JPH1180807A

JPH1180807A - 鉄系焼結体部品の製造方法

Info

Publication number: JPH1180807A
Application number: JP18355798A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Shiga; 竜治志賀; 由重 ▲高▼ノ; Yoshie Kouno
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】所望寸法の鉄系焼結体部品の製造方法を提供
する。【解決手段】鉄系粉末材料を圧粉、焼結した敷板焼結
治具４に、鉄系粉末材料の圧粉体１を搭載して焼結す
る。さらには、鉄系粉末材料を圧粉、焼結した敷板焼結
治具４の形状が、鉄系焼結体部品の焼結前圧粉体の多段
下面を保持する形状である敷板焼結治具に、焼結前圧粉
体を保持搭載して焼結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄系粉末材料を所
定形状に圧縮成形した圧粉体を焼結して、所望寸法の焼
結体を得るための鉄系焼結体部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、焼結体部品の製造方法において
は、粉末材料を圧縮成形した圧粉体をカーボン板、メッ
シュベルト、金網、セラミック板等の耐熱性を有する敷
板上に配置し、焼結炉内を真空または非活性ガス雰囲気
として、加熱焼結するものが一般的である。寸法精度を
必要とする部品については、焼結後の焼結体を、さらに
プレスして部品の寸法を正確に出すサイジング加工や切
削研磨の加工を施している。

【０００３】焼結後のサイジング加工や切削研磨の加工
を焼結体に施す場合において、サイジング加工が困難で
あったり、切削研磨の加工に手間が多くかかり、結果と
して、粉末材料の歩留りが低下し、加工による費用が高
くつくといった問題が生じる。

【０００４】焼結体の所期の寸法精度が達成できないこ
との１つは、焼結温度において圧粉体が軟化し、降伏応
力の低下をまねき、圧粉体の形状によっては、圧粉体の
自重によって圧粉体の降伏応力を越える内部応力が圧粉
体に発生した結果、圧粉体が変形してしまうことであ
る。

【０００５】また、焼結時に使用される敷板（敷板の形
状は、圧粉体が搭載して接触する形状であればどのよう
な形状でもかまわない。例えばリング状でも良い。以下
同じ。）と圧粉体との熱膨張率が異なるため、焼結時の
加熱冷却過程において敷板及び圧粉体の膨張や収縮が発
生して、敷板と圧粉体との寸法の差が生じ、この寸法差
により、敷板と圧粉体との接触による摩擦力により敷板
と圧粉体の両者の自由な膨張や収縮が阻害される。この
圧粉体における膨張や収縮の阻害から、圧粉体に降伏応
力を越える内部応力が生じ、その結果、焼結体に歪みや
寸法バラツキが生じる。

【０００６】特開平８−２０８０４号公報は、敷板の代
わりにセラミックス製の複数のボールを圧粉体支持領域
に敷き詰め、この敷き詰めたボール層により、敷板を使
用した場合に発生する圧粉体との間の接触による摩擦力
を減少させる方法を提案している。

【０００７】しかし、図９に示すようなボス部９を有す
る多段の圧粉体６（外周凸部１０の外径Ｄ₃＝８０ｍ
ｍ、ボス部９の外径Ｄ₄＝４０ｍｍ、同内径Ｄ₅＝２０ｍ
ｍ、同高さｈ₂＝２０ｍｍ、外周凸部１０の高さｈ₃＝５
ｍｍ、同幅ｈ₄＝１０ｍｍ、ボス部９の高さｈ₅＝７．５
ｍｍ）場合には、その外周凸部１０の自重Ｆ₁（図１
０）による応力を緩和するために、多段の圧粉体６、特
にそのボス部９をボール層に深く埋め込み、外周凸部１
０が自重でＦ₁方向に変形しないよう上記ボールで保持
しておく必要がある。

【０００８】このため、ボス部９の高さｈ₅に比例して
外周凸部１０を支えるボール量を増量させなければなら
ず、ボス部９の高さｈ₅が高い焼結体部品の場合にはボ
ールのコストが増加し、またボールを増加させたことに
より加熱に要する熱量も増え、焼結のコストの増加を伴
う心配もある。

