JPH07286202A - 複合焼結体の製造方法 - Google Patents
複合焼結体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼結時に内側圧粉体と外側圧粉体との接触状
況が良好であり、焼結完了後には内側焼結体と外側焼結
体との間での接合力を著しく大きいものとすることが可
能である複合焼結体の製造方法を提供する。 【構成】 内側圧粉体２と、内側圧粉体２と嵌合する外
側圧粉体３とを嵌合状態とた複合圧粉体１を焼結して内
側圧粉体２と外側圧粉体３とが焼結後に一体化した複合
焼結体（１１）を製造するに際し、内側圧粉体２にワッ
クス系偏析防止粉または金属石けん系偏析防止粉からな
る圧粉体を用い、外側圧粉体３にワックス系偏析防止粉
または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、
その際の組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉体の双
方もしくはどちらか一方にワックス系偏析防止粉を用い
ると共に、焼結時に内側圧粉体２の膨張量が外側圧粉体
３の膨張量よりも多くなる圧粉体を用いる。
況が良好であり、焼結完了後には内側焼結体と外側焼結
体との間での接合力を著しく大きいものとすることが可
能である複合焼結体の製造方法を提供する。 【構成】 内側圧粉体２と、内側圧粉体２と嵌合する外
側圧粉体３とを嵌合状態とた複合圧粉体１を焼結して内
側圧粉体２と外側圧粉体３とが焼結後に一体化した複合
焼結体（１１）を製造するに際し、内側圧粉体２にワッ
クス系偏析防止粉または金属石けん系偏析防止粉からな
る圧粉体を用い、外側圧粉体３にワックス系偏析防止粉
または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、
その際の組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉体の双
方もしくはどちらか一方にワックス系偏析防止粉を用い
ると共に、焼結時に内側圧粉体２の膨張量が外側圧粉体
３の膨張量よりも多くなる圧粉体を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スプロケット，ギヤ，
カム等の各種機械要素などを焼結体により製造するのに
好適な複合焼結体の製造方法に関するものである。
カム等の各種機械要素などを焼結体により製造するのに
好適な複合焼結体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、焼結体の製造方法としては各種の
ものがあるが、例えば、焼結体形状等の関係から内側部
材と前記内側部材と嵌合する外側部材との複合構造とし
て製造する方法があった。
ものがあるが、例えば、焼結体形状等の関係から内側部
材と前記内側部材と嵌合する外側部材との複合構造とし
て製造する方法があった。
【０００３】そして、内側圧粉体よりなる内側部材と外
側圧粉体よりなる外側部材とを嵌合した状態とした場合
において、焼結時および焼結後の冷却時における膨張お
よび収縮を利用するために、内側圧粉体に炭素を添加し
て外側圧粉体よりも炭素含有量が０．２重量％以上多く
なるようにするもの（特開昭６２−３５４４２号公報）
や、嵌合面の粗さを利用するものとしては両圧粉体を構
成する鉄粉の５０重量％以上を還元鉄粉とするもの（特
公昭６３−１５９６１号公報）などがあった。
側圧粉体よりなる外側部材とを嵌合した状態とした場合
において、焼結時および焼結後の冷却時における膨張お
よび収縮を利用するために、内側圧粉体に炭素を添加し
て外側圧粉体よりも炭素含有量が０．２重量％以上多く
なるようにするもの（特開昭６２−３５４４２号公報）
や、嵌合面の粗さを利用するものとしては両圧粉体を構
成する鉄粉の５０重量％以上を還元鉄粉とするもの（特
公昭６３−１５９６１号公報）などがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の複合焼結体の製造方法にあっては、硬さおよ
び強度に影響が大きい炭素量が限定されたり、鉄粉その
ものが限定されたりすることがあるため、内側部材およ
び外側部材のそれぞれにおける機械的特性が限定される
ことがあることから、必ずしも要求特性に合致しない場
合があるという問題点があり、このような問題点を解消
することが課題であった。
うな従来の複合焼結体の製造方法にあっては、硬さおよ
び強度に影響が大きい炭素量が限定されたり、鉄粉その
ものが限定されたりすることがあるため、内側部材およ
び外側部材のそれぞれにおける機械的特性が限定される
ことがあることから、必ずしも要求特性に合致しない場
合があるという問題点があり、このような問題点を解消
することが課題であった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、内側部材および外側部材
のそれぞれにおける機械的特性が限定されず、焼結時に
内側部材と外側部材との接触状況が良好であり、焼結完
了後には内側部材と外側部材との間で接合力が著しく大
きく、要求特性を満足しやすいものにすることが可能で
ある複合焼結体の製造方法を提供することを目的として
いる。
がみてなされたものであって、内側部材および外側部材
のそれぞれにおける機械的特性が限定されず、焼結時に
内側部材と外側部材との接触状況が良好であり、焼結完
了後には内側部材と外側部材との間で接合力が著しく大
きく、要求特性を満足しやすいものにすることが可能で
ある複合焼結体の製造方法を提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる複合焼結
体の製造方法は、内側圧粉体と、前記内側圧粉体と嵌合
する外側圧粉体とを嵌合状態として焼結して内側焼結体
と外側焼結体とが一体化した複合焼結体を製造するに際
し、前記内側圧粉体および外側圧粉体にワックス系偏析
