JPH0432122B2 - - Google Patents

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JPH0432122B2
JPH0432122B2 JP59503295A JP50329584A JPH0432122B2 JP H0432122 B2 JPH0432122 B2 JP H0432122B2 JP 59503295 A JP59503295 A JP 59503295A JP 50329584 A JP50329584 A JP 50329584A JP H0432122 B2 JPH0432122 B2 JP H0432122B2
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Description

請求の範囲 １ 鉄粉末または鋼粉末および粉末形態の１つま
たはそれ以上の合金元素の他に偏析および／また
は粉塵発生を防止するために0.3重量％までのト
ール油を追加して含有することを特徴とする鉄基
粉末混合物。
２ 粉末混合物が2.0重量％までの黒鉛粉末を含
有することを特徴とする請求の範囲１に記載した
鉄基粉末混合物。
３ 粒子の寸法が最大44μmで、リン含有量が14
〜18％のフエロホスホル粉末の形で加えたリンを
1.5％までの量で混合物が含有することを特徴と
する請求の範囲１に記載した鉄基粉末混合物。
４ 混合物が2.0重量％までの黒鉛粉末を含有す
ることを特徴とする請求の範囲３に記載した鉄基
粉末混合物。
技術分野 本発明は、偏析（セグレゲーシヨン）および／
または粉塵発生（ダスチング、dusting）の危険
が少ない鉄基粉末混合物（iron based powder
mixes）に関する。本発明によれば、偏析と粉塵
発生の危険の少ない鉄粉末または鋼粉末と合金元
素粉末との機械的混合物を、混合物の特有な物理
的性質を損なうことなしに製造することが可能で
ある。
種々のタイプの構成部品を粉末冶金により製造
する際に、鉄粉末または鋼粉末だけを使用したの
では得ることのできない機械的性質を得るため
に、銅あるいはニツケルのような合金元素の一つ
またはそれ以上を鉄粉末または鋼粉末とともにた
いていは使用する。
今日では、これらの目的のための粉末は、二通
りの方法により、即ち粉末混合物としてか完全に
プレアロイした粉末として、通常製造する。粉末
混合物は、鉄粉末または鋼粉末と所望の一つまた
は複数の合金元素を元素の形か母合金として含有
する粉末とを混合することによつて製造する。完
全にプレアロイした鋼粉末は、例えば、所望の合
金元素を含有する溶鋼をアトマイズして粉末にす
ることにより製造する。
粉末混合物の欠点の一つはこのような粉末は寸
法、形態および密度がしばしば相当に異なり、か
つ機械的に相互結合しない粒子からなるという事
実に関連する。これは、このような粉末混合物
は、その輸送中および取扱い中に偏析を受けやす
いことを意味する。この偏析は、粉末から製造し
た生圧粉成形体（グリーンコンパクト）の組成を
変えてしまい、その結果、焼結中の寸法変化度を
変動させ、焼結したままの製品の機械的性質を変
化させる。
粉末混合物の別の欠点は、特に、合金元素が非
常に小さい粒子の形で存在する場合の粉塵発生の
傾向である。これは、粉末混合物を取扱う際の困
難な環境問題をもたらす。
完全にプレアロイした粉末の場合は、すべての
粉末粒子が同じ組成をもつので偏析の危険はな
い。また、小さい粒子寸法をもつ合金元素粉末を
含有しないので粉塵発生の危険は減少する。しか
しながら、プレアロイ粉末は、他の大きな欠点、
即ち、合金元素が各粉末粒子に及ぼす固溶硬化作
用の結果である低い圧縮性、を有している。優れ
た圧縮性は、高密度が優れた機械的性質を得るた
めの前提条件である場合には不可欠なことであ
る。
他方、粉末混合物の圧縮性は、その中に含有さ
れる鉄粉末の圧縮性と実質的に同じである。合金
組成に関しての融通性とともに、この事実によ
り、粉末混合物は、低合金焼結鋼の製造における
最も普通に用いられる原料とされてきた。このよ
うな粉末混合物は、純粋な鉄粉末が主成分の粉末
として用いられる。
背景技術 スウエーデン特許出願第7612217−５号は、粉
末の諸性質は保持したまで、同時に、偏析と粉塵
発生の危険の少ない銅含有鉄粉末の製造方法を記
述している。この方法によれば、粉末は鉄粉末と
銅粉末との混合物の焼鈍処理により製造され、鉄
と銅との間のいわゆる部分拡散合金が得られる。
ある種の合金元素、例えばフエロホスホル粉末
の形のリンおよび黒鉛粉の形の炭素のようなもの
は、圧縮性を損なうことなしに鉄粉末または鋼粉
末と充分に拡散合金化することができないので、
これらの合金化元素が用いられる混合物は、偏析
および／または粉塵発生しやすいという危険があ
る。
スウエーデン特許出願第8001764−３号は、常
温では、その粘着性が時が経つても変化しない粘
着性のある結合剤を粉末混合物に１％以下添加す
ることによつて偏析および／または粉塵発生を防
止する方法を記述している。
しかしながら、この性質をもつ結合剤を乾燥粉
末混合物に加えるとき、加えることの可能な量
は、粉末混合物の特有の流動性能によつて制限さ
れることがわかつた。流動性を顧慮して使用でき
る量では、鉄粒子と合金元素の粒子との間の結合
効果は低いので、偏析／粉塵発生の観点からの最
善の粉末混合物は得ることができない。
発明の開示 本発明の目的は、粉末の物理的特性は維持した
ままで、同時に、偏析と粉塵発生の危険が非常に
少ない鉄粉末を主成分とした粉末混合物を提供す
ることにある。
本発明によれば、この目的は、機械的混合操作
の間に結合剤を添加し、これによつて合金化用粒
子を鉄粉末または鋼粉末に付着させることによつ
て実現される。
本発明によれば、液状で良好なぬれ性をもち、
混合後に空気中の酸素にさらされたときに固体状
態に変化する結合剤を用いることが提案される。
このような結合剤を用いることによつて良好な流
動性質をもつ乾燥粉末混合物が得られる。
さらに、結合剤は、適当な温度で、例えばこの
粉末混合物から製作した構成部品の焼結中になん
らの問題もなしに焼失し得る性質を有しているべ
きである。
結合剤は、圧粉成形後まで粉末混合物中で活性
であるべきだが、みかけ密度、流動性、圧縮性お
よび生（グリーン）強度のような混合物の特有の
物理的性質に影響を与えることは許されない。
上述の要求を満たすために、結合剤を0.5％ま
で、好ましくは0.10〜0.30％加えることが好まし
い。ここでのおよび以下の「％」は重量％のこと
である。
本発明によれば、好ましい結合剤はトール油
（talloil）である。
本発明によれば、鉄基粉末を潤滑剤とともに黒
鉛またはリンのような一またはそれ以上の合金元
素と数分間混合して、混合物を幾分か均質化す
る。合計量0.5％まで、好ましくは0.10〜0.30％の
結合剤を次いで添加し、混合操作を充分な時間継
続して均質な混合物を得る。もし所望なら、最終
使用における工具中の粉末のプレス加工を容易に
するために混合操作中に潤滑剤を加えてもよい。
実施例 下記に本発明を例証し、その上に本発明にもと
づく粉末によつてなされた実験を、実験がもたら
した予期しがたい程の結果とともに記述する。
実施例 １ 最大粒子寸法175μmをもつスポンジ鉄粉末98.2
％、平均粒子寸法約5.0μmをもつ黒鉛粉末1.0％、
ステアリン酸亜鉛0.8％、ポリエチレングリコー
ル400およびトール油からなる別々の添加剤各々
0.5％までの量からなる粉末混合物を多数製造し
た。混合物は鉄粒子と合金化用粒子との間の結合
効果および粉末の流動性能の両方に関して分析し
た。結合効果は、粉末混合物を通して一定量の空
気を吹き込み、ついで黒鉛の損失を測定すること
によつて判定した。得られた結果を第１図（結合
効果）、第２図（粉末の流動性能）に示す。
この結果から、トール油を結合剤として用いた
とき、鉄粉末と黒鉛粉末からなる流動性の保持さ
れた、または改善されたほとんど偏析のない粉末
混合物が製造できることが判る。添加される量
は、粒子寸法が大部分175μm以下の鉄粉末を使用
するときは0.10〜0.30％の範囲とすべきである。
ポリエチレングリコール400をこのようなタイ
プの鉄粉末に加えるときは、粉末混合物の特有の
流動性能を維持するために許容される量は、充分
多量ではないので、偏析の観点からは完全に満足
できる結合効果をもたらさない。
粒子寸法が大部分175μm以下の粉末混合物を用
いての加工の場合は、それ故、このタイプの結合
剤の使用は満足できるものではない。しかしなが
ら、本発明にもとづく結合剤は、偏析のない鉄−
黒鉛混合物の使用を可能にする。
実施例 ２ 下記の表に示す組成をもつ２種の粉末混合物１
と２を製造した。
混合物１：粒子寸法が大部分147μm以下の鉄粉
末98.8％ 粒子寸法が45μm以下の黒鉛1.2％ 混合物２：粒子寸法が大部分147μm以下の鉄粉
末98.8％ 粒子寸法が45μm以下の黒鉛1.2％ トール油0.1％ 両方の混合物にステアリン酸亜鉛0.8％を潤滑
剤として混合した。
実用規模の製造テストを焼結した構成部品の製
造業者において実施した。各混合物１、２からな
る10000個の部品を通常の条件で圧粉成形し、焼
結した。
当該構成部品は、混合物１に一致した物質で部
品を通常製造している製造業者の通常の製品種類
に含まれていた。２種の混合物の圧粉成形体は、
メツシユベルト炉中で吸熱性雰囲気下1115℃で同
時に焼結した。
焼結後、統計上の観点から充分な数の構成部品
をサンプル採取し、これらの部品の炭素含有量を
測定した。混合物１については0.97％および1.11
％の間の炭素含有量が得られ、混合物２について
の同じ数では1.07％と1.10％の間であつた。即
ち、混合物１に相当する物質についての炭素含有
量範囲は0.14％で、混合物２から製造した物質に
ついての炭素含有量範囲は0.03％であつた。これ
らの結果は第３図に示す。
上記の結果は、１生産シリーズ内の炭素含有量
の変動は、構成部品を混合物２から製造した場合
の方が混合物１から製造した場合より大幅に少な
いことを明らかに示している。
JP59503295A 1983-09-09 1984-09-05 偏析の生じない粉末混合物 Granted JPS60502158A (ja)

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