【０００９】また、圧粉体の重量が大きい場合、圧粉体
の径方向（例えば、図９の外径Ｄ₃）への熱膨張にボー
ルの追随が難しくなることもあり、その時は、焼結温
度、ボールの表面性状の条件によっては、焼結温度での
圧粉体の降伏応力以上の応力をボールより受ける場合も
あって、焼結体の充分な寸法精度を確保できない心配が
ある。

【００１０】実開昭６３−２７３５号公報は、セラミッ
クボード上に焼結体部品と同程度の熱膨張率を有する平
板形状の敷板治具を載せ、複層構造とすることにより、
焼結体部品と敷板治具間の摩擦力を低減することを提案
している。

【００１１】しかしながら、鉄系粉末材料の圧粉体を焼
結する際には、温度に対する鉄系特有の変態により大き
な寸法変化が起こる。このため同程度の熱膨張率だけを
有する敷板治具では不充分であり、同等の温度域で変態
を起こし、かつ同等の寸法変化が生じる敷板治具である
必要がある。

【００１２】また、同程度の熱膨張係数を有する敷板治
具であっても、この敷板治具に何回も焼結の加熱及び冷
却を繰り返すと、敷板治具に歪が生じてきて、焼結体部
品を載せた時に均一に設置できないという問題が出る。

【００１３】その場合、焼結体部品にも歪みが転写さ
れ、寸法精度が低下する。一般には敷板治具の歪みは、
矯正がむつかしく、矯正を繰り返すと割れが生じる心配
がある。このため焼結時に用いる平板形状の敷板治具の
寿命は短く、経済性が悪い。

【００１４】また、実開昭６３−２７３５号公報に開示
されたように、単なる平板形状の敷板治具では、図９の
ようなボス部９を有する多段の圧粉体の場合に、外周凸
部１０の自重を保持することができず、焼結時に自重に
より変形し、焼結体部品の寸法精度が低下する。

【００１５】鉄系焼結体部品の焼結前圧粉体の多段下面
を保持する形状に、敷板治具を多段に加工する方法もあ
るが、敷板治具の機械加工費による製造コスト上昇が避
けられない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】鉄系圧粉体を焼結する
工程で、鉄系圧粉体を焼結温度まで加熱した際、圧粉体
が著しく軟化する。そして、圧粉体の自重によって生じ
る内部応力や、圧粉体と敷板治具との摩擦力によって生
じる応力により、前記軟化した圧粉体、あるいは多段の
圧粉体が変形するため、焼結されると初期の焼結体の寸
法精度が確保できないという課題があった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、焼結時の圧粉
体の自重によって生じる鉄系圧粉体の内部応力や、鉄系
圧粉体と敷板治具との摩擦力によって生じる圧粉体への
応力を緩和し、寸法精度の良好な焼結体部品を製造する
ことを以下の手段により可能とした。

【００１８】すなわち、鉄系粉末材料を圧粉、焼結した
敷板焼結治具に、鉄系粉末材料の圧粉体を搭載して、該
圧粉体を焼結して鉄系焼結体部品を製造する方法であ
る。また、鉄系粉末材料を圧粉、焼結した敷板焼結治具
の形状が、鉄系焼結体部品の焼結前圧粉体の多段下面を
保持する形状であって、敷板焼結治具に焼結前圧粉体を
保持搭載して、該圧粉体を焼結して鉄系焼結体部品を製
造する方法も有用である。

【００１９】焼結体を敷板治具として用いたことによ
り、複数回の加熱、冷却を繰り返しても歪みは小さく、
歪みが生じた場合でも焼結体の変形能によりサイジング
による寸法矯正も可能であるため長寿命で経済性に優れ
る。

【００２０】また、鉄系粉末材料による敷板焼結治具を
用いることにより、鉄系の圧粉体が高温域で起こすオー
ステナイト変態等の寸法変化が生じても、敷板焼結治具
も同様の寸法変化挙動を示すため、寸法精度を維持する
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の技術は、鉄系粉末材料を
所定形状に圧縮成形した圧粉体を焼結して、所望寸法の
焼結体を得るための鉄系焼結体部品の製造方法であり、
各種の成分の鉄系粉末材料において有効である。焼結温
度での圧粉体内部の応力を圧粉体の降伏応力以下にする
ことにより、圧粉体に変形が生じないため、寸法精度の
良好な焼結体を製造することができる。

