JP2008214664A - Method for manufacturing sintered body, and sintered body - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a sintered body by which an Fe-Al-Si alloy sintered body usable, owing to its excellent magnetic properties and high toughness, as e.g. machine parts to which external stress is applied can be easily manufactured and also to provide a sintered body manufactured by such a manufacturing method. <P>SOLUTION: The manufacturing method comprises: a granulation step where a plurality of core particles 1 composed of Fe-Al-Si alloy, a plurality of Ni-based metal particles 2 composed of Ni-based metallic material and a binder are mixed and granulated to prepare a granulated powder; a compaction step where the granulated powder is compacted into a prescribed shape to prepared a green body; a debinding step where debinding treatment is applied to the green body to prepare a brown body; and a firing step where the brown body is fired to obtain a sintered body 30. By this method, the sintered body 30 in which the Ni-based metal particles 2 are distributed among the plurality of core particles 1 can be obtained. In the sintered body 30, the brittle core particles 1 are reinforced by the high-toughness Ni-based metal particles 2 to improve overall toughness. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、焼結体の製造法および焼結体に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a sintered body and a sintered body.

Fe−Al−Si系の合金材料は、高い透磁率と高い飽和磁束密度を示す軟磁性材料として知られている。このようなFe−Al−Si系合金材料は、磁気特性に優れていることから、各種コイルの磁心を構成する材料として用いられている。
また、Fe−Al−Si系合金材料は、耐摩耗性にも優れていることから、磁気テープと継続的に擦れ合う磁気ヘッドの構成材料としても用いられている。
An Fe—Al—Si based alloy material is known as a soft magnetic material exhibiting a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density. Such an Fe—Al—Si based alloy material is excellent in magnetic properties, and thus is used as a material constituting magnetic cores of various coils.
In addition, since Fe—Al—Si based alloy material is excellent in wear resistance, it is also used as a constituent material of a magnetic head that continuously rubs against a magnetic tape.

一方、Fe−Al−Si系合金材料には、硬度が高いものの、非常に脆いという欠点がある。
例えば、特許文献1には、Fe−Al−Si系合金粉末に、バインダとして、ポリビニルアルコール、メチルセルロースおよびポリアクリルアミドのうちの1種または2種を0.1〜2.0wt%の割合で添加し、さらに水を加えて混練するとともに、この混練物からスプレードライヤー装置により、平均粒径20〜400μmの造粒粉末を製造し、この造粒粉末を用いて焼結合金を得ることを特徴とするFe−Al−Si系焼結合金の製造方法が開示されている。
On the other hand, although the Fe—Al—Si based alloy material has high hardness, it has a drawback of being very brittle.
For example, in Patent Document 1, one or two of polyvinyl alcohol, methylcellulose, and polyacrylamide is added to the Fe—Al—Si alloy powder as a binder at a ratio of 0.1 to 2.0 wt%. Further, water is further added and kneaded, and a granulated powder having an average particle size of 20 to 400 μm is produced from the kneaded product by a spray dryer, and a sintered alloy is obtained using the granulated powder. A method for producing an Fe—Al—Si based sintered alloy is disclosed.

特許文献1に記載の方法によれば、密度の高い焼結体が得られるものの、Fe−Al−Si系合金粉末の粒子同士が焼結して焼結体を構成しており、粒子自体の脆性はそのまま維持されている。このため、このような従来の方法で製造された焼結体は、外部応力が加わることで容易に破断してしまい、機械部品として用いることが困難である。   According to the method described in Patent Document 1, although a sintered body having a high density can be obtained, the particles of the Fe—Al—Si based alloy powder are sintered to form a sintered body. Brittleness is maintained as it is. For this reason, the sintered body manufactured by such a conventional method is easily broken by applying external stress, and is difficult to use as a machine part.

特開平8−67941号公報JP-A-8-67941

本発明の目的は、磁気特性に優れるとともに、靭性が高いため、例えば外部応力が加わる機械部品として用いることができるFe−Al−Si系合金の焼結体を容易に製造可能な焼結体の製造方法、および、かかる製造方法により製造された焼結体を提供することにある。   An object of the present invention is a sintered body capable of easily producing a sintered body of an Fe-Al-Si alloy that can be used, for example, as a mechanical part to which external stress is applied because of excellent magnetic properties and high toughness. It is providing the manufacturing method and the sintered compact manufactured by this manufacturing method.

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の焼結体の製造方法は、Fe−Al−Si系合金で構成された複数のコア粒子と、Ni基金属材料で構成された複数のNi基金属粒子と、バインダとを混合するとともに造粒し、造粒粒子を得る第1の工程と、
前記造粒粒子を所定の形状に成形し、成形体を得る第2の工程と、
前記成形体を焼成し、焼結体を得る第3の工程とを有することを特徴とする。
これにより、磁気特性に優れるとともに、靭性が高いため、例えば外部応力が加わる機械部品として用いることができるFe−Al−Si系合金の焼結体を容易に製造することができる。
The above object is achieved by the present invention described below.
The method for producing a sintered body of the present invention comprises mixing a plurality of core particles composed of an Fe-Al-Si alloy, a plurality of Ni-based metal particles composed of a Ni-based metal material, and a binder. A first step of granulating and obtaining granulated particles;
A second step of forming the granulated particles into a predetermined shape to obtain a molded body;
And a third step of firing the molded body to obtain a sintered body.
Thereby, since it is excellent in a magnetic characteristic and toughness is high, the sintered compact of the Fe-Al-Si type alloy which can be used as a mechanical component to which external stress is added, for example can be manufactured easily.

本発明の焼結体の製造方法では、前記造粒粒子は、前記各コア粒子を覆うように、前記各Ni基金属粒子および前記バインダが位置してなるものであることが好ましい。
これにより、各コア粒子と各Ni基金属粒子とが均一に分散してなり、脆い各コア粒子を靭性の高い各Ni基金属粒子で効率よく補強してなる成形体が得られる。
本発明の焼結体の製造方法では、前記Fe−Al−Si系合金は、Feを主成分とし、Alの含有率が3〜8wt%であり、Siの含有率が5〜11wt%であることが好ましい。
これにより、高い透磁率と高い飽和磁束密度とを示す焼結体を得ることができる。
In the method for producing a sintered body of the present invention, the granulated particles are preferably such that the Ni-based metal particles and the binder are positioned so as to cover the core particles.
Thereby, each core particle and each Ni base metal particle are disperse | distributed uniformly, and the compact | molding | casting which reinforced each brittle core particle with each tough Ni base metal particle efficiently is obtained.
In the method for producing a sintered body according to the present invention, the Fe-Al-Si-based alloy contains Fe as a main component, the Al content is 3 to 8 wt%, and the Si content is 5 to 11 wt%. It is preferable.
Thereby, the sintered compact which shows a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density can be obtained.

本発明の焼結体の製造方法では、前記Ni基金属材料は、Ni単体であることが好ましい。
Ni単体は、靭性が特に高いため、焼結体の靭性を特に高めることができる。
本発明の焼結体の製造方法では、前記造粒粒子の平均粒径は、40〜180μmであることが好ましい。
これにより、造粒粒子を成形型に充填して成形体を形成する際に、造粒粒子が、流動性および成形型への充填性に優れたものとなる。
In the method for producing a sintered body according to the present invention, the Ni-based metal material is preferably Ni simple substance.
Since Ni simple substance has especially high toughness, the toughness of a sintered compact can be improved especially.
In the manufacturing method of the sintered compact of this invention, it is preferable that the average particle diameter of the said granulated particle is 40-180 micrometers.
Thereby, when the granulated particles are filled into the mold and the molded body is formed, the granulated particles are excellent in fluidity and fillability into the mold.

本発明の焼結体の製造方法では、前記Ni基金属粒子の平均粒径は、前記コア粒子の平均粒径よりも小さいことが好ましい。
これにより、コア粒子とNi基金属粒子とが混ざり易くなるとともに、Ni基金属粒子がコア粒子を覆うように分布し易くなる。このため、コア粒子の表面や、複数のコア粒子同士の間隙に、Ni基金属粒子が分布してなる造粒粒子が容易に得られる。
In the method for producing a sintered body according to the present invention, the average particle diameter of the Ni-based metal particles is preferably smaller than the average particle diameter of the core particles.
As a result, the core particles and the Ni-based metal particles are easily mixed, and the Ni-based metal particles are easily distributed so as to cover the core particles. For this reason, granulated particles in which Ni-based metal particles are distributed on the surface of the core particles or in the gaps between the plurality of core particles can be easily obtained.

本発明の焼結体の製造方法では、前記Ni基金属粒子の平均粒径は、前記コア粒子の平均粒径の5〜50%であることが好ましい。
これにより、コア粒子とNi基金属粒子とがより混ざり易くなる。
本発明の焼結体の製造方法では、前記コア粒子の平均粒径は、2〜20μmであることが好ましい。
これにより、焼結体中に形成されるFe−Al−Si系合金の結晶粒のサイズが、比較的小さいものとなる。このため、焼結体中の結晶組織内での破壊確率が低下し、焼結体の抗折強度や靭性等の機械的特性を高めることができる。
In the manufacturing method of the sintered compact of this invention, it is preferable that the average particle diameter of the said Ni group metal particle is 5 to 50% of the average particle diameter of the said core particle.
As a result, the core particles and the Ni-based metal particles are more easily mixed.
In the method for producing a sintered body of the present invention, the average particle diameter of the core particles is preferably 2 to 20 μm.
Thereby, the size of the crystal grains of the Fe—Al—Si alloy formed in the sintered body becomes relatively small. For this reason, the fracture probability within the crystal structure in the sintered body is lowered, and mechanical properties such as the bending strength and toughness of the sintered body can be enhanced.

本発明の焼結体の製造方法では、前記Ni基金属粒子の平均粒径は、0.5〜10μmであることが好ましい。
これにより、造粒粒子中において、Ni基金属粒子がコア粒子の表面を覆うように分布したり、複数のコア粒子同士の間隙に入り込んだりすることが容易になる。したがって、このような状態の造粒粒子を用いて焼結体を製造することにより、例えコア粒子が非常に脆い粒子であっても、靭性の高い焼結体を得ることができる。
本発明の焼結体の製造方法では、前記造粒粒子における前記コア粒子と前記Ni基金属粒子との混合比は、重量比で99.5:0.5〜90:10であることが好ましい。
これにより、焼結体の磁気特性が著しく低下するのを防止しつつ、焼結体の靭性を高めることができる。
In the manufacturing method of the sintered compact of this invention, it is preferable that the average particle diameter of the said Ni group metal particle is 0.5-10 micrometers.
This makes it easy for the Ni-based metal particles to be distributed so as to cover the surface of the core particles in the granulated particles, or to enter the gaps between the plurality of core particles. Therefore, by producing a sintered body using the granulated particles in such a state, a sintered body having high toughness can be obtained even if the core particles are very brittle particles.
In the method for producing a sintered body of the present invention, the mixing ratio of the core particles and the Ni-based metal particles in the granulated particles is preferably 99.5: 0.5 to 90:10 by weight ratio. .
Thereby, the toughness of a sintered compact can be improved, preventing the magnetic characteristic of a sintered compact falling remarkably.

