JPH10324944A - 粉末冶金用鉄基混合粉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来より一層優れた切削性および摺動特性を
発揮する焼結体、および合金元素を含有し高強度で焼結
後の矯正が可能な切削性および摺動特性に優れた焼結
体、の製造が可能な粉末冶金用混合粉を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含み、さ
らにMn：0.05〜0.40％を含有し残部Feおよび不可避的不
純物からなるアトマイズ鉄粉に、硼酸（H₃BO₃ ）、酸化
硼素（B₂O₃）、窒化硼素（BN）等のＢを含む化合粉をＢ
換算で0.001 〜0.3 ％あるいは黒鉛粉末、または黒鉛粉
末およびCu粉末を添加、混合して鉄基混合粉とする。な
お、切削性の一層の向上のために、鉄基混合粉には、Mn
S 粉を0.05〜1.0 ％添加してもよい。また、鉄粉には、
Ni、Mo、Cuを部分合金化、あるいは予合金化して添加し
てもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末冶金用鉄基混
合粉に関し、とくに焼結体としても優れた切削性、摺動
特性を発揮し、またNi、Mo、Cu等を含有する場合でも焼
結のままで矯正可能な粉末冶金用鉄基混合粉に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、粉末冶金は、金属粉を金型内で
加圧して成形体としたのち、焼結して機械部品等を製造
する技術である。例えば、金属粉に鉄粉を用いる場合に
は、鉄粉にCu粉、黒鉛粉等を混合し、成形、焼結を行
い、通常 5.0〜7.2 g/cm³ 程度の密度を有する焼結体に
する。このような粉末冶金法を利用すれば、かなり複雑
な形状の機械部品を寸法精度良く製造できる。しかし、
さらに寸法精度の厳しい機械部品を製造する場合には、
焼結体に、さらに、切削あるいはドリル孔開け等の機械
加工を施すことがある。

【０００３】また、焼結体は、一般に切削性が劣るの
で、溶製材（例えば、連続鋳造で製造した鋳片を圧延し
て得た材料）を切削する場合に比べると、切削に使用す
る工具の寿命が短くなる。そのため、機械加工時のコス
トが高くなるという問題が生じる。焼結体の切削性が低
い原因は、焼結体に含まれる気孔にある。気孔によって
切削が断続的になったり、あるいは、焼結体の熱伝導率
が低下して、切削部の温度が上昇するためである。

【０００４】そこで、焼結体の切削性を改善するため、
従来は、ＳやMnS を鉄粉に混合する場合が多かった。こ
れらＳやMnS は、切り屑の破断を容易にしたり、あるい
は工具すくい面にＳやMnS の薄膜を形成し、該薄膜が切
削時に潤滑作用を発揮するからである。例えば、特公平
3-25481 号公報には、Mnを0.1 〜0.5wt ％とさらにSi、
Ｃなどを含有する純鉄に、さらにＳを0.03〜0.07wt％添
加した溶鋼を、水または気体でアトマイズして製造する
粉末冶金用鉄粉が提案されている。しかしながら、この
鉄粉を用いて製造した焼結体の切削性は、従来の鉄粉で
製造した焼結体の２倍弱程度しか向上しておらず、より
一層の改良が要望されていた。

【０００５】また、特開平7-233401号公報、特開平7-23
3402号公報には、Ｓ、Cr、Mnを含むアトマイズ鋼粉が提
案されているが、この鋼粉を焼結すると、焼結体の気孔
内に黒鉛が残留し、同時にMnS が鉄粒子内に析出し、焼
結体の切削性が飛躍的に増加するとされている。なお、
この黒鉛の残留は、焼結中に、CrとＳが鉄粉粒子内の黒
鉛の拡散を抑制するために生じると考えられている。

【０００６】しかしながら、このような鋼粉であって
も、焼結時の雰囲気ガス中にH₂が含まれると、その焼結
体の切削性、耐摩耗性が低下するという問題があり、さ
らなる改良が熱望されていた。さらに、特開平8-176604
号公報には、Ｂ：0.001 〜0.03wt％、Cr：0.02〜0.07wt
％、Mn：0.1wt ％未満、Ｓ、Se、Teの１種以上を合計で
0.03〜0.15wt％を含有する鉄粉を焼結することにより、
一層残留黒鉛量が増加し、切削性が向上することが開示
されている。しかしながら、特開平8-176604号公報に開
示された技術では、残留する黒鉛量は最高で0.42wt％程
度であり、さらに多量の黒鉛量を焼結体中に残留させる
ことができる鉄粉が望まれていた。

【０００７】一方、高強度や高疲労特性が要求される自
動車部品としてのギヤを粉末冶金法で製造する場合に
は、強度および疲労特性を向上させるために、合金元素
を添加する方法が一般的である。例えば、特公昭45-964
9 号公報では、純鉄粉に合金成分としてNi、Cu、Moなど
の粉末を拡散付着させることにより添加している。この
製法による鋼粉は圧縮性および焼結体の強度に優れてい
るが、その焼結体の硬度が高いため、焼結後の矯正がほ
とんど不可能でかつ切削性が悪いという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題に鑑み、従来より一層優れた切削性および
摺動特性を発揮する焼結体、および合金元素を含有し高
強度で焼結後の矯正が可能な切削性および摺動特性に優
れた焼結体の製造が可能な粉末冶金用混合粉を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特開平8-
176604号公報に記載されたことを参考に、焼結体の切削
性および摺動特性をさらに一層向上させるため、鋭意検
討した。その結果、Ｂを含有する鉄粉は、Ｂの形態分析
から、鉄粉中のＢのほぼ 100％が鉄粉表面にほう酸とし
て偏析しているという新規な知見を得た。そこで、Ｓを
特定量含有する鉄粉に、ほう酸粉末、黒鉛粉末および潤
滑剤を添加・混合し、成形、焼結して焼結体を作製した
ところ、Ｂを含有する鉄粉と黒鉛粉末および潤滑剤から
なる成形体を焼結した場合に比べ、得られた焼結体中の
遊離黒鉛量が増加するという新しい知見を得た。また、
遊離黒鉛量が１wt％を超えると摺動特性が格段に向上
し、さらにMnS を0.05〜1.0wt ％添加すると一層切削性
を改善することができるという知見も得ている。

【００１０】また、本発明者らは、偏析防止処理を施
し、Ｂを含む化合物を鉄粉表面上に付着させるとさらに
特性が向上するという知見を得た。本発明は、上記した
知見に基づいて構成されたものである。すなわち、本発
明は、鉄粉と、Ｂを含む化合物粉と、あるいはさらに黒
鉛粉、または黒鉛粉および潤滑剤とを混合した粉末冶金
用鉄基混合粉であって、前記鉄粉がＳ：0.03〜0.30％を
含む鉄粉であり、前記Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢ
を含む化合物粉からなり、前記Ｂを含む化合物粉を、前
記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉と前記黒鉛粉との合計量
に対し重量％で、Ｂ換算で0.001 〜0.3 ％混合したこと
を特徴とする粉末冶金用鉄基混合粉である。