防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を
用い、その際の組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉
体の双方もしくはどちらか一方にワックス系偏析防止粉
を用いると共に、焼結時に内側圧粉体の膨張量が外側圧
粉体の膨張量よりも多くなる圧粉体を用いる構成とした
ことを特徴としている。
体の製造方法は、内側圧粉体と、前記内側圧粉体と嵌合
する外側圧粉体とを嵌合状態として焼結して内側焼結体
と外側焼結体とが一体化した複合焼結体を製造するに際
し、前記内側圧粉体および外側圧粉体にワックス系偏析
防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を
用い、その際の組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉
体の双方もしくはどちらか一方にワックス系偏析防止粉
を用いると共に、焼結時に内側圧粉体の膨張量が外側圧
粉体の膨張量よりも多くなる圧粉体を用いる構成とした
ことを特徴としている。
【０００７】そして、本発明に係わる複合焼結体の製造
方法の実施態様において、内側圧粉体に用いる粉末冶金
用鉄基粉末混合物と外側圧粉体に用いる粉末冶金用鉄基
粉末混合物にそれぞれ銅を含有させ、内側圧粉体に用い
る粉末冶金用鉄基粉末混合物中の銅含有量を外側圧粉体
に用いる粉末冶金用鉄基粉末混合物中の銅含有量よりも
０．３重量％以上多くしたものとすることができる。
方法の実施態様において、内側圧粉体に用いる粉末冶金
用鉄基粉末混合物と外側圧粉体に用いる粉末冶金用鉄基
粉末混合物にそれぞれ銅を含有させ、内側圧粉体に用い
る粉末冶金用鉄基粉末混合物中の銅含有量を外側圧粉体
に用いる粉末冶金用鉄基粉末混合物中の銅含有量よりも
０．３重量％以上多くしたものとすることができる。
【０００８】また、同じく、本発明に係わる複合焼結体
の製造方法の実施態様において、内側圧粉体は、円筒形
状をなす筒状部の一端に鍔部を有する圧粉成形体よりな
ると共に、外側圧粉体は、円筒形状をなす筒状部の一端
に鍔部を有する圧粉成形体よりなり、内側圧粉体と外側
圧粉体とが嵌合した状態で円筒形状をなす筒状部の両端
に鍔部を有する圧粉体として焼結して両部材が一体化し
且つ両端に鍔部を有する複合焼結体を製造するものとす
ることができる。
の製造方法の実施態様において、内側圧粉体は、円筒形
状をなす筒状部の一端に鍔部を有する圧粉成形体よりな
ると共に、外側圧粉体は、円筒形状をなす筒状部の一端
に鍔部を有する圧粉成形体よりなり、内側圧粉体と外側
圧粉体とが嵌合した状態で円筒形状をなす筒状部の両端
に鍔部を有する圧粉体として焼結して両部材が一体化し
且つ両端に鍔部を有する複合焼結体を製造するものとす
ることができる。
【０００９】同じく、本発明に係わる複合焼結体の製造
方法の実施態様において、内側圧粉体と外側圧粉体とに
おける各々の嵌合面が、嵌合方向に対してテーパ形状を
なしているものとすることができる。
方法の実施態様において、内側圧粉体と外側圧粉体とに
おける各々の嵌合面が、嵌合方向に対してテーパ形状を
なしているものとすることができる。
【００１０】本発明に係わる複合焼結体の製造方法は、
内側圧粉体と、前記内側圧粉体と嵌合する外側圧粉体と
を嵌合状態として焼結して両部材が一体化した複合焼結
体を得るようにしているが、焼結時に内側圧粉体の膨張
量が外側圧粉体の膨張量よりも多くなるようにしてこの
際の膨張差を利用することによって圧粉体中の元素が拡
散する時の接触度がより大きくなりそしてまた接合強度
がさらに高くなるようにしており、内側圧粉体にワック
ス系偏析防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる
圧粉体を用い、外側圧粉体にワックス系偏析防止粉また
は金属石けん系偏析防止粉を用い、その際の組合わせ
は、内側圧粉体および外側圧粉体の双方もしくはどちら
か一方にワックス系偏析防止粉を用いることによって、
前記膨脹差による利点がさらに助長されるようにしてい
る。
内側圧粉体と、前記内側圧粉体と嵌合する外側圧粉体と
を嵌合状態として焼結して両部材が一体化した複合焼結
体を得るようにしているが、焼結時に内側圧粉体の膨張
量が外側圧粉体の膨張量よりも多くなるようにしてこの
際の膨張差を利用することによって圧粉体中の元素が拡
散する時の接触度がより大きくなりそしてまた接合強度
がさらに高くなるようにしており、内側圧粉体にワック
ス系偏析防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる
圧粉体を用い、外側圧粉体にワックス系偏析防止粉また
は金属石けん系偏析防止粉を用い、その際の組合わせ
は、内側圧粉体および外側圧粉体の双方もしくはどちら
か一方にワックス系偏析防止粉を用いることによって、
前記膨脹差による利点がさらに助長されるようにしてい
る。
【００１１】そして、ワックス系偏析防止粉としては、
特開平５−１４８５０５号公報に開示された方法で製造
された原料を用いることができる。
特開平５−１４８５０５号公報に開示された方法で製造
された原料を用いることができる。
【００１２】具体的には、ワックス系偏析防止粉として
は、ステアリン酸，オレイン酸モノアミド，ステアリン
酸モノアミドから選ばれる１種以上と、エチレンビスス
テアリン酸アミド，メチレンビスステアリン酸アミドか
ら選ばれる１種以上との溶融混合物を結合材として鉄基
粉末表面に合金用粉末が固着されている粉末冶金用鉄基
粉末混合物を用いることができる。
は、ステアリン酸，オレイン酸モノアミド，ステアリン
酸モノアミドから選ばれる１種以上と、エチレンビスス
テアリン酸アミド，メチレンビスステアリン酸アミドか
ら選ばれる１種以上との溶融混合物を結合材として鉄基
粉末表面に合金用粉末が固着されている粉末冶金用鉄基
粉末混合物を用いることができる。