【００２２】敷板治具としての焼結体（敷板焼結治具）
の材質は、焼結しようとする鉄系粉末材料の圧粉体の材
質と同一であることがより好ましく、変態域でも近似し
た熱膨張収縮挙動により圧粉体と敷板治具間の摩擦力を
低減できる。

【００２３】本発明の敷板焼結治具に含有された炭素量
は、焼結体部品となる圧粉体に含有された炭素量の差が
±０．３重量％以内のものが好ましい。敷板焼結治具に
含有された炭素量が、焼結しようとする圧粉体に含有さ
れた炭素量より０．３重量％を超える場合、圧粉体が焼
結される際に浸炭される心配がある。

【００２４】また、敷板焼結治具の炭素量が、圧粉体よ
り０．３重量％未満の場合、焼結体部品となる圧粉体が
焼結される際に脱炭される心配がある。焼結体部品とな
る圧粉体の浸炭や脱炭が起こった場合、焼結体部品の金
属組織に変化が生じ、焼結体部品の特性が変化する。焼
結体部品となる圧粉体と同一の炭素量である敷板焼結治
具を使用するのが望ましい。

【００２５】敷板焼結治具の場合、複数回の加熱冷却を
繰り返しても、空孔がほとんど存在しない溶製材（鋳造
材、鍛造材等）による敷板治具と比較すれば、歪み量は
小さい。焼結体中に空孔が存在するため、空孔形状が変
形することにより局所的に応力の緩和を起こしやすいの
で全体の歪み量が小さくなるためと考えられる。

【００２６】また、敷板焼結治具に歪みが生じた場合、
金型内で再圧縮すること（サイジング）により歪みを矯
正することができる。焼結体の場合、内部空孔が存在す
るため、圧縮時に空孔が潰れる効果により圧縮時の変形
能が高く、容易に歪みを矯正することができる。そのた
め敷板治具としての寿命が長く経済性に優れる。内部空
孔のない溶製板材を用いた場合、変形能が低いためサイ
ジングによる歪み矯正が充分にできないため、寿命が短
い。

【００２７】たとえ形状が複雑なものであっても金型を
作製すれば、安価に大量の圧粉体を製造することができ
る。このため、敷板焼結治具は、加熱、冷却を繰り返す
ような条件であって、それがために交換頻度が高いよう
な敷板治具として用いるのに適している。

【００２８】なお、段付き形状等の多段の圧粉体では、
自重の影響による応力集中が多段の圧粉体の降伏応力を
越える状況となりやすく、変形し寸法精度が低下しやす
い。そこで、自重の影響を緩和するため、焼結体部品と
なる圧粉体の多段下面を保持する形状の敷板焼結治具を
用いて、応力集中の原因となる部位の自重を保持し、焼
結体部品の寸法精度を確保することができる。

【００２９】敷板焼結治具は、金型を用意すれば、安価
に大量の多段形状や複雑形状のものを歩留まり良く製造
することができる。溶製材を用いた場合は、多段複雑形
状に加工するためには切削加工が必要であり、材料の歩
留まり、切削工程の費用を考慮せねばならず、結果的に
コストが高くなる場合がある。

【００３０】本発明で使用する敷板焼結治具の寸法と、
焼結体部品の多段下面との寸法は、寸法差が少ないこと
が好ましいが、焼結体部品の要求寸法精度を考慮して規
定されるべきである。焼結体部品の要求される寸法精度
が低い場合は、敷板焼結治具の多段形状との寸法差も厳
密な精度を要求されない。望ましくは、焼結体部品の多
段下面に±０．０２ｍｍの範囲内での寸法差におさえて
保持搭載するのが好ましく、図８に変形例の模式図を示
すように、内側リング部１２の自重Ｆ₂による焼結体部
品の変形を抑さえ、高寸法精度の焼結体部品を得ること
ができる。

【００３１】また、敷板焼結治具は、多段形状の製品を
支持するために、複数の焼結治具を組み合わせて多段形
状の敷板焼結治具とすることもできる。組み合わせる場
合には、焼結治具同志を焼結接合により結合させ、一体
ものの敷板焼結治具とすることも有用である。