【００１１】また、本発明では、前記鉄粉を、重量％
で、Ｓ：0.03〜0.30％を含み、さらにMn：0.05〜0.40％
を含有し残部Feおよび不可避的不純物からなるアトマイ
ズ鉄粉とするのが好ましく、また、前記鉄粉を、重量％
で、Ｓ：0.03〜0.30％、Mn：0.05〜0.40％を含み、さら
にNi：0.5 〜7.0 ％、およびMo：0.05〜6.0 ％の中から
選ばれた１種または２種を含有し残部Feおよび不可避的
不純物からなるアトマイズ鉄粉としてもよい。また、本
発明では、前記鉄粉を、重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を
含み、さらにMn：0.05〜0.40％を含有し残部Feおよび不
可避的不純物からなるアトマイズ鉄粉に、重量％で、N
i：0.5 〜7.0 ％、Cu：0.5 〜7.0 ％およびMo：0.05〜
3.5 ％の中から選ばれた１種または２種以上が部分合金
化されてなる鉄粉としてもよい。また、本発明では、前
記鉄粉を、該表面に前記Ｂを含む化合物粉を付着させた
鉄粉としてもよい。

【００１２】また、本発明は、鉄粉と、Ｂを含む化合物
粉と、銅粉と、あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛粉お
よび潤滑剤とを混合した粉末冶金用鉄基混合粉であっ
て、前記鉄粉が重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉
であり、前記Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢを含む化
合物粉からなり、前記Ｂを含む化合物粉を、前記鉄粉と
前記Ｂを含む化合物粉と前記銅粉と前記黒鉛粉との合計
量に対し重量％で、Ｂ換算で0.001 〜0.3 ％、前記銅粉
を４％以下混合したことを特徴とする粉末冶金用鉄基混
合粉である。本発明では、前記鉄粉を、重量％で、Ｓ：
0.03〜0.30％を含み、さらにMn：0.05〜0.40％を含有し
残部Feおよび不可避的不純物からなるアトマイズ鉄粉と
するのが好ましい。また、本発明では、前記鉄粉を、該
表面に前記Ｂを含む化合物粉を付着させた鉄粉としても
よい。

【００１３】また、本発明は、鉄粉と、Ｂを含む化合物
粉と、MnS 粉と、あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛粉
および潤滑剤とを混合した粉末冶金用鉄基混合粉であっ
て、前記鉄粉が重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉
であり、前記Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢを含む化
合物粉からなり、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉と前
記MnS 粉とあるいはさらに前記黒鉛粉との合計量に対し
重量％で、前記Ｂを含む化合物粉をＢ換算で0.001 〜0.
3 ％、前記MnS 粉を0.05〜1.0 ％混合したことを特徴と
する粉末冶金用鉄基混合粉であり、前記鉄粉を、重量％
で、Ｓ：0.03〜0.30％を含み、さらにMn：0.05〜0.40％
を含有し残部Feおよび不可避的不純物からなるアトマイ
ズ鉄粉としてもよく、また、前記鉄粉を、重量％で、
Ｓ：0.03〜0.30％、Mn：0.05〜0.40％を含み、さらにN
i：0.5 〜7.0 ％、およびMo：0.05〜6.0 ％の中から選
ばれた１種または２種を含有し残部Feおよび不可避的不
純物からなるアトマイズ鉄粉としてもよい。また、前記
鉄粉を、重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含み、さらにM
n：0.05〜0.40％を含有し残部Feおよび不可避的不純物
からなるアトマイズ鉄粉に、重量％で、Ni：0.5 〜7.0
％、Cu：0.5 〜7.0 ％およびMo：0.05〜3.5 ％の中から
選ばれた１種または２種以上が部分合金化されてなる鉄
粉としてもよい。また、本発明では、前記鉄粉を、該表
面に前記Ｂを含む化合物粉を付着させた鉄粉としてもよ
い。

【００１４】また、本発明は、鉄粉と、Ｂを含む化合物
粉と、MnS 粉と、銅粉と、あるいはさらに黒鉛粉、また
は黒鉛粉および潤滑剤とを混合した粉末冶金用鉄基混合
粉であって、前記鉄粉が重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を
含む鉄粉であり、前記Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢ
を含む化合物粉からなり、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合
物粉と前記MnS 粉と前記銅粉と前記黒鉛粉との合計量に
対し重量％で、前記Ｂを含む化合物粉をＢ換算で0.001
〜0.3 ％、前記MnS 粉を0.05〜1.0 ％、前記銅粉を４％
以下混合したことを特徴とする粉末冶金用鉄基混合粉で
ある。また、本発明では、前記鉄粉を、重量％で、Ｓ：
0.03〜0.30％を含み、さらにMn：0.05〜0.40％を含有し
残部Feおよび不可避的不純物からなるアトマイズ鉄粉と
するのが好ましい。また、本発明では、前記鉄粉を、該
表面に前記Ｂを含む化合物粉を付着させた鉄粉としても
よい。

【００１５】また、本発明は、鉄粉に、Ｂを含む化合物
と、あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛粉および潤滑剤
または必要に応じ銅粉を混合し、混合粉とする工程と、
該混合粉を加圧成形し圧粉体とする工程と、該圧粉体を
焼結する工程とを順次施してなる焼結体の製造方法であ
って、前記鉄粉は、Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉であ
り、前記Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢを含む化合物
粉からなり、前記Ｂを含む化合物粉を、前記鉄粉と前記
Ｂを含む化合物粉と前記黒鉛粉と前記銅粉の合計量に対
し重量％で、Ｂ換算で0.001 〜0.30％混合したことを特
徴とする焼結体の製造方法である。

【００１６】また、本発明は、鉄粉に、Ｂを含む化合物
と、あるいはさらに黒鉛粉および必要に応じ銅粉を混合
し、混合粉とする工程と、該混合粉に潤滑剤を添加し、
さらに混合する工程と、ついで、加圧成形し圧粉体とす
る工程と、該圧粉体を焼結する工程とを順次施してなる
焼結体の製造方法であって、前記鉄粉は、Ｓ：0.03〜0.
30％を含む鉄粉であり、前記Ｂを含む化合物粉が１種以
上のＢを含む化合物粉からなり、前記Ｂを含む化合物粉
を、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉と前記黒鉛粉と前
記銅粉の合計量に対し重量％で、Ｂ換算で0.001 〜0.30
％混合し、前記混合粉とする工程が、前記鉄粉に常温で
液体の脂肪酸を加えて混合する一次混合工程と、ついで
前記一次混合粉に、Ｂを含む化合物と黒鉛と必要に応じ
添加する銅粉と金属石鹸とを加え混合する二次混合工程
と、二次混合中あるいは二次混合後昇温して、脂肪酸と
金属石鹸との共溶融物を生成させ混合する三次混合工程
と、該三次混合工程後の冷却時に金属石鹸またはワック
スを加え混合する四次混合工程とを順次施して混合粉と
してもよい。

