JPS60502158A - 偏析の生じない粉末混合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発　明　の　名　称 偏析の生じない粉末混合物 技術分野 本発明は、偏析（セクレゲー／ヨン）および／または粉塵発生（ダスチンク、ｃ ｌｕｓｔｉｎｇ）の危険が少ない鉄基粉末混合物（ｉｒｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｐＯ Ｗｄｅｒ　ｍｊ、ｘｅｓ）に関する。本発明によれば、偏析と粉塵発生の危険の 少ない鉄粉末または鋼粉末と合金元素粉末との機械的混合物を、混合物の特上な 物理的性質を損なう・−となしに製造することが可能である。

種々のタイプの構成部品を粉末冶金により製造する際に、鉄粉末または鋼粉末た げを使用したのては得ることのできない機械的性質を得るために、銅あるいはニ ッケルのような合金元素のｍ−）またはそれ以−Ｌを鉄粉末また（上網粉末とと もにた（・ていは使用する。

今日では、これらの目的のための粉末は、二通りの方法により、即ち粉末混合物 とじてか完全にフレアロイした粉末として、通常製造する。粉末混合物は、鉄粉 末または鋼粉末と所望の−っまたは複数の合金元素を元素の形か１合金として含 有する粉末とを混合することによって製造する。完全にゾレアロイした鋼粉末は 、例えば、所望の合金元素を含有する溶鋼をアトマイズして粉末にすることによ り製造する。

粉末混合物の欠点の−っはこのような粉末は寸法、形（２） 態および密度がしばしば相当に異なり、かつ機械的に相互結合しない粒子からな るという事実に関連する。これは、このような粉末混合物は、その輸送中およ０ ・取扱い中に偏析を受けやすいことを意味する。この偏析は、粉末から製造した 生圧粉成形体（グリーンコン・ξクト）の組成を変えてしまい、その結果、焼結 中の寸法変化度を変動させ、焼結したままの製品の機械的性質を変化させる。

粉末混合物の別の欠点は、特に、合金元素が非常に小さい粒子の形で存在する場 合の粉塵発生の傾向である。

これは、粉末混合物を取扱う際の困難な環境問題をもたらす。

完全にゾレアロイした粉末の場合は、すべての粉末粒子が同じ組成をもつので偏 析の危険はない。また、小さい粒子寸法をもつ合金元素粉末を含有しないのて粉 層発生の危険は減少する。しかしながら、プレアロイ粉末は、他の大きな欠点、 即ち、合金元素が各粉末粒子に及ぼす固溶硬化作用の結果で挑る低い圧縮性、を 有している。

優れた圧縮性は、高密度が優れた機械的性質を得るための前提条件である場合に は不可欠なことである。

他方、粉末混合物の圧縮性は、その中に含有される鉄粉末の圧縮性と実質的に同 じである。合金組成に関しての融通性とともに、この事実により、粉末混合物は 、低合金焼結鋼の製造における最も普通に用いられる原料とされてきた。このよ うな粉末混合物には、純粋な鉄粉末が主成分の粉末として用いられる。

背景技術 スウエーテン特許出願第７６１２２１７−５号は、粉末の諸性質は保持したまま で、同時に、偏析と粉塵発生の危険の少ない銅含有鉄粉末の製造方法を記述して 見゛る。この方法によれば、粉末は鉄粉末と銅粉末との混合物の焼鈍処理により 製造され、鉄と銅との間のいわゆる部分拡散合金が得られる。

ある種の合金元素、例えばフェロボスポル粉末の形ノリンおよび黒鉛粉の形の炭 素のようなものは、圧縮性を損なうことなしに鉄粉末または鋼粉末と充分に拡散 合金化することができないので、これらの合金化元素が用いられる混合物は、偏 析およＱＣ／または粉塵発生しゃず℃・という危険がある。

スウェーデン特許出願第８００１７６４−３号は、常ｇｔては、その粘着性が時 が経っても変化しない粘着性のある結合剤を粉末混合物に１％以下添加すること によって偏析および／または粉塵発生を防止する方法を記述している。

しかしながら、この性質をもつ結合剤を乾燥粉末混合物に加えるとき、加えるこ との可能な量は、粉末混合物の特有の流動性能によって制限されることがわかっ た。

流動性を顧慮して使用できる量では、鉄粒子と合金元素の粒子との間の結合効果 は低いので、偏析／粉塵発生の（４〕 発明の開示 本発明の目的は、粉末の物理的特性は維持したままで、同時に、偏析と粉塵発生 の危険が非常に少ない鉄粉末を主成分とした粉末混合物を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、機械的混合操作の間に結合剤を添加し、これによ って合金化用粒子を鉄粉末または鋼粉末に付着させることによって実現される。

本発明によれば、液状で良好なぬれ性をもち、混合後に空気中の酸素にさらされ たときに固体状態に変化する結合剤を用いることが提案される。このような結合 剤を用いることによって良好な流動性質をもつ乾燥粉末混合物が得られる。

さらに、結合剤は、適当な温度て、例えばこの粉末混合物から製作した構成部品 の焼結中になんらの問題もなしに焼失し得る性質を有しているべきである。

結合剤は、圧粉成形後まで粉末混合物中で活性であるべきだが、みかけ密度、流 動性、圧縮性および生（グＩＪ　−ン）強度のような混合物の特有の物理的性質 に影響を与えることは許されない。

