JP2898461B2 - 粉末冶金用混合粉末及び結合剤 - Google Patents
粉末冶金用混合粉末及び結合剤Info
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- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄粉や鋼粉等の金属粉
末をベースとし、これに合金元素、黒鉛等の物性改善成
分粉末および潤滑剤粉末を配合した粉末冶金用原料粉末
に対し、特定組成比の共重合体成分を結合剤として含有
させることにより、ベースとなる金属粉末の物性を阻害
することなく上記物性改善成分粉末や潤滑剤粉末の偏析
を抑え、また粉末取扱い時の発塵を抑えたものである。
末をベースとし、これに合金元素、黒鉛等の物性改善成
分粉末および潤滑剤粉末を配合した粉末冶金用原料粉末
に対し、特定組成比の共重合体成分を結合剤として含有
させることにより、ベースとなる金属粉末の物性を阻害
することなく上記物性改善成分粉末や潤滑剤粉末の偏析
を抑え、また粉末取扱い時の発塵を抑えたものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄粉や鋼粉等の金属粉末を主原料とする
粉末冶金においては、焼結体の物性（強度特性や加工性
等）を改善するために、銅、ニッケル、クロム、モリブ
デン等の合金元素や黒鉛、りん、硫黄等の物性改善成分
粉末やステアリン酸亜鉛等の潤滑剤粉末を配合すること
がある。これら物性改善成分粉末や潤滑剤粉末の粒子サ
イズや比重等はかなり違っているのが普通であり、たと
えばベース金属粉末が鉄粉や鋼粉（以下、鉄・鋼粉末と
いう）で、物性改善成分粉末が黒鉛やりん等である場合
の比重差は極端に大きくなるため、混合後成形までの取
扱い過程でこれらが偏析を起こし易く、焼結体の特性及
び均質性を悪くする。また金型寿命を伸ばすために使用
される潤滑剤粉末が偏析を起すと、成形体を金型から取
り出す際の抜き出し圧力が増加したり粉体特性に変動を
来すことがある。
粉末冶金においては、焼結体の物性（強度特性や加工性
等）を改善するために、銅、ニッケル、クロム、モリブ
デン等の合金元素や黒鉛、りん、硫黄等の物性改善成分
粉末やステアリン酸亜鉛等の潤滑剤粉末を配合すること
がある。これら物性改善成分粉末や潤滑剤粉末の粒子サ
イズや比重等はかなり違っているのが普通であり、たと
えばベース金属粉末が鉄粉や鋼粉（以下、鉄・鋼粉末と
いう）で、物性改善成分粉末が黒鉛やりん等である場合
の比重差は極端に大きくなるため、混合後成形までの取
扱い過程でこれらが偏析を起こし易く、焼結体の特性及
び均質性を悪くする。また金型寿命を伸ばすために使用
される潤滑剤粉末が偏析を起すと、成形体を金型から取
り出す際の抜き出し圧力が増加したり粉体特性に変動を
来すことがある。
【０００３】こうした偏析の防止手段として、たとえば
特開昭５６−１３６９０１号や特開昭６３−１０３００
１号．に開示されている如く、有機結合剤を用いて鉄・
鋼粉末等に黒鉛粉末等を付着させる方法が提案された。
特開昭５６−１３６９０１号や特開昭６３−１０３００
１号．に開示されている如く、有機結合剤を用いて鉄・
鋼粉末等に黒鉛粉末等を付着させる方法が提案された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
に開示された有機結合剤は親水性であるため、保存時に
吸湿して流動性を低下させたりベース金属粉末の発錆を
促すという問題があり、粉末冶金製品の品質をかえって
悪化させることもあった。またこの有機結合剤は、鉄・
鋼粉末と物性改善成分粉末や潤滑剤粉末との結合力を高
めるよりも鉄・鋼粉末同士の結合力を高める作用の方が
強いので、黒鉛等に対する偏析防止効果が不十分であ
り、より優れた効果を得ようとすれば大量の結合剤を配
合しなければならない。その結果、鉄・鋼粉末同士の結
合（塊状化）が著しくなるため、混合・乾燥後の再粉砕
や篩い工程が不可欠となる。
に開示された有機結合剤は親水性であるため、保存時に
吸湿して流動性を低下させたりベース金属粉末の発錆を
促すという問題があり、粉末冶金製品の品質をかえって
