JP2009228108A - Powder for metallurgy, and method for manufacturing powder for metallurgy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冶金用粉末および冶金用粉末の製造方法に関し、たとえば圧粉磁心に用いられる冶金用粉末および冶金用粉末の製造方法に関する。 The present invention relates to a metallurgical powder and a method for producing the metallurgical powder, and, for example, to a metallurgical powder used for a dust core and a method for producing the metallurgical powder.
従来、金型内で冶金用粉末を圧粉して所定形状の成形体を得る際には、金型壁面と冶金用粉末の粒子との界面、または冶金用粉末の粒子間に摩擦が生じるので、金型に潤滑剤を塗布している。しかし、金型が複雑な形状である場合には、金型壁面において潤滑剤が塗布されない箇所が生じ、金型壁面と成形体との焼き付きが発生するという問題がある。 Conventionally, when a metallurgical powder is compacted in a mold to obtain a molded body having a predetermined shape, friction occurs between the interface between the mold wall surface and the metallurgical powder particles, or between the metallurgical powder particles. The lubricant is applied to the mold. However, when the mold has a complicated shape, there is a problem that a portion where the lubricant is not applied is generated on the mold wall surface, and seizure occurs between the mold wall surface and the molded body.
また、冶金用粉末に潤滑剤粉末を混合して金型に充填することもできる。しかし、この場合には、潤滑剤が均一に分散せず凝集しやすいために、固まった潤滑剤に冶金用粉末が捕らえられて、金型に冶金用粉末を充填するときに冶金用粉末の流動性が悪くなるという問題がある。 Also, the metal powder can be mixed with the lubricant powder and filled in the mold. However, in this case, since the lubricant is not uniformly dispersed and easily aggregated, the metallurgical powder is trapped in the solidified lubricant, and the metallurgical powder flows when the metallurgical powder is filled in the mold. There is a problem of getting worse.
冶金用粉末中に潤滑剤を均一に分散させるために、たとえば冶金用粉末と潤滑剤とを潤滑剤の融点以上の温度で混合して冶金用粉末の粒子に潤滑剤を付着させて、金型内で圧粉することもできる。しかし、この場合には、冶金用粉末の粒子同士が潤滑剤を介して結合(凝集)して2次粒子化しやすく、鉄基粉末の流動性は改善されるものの、充填密度が悪いという問題がある。 In order to uniformly disperse the lubricant in the metallurgical powder, for example, the metallurgical powder and the lubricant are mixed at a temperature equal to or higher than the melting point of the lubricant, and the lubricant is adhered to the particles of the metallurgical powder. It can also be compressed in the inside. However, in this case, the metallurgical powder particles are easily bonded (aggregated) via a lubricant to form secondary particles, and the fluidity of the iron-based powder is improved, but the packing density is poor. is there.
さらに、特開2001−192706号公報(特許文献1)には、粉末冶金用の流動性改善粉末の製造方法が開示されている。特許文献1では、金属粉末と潤滑剤とを50℃以上でかつ潤滑剤の融点より5℃低い温度以下の温度で混合した粉末を用いる方法が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1では、潤滑剤が加熱により軟化して粘着性が出る場合があり、この場合には上述した従来の方法と同様に、粉末冶金用の流動性改善粉末の粒子の2次粒子化を招くという問題がある。また、粘着性が出なければ、潤滑剤なしで単純混合した場合と同様に金型と成形体との焼き付きが生じるという問題がある。 However, in Patent Document 1, the lubricant may be softened by heating and become sticky. In this case, as in the conventional method described above, the secondary particles of the fluidity improving powder particles for powder metallurgy are used. There is a problem of inviting particles. Moreover, if the adhesiveness does not appear, there is a problem that seizure occurs between the mold and the molded body as in the case of simple mixing without a lubricant.
したがって、本発明の目的は、良好な流動性を有し、かつ高密度に充填可能であり、かつ成形性を向上できる冶金用粉末および冶金用粉末の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a metallurgical powder and a method for producing a metallurgical powder that have good fluidity, can be filled at a high density, and can improve moldability.
本発明の冶金用粉末は、第1の粉末と、第2の粉末とを備え、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比が、1以上7/3以下である。第1の粉末は、複数の第1の粒子と、複数の第1の粒子の表面を被覆する潤滑剤とを含んでいる。第2の粉末は、表面に潤滑剤が被覆されていない複数の第2の粒子を含んでいる。 The metallurgical powder of the present invention includes a first powder and a second powder, and a mass ratio of the second powder to the first powder is 1 or more and 7/3 or less. The first powder includes a plurality of first particles and a lubricant that covers the surfaces of the plurality of first particles. The second powder includes a plurality of second particles whose surfaces are not coated with a lubricant.
本発明の冶金用粉末の製造方法は、以下の工程を備えている。複数の第1の粒子と、複数の第1の粒子の表面を被覆する潤滑剤とを含む第1の粉末が準備される。表面に潤滑剤が被覆されていない複数の第2の粒子を含む第2の粉末が準備される。第1の粉末に対する第2の粉末の質量比が1以上7/3以下になるように、第1の粉末と第2の粉末とが混合される。 The method for producing metallurgical powder of the present invention includes the following steps. A first powder including a plurality of first particles and a lubricant that covers the surfaces of the plurality of first particles is prepared. A second powder including a plurality of second particles whose surfaces are not coated with a lubricant is prepared. The first powder and the second powder are mixed so that the mass ratio of the second powder to the first powder is 1 or more and 7/3 or less.
本発明の冶金用粉末および冶金用粉末の製造方法によれば、第1の粉末は、第1の粒子の表面に潤滑剤が被覆しているので、金型の形状によらずに潤滑機能を発現できる。このため、第1の粉末は成形性を向上する。第2の粉末は、第2の粒子の表面に潤滑剤が被覆されていないので、第1の粉末よりも粉末間の摩擦が低い。このため、第2の粉末は流動性を向上する。 According to the metallurgical powder and the metallurgical powder manufacturing method of the present invention, the first powder has a lubricating function regardless of the shape of the mold because the surface of the first particles is coated with the lubricant. It can be expressed. For this reason, the first powder improves moldability. The second powder has a lower friction between the powders than the first powder because the surface of the second particles is not coated with a lubricant. For this reason, the second powder improves fluidity.
本発明者は、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比を1以上7/3以下にすることによって、第1の粉末の良好な成形性と、第2の粉末の良好な流動性と両立できることを見出した。 The inventor of the present invention has a good moldability of the first powder and a good flowability of the second powder by setting the mass ratio of the second powder to the first powder to 1 to 7/3. I found out that they can be compatible.
