KR20120026086A - 분말 야금용 철기 혼합 분말 - Google Patents

분말 야금용 철기 혼합 분말 Download PDF

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Abstract

철기 분말 중에, 평균 입자경이 0.5㎛ 이상의 산화물 입자를, 0.01?5.0질량％의 범위에서 함유시킴으로써, 철기 혼합 분말의 유동성을 높이고, 압분체의 성형 밀도를 향상시킴과 동시에, 압분 성형 후의 발출력이 대폭으로 저감하여, 그로 인해 제품 품질의 향상과 제조 비용의 저감을 달성한다.

Description

분말 야금용 철기 혼합 분말{IRON-BASED MIXED POWDER FOR POWDER METALLURGY}
본 발명은, 분말 야금 기술에 이용하기에 적합한 철기 혼합 분말(iron-based mixed powder)에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 압분 성형체의 밀도(green density)를 높임과 함께, 압분 성형(compaction) 후에 압분체(green compaction)를 금형(die)으로부터 꺼낼 때의 발출력(ejection force)이 유리한 저감을 도모하려고 하는 것이다.
분말 야금 프로세스에서는, 원료 분말을 혼합한 후, 혼합분을 이송하여 금형에 충전하고, 가압 성형한 후, 제조한 성형체(압분체라고 함)를 금형으로부터 취출하여, 필요에 따라서 소결 등의 후처리를 행한다.
이러한 분말 야금 프로세스에 있어서, 제품 품질의 향상과 제조 비용의 저감을 실현하기 위해서는, 이송 공정에 있어서의 분말의 높은 유동성(flowability), 가압 성형 공정에 있어서의 높은 압축성(compressibility), 나아가서는, 압분체를 금형으로부터 꺼내는 공정에 있어서의 낮은 발출력을 동시에 달성하는 것이 요구된다.
철기 혼합 분말의 유동성을 개선하는 수단으로서는, 탄소 공급 성분으로서 플러렌(fullerene)류를 첨가함으로써 철기 혼합 분말의 유동성을 개선할 수 있는 것이 특허문헌 1에 개시되어 있다.
또한, 500㎚ 미만의 평균 입자경을 갖는 입상(粒狀) 무기 산화물을 첨가함으로써, 야금용 분말 조성물의 유동성을 개량하는 수법이, 특허문헌 2에 개시되어 있다.
그러나, 이들 수단을 이용했다고 해도, 유동성을 유지하면서, 높은 압축성이나 낮은 발출력을 실현하기에는 불충분했다.
또한, 압분체의 성형 밀도를 높이거나 발출력을 저감하거나 하기 위해서는, 철기 혼합 분말을 가압 성형하는 온도에 있어서 연질(軟質)로 연신성(延伸性)을 갖는 윤활제(lubricant)를 사용하는 것이 유효하다. 그 이유는, 가압 성형에 의해 윤활제가 철기 혼합 분말로부터 배어 나와 금형 표면에 부착하여, 금형과 압분체와의 마찰력을 저감하기 때문이다.
그러나, 이러한 윤활제는, 연신성을 갖기 때문에, 철분이나 합금용 분말(powder for an alloy)의 입자에도 부착하기 쉽고, 그 때문에 철기 혼합 분말의 유동성이나 충전성은 오히려 저해된다는 문제가 있다.
또한, 상기한 바와 같은 탄소 재료, 미립자 및 윤활제를 배합하는 것은, 철기 혼합 분말의 이론 밀도(공극률이 제로라고 가정한 경우의 밀도)를 저하시켜, 성형 밀도를 저하시키는 요인이 되기 때문에, 너무 다량의 첨가는 바람직하지 않다.
이와 같이, 종래는, 철기 혼합 분말의 유동성과, 높은 성형 밀도와, 낮은 발출력을 양립시키는 것은 매우 어려웠다.