【００１３】また、ステアリン酸，オレイン酸アミド，
ステアリン酸アミド、ステアリン酸アミドとエチレンビ
スステアリン酸アミドとの溶融混合物，エチレンビスス
テアリン酸アミドから選ばれる１種以上の加熱溶融物
０．１重量％以上１．０重量％以下を結合材として合金
用粉末が表面に固着されている鉄基粉末と、ステアリン
酸，オレイン酸アミド，ステアリン酸アミド、ステアリ
ン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドから選ば
れる１種以上の遊離粉末０．１重量％以上０．５重量％
以下と、ステアリン酸亜鉛の遊離粉末０．０１重量％以
上０．２重量％以下との混合物よりなる粉末冶金用鉄基
粉末混合物を用いることができる。
ステアリン酸アミド、ステアリン酸アミドとエチレンビ
スステアリン酸アミドとの溶融混合物，エチレンビスス
テアリン酸アミドから選ばれる１種以上の加熱溶融物
０．１重量％以上１．０重量％以下を結合材として合金
用粉末が表面に固着されている鉄基粉末と、ステアリン
酸，オレイン酸アミド，ステアリン酸アミド、ステアリ
ン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドから選ば
れる１種以上の遊離粉末０．１重量％以上０．５重量％
以下と、ステアリン酸亜鉛の遊離粉末０．０１重量％以
上０．２重量％以下との混合物よりなる粉末冶金用鉄基
粉末混合物を用いることができる。
【００１４】さらに、ステアリン酸，オレイン酸アミ
ド，ステアリン酸アミド、ステアリン酸アミドとエチレ
ンビスステアリン酸アミドとの溶融混合物，エチレンビ
スステアリン酸アミドから選ばれる１種以上の加熱溶融
物０．１重量％以上１．０重量％以下を結合材として合
金用粉末が表面に固着されている鉄基粉末と、ステアリ
ン酸，オレイン酸アミド，ステアリン酸アミド、ステア
リン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドから選
ばれる１種以上の遊離粉末０．１重量％以上０．５重量
％以下と、ステアリン酸亜鉛の遊離粉末０．０１重量％
以上０．２重量％以下との混合物よりなり、前記結合材
に、オレイン酸，スピンドル油，タービン油から選ばれ
る１種以上の有機質液体潤滑剤０．０１重量％以上０．
３重量％以下を加えた粉末冶金用鉄基粉末混合物を用い
ることができる。
ド，ステアリン酸アミド、ステアリン酸アミドとエチレ
ンビスステアリン酸アミドとの溶融混合物，エチレンビ
スステアリン酸アミドから選ばれる１種以上の加熱溶融
物０．１重量％以上１．０重量％以下を結合材として合
金用粉末が表面に固着されている鉄基粉末と、ステアリ
ン酸，オレイン酸アミド，ステアリン酸アミド、ステア
リン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドから選
ばれる１種以上の遊離粉末０．１重量％以上０．５重量
％以下と、ステアリン酸亜鉛の遊離粉末０．０１重量％
以上０．２重量％以下との混合物よりなり、前記結合材
に、オレイン酸，スピンドル油，タービン油から選ばれ
る１種以上の有機質液体潤滑剤０．０１重量％以上０．
３重量％以下を加えた粉末冶金用鉄基粉末混合物を用い
ることができる。
【００１５】さらにまた、ワックス系偏析防止粉とし
て、高級脂肪酸，高級脂肪酸アミド，ワックスから選ば
れる１種以上の加熱溶融物０．１重量％以上１．０重量
％以下を結合材として合金用粉末が表面に固着されてい
る鉄基粉末と、高級脂肪酸リチウムの遊離粉末０．１重
量％以上１．０重量％以下との混合物よりなる粉末冶金
用鉄基粉末混合物を用いることができる。
て、高級脂肪酸，高級脂肪酸アミド，ワックスから選ば
れる１種以上の加熱溶融物０．１重量％以上１．０重量
％以下を結合材として合金用粉末が表面に固着されてい
る鉄基粉末と、高級脂肪酸リチウムの遊離粉末０．１重
量％以上１．０重量％以下との混合物よりなる粉末冶金
用鉄基粉末混合物を用いることができる。
【００１６】同様に、ワックス系偏析防止粉として、高
級脂肪酸，高級脂肪酸アミド，ワックスから選ばれる１
種以上の加熱溶融物０．１重量％以上１．０重量％以下
を結合材として合金用粉末が表面に固着されている鉄基
粉末と、高級脂肪酸，高級脂肪酸アミド，ワックスから
選ばれる１種以上の粉末０．５重量％以下（０は含ま
ず）と、高級脂肪酸リチウムの遊離粉末０．１重量％以
上１．０重量％以下との混合物よりなる粉末冶金用鉄基
粉末混合物を用いることができる。
級脂肪酸，高級脂肪酸アミド，ワックスから選ばれる１
種以上の加熱溶融物０．１重量％以上１．０重量％以下
を結合材として合金用粉末が表面に固着されている鉄基
粉末と、高級脂肪酸，高級脂肪酸アミド，ワックスから
選ばれる１種以上の粉末０．５重量％以下（０は含ま
ず）と、高級脂肪酸リチウムの遊離粉末０．１重量％以
上１．０重量％以下との混合物よりなる粉末冶金用鉄基
粉末混合物を用いることができる。
【００１７】同様に、ワックス系偏析防止粉として、高
級脂肪酸アミド，ワックスから選ばれる１種以上を０．
３重量％以上２．０重量％以下と、ステアリン酸亜鉛
０．０１重量％以上０．１重量％以下との溶融混合物を
結合材として合金用粉末が表面に固着されている粉末冶
金用鉄基粉末混合物を用いることができる。
級脂肪酸アミド，ワックスから選ばれる１種以上を０．
３重量％以上２．０重量％以下と、ステアリン酸亜鉛
０．０１重量％以上０．１重量％以下との溶融混合物を
結合材として合金用粉末が表面に固着されている粉末冶
金用鉄基粉末混合物を用いることができる。
【００１８】同様に、ワックス系偏析防止粉として、高
級脂肪酸アミド，ワックスから選ばれる１種以上を０．
３重量％以上２．０重量％以下とステアリン酸亜鉛０．
０１重量％以上０．１重量％以下との溶融混合物を結合
材として合金用粉末が表面に固着されている鉄基粉末
と、高級脂肪酸リチウム，高級脂肪酸アミド，ワックス
から選ばれる１種以上の遊離粉末１．０重量％以下（０