すなわち、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比が1以上の場合、潤滑剤に被覆された第1の粒子同士が接触することを抑制できる。このため、第1の粉末による流動性の悪化を抑制できる。また、第1の粉末同士が接触することを抑制できるので、第1の粉末に被覆している潤滑剤が結合することにより潤滑剤を介して第1の粒子が凝集することを抑制できる。このため、この冶金用粉末を加圧成形することにより得られる成形体の密度を向上できる。一方、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比が7/3以下の場合、第1の粒子を被覆する潤滑剤が潤滑機能を発現でき、かつ、冶金用粉末において第1の粉末を分散させることによって潤滑剤を均一に分散させることができるので、潤滑剤の偏析を防止できる。このため、この冶金用粉末を加圧成形するときに潤滑性を確保できるので、成形性を向上できる。 That is, when the mass ratio of the second powder to the first powder is 1 or more, the contact of the first particles coated with the lubricant can be suppressed. For this reason, deterioration of fluidity due to the first powder can be suppressed. Moreover, since it can suppress that 1st powder contacts, it can suppress that 1st particle | grains aggregate through a lubricant | lubricant by couple | bonding the lubricant coat | covered with a 1st powder. For this reason, the density of the molded object obtained by press-molding this metallurgical powder can be improved. On the other hand, when the mass ratio of the second powder to the first powder is 7/3 or less, the lubricant covering the first particles can exhibit a lubricating function, and the first powder is dispersed in the metallurgical powder. By doing so, the lubricant can be uniformly dispersed, so that segregation of the lubricant can be prevented. For this reason, since lubricity can be ensured when pressure-molding this metallurgical powder, moldability can be improved.
上記冶金用粉末において好ましくは、第1の粒子は、第1の鉄基粒子と、第1の鉄基粒子の表面を取り囲む第1の絶縁被膜とを有し、第2の粒子は、第2の鉄基粒子と、第2の鉄基粒子の表面を取り囲む第2の絶縁被膜とを有している。 Preferably, in the metallurgical powder, the first particle has a first iron-based particle and a first insulating coating surrounding the surface of the first iron-based particle, and the second particle is a second particle. And a second insulating film surrounding the surface of the second iron-based particle.
これにより、第1および第2の粉末において互いの粒子間を電気的に絶縁することができる。このため、この冶金用粉末を加圧成形すると、電気抵抗が大きい成形体が実現できる。 Thereby, between each particle | grain can be electrically insulated in 1st and 2nd powder. For this reason, when this metallurgical powder is pressure-molded, a compact having a large electric resistance can be realized.
上記冶金用粉末において好ましくは、第1の絶縁被膜は、非晶質リン酸塩化合物、非晶質ホウ酸塩化合物、非晶質珪酸化合物および非晶質酸化物からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなる。 Preferably, in the metallurgical powder, the first insulating coating is at least selected from the group consisting of an amorphous phosphate compound, an amorphous borate compound, an amorphous silicate compound, and an amorphous oxide. It consists of a kind of substance.
潤滑剤は第1の鉄基粒子の表面の凹部を埋めるように被覆するが、これらの物質は厚みを小さくして鉄基粒子の表面を被覆することができるので、第1の鉄基粒子の表面の凹凸の差が低減されることを抑制できる。このため、第1の鉄基粒子の表面を被覆する潤滑剤の量が低減されることを抑制できる。したがって、潤滑性能の低下をより抑制できるので、成形性をより向上できる。 The lubricant is coated so as to fill the recesses on the surface of the first iron-based particles, but since these substances can be coated on the surface of the iron-based particles by reducing the thickness, It can suppress that the difference of the unevenness | corrugation of the surface is reduced. For this reason, it can suppress that the quantity of the lubricant which coat | covers the surface of a 1st iron group particle | grain is reduced. Therefore, since the fall of lubrication performance can be suppressed more, a moldability can be improved more.
本発明の冶金用粉末および冶金用粉末の製造方法によれば、良好な流動性を有し、高密度に充填可能であり、かつ成形性を向上できる。 According to the metallurgical powder and the metallurgical powder manufacturing method of the present invention, it has good fluidity, can be filled with high density, and can improve moldability.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態における冶金用粉末を模式的に示す断面図である。図1に示すように、本実施の形態における冶金用粉末は、第1の粉末10と第2の粉末とを備え、第1の粉末10に対する第2の粉末の質量比が、1以上7/3以下である。第1の粉末10は、複数の第1の鉄基粒子11と、複数の第1の鉄基粒子11の表面を被覆する潤滑剤12とを含んでいる。第2の粉末は、表面に潤滑剤が被覆されていない複数の第2の鉄基粒子21を含んでいる。潤滑剤12は、第1の鉄基粒子11の表面を被覆しており、第1の粉末10と第2の粉末との間にはほとんど存在していない。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a metallurgical powder in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the metallurgical powder in the present embodiment includes a
