KR20160023848A - 분말 야금용 혼합분 및 그의 제조 방법 그리고 철기 분말제 소결체의 제조 방법 - Google Patents

분말 야금용 혼합분 및 그의 제조 방법 그리고 철기 분말제 소결체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라, 절삭성 개선용 분말을, 400∼1100℃의 범위로 가열 처리한 결정질 층 형상 규산 알칼리로 하고, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량을, 철기 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위로 함으로써, 소결로의 로 내 환경에 악영향을 미치는 일 없이 성형체의 소결이 가능할 뿐만 아니라, 우수한 선반 절삭성 및 우수한 드릴 절삭성을 겸비 한 소결체를 얻는 것이 가능한, 분말 야금용 혼합분을 얻을 수 있다.

Description

분말 야금용 혼합분 및 그의 제조 방법 그리고 철기 분말제 소결체의 제조 방법{MIXED POWDER FOR POWDER METALLURGY, METHOD OF MANUFACTURING SAME, AND METHOD OF MANUFACTURING IRON-BASED POWDER SINTERED BODY}
본 발명은, 자동차 소결 부품용 등에 적합한, 철기 분말(iron-based powder), 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합한 분말 야금용 혼합분과 그의 제조 방법, 그리고, 이 혼합분을 성형, 소결하여 얻어지는 철기 분말제 소결체의 제조 방법에 관한 것이며, 특히, 철기 분말제 소결체의 절삭성 개선을 도모하고자 하는 것이다.
분말 야금 기술의 진보에 의해, 고(高)치수 정밀도로 복잡한 형상의 부품을 니어 넷 형상으로 제조할 수 있게 되었기 때문에, 분말 야금 기술을 이용한 제품이 각종 분야에서 이용되고 있다. 분말 야금 기술은, 분말을 소망 형상의 금형에 충전, 성형한 후, 소결을 행함으로써, 형상의 자유도가 높은 것이 특징으로 되어 있다. 그 때문에, 형상이 복잡한 톱니바퀴 등의 기계 부품에 적용하는 사례가 많다.
또한, 철계 분말 야금의 분야에서는, 철기 분말(금속 분말)에, 동분(copper powder), 흑연분 등의 합금용 분말과, 스테아르산 아연, 스테아르산 리튬 등의 윤활제를 혼합한 철기 혼합분을, 소정 형상의 금형에 충전한 후 가압 성형하여 성형체로 하고, 이어서, 소결 처리를 행하여 소결 부품을 얻고 있다. 이와 같이 하여 얻어진 소결 부품은, 일반적으로 치수 정밀도가 좋다고 되어 있지만, 매우 엄격한 치수 정밀도가 요구되는 소결 부품을 제조하는 경우에는, 소결한 후에, 추가로 절삭 가공을 행할 필요가 있으며, 이 절삭 가공에 있어서는, 선반에 의한 선삭이나 드릴에 의한 구멍 뚫기 등의 가공이, 여러 가지의 절삭 속도로 행해진다.
그러나, 상기 소결 부품은, 공공(porous)의 함유 비율이 높고, 용해법에 따른 금속 재료에 비하면, 절삭 저항이 높아진다. 그 때문에, 종래부터, 소결체의 절삭성을 향상시키는 목적으로, 철기 혼합분에, Pb, Se, Te 등을, 분말로 첨가, 또는 철분 또는 철기 분말에 합금화하여 첨가하는 것이 행해져 왔다.
그러나, Pb는 융점이 330℃로 낮기 때문에, 소결 과정에서 용융하기는 하지만, 철 중에는 고용(dissolve)하지 않기 때문에, 기지(matrix) 중에 균일 분산시키는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, Se, Te는, 소결체를 취화(embrittle)시키기 때문에, 소결체의 기계적 특성의 열화가 현저하다는 문제가 있었다.
또한, 전술한 공공은, 열전도성이 나쁘기 때문에, 소결체를 가공하면 가공시의 마찰열이 축적되어, 공구의 표면 온도가 오르기 쉬워진다. 그 때문에, 절삭 공구가 손모하기 쉬워져 단수명이 되는 결과, 절삭 가공비가 증대하여, 소결 부품의 제조 비용의 상승을 초래한다는 문제가 발생한다.
이들의 문제에 대하여, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 철분에, 10㎛ 이하의 미세한 황화 망간 분말을 중량％로 0.05∼5％ 혼합한 소결 물체 제조용 철분 혼합물이 기재되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 기술에 의하면, 큰 치수 변화 및 강도 열화를 수반하는 일 없이, 소결재의 피삭성(절삭성)을 개선할 수 있다고 되어 있다.
특허문헌 2에는, 철기 분말에 규산 알칼리를 첨가하는 철기 소결체의 제조 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 규산 알칼리를 0.1∼1.0중량％ 첨가함으로써, 큰 치수 변화 및 강도 열화를 수반하는 일 없이, 쾌삭성을 개선할 수 있다고 되어 있다.
