JPH09279203A - 粉末冶金用鉄系混合粉末 - Google Patents
粉末冶金用鉄系混合粉末Info
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- JPH09279203A JPH09279203A JP8095650A JP9565096A JPH09279203A JP H09279203 A JPH09279203 A JP H09279203A JP 8095650 A JP8095650 A JP 8095650A JP 9565096 A JP9565096 A JP 9565096A JP H09279203 A JPH09279203 A JP H09279203A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた強度を有すると共に、安定して優れた
被削性を示す焼結品を与える粉末冶金用鉄系粉末を提供
すること。 【解決手段】 Ｍｎ含有量が０．０４〜０．３重量％で
ある鉄粉を主体とし、アノールサイト相および／または
ゲーレナイト相を有する平均粒径３〜１２μｍのＣａＯ
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系複合酸化物の粉末：０．０５
〜０．１５重量％を含有する粉末冶金用鉄系混合粉末で
ある。
被削性を示す焼結品を与える粉末冶金用鉄系粉末を提供
すること。 【解決手段】 Ｍｎ含有量が０．０４〜０．３重量％で
ある鉄粉を主体とし、アノールサイト相および／または
ゲーレナイト相を有する平均粒径３〜１２μｍのＣａＯ
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系複合酸化物の粉末：０．０５
〜０．１５重量％を含有する粉末冶金用鉄系混合粉末で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度でしかも被
削性に優れた焼結体を与える粉末冶金用鉄系混合粉末に
関するものである。
削性に優れた焼結体を与える粉末冶金用鉄系混合粉末に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】粉末冶金は様々の機械部品の工業的生産
方法として有望な技術であり、広く用いられているが、
現実には金型を使ったプレス成形の制約上、多くの焼結
部品には最終工程で何らかの機械加工が施される。しか
しながら焼結部品は、同一組成の溶製材に比べて被削性
が悪いことが確認されている。そこで、その改善策とし
て種々の手段が講じられており、たとえば、被削性向上
成分としてＭｎＳ等を配合し切削チップのフレーク化を
促進する方法が提案されている。
方法として有望な技術であり、広く用いられているが、
現実には金型を使ったプレス成形の制約上、多くの焼結
部品には最終工程で何らかの機械加工が施される。しか
しながら焼結部品は、同一組成の溶製材に比べて被削性
が悪いことが確認されている。そこで、その改善策とし
て種々の手段が講じられており、たとえば、被削性向上
成分としてＭｎＳ等を配合し切削チップのフレーク化を
促進する方法が提案されている。
【０００３】ところがこの方法には、被削性改善のた
めに配合されるＭｎＳ粉末が大気雰囲気中での保管時に
変質を起こし易い、焼結時の酸化劣化を抑えるためＨ
2 含有ガス雰囲気で焼結を行うとＨ2 Ｓガスを発生して
焼結炉の損傷を起こしたり作業環境を汚染し、更にはＨ
2 との反応によってＭｎＳが分解し被削性改善効果が失
われる、ＭｎＳ粉末を添加すると焼結体の強度が低下
するため、材料設計時にＣ粉やＣｕ、Ｎｉ、Ｍｏなどの
強化合金成分を余分に添加しなければならない、といっ
た問題がある。
めに配合されるＭｎＳ粉末が大気雰囲気中での保管時に
変質を起こし易い、焼結時の酸化劣化を抑えるためＨ
2 含有ガス雰囲気で焼結を行うとＨ2 Ｓガスを発生して
焼結炉の損傷を起こしたり作業環境を汚染し、更にはＨ
2 との反応によってＭｎＳが分解し被削性改善効果が失
われる、ＭｎＳ粉末を添加すると焼結体の強度が低下
するため、材料設計時にＣ粉やＣｕ、Ｎｉ、Ｍｏなどの
強化合金成分を余分に添加しなければならない、といっ
た問題がある。
【０００４】他の被削性改善法として、たとえば特開昭
６３−９３４８３号公報には、原料粉末中にガラスや窒
化硼素、タルク等を混合する方法、特開平７−３３７８
号公報にはセピオライト、アタプルジャイト、ゼオライ
ト等を添加する方法が提案されたが、必ずしも満足のい
く被削性改善効果は得られていない。またかなり古い技
術として特開昭４９−１１０５１２号公報には、ＣａＯ
−ＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3−ＳｉＯ2 系の複合酸化物を粉末
冶金用鉄系混合粉末に混入させることによって、該混合
粉末を用いた焼結品の被削性が高められることを開示し
ているが、成分組成や粒度の好適範囲が明確にされてい
ないため、必ずしも満足し得る様な被削性は得られな
い。また、更に他の方法として「精密工学会誌」Ｖｏ
ｌ．６１，Ｎｏ．２，ｐ２３８〜２４２（１９９５）に
は、鉄系混合粉末に、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3 −ＳｉＯ2 系
複合酸化物であるゲーレナイト粉末とＭｎＳを被削性改
善成分として複合添加する方法が開示されているが、Ｍ
ｎＳ添加による前述の問題、即ち保管時の変質、Ｈ2 含
有ガス雰囲気で焼結した時に生じるＨ2 Ｓガスの発生や
ＭｎＳの分解および焼結体の強度劣化等が再び問題とな
ってくる。
