KR20170094209A - 소결 부품의 제조 방법 및 소결 부품 - Google Patents

Abstract

구멍이 형성된 소결 부품의 제조 방법으로, 균열 등의 상처가 없는 소결 부품을 생산성 좋게 제조할 수 있으며, 구멍의 형성에 따른 공구 수명의 저하를 억제할 수 있는 소결 부품의 제조 방법을 제공한다.
금속 분말을 포함하는 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작하는 성형 공정과, 상기 성형체에 양초형 드릴을 이용하여 구멍을 형성함으로써, 상기 구멍의 내주면과 상기 성형체의 외측면 사이의 두께(Gt)가 상기 구멍의 직경(Gd)보다 작은 박육부를 형성하는 천공 가공 공정과, 상기 천공 가공 공정 후, 상기 성형체를 소결하는 소결 공정을 포함하는 소결 부품의 제조 방법이다.

Description

소결 부품의 제조 방법 및 소결 부품{METHOD FOR MANUFACTURING SINTERED COMPONENT AND SINTERED COMPONENT}

본 발명은 소결 부품의 제조 방법 및 소결 부품에 관한 것이다. 특히, 구멍이 형성된 소결 부품의 제조 방법으로, 균열 등의 상처가 없는 소결 부품을 생산성 좋게 제조할 수 있으며, 구멍의 형성에 따른 공구 수명의 저하를 억제할 수 있는 소결 부품의 제조 방법에 관한 것이다.

철 분말 등의 금속 분말의 성형체를 소결하여 이루어지는 소결체(소결 부품)가, 자동차용 부품이나 일반 기계의 부품 등에 이용되고 있다. 기계 부품의 종류로서는, 예컨대, 스프로켓, 로터, 기어, 링, 플랜지, 풀리, 베어링 등의 자동차용 부품을 들 수 있다. 소결 부품의 제조는, 일반적으로, 금속 분말을 함유하는 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작하고, 이 성형체를 소결함으로써 행해진다.

예컨대, 자동차용 부품에 이용되는 소결 부품에는, 관통 구멍(예컨대, 오일 구멍)이나 관통하지 않는 블라인드 홀 등이 형성된 것이 있다. 관통 구멍 등의 구멍이 형성된 소결 부품의 제조는, 성형체를 소결한 후, 드릴로 기계 가공(천공 가공)함으로써 행해진다(특허문헌 1).

천공 가공에 사용하는 드릴은, 선단부에 투영 형상이 V자형인 절삭날을 갖는 것이 대표적이다. 초경 드릴의 경우, 절삭날의 선단각이 130°∼ 140°정도이다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2006-336078호 공보

소결 부품은, 소결 전의 성형체에 비해서, 매우 딱딱하다. 성형체가, 성형에 의해 원료 분말을 다졌을 뿐으로, 금속 분말의 입자끼리가 기계적으로 밀착하고 있는 형태인 데 대하여, 소결 부품은, 금속 분말의 입자끼리가 소결에 의해 확산 결합 및 합금화하여 강고하게 결합하고 있기 때문이다. 그 때문에, 전술한 바와 같이 소결 부품 자체에 관통 구멍 등의 구멍을 형성하는 천공 가공을 실시하면, 가공 시간이 길어지기 쉽다. 그 결과, 생산성의 향상이 어려운 데다가, 공구의 수명이 단축되기 쉽다. 소결 부품의 가공 부분에 따라서는, 소결 부품에 균열 등의 상처가 형성될 우려도 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적의 하나는, 구멍이 형성된 소결 부품의 제조 방법으로, 균열 등의 상처가 없는 소결 부품을 생산성 좋게 제조할 수 있으며, 구멍의 형성에 따른 공구 수명의 저하를 억제할 수 있는 소결 부품의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 생산성이 우수한 소결 부품을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일양태에 따른 소결 부품의 제조 방법은, 성형 공정과, 천공 가공 공정과, 소결 공정을 포함한다. 성형 공정은, 금속 분말을 포함하는 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작한다. 천공 가공 공정은, 성형체에 양초형 드릴을 이용하여 구멍을 형성함으로써, 구멍의 내주면과 성형체의 외측면 사이의 두께(Gt)가 구멍의 직경(Gd)보다 작은 박육부를 형성한다. 소결 공정은, 천공 가공 공정 후에 행한다.

본 발명의 일양태에 따른 소결 부품은, 구멍이 형성된 소결 부품으로서, 구멍의 내주면과 소결 부품의 외측면 사이의 두께(St)가 구멍의 직경(Sd)보다 작은 박육부를 구비하며, 구멍의 내주면의 형상이 새틴 피니시형이다.

상기 소결 부품의 제조 방법은, 균열 등의 상처가 없는 소결 부품을 생산성 좋게 제조할 수 있으며, 구멍의 형성에 따른 공구 수명의 저하를 억제할 수 있다.

상기 소결 부품은, 생산성이 우수하다.

도 1은 실시형태 1에 따른 소결 부품의 제조 방법을 설명하는 공정 설명도이다.
도 2는 시험예 2에서 제작한 성형체의 시료 No.2-1의 관통 구멍을 나타내는 현미경 사진이이다.
도 3은 참고예 1에서 구멍의 입구를 형성할 때에 사용한 드릴(a∼c)의 스러스트 하중을 나타내는 그래프이다.
도 4는 참고예 1에서 드릴(a∼c)을 사용하여 형성한 구멍의 입구를 나타내는 현미경 사진이다.

《본 발명의 실시형태의 설명》

본 발명자들은, 먼저, 구멍이 형성된 소결 부품을 생산성 좋게 제조할 수 있고, 또한 구멍의 형성에 따른 공구 수명의 저하를 억제할 수 있는 제조 방법을 예의 검토하였다. 그 결과, 비교적 고경도의 소결 부품이 아니라, 소결 전의 비교적 저경도의 성형체에 대하여 드릴에 의해 천공 가공을 실시함으로써 생산성의 향상 및 공구 수명의 저하를 억제할 수 있다는 지견을 얻었다. 그러나, 소정의 박육부가 마련되도록 구멍을 형성한 경우에는, 박육부의 외측면에 균열이 생기기 쉬운 것이 판명되었다. 본 발명자들은, 이 균열의 발생을 억제하기 위해, 추가적인 검토를 행하였다. 그 결과, 판재 등의 얇은 부재의 가공에 이용되는 양초형 드릴을 이용함으로써, 전술한 균열이 형성되는 일없이 구멍을 형성하기 쉽다고 하는 지견을 얻었다. 본 발명은 이들 지견에 기초하는 것이며, 먼저 본 발명의 실시양태의 내용을 열기하여 설명한다.

