JPS62164847A - 多孔質焼結成形体の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、黒鉛を含有する鋳鉄粉末金剛いて多孔質高強
度の焼結成形体を製造する方法に関するものである。

（従来の技術） 従来焼結金属に用いられる鉄粉は、主に還元法又はアト
マ々イズ法で得られた炭素含有量の少ない鉄粉を用いて
おり高価である。砕料価格、粉砕コストが安価である鋳
鉄粉は、黒鉛含有量が多いこと、粉砕工程で脱落混入す
る遊離炭素によって成形性が悪く、成形するためには高
加圧全必要とし、黒鉛の密度が鉄に較べて小さいため、
高密度となシ得ない欠点全もっている。

これらの欠陥から、粉砕工程で遊離混入した黒鉛を、比
重分離法で除去した鋳鉄粉で、含有Ｓ１を活用した硅素
鋼材の製造方法（特開和５１−１２５６１４号公報）、
粉砕したままの鋳鉄粉末を素材として、母材の特性と同
等もしくはそれ以上の引張強さ全有する焼結体全製造す
る方法（特開昭５１−６０６１３号公報）等があるが、
成形圧力が４　ｔ　／　ｃｍ２以上の高圧下で、高密度
の焼結体を得るもので多孔質のものではない。

一方、多孔質焼結体の製造法においては、還元スポンジ
粉に銅粉、或は黒鉛全ブレンドし熱特性を利用した空孔
を生じさせる方法や、焼結後、黒鉛の潤滑性全期待した
成型焼結する方法があり（金属材料と加工技術講座Ｖｏ
６１２．Ｐ１７２〜１９１）、この公知方法で用いる鉄
粉は、前記還元法アトマイズ法で製造された高価な純鉄
粉である。

このように、多孔質金属の製造には、黒鉛含有量の多い
鋳鉄粉は、成形性及び材質特性が悪いという理由から用
いられていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、鋳鉄粉末の成形性、強度不良の原因となる脱
落混入する黒鉛全除去することなく、低成形圧力で成形
、還元性雰囲気中で混入黒鉛全還元剤に供し、ガス放出
させることによって多孔質高強度の焼結体を製造する方
法全提供するものである。

（問題点全解決するための手段） 本発明は、粉砕工程で脱落混入する黒鉛金除去すること
なく、成形時の保形性及び焼結後、最良な材質特性が得
られる酸化鉄並びにアルミン酸ナトリウム液全添加混合
し、成形時該添加物の加水分解で生ずる硬化現象によっ
て、低成形圧力でも保形性全付与、更には焼結時、還元
性雰囲気中で該酸化鉄を混入黒鉛で還元、脱黒鉛部に毛
細孔を形成させ、且つ粒間を強固に結合させて多孔質高
強度焼結成形体をうる。

（作用） 一般的に使用される鉄粉粒度の鋳鉄粉全周いて。

多孔質高強度の焼結成形体全製造する作用について説明
する。

鋳鉄粉の砕料としては銑鉄製造時、不可避的に発生する
粗粒鉄や鋳鉄ダライ、不良鋳鉄鋳物等があり、これ全粉
砕する。これらの砕料価格は安く、粉砕が容易なことか
ら、粉末コストが安価な利点がある。

しかし、いずれの砕料も黒鉛が３％以上含有しており、
粉砕工程では前述のように黒鉛が脱落し微粉となり、粉
末表面に付着或は遊離混入し、これが成形性及び焼結後
の材質に影響する。

本発明者らはこの欠点全改善する方法として。

成形性の手段、成形後黒鉛全除去し材質向上全図る手段
について種々検討した。この結果、該鋳鉄粉を低圧力で
成形し、焼結時混入黒鉛全除去できる方法を案出した。

即ち成形性の向上対策として、該鋳鉄粉に酸化鉄を均一
に混合した後、アルミン酸ナトリウム液全添加混合する
ことにより、発熱硬化現象を生ずること全発見した。成
形時、この現象全利用することにより、従来成形不可能
な成形圧力でも成形全可能とし、ラトラー値も大巾に向
上する。

次Ｋ　！　度低下原因となる混入黒鉛除去については、
前記成形体全還元雰囲気中で焼結することにより、予め
混合した酸化鉄を混入黒鉛によって還元させ、鉄粒子間
を強固て結合すると同時に、還元に要した黒鉛はガス体
として放出され、毛細孔全形成する。

かくして得られた焼結成形体は、アルミン酸ナトリウム
全残留しているが、該焼結体全煮沸又は水に浸漬するこ
とによって、形成した前記毛細孔や空孔全通して溶出さ
せ得ることも確認した。