悪化させることもあった。またこの有機結合剤は、鉄・
鋼粉末と物性改善成分粉末や潤滑剤粉末との結合力を高
めるよりも鉄・鋼粉末同士の結合力を高める作用の方が
強いので、黒鉛等に対する偏析防止効果が不十分であ
り、より優れた効果を得ようとすれば大量の結合剤を配
合しなければならない。その結果、鉄・鋼粉末同士の結
合（塊状化）が著しくなるため、混合・乾燥後の再粉砕
や篩い工程が不可欠となる。
【０００５】本発明はこの様な事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、ベース金属粉末の変質や流
動性低下或はベース金属粉末同士の凝集といった問題を
生ずることなく、物性改善成分粉末や潤滑剤粉末の分散
不良、即ち偏析を防止することができ、更には取扱い時
の粉塵発生についてもこれを抑制し得る様な粉末冶金用
混合粉末を提供しようとするものである。
ものであって、その目的は、ベース金属粉末の変質や流
動性低下或はベース金属粉末同士の凝集といった問題を
生ずることなく、物性改善成分粉末や潤滑剤粉末の分散
不良、即ち偏析を防止することができ、更には取扱い時
の粉塵発生についてもこれを抑制し得る様な粉末冶金用
混合粉末を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の構成は、金属粉末、黒鉛を含む物性改
善成分粉末および潤滑剤を含む粉末冶金用原料粉末に対
し、結合剤として、 スチレン：５〜７５重量部 ブタジエンおよび／またはイソプレン：９５〜２５重量
部 をモノマー成分とするスチレン系合成ゴム共重合体もし
くはその水素化物を配合してなるところに要旨を有する
ものであり、また上記共重合体もしくはその水素化物
は、それ自体で粉末冶金用原料粉末の結合剤として商品
価値を有するものである。上記結合剤の好ましい配合量
は、粉末冶金用原料粉末１００重量部に対して固形分換
算で０．１〜０．３重量部配合したものであり、また上
記物性改善粉末としては、黒鉛以外にＣｕ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、ＭｎＳ、Ｐ、Ｓよりなる群から選択される１
種もしくは２種以上を併用することができる。
のできた本発明の構成は、金属粉末、黒鉛を含む物性改
善成分粉末および潤滑剤を含む粉末冶金用原料粉末に対
し、結合剤として、 スチレン：５〜７５重量部 ブタジエンおよび／またはイソプレン：９５〜２５重量
部 をモノマー成分とするスチレン系合成ゴム共重合体もし
くはその水素化物を配合してなるところに要旨を有する
ものであり、また上記共重合体もしくはその水素化物
は、それ自体で粉末冶金用原料粉末の結合剤として商品
価値を有するものである。上記結合剤の好ましい配合量
は、粉末冶金用原料粉末１００重量部に対して固形分換
算で０．１〜０．３重量部配合したものであり、また上
記物性改善粉末としては、黒鉛以外にＣｕ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、ＭｎＳ、Ｐ、Ｓよりなる群から選択される１
種もしくは２種以上を併用することができる。
【０００７】
【作用及び実施例】本発明者らは前述の様な従来技術の
問題点を解決すべく種々研究を進めた結果、先に示した
特定の共重合体を使用すれば前述の問題点が一挙に解消
され、ベース金属粉末の変質や凝集、流動性低下といっ
た問題を生じることなく物性改善成分粉末や潤滑剤粉末
の偏析を効果的に防止することができ、併せて混合粉末
取扱い時の粉塵発生も抑制し得ることが確認された。以
下、結合剤となる共重合体におけるモノマー組成を定め
た理由について実験経緯を追って説明する。
問題点を解決すべく種々研究を進めた結果、先に示した
特定の共重合体を使用すれば前述の問題点が一挙に解消
され、ベース金属粉末の変質や凝集、流動性低下といっ
た問題を生じることなく物性改善成分粉末や潤滑剤粉末
の偏析を効果的に防止することができ、併せて混合粉末
取扱い時の粉塵発生も抑制し得ることが確認された。以
下、結合剤となる共重合体におけるモノマー組成を定め
た理由について実験経緯を追って説明する。