특허문헌 3에는, 철분을 주체로 하고, 아놀사이트상(相) 및/또는 겔레나이트상을 갖는 평균 입경 50㎛ 이하의 CaO-Al2O3-SiO2계 복합 산화물의 분말(세라믹스 분말)을 0.02∼0.3중량％ 함유하는 분말 야금용 철계 혼합 분말이 기재되어 있다.
특허문헌 3에 기재된 기술에 의하면, 절삭시에 가공면에 노출한 세라믹스 분말이 공구 표면에 부착하여 공구 보호막(베라크층(belag layer))을 형성하고, 공구의 재질 열화를 방지하여 절삭성을 개선할 수 있다고 되어 있다.
특허문헌 4에는, 철기 분말과, 합금용 분말과, 절삭성 개선용 분말로서 황화 망간분과 인산 칼슘분 및/또는 하이드록시아파타이트분에 더하여, 윤활제를 혼합하여 이루어지는 철기 혼합분이 기재되어 있다. 여기에서, 황화 망간은 절삭 찌꺼기의 미세화에 유효하게 작용하는 한편, 인산 칼슘분 및 하이드록시아파타이트분은, 절삭시에 공구의 표면에 부착하여 베라크층을 형성하고, 공구 표면의 변질을 방지 또는 억제하는 효과가 있다고 기재되어 있다.
즉, 특허문헌 4에 기재된 기술에 의하면, 소결체의 기계적 특성의 열화를 수반하는 일도 없어, 절삭성을 향상할 수 있다고 되어 있다.
또한, 특허문헌 5에 의하면, 철 또는 철기 합금에, 황산 바륨 혹은 황화 바륨을, 단독 혹은 합계로 0.3∼3.0중량％ 첨가함으로써 절삭성 등의 기계 가공성을 향상시킬 수 있다고 기재되어 있다.
일본공개특허공보 소61-147801호 일본공개특허공보 소60-145353호 일본공개특허공보 평9-279204호 일본공개특허공보 2006-89829호 일본특허공고공보 소46-39564호 일본공개특허공보 평04-157138호 일본공개특허공보 2012-144801호 일본공개특허공보 2001-114509호
그러나, 특허문헌 1 및 4에 기재된 기술에서는, 황화 망간(MnS)분을 포함하기 때문에, 소결체 외관의 악화의 원인이 됨과 함께, 소결체 중에 잔류한 S 혹은 MnS는, 소결 부품의 발청(rusting)을 촉진하고, 그 내식성을 저하시킨다는 문제가 있다.
또한, MnS는, 절삭 속도가 100m/min 이하라는 저속역에서의 절삭성 개선은 우수하기는 하지만, 200m/min 정도의 고속 절삭에서는, 절삭성 개선 효과가 작다는 과제가 있었다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 규산 알칼리가 흡습성이기 때문에 혼합 분말에 고착이 발생하여, 성형 불량을 일으킨다는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 분체 특성, 소결체 특성의 저하를 방지하기 위해, 세라믹스 분말 중의 불순물을 적게 하고, 또한 그 입도를 조정한 분말로 할 필요가 있어, 재료 비용이 급등한다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 고속에서의 절삭성 개선은 우수하기는 하지만, 저속에서의 절삭에서는 절삭성 개선 효과가 작다는 과제가 있었다.
추가로, 특허문헌 3, 4에 기재된 베라크층 형성에 의한 절삭성 개선은, 선삭 가공에서는 절삭 동력 저감에 유효하기는 하지만, 절삭 찌꺼기가 미세화하지 않기 때문에, 드릴 절삭의 경우는, 절삭 찌꺼기의 배제성이 나쁘고, 드릴의 절삭성에는 아직도 문제를 남기고 있었다.
또한, 특허문헌 5에 기재된 기술에서는, MnS를 이용한 경우와 동일하게, 200m/min 정도의 고속 절삭에서는, 절삭성 개선 효과가 작다는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제나 과제를 유리하게 해결하고, 우수한 절삭성, 자세하게는, 우수한 선반 절삭성(이하, 선삭성이라고도 함) 및 우수한 드릴 절삭성을 겸비한 소결체를 얻는 것이 가능한, 분말 야금용 혼합분 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명에서는, 우수한 선삭성 및 드릴 가공성을 겸비하는 절삭성이 우수한 철기 분말제 소결체의 제조 방법을 아울러 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 소결체의 절삭성에 미치는 각종 요인, 특히 규산 알칼리의 영향에 대해서 예의 연구하였다. 즉, 규산 알칼리의 흡습성을 완화하기 위해, 고온에서의 열처리를 행하는 시험을 실시한 결과, 이 열처리에 의해 얻어진 층 형상으로 결정화한 규산 알칼리는, 현격히 소결체의 절삭성을 개선하는 것을 알 수 있었다.