【００３２】本発明で使用される敷板焼結治具の空孔率
は、１〜５０体積％が好ましい。１体積％未満では、空
孔のほとんど存在しない溶製板材と同様に、加熱冷却を
繰り返すと歪みを生じやすく、歪みはサイジング工程な
どを施しても矯正しにくくなる。また、５０体積％を超
えると、加熱冷却により強度が劣化して使用できなくな
る。

【００３３】なお、圧粉、焼結した敷板焼結治具の替わ
りに、焼結前の圧粉しただけの敷板治具（敷板圧粉治
具）を用いることも有用である。ただし、敷板圧粉治具
の１回の使用の後は、敷板焼結治具になるのは当然であ
る。

【００３４】以下、本発明をどのように実施するかを具
体的に示した実施例及び比較例を示す。まず、実施例
（１）について示す。重量％でニッケル（Ｎｉ）が４
％、銅（Ｃｕ）が１．５％、モリブデン（Ｍｏ）が０．
５％で、残部が主成分となる鉄（Ｆｅ）である鉄合金粉
末に、重量％で０．５％の黒鉛（Ｃ）粉末及び０．８％
のステアリンサン亜鉛（潤滑成分となる。）を配合し、
Ｖ型混合機（Ｖブレンダー）で３０分間混合した粉末材
料１５を準備した。

【００３５】次に、上記粉末材料１５を用いて、図２に
示す円筒形状の圧粉体１（寸法諸元は、外径Ｄ₁＝６０
ｍｍ、内径Ｄ₂＝５０ｍｍ、高さｈ₁＝１６ｍｍ）を成形
した。図２の（ａ）は圧粉体１の横断面、（ｂ）は上方
から示したものである。この圧粉体１の成形密度は７．
０ｇ／ｃｍ³であった。焼結はメッシュベルト式の炉を
用い、焼結温度は１１５０℃とした。

【００３６】上記圧粉体１を焼結する時に用いる敷板治
具は、実施例（１）のものでは圧粉体１と同じ粉末材料
１５を用いた敷板焼結治具４であって、図１に示すよう
にカーボン板２（厚みｈ₁₁＝５ｍｍ）の上に設置してい
る。

【００３７】実施例（１）の敷板焼結治具４（外径Ｄ₁₅
＝６６ｍｍ、内径Ｄ₁₆＝４６ｍｍ、高さｈ₁₀＝８ｍｍ）
は円環形状であって、上記圧粉体１を搭載してメッシュ
ベルト炉で焼結するに十分な大きさである。そして、そ
の熱膨張係数は１２×１０^-6である。

【００３８】前記敷板焼結治具４の熱膨張係数は、敷板
焼結治具４と同じ粉末材料１５を用いた直径３ｍｍ、長
さ１０ｍｍの円柱の焼結体の室温から６００℃までの長
さの伸びを測定して求めたものである。

【００３９】圧粉体１を焼結した焼結体部品の外径Ｄ₁
寸法の最大値と最小値との差を２０コの焼結体部品で測
定し、その平均値を外径バラツキとした。結果を表１に
示す。併せて、焼結前の圧粉体の外径バラツキも示して
いる。実施例（１）では外径バラツキの少ない焼結体部
品が得られた。

【００４０】

【表１】

【００４１】比較例（１）でも、実施例（１）と同じ圧
粉体１を用いた。比較例（１）での焼結時の敷板治具
は、図７に示すように、表面に０．３ｍｍ厚さのアルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を被覆したカーボン板２（厚さ５ｍｍ）
である。なお、Ａｌ₂Ｏ₃の被覆は少なくとも０．２ｍｍ
厚さで良いと考えられる。

【００４２】比較例（１）は、従来からの技術に該当
し、敷板治具であるカーボン板２の静摩擦係数（μ）は
０．５５、熱膨張係数は４×１０^-6である。静摩擦係数
は、該カーボン板２を次第に傾斜し、圧粉体１が動き出
す角度から計算したもので、熱膨張係数は、実施例
（１）と同様の方法で測定した。

【００４３】表１に示すように、比較例（１）では焼結
時のカーボン板２と焼結体１との間の摩擦力によって、
外径バラツキが大きい。前述のように、実施例（１）で
は外径バラツキの少ない焼結体が得られている。それ
は、比較例（１）における焼結時のカーボン板２と圧粉
体１の間の摩擦力が、実施例（１）においては、敷板焼
結治具４の存在によって低減された結果であると考えら
れる。