또한, 철기 혼합 분말로의 첨가물에 관한 기술로서, 소결체의 치수 변화율을 제어하기 위해, 마무리 환원한 철분에 산화 철분(밀 스케일 등)을 첨가하는 기술이 특허문헌 3에 기재되어 있다.
또한, 산화 철분에 관한 기술로서, 특허문헌 4에는, 강재의 방청 도료용 안료로서 알려진 운모상 산화철(Micaceous Iron Oxide: MIO)의 합성법이 개시되어 있다. 특허문헌 4의 방법에 의하면, 일차 입자가 1?100㎛ 그리고 애스펙트비가 5?30인 α-산화철이 얻어지게 된다.
일본공개특허공보 2007-31744호 일본특허공표공보 2002-515542호 일본공개특허공보 평8-325667호 일본공개특허공보 평3-131526호
본 발명은, 상기한 현상을 감안하여 개발된 것으로, 철기 혼합 분말의 유동성을 높여, 압분체의 성형 밀도를 향상시킴과 동시에, 압분 성형 후의 발출력을 대폭으로 저감하여, 그로 인해 제품 품질의 향상과 제조 비용의 저감을 아울러 달성할 수 있는 분말 야금용 철기 혼합 분말을 제안하는 것을 목적으로 한다.
그런데, 발명자들은, 상기의 목적을 달성하기 위해, 철기 분말 중으로의 첨가재에 대해서 여러 가지 검토를 거듭했다.
그 결과, 철기 분말 중에, 평균 입자경이 0.5㎛ 이상의 산화물 입자를 적당량 첨가함으로써, 유동성이 대폭으로 개선되고, 또한, 성형 밀도 및 발출력도 아울러 개선된다는 인식을 얻었다.
본 발명은, 상기의 인식에 입각하는 것이다.
즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.
1. 분말 야금용 철기 혼합 분말로서, 철기 분말에, 평균 입자경이 0.5㎛ 이상의 산화물 입자를, 0.01?5.0질량％의 범위에서 함유시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말 야금용 철기 혼합 분말.
2. 상기 산화물이, 철, 알루미늄 및 규소로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 산화물인 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 분말 야금용 철기 혼합 분말.
말할 필요도 없는 것이지만, 상기 산화물이란, 상기 산화물 입자를 구성하는 산화물을 말한다.
3. 추가로 합금용 분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 분말 야금용 철기 혼합 분말.
4. 추가로 유기 결합제(organic binder)를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1?3 중 어느 것에 기재된 분말 야금용 철기 혼합 분말.
5. 추가로 유리 윤활제(free lubricant)를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1?4 중 어느 것에 기재된 분말 야금용 철기 혼합 분말.
본 발명에 따라, 철기 분말 중에, 평균 입자경이 0.5㎛ 이상의 산화물 입자를 적당량 첨가함으로써, 유동성의 향상뿐만 아니라, 높은 성형 밀도와 낮은 발출력을 아울러 달성할 수 있어, 그 결과, 생산성의 향상 및 제조 비용의 저감이 실현된다.
도 1은 분말의 애스펙트비를 설명하는 모식도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는, 철기 분말의 유동성 개선 성분으로서 산화물 입자를 활용한다. 이하 그 이유를 서술한다.
일반적인 철기 혼합 분말에서는, 분체의 유동성을 높이거나, 성형체의 발출력을 저하시키거나 하기 위해, 유기계 윤활제가 1질량％ 정도 배합되어 있다. 이 유기계 윤활제의 비중은 1.0 전후로서, 철분의 비중 7.8과 비교하여 현저하게 낮다. 일반적으로, 비중차가 큰 분말을 혼합하려고 하면, 혼합시에 편석 현상을 일으켜, 유동성의 저하나 로트 내에서의 특성 불균일의 원인이 된다.
따라서, 상이한 종류의 분말을 혼합하는 경우에는, 양자의 비중차를 가능한 한 작게 하는 것이 중요하다.