이 개선 기구(mechanism)에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 예를 들면 특허문헌 6에는, 메타 규산 마그네슘계 광물이나 오르토 규산 마그네슘계 광물은, 벽개성(cleavable)이 있기 때문에 고체 윤활제로서 작용하고, 그 결과, 합금의 쾌삭성, 슬라이딩 특성, 친화성 및 내마모성이 향상한다고 나타나 있으며, 결정질 층 형상 규산 알칼리도 동일한 기구를 갖고 있는 것은 아닌지 생각하고 있다.
추가로, 발명자들은, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 절삭성 개선 효과가, 메타 규산 마그네슘계 광물이나 오르토 규산 마그네슘보다 우수하고, 비교적 저속까지 절삭성 개선 효과가 있어, 저속에서 고속까지의 광범위에 있어서 절삭성 개선 효과가 인정되는 것도 아울러 지득했다.
이 추가 개선 기구에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, MnS 등에서는, 저왜곡 전단 속도 변형하에 있어서의 전단역의 연성 파괴를 조장하는 작용이 보고되어 있는 점에서, 동일한 기구가 더욱 유리하게 작용하고 있는 것으로 추정된다.
이상 얻어진 인식으로부터, 발명자들은, 결정질 층 형상 규산 알칼리는, 선반에서의 절삭성(선삭성)과 드릴에 의한 절삭성(드릴 절삭성)이라는 상이한 요건이 요구되는 절삭성을 동시에 향상시킬 수 있는 것을 구명했다.
또한, 발명자들은, 절삭성 개선용 분말(첨가재)로서, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 더하여 추가로, 적어도 SiO2 및 MgO 중에서 선택한 1종을 포함하는 분말을 더함으로써, 저속에서의 선삭성을 한층 개선할 수 있는 것을 발견했다.
상기 소결체가 상승적으로 절삭성을 개선하는 기구에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다.
특허문헌 7에 개시된 기재에 의하면, SiO2 및 MgO 중에서 선택한 1종을 포함하는 분말을 더하면, 소결 처리시, 소결체의 기지상 중에 연질상과 경질상을 동시에 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 본 발명과 같이, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 SiO2 및 MgO 중에서 선택한 1종을 포함하는 분말을 더하면, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 고체 윤활재로서의 기능이 한층 현재화(apparent)하여, 연질 금속 화합물상이 공구에 작용하는 항력을 저하시킨다. 그 결과, 공구의 마모, 변형 혹은 균열의 발생을 억제하는 기능이나, 경질 금속 화합물상에 의한 절삭 찌꺼기 내부에 있어서의 균열 발생의 촉진을 유발하고, 드릴 천공시의 절삭 찌꺼기 배출성이 한층 향상하는 것으로 생각된다.
즉, 발명자들은 특허문헌 7에 기재된 첨가재에 대하여, 결정질 층 형상 규산 알칼리를 첨가함으로써, 드릴 가공에 있어서 절삭성 개선의 상승 효과가 얻어지는 것을 발견했다.
또한, 발명자들은, 절삭성 개선용 분말(첨가재)로서, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 더하여, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을 포함하는 분말을 더함으로써, 저속에서의 선삭성을 한층 개선할 수 있는 것을 발견했다.
상기 소결체가 상승적으로 절삭성을 개선하는 기구에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다.
특허문헌 5에 개시된 기재에 의하면, BaSO4는 모든 금속과 용해 혹은 고용하지 않고, 또한 연질이며, 이것이 결정 입계 및 입내에 산재하고 있어, 절삭시의 절결 효과를 발현함으로써, 절삭 저항을 낮추어 피삭성을 개선할 수 있다.
그 때문에, 본 발명과 같이, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을 포함하는 분말을 더하면, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 고체 윤활재로서의 기능이 한층 현재화하여, 연질 화합물상이 공구에 작용하는 항력을 저하시키기 때문에, 공구의 마모, 변형 또는 균열의 발생을 억제하는 기능이 한층 향상하는 것으로 생각된다.
즉, 발명자들은, 특허문헌 5에 기재된 첨가재에 대하여, 결정질 층 형상 규산 알칼리를 첨가함으로써, 드릴 가공을 포함하는, 저속에 있어서의 절삭성 개선의 상승 효과가 얻어지는 것을 신규로 발견했다.
본 발명은, 이러한 인식에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.
1. 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합하여 이루어지는 분말 야금용 혼합분으로서,
상기 절삭성 개선용 분말이, 400∼1100℃의 범위로 가열 처리한 결정질 층 형상 규산 알칼리이며, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량이, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위인 분말 야금용 혼합분.
2. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말(granulated slag powder), 수비 점토 분말(levigated clay powder), 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 1에 기재된 분말 야금용 혼합분.
3. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 2에 기재된 분말 야금용 혼합분.
4. 상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 상기 3에 기재된 분말 야금용 혼합분.
5. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분.
6. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분.
7. 상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 상기 6에 기재된 분말 야금용 혼합분.
8. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분.
9. 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 배합한 후, 혼합하여 혼합분으로 하는 상기 1∼8 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법으로서,
상기 절삭성 개선용 분말을, 400℃ 내지 1100℃로 가열 처리된 결정질 층 형상 규산 알칼리로 하고, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량을, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로 0.01∼1.0％로 하고, 추가로,
상기 혼합을, 철기 분말과 합금용 분말에 대하여, 1차 혼합재로서 절삭성 개선용 분말의 일부 또는 전부와 윤활제의 일부를 첨가하여 가열하고, 당해 윤활제 중 적어도 1종의 윤활제를 용융시키면서 혼합하고, 이어서 냉각하여 고화시키는 1차 혼합과,
상기 절삭성 개선용 분말 및 윤활제의 나머지 분말을, 2차 혼합재로서 추가로 첨가하여 혼합하는 2차 혼합에 의해 행하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
10. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말, 수비 점토 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 9에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
11. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 10에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
12. 상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 상기 11에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
13. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 상기 9 내지 12 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
14. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 상기 9 내지 13 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
15. 상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 상기 14에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
16. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 9 내지 15 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
17. 상기 9 내지 16 중 어느 하나에 기재된 제조 방법으로 제조된 분말 야금용 혼합분을, 금형에 충전한 후 압축 성형하여 성형체로 하고, 당해 성형체에 소결 처리를 행하여 소결체로 하는 철기 분말제 소결체의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 우수한 선삭성과, 우수한 드릴 절삭성을 겸비하는 절삭성이 우수한 소결체를 염가로 제조할 수 있기 때문에, 금속 소결 부품의 제조 비용을 현저하게 저감하고, 산업상 현격한 효과를 갖는다. 특히, 저속에서 고속까지의 광범위의 절삭 조건으로 절삭이 가능하기 때문에, 드릴과 같이 중심부와 주단부(peripheral portion)에서 절삭 속도가 바뀌는 가공에 그 효과를 현저하게 발휘한다.
또한, 본 발명에 의하면, 성형시에는, 압분 밀도의 저하나, 발출력의 증대를 초래하는 일 없이 성형할 수 있다는 효과도 있다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
우선, 본 발명의 분말 야금용 혼합분에 대해서 설명한다.
본 발명의 분말 야금용 혼합분은, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합하여 이루어지는 혼합분이다.
본 발명에 이용하는 철기 분말로서는, 아토마이즈 철분 및 환원 철분 등의 순철분, 합금 원소를 미리 합금화(pre-alloy)한 예합금 강분(완전 합금화 강분), 혹은 철분에 합금 원소가 부분 확산하여 합금화된 부분 확산 합금화 강분, 혹은 예합금화 강분(완전 합금화 강분)에 추가로 합금 원소를 부분 확산시킨 하이브리드 강분 등의 철기 분말을 모두 적용할 수 있다. 또한, 철기 분말로서는, 상기한 철기 분말에 더하여 추가로 합금용 분말 및, 윤활제를 혼합한 철기 분말 혼합분을 이용해도 좋다.
다른 한편, 본 발명에 이용하는 합금용 분말로서는, 흑연 분말, Cu(동분말) 분, Mo분, Ni분 등의 비(非)철금속 분말, 아산화 동분말 등이 예시되고, 소망하는 소결체 특성에 따라서 선택하여 혼합한다. 이들의 합금용 분말을, 철기 분말에 혼합시킴으로써 소결체의 강도를 상승시킬 수 있고, 소망하는 소결 부품 강도를 확보할 수 있다. 또한, 합금용 분말의 배합량은, 소망하는 소결체 강도에 따라서, 금속 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.1∼10％의 범위로 한다. 합금용 분말의 배합량이, 0.1질량％ 미만에서는, 소망하는 소결체 강도를 확보할 수 없게 되는 한편으로, 10질량％를 초과하여 첨가하면, 소결체의 치수 정밀도가 저하하기 때문이다.
또한, 본 발명에서는, 절삭성 개선용 분말로서, 400∼1100℃로 가열 처리된 결정질 층 형상 규산 알칼리를 이용한다. 여기에서 규산 알칼리로서는, 규산 나트륨, 규산 칼륨 및 규산 리튬 등을 이용할 수 있다. 이들은 수용성이기 때문에, 그대로 혼합분에 첨가하면, 흡습에 의해, 혼합 분말의 분말 간에 고착이 발생하고, 분말의 유동성이 악화되어, 성형 불량이 발생해 버린다.
그 때문에, 본 발명에서는, 규산 알칼리에 가열 처리를 행하여, 표면의 실라놀기를 감소시켜, 물과의 결합성을 저하시킨다. 이때의 가열 온도로서는, 400∼1100℃로 하는 것이 중요하지만, 400℃ 미만의 경우에는 흡습성의 저감 효과가 충분하지 않고, 1100℃를 상회하는 경우에는 처리 비용의 관점에서 합리적이지 않기 때문이다.
