JP2633308B2 - Lubricant removal method in sinter cold casting - Google Patents
Lubricant removal method in sinter cold castingInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は焼結冷間鍛造における潤滑剤除去方法に関す
る。The present invention relates to a method for removing a lubricant in sintering cold forging.
（従来の技術） 焼結冷間鍛造は、合金粉末を圧締し、得られた圧粉体
を仮焼結した後、この仮焼結体を冷間鍛造し、これによ
って得られた鍛造体を本焼結して製品（あるいは製品素
材）とする技術であり、上記合金粉末には予め潤滑剤が
0.5〜1.0重量％程度混合されているのが通常である。す
なわち、この潤滑剤は、合金粉末を圧締する圧粉工程に
おいて、合金粉末と金型との摩擦抵抗を小さくして焼き
付きを防ぐこと、及び成形性を良くすることなどの目的
で利用されており、この潤滑剤としては、例えばステア
リン酸亜鉛が用いられている。(Conventional technology) In the sintering cold forging, after the alloy powder is pressed and the obtained green compact is pre-sintered, the pre-sintered body is cold-forged and the forged body obtained by this is obtained. Is a product (or product material) by main sintering.
Usually, about 0.5 to 1.0% by weight is mixed. That is, this lubricant is used for the purpose of reducing the frictional resistance between the alloy powder and the mold to prevent seizure, and improving the formability in the compacting step of compacting the alloy powder. For example, zinc stearate is used as the lubricant.
（発明が解決しようとする課題） しかし、上記潤滑剤は、圧粉工程でのみ必要なもので
あって、以後の工程では無用というより、逆に害になっ
てくる。すなわち、通常の焼結温度は1120〜1150℃程度
であるから、上記潤滑剤はガス化して消失してしまう
が、焼結冷間鍛造においては、その仮焼結工程を800〜9
00℃で行なうことから、不活性雰囲気では上記潤滑剤が
ガス化せずに炭化物（スス）となって仮焼結体の表面部
に残る。そして、この炭化物は、仮焼結後の冷間鍛造に
おいて金型の摩耗を招いたり、さらには製品中に残る
と、この製品の強度（特に疲労強度）を損なうという問
題がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned lubricant is necessary only in the compacting step, and is harmful rather than unnecessary in the subsequent steps. That is, since the usual sintering temperature is about 1120 to 1150 ° C., the lubricant gasifies and disappears, but in the sintering cold forging, the preliminary sintering step is performed at 800 to 9
Since the heat treatment is performed at 00 ° C., in an inert atmosphere, the lubricant does not gasify but becomes carbide (soot) and remains on the surface of the temporary sintered body. Then, there is a problem that the carbide causes wear of a mold in cold forging after preliminary sintering and, if left in a product, impairs the strength (particularly fatigue strength) of the product.
なお、上記仮焼結を酸化性雰囲気で行なえば、上記潤
滑剤はガス化するが、その場合には仮焼結体も酸化され
るため好ましくない。If the preliminary sintering is performed in an oxidizing atmosphere, the lubricant gasifies, but in this case, the temporary sintered body is also oxidized, which is not preferable.
（課題を解決するための手段） 本発明は、このような課題に対して、上述の仮焼結工
程で圧粉体を加熱した際に、その加熱によって上記潤滑
剤が液化するなど状態変化することを利用し、この状態
変化した段階で潤滑剤を除去しようとするものである。(Means for Solving the Problems) In the present invention, when the green compact is heated in the above-mentioned preliminary sintering step, the above-mentioned state changes such as liquefaction of the lubricant due to the heating. By taking advantage of this, the lubricant is removed at the stage when the state changes.
すなわち、請求項１の発明に係る潤滑剤除去方法は、
潤滑剤が混合された合金粉末を圧締する圧粉工程と、該
圧粉工程で得られた圧粉体を仮焼結する仮焼結工程と、
該仮焼結工程で得られた仮焼結体を冷間鍛造する冷間鍛
造工程と、該冷間鍛造工程で得られた鍛造体を本焼結す
る本焼結工程とからなる焼結冷間鍛造において、上記仮
焼結工程において圧粉体に対する加熱により上記潤滑剤
を状態変化させ、この状態変化した潤滑剤を除去するこ
とを特徴とするものである。That is, the lubricant removing method according to the first aspect of the present invention
A compacting step of compacting the alloy powder mixed with the lubricant, and a temporary sintering step of temporarily sintering the compact obtained in the compacting step,
A sintering process comprising a cold forging step of cold forging the temporarily sintered body obtained in the temporary sintering step, and a main sintering step of main sintering the forged body obtained in the cold forging step. The hot forging is characterized in that the state of the lubricant is changed by heating the green compact in the preliminary sintering step, and the changed lubricant is removed.