본 발명에서 이용하는 산화물 입자가, 예를 들면 산화철(헤머타이트: hematite)이면 비중이 5.3으로써, 유기계 윤활제와 비교하면 고(高)비중이다. 따라서, 이 산화물 입자는, 유기계 윤활제에 비하면 분체 유동시의 분체층 내부에서의 공기류의 영향을 받기 어렵다. 따라서, 유기계 윤활제를 대신하여, 또는 그 일부를 산화물 입자로 치환한 본 발명의 철기 혼합 분말에서는, 각종 첨가제의 편석이 억지된 결과, 혼합 분말의 유동성이 개선되는 것으로 생각된다.
또한, 본 발명과 같이, 첨가하는 산화물 입자의 입자경을 크게 하면, 이러한 산화물 입자는, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 일차 입자경이 나노미터 오더의 유동성 개선 분말과 같이 철기 분말 표면을 피복하는 것이 아니라, 철기 분말 간의 공극(gap)에 적합하게 충전되는 것으로 추정된다. 따라서, 성형 공정에 있어서는 압분체와 금형 간의 실효 접촉 면적이 증대하여, 스프링 백 응력이 분산되는 결과, 발출력의 저하를 실현할 수 있다고 추정된다.
상기의 효과를 발휘시키기 위해서는, 산화물 입자의 평균 입자경을 0.5㎛ 이상으로 할 필요가 있다. 산화물 입자의 평균 입자경이 0.5㎛보다 작은 경우에는, 충분한 발출력의 저감 효과가 얻어지지 않는다. 그렇다고는 해도, 산화물 입자의 평균 입자경이 100㎛를 초과하면, 분말 야금에 상용되는 철기 혼합 분말(평균 입경: 100㎛ 전후)과의 균일 혼합을 할 수 없게 되어, 역시 상기의 효과를 발휘할 수 없게 되기 때문에, 산화물 입자의 입자경은 평균에서 100㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 산화물 입자의 평균 입자경은 40㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이하다. 산화물 입자의 평균 입경은 후술의 실시예 1에 기재된 방법으로 구하는 것이 바람직하다.
또한, 산화물 입자 중에 20질량％ 이하 정도(산화물 입자 전체에 대한 비율)의, 산화물 이외의 불순물을 함유하는 것은 허용된다. 단 공업적 입수에 지장이 없으면, 불순물이 보다 적은 것(예를 들면 10％질량 이하, 혹은 2질량％ 이하)을 사용하는 것이 바람직하다. 불순물은 특별히 한정되지 않고, 공지의 공업적 수단으로 제조되는 산화물 입자에 혼입하는 불순물(예를 들면, 금속이나 그 외의 무기 화합물)이면, 특별히 문제는 없다.
본 발명에 있어서, 산화물 입자로서는, 철, 알루미늄 및 규소 중으로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 산화물을 함유하는 입자가 특히 유리하게 적합하다. 이러한 산화물의 구체예로서는, Fe2O3, Al2O3 및 SiO2 등을 들 수 있지만, 특별히 성분이나 결정 구조를 규정하는 것은 아니다. 산화물 입자 중의 철, 알루미늄 및 규소 중으로부터 선택된 적어도 1종의 산화물의 함유량은, 합계로 80질량％ 이상 정도(산화물 전체에 대한 비율)로 하는 것이 바람직하고, 98질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명을 염가로 실행 가능하게 하기 위해서는, 상기를 충족시키는 입자 형상의 산화물이 염가이고 그리고 용이하게 입수할 수 있는 것이 바람직하다. 입수 용이성이라는 관점에서는, 철의 산화물, 혹은 철의 산화물을 주체로 하는 철계의 산화물이 특히 바람직하다. 상기 철계의 산화물로 비교적 공업적으로 입수가 용이한 것으로서는, 철의 산화물을 70?95질량％ 정도(산화물 전체에 대한 비율) 함유하고, 그 외에 Al의 산화물 및/또는 Si의 산화물을 합계 5?30질량％ 정도 함유하는 것을 들 수 있다.