【００４４】圧粉体１を焼結するときの敷板治具を圧粉
体１と同じ粉末材料１５を用いた敷板圧粉治具３や、純
鉄粉末のみを用いた敷板圧粉治具５とした場合でも、実
施例（１）と同様に、外径のバラツキの少ない焼結体部
品を得ることができる。そして、上記敷板圧粉治具３、
５は焼結されたものとなって敷板焼結治具４として使用
できる。

【００４５】次に、実施例（２）、（３）について示
す。Ｆｅ粉末に、重量％でＣｕ粉末１．５％、Ｃ粉末
０．５％及びステアリン酸亜鉛０．８％を配合したもの
をＶ型混合機（Ｖブレンダー）で３０分間混合して粉末
材料１６を準備した。

【００４６】その粉末材料１６を用いて、図５（ａ）、
（ｂ）に示す形状（外側リング部１３外径Ｄ₆＝１２０
ｍｍ、同内径Ｄ₇＝１００ｍｍ、同高さｈ₆＝６０ｍｍ、
内側リング部１２外径Ｄ₈＝７０ｍｍ、同内径Ｄ₉＝５０
ｍｍ、同高さｈ₇＝４０ｍｍ、外側リング部と内側リン
グ部との結合部１４の厚みｈ₈＝６ｍｍ、同幅ｈ₉＝８ｍ
ｍ）の圧粉体１１を作成した。

【００４７】図５（ａ）は圧粉体１１の横断面、図５
（ｂ）は圧粉体１１を上方から示したものである。圧粉
体１１の成形密度は６．９ｇ／ｃｍ³であった。焼結は
バッチ式の炉を用い、窒素雰囲気中で焼結温度は１１５
０℃とした。

【００４８】実施例（２）については、図３（ａ）、
（ｂ）に焼結時の敷板焼結治具７の形状、図３（ｃ）に
圧粉体１１を前記敷板焼結治具７に搭載した状況を示
す。敷板焼結治具７は、図３（ａ）、（ｂ）示す形状
（外径Ｄ₁₀＝１２５ｍｍ、突起部外径Ｄ₁₁＝７５ｍｍ、
孔径Ｄ₁₂＝５０ｍｍ、突起部高さは１／２（ｈ₆−ｈ₇）
＝１０ｍｍ、突起部以外の厚さｈ₁₃はカーボン板２の厚
さｈ₁₁と同じ５ｍｍ）であって、実施例（２）の圧粉体
１１と同じ粉末材料１６を用いて焼結したものである。

【００４９】実施例（３）については、図４（ａ）、
（ｂ）に焼結時の敷板焼結治具８の形状、図４（ｃ）に
圧粉体１１を前記敷板焼結治具８に搭載した状況を示
す。敷板焼結治具８は、図４（ａ）、（ｂ）示す形状
（外径Ｄ₁₃＝９２ｍｍ、内径Ｄ₁₄＝７８ｍｍ、高さｈ₁₂
＝２７ｍｍ）であって、実施例（３）の圧粉体１１と同
じ粉末材料１６を用いて焼結したものである。

【００５０】その敷板焼結治具７、８の熱膨張係数は、
圧粉体１１と同じ１２×１０^-6である。実施例（２）、
（３）に使用されている敷板焼結治具７、８は、圧粉体
１１の多段下面を支持するような形状を持つ治具の例で
ある。図５（ａ）の圧粉体１１は、焼結加熱時に自重の
影響を受け、図８に示すような変形を生じやすい。その
ための敷板治具の形状は圧粉体１１の内側リング部１２
を支持するようなものとした。

【００５１】図３（ａ）、図４（ａ）の敷板焼結治具
７、８は、金型を用いて成形密度６．７ｇ／ｃｍ³に圧
粉され、バッチ炉１１５０℃で焼結されたものである。
金型を用いて形状が形成されているため、安価に製造す
ることが可能である。

【００５２】実施例（２）では、敷板焼結治具７を用
い、圧粉体内側リング部１２を支持した（図３
（ｃ））。実施例（３）では、前記治具７の上に敷板焼
結治具８を搭載して、圧粉体内側リング部１２と外側リ
ング部１３並びに、その結合部分１４を保持した（図４
（ｃ））。