第1および第2の鉄基粒子11、21は、たとえば、鉄(Fe)、鉄(Fe)−シリコン(Si)系合金、鉄(Fe)−アルミニウム(Al)系合金、鉄(Fe)−窒素(N)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)系合金、鉄(Fe)−炭素(C)系合金、鉄(Fe)−ホウ素(B)系合金、鉄(Fe)−コバルト(Co)系合金、鉄(Fe)−リン(P)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)系合金および鉄(Fe)−アルミニウム(Al)−シリコン(Si)系合金などから形成されている。第1および第2の鉄基粒子11、21は、金属単体でも合金でもよい。また第1および第2の鉄基粒子11、21は、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。
The first and second iron-based
第1および第2の鉄基粒子11、21の平均粒径は、30μm以上500μm以下であることが好ましい。第1の鉄基粒子11の平均粒径を30μm以上にすることにより、第1の鉄基粒子11の表面積を大きくできるので、1粒子を被覆する潤滑剤12の量を増加できる。また第1および第2の鉄基粒子11、21の平均粒径を30μm以上とすることにより、冶金用粉末の搬送が容易である。一方、500μm以下にすることにより、成形性の悪化を防止できる。
The average particle diameter of the first and second iron-based
なお、第1および第2の鉄基粒子11、21の平均粒径とは、粒径のヒストグラム中、粒径の小さいほうからの質量の和が総質量の50%に達する粒子の粒径、つまり50%粒径をいう。
The average particle size of the first and second iron-based
また、第1の鉄基粒子11の表面の凹部に潤滑剤12が付着しやすいため、第1の鉄基粒子11は、凹凸が大きい表面を有していることが好ましい。
In addition, since the
図2は、本実施の形態における別の第1の粉末を模式的に示す断面図である。潤滑剤12は、第1の鉄基粒子11の表面を被覆している。すなわち、潤滑剤12は、図1に示すように、第1の鉄基粒子11の表面の凹部にのみ付着していてもよく、図2に示すように、第1の鉄基粒子11の表面の凹部を含む全周を取り囲むように付着していてもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another first powder in the present embodiment. The
潤滑剤12は、常温で液体でも固体であってもよいが、好ましくは経時変化の少ない固体である。潤滑剤12は、有機化合物を用いることが好ましく、たとえば炭化水素系潤滑剤、脂肪酸系潤滑剤、アミド系潤滑剤、エステル系潤滑剤、高級アルコール系潤滑剤、金属石鹸、および複合系潤滑剤などを用いることができる。潤滑剤12は、炭化水素系潤滑剤としてはパラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸系潤滑剤としてはステアリン酸、ベヘニン酸、1,2−ヒドロキシステアリン酸、アミド系潤滑剤としてはステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレフィン酸アミド、エステル系アミドとしてはステアリン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、硬化ヒマシ油、ステアリン酸ステアリル、高級アルコール系としてはステアリルアルコール、金属石鹸としてはステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸鉛などを好ましく用いることができる。
The
潤滑剤12の融点は150℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましい。150℃以下にすることによって、この冶金用粉末の金型温間成形を潤滑剤の融点以下、つまり150℃以下で加熱することで自己融解により潤滑剤12を液体潤滑剤として作用させることができる。液体潤滑剤として作用させると、加圧成形時に金型の外部に潤滑剤12を押し出すことができるので、成形体と金型との間に十分な量の潤滑剤12を確保でき、また、この冶金用粉末を加圧成形してなる成形体内に残存する潤滑剤の量を低減できるので、成形体の密度をより向上することができる。80℃以下にすることによって、この冶金用粉末を加圧成形してなる成形体の密度をより一層向上できる。
The melting point of the
潤滑剤12は、第1の鉄基粒子11と第2の鉄基粒子21との和の質量に対して0.2質量%以上0.4質量%以下含まれることが好ましい。0.2質量%以上とすることによって、潤滑剤12の潤滑効果をより発現できる。0.4質量%以下とすることによって、本実施の形態における冶金用粉末を加圧成形した後に残存する潤滑剤12の量が多くならず、成形体の高密度化を実現できる。
The
潤滑剤12は、エステル結合およびアミド結合の少なくとも一方を有し、酸価が1mgKOH/g以下で、かつ水酸基価とアミン価との和が4mgKOH/g以下であることが好ましい。潤滑剤12の溶融温度域が狭いシャープメルト性を有していると、第1の鉄基粒子11の凹部の細部に潤滑剤12がより付着される。
The
第1の粉末10は、第1の鉄基粒子11の表面に潤滑剤12が被覆しているので、金型の形状によらずに潤滑機能を発現できるため、第1の粉末10は成形性を向上する役割を担う。
Since the
第2の粉末(本実施の形態では第2の鉄基粒子21)は、第2の鉄基粒子21の表面に潤滑剤が被覆していないので、第1の粉末10よりも粉末間の摩擦が低い。このため、第2の粉末は流動性を向上する役割を担う。
Since the second powder (second iron-based
第1の粉末10に対する第2の粉末(本実施の形態では複数の第2の鉄基粒子21の)の質量比が、1以上7/3以下であり、3/2以上7/3以下がより好ましい。本発明者は、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比を上記範囲にすることによって、第1の粉末10の良好な成形性と、第2の粉末の良好な流動性と両立できることを見出した。
The mass ratio of the second powder (in the present embodiment, the plurality of second iron-based particles 21) to the
すなわち、第1の粉末10に対する第2の粉末(本実施の形態では第2の鉄基粒子21)の質量比が1未満の場合、潤滑剤12に被覆されている第1の鉄基粒子11が潤滑剤に被覆されていない第2の鉄基粒子21よりも多くなるので、潤滑剤12に被覆された第1の鉄基粒子11同士が接触する確率が高くなる。このため、第1の粉末10によって冶金用粉末の流動性が悪化してしまう。また、第1の粉末10同士が接触する確率が高くなると、第1の粉末10に付着している潤滑剤12が結合することにより潤滑剤12を介して第1の鉄基粒子11が凝集してしまう。このため、この冶金用粉末を加圧成形することにより得られる成形体の密度が低下してしまう。第1の粉末10に対する第2の粉末の質量比が3/2以上の場合、潤滑剤12に被覆された第1の鉄基粒子11同士が接触することをより抑制できるので、流動性の悪化をより抑制できるとともに、成形体の密度を向上できる。
That is, when the mass ratio of the second powder (second iron-based
一方、第1の粉末10に対する第2の粉末の質量比が7/3を超える場合、第1の鉄基粒子11を被覆している潤滑剤12が不足するので潤滑機能を十分に発現できない。このため、この冶金用粉末を加圧成形すると、金型壁面において潤滑剤が塗布されない箇所が生じ、金型壁面と成形体との焼き付きが発生し、成形性が悪い。第1の粉末10に対する第2の粉末の質量比が7/3以下の場合、潤滑性能を発現できるとともに、冶金用粉末において第1の粉末10を分散させることによって潤滑剤12を均一に分散させることができるので、潤滑剤12の偏析を防止できる。このため、この冶金用粉末を加圧成形するときに潤滑性を確保できるので、成形性を向上できる。
On the other hand, when the mass ratio of the second powder with respect to the
なお、本実施の形態における冶金用粉末は、第1の粉末10および第2の粉末のみよりなっていてもよく、あるいは、銅粉などの粉末等をさらに備えていてもよい。また、本実施の形態における冶金用粉末は、第1および第2の鉄基粒子11、21を含んでいるが、鉄基粒子以外の粒子を含んでいてもよい。
The metallurgical powder in the present embodiment may consist of only the
続いて、本実施の形態における冶金用粉末の製造方法について説明する。図3は、本実施の形態における冶金用粉末の製造方法を示すフローチャートである。 Then, the manufacturing method of the metallurgical powder in this Embodiment is demonstrated. FIG. 3 is a flowchart showing a method for producing metallurgical powder in the present embodiment.