(1) 본 발명의 일양태에 따른 소결 부품의 제조 방법은, 성형 공정과, 천공 가공 공정과, 소결 공정을 포함한다. 성형 공정은, 금속 분말을 포함하는 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작한다. 천공 가공 공정은, 성형체에 양초형 드릴을 이용하여 구멍을 형성함으로써, 구멍의 내주면과 성형체의 외측면 사이의 두께(Gt)가 구멍의 직경(Gd)보다 작은 박육부를 형성한다. 소결 공정은, 천공 가공 공정 후에 행한다.

상기 구성에 따르면, 박육부의 외측면에 균열 등의 상처가 없는 소결 부품이 얻어진다. 이 이유는, 천공 가공 공정에서 양초형 드릴을 이용함으로써 박육부의 외측면에 상처가 없는 성형체가 얻어져, 소결 공정에서 이 성형체를 소결하면, 얻어지는 소결 부품의 표면 성상은 성형체의 표면 성상이 실질적으로 유지되기 때문이다.

천공 가공 공정에서 박육부의 외측면에 상처가 없는 성형체가 얻어지는 이유는, 이하의 점을 들 수 있다. 양초형 드릴은, 그 선단부의 형상에 의해, 구멍을 외주측으로 넓히는 것 같은 응력이 성형체에 작용하기 어렵다. 그 때문에, 양초형 드릴을 이용하면, 구멍의 주위에의 부하를 저감하면서 구멍을 가공할 수 있다. 이 양초형 드릴을 이용함으로써, 소결 부품에 비해서 저경도의 성형체라도, 성형체의 박육부의 외측면에 균열 등의 상처가 형성되는 일없이 구멍을 형성하기 쉽다. 또한, 이 저경도의 성형체에의 천공 가공이기 때문에, 본래는 판재 등의 얇은 부재의 천공 가공에 이용되는 양초형 드릴을 이용할 수 있다.

양초형 드릴이란, 선단부의 중앙이 양초 형상이며, 선단부에 있어서 중앙과 절삭날의 양외단(외주 코너)을 연결하는 직선끼리의 사이의 각도(드릴 후방측)가 소정의 각도이고, 중앙과 외단 사이에 오목부(예컨대, 원호형)가 형성되어 있는 드릴을 말한다. 소정의 각도로서는, 예컨대, 140°이상 220°이하 정도를 들 수 있다.

또한, 상기 구성에 따르면, 소결 부품의 생산성을 향상시킬 수 있다. 소결 부품에 비해서 저경도의 성형체에 천공 가공함으로써, 소결 부품 자체에 천공 가공하는 경우에 비교하여 구멍을 효율적으로 형성할 수 있어, 천공 가공 시간을 단축하기 쉽기 때문이다. 또한, 전술한 바와 같이 양초형 드릴은 구멍의 주위에의 부하를 저감하면서 가공할 수 있기 때문에, 가공 스피드를 빠르게 하여도 구멍의 주위에의 부하가 높아지기 어려워, 가공 스피드를 빠르게 하기 쉽기 때문이다.

또한, 상기 구성에 따르면, 드릴의 수명의 저하를 억제할 수 있다. 소결 부품에 비해서 저경도의 성형체에 천공 가공하는 것이나, 전술한 바와 같이 천공 가공 시간을 단축할 수 있음으로써, 드릴의 가공 부하를 저감하기 쉽기 때문이다.

(2) 상기 소결 부품의 제조 방법의 일형태로서, 박육부의 두께(Gt)는, Gd/5 이상 Gd/2 이하인 것을 들 수 있다.

상기한 구성에 따르면, 박육부의 두께(Gt)가 상기 범위임으로써, 박육부의 외측면의 손상을 한층 더 억제할 수 있다.

(3) 상기 소결 부품의 제조 방법의 일형태로서, 구멍의 축 방향의 길이를 Gl이라고 할 때, Gl은, Gd 이상인 것을 들 수 있다.

구멍의 직경(Gd) 이상과 같이 구멍의 상기 길이(Gl)가 긴 구멍을 형성하는 경우에도, 전술한 박육부의 외측면의 손상 억제, 생산성의 향상 및 드릴의 수명의 저하 억제라고 하는 효과를 나타낼 수 있다. 소결 부품에 비해서 저경도의 성형체에 천공 가공을 실시하기 때문에, 본래는 드릴 직경보다 두께가 얇은 판형 부재 등 의 천공 가공에 이용되는 양초형 드릴을 이용할 수 있기 때문이다.

(4) 본 발명의 일양태에 따른 소결 부품은, 구멍이 형성된 소결 부품으로서, 구멍의 내주면과 소결 부품의 외측면 사이의 두께(St)가 구멍의 직경(Sd)보다 작은 박육부를 구비하고, 구멍의 내주면의 형상이 새틴 피니시형이다.

상기 구성의 소결 부품은, 생산성이 우수하다. 상기 박육부를 구비하는 소결 부품이라도, 그 박육부의 외측면에 균열 등의 손상이 형성되기 어렵기 때문이다. 소결 전의 성형체에 드릴로 천공 가공하는 경우, 금속 분말의 입자끼리의 결합이 약하기 때문에, 금속 분말의 입자를 드릴로 깎아내면서 절삭하여, 구멍을 형성해 간다. 그 때문에, 성형체에 형성된 구멍의 내주면은, 입자에 의한 요철이 전체적으로 형성된 새틴 피니시형이 된다. 구멍의 내주면의 표면 성상은 소결 후도 실질적으로 유지됨으로써, 구멍이 형성된 성형체를 소결한 소결 부품에 있어서도 구멍의 내주면은 새틴 피니시형이 된다. 즉, 소결 부품에 형성된 구멍의 내주면이 새틴 피니시형이라고 하는 것은, 소결 전의 성형체에 대하여 드릴로 천공 가공한 것을 나타내고 있다. 이러한 구멍의 내주면이 새틴 피니시형인 소결 부품은, 소결 후에 구멍을 형성한 종래의 소결 부품에 비교하여, 생산성이 우수하다.

(5) 상기 소결 부품의 일형태로서, 구멍의 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)가, 20 ㎛ 이상인 것을 들 수 있다.