【０００８】尚実験に当たっては、ベース金属粉末とし
て鉄粉（神戸製鋼所製商品名「アトメル３００Ｍ」：粒
径１８０μｍ以下）と黒鉛粉末（サウスウェスタン社製
商品名「１６５１Ｊ：平均粒径２μｍ）」を使用し、こ
れらを前者９９重量部に対し後者１重量部の比率で混合
したものを用いた。これらの粉末原料を、図１（フロー
図）に示す如く、羽根付きミキサーによって高速撹拌し
つつ、後述する有機結合剤溶液を滴下もしくは噴霧し、
約５分間強撹拌した後緩やかな撹拌に切り替えて所定時
間乾燥し溶媒を除去する。そして該乾燥粉末の一部を抜
き出して黒鉛飛散率測定用の試料とする。残りの乾燥粉
末には潤滑剤として0.75重量％のステアリン酸亜鉛粉末
を加えて撹拌し、流動度測定用の試料とする。尚、潤滑
剤を使用する場合は、黒鉛粉末と潤滑剤を結合剤によっ
て同時にベース金属粉末に付着させることもできる。
て鉄粉（神戸製鋼所製商品名「アトメル３００Ｍ」：粒
径１８０μｍ以下）と黒鉛粉末（サウスウェスタン社製
商品名「１６５１Ｊ：平均粒径２μｍ）」を使用し、こ
れらを前者９９重量部に対し後者１重量部の比率で混合
したものを用いた。これらの粉末原料を、図１（フロー
図）に示す如く、羽根付きミキサーによって高速撹拌し
つつ、後述する有機結合剤溶液を滴下もしくは噴霧し、
約５分間強撹拌した後緩やかな撹拌に切り替えて所定時
間乾燥し溶媒を除去する。そして該乾燥粉末の一部を抜
き出して黒鉛飛散率測定用の試料とする。残りの乾燥粉
末には潤滑剤として0.75重量％のステアリン酸亜鉛粉末
を加えて撹拌し、流動度測定用の試料とする。尚、潤滑
剤を使用する場合は、黒鉛粉末と潤滑剤を結合剤によっ
て同時にベース金属粉末に付着させることもできる。
【０００９】黒鉛飛散率の測定には、図２に示す様なニ
ュークリポアフィルタ１（網目１２μｍ）を付した濾斗
状のガラス管２（内径：１６mm、高さ１０６mm）を使用
し、上記で得た試料粉末Ｐ（２５ｇ）を入れて下方より
Ｎ2 ガスを0.8 リットル／分の速度で２０分間流し、次式に
より黒鉛飛散率を求めた。 黒鉛飛散率(%)=[1−Ｎ2 ガス流通後炭素量／Ｎ2 ガス流
通前炭素量］×100 また流動度はＪＩＳ−Ｚ−２５０２により求めた。一例
として、結合剤を構成するモノマー成分としてスチレン
とブタジエンを使用した場合における共重合比が混合粉
末の黒鉛飛散率及び流動度にどの様な影響を与えるかを
調べたので、その結果を表１に示す。
ュークリポアフィルタ１（網目１２μｍ）を付した濾斗
状のガラス管２（内径：１６mm、高さ１０６mm）を使用
し、上記で得た試料粉末Ｐ（２５ｇ）を入れて下方より
Ｎ2 ガスを0.8 リットル／分の速度で２０分間流し、次式に
より黒鉛飛散率を求めた。 黒鉛飛散率(%)=[1−Ｎ2 ガス流通後炭素量／Ｎ2 ガス流
通前炭素量］×100 また流動度はＪＩＳ−Ｚ−２５０２により求めた。一例
として、結合剤を構成するモノマー成分としてスチレン
とブタジエンを使用した場合における共重合比が混合粉
末の黒鉛飛散率及び流動度にどの様な影響を与えるかを
調べたので、その結果を表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１からも明らかである様に、スチレンの
共重合比が５部（重量部：以下同じ）未満になると、黒
鉛飛散率は抑制されるが、混合粉末の流動性が悪くなっ
て圧粉成形性に問題を生ずる。一方、スチレンの共重合
比が７５部を超える場合は黒鉛飛散率を十分に下げるこ
とができず、結合剤としての機能が満足に発揮されなく
なる。従って黒鉛飛散率と流動度を同時に満足させるに
は、スチレンとブタジエンの共重合比を前者５〜７５
部：後者９５〜２５部の範囲に設定しなければならな
い。またこうした傾向は、スチレンと共重合されるモノ
マー成分としてイソプレンを使用し、或はブタジエンと
イソプレンを併用した場合、更にはこれらの水素化物を
使用した場合にもほぼ同様の結果が得られる。
共重合比が５部（重量部：以下同じ）未満になると、黒
鉛飛散率は抑制されるが、混合粉末の流動性が悪くなっ
て圧粉成形性に問題を生ずる。一方、スチレンの共重合
比が７５部を超える場合は黒鉛飛散率を十分に下げるこ
