TW200410776A - Iron-based sintered compact and its production method - Google Patents

Description

200410776 玖、發明說明： [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種於製造燒結構件、刷子等時使用之 粉末冶金用混合粉，特別是關於一種鐵系燒結體及其製造 方法:其適用於製造作為固體潤滑劑等使用之防鏽性良好 之鐵系燒結構件等。 [先前技術] _般使用於燒結構件、燒結含㈣承、金屬石墨刷子 專用途的鐵粉因很容易生鏽， 鏽劑混合後使用。 與本开二嗤等有機防 :，該等有機防鏽劑雖具有暫時性防鏽效果，但因合 在50C以上分解或揮發，在當 曰 社溫产下合、、“ a 在通㊉所使用之職以上的燒 、、，口，皿度下會消失。故，焯钍 乃 得很容易生毺μ女A ”口 η，又有防鏽是相同狀態，變 侍很谷易生鏽，此為問題所在。 另一方面，為使燒結後有防傭性 、雇ί/、、楚人丨\ 出將里的録 鉍、鉛寺金屬粉末與以鐵為主 尹 成為複合粉末燒結體。 之k結用粉末做混合 但此等方式會增加新的製程 且會發生產品品質夂# T k過程變複雜，並 厓口口口口貝參差不齊的問題。 等金屬粉末，因僅分散著 即使混合鉍或鉛 布。 放㈣小拉子而難以說達成均-的分 習知之燒結體製造技術中’苗 有機始金屬皁成分之添加劑01〜2曰。二添加、混合含有 添加劑，再將混合粉末進行金屬模里％1為粉末冶金用 /、成形燒結製造為燒結 2UU41U//6 體（例如，參昭转問伞？ Λ …、、、W開十10-46201號公報）。 另外’曾提出《一種； 私士、 、稀土類-鐵-硼系永久磁鐵合金粗 杨T添加混合硬脂酸金屬蹢 你丄" 蜀孤後進仃乾式微粉碎之技術。該 稀土類-鐵-硼系永久磁鐵合 、，丄 孟祖‘係含有以原子百分比計 稀土類元素R(包含γ之稀土 人 肺土類凡素中1種或至少2種之組 销、_)Η2%，其餘成分以鐵㈣為主成分， 並依需要將一部分的鐵以擇自始、錄、紹、銳、鈦、鶴、 翻、鎵、釩、鋅、錫中至少一 夕 種之兀素在0〜15%的範圍内 做置換所得之物（例如，夂 K 苓照特開平6-290919號公報）。 卜已揭不一種永久磁鐵用合金粉末之成型改良劑 ，該成型改良劑係於擇自聚氧化乙稀烧醚、聚氧化乙稀單 月曰肪酸酯、聚氧化乙烯炫基稀丙_中至少一種，使得硬脂 酸鹽中至少—LV 1 /〇 a - y ^ 〜5/1的配合比配合所形成者（例如 ，參照特開昭61-34101號公報）。 [發明内容] 〜本發明之課題係以能在幾乎不變更先前製程的前提下 身于到月匕簡單提南防鏽效果的鐵系燒結體及該鐵系燒么士铲 之製造方法。 、口且 —本！X明者等為解決上述問題點，進行各種探討，發現 藉由使銦至少存在於燒結體之表面上，則即使是燒結後構 件仍能顯著提高防鏽效果。 本發明基於前述見解，乃提供： 1.一種具有防鏽機能之鐵系燒結體，其特徵為：在 燒結體表面上具有含〇 〇1〜5at%銦之層體。 ’、 3, / /〇 、 種以鐵為主成分之鐵系燒纟士制 為：在銦蒸氣或含有銦之 ：广衣造方法’其特徵 f實施方幻 ^達行燒結。 在完成本發明之過程中，係 滑劑所添加之微量硬脂酸鋅。 x於粉末成形時作為潤 但，發現硬脂酸鋅會在燒結 有損壞燒結爐的問題， 请蝕性高，會 不同。 且其防鏽效果與未添加時幾乎沒有 如上所述，硬脂酸辞僅於成 不適於做為提高防鏽效果的材料。