は含まず）との混合物を用いることができる。
級脂肪酸アミド，ワックスから選ばれる１種以上を０．
３重量％以上２．０重量％以下とステアリン酸亜鉛０．
０１重量％以上０．１重量％以下との溶融混合物を結合
材として合金用粉末が表面に固着されている鉄基粉末
と、高級脂肪酸リチウム，高級脂肪酸アミド，ワックス
から選ばれる１種以上の遊離粉末１．０重量％以下（０
は含まず）との混合物を用いることができる。
【００１９】また、金属石けん系偏析防止粉としては、
特開平１−１６５７０１号公報に開示された方法で製造
された原料を用いることができ、具体的には、オイルと
金属石けんの共溶融物を結合材として鉄基粉末表面に合
金用粉末が固着されている粉末冶金用鉄基粉末混合物を
用いることができる。
特開平１−１６５７０１号公報に開示された方法で製造
された原料を用いることができ、具体的には、オイルと
金属石けんの共溶融物を結合材として鉄基粉末表面に合
金用粉末が固着されている粉末冶金用鉄基粉末混合物を
用いることができる。
【００２０】そして、鉄基粉末の表面に固着される合金
用粉末として、銅粉末および黒鉛粉末が用いられ、内側
圧粉体に含まれる銅含有量が外側圧粉体に含まれる銅含
有量よりも０．３重量％以上多くするようにしたものと
することが望ましい。
用粉末として、銅粉末および黒鉛粉末が用いられ、内側
圧粉体に含まれる銅含有量が外側圧粉体に含まれる銅含
有量よりも０．３重量％以上多くするようにしたものと
することが望ましい。
【００２１】ところで、鉄基材料中への銅の添加は、焼
入れ性等を高めて素材の強化をはかるのに寄与するが、
焼結体の場合には寸法調節という特異的な作用をもたら
す。
入れ性等を高めて素材の強化をはかるのに寄与するが、
焼結体の場合には寸法調節という特異的な作用をもたら
す。
【００２２】一般に、圧粉体中に銅を添加すると、焼結
時に銅の融点付近で膨張をひきおこす。この銅の添加に
よる膨張現象は“銅膨張（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏｗｔ
ｈ）”といわれる（『粉末冶金概論』 庄司，永井，秋
山 共著，共立出版（株），１９８４年初版）。
時に銅の融点付近で膨張をひきおこす。この銅の添加に
よる膨張現象は“銅膨張（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏｗｔ
ｈ）”といわれる（『粉末冶金概論』 庄司，永井，秋
山 共著，共立出版（株），１９８４年初版）。
【００２３】本発明に係わる複合焼結体の製造方法で
は、この“銅膨張（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏｗｔｈ）”を
積極的に利用し、焼結時に内側圧粉体の方が外側圧粉体
よりも大きく膨張し、両圧粉体がより強い接触度にて接
触し、元素の拡散がより多く進行することによって焼結
後における内側焼結体と外側焼結体との間での接合強度
がさらに高まるようにするために、内側圧粉体中の銅含
有量が外側圧粉体中の銅含有量よりも０．３重量％以上
多くなる圧粉体を用いることとするのが好ましい。この
場合、内側圧粉体の銅含有量が外側圧粉体の銅含有量よ
りも０．３重量％以上多くしないときは、上記“銅膨張
（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏｗｔｈ）”の作用を十分に得る
ことができない。
は、この“銅膨張（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏｗｔｈ）”を
積極的に利用し、焼結時に内側圧粉体の方が外側圧粉体
よりも大きく膨張し、両圧粉体がより強い接触度にて接
触し、元素の拡散がより多く進行することによって焼結
後における内側焼結体と外側焼結体との間での接合強度
がさらに高まるようにするために、内側圧粉体中の銅含
有量が外側圧粉体中の銅含有量よりも０．３重量％以上
多くなる圧粉体を用いることとするのが好ましい。この
場合、内側圧粉体の銅含有量が外側圧粉体の銅含有量よ
りも０．３重量％以上多くしないときは、上記“銅膨張
（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏｗｔｈ）”の作用を十分に得る
ことができない。
【００２４】さらに、この膨張差を助長する方向とする
ために、内側圧粉体にワックス系偏析防止粉または金属
石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、外側圧粉体
にワックス系偏析防止粉または金属石けん系偏析防止粉
からなる圧粉体を用い、その際の組合わせは、内側圧粉
体および外側圧粉体の双方もしくはどちらか一方にワッ
クス系偏析防止粉を用いることとした。
ために、内側圧粉体にワックス系偏析防止粉または金属
石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、外側圧粉体
にワックス系偏析防止粉または金属石けん系偏析防止粉
からなる圧粉体を用い、その際の組合わせは、内側圧粉
体および外側圧粉体の双方もしくはどちらか一方にワッ
クス系偏析防止粉を用いることとした。
【００２５】そして、金属石けん系偏析防止粉として
は、例えば、オイルと金属石けんとの共溶融物からなる
結合材により合金用粉末（銅粉末，黒鉛粉末等）を原料
鉄粉の粒子表面に付着させた金属石けん系偏析防止粉を
用いることとするのが好ましい。
は、例えば、オイルと金属石けんとの共溶融物からなる
結合材により合金用粉末（銅粉末，黒鉛粉末等）を原料
鉄粉の粒子表面に付着させた金属石けん系偏析防止粉を
用いることとするのが好ましい。
【００２６】このような組み合わせとすることによっ
て、焼結時に内側圧粉体の方が外側圧粉体よりも常に膨
張量が多くなり、その結果、接触面積を多くすることが
できる。これらの偏析防止粉は、従来の熱可塑性樹脂や
トール油などを結合材として添加する偏析防止粉より