とができず、結合剤としての機能が満足に発揮されなく
なる。従って黒鉛飛散率と流動度を同時に満足させるに
は、スチレンとブタジエンの共重合比を前者５〜７５
部：後者９５〜２５部の範囲に設定しなければならな
い。またこうした傾向は、スチレンと共重合されるモノ
マー成分としてイソプレンを使用し、或はブタジエンと
イソプレンを併用した場合、更にはこれらの水素化物を
使用した場合にもほぼ同様の結果が得られる。
【００１２】尚、表２は、他の有機結合剤の代表例とし
てアクリル酸ブチル：メタクリル酸メチル：アクリル酸
＝５７：３８：５（重量比）の３元共重合体（比較剤：
重量平均分子量約５万）を選択し、本発明に係る結合剤
（スチレン：ブタジエン＝３５：６５重量比の共重合
体：重量平均分子量約１０万）との性能を対比して示し
たもの（実験法は上記と同じ）であり、この表からも明
らかである様に本発明に係る結合剤は、他の有機結合剤
に比べても黒鉛飛散率及び流動性の両方に優れたもので
あることがわかる。
てアクリル酸ブチル：メタクリル酸メチル：アクリル酸
＝５７：３８：５（重量比）の３元共重合体（比較剤：
重量平均分子量約５万）を選択し、本発明に係る結合剤
（スチレン：ブタジエン＝３５：６５重量比の共重合
体：重量平均分子量約１０万）との性能を対比して示し
たもの（実験法は上記と同じ）であり、この表からも明
らかである様に本発明に係る結合剤は、他の有機結合剤
に比べても黒鉛飛散率及び流動性の両方に優れたもので
あることがわかる。
【００１３】
【表２】
【００１４】本発明で使用される結合剤の好ましい共重
合組成は上記の通りであるが、その使用に当たっては、
混合工程で粉末混合系に万遍無く行き渡り、ベース金属
粉末の表面を過不足なく均一に被覆して物性改善成分粉
末や潤滑剤粉末とうまく結合させなければならず、その
ためには、原料粉末に対する結合剤の濃度や添加量等も
重要になると思われる。そこで、スチレン：ブタジエン
＝３５：６５の２元系共重合体（重量平均分子量：約１
０万）を使用し、そのトルエン溶液中の結合剤濃度や添
加量等が黒鉛飛散率に与える影響を明確にすべく実験を
進めた。尚この実験では生産性に影響を及ぼす乾燥時間
比（トルエン溶液中の結合剤濃度が５％、原料粉末に対
する結合剤の配合量が固形分換算で0.1 ％であるものの
乾燥時間を1.00としたときの時間比率）も調べた。結果
を表３に示す。
合組成は上記の通りであるが、その使用に当たっては、
混合工程で粉末混合系に万遍無く行き渡り、ベース金属
粉末の表面を過不足なく均一に被覆して物性改善成分粉
末や潤滑剤粉末とうまく結合させなければならず、その
ためには、原料粉末に対する結合剤の濃度や添加量等も
重要になると思われる。そこで、スチレン：ブタジエン
＝３５：６５の２元系共重合体（重量平均分子量：約１
０万）を使用し、そのトルエン溶液中の結合剤濃度や添
加量等が黒鉛飛散率に与える影響を明確にすべく実験を
進めた。尚この実験では生産性に影響を及ぼす乾燥時間
比（トルエン溶液中の結合剤濃度が５％、原料粉末に対
する結合剤の配合量が固形分換算で0.1 ％であるものの
乾燥時間を1.00としたときの時間比率）も調べた。結果
を表３に示す。
【００１５】
【表３】
【００１６】表３からも明らかである様に結合剤（２元
系共重合体）の添加に当たっては、結合剤の溶液濃度や
原料粉末に対する固形分としての添加量もさることなが
ら、原料粉末に対する結合剤溶液としての添加量も考慮
すべきであり、この値が低過ぎると、鉄粉表面全体に結
合剤溶液が行き渡り難くなって結合不足となり、偏析及
び黒鉛飛散を十分に抑え難くなる。一方この値が高過ぎ
ると混合系内で結合剤溶液自体の偏析が生じて混合むら
を起こし、部分的に結合力の不足部が生じて所期の目的
が達せられにくくなる。
系共重合体）の添加に当たっては、結合剤の溶液濃度や
原料粉末に対する固形分としての添加量もさることなが
ら、原料粉末に対する結合剤溶液としての添加量も考慮
すべきであり、この値が低過ぎると、鉄粉表面全体に結
合剤溶液が行き渡り難くなって結合不足となり、偏析及
び黒鉛飛散を十分に抑え難くなる。一方この値が高過ぎ
ると混合系内で結合剤溶液自体の偏析が生じて混合むら
