JP3089139B2 - 被削性に優れた焼結材料 - Google Patents
被削性に優れた焼結材料Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は硬さおよび強度を低下さ
せずに切削性を改善した被削性に優れた焼結材料に関す
る。
せずに切削性を改善した被削性に優れた焼結材料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】焼結機械部品は、切削加工工程の省略、
材料の節約等の経済的効果が大きく、自動車、精密機械
および家庭用電気器具などにおける適用の度合いが近年
著しく増進しているが、形状が複雑な場合や高い寸法精
度が要求される場合などにも適用されるようになって、
焼結部品においても切削加工が必要とされるようになっ
ている。
材料の節約等の経済的効果が大きく、自動車、精密機械
および家庭用電気器具などにおける適用の度合いが近年
著しく増進しているが、形状が複雑な場合や高い寸法精
度が要求される場合などにも適用されるようになって、
焼結部品においても切削加工が必要とされるようになっ
ている。
【０００３】しかしながら、焼結機械部品は溶製材料と
違って内部に空孔が存在するため切削加工する際に断続
切削になること、および空孔が保温の役目を果たし熱伝
導を阻み、その結果切削工具の温度が高くなることか
ら、切削工具の寿命が短く、被削性の改善が要望されて
いた。
違って内部に空孔が存在するため切削加工する際に断続
切削になること、および空孔が保温の役目を果たし熱伝
導を阻み、その結果切削工具の温度が高くなることか
ら、切削工具の寿命が短く、被削性の改善が要望されて
いた。
【０００４】そこで、焼結材の被削性を改善するため、
ガラス粉、タルク、ＢＮが添加されている。例えば、特
開昭６３−９３４８２号の快削焼結材の発明では金属粉
末に非金属粉末であるガラス、窒化硼素、タルク等を混
合して焼結させて工具寿命を向上し被削性を改善してい
る。焼結材にガラス粉、タルク、ＢＮを添加した論文と
して、「複合型合金粉焼結材の被削性改善」（日本機械
学会東海支部三重地方講演会講演論文集、’９２．７．
１７．Ｎｏ．９２３−２）がある。
ガラス粉、タルク、ＢＮが添加されている。例えば、特
開昭６３−９３４８２号の快削焼結材の発明では金属粉
末に非金属粉末であるガラス、窒化硼素、タルク等を混
合して焼結させて工具寿命を向上し被削性を改善してい
る。焼結材にガラス粉、タルク、ＢＮを添加した論文と
して、「複合型合金粉焼結材の被削性改善」（日本機械
学会東海支部三重地方講演会講演論文集、’９２．７．
１７．Ｎｏ．９２３−２）がある。
【０００５】また、米国特許Ｎｏ．５０４１１５８（Ａ
ｕｇ．２０，１９９１）では、焼結材中にタルクを含有
させる（０．７５〜７．０％）ことにより凝着摩耗を改
善しており、特開平１−２５５６０４号公報の鉄基混合
粉の発明では、平均粒径８〜２０μｍのタルク粉末を鉄
系原料粉末に配合し、機械的性質を従来の鉄粉と同等に
保ちながら、被削性に優れた焼結機械部品を得ている。
ｕｇ．２０，１９９１）では、焼結材中にタルクを含有
させる（０．７５〜７．０％）ことにより凝着摩耗を改
善しており、特開平１−２５５６０４号公報の鉄基混合
粉の発明では、平均粒径８〜２０μｍのタルク粉末を鉄
系原料粉末に配合し、機械的性質を従来の鉄粉と同等に
保ちながら、被削性に優れた焼結機械部品を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ごとく鉄系原料粉末に非金属材料であるガラス粉、タル
ク、ＢＮ等を添加する場合は、被削性は向上するもの
の、硬度の低下、衝撃値の劣化等により焼結材の機械的
強度が劣化するという問題点がある。
ごとく鉄系原料粉末に非金属材料であるガラス粉、タル
ク、ＢＮ等を添加する場合は、被削性は向上するもの
の、硬度の低下、衝撃値の劣化等により焼結材の機械的
強度が劣化するという問題点がある。
【０００７】本発明は、鉄系原料粉末に非金属材料を添
加して被削性を改善した焼結材料の前記のごとき問題点
を解決すべくなされたものであって、硬度や引張強さ等
の機械的性質を劣化させることなく切削性を改善するこ
とのできる被削性に優れた焼結材料を提供することを目
的とする。
加して被削性を改善した焼結材料の前記のごとき問題点
を解決すべくなされたものであって、硬度や引張強さ等
の機械的性質を劣化させることなく切削性を改善するこ
