、炭素数１８の直鎖飽和カルボン酸リチウム粉末を用
い、炭素数１２の直鎖飽和カルボン酸リチウム／炭素数
１８の直鎖飽和カルボン酸リチウム比を表１の重量比率
にて混合し粉末潤滑剤５種を得た。 【００１２】 【表１】【００１３】そして粉末冶金用アトマイズ鉄粉１０ｋ
ｇ、銅粉１５０ｇ、黒鉛粉１００ｇを混合したものに対
し、粉末潤滑剤８０ｇを均一混合し成形前原料粉末とし
た。 【００１４】これらの成形前原料粉末について、２．６
３ｍｍオリフィスを用い流動性、見掛け密度を測定後、
５００ＭＰａ、７００ＭＰａの圧力にて圧粉成形を行
い、金型からの抜出し圧を測定するとともに、得られた
成形体の密度および強度を測定した。 【００１５】さらにこの成形体を水素雰囲気中にて１１
２０℃×３０分間焼結し燒結体とし密度を測定した。こ
の結果を表２に示す。 【００１６】 【表２】 【００１７】 【比較例】次に比較の為に、表３の重量比率にて調整し
た粉末潤滑剤を本発明潤滑剤と同様の方法にて成形前原
料粉末を作製した。 【００１８】 【表３】 【００１９】そして実施例と同様この原料潤滑剤の評価
を行った。この結果を表４に示す。 【００２０】 【表４】 【００２１】 【実施例】成形体を水素雰囲気中にて１１２０℃×３０
分間焼結したときの脱ろう部からの排出ガスを冷却し、
煙道壁面の白色物付着を観察した。実施例１〜３により
焼結されたときは、いずれも煙道壁面の白色物付着は確
認されなかった。 【００２２】しかし、比較例４、比較例６および比較例
７により焼結されたときは煙道壁面の白色物付着が確認
された。これは、ステアリン酸亜鉛が脱ろう部で気化
し、酸化亜鉛となり煙道壁面に付着したものである。比
較例３、比較例５および比較例８により焼結したとき
は、煙道壁面の白色物付着は確認されなかった。比較例
３はステアリン酸リチウムが安定した酸化リチウムとし
て焼結体中に残留し、他の成分は分解気化し煙道壁面に
付着することなく焼結炉外に排出された。比較例５はエ
チレンビスステアリン酸アマイドが煙道壁面の付着物を
発生することなく分解気化し焼結炉外に排出された。 【００２３】比較例８はステアリン酸亜鉛が含まれてい
るにも拘わらず煙道壁面の白色物付着は確認されなかっ
た。これは、亜鉛成分の濃度が低く煙道壁面に白色物を
付着させるに至らなかった為である。しかし、酸化亜鉛
は焼結炉外に排出され、環境汚染の原因となる。 【００２４】 【発明の効果】以上説明した様に本発明は、直鎖飽和カ
ルボン酸リチウムで炭素数１２の直鎖飽和カルボン酸リ
チウムが７０％以上含まれ、かつその粒子径が１００μ
ｍよりも小さな粒子の全体に占める割合が９０％以上で
ある粉末冶金用の粉末潤滑剤により、金属粉末の金型充
填時の流動性、高嵩密度、金型からの低抜出し圧、成形
体密度・強度及び燒結体密度の向上を達成できる。さら
に燒結炉を汚染することなく、また大気中に金属化合物
を排出せず、環境を汚染しない粉末冶金用の粉末潤滑剤
を提供できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 直鎖飽和カルボン酸リチウムで炭素数１
２の直鎖飽和カルボン酸リチウムが７０重量％以上含ま
れ、かつその粒子径が１００μｍよりも小さな粒子の全
体に占める割合が９０重量％以上である粉末潤滑剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002069744A JP2003268406A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 粉末冶金用の粉末潤滑剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002069744A JP2003268406A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 粉末冶金用の粉末潤滑剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003268406A true JP2003268406A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29200492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002069744A Pending JP2003268406A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 粉末冶金用の粉末潤滑剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003268406A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022259548A1 (ja) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 潤滑剤の組み合わせ、粉末混合物、粉末混合物用原料の組み合わせ及び焼結体の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002069744A patent/JP2003268406A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022259548A1 (ja) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 潤滑剤の組み合わせ、粉末混合物、粉末混合物用原料の組み合わせ及び焼結体の製造方法 |
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