を起こし、部分的に結合力の不足部が生じて所期の目的
が達せられにくくなる。
【００１７】従って結合剤の添加に当たっては、溶液と
しての添加量を原料粉末に対し1.0〜3.0 ％の範囲に調
整するのがよい。但し、結合剤の固形分としての絶対量
が不足する場合は乾燥後の結合力が不十分となり、一
方、多過ぎると混合粉末が部分的に塊状化して再粉砕が
必要となるので、固形分としての添加量は0.1 〜0.3
％、より好ましくは0.1 〜0.2 ％の範囲に収めるのがよ
い。
しての添加量を原料粉末に対し1.0〜3.0 ％の範囲に調
整するのがよい。但し、結合剤の固形分としての絶対量
が不足する場合は乾燥後の結合力が不十分となり、一
方、多過ぎると混合粉末が部分的に塊状化して再粉砕が
必要となるので、固形分としての添加量は0.1 〜0.3
％、より好ましくは0.1 〜0.2 ％の範囲に収めるのがよ
い。
【００１８】また該溶液の好ましい濃度は、２元共重合
体の分子量（重合度）及びそれに伴なう溶液粘度によっ
ても変わってくるので一律に規定することはできない
が、通常は５〜１５％、より好ましくは５〜１０％の範
囲のものが使用される。尚、本発明に係るスチレン系合
成ゴム共重合体の好ましい分子量は、重量平均分子量で
１万〜１００万、より好ましくは３万〜５０万の範囲で
あり、分子量が小さ過ぎる場合は、結合剤としての作用
が全体的に不足気味となり、一方分子量が大き過ぎる場
合は混合むらを起こし、偏析防止効果が満足に発揮され
難くなる。
体の分子量（重合度）及びそれに伴なう溶液粘度によっ
ても変わってくるので一律に規定することはできない
が、通常は５〜１５％、より好ましくは５〜１０％の範
囲のものが使用される。尚、本発明に係るスチレン系合
成ゴム共重合体の好ましい分子量は、重量平均分子量で
１万〜１００万、より好ましくは３万〜５０万の範囲で
あり、分子量が小さ過ぎる場合は、結合剤としての作用
が全体的に不足気味となり、一方分子量が大き過ぎる場
合は混合むらを起こし、偏析防止効果が満足に発揮され
難くなる。
【００１９】次に表４は、前記方法に準拠し、結合剤と
してスチレン：ブタジエン＝３５：６５共重合体（重量
平均分子量：約１０万）を用い、該結合剤の溶液濃度や
添加量を種々変えた場合の黒鉛飛散率及び凝集性（篩い
目２５０μｍ上の残存率）、並びにこれに0.75％のステ
アリン酸亜鉛粉末を追加混合したときの流動度及び圧縮
性（試料片寸法：直径11.3mm×１０高さmm、成形圧力：
５トン／cm2 ）を調べた結果を示したものである。尚こ
の表には比較のため結合剤無添加の例も併記した。
してスチレン：ブタジエン＝３５：６５共重合体（重量
平均分子量：約１０万）を用い、該結合剤の溶液濃度や
添加量を種々変えた場合の黒鉛飛散率及び凝集性（篩い
目２５０μｍ上の残存率）、並びにこれに0.75％のステ
アリン酸亜鉛粉末を追加混合したときの流動度及び圧縮
性（試料片寸法：直径11.3mm×１０高さmm、成形圧力：
５トン／cm2 ）を調べた結果を示したものである。尚こ
の表には比較のため結合剤無添加の例も併記した。
【００２０】
【表４】
【００２１】表４からも明らかである様に、結合剤無添
加の場合の黒鉛飛散率は非常に大きいのに対し、本発明
に係る結合剤を適量添加すると、黒鉛飛散率は著しく抑
えられる。また上記実験例では鉄粉に黒鉛粉および潤滑
剤を混合した場合を例にとって説明したが、鉄粉や鋼粉
に他の合金元素やマンガンサルファイド、りん、硫黄等
を加えて改質する場合にも同様に適用することができ
る。
加の場合の黒鉛飛散率は非常に大きいのに対し、本発明
に係る結合剤を適量添加すると、黒鉛飛散率は著しく抑
えられる。また上記実験例では鉄粉に黒鉛粉および潤滑
剤を混合した場合を例にとって説明したが、鉄粉や鋼粉
に他の合金元素やマンガンサルファイド、りん、硫黄等
を加えて改質する場合にも同様に適用することができ
る。
【００２２】また表５は、ベース金属粉末として鉄粉
（神戸製鋼所製商品名「アトメル３００Ｍ」：粒径１８
０μｍ以下）を使用し、黒鉛粉末（天然黒鉛：平均粒径
３μｍ）0.8 重量％と銅粉末（アトマイズ銅粉：平均粒
径３０μｍ）2.0 重量％およびステアリン酸亜鉛粉末0.