６３−９３４８３号公報には、原料粉末中にガラスや窒
化硼素、タルク等を混合する方法、特開平７−３３７８
号公報にはセピオライト、アタプルジャイト、ゼオライ
ト等を添加する方法が提案されたが、必ずしも満足のい
く被削性改善効果は得られていない。またかなり古い技
術として特開昭４９−１１０５１２号公報には、ＣａＯ
−ＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3−ＳｉＯ2 系の複合酸化物を粉末
冶金用鉄系混合粉末に混入させることによって、該混合
粉末を用いた焼結品の被削性が高められることを開示し
ているが、成分組成や粒度の好適範囲が明確にされてい
ないため、必ずしも満足し得る様な被削性は得られな
い。また、更に他の方法として「精密工学会誌」Ｖｏ
ｌ．６１，Ｎｏ．２，ｐ２３８〜２４２（１９９５）に
は、鉄系混合粉末に、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3 −ＳｉＯ2 系
複合酸化物であるゲーレナイト粉末とＭｎＳを被削性改
善成分として複合添加する方法が開示されているが、Ｍ
ｎＳ添加による前述の問題、即ち保管時の変質、Ｈ2 含
有ガス雰囲気で焼結した時に生じるＨ2 Ｓガスの発生や
ＭｎＳの分解および焼結体の強度劣化等が再び問題とな
ってくる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な従
来技術の事情に着目してなされたものであって、その目
的は、優れた強度を有すると共に、安定して優れた被削
性を示す様な焼結品を与える粉末冶金用鉄系混合粉末を
提供しようとするものである。
来技術の事情に着目してなされたものであって、その目
的は、優れた強度を有すると共に、安定して優れた被削
性を示す様な焼結品を与える粉末冶金用鉄系混合粉末を
提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る粉末冶金用鉄系混合粉末とは、Ｍ
ｎ含有量が０．０４〜０．３重量％である鉄粉を主体と
し、アノールサイト相および／またはゲーレナイト相を
有する平均粒径３〜１２μｍのＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系複合酸化物の粉末：０．０５〜０．１５重量％
を含有するものであるところにその特徴を有している。
のできた本発明に係る粉末冶金用鉄系混合粉末とは、Ｍ
ｎ含有量が０．０４〜０．３重量％である鉄粉を主体と
し、アノールサイト相および／またはゲーレナイト相を
有する平均粒径３〜１２μｍのＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系複合酸化物の粉末：０．０５〜０．１５重量％
を含有するものであるところにその特徴を有している。
【０００７】
【発明の実施の形態】前述した様な粉末冶金用鉄系混合
粉末中に複合酸化物系の粉末を混入することによって被
削性が改善される理由は、切削加工時の熱によって焼結
体中の上記複合酸化物が溶融し、切削工具の表面に酸化
物系の保護被膜を形成するためと考えられている。この
際、ゲーレナイト（Ｇｅｈｌｅｎｉｔｅ，２ＣａＯ・Ａ
ｌ2 Ｏ 3 ・ＳｉＯ2 ）相を有する複合酸化物粉末（以
下、ゲーレナイト粉末と略記する）は比較的低融点であ
り、またその溶融物は、通常の切削工具中には大抵の場
合含まれているＴｉＣあるいはその酸化物であるＴｉＯ
2 との親和性に優れているので、工具表面に速やかに保
護被膜を形成し、それによって被削性が高められるもの
と考えられる。但しこの「精密工学会誌」では、ゲーレ
ナイト粉末を含有させるだけでは十分な被削性が得られ
ないところから、更に他の被削性改善成分としてＭｎＳ
を複合添加し、それらの相加的乃至相乗的作用によって
被削性の一層の向上を期している。ところがこの方法で
は、複合添加されるＭｎＳによる前述の様な難点、即
ち、大気雰囲気中での保管時におけるＭｎＳの変質、Ｈ
2 含有ガス雰囲気で焼結を行なった時のＨ2 Ｓガスの発
生による焼結炉の損傷や作業環境の汚染、Ｈ2 によるＭ
ｎＳの分解による被削性改善効果の喪失、更にはＭｎＳ
粉末の添加による焼結体の強度劣化、といった問題が避
けられない。
粉末中に複合酸化物系の粉末を混入することによって被
削性が改善される理由は、切削加工時の熱によって焼結
体中の上記複合酸化物が溶融し、切削工具の表面に酸化
物系の保護被膜を形成するためと考えられている。この
際、ゲーレナイト（Ｇｅｈｌｅｎｉｔｅ，２ＣａＯ・Ａ
ｌ2 Ｏ 3 ・ＳｉＯ2 ）相を有する複合酸化物粉末（以
下、ゲーレナイト粉末と略記する）は比較的低融点であ
り、またその溶融物は、通常の切削工具中には大抵の場
合含まれているＴｉＣあるいはその酸化物であるＴｉＯ
2 との親和性に優れているので、工具表面に速やかに保
護被膜を形成し、それによって被削性が高められるもの
と考えられる。但しこの「精密工学会誌」では、ゲーレ
ナイト粉末を含有させるだけでは十分な被削性が得られ
ないところから、更に他の被削性改善成分としてＭｎＳ
を複合添加し、それらの相加的乃至相乗的作用によって
被削性の一層の向上を期している。ところがこの方法で
は、複合添加されるＭｎＳによる前述の様な難点、即
ち、大気雰囲気中での保管時におけるＭｎＳの変質、Ｈ
2 含有ガス雰囲気で焼結を行なった時のＨ2 Ｓガスの発
生による焼結炉の損傷や作業環境の汚染、Ｈ2 によるＭ
ｎＳの分解による被削性改善効果の喪失、更にはＭｎＳ
粉末の添加による焼結体の強度劣化、といった問題が避
けられない。
【０００８】また、前記特開昭４９−１１０５１２号公