また、請求項２の発明に係る潤滑剤除去方法は、潤滑
剤が混合された合金粉末を圧締する圧粉工程と、該圧粉
工程で得られた圧粉体を仮焼結する仮焼結工程と、該仮
焼結工程で得られた仮焼結体を冷間鍛造する冷間鍛造工
程と、該冷間鍛造工程で得られた鍛造体を本焼結する本
焼結工程とからなる焼結冷間鍛造において、上記仮焼結
工程において圧粉体に対する加熱により上記潤滑剤が液
化した段階で、この液化した潤滑剤を除去することを特
徴とするものである。The method for removing a lubricant according to the second aspect of the present invention is a method for compacting an alloy powder mixed with a lubricant, and a calcining step of temporarily sintering the compact obtained in the compacting step. From the sintering step, the cold forging step of cold forging the temporarily sintered body obtained in the temporary sintering step, and the main sintering step of main sintering the forged body obtained in the cold forging step In the sintering cold forging, the lubricant is liquefied by heating the green compact in the preliminary sintering step, and the liquefied lubricant is removed.
（作用） 請求項１及び２の発明の潤滑剤除去方法においては、
仮焼結時に圧粉体を加熱した際に潤滑剤が液化するな
ど、状態変化することを利用してこれを除去するから、
この潤滑剤の液化等の状態変化のために専用の加熱手段
を別途設ける必要はない。そして、上記潤滑剤は仮焼結
段階で除去されるから、冷間鍛造には何等の影響も及ぼ
さず、また、製品中にも残らない。(Function) In the lubricant removing method according to the first and second aspects of the present invention,
Since the lubricant is liquefied when the green compact is heated during pre-sintering, it is removed by utilizing the state change,
It is not necessary to separately provide a dedicated heating means for changing the state of the lubricant such as liquefaction. Since the lubricant is removed in the preliminary sintering step, it has no effect on the cold forging and does not remain in the product.
（発明の効果） 従って、請求項１及び２の発明によれば、潤滑剤に対
し特別な加熱手段を講ずることなくこれを液化等状態変
化させて仮焼結の段階で除去することができるため、こ
の潤滑剤除去のために焼結冷間鍛造における処理時間や
設備、ひいてはコストの大きな増大を招くことはなく、
上記潤滑剤による冷間鍛造用金型の摩耗や製品強度の低
下を確実に防止するこのができる。(Effects of the Invention) Therefore, according to the first and second aspects of the present invention, the lubricant can be removed at the stage of preliminary sintering by changing the state of the lubricant such as liquefaction without taking special heating means. However, the removal of the lubricant does not lead to a large increase in processing time and equipment in sintering cold forging, and thus cost.
This can reliably prevent wear of the mold for cold forging and reduction in product strength due to the lubricant.
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図には焼結冷間鍛造の各工程が順に記載されてい
る。すなわち、この焼結冷間鍛造は、潤滑剤が混合され
た合金粉末を圧締する圧粉成形工程１と、該圧粉成形工
程１で得られた圧粉体を仮焼結するとともに潤滑剤を除
去する仮焼結・潤滑剤除去工程２と、該仮焼結・潤滑剤
除去工程２で得られた仮焼結体を冷間鍛造する冷間鍛造
工程３と、該冷間鍛造工程３で得られた鍛造体を本焼結
する本焼結工程４とからなる。FIG. 1 shows each step of the sintering cold forging in order. That is, the sintering cold forging includes a compacting step 1 for compacting an alloy powder mixed with a lubricant, a temporary compacting of the compact obtained in the compacting step 1 and a lubricant. , A cold forging step 3 for cold forging the temporary sintered body obtained in the temporary sintering and lubricant removing step 2, and a cold forging step 3. And a main sintering step 4 of main sintering the forged body obtained in the above.
−実施例１− まず、上記圧粉成形工程１においては、合金粉末とし
てFe−４％Ni−1.5％Cu−0.5％Moの拡散合金粉末を用
い、これに潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛１％と、炭
素0.5％（以上は重量％）を加えて混合し、この混合粉
末を5ton/cm2の圧力で圧締して圧粉体を得た。-Example 1-First, in the compacting step 1, a diffusion alloy powder of Fe-4% Ni-1.5% Cu-0.5% Mo was used as an alloy powder, and zinc stearate 1% as a lubricant was added thereto. And 0.5% of carbon (weight% is added) and mixed, and the mixed powder was pressed at a pressure of 5 ton / cm 2 to obtain a green compact.