소결 전의 성형체에 드릴로 구멍을 형성하여 소결한 경우, 소결 부품에 형성된 구멍의 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)는, 금속 분말의 입자의 형상·사이즈에도 따르지만, 예컨대 20 ㎛ 이상인 것을 들 수 있다. 한편, 소결 후에 드릴로 구멍을 형성한 경우, 소결 부품에 형성된 구멍의 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)는, 통상 20 ㎛ 미만이다.

《본 발명의 실시형태의 상세》

본 발명의 실시형태의 상세를, 이하에서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 예시에 한정되는 것이 아니며, 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

〔실시형태 1〕

실시형태 1에 따른 소결 부품의 제조 방법은, 성형체를 제작하는 성형 공정과, 성형체에 구멍을 형성하는 천공 가공 공정과, 천공 가공 공정 후, 성형체를 소결하는 소결 공정을 포함한다. 이 소결 부품의 제조 방법의 주된 특징은, 천공 가공 공정에 있어서, 소정의 위치에 구멍을 형성하여 소정의 박육부를 형성할 때, 특정한 드릴을 이용하는 점에 있다. 상기 구멍은, 관통하고 있는 관통 구멍(관통 구멍) 또는 관통하지 않는 블라인드 홀을 말한다. 이하, 적절하게 도 1을 참조하여 각 공정의 상세를 설명한다.

[성형 공정]

성형 공정은, 금속 분말을 포함하는 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작한다. 이 성형체는, 후술하는 소결을 거쳐 제품화되는 기계 부품의 소재이다.

(원료 분말)

원료 분말은, 금속 분말을 주체로서 함유한다. 금속 분말의 재질은, 제조하는 소결 부품의 재질에 따라 적절하게 선택할 수 있고, 대표적으로는, 철계 재료를 들 수 있다. 철계 재료란, 철이나 철을 주성분으로 하는 철 합금을 말한다. 철 합금으로서는, 예컨대, Ni, Cu, Cr, Mo, Mn, C, Si, Al, P, B, N 및 Co에서 선택되는 1종 이상의 첨가 원소를 함유하는 것을 들 수 있다. 구체적인 철 합금으로서는, 스테인리스강, Fe-C계 합금, Fe-Cu-Ni-Mo계 합금, Fe-Ni-Mo-Mn계 합금, Fe-P계 합금, Fe-Cu계 합금, Fe-Cu-C계 합금, Fe-Cu-Mo계 합금, Fe-Ni-Mo-Cu-C계 합금, Fe-Ni-Cu계 합금, Fe-Ni-Mo-C계 합금, Fe-Ni-Cr계 합금, Fe-Ni-Mo-Cr계 합금, Fe-Cr계 합금, Fe-Mo-Cr계 합금, Fe-Cr-C계 합금, Fe-Ni-C계 합금, Fe-Mo-Mn-Cr-C계 합금 등을 들 수 있다. 철계 재료의 분말을 주체로 함으로써, 철계 소결 부품이 얻어진다. 철계 재료의 분말을 주체로 하는 경우, 그 함유량은, 원료 분말을 100 질량％로 할 때, 예컨대 90 질량％ 이상, 더욱 95 질량％ 이상으로 하는 것을 들 수 있다.

철계 재료의 분말, 특히 철 분말을 주체로 하는 경우, 합금 성분으로서 Cu, Ni, Mo 등의 금속 분말을 첨가하여도 좋다. Cu, Ni, Mo는, 담금질성을 향상시키는 원소이며, 그 첨가량은, 원료 분말을 100 질량％로 할 때, 예컨대 0 질량％ 초과 5 질량％ 이하, 더욱 0.1 질량％ 이상 2 질량％ 이하로 하는 것을 들 수 있다. 또한, 탄소(그래파이트) 분말 등의 비금속 무기 재료를 첨가하여도 좋다. C는, 소결체나 그 열 처리체의 강도를 향상시키는 원소이며, 그 함유량은, 원료 분말을 100 질량％로 할 때, 예컨대 0 질량％ 초과 2 질량％ 이하, 더욱 0.1 질량％ 이상 1 질량％ 이하로 하는 것을 들 수 있다.

원료 분말은, 윤활제를 함유하는 것이 바람직하다. 원료 분말이 윤활제를 함유함으로써, 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작할 때에 성형 시의 윤활성이 높여져, 성형성이 향상된다. 따라서, 프레스 성형의 압력을 낮게 하여도, 치밀한 성형체를 얻기 쉬워, 고밀도의 소결 부품을 얻기 쉽다. 또한, 원료 분말에 윤활제를 혼합하면, 성형체 내에 윤활제가 분산되게 되기 때문에, 후속 공정에서 성형체에 드릴로 천공 가공할 때에 드릴의 윤활제로서도 기능한다. 따라서, 절삭 저항(스러스트 하중)을 저감하거나, 공구 수명을 개선하거나 할 수 있다.

윤활제는, 예컨대, 스테아린산아연, 스테아린산리튬 등의 금속 비누, 스테아린산아미드 등의 지방산아미드, 에틸렌비스스테아린산아미드 등의 고급 지방산아미드 등을 들 수 있다. 윤활제는, 고체형이나 분말형, 액체형 등 형태를 불문한다. 윤활제의 함유량은, 원료 분말을 100 질량％로 할 때, 예컨대 2 질량％ 이하, 더욱 1 질량％ 이하로 하는 것을 들 수 있다. 윤활제의 함유량이 2 질량％ 이하이면, 성형체에 포함되는 금속 분말의 비율을 많게 할 수 있다. 그 때문에, 프레스 성형의 압력을 낮게 하여도, 치밀한 성형체를 얻기 쉽다. 또한, 후속 공정에서 성형체를 소결하였을 때에 윤활제가 소실되는 것에 따른 체적 수축을 억제할 수 있어, 치수 정밀도가 높아, 고밀도의 소결 부품을 얻기 쉽다. 윤활제의 함유량은, 윤활성의 향상 효과를 얻는 관점에서, 0.1 질량％ 이상, 더욱 0.5 질량％ 이상이 바람직하다.

원료 분말은, 유기 바인더를 함유하지 않는다. 원료 분말이 유기 바인더를 함유하지 않음으로써, 성형체에 포함되는 금속 분말의 비율을 많게 할 수 있기 때문에, 프레스 성형의 압력을 낮게 하여도, 치밀한 성형체를 얻기 쉽다. 또한, 성형체를 후속 공정에서 탈지할 필요도 없다.

원료 분말은, 전술한 금속 분말을 주체로 하며, 불가피적 불순물을 포함하는 것을 허용한다.