も、混合物の粉体特性，圧粉体特性が安定している。
て、焼結時に内側圧粉体の方が外側圧粉体よりも常に膨
張量が多くなり、その結果、接触面積を多くすることが
できる。これらの偏析防止粉は、従来の熱可塑性樹脂や
トール油などを結合材として添加する偏析防止粉より
も、混合物の粉体特性，圧粉体特性が安定している。
【００２７】また、単純混合粉等に比べて、本発明で用
いる偏析防止粉の方が“銅膨張（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏ
ｗｔｈ）”の差を助長し、元素拡散を高め、結合力を増
大させる。この場合の作用は、十分には解析し尽くされ
ていないが、ワックス、またはオイルと金属石けんの共
溶融物の熱膨張が単純混合に用いるステアリン酸亜鉛と
異なること、および、触媒反応を生じること、等が考え
られる。
いる偏析防止粉の方が“銅膨張（ｃｏｐｐｅｒ ｇｒｏ
ｗｔｈ）”の差を助長し、元素拡散を高め、結合力を増
大させる。この場合の作用は、十分には解析し尽くされ
ていないが、ワックス、またはオイルと金属石けんの共
溶融物の熱膨張が単純混合に用いるステアリン酸亜鉛と
異なること、および、触媒反応を生じること、等が考え
られる。
【００２８】
【発明の作用】本発明においては、内側圧粉体と、前記
内側圧粉体と嵌合する外側圧粉体とを嵌合状態として焼
結して内側焼結体と外側焼結体とが一体化した複合焼結
体を製造するに際し、前記内側圧粉体にワックス系偏析
防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を
用い、前記外側圧粉体にワックス系偏析防止粉または金
属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、その際の
組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉体の双方もしく
はどちらか一方にワックス系偏析防止粉を用いるものと
すると共に、焼結時に内側圧粉体の膨張量が外側圧粉体
の膨張量よりも多くなる圧粉体を用いる構成としたか
ら、焼結時に内側圧粉体の方が外側圧粉体よりも常に膨
張量が多くなり、かつまた、内側圧粉体にワックス系偏
析防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体
を用いると共に外側圧粉体にワックス系偏析防止粉また
は金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、その
際の組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉体の双方も
しくはどちらか一方にワックス系偏析防止粉を用いるこ
ととしているので、両圧粉体の膨脹差が助長される傾向
となり、その結果、内側圧粉体と外側圧粉体との接触面
積がより多いものとなり、元素の拡散がより多く進行す
ることとなって、焼結後における内側焼結体と外側焼結
体との接合強度が高いものとなる。
内側圧粉体と嵌合する外側圧粉体とを嵌合状態として焼
結して内側焼結体と外側焼結体とが一体化した複合焼結
体を製造するに際し、前記内側圧粉体にワックス系偏析
防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を
用い、前記外側圧粉体にワックス系偏析防止粉または金
属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、その際の
組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉体の双方もしく
はどちらか一方にワックス系偏析防止粉を用いるものと
すると共に、焼結時に内側圧粉体の膨張量が外側圧粉体
の膨張量よりも多くなる圧粉体を用いる構成としたか
ら、焼結時に内側圧粉体の方が外側圧粉体よりも常に膨
張量が多くなり、かつまた、内側圧粉体にワックス系偏
析防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体
を用いると共に外側圧粉体にワックス系偏析防止粉また
は金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、その
際の組合わせは、内側圧粉体および外側圧粉体の双方も
しくはどちらか一方にワックス系偏析防止粉を用いるこ
ととしているので、両圧粉体の膨脹差が助長される傾向
となり、その結果、内側圧粉体と外側圧粉体との接触面
積がより多いものとなり、元素の拡散がより多く進行す
ることとなって、焼結後における内側焼結体と外側焼結
体との接合強度が高いものとなる。
【００２９】
【実施例】以下、実施例をもとに本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００３０】実施例１，２，３および比較例１，２，３ この実施例１，２，３および比較例１，２，３では、図
１に示すように、円筒形状をなす筒状部２ａを有し且つ
下端に鍔部２ｂを有する内側圧粉体２と、円筒形状をな
す筒状部３ａを有し且つ上端に鍔部３ｂを有する外側圧
粉体３とを各々の筒状部２ａ，３ａで嵌合して、上下端
に鍔部３ｂ，２ｂを有する複合圧粉体１を製作した。
１に示すように、円筒形状をなす筒状部２ａを有し且つ
下端に鍔部２ｂを有する内側圧粉体２と、円筒形状をな
す筒状部３ａを有し且つ上端に鍔部３ｂを有する外側圧
粉体３とを各々の筒状部２ａ，３ａで嵌合して、上下端
に鍔部３ｂ，２ｂを有する複合圧粉体１を製作した。
【００３１】ここで製作した複合圧粉体１を構成する内
側圧粉体２および外側圧粉体３の組成組合わせは、表１
に示すとおりである。
側圧粉体２および外側圧粉体３の組成組合わせは、表１
に示すとおりである。
【００３２】実施例１においては、メチレンビスステア
リン酸アミドとオレイン酸モノアミドを成分とする潤滑
剤・バインダを用いた。