또한, 이 가열 처리시에, 규산 알칼리는 결정화하고, 층 형상 구조를 갖게 되지만, 이들의 구조는 X선 회절 등의 분석 수단에 의해 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에서 이용되는 결정질 층 형상 규산 알칼리는, 결정질 알칼리 금속 층 형상 규산염의 일종이다. 이 결정질 알칼리 금속 층 형상 규산염은, 세제에 배합되면 세정력을 현저하게 증강하는 물질인 세제 빌더로서 공지이며, 특허문헌 8에 상세하게 개시되어 있다.
또한, 본 발명에서는, 혼합분을 성형체로 하고 나서 소결할 때에, 결정질 층 형상 규산 알칼리와 함께 이용되는 절삭성 개선용 분말로서, 소결체의 기지상 중에 기지상의 평균 경도보다도 낮은 경도의 연질 입자(연질상)이고, 또한 저융점에서 비정질상을 형성할 수 있는 연질 금속 화합물 분말을 첨가하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말, 수비 점토 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택된 적어도 1종이다.
절삭성 개선용 분말로서 혼합분에 첨가하는, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말 등의 연질 광물은 모두, 적어도 Si, Mg, O(SiO2, MgO)를 함유하는 금속 화합물이며, 또는 수쇄 슬래그 분말은, CaO-SiO2-Al2O3, MgO-Al2O3-SiO2 등의 성분계로 대표되는 탈산 생성물이다. Si, Mg, O를 함유하는 화합물인 이들 분말은, 모두, 혼합분을 성형한 압분체를 소결할 때에, 저융점의 비정질상을 형성하여, 소결체의 기지상 중에 연질 금속 화합물상으로서 분산할 수 있다. 또한, 소결시에 형성되는 저융점의 비정질상은, SiO2-MgO계 비정질상이다.
또한, 절삭성 개선용 분말로서, 수비 점토 분말이나, 산화 마그네슘(MgO) 분말, 나아가서는, 엔스터타이트 분말 등과 동일하게 Si, Mg, O를 포함하는, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 1종 이상을 이용해도 좋다. 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말은, 혼합분을 성형한 압분체를 소결할 때에, 동일하게 저융점의 비정질상(비정질 입자)을 형성할 수 있다. 또한, 혼합비는, 질량비로 SiO2：MgO가, 1:2∼3:1의 범위로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 절삭성 개선용 분말로서, 추가로 알칼리 금속염 분말을 더하는 것이 바람직하다. SiO2, MgO로 이루어지는 엔스터타이트 분말 등의 분말에, 추가로 알칼리 금속염 분말을 더함으로써, 압분체 소결시의 저융점 비정질상의 형성이 보다 촉진되기 때문이다.
알칼리 금속염은, 소결시에 단독으로, 혹은 철기 분말 표면의 산화 철과 반응하여, 저융점의 플럭스를 형성할 뿐만 아니라, 그 플럭스 중에, 혼합분 중에 포함되는 SiO2, MgO 등의 다른 산화물이 용융하고, SiO2-MgO-알칼리 금속 산화물계 비정질상을 형성하여, 연질상으로서 소결체의 기지상 중에 분산한다.
또한, 알칼리 금속염으로서는, 알칼리 탄산염, 알칼리 금속 비누를 예시할 수 있고, 그들 분말 중 어느 것, 혹은 그들을 복합하여 함유해도 좋다. 또한, 알칼리 금속 비누를 이용한 경우에는, 금속 비누에 의한 윤활 효과에 의해 분말 성형시에 압분체의 밀도가 향상한다는 이점도 있다.
이상 서술한, SiO2 및/또는 MgO를 포함하는 분말, 또는 알칼리 금속염 분말의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 10∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 10질량％ 미만에서는, 상기한 상승 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합에서는 저속에서의 절삭성 개선 효과가 저하하기 때문이다.
본 발명에서는, 추가로 불화 칼슘 분말을 포함해도 좋다. 또한, 불화 칼슘 분말의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 20∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 20질량％ 미만에서는, 소망하는 절삭성 개선 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합은 소결체의 기계적 강도가 저하하기 때문이다.
또한, 경질 입자가 되는 분말로서는, 금속 붕화물 분말 및/또는 금속 질화물 분말을 들 수 있다. 그리고, 금속 붕화물 분말로서는, TiB2 분말, ZrB2 분말, NbB2 분말을 예시할 수 있고, 그 중에서도 NbB2 분말이 바람직하다. 또한, 금속 질화물 분말로서는, TiN 분말, AlN 분말, Si3N4 분말을 예시할 수 있고, 특히 Si3N4 분말이 바람직하다.
또한, 금속 붕화물 분말 및/또는 금속 질화물 분말의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 10∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 10질량％ 미만에서는, 소망하는 절삭성 개선 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합은 분말의 압축성이나 소결체 강도가 저하하기 때문이다.