전술한 금속 분말은, 워터 애토마이즈 분말, 환원 분말, 가스 애토마이즈 분말 등을 이용할 수 있고, 그 중에서도, 워터 애토마이즈 분말 또는 환원 분말이 적합하다. 워터 애토마이즈 분말이나 환원 분말은, 입자 표면에 요철이 많이 형성되어 있음으로써, 성형 시에 입자끼리의 요철이 맞물려, 성형체의 보형력을 높일 수 있다. 일반적으로, 가스 애토마이즈 분말에서는, 표면에 요철이 적은 입자를 얻기 쉬운 데 대하여, 워터 애토마이즈 분말 또는 환원 분말에서는, 표면에 요철이 많은 입자를 얻기 쉽다.

금속 분말의 평균 입경은, 예컨대 20 ㎛ 이상, 50 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하로 하는 것을 들 수 있다. 금속 분말의 평균 입경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 측정한 체적 입도 분포에 있어서의 누적 체적이 50％가 되는 입경(D50)을 말한다. 금속 분말의 평균 입경이 상기 범위 내이면, 취급하기 쉬워, 프레스 성형을 행하기 쉽다.

(프레스 성형)

프레스 성형은, 기계 부품의 최종 형상을 따른 형상으로 성형할 수 있는 적절한 성형 장치(성형용 금형)를 이용한다. 기계 부품의 형상은, 중심에 원형상의 축 구멍이 형성되는 원통형인 경우가 많다. 이 원통형의 기계 부품의 제작은, 원통의 축 방향으로 프레스 성형함으로써 행해진다. 기계 부품에는, 그 외주면으로부터 축 구멍에 직교하도록 관통하는 관통 구멍(예컨대, 오일 구멍에 이용됨)이나 블라인드 홀이 형성되는 것이 있다. 이 관통 구멍이나 블라인드 홀은, 성형체의 성형 시에 일체로 형성 가능하지 않기 때문에, 후술하는 천공 가공 공정에 의해 형성된다.

여기서는, 성형체(10)의 형상은, 설명의 편의상, 도 1의 상단도 및 중단도에서는 원통형으로 하고 있다. 이 성형체(10)는, 예컨대, 성형체(10)의 양단부면을 형성하는 원환형의 프레스면을 갖는 상하의 펀치와, 상하의 펀치의 내측에 삽입 관통되어, 성형체(10)의 내주면을 형성하는 원주형의 내측 다이와, 상하의 펀치의 외주를 둘러싸, 성형체(10)의 외주면을 형성하는 원형상의 삽입 관통 구멍이 형성된 외측 다이를 이용하여 형성할 수 있다. 이 성형체(10)의 축 방향 양단부면은 상하 의 펀치로 프레스된 프레스면, 내주면과 외주면은 다이와의 미끄럼 접촉면이고, 축 구멍은 성형 시에 일체로 형성되어 있다.

프레스 성형의 압력은, 예컨대 250 ㎫ 이상 800 ㎫ 이하를 들 수 있다.

[천공 가공 공정]

천공 가공 공정은, 성형체(10)에 양초형 드릴(2)을 이용하여 구멍(12G)을 형성함으로써 박육부(11G)를 형성한다(도 1 중단도). 구멍(12G)은, 관통 구멍 또는 블라인드 홀이며, 여기서는 관통 구멍으로 하고 있다.

박육부(11G)란, 구멍(12G)의 내주면(12Gi)과 성형체(10)의 외측면(단부면) 사이에 형성되는 부위로, 구멍(12G)의 내주면(12Gi)과 성형체(10)의 외측면(단부면) 사이의 두께(Gt)가 구멍(12G)의 직경(Gd)[양초형 드릴의 직경(Dd)]보다 작은 부분이다(도 1 중단 오른쪽의 단면도). 즉, 이 천공 가공 공정에서는, 구멍(12G)의 형성에 의해 형성되는 박육부(11G)의 두께(Gt)가, 구멍(12G)의 직경(Gd)보다 작아지는 부분에 구멍(12G)을 형성한다.

도 1 중단도에 나타내는 성형체(10)는, 박육부(11G) 및 구멍(12G)의 형성 전의 원통체이며, 박육부(11G) 및 구멍(12G)을 이점 쇄선으로 나타내고 있다. 도 1 중단 오른쪽의 성형체(10)의 단면도는, 동일한 중단 왼쪽의 전체 사시도의 (b)-(b) 절단선으로 절단한 단면도이다.

양초형 드릴(2)을 이용함으로써, 박육부(11G)의 외측면(11Gf)의 손상을 억제하기 쉽다. 양초형 드릴(2)은, 그 선단부의 형상에 의해, 구멍(12G)을 외주측으로 넓히는 것 같은 응력을 성형체(10)에 작용시키기 어렵기 때문이다. 구멍(12G)을 외주측으로 넓히는 것 같은 응력이 작용하기 어렵기 때문에, 천공 가공 시에 박육부(11G)가 변형되기 어려워, 그 외측면(11Gf)이 변형되거나 손상되거나 하기 어렵다. 또한, 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)에 천공 가공을 실시하기 때문에, 본래는 판재 등의 얇은 부재의 천공 가공에 이용되는 양초형 드릴(2)을 이용할 수 있다. 이 점은, 관통 구멍뿐만 아니라 블라인드 홀에 있어서도 동일하다.

양초형 드릴(2)이란, 선단부의 중앙이 양초 형상이며, 선단부에 있어서 중앙과 절삭날의 양외단(외주 코너)을 연결하는 직선끼리의 사이의 각도(드릴 후방측)가 소정의 각도이고, 중앙과 외단 사이에 오목부(예컨대, 원호형)가 형성되어 있는 드릴을 말한다. 소정의 각도로서는, 예컨대, 140 °이상 220°이하 정도를 들 수 있다. 양초형 드릴(2)은, 공지의 것을 이용할 수 있다.

박육부(11G)의 외측면(11Gf)이란, 성형체(10)의 단부면에 있어서의 성형체(10)의 축 방향의 구멍(12G)의 투영 영역(도 1 중단좌의 전체 사시도에 있어서 해칭으로 나타냄)을 말한다. 즉, 외측면(11Gf)의 폭은 구멍(12G)의 직경과 같다.

소결 부품(1)에 비해서, 저경도의 성형체(10)에 천공 가공함으로써, 소결 부품(1) 자체에 천공 가공하는 경우에 비교하여 구멍(12G)을 효율적으로 형성할 수 있고, 천공 가공 시간을 단축하기 쉽기 때문이다.