リン酸アミドとオレイン酸モノアミドを成分とする潤滑
剤・バインダを用いた。
【００３３】実施例２においては、ワックス系としてス
テアリン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドと
ステアリン酸亜鉛を成分とする潤滑剤・バインダを用
い、金属石けん系としてステアリン酸亜鉛とオイルを成
分とする潤滑剤・バインダを用いた。
テアリン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドと
ステアリン酸亜鉛を成分とする潤滑剤・バインダを用
い、金属石けん系としてステアリン酸亜鉛とオイルを成
分とする潤滑剤・バインダを用いた。
【００３４】実施例３においては、ワックス系としてス
テアリン酸とエチレンビスステアリン酸アミドを成分と
する潤滑剤・バインダを用い、金属石けん系としてステ
アリン酸亜鉛とオイルを成分とする潤滑剤・バインダを
用いた。
テアリン酸とエチレンビスステアリン酸アミドを成分と
する潤滑剤・バインダを用い、金属石けん系としてステ
アリン酸亜鉛とオイルを成分とする潤滑剤・バインダを
用いた。
【００３５】比較例１，３においては、ワックス系とし
てステアリン酸とステアリン酸アミドを成分とする潤滑
剤・バインダを用いた。
てステアリン酸とステアリン酸アミドを成分とする潤滑
剤・バインダを用いた。
【００３６】比較例２においては、金属石けん系として
ステアリン酸亜鉛とオイルを成分とする潤滑剤・バイン
ダを用いた。
ステアリン酸亜鉛とオイルを成分とする潤滑剤・バイン
ダを用いた。
【００３７】次に、複合圧粉体１を温度１１４０℃，時
間２０分の条件で焼結することによって、内側焼結体
（１２）と外側焼結体（１３）とが一体化した複合焼結
体（１１）を得たのち、内側焼結体（１２）と外側焼結
体（１３）との間での抜き力を測定した。この結果も表
１に併せて示す。
間２０分の条件で焼結することによって、内側焼結体
（１２）と外側焼結体（１３）とが一体化した複合焼結
体（１１）を得たのち、内側焼結体（１２）と外側焼結
体（１３）との間での抜き力を測定した。この結果も表
１に併せて示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１に示すように、実施例１，２，３およ
び比較例１，２，３において、内側圧粉体２の化学組成
は、Ｆｅ−３％Ｃｕ−１％黒鉛−０．８％潤滑剤であっ
て化学組成そのものは同じであり、外側圧粉体３の化学
組成は、Ｆｅ−１．５％Ｃｕ−０．９％黒鉛−０．８％
潤滑剤であって、化学的組成そのものは同じである。
び比較例１，２，３において、内側圧粉体２の化学組成
は、Ｆｅ−３％Ｃｕ−１％黒鉛−０．８％潤滑剤であっ
て化学組成そのものは同じであり、外側圧粉体３の化学
組成は、Ｆｅ−１．５％Ｃｕ−０．９％黒鉛−０．８％
潤滑剤であって、化学的組成そのものは同じである。
【００４０】表１より明らかなように、実施例１のごと
く内側圧粉体２にワックス系偏析防止粉を用いると共に
外側圧粉体３にもワックス系偏析防止粉を用いた組み合
わせ、および実施例２のごとく内側圧粉体２にワックス
系偏析防止粉を用いると共に外側圧粉体３には金属石け
ん系偏析防止粉を用いた組み合わせ、さらには実施例３
のごとく内側圧粉体２に金属石けん系偏析防止粉を用い
ると共に外側圧粉体３にはワックス系偏析防止粉を用い
た組合わせでは、焼結接合した内側焼結体（１２）と外
側焼結体（１３）との間での抜き力（接合強度）が、１
６ｔｏｎまたは１５ｔｏｎと高く、高強度のスプロケッ
ト，ギヤ，カム等の機械要素を複合焼結体により製作す
るのに適したものとなっていた。
く内側圧粉体２にワックス系偏析防止粉を用いると共に
外側圧粉体３にもワックス系偏析防止粉を用いた組み合
わせ、および実施例２のごとく内側圧粉体２にワックス
系偏析防止粉を用いると共に外側圧粉体３には金属石け
ん系偏析防止粉を用いた組み合わせ、さらには実施例３
のごとく内側圧粉体２に金属石けん系偏析防止粉を用い
ると共に外側圧粉体３にはワックス系偏析防止粉を用い
た組合わせでは、焼結接合した内側焼結体（１２）と外
側焼結体（１３）との間での抜き力（接合強度）が、１
６ｔｏｎまたは１５ｔｏｎと高く、高強度のスプロケッ
ト，ギヤ，カム等の機械要素を複合焼結体により製作す
るのに適したものとなっていた。
【００４１】これに対して、比較例１のごとく内側圧粉
体２にワックス系偏析防止粉を使用しても外側圧粉体３
に単純混合粉を用いた場合は抜き力が１０．５ｔｏｎと
低く、また、比較例２のごとく内側圧粉体２および外側
圧粉体３の双方もしくはどちらか一方にワックス系偏析
防止粉を用いない場合は抜き力（接合強度）が１１ｔｏ
ｎと低く、さらに、比較例３のごとく外側圧粉体３にワ
ックス系偏析防止粉を使用しても内側圧粉体２に単純混
合粉末を用いた場合には抜き力（接合強度）が１０ｔｏ
ｎと低いものになっていた。
体２にワックス系偏析防止粉を使用しても外側圧粉体３
に単純混合粉を用いた場合は抜き力が１０．５ｔｏｎと
低く、また、比較例２のごとく内側圧粉体２および外側
圧粉体３の双方もしくはどちらか一方にワックス系偏析
防止粉を用いない場合は抜き力（接合強度）が１１ｔｏ
ｎと低く、さらに、比較例３のごとく外側圧粉体３にワ
ックス系偏析防止粉を使用しても内側圧粉体２に単純混
合粉末を用いた場合には抜き力（接合強度）が１０ｔｏ
ｎと低いものになっていた。
【００４２】実施例４，５，６および比較例４，５ この実施例４，５，６および比較例４，５では、図２に
示すように、円筒形状をなす筒状部２２ａを有し且つ下
端に鍔部２２ｂを有すると共に外周側の嵌合面２２ｃが
テーパ形状をなしている内側圧粉体２２と、円筒形状を
なす筒状部２３ａを有し且つ上端に鍔部２３ｂを有する
と共に内周側の嵌合面２３ｃがテーパ形状をなしている
外側圧粉体２３とを各々嵌合面２２ｃ，２３ｃで嵌合し
て、上下端に鍔部２３ｂ，２２ｂを有する複合圧粉体２
１を製作した。この複合圧粉体２１では、筒状部２２