報に開示されたＣａＯ−ＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
系の４元系複合酸化物で満足のいく被削性が発揮されな
い理由を追求したところ、これら複合酸化物は、ゲーレ
ナイトに比べて切削工具中に含まれているＴｉＣ等との
親和性が乏しくて均一な保護被膜が形成され難く、また
該４元系複合酸化物中のＭｎＯは安定である為ＴｉＣを
酸化することができないことが原因していると思われ
た。
報に開示されたＣａＯ−ＭｎＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2
系の４元系複合酸化物で満足のいく被削性が発揮されな
い理由を追求したところ、これら複合酸化物は、ゲーレ
ナイトに比べて切削工具中に含まれているＴｉＣ等との
親和性が乏しくて均一な保護被膜が形成され難く、また
該４元系複合酸化物中のＭｎＯは安定である為ＴｉＣを
酸化することができないことが原因していると思われ
た。
【０００９】即ち、複合酸化物によって切削工具表面に
保護被膜を形成して切削性を改善する方法の利点を有効
に活かすには、比較的低融点の複合酸化物を使用すると
共に、工具素材中のＴｉＣやその酸化物であるＴｉＯ2
等との親和性を高めて均一な保護被膜を形成させること
が重要となる。
保護被膜を形成して切削性を改善する方法の利点を有効
に活かすには、比較的低融点の複合酸化物を使用すると
共に、工具素材中のＴｉＣやその酸化物であるＴｉＯ2
等との親和性を高めて均一な保護被膜を形成させること
が重要となる。
【００１０】こうした知見の元で本発明者らは、比較的
融点が低く且つ切削工具中のＴｉＣやその酸化物である
ＴｉＯ2 等との親和性に優れた保護被膜を形成するゲー
レナイトの特性を有効に生かしつつ、ＭｎＳ等を複合添
加しなくとも、本発明者らが意図する様な優れた被削性
を確保すべく、様々の角度から改良研究を進めてきた。
その結果、粉末冶金用鉄系混合粉末としてＭｎ含有量の
特定された鉄粉を使用すると共に、該鉄粉中に粒度構成
の特定されたゲーレナイト粉末を適量含有させてやれ
ば、得られる焼結体の被削性が飛躍的に高められるこ
と、また上記ゲーレナイト粉末に代えて、それよりも融
点の低いアノールサイト（Ａｎｏｒｔｈｉｔｅ，ＣａＯ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）相を有する複合酸化物粉末
（以下、アノールサイト粉末と略記する）を使用すれ
ば、その効果が一段と高められることを知り、上記本発
明に想到した。
融点が低く且つ切削工具中のＴｉＣやその酸化物である
ＴｉＯ2 等との親和性に優れた保護被膜を形成するゲー
レナイトの特性を有効に生かしつつ、ＭｎＳ等を複合添
加しなくとも、本発明者らが意図する様な優れた被削性
を確保すべく、様々の角度から改良研究を進めてきた。
その結果、粉末冶金用鉄系混合粉末としてＭｎ含有量の
特定された鉄粉を使用すると共に、該鉄粉中に粒度構成
の特定されたゲーレナイト粉末を適量含有させてやれ
ば、得られる焼結体の被削性が飛躍的に高められるこ
と、また上記ゲーレナイト粉末に代えて、それよりも融
点の低いアノールサイト（Ａｎｏｒｔｈｉｔｅ，ＣａＯ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）相を有する複合酸化物粉末
（以下、アノールサイト粉末と略記する）を使用すれ
ば、その効果が一段と高められることを知り、上記本発
明に想到した。
【００１１】本発明において、適量のＭｎを含有する鉄
粉をゲーレナイトやアノールサイト粉末と併用すること
によって切削性が著しく高められる理由はまだ未解明の
点もあるが、当該焼結体の切削工程で鉄粉中のＭｎが切
削加工熱により酸化され、工具表面にＭｎＯが生成した
後、このＭｎＯが切削工具表面のＴｉＣを酸化して工具
表面にＴｉＯ2 を生成させ、該ＴｉＯ2 が前記ゲーレナ
イトやアノールサイトの溶融物と優れた親和性を有して
いるところから、工具表面への保護被膜の形成が均一か
つ速やかに行われ、これが被削性の向上に大きく寄与し
ているものと考えている。
粉をゲーレナイトやアノールサイト粉末と併用すること
によって切削性が著しく高められる理由はまだ未解明の
点もあるが、当該焼結体の切削工程で鉄粉中のＭｎが切
削加工熱により酸化され、工具表面にＭｎＯが生成した
後、このＭｎＯが切削工具表面のＴｉＣを酸化して工具
表面にＴｉＯ2 を生成させ、該ＴｉＯ2 が前記ゲーレナ
イトやアノールサイトの溶融物と優れた親和性を有して
いるところから、工具表面への保護被膜の形成が均一か
つ速やかに行われ、これが被削性の向上に大きく寄与し
ているものと考えている。
【００１２】即ち本発明では、Ｍｎを鉄粉中に含有せし
めた状態で供給し、切削熱によって生成するＭｎＯによ
るＴｉＣの酸化により工具表面への被膜形成性を高める
ところに特徴を有するものであり、前記特開昭４９−１
１０５１２号公報に開示されている様にＣａＯ−ＭｎＯ
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の４元系複合酸化物粉末とし
て添加したり、あるいはゲーレナイトやアノールサイト
粉末と共にＭｎＯ粉末を複合添加したのでは、後述する
比較例でも明らかにする様に本発明で意図する様な優れ
た被削性改善効果を得ることはできない。
めた状態で供給し、切削熱によって生成するＭｎＯによ
るＴｉＣの酸化により工具表面への被膜形成性を高める
ところに特徴を有するものであり、前記特開昭４９−１
１０５１２号公報に開示されている様にＣａＯ−ＭｎＯ
−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の４元系複合酸化物粉末とし