仮焼結・潤滑剤除去工程２においては、圧粉体を搬送
しながら焼結を行なう連続式焼結炉を用いた。焼結炉は
N2雰囲気とし、第２図に示すように圧粉体５はその上に
この圧粉体５と同じ投影面をもつフィルター６を載せて
焼結炉に搬入した。このフィルター６はSi3N4セラミッ
ク（セル数;1個/mm程度のもの）である。本工程２にお
けるヒートパターンは第３図に示されている。In the temporary sintering / lubricant removal step 2, a continuous sintering furnace for sintering while conveying the green compact was used. Sintering furnace
In a N 2 atmosphere, the green compact 5 was loaded into the sintering furnace with a filter 6 having the same projection surface as that of the green compact 5 as shown in FIG. The filter 6 is made of Si 3 N 4 ceramic (the number of cells: about 1 / mm). The heat pattern in this step 2 is shown in FIG.
すなわち、上記圧粉体５は昇温開始後、300℃付近に
達した時点でこの温度に15分程度保持され、その後、昇
温により800℃付近に達した時点でこの温度に30分間保
持されるようになっている。この場合、上記300℃付近
での保持は、潤滑剤が液化した状態を保つためであり、
上記800℃付近での保持は仮焼結を進行させて仮焼結体
を得るためである。That is, the green compact 5 is maintained at this temperature for about 15 minutes when the temperature reaches about 300 ° C. after the start of the temperature rise, and thereafter, is maintained at this temperature for 30 minutes when the temperature reaches about 800 ° C. by the temperature rise. It has become so. In this case, the holding at around 300 ° C. is for keeping the lubricant liquefied,
The above-mentioned holding at around 800 ° C. is for the purpose of promoting the temporary sintering to obtain a temporary sintered body.
冷間鍛造工程３においては、上記仮焼結体に対し冷間
において10ton/cm2で鍛造処理を施し、本焼結工程４
は、鍛造体を真空雰囲気（10-2torr）において1200℃で
１時間保持することにより行なった。In the cold forging step 3, the temporary sintered body is forged at 10 ton / cm 2 in the cold state,
Was carried out by holding the forged body at 1200 ° C. for 1 hour in a vacuum atmosphere (10 −2 torr).
従って、本実施例の場合、上記仮焼結・潤滑剤除去工
程２において、圧粉体５の潤滑剤は、温度が300℃付近
になると液化し、同時にこの圧粉体５の空隙に存在する
気体が加熱により上昇してくることにより、この上昇す
る気体によって押し上げられる。そして、第４図に示す
如く、圧粉体５とフィルター６との接触面に、液化した
潤滑剤７が到達し、さらにフィルター６に毛細管現象に
より吸い取られて上昇していく。よって、圧粉体５は上
記潤滑剤を除いた状態でその後の加熱により仮焼結され
ることになり、潤滑剤による炭化物のない仮焼結体が得
られることになる。これにより、その後の冷間鍛造にお
いて金型の摩耗を招いたり、製品中に残ってその強度を
低下させたりすることがなくなる。Therefore, in the case of the present embodiment, in the preliminary sintering / lubricant removal step 2, the lubricant of the green compact 5 liquefies when the temperature reaches around 300 ° C., and at the same time exists in the voids of the green compact 5. When the gas rises by heating, it is pushed up by the rising gas. Then, as shown in FIG. 4, the liquefied lubricant 7 reaches the contact surface between the green compact 5 and the filter 6, and is further sucked up by the filter 6 by capillary action and rises. Therefore, the green compact 5 is pre-sintered by the subsequent heating in a state where the lubricant is removed, and a pre-sintered body free of carbide by the lubricant is obtained. This prevents the die from being worn in the subsequent cold forging, and does not remain in the product to reduce its strength.
また、上記フィルター６は、これを1100℃程度に加熱
し、上述の吸い取った潤滑剤を気化させて除去すること
により、再使用する。The filter 6 is reused by heating it to about 1100 ° C. to vaporize and remove the sucked lubricant.
なお、圧粉体５のヒートパターンは、300℃付近で保
持せずに昇温速度を遅くしてその昇温過程で潤滑剤の除
去を行なうようにしてもよい。The heat pattern of the green compact 5 may not be maintained at around 300 ° C., but the temperature may be increased at a slower rate to remove the lubricant during the temperature increase process.
