JP3415022B2 - 焼結用金属粉 - Google Patents
焼結用金属粉Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は焼結用金属粉に関
し、特に焼結にて得られる歯車用の金属粉に関する。 【０００２】 【従来の技術】最近では自動車等の部品として用いられ
る歯車についても、生産性を向上すべく、金属粉を圧粉
成形した後、焼結する手段が採用されている。上記の金
属粉の形態としては、図１に示すように、鉄粒子と合金
元素とが分離した混合粉（ａ）、鉄粒子の表面の一部に
合金元素が拡散している部分合金化粉（ｂ）及び個々の
金属粒子が合金組成となっている完全合金化粉（ｃ）が
ある。 【０００３】混合粉及び部分合金化粉については、圧縮
性つまり圧粉成形性については優れているものの、圧壊
強度については、更に高い数値が望まれる。 【０００４】また、市販されている焼結用の完全合金化
粉としては、合金元素としてＣ（炭素）、Ｓi（珪
素）、Ｍn（マンガン）、Ｐ（燐）、Ｓ（硫黄）、Ｎi
（ニッケル）及びＭo（モリブデン）を含むものが知ら
れている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】Ｃ（炭素）、Ｓi（珪
素）、Ｍn（マンガン）、Ｐ（燐）、Ｓ（硫黄）、Ｎi
（ニッケル）及びＭo（モリブデン）を含む市販の完全
合金化粉を用いることで、混合粉や部分合金化粉よりも
特性は向上するが、圧壊強度については、未だ満足のい
くものではない。 【０００６】また、当該市販の完全合金粉を用いて焼結
部品を成形する場合、一般的なＦe（鉄）−Ｃu（銅）−
Ｃ（炭素）系の材料を用いて成形する場合に比べて、焼
結時の収縮による寸法変化が大きいため、Ｆe（鉄）−
Ｃu（銅）−Ｃ（炭素）系の材料と共通の金型を適用す
ることができないという不都合がある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題、即
ち、市販の完全合金化粉と同等以上の圧壊強度を有する
とともに焼結時の収縮による寸法変化が小さい焼結用金
属粉を提供することを目的とする。即ち、本発明に係る
焼結用金属粉は、以下の組成割合からなる完全合金化粉
とした。 Ｃ（炭素） ：０．６１wt%以上０．６７wt%以下 Ｓi（珪素） ：０．００９wt%以上０．０１１wt%以下 Ｍn（マンガン） ：０．１７８wt%以上０．１８２wt%以下 Ｐ（燐） ：０．０１２wt%以上０．０１５wt%以下 Ｓ（硫黄） ：０．００９wt%以上０．０１１wt%以下 Ｎi（ニッケル） ：０．５１wt%以上０．６３wt%以下 Ｍo（モリブデン）：０．５３wt%以上０．６５wt%以下 Ｃu（銅） ：１．２５wt%以上１．６５wt%以下 【０００８】本発明にあって、最も特徴的な組成割合は
Ｃuであり、焼結時に部品を膨張させる作用があるＣuの
添加割合を市販の完全合金粉よりも多くし、焼結時の寸
法変化をＦe（鉄）−Ｃu（銅）−Ｃ（炭素）系の材料と
ほぼ同一になるようにした。 具体的にはＣu（銅）は
１．２５wt%以上１．６５wt%以下とする。これは、１．
２５wt%未満であると、十分な強度が得られず、１．６
５wt%を超えると焼結時に成形品が所定量以上に膨張す
るからである。 【０００９】また、Ｃ（炭素）は０．６１wt%以上０．
６７wt%以下とする。これは、０．６１wt%未満である
と、製品に必要とされる強度が得られず、０．６７wt%
を超えると焼結時に成形品が所定量以上に収縮するから
である。即ち、Ｃ（炭素）とＣu（銅）の配合比を上記
の範囲に設定することで、焼結時の成形品の収縮量と膨
張量を相殺させることにより、一般的なＦe（鉄）−Ｃu
（銅）−Ｃ（炭素）系の材料による成形品の焼結時の寸
法変化量に可及的に近づけ、Ｆe−Ｃu−Ｃ系材料と共通
の金型を用いた成形を可能とした。 【００１０】また、成形品の圧壊強度を向上させるため
に、Ｓi（珪素）は０．００９wt%以上０．０１１wt%以
下、Ｍn（マンガン）は０．１７８wt%以上０．１８２wt
%以下、Ｐ（燐）は０．０１２wt%以上０．０１５wt%以
下、Ｓ（硫黄）は０．００９wt%以上０．０１１wt%以
下、Ｎi（ニッケル）は０．５１wt%以上０．６３wt%以
下、Ｍo（モリブデン）は０．５３wt%以上０．６５wt%
以下とする。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。先ず、以下の（表１）は本発
明に係る金属粉と比較例の金属粉の組成割合を示すもの
である。また図２は、（表１）に示した本発明に係る金
属粉及び比較例の金属粉を用いて製造したエンジンの動
力伝達系に用いられるプライマリードリブンギヤの圧壊
強度値を示すものであり、比較例１の圧壊強度を１００
％とした場合の、とりわけ、Ｃ（炭素）とＣu（銅）の
組成割合を変化させて製造したプライマリードリブンギ
ヤの圧壊強度との関係を表わしたグラフである。尚、圧
壊強度値は試料４０の加重平均値を採用した。 【００１２】 【表１】【００１３】 【発明の効果】（表１）及び図２から明らかなように本
発明によれば、圧粉成形後に焼結する金属粉として、Ｆ
e（鉄）にＣ（炭素）、Ｓi（珪素）、Ｍn（マンガ
ン）、Ｐ（燐）、Ｓ（硫黄）、Ｎi（ニッケル）、Ｍo
（モリブデン）及びＣu（銅）が所定の割合で添加され