그런데, 분말 형상을 애스펙트비의 관점에서 보면, 애스펙트비가 높은 입자는 인공적으로 합성 가능하다. 예를 들면, 특허문헌 4에는, 애스펙트비가 5?30의α-산화철의 합성법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 수법은, 합성 과정에서 장시간의 가열이나 가압이 필요하여, 제조 비용이 불가피적으로 높아지고, 게다가 입수가 용이하지 않았다. 따라서, 애스펙트비는 5 미만으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 애스펙트비란, 도 1에 나타내는 바와 같이, 분말의 두께에 대한 장경(長徑)의 비를 의미한다. 산화물 입자의 애스펙트비는 후술의 실시예 1에 기재된 방법으로 구하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 산화물 입자의 철기 혼합 분말에 대한 배합량이 0.01질량％를 밑돌면, 산화물 입자의 첨가 효과가 나타나지 않는다. 한편, 5.0질량％를 초과하면, 발출력의 현저한 상승을 초래하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 산화물 입자의 배합량은 0.01?5.0질량％로 한다.
보다 바람직한 하한치는 0.05질량％이다. 또한, 보다 바람직한 상한치는 1.0질량％이다.
본 발명에 있어서, 철기 혼합분의 주성분인 철기 분말로서는, 이하의 것이 예시된다. 아토마이즈 철분(atomized iron powder)이나 환원 철분(reduced iron powder) 등의 순철분(pure iron powder). 부분 확산 합금화 강분(partly diffused alloyed steel powder) 및 완전 합금화 강분(prealloyed steel powder). 또한, 완전 합금화 강분에 합금 성분을 부분 확산시킨 하이브리드 강분. 철기 분말의 평균 입경은, 1㎛ 이상이 바람직하고, 10?200㎛ 정도가 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 「주성분」이란, 철기 혼합 분말 중에 있어서의 철기 분말의 함유량이 50질량％ 이상인 것을 의미한다.
또한, 합금용 분말의 종류로서는, 흑연 분말, Cu, Mo, Ni 등의 금속 분말, 금속 화합물 분말 등이 예시된다. 다른 공지의 합금용 분말도 이용할 수 있다. 이들 합금용 분말 중 적어도 1종을 철기 분말에 혼합시킴으로써 소결체의 강도를 상승시킬 수 있다.
상기한 합금용 분말의 배합량의 합계는, 철기 혼합 분말 중에서 0.1?10질량％ 정도로 하는 것이 바람직하다. 그렇다는 것은, 합금용 분말을 0.1질량％ 이상 배합함으로써, 얻어지는 소결체의 강도가 유리하게 향상되고, 한편 10질량％를 초과하면, 소결체의 치수 정밀도가 저하되기 때문이다.
상기한 합금용 분말은, 유기 결합제를 개재하여 철기 분말의 표면에 부착시킨 상태(이하, 합금 성분 외장 철분이라고 함)인 것이 바람직하다. 이에 따라, 합금용 분말의 편석을 방지하여 분말 중의 성분 분포를 균일하게 할 수 있다.
여기에, 유기 결합제로서는, 지방산 아미드나 금속 비누(metallic soap) 등이 특히 유리하게 적합하지만, 폴리올레핀, 폴리에스테르, (메타)아크릴폴리머, 아세트산 비닐폴리머 등의, 다른 공지의 유기 결합제도 이용할 수 있다. 이들 유기 결합제는, 각각 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 2종 이상의 유기 결합제를 이용하는 경우, 적어도 그 일부를 공용융물(composite melt)로서 이용해도 좋다. 유기 결합제의 첨가량이 0.01질량％ 미만에서는, 철분의 표면에 합금용 분말을 균일하게 그리고 충분히 부착할 수 없다. 한편, 1.0질량％를 초과하면, 철분끼리가 부착하여 응집하기 때문에, 유동성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 유기 결합제의 첨가량은 0.01?1.0질량％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 유기 결합제의 첨가량(질량％)은, 분말 야금용 철기 혼합 분말 전체에서 차지하는 유기 결합제의 비율을 가리킨다.