【００１７】また、本発明では、前記二次混合工程に代
わり、前記一次混合粉に、Ｂを含む化合物粉と金属石鹸
とを加え混合する工程とし、前記四次混合工程に代わ
り、前記三次混合工程後の冷却時に黒鉛粉と必要に応じ
添加する銅粉と、金属石鹸またはワックスを加え混合す
る工程としてもよい。また、本発明では、前記混合粉と
する工程が、鉄粉に、Ｂを含む化合物粉、黒鉛粉と、必
要に応じ添加する銅粉と融点の異なる２種以上のワック
スを加え混合する一次混合工程と、一次混合中あるいは
一次混合後に昇温してワックスの部分溶融物を生成さ
せ、ついで混合する二次混合工程と、ついで、冷却し、
部分溶融物を冷却固着させ、鉄粉粒子の表面に、少なく
ともＢを含む化合物粉を固着させ、さらに冷却時に金属
石鹸またはワックスを加え混合する三次混合工程とから
なる工程としてもよい。また、本発明では、前記一次混
合工程に代わり、鉄粉に、Ｂを含む化合物粉と融点の異
なる２種以上のワックスを加え混合する工程とし、前記
三次混合工程に代わり、冷却時に黒鉛粉と必要に応じ添
加する銅粉と、金属石鹸またはワックスを加え混合する
工程としてもよい。

【００１８】また、本発明は、鉄粉に、Ｂを含む化合物
と、MnS 粉と、あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛粉お
よび潤滑剤または必要に応じ銅粉を混合し、混合粉とす
る工程と、該混合粉を加圧成形し圧粉体とする工程と、
該圧粉体を焼結する工程とを順次施してなる焼結体の製
造方法であって、前記鉄粉は、Ｓ：0.03〜0.30％を含む
鉄粉であり、前記Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢを含
む化合物粉からなり、前記Ｂを含む化合物粉を、前記鉄
粉と前記Ｂを含む化合物粉と前記MnS 粉と前記黒鉛粉と
前記銅粉の合計量に対し重量％でＢ換算で0.001 〜0.30
％、前記MnS 粉を、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉と
前記MnS 粉と前記黒鉛粉と前記銅粉の合計量に対し重量
％で0.05〜1.0 ％、混合したことを特徴とする焼結体の
製造方法である。

【００１９】また、本発明は、鉄粉に、Ｂを含む化合物
と、MnS 粉と、あるいはさらに黒鉛粉および必要に応じ
銅粉を混合し、混合粉とする工程と、該混合粉に潤滑剤
を添加し、さらに混合する工程と、ついで、加工成形し
圧粉体とする工程と、該圧粉体を焼結する工程とを順次
施してなる焼結体の製造方法であって、前記鉄粉は、
Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉であり、前記Ｂを含む化合
物粉が１種以上のＢを含む化合物粉からなり、前記Ｂを
含む化合物粉を、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉と前
記黒鉛粉と前記銅粉の合計量に対し重量％でＢ換算で0.
001 〜0.30％、前記MnS 粉を、前記鉄粉と前記Ｂを含む
化合物粉と前記MnS 粉と前記黒鉛粉と前記銅粉の合計量
に対し重量％で0.05〜1.0 ％、混合し、前記混合粉とす
る工程が、前記鉄粉に常温で液体の脂肪酸を加えて混合
する一次混合工程と、ついで前記一次混合粉に、Ｂを含
む化合物と黒鉛と必要に応じ添加する銅粉と金属石鹸と
を加え混合する二次混合工程と、二次混合中あるいは二
次混合後昇温して、脂肪酸と金属石鹸との共溶融物を生
成させ混合する三次混合工程と、該三次混合工程後の冷
却時に金属石鹸またはワックスを加え混合する四次混合
工程とを順次施して混合粉としてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の鉄基混合粉は、Ｓを含有
する鉄粉と、Ｂを含む化合物粉と、あるいはさらに黒鉛
粉、または黒鉛粉および潤滑剤と、さらに必要に応じ銅
粉とを、混合したものである。また、本発明の鉄基混合
粉は、さらにMnS 粉を混合してもよい。

【００２１】本発明の混合粉を用いた焼結体では、正確
なメカニズムは不明であるが、鉄粉中のＳ、あるいは鉄
粉中に存在するMnS 、FeS 等の介在物中のＳと、Ｂを含
む化合物中に含まれるＢとの相互作用により遊離黒鉛が
生成しやすくなると考えられる。これは、Ｓ含有量の低
い純鉄粉（Ｓ＝0.02wt％程度）と、Ｂを含む化合物と混
合して焼結体を作製しても焼結体中に遊離黒鉛の生成は
認められないことからも推察できる。鉄粉中のＳ含有量
を本発明の範囲に限定すれば、鉄粉にNi、Cu、Mo等を部
分合金化により、あるいはNi、Moを予合金化により添加
しても、遊離黒鉛が生成しやすくなる効果は変わらな
い。この遊離黒鉛が、焼結体の切削性を向上させ、さら
に、遊離黒鉛の自己潤滑作用で焼結体の摺動特性をも向
上させる。

【００２２】すなわち、本発明では、切削性、摺動特性
の更なる向上のために、Ｓを所定量含有する鉄粉と、Ｂ
を含む化合物粉と、あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛
粉および潤滑剤とさらに必要に応じ銅粉と、あるいはさ
らにMnS 粉を混合して、焼結体を作製することが肝要な
のである。つぎに、本発明の限定理由を説明する。

【００２３】鉄粉中のＳ含有量：0.03〜0.30％ Ｓは、焼結体内の遊離黒鉛量を増加させる効果を有して
いる。Ｓ含有量が0.03％未満では残留黒鉛量の増加効果
が認められない。一方、0.30％を超えると、焼結時に
「すす」を発生し、製品である機械部品が錆やすくな
る。このため、鉄粉中のＳ含有量は重量％で、0.03〜0.
30％に限定した。

【００２４】鉄粉は、重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含
み、さらにMn：0.05〜0.40％を含有し残部Feおよび不可
避的不純物からなるアトマイズ鉄粉とするのが好まし
い。 鉄粉中のMn含有量：0.05〜0.40％ Mnは、焼結体内の遊離黒鉛量を減少させる元素である。
このため、予合金で含まれる鉄粉中のMnを0.40％を超え
て含有させると、焼結体内の遊離黒鉛量が少なくなり、
焼結体の切削性、摺動特性が低下する。また、Mnはでき
るだけ低減するのが望ましいが、溶鋼成分の調整段階で
Mn量の低減のために要する精錬コストと焼結体の切削性
の兼ね合いからMnの下限は0.05％とする。なお、好まし
い範囲は0.07〜0.15％である。