とのできる被削性に優れた焼結材料を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記のごと
き問題点を解決するため、種々の非金属材料について添
加の効果について検討を重ねた。その結果、ドロマイト
を重量比で５％以下含有させると、機械的強度を劣化さ
せることなく被削性を改善できることを新たに知見して
本発明を完成した。
き問題点を解決するため、種々の非金属材料について添
加の効果について検討を重ねた。その結果、ドロマイト
を重量比で５％以下含有させると、機械的強度を劣化さ
せることなく被削性を改善できることを新たに知見して
本発明を完成した。
【０００９】本発明の被削性に優れた焼結材料は、ドロ
マイトを５重量％以下含有することを要旨とする。
マイトを５重量％以下含有することを要旨とする。
【００１０】ドロマイトは苦灰石または白雲母とも言
い、素地に分散し被削性を向上させる効果がある。被削
性向上効果は含有量が増すと共に大きくなるが、重量比
で５％を越えると、例えば添加したグラファイト粉を焼
結時に吸着する等の問題が発生し、材料特性が低下す
る。
い、素地に分散し被削性を向上させる効果がある。被削
性向上効果は含有量が増すと共に大きくなるが、重量比
で５％を越えると、例えば添加したグラファイト粉を焼
結時に吸着する等の問題が発生し、材料特性が低下す
る。
【００１１】
【作用】本発明の被削性に優れた焼結材料は、ドロマイ
トを５重量％以下を含有させたので、焼結材料の硬さ、
強度を低下することなく被削性を向上することができ
る。詳細な作用は不明であるが、結晶構造が層状の層間
化合物であるためと思われる。また、ドロマイトは、従
来の快削成分であるＢＮより比べるとコストが安い。
トを５重量％以下を含有させたので、焼結材料の硬さ、
強度を低下することなく被削性を向上することができ
る。詳細な作用は不明であるが、結晶構造が層状の層間
化合物であるためと思われる。また、ドロマイトは、従
来の快削成分であるＢＮより比べるとコストが安い。
【００１２】本発明において、ドロマイトの含有量を５
重量％以下としたのは、これら快削成分が５％を越える
と焼結材料の硬さや強度等の機械的性質が劣化するから
である。
重量％以下としたのは、これら快削成分が５％を越える
と焼結材料の硬さや強度等の機械的性質が劣化するから
である。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を比較例と対比して説明し、
本発明の効果を明らかにする。原料粉末として、市販の
純鉄粉、市販の合金鋼粉（ＤＩＳＴＡＬＯＹ ＡＥ、Ｆ
ｅ−４Ｎｉ−１．５Ｃｕ−０．５Ｍｏ）と、いずれも粒
度７５μｍ以下のＣｏ粉末、Ｃｕ粉末、ドロマイト粉
末、タルク粉末、ＢＮ粉末、１５０μｍ以下の金属間化
合物ＦｅＭｏ粉、粒度２５μｍ以下の天然黒鉛粉末およ
び潤滑剤ステアリン酸亜鉛粉末を用意し、これら原料粉
末を表１〜表５に示した組成になるように配合し、潤滑
剤を０．８％添加した後、混粉装置により混合を行っ
た。
本発明の効果を明らかにする。原料粉末として、市販の
純鉄粉、市販の合金鋼粉（ＤＩＳＴＡＬＯＹ ＡＥ、Ｆ
ｅ−４Ｎｉ−１．５Ｃｕ−０．５Ｍｏ）と、いずれも粒
度７５μｍ以下のＣｏ粉末、Ｃｕ粉末、ドロマイト粉
末、タルク粉末、ＢＮ粉末、１５０μｍ以下の金属間化
合物ＦｅＭｏ粉、粒度２５μｍ以下の天然黒鉛粉末およ
び潤滑剤ステアリン酸亜鉛粉末を用意し、これら原料粉
末を表１〜表５に示した組成になるように配合し、潤滑
剤を０．８％添加した後、混粉装置により混合を行っ
た。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【表３】
【００１７】
【表４】
【００１８】
【表５】
【００１９】なお、表１の実施例１〜３は純鉄粉に２．
０％のＣｕ粉末と０．５％の黒鉛粉末を添加したもの
に、ドロマイトを本発明の組成範囲内で添加した本発明
の実施例、表２の実施４〜６は純鉄粉に１０％のＣｏ粉
末、１．０％の黒鉛粉末、１０％のＦｅＭｏ粉末を添加
したものに、ドロマイトを本発明の組成範囲内で添加し
た本発明の実施例、表３の実施例７〜９は合金鋼粉末に
０．３％の黒鉛粉末を添加したものに、ドロマイトを本
発明の組成範囲内で添加した本発明の実施例である。
０％のＣｕ粉末と０．５％の黒鉛粉末を添加したもの
に、ドロマイトを本発明の組成範囲内で添加した本発明
の実施例、表２の実施４〜６は純鉄粉に１０％のＣｏ粉
末、１．０％の黒鉛粉末、１０％のＦｅＭｏ粉末を添加