또한, 분말 야금용 철기 혼합분의 유동성이나 성형성을 향상시키기 위해, 유리 윤활제(분말)를 첨가할 수도 있다. 유리 윤활제의 첨가량은, 분말 야금용 철기 혼합분 전체에서 차지하는 비율로 1.0질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 다른 한편, 유리 윤활제는 0.01질량％ 이상(철기 혼합 분말 전체에 대한 비율) 첨가하는 것이 바람직하다. 유리 윤활제로서는, 금속 비누(예를 들면 스테아린산 아연, 스테아린산 망간, 스테아린산 리튬 등), 비스아미드(예를 들면 에틸렌비스스테아린산 아미드 등), 모노아미드를 포함하는 지방산 아미드(예를 들면 스테아린산 모노아미드, 에루크산 아미드 등), 지방산(예를 들면 올레산, 스테아린산 등), 열가소성 수지(예를 들면 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리아세탈 등)가, 압분체의 발출력을 저감하는 효과를 갖기 때문에 바람직하다. 상기 이외의 공지의 유리 윤활제도, 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서는 유기계 윤활제의 배합량을 종래부터 저감하여, 이것을 산화물 입자로 대체함으로써, 우수한 발출력을 확보하면서, 유동성이나 성형 밀도를 개선할 수 있다. 즉, 통상 상기 유기계 윤활제를 저감하면 발출력이 저하되지만, 본 발명에서는 산화물의 첨가에 의해 이 악영향을 회피할 수 있다. 한편으로 유기계 윤활제를 대신하여 산화물을 함유함으로써, 성형 밀도는 개선된다. 또한, 산화물 입자의 존재에 의해 유동도도 개선된다. 이상의 이점을 받아들이는 관점에서는, 유기계 윤활제의 배합량은 철기 혼합분 전체에서 차지하는 비율로 0.8질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.7질량％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.6질량％ 이하다. 유기계 윤활제의 하한량으로서는, 유기 결합제재와 유리 윤활제의 각 하한치의 합인 0.02질량％가 바람직하다.
또한, 유기계 윤활제는 유기 결합제, 유기 유리 윤활제, 유기 비유리 윤활제(결합제로 철분 표면에 부착시킨 유기 윤활제) 중 적어도 어느 것으로 이루어지지만, 유기 비유리 윤활제는 유기 결합제로 그 기능을 대용하는 것이 많기 때문에, 통상은 유기 결합제와 유기 유리 윤활제와의 합계량이 유기계 윤활제의 양이 된다.
철기 혼합 분말 중의 철의 함유량은 50질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 철기 혼합 분말의 제조 방법에 대해서 설명한다.
철기 분말에, 본 발명에 따르는 산화물 입자나 결합제, 윤활제 등의 첨가재, 또한 필요에 따라서 합금용 분말을 더하여, 혼합한다. 또한, 상기한 결합제, 윤활제 등의 첨가재는, 반드시 전량(全量)을 한 번에 첨가할 필요는 없고, 일부만을 첨가하여 일차 혼합을 행한 후, 잔부를 첨가하여 2차 혼합할 수도 있다.
또한, 혼합 수단으로서는, 특별히 제한은 없고, 종래부터 공지의 혼합기 모두를 사용할 수 있다. 예를 들면, 종래부터 알려져 있는 교반 날개형 믹서(예를 들면 헨셸 믹서(Henschel mixer) 등)나 용기 회전형 믹서(예를 들면 V형 믹서, 더블 콘 믹서 등)를 사용할 수 있다. 가열이 필요한 경우에는, 가열이 용이한, 고속 저부 교반식 혼합기나 경사 회전 밴형 혼합기, 회전 집게형 혼합기, 원추 유성 스크류형 혼합기 등이, 특히 유리하게 적합하다.