【００２５】さらに、必要に応じ、アトマイズ鉄粉中に
は、Ni：0.5 〜7.0 ％、およびMo：0.05〜6.0 ％の中か
ら選ばれた１種または２種を添加してもよい。Ni、Mo
は、焼結体の強度を高めるために予合金化して添加して
もよい。Niが0.5 ％未満、Moが0.05％未満では、焼結体
の強度の向上が認められない。また、Niが7.0 ％、Moが
6.0 ％を超えると焼結体の切削性が急激に低下するとと
もに、矯正が困難となるため、予合金添加する場合に
は、Niは0.5 〜7.0 ％、Moは0.05〜6.0 ％の範囲に限定
した。

【００２６】アトマイズ鉄粉は、上記した範囲の所定の
組成に調整した溶鋼を高圧水で噴霧した生粉を乾燥し、
さらに還元処理を施し、粉砕分級して製造される。乾
燥、還元処理は通常の条件でよく、とくに限定しない。
さらに、必要に応じ、Ｓ：0.03〜0.30％を含み、さらに
Mn：0.05〜0.40％を含有し残部Feおよび不可避的不純物
からなるアトマイズ鉄粉に、重量％で、Ni：0.5 〜7.0
％、Cu：0.5 〜7.0 ％およびMo：0.05〜3.5 ％の中から
選ばれた１種または２種以上を部分合金化させて添加し
てもよい。

【００２７】また、Ni、Cu、Moは、アトマイズ鉄粉に、
Ni、Cu、Mo粉あるいはMoO₃粉を混合し、熱処理により拡
散付着させて部分合金化させて添加するのが好ましい。
Ni、Cu、Moは、焼結体の強度を高めるために添加する
が、部分合金化させて添加する場合には、Ni：0.5 〜7.
0 ％、Cu：0.5 〜7.0 ％およびMo：0.05〜3.5 ％の中か
ら選ばれた１種または２種以上を添加する。各元素が下
限未満では、焼結体の強度向上が認められず、上限を超
えると焼結体の切削性が急激に低下するとともに、焼結
体の矯正が困難となる。

【００２８】光輝焼入れ、浸炭熱処理後は遊離黒鉛が一
部鉄粒子内に再固溶しベイナイト、マルテンサイトを主
体とする組織となり高強度が得られる。 Ｂを含む化合物粉の配合量：Ｂ換算で0.001 〜0.3 ％ Ｂを含む化合物粉の配合量は、鉄粉とＢを含む化合物粉
あるいはさらに、黒鉛粉および必要に応じ添加される銅
粉との合計量に対する重量％で、Ｂ換算で0.001 〜0.3
％とする。

【００２９】Ｂを含む化合物粉としては、Ｂの酸化物、
Ｂの窒化物、ほう酸塩等が好適である。なかでも、B
₂O₃、H₃BO₃ 、ほう酸アンモニウム、六方晶BNが好まし
い。これらＢを含む化合物粉を１種以上混合して配合す
るのが好ましい。Ｂを含む化合物粉を１種以上Ｂ換算で
0.001 ％以上配合すると、焼結体中の遊離黒鉛量の増加
が著しくなり、焼結体の切削性、摺動特性が一段と向上
する。一方、Ｂを含む化合物粉の配合量が、Ｂ換算で、
0.3 ％を超えると圧縮性が低下する。このため、配合す
るＢを含む化合物粉量はＢ換算で0.001 〜0.3 ％の範囲
に限定した。

【００３０】MnS 粉の配合量：0.05〜1.0 ％ MnS 粉の配合量は、鉄粉、Ｂを含む化合物粉、MnS 粉、
黒鉛粉および必要に応じ添加される銅粉との合計量に対
する重量％で、0.05〜1.0 ％が好ましい。MnS粉は、切
削性を一層改善させるために必要に応じ添加する。MnS
粉の配合量が0.5 ％未満ではその効果が少なく、1.0 ％
を超えると特性改善の効果は飽和するため改善コストの
面から好ましくない。このため、MnS 粉の配合量は0.05
〜1.0 ％の範囲に限定した。

【００３１】黒鉛粉の配合量：0.5 〜3.0 ％ 黒鉛粉の配合量は、鉄粉、Ｂを含む化合物粉、黒鉛粉お
よび必要に応じ添加される銅粉との合計量に対する重量
％で、0.5 〜3.0 ％が好ましい。黒鉛粉末は摺動特性と
切削性向上のために焼結後気孔に黒鉛を残留させる黒鉛
源として、また鉄中に固溶せしめさらに強度を高めるた
めに添加する。0.5 ％未満では、摺動特性と強度が低下
し、一方、3.0 ％を超えるとパーライト比率が増加し切
削性が低下する。

【００３２】銅粉の配合量：４％以下 銅粉（Cu粉）の配合量は、鉄粉、Ｂを含む化合物粉、黒
鉛粉および銅粉との合計量に対する重量％で、４％以下
とするのが好ましい。Cu粉は、切削性を低下させないで
強度を高めるために必要に応じ添加する。４％を超える
と切削性が低下する。

【００３３】ついで、上記した鉄粉、Ｂを含む化合物
粉、黒鉛粉と、必要に応じ添加するMnS 粉と、必要に応
じ添加する銅粉との合計量100 重量部に対し、好ましく
は潤滑剤2.0 重量部以下を加え、Ｖブレンダ等の通常の
方法で１度に混合するのが好ましい。潤滑剤としてはス
テアリン酸亜鉛、オレイン酸、ステアリン酸アミドとエ
チレンビスマスステアリン酸アミドの混合物、ステアリ
ン酸リチウム等が好適である。

【００３４】また、上記した鉄粉、Ｂを含む化合物粉を
Ｖブレンダ等の通常の方法で混合した混合粉末に、黒鉛
粉、潤滑剤と必要に応じ添加するMnS 粉と必要に応じ添
加する銅粉とをＶブレンダ等の通常の方法で混合する、
２回以上に分けて混合する方法でもよい。また、偏析防
止処理を行い、Ｂを含む化合物を鉄粉表面に付着させる
ように混合してもよい。この混合方法は、以下に示すよ
うに行うのがよい。

【００３５】上記した鉄粉に、常温で液体の脂肪酸を加
えて１次混合し、ついでＢを含む化合物粉、黒鉛粉と、
必要に応じ添加するMnS 粉と、必要に応じ添加する銅粉
と金属石鹸とを加え２次混合し、２次混合中あるいは２
次混合後に昇温して脂肪酸と金属石鹸との共溶融物を生
成させ、ついで３次混合させながら冷却し、共溶融物を
冷却固着させ、共溶融物の結合力により鉄粉粒子の表面
に、少なくともＢを含む化合物粉を固着させ、さらに冷
却時に金属石鹸またはワックスを加え４次混合を行うの
がよい。この偏析防止処理により、Ｂを含む化合物粉を
鉄粉表面に固着させた鉄粉とすることができる。これに
より、焼結体の遊離黒鉛生成量がＶブレンダを用いた単
純混合法に比べ増加する。