したものに、ドロマイトを本発明の組成範囲内で添加し
た本発明の実施例、表３の実施例７〜９は合金鋼粉末に
０．３％の黒鉛粉末を添加したものに、ドロマイトを本
発明の組成範囲内で添加した本発明の実施例である。
【００２０】表４の比較例１は表１の実施例１〜３に相
当する組成でドロマイトを全く添加しなかった比較例、
比較例２は表２の実施例４〜６に相当する組成でドロマ
イトを全く添加しなかった比較例で、比較例３はＰｂを
含浸させたもの、比較例４は表３の実施例７〜８に相当
する組成でドロマイトを全く添加しなかった比較例であ
る。
当する組成でドロマイトを全く添加しなかった比較例、
比較例２は表２の実施例４〜６に相当する組成でドロマ
イトを全く添加しなかった比較例で、比較例３はＰｂを
含浸させたもの、比較例４は表３の実施例７〜８に相当
する組成でドロマイトを全く添加しなかった比較例であ
る。
【００２１】また、比較例５〜７は表１〜表３の実施例
に相当する組成のものにドロマイトを本発明の組成範囲
以上添加した比較例である。表５の比較例８〜１１は表
２の実施例に相当する組成のものにタルクまたはＢＮを
添加した比較例である。
に相当する組成のものにドロマイトを本発明の組成範囲
以上添加した比較例である。表５の比較例８〜１１は表
２の実施例に相当する組成のものにタルクまたはＢＮを
添加した比較例である。
【００２２】この混合粉で７００ＭＰａの成形圧力によ
り、各種試験片圧粉体を成形した。成形した圧粉体を還
元性雰囲気中で１４９３Ｋの温度で１８００秒保持し、
焼結を行った。なお、焼結した試験片のうち比較例３は
Ｐｂ溶浸を行った。
り、各種試験片圧粉体を成形した。成形した圧粉体を還
元性雰囲気中で１４９３Ｋの温度で１８００秒保持し、
焼結を行った。なお、焼結した試験片のうち比較例３は
Ｐｂ溶浸を行った。
【００２３】得られた各試験片は、硬さ、圧環強度、切
削抵抗を測定し、得られた結果は表６〜表７に示した。
なお、切削抵抗を測定した時の試験条件は以下に示す通
りである。 試験片形状 ：外径３０ｍｍ、内径１６ｍｍ、
厚さ７ｍｍ 試験機 ：旋盤 切削工具（チップ） ：ｃＢＮチップ 切削液 ：なし 試験条件 ：切削速度９５ｍ／ｍｉｎ、送り
０．０４８ｍｍ／ｒｅｖ、切込み０．５ｍｍ 測定器 ：切削動力計
削抵抗を測定し、得られた結果は表６〜表７に示した。
なお、切削抵抗を測定した時の試験条件は以下に示す通
りである。 試験片形状 ：外径３０ｍｍ、内径１６ｍｍ、
厚さ７ｍｍ 試験機 ：旋盤 切削工具（チップ） ：ｃＢＮチップ 切削液 ：なし 試験条件 ：切削速度９５ｍ／ｍｉｎ、送り
０．０４８ｍｍ／ｒｅｖ、切込み０．５ｍｍ 測定器 ：切削動力計
【００２４】
【表６】
【００２５】
【表７】 ＊１：タルクおよびＢＮを表５のように添加すると、本
製造条件では、黒鉛の拡散を阻害し、充分な強度を有す
る組織が得難い。
製造条件では、黒鉛の拡散を阻害し、充分な強度を有す
る組織が得難い。
【００２６】実施例１〜３と比較例１、実施例４〜６と
比較例２、および実施例７〜９と比較例４を対比すると
明らかなように、本発明の実施例は硬さおよび圧環強度
という材料特性は殆ど変化しないか、使用上問題ない程
度の変化であるにも係わらず、本発明の効果により切削
抵抗は大きく低下し、その低下割合は規定した範囲内に
おいて添加量が多くなる程大きいことが判明した。ま
た、今回添加した快削成分には特に大きな有意差は認め
られない。
比較例２、および実施例７〜９と比較例４を対比すると
明らかなように、本発明の実施例は硬さおよび圧環強度
という材料特性は殆ど変化しないか、使用上問題ない程
度の変化であるにも係わらず、本発明の効果により切削
抵抗は大きく低下し、その低下割合は規定した範囲内に
おいて添加量が多くなる程大きいことが判明した。ま
た、今回添加した快削成分には特に大きな有意差は認め
られない。
【００２７】逆に比較例５〜７のように５％を越えて快
削化成分を添加すると、実施例１〜９に比較し切削抵抗
は低下するが、切削抵抗の低下の割に材料特性の低下が
大きい。
削化成分を添加すると、実施例１〜９に比較し切削抵抗
は低下するが、切削抵抗の低下の割に材料特性の低下が
大きい。
【００２８】比較例３は比較例２に鉛を含浸させた場合
であるが、実施例４〜６と比較すると明らかなように、
本発明の効果は鉛の含浸と同等の切削抵抗低下の効果が
ある。材料特性が向上しているのは、鉛の含浸により焼
結材料特有の空孔が無くなったためである。
であるが、実施例４〜６と比較すると明らかなように、