本発明の焼結体の製造方法では、前記第1の工程は、前記複数のコア粒子と、前記複数のNi基金属粒子とを混合して混合物を得る工程と、
前記バインダを溶媒に溶解してなるバインダ溶液を供給しつつ、前記混合物を造粒し、前記造粒粒子を得る工程とを有することが好ましい。
これにより、例えば、Ni基金属粒子の粒径が比較的大きいために、バインダ溶液中に均一に分散させ難い場合でも、コア粒子とNi基金属粒子とを均一に分散させることができる。
In the method for producing a sintered body of the present invention, the first step is a step of mixing the plurality of core particles and the plurality of Ni-based metal particles to obtain a mixture,
It is preferable to have a step of granulating the mixture and obtaining the granulated particles while supplying a binder solution obtained by dissolving the binder in a solvent.
Thereby, for example, even if it is difficult to uniformly disperse the Ni-based metal particles in the binder solution because the particle diameter of the Ni-based metal particles is relatively large, the core particles and the Ni-based metal particles can be uniformly dispersed.

本発明の焼結体の製造方法では、前記第1の工程は、前記バインダを溶媒に溶解してなるバインダ溶液に前記複数のNi基金属粒子を分散させ、分散液を得る工程と、
該分散液を供給しつつ、前記複数のコア粒子を造粒し、前記造粒粒子を得る工程とを有することが好ましい。
これにより、Ni基金属粒子をバインダ溶液に乗せて効率よく拡散させることができる。このため、コア粒子とNi基金属粒子とをさらに均一に分散させることができる。
In the method for producing a sintered body according to the present invention, the first step is a step of dispersing the plurality of Ni-based metal particles in a binder solution obtained by dissolving the binder in a solvent to obtain a dispersion,
It is preferable to have a step of granulating the plurality of core particles and obtaining the granulated particles while supplying the dispersion.
As a result, the Ni-based metal particles can be efficiently diffused on the binder solution. For this reason, the core particles and the Ni-based metal particles can be more uniformly dispersed.

本発明の焼結体の製造方法では、前記第1の工程おいて、転動造粒法、転動流動造粒法または噴霧乾燥法により前記造粒を行うことが好ましい。
これにより、粒度分布の比較的狭い造粒粉末を効率よく製造することができる。
本発明の焼結体の製造方法では、前記第3の工程において、前記焼成の温度を1100〜1270℃とし、前記焼成の時間を0.5〜8時間とすることが好ましい。
これにより、コア粒子の溶融を防止しつつ、成形体を確実に焼結させることができる。
In the method for producing a sintered body according to the present invention, in the first step, it is preferable to perform the granulation by a rolling granulation method, a rolling fluid granulation method, or a spray drying method.
Thereby, a granulated powder having a relatively narrow particle size distribution can be efficiently produced.
In the method for producing a sintered body according to the present invention, in the third step, the firing temperature is preferably 1100 to 1270 ° C., and the firing time is preferably 0.5 to 8 hours.
Thereby, a molded object can be sintered reliably, preventing melting of core particles.

本発明の焼結体は、本発明の焼結体の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、磁気特性に優れるとともに、靭性が高いFe−Al−Si系合金の焼結体が得られる。
本発明の焼結体は、Fe−Al−Si系合金で構成された複数のコア粒子同士の間に、Ni基金属材料が分布してなることを特徴とする。
これにより、磁気特性に優れるとともに、靭性が高いFe−Al−Si系合金の焼結体が得られる。
The sintered body of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a sintered body of the present invention.
Thereby, while being excellent in a magnetic characteristic, the sintered compact of the Fe-Al-Si type alloy with high toughness is obtained.
The sintered body of the present invention is characterized in that a Ni-based metal material is distributed between a plurality of core particles composed of an Fe—Al—Si alloy.
Thereby, while being excellent in a magnetic characteristic, the sintered compact of the Fe-Al-Si type alloy with high toughness is obtained.

本発明の焼結体では、抗折強度が680N/mm以上であることが好ましい。
これにより、得られるFe−Al−Si系合金の焼結体は、その優れた磁気特性を維持しつつ、機械的特性が特に高いものとなるため、例えば、機械部品等として好適に適用可能なものとなる。
本発明の焼結体では、空孔率が1〜10%であることが好ましい。
これにより、得られるFe−Al−Si系合金の焼結体は、その機械的特性が特に高くなるとともに、磁気特性もさらに高くなる。
In the sintered body of the present invention, the bending strength is preferably 680 N / mm 2 or more.
As a result, the obtained sintered body of Fe—Al—Si alloy has particularly high mechanical properties while maintaining its excellent magnetic properties, and thus can be suitably applied as, for example, mechanical parts. It will be a thing.
In the sintered body of the present invention, the porosity is preferably 1 to 10%.
As a result, the obtained Fe—Al—Si-based alloy sintered body has particularly high mechanical properties and magnetic properties.

以下、本発明の焼結体の製造方法および焼結体について、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の焼結体の製造方法および焼結体の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の焼結体の製造方法の第1実施形態を示す工程図、図2は、第1実施形態にかかる焼結体の製造方法で用いる造粒粉末の縦断面を模式的に示す図、図3は、第1実施形態にかかる焼結体の製造方法で得られた成形体の縦断面を模式的に示す図、図4は、本発明の焼結体の縦断面を模式的に示す図である。
Hereinafter, the manufacturing method and sintered body of the sintered body of the present invention will be described based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, the manufacturing method of the sintered compact of this invention and 1st Embodiment of a sintered compact are demonstrated.
FIG. 1 is a process diagram showing a first embodiment of a method for producing a sintered body according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a granulated powder used in the method for producing a sintered body according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram schematically showing a longitudinal section of a molded body obtained by the method for manufacturing a sintered body according to the first embodiment, and FIG. 4 is a longitudinal section of the sintered body of the present invention. It is a figure shown typically.

本発明の焼結体の製造方法は、Fe−Si−Al系合金で構成された複数のコア粒子と、Ni基金属材料で構成された複数のNi基金属粒子とを用い、これらを原材料として、Fe−Si−Al系合金で構成された焼結体を製造する方法である。このようにして製造された焼結体は、磁気特性に優れるとともに、靭性が高いため、例えば外部応力が加わる機械部品として好適に用いることができる。   The method for producing a sintered body of the present invention uses a plurality of core particles composed of an Fe-Si-Al-based alloy and a plurality of Ni-based metal particles composed of a Ni-based metal material, which are used as raw materials. , A method of manufacturing a sintered body composed of an Fe—Si—Al based alloy. The sintered body produced in this way is excellent in magnetic properties and has high toughness, so that it can be suitably used, for example, as a mechanical component to which external stress is applied.

以下、本発明に用いられる前述のコア粒子と、前述のNi基金属粒子とについて説明する。
本実施形態では、まず、コア粒子となるFe−Si−Al系合金で構成された複数の粒子を含むFe−Si−Al系合金粉末と、Ni基金属粒子となるNi基金属材料で構成された複数の粒子を含むNi基金属粉末とを、混合して混合物を得る。
Hereinafter, the aforementioned core particles and the aforementioned Ni-based metal particles used in the present invention will be described.
In the present embodiment, first, Fe-Si-Al-based alloy powder including a plurality of particles composed of Fe-Si-Al-based alloy serving as core particles, and Ni-based metal material serving as Ni-based metal particles are used. A Ni-based metal powder containing a plurality of particles is mixed to obtain a mixture.

以下、本実施形態では、Fe−Si−Al系合金で構成された複数の粒子、すなわち複数のコア粒子を、「Fe−Si−Al系合金粉末」とも言う。また、Ni基金属材料で構成された複数の粒子、すなわち複数のNi基金属粒子を、「Ni基金属粉末」とも言う。さらに、複数の造粒粒子を、「造粒粉末」とも言う。
ここで、コア粒子は、前述したように、Fe−Al−Si系合金で構成されている。
一方、Ni基金属粒子は、前述したように、Ni基金属材料で構成されている。このNi基金属材料は、Niを主成分として含む金属材料である。
Hereinafter, in the present embodiment, the plurality of particles composed of the Fe—Si—Al alloy, that is, the plurality of core particles are also referred to as “Fe—Si—Al alloy powder”. A plurality of particles made of a Ni-based metal material, that is, a plurality of Ni-based metal particles are also referred to as “Ni-based metal powder”. Further, the plurality of granulated particles are also referred to as “granulated powder”.
Here, the core particle is made of an Fe—Al—Si alloy as described above.
On the other hand, the Ni-based metal particles are made of a Ni-based metal material as described above. This Ni-based metal material is a metal material containing Ni as a main component.

ところで、Fe−Al−Si系合金は、上記のように磁気特性には優れているものの、非常に脆いという欠点を抱えている。このため、従来は、Fe−Al−Si系合金を鍛造することができず、また、Fe−Al−Si系合金を鋳造して構造体を作製しても、得られた構造体の機械的特性が低いという問題があった。
一方、粉末冶金技術により、Fe−Al−Si系合金粉末とバインダとを混合・造粒して造粒粉末を得るとともに、この造粒粉末を用いて焼結体を得ることも行われてきた。しかしながら、Fe−Al−Si系合金粉末は、その各粒子自体の脆性が維持された状態で焼結体を構成しているため、焼結体の機械的特性が低いという問題があった。
By the way, although the Fe—Al—Si-based alloy is excellent in magnetic properties as described above, it has a drawback of being very brittle. For this reason, conventionally, the Fe—Al—Si based alloy cannot be forged, and even if the Fe—Al—Si based alloy is cast to produce a structural body, the mechanical structure of the obtained structural body There was a problem that the characteristics were low.
On the other hand, by powder metallurgy technology, an Fe-Al-Si alloy powder and a binder are mixed and granulated to obtain a granulated powder, and a sintered body has also been obtained using this granulated powder. . However, since the Fe—Al—Si based alloy powder constitutes the sintered body in a state where the brittleness of each particle itself is maintained, there is a problem that the mechanical properties of the sintered body are low.