た完全合金粉としたので、圧壊強度に優れた焼結体を得
ることができ、しかも焼入れに要するエネルギーも少な
くて済む。特にＣu（銅）の割合を所定範囲にすること
で焼結時の収縮を抑制することができ、従来のＦe
（鉄）−Ｃu（銅）−Ｃ（炭素）系の材料の成形に用い
ていた金型をそのまま使用することができ、コストダウ
ンを図ることが可能になった。
し、特に焼結にて得られる歯車用の金属粉に関する。 【０００２】 【従来の技術】最近では自動車等の部品として用いられ
る歯車についても、生産性を向上すべく、金属粉を圧粉
成形した後、焼結する手段が採用されている。上記の金
属粉の形態としては、図１に示すように、鉄粒子と合金
元素とが分離した混合粉（ａ）、鉄粒子の表面の一部に
合金元素が拡散している部分合金化粉（ｂ）及び個々の
金属粒子が合金組成となっている完全合金化粉（ｃ）が
ある。 【０００３】混合粉及び部分合金化粉については、圧縮
性つまり圧粉成形性については優れているものの、圧壊
強度については、更に高い数値が望まれる。 【０００４】また、市販されている焼結用の完全合金化
粉としては、合金元素としてＣ（炭素）、Ｓi（珪
素）、Ｍn（マンガン）、Ｐ（燐）、Ｓ（硫黄）、Ｎi
（ニッケル）及びＭo（モリブデン）を含むものが知ら
れている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】Ｃ（炭素）、Ｓi（珪
素）、Ｍn（マンガン）、Ｐ（燐）、Ｓ（硫黄）、Ｎi
（ニッケル）及びＭo（モリブデン）を含む市販の完全
合金化粉を用いることで、混合粉や部分合金化粉よりも
特性は向上するが、圧壊強度については、未だ満足のい
くものではない。 【０００６】また、当該市販の完全合金粉を用いて焼結
部品を成形する場合、一般的なＦe（鉄）−Ｃu（銅）−
Ｃ（炭素）系の材料を用いて成形する場合に比べて、焼
結時の収縮による寸法変化が大きいため、Ｆe（鉄）−
Ｃu（銅）−Ｃ（炭素）系の材料と共通の金型を適用す
ることができないという不都合がある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題、即
ち、市販の完全合金化粉と同等以上の圧壊強度を有する
とともに焼結時の収縮による寸法変化が小さい焼結用金
属粉を提供することを目的とする。即ち、本発明に係る
焼結用金属粉は、以下の組成割合からなる完全合金化粉
とした。 Ｃ（炭素） ：０．６１wt%以上０．６７wt%以下 Ｓi（珪素） ：０．００９wt%以上０．０１１wt%以下 Ｍn（マンガン） ：０．１７８wt%以上０．１８２wt%以下 Ｐ（燐） ：０．０１２wt%以上０．０１５wt%以下 Ｓ（硫黄） ：０．００９wt%以上０．０１１wt%以下 Ｎi（ニッケル） ：０．５１wt%以上０．６３wt%以下 Ｍo（モリブデン）：０．５３wt%以上０．６５wt%以下 Ｃu（銅） ：１．２５wt%以上１．６５wt%以下 【０００８】本発明にあって、最も特徴的な組成割合は
Ｃuであり、焼結時に部品を膨張させる作用があるＣuの
添加割合を市販の完全合金粉よりも多くし、焼結時の寸
法変化をＦe（鉄）−Ｃu（銅）−Ｃ（炭素）系の材料と
ほぼ同一になるようにした。 具体的にはＣu（銅）は
１．２５wt%以上１．６５wt%以下とする。これは、１．
２５wt%未満であると、十分な強度が得られず、１．６
５wt%を超えると焼結時に成形品が所定量以上に膨張す
るからである。 【０００９】また、Ｃ（炭素）は０．６１wt%以上０．
６７wt%以下とする。これは、０．６１wt%未満である
と、製品に必要とされる強度が得られず、０．６７wt%
を超えると焼結時に成形品が所定量以上に収縮するから
である。即ち、Ｃ（炭素）とＣu（銅）の配合比を上記
の範囲に設定することで、焼結時の成形品の収縮量と膨
張量を相殺させることにより、一般的なＦe（鉄）−Ｃu
（銅）−Ｃ（炭素）系の材料による成形品の焼結時の寸
法変化量に可及的に近づけ、Ｆe−Ｃu−Ｃ系材料と共通
の金型を用いた成形を可能とした。 【００１０】また、成形品の圧壊強度を向上させるため
に、Ｓi（珪素）は０．００９wt%以上０．０１１wt%以
下、Ｍn（マンガン）は０．１７８wt%以上０．１８２wt
%以下、Ｐ（燐）は０．０１２wt%以上０．０１５wt%以
下、Ｓ（硫黄）は０．００９wt%以上０．０１１wt%以
下、Ｎi（ニッケル）は０．５１wt%以上０．６３wt%以
下、Ｍo（モリブデン）は０．５３wt%以上０．６５wt%
以下とする。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。先ず、以下の（表１）は本発
明に係る金属粉と比較例の金属粉の組成割合を示すもの
である。また図２は、（表１）に示した本発明に係る金
属粉及び比較例の金属粉を用いて製造したエンジンの動
力伝達系に用いられるプライマリードリブンギヤの圧壊
強度値を示すものであり、比較例１の圧壊強度を１００
％とした場合の、とりわけ、Ｃ（炭素）とＣu（銅）の
組成割合を変化させて製造したプライマリードリブンギ
ヤの圧壊強度との関係を表わしたグラフである。尚、圧
壊強度値は試料４０の加重平均値を採用した。 【００１２】 【表１】【００１３】 【発明の効果】（表１）及び図２から明らかなように本
発明によれば、圧粉成形後に焼結する金属粉として、Ｆ
e（鉄）にＣ（炭素）、Ｓi（珪素）、Ｍn（マンガ