또한, 본 발명에서는, 혼합분을 성형체로 하고 나서 소결할 때에, 결정질 층 형상 규산 알칼리와 함께 이용되는 절삭성 개선용 분말로서, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을 첨가할 수 있다.
구체적으로는, 황산 나트륨이나 황산 리튬 등, 알칼리 금속 황산염이나 황산 칼슘, 황산 마그네슘, 황산 바륨이나 황산 스트론튬 등의 알칼리 토금속 황산염 중에서 선택한 적어도 1종이다.
이들은 모두 연질 물질이며, 모든 금속과 용해 혹은 고용하지 않고, 결정 입계 및 입내에 산재하고 있으며, 절삭시의 절결 효과를 발현하고, 절삭 저항을 내려 피삭성을 개선할 때, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 고체 윤활재로서의 기능이 한층 현재화하여, 연질 화합물상이 공구에 작용하는 항력을 저하시키기 때문에, 공구의 마모, 변형 혹은 균열의 발생을 억제하는 기능이 한층 향상한다.
또한, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 10∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 10질량％ 미만에서는, 소망하는 절삭성 개선 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합은 분말의 압축성이나 소결체 강도가 저하하기 때문이다.
이상 서술해 온 본 발명에 따른 혼합분의 절삭성 개선용 분말의 배합량은, 철기 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위로 할 필요가 있다. 배합량이, 0.01질량％ 미만에서는, 절삭성 개선 효과가 불충분해지는 한편으로, 1.0질량％를 초과하여 배합하면, 압분체 밀도가 저하하고, 그 성형체를 소결하여 얻은 소결체의 기계적 강도가 저하하기 때문이다. 이 때문에, 혼합분에 있어서의 절삭성 개선용 분말의 배합량은, 철기 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위에 한정한다.
본 발명에 따른 혼합분에는, 상기한 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말에 더하여, 적정량의 윤활제를 배합한다. 배합되는 윤활제로서는, 스테아르산 아연, 스테아르산 리튬 등의 금속 비누, 혹은 올레산 등의 카본산, 스테아르산 아미드, 스테아르산 비스아미드, 에틸렌비스스테아로아미드 등의, 아미드 왁스가 바람직하다. 윤활제의 배합량은, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않지만, 소위 외 첨가량으로서, 금속 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말의 합계량 100질량％에 대하여, 0.1∼1.0질량％―외할(outer percentage)로 하는 것이 바람직하다. 윤활제의 배합량이, 0.1질량％―외할에 충족하지 않으면, 금형과의 마찰이 증가하여 인출력이 증대하여 금형 수명이 저하하는 한편으로, 1.0질량％―외할을 초과하여 다량이 되면, 성형 밀도가 저하하여 소결체 밀도가 낮아져 버리기 때문이다.
다음으로, 본 발명에 따른 혼합분을 얻는 데에 바람직한 제조 방법에 대해서 설명한다.
철기 분말에 대하여, 합금용 분말 및, 상기한 종류나 배합량의 분말로 이루어지는 절삭성 개선용 분말, 나아가서는 윤활제를, 각각 소정량 배합하고, 통상 공지의 혼합기를 이용하여, 1회로, 혹은 2회 이상으로 나누어 혼합하고, 혼합분(철기 혼합분)으로 하는 것이 바람직하다. 상기한 절삭성 개선용 분말은, 반드시 전량(全量)을 한번에 혼합할 필요는 없고, 일부만을 배합하여 혼합(1차 혼합)을 행한 후, 잔부(2차 혼합재)를 배합하여 혼합(2차 혼합)할 수도 있다. 또한, 윤활제는, 2회로 나누어 배합하는 것이 바람직하다.
또한, 철기 분말의 일부 또는 전부에 대하여, 합금용 분말 및/또는 절삭성 개선용 분말의 일부 또는 전부를 결합재에 의해 표면에 고착시키는 편석 방지 처리를 행한 철기 분말을 이용해도 좋다. 여기에서, 편석 방지 처리로서는, 일본특허공보 제3004800호에 기재된 편석 방지 처리를 이용할 수 있다.
본 발명에서는, 혼합분에 배합한 여러 가지의 윤활제의 융점의 최저 온도 이상으로 가열함으로써, 상기 윤활제 중 적어도 1종류의 윤활제를 용융시켜 1차 혼합한 후, 냉각하여 고화시키고, 이어서, 절삭성 개선용 분말과 윤활제의 나머지 분말로 이루어지는 2차 혼합재를 첨가하여 2차 혼합을 할 수 있다.
또한, 혼합 수단으로서는, 특별히 제한은 없고, 종래 공지의 혼합기의 어느 것이라도 사용할 수 있다. 또한, 가열이 용이한, 고속 저부 교반식 혼합기, 경사 회전 팬형 혼합기, 회전 괭이(rotating hoe)형 혼합기 및 원추 유성 스크류형 혼합기 등은 특히 유리하게 적합하다.
