JPH01168845A - 鉄−鉄酸化物焼結体及びその製造方法 - Google Patents
鉄−鉄酸化物焼結体及びその製造方法Info
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- JPH01168845A JPH01168845A JP32552087A JP32552087A JPH01168845A JP H01168845 A JPH01168845 A JP H01168845A JP 32552087 A JP32552087 A JP 32552087A JP 32552087 A JP32552087 A JP 32552087A JP H01168845 A JPH01168845 A JP H01168845A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は耐熱性のある低数焼結体及びその製造方法に関
するものである。
するものである。
［従来技術］
セラミックスや金属などの粉末は、これに必要に応じて
バインダーを添加し、プレス成形、射出成形、押出し成
形、スリップキャスティング等の成形法により各種形状
に成形される。このようにして成形された成形体は焼成
して焼結体となるが、一般に著しく収縮する。収縮量が
大きいと焼結体の寸法精度が悪くなるので、精度を必要
とする製品については焼結体を機械加工しなければなら
ず、これが焼結体部品の普及を妨げる大きな要因となっ
ている。そのため成形性が良く、焼結収縮の少ない無機
粉体材料の出現を待つ声は極めて大きい。
バインダーを添加し、プレス成形、射出成形、押出し成
形、スリップキャスティング等の成形法により各種形状
に成形される。このようにして成形された成形体は焼成
して焼結体となるが、一般に著しく収縮する。収縮量が
大きいと焼結体の寸法精度が悪くなるので、精度を必要
とする製品については焼結体を機械加工しなければなら
ず、これが焼結体部品の普及を妨げる大きな要因となっ
ている。そのため成形性が良く、焼結収縮の少ない無機
粉体材料の出現を待つ声は極めて大きい。
焼結収縮率の少ない焼結体の製造方法として、窒化珪素
の反応焼結が知られているが、反応温度が高くかつ窒素
雰囲気を必要とするため、非常にコスト高となりかつポ
ーラスで密度の低いものしか得られず、窒化珪素本来の
強度が得られないという欠点がある。
の反応焼結が知られているが、反応温度が高くかつ窒素
雰囲気を必要とするため、非常にコスト高となりかつポ
ーラスで密度の低いものしか得られず、窒化珪素本来の
強度が得られないという欠点がある。
一方、特開昭６０−４６２１３には多孔質成形型を作る
方法として、鉄粉とセラミックス粉末との混合物に金属
繊維等の保強材及びエチルシリケート等のバインダーを
加えて成形し、焼成する方法が開示されているが、焼結
収縮は小さいものの焼結体は多孔質体であってセラミッ
クス本来の緻密な組織を有するものではなく、それによ
る弱点の強度不足をカバーするために金属繊維が使われ
ており、成形に適した無機材料ではない。
方法として、鉄粉とセラミックス粉末との混合物に金属
繊維等の保強材及びエチルシリケート等のバインダーを
加えて成形し、焼成する方法が開示されているが、焼結
収縮は小さいものの焼結体は多孔質体であってセラミッ
クス本来の緻密な組織を有するものではなく、それによ
る弱点の強度不足をカバーするために金属繊維が使われ
ており、成形に適した無機材料ではない。
［発明が解決しようとする問題点］
問題は、無機材料粉体と適当な方法で成形争焼結させた
時、焼結収縮を小さくして成形体の寸法を維持させよう
とすると、焼結が充分でなかったり、また多孔体になっ
たすして各種機械部品に適合し得るような無機材料本来
の強度等が得られないということにあった。
時、焼結収縮を小さくして成形体の寸法を維持させよう
とすると、焼結が充分でなかったり、また多孔体になっ
たすして各種機械部品に適合し得るような無機材料本来
の強度等が得られないということにあった。
［問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決するため、本発明者は鋭意研究した結
果、鉄系粉末を低温で酸化焼結させ、焼結収縮を極力小
さくおさえ、かつ強度及び諸物性が優れた緻密な焼結体
を製造する方法を見つけるに至った。
果、鉄系粉末を低温で酸化焼結させ、焼結収縮を極力小
さくおさえ、かつ強度及び諸物性が優れた緻密な焼結体
を製造する方法を見つけるに至った。
すなわち、平均粒径ｌＯル以下の鉄粉、好ましくはカル
ボニル鉄粉を主原料とする成形体を酸化雰囲気中で酸化
焼結し、金属鉄の５０〜６０％を鉄酸化物（Ｆｅ３０４
等）とすることにより上記目的を達成した。上記球形微
粒子を種々の成形法により賦形し、次に、この成形品を
５０℃／ ｈ ｒ以下のゆっくりした昇温スピードで５
００℃以下で焼結した。得られた焼結体は収縮率が２％
と少なく、強度２０ Ｋｇ／ ｍ ｍ’以上かつ表面粗
度の良好な焼結体となった。この焼結体の鉄と鉄酸化物
の割合は分析テストによると鉄酸化物（Ｆｅ３０４）が
５０〜６０％の割合である。
ボニル鉄粉を主原料とする成形体を酸化雰囲気中で酸化
焼結し、金属鉄の５０〜６０％を鉄酸化物（Ｆｅ３０４
等）とすることにより上記目的を達成した。上記球形微
粒子を種々の成形法により賦形し、次に、この成形品を
５０℃／ ｈ ｒ以下のゆっくりした昇温スピードで５
００℃以下で焼結した。得られた焼結体は収縮率が２％
と少なく、強度２０ Ｋｇ／ ｍ ｍ’以上かつ表面粗
度の良好な焼結体となった。この焼結体の鉄と鉄酸化物
の割合は分析テストによると鉄酸化物（Ｆｅ３０４）が
５０〜６０％の割合である。
［作用］
鉄粉は酸化雰囲気中で加熱されると酸化を始め、Ｆｅ３
Ｏ４等の酸化層が鉄粉粒子のまわりに発生し、この酸化
層がしだいに拡大して空隙を埋め、互いに結合して全体
として固い焼結体となる。鉄粉はこの表面酸化により元
の大きさの約１．５倍に容積が増大するので粒子間の空
隙が埋められていく。
Ｏ４等の酸化層が鉄粉粒子のまわりに発生し、この酸化
層がしだいに拡大して空隙を埋め、互いに結合して全体
として固い焼結体となる。鉄粉はこの表面酸化により元
の大きさの約１．５倍に容積が増大するので粒子間の空
隙が埋められていく。
第１図はこの過程を図式的に示したものである。バイン
ダーを用いて成形した成形体は空隙が多く、その空隙を
バインダーが占めている。大気中での加熱が２５０℃に
なるとバインダーが脱脂され、鉄粉粒子のまわりに針状
結晶の鉄酸化物が発生する０図示するごとく、３５０°
Ｃ１５００℃と昇温するにしたがい、鉄酸化物層が成長
し、空隙を埋め、かつ互いに焼結することにより体積収
縮が少なく強度のある焼結体が得られる。
ダーを用いて成形した成形体は空隙が多く、その空隙を
バインダーが占めている。大気中での加熱が２５０℃に
なるとバインダーが脱脂され、鉄粉粒子のまわりに針状
結晶の鉄酸化物が発生する０図示するごとく、３５０°
Ｃ１５００℃と昇温するにしたがい、鉄酸化物層が成長
し、空隙を埋め、かつ互いに焼結することにより体積収
縮が少なく強度のある焼結体が得られる。
第２図は焼結体表面を走査型電子顕微鏡で見た写真であ
る。酸化鉄の針状結晶が見られる。鉄粉は１ＯＪＬ以下
が望ましく、１０．以上だと焼結強度が低い、特にカル
ボニル鉄粉は平均粒径３ＪＬ以下と小さくかつ球形であ
り、酸化され易い、したかって、カルボニル鉄粉を用い
た成形体を５０°Ｃ／ ｈ ｒ以下のゆっくりした昇温
スピードで４５０°Ｃ〜５００°Ｃに加熱すると鉄粉の
５０〜６０％がＦｅ３Ｏ４等の酸化鉄となり、収縮が少
なく、強度のある焼結体となる。昇温スピードを５０℃
／ｈｒ以上にあげると成形体の中まで酸化反応焼結が起
こりにくい。
る。酸化鉄の針状結晶が見られる。鉄粉は１ＯＪＬ以下
が望ましく、１０．以上だと焼結強度が低い、特にカル
ボニル鉄粉は平均粒径３ＪＬ以下と小さくかつ球形であ
り、酸化され易い、したかって、カルボニル鉄粉を用い
た成形体を５０°Ｃ／ ｈ ｒ以下のゆっくりした昇温
スピードで４５０°Ｃ〜５００°Ｃに加熱すると鉄粉の
５０〜６０％がＦｅ３Ｏ４等の酸化鉄となり、収縮が少
なく、強度のある焼結体となる。昇温スピードを５０℃
／ｈｒ以上にあげると成形体の中まで酸化反応焼結が起
こりにくい。
又、焼結温度を５００ ’Ｃ！以上に高めた場合、酸化
鉄の比率は増加するが、内部に空隙が発生し易く、した
がって強度が低下する。
鉄の比率は増加するが、内部に空隙が発生し易く、した
がって強度が低下する。
１０ル以下の鉄粉又はカルボニル鉄粉を用いてゆっくり
昇温し５００°Ｃ迄で焼結することが、収縮率を小さく
かつ焼結晶強度を大きくする点で最も望ましい。
昇温し５００°Ｃ迄で焼結することが、収縮率を小さく
かつ焼結晶強度を大きくする点で最も望ましい。
［実施例］
粒径３ルのカルボニル鉄粉にポリスチレン１゜重量％を
添加して混練し、５ Ｘ ５０ ｍ ｍで厚さ４ｍｍの
板を射出成形法により成形した。この成形品をｉｏ”ｏ
／ｈｒの昇温スピードで５００℃迄大気中で加熱して焼
結した。得られた焼結晶の寸法から計算して収縮率は２
％であった。又、焼結晶の曲げ強度は２０Ｋｇ／ｍｍ’
であった０重量から計算して酸化率を計算したところ、
鉄酸化物の割合は５８％と推定された。
添加して混練し、５ Ｘ ５０ ｍ ｍで厚さ４ｍｍの
板を射出成形法により成形した。この成形品をｉｏ”ｏ
／ｈｒの昇温スピードで５００℃迄大気中で加熱して焼
結した。得られた焼結晶の寸法から計算して収縮率は２
％であった。又、焼結晶の曲げ強度は２０Ｋｇ／ｍｍ’
であった０重量から計算して酸化率を計算したところ、
鉄酸化物の割合は５８％と推定された。
［発明の効果］