そこで、本発明では、Fe−Al−Si系合金粉末に、Ni基金属粉末およびバインダを混合するとともにこれらを造粒し、造粒粉末を得た後、この造粒粉末に対して、成形・焼成を施すことにより、焼結体を得ることとした。
すなわち、本実施形態にかかる焼結体の製造方法は、図1に示すように、Fe−Al−Si系合金で構成された複数のコア粒子(Fe−Al−Si系合金粉末)と、Ni基金属材料で構成された複数のNi基金属粒子(Ni基金属粉末)と、バインダとを混合するとともに造粒し、造粒粉末を得る造粒工程(第1の工程)[A]と、得られた造粒粉末を所定の形状に成形し、成形体を得る成形工程(第2の工程)[B]と、得られた成形体に脱脂処理を施し、脱脂体を得る脱脂工程[C]と、得られた脱脂体を焼成し、焼結体を得る焼成工程(第3の工程)[D]とを有する。
このような各工程を経て焼結体を製造することにより、磁気特性に優れるとともに、靭性が高い焼結体を得ることができる。
Therefore, in the present invention, the Ni-based metal powder and the binder are mixed with the Fe-Al-Si-based alloy powder, and these are granulated to obtain a granulated powder. A sintered body was obtained by firing.
That is, as shown in FIG. 1, the manufacturing method of the sintered body according to the present embodiment includes a plurality of core particles (Fe—Al—Si alloy powder) composed of Fe—Al—Si alloy, Ni A plurality of Ni-base metal particles (Ni-base metal powder) composed of a base metal material and a binder are mixed and granulated to obtain a granulated powder (first step) [A]; The obtained granulated powder is molded into a predetermined shape, and a molding step (second step) [B] for obtaining a molded body, and a degreasing step for obtaining a degreased body by degreasing the obtained molded body [C] And a firing step (third step) [D] for firing the obtained degreased body to obtain a sintered body.
By manufacturing a sintered body through these steps, a sintered body having excellent magnetic properties and high toughness can be obtained.

以下、前記各工程について順次説明する。
[A]造粒工程(第1の工程)
本実施形態では、この造粒工程において、まず、Fe−Al−Si系合金粉末(複数のコア粒子)と、Ni金属粉末(複数のNi基金属粒子)とを混合して混合物を得る工程と、バインダを溶媒に溶解して、バインダ溶液を調製する工程とを行い、次いで、調製したバインダ溶液を供給しつつ、得られた混合物を造粒する工程を行うことにより、造粒粉末(複数の造粒粒子)を得る。
Hereinafter, the respective steps will be sequentially described.
[A] Granulation step (first step)
In this embodiment, in this granulation step, first, a step of obtaining a mixture by mixing Fe-Al-Si alloy powder (a plurality of core particles) and Ni metal powder (a plurality of Ni-based metal particles); The step of preparing a binder solution by dissolving the binder in a solvent, and then granulating the obtained mixture while supplying the prepared binder solution, Granulated particles).

まず、図2に示す、Fe−Al−Si系合金粉末1と、Ni基金属粉末2とを用意する。
このうち、Fe−Al−Si系合金粉末1を構成するFe−Al−Si系合金は、Fe、Al、Siの各元素がいかなる組成比で含まれた合金でもよいが、Feを主成分とする合金であるのが好ましい。
First, an Fe—Al—Si based alloy powder 1 and a Ni-based metal powder 2 shown in FIG. 2 are prepared.
Among these, the Fe—Al—Si based alloy constituting the Fe—Al—Si based alloy powder 1 may be an alloy in which each element of Fe, Al, and Si is contained in any composition ratio. It is preferable that it is an alloy.

具体的には、Fe−Al−Si系合金は、Feを主成分とし、Alが3〜8wt%程度の含有率で、およびSiが5〜11wt%程度の含有率でそれぞれ含まれた合金であるのが好ましく、Feを主成分とし、Alが4〜7wt%程度の含有率で、およびSiが8〜11wt%の含有率でそれぞれ含まれた合金であるのがより好ましい。
このようなFe−Al−Si系合金材料は、高い透磁率と高い飽和磁束密度を示す磁気特性に優れた軟磁性材料である。このため、前述したような組成のFe−Al−Si系合金材料で構成されたコア粒子1を原材料として用いることにより、焼結体は、磁気特性に優れたものとなる。
Specifically, the Fe—Al—Si based alloy is an alloy containing Fe as a main component and containing Al at a content of about 3 to 8 wt% and Si at a content of about 5 to 11 wt%. It is preferable to be an alloy containing Fe as a main component, Al in a content of about 4 to 7 wt%, and Si in a content of 8 to 11 wt%.
Such an Fe—Al—Si-based alloy material is a soft magnetic material excellent in magnetic properties exhibiting high magnetic permeability and high saturation magnetic flux density. For this reason, by using the core particles 1 made of the Fe—Al—Si based alloy material having the composition as described above as a raw material, the sintered body has excellent magnetic properties.

また、Fe−Al−Si系合金は、さらに、Fe、Al、Si以外のその他の成分を含んでいてもよい。
その他の成分としては、Ni、Ti等が挙げられる。例えば、Niを0.5〜5wt%程度添加することにより、Fe−Al−Si系合金の軟磁性特性を維持しつつ、飽和磁束密度をより高めることができる。また、Tiを添加することによっても、磁気特性を高めることができる。
Further, the Fe—Al—Si based alloy may further contain other components other than Fe, Al, and Si.
Examples of other components include Ni and Ti. For example, by adding about 0.5 to 5 wt% of Ni, the saturation magnetic flux density can be further increased while maintaining the soft magnetic properties of the Fe—Al—Si based alloy. Moreover, magnetic characteristics can be improved also by adding Ti.

なお、その他の成分としては、さらに、製造過程で不可避的に混入するO(酸素)、C(炭素)、P(リン)、S(硫黄)等の元素が挙げられる。ただし、その他の成分の含有率の総和は、1wt%以下とするのが好ましい。その他の成分の含有率が前記範囲内であれば、Fe−Al−Si系合金の磁気特性が意図せず大きく変化するのを防止することができる。   Examples of other components further include elements such as O (oxygen), C (carbon), P (phosphorus), and S (sulfur) that are inevitably mixed during the production process. However, the total content of other components is preferably 1 wt% or less. When the content of other components is within the above range, it is possible to prevent the magnetic properties of the Fe—Al—Si based alloy from unintentionally changing greatly.

このようなFe−Al−Si系合金粉末1の平均粒径(コア粒子1の平均粒径)は、特に限定されないが、2〜20μm程度であるのが好ましく、3〜10μm程度であるのがより好ましい。Fe−Al−Si系合金粉末1の平均粒径を前記範囲内とすることにより、最終的に得られる焼結体中に形成されるFe−Al−Si系合金の結晶粒のサイズが、比較的小さいものとなる。このため、焼結体中の結晶組織内での破壊確率が低下し、焼結体の抗折強度や靭性等の機械的特性を高めることができる。   The average particle diameter of such Fe—Al—Si based alloy powder 1 (average particle diameter of core particle 1) is not particularly limited, but is preferably about 2 to 20 μm, and is preferably about 3 to 10 μm. More preferred. By making the average particle diameter of the Fe—Al—Si alloy powder 1 within the above range, the size of the crystal grains of the Fe—Al—Si alloy formed in the finally obtained sintered body is compared. Small. For this reason, the fracture probability within the crystal structure in the sintered body is lowered, and mechanical properties such as the bending strength and toughness of the sintered body can be enhanced.

また、Fe−Al−Si系合金粒子(コア粒子)1の形状は、特に限定されないが、球形に近い形状であるのが好ましい。これにより、後述する成形工程において、Fe−Al−Si系合金粒子1の成形型への充填率が高くなり、より高い密度の成形体および焼結体が得られる。さらに、コア粒子1の形状が球形に近いと、その形状作用により、より破壊し難くなるという利点もある。   Moreover, the shape of the Fe—Al—Si alloy particles (core particles) 1 is not particularly limited, but is preferably a shape close to a sphere. Thereby, in the shaping | molding process mentioned later, the filling rate to the shaping | molding die of the Fe-Al-Si type alloy particle 1 becomes high, and the molded object and sintered body of a higher density are obtained. Furthermore, when the shape of the core particle 1 is close to a sphere, there is also an advantage that it is more difficult to break due to the shape action.

なお、Fe−Al−Si系合金粉末1は、いかなる方法で製造されたものであってもよいが、例えば、アトマイズ法(例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法等)、還元法、カルボニル法、粉砕法等の粉末製造法により製造することができる。 このうち、Fe−Al−Si系合金粉末1は、アトマイズ法により製造されたものが好ましい。これにより、より真球に近いFe−Al−Si系合金粉末1を、効率よく製造することができる。   The Fe—Al—Si based alloy powder 1 may be manufactured by any method. For example, an atomizing method (for example, a water atomizing method, a gas atomizing method, a high-speed rotating water atomizing method, etc.), reduction It can be produced by a powder production method such as a method, a carbonyl method, or a pulverization method. Among these, the Fe—Al—Si based alloy powder 1 is preferably manufactured by an atomizing method. Thereby, the Fe-Al-Si type alloy powder 1 closer to a true sphere can be efficiently manufactured.

一方、Ni基金属粉末2を構成するNi基金属材料は、前述したように、Niを主成分として含む金属材料である。
このNi基金属材料におけるNiの含有率は、50〜100wt%程度であるのが好ましく、80〜100wt%程度であるのがより好ましい。これにより、Ni基金属粒子2の靭性をより高めることができる。その結果、最終的に得られるFe−Al−Si系合金の焼結体も、高い靭性を示すものとなる。
On the other hand, the Ni-based metal material constituting the Ni-based metal powder 2 is a metal material containing Ni as a main component as described above.
The Ni content in the Ni-based metal material is preferably about 50 to 100 wt%, and more preferably about 80 to 100 wt%. Thereby, the toughness of the Ni-based metal particles 2 can be further increased. As a result, the finally obtained sintered body of Fe-Al-Si alloy also exhibits high toughness.

また、Ni基金属材料は、Ni単体であるのがより好ましい。Ni単体は靭性が特に高いため、焼結体の靭性を特に高めることができる。
このようなNi基金属粉末2の平均粒径(Ni基金属粒子2の平均粒径)は、特に限定されないが、0.5〜10μm程度であるのが好ましく、0.5〜5μm程度であるのがより好ましい。Ni基金属粉末2の平均粒径を前記範囲内とすることにより、後述する造粒粉末中において、Ni基金属粒子2が、コア粒子1の表面を覆うように分布したり、複数のコア粒子1同士の間隙に入り込んだりすることが容易になる。したがって、このような状態の造粒粉末を用いて焼結体を製造することにより、例えFe−Al−Si系合金粒子1が非常に脆い粒子であっても、靭性の高い焼結体を得ることができる。なお、この作用・効果については、後に詳述する。
The Ni-based metal material is more preferably Ni simple substance. Since Ni alone has particularly high toughness, the toughness of the sintered body can be particularly enhanced.
The average particle diameter of the Ni-based metal powder 2 (average particle diameter of the Ni-based metal particles 2) is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10 μm, and about 0.5 to 5 μm. Is more preferable. By setting the average particle diameter of the Ni-based metal powder 2 within the above range, the Ni-based metal particles 2 are distributed so as to cover the surface of the core particle 1 in the granulated powder described later, or a plurality of core particles It becomes easy to get into the gap between the ones. Therefore, by producing a sintered body using the granulated powder in such a state, even if the Fe-Al-Si alloy particles 1 are very brittle particles, a sintered body having high toughness is obtained. be able to. This action / effect will be described in detail later.