또한, 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)에의 천공 가공이라도, 전술한 바와 같이 양초형 드릴(2)은 구멍(12G)의 주위에의 부하를 저감하면서 가공할 수 있음으로써, 가공 스피드를 빠르게 하기 쉽기 때문이다.

또한, 드릴의 수명의 저하를 억제할 수 있다. 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)에 천공 가공하는 것이나, 전술한 바와 같이 천공 가공 시간을 단축할 수 있음으로써, 드릴의 가공 부하를 저감하기 쉽기 때문이다.

박육부(11G)의 두께(Gt)는, Gd/5 이상 Gd/2 이하(Dd/5 이상 Dd/2 이하)로 하는 것이 바람직하다. 박육부(11G)의 두께(Gt)가 상기 범위임으로써, 박육부(11G)의 외측면(11Gf)의 손상을 한층 더 억제할 수 있다. 박육부(11G)의 두께(Gt)는, 구멍(12G)의 직경(Gd)에도 따르지만, 예컨대, 0.01 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하, 더욱 0.5 ㎜ 이상 10 ㎜ 이하를 들 수 있다.

천공 가공을 실시하여도, 박육부(11G)의 외측면(11Gf)의 표면 성상은, 프레스 성형 직후의 상태가 실질적으로 유지된다. 성형체(10)에 천공 가공을 실시하여도, 전술한 바와 같이 박육부(11G)의 외측면(11Gf)의 손상을 억제하기 쉽기 때문이다. 외측면(11Gf)의 표면 성상은, 후술하는 소결 후에도 실질적으로 유지된다.

구멍(12G)의 직경(Gd)[양초형 드릴의 직경(Dd)]은, 성형체(10)의 소결에 의해 소결 부품(1)(도 1 하단도)의 사이즈가 성형체(10)보다 축소하는 것을 고려한 뒤에, 소결 부품(1)의 구멍(12S)의 직경(Sd)이 소정의 범위가 되도록 적절하게 선택하면 좋다. 구멍(12G)의 직경(Gd)[양초형 드릴의 직경(Dd)]은, 예컨대, 0.2 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하를 들 수 있다.

구멍(12G)의 축 방향의 길이(Gl)는, 구멍(12G)의 직경(Gd)[양초형 드릴(2)의 직경(Dd)] 이상으로 할 수 있다. 그렇게 하면, 구멍(12G)의 직경(Gd)[양초형 드릴(2)의 직경(Dd)] 이상과 같이 구멍(12G)의 상기 길이(Gl)가 긴 구멍(12G)을 형성하는 경우에도, 전술한 박육부(11G)의 외측면(11Gf)의 손상 억제, 생산성의 향상 및 드릴의 수명의 저하 억제라고 하는 효과를 나타낼 수 있다. 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)에 천공 가공을 실시하기 위해, 본래는 드릴 직경보다 두께가 얇은 판형 부재 등의 천공 가공에 이용되는 양초형 드릴(2)을 이용할 수 있기 때문이다. 구멍(12G)의 상기 길이(Gl)는, 더욱 2Gd(2Dd) 이상으로 할 수 있고, 특히 3Gd(3Dd) 이상으로 할 수 있다. 구멍(12G)의 상기 길이(Gl)는, 대략 15Gd(15Dd) 이하를 들 수 있다.

구멍(12G)의 내주면(12Gi)은, 새틴 피니시형으로 형성된다. 소결 전의 성형체(10)는, 금속 분말의 입자끼리의 결합이 약하다. 그 성형체(10)에 드릴(2)로 천공 가공하면, 금속 분말의 입자를 드릴(2)로 깎아내면서 절삭하여 구멍(12G)을 형성해 간다. 그 때문에, 성형체(10)에 형성된 구멍(12G)의 내주면(12Gi)은, 입자에 의한 요철이 전체적으로 형성된다. 이 새틴 피니시형의 내주면(12Gi)은, 소결 후에도 실질적으로 유지된다.

(가공 조건)

양초형 드릴(2)의 회전수나 이송 속도는, 박육부(11G)의 두께(Gt) 및 구멍(12G)의 사이즈[직경(Gd), 길이(Gl)]에 따라 적절하게 설정하면 좋다. 양초형 드릴(2)의 회전수나 이송 속도는, 양산에 알맞은 정도로 빨리 할 수 있다. 양초형 드릴(2)의 회전수는, 예컨대, 4000 rpm 이상, 더욱 6000 rpm 이상, 특히 10000 rpm 이상으로 할 수 있다. 양초형 드릴(2)의 이송 속도는, 예컨대, 800 ㎜/min 이상, 더욱 1600 ㎜/min 이상, 특히 2000 ㎜/min 이상으로 할 수 있다.

소결 부품의 천공 가공에 이용되는 통상의 드릴이면, 회전수를 올릴수록, 이송 속도를 빠르게 할수록, 성형체(10)에 가공한 경우에는 박육부(11G)의 외측면에 균열이 생기기 쉬워진다. 통상의 드릴이란, 예컨대, 선단부의 선단각을 1단으로 하는 드릴(V자형 드릴이라고 하는 경우가 있음)이나, 선단부의 선단각을 2단으로 하는 드릴(더블 앵글 드릴이라고 하는 경우가 있음) 등을 말한다. 이에 대하여, 양초형 드릴(2)은 구멍(12G)을 외주측에 넓히는 것 같은 응력을 성형체(10)에 작용시키기 어렵게 하면서 천공 가공을 행하기 쉽기 때문에, 전술한 바와 같이 빠른 회전수나 이송 속도로 가공할 수 있다. 그 때문, 생산성을 높여 쉽고, 공구 수명의 저하를 억제하기 쉽다.

[소결 공정]

소결 공정에서는, 전술한 천공 가공한 성형체(10)를 소결한다. 이 소결에 의해, 자세하게는 후술하는 소결 부품(1)이 얻어진다(도 1 아래쪽 도면). 이 소결에는, 적당한 소결로(도시 생략)를 이용하는 것을 들 수 있다. 소결의 온도는, 성형체(10)의 재질에 따라 소결에 필요한 온도를 적절하게 선택할 수 있어, 예컨대, 1000℃ 이상, 더욱 1100℃ 이상, 특히 1200℃ 이상을 들 수 있다. 소결 시간은, 대충 20분 이상 150분 이하를 들 수 있다.

[소결 부품]

소결 부품(1)은, 구멍(12S)이 형성되고, 구멍(12S)의 내주면(12Si)과 소결 부품(1)의 외측면(단부면) 사이의 두께(St)가 구멍(12S)의 직경(Sd)보다 작은 박육부(11S)를 구비한다(도 1 아래쪽 도면). 도 1 하단 오른쪽의 소결 부품(1)의 단면도는, 동일한 하단 왼쪽의 전체 사시도의 (c)-(c) 절단선으로 절단한 단면도이다.