또한, 본 발명에서는, 상기한 첨가재 외에, 목적에 따라서 특성을 개선하기 위한 첨가재를 첨가할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 소결체의 절삭성을 개선하는 목적으로, MnS 등의 절삭성 개선용 분말의 첨가가 예시된다.
(실시예)
［실시예 1］
철기 분말로서 순철분(아토마이즈 철분, 평균 입자경: 80㎛) A와, 이 순철분의 표면에 유기 결합제를 개재하여 합금용 분말을 부착시킨 합금 성분 외장 철분 B의 2종류를 준비했다. B에 이용한 합금용 분말은 Cu 분말(평균 입자경: 25㎛): 2.0질량％ 및 흑연 분말(평균 입경: 5.0㎛): 0.8질량％로 했다. 또한, 유기 결합제로서는, 스테아린산 모노아미드: 0.05질량％ 및 에틸렌비스스테아린산 아미드: 0.05질량％를 사용했다. 또한, 이들 첨가 비율은 모두, 철기 혼합 분말 전체에서 차지하는 비율이다.
상기의 순철분 A와 합금 성분 외장 철분 B에, 애스펙트비가 5 미만의 산화물 입자와 유리 윤활제를 여러 가지의 비율로 첨가한 후, 혼합하여, 분말 야금용 철기 혼합 분말로 했다. 또한, 산화물 입자로서는, JC(TM)(Fe2O3, JFE 케미컬 가부시키가이샤(JFE Chemical Corporation) 제조), MIOX(TM)(Fe2O3와 SiO2와 Al2O3의 혼합물: Fe2O3＝90질량％, SiO2＝5질량％, Al2O3＝3질량％, 잔부 불순물(모두 개략치): Karntner Montanindustrie Gesellschaft mbH 제조), A31(TM)(Al2O3, 니폰케이킨조쿠 가부시키가이샤(Nippon Light Metal Company, Ltd.) 제조)을 이용했다. 또한, 유리 윤활제로서는, 스테아린산 리튬: 0.1질량％에 더하여, 스테아린산 아연, 에틸렌비스스테아린산 아미드, 에루크산 아미드 등을 사용했다. 또한, 철분 및 산화물 입자의 평균 입자경은, 레이저 회절?산란법(JIS R 1629 준거)에 의해 측정하여, 입자경 분포(체적 기준의 적산 분율)에 있어서의 50％ 지름을 채용했다. 또한, 주사형 전자현미경으로 산화물 입자를 관찰하여, 랜덤하게 선택한 50개의 입자에 대한 애스펙트비의 평균치를, 애스펙트비로 했다.
이들 혼합 분말의 배합 비율을 표 1에 나타낸다. 이 배합 비율은, 분말 야금용 철기 혼합 분말 전체에서 차지하는 비율이다. 유기계 윤활량의 첨가량(질량％)은, 순철분 A의 경우는 표 2에 나타난 유리 윤활제의 첨가량에 동일하고, 합금 성분 외장 철분 B의 경우는, 유기 결합제의 첨가량(0.1질량％)에 표 2에 나타난 유리 윤활제의 첨가량을 더한 합계에 동일하다.
다음으로, 얻어진 각 철기 혼합 분말을, 금형에 충전하고, 실온에서 압력: 980MPa로 가압 성형하여, 외경: 11㎜, 높이: 11㎜의 원주 형상의 압분체로 했다. 그때, 철기 혼합 분말의 유동성, 압분체를 금형으로부터 꺼낼 때의 발출력 및 얻어진 압분체의 압분 밀도에 대해서 측정한 결과를, 표 1에 병기한다. 또한, 철기 혼합 분말의 유동성은, JIS Z 2502에 근거하여 평가했다.