カルボニル鉄粉を主原料とした成形体を酸化雰囲気中で
加熱し、５０℃／ ｈ ｒ以下のゆっくりした昇温スピ
ードで５００″Ｃ迄に焼成することにより金属鉄の５０
〜６０％を鉄酸化物とした複合焼結体が得られる。
加熱し、５０℃／ ｈ ｒ以下のゆっくりした昇温スピ
ードで５００″Ｃ迄に焼成することにより金属鉄の５０
〜６０％を鉄酸化物とした複合焼結体が得られる。
この焼結体は強度もあり表面粗度も良好で、特に収縮率
が２〜３％程度と少ないから、物品形状を転写する転写
金型材料として利用することもできる。
が２〜３％程度と少ないから、物品形状を転写する転写
金型材料として利用することもできる。
更に本発明の焼結体は焼成温度が５００℃以下と比較的
低い温度で焼成できるから、焼成のためのエネルギーコ
ストを低減することができる。
低い温度で焼成できるから、焼成のためのエネルギーコ
ストを低減することができる。
第１図は焼結過程を図式化した説明図、第２図は本発明
による焼結体の表面を走査型電子顕微鏡で２０００倍に
拡大した写真である。
による焼結体の表面を走査型電子顕微鏡で２０００倍に
拡大した写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）平均粒径１０μ以下の鉄粉を主原料とする成形体を
酸化雰囲気中で酸化焼結し、金属鉄の５０〜６０重量％
を鉄酸化物としたことを特徴とする鉄−鉄酸化物焼結体
。 ２）上記鉄粉がカルボニル鉄粉であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の鉄−鉄酸化物焼結体。 ３）平均粒径１０μ以下の鉄粉を主原料とする成形体を
酸化雰囲気中で５０℃／ｈｒ以下の昇温スピードにより
５００℃以下で焼成することを特徴とする鉄−鉄酸化物
焼結体の製造方法。 ４）上記鉄粉がカルボニル鉄粉であることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の鉄−鉄酸化物焼結体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32552087A JPH01168845A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 鉄−鉄酸化物焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32552087A JPH01168845A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 鉄−鉄酸化物焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01168845A true JPH01168845A (ja) | 1989-07-04 |
Family
ID=18177792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32552087A Pending JPH01168845A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 鉄−鉄酸化物焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01168845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125473A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | 駆動手段評価装置および駆動手段評価装置に用いる振動緩衝方法 |
| CN103396762A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种吸波材料的制备方法及其所制得的吸波材料 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP32552087A patent/JPH01168845A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125473A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | 駆動手段評価装置および駆動手段評価装置に用いる振動緩衝方法 |
| CN103396762A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-20 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种吸波材料的制备方法及其所制得的吸波材料 |
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