【００５３】これら実施例（２）、（３）での焼結され
た焼結体部品の上方部（敷板焼結治具７、８により保持
されない部分）と下方部（敷板焼結治具７、８により保
持される部分）の外径を４方向で測定した。その測定状
況を図６に示す。１０個の焼結体部品を各実施例にて測
定し、その測定値の平均値及び最大値と最小値の差を表
２に示す。併せて、焼結前の圧粉体の測定値も示してい
る。

【００５４】

【表２】

【００５５】実施例（２）、（３）では、上方部外径と
下方部外径の各平均値の差は小さく、自重の影響による
変形のない良好な焼結体が得られた。また、実施例
（２）、（３）では、自重を保持し、かつ敷板焼結治具
の熱膨張収縮が圧粉体とほぼ同じであることから、変形
量が少なく、寸法のバラツキも小さい。外径の寸法のバ
ラツキが小さいことは、他の寸法（たとえば、高さ等）
のバラツキも小さいものである。

【００５６】比較例（２）では、比較例（１）と同じの
カーボン板２を用いて、実施例（２）、（３）と同様の
粉末材料１６による圧粉体１１により焼結を行った。表
２に示すように、上方部外径平均値が下方部外径平均値
より小さく、自重の影響により図８に示すような変形を
生じていることが分かる。実施例（２）、（３）の方
が、上方部外径と下方部外径の各平均値の差は小さく、
自重の影響による変形のないことは、前述のとおりであ
る。

【００５７】また、比較例（２）で外径の最大値と最小
値の差が大きい原因は、自重の影響による変形及び圧粉
体と敷板焼結治具との間の摩擦の影響によるものと考え
られる。実施例（２）、（３）では、変形量が少なく、
寸法のバラツキが少ないことは前述のとおりである。

【００５８】次に、実施例（４）〜（９）について説明
する。実施例（４）〜（７）の粉末材料１７は純鉄粉末
に重量％で２％の銅（Ｃｕ）粉末と０．８％のステアリ
ン酸亜鉛粉末をＶ型混合機（Ｖブレンダー）で３０分間
混合したもの、実施例（８）、（９）の粉末材料１８は
純鉄粉末に重量％で２％の銅（Ｃｕ）粉末と１％の黒鉛
粉末（Ｃ）と０．８％のステアリン酸亜鉛粉末をＶ型混
合機（Ｖブレンダー）で３０分間混合したものである。

【００５９】上記粉末材料１７、１８を前述の形状（図
２（ａ）、（ｂ）に示す。）の圧粉体１に成形した。圧
粉体の成形密度は６．９ｇ／ｃｍ³であった。焼結雰囲
気は３種類を用いた。すなわち、実施例（４）、
（５）、（８）、（９）での炭化水素変成ガスは、体積
％でＣＨ₄：０．４〜０．７％、ＣＯ：２８．６〜２８
％、ＣＯ₂：０〜０．２％、Ｈ₂：４８〜４５％、Ｎ₂：
２２．２〜２６．４％、水蒸気：０．０９３〜０．６％
のものである。実施例（６）は窒素雰囲気であり、実施
例（７）は真空（１０^-3ｔｏｒｒ）雰囲気である。実施
例（７）の場合は密閉型炉であって、それ以外の焼結雰
囲気ではバッチ型の炉を用いた。いずれも、１１５０℃
の焼結温度で１時間の焼結を行った。

【００６０】そして、表３に示すように、実施例（４）
では純鉄粉を用いて、また実施例（５）では重量％で
０．３％、実施例（６）、（７）では０．４％、実施例
（８）では０．７％、実施例（９）では１．０％の黒鉛
粉末（Ｃ）を純鉄粉に混合した粉末材料を用いた。そし
て、実施例（１）と同様の形状（外径Ｄ₁₅＝６６ｍｍ、
内径Ｄ₁₆＝４６ｍｍ、高さｈ₁₀＝８ｍｍ）の圧粉体を作
成し、１１５０℃で焼結した敷板焼結治具４を使用し
た。