また、Ni基金属粒子2の形状は、特に限定されないが、コア粒子1と同様に球形に近い形状であるのが好ましい。これにより、Ni基金属粒子2の流動性がより高くなり、複数のコア粒子1同士の間隙に、より入り込み易くなる。このため、後述する成形工程において、より充填率、すなわち密度の高い成形体が得られる。
なお、Ni基金属粉末2は、いかなる方法で製造されたものであってもよく、前述したFe−Al−Si系合金粉末1の製造方法と同様の方法により製造することができる。
Further, the shape of the Ni-based metal particle 2 is not particularly limited, but it is preferably a shape close to a sphere like the core particle 1. Thereby, the fluidity of the Ni-based metal particles 2 becomes higher, and it becomes easier to enter the gaps between the plurality of core particles 1. For this reason, in the molding process to be described later, a molded body having a higher filling rate, that is, a higher density can be obtained.
The Ni-based metal powder 2 may be manufactured by any method, and can be manufactured by the same method as the method for manufacturing the Fe-Al-Si alloy powder 1 described above.

次に、用意したFe−Al−Si系合金粉末1とNi基金属粉末2とを混合し、混合物を得る。
この混合は、特に限定されないが、V型混合機、ダルトン混合機、転動混合機等の各種混合機を用いて行うことができる。
本実施形態では、このように、Fe−Al−Si系合金粉末1とNi基金属粉末2とを、あらかじめ混合しているので、例えば、Ni基金属粉末2の粒径が比較的大きいために、バインダ溶液中に均一に分散させ難い場合でも、Fe−Al−Si系合金粉末1とNi基金属粉末2とを均一に分散させることができる。
Next, the prepared Fe—Al—Si alloy powder 1 and the Ni-based metal powder 2 are mixed to obtain a mixture.
Although this mixing is not specifically limited, it can be performed using various mixers, such as a V-type mixer, a Dalton mixer, and a rolling mixer.
In the present embodiment, since the Fe—Al—Si based alloy powder 1 and the Ni-based metal powder 2 are mixed in advance as described above, for example, the particle diameter of the Ni-based metal powder 2 is relatively large. Even when it is difficult to uniformly disperse in the binder solution, the Fe—Al—Si based alloy powder 1 and the Ni-based metal powder 2 can be uniformly dispersed.

次に、図2に示すバインダ3と、このバインダ3を溶解する溶媒とを用意する。そして、バインダ3を溶媒に溶解し、バインダ溶液を調製する。
バインダ3としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアロアミド、エチレンビニル共重合体、パラフィン、ワックス、アルギン酸ソーダ、寒天、アラビアゴム、レジン、しょ糖等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
この中でも、ポリビニルアルコールまたはポリビニルピロリドンが好ましい。このようなバインダは、低価格で入手が容易であるにもかかわらず、結合力が強い。また、加熱によって容易に熱分解するため、意図しない成分が残留し難い、すなわち脱バインダ特性が高いという利点もある。
Next, the binder 3 shown in FIG. 2 and a solvent for dissolving the binder 3 are prepared. Then, the binder 3 is dissolved in a solvent to prepare a binder solution.
Examples of the binder 3 include polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), zinc stearate, lithium stearate, calcium stearate, ethylene bisstearamide, ethylene vinyl copolymer, paraffin, wax, sodium alginate, agar , Gum arabic, resin, sucrose, etc., and one or more of these can be used in combination.
Among these, polyvinyl alcohol or polyvinyl pyrrolidone is preferable. Such a binder has a strong bonding force despite being inexpensive and easily available. Moreover, since it decomposes easily by heating, there is an advantage that unintended components hardly remain, that is, the binder removal characteristic is high.

また、溶媒としては、バインダ3を溶解し得るものであれば特に限定されないが、例えば、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、セロソルブ系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族複素環化合物系溶媒、アミド系溶媒、ハロゲン化合物系溶媒、エステル系溶媒、アミン系溶媒、ニトリル系溶媒、ニトロ系溶媒、アルデヒド系溶媒等の有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を混合したものを用いることができる。   The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the binder 3. For example, inorganic solvents such as water, carbon disulfide, and carbon tetrachloride, ketone solvents, alcohol solvents, ether solvents, Cellosolve solvent, aliphatic hydrocarbon solvent, aromatic hydrocarbon solvent, aromatic heterocyclic compound solvent, amide solvent, halogen compound solvent, ester solvent, amine solvent, nitrile solvent, nitro solvent Organic solvents such as aldehyde solvents and the like can be mentioned, and one or a mixture of two or more selected from these can be used.

また、溶媒に溶解させるバインダ3の重量は、原料粉末(Fe−Al−Si系合金粉末1およびNi基金属粉末2)の合計重量1kg当たり0.5〜30g程度であるのが好ましく、1〜20g程度であるのがより好ましい。バインダ3の重量が前記範囲内になるように設定されることにより、コア粒子1の表面を十分な量のバインダで被覆するとともに、被覆に寄与しないバインダが多量に発生するのを防止することができる。その結果、後述する工程において、保形性および成形密度に優れた成形体を作製可能な造粒粉末が得られる。   The weight of the binder 3 dissolved in the solvent is preferably about 0.5 to 30 g per kg of the total weight of the raw material powder (Fe—Al—Si alloy powder 1 and Ni-based metal powder 2). More preferably, it is about 20 g. By setting the weight of the binder 3 to be within the above range, the surface of the core particle 1 is coated with a sufficient amount of binder, and a large amount of binder that does not contribute to the coating can be prevented. it can. As a result, a granulated powder capable of producing a molded body excellent in shape retention and molding density is obtained in the steps described later.

また、バインダ3の溶解に用いる溶媒の重量は、バインダ1g当たり5〜100g程度であるのが好ましく、7〜70g程度であるのがより好ましい。溶媒の重量を前記範囲内に設定することにより、バインダ3を確実に溶解するとともに、溶媒の量が多くなり過ぎて、バインダ溶液の粘性が著しく低下し、後述する工程において作製させる成形体の保形性が低下するのを確実に防止することができる。   Further, the weight of the solvent used for dissolving the binder 3 is preferably about 5 to 100 g, more preferably about 7 to 70 g, per 1 g of the binder. By setting the weight of the solvent within the above range, the binder 3 is surely dissolved, and the amount of the solvent is excessively increased so that the viscosity of the binder solution is remarkably lowered. It is possible to reliably prevent the formability from deteriorating.

次に、Fe−Al−Si系合金粉末(コア粒子)1とNi基金属粉末(Ni基金属粒子)2との混合物を、造粒装置に投入し、この混合物に、調製したバインダ溶液を供給しつつ、混合物の造粒を行う。
この造粒は、例えば、転動流動造粒法、転動造粒法、噴霧乾燥法(スプレードライヤー)、撹拌混合造粒、押出造粒、破砕造粒、圧縮造粒等の各種造粒方法により行うことができるが、特に、転動流動造粒法、転動造粒法または噴霧乾燥法により行うのが好ましい。これらの方法によれば、粒度分布の比較的狭い造粒粉末を効率よく製造することができる。
Next, a mixture of Fe—Al—Si based alloy powder (core particles) 1 and Ni-based metal powder (Ni-based metal particles) 2 is put into a granulator, and the prepared binder solution is supplied to this mixture. Meanwhile, the mixture is granulated.
This granulation is, for example, various granulation methods such as tumbling fluid granulation method, tumbling granulation method, spray drying method (spray dryer), stirring and mixing granulation, extrusion granulation, crush granulation, compression granulation and the like. However, it is particularly preferable to carry out by the rolling fluid granulation method, the rolling granulation method or the spray drying method. According to these methods, a granulated powder having a relatively narrow particle size distribution can be efficiently produced.

このような造粒により、図2に示すような、造粒粉末10が得られる。造粒粉末10では、複数のコア粒子1と複数のNi基金属粒子2とが、バインダ3および溶媒の結着作用により、互いに結着して造粒粒子を構成している。
また、得られた造粒粉末10は、各コア粒子1を覆うように、各Ni基金属粒子2およびバインダ3が分布してなる造粒粒子を含んでいるのが好ましい(図2参照)。このような造粒粉末10は、成形型に充填されて成形される際に、コア粒子1とNi基金属粒子2とが均一に分散することができる。このため、かかる造粒粉末10を用いることにより、脆いコア粒子1を、靭性の高いNi基金属粒子2で効率よく補強してなる成形体を製造することができる。
By such granulation, a granulated powder 10 as shown in FIG. 2 is obtained. In the granulated powder 10, a plurality of core particles 1 and a plurality of Ni-based metal particles 2 are bonded to each other by a binding action of a binder 3 and a solvent to form a granulated particle.
Moreover, it is preferable that the obtained granulated powder 10 contains granulated particles in which each Ni-based metal particle 2 and the binder 3 are distributed so as to cover each core particle 1 (see FIG. 2). When such a granulated powder 10 is filled in a mold and molded, the core particles 1 and the Ni-based metal particles 2 can be uniformly dispersed. For this reason, by using the granulated powder 10, it is possible to produce a molded body obtained by efficiently reinforcing the brittle core particles 1 with the Ni-based metal particles 2 having high toughness.

ここで、図2に示す造粒粉末10では、Ni基金属粒子2の平均粒径が、コア粒子1の平均粒径よりも小さい。これにより、コア粒子1とNi基金属粒子2とが混ざり易くなるとともに、Ni基金属粒子2が、コア粒子1を覆うように分布し易くなる。このため、図2に示すような、コア粒子1の表面や、複数のコア粒子1同士の間隙に、Ni基金属粒子2が分布してなる造粒粉末10が容易に得られる。かかる造粒粉末10においては、コア粒子1とNi基金属粒子2とが、特に均一に分散している。   Here, in the granulated powder 10 shown in FIG. 2, the average particle diameter of the Ni-based metal particles 2 is smaller than the average particle diameter of the core particles 1. Accordingly, the core particles 1 and the Ni-based metal particles 2 are easily mixed, and the Ni-based metal particles 2 are easily distributed so as to cover the core particles 1. For this reason, as shown in FIG. 2, the granulated powder 10 in which the Ni-based metal particles 2 are distributed on the surface of the core particles 1 and the gaps between the plurality of core particles 1 is easily obtained. In the granulated powder 10, the core particles 1 and the Ni-based metal particles 2 are particularly uniformly dispersed.