【００３６】また、上記工程のうち、２次混合時にＢを
含む化合物粉と金属石鹸とを加え、４次混合時に黒鉛粉
と、必要に応じ添加する銅粉と金属石鹸またはワックス
を加えるように、上記工程を一部変更してもよい。ま
た、上記した鉄粉に、Ｂを含む化合物粉、黒鉛粉と、必
要に応じ添加するMnS 粉と、必要に応じ添加する銅粉と
融点の異なる２種以上のワックスを加え１次混合し、１
次混合中あるいは１次混合後に昇温してワックスの部分
溶融物を生成させ、ついで２次混合しながら冷却し、部
分溶融物を冷却固着させ、部分溶融物の結合力により鉄
粉粒子の表面に、少なくともＢを含む化合物粉を固着さ
せ、さらに冷却時に金属石鹸またはワックスを加え３次
混合を行ってもよい。また、上記工程のうち、１次混合
時に鉄粉にＢを含む化合物粉と融点の異なる２種以上の
ワックスを加え、冷却時に黒鉛粉と必要に応じ添加する
銅粉と、金属石鹸またはワックスを加える３次混合を行
うように、上記工程を一部変更してもよい。

【００３７】混合後、所定の圧粉密度となるように加圧
成形し、焼結して焼結体を製造するのが好ましい。

【００３８】

【実施例】

（実施例１）表１に示すＳ、Mnを含有し残部Feおよび不
可避的不純物からなる組成のアトマイズ鉄粉を製造し
た。まず、所定組成に調整した溶鋼（1630℃）を、水で
アトマイズし、粉末とした。この粉末を窒素雰囲気中で
140 ℃×60min の乾燥を行ってから、純水素雰囲気中で
930 ℃×20min の還元処理を施した。冷却後、還元炉か
ら取り出し、粉砕、分級しアトマイズ鉄粉とした。

【００３９】これらアトマイズ鉄粉に、Ｂを含む化合物
粉と、MnS 粉、黒鉛粉、Cu粉、潤滑剤を、次に示す混合
方法１〜５により混合粉とした。（なお、Ｂを含む化合
物粉、黒鉛粉、MnS 粉およびCu粉の配合量は、鉄粉とＢ
を含む化合物粉、黒鉛粉、MnS 粉およびCu粉の合計量に
対する重量％で示す。） 混合方法１： これらアトマイズ鉄粉に、Ｂを含む化合物粉として、
表１に示す量のほう酸（H₃BO₃ ）、酸化硼素（B₂O₃）、
ほう酸アンモウム粉末、六方晶窒化硼素（BN）の１種以
上と、黒鉛粉1.5 wt％およびCu粉2.0wt ％と、一部につ
いては表１に示す量のMnS 粉と、これらの合計量100 重
量部に対しステアリン酸亜鉛１重量部を加え、Ｖブレン
ダで15分間混合し混合粉とした。

【００４０】混合方法２： これらアトマイズ鉄粉に、オレイン酸0.3wt ％をスプ
レー噴霧し３min 間均一混合し、 その後、表１に示す量のＢを含む化合物粉と、黒鉛粉
1.5 wt％およびCu粉2.0wt ％と、これらの合計量100 重
量部に対しステアリン酸亜鉛0.4 重量部とを添加して十
分混合したのち110 ℃で加熱混合し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、鉄粉粒子に
黒鉛とＢを含む化合物をオレイン酸とステアリン酸亜鉛
の共融体結合剤により固着した混合粉とした。

【００４１】さらに、この混合粉に、ステアリン酸亜
鉛を、鉄粉とオレイン酸とＢを含む化合物粉と黒鉛粉と
銅粉の合計量100 重量部に対し、0.3 重量部添加し、均
一混合した。 混合方法３： アトマイズ鉄粉に、表１に示す量のＢを含む化合物粉
と、黒鉛粉1.5 wt％と、Cu粉2.0wt ％と、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混合物0.
4 wt％とを添加し十分混合したのち110 ℃で加熱混合
し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、鉄粉粒子に
黒鉛とＢを含む化合物を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部分共融体結合剤により固
着した混合粉とした。

【００４２】この混合粉に、ステアリン酸亜鉛を、鉄
粉とＢを含む化合物粉と黒鉛粉とCu粉とステアリン酸ア
ミドとエチレンビスステアリン酸アミドとの混合物との
合計量100 重量部に対し、0.3 重量部を添加して均一混
合した。 混合方法４： アトマイズ鉄粉に、オレイン酸0.3wt ％をスプレー噴
霧し３min 間均一混合し、 その後、表１に示す量のＢを含む化合物粉と、ステア
リン酸亜鉛を、鉄粉とオレイン酸と黒鉛粉とCu粉との合
計量100 重量部に対し0.4 重量部、添加して十分混合し
たのち110 ℃で加熱混合し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、鉄粉粒子に
Ｂを含む化合物をオレイン酸とステアリン酸亜鉛の共融
体結合剤により固着した混合粉とした。

【００４３】この混合粉に黒鉛粉を1.5 wt％と、Cu粉
を2.0wt ％と、ステアリン酸亜鉛を、鉄粉とＢを含む化
合物粉と黒鉛粉とCu粉とオレイン酸との合計量100 重量
部に対し、0.3 重量部とを添加し均一混合した。 混合方法５： アトマイズ鉄粉に、表１に示す量のＢを含む化合物粉
と、ステアリン酸アミドとエチレンビスステアリン酸ア
ミドとの混合物0.4 wt％とを添加し十分混合したのち11
0 ℃で加熱混合し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、Ｂを含む化
合物粉をステアリン酸アミドとエチレンビスステアリン
酸アミドとの部分共融体結合剤により固着した混合粉と
した。

【００４４】この混合粉に、黒鉛粉を1.5 wt％と、Cu
粉を2.0wt ％と、ステアリン酸亜鉛を、鉄粉とステアリ
ン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドとの混合
物と黒鉛粉とCu粉との合計量100 重量部に対し0.3 重量
部、添加して均一混合した。これらの混合粉を加圧成形
し成形体とした。 圧縮性は、上記した混合粉を６ton/cm² で10φ×10mmの
円柱状の成形体に成形し、その密度で評価した。密度が
大きいほど圧縮性はよい。

【００４５】遊離黒鉛量及び切削性は、密度6.85g/cm³
になるように加圧して、円柱状の成形体とし、その成形
体を、水素10体積％を含む窒素雰囲気中で1130℃×20mi
n の焼結処理により得た焼結体を用いて評価した。得ら
れた焼結体内の遊離黒鉛量は、焼結体の１部（試料）を
硝酸で溶解し、残渣をガラスフィルタで濾過して得た濾
液から、赤外線吸収法で求めた。また、切削性は、外径
60mmφ、高さ10mmの円柱状の焼結体を用い、直径２mmφ
のハイス製ドリルを、10000rpm、0.012mm/rev の条件で
回転させ、試験片に多数の孔を開け、ドリルが穿孔不能
になるまでに開けた孔の平均個数( ドリル３本の平均
値）を求め、その数値で評価した。その数値が大きいほ
ど切削性がよいとした。

【００４６】これらの結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１より、本発明の粉末冶金用鉄基混合粉
で製造した焼結体(No.1 〜No.4 、No.9〜13 )は、切削
性が大幅に向上した。これに対し、Ｂを含む化合物粉の
配合量が本発明範囲を超える焼結体No.6では、切削性の
劣化は少ないが圧縮性が低下している。また、ほう酸
（H₃BO₃ ）の配合がない焼結体No.5、Ｓ量が低い焼結体
No.7、Mn量が高い焼結体No.8では、遊離黒鉛量が少なく
切削性が低下している。また、ほう酸の配合量が同じ
で、混合方法の異なる焼結体No.3、No.10 、No.11〜No.
13 を比較すると、偏析防止処理を行った焼結体No.10
、No.11 〜No.13 のほうがNo.3に比べ遊離黒鉛量が多
く、切削性が優れている。また、MnS 粉を添加混合した
焼結体（No.14 、No.15 ）は、焼結体No.1にくらべ切削
工具寿命が増加しており、MnS 粉の添加により切削性が
一層向上することがわかる。 （実施例２）表２に示すＳ、Mnを含有する元粉となるア
トマイズ鉄粉を製造した。

【００４９】まず、所定組成に調整した溶鋼（溶鋼温
度：1630℃）を、水でアトマイズし、粉末とした。この
粉末を窒素雰囲気中で140 ℃×60min の乾燥を行ってか
ら、純水素雰囲気中で930 ℃×20min の還元処理を施し
た。冷却後、還元炉から取り出し、粉砕、分級しアトマ
イズ鉄粉の元粉とした。これら元粉に、カーボニルNi
粉、三酸化Mo粉、Cu粉を表２に示す組成となる割合で混
合し、水素ガス中で875 ℃×60min の焼鈍を施し元粉表
面に拡散付着させた合金鋼粉とした。（なお、表２中の
Ni、Mo、Cu含有量は鉄粉中の重量％で示す。) これら合金鋼粉に、表２に示す量のＢを含む化合物粉
と、MnS 粉、黒鉛粉および潤滑剤を、つぎに示す混合方
法１Ａ〜５Ａにより混合粉とした。前記１〜５の混合方
法ではCu粉を混合したが、１Ａ〜５Ａの混合方法ではCu
粉を混合していない。（なお、Ｂを含む化合物粉、MnS
粉、黒鉛粉の配合量は、合金鋼粉とＢを含む化合物粉、
MnS 粉と黒鉛粉の合計量に対する重量％で示す。） 混合方法１Ａ： これら合金鋼粉に、Ｂを含む化合物粉として、表２に
示す量のほう酸（H₃BO ₃ ）、酸化硼素（B₂O₃) 、ほう酸
アンモニウム粉末、六方晶窒化硼素（BN）の１種以上
と、黒鉛粉1.5wt ％と、一部については表２に示す量の
MnS 粉と、これらの合計量100 重量部に対しステアリン
酸亜鉛１重量部を加えてＶブレンダーで15min 間混合し
混合粉とした。

【００５０】混合方法２Ａ： これら合金鋼粉に、オレイン酸0.3wt ％をスプレー噴
霧し３min 間均一混合し、 その後、表２に示す量のＢを含む化合物粉と、黒鉛粉
1.5 wt％と、これらの合計量100 重量部に対しステアリ
ン酸亜鉛0.4 重量部とを添加して十分混合したのち110
℃で加熱混合し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、鉄粉粒子に
黒鉛とほう酸（H₃BO₃）をオレイン酸とステアリン酸亜
鉛の共融体結合剤により固着した混合粉とした。

【００５１】さらに、この混合粉に、ステアリン酸亜
鉛を、鉄粉とオレイン酸とＢを含む化合物粉と黒鉛粉と
の合計量100 重量部に対し、0.3 重量部添加し、均一混
合した。 混合方法３Ａ： 合金鋼粉に、表２に示す量のＢを含む化合物粉と、黒
鉛粉1.5 wt％と、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混合物0.4 wt％とを添加し十分混
合したのち110 ℃で加熱混合し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、鉄粉粒子に
黒鉛とほう酸（H₃BO₃）を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部分共融体結合剤により
固着した混合粉とした。

【００５２】この混合粉に、ステアリン酸亜鉛を、鉄
粉とＢを含む化合物粉と黒鉛粉と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混合物との合計量
100重量部に対し、0.3 重量部を添加して均一混合し
た。 混合方法４Ａ： 合金鋼粉に、オレイン酸0.3wt ％をスプレー噴霧し３
min 間均一混合し、 その後、表２に示す量のＢを含む化合物粉と、ステア
リン酸亜鉛を、鉄粉とオレイン酸と黒鉛粉との合計量10
0 重量部に対し0.4 重量部添加して、十分混合したのち
110 ℃で加熱混合し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、鉄粉粒子に
ほう酸（H₃BO₃ ）をオレイン酸とステアリン酸亜鉛の共
融体結合剤により固着した混合粉とした。

【００５３】この混合粉に黒鉛粉を1.5 wt％と、ステ
アリン酸亜鉛を、鉄粉とＢを含む化合物粉と黒鉛粉とオ
レイン酸との合計量100 重量部に対し、0.3 重量部とを
添加し均一混合した。 混合方法５Ａ： 合金鋼粉に、表２に示す量のＢを含む化合物粉と、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
の混合物0.4 wt％とを添加し十分混合したのち110 ℃で
加熱混合し、 さらに混合しながら85℃以下に冷却して、Ｂを含む化
合物粉をステアリン酸アミドとエチレンビスステアリン
酸アミドとの部分共融体結合剤により固着した混合粉と
した。

【００５４】この混合粉に、黒鉛粉を1.5 wt％と、ス
テアリン酸亜鉛を、鉄粉と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混合物と黒鉛粉とＢを含
む化合物粉との合計量100 重量部に対し0.3 重量部と
を、添加して均一混合した。これら混合粉の混合状態を
概念的に図１〜図５に示す。図１は混合方法１Ａ、図２
は混合方法２Ａ、図３は混合方法３Ａ、図４は混合方法
４Ａ、図５は混合方法５Ａの方法で混合した場合の混合
状態を示す。