て添加したり、あるいはゲーレナイトやアノールサイト
粉末と共にＭｎＯ粉末を複合添加したのでは、後述する
比較例でも明らかにする様に本発明で意図する様な優れ
た被削性改善効果を得ることはできない。
【００１３】その理由も完全に解明された訳ではない
が、次の様に考えられる。即ち、ＭｎＯを含めた上記４
元系複合酸化物粉末として添加した場合は、それらが溶
融状態で工具表面に付着するだけで上記の様なＭｎＯ特
有の効果が殆んど発揮されず、また工具表面に対する該
４元系複合酸化物の親和性が良くないこととも相まって
十分な被削性改善効果が発揮されず、またＭｎＯ粉末を
ゲーレナイトやアノールサイト粉末と複合添加した場合
は、ＭｎＯ粉末が上記ゲーレナイトやアノールサイト粉
末との混合状態で存在するため、加工熱を受けて溶融す
る際にそれらが共に溶融して４元系溶融物を形成すると
思われ、その結果、上記と同様に本発明で得られる様な
ＭｎＯの作用効果が有効に発揮されなくなるものと考え
ている。
が、次の様に考えられる。即ち、ＭｎＯを含めた上記４
元系複合酸化物粉末として添加した場合は、それらが溶
融状態で工具表面に付着するだけで上記の様なＭｎＯ特
有の効果が殆んど発揮されず、また工具表面に対する該
４元系複合酸化物の親和性が良くないこととも相まって
十分な被削性改善効果が発揮されず、またＭｎＯ粉末を
ゲーレナイトやアノールサイト粉末と複合添加した場合
は、ＭｎＯ粉末が上記ゲーレナイトやアノールサイト粉
末との混合状態で存在するため、加工熱を受けて溶融す
る際にそれらが共に溶融して４元系溶融物を形成すると
思われ、その結果、上記と同様に本発明で得られる様な
ＭｎＯの作用効果が有効に発揮されなくなるものと考え
ている。
【００１４】上記したＭｎの効果を有効に発揮させるに
は、鉄粉中のＭｎ含有量を０．０４〜０．３重量％、よ
り好ましくは０．０８〜０．２５％の範囲内とすべきで
あり、Ｍｎ含有量が不足すると上記の効果が有効に発揮
されず、一方多くなり過ぎると、鉄粉が硬くなり過ぎて
圧粉成形時の高圧密化が困難となり、ひいては焼結製品
の強度劣化を招き、また焼結体自体も硬くなって被削性
にも悪影響を及ぼす様になるからである。
は、鉄粉中のＭｎ含有量を０．０４〜０．３重量％、よ
り好ましくは０．０８〜０．２５％の範囲内とすべきで
あり、Ｍｎ含有量が不足すると上記の効果が有効に発揮
されず、一方多くなり過ぎると、鉄粉が硬くなり過ぎて
圧粉成形時の高圧密化が困難となり、ひいては焼結製品
の強度劣化を招き、また焼結体自体も硬くなって被削性
にも悪影響を及ぼす様になるからである。
【００１５】上記鉄粉と混合して用いられるゲーレナイ
トやアノールサイト粉末は、共晶組成を有する３元系複
合酸化物として酸化被膜の形成に利用するものであり、
この共晶組成物は図１に示す如く最も低い軟化温度を有
しており、工具刃先部での塑性変形を起こし易いため、
安定して優れた工具表面保護効果を発揮する。中でもア
ノールサイトはより低い軟化温度を有しているので、ゲ
ーレナイトよりも一層優れた被削性改善効果を発揮する
ので好ましい。
トやアノールサイト粉末は、共晶組成を有する３元系複
合酸化物として酸化被膜の形成に利用するものであり、
この共晶組成物は図１に示す如く最も低い軟化温度を有
しており、工具刃先部での塑性変形を起こし易いため、
安定して優れた工具表面保護効果を発揮する。中でもア
ノールサイトはより低い軟化温度を有しているので、ゲ
ーレナイトよりも一層優れた被削性改善効果を発揮する
ので好ましい。
【００１６】これらゲーレナイトやアノールサイト粉末
の好ましい粒度構成は、平均粒径で３〜１２μｍ、より
好ましくは３〜８μｍである。粒径が小さ過ぎる場合、
焼結体の被削性に与える悪影響は殆んど見られないが、
圧粉成形時の高圧密化が困難になって焼結体の強度や疲
労特性が悪くなる傾向があり、また大き過ぎる場合は、
切削加工時に工具にかかる衝撃力が大きくなってピッチ
ングを起こし易くなり、あるいは焼結品の機械的性質や
疲労特性も悪化傾向を示す様になる。またそれらの好ま
しい添加量は、混合粉末中に占める含有率で０．０５〜
０．１５重量％、より好ましくは０．０８〜０．１２重
量％の範囲であり、０．０５重量％未満では保護被膜形
成の為の絶対量が不足するため十分な被削性改善効果が
得られず、一方これらは焼結体中では不純介在物として
作用し、０．１５重量％を超えて過度に多くなると焼結
体の機械特性や疲労特性に悪影響を及ぼす様になる。
の好ましい粒度構成は、平均粒径で３〜１２μｍ、より
好ましくは３〜８μｍである。粒径が小さ過ぎる場合、
焼結体の被削性に与える悪影響は殆んど見られないが、
圧粉成形時の高圧密化が困難になって焼結体の強度や疲
労特性が悪くなる傾向があり、また大き過ぎる場合は、
切削加工時に工具にかかる衝撃力が大きくなってピッチ
ングを起こし易くなり、あるいは焼結品の機械的性質や
疲労特性も悪化傾向を示す様になる。またそれらの好ま
しい添加量は、混合粉末中に占める含有率で０．０５〜
０．１５重量％、より好ましくは０．０８〜０．１２重
量％の範囲であり、０．０５重量％未満では保護被膜形
成の為の絶対量が不足するため十分な被削性改善効果が
得られず、一方これらは焼結体中では不純介在物として
作用し、０．１５重量％を超えて過度に多くなると焼結
体の機械特性や疲労特性に悪影響を及ぼす様になる。
【００１７】上記の様に本発明では、適量のＭｎを含有
する鉄粉を使用すると共に、特定範囲の粒径を有するゲ
ーレナイトおよび／またはアノールサイト粉末を適量含
有せしめたところにその特徴を有するものであり、その
他の構成、例えば副添加材の併用等については一切制限