図1〜図3に示すように、まず、複数の第1の鉄基粒子11と、複数の第1の鉄基粒子11の表面を被覆する潤滑剤12とを含む第1の粉末10を準備する(ステップS10)。
As shown in FIGS. 1 to 3, first, a
具体的には、たとえば上述したような材料の第1の鉄基粒子11を準備する(ステップS11)。第1の鉄基粒子11の製造方法は特に限定されないが、たとえばガスアトマイズ法、水アトマイズ法などにより第1の鉄基粒子11を準備する。凹凸の大きな表面を有する第1の鉄基粒子11を準備できる観点から、たとえば水アトマイズ法などにより第1の鉄基粒子11を製造することが好ましい。
Specifically, for example, first iron-based
その後、第1の鉄基粒子11を熱処理する。熱処理前の第1の鉄基粒子11の内部には、アトマイズ処理時の熱応力などに起因する歪みや結晶粒界などの多数の欠陥が存在している。そこで、第1の鉄基粒子11に熱処理を施すことによって、これらの欠陥を低減させることができる。なお、この熱処理は省略されてもよい。
Thereafter, the first iron-based
その後、複数の第1の鉄基粒子11の表面を潤滑剤12で被覆する(ステップS12)。潤滑剤12はたとえば以下の方法で複数の第1の鉄基粒子11の表面に形成される。混合容器内を加熱できるような攪拌混合機を用いて、複数の第1の鉄基粒子11と潤滑剤12とを混合する。そして、混合しながら混合容器内の温度を上昇し、潤滑剤12を溶融させる。これにより、溶融した潤滑剤12が複数の第1の鉄基粒子11の表面の凹部に入り込み、複数の第1の鉄基粒子11同士の間に液体の潤滑剤12が染み出す。そして一定時間経過後、混合容器内の温度を下げ、潤滑剤12が凝固するまで潤滑剤12と複数の第1の鉄基粒子11とを混合し続ける。これにより、溶融した潤滑剤12が複数の第1の鉄基粒子11の表面から流れ出したり、潤滑剤12で被覆された複数の第1の鉄基粒子11同士がくっついたりせずに、複数の第1の鉄基粒子11の表面の凹部を埋めた状態のまま潤滑剤12が凝固する。その結果、図1または図2に示すように、複数の第1の鉄基粒子11の表面に潤滑剤12を被覆することができる。
Thereafter, the surfaces of the plurality of first iron-based
なお、上記のように複数の第1の鉄基粒子11と潤滑剤12との混合を開始してから混合容器の温度を上昇する場合の他、潤滑剤12が溶融する温度まで混合容器内の温度を予め上昇しておいてから複数の第1の鉄基粒子11と潤滑剤12とを混合容器内に添加して混合を開始してもよい。
In addition to the case where the temperature of the mixing container is increased after starting the mixing of the plurality of first iron-based
また、複数の第1の鉄基粒子11と潤滑剤12とを混合する際には、冶金用粉末(第1の粉末10)に占める潤滑剤12の割合が0.2質量%以上0.4質量%以下となるように混合する割合を調整することが好ましい。
Further, when the plurality of first iron-based
さらに、混合方法に特に制限はなく、たとえばV型混合機等のミキサー、垂直転動型ミキサー、振動ボールミル、遊星ボールミルなどのいずれを使用することも可能である。室温で単純に混合させてもよいし、昇温し潤滑剤を液状化させた状態で被覆し、冷却によって安定化させる処理を行なってもよい。 Furthermore, the mixing method is not particularly limited, and any of a mixer such as a V-type mixer, a vertical rolling mixer, a vibrating ball mill, a planetary ball mill, and the like can be used. It may be simply mixed at room temperature, or may be coated with the lubricant in a liquefied state by increasing the temperature and stabilized by cooling.
以上のステップS11、S12により、図1または図2に示す第1の粉末10を準備できる。
Through the above steps S11 and S12, the
次に、図1〜3に示すように、表面に潤滑剤が被覆されていない複数の第2の粒子を含む第2の粉末を準備する(ステップS20)。本実施の形態では、たとえば上述したような材料の第2の鉄基粒子21を第2の粉末として準備する(ステップS21)。第2の鉄基粒子21の製造方法は特に限定されないが、たとえばガスアトマイズ法、水アトマイズ法などにより第2の鉄基粒子21を準備する。また、第2の鉄基粒子21についても、第1の鉄基粒子11と同様に熱処理を施してもよい。
Next, as shown in FIGS. 1-3, the 2nd powder containing the several 2nd particle | grains by which the surface is not coat | covered with the lubricant is prepared (step S20). In the present embodiment, for example, the second iron-based
次に、第1の粉末10に対する第2の粉末20の質量比が1以上7/3以下になるように、第1の粉末10と第2の粉末20とを混合する(ステップS30)。第1の粉末10に対する第2の粉末20の質量比は、1以上7/3以下であり、3/2以上7/3以下が好ましい。
Next, the
混合する方法は、特に限定されず、たとえばV型混合機などの混合容器内で第1の粉末10と第2の粉末(本実施の形態では第2の鉄基粒子21)とを上述した割合で混合する。
The method of mixing is not particularly limited. For example, the ratio of the
以上のステップS10〜S30を実施することによって、図1に示す冶金用粉末を製造できる。この冶金用粉末を用いて成形体を製造する場合にはさらに以下の工程が行なわれる。 By performing the above steps S10 to S30, the metallurgical powder shown in FIG. 1 can be manufactured. In the case of producing a molded body using this metallurgical powder, the following steps are further performed.
次に、上記冶金用粉末を加圧成形することにより成形体を得る(ステップS40)。具体的には、得られた冶金用粉末を金型に入れ、たとえば390MPa以上1500MPa以下の圧力で加圧成形する。なお、加圧成形する雰囲気は、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とすることが好ましい。この場合、大気中の酸素によって冶金用粉末が酸化されるのを抑制することができる。また、金型を潤滑剤12の融点以上の温度に加温することが好ましい。
Next, a compact is obtained by pressure-molding the metallurgical powder (step S40). Specifically, the obtained metallurgical powder is put into a mold and, for example, press-molded at a pressure of 390 MPa to 1500 MPa. Note that the pressure forming atmosphere is preferably an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere. In this case, oxidation of the metallurgical powder by oxygen in the atmosphere can be suppressed. Further, it is preferable to heat the mold to a temperature equal to or higher than the melting point of the
次に、加圧成形によって得られた成形体を熱処理する(ステップS50)。具体的には、たとえば550℃以上で熱処理する。加圧成形を経た成形体の内部には欠陥が多数発生しているので、熱処理によりこれらの欠陥を取り除くことができる。なお、この熱処理をするステップS50は省略されてもよい。以上のステップS10〜S50を実施することより、成形体を製造できる。 Next, the molded body obtained by pressure molding is heat-treated (step S50). Specifically, for example, heat treatment is performed at 550 ° C. or higher. Since many defects are generated in the molded body that has been subjected to pressure molding, these defects can be removed by heat treatment. In addition, step S50 which performs this heat treatment may be omitted. A molded object can be manufactured by implementing the above steps S10 to S50.
続いて、本実施の形態における冶金用粉末と、従来の冶金用粉末とを比較しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。 Then, the effect of this Embodiment is demonstrated, comparing the metallurgical powder in this Embodiment with the conventional metallurgical powder.