【００５５】これらの混合粉を加圧成形し成形体とし
た。遊離黒鉛量及び切削性は、上記した混合粉を密度7.
0g/cm³になるように加圧して、円柱状の成形体とし、水
素10体積％を含む窒素雰囲気中で1250℃×60min の焼結
処理により得た焼結体を用いて実施例１と同様に評価し
た。圧縮性は、実施例１と同様な方法で評価した。

【００５６】さらに、焼結後の矯正の可否を調査した。
また、焼結体をカーボンポテンシャル0.8 ％の雰囲気中
で850 ℃×30min 加熱したのち160 ℃の油中に光輝焼入
れし、光輝焼入れ後の引張強さを測定した。これらの結
果を表２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】表２より、本発明の粉末冶金用鉄基混合粉
で製造した焼結体(No.2-1 〜No.2-7、No.2-15 〜No.2-1
9)は、遊離黒鉛量が0.60％以上あり、切削性の指数であ
る工具寿命も190 個以上と、切削性が大幅に向上した。
また、Ni、Cu、Moの添加で光輝焼入れ後の引張強さも70
0 〜960MPaと高強度を示している。また、焼結のままで
も矯正が可能である。これに対し、Ｂを含む化合物粉の
配合量が本発明範囲を超える焼結体No.2-9では、切削性
の劣化は少ないが圧粉性が低下している。また、Ｂを含
む化合物粉の配合がない焼結体No.2-8、Ｓ量が低い焼結
体No.2-10 、Mn量が高い焼結体No.2-11 では、遊離黒鉛
量が少なく切削性が低下し、矯正が不可能であった。ま
た、合金添加量が多い焼結体No.2-12 、No.2-13 、No.2
-14 は切削性が低下し、矯正が不可能となった。

【００５９】また、ほう酸の配合量が同じで、混合方法
の異なる焼結体No.2-2、No.2-16 、No.2-17 を比較する
と、偏析防止処理を行った焼結体No.2-16 、No.2-17 の
ほうがNo.2-2に比べ遊離黒鉛量が多く、切削性が優れて
いる。また、MnS 粉を添加混合した焼結体（No.2-20 、
No.2-21 ）は、焼結体No.2-1にくらべ切削工具寿命が増
加しており、MnS 粉の添加により切削性が一層向上する
ことがわかる。 （実施例３）表３に示すＳ、Mn、Ni、Moを含有し残部Fe
および不可避的不純物からなる組成のアトマイズ鉄粉を
製造した。

【００６０】まず、所定組成に調整した溶鋼を、水でア
トマイズし、粉末とし、窒素雰囲気中で140 ℃×60min
の乾燥を行ってから、純水素雰囲気中で930 ℃×20min
の還元処理を施し、冷却後、還元炉から取り出し、粉
砕、分級してアトマイズ鉄粉(合金鋼粉 )とした。これ
ら合金鋼粉に、表３に示す量のＢを含む化合物粉と、Mn
S 粉、黒鉛粉および潤滑剤を、実施例２に示す混合方法
１Ａ〜５Ａと同様の混合方法により混合粉とした。これ
らの混合粉を加圧成形し成形体とした。（なお、Ｂを含
む化合物粉、MnS 粉、黒鉛粉の配合量は、鉄粉とＢを含
む化合物粉とMnS 粉と黒鉛粉の合計量に対する重量％で
示す。） 遊離黒鉛量及び切削性は、上記した混合粉を密度7.0g/c
m³になるように加圧して、円柱状の成形体とし、水素10
体積％を含む窒素雰囲気中で1250℃×60min の焼結処理
により得た焼結体を用いて実施例１と同様に評価した。

【００６１】圧縮性は、実施例１と同様な方法で評価し
た。さらに、実施例２と同様に、焼結後の矯正の可否、
および光輝焼入れ後の引張強さを測定した。これらの結
果を表３に示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】表３より、本発明の粉末冶金用鉄基混合粉
で製造した焼結体（No.3-1〜No.3-5、No.3-12 〜No.3-1
5 ）は、遊離黒鉛量が0.80％以上あり、切削性の指数で
ある工具寿命も180 個以上と、切削性が大幅に向上し
た。また、Ni、Moの添加で光輝焼入れ後の引張強さも 7
20〜1050MPa と高強度を示している。また、焼結のまま
で矯正が可能である。これに対し、Ｂを含む化合物の配
合量が本発明範囲を超える焼結体No.3-7では、切削性の
劣化は少ないが圧縮性が低下している。また、Ｂを含む
化合物の配合がない焼結体No.3-6、Ｓ量が低い焼結体N
o.3-8、Mn量が高い焼結体No.3-9では、遊離黒鉛量が少
なく切削性が著しく低下し、矯正が不可能となった。ま
た、合金添加量が多い焼結体No.3-10 、No.3-11 は切削
性が低下し、矯正が不可能となった。

【００６４】また、配合量が同じで、混合方法の異なる
焼結体No.3-3、No.3-12 、No.3-13を比較すると、偏析
防止処理を行った焼結体No.3-12 、No.3-13 のほうがN
o. 3-3 に比べ遊離黒鉛量が多く、切削性が優れてい
る。また、MnS 粉を添加混合した焼結体（No.3-16 、N
o.3-17 ）は、焼結体No.3-1にくらべ切削工具寿命が増
加しており、MnS 粉の添加により切削性が一層向上する
ことがわかる。 （実施例４）表４に示すＳ、Mnを含有し元粉となるアト
マイズ鉄粉を製造した。

【００６５】まず、所定組成に調整した溶鋼を、水でア
トマイズし、粉末とし、窒素雰囲気中で140 ℃×60min
の乾燥を行ってから、純水素雰囲気中で930 ℃×20min
の還元処理を施し、冷却後、還元炉から取り出し、粉
砕、分級しアトマイズ鉄粉の元粉とした。これら元粉
に、カーボニルNi粉、三酸化Mo粉、Cu粉を表４に示す組
成となる割合で混合し、水素ガス中で875 ℃×60min の
焼鈍を施し元粉表面に拡散付着させた合金鋼粉とした。
（なお、表４中のNi、Cu、Mo含有量は鉄粉中の重量％で
示す。) これら合金鋼粉に、表４に示す量のＢを含む化合物粉
と、黒鉛粉1.5wt ％および潤滑剤を、実施例２に示す混
合方法１Ａ〜５Ａと同様の混合方法により混合粉とし
た。（なお、Ｂを含む化合物粉、黒鉛粉の配合量は、鉄
粉とＢを含む化合物粉と黒鉛粉の合計量に対する重量％
で示す。） これらの混合粉を加圧成形し成形体とした。

