JP2008503653A5 - 粉末組成物、及び軟磁性部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、軟磁性複合体（ｓｏｆｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔ）（ＳＭＣ）のための潤滑剤に関する。特に本発明は、軟磁性の鉄又は鉄基粉末で、それら粒子が無機絶縁層により囲まれている粉末のための液体潤滑剤に関する。

工業的に、軟磁性粉末組成物を成形し、熱処理することにより製造された金属製品が益々広く用いられるようになってきている。種々の形及び厚さの数多くの異なった製品が製造されており、これらの製品にはそれらの最終用途により異なった品質条件が課されている。それら異なった必要条件に適合させるため、粉末冶金工業では極めて多種類の鉄及び鉄基粉末組成物が開発されてきている。

最近のＰＭ技術では、液体潤滑剤だけを用いた潤滑は、粉末の性質及び取扱い性が悪いため成功を収めていない。しかし、液体潤滑剤は、固体潤滑剤と組合せて用いることが提案されてきている。例えば、米国特許第６，５３７，３８９号明細書には、軟磁性複合体材料を製造する方法が記載されている。この方法では、打ち抜き油又は菜種油メチルエステルが、成形する粉末組成物に適切な潤滑添加剤の例として言及されている。これらの化合物は固体ステアリン酸アミド潤滑剤と組合せて用いるように提案されているが、打ち抜き油又は菜種油メチルエステルの物理的性質については何も教示されておらず、これらの化合物を使用した実際の例は示されていない。液体潤滑剤を使用することは米国特許第３，７２８，１１０号明細書からも知られており、この特許は、液体潤滑剤を多孔質シリカゲルと組合せて用いるべきであることを教示している。この場合にも液体潤滑剤は固体潤滑剤と一緒にすべきである。

今回、ある種類の軟磁性の鉄又は鉄基粉末を、潤滑剤として特定の種類の液体有機物質と一緒にすると、大きな密度を有する成形物体を得ることが図らずも発見されたばかりでなく、それらの成形物体を比較的低い押出力（ｅｊｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ）でダイから押出させることができることも発見された。更に、これらの潤滑剤は、ダイの壁の摩耗を防ぎ、成形物体に優れた表面仕上げを与えるのに有効であることが判明している。潤滑のためのシリカゲルは不要である。

簡単に述べると、本発明は、無機絶縁層及び液体有機潤滑剤により粒子が囲まれている軟磁性の鉄又は鉄基粉末を含む粉末組成物に関する。本発明は、液体潤滑剤を用いることにより、成形し、熱処理した部品を製造する方法にも関する。

例１
合計２ｋｇの種々の鉄基粉末組成物を調製した。鉄基粉末は軟磁性粉末であり、その粒子には絶縁性無機被覆が与えられていた。粒径分布は、下の表４の「粗い粉末」に記載してある通りである：

４００ｇの鉄基粉末を、別の混合器中で４．０ｇの液体潤滑剤と一緒に強く混合し、所謂マスター混合物を得た。その後、マスター混合物を残りの量の軟磁性鉄基粉末に添加し、最終混合物を更に３分間混合した。

上の表から、上に定義した種類の液体潤滑剤を含む組成物は、微細及び粗い両方の軟磁性粉末に対して用いることができることが分かる。しかし、粗い粉末を用いた場合、成形部品の表面仕上げ及び圧粉密度の両方が改善される。しかし、微細粉末の見かけ密度及び流動性のような粉末の性質は、本発明による液体潤滑剤を用いたのでは通常よくない。それにも拘わらず、これらの粉末の性質に対し必要な厳しい条件のない用途では、微細粉末は、本発明による液体潤滑剤を用いて許容可能な品質の部品を与えることができる。

Claims (14)

1. 粒子が絶縁性無機被覆で取り巻かれている鉄又は鉄基粉末を含み、潤滑剤として、結晶融点が２５℃より低く、４０℃での粘度（η）が１５ｍＰａ・ｓより大きく、前記粘度が次の式：
   ｌｇ（η）＝ｋ／Ｔ＋Ｃ
   （式中、対数ｌｇ（η）の底は１０であり、３０℃から８０℃の温度において勾配ｋは、８００より大きく、Ｔはケルビン単位であり、Ｃは定数である）
   に従い温度に依存である、少なくとも一種類の不乾性油又は液体を、組成物の０．０５〜０．４０重量％の量で含む、成形体のための粉末組成物。
2. 潤滑剤が、鉱物油、植物系又は動物系脂肪酸、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、及びそれらのエステル化誘導体、からなる群から選択されている、請求項１に記載の粉末組成物。
3. 潤滑剤が、「レオロジー修正剤」、「極圧添加剤」、「冷間圧接防止用添加剤」、「酸化防止剤」、及び「防錆剤」からなる群から選ばれる１又は２種以上の添加剤と組み合わせて使用される、請求項２に記載の粉末組成物。
4. 潤滑剤が、０．１〜０．３重量％の量で含有されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉末組成物。
5. 潤滑剤が、０．１５〜０．２５重量％の量で含有されている、請求項４に記載の粉末組成物。
6. ２５℃において固体である潤滑剤（一種又は多種）を含まない、請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉末組成物。
7. ４５μｍより小さい粒径を有する粉末粒子が、前記鉄又は鉄基粉末の総重量の５重量％より少ない、請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉末組成物。
8. 鉄基粉末の少なくとも４０重量％が、１０６μｍより大きい粒径を有する粒子からなる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の組成物。
9. 鉄基粉末の少なくとも６０重量％が、１０６μｍより大きい粒径を有する粒子からなる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の組成物。
10. 鉄基粉末の少なくとも２０重量％が、２１２μｍより大きい粒径を有する粒子からなる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の組成物。
11. 鉄基粉末の少なくとも４０重量％が、２１２μｍより大きい粒径を有する粒子からなる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の組成物。
12. 鉄基粉末の少なくとも５０重量％が、２１２μｍより大きい粒径を有する粒子からなる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の組成物。
13. 更に、有機結合剤及び樹脂、流動性増加剤、処理助剤、及び粒状潤滑剤からなる群から選択された一種類以上の添加剤を含有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の粉末組成物。
14. ａ） 粒子が無機絶縁性層で囲まれている軟磁性の鉄又は鉄基粉末と、潤滑剤として、結晶融点が２５℃より低く、４０℃での粘度（η）が１５ｍＰａ・ｓより大きく、前記粘度が次の式：
    ｌｇ（η）＝ｋ／Ｔ＋Ｃ
    （式中、対数ｌｇ（η）の底は１０であり、３０℃から８０℃の温度において勾配ｋは、８００より大きく、Ｔはケルビン単位であり、Ｃは定数である）
    に従い温度に依存である、該鉄又は鉄基粉末及び該潤滑剤を含んでなる組成物の０．０５〜０．４重量％の量の、不乾性油又は液体とを混合する工程、及び
    ｂ） 前記組成物を６００ＭＰａより大きい圧力で成形し、成形物体にする工程、
    を含む、軟磁性部品を製造する方法。