がなく、公知の粉末冶金用鉄系混合粉末に準じた改質が
可能である。
する鉄粉を使用すると共に、特定範囲の粒径を有するゲ
ーレナイトおよび／またはアノールサイト粉末を適量含
有せしめたところにその特徴を有するものであり、その
他の構成、例えば副添加材の併用等については一切制限
がなく、公知の粉末冶金用鉄系混合粉末に準じた改質が
可能である。
【００１８】即ち、本発明の粉末冶金用鉄系混合粉末に
は、浸炭強化成分として適量のグラファイトを配合した
り、あるいは焼結品の物性等を改善するためＣｕ、Ｎ
ｉ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｓｎなどの金属粉末を適量配合たり、
偏析防止のため軽油、油脂、ゴム、多価アルコール脂肪
酸エステル等を添加したり、更には潤滑成分としてワッ
クスや金属石けん等を、必要に応じて適量含有させるこ
とも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的
範囲に包含される。
は、浸炭強化成分として適量のグラファイトを配合した
り、あるいは焼結品の物性等を改善するためＣｕ、Ｎ
ｉ、Ｍｏ、Ｃｕ−Ｓｎなどの金属粉末を適量配合たり、
偏析防止のため軽油、油脂、ゴム、多価アルコール脂肪
酸エステル等を添加したり、更には潤滑成分としてワッ
クスや金属石けん等を、必要に応じて適量含有させるこ
とも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的
範囲に包含される。
【００１９】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説
明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を
受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲
で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、
それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を
受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲
で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、
それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００２０】実施例 Ｍｎ含有量０．０２〜０．４重量％のアトマイズ鉄粉
（平均粒子径：１００μｍ）に、混合粉末中の各添加材
の含有率が、グラファイト粉０．８重量％、アトマイズ
Ｃｕ粉（平均粒子径：４０μｍ）２重量％、被削性向上
成分として平均粒子径が２〜２０μｍのゲーレナイトま
たはアノールサイト粉末が０．０３〜０．２重量％とな
る様に含有させ、これらの混合物にスチレン・ブタジエ
ンラバーを０．２重量％加えてグラファイト偏析防止処
理を施し、この混合粉末に対して０．７５重量％のステ
アリン酸亜鉛（平均粒子径：０．８μｍ）を添加した。
配合組成を表１に示す。
（平均粒子径：１００μｍ）に、混合粉末中の各添加材
の含有率が、グラファイト粉０．８重量％、アトマイズ
Ｃｕ粉（平均粒子径：４０μｍ）２重量％、被削性向上
成分として平均粒子径が２〜２０μｍのゲーレナイトま
たはアノールサイト粉末が０．０３〜０．２重量％とな
る様に含有させ、これらの混合物にスチレン・ブタジエ
ンラバーを０．２重量％加えてグラファイト偏析防止処
理を施し、この混合粉末に対して０．７５重量％のステ
アリン酸亜鉛（平均粒子径：０．８μｍ）を添加した。
配合組成を表１に示す。
【００２１】得られた各混合粉末を使用し、焼結体密度
で６．８ｇ／ｃｍ3 となる様に加圧力を調整することに
よって、外径６４ｍｍ，内径２４ｍｍ，長さ２０ｍｍの
テストピースに圧粉成形した後、Ｎ2 −１０％Ｈ2 の雰
囲気中１１２０℃て３０分間焼結し、夫々１０個の焼結
体を製造した。各焼結体１０個を、図２に示す如くマン
ドレルに固定し、片側をチャッキングして旋盤により湿
式で旋削し、焼結体の焼結肌の影響を取り除くため、片
側１ｍｍ、外径で２ｍｍの外周旋削を施した後旋削試験
を行なった。旋削工具としてはサーメット製のものを使
用し、旋削条件はｖ：２００ｍ／ｍｉｎ、ｆ：０．１ｍ
ｍ／ｒｅｖ、ｔ：０．５ｍｍとし、工具の逃げ面摩耗量
が０．３ｍｍに達するまでの時間によって切削性を評価
した。
で６．８ｇ／ｃｍ3 となる様に加圧力を調整することに
よって、外径６４ｍｍ，内径２４ｍｍ，長さ２０ｍｍの
テストピースに圧粉成形した後、Ｎ2 −１０％Ｈ2 の雰
囲気中１１２０℃て３０分間焼結し、夫々１０個の焼結
体を製造した。各焼結体１０個を、図２に示す如くマン
ドレルに固定し、片側をチャッキングして旋盤により湿
式で旋削し、焼結体の焼結肌の影響を取り除くため、片
側１ｍｍ、外径で２ｍｍの外周旋削を施した後旋削試験
を行なった。旋削工具としてはサーメット製のものを使
用し、旋削条件はｖ：２００ｍ／ｍｉｎ、ｆ：０．１ｍ
ｍ／ｒｅｖ、ｔ：０．５ｍｍとし、工具の逃げ面摩耗量
が０．３ｍｍに達するまでの時間によって切削性を評価
した。
【００２２】また、夫々の混合粉末を使用し、圧粉成形
時の圧力を５トン／ｃｍ3 一定とし、直径１．２８ｍｍ
×高さ１０ｍｍの圧粉成形を行なった時の成形体の密度
を測定し、更に同じ混合粉末を用いて、焼結体密度が
６．８ｇ／ｃｍ3 となる様に、直径１．２８ｍｍ×高さ
１０ｍｍの圧粉成形を圧力を変えて圧粉成形し、上記と
同じ条件で焼結して得た焼結体の疲労強度を小野式回転
