JPH02225601A - 金属粉末焼結体の製造方法 - Google Patents
金属粉末焼結体の製造方法Info
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- JPH02225601A JPH02225601A JP1045313A JP4531389A JPH02225601A JP H02225601 A JPH02225601 A JP H02225601A JP 1045313 A JP1045313 A JP 1045313A JP 4531389 A JP4531389 A JP 4531389A JP H02225601 A JPH02225601 A JP H02225601A
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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、金属粉末焼結体の製造方法に関し、特に金属
粉末と微細金属粉末からなる複き粉末を用いることによ
り、金属粉末の成形性および焼結性に優れた金属粉末焼
結体を製造するための新規な改良に関するものである。
粉末と微細金属粉末からなる複き粉末を用いることによ
り、金属粉末の成形性および焼結性に優れた金属粉末焼
結体を製造するための新規な改良に関するものである。
［従来の技術の問題点］
一般に、金属粉末を用いた粉末冶金技術は、比較的古く
から知られた技術であるが、近年の材ｔ１の多様化、高
機能化の中において、新たに注目を集めている技術であ
る。この粉末冶金において、金属粉末を成形加工して所
定の形状にしたのち、焼結を施して、その後必要に応じ
て、切削等の機械加工や、圧延、押出し等の塑性加工が
施さＪして製品となるのが、−ａ的である。
から知られた技術であるが、近年の材ｔ１の多様化、高
機能化の中において、新たに注目を集めている技術であ
る。この粉末冶金において、金属粉末を成形加工して所
定の形状にしたのち、焼結を施して、その後必要に応じ
て、切削等の機械加工や、圧延、押出し等の塑性加工が
施さＪして製品となるのが、−ａ的である。
４：のような粉末冶金で用いられる金属粉末の中には、
成形性や焼結性に劣るものがある０例えば、金属粉末が
硬質で成形加工しにくいもの、ガスアトマイズ粉のよう
に成形加工が困難な球状２した粉末、原子拡散が生じに
くい元素を含んだ粉末などがある。一般に、このような
成形性や焼結性に乏しい粉末の場合、熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）冷間静水圧プレス（Ｃ１，Ｐ）および熱間押
出し等の方法を用いて、成形や焼結が行われる。
成形性や焼結性に劣るものがある０例えば、金属粉末が
硬質で成形加工しにくいもの、ガスアトマイズ粉のよう
に成形加工が困難な球状２した粉末、原子拡散が生じに
くい元素を含んだ粉末などがある。一般に、このような
成形性や焼結性に乏しい粉末の場合、熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）冷間静水圧プレス（Ｃ１，Ｐ）および熱間押
出し等の方法を用いて、成形や焼結が行われる。
また、他の製造方法として、ポリビニールアルコールや
フェノール樹脂といった有機バインダーを用いて成形性
の改善を図る方法もある。
フェノール樹脂といった有機バインダーを用いて成形性
の改善を図る方法もある。
［発明が解決しようとする課題］
従来の金属粉末焼結体の製造方法は、以上のように構成
されていたため、次のような課題を有していた。
されていたため、次のような課題を有していた。
まず、前述のＨＩＰ、ＣＩＰおよび熱間押出し等の方法
の場合、プレスや圧延といった冷間における機械的な成
形、並びに、その後の焼結と云う通常の方法に比べると
、はるかに特殊で複雑な設備な必要とし、且つ、生産性
も劣るため、コスト高になると云う重大な課題を有して
いた。
の場合、プレスや圧延といった冷間における機械的な成
形、並びに、その後の焼結と云う通常の方法に比べると
、はるかに特殊で複雑な設備な必要とし、且つ、生産性
も劣るため、コスト高になると云う重大な課題を有して
いた。
さらに、前述の有機バインダーを用いて成形性の改善を
図る方法もあるが、焼結を行う前に。
図る方法もあるが、焼結を行う前に。
５００〜６００℃付近の有機バインダーが消失除去され
る温度域で加熱を行う、いわゆる脱蝋処理が必要であり
、工程が複雑になるばかりか、焼結性の面では不利とな
り、さらに、不純物の混入による材質の劣化と云う課題
ら生じていた。
る温度域で加熱を行う、いわゆる脱蝋処理が必要であり
、工程が複雑になるばかりか、焼結性の面では不利とな
り、さらに、不純物の混入による材質の劣化と云う課題
ら生じていた。
そのため、成形性や焼結性に劣る金属粉末に対する簡便
で低コスｊ・の焼結体の製造方法が望まれていた。
で低コスｊ・の焼結体の製造方法が望まれていた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、金属粉末と微細金属粉末とからなる複合
粉末を用いることにより、金属粉末の成形性および焼結
性に優れた金属粉末焼結体の製造方法を提供することを
目的とする。
もので、特に、金属粉末と微細金属粉末とからなる複合
粉末を用いることにより、金属粉末の成形性および焼結
性に優れた金属粉末焼結体の製造方法を提供することを
目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明による金属粉末焼結体の製造方法は、危篤粉末を
機械的に成形し、焼結するようにした方法において、粒
径が約２０〜３００μ謂である前記金属粉末の表面に平
均粒径的１〜２０μ−の微細金属粉末を付着させた複合
粉末を用いるようにした方法である。
機械的に成形し、焼結するようにした方法において、粒
径が約２０〜３００μ謂である前記金属粉末の表面に平
均粒径的１〜２０μ−の微細金属粉末を付着させた複合
粉末を用いるようにした方法である。
［作用］
本発明による金属粉末焼結体の製造方法においては、平
均粒径約２０〜３００μｍを主体とする金属粗末に、平
均粒径約１〜２０μ渚の微細金属粉末を有機溶剤（例え
ば、ベンジン）に懸濁させて撹拌することにより混合さ
れ、金属粗末の表面に微細金属粉末が付着した混合複合
粉末が得られる。この場合、この有機溶剤は、室温で気
化消滅し、従来の有機バインダーとは異なり、混合後に
は、この有機溶剤はｊ見合粉末中に殆んど残存せず、汚
染の抑制を行うことができる。
均粒径約２０〜３００μｍを主体とする金属粗末に、平
均粒径約１〜２０μ渚の微細金属粉末を有機溶剤（例え
ば、ベンジン）に懸濁させて撹拌することにより混合さ
れ、金属粗末の表面に微細金属粉末が付着した混合複合
粉末が得られる。この場合、この有機溶剤は、室温で気
化消滅し、従来の有機バインダーとは異なり、混合後に
は、この有機溶剤はｊ見合粉末中に殆んど残存せず、汚
染の抑制を行うことができる。
この複合粉末では、金属粉末の表面に＆ＰＪ、細金属粉
末が付着しているため、ガスアトマイズによって作られ
た金属粗末のように形状が球形に近く表面が滑らかな金
属粉末でも、各金属粉末の粒子間の結合が生じ′Ｃ成形
が可能となる。また、変形しにくく金属粉末の粒子間の
絡み合いが生じにくい硬質の金属粉末においても成形性
の向上を図ることができる。
末が付着しているため、ガスアトマイズによって作られ
た金属粗末のように形状が球形に近く表面が滑らかな金
属粉末でも、各金属粉末の粒子間の結合が生じ′Ｃ成形
が可能となる。また、変形しにくく金属粉末の粒子間の
絡み合いが生じにくい硬質の金属粉末においても成形性
の向上を図ることができる。
さらに、成形体の焼結においては、金属粗末の粒子と粒
子の間に＠細金属粉末が介在して各粒子間の間隙を埋め