ａ，２３ａの嵌合面２２ｃ，２３ｃにテーパーを持たせ
ていることによって、圧入時の接触をより確かなものに
している。
示すように、円筒形状をなす筒状部２２ａを有し且つ下
端に鍔部２２ｂを有すると共に外周側の嵌合面２２ｃが
テーパ形状をなしている内側圧粉体２２と、円筒形状を
なす筒状部２３ａを有し且つ上端に鍔部２３ｂを有する
と共に内周側の嵌合面２３ｃがテーパ形状をなしている
外側圧粉体２３とを各々嵌合面２２ｃ，２３ｃで嵌合し
て、上下端に鍔部２３ｂ，２２ｂを有する複合圧粉体２
１を製作した。この複合圧粉体２１では、筒状部２２
ａ，２３ａの嵌合面２２ｃ，２３ｃにテーパーを持たせ
ていることによって、圧入時の接触をより確かなものに
している。
【００４３】ここで製作した複合圧粉体２１を構成する
内側圧粉体２２および外側圧粉体２３の組成組合わせ
は、表２に示すとおりである。
内側圧粉体２２および外側圧粉体２３の組成組合わせ
は、表２に示すとおりである。
【００４４】実施例４においては、ステアリン酸アミド
とエチレンビスステアリン酸アミドとベヘン酸リチウム
を成分とする潤滑剤・バインダを用いた。
とエチレンビスステアリン酸アミドとベヘン酸リチウム
を成分とする潤滑剤・バインダを用いた。
【００４５】実施例５においては、ワックス系としてポ
リエチンレンワックスとステアリン酸アミドとベヘン酸
リチウムとステアリン酸亜鉛を成分とする潤滑剤・バイ
ンダを用い、金属石けん系としてステアリン酸亜鉛とオ
イルを成分とする潤滑剤・バインダを用いた。
リエチンレンワックスとステアリン酸アミドとベヘン酸
リチウムとステアリン酸亜鉛を成分とする潤滑剤・バイ
ンダを用い、金属石けん系としてステアリン酸亜鉛とオ
イルを成分とする潤滑剤・バインダを用いた。
【００４６】実施例６においては、ワックス系としてス
テアリン酸とエチレンビスステアリン酸アミドを成分と
する潤滑剤・バインダを用い、金属石けん系としてステ
アリン酸亜鉛とオイルを成分とする潤滑剤・バインダを
用いた。
テアリン酸とエチレンビスステアリン酸アミドを成分と
する潤滑剤・バインダを用い、金属石けん系としてステ
アリン酸亜鉛とオイルを成分とする潤滑剤・バインダを
用いた。
【００４７】比較例４，５においては、ステアリン酸ア
ミドとエチレンビスステアリン酸アミドとベヘン酸リチ
ウムを成分とする潤滑剤・バインダを用いた。
ミドとエチレンビスステアリン酸アミドとベヘン酸リチ
ウムを成分とする潤滑剤・バインダを用いた。
【００４８】次に、複合圧粉体２１を温度１１４０℃，
時間２０分の条件で焼結することによって、内側焼結体
（３２）と外側焼結体（３３）とが一体化した複合焼結
体（３１）を得たのち、内側焼結体（３２）と外側焼結
体（３３）との間での抜き力を測定した。この結果も表
２に併せて示す。
時間２０分の条件で焼結することによって、内側焼結体
（３２）と外側焼結体（３３）とが一体化した複合焼結
体（３１）を得たのち、内側焼結体（３２）と外側焼結
体（３３）との間での抜き力を測定した。この結果も表
２に併せて示す。
【００４９】
【表２】
【００５０】表２に示すように、実施例４，５，６で
は、内側圧粉体２２にワックス系偏析防止粉を用いると
共に外側圧粉体２３にワックス系または金属石けん系偏
析防止粉を用いており、内側圧粉体２２の銅含有量が外
側圧粉体２３の銅含有量よりも０．３重量％以上多いも
のとなっていて、この実施例４，５，６においては抜き
力（接合強度）が１５〜１８ｔｏｎと大きいものとなっ
ており、高強度のスロケット，ギヤ，カム等の機械要素
を複合焼結体により製作するのに適したものとなってい
た。
は、内側圧粉体２２にワックス系偏析防止粉を用いると
共に外側圧粉体２３にワックス系または金属石けん系偏
析防止粉を用いており、内側圧粉体２２の銅含有量が外
側圧粉体２３の銅含有量よりも０．３重量％以上多いも
のとなっていて、この実施例４，５，６においては抜き
力（接合強度）が１５〜１８ｔｏｎと大きいものとなっ
ており、高強度のスロケット，ギヤ，カム等の機械要素
を複合焼結体により製作するのに適したものとなってい
た。
【００５１】これに対して、比較例４では、内側圧粉体
２２および外側圧粉体２３の両方共にワックス系偏析防
止粉を用いてはいるものの、内側圧粉体２２の銅含有量
は外側圧粉体２３の銅含有量に比べて０．２重量％しか
多くなく、また、比較例５においても、内側圧粉体２２
および外側圧粉体２３の両方共にワックス系偏析防止粉
を用いてはいるものの、外側圧粉体２３の銅含有量の方
が内側圧粉体２２の銅含有量よりも多くなっており、比
較例４，５における抜き力はそれぞれ９．５ｔｏｎ，６
ｔｏｎとなっていて実施例４，５，６の抜き力に比べて
低いものとなっていた。
２２および外側圧粉体２３の両方共にワックス系偏析防
止粉を用いてはいるものの、内側圧粉体２２の銅含有量
は外側圧粉体２３の銅含有量に比べて０．２重量％しか
多くなく、また、比較例５においても、内側圧粉体２２
および外側圧粉体２３の両方共にワックス系偏析防止粉
を用いてはいるものの、外側圧粉体２３の銅含有量の方
が内側圧粉体２２の銅含有量よりも多くなっており、比
較例４，５における抜き力はそれぞれ９．５ｔｏｎ，６
ｔｏｎとなっていて実施例４，５，６の抜き力に比べて
低いものとなっていた。
【００５２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
複合焼結体の製造方法では、内側圧粉体と、前記内側圧
粉体と嵌合する外側圧粉体とを嵌合状態として焼結して
内側圧粉体と外側圧粉体とが一体化した複合焼結体を製
造するに際し、前記内側圧粉体にワックス系偏析防止粉
または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、
前記外側圧粉体にワックス系偏析防止粉または金属石け
ん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、その際の組合わ