다음으로, 상기한 제조 방법으로 얻어지는 분말 야금용 혼합분을 이용한 소결체의 바람직한 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 상기한 방법으로 제조된 본 발명에 따른 분말 야금용 혼합분을, 금형에 충전하여 압축 성형하고, 성형체로 한다. 성형 방법은, 프레스 등의 공지의 성형 방법을 모두 적합하게 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 분말 야금용 혼합분을 이용함으로써, 성형 압력을 294㎫ 이상으로 고압으로 할 수 있고, 추가로 상온에서도 성형할 수 있다. 또한, 안정된 성형성을 확보하기 위해서는, 혼합분이나 금형을 적정한 온도로 가열하거나, 금형에 윤활제를 도포하거나 하는 것이 바람직하다.
또한, 압축 성형을, 가열 분위기 중에서 행하는 경우에는, 혼합분이나 금형의 온도는 150℃ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 그렇다는 것은, 본 발명의 분말 야금용 혼합분은, 압축성이 풍부하기 때문에, 150℃ 미만의 온도에서도 우수한 성형성을 나타내는 데다가, 150℃ 이상이 되면 산화에 의한 열화가 염려되기 때문이다.
상기 성형 가공에 의해 얻어진 성형체는, 이어서 소결 처리가 행해져, 소결체가 된다. 소결 처리의 온도는, 금속 분말의 융점의 약 70％의 온도로 행하는 것이 바람직하다.
철기 분말의 경우는, 1000℃ 이상이며, 바람직하게는 1300℃ 이하로 한다. 소결 처리의 온도가 1000℃ 미만에서는, 소망하는 밀도의 소결체로 하는 것이 어려워지기 때문이다. 한편, 소결 처리의 온도가 1300℃를 초과하여 고온이 되면, 소결 중에 이상 알갱이 성장이 일어나, 소결체 강도가 저하하기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다.
상기 소결 처리의 분위기는, 질소 혹은 아르곤 등의 불활성 가스 분위기, 혹은, 이것에 수소를 혼합한 불활성 가스-수소 가스 혼합 분위기, 혹은, 암모니아 분해 가스, RX가스, 천연 가스 등의 환원 분위기로 하는 것이 바람직하다.
소결 처리 후, 추가로, 필요에 따라서, 가스 침탄 열처리나 침탄 질화 처리 등의 열처리를 행하여, 소망하는 특성을 구비된 제품(소결 부품 등)으로 한다. 또한, 절삭 가공 등의 가공을 수시로 행하여, 소정 치수의 제품으로 하는 것은 말할 필요도 없다.
(실시예)
이하, 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이하의 예에 하등 한정되는 것은 아니다.
철기 분말로서, 표 1에 나타내는 철기 분말(모두 평균 입경: 약 80㎛)을 사용했다. 또한, 이하 기재의 평균 입경은, 레이저 회절법을 이용하여 구한 것이다.
여기에, 사용한 철기 분말은, 표 1에 나타낸 대로, 아토마이즈 순철분 (A), 환원 순철분 (B), 철분 표면에 합금 원소로서 Cu를 부분 확산시켜 합금화한 부분 확산 합금화 강분 (C), 철분 표면에 합금 원소로서 Ni, Cu, Mo를 부분 확산시켜 합금화한 부분 확산 합금화 강분 (D), 합금 원소로서 Ni, Mo를 예합금화한 예합금화 강분(완전 합금화 강분) (E), 합금 원소로서 Mo를 예합금화한 예합금화 강분(완전 합금화 강분) (F) 및 (G)와, 합금 원소로서, Mo를 예합금화한 완전 합금화 강분에 추가로 Mo를 부분 확산 합금화한 강분(하이브리드형 합금 강분) (H)이다.
Figure pct00001
상기한 철기 분말에, 표 2에 나타내는 종류, 배합량의 합금용 분말과, 표 2에 나타낸 종류, 배합량의 절삭성 개선용 분말과, 추가로, 표 2에 나타낸 종류, 배합량의 윤활제를, 배합하고, 고속 저부 교반식 혼합기를 이용하여, 1차 혼합을 행했다. 또한, 1차 혼합에서는, 혼합하면서 140℃로 가열한 후, 60℃ 이하로 냉각했다. 또한, 합금용 분말로서 배합한 천연 흑연분은 평균 입경: 5㎛의 분말로 하고, 동분은 평균 입경: 20㎛의 분말로 했다.
Figure pct00002
1차 혼합한 후, 추가로 표 2에 나타낸 종류, 배합량의 절삭성 개선용 분말, 윤활제로 이루어지는 2차 혼합재를 배합하고, 혼합기의 회전수를 1000rpm로 하여, 1분간 교반하는 2차 혼합을 행했다. 2차 혼합 후, 혼합기로부터 혼합분을 배출했다. 또한, 절삭성 개선용 분말은, 1차 혼합과 2차 혼합시의 2회로 나누어 배합했다. 절삭성 개선용 분말의 배합량은, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로 표시하고, 윤활제의 배합량은, 외첨가로 하고, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말의 합계량 100질량％에 대한 질량％―외할로 표시했다.