本発明の効果は鉛の含浸と同等の切削抵抗低下の効果が
ある。材料特性が向上しているのは、鉛の含浸により焼
結材料特有の空孔が無くなったためである。
【００２９】比較例８および比較例１０から明らかなよ
うに、タルクおよびＢＮを単体で添加すると、切削抵抗
があまり低下しないのに、硬さおよび圧環強度の低下が
大き過ぎる。また、比較例９および比較例１１ではタル
クおよびＢＮを実施例の場合と同量添加すると、本製造
条件では、黒鉛の拡散を阻害し、充分な強度を有する組
織が得難い。
うに、タルクおよびＢＮを単体で添加すると、切削抵抗
があまり低下しないのに、硬さおよび圧環強度の低下が
大き過ぎる。また、比較例９および比較例１１ではタル
クおよびＢＮを実施例の場合と同量添加すると、本製造
条件では、黒鉛の拡散を阻害し、充分な強度を有する組
織が得難い。
【００３０】
【発明の効果】本発明の被削性に優れた焼結材料は以上
説明したにように、ドロマイトを５重量％以下含有する
ことを特徴とするものであって、焼結材料の硬さ、強度
を低下することなく被削性を向上することができる。詳
細な作用は不明であるが、結晶構造が層状の層間化合物
であるためと思われる。また、ドロマイトは、従来の快
削成分であるＢＮより比べるとコストが安い。
説明したにように、ドロマイトを５重量％以下含有する
ことを特徴とするものであって、焼結材料の硬さ、強度
を低下することなく被削性を向上することができる。詳
細な作用は不明であるが、結晶構造が層状の層間化合物
であるためと思われる。また、ドロマイトは、従来の快
削成分であるＢＮより比べるとコストが安い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 秀樹 京都市山科区栗栖野狐塚５の１ 日本粉 末合金株式会社内 (72)発明者 前島 隆 京都市山科区栗栖野狐塚５の１ 日本粉 末合金株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 33/02 103 B22F 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ドロマイトを総量で５重量％以下含有す
ることを特徴とする被削性に優れた焼結材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05216606A JP3089139B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 被削性に優れた焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05216606A JP3089139B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 被削性に優れた焼結材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770690A JPH0770690A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3089139B2 true JP3089139B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=16691066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05216606A Expired - Fee Related JP3089139B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 被削性に優れた焼結材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3089139B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8896052B2 (en) | 2012-09-05 | 2014-11-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP05216606A patent/JP3089139B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0770690A (ja) | 1995-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |