JPH0711006B2 - 焼結後の被削性と機械的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉 - Google Patents
焼結後の被削性と機械的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉Info
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 焼結機械部品などの原料としての粉末冶金用鉄基混合粉
に関し、とくに焼結後の被削性と機械的性質の有利な改
善を図ることについての開発研究の成果を提案して、粉
末冶金の属する技術の分野における活用を目指すもので
ある。
に関し、とくに焼結後の被削性と機械的性質の有利な改
善を図ることについての開発研究の成果を提案して、粉
末冶金の属する技術の分野における活用を目指すもので
ある。
自動車、精密機械および家庭用電気器具などにおける使
用の度合いが近年来著しく増進しつつある焼結機械部品
は元来、切削加工を省略し得るところに特徴をそなえて
いたが、形状が複雑な場合や、高い寸法精度が要求され
る場合などにも適用されるに至って、焼結後に穴あけ、
孔繰りのほか、周面や端面の切削、その他溝切りなどの
切削加工が必要とされる。
用の度合いが近年来著しく増進しつつある焼結機械部品
は元来、切削加工を省略し得るところに特徴をそなえて
いたが、形状が複雑な場合や、高い寸法精度が要求され
る場合などにも適用されるに至って、焼結後に穴あけ、
孔繰りのほか、周面や端面の切削、その他溝切りなどの
切削加工が必要とされる。
ところで焼結鋼材は、溶製鋼材とは違って内部に残存す
る空孔のため上記のような加工の際、断続切削になるこ
とに加えて、空孔が保温の役目を果して熱伝導を阻みそ
の結果切削工具の刃先温度が高くなることなどから、切
削工具の寿命が短縮されがちであり、被削性の改善が要
望される所以であり、ここに焼結鋼材の機械的性質との
両立がのぞまれるのは、いうまでもない。
る空孔のため上記のような加工の際、断続切削になるこ
とに加えて、空孔が保温の役目を果して熱伝導を阻みそ
の結果切削工具の刃先温度が高くなることなどから、切
削工具の寿命が短縮されがちであり、被削性の改善が要
望される所以であり、ここに焼結鋼材の機械的性質との
両立がのぞまれるのは、いうまでもない。
（従来の技術） 焼結鋼材の被削性を改善する方法としては、快削成分と
して古くから知られているS,Pb,SeおよびTeをはじめ、
それらの化合物たとえばTaS2，TaSe2，TiSe2およびMoSe
2などを添加する（特開昭48−80409号公報）、BaSO4,Ba
Sを添加する（特公昭46−39564号公報）、CaSまたはCaS
O4を添加する（特公昭52−16684号公報）ことなどがす
でに開示されている。
して古くから知られているS,Pb,SeおよびTeをはじめ、
それらの化合物たとえばTaS2，TaSe2，TiSe2およびMoSe
2などを添加する（特開昭48−80409号公報）、BaSO4,Ba
Sを添加する（特公昭46−39564号公報）、CaSまたはCaS
O4を添加する（特公昭52−16684号公報）ことなどがす
でに開示されている。
（発明が解決しようとする課題） 快削成分のうちＳは焼結鋼材に適用しようとすると焼結
の際雰囲気中の水素と化合して硫化水素を発生するた
め、焼結炉の炉内れんがや発熱体を損傷させるだけでな
く、焼結体の寸法が膨張気味になり、しかも機械的強度
の低下が著しいので好ましくない。
の際雰囲気中の水素と化合して硫化水素を発生するた
め、焼結炉の炉内れんがや発熱体を損傷させるだけでな
く、焼結体の寸法が膨張気味になり、しかも機械的強度
の低下が著しいので好ましくない。
また同じくPbは、融点が330℃と低いだけでなく、鉄中
に全く固溶しないので焼結鋼材中に均一に分散させるこ
とが困難な上、環境上、公害の問題もあるので、これも
また好ましくない。
に全く固溶しないので焼結鋼材中に均一に分散させるこ
とが困難な上、環境上、公害の問題もあるので、これも
また好ましくない。
次にSeやTaSe2などもＳと同様、焼結中にセレン化水素
を発生させて、炉内れんがや発熱体の損傷を招く不利が
ある。
を発生させて、炉内れんがや発熱体の損傷を招く不利が
ある。
次にBaS,CaSは吸湿性がり、またBaSO4やCaSO4を用いて
も焼結中にBaSやCaSに変化して吸湿性を帯びるため、焼
結鋼が錆易いという欠点を招く不利がある。
も焼結中にBaSやCaSに変化して吸湿性を帯びるため、焼
結鋼が錆易いという欠点を招く不利がある。
上記のような問題を有利に解決して、焼結機械部品の機
械的性質を損うことなしに被削性を有利に改善し、あわ
せて焼結中における炉内れんがや発熱体の損傷のほか焼
結製品の錆発生の原因となることのない、粉末冶金用鉄
基混合粉を提案することがこの発明の目的である。
械的性質を損うことなしに被削性を有利に改善し、あわ
せて焼結中における炉内れんがや発熱体の損傷のほか焼
結製品の錆発生の原因となることのない、粉末冶金用鉄
基混合粉を提案することがこの発明の目的である。
（課題を解決するための手段） さて発明者らは、上述した従来の問題を解決するため、
硫化物以外の種々の添加物について検討したところ、上
記の目的の達成のためには、添加物としてMgO-SiO2系複
合酸化物で、しかもMgOとSiO2とのモル比が一定の範囲
内にあり、かつ一定の粒度範囲内にあるものが特に有効
であることの知見を得た。この知見に基き、上記の目的
は、次の事項を骨子とする構成によって有利に成就され
る。
硫化物以外の種々の添加物について検討したところ、上
記の目的の達成のためには、添加物としてMgO-SiO2系複
合酸化物で、しかもMgOとSiO2とのモル比が一定の範囲
内にあり、かつ一定の粒度範囲内にあるものが特に有効
であることの知見を得た。この知見に基き、上記の目的
は、次の事項を骨子とする構成によって有利に成就され
る。
モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲のMgO-SiO2系複
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末を、鉄系原
料粉末中に0.1〜1.5wt％の割合いで配合した組成に成る
ことを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性質に優れ
る、粉末冶金用鉄基混合粉。
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末を、鉄系原
料粉末中に0.1〜1.5wt％の割合いで配合した組成に成る
ことを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性質に優れ
る、粉末冶金用鉄基混合粉。
モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲のMgO-SiO2系複
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末を、混合物
全体に対する重量として0.1〜1.5wt％の割合いにて、添
加合金成分粉末と共に、鉄系原料粉の粒子表面へオイル
結合剤と潤滑剤との混合加熱体を用いて固着して成るこ
とを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性質に優れ
る、粉末冶金用鉄基混合粉。
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末を、混合物
全体に対する重量として0.1〜1.5wt％の割合いにて、添
加合金成分粉末と共に、鉄系原料粉の粒子表面へオイル
結合剤と潤滑剤との混合加熱体を用いて固着して成るこ
とを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性質に優れ
る、粉末冶金用鉄基混合粉。
モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲のMgO-SiO2系複
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末と、同じく
平均粒系３〜20μｍのガラス粉末とを、それらの合計量
で鉄系原料粉末中に0.1〜1.5wt％の割合いで配合した組
成に成ることを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性
質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末と、同じく
平均粒系３〜20μｍのガラス粉末とを、それらの合計量
で鉄系原料粉末中に0.1〜1.5wt％の割合いで配合した組
成に成ることを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性
質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。
モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲のMgO-SiO2系複
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末と、同じく
平均粒径３〜20μｍのガラス粉末とを、それらの合計量
で混合物全体に対する重量として0.1〜1.5wt％の割合い
にて、添加合金成分粉末とともに、鉄系原料粉の粒子表
面へオイル結合剤と潤滑剤との混合加熱体を用いて固着
して成ることを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性
質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。
合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉末と、同じく
平均粒径３〜20μｍのガラス粉末とを、それらの合計量
で混合物全体に対する重量として0.1〜1.5wt％の割合い
にて、添加合金成分粉末とともに、鉄系原料粉の粒子表
面へオイル結合剤と潤滑剤との混合加熱体を用いて固着
して成ることを特徴とする、焼結後の被削性と機械的性
質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。
以上のとおりである。
ところで溶製鋼材における被削性改善には次の３種に分
類される手法が知られている。
類される手法が知られている。
(1)ぜい化作用………添加成分S,P,N (2)工具潤滑作用……添加成分Pb,Bi (3)工具保護作用……添加成分Ca 実際には上掲各成分を単独で使用する場合の他、他の成
分と複合して使用することも多いかこれらの作用のう
ち、ぜい化作用による被削性改善法については、焼結鋼
材に適用したとき焼結鋼材の著しい強度低下をもたら
し、とくにP,Nは鉄粉粒子を硬化させて変形しにくくす
るので原料粉の圧縮性の低下を来す点でも適合しないの
は明らかである。
分と複合して使用することも多いかこれらの作用のう
ち、ぜい化作用による被削性改善法については、焼結鋼
材に適用したとき焼結鋼材の著しい強度低下をもたら
し、とくにP,Nは鉄粉粒子を硬化させて変形しにくくす
るので原料粉の圧縮性の低下を来す点でも適合しないの
は明らかである。
しかるにすでに触れたとおり焼結鋼材は溶製鋼材と比較
して熱伝導性が悪いので、切削速度の如何によって異な
るものの切削時の刃先温度は溶製鋼材の場合よりも60〜
150℃程度高目となることから、被削性改善法としては
工具潤滑作用さらには工具保護作用を示す添加成分が好
ましい。とは言え、これらの作用を目指した従来の添加
成分には、さきに述べた不利がありやはり焼結鋼の場合
には適合しない。
して熱伝導性が悪いので、切削速度の如何によって異な
るものの切削時の刃先温度は溶製鋼材の場合よりも60〜
150℃程度高目となることから、被削性改善法としては
工具潤滑作用さらには工具保護作用を示す添加成分が好
ましい。とは言え、これらの作用を目指した従来の添加
成分には、さきに述べた不利がありやはり焼結鋼の場合
には適合しない。
そこで発明者らは、焼結時にも焼結雰囲気に対し安定
で、なおかつ鉄粉諸特性や焼結体の機械的性質に悪影響
を及ぼさない被削性改善添加物として種々の成分につい
て検討した結果、MgOと、SiO2との複合酸化物のうち、
特定の成分かつ粒度範囲の粉末並びにこれとガラス粉と
の混合粉がとくに優れていることを見い出したものであ
る。
で、なおかつ鉄粉諸特性や焼結体の機械的性質に悪影響
を及ぼさない被削性改善添加物として種々の成分につい
て検討した結果、MgOと、SiO2との複合酸化物のうち、
特定の成分かつ粒度範囲の粉末並びにこれとガラス粉と
の混合粉がとくに優れていることを見い出したものであ
る。
（作 用） 前述したように焼結鋼材は、溶製鋼材よりも切削時に工
具の刃先温度が60〜150℃高くなることから切削工具の
短命化を招くが、MgO-SiO2系複合酸化物を添加すると、
このMgO-SiO2系複合酸化物Feと反応して、MgO-SiO2‐Fe
O系複合酸化物を生成して比較的低融点となるために切
削温度において溶融し、これが切削時に切削工具表面を
保護、潤滑すると共に、切削工具と焼結鋼とのＣの拡散
反応を阻止することによって切削工具の組成変化を防ぐ
ため、切削工具寿命の延長化が図られるものと推察され
る。
具の刃先温度が60〜150℃高くなることから切削工具の
短命化を招くが、MgO-SiO2系複合酸化物を添加すると、
このMgO-SiO2系複合酸化物Feと反応して、MgO-SiO2‐Fe
O系複合酸化物を生成して比較的低融点となるために切
削温度において溶融し、これが切削時に切削工具表面を
保護、潤滑すると共に、切削工具と焼結鋼とのＣの拡散
反応を阻止することによって切削工具の組成変化を防ぐ
ため、切削工具寿命の延長化が図られるものと推察され
る。
しかもMgO-SiO2系複合酸化物は、元来比較的軟かい（モ
ース硬さ１〜４）のに加え、減摩作用や潤滑作用に富む
ため、鉄粉成形時には潤滑剤としても働き、鉄粉の圧縮
性の低下や焼結時における寸法変化などの悪影響が少な
いという利点もある。
ース硬さ１〜４）のに加え、減摩作用や潤滑作用に富む
ため、鉄粉成形時には潤滑剤としても働き、鉄粉の圧縮
性の低下や焼結時における寸法変化などの悪影響が少な
いという利点もある。
次にMgO-SiO2系複合酸化物のMgO/SiO2モル比を1.0〜3.0
に限定した理由について説明する。
に限定した理由について説明する。
MgO/SiO2モル比が3.0を超えると、低融点組成物の量が
減少するため、切削性の改善効果が低下する。実際に
は、モル比5.0まで切削性改善効果が見られるが、この
効果を十分に生かすべく、酸化物の添加量を増すと焼結
体の機械的特性が劣化してくる。したがって、モル比を
3.0までと規定すべきである。
減少するため、切削性の改善効果が低下する。実際に
は、モル比5.0まで切削性改善効果が見られるが、この
効果を十分に生かすべく、酸化物の添加量を増すと焼結
体の機械的特性が劣化してくる。したがって、モル比を
3.0までと規定すべきである。
一方、MgO/SiO2モル比が1.0未満では切削性の改善効果
は十分であっても、焼結体の機械的性質を、酸化物無添
加の時と同等に保つことは、酸化物の粒度などを選んで
も、不可能である。これは、MgO/SiO2モル比1.0未満のM
gO/SiO2系複合酸化物は、結晶水を持ちやすく、焼結体
の製造時に通常鉄系粉末に添加混合して用いられる黒鉛
が、焼結の昇温過程で、この結晶水と反応して、部分的
に脱炭をおこし、炭素の部分的なロスやガス発生による
空孔の増加などが引起され結果として、焼結体の機械的
強度を劣化させるためと考えられる。
は十分であっても、焼結体の機械的性質を、酸化物無添
加の時と同等に保つことは、酸化物の粒度などを選んで
も、不可能である。これは、MgO/SiO2モル比1.0未満のM
gO/SiO2系複合酸化物は、結晶水を持ちやすく、焼結体
の製造時に通常鉄系粉末に添加混合して用いられる黒鉛
が、焼結の昇温過程で、この結晶水と反応して、部分的
に脱炭をおこし、炭素の部分的なロスやガス発生による
空孔の増加などが引起され結果として、焼結体の機械的
強度を劣化させるためと考えられる。
かくして、MgO/SiO2のモル比を1.0〜3.0と規定するが、
モル比が2.0のMgO/SiO2系酸化物はフォルステライトと
して知られており、上記のモル比範囲内に適合してい
る。
モル比が2.0のMgO/SiO2系酸化物はフォルステライトと
して知られており、上記のモル比範囲内に適合してい
る。
またかようなMgO/SiO2系複合化合物の配合量が0.1wt％
に満たないと、その添加効果に乏しく、一方1.5wt％を
超えると被削性改善効果は良好ではあるものの、鉄基粉
末の圧縮性および焼結体の機械的性質の劣化を招くの
で、配合量は0.1〜1.5wt％とする。
に満たないと、その添加効果に乏しく、一方1.5wt％を
超えると被削性改善効果は良好ではあるものの、鉄基粉
末の圧縮性および焼結体の機械的性質の劣化を招くの
で、配合量は0.1〜1.5wt％とする。
一方上記の複合酸化物粉の粒度は、平均粒径が３μｍ未
満であると、鉄系粉末粒子が細かい酸化物粉末で過密に
おおわれ、圧粉体を焼結する時の焼結性が阻害され、焼
結体の強度が劣化する。一方、平均粒径が20μｍを超え
ると、焼結体中に均一微細に分散し難くなるから、切削
性改善効果が減少するし、大きな介在物となるから、焼
結体の疲労強度の面からも好ましくない。したがって、
複合酸化物の粒度は、平均粒径３〜20μｍとする。
満であると、鉄系粉末粒子が細かい酸化物粉末で過密に
おおわれ、圧粉体を焼結する時の焼結性が阻害され、焼
結体の強度が劣化する。一方、平均粒径が20μｍを超え
ると、焼結体中に均一微細に分散し難くなるから、切削
性改善効果が減少するし、大きな介在物となるから、焼
結体の疲労強度の面からも好ましくない。したがって、
複合酸化物の粒度は、平均粒径３〜20μｍとする。
またすでに述べた切削性改善用の酸化物粉末を鉄系粉末
に混合する場合、偏析によって焼結体中に大きな介在物
が残って欠陥となることを防ぐためにはバインダーを用
いた偏析防止処理を施すことが有用である。すなわち、
オイル結合剤と潤滑剤との混合加熱体の利用であり、こ
こにオイル結合剤としては植物油または樹脂酸、たとえ
ば大豆油、米糠油、スピンドル油やオレイン酸の如きを
これらの２種類以上が調合されたものも含め、また潤滑
剤としてはステアリン酸亜鉛などの金属石鹸、ステアリ
ン酸などの高級脂肪酸またはワックス粉末など一般に用
いられる粉末冶金用潤滑剤を指す。混合加熱体というの
は、潤滑剤とオイル結合剤とが加熱されて、一体化した
ものを指称する。
に混合する場合、偏析によって焼結体中に大きな介在物
が残って欠陥となることを防ぐためにはバインダーを用
いた偏析防止処理を施すことが有用である。すなわち、
オイル結合剤と潤滑剤との混合加熱体の利用であり、こ
こにオイル結合剤としては植物油または樹脂酸、たとえ
ば大豆油、米糠油、スピンドル油やオレイン酸の如きを
これらの２種類以上が調合されたものも含め、また潤滑
剤としてはステアリン酸亜鉛などの金属石鹸、ステアリ
ン酸などの高級脂肪酸またはワックス粉末など一般に用
いられる粉末冶金用潤滑剤を指す。混合加熱体というの
は、潤滑剤とオイル結合剤とが加熱されて、一体化した
ものを指称する。
この混合加熱体により、添加酸化物粉末が鉄粉粒子表面
に良く分散して固着されるから、焼結体中に大きな介在
物となって、疲れ破壊の起点となるなどの弊害が避けら
れ、機械的特性が向上する。
に良く分散して固着されるから、焼結体中に大きな介在
物となって、疲れ破壊の起点となるなどの弊害が避けら
れ、機械的特性が向上する。
さらに切削性改善用の添加粉末として、すでに述べたMg
O-SiO2系複合酸化物粉末に加えて、ガラス粉末を用いて
一層の切削性向上効果が得られる。
O-SiO2系複合酸化物粉末に加えて、ガラス粉末を用いて
一層の切削性向上効果が得られる。
ここにガラス粉末とは、ソーダ石灰ガラス、ほうけい酸
ガラス、鉛ガラスなどの粉末をいう。ソーダ石灰ガラ
ス、ほうけい酸ガラス、鉛ガラスなどのいわゆるガラス
も、種類によって異なるが溶融温度が1350〜1800℃であ
り、溶融温度より低い温度で徐々に軟化はじめるために
MgO-SiO2系複合酸化物と同様に切削時にはガラスが切削
工具面に付着して、切削工具を保護、潤滑し、かつ切削
工具と焼結鋼との炭素の拡散反応を防止して切削工具寿
命を大幅に向上させるものと思われる。
ガラス、鉛ガラスなどの粉末をいう。ソーダ石灰ガラ
ス、ほうけい酸ガラス、鉛ガラスなどのいわゆるガラス
も、種類によって異なるが溶融温度が1350〜1800℃であ
り、溶融温度より低い温度で徐々に軟化はじめるために
MgO-SiO2系複合酸化物と同様に切削時にはガラスが切削
工具面に付着して、切削工具を保護、潤滑し、かつ切削
工具と焼結鋼との炭素の拡散反応を防止して切削工具寿
命を大幅に向上させるものと思われる。
このようにMgO-SiO2系複合酸化物粉末とガラス粉末とを
同時に添加することにより切削工具に付着する酸化物液
相の種類が多くなって、切削条件の広い範囲にわたり切
削工具の寿命を向上させることができる。
同時に添加することにより切削工具に付着する酸化物液
相の種類が多くなって、切削条件の広い範囲にわたり切
削工具の寿命を向上させることができる。
上述したとおり、MgO-SiO2系複合酸化物とガラスとは、
作用的に共通する面があるので鉄系原料粉末への適合添
加量は、合計量にて0.1〜1.5wt％とする。また、ガラス
粉末の粒度も、酸化物粉末と同様の理由で３〜20μｍと
する。
作用的に共通する面があるので鉄系原料粉末への適合添
加量は、合計量にて0.1〜1.5wt％とする。また、ガラス
粉末の粒度も、酸化物粉末と同様の理由で３〜20μｍと
する。
以上の快削成分は、何れも焼結の際、熱的に安定なMgO
やSiO2等の酸化物を主成分としているため、焼結時に有
害なガスを発生することがなく、焼結炉の炉内れんがや
発熱体あるいは配管類を損傷させることはない。
やSiO2等の酸化物を主成分としているため、焼結時に有
害なガスを発生することがなく、焼結炉の炉内れんがや
発熱体あるいは配管類を損傷させることはない。
またこのような併用の場合でも複合酸化物およびガラス
の偏析を、さきに触れたようにしてバインダーによって
防止することが有用である。
の偏析を、さきに触れたようにしてバインダーによって
防止することが有用である。
（実施例） 実施例１ 重量割合で57％MgO−43％SiO2組成のフォルステライト
粉末に、さらに試薬のMgOまたはSiO2を種々の割合で混
合して焼結し、MgO/SiO2モル比の影響を調べた。ここに
表１に示す組成になる６種（記号Ａ〜Ｆ）のMgO-SiO2系
複合酸化物を準備した。
粉末に、さらに試薬のMgOまたはSiO2を種々の割合で混
合して焼結し、MgO/SiO2モル比の影響を調べた。ここに
表１に示す組成になる６種（記号Ａ〜Ｆ）のMgO-SiO2系
複合酸化物を準備した。
これらのMgO-SiO2系複合酸化物を粉砕、空気分級して、
平均粒径（マイクロトラック法によるメジアン径。以下
同様）11〜15μｍとし、それぞれ、アトマイズ鉄粉（−
80メッシュ）に混合粉中で0.5wt％の割合いを占めるよ
うに加え、さらに慣例に従い天然黒鉛粉を0.5wt％、電
解Cu粉を2.0wt％の割合いとなるように加えて混合した
のち、固体潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を該混合粉に
対し1.0wt％の割合いにて混合した。
平均粒径（マイクロトラック法によるメジアン径。以下
同様）11〜15μｍとし、それぞれ、アトマイズ鉄粉（−
80メッシュ）に混合粉中で0.5wt％の割合いを占めるよ
うに加え、さらに慣例に従い天然黒鉛粉を0.5wt％、電
解Cu粉を2.0wt％の割合いとなるように加えて混合した
のち、固体潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を該混合粉に
対し1.0wt％の割合いにて混合した。
かような混合粉から、それぞれ圧粉密度6.9g/cm3のJSPM
標準引張試験用の試験片および切削試験用の内径20mm、
外径60mm、高さ30mmのリング試験片を作製し、ついで流
量４/minの分解アンモニアガス雰囲気中で600℃、30m
inの脱ろう後、1250℃で60minの焼結を施した。
標準引張試験用の試験片および切削試験用の内径20mm、
外径60mm、高さ30mmのリング試験片を作製し、ついで流
量４/minの分解アンモニアガス雰囲気中で600℃、30m
inの脱ろう後、1250℃で60minの焼結を施した。
また、比較のため、 G:上記酸化物のかわりに、タルク粉末（MgO31.7％、SiO
261.8％、Al2O30.2％、CaO0.2％、FeO0.9％;MgO/SiO2モ
ル比0.76）を平均粒径12μｍとして、0.5％加えた場合
と、 H:酸化物を添加しない場合と の試験も行なった。
261.8％、Al2O30.2％、CaO0.2％、FeO0.9％;MgO/SiO2モ
ル比0.76）を平均粒径12μｍとして、0.5％加えた場合
と、 H:酸化物を添加しない場合と の試験も行なった。
かくして得られた各焼結体の引張強さならびに、切削工
具の横逃面摩耗量および焼結体の表面粗さについて調べ
た結果を表２に示す。ここに横逃面摩耗量と表面粗さを
調べた切削試験の切削条件は次のとおりである。
具の横逃面摩耗量および焼結体の表面粗さについて調べ
た結果を表２に示す。ここに横逃面摩耗量と表面粗さを
調べた切削試験の切削条件は次のとおりである。
切込み………1.0mm 送 り………0.10mm/rev 切削速度……200m/min 切削距離……1272m 切削工具……超硬JIS P10種 表２から、添加剤を加えたＡ〜Ｇは、加えないＨにくら
べ、工具摩耗量や表面粗さがいずれも改善されている
が、工具摩耗量はとくにＡ〜Ｅが少なく、表面粗さもと
くにＡ〜Ｅが少ない。一方、強度は、Ｈにくらべ、Ｂ〜
Ｆは低下が少なく、好ましいが、A,Gは相当劣化してい
る。したがって、MgO/SiO2モル比が1.0〜3.0の範囲の、
Ｂ〜Ｅが優れた総合評価を得ている。
べ、工具摩耗量や表面粗さがいずれも改善されている
が、工具摩耗量はとくにＡ〜Ｅが少なく、表面粗さもと
くにＡ〜Ｅが少ない。一方、強度は、Ｈにくらべ、Ｂ〜
Ｆは低下が少なく、好ましいが、A,Gは相当劣化してい
る。したがって、MgO/SiO2モル比が1.0〜3.0の範囲の、
Ｂ〜Ｅが優れた総合評価を得ている。
実施例２ 実施例１のMgO-SiO2系酸化物粉末Ｄ（MgO/SiO2モル比1.
97、平均粒径14μｍ）を、切削性改善添加物として用
い、実施例１と同様の鉄粉、銅粉、潤滑剤の配合で、同
様の試験を行なったが、粉末Ｄの添加量を変化させその
添加量の影響を調べた。結果を表３に示す。
97、平均粒径14μｍ）を、切削性改善添加物として用
い、実施例１と同様の鉄粉、銅粉、潤滑剤の配合で、同
様の試験を行なったが、粉末Ｄの添加量を変化させその
添加量の影響を調べた。結果を表３に示す。
表３から明らかなように、切削性と強度とのかね合い
で、添加量0.1〜1.5％が適してしる。
で、添加量0.1〜1.5％が適してしる。
実施例３ 実施例１のMgO-SiO2系酸化物粉末Ｄ（MgO/SiO2モル比1.
97）を切削性改善添加物として用いたが、粉砕と空気分
級の選択により、平均粒径を変化させた。試験は実施例
１と同様に行なって評価して粒度の影響を調べた。結果
を表４に示す。
97）を切削性改善添加物として用いたが、粉砕と空気分
級の選択により、平均粒径を変化させた。試験は実施例
１と同様に行なって評価して粒度の影響を調べた。結果
を表４に示す。
焼結体の強度の観点からは平均粒径３〜20μｍの範囲が
好結果を得ている。
好結果を得ている。
実施例４ 実施例１のMgO-SiO2系酸化物粉末Ｄ（MgO/SiO2モル比1.
97、平均粒径14μｍ）と併せて、73％SiO2−13％Na2O−
10％CaO−４％MgO組成のソーダガラス粉末（平均粒径17
μｍ）を切削性改善添加物として用い、実施例１と同様
の鉄粉、銅粉、潤滑剤の配合で、同様の試験を行なった
が、粉末Ｄの添加量は0.5％とし、ソーダガラス粉末の
添加量を変化させガラス複合添加の影響を調べた。結果
を表５に示す。
97、平均粒径14μｍ）と併せて、73％SiO2−13％Na2O−
10％CaO−４％MgO組成のソーダガラス粉末（平均粒径17
μｍ）を切削性改善添加物として用い、実施例１と同様
の鉄粉、銅粉、潤滑剤の配合で、同様の試験を行なった
が、粉末Ｄの添加量は0.5％とし、ソーダガラス粉末の
添加量を変化させガラス複合添加の影響を調べた。結果
を表５に示す。
明らかに、MgO-SiO2系酸化物とガラスとの複合添加によ
って、一層の切削性改善がはかられている。ただし、合
計添加量が1.5％を超えると機械的強度の劣化が著し
い。
って、一層の切削性改善がはかられている。ただし、合
計添加量が1.5％を超えると機械的強度の劣化が著し
い。
実施例５ 実施例４におけるソーダガラス無添加の場合、およびソ
ーダガラス0.50wt％添加の場合と同一の条件の試験を標
準とし、これらに、それぞれ、混合粉末の状態でバイン
ダー添加による偏析防止処理を行ない、その効果をバイ
ンダー添加の影響としてたしかめた。すなわち、実施例
４における成形に供する混合粉末（鉄粉、銅粉、黒鉛
粉、切削性改善添加粉およびステアリン酸亜鉛）に、さ
らにオレイン酸を0.3％添加し、混合し、105℃に加熱
し、冷却した。次に実施例１と同様に試験片を作製し、
焼結を施した。結果を表６に示す。
ーダガラス0.50wt％添加の場合と同一の条件の試験を標
準とし、これらに、それぞれ、混合粉末の状態でバイン
ダー添加による偏析防止処理を行ない、その効果をバイ
ンダー添加の影響としてたしかめた。すなわち、実施例
４における成形に供する混合粉末（鉄粉、銅粉、黒鉛
粉、切削性改善添加粉およびステアリン酸亜鉛）に、さ
らにオレイン酸を0.3％添加し、混合し、105℃に加熱
し、冷却した。次に実施例１と同様に試験片を作製し、
焼結を施した。結果を表６に示す。
表６に示されたとおり、バインダー添加により、切削性
と機械的強度がともにより改良される。
と機械的強度がともにより改良される。
（発明の効果） 以上述べたように、この発明の鉄基混合粉を原料に用い
ることによって、焼結時における焼結炉内れんが及び発
熱体の損傷を起こすことなく、焼結後の寸法変化、機械
的性質を従来の鉄粉と銅等に保ちながら、被削性に優れ
た焼結機械部品を得ることができその効果は多大であ
る。
ることによって、焼結時における焼結炉内れんが及び発
熱体の損傷を起こすことなく、焼結後の寸法変化、機械
的性質を従来の鉄粉と銅等に保ちながら、被削性に優れ
た焼結機械部品を得ることができその効果は多大であ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲の
MgO-SiO2系複合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉
末を、鉄系原料粉末中に0.1〜1.5wt％の割合いで配合し
た組成に成ることを特徴とする、焼結後の被削性と機械
的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。 - 【請求項２】モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲の
MgO-SiO2系複合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉
末を、混合物全体に対する重量として0.1〜1.5wt％の割
合いにて、添加合金成分粉末と共に、鉄系原料粉の粒子
表面へオイル結合剤と潤滑剤との混合加熱体を用いて固
着して成ることを特徴とする、焼結後の被削性と機械的
性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。 - 【請求項３】モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲の
MgO-SiO2系複合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉
末と、同じく平均粒系３〜20μｍのガラス粉末とを、そ
れらの合計量で鉄系原料粉末中に0.1〜1.5wt％の割合い
で配合した組成になることを特徴とする、焼結後の被削
性と機械的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。 - 【請求項４】モル比でMgO/SiO2の値が1.0〜3.0の範囲の
MgO-SiO2系複合酸化物よりなる平均粒径３〜20μｍの粉
末と、同じく平均粒径３〜20μｍのガラス粉末とを、そ
れらの合計量で混合物全体に対する重量として0.1〜1.5
wt％の割合にて、添加合金成分粉末とともに、鉄系原料
粉の粒子表面へオイル結合剤と潤滑剤との混合加熱体を
用いて固着して成ることを特徴とする、焼結後の被削性
と機械的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083900A JPH0711006B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 焼結後の被削性と機械的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083900A JPH0711006B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 焼結後の被削性と機械的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255603A JPH01255603A (ja) | 1989-10-12 |
| JPH0711006B2 true JPH0711006B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=13815504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63083900A Expired - Fee Related JPH0711006B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 焼結後の被削性と機械的性質に優れる、粉末冶金用鉄基混合粉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711006B2 (ja) |
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| JP5260913B2 (ja) * | 2007-08-03 | 2013-08-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用鉄系混合粉末および鉄粉焼結体 |
| PL2252419T3 (pl) * | 2008-03-20 | 2017-11-30 | Höganäs Ab (Publ) | Kompozycja ferromagnetycznego proszku i sposób jej wytwarzania |
| ES2592383T3 (es) * | 2009-09-18 | 2016-11-29 | Höganäs Ab | Composición ferromagnética en polvo y método para su producción |
| JP5696512B2 (ja) * | 2010-02-18 | 2015-04-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用混合粉およびその製造方法ならびに切削性に優れた鉄基粉末製焼結体およびその製造方法 |
| CN104014797B (zh) * | 2013-12-17 | 2016-04-20 | 芜湖市天雄新材料科技有限公司 | 一种高性能的粉末冶金齿轮的制备方法 |
| JP6007928B2 (ja) * | 2014-02-21 | 2016-10-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用混合粉およびその製造方法ならびに鉄基粉末製焼結体 |
| JP5962691B2 (ja) * | 2014-02-21 | 2016-08-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用混合粉およびその製造方法ならびに鉄基粉末製焼結体 |
| JP6392797B2 (ja) * | 2016-02-08 | 2018-09-19 | 住友電気工業株式会社 | 粉末冶金用鉄系粉末、及び粉末冶金用鉄系粉末の製造方法 |
| KR102348200B1 (ko) * | 2018-01-25 | 2022-01-06 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 분말 야금용 혼합분 |
| JP6929259B2 (ja) * | 2018-01-25 | 2021-09-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉末冶金用混合粉 |
| CN114700496B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-09-12 | 广东潮艺金属实业有限公司 | 高强度不锈钢粉末的制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0826441B2 (ja) * | 1986-10-06 | 1996-03-13 | 勝美 山口 | 快削焼結材 |
-
1988
- 1988-04-05 JP JP63083900A patent/JPH0711006B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH01255603A (ja) | 1989-10-12 |
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