図4は、従来の冶金用粉末を模式的に示す断面図である。図4に示す従来の冶金用粉末は、複数の鉄基粒子111と、複数の鉄基粒子111に混合された潤滑剤112とを備えている。この冶金用粉末は、図4に示すように、潤滑剤112は複数の鉄基粒子111間に存在し、潤滑剤112の多くは鉄基粒子111に接触していない。また鉄基粒子111に潤滑剤112が接触している場合であっても、鉄基粒子111の凹部に付着している潤滑剤112はほとんど存在しない。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a conventional metallurgical powder. The conventional metallurgical powder shown in FIG. 4 includes a plurality of iron-based
従来の冶金用粉末は、鉄基粒子111に潤滑剤112を混合して製造されるが、この方法では、冶金用粉末中に潤滑剤112を均一に分散させることが難しい。このため、従来の冶金用粉末には、金型に充填されると冶金用粉末の流動性が悪くなるという問題がある。また、潤滑剤が加熱により軟化して粘着性が出る場合があり、冶金用粉末の粒子の2次粒子化を招くという問題がある。また、粘着性が出なければ、潤滑剤なしで単純混合した場合と同様に金型と成形体との焼き付きが生じるという問題がある。
Conventional metallurgical powder is produced by mixing iron-based
一方、本実施の形態の冶金用粉末は、第1の粉末10において、第1の鉄基粒子11のほとんどの凹部には潤滑剤12が接触しており、第1の粉末10と第2の粉末(本実施の形態では第2の鉄基粒子21)との間には潤滑剤12はほとんど存在していない。
On the other hand, in the metallurgical powder of the present embodiment, in the
本実施の形態における冶金用粉末は、第1の粉末10に対する第2の粉末の質量比を1以上7/3以下にしているので、第1の粉末10の良好な成形性と、第2の粉末の良好な流動性と両立できる。
In the metallurgical powder in the present embodiment, the mass ratio of the second powder to the
具体的には、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比が1以上の場合、潤滑剤12に被覆された第1の鉄基粒子11同士が接触することを抑制できる。このため、第1の粉末による流動性の悪化を抑制できる。また、第1の粉末同士が接触することを抑制できるので、複数の第1の鉄基粒子11を被覆している潤滑剤が結合することにより潤滑剤を介して第1の鉄基粒子11が凝集することを抑制できる。また、流動性を向上できるので、冶金用粉末の充填性を向上できる。このため、この冶金用粉末を加圧成形することにより得られる成形体の密度を向上できる。その結果、金型等の加圧成形するための設備の縮小化を図ることができる。
Specifically, when the mass ratio of the second powder to the first powder is 1 or more, the contact of the first iron-based
一方、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比が7/3以下の場合、複数の第1の鉄基粒子11を被覆する潤滑剤12が潤滑機能を発現できる程度に含まれる。また、冶金用粉末において第1の粉末10を分散させることによって潤滑剤12を均一に分散させることができるので、潤滑剤12の偏析を防止できる。このため、この冶金用粉末を加圧成形するときに潤滑性を確保できるので、金型壁面と成形体との焼き付きを防止でき、成形性を向上できる。
On the other hand, when the mass ratio of the second powder to the first powder is 7/3 or less, the
(実施の形態2)
図5は、本実施の形態における冶金用粉末を模式的に示す断面図である。図5に示す本実施の形態における冶金用粉末は、基本的には図1に示す実施の形態1における冶金用粉末と同様の構成を備えているが、第1および第2の鉄基粒子11、21の各々の表面に第1および第2の絶縁被膜13、23の各々が形成され、第1の絶縁被膜13の表面を被覆するように潤滑剤12が形成されている点においてのみ異なる。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the metallurgical powder in the present embodiment. The metallurgical powder in the present embodiment shown in FIG. 5 has basically the same configuration as the metallurgical powder in the first embodiment shown in FIG. 1, but the first and second iron-based
具体的には、図5に示すように、冶金用粉末は、第1の粉末10と第2の粉末20とを備え、第1の粉末10に対する第2の粉末20の質量比が、1以上7/3以下である。第1の粉末10は、複数の第1の鉄基粒子11と、複数の第1の鉄基粒子11の表面を被覆する第1の絶縁被膜13と、第1の絶縁被膜の表面を被覆する潤滑剤12とを含んでいる。第2の粉末20は、複数の第2の鉄基粒子21と、複数の第2の鉄基粒子21の表面を被覆する第2の絶縁被膜23とを備え、複数の第2の絶縁被膜23の表面には潤滑剤が被覆されていない。
Specifically, as shown in FIG. 5, the metallurgical powder includes a
第1および第2の鉄基粒子11、21は、実施の形態1と同様であるので、その説明は繰り返さない。なお、本実施の形態では、第1および第2の鉄基粒子11、21の平均粒径を30μm以上とすることにより、加圧成形したときの保磁力を低減することができる。平均粒径を500μm以下とすることにより、渦電流損を低減することができる。
Since first and second iron-based
第1および第2の絶縁被膜13、23は、第1および第2の鉄基粒子11、21間の絶縁層として機能する。第1および第2の鉄基粒子11、21の各々を絶縁被膜13、23の各々で覆うことによって、この冶金用粉末を加圧成形して得られる圧粉磁心の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、第1および第2の鉄基粒子11、21間に渦電流が流れるのを抑制して、圧粉磁心の渦電流損を低減させることができる。
The first and second
第1の絶縁被膜13の平均膜厚は、第2の絶縁被膜23の厚みよりも薄いことが好ましく、たとえば100nm以下であることが好ましい。100nm以下の場合、潤滑剤12との親和性を高めて、潤滑剤12が第1の鉄基粒子11の凹部に付着しやすい。絶縁被膜13は、第1の鉄基粒子11の表面を覆っており、第1の鉄基粒子11の凹凸を有する形状を生かすため、略均一の厚みとすることが好ましい。第1の絶縁被膜13の下限値は、たとえば渦電流損を効果的に抑制する観点から、10nm以上である。
The average film thickness of the first insulating
第2の絶縁被膜23の平均膜厚は、第1の絶縁被膜13の厚みよりも大きいことが好ましく、たとえば100nmを超えて1000nm以下であることが好ましい。第2の絶縁被膜23の厚みが第1の絶縁被膜13よりも厚い場合、第2の絶縁被膜23は第1の絶縁被膜13の耐熱性よりも向上できる。100nmを超えている場合、電気抵抗を維持して、渦電流損を小さくすることができ、かつ、ヒステリシス損を低減するために必要な熱処理をしても低い渦電流損を維持できる。すなわち、十分な耐熱性と絶縁性とを両立できる。一方、1000nm以下の場合、磁束密度の低下を抑制できる。
The average film thickness of the second insulating
なお、平均膜厚とは、組成分析(TEM−EDX:transmission electron microscope energy dispersive X-ray spectroscopy)によって得られる膜組成と、誘導結合プラズマ質量分析(ICP−MS:inductively coupled plasma-mass spectrometry)によって得られる元素量とを鑑みて相当厚さを導出し、さらに、TEM写真により直接、被膜を観察し、先に導出された相当厚さのオーダーが適正な値であることを確認して決定されるものをいう。主要な被膜の構成元素が鉄基粒子に合金化して含まれる場合、または別の被膜の構成元素と同じ場合など被膜の厚みを特定できない場合は、観察する断面範囲が500nm以上のTEM写真を10箇所以上観察して、平均膜厚を決定しても良い。 The average film thickness is determined by composition analysis (TEM-EDX: transmission electron microscope energy dispersive X-ray spectroscopy) and inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). Considering the amount of element to be obtained, the equivalent thickness is derived, and further, the film is directly observed by a TEM photograph, and it is determined by confirming that the order of the equivalent thickness derived earlier is an appropriate value. Means something. If the thickness of the coating cannot be specified, such as when the constituent elements of the main coating are alloyed into the iron-based particles or are the same as the constituent elements of another coating, 10 TEM photographs with a cross-sectional range of 500 nm or more are observed. The average film thickness may be determined by observing more than one part.