上述の要求を満たすために、結合剤を０５係まて、好ましくは０１０〜０．３０ ％加えることが好ましい。ここてのおよび以下の「係」は重量％のことである。

本発明によれば、好ましい結合剤はトール油（ｔａｌｌ○ｉｌ）である。

本発明によれば、鉄基粉末を潤滑剤とともに黒鉛またはリノのような−またはそ れ以上の合金元素と数分間混合して、混合物を幾分が均質化する。合計量ｏ５％ まで、好ましくは０１０〜ｏ６ｏ％の結合剤を次（・で添加し、混合操作を充分 な時間継続して均質な混合物を得る。もし所望なら、最終使用における工具中の 粉末のプレス加工を容易にするために混合操作中に潤滑剤を加えてもよい。

実施例 下記に本発明を例証し、その上に本発明にもとづく粉末によってなされた実験を 、実験がもたらした予期しがたい程の結果とともに記述する。

実施例　１ 最大粒子寸法１７５μｍをもつスボン／鉄粉末９８２引平均粒子寸法約５．　［ １μｍをもつ黒鉛粉末１．０　％、ステアリン酸亜鉛０．８％、ポリエチレンク リコール４００およびトール油からなる別々の添加剤各々口５％まての量からな る粉末混合物を多数製造した。混合物は鉄粒子と合金化用粒子との間の結合効果 オ。よひ粉末の流動性能の両方に関して分析した。結合効果は、粉末混合物を通 して一定量の空気を吹き込み、ついて黒鉛の損失を測定することによって判定し た。得られた結果を第１図（結合効果）、第２図（粉末の流動性能うに示す。

この結果から、トール油を結合剤として用いたとき、鉄粉末と黒鉛粉末からなる 流動性の保持された、または改善されたほとんど偏析のない粉末混合物が製造て きることが判る。添加される量は、粒子寸法が大部分１７５（６） ｔｔｍ　ＩＪ、−１：ｃノ）鉄粉末を使ｕ＋　ｉ−るときは旧Ｄ〜口５０係の範 囲と−４べぎである。

討閣エチし′ンクリコール４０口をこのようなタイプの鉄粉末に加えるときは、 粉末混合物の特有の流動性能を柑」、５才るために許容さｆ］る量は、充分多量 ではなし・のて、偏（プ１の観点からは完全に満足できる結合効果をもた１：） さない。

杓イ（］法が大部分１７５μｍ以下の粉末混合物を用見・ス＝の加圧の場合は、 それ故、このタイプの結合剤σ）使用（コ、満足てぎるものてはない。しかＩ〜 ながら、本発明にもと−）＜結合剤は、偏析のない鉄−黒鉛混合物の使用を可能 にする。

実施例　２ 下記の表に示１組成をも一つ２種の粉末混合物１．辷２を製造し、た。

混合物１　粒子寸法が大部分１４７μｍ以下の鉄粉末９８８％粒子寸法が４５μ ｍ以下の黒鉛１２係 混合物２　粒子」法が大部分１４７μｍ以下の鉄粉末９８８係粒子寸法が４５μ ｍ以下の黒鉛１２％ トール油０１係 両方の混合物にステアリン酸亜鉛０８％を潤滑剤として混合した。

実用規模の製造テストを焼結した構成部品の製造業者において実施した。各混合 物１．２からなる１０，００口個の部品を通常の条件て圧粉成形し、焼結した。

当該構成部品は、混合物１に一致した物質て部品を通常製造して（・る製造業者 の通常の製品種ガ４に含まれていた。２種の混合物の圧粉成形体は、メツシュベ ルト炉中で吸熱性雰囲気下１１１５℃て同時に焼結した。

焼結後、統計上の観点から充分な数の構成部品をザンプル採取し、これらの部品 の炭素含有量を測定した。混合物１については０９７％および１．１１％の間の 炭素含有量が得られ、混合物２につ℃・ての同じ数では１０７％と１１０係の間 であった。即ち、混合物１に相当する物質につ（・ての炭素含有量範囲は０１４ 係で、混合物２から製造した物質についての炭素含有量範囲は０．０３　％てあ った。これらの結果は第３図に示す。

上記の結果は、１生産７１Ｊ　−、／、’内の炭素含有量の変動は、構成部品を 混合物２かも製造した場合の方が混合物１から製造した場合より大幅に少なし・ ことを明らかに示している。

０．１０　０，２０　０．３０ 結合創の量１％ ０、＋０　０．２０　０．３０ 結合剤の量２％ ５０００　１００００ 含ｂ　品　の　数 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　鉄粉末または鋼粉末および粉末形態の１つまたはそれ以−にの合金元素の 他に偏析および／または粉塵発生を防止するために０５重量％まての、好ましく は０１０〜０．３０重計チの１・−ル油を追加して含有することを特徴とする鉄 基粉末混合物。 ２　粉末混合物が２０重量％までの黒鉛粉末を含有することを特徴とする請求の 範囲１に記載した鉄基粉末混合物９６　粒イの」法が最大４４μｍで、リン含有 量か１４〜１８係のフェロホスホル粉末の形で加えたリンを１５％までの量で混 合物がａ有することを特徴とする請求の範囲１に記載した鉄基粉末混合物。 ４　混合物か２０重量％までの、黒鉛粉末を含有することな特徴とする請求の範 囲６に記載した鉄基粉末混合物。