この場合、Ni基金属粒子2の平均粒径は、コア粒子1の平均粒径の5〜50%程度であるのが好ましく、5〜30%程度であるのがより好ましい。Ni基金属粒子2の平均粒径をこのような範囲に設定することにより、コア粒子1とNi基金属粒子2とがより混ざり易くなる。そして、コア粒子1とNi基金属粒子2とが、より均一に分散してなる造粒粉末10が得られる。
このような造粒粉末10は、後述する工程で成形され、さらに焼成されることにより、複数のコア粒子1の間隙を、Ni基金属粒子2が充填してなる焼結体を得ることができる。
In this case, the average particle diameter of the Ni-based metal particles 2 is preferably about 5 to 50% of the average particle diameter of the core particles 1, and more preferably about 5 to 30%. By setting the average particle diameter of the Ni-based metal particles 2 in such a range, the core particles 1 and the Ni-based metal particles 2 are more easily mixed. And the granulated powder 10 in which the core particle 1 and the Ni-based metal particle 2 are more uniformly dispersed is obtained.
Such a granulated powder 10 is molded in the steps described below and further fired to obtain a sintered body in which the Ni-based metal particles 2 are filled in the gaps between the plurality of core particles 1. .

かかる焼結体は、脆いコア粒子1を、靭性の高いNi基金属粒子2が補強することになる。これにより、仮に焼結体に大きな負荷が加わっても、靭性の高いNi基金属粒子2の原子配列が変化することによって、加わった負荷のエネルギーを吸収し、脆いコア粒子1に負荷が加わるのを抑制することができる。その結果、焼結体において、Ni基金属粒子の機械的特性が支配的となり、靭性の高い焼結体が得られる。
また、特に、転動流動造粒法または転動造粒法によれば、前述の混合物を転動させつつ造粒するので、転動する際に、コア粒子1の表面にNi基金属粒子2が付着し易い。このため、これらの造粒方法によれば、図2に示すような造粒粉末10を効率よく製造することができる。
In such a sintered body, the brittle core particles 1 are reinforced by the Ni-based metal particles 2 having high toughness. As a result, even if a large load is applied to the sintered body, the atomic arrangement of the Ni-based metal particles 2 having high toughness changes, so that the energy of the applied load is absorbed and a load is applied to the brittle core particles 1. Can be suppressed. As a result, the mechanical properties of the Ni-based metal particles become dominant in the sintered body, and a sintered body with high toughness can be obtained.
In particular, according to the rolling fluid granulation method or the rolling granulation method, since the granulation is performed while rolling the above-mentioned mixture, the Ni-based metal particles 2 are formed on the surface of the core particle 1 when rolling. Is easy to adhere. For this reason, according to these granulation methods, the granulated powder 10 as shown in FIG. 2 can be manufactured efficiently.

このとき、バインダ溶液の供給速度は、特に限定されないが、原料粉末(Fe−Al−Si系合金粉末1およびNi基金属粉末2)の合計重量1kg当たり1〜40g/分程度であるのが好ましく、2〜32g/分程度であるのがより好ましく、4〜24g/分程度であるのがさらに好ましい。バインダ溶液の供給速度を前記範囲内に設定することにより、原料粉末の全体にわたってバインダ溶液をムラなく行き渡らせるとともに、得られる造粒粉末の粒度分布をより狭いものとすることができる。   At this time, the supply rate of the binder solution is not particularly limited, but is preferably about 1 to 40 g / min per 1 kg of the total weight of the raw material powders (Fe-Al-Si alloy powder 1 and Ni-based metal powder 2). 2 to 32 g / min is more preferable, and 4 to 24 g / min is more preferable. By setting the supply rate of the binder solution within the above range, the binder solution can be evenly distributed throughout the raw material powder, and the particle size distribution of the obtained granulated powder can be made narrower.

これに対し、バインダ溶液の供給速度が前記下限値を下回ると、造粒ムラが発生するおそれがある。一方、バインダ溶液の供給速度が前記上限値を上回ると、原料粉末の一部で造粒が過度に進む可能性がある。このため、得られる造粒粉末の粒度分布が広がってしまうおそれがある。
また、造粒を行う時間は、特に限定されないが、30〜120分間程度であるのが好ましく、40〜100分間程度であるのがより好ましく、50〜90分間程度であるのがさらに好ましい。
On the other hand, when the supply rate of the binder solution is lower than the lower limit value, there is a possibility that granulation unevenness occurs. On the other hand, when the supply rate of the binder solution exceeds the upper limit, granulation may proceed excessively with a part of the raw material powder. For this reason, there exists a possibility that the particle size distribution of the granulated powder obtained may spread.
The granulation time is not particularly limited, but is preferably about 30 to 120 minutes, more preferably about 40 to 100 minutes, and further preferably about 50 to 90 minutes.

なお、本実施形態では、コア粒子1の表面や、複数のコア粒子1の間隙に、Ni基金属粒子2が分布してなる造粒粉末10について説明したが、Ni基金属粒子2の分布状態は、図2に示す状態に限定されない。すなわち、複数のコア粒子1が集合していて、その集合物の周囲にNi基金属粒子2が分布していてもよい。
このようにして得られた造粒粉末10は、その平均粒径が、40〜180μm程度であるのが好ましく、45〜140μm程度であるのがより好ましく、50〜100μm程度であるのがさらに好ましい。造粒粉末10の平均粒径を前記範囲内に設定することにより、造粒粉末10を成形型に充填して成形体を形成する際に、造粒粉末10が、流動性および成形型への充填性に優れたものとなる。
なお、平均粒径が前記下限値を下回ると、造粒粉末10の流動性が安定せず、焼結体(成形体)の寸法バラツキが大きくなる可能性がある。一方、平均粒径が前記上限値を上回ると、特に小さい成形体を形成する際に、造粒粉末10の充填ムラが起こり易くなり、焼結体(成形体)の寸法バラツキが大きくなる可能性がある。
In the present embodiment, the granulated powder 10 in which the Ni-based metal particles 2 are distributed on the surfaces of the core particles 1 and the gaps between the plurality of core particles 1 has been described. Is not limited to the state shown in FIG. That is, a plurality of core particles 1 may be aggregated, and the Ni-based metal particles 2 may be distributed around the aggregate.
The granulated powder 10 thus obtained preferably has an average particle size of about 40 to 180 μm, more preferably about 45 to 140 μm, and further preferably about 50 to 100 μm. . By setting the average particle size of the granulated powder 10 within the above range, when the granulated powder 10 is filled into a mold and a molded body is formed, the granulated powder 10 is improved in fluidity and mold. Excellent filling properties.
When the average particle size is below the lower limit, the fluidity of the granulated powder 10 is not stable, and the dimensional variation of the sintered body (molded body) may increase. On the other hand, when the average particle size exceeds the upper limit, when forming a particularly small compact, uneven filling of the granulated powder 10 is likely to occur, and the dimensional variation of the sintered compact (molded product) may increase. There is.

また、造粒粉末10におけるコア粒子1とNi基金属粒子2との混合比は、重量比で99.5:0.5〜90:10程度であるのが好ましく、99:1〜95:5程度であるのがより好ましい。コア粒子1とNi基金属粒子2との混合比を前記範囲内に設定すれば、焼結体の磁気特性が著しく低下するのを防止しつつ、焼結体の靭性を高めることができる。   Further, the mixing ratio of the core particles 1 and the Ni-based metal particles 2 in the granulated powder 10 is preferably about 99.5: 0.5 to 90:10 by weight, and is 99: 1 to 95: 5. More preferred is the degree. If the mixing ratio of the core particles 1 and the Ni-based metal particles 2 is set within the above range, the toughness of the sintered body can be increased while preventing the magnetic properties of the sintered body from being significantly lowered.

なお、コア粒子1に対するNi基金属粒子2の割合が前記下限値を下回ると、Ni基金属粒子2を、複数のコア粒子1の間隙やコア粒子1の表面に十分に分布させることができず、コア粒子1を十分に補強することができないおそれがある。一方、コア粒子1に対するNi基金属粒子2の割合が前記上限値を上回ると、軟磁性に優れるコア粒子1の含有率が低下し、焼結体の磁気特性が低下するおそれがある。
なお、造粒粉末10は、その他の成分として、可塑剤、分散剤、界面活性剤、潤滑剤等の各種添加物を含んでいてもよい。このような各種添加物は、例えば、原料粉末やバインダ溶液等に含ませておけばよい。
If the ratio of the Ni-based metal particles 2 to the core particles 1 is below the lower limit, the Ni-based metal particles 2 cannot be sufficiently distributed in the gaps between the plurality of core particles 1 or the surfaces of the core particles 1. The core particles 1 may not be sufficiently reinforced. On the other hand, if the ratio of the Ni-based metal particles 2 to the core particles 1 exceeds the upper limit, the content of the core particles 1 that are excellent in soft magnetism may be reduced, and the magnetic properties of the sintered body may be reduced.
The granulated powder 10 may contain various additives such as a plasticizer, a dispersant, a surfactant, and a lubricant as other components. Such various additives may be contained, for example, in the raw material powder or the binder solution.

[B]成形工程(第2の工程)
次に、得られた造粒粉末10を成形型に充填し、成形することにより成形体を得る。
このとき、成形方法としては、例えば、圧粉成形(圧縮成形)法、金属粉末射出成形(MIM:Metal Injection Molding)法、押出成形法等の各種成形法を用いることができる。
[B] Molding step (second step)
Next, the obtained granulated powder 10 is filled in a mold and molded to obtain a molded body.
At this time, as a molding method, for example, various molding methods such as a compacting (compression molding) method, a metal powder injection molding (MIM: Metal Injection Molding) method, and an extrusion molding method can be used.

このうち、圧粉成形法の場合の成形条件は、用いる原料粉末の組成や粒径、バインダの組成、およびこれらの配合量等の諸条件によって異なるが、成形圧力が20〜1000MPa(2.0〜10t/cm)程度であるのが好ましい。 Among these, the molding conditions in the compacting method vary depending on various conditions such as the composition and particle size of the raw material powder used, the composition of the binder, and the blending amount thereof, but the molding pressure is 20 to 1000 MPa (2.0. About 10 to 10 t / cm 2 ).