소결 부품(1)의 사이즈는 소결에 의해 성형체(10)에 비교하여 축소되지만, 소결 부품(1)의 박육부(11S)의 두께(St), 구멍(12S)의 직경(Sd) 및 구멍(12S)의 축 방향의 길이(Sl)의 관계는, 성형체(10)의 박육부(11G)의 두께(Gt), 성형체(10)의 구멍(12G)의 직경(Gd) 및 구멍(12G)의 축 방향의 길이(Gl)의 관계와 동일하다. 소결 부품(1)의 박육부(11S)의 두께(St), 구멍(12S)의 직경(Sd) 및 구멍(12S)의 축 방향의 길이(Sl)는 각각, 성형체(10)의 박육부(11G)의 두께(Gt), 성형체(10)의 구멍(12G)의 직경(Gd) 및 구멍(12G)의 축 방향의 길이(Gl)에 의존하기 때문이다.

박육부(11S)의 외측면(11Sf)에는, 균열 등의 손상이 생기지 않았다. 외측면(11Sf)은, 도 1 하단 왼쪽의 전체 사시도에 있어서 해칭으로 나타낸다. 전술한 바와 같이, 소결 부품(1)의 표면 성상 등은, 성형체(10)의 표면 성상이 실질적으로 유지되기 때문이다. 이 소결 부품(1)은, 외측면(11Gf) 자체에 균열 등이 생기지 않은 전술한 성형체(10)를 소결하여 얻어진다. 즉, 전술한 바와 같이 성형체(10)에 드릴(2)로 천공 가공한 경우, 성형체(10)의 박육부(11G)의 외측면(11Gf)은 균열이 생기지 않았기 때문에, 이 성형체(10)를 소결한 소결 부품(1)에 있어서도, 박육부(11S)의 외측면(11Sf)은 균열 등의 손상이 생기지 않았다.

구멍(12S)의 내주면(12Si)의 형상은, 새틴 피니시형이다. 전술한 바와 같이, 구멍(12G)의 내주면(12Gi)의 표면 성상은 소결 후에도 실질적으로 유지되기 때문이다. 전술한 바와 같이 성형체(10)에 드릴(2)로 천공 가공한 경우, 성형체(10)의 구멍(12G)의 내주면(12Gi)은 새틴 피니시형이 되기 때문에, 이 성형체(10)를 소결한 소결 부품(1)에 있어서도 구멍(12S)의 내주면(12Si)은 새틴 피니시형이 된다. 한편, 소결 후의 소결 부품에 드릴로 구멍을 형성한 경우, 소결 부품에 형성된 구멍의 내주면의 형상은, 전체적으로 요철이 적은 평활형이며, 광택(경면) 상태가 된다.

구멍(12S)의 내주면(12Si)의 십점 평균 거칠기(Rz)는, 금속 분말의 입자의 형상·사이즈에도 좌우되지만, 예컨대, 20 ㎛ 이상을 들 수 있다. 구멍(12i)의 내주 면의 십점 평균 거칠기(Rz)의 상한은, 예컨대 150 ㎛ 이하를 들 수 있다. 한편, 소결 후의 소결 부품에 드릴로 구멍을 형성한 경우, 소결 부품에 형성된 구멍의 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)는, 통상 20 ㎛ 미만, 더욱 15 ㎛ 이하이다.

〔작용 효과〕

이상 설명한 실시형태 1에 따르면, 이하의 효과를 나타낼 수 있다.

(1) 박육부(11S)의 외측면(11Sf)에 균열 등의 상처가 없는 소결 부품(1)이 얻어진다. 이 이유는, 천공 가공 공정에서 양초형 드릴(2)을 이용함으로써 박육부(11G)의 외측면(11Gf)에 상처가 없는 성형체(10)가 얻어지고, 소결 공정에서 이 성형체(10)를 소결하면, 얻어지는 소결 부품(1)의 표면 성상은 성형체(10)의 표면 성상이 실질적으로 유지되기 때문이다.

천공 가공 공정에서 박육부(11G)의 외측면(11Gf)에 상처가 없는 성형체(10)가 얻어지는 이유는, 이하의 점을 들 수 있다. 양초형 드릴(2)은, 그 선단부의 형상에 의해, 구멍(12G)을 외주측으로 넓히는 것 같은 응력이 성형체(10)에 작용하기 어렵다. 그 때문에, 양초형 드릴(2)을 이용함으로써, 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)라도, 성형체(10)의 박육부(11G)의 외측면(11Gf)에 균열 등의 상처가 형성되는 일없이 구멍(12G)을 형성하기 쉽다. 이 저경도의 성형체(10)에의 천공 가공이기 때문에, 본래는 판재 등의 얇은 부재의 천공 가공에 이용되는 양초형 드릴(2)을 이용할 수 있다.

(2) 소결 부품(1)의 생산성을 향상시킬 수 있다. 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)에 천공 가공함으로써, 소결 부품(1) 자체에 천공 가공하는 경우에 비교하여 구멍(12G)을 효율적으로 형성할 수 있어 천공 가공 시간을 단축하기 쉽기 때문이다. 또한, 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)에의 천공 가공이라도, 전술한 바와 같이 양초형 드릴(2)은 구멍(12G)의 주위에의 부하를 저감하면서 가공할 수 있기 때문에, 가공 스피드를 빠르게 하여도 구멍(12G)의 주위에의 부하가 높아지기 어렵기 때문에, 가공 스피드를 빠르게 하기 쉽기 때문이다.

(3) 드릴의 수명의 저하를 억제할 수 있다. 소결 부품(1)에 비해서 저경도의 성형체(10)에 천공 가공하는 것이나, 전술한 바와 같이 천공 가공 시간을 단축할 수 있음으로써, 드릴의 가공 부하를 저감하기 쉽기 때문이다.

(4) 소결 부품(1)은, 박육부(11S)를 구비하는 경우라도, 그 박육부(11S)의 외측면(11Sf)에 균열 등의 손상이 형성되지 않았기 때문에, 생산성이 우수하다.

《시험예 1》

실시형태 1에 따른 소결 부품의 제조 방법에서 설명한 성형 공정, 천공 가공 공정을 거쳐, 관통 구멍이 형성됨으로써 박육부가 형성된 성형체를 제작하여, 성형체의 박육부의 외측면에의 균열 등의 상처의 유무를 확인하였다.