−実施例２− 本例は、第５図にその要部が示されており、上記仮焼
結・潤滑剤除去工程２において、圧粉体５の上方より不
活性ガスを吹き付けてこの圧粉体５の潤滑剤を除去する
例である。-Example 2-The main part of this example is shown in Fig. 5, and in the above-mentioned temporary sintering and lubricant removing step 2, an inert gas is blown from above the green compact 5 to form the green compact. This is an example in which the lubricant of the body 5 is removed.
すなわち、第５図に示すものは、連続式焼結炉８であ
り、メッシュベルト式コンベヤ９で圧粉体５を搬送しな
がら、その温度を漸次高めていくようになっている。そ
して、この焼結炉８の入口側において、コンベヤ９の上
方にN2ガス管10がN2ガスの吹出し口11を下向きにして設
けられ、また、コンベヤ９の下方に受け皿12が設けられ
ている。この入り口側は圧粉体の温度が200〜400℃にな
る部分であり、また、N2のガス圧は4kg/cm2程度であ
る。That is, what is shown in FIG. 5 is a continuous sintering furnace 8 in which the temperature is gradually increased while the compact 5 is conveyed by a mesh belt type conveyor 9. On the inlet side of the sintering furnace 8, an N 2 gas pipe 10 is provided above the conveyor 9 with the N 2 gas outlet 11 facing downward, and a tray 12 is provided below the conveyor 9. I have. The inlet side is a portion where the temperature of the green compact becomes 200 to 400 ° C., and the gas pressure of N 2 is about 4 kg / cm 2 .
なお、圧粉成形工程1,冷間鍛造工程３及び本焼結工程
４、並びに仮焼結・潤滑剤除去工程２におけるヒートパ
ターンは実施例１と同様であり、その説明は省略する。The heat patterns in the compacting step 1, the cold forging step 3 and the main sintering step 4, and the temporary sintering and lubricant removing step 2 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
従って、本例の場合、圧粉体５の潤滑剤は、上記焼結
炉８における搬送過程で300℃付近になると液化して上
昇しようとするが、上方からのN2ガスの吹き付けにより
強制的に下方へ押しやられ、圧粉体５の空隙を通ってそ
の下面から受け皿12の上に落下する。よって、本例にお
いても、実施例１と同様に圧粉体５は上記潤滑剤を除い
た状態でその後の加熱により仮焼結されることになり、
潤滑剤による炭化物のない仮焼結体13が得られることに
なる。Therefore, in the case of this example, the lubricant of the green compact 5 tends to liquefy and rise when the temperature reaches around 300 ° C. during the transportation process in the sintering furnace 8, but is forced by blowing N 2 gas from above. , And falls from the lower surface onto the tray 12 through the gap of the green compact 5. Therefore, also in this example, similarly to Example 1, the green compact 5 is temporarily sintered by the subsequent heating in a state where the lubricant is removed,
As a result, a pre-sintered body 13 free of carbide by the lubricant is obtained.
−実施例３− 本例は、第６図にその要部が示されており、上記仮焼
結・潤滑剤除去工程２において、圧粉体５の表面をFe2O
3粉末15で覆っておくことにより潤滑剤を除去する例で
ある。- Example 3 This example is the main part is shown in FIG. 6, in the provisional sintering, the lubricant removing step 2, the surface of the green compact 5 Fe 2 O
This is an example in which the lubricant is removed by covering with three powders 15.
すなわち、圧粉体５はケース14に入れてその表面をFe
2O3粉末15で覆い、その状態で仮焼結に供する。上記Fe2
O3粉末15としては、例えば200メッシュ程度のものを用
いる。That is, the green compact 5 is placed in the case 14 and its surface is made of Fe.
It is covered with 2 O 3 powder 15 and is subjected to preliminary sintering in that state. Fe 2 above
As the O 3 powder 15, for example, a powder of about 200 mesh is used.
従って、本例の場合、圧粉体５の潤滑剤は、300℃付
近になると液化して上昇し、圧粉体５の表面に達して上
記Fe2O3粉末15に接触する。そして、潤滑剤は液体であ
って反応性が高く、このFe2O3粉末15の酸素と反応して
酸化されて炭酸ガスとなり、圧粉体５の表面からなくな
る。一方、圧粉体５自体（Fe合金）は300℃では上記Fe2
O3粉末15とは反応せず、酸化されることはない。Therefore, in the case of the present example, the lubricant of the green compact 5 liquefies and rises at around 300 ° C., reaches the surface of the green compact 5 and contacts the Fe 2 O 3 powder 15. The lubricant is a liquid and has high reactivity. The lubricant reacts with the oxygen of the Fe 2 O 3 powder 15 and is oxidized to carbon dioxide gas, and disappears from the surface of the compact 5. On the other hand, the green compact 5 itself (Fe alloy) at the 300 ° C. the Fe 2
It does not react with the O 3 powder 15 and is not oxidized.
