JPH04193929A - 被削性に優れた鉄系粉末焼結体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は被削性に優れた鉄系粉末焼結体の製造方法に関
するものであり、自動車や建材等各種分野に利用するこ
とができる。

［従来の技術］ 現在プレス成形による粉末冶金の大半は、鉄系焼結部品
を対象として実施されている。上記生産にあたっては、
焼結後の部品寸法を目標公差内におさえるために、プレ
ス工程や焼結工程などで起こる寸法誤差を見込んだ金型
設計を行なう。

しかし、大型部品や一層の高精度を要する場合、更には
プレス成形の不可能な横穴等を有する場合は、焼結後に
機械加工を加えることが必要となる。粉末冶金の適用範
囲が拡大するのに伴って、合金化による高強度化が進み
、材質も硬くなり十分な被削性が得られにくくなってい
る。従って、上記機械加工を行なう際の被削性が重要な
評価対象となフている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、被削
性に優れた鉄系焼結体を提供しようとするものである。

尚、本発明は特に高強度低合金焼結晶に対して優れた効
果を有するが、一般の焼結晶に対しても有効である。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明の被削性に優れ
た鉄系粉末焼結体の製造方法は、鉄粉とＣｕ、Ｎｉ或は
Ｎｉ合金の粉末を含む混合粉末を成形、焼結して鉄系粉
末焼結体を製造するにあたリ、上記Ｃｕ、Ｎｉ或はＮｉ
合金中に鉛を含有させ、焼結体中に鉛を微細に分散させ
ることに要旨がある。

［作用］ 粉末冶金の場合も鋼材と同様、被削性の優れた材料とし
て硫化物系のものや、酸化物系のもの等がある。硫化物
系のものには鉄粉中に硫化マンガンを生成させたプレア
ロイ型と、硫化マンガンを配合時に鉄粉に添加するプレ
ミックス型があるが、いずれも焼結時に著しく膨張する
為、焼結体の寸法精度や機械的性質が低下するという欠
点を有している。また酸化物系でも同じであるが、プレ
ミックス型では鉄粉との密度差による偏析を生じ、機械
的性質に著しい悪影響を及ぼす。また硫化物系や酸化物
系のものは切削工具の種類によって快削効果がほとんど
記められない場合もある。

そこで本発明者らは切削工具の種類に左右されない鉛系
焼結体を作ることを試みた。しかし、鉛が均一に分散し
た鉄粉を製造することは困難であり、また鉄粉に鉛を添
加した場合は焼結時に鉛が蒸発逸散してしまい、歩留や
公害の面で好ましくなかった。本発明者らは更に研究を
重ねた結果、Ｃｕ、Ｎｉ或はＮｉ合金に鉛を溶解するこ
ととし、これから得られた微粉末を鉄粉と混合して焼結
すれば、焼結体中に鉛を微細に分散させることができる
ことを見出した。即ち、鉛は鉄への溶解度は極めて小さ
いが、焼結体６強度を増すために加えられるＣｕ或はＮ
ｉにはその融点以上で多量に溶解することかできる。そ
こで鉛を一度Ｃｕ或はＮｉに溶解させることで、焼結体
中に均一に分散させることができるようになった。

ｐｂ含有Ｃｕ、Ｎｉ或はＮｉ合金（以下母合金粉末とい
う）を製造するに際しては、Ｃｕ、Ｎｉ或はＮｉ合金に
鉛を添加溶解した後、噴露法等により微粉末とする。こ
の際使用されるＮｉ合金の種類は特に限定されるもので
はなく、ＣｕやＭ。

等を１種以上含有するものを適宜使用することができる
。

焼結体を製造するにあたっては、上記母合金粉末と鉄粉
とを含む混合粉末を作成し、プレス成形後焼結して製品
とする。母合金粉末中で固溶状態にあった鉛は、焼結の
際に他の合金成分が鉄粉中に拡散分散するときに、鉛は
固溶せずに１μｍ程度に微粒子化し組織中に分散する。

母合金粉末の配合量は鉛量として０．０３〜１．０％の
範囲であることが好ましい。０．０３％未満の場合には
十分な効果が得られない事があり、１．０％を超えると
機械的性質が劣化しやすい。尚上記混合粉末中には前記
母合金粉末以外の粉末、例えば黒鉛やステアリン酸亜鉛
等の粉末を混合することも可能である。

更に本発明においては、他の被削性向上成分である硫化
物系物質や酸化物系物質を複合使用することも可能であ
る。

以下実施例によって本発明を更に詳述するが、下記実施
例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を
逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術
範囲に包含される。

［実施例コ 実験例１ ６６．７％Ｎ　１−２５．０％Ｃｕ−８，３％Ｍｎ及び
６４．４％Ｎ　ｉ　−２４，２％Ｃｕ−８，１％Ｍｏ−
３，３％ｐｂの溶融金属流を夫々高圧の水を用いて噴霧
し母合金粉末（粉子径的１０μｍ）を製造した。鉛含有
の粉末には鉛粒が認められず均一に固溶していた。

鉄粉に上記各母合金粉末或はＮｉ、Ｃｕ、Ｍ。

の各々の微粉末を６％、黒鉛を０．６％、ステアリン酸
亜鉛を０．７５％の割合で夫々配合混合し、得られた混
合粉末を用いて成形圧６　ｔｏｎ／ｃｍ２で６４（外径
）Ｘ２４（内径）ＸＩＯ（厚さ）　（ｍｍ）のリングを
作製した後、１１３０℃で焼結を行なった。得られた各
焼結体を用いて被削性試験を行なった。第１図にＴｉＮ
コーティングのドリルを用いた時の試験結果を示す。鉛
含有の母合金粉末を用いた焼結体は他の焼結体よりもド
リル寿命が向上していた。この結果は他の種類の異なる
工具を使用した場合にも明確に認められた。しかし油を
含浸させた焼結体を用いて同様の試験を行なった場合に
は乾式の場合に比べると鉛の効果は小さくなった。この
事から鉛は潤滑剤として作用していることが明らかであ
り、この事はどのような工具にも通用できる理由を示し
ている。

実験例２ 鉄粉に黒鉛を０．８％、ステアリン酸亜鉛を０．７５％
、更に平均粒子径約１５μｍの銅の水アトマイズ粉或は
Ｃｕ−１５％ｐｂ合金粉末を夫々２％の割合で混合し、
実験例１と同様にして焼結体を作成した。得られた焼結
体を用いて切削テストを実施した。切削テストは５ｍｍ
φの５ＫＨ５１、Ｔｉコーティングドリルを使用し、リ
ング状試験片の位置を送り０．１ｍｍ／ｒｅｖで変えて
穿孔し、異常音発生又は切削不能となフた時の穿孔長さ
を測定することによって実施した。結果を第２図に示す
。図より明らかなようにｐｂを含有するものはＣｕ単独
のものより約２倍に切削長さ延長しており、それは特に
周速が大きい程顕著であった。

実験例３ 鉄粉に黒鉛を０．６％、ステアリン酸亜鉛を０．７５％
、更に車粉或は合金粉を６％の割合で配合し焼結体を作
成した。尚、合金化成分はＭｏのみ酸化物を用い他は水
アトマイズ法より得た１０〜１３μｍの粉末を用いた。

また合金粉中のｐｂ量は配合時に０．３％となる様に調
整した。得られた焼結体を用いて実験例２に示す方法で
切削テストを行なフた。結果を第３図に示す。

Ｃｕ−Ｐｂ合金或はＮｉ−Ｐｂ合金を用いることにより
、ｐｂを含まない場合より切削長さが長くなり、Ｎ　ｉ
−Ｃｕ−Ｍｏ−Ｐ　ｂ合金では更に効果が著しかった。

これは前２者はＣｕ−Ｐｂ合金粉或はＮｉ−Ｐｂ合金粉
中にのみｐｂが存在するため、焼結体中でのＰｂ分布が
より均一になフていることに起因する。またこの実験に
用いた高強度焼結鋼は実験例２で用いた普通焼結鋼に比
べてｐｂの効果が顕著であった。

［発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されており、被削性に優れた鉄
系焼結体を提供することができるようになった。また上
記被削性は焼結体内に分散して存在する鉛の微粒子が潤
滑剤として作用することにより得られるので、どのよう
な工具に対しても優れた効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験例１の各種焼結体の切削速度と工具寿命の
関係を示すグラフ、第２図及び第３図は夫々実験例２及
び実験例３の各種焼結体のトリル周速と切削長さの関係
を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄粉とＣｕ、Ｎｉ或はＮｉ合金の粉末を含む混合粉末を
   成形、焼結して鉄系粉末焼結体を製造するにあたり、上
   記Ｃｕ、Ｎｉ或はＮｉ合金中に鉛を含有させ、焼結体中
   に鉛を微細に分散させることを特徴とする被削性に優れ
   た鉄系粉末焼結体の製造方法。