第1の絶縁被膜13は、たとえば非晶質リン酸塩化合物、非晶質ホウ酸塩化合物、非晶質珪酸塩化合物および非晶質酸化物からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなることが好ましい。非晶質酸化物は、たとえばAl、Si、Ti、Mg、CaおよびFeからなる群より選ばれた少なくとも一種の物質の酸化物が挙げられる。このような材料として、たとえば、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。これらの物質は絶縁性に優れているため、第1および第2の鉄基粒子11、21間を流れる渦電流をより効果的に抑制することができる。第1の絶縁被膜13は、1層であることが好ましい。
The first insulating
第2の絶縁被膜23は、たとえば無機化合物および有機樹脂の少なくともいずれかの物質よりなることが好ましい。無機化合物は、たとえば上述したような材料が挙げられる。有機樹脂は、たとえばシリコーン樹脂やポリイミド樹脂などが挙げられる。
The second insulating
図6は、本実施の形態における別の第2の粉末を模式的に示す断面図である。第2の粉末20は、図5に示すように、1層の絶縁被膜23より構成されていてもよく、図6に示すように、2層の絶縁被膜より構成されていてもよい。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another second powder in the present embodiment. As shown in FIG. 5, the
図6に示すように第2の絶縁被膜23が2層の絶縁被膜を含んでいる場合には、第2の絶縁被膜23は、非晶質リン酸塩化合物、非晶質ホウ酸塩化合物、非晶質珪酸化合物および非晶質酸化物からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなる第1の層23aと、第1の層23a上に形成され、シリコーン樹脂および金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の物質よりなる第2の層23bとを有していることが好ましい。これにより、第2の絶縁被膜23は、変形追従性に優れた第1の層23aと、耐熱性に優れた第2の層23bとを含むので、第2の粉末20は優れた特性を有することができる。
As shown in FIG. 6, when the second insulating
なお、第2の絶縁被膜23は、3層以上の絶縁被膜より構成されていてもよい。また、第2の絶縁被膜23が複数層の絶縁被膜より構成されている場合には、第2の絶縁被膜23の厚さは、それぞれの層の合計の厚みである。
The second insulating
第1の粉末10において潤滑剤12は、複数の第1の絶縁被膜13の表面を取り囲むように形成されている。図7は、本実施の形態における別の第1の粉末を模式的に示す断面図である。潤滑剤12は、図6に示すように、第1の絶縁被膜13の表面の凹部にのみ付着していてもよく、図7に示すように、第1の絶縁被膜13の表面の凹部を含む全周を取り囲むように付着していてもよい。
In the
続いて、本実施の形態における冶金用粉末の製造方法について説明する。図8は、本実施の形態における冶金用粉末の製造方法を示すフローチャートである。 Then, the manufacturing method of the metallurgical powder in this Embodiment is demonstrated. FIG. 8 is a flowchart showing a method for producing metallurgical powder in the present embodiment.
図6〜図8に示すように、まず、複数の第1の鉄基粒子11と、複数の第1の鉄基粒子11の表面を被覆する第1の絶縁被膜13と、第1の絶縁被膜13を被覆する潤滑剤12とを含む第1の粉末10を準備する(ステップS10)。
As shown in FIGS. 6 to 8, first, a plurality of first iron-based
具体的には、実施の形態1と同様に、第1の鉄基粒子11を準備する(ステップS11)。なお、第1の鉄基粒子11に熱処理を施してもよい。その後、第1の鉄基粒子11の表面に第1の絶縁被膜13を被覆する(ステップS13)。第1の絶縁被膜13は、たとえば第1の鉄基粒子11をリン酸塩化成処理することによって形成することができる。また、リン酸塩からなる第1の絶縁被膜13の形成方法としては、リン酸塩化成処理の他に溶剤吹きつけや前駆体を用いたゾルゲル処理を利用することもできる。また、シリコン系有機化合物よりなる第1の絶縁被膜13を形成してもよい。この第1の絶縁被膜13の形成には、有機溶剤を用いた湿式被覆処理や、ミキサーによる直接被覆処理などを利用することができる。これにより、複数の第1の鉄基粒子11の各々の表面に第1の絶縁被膜13を形成した、複数の複合磁性粒子が得られる。
Specifically, as in Embodiment 1, first iron-based
その後、複数の第1の絶縁被膜13の表面を潤滑剤12で被覆する(ステップS12)。このステップS12では、第1の鉄基粒子11の代わりに第1の絶縁被膜13が形成された第1の鉄基粒子11を用いて、実施の形態1と同様に複数の第1の絶縁被膜13の表面を潤滑剤12で被覆する。これにより、図5または図7に示す複数の第1の鉄基粒子11と、複数の第1の鉄基粒子11の表面を被覆する第1の絶縁被膜13と、第1の絶縁被膜13の表面を被覆する潤滑剤12とを含む第1の粉末10を製造できる。
Thereafter, the surfaces of the plurality of first insulating
次に、複数の第2の鉄基粒子21と、複数の第2の鉄基粒子21の表面を被覆する第2の絶縁被膜23とを含み、表面に潤滑剤が被覆されていない第2の粉末20を準備する(ステップS20)。
Next, a plurality of second iron-based
具体的には、実施の形態1と同様に、第2の鉄基粒子21を準備する(ステップS21)。なお、第2の鉄基粒子21に熱処理を施してもよい。その後、第2の鉄基粒子21の表面に第2の絶縁被膜23を被覆する(ステップS22)。このステップS22は、上述した第1の絶縁被膜13を被覆するステップS13と同様である。
Specifically, as in the first embodiment, the second iron-based
図6に示すように第2の鉄基粒子21において2層以上の第2の絶縁被膜23を形成する場合には、第2の鉄基粒子21の表面を取り囲む第1の層23aと、第1の層23aの表面を取り囲む第2の層23bとを形成する。この場合、第1の層23aは非晶質リン酸塩化合物、非晶質ホウ酸塩化合物、非晶質珪酸化合物、非晶質酸化物からなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなる群より選ばれた少なくとも一種の物質よりなり、第2の層23bは、シリコーン樹脂および金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の物質よりなることが好ましい。
As shown in FIG. 6, when two or more layers of the second insulating
これにより、図5または図6に示す複数の第2の鉄基粒子21と、第2の鉄基粒子21の表面を被覆する第2の絶縁被膜23とを含む第2の粉末を製造できる。
Thereby, the 2nd powder containing the some 2nd
次に、実施の形態1と同様に、第1の粉末10に対する第2の粉末20の質量比が1以上7/3以下になるように、第1の粉末10と第2の粉末20とを混合する(ステップS30)。
Next, as in the first embodiment, the
以上のステップS10〜S30を実施することによって、図5に示す冶金用粉末を製造できる。この冶金用粉末を用いて成形体を製造する場合にはさらに以下の工程が行なわれる。 The metallurgical powder shown in FIG. 5 can be manufactured by performing the above steps S10 to S30. In the case of producing a molded body using this metallurgical powder, the following steps are further performed.