ン）、Ｐ（燐）、Ｓ（硫黄）、Ｎi（ニッケル）、Ｍo
（モリブデン）及びＣu（銅）が所定の割合で添加され
た完全合金粉としたので、圧壊強度に優れた焼結体を得
ることができ、しかも焼入れに要するエネルギーも少な
くて済む。特にＣu（銅）の割合を所定範囲にすること
で焼結時の収縮を抑制することができ、従来のＦe
（鉄）−Ｃu（銅）−Ｃ（炭素）系の材料の成形に用い
ていた金型をそのまま使用することができ、コストダウ
ンを図ることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は混合粉を示す図、（ｂ）は部分合金化
粉を示す図、（ｃ）は完全合金化粉を示す図 【図２】本願発明に係る製品の圧壊強度と比較例の圧壊
強度を比較したグラフ
粉を示す図、（ｃ）は完全合金化粉を示す図 【図２】本願発明に係る製品の圧壊強度と比較例の圧壊
強度を比較したグラフ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−159301（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−145702（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−104406（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−169501（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 33/02
B22F 1/00 - 9/08
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 圧粉成形した後に焼結することで製品と
なす金属粉であって、この金属粉は個々の金属粒子が合
金組成となった完全合金化粉であり、且つ以下の組成割
合（残部を実質的に鉄とする）からなることを特徴とす
る焼結用金属粉。 Ｃ（炭素） ：０．６１wt%以上０．６７wt%以下 Ｓi（珪素） ：０．００９wt%以上０．０１１wt%以下 Ｍn（マンガン） ：０．１７８wt%以上０．１８２wt%以下 Ｐ（燐） ：０．０１２wt%以上０．０１５wt%以下 Ｓ（硫黄） ：０．００９wt%以上０．０１１wt%以下 Ｎi（ニッケル） ：０．５１wt%以上０．６３wt%以下 Ｍo（モリブデン）：０．５３wt%以上０．６５wt%以下 Ｃu（銅） ：１．２５wt%以上１．６５wt%以下
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07160298A JP3415022B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 焼結用金属粉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07160298A JP3415022B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 焼結用金属粉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269597A JPH11269597A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3415022B2 true JP3415022B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=13465380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07160298A Expired - Fee Related JP3415022B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 焼結用金属粉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3415022B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020063660A (ko) * | 2001-01-30 | 2002-08-05 | 정혜숙 | 지문을 이용한 선거인 신원확인 장치 및 방법 |
| JP5903738B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-04-13 | 住友電工焼結合金株式会社 | 鉄系焼結合金の製造方法 |
| CN103831432B (zh) * | 2012-11-27 | 2016-03-23 | 安徽省恒宇粉末冶金有限公司 | 汽车转向助力泵粉末冶金内外转子配方及制作工艺 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP07160298A patent/JP3415022B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11269597A (ja) | 1999-10-05 |
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