[성형 공정]

원료 분말로서, 워터 애토마이즈 철 분말(D50: 100 ㎛)과, 구리 분말(D50: 30 ㎛)과, 탄소 분말(D50:20 ㎛)과, 에틸렌비스스테아린산아미드를 혼합한 혼합 분말을 준비하였다.

계속해서, 원료 분말을 도 1에 나타내는 것과 같은 원통형의 성형체를 얻을 수 있는 소정의 성형용 금형에 충전하여, 600 ㎫의 프레스 압력으로 프레스 성형하여, 두께: 7 ㎜(내경: 20 ㎜, 외경: 34 ㎜), 축 방향의 길이 20 ㎜의 성형체를 제작하였다. 이 성형체의 밀도는, 6.9 g/㎤였다. 이 밀도는, 사이즈와 질량으로부터 산출한 겉보기 밀도로 하였다.

[천공 가공 공정]

다음에, 성형체에 드릴을 이용하여 관통 구멍을 형성함으로써, 박육부를 형성하였다. 드릴에는, 양초형 드릴(료코세이키 가부시키가이샤 제조 ZH342-ViO φ: 4 ㎜)과, 더블 앵글 드릴(φ4 ㎜, 제1 선단각: 135°, 제2 선단각: 60°)을 이용하였다. 더블 앵글 드릴은, 슈퍼 멀티 드릴(스미토모덴코하드메탈 가부시키가이샤 제조 MDW0400HGS)의 선단부의 양외단(외주 코너)을 연마 가공하여 상기 각도의 제2 선단각을 형성한 것을 이용하였다.

각 드릴의 회전수는, 10000 rpm으로 하였다. 각 드릴의 이송 속도는, 입구 근방(성형체의 외주면으로부터 3 ㎜ 깎을 때까지)은 800 ㎜/min으로 하고, 그 이후 출구가 개구할 때까지 표 1에 나타내는 이송 속도(㎜/min)로 하였다. 관통 구멍[Gd: 4 ㎜, Gl: 7 ㎜(도 1)]의 형성은, 성형체의 외주면으로부터 성형체의 중심축을 향하여 천공 가공함으로써 행하였다. 그때, 형성하는 3개의 관통 구멍의 인접하는 관통 구멍끼리의 사이의 대략 중앙을 척으로 유지하여 행하였다. 관통 구멍의 형성 부분은, 성형체의 외주면의 둘레 방향으로 3등분하는 부분에서, 표 1에 나타내는 박육부의 두께(Gt)(㎜)가 얻어지는 부분으로 하였다. 양초형 드릴을 이용하여 천공 가공한 성형체를 시료 No.1-1∼1-12로 하고, 더블 앵글 드릴을 이용하여 천공 가공한 성형체를 시료 No.1-101∼1-112로 하였다.

각 관통 구멍을 형성함으로써 형성된 각 박육부의 외측면의 표면을 관찰하여, 균열의 유무를 확인하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1의 「유」는, 3부분의 외측면 중, 1부분에서도 균열이 형성되었던 것을 나타내고, 표 1의 「무」는, 3부분의 외측면의 전부에 균열이 형성되지 않은 것을 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 양초형 드릴을 이용하여 천공 가공한 시료 No. 1-1∼1-12는, 모두 균열이 없었다. 한편, 더블 앵글 드릴을 이용하여 천공 가공한 시료 No.1-101, 1-105, 1-109는, 균열이 없었지만, 시료 No.1-102∼1-104, 1-106∼1-108, 1-110∼1-112는, 균열이 형성되었다.

《시험예 2》

실시형태 1에 따른 소결 부품의 제조 방법에서 설명한 성형 공정, 천공 가공 공정을 거친 성형체와, 그 성형체에 더욱 소결 공정을 거친 소결 부품을 각각 제조하여, 성형체의 관통 구멍의 내주면과, 소결 부품의 관통 구멍의 내주면을 각각 관찰하였다.

여기서는, 성형 공정 및 천공 가공 공정은, 양초형 드릴의 직경(φ)을 3 ㎜로 한 점을 제외하고, 시험예 1의 시료 No.1-7과 동일하게 하였다. 소결 공정에서는, 천공 가공 공정을 거쳐 제작된 성형체를, 1130℃×20분으로 소결하여 소결 부품의 시료 No.2-1을 제작하였다.

성형체의 관통 구멍의 축 방향에 따른 종단면을 취하여, 관통 구멍의 내주면을 광학 현미경으로 관찰하였다. 그 단면 사진을 도 2에 나타낸다. 도 2의 중앙에 나타내는 좌우로 연속하는 띠형 부분이 관통 구멍의 내주면이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍의 내주면의 형상은, 새틴 피니시형이다. 이 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)를 측정한 바, 40 ㎛였다. 십점 평균 거칠기(Rz)의 측정은, 「제품의 기하 특성 사양(GPS)-표면 성상: 윤곽 곡선 방식-용어, 정의 및 표면 성상 파라미터 JIS B 0601(2013)」에 준거하였다.

성형체의 관통 구멍의 내주면과 마찬가지로 하여, 소결 부품의 관통 구멍의 내주면을 관찰하여, 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)를 측정하였다. 그 결과, 소결 부품의 관통 구멍에 있어서의 내주면의 형상은, 성형체와 마찬가지로 새틴 피니시형이며, 그 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)는, 성형체와 동등하였다.

이에 대하여, 도시는 생략하고 있지만, 소결 후의 소결 부품에 대하여 시험예 1에 나타내는 더블 앵글 드릴로 관통 구멍을 형성하고, 마찬가지로 관통 구멍의 내주면을 관찰하였다. 이 관통 구멍의 내주면의 형상은 대략 평탄형이며 경면 상태로 되어 있고, 그 십점 평균 거칠기(Rz)는 11 ㎛였다.

《부기》

이상 설명한 본 발명의 실시형태에 관련하여, 더욱 이하의 부기를 개시한다.

[부기 1]

금속 분말을 포함하는 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작하는 성형 공정과,

상기 성형체에 양초형 드릴을 이용하여 구멍의 입구를 형성하는 입구 천공 가공 공정과,

상기 입구 천공 가공 공정 후, 상기 성형체를 소결하는 소결 공정을 포함하는 소결 부품의 제조 방법.