次に、実施の形態1と同様に、上記冶金用粉末を加圧成形することにより成形体を得る(ステップS40)。 Next, as in the first embodiment, the metallurgical powder is pressure-molded to obtain a compact (step S40).
次に、加圧成形によって得られた成形体を熱処理する(ステップS50)。具体的には、たとえば550℃以上、第1および第2の絶縁被膜13、23の熱分解温度以下の温度で熱処理する。加圧成形を経た成形体の内部には欠陥が多数発生しているので、熱処理によりこれらの欠陥を取り除くことができる。
Next, the molded body obtained by pressure molding is heat-treated (step S50). Specifically, heat treatment is performed at a temperature of, for example, 550 ° C. or higher and a temperature equal to or lower than the thermal decomposition temperature of the first and second
以上のステップS10〜S50により、本実施の形態における成形体としての圧粉磁心を製造することができる。 By the above steps S10 to S50, the dust core as the molded body in the present embodiment can be manufactured.
本実施の形態における冶金用粉末は、複数の第1の鉄基粒子11と、複数の第1の鉄基粒子11の表面を取り囲む第1の絶縁被膜13と、第1の絶縁被膜13を被覆する潤滑剤12とを含む第1の粉末10と、複数の第2の鉄基粒子21と、複数の第2の鉄基粒子21の表面を被覆する第2の絶縁被膜23とを含む第2の粉末20とを備え、第1の粉末10に対する第2の粉末の質量比が、1以上7/3以下である。
The metallurgical powder in the present embodiment covers the plurality of first iron-based
これにより、第1および第2の粉末10、20において互いの鉄基粒子間を電気的に絶縁することができる。このため、この冶金用粉末を加圧成形すると、電気抵抗が大きい圧粉磁心を実現できる。このような圧粉磁心は、良好な流動性を有し、高密度に充填可能であり、かつ成形性を向上できるので、モーターコア、電磁弁、リアクトルもしくは電磁部品一般に好適に利用される。
Thereby, in the 1st and
本実施例では、第1の粉末と第2の粉末との混合比が1以上7/3以下であることの効果について調べた。具体的には、第1の粉末と第2の粉末とを準備して、種々の質量比で混合した冶金用粉末を製造し、この冶金用粉末を加圧成形して製造した成形体について、流動時間(FR値)、見かけ密度(AD値)および成形性について測定した。 In this example, the effect of the mixing ratio of the first powder and the second powder being 1 or more and 7/3 or less was examined. Specifically, the first powder and the second powder are prepared, the metallurgical powder mixed at various mass ratios is manufactured, and the molded body manufactured by pressure molding the metallurgical powder. The flow time (FR value), apparent density (AD value), and moldability were measured.
(試料1〜10)
試料1〜10では、図8に示す実施の形態2の製造方法を用いて冶金用粉末を製造した。具体的には、第1の鉄基粒子11として、ヘガネスAB社製のABC100.30粉を準備した(ステップS11)。この第1の鉄基粒子11の平均粒径は80μmであった。
(Samples 1-10)
In Samples 1 to 10, metallurgical powders were manufactured using the manufacturing method of Embodiment 2 shown in FIG. Specifically, ABC100.30 powder made by Höganäs AB was prepared as the first iron-based particles 11 (step S11). The average particle diameter of the first iron-based
次いで、この第1の鉄基粒子11の表面に、ボンデ法により、リン酸鉄よりなり、かつ20nmの厚みを有する第1の絶縁被膜13を形成した(ステップS13)。なお、第1の絶縁被膜13の厚みは、ICPでのリンの量から換算して30nmであり、TEMでの実測が10nm〜50nmであったことから求めた平均膜厚とした。その後、潤滑剤12として、大日化学工業社製のWSA75を準備した。なお、この潤滑剤12は、75℃の融点を有するアミド系ワックスであって、融点での粘度は約20mPa・sである。この粉末状の潤滑剤12と、第2の絶縁被膜13が形成された複数の第1の鉄基粒子11とを温間ミキサーに投入し、混合した。そしてこれらの粉末を混合しながら85℃に加温して、溶融しながら混錬りした。その後、混錬りしながら温間ミキサーを潤滑剤12の融点以下まで冷却した。これにより第1の絶縁被膜13の表面を取り囲む潤滑剤12を形成した(ステップS12)。この結果、第1の粉末10を得た(ステップS10)。
Next, a first insulating
次に、第2の鉄基粒子21として、第1の鉄基粒子11と同様のヘガネスAB社製のABC100.30粉を準備した(ステップS21)。
Next, as the second iron-based
次いで、この第2の鉄基粒子21の表面に、ボンデ法により、リン酸アルミニウムよりなり、かつ150nmの厚みを有する第1の層23aを形成した。なお、第1の層の厚みは、ICPでのリンの量から換算して100nmであり、TEMでの実測が30nm〜150nmであったことから求めた平均膜厚とした。さらに、第1の層23aで被覆された第2の鉄基粒子21と、0.3質量%のシリコーン樹脂(モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアル社製のXC96−B0446)とを、エタノール溶媒中で混合し、乾燥揮発後、大気中にて150℃の温度で1時間熱処理してシリコーン樹脂を熱硬化した。これにより、湿式法により第1の層23aを被覆した第2の層23bを形成することで、150nmの厚みを有する第1の層23aと、200nmの厚みを有する第2の層23bとを含む第2の絶縁被膜23を形成した(ステップS22)。なお、この厚みはICPでのSiの量から換算して260nmであり、TEMでの実測が120nm〜350nmであったことから求めた平均膜厚とした。この結果、第2の粉末20を得た(ステップS20)。
Next, a
次に、試料2〜10について、第1の粉末10に対する第2の粉末20の質量比が下記の表1になるように、第1の粉末10と第2の粉末20とを、V型混合機で混合した(ステップS30)。また、試料1は、第2の粉末20を混合せずに、第1の粉末10のみとした。その後、第1の粉末10において潤滑剤12の被覆量を0.3質量%に調整した。以上のステップS10〜S30により、試料1〜10の冶金用粉末を製造した。
Next, for samples 2 to 10, the
(評価方法)
得られた試料1〜10の冶金用粉末について、流動時間(FR値)および見かけ密度(AD値)を測定した。流動時間(FR値)は、JIS Z 2502に準拠して測定した。また、見かけ密度(AD値)は、JIS Z 2504に準拠して測定した。これらの結果を下記の表1に示す。なお、流動時間(FR値)は、値が小さいほど流動性が良好であることを示し、見かけ密度(AD値)は、値が大きいほど密度が高いことを示す。
(Evaluation methods)
About the obtained metallurgical powders of Samples 1 to 10, the flow time (FR value) and the apparent density (AD value) were measured. The flow time (FR value) was measured according to JIS Z 2502. The apparent density (AD value) was measured according to JIS Z 2504. These results are shown in Table 1 below. The smaller the value of the flow time (FR value), the better the fluidity, and the higher the apparent density (AD value), the higher the value.