曲げ試験法によって測定した。結果を表１に一括して示
す。
時の圧力を５トン／ｃｍ3 一定とし、直径１．２８ｍｍ
×高さ１０ｍｍの圧粉成形を行なった時の成形体の密度
を測定し、更に同じ混合粉末を用いて、焼結体密度が
６．８ｇ／ｃｍ3 となる様に、直径１．２８ｍｍ×高さ
１０ｍｍの圧粉成形を圧力を変えて圧粉成形し、上記と
同じ条件で焼結して得た焼結体の疲労強度を小野式回転
曲げ試験法によって測定した。結果を表１に一括して示
す。
【００２３】
【表１】
【００２４】比較例１，２ Ｍｎを実質的に含まないアトマイズ鉄粉（平均粒子径：
１００μｍ）を使用し、ゲーレナイトまたはアノールサ
イトと共に、ＭｎＯ粉末（平均粒子径：３μｍ）を混合
粉末中に占める含有率が０．０４重量％となる様に配合
した以外は、前記実施例１と全く同様にして圧粉成形、
焼結および性能試験を行ない、表２に示す結果を得た。
尚これらの比較例は、混合粉末全量中に占める量でほぼ
等量（Ｍｎ換算量）のＭｎを含む鉄粉を用いた前記表１
の実施例におけるＮｏ．５，１２に相当する。
１００μｍ）を使用し、ゲーレナイトまたはアノールサ
イトと共に、ＭｎＯ粉末（平均粒子径：３μｍ）を混合
粉末中に占める含有率が０．０４重量％となる様に配合
した以外は、前記実施例１と全く同様にして圧粉成形、
焼結および性能試験を行ない、表２に示す結果を得た。
尚これらの比較例は、混合粉末全量中に占める量でほぼ
等量（Ｍｎ換算量）のＭｎを含む鉄粉を用いた前記表１
の実施例におけるＮｏ．５，１２に相当する。
【００２５】比較例３ Ｍｎを実質的に含まないアトマイズ鉄粉（平均粒子径：
１００μｍ）を使用し、またゲーレナイトまたはアノー
ルサイトに代えてＣａＯ( １５%)−ＭｎＯ( ４０%)−Ａ
ｌ2 Ｏ3 ( ２０%)−ＳｉＯ2 ( ２０%)よりなる４元系複
合酸化物の粉末を、混合粉末中に占める比率で０．１５
重量％となる様に配合した以外は、前記実施例１と全く
同様にして圧粉成形、焼結および性能試験を行ない、結
果を表２に併記した。尚この比較例は、混合粉末全量中
に占める比率でほぼ等量（Ｍｎ換算量）のＭｎを含む鉄
粉を用いた前記表１の実施例におけるＮｏ．５，１２に
相当する。
１００μｍ）を使用し、またゲーレナイトまたはアノー
ルサイトに代えてＣａＯ( １５%)−ＭｎＯ( ４０%)−Ａ
ｌ2 Ｏ3 ( ２０%)−ＳｉＯ2 ( ２０%)よりなる４元系複
合酸化物の粉末を、混合粉末中に占める比率で０．１５
重量％となる様に配合した以外は、前記実施例１と全く
同様にして圧粉成形、焼結および性能試験を行ない、結
果を表２に併記した。尚この比較例は、混合粉末全量中
に占める比率でほぼ等量（Ｍｎ換算量）のＭｎを含む鉄
粉を用いた前記表１の実施例におけるＮｏ．５，１２に
相当する。
【００２６】
【表２】
【００２７】表１，２より次の様に考えることができ
る。まず表１のＮｏ．１〜１４では、使用する鉄粉中の
Ｍｎ含有量の影響を知ることができ、Ｍｎ含有量が０．
０４重量％未満では、Ｍｎによる工具と複合酸化物系保
護被膜の親和性向上効果が有効に発揮されないため満足
な工具寿命が得られず、また０．３重量％を超えると、
鉄粉が硬質化して圧粉時の圧縮性が低下傾向を示してい
る。
る。まず表１のＮｏ．１〜１４では、使用する鉄粉中の
Ｍｎ含有量の影響を知ることができ、Ｍｎ含有量が０．
０４重量％未満では、Ｍｎによる工具と複合酸化物系保
護被膜の親和性向上効果が有効に発揮されないため満足
な工具寿命が得られず、また０．３重量％を超えると、
鉄粉が硬質化して圧粉時の圧縮性が低下傾向を示してい
る。
【００２８】またＮｏ．１５〜２４では、ゲーレナイト
またはアノールサイト粉末の添加量による影響を知るこ
とができ、該添加量が０．０５重量％未満では、保護被
膜としての絶対量が不足するため満足のいく工具寿命改
善効果が得られておらず、また添加量が０．１５重量％
を超えて多くなり過ぎると焼結物の疲労特性に悪影響が
現れている。更にＮｏ．２５〜３４では、ゲーレナイト
またはアノールサイト粉末の平均粒径による影響を知る
ことができ、該粉末の平均粒径が３μｍ未満では焼結体
の疲労特性が不十分になる傾向があり、また１２μｍを
超えて過度に粗粒になると、焼結体の疲労特性が低下す
るばかりでなく、切削時の衝撃が著しくなって工具寿命
に顕著な悪影響が現れている。
またはアノールサイト粉末の添加量による影響を知るこ
とができ、該添加量が０．０５重量％未満では、保護被
膜としての絶対量が不足するため満足のいく工具寿命改
善効果が得られておらず、また添加量が０．１５重量％
を超えて多くなり過ぎると焼結物の疲労特性に悪影響が
現れている。更にＮｏ．２５〜３４では、ゲーレナイト
またはアノールサイト粉末の平均粒径による影響を知る
ことができ、該粉末の平均粒径が３μｍ未満では焼結体
の疲労特性が不十分になる傾向があり、また１２μｍを
超えて過度に粗粒になると、焼結体の疲労特性が低下す
るばかりでなく、切削時の衝撃が著しくなって工具寿命
に顕著な悪影響が現れている。
【００２９】表２は、複合酸化物を被削性改善成分とし
て用いる従来技術に対応する比較例であり、比較例１は
ＭｎＯをＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 との４元系複合
酸化物粉末として添加した例、比較例２，３はゲーレナ
イトまたはアノールサイト粉末をＭｎＯ粉末と複合添加
した例であり、いずれの場合も、混合粉末中の含有率で
これらにほぼ対応する前記表１のＮｏ．５および１２に
比べると、工具寿命においてかなり劣っていることが分
かる。
て用いる従来技術に対応する比較例であり、比較例１は
ＭｎＯをＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 との４元系複合
酸化物粉末として添加した例、比較例２，３はゲーレナ
イトまたはアノールサイト粉末をＭｎＯ粉末と複合添加
した例であり、いずれの場合も、混合粉末中の含有率で
これらにほぼ対応する前記表１のＮｏ．５および１２に
比べると、工具寿命においてかなり劣っていることが分
かる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、特
定量のＭｎを含む鉄粉を使用すると共に、切削性改善成
分として平均粒径の特定されたゲーレナイト粉末および
／またはアノールサイト粉末を特定量含有せしめ、切削
工具表面への保護被膜の形成性を高めることによって、
切削性改善成分として従来のＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 よりなる３元系複合酸化物を単独使用し、或はこれ
とＭｎＳを併用する方法、あるいはＣａＯ−ＭｎＯ−Ａ
ｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 よりなる４元系複合酸化物を用いる
方法に比べて、一段と優れた切削性を有し且つ強度にお
いても優れた焼結体を与える粉末冶金用鉄系混合粉末を
提供し得ることになった。
定量のＭｎを含む鉄粉を使用すると共に、切削性改善成
分として平均粒径の特定されたゲーレナイト粉末および
／またはアノールサイト粉末を特定量含有せしめ、切削
工具表面への保護被膜の形成性を高めることによって、
切削性改善成分として従来のＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 よりなる３元系複合酸化物を単独使用し、或はこれ
とＭｎＳを併用する方法、あるいはＣａＯ−ＭｎＯ−Ａ
ｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 よりなる４元系複合酸化物を用いる
方法に比べて、一段と優れた切削性を有し且つ強度にお
いても優れた焼結体を与える粉末冶金用鉄系混合粉末を
提供し得ることになった。
【図１】アノールサイトおよびゲーレナイトを含めたＣ
ａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の３元状態図である。
ａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の３元状態図である。
【図２】実施例で採用した旋削試験におけるテストピー
スの固定法を示す図である。
スの固定法を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 粉末冶金用鉄系混合粉末において、Ｍｎ
含有量が０．０４〜０．３重量％である鉄粉を主体と
し、アノールサイト相および／またはゲーレナイト相を
有する平均粒径３〜１２μｍのＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｉＯ2 系複合酸化物の粉末：０．０５〜０．１５重量％
を含有することを特徴とする粉末冶金用鉄系混合粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8095650A JPH09279203A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 粉末冶金用鉄系混合粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8095650A JPH09279203A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 粉末冶金用鉄系混合粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09279203A true JPH09279203A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14143385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8095650A Withdrawn JPH09279203A (ja) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | 粉末冶金用鉄系混合粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09279203A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008502807A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | ヘガネス・コーポレーシヨン | 冶金粉末組成物及びこれから製造される部品 |
| JP2014111844A (ja) * | 2014-01-29 | 2014-06-19 | Jfe Steel Corp | 切削性に優れる焼結部材用の鉄基混合粉末 |
| JP2015172238A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-10-01 | 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 |
| JP2016094635A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | 住友電工焼結合金株式会社 | シンターハードニング方法 |