상기 부기 1의 소결 부품의 제조 방법에 따르면, 구멍의 입구의 둘레 가장자리에 선단 치핑(edge chipping)이 적은 소결 부품을 얻기 쉽다. 양초형 드릴은, 소결 부품의 천공 가공에 이용되는 종래의 일반적인 드릴에 비해서 선단각이 작아 입구측에서는 절삭 칩량이 적어지기 쉽기 때문에, 구멍의 입구측에서의 스러스트 하중이 작고 또한 스러스트 하중의 변동이 작기 때문이라고 생각된다. 또한, 이 소결 부품의 제조 방법에 따르면, 구멍의 입구측을 양초형 드릴로 형성하고, 구멍의 출구측은 양초형 드릴 이외의 드릴을 이용하는 것도 가능하다. 혹은, 입구만이 형성되고, 구멍 바닥을 가지며 관통하지 않는 소결 부품을 제조하는 데 적합하다.

《참고예 1》

시험예 1과 동일한 성형 공정을 거쳐 제작한 성형체에, 시험예 1에서 이용한 양초형 드릴 및 더블 앵글 드릴에 더하여, V자형 드릴(선단각: 135°)을 이용하여 구멍의 입구를 형성하는 입구 천공 가공을 실시하고, 각 드릴에 있어서의 스러스트 하중(N)의 변동을 측정하였다.

여기서는, 성형체의 사이즈는, 두께 18 ㎜(내경 17 ㎜, 외경: 53 ㎜), 축 방향의 길이: 20 ㎜로 하였다. 입구 천공 가공은, 성형체의 외주면으로부터 5 ㎜까지 이송 속도를 800 ㎜/minm으로 행하고, 5 ㎜ 이후, 소정의 깊이에 이를 때까지 이송 속도를 1600 ㎜/min으로 행하였다.

이때, 외주면으로부터 소정의 깊이에 이르기까지의 스러스트 하중의 변동을 측정하였다. 스러스트 하중의 변동의 측정에는, 절삭 동력계(니혼키슬러 가부시키가이샤 제조, 형식 번호 9272)를 사용하였다. 이송 속도가 800 ㎜/min일 때의 최 대 스러스트 하중과, 이송 속도가 1600 ㎜/min일 때의 최대 스러스트 하중을 도 3의 그래프에 나타낸다. 도 3의 a는 V자형 드릴의 최대 스러스트 하중, b는 더블 앵글 드릴의 최대 스러스트 하중, c는 양초형 드릴의 최대 스러스트 하중이다. 각 드릴(a∼c)의 좌측이, 이송 속도가 800 ㎜ /min에서의 최대 스러스트 하중이고, 우측이 이송 속도가 1600 ㎜/min일 때의 최대 스러스트 하중이다.

도 3의 그래프에 나타내는 바와 같이, 양초형 드릴(c)은, V자형 드릴(a) 및 더블 앵글 드릴(b)에 비교하여, 입구측에서의 최대 스러스트 하중이 작은 것을 알 수 있다. 또한, 양초형 드릴(c)은, 입구측과 그 이후에서 최대 스러스트 하중의 차가 매우 작은 것을 알 수 있다. 이에 대하여, V자형 드릴(a) 및 더블 앵글 드릴(b)은, 입구측과 그 이후에서 최대 스러스트 하중의 차가 매우 크다.

각 드릴(a∼c)로 입구 천공 가공하였을 때의 구멍의 입구의 광학 현미경 사진을 도 4에 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 양초형 드릴(c)로 형성한 구멍의 입구는, 그 둘레 가장자리의 선단 치핑이 매우 적은 것을 알 수 있다. 이에 대하여, V자형 드릴(a) 및 더블 앵글 드릴(b)로 형성한 구멍의 입구는, 그 둘레 가장자리의 선단 치핑이 매우 많은 것을 알 수 있다.

도 3 및 도 4로부터, 구멍의 입구측에서의 스러스트 하중이 작고 또한 스러스트 하중의 변동이 작음으로써, 입구의 둘레 가장자리의 선단 치핑을 적게 하기 쉬운 것을 알 수 있다. 이러한 결과로 된 것은, 양초형 드릴이, V자형 드릴이나 더블 앵글 드릴 등의 소결 부품의 천공 가공에 이용되는 일반적인 드릴에 비교하여, 선단각이 작기 때문에, 입구측에서는 절삭 칩량이 적어지기 쉽기 때문이라고 생각된다. 절삭 칩량이 적음으로써 절삭 칩이 배출될 때에 구멍의 둘레 가장자리에 접촉하는 양을 저감할 수 있어 손상시키기 어렵게 할 수 있기 때문이다고 생각된다.

본 출원은 2014년 12월 12일자의 일본 특허 출원(제2014-252532호)에 기초한 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

본 발명의 일양태에 따른 소결 부품의 제조 방법은, 각종 일반 구조용 부품(스프로켓, 로터, 기어, 링, 플랜지, 풀리, 베어링 등의 기계 부품 등의 소결 부품)의 제조에 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명의 일양태에 따른 소결 부품은, 각종 일반 구조용 부품(스프로켓, 로터, 기어, 링, 플랜지, 풀리, 베어링 등의 기계 부품 등의 소결 부품)에 적합하게 이용할 수 있다.

1 : 소결 부품
10 : 성형체
11G, 11S : 박육부
11Gf, 11Sf : 외측면
12G, 12S : 구멍
12Gi, 12Si : 내주면
2 : 양초형 드릴

Claims (5)

1. 금속 분말을 포함하는 원료 분말을 프레스 성형하여 성형체를 제작하는 성형 공정과,
   상기 성형체에 양초형 드릴을 이용하여 구멍을 형성함으로써, 상기 구멍의 내주면과 상기 성형체의 외측면 사이의 두께(Gt)가 상기 구멍의 직경(Gd)보다 작은 박육부를 형성하는 천공 가공 공정과,
   상기 천공 가공 공정 후, 상기 성형체를 소결하는 소결 공정
   을 포함하는 소결 부품의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 박육부의 두께(Gt)는, Gd/5 이상 Gd/2 이하인 것인 소결 부품의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구멍의 축 방향의 길이를 Gl이라고 할 때,
   상기 Gl은 Gd 이상인 것인 소결 부품의 제조 방법.
4. 구멍이 형성된 소결 부품으로서,
   상기 구멍의 내주면과 상기 소결 부품의 외측면 사이의 두께(St)가 상기 구멍의 직경(Sd)보다 작은 박육부를 구비하고,
   상기 구멍의 내주면의 형상이 새틴 피니시형인 것인 소결 부품.
5. 제4항에 있어서, 상기 구멍의 내주면의 십점 평균 거칠기(Rz)가 20 ㎛ 이상인 것인 소결 부품.

Images