以上の作用、即ち焼結前の成形性、焼結後の多花性、高
強度化が酸化鉄及びアルミン酸ナトリウム全介して達成
させることが可能である。

（実施例１） 前記作用てよって得られる多孔質高強度の特性金有する
焼結成形体製造方法の実施例全以下に述べる。

鋳鉄ダライを粉砕し、６５メツシュ以上全除いて得た鋳
鉄粉の成分及び粒度構成を表１に示す。

表　　１ この鋳鉄粉に酸化鉄５％を均一に混合した後、アルミン
酸ナトリウム２０％溶液を３％添加、攪拌を行って基材
湿分全均一とじた後、通常の成形方法で直径２５龍、高
さ１５ＩＩＩｍの試料全プレスにより成形した。又比較
材として、同鋳鉄粉七単味で成形し、成形密度並びに重
量減少率″ｆ：測定した。

第１図には成形圧力と成形密度の関係金示す。

図中■は鋳鉄粉単味（以下比較材という）のもので、成
形圧力１　ｔ　／　ｃｍ　２では成形不能であったが。

本発明＠では成形は可能であった。又成形密度は酸化鉄
並びにアルミン酸ナトリウム全配合添加した本発明＠は
、比較材■に較べ圧粉性は若干劣るが、保形性の指標で
ある重量減少率は著しく向上している。

第２図は成形圧力と重量減少率を示すが、比較材■は成
形圧２　ｔ　／　ｃｍ　”以下では重量減少率は１００
チで崩壊したのに対し、本発明＠は１　ｔ　／　ｃｍ”
の成形圧力でも重量減少率が０．７％と小さい。この理
由は、前記作用で述べたアルミン酸ナトリウムの強粘性
に起因するもので、従来成形不能な圧力でも成形全可能
とし、しかも成形後の保形安定性も優れたものてしてい
る。

（実施例２） 前記実施例１に用いた酸化鉄５％全混合した鋳鉄粉を用
い、アルミン酸ナトリウム２０％溶液を３％添加し、攪
拌して基材湿分全均一とした後、外径４０Ｂ＋１１内径
２０１１１１１％長さ１５ＩＩＩｌＫのリングをプレス
により成形した。成形後、該リング金還元性雰囲気中で
焼結炉において、焼結温度１１２０Ｃ１３０分保持して
焼結した。

又比較材として、同鋳鉄粉全単味で前記焼結と同時に焼
結した。焼結成形体は常温まで炉冷し、アルミン酸ナト
リウム全添加した試料ｉ、３０分煮沸して残留アルミン
酸ナトリウムの除去処理全行った後、密度、気孔率、圧
環強度の」り定金行った。

第３図は成形圧力と焼結後の密度の関係を示す。

同図比較材■焼結密度は、成形密度より０．１Ｐ／ｃｍ
３程度大きくなるが、本発明Ｏの焼結後密度は、成形密
度よｆ）０．７〜０．８５’／ｃｍ”大きくなる。この
理由は鋳鉄粉に混入する黒鉛が酸化鉄全還元し、ガス化
放出したため黒鉛が減少し、Ｆｅ含有率が高められるた
めであり、比較材は黒鉛がガス化することなく残存する
ためであることが、化学分析並びに顕微鏡組織の調査か
ら認められた。

第４図は同様に成形圧力と気孔率の関係を示す。

同図、比較材■及び本発明（９のいずれも成形圧力が増
す程成形密度が大きくなるため、気孔率は低くなる。し
かし、本発明＠は、前述のように黒鉛が酸化鉄全還元、
ガス化放出するため、鉄粉粒界に空孔や毛細孔全形成す
ること、又残留アルミン酸ナトリウムを煮沸によって、
前記空孔全通して除去され°るため、気孔率が大きくな
っている。

第５図は成形圧力と圧環強度の関係全示す。圧環強度も
成形圧力が増す程、成形密度が高まり、粒子間の拡散を
増大するため強度を高めるが、本発明＠は、比較材■よ
り約５　ｋｙ／１１１１向上していることがわかる。

又、本発明で得られた焼結成形体の寸法変化は、ダイス
寸法と比較して０．１〜０．３％と極めて小さく、酸化
鉄及びアルミン酸ナトリウムの配合は、何ら支障ないこ
とも判明した。

（発明の効果） 本発明は以上詳述したように、安価な鋳鉄粉に混入する
黒鉛を除去することなく、還元剤として有効Ｉ’Ｃ活用
し、従来の成形圧力では、成形不可能な低成形圧力でも
含油軸受、フィルター、防音板等（で実用される多孔質
高強度の焼結成形体全提供でき、成形設備投資、並びに
製品適用に極めて有益なものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は成形圧力と成形密度の関係の図表、第２図は成
形圧力と重量減少率の関係の図表、第３図は成形圧力と
焼結後密度の関係の図表、第４図は成形圧力と気孔率の
関係の図表、第５図は成形圧力と圧環強度の関係の図表
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 黒鉛３％以上を含有する鋳鉄粉末に、酸化鉄及びアルミ
   ン酸ナトリウム液を混合し、成形後還元性雰囲気で焼結
   することを特徴とする多孔質焼結成形体の製造方法。