また、金属粉末射出成形法の場合の成形条件は、諸条件によって異なるものの、材料温度が80〜210℃程度、射出圧力が50〜500MPa(0.5〜5t/cm)程度であるのが好ましい。
また、押出成形法の場合の成形条件は、諸条件によって異なるものの、材料温度が80〜210℃程度、押出圧力が50〜500MPa(0.5〜5t/cm)程度であるのが好ましい。
このようにして得られた成形体20は、図3に示すように、複数のコア粒子1の間隙に、複数のNi基金属粒子2およびバインダ3が分布した状態となる。
なお、作製される成形体20の形状寸法は、以降の脱脂工程および焼成工程における成形体20の収縮分等を見込んで決定される。
Moreover, although the molding conditions in the metal powder injection molding method vary depending on various conditions, the material temperature is about 80 to 210 ° C. and the injection pressure is about 50 to 500 MPa (0.5 to 5 t / cm 2 ). preferable.
Moreover, although the molding conditions in the case of an extrusion molding method differ with various conditions, it is preferable that material temperature is about 80-210 degreeC and extrusion pressure is about 50-500 MPa (0.5-5 t / cm < 2 >).
The molded body 20 thus obtained is in a state in which a plurality of Ni-based metal particles 2 and a binder 3 are distributed in the gaps between the plurality of core particles 1 as shown in FIG.
In addition, the shape dimension of the molded body 20 to be produced is determined in consideration of the shrinkage of the molded body 20 in the subsequent degreasing and firing steps.

[C]脱脂工程
次に、得られた成形体20に脱脂処理(脱バインダ処理)を施し、脱脂体を得る。
この脱脂処理は、特に限定されないが、非酸化性雰囲気中、例えば真空または減圧状態下(例えば1×10−1〜1×10−6Torr(13.3〜1.33×10−4Pa))、または、窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス、アンモニア分解ガス等のガス中で、熱処理を行うことによりなされる。
この場合、熱処理の条件は、バインダの分解開始温度等によって若干異なるが、好ましくは温度100〜750℃程度で0.5〜20時間程度、より好ましくは温度150〜700℃程度で1〜10時間程度とされる。
[C] Degreasing process Next, the obtained molded body 20 is subjected to a degreasing process (a debinding process) to obtain a degreased body.
The degreasing treatment is not particularly limited, but in a non-oxidizing atmosphere, for example, in a vacuum or under reduced pressure (for example, 1 × 10 −1 to 1 × 10 −6 Torr (13.3 to 1.33 × 10 −4 Pa) ), Or by performing a heat treatment in a gas such as nitrogen gas, argon gas, hydrogen gas, or ammonia decomposition gas.
In this case, the heat treatment conditions vary slightly depending on the decomposition start temperature of the binder, etc., but are preferably about 100 to 750 ° C. for about 0.5 to 20 hours, more preferably about 150 to 700 ° C. for 1 to 10 hours. It is assumed that

また、このような熱処理による脱脂は、種々の目的(例えば、脱脂時間の短縮等の目的)で、複数の工程(段階)に分けて行ってもよい。この場合、例えば、前半を低温で、後半を高温で脱脂するような方法や、低温と高温を繰り返し行う方法等が挙げられる。
なお、バインダは、脱脂処理によって完全に除去されなくてもよく、例えば、脱脂処理の完了時点で、その一部が残存していてもよい。
Further, degreasing by such heat treatment may be performed in a plurality of steps (stages) for various purposes (for example, for shortening the degreasing time). In this case, for example, a method in which the first half is degreased at a low temperature and the second half at a high temperature, a method in which low temperature and high temperature are repeated, and the like can be mentioned.
The binder may not be completely removed by the degreasing process. For example, a part of the binder may remain when the degreasing process is completed.

[D]焼成工程(第3の工程)
次に、得られた脱脂体を焼成する。この焼成により、造粒粉末を構成していた原料粉末が焼結され、焼結体となる。
このようにして得られた焼結体30では、図4に示すように、複数のコア粒子1同士の間隙を埋めるように、Ni基金属材料が隙間なく分布している。このため、脆いコア粒子1を、靭性の高いNi基金属粒子2が補強することになり、靭性の高い焼結体30が得られる。
[D] Firing step (third step)
Next, the obtained degreased body is fired. By this firing, the raw material powder constituting the granulated powder is sintered and becomes a sintered body.
In the sintered body 30 thus obtained, as shown in FIG. 4, the Ni-based metal material is distributed without gaps so as to fill the gaps between the plurality of core particles 1. For this reason, the brittle core particles 1 are reinforced by the Ni-based metal particles 2 having high toughness, and a sintered body 30 having high toughness is obtained.

また、Ni基金属粒子2中のNiは、Feを含む合金中への拡散係数が大きいため、コア粒子1の粒子間や粒界に容易に拡散する。このため、コア粒子1とNi基金属粒子2とが、この拡散に基づいて強固に結合することとなる。その結果、コア粒子1とNi基金属粒子2との間で粒界ズレ等が生じ難くなり、焼結体30の機械的特性のさらなる向上が図られている。
さらに、Niは、Fe−Al−Si系合金の主要な元素ではないため、Niが、Fe−Al−Si系合金中に拡散しても、Fe−Al−Si系合金の組成が著しく変化することがない。このため、前述のようなNiの拡散が生じても、Fe−Al−Si系合金の優れた磁気特性を維持することができる。
Moreover, since Ni in the Ni-based metal particles 2 has a large diffusion coefficient into the alloy containing Fe, it easily diffuses between the particles of the core particle 1 and between grain boundaries. For this reason, the core particles 1 and the Ni-based metal particles 2 are firmly bonded based on this diffusion. As a result, grain boundary misalignment or the like hardly occurs between the core particle 1 and the Ni-based metal particle 2, and the mechanical characteristics of the sintered body 30 are further improved.
Furthermore, since Ni is not a main element of the Fe—Al—Si alloy, even if Ni diffuses into the Fe—Al—Si alloy, the composition of the Fe—Al—Si alloy changes significantly. There is nothing. For this reason, even if the above-mentioned Ni diffusion occurs, the excellent magnetic properties of the Fe—Al—Si alloy can be maintained.

焼成温度は、原料粉末の組成や粒径等により若干異なるが、例えば、1100〜1270℃程度であるのが好ましく、1150〜1270℃程度であるのがより好ましく、1200〜1260℃程度であるのがさらに好ましい。また、焼成時間は、焼成温度によって若干異なるものの、0.5〜8時間程度であるのが好ましく、1〜5時間程度であるのがより好ましい。焼成温度および焼成時間をそれぞれ前記範囲内に設定することにより、コア粒子1の溶融を防止しつつ、脱脂体(成形体)を確実に焼結させることができる。   The firing temperature is slightly different depending on the composition and particle size of the raw material powder, but is preferably about 1100 to 1270 ° C, more preferably about 1150 to 1270 ° C, and about 1200 to 1260 ° C. Is more preferable. Moreover, although baking time changes a little with baking temperature, it is preferable that it is about 0.5 to 8 hours, and it is more preferable that it is about 1 to 5 hours. By setting the firing temperature and firing time within the above ranges, the degreased body (molded body) can be reliably sintered while preventing the core particles 1 from melting.

なお、焼成温度および焼成時間のいずれか一方が前記下限値を下回った場合、脱脂体を十分に焼結させることができないおそれがある。一方、焼成温度および焼成時間のいずれか一方が前記上限値を上回った場合、コア粒子1のほぼ全体が溶融してしまい、脱脂体の形状が変形してしまったり、コア粒子1中の特定の元素が偏析し、磁気特性が低下するおそれがある。   In addition, when any one of a calcination temperature and a calcination time is less than the said lower limit, there exists a possibility that a degreased body cannot fully be sintered. On the other hand, when either one of the calcination temperature and the calcination time exceeds the upper limit value, almost the entire core particle 1 is melted, and the shape of the degreased body is deformed. There is a possibility that the elements segregate and the magnetic properties are deteriorated.

また、焼成雰囲気は、減圧(真空)下または非酸化性雰囲気とするのが好ましい。これにより、コア粒子1やNi基金属粒子2の酸化による特性劣化を防止することができる。
このうち、具体的な減圧(真空)下の焼成雰囲気としては、1Torr(133Pa)以下の減圧(真空)下であるのが好ましく、1×10−6〜1×10−2Torr(1.33×10−4〜1.33Pa)の減圧(真空)下であるのがより好ましい。
また、具体的な非酸化性雰囲気としては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気、水素ガス等の還元性ガス雰囲気であるのが好ましい。
The firing atmosphere is preferably a reduced pressure (vacuum) or non-oxidizing atmosphere. Thereby, the characteristic deterioration by the oxidation of the core particle 1 or the Ni group metal particle 2 can be prevented.
Among these, a specific firing atmosphere under reduced pressure (vacuum) is preferably under reduced pressure (vacuum) of 1 Torr (133 Pa) or less, preferably 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 Torr (1.33). It is more preferable to be under reduced pressure (vacuum) of × 10 −4 to 1.33 Pa).
Further, specific non-oxidizing atmospheres are preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen gas and argon gas, and a reducing gas atmosphere such as hydrogen gas.

なお、焼成工程を行う雰囲気は、工程の途中で変化してもよい。例えば、最初に減圧雰囲気とし、途中で不活性雰囲気に切り替えるようにしてもよい。
また、焼成工程は、2段階またはそれ以上に分けて行ってもよい。これにより、造粒粉末の焼結の効率が向上し、より短い焼結時間で焼結を行うことができる。
また、焼成工程は、前述の脱脂工程と連続して行うのが好ましい。これにより、脱脂工程は、焼結前工程を兼ねることができ、脱脂体に予熱を与えて、脱脂体をより確実に焼結させることができる。
以上のようにして、磁気特性に優れるとともに、靭性が高いため、例えば外部応力が加わる機械部品として用いることが可能なFe−Al−Si系合金の焼結体を容易に製造することができる。
Note that the atmosphere in which the firing process is performed may change during the process. For example, a reduced-pressure atmosphere may be set first, and an inert atmosphere may be switched on the way.
Moreover, you may perform a baking process in 2 steps or more. Thereby, the efficiency of sintering of the granulated powder is improved, and sintering can be performed in a shorter sintering time.
Moreover, it is preferable to perform a baking process continuously with the above-mentioned degreasing process. Thereby, a degreasing process can serve as a pre-sintering process, can preheat a degreased body, and can sinter a degreased body more certainly.
As described above, since the magnetic properties are excellent and the toughness is high, a sintered body of an Fe—Al—Si alloy that can be used, for example, as a mechanical component to which external stress is applied can be easily manufactured.

このようにして得られたFe−Al−Si系合金の焼結体は、その抗折強度が680N/mm以上であるのが好ましく、700N/mm以上であるのがより好ましい。抗折強度が前記範囲内のように高いFe−Al−Si系合金の焼結体は、その優れた磁気特性を維持しつつ、機械的特性が特に高いものとなるため、例えば機械部品等として好適に適用可能である。また、本発明の焼結体の製造方法によれば、このような磁気特性と機械的特性の双方に優れた焼結体を容易に製造することができる。 Sintered body of Fe-Al-Si alloy obtained in this manner is preferably its transverse strength is 680N / mm 2 or more, more preferably 700 N / mm 2 or more. The sintered body of the Fe-Al-Si based alloy having a high bending strength within the above range has particularly high mechanical properties while maintaining its excellent magnetic properties. It can be suitably applied. In addition, according to the method for manufacturing a sintered body of the present invention, a sintered body excellent in both magnetic characteristics and mechanical characteristics can be easily manufactured.