せは、内側圧粉体および外側圧粉体の双方もしくはどち
らか一方にワックス系偏析防止粉を用いると共に、焼結
時に内側圧粉体の膨張量が外側圧粉体の膨張量よりも多
くなる圧粉体を用いる構成としたから、焼結時に内側圧
粉体と外側圧粉体との接触状況が良好であり、焼結時に
接触界面での元素の拡散が進行しやすいものとなり、焼
結完了後には内側焼結体と外側焼結体との間での接合力
が著しく大きい複合焼結体を得ることが可能であるとい
う優れた効果がもたらされる。
複合焼結体の製造方法では、内側圧粉体と、前記内側圧
粉体と嵌合する外側圧粉体とを嵌合状態として焼結して
内側圧粉体と外側圧粉体とが一体化した複合焼結体を製
造するに際し、前記内側圧粉体にワックス系偏析防止粉
または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、
前記外側圧粉体にワックス系偏析防止粉または金属石け
ん系偏析防止粉からなる圧粉体を用い、その際の組合わ
せは、内側圧粉体および外側圧粉体の双方もしくはどち
らか一方にワックス系偏析防止粉を用いると共に、焼結
時に内側圧粉体の膨張量が外側圧粉体の膨張量よりも多
くなる圧粉体を用いる構成としたから、焼結時に内側圧
粉体と外側圧粉体との接触状況が良好であり、焼結時に
接触界面での元素の拡散が進行しやすいものとなり、焼
結完了後には内側焼結体と外側焼結体との間での接合力
が著しく大きい複合焼結体を得ることが可能であるとい
う優れた効果がもたらされる。
【図１】本発明の実施例１，２，３および比較例１，
２，３で採用した複合圧粉体および複合焼結体の形状を
示す断面説明図である。
２，３で採用した複合圧粉体および複合焼結体の形状を
示す断面説明図である。
【図２】本発明の実施例４，５，６および比較例４，５
で採用した複合圧粉体および複合焼結体の形状を示す断
面説明図である。
で採用した複合圧粉体および複合焼結体の形状を示す断
面説明図である。
１，２１ 複合圧粉体 ２，２２ 内側圧粉体 ２ａ，２２ａ 内側圧粉体の筒状部 ２ｂ，２２ｂ 内側圧粉体の鍔部 ３，２３ 外側圧粉体 ３ａ，２３ａ 外側圧粉体の筒状部 ３ｂ，２３ｂ 外側圧粉体の鍔部 １１，３１ 複合焼結体 １２，３２ 内側焼結体 １３，３３ 外側焼結体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉 原 裕 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 石 川 博 之 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 上 村 勉 千葉県松戸市稔台520番地 日立粉末冶金 株式会社内 (72)発明者 藤 木 章 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 今 里 博 正 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 海 野 真 一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 内側圧粉体と、前記内側圧粉体と嵌合す
る外側圧粉体とを嵌合状態として焼結して内側圧粉体と
外側圧粉体とが一体化した複合焼結体を製造するに際
し、前記内側圧粉体および外側圧粉体にワックス系偏析
防止粉または金属石けん系偏析防止粉からなる圧粉体を
用い、その際、内側圧粉体および外側圧粉体の双方もし
くはどちらか一方にワックス系偏析防止粉を用いると共
に、焼結時に内側圧粉体の膨張量が外側圧粉体の膨張量
よりも多くなる圧粉体を用いることを特徴とする複合焼
結体の製造方法。 - 【請求項２】 内側圧粉体に用いる粉末冶金用鉄基粉末
混合物と外側圧粉体に用いる粉末冶金用鉄基粉末混合物
にそれぞれ銅を含有させ、内側圧粉体に用いる粉末冶金
用鉄基粉末混合物中の銅含有量を外側圧粉体に用いる粉
末冶金用鉄基粉末混合物中の銅含有量よりも０．３重量
％以上多くすることを特徴とする請求項１に記載の複合
焼結体の製造方法。 - 【請求項３】 内側圧粉体は、円筒形状をなす筒状部の
一端に鍔部を有する圧粉成形体よりなると共に、外側圧
粉体は、円筒形状をなす筒状部の一端に鍔部を有する圧
粉成形体よりなり、内側圧粉体と外側圧粉体とが嵌合し
た状態で円筒形状をなす筒状部の両端に鍔部を有する圧
粉体として焼結して両部材が一体化し且つ両端に鍔部を
有する複合焼結体を製造する請求項１または２に記載の
複合焼結体の製造方法。 - 【請求項４】 内側圧粉体と外側圧粉体とにおける各々
の嵌合面が、嵌合方向に対してテーパ形状をなしている
請求項１ないし３のいずれかに記載の複合焼結体の製造
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08065894A JP3398465B2 (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 複合焼結体の製造方法 |
| US08/423,577 US5554338A (en) | 1994-04-19 | 1995-04-18 | Method of preparing composite sintered body |
| GB9507954A GB2288609B (en) | 1994-04-19 | 1995-04-19 | Method of preparing composite sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08065894A JP3398465B2 (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | 複合焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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