JPS63145702A - 鉄系焼結複合部品の製造方法 - 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】 この弁明は、複数の汁粉体の接合により形状が複雑でし
かも高い気密性が必要な焼結囲域部品をｌ！Ｉ造する方
法の改良に関するものである。

機械加工で削り出すと高価になり、一方、粉末冶金法で
は成形体が金型から取り出せないような複雑な形状の機
械部品を作る場合、複数の部分に分Ｇノで成形した圧粉
体を焼結や溶浸によって接合して所要形状の部品とする
方法が知られている。

この方法はかなり古く、昭和４１年１０月発行のｒ　Ｓ
　Ｔ　Ｅ　Ｅ　ｌ−、Ｊ　誌に紹介されている。しかし
、一体成形品に比べて材質面や機械的性質面で遜色ない
製品を二Ｉ−業的に生産するには、圧Ｖ）体間々の材質
選択、嵌め合い条件、焼結方法その池多くの周辺技ｔｊ
ｊが必要で、これらについては例えば特公昭４５−１１
６０６号、特公昭６１−３３６２号などがある。

ところで、従来の技術で接合された部品は様緘構成部品
としては十分な強度を示しても、油圧や空気圧のｕトか
る部品として用いると洩れを／、１じる場合が多かった
。この原因は多分、嵌め合わされたＩＩ７３）体の接合
部（特に水平な而）が完全に密着Ｕず、その一部に合金
化や銅溶浸の不十分な所が残っているためと考えられる
。

この発明の目的は、上記のような欠陥のない、気Ｗｉｔ
’［の良好な複合部品を出産できる方法を聞ブをづるこ
とにある。

接合部の合金化や溶浸を促進するためには、組み合わせ
た圧粉体に荷重をＩＩ）げた状態で焼結するのも一つの
手段ではあるが、手数が掛かり、量産に適する方法では
ない。重錘の加熱に消費される熱エネルギーも不経済で
、炉の効率も低下する。

そこで、炉外で荷重を掛ける方式を採った訳であるが、
未焼結の状態で加圧するのでは圧粉体にクラッタなどの
欠陥を生じ、焼結が進行してからでは、部材の弾性力の
ため密着させ難い。

この発明は、本焼結に先立って圧粉体が軽度の加圧に耐
える程度の予備焼結を行なってから加圧することとし、
その際の予備（−次）焼結および加圧の条件を適切な範
囲に設定することによってその目的を達成したものであ
り、即ちこの発明の要旨は、予備焼結を温度７００〜９
００℃の範囲で行ない、０．５〜２Ｔ−／ｃａの圧力で
両部材の接合面に向かって圧粉体を加圧した後に本焼結
および銅溶浸を行なうことにある。

実施例 次に、この発明を第１図に示す部品に適用した一実施例
について詳細に説明する。

この部品は空圧機械の部品であり、その外観は円筒状で
、その中心を上方が狭められた段付き孔３が貫通し、こ
の孔の小径部の周りの上端面には盲孔４が笠間隔に設け
られた構造になっている。

そこで、この部品を図に左下がりのハンチングを施した
外側部材１と、右下がりのハツチングを施した内側部材
２とに分割成形して接合することとし、外側部材１は重
聞比で銅粉１．５％、黒鉛粉０、４％Ｊ３よび鉄粉残部
に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０７％添加した混合
粉を用い、内側部材２はこれに黒鉛粉を０．２％追加し
て０．６％とした混合粉を用い、それぞれ圧粉密度が６
．８０／ｃｍの圧粉体を成形した。

このように外側と内側で圧Ｖ）体の炭素含有ｍを変えた
のは、鉄の焼結温度では炭素を０．２％以上多く含む側
が相対的に膨張するため、内側に多く添加すれば２箇の
圧粉体をより強固に接合できるという、持間昭５８−１
９３３０４号に開示した方法に基づくものである。

次いで内外両部材を第１図の如り１■め合わせて７グル
ープに分け、分解アンしニアガス中で３０分間、５００
℃から１１００℃まで１００℃ごとに温度を変えて一次
焼結を行なった後、それぞれ一部は比較のため加圧せず
に残し、残りの試料は０．５　　ｔ／ｃ＋Ａから３　　
ｔ／ｃ＋Ａまで、　０．５　　ｔ／ｃＪごとに圧力を変
えて試料の上下方向から平らなパンチで加圧した。

一次焼結の焼結温度と加圧力との組み合わせは第２図の
如く４９通りになるが、この内第２図で△印を付けたも
のは加圧によりクラックを生じたため廃棄し、その他の
各試料にＣＩＪ−Ｃｏの溶浸材片を載せて分解アンモニ
アガス中１１５０℃で２０分間保持し、（二次）焼結と
銅溶浸を同時に行なった。

次に、かくして一体化された複合焼結体の気密性を試験
した。試験は段付き孔３の上端を封じて下端から圧力８
ｋＯ／ｃ＋ｊの圧縮空気を導入して外部への空気洩れの
有無を水中で確認し、その結果を洩れが皆無のものはＯ
印で、洩れが生じたものはＸ印で第２図に示しである。

なお、洩れた場所は盲孔４の部分からが殆どであった。

この結果が明らかに示ずように、圧粉体を嵌め合わせた
後、加圧工程を経ないで直ちに本焼結と銅７１１浸を行
なったものは全て洩れを生じ、一方、加圧力３ｔ／ｃＩ
Ｉｉ以上では加圧の段階でクラックを生じている。また
−次焼結の温度は、５００℃の低温焼結では加ｊｆに対
する強度不足でクラックを生じ、一方１０００℃以上の
高温になると、この程度の加圧力では両部材が充分に密
着しないためか洩れを生じている。

従って、加圧力については０．５〜２ｊ／ｃ＋ａが。

また−次焼結温度は７００〜９００℃が適正範囲となる
。

そして、それぞれこの範囲内で適切に条件設定すること
によって製造過程での不良や製品の接合不良が避けられ
、従来に比べて気密性の高い複合焼結部品を量産するこ
とができる。

なお、前述の実施例の場合は重視すべき接合面が水平な
のでＥｌに上下方向から加圧したが、孔と軸の嵌め合い
など垂直な而での接合が重要な場合は、サイジングやコ
イニングと同じく、金型内で外周を拘束した状態で加圧
するのが簡便である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの弁明の一実施例における対象品の形状を示
す図面、第２図は一次焼結の温度および二次焼結前の加
圧が接合状態に及ぼす影響を示す図表である。 １・・・外側部材、　　　　２・・・内側部材３・・・
段付き孔、　　　　４・・・盲孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　複数の圧粉体を組み合わせて形状の複雑な鉄系焼結
   機械部品を作るに当たり、焼結工程を温度７００〜９０
   ０℃の一次（予備）焼結と二次焼結の２段階に分け、０
   ．５〜２ｔ／ｃｍ＾２の圧力を圧粉体の接合面に作用さ
   せる工程を一次焼結と二次焼結の間に挿入するとともに
   、二次焼結工程において本焼結と銅溶浸を行なうことを
   特徴とする気密性の高い鉄系焼結複合部品の製造方法。