75重量％を配合してなる混合粉末を使用し、以下は前記
表１で採用したのと同様の方法で黒鉛飛散率及び流動性
を調べた結果を示したものである。ただし、結合剤とし
ては、スチレン：ブタジエン＝３５：６５重量比の共重
合体（重量平均分子量：約１０万）を、結合剤濃度が１
０％であるトルエン溶液として原料粉末に固形分換算で
0.2 重量％加えて均一に混合した。
（神戸製鋼所製商品名「アトメル３００Ｍ」：粒径１８
０μｍ以下）を使用し、黒鉛粉末（天然黒鉛：平均粒径
３μｍ）0.8 重量％と銅粉末（アトマイズ銅粉：平均粒
径３０μｍ）2.0 重量％およびステアリン酸亜鉛粉末0.
75重量％を配合してなる混合粉末を使用し、以下は前記
表１で採用したのと同様の方法で黒鉛飛散率及び流動性
を調べた結果を示したものである。ただし、結合剤とし
ては、スチレン：ブタジエン＝３５：６５重量比の共重
合体（重量平均分子量：約１０万）を、結合剤濃度が１
０％であるトルエン溶液として原料粉末に固形分換算で
0.2 重量％加えて均一に混合した。
【００２３】
【表５】
【００２４】この結果からも明らかである様に、本発明
によれば粉末冶金用としての流動性（成形性）を阻害す
ることなく、極めて軽量で偏析し易い物性改善成分粉末
（黒鉛など）や潤滑剤粉末の偏析や飛散を効果的に防止
し得ることが分かる。上記の様に本発明では、スチレン
とブタジエンおよび／またはイソプレンを特定比率で共
重合してなるスチレン系合成ゴム共重合体もしくはその
水素化物を結合剤をして使用することによって、鉄・鋼
粉末などの金属粉末ベース中における物性改善成分粉末
や潤滑剤粉末の偏析や取扱い時における発塵を防止する
ものであり、ベースとなる金属粉末としては、最も一般
的な鉄・鋼粉末のほか銅粉、青銅粉、Ｔｉ粉、Ａｌ粉、
Ｎｉ粉、Ｃｏ粉、などの様々の金属あるいはそれらの各
種合金粉末が挙げられる。
によれば粉末冶金用としての流動性（成形性）を阻害す
ることなく、極めて軽量で偏析し易い物性改善成分粉末
（黒鉛など）や潤滑剤粉末の偏析や飛散を効果的に防止
し得ることが分かる。上記の様に本発明では、スチレン
とブタジエンおよび／またはイソプレンを特定比率で共
重合してなるスチレン系合成ゴム共重合体もしくはその
水素化物を結合剤をして使用することによって、鉄・鋼
粉末などの金属粉末ベース中における物性改善成分粉末
や潤滑剤粉末の偏析や取扱い時における発塵を防止する
ものであり、ベースとなる金属粉末としては、最も一般
的な鉄・鋼粉末のほか銅粉、青銅粉、Ｔｉ粉、Ａｌ粉、
Ｎｉ粉、Ｃｏ粉、などの様々の金属あるいはそれらの各
種合金粉末が挙げられる。
【００２５】また金属粉末中に配合される黒鉛以外の物
性改善成分としては、粉末冶金製品の強度、耐摩耗性、
切削性など各種の物性を改善するために使用される種々
の成分を挙げることができ、例えば鉄・鋼粉末冶金製品
における物性改善用の無機質粉末としては、銅、Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｎＳ、Ｐ、Ｓなどの無機質粉末が例示さ
れ、その一般的な配合量は無機質粉末の種類によって変
わってくるので一律に規定することはできないが、黒鉛
を含んだ一般的な配合量として示すならば原料粉末全量
中に占める比率で0.1 〜３重量％の範囲である。
性改善成分としては、粉末冶金製品の強度、耐摩耗性、
切削性など各種の物性を改善するために使用される種々
の成分を挙げることができ、例えば鉄・鋼粉末冶金製品
における物性改善用の無機質粉末としては、銅、Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｎＳ、Ｐ、Ｓなどの無機質粉末が例示さ
れ、その一般的な配合量は無機質粉末の種類によって変
わってくるので一律に規定することはできないが、黒鉛
を含んだ一般的な配合量として示すならば原料粉末全量
中に占める比率で0.1 〜３重量％の範囲である。
【００２６】これらの物性改善成分粉末は、焼結工程で
速やかに固相拡散もしくは液相拡散してベース金属中に
拡散し或は合金化し得る様、通常平均粒径５０μｍ以
下、より好ましくは３０μｍ以下の微粉末を使用するの
が良い。特に黒鉛粉を使用する場合は、粗粒物を使用す
ると製品中に巣欠陥ができ易くなるので、１０μｍ以
下、より好ましくは５μｍ以下の微粉末を使用すること
が望まれる。
速やかに固相拡散もしくは液相拡散してベース金属中に
拡散し或は合金化し得る様、通常平均粒径５０μｍ以
下、より好ましくは３０μｍ以下の微粉末を使用するの
が良い。特に黒鉛粉を使用する場合は、粗粒物を使用す
ると製品中に巣欠陥ができ易くなるので、１０μｍ以
下、より好ましくは５μｍ以下の微粉末を使用すること
が望まれる。
【００２７】また潤滑剤粉末は、圧粉成形時における金
型と混合粉末あるいは混合粉末同士の摩擦を低減して圧
密度を高めると共に金型寿命を伸ばす目的で配合される
ものであり、例えばステアリン酸亜鉛などの金属石け
ん、エチレンビスアマイドなどのアマイドワックス、あ
るいはそれらの複合物などが用いられ、その添加量は、
原料粉末全量中に占める比率で通常0.1 〜３重量％、よ
り一般的には0.3 〜１重量％程度である。