また、上記のFe−Al−Si系合金の焼結体は、その空孔率が1〜10%程度であるのが好ましく、1〜8%程度であるのがより好ましい。空孔率が前記範囲内のように小さいFe−Al−Si系合金の焼結体は、その機械的特性が特に高くなるとともに、磁気特性もさらに高くなる。このため、このような焼結体を、例えば機械部品等として特に好適に用いることができる。
なお、得られたFe−Al−Si系合金の焼結体は、いかなる目的で用いられるものであってもよく、例えば、機械部品(電子機械部品、航空部品、自動車部品等)、磁心、磁気ヘッド等として用いることができる。
Further, the sintered body of the Fe—Al—Si based alloy preferably has a porosity of about 1 to 10%, more preferably about 1 to 8%. The sintered body of Fe—Al—Si alloy having a porosity as small as the above range has particularly high mechanical properties and magnetic properties. For this reason, such a sintered body can be used particularly suitably as, for example, a machine part.
In addition, the obtained sintered body of the Fe—Al—Si based alloy may be used for any purpose, for example, mechanical parts (electronic machine parts, aircraft parts, automobile parts, etc.), magnetic cores, magnetic It can be used as a head or the like.

<第2実施形態>
次に、本発明の焼結体の製造方法の第2実施形態について説明する。
以下、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態にかかる焼結体の製造方法は、造粒工程におけるNi基金属粒子の混合方法が異なる以外は、前記第1実施形態と同様である。
Second Embodiment
Next, 2nd Embodiment of the manufacturing method of the sintered compact of this invention is described.
Hereinafter, although the second embodiment will be described, the description will focus on the differences from the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
The manufacturing method of the sintered body according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the mixing method of the Ni-based metal particles in the granulation step is different.

本実施形態では、造粒工程(第1の工程)において、まず、Fe−Al−Si系合金粉末(複数のコア粒子)を用意する工程と、バインダを溶媒に溶解してバインダ溶液を調製するとともに、このバインダ溶液中にNi基金属粉末(複数のNi基金属粒子)を添加する工程とを順次行い、次いで、Ni基金属粉末を添加したバインダ溶液を供給しつつ、Fe−Al−Si系合金粉末を造粒する工程を行うことにより、造粒粉末(複数の造粒粒子)を得る。   In the present embodiment, in the granulation step (first step), first, a step of preparing Fe—Al—Si alloy powder (a plurality of core particles) and a binder solution by preparing a binder in a solvent are prepared. In addition, the Ni-based metal powder (a plurality of Ni-based metal particles) is sequentially added to the binder solution, and then the Fe-Al-Si system is supplied while supplying the binder solution to which the Ni-based metal powder is added. A granulated powder (a plurality of granulated particles) is obtained by performing a step of granulating the alloy powder.

かかる方法によれば、Ni基金属粉末をバインダ溶液に乗せて効率よく拡散させることができる。このため、Fe−Al−Si系合金粉末とNi基金属粉末とをさらに均一に分散させることができる。
なお、本実施形態では、このように、Ni基金属粉末をバインダ溶液に分散させた状態で、Fe−Al−Si系合金粉末に供給されるため、例えば、Ni基金属粉末の粒径が比較的小さいために、Ni基金属粉末に凝集が起こり易い場合でも、Fe−Al−Si系合金粉末とNi基金属粉末とを均一に分散させることができる。
According to this method, the Ni-based metal powder can be efficiently diffused on the binder solution. For this reason, the Fe—Al—Si based alloy powder and the Ni-based metal powder can be more uniformly dispersed.
In this embodiment, since the Ni-based metal powder is supplied to the Fe—Al—Si-based alloy powder in a state where the Ni-based metal powder is dispersed in the binder solution in this way, for example, the particle size of the Ni-based metal powder is compared. Therefore, even when aggregation is likely to occur in the Ni-based metal powder, the Fe-Al-Si alloy powder and the Ni-based metal powder can be uniformly dispersed.

以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、Fe−Al−Si系合金粉末とNi基金属粉末とバインダとの混合方法は、いかなる順序で混合されてもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.
For example, the mixing method of the Fe—Al—Si alloy powder, the Ni-based metal powder, and the binder may be mixed in any order.

1.焼結体の製造
(実施例1)
<1>まず、原料粉末として、水アトマイズ法により製造された平均粒径8.2μmのFe−Al−Si系合金粉末と、平均粒径1μmのNi粉末とを用意した。ここで用いたFe−Al−Si系合金粉末は、Fe−5.5wt%Al−9.5wt%Siの粉末である。
次いで、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末とをV型混合機により混合して、混合物を得た。なお、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との混合比は、重量比で99:1とした。
1. Production of sintered body (Example 1)
<1> First, an Fe—Al—Si alloy powder having an average particle size of 8.2 μm and an Ni powder having an average particle size of 1 μm manufactured by a water atomization method were prepared as a raw material powder. The Fe—Al—Si based alloy powder used here is Fe-5.5 wt% Al-9.5 wt% Si powder.
Next, the Fe—Al—Si alloy powder and Ni powder were mixed with a V-type mixer to obtain a mixture. The mixing ratio of the Fe—Al—Si alloy powder and the Ni powder was 99: 1 by weight.

<2>一方、バインダとして、ポリビニルピロリドン(BASF(株)製)粉末を用意し、この粉末を水(溶媒)に溶解してバインダ溶液を調製した。
なお、バインダ溶液におけるバインダの量は、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との合計重量1kg当たり12gとした。
また、バインダ溶液における溶媒の量は、バインダ1gあたり50gとした。
<2> On the other hand, polyvinylpyrrolidone (BASF Co., Ltd.) powder was prepared as a binder, and this powder was dissolved in water (solvent) to prepare a binder solution.
The amount of the binder in the binder solution was 12 g per kg of the total weight of the Fe—Al—Si alloy powder and the Ni powder.
The amount of the solvent in the binder solution was 50 g per 1 g of binder.

<3>次に、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との混合物を、転動流動造粒装置((株)パウレック製、MP−01)の処理容器内に投入した。そして、処理容器内の混合物に向けて、スプレーノズルからバインダ溶液を噴霧しつつ、混合物を転動・造粒し、平均粒径75μmの造粒粉末を得た。
なお、バインダ溶液の供給速度は、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との合計重量1kg当たり10g/分とした。
また、造粒時間は、90分とした。
<3> Next, the mixture of the Fe—Al—Si based alloy powder and the Ni powder was put into a processing container of a rolling fluidized granulator (manufactured by POWREC Co., Ltd., MP-01). Then, the mixture was rolled and granulated while spraying the binder solution from the spray nozzle toward the mixture in the processing container to obtain a granulated powder having an average particle diameter of 75 μm.
The supply rate of the binder solution was 10 g / min per kg of the total weight of the Fe—Al—Si alloy powder and the Ni powder.
The granulation time was 90 minutes.

<4>次に、得られた造粒粉末を用い、以下の成形条件で成形し、成形体を得た。
<成形条件>
・成形方法 :圧粉成形
・成形圧力 :600MPa(6t/cm
<5>次に、この成形体を以下の脱脂条件で脱脂し、脱脂体を得た。
<脱脂条件>
・脱脂温度 :600℃
・脱脂時間 :1時間
・脱脂雰囲気:水素ガス雰囲気
<4> Next, the obtained granulated powder was used and molded under the following molding conditions to obtain a molded body.
<Molding conditions>
Molding method: compacting Molding pressure: 600 MPa (6 t / cm 2 )
<5> Next, this molded body was degreased under the following degreasing conditions to obtain a degreased body.
<Degreasing conditions>
・ Degreasing temperature: 600 ° C
・ Degreasing time: 1 hour ・ Degreasing atmosphere: Hydrogen gas atmosphere

<6>次に、得られた脱脂体を以下の焼成条件で焼成し、焼結体を得た。
<焼成条件>
・焼成温度 :1250℃
・焼成時間 :2時間
・焼成雰囲気:真空雰囲気
<6> Next, the obtained degreased body was fired under the following firing conditions to obtain a sintered body.
<Baking conditions>
・ Baking temperature: 1250 ° C
・ Baking time: 2 hours ・ Baking atmosphere: Vacuum atmosphere

(実施例2〜4)
Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との混合比、および、焼成温度を表1に示すように設定した以外は、前記実施例1と同様にして焼結体を得た。
(実施例5)
Ni粉末として、平均粒径3μmのものを用いた以外は、前記実施例3と同様にして焼結体を得た。
(Examples 2 to 4)
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of the Fe—Al—Si based alloy powder and the Ni powder and the firing temperature were set as shown in Table 1.
(Example 5)
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 3 except that Ni powder having an average particle diameter of 3 μm was used.

(実施例6)
以下のようにして造粒粉末を得るようにした以外は、前記実施例3と同様にして焼結体を得た。
まず、原料粉末として、水アトマイズ法により製造された平均粒径8.2μmのFe−Al−Si系合金粉末を用意した。ここで用いたFe−Al−Si系合金粉末は、Fe−5.5wt%Al−9.5wt%Siの粉末である。
(Example 6)
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 3 except that the granulated powder was obtained as follows.
First, as a raw material powder, an Fe—Al—Si based alloy powder having an average particle size of 8.2 μm manufactured by a water atomization method was prepared. The Fe—Al—Si based alloy powder used here is Fe-5.5 wt% Al-9.5 wt% Si powder.

次に、平均粒径1μmのNi粉末と、バインダとして、ポリビニルピロリドン(BASF(株)製)粉末を用意し、Ni粉末とポリビニルピロリドンの粉末とを水(溶媒)に分散または溶解させてバインダ溶液を調製した。なお、用意したNi粉末の量は、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との混合比が、重量比で98:2となる量とした。
また、バインダ溶液におけるバインダの量は、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との合計重量1kg当たり12gとし、溶媒の量は、バインダ1gあたり50gとした。
Next, Ni powder having an average particle size of 1 μm and polyvinyl pyrrolidone (BASF) powder are prepared as a binder, and Ni powder and polyvinyl pyrrolidone powder are dispersed or dissolved in water (solvent) to obtain a binder solution. Was prepared. The amount of Ni powder prepared was such that the mixing ratio of Fe—Al—Si alloy powder and Ni powder was 98: 2 by weight.
The amount of the binder in the binder solution was 12 g per kg of the total weight of the Fe—Al—Si alloy powder and the Ni powder, and the amount of the solvent was 50 g per 1 g of the binder.