| WO2017051671A1 (ja) * | 2016-02-08 | 2017-03-30 | 住友電気工業株式会社 | 鉄基焼結体 |
| WO2017138433A1 (ja) | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 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 |
| US11241736B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-02-08 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Powder mixture for iron-based powder metallurgy, and method for manufacturing sintered compact using same |
-
1996
- 1996-04-17 JP JP8095650A patent/JPH09279203A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008502807A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | ヘガネス・コーポレーシヨン | 冶金粉末組成物及びこれから製造される部品 |
| JP4769806B2 (ja) * | 2004-06-10 | 2011-09-07 | ヘガネス・コーポレーシヨン | 冶金粉末組成物及びこれから製造される部品 |
| JP2014111844A (ja) * | 2014-01-29 | 2014-06-19 | Jfe Steel Corp | 切削性に優れる焼結部材用の鉄基混合粉末 |
| JP2015172238A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-10-01 | 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 |
| JP2016094635A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | 住友電工焼結合金株式会社 | シンターハードニング方法 |
| WO2017138433A1 (ja) | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 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 |
| WO2017051671A1 (ja) * | 2016-02-08 | 2017-03-30 | 住友電気工業株式会社 | 鉄基焼結体 |
| JP2017141513A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 住友電気工業株式会社 | 鉄基焼結体 |
| CN107148485A (zh) * | 2016-02-08 | 2017-09-08 | 住友电气工业株式会社 | 铁基烧结体 |
| US20180202029A1 (en) | 2016-02-08 | 2018-07-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Iron-based powder for powder metallurgy and method for producing iron-based powder for powder metallurgy |
| JP2019011513A (ja) * | 2016-02-08 | 2019-01-24 | 住友電気工業株式会社 | 鉄基焼結体 |
| US10280488B2 (en) | 2016-02-08 | 2019-05-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Iron-based powder for powder metallurgy and method for producing iron-based powder for powder metallurgy |
| US11591681B2 (en) | 2016-02-08 | 2023-02-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Iron-based sintered body |
| US11241736B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-02-08 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Powder mixture for iron-based powder metallurgy, and method for manufacturing sintered compact using same |
| SE545171C2 (en) * | 2016-12-02 | 2023-05-02 | Kobe Steel Ltd | Powder mixture for iron-based powder metallurgy, and method for manufacturing sintered compact using same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |