JP2009263697A - 焼結鋼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄基粉末に、平均粒径が2μm超6μm未満の黒鉛粉末を添加し、かつ該黒鉛粉末の偏析防止処理を施した鉄基粉末混合物を、成形後に焼結する。
【選択図】図1
Description
しかし、平均粒子径6μm程度の微細な黒鉛粉末を単純に混合しているため、鉄粉との比重差による偏析が生じる結果、これを原料粉とする焼結体は十分な強度が得られないものであった。
しかしながら、非常に微細な黒鉛を使用し、かつ溶媒での湿式混合が必要なため、原料および混合コストが増大する問題があった。
(1)鉄基粉末に、平均粒径が2μm超6μm未満の黒鉛粉末を添加し、かつ該黒鉛粉末の偏析防止処理を施した鉄基粉末混合物を、成形後に焼結することを特徴とする焼結鋼の製造方法。
まず、本発明の焼結鋼の製造方法に用いる、鉄基粉末混合物について説明する。鉄基粉末混合物の原料となる鉄基粉末としては、アトマイズ鉄粉や還元鉄粉などの純鉄粉、または部分拡散合金化鋼粉および完全合金化鋼粉、さらには完全合金化鋼粉に合金成分を部分拡散させたハイブリッド鋼粉などが例示される。
すなわち、黒鉛の平均粒径が6μm以上になると、鉄基粉末中への浸炭速度が遅くなり、焼結体の強度が低下する。また、平均粒径が2μm以下になると、焼結鋼の組織におけるパーライトの比率が減少し、焼結鋼強度が低下する。この理由は、必ずしも明らかではないが、浸炭速度が速くなりすぎることと関係していると推定される。したがって、黒鉛の平均粒径は2μm超え6μm未満とする。
この偏析防止処理としては、鉄基粉末の表面に有機結合剤により予め黒鉛粉末を付着させておく処理が推奨される。というのは、黒鉛粉末は鉄基粉末より微粉であるため、混合後の輸送時やホッパへの装入および排出時、さらには金型充填時に、鉄基粉末混合物の中で偏析して、寸法や強度のばらつきを生じ易いのであるが、かような黒鉛粉末を予め鉄基粉末の表面に付着させておけば、上記の偏析を有利に解消することができるからである。
(1)金属石鹸(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など)
(2)金属石鹸と脂肪酸の共融混合物(ステアリン酸、オレイン酸など)
(3)脂肪酸アミド(ステアリン酸アミド、エチレンビスステアロアミド、エルカ酸アミドなど)
(4)金属石鹸と脂肪酸アミドの共融混合物
(5)熱可塑性樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンを含むポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレンなど)
これらは単独で使用しても、また複合して使用してもよいのは言うまでもない。
まず、本発明では、鉄基粉末の表面に有機結合剤により黒鉛を付着させる。そのためには、鉄基粉末中に適量の有機結合剤と黒鉛粉末とを混合した鉄基粉末混合物を、有機結合剤の融点以上に加熱して、該鉄基粉末の表面に黒鉛粉末を付着させる。
この際、有機結合剤の添加量は、鉄基粉末混合物全体に対して0.05〜0.3 質量%程度が好適である。
また、加熱温度は有機結合剤の種類によって異なるけれども、例えば有機結合剤としてエチレンビスステアロアミド(融点:148 ℃)を用いた場合には、 150〜160℃程度で十分である。
Claims (2)
- 鉄基粉末に、平均粒径が2μm超6μm未満の黒鉛粉末を添加し、かつ該黒鉛粉末の偏析防止処理を施した鉄基粉末混合物を、成形後に焼結することを特徴とする焼結鋼の製造方法。
- 前記偏析防止処理が、前記鉄基粉末に前記黒鉛粉末を有機結合剤にて付着させることである請求項1に記載の焼結鋼の製造方法。
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