JPH02209403A - 焼結鍛造方法 - Google Patents
焼結鍛造方法Info
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- JPH02209403A JPH02209403A JP2826789A JP2826789A JPH02209403A JP H02209403 A JPH02209403 A JP H02209403A JP 2826789 A JP2826789 A JP 2826789A JP 2826789 A JP2826789 A JP 2826789A JP H02209403 A JPH02209403 A JP H02209403A
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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、焼結体を鍛造する焼結鍛造方法に関し、特に
疲労強度に優れた焼結鍛造品か得られる焼結鍛造方法に
関する。
疲労強度に優れた焼結鍛造品か得られる焼結鍛造方法に
関する。
［従来技術及びその課題］
焼結鍛造方法は、金属粉末を圧縮成形して圧粉体とし、
この圧粉体を加熱して焼結し、この焼結体を鍛造して製
品とするものであり、近年原料である金属粉末のコスト
が安くなったために、安価な部品製造方法の一つとして
実用化されつつある。
この圧粉体を加熱して焼結し、この焼結体を鍛造して製
品とするものであり、近年原料である金属粉末のコスト
が安くなったために、安価な部品製造方法の一つとして
実用化されつつある。
ところが、かかる焼結鍛造方法においては、加熱された
焼結体を鍛造金型にセットする際に金型との接触により
表面が冷却されるため、変形抵抗が増大してしまい鍛造
後にも表面に多くの空孔が残存する等の欠陥か発生し易
い。このような表層欠陥があると特に疲労強度か低下し
機械部品として望ましくない。
焼結体を鍛造金型にセットする際に金型との接触により
表面が冷却されるため、変形抵抗が増大してしまい鍛造
後にも表面に多くの空孔が残存する等の欠陥か発生し易
い。このような表層欠陥があると特に疲労強度か低下し
機械部品として望ましくない。
このため、従来では、例えば特開昭６３−４５３０６号
公報等に示されているように鍛造した後に鍛造表面にシ
ョットピーニング等を行って空孔をつぶすようにしたも
のがあるか、空孔を完全につぶすことは無理であり表層
欠陥をなくすには不十分てあフた。
公報等に示されているように鍛造した後に鍛造表面にシ
ョットピーニング等を行って空孔をつぶすようにしたも
のがあるか、空孔を完全につぶすことは無理であり表層
欠陥をなくすには不十分てあフた。
［発明の目的］
本発明は、上記の如き事情に鑑み、表層欠陥のない疲労
強度に優れた焼結鍛造品を得ることのできる焼結鍛造方
法の提供、をその目的とする。
強度に優れた焼結鍛造品を得ることのできる焼結鍛造方
法の提供、をその目的とする。
［発明の構成］
このため本発明に係る焼結鍛造方法は、鍛造する以前の
製品基材表面を溶融して溶融層を形成する表面溶融処理
を行うようにした。
製品基材表面を溶融して溶融層を形成する表面溶融処理
を行うようにした。
そして、製品基材表面に溶融層を形成する方法としては
、第１の方法として、焼結前の圧粉体表面にスラリー状
にした黒鉛を塗布し従来の焼結温度よりやや高温の１１
５０’Ｃ以上１２５０°Ｃ以下の温度で焼結する。ここ
て、１１５０°Ｃ未満では基材表面に液相か出来ず、１
２５０°Ｃより高温ては基材の変形が大きくなってしま
う。焼結した製品基材表層部には液相か生して溶融層が
形成され真密度となる。これにより鍛造工程以前に表層
部の欠陥を除去でき鍛造後に表層部に欠陥か発生するこ
とはない。鍛造後に熱処理を行う場合は、表層部に生し
たＦｅ５Ｃの球状化処理を兼ねてもよい。また、溶融層
を形成する第２の方法としては、同しく焼結前の製品基
材表面をレーザビーム、電子ビーム等の高エネルギービ
ームな用いて溶融し溶融層を形成して表層部を真密度と
する。そして、従来と同様に焼結した後に鍛造する。前
記高エネルギービームの場合は、急加熱急冷却のため製
品基材の表面のみを溶融することかでき、表層部に溶融
層を形成することかてきる。
、第１の方法として、焼結前の圧粉体表面にスラリー状
にした黒鉛を塗布し従来の焼結温度よりやや高温の１１
５０’Ｃ以上１２５０°Ｃ以下の温度で焼結する。ここ
て、１１５０°Ｃ未満では基材表面に液相か出来ず、１
２５０°Ｃより高温ては基材の変形が大きくなってしま
う。焼結した製品基材表層部には液相か生して溶融層が
形成され真密度となる。これにより鍛造工程以前に表層
部の欠陥を除去でき鍛造後に表層部に欠陥か発生するこ
とはない。鍛造後に熱処理を行う場合は、表層部に生し
たＦｅ５Ｃの球状化処理を兼ねてもよい。また、溶融層
を形成する第２の方法としては、同しく焼結前の製品基
材表面をレーザビーム、電子ビーム等の高エネルギービ
ームな用いて溶融し溶融層を形成して表層部を真密度と
する。そして、従来と同様に焼結した後に鍛造する。前
記高エネルギービームの場合は、急加熱急冷却のため製
品基材の表面のみを溶融することかでき、表層部に溶融
層を形成することかてきる。
［発明の実施例］
以下に本発明の実施例を示す。
〈実施例１）
Ｃｕ粉末２ｗｔ％、Ｃ粉末０．５ｗｔ％、残りかＦｅ粉
末の混合粉末を、第１図（Ａ）に示すように圧粉体成形
機１のダイＩＣで囲まれた下パンチＩＢ上に詰め込んだ
後に、上バンチＩＡ及び下パンチＩＢにより５ｔｏｎ／
ｃＩｎ２の圧力て圧縮成形し圧粉体２を得た。この圧粉
体２を同図（Ｂ）のようにハンガ３に吊して搬送しなか
ら、黒鉛粉末に３０ｗｔ％のエチルアルコールを混合し
てスラリー状とした黒鉛スラリー４に浸積して圧粉体２
表面にスラリー状の黒鉛を塗布した。その後、同図（Ｃ
）のようにコンベア５により吸熱型ガス雰囲気（例えば
Ｎ２ガス雰囲気等）とした焼結炉６に搬送し、ここて１
１７０°Ｃ，ｌｈｒて加熱焼結する。この焼結工程にお
いて、表面に塗布しである黒鉛のため融点か低下（約１
１５０°Ｃ）し表面か溶融する。これにより、出来上か
った焼結体の表層部には溶融層か形成される。そして、
この焼結体を炉中て１０００°Ｃまで冷却した後、同図
（Ｄ）に示すよう鍛造機８により］、０ｔｏｎ／ｃｍ２
の圧力で鍛造を行った。尚、８Ａは上パンチ、８Ｂは下
パンチ、８Ｃはダイである。このようにして得られた焼
結鍛造製品７の表層部に欠陥は見られなかった。
末の混合粉末を、第１図（Ａ）に示すように圧粉体成形
機１のダイＩＣで囲まれた下パンチＩＢ上に詰め込んだ
後に、上バンチＩＡ及び下パンチＩＢにより５ｔｏｎ／
ｃＩｎ２の圧力て圧縮成形し圧粉体２を得た。この圧粉
体２を同図（Ｂ）のようにハンガ３に吊して搬送しなか
ら、黒鉛粉末に３０ｗｔ％のエチルアルコールを混合し
てスラリー状とした黒鉛スラリー４に浸積して圧粉体２
表面にスラリー状の黒鉛を塗布した。その後、同図（Ｃ
）のようにコンベア５により吸熱型ガス雰囲気（例えば
Ｎ２ガス雰囲気等）とした焼結炉６に搬送し、ここて１
１７０°Ｃ，ｌｈｒて加熱焼結する。この焼結工程にお
いて、表面に塗布しである黒鉛のため融点か低下（約１
１５０°Ｃ）し表面か溶融する。これにより、出来上か
った焼結体の表層部には溶融層か形成される。そして、
この焼結体を炉中て１０００°Ｃまで冷却した後、同図
（Ｄ）に示すよう鍛造機８により］、０ｔｏｎ／ｃｍ２
の圧力で鍛造を行った。尚、８Ａは上パンチ、８Ｂは下
パンチ、８Ｃはダイである。このようにして得られた焼
結鍛造製品７の表層部に欠陥は見られなかった。
〈実施例２〉
実施例１と同様に成形した圧粉体２の表面に第２図に示
すようにレーザノズル９からレーザ照射して溶融し、表
層部に溶融層を形成した。レーザ照射はビームオシレー
ションによるものて照射条件は、出力４ＫＷ、走査速度
１ｍ／ｌｌ１ｎ、周波数１５０Ｈｚ、振り幅１０ｄＢ、
デイフォーカス値１．２である。
すようにレーザノズル９からレーザ照射して溶融し、表
層部に溶融層を形成した。レーザ照射はビームオシレー
ションによるものて照射条件は、出力４ＫＷ、走査速度
１ｍ／ｌｌ１ｎ、周波数１５０Ｈｚ、振り幅１０ｄＢ、
デイフォーカス値１．２である。
形成された真密度の溶融層の厚さは０．５〜１ ｍｍ程
度である。このレーザによる表面溶融処理後は、吸熱型
ガス雰囲気中て１１３０°Ｃ，ｌｈｒの条件で焼結し、
この焼結体を炉中て１０００℃まて冷却後、実施例１と
同様の条件て鍛造した。この焼結鍛造製品においても表
層部に欠陥は見られなかった。
度である。このレーザによる表面溶融処理後は、吸熱型
ガス雰囲気中て１１３０°Ｃ，ｌｈｒの条件で焼結し、
この焼結体を炉中て１０００℃まて冷却後、実施例１と
同様の条件て鍛造した。この焼結鍛造製品においても表
層部に欠陥は見られなかった。
尚、本発明において焼結体を鍛造する際に、以下のよう
に焼結体の冷却を防止するようにしてもよい。
に焼結体の冷却を防止するようにしてもよい。
例えば、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鍛造金型
８内に電極１１を埋込み、焼結体１０を金型８にセット
してから鍛造終了までの間抵抗加熱することにより、焼
結体ＩＯの冷却を防止する。また、第４図及び第５図に
示すように、焼結体１０を鍛造金型８にセットする際に
、上バンチ８Ａに装着したハンド１２の焼結体当接部に
電極１１を設け、ハンド１２て焼結体１０をつかんだ時
点から鍛造金型８の下パンチ８Ｂにセットするまての間
抵抗加熱を行う。更には、第６図のように鍛造金型８の
上・下バンチ８Ａ、８Ｂの抑圧面をローレット加工して
凹凸状にすることにより、焼結体１０と上下パンチ８Ａ
、８Ｂとの接触面積を少くして熱伝達を妨げるようにし
たり、第７図のように鍛造金型８の上・下バンチ８Ａ、
８Ｂの抑圧面部８ａ、８ｂを熱伝導性の悪いセラミック
材（例えば５ｉＪＪて構成することも効果的である。尚
、第６図の如く鍛造金型８の押圧面を凹凸状とした場合
には鍛造製品表面も凹凸状となるが、これが望ましくな
い場合にはコイニング等によってサイジンクすれば良い
。
８内に電極１１を埋込み、焼結体１０を金型８にセット
してから鍛造終了までの間抵抗加熱することにより、焼
結体ＩＯの冷却を防止する。また、第４図及び第５図に
示すように、焼結体１０を鍛造金型８にセットする際に
、上バンチ８Ａに装着したハンド１２の焼結体当接部に
電極１１を設け、ハンド１２て焼結体１０をつかんだ時
点から鍛造金型８の下パンチ８Ｂにセットするまての間
抵抗加熱を行う。更には、第６図のように鍛造金型８の
上・下バンチ８Ａ、８Ｂの抑圧面をローレット加工して
凹凸状にすることにより、焼結体１０と上下パンチ８Ａ
、８Ｂとの接触面積を少くして熱伝達を妨げるようにし
たり、第７図のように鍛造金型８の上・下バンチ８Ａ、
８Ｂの抑圧面部８ａ、８ｂを熱伝導性の悪いセラミック
材（例えば５ｉＪＪて構成することも効果的である。尚
、第６図の如く鍛造金型８の押圧面を凹凸状とした場合
には鍛造製品表面も凹凸状となるが、これが望ましくな
い場合にはコイニング等によってサイジンクすれば良い
。
又、上記第６図及び第７図ては、ダイ８Ｃの上部内周縁
に上方に開放する方向のテーバ８Ｃを設けであるか、こ
のようなダイ８Ｃ形状とすると共に焼結体ｌＯの寸法を
ダイ８Ｃ内径より多少大きくし、鍛造する際に焼結体１
０外周をしごくようにすることにより、鍛造製品側面の
表層欠陥を防止できるものである。
に上方に開放する方向のテーバ８Ｃを設けであるか、こ
のようなダイ８Ｃ形状とすると共に焼結体ｌＯの寸法を
ダイ８Ｃ内径より多少大きくし、鍛造する際に焼結体１
０外周をしごくようにすることにより、鍛造製品側面の
表層欠陥を防止できるものである。
［発明の効果］
上記の如く本発明によれば、鍛造以前の製品基材表層部
を溶融することにより表層欠陥を除去するようにしたの
て、焼結鍛造製品における問題点てあった表層欠陥を完
全になくすことかてき、疲労強度の極めて優れた製品を
製造することができる。
を溶融することにより表層欠陥を除去するようにしたの
て、焼結鍛造製品における問題点てあった表層欠陥を完
全になくすことかてき、疲労強度の極めて優れた製品を
製造することができる。
第１図は本発明の黒鉛スラリー塗布工程を示す図、第２
図はレーザビームによる表面溶融処理工程を示す図、第
３〜第７図は本発明における焼結体鍛造工程において焼
結体の温度低下を抑制する方法の例を示した図である。 ■・・・圧粉体成形機 ２・・・圧粉体 ４・・・黒鉛スラリー ６・・・焼結炉 ７・・・焼結鍛造品 ８・・・鍛造金型 ９・・・レーザノズル 第 図 （Ａ） １Δ 第 図（Ｂ） 第１図（Ｄ） 第 図 ？ 第 図（Ａ） 第 図（Ｂ） 第 図 第 図
図はレーザビームによる表面溶融処理工程を示す図、第
３〜第７図は本発明における焼結体鍛造工程において焼
結体の温度低下を抑制する方法の例を示した図である。 ■・・・圧粉体成形機 ２・・・圧粉体 ４・・・黒鉛スラリー ６・・・焼結炉 ７・・・焼結鍛造品 ８・・・鍛造金型 ９・・・レーザノズル 第 図 （Ａ） １Δ 第 図（Ｂ） 第１図（Ｄ） 第 図 ？ 第 図（Ａ） 第 図（Ｂ） 第 図 第 図
Claims (3)
- （１）金属粉末を圧縮成形して得られた圧粉体を、非酸
化性雰囲気中で加熱して焼結し、この焼結体を鍛造する
焼結鍛造方法において、鍛造する以前の製品基材表面を
溶融して溶融層を形成する表面溶融処理を含むこと、を
特徴とする焼結鍛造方法。 - （２）圧粉体に黒鉛スラリーを塗布し、次で非酸化性雰
囲気中１１５０℃〜１２５０℃の温度で加熱焼結し、焼
結体表面に溶融層を形成すること、を特徴とする請求項
（１）記載の焼結鍛造方法。 - （３）圧粉体表面に高エネルギービームを照射して溶融
することにより溶融層を形成すること、を特徴とする請
求項（１）記載の焼結鍛造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2826789A JPH02209403A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 焼結鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2826789A JPH02209403A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 焼結鍛造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02209403A true JPH02209403A (ja) | 1990-08-20 |
Family
ID=12243803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2826789A Pending JPH02209403A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 焼結鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02209403A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998054379A1 (fr) * | 1997-05-28 | 1998-12-03 | Paul Caron | Piece mecanique frittee a surface antiabrasion et procede pour sa realisation |
| JP2012077348A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 焼結部材の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP2826789A patent/JPH02209403A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998054379A1 (fr) * | 1997-05-28 | 1998-12-03 | Paul Caron | Piece mecanique frittee a surface antiabrasion et procede pour sa realisation |
| JP2012077348A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 焼結部材の製造方法 |
| US9566639B2 (en) | 2010-09-30 | 2017-02-14 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | Production method for sintered member |
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