이상의 공정을 거쳐, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말이, 편석이 발생하는 일 없이, 균일하게 혼합된 혼합분이 얻어졌다.
또한, 비교예로서, 표 2에 나타낸 종류, 배합량으로, 철기 분말, 합금용 분말, 윤활제를 배합하고, V형 용기 회전식 혼합기를 이용하여, 상온에서 혼합하여, 혼합분을 얻었다.
계속해서, 얻어진 혼합분을, 금형(선반 절삭 시험용 및 드릴 절삭 시험용의 2종)에 충전하고, 가압력: 590㎫로 압축 성형하여, 성형체를 얻었다. 그 얻어진 성형체에, RX가스 분위기 중에서, 1130℃×20min의 소결 처리를 행하여, 소결체를 얻었다.
얻어진 소결체에 대해서, 선반 절삭 시험, 드릴 절삭 시험을 실시했다. 시험 방법은 다음과 같이 했다.
(1) 선반 절삭 시험
얻어진 소결체(링 형상：외경 60㎜×내경 20㎜×길이 20㎜)를 3개 겹쳐, 그 측면을, 선반을 이용하여 절삭했다. 절삭 조건은, 서멧(cermet)제 선반용 절삭 공구를 이용하여, 절삭 속도: 100m/min 및 200m/min, 이송량: 0.1㎜/회, 절삭 깊이: 0.5㎜, 절삭 거리: 1000m로 하고, 시험 후, 절삭 공구의 플랭크의 마모 폭(flank wear width)을 측정했다. 여기에서 공구 수명을 대체로 0.25㎜의 마모량으로 규정하고, 절삭 거리 1000m 미만으로 이 공구 수명에 도달한 경우는, 1000m 미달이라고 기재했다. 따라서, 절삭 공구의 플랭크의 마모 폭이 작을수록, 소결체의 절삭성이 우수하다고 평가된다.
(2) 드릴 절삭 시험
얻어진 소결체(원반 형상: 외경 60㎜×두께 10㎜)에, 고속도 강제(鋼製) 드릴(직경: 2.6㎜)로, 회전수: 5,000rpm, 전송 속도: 750㎜/min의 조건으로 관통공을 천공하고, 그때, 절삭 동력계를 이용하여, 드릴 절삭시의 절삭 저항으로서 스러스트 성분을 측정했다. 스러스트 성분이 작을수록, 소결체의 절삭성이 우수하다고 평가된다.
얻어진 결과를, 표 3에 각각 나타낸다.
Figure pct00003
표 3에 나타낸 대로, 본 발명에 따른 발명예는 모두, 절삭 공구 플랭크의 마모 폭이 작은 결과를 나타내고 있기 때문에, 선반 절삭성이 우수한 것을 알 수 있다. 추가로, 드릴 천공시의 스러스트 성분이 낮은 값을 나타내고 있기 때문에, 드릴 절삭성도 우수한 소결체가 되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 특히, 드릴 절삭성이 뒤떨어진 결과로 되어 있었다.

Claims (17)

  1. 철기 분말(iron-based powder), 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합하여 이루어지는 분말 야금용 혼합분으로서,
    상기 절삭성 개선용 분말이, 400∼1100℃의 범위로 가열 처리한 결정질 층 형상 규산 알칼리이며, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량이, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위인 분말 야금용 혼합분.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말(granulated slag powder), 수비 점토 분말(levigated clay powder), 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 분말 야금용 혼합분.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 분말 야금용 혼합분.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 분말 야금용 혼합분.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 분말 야금용 혼합분.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분.
  9. 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 배합한 후, 혼합하여 혼합분으로 하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법으로서,
    상기 절삭성 개선용 분말을, 400℃ 내지 1100℃로 가열 처리된 결정질 층 형상 규산 알칼리로 하고, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량을, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로 0.01∼1.0％로 하고, 추가로,
    상기 혼합을, 철기 분말과 합금용 분말에 대하여, 1차 혼합재로서 절삭성 개선용 분말의 일부 또는 전부와 윤활제의 일부를 첨가하여 가열하고, 당해 윤활제 중 적어도 1종의 윤활제를 용융시키면서 혼합하고, 이어서 냉각하여 고화시키는 1차 혼합과,
    상기 절삭성 개선용 분말 및 윤활제의 나머지 분말을, 2차 혼합재로서 추가로 첨가하여 혼합하는 2차 혼합에 의해 행하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말, 수비 점토 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말, 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 제조된 분말 야금용 혼합분을, 금형에 충전한 후 압축 성형하여 성형체로 하고, 당해 성형체에 소결 처리를 행하여 소결체로 하는 철기 분말제 소결체의 제조 방법.
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