次に、Fe−Al−Si系合金粉末を、転動流動造粒装置((株)パウレック製、MP−01)の処理容器内に投入した。そして、処理容器内のFe−Al−Si系合金粉末に向けて、スプレーノズルからバインダ溶液を噴霧しつつ、Fe−Al−Si系合金粉末を転動・造粒し、平均粒径80μmの造粒粉末を得た。
なお、バインダ溶液の供給速度は、Fe−Al−Si系合金粉末とNi粉末との合計重量1kg当たり20g/分とした。
また、造粒時間は、50分とした。
(実施例7)
Fe−Al−Si系合金粉末として、Fe−4.0wt%Al−6.0wt%Si−3.2wt%Niの粉末を用いた以外は、前記実施例3と同様にして焼結体を得た。
Next, the Fe—Al—Si based alloy powder was put into a processing container of a rolling fluidized granulator (manufactured by POWREC Co., Ltd., MP-01). Then, while spraying the binder solution from the spray nozzle toward the Fe—Al—Si alloy powder in the processing vessel, the Fe—Al—Si alloy powder is rolled and granulated to produce an average particle size of 80 μm. A granular powder was obtained.
The supply rate of the binder solution was 20 g / min per kg of the total weight of the Fe—Al—Si alloy powder and the Ni powder.
The granulation time was 50 minutes.
(Example 7)
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 3 except that Fe-4.0 wt% Al-6.0 wt% Si-3.2 wt% Ni powder was used as the Fe-Al-Si alloy powder. It was.

(比較例1)
Ni粉末の添加を省略した以外は、前記実施例2と同様にして焼結体を得た。
(比較例2)
Ni粉末の添加を省略した以外は、前記実施例3と同様にして焼結体を得た。
(比較例3)
Ni粉末の添加を省略した以外は、前記実施例7と同様にして焼結体を得た。
(Comparative Example 1)
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 2 except that the addition of Ni powder was omitted.
(Comparative Example 2)
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 3 except that the addition of Ni powder was omitted.
(Comparative Example 3)
A sintered body was obtained in the same manner as in Example 7 except that the addition of Ni powder was omitted.

2.評価
2.1 焼結体の密度の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ密度を測定した。なお、密度の測定は、アルキメデス法(JIS Z 2501に規定)に準じた方法により行った。
2. Evaluation 2.1 Evaluation of Density of Sintered Body The density of each sintered body obtained in each Example and each Comparative Example was measured. The density was measured by a method according to the Archimedes method (specified in JIS Z 2501).

2.2 焼結体の抗折強度の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれ抗折強度を測定した。なお、抗折強度の測定は、金属材料の曲げ強さ試験方法(JIS Z 2248に規定)に準じた方法により行った。
2.3 焼結体の硬度の評価
各実施例および各比較例で得られた焼結体について、それぞれロックウェル硬度(HRC)を測定した。なお、ロックウェル硬度の測定は、ロックウェル硬さ試験方法(JIS Z 2245に規定)に準じた方法により行った。
以上、2.1〜2.3の評価結果について、表1に示す。
2.2 Evaluation of bending strength of sintered body The bending strength of each sintered body obtained in each example and each comparative example was measured. In addition, the bending strength was measured by a method in accordance with a bending strength test method for metal materials (specified in JIS Z 2248).
2.3 Evaluation of Hardness of Sintered Body Rockwell hardness (HRC) was measured for each of the sintered bodies obtained in each of Examples and Comparative Examples. The Rockwell hardness was measured by a method according to the Rockwell hardness test method (specified in JIS Z 2245).
The evaluation results of 2.1 to 2.3 are shown in Table 1.

Figure 2008214664
Figure 2008214664

表1から明らかなように、各実施例では、いずれも密度が十分に高い焼結体が得られた。
また、各実施例では、いずれも抗折強度およびロックウェル硬度が十分に高い焼結体が得られた。
一方、各比較例で得られた焼結体は、いずれも、抗折強度が低かった。また、密度やロックウェル硬度が特に低いものもあった。
なお、各実施例および各比較例で得られた焼結体の透磁率および飽和磁束密度を測定したところ、いずれも、ほぼ同等の磁気特性であった。
As is clear from Table 1, in each Example, a sintered body having a sufficiently high density was obtained.
In each Example, a sintered body having a sufficiently high bending strength and Rockwell hardness was obtained.
On the other hand, all of the sintered bodies obtained in the respective comparative examples had low bending strength. Some of them have particularly low density and Rockwell hardness.
In addition, when the magnetic permeability and the saturation magnetic flux density of the sintered bodies obtained in each of the examples and the comparative examples were measured, all had substantially the same magnetic characteristics.

本発明の焼結体の製造方法の第1実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the sintered compact of this invention. 第1実施形態にかかる焼結体の製造方法で用いる造粒粉末の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the granulated powder used with the manufacturing method of the sintered compact concerning 1st Embodiment. 第1実施形態にかかる焼結体の製造方法で得られた成形体の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the molded object obtained with the manufacturing method of the sintered compact concerning 1st Embodiment. 本発明の焼結体の縦断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the longitudinal cross-section of the sintered compact of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1……Fe−Al−Si系合金粉末(Fe−Al−Si系合金粒子、コア粒子) 2……Ni基金属粉末(Ni基金属粒子) 3……バインダ 10……造粒粉末 20……成形体 30……焼結体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fe-Al-Si type alloy powder (Fe-Al-Si type alloy particle, core particle) 2 ... Ni base metal powder (Ni base metal particle) 3 ... Binder 10 ... Granulated powder 20 ... Molded body 30 ... Sintered body

Claims (18)

Fe−Al−Si系合金で構成された複数のコア粒子と、Ni基金属材料で構成された複数のNi基金属粒子と、バインダとを混合するとともに造粒し、造粒粒子を得る第1の工程と、
前記造粒粒子を所定の形状に成形し、成形体を得る第2の工程と、
前記成形体を焼成し、焼結体を得る第3の工程とを有することを特徴とする焼結体の製造方法。
First, a plurality of core particles composed of an Fe-Al-Si alloy, a plurality of Ni-based metal particles composed of a Ni-based metal material, and a binder are mixed and granulated to obtain granulated particles. And the process of
A second step of forming the granulated particles into a predetermined shape to obtain a molded body;
And a third step of firing the shaped body to obtain a sintered body.
前記造粒粒子は、前記各コア粒子を覆うように、前記各Ni基金属粒子および前記バインダが位置してなるものである請求項1に記載の焼結体の製造方法。   2. The method for producing a sintered body according to claim 1, wherein the granulated particles are formed by positioning the Ni-based metal particles and the binder so as to cover the core particles. 前記Fe−Al−Si系合金は、Feを主成分とし、Alの含有率が3〜8wt%であり、Siの含有率が5〜11wt%である請求項1または2に記載の焼結体の製造方法。   3. The sintered body according to claim 1, wherein the Fe—Al—Si-based alloy has Fe as a main component, has an Al content of 3 to 8 wt%, and an Si content of 5 to 11 wt%. Manufacturing method. 前記Ni基金属材料は、Ni単体である請求項1ないし3のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 3, wherein the Ni-based metal material is Ni simple substance. 前記造粒粒子の平均粒径は、40〜180μmである請求項1ないし4のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 4, wherein an average particle diameter of the granulated particles is 40 to 180 µm. 前記Ni基金属粒子の平均粒径は、前記コア粒子の平均粒径よりも小さい請求項1ないし5のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 5, wherein an average particle diameter of the Ni-based metal particles is smaller than an average particle diameter of the core particles. 前記Ni基金属粒子の平均粒径は、前記コア粒子の平均粒径の5〜50%である請求項6に記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to claim 6, wherein an average particle diameter of the Ni-based metal particles is 5 to 50% of an average particle diameter of the core particles. 前記コア粒子の平均粒径は、2〜20μmである請求項1ないし7のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 7, wherein an average particle diameter of the core particles is 2 to 20 µm. 前記Ni基金属粒子の平均粒径は、0.5〜10μmである請求項1ないし8のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 8, wherein an average particle diameter of the Ni-based metal particles is 0.5 to 10 µm. 前記造粒粒子における前記コア粒子と前記Ni基金属粒子との混合比は、重量比で99.5:0.5〜90:10である請求項1ないし9のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The sintered body according to any one of claims 1 to 9, wherein a mixing ratio of the core particles and the Ni-based metal particles in the granulated particles is 99.5: 0.5 to 90:10 by weight. Manufacturing method. 前記第1の工程は、前記複数のコア粒子と、前記複数のNi基金属粒子とを混合して混合物を得る工程と、
前記バインダを溶媒に溶解してなるバインダ溶液を供給しつつ、前記混合物を造粒し、前記造粒粒子を得る工程とを有する請求項1ないし10のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
The first step is a step of mixing the plurality of core particles and the plurality of Ni-based metal particles to obtain a mixture;
The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 10, further comprising the step of granulating the mixture and obtaining the granulated particles while supplying a binder solution obtained by dissolving the binder in a solvent. .
前記第1の工程は、前記バインダを溶媒に溶解してなるバインダ溶液に前記複数のNi基金属粒子を分散させ、分散液を得る工程と、
該分散液を供給しつつ、前記複数のコア粒子を造粒し、前記造粒粒子を得る工程とを有する請求項1ないし10のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
The first step is a step of dispersing the plurality of Ni-based metal particles in a binder solution obtained by dissolving the binder in a solvent to obtain a dispersion;
The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 10, further comprising a step of granulating the plurality of core particles and obtaining the granulated particles while supplying the dispersion.
前記第1の工程おいて、転動造粒法、転動流動造粒法または噴霧乾燥法により前記造粒を行う請求項1ないし12のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 12, wherein in the first step, the granulation is performed by a rolling granulation method, a rolling fluid granulation method, or a spray drying method. 前記第3の工程において、前記焼成の温度を1100〜1270℃とし、前記焼成の時間を0.5〜8時間とする請求項1ないし13のいずれかに記載の焼結体の製造方法。   The method for producing a sintered body according to any one of claims 1 to 13, wherein, in the third step, the firing temperature is 1100 to 1270 ° C, and the firing time is 0.5 to 8 hours. 請求項1ないし14のいずれかに記載の焼結体の製造方法により製造されたことを特徴とする焼結体。   A sintered body manufactured by the method for manufacturing a sintered body according to any one of claims 1 to 14. Fe−Al−Si系合金で構成された複数のコア粒子同士の間に、Ni基金属材料が分布してなることを特徴とする焼結体。   A sintered body characterized in that a Ni-based metal material is distributed between a plurality of core particles composed of an Fe-Al-Si alloy. 抗折強度が680N/mm以上である請求項15または16に記載の焼結体。 The sintered body according to claim 15 or 16, which has a bending strength of 680 N / mm 2 or more. 空孔率が1〜10%である請求項15ないし17のいずれかに記載の焼結体。   The sintered body according to any one of claims 15 to 17, which has a porosity of 1 to 10%.
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