劑使用，並 但，發現若要在燒結後仍維持高度之 葬 將鐵系材料粉末於銦基翁 效果精由 广〆 瘵轧或虱化亞銦（Ιη20)等含銦氣體# 境氣氛下燒結，使至少在 _ Λ c,f0/ ^ 戴糸&結體表面上形成含銦 • °之層體，並進一步使燒結體全體含 〇·〇1〜5at%之銦，則可顯著提高防鏽機能。 防鏽效果即使只有〇〇lat%以上的微量亦有效果。若 超過5以％以上，雖仍有防鏽效果，但是效果餘和，添加更 多是浪費，故希望含有〇 〇1〜5at%的銦。 -有知之氣體可使用以燒結之熱進行分解之氧化亞銦 (Ιϋ2〇)專化合物。 右為含0.01〜5at%銦條件的燒結體，可添加硬脂酸鋅 等金屬皂於粉末冶金用粉末再進行燒結，以提高作為成形 200410776 用潤滑劑的機能。 金屬皂特別希望為低溫揮發性 發性金屬例如，麵袁^ 性孟屬之金屬4，低溫揮 鋁皂等。 結皂、鋼皂、錳皂、 為等不單具有作為成形用 提高防鏽效果……7 1的拖能，且可進-步 及潤滑效果。 非节良好的防鏽效果 另外’皂類可使用硬脂酸全屬 酸金屬矣等金屬4。 u屬名、丙酸金屬名、環貌 藉此方式，可在無須大幅 下，使燒結體的防錄效果大幅地提^燒結體製程之前提 屬』通常希望對以鐵為主成分之粉末冶金用金 屬扮禾1 〇〇重量份，：天 工 里切 添加0·〗〜2.0重量份。 但’依燒結體之種類，直、、天旦 定在上述添加量亦可以改變’即使不限 圍内作任意設定。即可在維持所需燒結體特性的範 用以提高防鏽效果的條件 A A1 干马使鐵糸燒結體表面具有 〇·〇1〜5at%之含銦層體。 實施例及比較例 以下，對本發明之實施例 i曰Ia 進仃说明。又，本實施例充 其置不過為一例，並非限制恭 # . 非限制發明。即本發明包括在本發明 技術思想範圍内，實施例以外.r括々 〜M外之怨樣或變形。 (實施例I) 將石墨粉對鐵粉（里甲晶 U、曱聶司遇原鐵粉）混合10^0/。。將 9 200410776 該混合粉（充填量1.5〜2.5g)以成形壓力6t/cm2成形為約 10·06πιιηφΧ2·70〜4.55mmH 之試驗片。 將成形為試驗片之成形體於批式氣體爐以燒結溫度 11 50 C ’於導入銦蒸氣並在氫氣環境下進行燒結分鐘 。燒結之後燒結體最外表層部含有一層0.05at%之銦。 將該燒結體安置於恆溫恆濕槽，並以溫度4(rc、濕度 95%的環境氣氛進行336小時曝露試驗，以實施耐濕氧化 性試驗。耐濕氧化性試驗的結果如表1所示。 表層之鋼含量 耐氧化性 96小時後 168小時後 336小時後 實施例1 0.05at% ◎沒有變色 〇少許變色 〇少許變色 貫施例2 0.1 at% _ ◎沒有變色 〇少許變色 〇少許變色 貫施例 0.5at% ◎沒有變色 〇少許變色 〇少許 實施例4 lat% ◎沒有變色 〇少許變色 〇少 貫施例5 3at% ◎沒有變色 〇少許變色 少許 貫施例6 5 at% ◎沒有變色 〇少許變色 〇少許 貫施例7 0.05at% ◎沒有變色 〇少許變色 〇少許變色 比車父例1 Oat% X劇烈變色 X劇烈變色 X劇烈 比較例2 Oat% X劇烈變色 X劇烈變色 X劇烈 比車父例3 0.005at% △稍微變色 X劇烈變色 X劇烈變色 (貫施例2〜6) 以同樣條件’製造將表層部所含之銦含量改變為 Hat%、〇.5at%、！ at%、3 at%、5 之燒結體，並將該 等k、、’〇 安置於恆溫恆濕槽，以溫度4〇。〇、濕度95%的環 境亂風進行336小時曝露試驗，實施耐濕氧化性試驗。耐 濕氧化性試驗的結果同樣如表1所示。 (比較例1) 200410776