여기에, 유동성은 유동도가 30sec/50g 이하이면, 또한, 압축성은 성형 밀도가 7.35Mg/㎥ 이상이면, 또한 발출성은 발출력이 25MPa 이하이면, 각각 양호라고 할 수 있다.
Figure pct00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따르는 산화물 입자를 적당량 첨가함으로써, 유동성은 물론, 압축성 및 발출력이 우수한 철기 혼합 분말이 얻어지는 것을 알 수 있다.
이에 대하여, 비교예는 모두, 유동성, 성형 밀도 및 발출력 중 적어도 하나가 뒤떨어지고 있었다.
［실시예 2］
철기 분말로서 실시예 1과 동일한 합금 성분 외장 철분 B를 준비했다. 여기에 표 2에 기재된 산화물 입자(애스펙트비: 5 미만)와 유리 윤활제를 첨가한 후, 혼합하여, 분말 야금용 철기 혼합 분말로 했다. 산화물 입자로서는 실시예 1과 동일한 공업 제품을 이용했다. 표 2에 기재된 첨가 비율은, 모두 철기 혼합 분말에서 차지하는 비율이다. 이들 철기 혼합 분말에 대해, 실시예 1과 동일한 방법으로, 유동성, (철기 혼합 분말로부터 얻어진) 압분체를 금형으로부터 꺼낼 때의 발출력 및 얻어진 압분체의 압분 밀도에 대해서 측정한 결과를, 표 2에 병기한다.
Figure pct00002
표 2로부터, 예를 들면 유기계 윤활제만을 합계 0.8질량％ 함유하는 철기 혼합 분말(No.20)에 비하여, 철계의 산화물 입자(Fe2O3와 SiO2와 Al2O3의 혼합물 입자)를 배합하여 유기계 윤활제를 0.4?0.5질량％로 저감한 철기 혼합 분말(No.14, 15)은, 동등한 발출력을 확보하면서, 성형 밀도나 유동도가 현저하게 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 물론, No.13으로부터 알 수 있는 바와 같이, 추가로 유기계 윤활제를 저감해도 양호한 유동도?성형 밀도 및 발출력이 얻어진다.
또한, 유기 결합제, 유리 윤활제, 합금용 분말, 산화물 입자(특히 철, 알루미늄 및/또는 규소를 함유하는 산화물 입자) 등을 여러 가지 바꾼 경우나, 절삭성 개선용 분말 등을 추가로 첨가한 경우에 있어서도, 상기 실시예 1, 2와 동일한 결과가 얻어졌다.
본 발명에 따르는 산화물 입자를, 철기 분말 중에 적당량 첨가함으로써, 유동성은 물론, 성형 밀도와 발출력을 아울러 개선할 수 있고, 나아가서는 생산성의 향상뿐만 아니라, 제조 비용을 저감할 수 있다.
1 : 장경
2 : 두께

Claims (7)

  1. 분말 야금용 철기 혼합 분말로서, 철기 분말에, 평균 입자경이 0.5㎛ 이상의 산화물 입자를, 철기 혼합 분말에 대하여 0.01?5.0질량％의 범위에서 함유시켜 이루어지는 분말 야금용 철기 혼합 분말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화물이, 철, 알루미늄 및 규소로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 산화물인 분말 야금용 철기 혼합 분말.
  3. 제1항에 있어서,
    추가로 합금용 분말을 함유하는 분말 야금용 철기 혼합 분말.
  4. 제2항에 있어서,
    추가로 합금용 분말을 함유하는 분말 야금용 철기 혼합 분말.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 유기 결합제를 함유하는 분말 야금용 철기 혼합 분말.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 유리 윤활제(free lubricant)를 함유하는 분말 야금용 철기 혼합 분말.
  7. 제5항에 있어서,
    추가로 유리 윤활제를 함유하는 분말 야금용 철기 혼합 분말.
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