なお、圧粉成形工程1,冷間鍛造工程３及び本焼結工程
４、並びに仮焼結・潤滑剤除去工程２におけるヒートパ
ターンは実施例１と同様であり、その説明は省略する。The heat patterns in the compacting step 1, the cold forging step 3 and the main sintering step 4, and the temporary sintering and lubricant removing step 2 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
図面は本発明の実施例を示し、第１図は焼結冷間鍛造の
工程図、第２図は実施例１の潤滑剤除去手段を示す斜視
図、第３図は同例の仮焼結・潤滑剤除去工程におけるヒ
ートパターン図、第４図は圧粉体とフィルターとの接触
部の拡大断面図、第５図は実施例２の潤滑剤除去手段を
示す断面図、第６図は実施例３の潤滑剤除去手段を示す
斜視図である。 ５……圧粉体、６……フィルター、７……液化した潤滑
剤、８……焼結炉、９……コンベヤ、10……ガス管、11
……吹出し口、12……受け皿、13……仮焼結体、14……
ケース、15……Fe2O3粉末。The drawings show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a process diagram of sintering cold forging, FIG. 2 is a perspective view showing a lubricant removing means of Embodiment 1, and FIG. FIG. 4 is a heat pattern diagram in the lubricant removing step, FIG. 4 is an enlarged sectional view of a contact portion between the green compact and the filter, FIG. 5 is a sectional view showing the lubricant removing means of the second embodiment, and FIG. FIG. 9 is a perspective view showing a lubricant removing unit of Example 3. 5: green compact, 6: filter, 7: liquefied lubricant, 8: sintering furnace, 9: conveyor, 10: gas pipe, 11
…… Blow-out port, 12 …… Sink, 13 …… Pre-sintered body, 14 ……
Case, 15… Fe 2 O 3 powder.
Claims (2)
粉工程と、該圧粉工程で得られた圧粉体を仮焼結する仮
焼結工程と、該仮焼結工程で得られた仮焼結体を冷間鍛
造する冷間鍛造工程と、該冷間鍛造工程で得られた鍛造
体を本焼結する本焼結工程とからなる焼結冷間鍛造にお
いて、上記仮焼結工程において圧粉体に対する加熱によ
り上記潤滑剤を状態変化させ、この状態変化した潤滑剤
を除去することを特徴とする焼結冷間鍛造における潤滑
剤除去方法。1. A compacting step of compacting an alloy powder mixed with a lubricant, a preliminary sintering step of temporarily sintering the compact obtained in the compacting step; In the cold forging step for cold forging the obtained temporary sintered body and a main sintering step for main sintering the forged body obtained in the cold forging step, A method for removing a lubricant in a sintering cold forging, wherein a state of the lubricant is changed by heating a green compact in a sintering step, and the changed lubricant is removed.
粉工程と、該圧粉工程で得られた圧粉体を仮焼結する仮
焼結工程と、該仮焼結工程で得られた仮焼結体を冷間鍛
造する冷間鍛造工程と、該冷間鍛造工程で得られた鍛造
体を本焼結する本焼結工程とからなる焼結冷間鍛造にお
いて、上記仮焼結工程において圧粉体に対する加熱によ
り上記潤滑剤が液化した段階で、この液化した潤滑剤を
除去することを特徴とする焼結冷間鍛造における潤滑剤
除去方法。2. A compacting step of compacting an alloy powder mixed with a lubricant, a preliminary sintering step of temporarily sintering the compact obtained in the compacting step; In the cold forging step for cold forging the obtained temporary sintered body and a main sintering step for main sintering the forged body obtained in the cold forging step, A method for removing a lubricant in a sintering cold forging, wherein the liquefied lubricant is removed when the lubricant is liquefied by heating the green compact in a sintering process.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16745588A JP2633308B2 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Lubricant removal method in sinter cold casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16745588A JP2633308B2 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Lubricant removal method in sinter cold casting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0219402A JPH0219402A (en) | 1990-01-23 |
| JP2633308B2 true JP2633308B2 (en) | 1997-07-23 |
Family
ID=15850005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16745588A Expired - Lifetime JP2633308B2 (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Lubricant removal method in sinter cold casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2633308B2 (en) |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP16745588A patent/JP2633308B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0219402A (en) | 1990-01-23 |
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