化學工業製）、 1 ·〇νη%。將該混合粉（ 成形為約ι〇·〇4ιώγώΦX 將硬脂酸鋅SZ-2000(土界 石墨f分別對於鐵粉混合0.8wt%、 充填量1·5〜2.5g)以成形屢力6t/cm2 2.73〜4.58mmH之試驗片。 :成：f試驗片之成形體於批式氣體爐 11 50C，於氫氣環境下進行燒結 將違燒結體安置於恆溫恆 nco/ , 1 ，凰改濕槽，以溫度40°C、濕度 95/〇的裱境氣氛進行336 雨 ^ 、 t *路式驗，實施对濕氧化性

試驗。耐濕氧化性試驗的結果如表丨所示。、 (比較例2) 對鐵争刀（黑甲聶司還原鐵粉）混合石墨粉l 〇wt%。將該 混合粉（充填量i.5〜2.5g)以成形壓力6ί/_2成形為約 10·06ηιιηφ X 2.70〜4.5 5mmH 之試驗片。 將成形為試驗片之成形體於批式氣體爐以燒結溫度 1150 C ’於不導人銦条氣但在氫氣之環境氣氛下進行燒結 60分鐘。燒結體表面不含錮層。

將該燒結體安置於恆溫恆濕槽，並以溫度4〇〇c、濕度 95%的％境氣氛進行336小時曝露試驗，以實施耐濕氧化 性試驗。耐濕氧化性試驗的結果如表丨所示。 (比較例3) 同樣的’對鐵粉（黑甲聶司還原鐵粉）混合石墨粉 l.Owt%。將該混合粉（充填量1 5〜2 5g)以成形壓力6t/cm2 成形為約10·06χηχηφΧ2·70〜4.55mmH之試驗片。 將成形為試驗片之成形體於批式氣體爐以燒結溫度 11 200410776 115〇°c，於導入少量銦蒸氣並在氫氣之環境氣氛下進行燒 結60分鐘。燒結後燒結體之最外表層部含有〇 〇〇5at%之 銦層。 將該燒結體安置於恆溫恆濕槽，並以溫度4(TC、濕度 95%的環境氣氛進行336小時曝露試驗，以實施耐濕氧化 性試驗。耐濕氧化性試驗的結果如表1所示。 (實施例7)

將合成之硬脂酸銦（銦含量12〇重量％)作微粉碎，並 通過篩網得到250網眼以下的微粉。 將前述硬脂酸銦（下表中簡寫為「In」）、石墨粉分別 對鐵粉（黑曱聶司還原鐵粉）混合0.8wt0/〇、i.〇wt%。將該混 合粉（充填量1·5〜2.5g)以成形壓力6t/cm2成形為約 1〇·〇6ηιηιφΧ2·70〜4.55mmH 之試驗片。 將成形為試驗片之成形體於批式氣體爐以燒結溫度 11 50C，於導入銦蒸氣並在氫氣之環境氣氛下進行燒結6〇 刀釦燒結後燒結體之最外表層部含有〇 〇5以％之銦層。

將忒乜結體女置於恆溫恆濕槽，並以溫度它、濕度 95 =的環境氣氛進# 336小時曝露試驗，以實施耐濕氧化 性試驗。耐濕氧化性試驗的結果如表丨所示。 其成形性極為良好 本實施例燒結體因使用硬脂酸銦 以同樣方式’對鐵粉（黑甲^還原鐵粉）各別或複合 添加硬脂酸辑含量12.〇重量％)、硬脂酸錄(錦含量120 重㈣、硬脂酸峨含量12·0重量％)、硬脂酸銅(銅含量 12 200410776 12.0重量％)、硬脂酸錳（錳 可得到與實施例7同樣的結果12.°重!鳴，結果亦 其次，如表 1 所明示和 4. ^ 未添加潤滑劑於鐵粉中之比 父例1〜3在燒結後之耐濕、耐氧化性試驗中於 =後發生變色㈣）’並進—步隨著時間的經過，變色^呈 度逐漸增加”丨J 336小時後為劇烈變色。 :-：面’本發明之實施例2〜實施例7皆在經過州 ^後，於上述耐濕、耐氧m时只有 以了解其具有耐濕、耐氧化性。 艾巴 姓=可二在燒結體表層含有既定量銦之本發明燒 息性良好。再者，特別在使用添加金屬 金用混合粉時其成形性良好，並可進一步得到 耐蝕性提咼的結果。 發明效果^ 如上所不’本發明可提供—種鐵系燒結體及其製造方 德’可在不過度變動先前燒結體製程的前提下，簡單使防 t果大幅提高，並可使燒結機械構件、燒結含油軸承、 金屬石墨刷等燒結體的防鏽效果大幅提高。 13

Claims (1)

1. 200410776 拾、申請專利範圍： 1. 一種具有防鏽機能之鐵系燒結體，其特徵為：在鐵 系燒結體表面具有含0.01〜5at%銦之層體。 2. —種具有防鏽機能之鐵系燒結體，其特徵為：燒結 體全體含有0.01〜5at%銦。 3 · —種以鐵為主成分之鐵系燒結體之製造方法，其特 徵為：在銦蒸氣或含有銦之氣體環境氣氛中進行燒結。 拾壹、圖式： 無 14 200410776 柒、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（無）圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 無 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式