また、得られた圧粉成形用粉末について、金型を用いて980MPaの圧力を印加して、80℃に加温した金型にて、外径10mmのリング状の成形体をそれぞれ作製した。そして、金型壁面と成形体との焼き付きの有無を観察した。これらの結果を下記の表1に示す。なお、焼き付きがなかったものを成形性が良好と判断し、焼き付きがあったものを成形が不可と判断した。 Moreover, about the obtained powder for compacting, the pressure of 980 Mpa was applied using the metal mold | die, and the ring-shaped molded object of outer diameter 10mm was produced with the metal mold | die heated at 80 degreeC, respectively. Then, the presence or absence of seizure between the mold wall surface and the molded body was observed. These results are shown in Table 1 below. In addition, what was not seized was judged that moldability was favorable, and what was seized was judged that shaping | molding was impossible.
表1に示すように、第1の粉末に対する第2の粉末の質量比が1以上7/3以下になるように、第1の粉末と第2の粉末とを混合した試料6〜8は、金型と成形体との焼き付きがなく成形性が良好で、見かけ密度が3.1〜3.2g/cm3と高く、流動性が8.2〜11.8secと良好であった。
As shown in Table 1, samples 6 to 8 in which the first powder and the second powder are mixed so that the mass ratio of the second powder to the first powder is 1 or more and 7/3 or less are: There was no seizure between the mold and the molded body, the moldability was good, the apparent density was as high as 3.1 to 3.2 g / cm 3 , and the fluidity was as good as 8.2 to 11.8 sec.
特に、第1の粉末と第2の粉末との混合比が3/2以上7/3以下である試料7および8は、成形性が良好で、かつ見かけ密度が3.1〜3.2g/cm3と高く、流動性が8.2〜8.8secと非常に良好であった。 In particular, Samples 7 and 8 in which the mixing ratio of the first powder and the second powder is 3/2 or more and 7/3 or less have good moldability and an apparent density of 3.1 to 3.2 g / It was as high as cm 3 and the fluidity was very good at 8.2 to 8.8 sec.
一方、第1の絶縁被膜13を被覆する潤滑剤12を含んでいた第1の粉末の質量比が高かった試料1〜3は、成形性は良好であったものの、含有されていた潤滑剤の量が非常に多すぎたため、試料1〜3の冶金用粉末を測定容器に充填することができず、粉末の見かけ密度および流動性を測定できなかった。
On the other hand, Samples 1 to 3 in which the mass ratio of the first powder containing the
また、第1の絶縁被膜13を被覆する潤滑剤12を含んでいた第1の粉末の質量比が高かった試料4および5は、成形性が良好であり、測定容器に充填はできたものの、潤滑剤の量が多すぎたために、見かけ密度は試料6〜8に比べて低く、かつ、流動性は試料6〜8に比べて非常に悪かった。
Samples 4 and 5 having a high mass ratio of the first powder containing the
さらに、第1の絶縁被膜13を被覆する潤滑剤12を含んでいた第1の粉末の質量比が低かった試料9および10は、含有されていた潤滑剤が1.2質量%未満であったので、目的の潤滑剤の添加量に対して潤滑剤が不十分であり、見かけ密度および流動性については測定しなかった。
Furthermore, in the
以上より、本実施例によれば、第1の粉末と第2の粉末との混合比が1以上7/3以下である冶金用粉末を用いることにより、良好な流動性を有し、高密度に充填可能であり、かつ成形性を向上できることが確認できた。 As described above, according to the present example, by using the metallurgical powder having a mixing ratio of the first powder and the second powder of 1 to 7/3, it has good fluidity and high density. It was confirmed that the moldability can be improved and the moldability can be improved.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10 第1の粉末、11 鉄基粒子、12 潤滑剤、13 第1の絶縁被膜、20 第2の粉末、21 第2の鉄基粒子、23 第2の絶縁被膜、23a 第1の層、23b 第2の層。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
表面に潤滑剤が被覆されていない複数の第2の粒子を含む第2の粉末とを備え、
前記第1の粉末に対する前記第2の粉末の質量比が、1以上7/3以下である、冶金用粉末。 A first powder comprising a plurality of first particles and a lubricant covering the surfaces of the plurality of first particles;
A second powder comprising a plurality of second particles, the surface of which is not coated with a lubricant,
A metallurgical powder, wherein a mass ratio of the second powder to the first powder is 1 or more and 7/3 or less.
前記第2の粒子は、第2の鉄基粒子と、前記第2の鉄基粒子の表面を取り囲む第2の絶縁被膜とを有する、請求項1に記載の冶金用粉末。 The first particles include first iron-based particles and a first insulating coating that surrounds a surface of the first iron-based particles;
2. The powder for metallurgy according to claim 1, wherein the second particles include second iron-based particles and a second insulating film surrounding a surface of the second iron-based particles.
表面に潤滑剤が被覆されていない複数の第2の粒子を含む第2の粉末を準備する工程と、
前記第1の粉末に対する前記第2の粉末の質量比が1以上7/3以下になるように、前記第1の粉末と前記第2の粉末とを混合する工程とを備えた、冶金用粉末の製造方法。 Providing a first powder comprising a plurality of first particles and a lubricant covering the surfaces of the plurality of first particles;
Providing a second powder comprising a plurality of second particles whose surfaces are not coated with a lubricant;
A metallurgical powder comprising a step of mixing the first powder and the second powder so that a mass ratio of the second powder to the first powder is 1 or more and 7/3 or less. Manufacturing method.
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