型と混合粉末あるいは混合粉末同士の摩擦を低減して圧
密度を高めると共に金型寿命を伸ばす目的で配合される
ものであり、例えばステアリン酸亜鉛などの金属石け
ん、エチレンビスアマイドなどのアマイドワックス、あ
るいはそれらの複合物などが用いられ、その添加量は、
原料粉末全量中に占める比率で通常0.1 〜３重量％、よ
り一般的には0.3 〜１重量％程度である。
【００２８】尚この潤滑剤粉末は、ある程度粗粒のもの
の方が金型から成形体を取り出す時の抵抗は小さくなる
が、反面混合粉末全体としての圧縮性や均一混合性が悪
くなる傾向があるので、好ましくは平均粒径が５０μｍ
程度以下、より好ましくは３０μｍ程度以下のものを使
用するのがよい。
の方が金型から成形体を取り出す時の抵抗は小さくなる
が、反面混合粉末全体としての圧縮性や均一混合性が悪
くなる傾向があるので、好ましくは平均粒径が５０μｍ
程度以下、より好ましくは３０μｍ程度以下のものを使
用するのがよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、結
合剤として特定の共重合体を使用することにより、ベー
ス金属粉末に悪影響を及ぼすことなく物性改善成分粉末
や潤滑剤粉末の均一分散性及び耐発塵性を改善すると共
に、混合粉末としての流動性や成形性を改善することが
でき、優れた性能の粉末冶金用混合粉末を提供し得るこ
とになった。
合剤として特定の共重合体を使用することにより、ベー
ス金属粉末に悪影響を及ぼすことなく物性改善成分粉末
や潤滑剤粉末の均一分散性及び耐発塵性を改善すると共
に、混合粉末としての流動性や成形性を改善することが
でき、優れた性能の粉末冶金用混合粉末を提供し得るこ
とになった。
【図１】実験法を示すフロー図である。
【図２】黒鉛飛散率の測定に用いた器具の断面図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久間 均 神戸市灘区灘浜東町２番地 株式会社神 戸製鋼所 神戸製鉄所内 (72)発明者 早見 威彦 神戸市灘区灘浜東町２番地 株式会社神 戸製鋼所 神戸製鉄所内 (72)発明者 長曽我部 次郎 三木市宿原1265 (56)参考文献 特開 昭61−221302（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 3/00 - 3/26 C04B 35/632 - 35/636
Claims (4)
- 【請求項１】 金属粉末、 黒鉛を含む 物性改善成分粉末および潤滑剤を含む粉末冶
金用原料粉末に対し、結合剤として、 スチレン：５〜７５重量部 ブタジエンおよび／またはイソプレン：９５〜２５重量
部 をモノマー成分とするスチレン系合成ゴム共重合体もし
くはその水素化物を配合してなることを特徴とする粉末
冶金用混合粉末。 - 【請求項２】 結合剤を前記粉末冶金用原料粉末１００
重量部に対して固形分換算で０．１〜０．３重量部配合
したものである請求項１に記載の粉末冶金用混合粉末。 - 【請求項３】 物性改善成分粉末が、黒鉛以外にＣｕ、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｎＳ、Ｐ、Ｓよりなる群から選択
される１種もしくは２種以上を含む無機質粉末である請
求項１または２に記載の粉末冶金用混合粉末。 - 【請求項４】 金属粉末、 黒鉛を含む 物性改善成分粉末および潤滑剤を含む粉末冶
金用原料粉末に配合される結合剤であって、 スチレン：５〜７５重量部 ブタジエンおよび／またはイソプレン：９５〜２５重量
部 をモノマー成分とするスチレン系合成ゴムもしくはその
水素化物からなることを特徴とする粉末冶金用結合剤。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083400A JP2898461B2 (ja) | 1991-04-22 | 1992-03-04 | 粉末冶金用混合粉末及び結合剤 |
| CA002066310A CA2066310C (en) | 1991-04-22 | 1992-04-16 | Powder mixture for powder metallurgy and binder therefor |
| KR1019920006655A KR960003722B1 (ko) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | 분말야금용 분말혼합물과 그 결합제 |
| US07/872,120 US5286275A (en) | 1991-04-22 | 1992-04-22 | Powder mixture for powder metallurgy and binder therefor |
| MYPI92001963A MY108172A (en) | 1991-04-22 | 1992-10-29 | Powder mixture for powder metallurgy and binder therefor |
| CN 92113441 CN1029512C (zh) | 1992-03-04 | 1992-11-23 | 用于粉末冶金的粉末混合料 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-119241 | 1991-04-22 | ||
| JP11924191 | 1991-04-22 | ||
| JP4083400A JP2898461B2 (ja) | 1991-04-22 | 1992-03-04 | 粉末冶金用混合粉末及び結合剤 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586403A JPH0586403A (ja) | 1993-04-06 |
| JP2898461B2 true JP2898461B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=26424427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4083400A Expired - Lifetime JP2898461B2 (ja) | 1991-04-22 | 1992-03-04 | 粉末冶金用混合粉末及び結合剤 |
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| JP (1) | JP2898461B2 (ja) |
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| MY (1) | MY108172A (ja) |
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| CN1108351C (zh) * | 2000-08-24 | 2003-05-14 | 曹阳 | 用于生产硬质合金的成型剂 |
| CA2534472A1 (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-17 | Apex Advanced Technologies, Llc | Composition for powder metallurgy |
| CN100369700C (zh) * | 2005-12-22 | 2008-02-20 | 株洲钻石切削刀具股份有限公司 | 一种硬质合金生产用成型剂 |
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| JP5552032B2 (ja) | 2010-11-22 | 2014-07-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用混合粉末及びその製造方法 |
| JP6244210B2 (ja) | 2013-03-04 | 2017-12-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用バインダー、および粉末冶金用混合粉末、並びに焼結体 |
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| JPS5920402A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 強磁性金属粉末 |
| JPS61221302A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-10-01 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 金属粉末結合用組成物 |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4083400A patent/JP2898461B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-16 CA CA002066310A patent/CA2066310C/en not_active Expired - Lifetime
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- 1992-04-22 US US07/872,120 patent/US5286275A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-29 MY MYPI92001963A patent/MY108172A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5286275A (en) | 1994-02-15 |
| MY108172A (en) | 1996-08-30 |
| KR920019454A (ko) | 1992-11-19 |
| CA2066310A1 (en) | 1992-10-23 |
| JPH0586403A (ja) | 1993-04-06 |
| KR960003722B1 (ko) | 1996-03-21 |
| CA2066310C (en) | 1996-11-12 |
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