【００６１】

【表３】

【００６２】実施例（４）〜（９）で実施例（１）と同
様の寸法測定を行った結果、外径のバラツキは小さいも
のであった。また、焼結体部品の金属組織を調査したと
ころ、浸炭や脱炭のような組織は検出されなかった。結
果を表４に示す。なお、実施例（６）の窒素雰囲気、あ
るいは実施例（７）の真空雰囲気でも、焼結体部品の外
径バラツキが小さく、又その金属組織に浸炭や脱炭がみ
られない良好な結果を得た。

【００６３】

【表４】

【００６４】比較例（３）、（４）では実施例（４）〜
（７）と同じ粉末材料１７を用いて、比較例（５）、
（６）では実施例（８）、（９）と同じ粉末材料１８を
用いて、同様に、前述の形状の圧粉体１を作成して、炭
化水素変成ガス中にて焼結を行った。

【００６５】その際、比較例（３）、（５）では、圧粉
体をセラミック敷板治具の上に搭載して焼結を行った。
この比較例（３）、（５）は従来の技術に相当する。比
較例（４）、（６）については、敷板焼結治具４を用い
た。すなわち、比較例（４）では重量％で０．４％、比
較例（６）では０．６％の黒鉛粉末（Ｃ）を混合した粉
末材料を用いて、実施例（１）と同様の敷板焼結治具４
を使用した。

【００６６】表４に示すように、比較例（４）、（６）
において、外径のバラツキは小さいものであったが、比
較例（３）、（５）での外径バラツキは大であった。ま
た、焼結体部品の金属組織を調査したところ、比較例
（４）、（６）で浸炭組織や脱炭組織が見られ、焼結体
部品として使用できなかった。比較例（４）では、圧粉
体１にＣが含まれておらず、敷板焼結治具４のＣ量が
０．４％であることから、敷板焼結治具４中のＣが焼結
中に圧粉体１に拡散し、浸炭したと考えられる。

【００６７】また、比較例（６）では、逆に、圧粉体１
のＣ量が敷板焼結治具４のＣ量よりも０．４％多いた
め、圧粉体１中のＣが敷板焼結治具４へと拡散し、圧粉
体１が脱炭したと考えられる。敷板焼結治具４中のＣ量
が、圧粉体１のＣ量の±０．３％以内であれば、良好な
金属組織が得られることが判る。

【００６８】

【発明の効果】鉄系粉末材料を圧粉、焼結した敷板焼結
治具に、鉄系粉末材料を所定形状に圧縮成型した圧粉体
を搭載して、該圧粉体を焼結すると、所望寸法の焼結体
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧粉体を敷板治具の上に搭載した状況を示す図
である。

【図２】圧粉体を示す図である。（ａ）は横断面、
（ｂ）は上方からの図である。

【図３】（ａ）は横断面、（ｂ）は上方からの図、
（ｃ）多段圧粉体の多段下面を保持している状況を示す
図である。

【図４】（ａ）は横断面、（ｂ）は上方からの図、
（ｃ）多段圧粉体の多段下面を保持している状況を示す
別の図である。

【図５】多段の圧粉体を示す図である。（ａ）は横断
面、（ｂ）は上方からの図である。

【図６】多段の圧粉体の外径を測定する方向を示した図
である。

【図７】圧粉体をカーボン板に搭載した従来の状況を示
す図である。

【図８】多段の圧粉体を敷板治具の上に搭載した従来の
状況を示す模式図である。

【図９】多段の圧粉体を示す別の図である。

【図１０】多段の圧粉体がカーボン板の上に搭載した従
来の状況を示す別の図である。

【符号の説明】

１、６、１１：圧粉体２：カーボン板３、５：敷板圧粉治具４、７、８：敷板焼結治具９：ボス部１０：外周凸部１２：内側リング部１３：外側リング部１４：１２と１３の結合部１５、１６、１７、１８：粉末材料Ｆ₁：外周凸部の自重Ｆ₂：内側リング部の自重

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄系粉末材料を圧粉、焼結した敷板焼結
治具に、鉄系粉末材料の圧粉体を搭載して、該圧粉体を
焼結することを特徴とする鉄系焼結体部品の製造方法。
【請求項２】鉄系粉末材料を圧粉、焼結した敷板焼結
治具の形状が、鉄系焼結体部品の焼結前圧粉体の多段下
面を保持する形状であって、前記敷板焼結治具に、前記
焼結前圧粉体を保持搭載して、該圧粉体を焼結すること
を特徴とする鉄系焼結体部品の製造方法。