る働きをする結果、焼結性が大きく向上する。
子の間に＠細金属粉末が介在して各粒子間の間隙を埋め
る働きをする結果、焼結性が大きく向上する。
前述のようにして得られた複合粉末は、通常の型プレス
や圧延のごとき機械的な成形法による成形が可能となり
、その後、この成形体を不活性ガス、還元性ガスあるい
は真空中等の雰囲気下で焼結を施すと、強度等に優れた
焼結体を得ることができる。さらに、その後、必要に応
じて機械加工や塑性加工が施されて優れた特性の製品を
得ることができる。
や圧延のごとき機械的な成形法による成形が可能となり
、その後、この成形体を不活性ガス、還元性ガスあるい
は真空中等の雰囲気下で焼結を施すと、強度等に優れた
焼結体を得ることができる。さらに、その後、必要に応
じて機械加工や塑性加工が施されて優れた特性の製品を
得ることができる。
［実施例］
以下、図面と共に本発明による金属粉末焼結体の製造方
法の好適な実施例について詳細に説明する。
法の好適な実施例について詳細に説明する。
（実施例］）
Ｃ：０．０１５％、Ｓｉ：０．９４１？ご、Ｍｎ：０．
２％、Ｐ：０．０２％、Ｓ ： ０．０１４％、Ｎ ｉ
： １１．２２％ 、Ｃｒ：１９゜３６％なる化学成分
を有する水アトマイズステンレス鋼粉を１０６〜１５０
７１ｍに分級した粉末と、Ｃ： ０．０２％、Ｓｉ：
０．０２％、Ｍｎ： ０．２４％、Ｐ ： ０．０５％
、Ｓ：Ｏ，０１％からなる化学成分を有する平均粒径２
，７μ債のＶ＆細銑鉄粉次の第１表に示す配合割合でそ
れぞれ１００ｆＩとし、石油ベンジン１００ｍｅを加え
乾燥に至るまで２０分間混合し、第１図の走査型電子ｉ
ｍ鏡写真に示すような複合粉末を得た。
２％、Ｐ：０．０２％、Ｓ ： ０．０１４％、Ｎ ｉ
： １１．２２％ 、Ｃｒ：１９゜３６％なる化学成分
を有する水アトマイズステンレス鋼粉を１０６〜１５０
７１ｍに分級した粉末と、Ｃ： ０．０２％、Ｓｉ：
０．０２％、Ｍｎ： ０．２４％、Ｐ ： ０．０５％
、Ｓ：Ｏ，０１％からなる化学成分を有する平均粒径２
，７μ債のＶ＆細銑鉄粉次の第１表に示す配合割合でそ
れぞれ１００ｆＩとし、石油ベンジン１００ｍｅを加え
乾燥に至るまで２０分間混合し、第１図の走査型電子ｉ
ｍ鏡写真に示すような複合粉末を得た。
第 １ 表
次に、上記の試料Ｎｏ、 １〜Ｎｏ、 ６の粉末を２
ｔｏｎ、／″ＣＺ ２および３ｔｏｎ／ｃｘ”にてＪＩ
ＳＺ２５５０に定められた引張試験片にプレス成形し、
アンモニアクラッキングガス雰囲気中で１１５０℃×６
０分の焼結を行って、目的の焼結体を得た。
ｔｏｎ、／″ＣＺ ２および３ｔｏｎ／ｃｘ”にてＪＩ
ＳＺ２５５０に定められた引張試験片にプレス成形し、
アンモニアクラッキングガス雰囲気中で１１５０℃×６
０分の焼結を行って、目的の焼結体を得た。
前述の各プレス成形圧力における、ｍｓ鉄粉配合量と焼
結体密度の関係を第２図に示すが、この結果から明らか
なように、本発明に従って、微細鉄粉を配合した試料Ｎ
Ｏ，２〜５では、著しい焼結体密度の向上が認められる
。
結体密度の関係を第２図に示すが、この結果から明らか
なように、本発明に従って、微細鉄粉を配合した試料Ｎ
Ｏ，２〜５では、著しい焼結体密度の向上が認められる
。
また、第３図には、それぞれの焼結体の引張強度を示す
が、この結果から明らかなように、本発明に従って、１
Ｍ鉄粉を配合することにより、引張強度の改善が著しい
ことが認められる。
が、この結果から明らかなように、本発明に従って、１
Ｍ鉄粉を配合することにより、引張強度の改善が著しい
ことが認められる。
尚、ｗｉ細銑鉄粉最も多い試料６でも、成形性および焼
結体強度の向上が認められたが、焼結体の組織観察を行
ったところ、微細鉄粉のみが凝縮した部分が見られ、組
成の不均化が認められた。
結体強度の向上が認められたが、焼結体の組織観察を行
ったところ、微細鉄粉のみが凝縮した部分が見られ、組
成の不均化が認められた。
（実施例２）
Ｃ： ０．０１５ ％ 、 Ｓｉ：０．９１ ％
、 Ｍロニ ０．１９％ 、 Ｓ ：０．０１％、Ｎ
ｉ： １０．８３％、Ｃｒ： １９．３％なる化学成
分を有するガスアトマイズステンレスｔ１４粉を１０６
〜１５０μｍに分級した粉末と、Ｃ：０．０２％、Ｓ；
：０．０２％、Ｍｎ： ０．２４％、Ｐ：０．０５％、
Ｓ：０．０１％からなる化学成分を有する平均粒径２，
７μ−の微細鉄粉を下記第２表に示す配合割合でそれぞ
れ１００ｇとし、石油ベンゼン１００ｊ！を加え、乾燥
に至るまで２０分間混合し、第４図の走査型電子ぽ微鏡
写真に示すような複合粉末を得た。
、 Ｍロニ ０．１９％ 、 Ｓ ：０．０１％、Ｎ
ｉ： １０．８３％、Ｃｒ： １９．３％なる化学成
分を有するガスアトマイズステンレスｔ１４粉を１０６
〜１５０μｍに分級した粉末と、Ｃ：０．０２％、Ｓ；
：０．０２％、Ｍｎ： ０．２４％、Ｐ：０．０５％、
Ｓ：０．０１％からなる化学成分を有する平均粒径２，
７μ−の微細鉄粉を下記第２表に示す配合割合でそれぞ
れ１００ｇとし、石油ベンゼン１００ｊ！を加え、乾燥
に至るまで２０分間混合し、第４図の走査型電子ぽ微鏡
写真に示すような複合粉末を得た。
第 ２ 表
次に、試ｆｌＮｏ、 ７〜Ｎｏ、 ９の粉末を２ ｔｏ
ｎ／ ｃｍ２および３ｔｏｎ／ｅｘ２にてＪＩＳＺ２５
５０に定められた引張試験片にプレス成形し、アンモニ
アクラッキングガス雰囲気中で１１５０℃×６０分の焼
結を行って、目的の焼結体を得た。
ｎ／ ｃｍ２および３ｔｏｎ／ｅｘ２にてＪＩＳＺ２５
５０に定められた引張試験片にプレス成形し、アンモニ
アクラッキングガス雰囲気中で１１５０℃×６０分の焼
結を行って、目的の焼結体を得た。
次に、各プレス成形圧力における、微細鉄粉配合量と焼
結体密度の関係を第５図に示すが、この結果から明らか
なように、ガスアトマイズ粉のみではプレス成形できな
かったものが、本発明に従って、微細鉄粉を配合するこ
とにより、プレス成形圧力２ ｔｏｎ／ Ｃ１２という
、通常の粉末冶金で行われる成形圧力５〜６ｔｏ口／Ｃ
１２よりも著しく小さい圧力で得られ、成形性の著しい
改善が認められる。
結体密度の関係を第５図に示すが、この結果から明らか
なように、ガスアトマイズ粉のみではプレス成形できな
かったものが、本発明に従って、微細鉄粉を配合するこ
とにより、プレス成形圧力２ ｔｏｎ／ Ｃ１２という
、通常の粉末冶金で行われる成形圧力５〜６ｔｏ口／Ｃ
１２よりも著しく小さい圧力で得られ、成形性の著しい
改善が認められる。
また、第３図には、それぞれの焼結体の引張強度を示す
が、この結果から明らかなように、ガスアトマイズ粉の
みではプレス成形できなかったものが、本発明に従って
、微細鉄粉を配合（１〜２Ｏｆｆｉ量％）することによ
り、プレス成形圧力３Ｌｏｌｌ／Ｃ贋２では、引張強度
が５ｋｇｒ／ｘｘ２以上となることが認められる。
が、この結果から明らかなように、ガスアトマイズ粉の
みではプレス成形できなかったものが、本発明に従って
、微細鉄粉を配合（１〜２Ｏｆｆｉ量％）することによ
り、プレス成形圧力３Ｌｏｌｌ／Ｃ贋２では、引張強度
が５ｋｇｒ／ｘｘ２以上となることが認められる。
尚、第３表には、ガスアトマイズ粉末について、微細鉄
粉配合量の違いによるプレス成形圧力と圧粉体成形の可
否を示すが、この結果から明らかなようにガスアトマイ
ズ粉末のみでは成形圧力１０Ｌｏｎ／ｃｍ２においても
取り扱い可能な圧粉体が得られないのに対して、本発明
に従って、微細鉄粉を配合することにより、２ Ｌｏｎ
／ ｃｍ２以上のプレス成形圧力において圧粉成形が可
能であるのが認められる。
粉配合量の違いによるプレス成形圧力と圧粉体成形の可
否を示すが、この結果から明らかなようにガスアトマイ
ズ粉末のみでは成形圧力１０Ｌｏｎ／ｃｍ２においても
取り扱い可能な圧粉体が得られないのに対して、本発明
に従って、微細鉄粉を配合することにより、２ Ｌｏｎ
／ ｃｍ２以上のプレス成形圧力において圧粉成形が可
能であるのが認められる。
第 ３ 表
○：成形可、Δニ一部コーナーの欠け、×：成形不可尚
、本発明において用いられる金属粉末の平均粒径は、例
えば、２０μ磐未満の金属粉末を得るなめには、アトマ
イズ粉の場合、噴霧圧力を高めるといったように製造方
法がある程度限定され、金属粉末のコストが高くなるが
故に、２０〜３００μ躊の範囲内であることが好適であ
る。
、本発明において用いられる金属粉末の平均粒径は、例
えば、２０μ磐未満の金属粉末を得るなめには、アトマ
イズ粉の場合、噴霧圧力を高めるといったように製造方
法がある程度限定され、金属粉末のコストが高くなるが
故に、２０〜３００μ躊の範囲内であることが好適であ
る。
また、微細金属粉末の粒径は、例えば、１μ曽未満の微
細粉末を得るには極めてコストが高くなるだけでなく、
金属粉末との混合において微細粉末の１１集が著しくな
り、ｔＬ属粉末の表面に効果的に付着しなくなると共に
、２０μ厘を越える場合には、有機溶剤の働きによる金
寓粉末表面への付着が困難になり、金属粉末の粒子間に
介在して焼結性を高める効果が減少するが故に、１〜２
０μ−の範囲内であることが好適である。
細粉末を得るには極めてコストが高くなるだけでなく、
金属粉末との混合において微細粉末の１１集が著しくな
り、ｔＬ属粉末の表面に効果的に付着しなくなると共に
、２０μ厘を越える場合には、有機溶剤の働きによる金
寓粉末表面への付着が困難になり、金属粉末の粒子間に
介在して焼結性を高める効果が減少するが故に、１〜２
０μ−の範囲内であることが好適である。
また、微細金属粉末の混合の割合についても良好なｉ皿
が存在し、基本的には微細金属ｉ）末の粒子が金属粉末
の表面を一層の状態で覆う程度（必ずしも全面を密に覆
う必要はない）が適当である。
が存在し、基本的には微細金属ｉ）末の粒子が金属粉末
の表面を一層の状態で覆う程度（必ずしも全面を密に覆
う必要はない）が適当である。
すなわち、複合粉末に対する微細金属粉末の割合が１％
未満と少なすぎると微細金属粉末を混合した効果が小さ
すぎて、十分な成形性や焼結性の向上が得られない。一
方２０％を越える多量の微細金属粉末を混合しても、そ
の成形性や焼結性の向上効果は飽和し、また１敗細金属
粉末同士が凝集して疑似粒子を形成し、かえって組成の
不均一性の発生などの弊害をもたらすことになる。
未満と少なすぎると微細金属粉末を混合した効果が小さ
すぎて、十分な成形性や焼結性の向上が得られない。一
方２０％を越える多量の微細金属粉末を混合しても、そ
の成形性や焼結性の向上効果は飽和し、また１敗細金属
粉末同士が凝集して疑似粒子を形成し、かえって組成の
不均一性の発生などの弊害をもたらすことになる。
［発明の効果］
本発明による金属粉末焼結体の製造方法は、以」二のよ
うに楕成されているため、次のような効果を得ることが
できる。
うに楕成されているため、次のような効果を得ることが
できる。
すなわぢ、金属粉末の表面に微細金属粉末を付着させた
複合粉末を用いているため、通常の！！ｉ緘的圧９５″
ｉ成形の手段では成形が不可能であったガスアトマイズ
等による球状の金属粉末を簡便な方法で成形および焼結
して焼結体を得ることができ、硬質の金属粉末においＣ
も成形性の向りを得ることができる。
複合粉末を用いているため、通常の！！ｉ緘的圧９５″
ｉ成形の手段では成形が不可能であったガスアトマイズ
等による球状の金属粉末を簡便な方法で成形および焼結
して焼結体を得ることができ、硬質の金属粉末においＣ
も成形性の向りを得ることができる。
また、ｋ属粉末の粒子と粒子の間に微細金属粉末が介在
して各粒子間の間隙を埋める働きをする結果、焼結性が
大きく向上し、成形性や焼結性に劣る金属粉末の焼結体
を、ＨＩＰなどのように圧力と熱を同時に負荷するとい
った特殊な方法及び装置を用いることなく、且つ、焼結
体の汚染につながり易い在機バイシダーを用いることな
く、極め゛Ｃ容易に成形および焼結を行うことができる
。
して各粒子間の間隙を埋める働きをする結果、焼結性が
大きく向上し、成形性や焼結性に劣る金属粉末の焼結体
を、ＨＩＰなどのように圧力と熱を同時に負荷するとい
った特殊な方法及び装置を用いることなく、且つ、焼結
体の汚染につながり易い在機バイシダーを用いることな
く、極め゛Ｃ容易に成形および焼結を行うことができる
。
ある。
Claims (3)
- （１）、金属粉末を機械的に圧粉成形し、その成形体を
焼結する金属粉末焼結体の製造方法において、粒径が約
２０〜３００μｍである前記金属粉末の表面に平均粒径
約１〜２０μｍの微細金属粉末を付着させた複合粉末を
用いるようにしたことを特徴とする金属粉末焼結体の製
造方法。 - （２）、前記複合粉末に対する前記微細金属粉末の割合
が１〜２０重量％である請求項１記載の金属粉末焼結体
の製造方法。 - （３）、前記複合粉末は、有機溶剤によって混合される
ことを特徴とする請求項１又は２記載の金属粉末焼結体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1045313A JPH02225601A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1045313A JPH02225601A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02225601A true JPH02225601A (ja) | 1990-09-07 |
Family
ID=12715818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1045313A Pending JPH02225601A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 金属粉末焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02225601A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03134103A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-07 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 金属焼結体製造用金属粉末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法 |
| JPH04218602A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-08-10 | Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd | 金属被覆複合粉末の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1045313A patent/JPH02225601A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03134103A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-07 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 金属焼結体製造用金属粉末及びこれを用いた金属焼結体製品の製造方法 |
| JPH04218602A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-08-10 | Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd | 金属被覆複合粉末の製造方法 |
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