【００６６】遊離黒鉛量及び摺動特性は、上記した混合
粉を密度6.85g/cm³ になるように加圧して、円柱状の成
形体とし、ＲＸガス（endthermic gas）雰囲気中で1130
℃×20min の焼結処理により得た焼結体を用いて評価し
た。遊離黒鉛量は、この焼結体を用いて実施例１と同様
に評価した。さらに、摺動特性は、上記した方法で得た
焼結体から、内径10mmφ×外径20mmφ×高さ8mm の円筒
状試験体を製作し、その円筒内に直径10mmφのＳ45Ｃ製
シャフトを孔壁とのクリアラン20μm で挿入した。そし
て、乾燥条件下で、シャフトを周速100m/minで回転させ
て、接触荷重を低荷重から段階的に増加させる方法で耐
摩耗性試験を行い、シャフトと円筒内壁とが焼付いたと
きの接触荷重をその焼結体の摺動特性とした。焼付いた
ときの接触荷重が大きいほど摺動特性が良好とした。

【００６７】これらの結果を表４に示す。

【００６８】

【表４】

【００６９】表４より、本発明の粉末冶金用鉄基混合粉
で製造した焼結体および本発明の方法で製造した焼結体
(No.4-1 〜No.4-3、No.4-7〜No.4-10)は、遊離黒鉛量が
1.1％以上あり、焼付くときの接触荷重は６kgf/mm² 以
上と高い摺動特性を有している。このように、遊離黒鉛
量が１％以上となると、摺動特性が格段に向上する。こ
れに対し、Ｂを含む化合物の配合がない焼結体No.4-4、
Ｓ量が低い焼結体No.4-5、Mn量が高い焼結体No.4-6で
は、遊離黒鉛量が少なく摺動特性が低下している。な
お、偏析防止処理を施した焼結体No.4-7〜No.4-10 は、
遊離黒鉛量が増加し摺動特性は向上している。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、焼結体の切削性、摺動
特性が従来の鉄粉、混合粉を用いた焼結体にくらべ良く
なる。また、本発明による焼結体から機械部品を製造す
れば、機械部品の寸法精度が高まり、その寿命も延び、
産業上、非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は混合方法１Ａによる混合粉の混合状態
を示す概念図であり、（ｂ）はさらにMnS 粉を混合した
場合の混合状態を示す概念図である。

【図２】混合方法２Ａによる混合粉の混合状態を示す概
念図である。

【図３】混合方法３Ａによる混合粉の混合状態を示す概
念図である。

【図４】混合方法４Ａによる混合粉の混合状態を示す概
念図である。

【図５】混合方法５Ａによる混合粉の混合状態を示す概
念図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小倉 邦明 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所内 (72)発明者 楊 積彬 新潟県新潟市小金町３−１ 三菱マテリア ル株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄粉と、Ｂを含む化合物粉と、あるいは
   さらに黒鉛粉、または黒鉛粉および潤滑剤とを混合した
   粉末冶金用鉄基混合粉であって、前記鉄粉が重量％で、
   Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉であり、前記Ｂを含む化合
   物粉が１種以上のＢを含む化合物粉からなり、前記Ｂを
   含む化合物粉を、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉とあ
   るいはさらに前記黒鉛粉との合計量に対し重量％で、Ｂ
   換算で0.001 〜0.3 ％混合したことを特徴とする粉末冶
   金用鉄基混合粉。
2. 【請求項２】 鉄粉と、Ｂを含む化合物粉と、銅粉と、
   あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛粉および潤滑剤とを
   混合した粉末冶金用鉄基混合粉であって、前記鉄粉が重
   量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉であり、前記Ｂを
   含む化合物粉が１種以上のＢを含む化合物粉からなり、
   前記Ｂを含む化合物粉を、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合
   物粉と前記銅粉と前記黒鉛粉との合計量に対し重量％
   で、Ｂ換算で0.001 〜0.3 ％、前記銅粉を４％以下混合
   したことを特徴とする粉末冶金用鉄基混合粉。
3. 【請求項３】 鉄粉と、Ｂを含む化合物粉と、MnS 粉
   と、あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛粉および潤滑剤
   とを混合した粉末冶金用鉄基混合粉であって、前記鉄粉
   が重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉であり、前記
   Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢを含む化合物粉からな
   り、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉と前記MnS 粉とあ
   るいはさらに前記黒鉛粉との合計量に対し重量％で、前
   記Ｂを含む化合物粉をＢ換算で0.001 〜0.3 ％、前記Mn
   S 粉を0.05〜1.0 ％混合したことを特徴とする粉末冶金
   用鉄基混合粉。
4. 【請求項４】 鉄粉と、Ｂを含む化合物粉と、MnS 粉
   と、銅粉と、あるいはさらに黒鉛粉、または黒鉛粉およ
   び潤滑剤とを混合した粉末冶金用鉄基混合粉であって、
   前記鉄粉が重量％で、Ｓ：0.03〜0.30％を含む鉄粉であ
   り、前記Ｂを含む化合物粉が１種以上のＢを含む化合物
   粉からなり、前記鉄粉と前記Ｂを含む化合物粉と前記Mn
   S 粉と前記銅粉と前記黒鉛粉との合計量に対し重量％
   で、前記Ｂを含む化合物粉をＢ換算で0.001 〜0.3 ％、
   前記MnS 粉を0.05〜1.0 ％、前記銅粉を４％以下混合し
   たことを特徴とする粉末冶金用鉄基混合粉。
5. 【請求項５】 前記鉄粉が、重量％で、Ｓ：0.03〜0.30
   ％を含み、さらにMn：0.05〜0.40％を含有し残部Feおよ
   び不可避的不純物からなるアトマイズ鉄粉であることを
   特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の鉄基混
   合粉。
6. 【請求項６】 前記鉄粉が、重量％で、Ｓ：0.03〜0.30
   ％、Mn：0.05〜0.40％を含み、さらにNi：0.5 〜7.0
   ％、およびMo：0.05〜6.0 ％の中から選ばれた１種また
   は２種を含有し残部Feおよび不可避的不純物からなるア
   トマイズ鉄粉であることを特徴とする請求項１または３
   に記載の鉄基混合粉。
7. 【請求項７】 前記鉄粉が、重量％で、Ｓ：0.03〜0.30
   ％を含み、さらにMn：0.05〜0.40％を含有し残部Feおよ
   び不可避的不純物からなるアトマイズ鉄粉に、重量％
   で、Ni：0.5 〜7.0 ％、Cu：0.5 〜7.0 ％およびMo：0.
   05〜3.5 ％の中から選ばれた１種または２種以上が部分
   合金化されてなる鉄粉であることを特徴とする請求項１
   または３に記載の鉄基混合粉。
8. 【請求項８】 前記鉄粉が、該表面に前記Ｂを含む化合
   物粉を付着させた鉄粉であることを特徴とする請求項１
   ないし７のいずれかに記載の鉄基混合粉。