495403 A7 B7 五、發明説明（彳） 技術領域 . 本發明爲關於模具潤滑用潤滑劑及粉末冶金用鐵基粉 末成形體之製造方法，特別爲關於將製造高密度鐵基粉末 成形體時所使用之模具潤滑用潤滑劑之改善。 背景技術 .一般而言，粉末冶金用鐵基粉末成形體爲於鐵基粉末 中，將銅粉，黑鉛粉等之合金粉末，及硬脂酸鋅，硬脂酸 鉛等潤滑劑混合之鐵基粉末混合粉充塡至模具後，予以加 壓成形則可製造。成形體之密度一般爲6 . 6〜 7 · 1 M g / m 3。 此些鐵基粉末成形體再施以燒結處理作成燒結體，且 再視需要施以上漿和切削加工，作成粉末冶金製品。又， 於需要高強度之情形中，於燒結後亦可施以浸碳熱處理和 光輝熱處理。 經由此粉末冶金技術，則高尺寸精細度之複雜形狀之 零件即使經過許多之切削工程，亦可以接近最終形狀之形 狀（近網狀）一次成形生產，比先前之製造方法可大幅減 低切削費用。因此，於日本，鐵系之粉末冶金製品爲以汽 車零件型式，每1台使用超過6公斤（現在1 9 9 8年） 〇 更且，最近對於鐵系之粉末冶金製品強烈要求省略切 削加工，達成削減費用目的之更高之高尺寸精細度化，和 將零件小型輕量化爲目的之高強度化。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C·
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4 - 495403 A7 _ B7 _ 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 對於粉末冶金製品（燒結零件）之高強度化’其有效 爲經由成形體之高密度化而令燒結零件高密度化。燒結零 件之密度愈高，則零件中之空孔減少’並且提高拉伸強度 ，衝擊値和疲勞強度等機械特性。 令鐵基粉末成形體可高密度化之成型方法已提案’將 鐵基粉末混合粉施以通常之成形和燒結後’再重覆進行成 形，燒結之二回成形二回燒結法，和以一回成形一回燒結 後加熱鍛造之燒結鍛造法等。 又，例如，於特開平2 - 1 5 6 0 0 2號公報’特公 平7—103404號公報，USP第 5， 256， 185號公報，USP第 5， 368, 630號公報中，揭示將金屬粉末加熱成形 經濟部皆逄时工消費釜汴Vi印災 之溫熱成形技術。此溫熱成形技術爲於溫熱成形時’將一 部分或全部之潤滑劑熔融且令潤滑劑於粉末粒子間均勻分 散，使得粒子間及成形體與模具之間之摩擦阻力下降’提 高成形性，爲上述高密度成形體之製造方法中之費用上最 爲有利之技術。若根據此溫熱成形技術，則在將F e -4Ni - 〇 . 5Mo — 1 · 5Cu系之部分合金化鐵粉中 配合0 · 5質量％之黑鉛，0 · 6質量％之潤滑劑之鐵基 粉末混合粉於13(KC下以7 t/cm2 (686MPa) 之壓力成形時，可取得7 · 3 OMg/m3左右之成形體。 但是，特開平2 — 1 56002號公報，特公平7 -103404號公報，USP第5， 256， 186號公 報，u S P第5，3 6 8，6 3 0號公報所記載之技術除 *5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 A 7 B7 五、發明説明（3 ) 了粉末混合物之流動性不夠充分，且生產性降低以外，加 上成形體之密度產生偏差，且具有燒結體特性變動之問題 ，更且，成形時之拔出力高，於成形體表面發生瑕疵並且 具有模具壽命短之問題。 更且，此些溫熱成形技術於降低粒子間及成形體和模 具之間的摩擦阻力並且提高成形性之目的下，爲令鐵基粉 末混合粉中含有潤滑劑，但此潤滑劑於溫熱成形時其一部 或全部熔融並且於成形體表面附近被壓出，經由其後之燒 結處理，則被加熱分解或蒸發且由成形體中逸散，並於燒 結體表面附近形成粗大之空孔。因此，具有令燒結體之機 械性強度降低之問題。 爲了解決此問題，於特開平8 - 1 0 0 2 0 3號公報 中，揭示於常溫或溫熱成形中，將帶電之潤滑劑粉末塗佈 模具表面，減低鐵基粉末混合粉中之潤滑劑量，並且成形 出高密度成形體之技術。但是，此方法因爲塗佈之模具潤 滑用潤滑劑之種類爲單體，故其熔點前後之潤滑劑型態改 變，令潤滑機能顯著變化。因此，具有成形溫度範圍爲根 據潤滑劑之熔點而被限定之問題。更且，即使將模具潤滑 用潤滑劑於模具表面塗佈且減低鐵基粉末混合粉中之潤滑 劑量，亦因混合潤滑劑之成分造成份量減低且喪失潤滑效 果，產生無法實現增大壓粉密度之問題。 又，現在市售之模具潤滑用之潤滑劑爲以在室溫下使 用爲其前提。因此，即使將此些市售之模具潤滑用潤滑劑 對預熱之模具予以帶電附著，亦使得潤滑劑於模具表面完 -6 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 A 7 B7 經濟部智慧財4-¾員工消費合作社印災 五、發明説明（4 ) 全熔融，無法均勻附著，且於加壓成形中易移動，令成形 體與模具表面直接接觸，具有令拔出力變大之問題。 基於此類情事，依然強烈期望可於室溫下以一回成形 取得高密度成形體之常溫成形體技術。此類常溫成形技術 ，.已嘗試利用模具潤滑之成形技術（例如參照W.G. Ball等 人：丁he International Journal of Powder Metallurgy, APMI International, Vol. 33, No.1, 1 997, pp23-30 )。但是，使用 現狀之模具潤滑裝置，將市售之模具潤滑用潤滑劑塗佈模 具時，即使於室溫亦難以令潤滑劑對於模具表面（壁面） 以良好再現性均勻分散附著，此技術仍未達到工業上之實 用化。 又，由汽車甩零件之高強度化觀點，和費用觀點而言 ，則期望開發可令更高密度之成形體仍可由一回成形取得 之高密度鐵基粉末成形體之製造方法。 本發明爲以提案可有利解決上述先前技術之問題，例 如，將 Fe — 4Ni— 〇 . 5Mo — 1 · 5Cu 組成之部 分合金化鐵粉中混合0·5質量％之黑鉛粉之鐵基粉末混 合粉，於室溫下以7 t/cm2 (686MPa)之壓力予 以常溫加壓成形時爲7 · 3 OMg/m3以上，更且，於 1 30T：下以7 t/cm2 (686MPa )之壓力予以溫 熱加壓成形時爲7 · 4 〇Mg/m3以上之高密度成形體可 由一回成形而取得之高密度鐵基粉末成形體之製造方法爲 其目的。 I---------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 發明之揭示 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明者等人爲了利用模具潤滑成形技術達成上述課 題，對於模具潤滑用潤滑劑之配合進行致力檢討。其結果 ，發現爲了令拔出力減低而可於室溫或預熱之模具表面帶 電附著之模具潤滑用潤滑劑’可使用將具有比指定加壓成 形溫度更高熔點之潤滑劑配合混合二種以上之混合物（潤 滑劑）。 本發明爲根據上述發現，進一步檢討而完成。 即，第一之本發明爲將粉末以模具予以加壓成形時令 模具表面帶電附著所使用之模具潤滑用潤滑劑，爲將具有 比指定加壓成形溫度更高熔點之二種以上潤滑劑之混合粉 爲其特徵之模具潤滑用潤滑劑。又，第一之本發明中，該 具有比指定加壓成形溫度更高熔點之二種以上之潤滑劑較 佳爲由下列A〜I群 A群··被分類成金屬肥皂之物質中之一種或二種以上 B群：被分類成聚乙烯之物質中之一種或二種以上 C群：被分類成醯胺系蠟之物質中之一種或二種以上 經濟部智慧財447Β(工消費合汴社印說 D群：被分類成聚醯胺之物質中之一種或二種以上 E群：被分類成聚丙烯之物質中之一種或二種以上 F群：被分類成丙烯酸酯聚合物之物質中之一種或二 種以上 G群：被分類成甲基丙烯酸酯聚合物之物質中之一種 或二種以上 Η群··被分類成氟樹脂之物質中之一種或二種以上 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 495403 A7 _B7 _ 五、發明説明（6 ) I群：被分類成層狀潤滑劑之物質中之一種或二種以 上 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中之一群或二群以上所選出之二種以上之物質’第一之本 發明中，該模具較佳爲被預熱之模具。 又，第二之本發明爲於模具中，充塡鐵基粉末混合粉 後，以指定之溫度予以加壓成形之鐵基粉末成形體之製造 方法中，令該模具作成表面帶電附著模具潤滑用潤滑劑之 模具，且該模具潤滑用潤滑劑爲使用具有比該指定加壓成 形溫度更高熔點之二種以上之潤滑劑的混合粉爲其特徵之 高密度鐵基粉末成形體之製造方法’又’第二之本發明中 ，該具有比指定加壓成形溫度更高熔點之二種以上之潤滑 劑較佳爲由下列A〜I群 經濟部智慧財4笱員工消費合作社印¾ A群：被分類成金屬肥皂之物質中之一種或二種以上 B群··被分類成聚乙烯之物質中之一種或二種以上 C群：被分類成醯胺系蠟之物質中之一種或二種以上 D群：被分類成聚醯胺之物質中之一種或二種以上 E群：被分類成聚丙烯之物質中之一種或二種以上 F群：被分類成丙烯酸酯聚合物之物質中之一種或二 種以上 G群：被分類成甲基丙烯酸酯聚合物之物質中之一種 或二種以上 Η群：被分類成氟樹脂之物質中之一種或二種以上 I群：被分類成層狀潤滑劑之物質中之一種或二種以 上 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 495403 A7 B7 條.丨1‘: 附件la第90107215號專利申請案 中文說明書修正頁 年2月修正 五、發明説明（7 ) 中之一群或二群以上所選出之二種以上之潤滑劑。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又’第二之本發明中，該模具爲被預熱之模具，且該 鐵基粉末混合粉爲被預先加熱之粉末爲佳。 又，第二之本發明中，該鐵基粉末混合粉爲於鐵基粉 末中混合潤滑劑（粉末成型用潤滑劑）或合金用粉末，該 粉末成型用潤滑劑之含量（以下係表爲製造時之添加量） ，相對於鐵基粉末混合粉全體爲〇 . 〇 5〜0 . 4 0質量 %爲佳。又，第二之本發明中，該粉末成形用潤滑劑爲具 有比指定加壓成形溫度更高熔點之一種或二種以上之潤滑 劑，或具有指定加壓成形溫度以下低熔點之潤滑劑與具有 比指定加壓成形溫度更高熔點之潤滑劑所構成之混合潤滑 劑爲更佳。又，此時該具有指定加壓成形溫度以下低熔點 之潤滑劑含量，爲所含粉末成形用潤滑劑全量之1 0〜 7 5質量％，且殘餘部分之2 5〜9 0質量％爲比指定加 壓成形溫度更高熔點之潤滑劑爲佳。 若根據本發明，則可以一回之加壓成形取得高密度之 成形體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用以實施發明之最佳型態 本發明爲於模具中，充塡鐵基粉末混合粉後，於指定 之溫度（常溫或溫熱：7 0〜2 0 0 °C )加壓成形，作成 鐵基粉末成形體。 本發明中，成形所用之模具於常溫成形之情形中，爲 未予預熱且於常溫下使用，或於溫熱成形之情形中於指定 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 A7 ___ B7_ 五、發明説明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 溫度中預先預熱供使用。於預熱模具之情形中，模具之預 熱溫.度若爲可令鐵基粉末混合粉保持於指定之加壓成形溫 度之溫度即可’並無必要特別限定，但期望比指定加壓成 形溫度更高2 0〜6 0 °C之溫度。尙，常溫成形時，即使 未將模具預熱而使用，則在使用數回後令模具溫度上升至 8 0 T：左右。 經濟部智慧財/i^g(工消費合作社印製 於模具中，導入帶電之模具潤滑用潤滑劑，並且於模 具表面予以帶電附著。將模具潤滑用潤滑劑（固體粉末） 裝入模具潤滑裝置（例如，Gasbarre公司製Die Wall Lubncant System )，並旦經由潤滑劑（固體）粉末與裝置 內壁之接觸帶電而被帶電爲佳。經帶電之模具潤滑用潤滑 劑被噴霧至模具上方，並且被導入模具令模具表面帶電附 著。模具表面附著的潤滑劑（模具潤滑用潤滑劑）爲在鐵 基粉末成形時，減低模具表面（壁面）與粉體之摩擦阻力 ，並且減低成形壓力逃至模具表面（壁面）之「壓力損失 」，可有效將壓力傳至粉體。因此，可提高成形體密度， 並且令成形體由模型中拔出時之拔出力。爲了有效發揮此 類潤滑劑之效果，必須令潤滑劑粉末均勻附著模具表面。 爲了令模具潤滑用潤滑劑（固體粉末）均勻附著模具 表面，較佳爲予以帶電附著。 令模具潤滑用潤滑劑（固體粉末）確實附著模具表面 ，必須使得模具潤滑裝置內之帶電裝置內確實帶電。因此 ，期望令模具潤滑用潤滑劑（固體粉末）之比表面積小’ 即，粒徑小。本發明中，模具潤滑用潤滑劑（固體粉末） -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
495403 五、發明説明（9 ) 之粒徑適當爲模具潤滑用潤滑劑（固體粉末）之9 0 %以 上爲5 0 // m以下。若超過此粒徑，則帶電不夠充分，且 加上附者於模具後，因自體重量而落下，使得對於模具表 面之附著不夠充分。 又，本發明中，混合使用二種以上不同粉末狀之物質 (潤滑劑粉末）做爲模具潤滑用潤滑劑（固體粉末）。經 由混合二種以上不同之潤滑劑粉末，則不僅可由模具潤滑 用潤滑劑（固體粉末）令模具潤滑裝置（帶電裝置）內帶 電，且可經由二種以上不同之粉末彼此間令模具潤滑裝置 (帶電裝置）內接觸而造成接觸帶電。藉此，可比使用一 種潤滑劑之情況令粉體全體的帶電量變大，因此，潤滑劑 粉末對於模具表面可確實附著。本發明中，使用混合二種 以上具有比指定加壓成形溫度更高熔點之潤滑劑混合粉做 爲模具潤滑用潤滑劑（固體粉末）。尙，本發明所謂之指 定加壓成形溫度爲指加壓成形時之模具表面的溫度。 令模具潤滑用潤滑劑爲具有比指定加壓成形溫度更高 熔點之潤滑劑，則可使得潤滑劑於模具表面未熔融地以固 體粉末型式存在，故可維持模具表面的潤滑作用，提高成 形體之密度，又，不會產生拔出力的增加。另一方面，模 具潤滑用潤滑劑若爲具有比指定加壓成形溫度更低熔點之 潤滑劑，則潤滑劑於模具表面熔融，擴大成液狀，故具有 可均勻附著之優點，但即使由模具壁面流出，或未流出， 均可於鐵基粉末混合粉成形時，經由毛細管現象而被吸引 至粉末內部，具有令模具表面殘存之潤滑劑變少之問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 12 - "~' — r--^-----^裝------訂------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 495403 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 因此，令模具表面的潤滑作用降低且拔出力變高。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，具有比指定加壓成形溫度更高熔點之潤滑劑於成 形時，於模具內未熔融並於模具內作用爲「滾軸」般之固 體潤滑劑，亦具有降低拔出力降低之效果。 具有比加壓成形溫度更高熔點之潤滑劑（固體粉末） 較佳爲由下列A〜：[群 A群：被分類成金屬肥皂之物質中之一種或二種以上 B群：被分類成聚乙烯之物質中之一種或二種以上 C群：被分類成醯胺系蠟之物質中之一種或二種以上 D群：被分類成聚醯胺之物質中之一種或二種以上 E群：被分類成聚丙烯之物質中之一種或二種以上 F群：被分類成丙烯酸酯聚合物之物質中之一種或二 種以上 G群：被分類成甲基丙烯酸酯聚合物之物質中之一種 或二種以上 經濟部智慧財4笱8工消費合作TI印製 Η群：被分類成氟樹脂之物質中之一種或二種以上 I群：被分類成層狀潤滑劑之物質中之一種或二種以 上 中之一群或二群以上所選出之二種以上之物質。混合此些 二種以上之潤滑劑（粉末）之混合物可使用做爲模具潤滑 用潤滑劑。 本發明之模具潤滑用之潤滑劑可由Α群：被分類成金 屬肥皂之物質中選出二種以上、或A群：被分類成金屬肥 皂之物質中選出一種或二種以上與其他群中選出一種以上 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 A7 ___B7____ 五、發明説明（11 ) 之物質中選取。以下，各群均相同。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A群：被分類成金屬肥皂之物質可例示硬脂酸鋰’月 桂酸鋰，羥基硬脂酸鋰，硬脂酸鈣等。尙，本發明並非被 限定於此。 B群：被分類成聚乙烯之物質可較佳例示分子量不同 之聚乙烯，但其中以分子量5 0 0 0〜1 〇萬之粉末狀聚 乙嫌爲佳。 c群：被分類成醯胺系蠟之物質可例示硬脂酸醯胺（ 熔點1 0 3 °C )，乙烯雙硬脂醯胺（熔點1 4 8 °C )，及 烷基鏈長之乙烯雙烷基醯胺（例如’共榮公司化學製： Light Annde WH 215 (熔點2 1 5 °C )，共榮公司化學製： Light Amide WH255 (熔點 2 5 5 °C ))等。尙’本發明並 非被限定於此。 D群：被分類成聚醯胺之物質可較佳例示分子量不同 之聚醯胺，但其中以熔點2 1 0〜2 7 0 °C之聚醯胺（尼 龍）爲佳。 經濟部智慧时/i^a (工消費合作社印製 又，E群：被分類成聚丙烯之物質可較佳例示分子量 不同之聚醯胺，但以分子量5 0 0 0〜1 〇萬之粉末狀聚 丙烯爲佳。 F群··被分類成丙烯酸酯聚合物之物質可僅爲同種之 單體，或者亦可爲複數之單體之共聚物均可’其可例示聚 丙烯酸甲酯，聚丙烯酸乙酯等。尙，本發明並非被限定於 此。 G群：被分類成甲基丙烯酸酯共聚物之物質可僅爲同 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · 14 - 495403 A7 _____ B7_____ 五、發明説明（12 ) 種之單體，或者亦可爲複數之單體之共聚物均可，其可例 示聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸乙酯等。尙，本發明 並非被限定於此。 Η群：被分類成氟樹脂之物質可僅爲同種之單體，或 者亦可爲複數之單體之共聚物均可，其可例示聚四氟乙烯 ，四氟乙烯一全氟烷基乙烯醚共聚物，四氟乙烯一六氟丙 烯共聚物等。尙，本發明並非被限定於此。 I群：被分類成層狀潤滑劑之物質爲具有層狀結晶構 造之無機或有機潤滑劑。無機系之層狀潤滑劑可例示 Μ 〇 S 2，氟化碳等，有機系之層狀潤滑劑可例示蜜胺-氰 脲酸加成物（M C A ) ，N -烷基天冬胺酸一 Θ —烷酯等 。尙，本發明並非被限定於此。 又，於模具表面帶電附著之模具潤滑用潤滑劑之附著 量以0·5〜10mg/cm2爲佳。附著量未滿 0 . 5 m g / c m 2則潤滑效果不足，且成形後之拔出力變 高，另一方面，附著量若超過1 Omg/cm2，則成形表 面殘存潤滑劑，且成型體之外觀不良。 於帶電附著模具潤滑用潤滑劑之模具中，其次，裝入 鐵基粉末混合粉，並加壓成型，作成鐵基粉末成型體。尙 ，將模具未預熱且於常溫使用時，鐵基粉末混合粉亦可未 特別加熱地以常溫型式爲佳。另一方面’於將模具預熱之 情形中，將鐵基粉末混合粉於2 0 0 °C以下，較佳爲 7 0 °C以上之溫度中加熱爲佳。加熱溫度若超過2 0 0 °C ，則密度實質上無增加’發生鐵粉氧化之疑慮，故鐵基粉 -15- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 A7 B7 五、發明説明（13 ) 末混合粉之加熱溫度以2 0 0 °C以下爲佳。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鐵基粉末混合粉爲於鐵基粉末中混合潤滑劑（粉末成 型用潤滑劑）或合金用粉末。 本發明中之鐵基粉末以粉末化鐵粉或還原鐵粉等之純 鐵粉，或部分合金化鋼粉，完全合金化鋼粉，或其混合粉 爲佳。 又，鐵基粉末與粉末成形用潤滑劑或與合金用粉末之 混合方法並無特別限定，且通常公知之混合方法均可適當 利用。其中，於鐵基粉末中混合合金用粉末之情形中，爲 了避免所含有粉末之偏析，乃於鐵基粉末，合金用粉末中 加入一份粉末成形用潤滑劑並且一次混合後，再於前述粉 末成形用潤滑劑中之至少一種潤滑劑之熔點以上加熱並攪 拌，將前述粉末成形用潤滑劑中之至少一種潤滑劑熔融， 一邊將熔融後之混合物攪拌一邊冷卻，令前述鐵基粉末表 面固黏有熔融之潤滑劑，附著前述合金用粉末後，加入粉 末成形用潤滑劑之殘餘部分並且二次混合之混合方法爲佳 〇 經濟部智慧財度苟員工消費合作社印製 鐵基粉末混合粉中所含之粉末成形用潤滑劑之含量， 相對於鐵基粉末混合粉全體，以.〇 · 〇 5〜0 · 4 0質量 %爲佳。粉末成形用潤滑劑之含量未滿〇 · 0 5質量％， 則成形時之粉末彼此間的潤滑效果變少’故成形體之密度 降低。另一方面，粉末成形用潤滑劑含量若超過0 · 4 0 質量％，則比重小之潤滑劑所佔比例變多’令成形體密度 降低。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 A7 B7 經濟部智慈財4^員工消費合作钍印製 五、發明説明（14 ) 本發明中，鐵基粉末混合粉中所含之粉末成形用潤滑 劑，可爲具有比指定加壓成形溫度更高熔點之一種或二種 以上之潤滑劑，且亦可爲具有比指定加壓成形溫度以下更 低熔點之潤滑劑與具有比指定加壓成形溫度更高熔點之潤 滑劑所構成之混合潤滑劑，又，具有指定加壓成形溫度以 下之低熔點之一種或二種以上之潤滑劑均爲合適，其中， 具有比指定加壓成形溫度以下更低熔點之潤滑劑與具有比 指定加壓成形溫度更高熔點之潤滑劑所構成之混合潤滑劑 爲更佳。 尙，於具有指定加壓成形溫度以下之低熔點之潤滑劑 與具有比指定加壓成形溫度更高熔點之潤滑劑所構成之混 合潤滑劑時，具有比指定加壓成形溫度以下更低熔點之潤 滑劑含量，爲所含粉末成形用潤滑劑全量之1 0〜7 5質 量％，且令殘餘部分之2 5〜9 0質量％爲比指定加壓成 形溫度更高熔點之潤滑劑爲更佳。具有指定加壓成形溫度 以下之低熔點之潤滑劑爲於加壓成形時熔融，並於粉末粒 子間經由毛細管力而滲透，並於粉末粒子內部均等分散， 減低粒子彼此的接觸阻力，促進粒子再排列並且促進成形 體之高密度化。具有指定加壓成形溫度以下之低熔點之潤 滑劑含量未滿1 0質量％，則潤滑劑於粉末粒子內部無法 均等分散，降低成形體密度。又，若超過7 5質量％，則 隨著成形體之密度增加，令熔融之潤滑劑爲於成形體表面 擠出，並於表面，形成潤滑劑的溜出道，於成形體表面形 成多數粗大的空孔，導致燒結零件的強度降低。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17- 495403 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 7 B7五、發明説明（15 ) 鐵基粉末混合粉中所含之具有比指定加壓成形溫度更 高熔點之潤滑劑爲於成形時，以固體型式存在，且熔融之 潤滑劑爲於被彈開之鐵基粉末粒子表面之凸部中作用爲「 滾軸」，促進粒子之再排列，具有令成形體之密度增加之 效果。 鐵基粉末混合物中所含之粉末成型用潤滑劑中，具有 比指定加壓成型溫度更高熔點之潤滑劑較佳爲由金屬肥皂 ，熱塑性樹脂，熱塑性彈性體，具有層狀結晶構造之無機 或有機潤滑劑中所選出之一種或二種以上。可根據指定加 壓成形之溫度，由下述潤滑劑中適當選擇。 金屬肥皂以硬脂酸鋰，羥基硬脂酸鋰等爲佳。又，熱 塑性樹脂以聚苯乙烯，聚醯胺，氟樹脂等爲適當。熱塑性 彈性體以聚苯乙烯系彈性體，聚醯胺系彈性體等爲適當。 又，具有層狀結晶構造之無機潤滑劑可爲黑鉛，Μ 〇 S 2， 氟化碳之任一種均可，且粒度愈細則愈有效減低拔出力。 具有層狀結晶構造之有機潤滑劑可使用蜜胺-氰脲酸加成 物（MCA) ，N -烷基天冬胺酸一 0 -烷酯之任一種。 鐵基粉末混合粉所含之粉末成型用潤滑劑中，具有指 定加壓成形溫度以下之低熔點之潤滑劑較佳爲由金屬肥皂 ，醯胺系蠟，聚乙烯及其中至少二種以上之共熔融物中所 選出之一種或二種以上。可根據指定加壓成型溫度，由下 述潤滑劑中適當選擇。 鐵基粉末混合粉中含有做爲合金用粉末的黑鉛，具有 強化燒結體之效果。黑鉛之含量若少則燒結體之強化效果 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 495403 經濟部智慧財產笱員工消費合作钍印製 A7 _ B7五、發明説明（16 ) 不夠充分，另一方面，若過多則令初析之滲碳體且強度降 低。由此，鐵基粉末混合粉中所含之黑鉛，相對於鐵基粉 末混合粉全量，以0 · 1〜2 · 0質量％爲佳。 如上述處理所得之成型體，可施以燒結處理，且視需 要再施以浸碳熱處理，光輝熱處理等，並且可爲粉末冶金 製品型式供使用。 實施例 鐵基粉末爲使用Fe — 4Ni— 0·5Μ〇 — ' 1 . 5 C u組成之部分合金化鋼粉。於此部分合金化鋼粉 中，將黑鉛粉，粉末成形用潤滑劑以高速混合器之加熱混 合法予以混合，作成鐵基粉末混合粉。尙，黑鉛粉之添加 量爲相對於鐵基粉末混合粉之全量，以0 · 5質量％。又 ，粉末成形用潤滑劑爲以表1所示之種類及添加量（相對 於鐵基粉末混合粉之全量）。 首先，令加壓成形用之模具溫度爲表1所示之溫度（ 常溫原樣，或預熱）後，使用模具潤滑裝置（Gasbarre公 司製）帶電之模具潤滑用潤滑劑於模具內噴霧導入，令模 具表面帶電附著。尙，模具潤滑用潤滑劑爲使用將具有加 壓成形溫度以上熔點之二種以上潤滑劑予以混合而成，或 者將表2所示之A群〜I群中之一群或二群以上所選出之 二種以上物質（潤滑劑）予以混合而成。尙，比較群爲以 含有一種以上具有未滿加壓成形溫度之熔點之潤滑劑’或 僅爲一種具有比加壓成形溫度更高熔點之潤滑劑做爲比較 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X；297公釐） -19- 495403 νυ〇\ A7 B7 五、發明説明（17) 。尙，測定模具表面溫度，視爲加壓成形之溫度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，對如此處理之模具，充塡根據模具處理而以常 溫原樣，或加熱之鐵基粉末混合粉後，加壓成型，作成 1 Ox 1 Ox 5 5mm之直方體成型體。尙，加壓力爲7 t /cm2(686MPa)。又，加壓成形條件於表1。又 ，鐵基粉末混合粉所含之粉末成形用潤滑劑爲由表2所示 之各種潤滑劑中選取，爲具有比表1所示加壓成形溫度更 高熔點之潤滑劑，或如表1所示般，將具有加壓成形溫度 以下之低熔點之潤滑劑，與具有比加壓成形溫度更高熔點 之潤滑劑予以混合而成。 尙，先前例爲以未塗佈模具潤滑用潤滑劑之模具中， 充塡根據模具處理而以常溫（2 5 °C )原樣，或加熱之鐵 基粉末混合粉，且加壓成形，作成同樣之直方體成形體例 爲先前例（成形體N 〇 . 2 8，N 〇 · 3 2 )。 成形後，測定拔出成形體時之拔出力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，對於此些成形體，以阿基米德法測定密度。尙， 所謂阿基米德法，爲將被測定物成形體浸漬於水中並且經 由測定體積而測得密度之方法。 更且，以目視觀察此些成形體之外觀，調查瑕疵，裂 痕等缺陷之有無。 又，將此些成形體由中央部切斷，並埋入樹脂中硏磨 ，且以光學顯微鏡觀察斷面中有無粗大之空孔。 關於拔出力，成形體密度，成形體之外觀及成形體截 面之性狀之結果示於表1。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 2〇 495403 A7 B7 五、發明説明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明例爲成形後之拔出力均低至2 0 Μ P a以下， 且於常溫成形爲具有7 · 3 0 M g /m 3以上之高密度成形 體，於溫熱成形爲具有7 · 4 0 M g /m 3以上之高密度成 形體。更且，於成形體並未察見瑕疵，裂痕等之缺陷。又 ，成形體之截面性狀爲正常，且未察見粗大之空孔。 未施以模具潤滑之先前例（成形體N 〇 · 2 8，N 〇 • 3 2 )則察見拔出力顯著增大，成形體密度降低，且於 成形體表面察見瑕疵。 本發明範圍以外之比較例爲拔出力超過2 0 Μ P a ， 但常溫成形之密度爲低至7 · 2 5 M g /m 3以下，於溫間 成形之密度爲低至7 · 3 5Mg/m3以下，或者於成形體 之表面具有瑕疵，或者於成形體截面之表面附近觀察到粗 大之空孔。 經濟部智慧財4局3 (工消費合作Ti印製 又，於溫熱成形中，於模具潤滑劑之至少一種熔點爲 加壓成形溫度以下之情形（成形體N 〇 · 2 9 )，或者， 模具潤滑劑僅爲一種具有比加壓成形溫度更高熔點之情形 (成形體No .30〜No .33)，或者，僅爲一種具 有比加壓成形溫度更低熔點之情形（成形體N 〇 . 3 1 ) 爲成形體密度低，且拔出力變高。 若根據本發明，則具有外觀性狀，截面性狀均爲良好 之高密度成形體拔出力低並且可成形之效果。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 495403 A7 B7 五、發明説明（19 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 備考 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 成形體 軀B键繼 4¾ -2¾ -0¾ 丈IS -2¾ -2¾ 密度 Mg/m3 卜· 卜· Η 夺 cn 卜· 拔出 力 MPa 〇〇 οο ON VO οο τ ""Η r-H τ-Η cs 加壓成形條件 加壓 成形 溫度 °C r-H r-H r-H R r—H R τ-Η R r-H r-H R r-H r-H 沄 r-H cs cs 鐵基粉 末混合 粉加熱 溫度。C 癸 τ-Η 1—Η 沄 τ-Η 沄 i—H 沄 ι—Η 沄 r™H 沄 Η 沄 沄 r—( R r-H vy^ CS vr> CN 模具 預熱 溫度 °C 沄 T—Η r-H 男 r-H 男 r-H 1-Η 男 1-Η 沄 r-H 沄 τ—Η r-H 泛 i-H cs v〇 CS 1鐵基粉末混合粉中粉體成形用潤滑劑 Μ ^ Sl*M 含有 比率* 質量％ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Si * 雙_ & 騷恥嗣 SBUftilft 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 加壓成形溫度更髙熔點之 潤滑劑 含有 比率* 質量％ 8 τ—Η 8 ι—Η 8 i-Η 8 r—H 8 r-H S r_丨崎 8 τ—Η 8 r—( S r-H 8 τ—H o o ir> VO 〇 cs l〇 H co 種類(熔點):含有量 質量％*** Cl(148〇C ):0.4 Cl(148〇C ):0.3 J1(約 140°C):0.3 Cl(148〇C ):0.05 Cl(148〇C ):0.1 Gl(148〇C ):0.2 J2(約 135°C):0.3 J3(約 149°C):0.3 Cl(148〇C ):0.2 Cl(148〇C ):0.25 J4(約 118°C ):0.125 A2(127〇C ):0.125 J5(約 125°C):0.1 M(約 118〇C ):0.025 Cl(148〇C ):0.075 潤滑劑 含有量 氺氺 質量％ CO cn S o r-H cs cn cn cs CM c5 VO cs o § 1模具潤滑用潤滑劑 1 «1 链铵 種類 (熔點） 1 1 1 含有 比率* 質量％ t 1 1 1 1 1 岖 K « 81 種類 (溶點） PP ο ο co cs CO .< c A1(150°C) A4(216〇C) A4(216〇C) Hl(327〇C) G1(160°C) Cl(148〇C) A3(230〇C) D2(260〇C) A4(216〇C) Bl(144〇C) A3(230〇C) El(153〇C) A3(230〇C) Fl(155〇C) PP CS ^ ci o 〇 PP OO l〇 寸 CN CO o o PP wo m t-π vn CN CN ci cn u 〇 G1(160°C) A3(230〇C) mil獅 |ΒΐΓΤ] 含有 比率* 質量％ ο ο ΙΟ m cs卜 <n r- o o o o wo v〇 cs卜 o o OO CO o o 〇 o cn卜 w-> m oa r- to cs卜 l〇 cs r- r-H cs CO 寸 wo 卜 OO ON O cs (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 22- 495403 A7 B7 Η年 五、發明説明（2〇 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
備考 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 礙 n^ •n^ 征（ •n^ 密度 Mg/m3 s ο s ο ο 〇1 卜^ 成形體 链只§ <N <N cn cn oo CO 加壓成形條件 异链sip g § § § § r—Η 安 Γ—^ τ—< 尜4 □鏺<P 1—t r—Η 穸 r-H 1—Η r—H 沄 r—Η g 1—( 沄 τ—* 模具 預熱 溫度 °c τ—Η 1—t 沄 1-) τ—Η j—i τ—Η ι—i 1—I g 沄 n—i Ψ <rn ±i ft ^ 1 1 1 1 1 I 1 v〇 m OJ <Ν ίΤ) Οί r- IK 姻轉 Sl-N 種類(熔點)： 含有量 質量％*** 1 1 A2(127〇C ):0.1 1 1 1 1 1 A2(127〇C ):0.1 Cl(148〇C ):0.1 A2(127〇C ):0.088 鐵基粉末混合粉中粉體成形用潤ίί 加壓成形溫度更高熔點 之潤滑劑 <m ±31® ^ ο r—Η o o m ο 8 r—Η 8 ι—( ο r—Η ο r—Η 種類(熔點)： 含有量 質量％*** A4(216〇C ):0.3 C2(215〇C ):0.1 C3(255〇C ):0.1 A3(230〇C ):0.3 El(152〇C ):0.05 Cl(148〇C ):0.2 Cl(148〇C ): 0.4 Cl(148〇C ):0.2 Fl(155〇C ):0.1 C3(255〇C ):0.2 Cl(148〇C ):0.175 A1(150°C ):0.088 潤滑劑 含有量 氺氺 質量％ cn <N s ο Οί 寸· <Ν 1—Η 寸· to CO o 模具潤滑用潤滑劑 % feS ^ bS 種類 (熔點） 1 1 1 1 1 1 1 i 1 t 含有 比率* 質量％ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 铵 W. K « 種類 mm C2(215〇C ) C3(255〇C ) Cl(148〇C ) C2(215〇C ) C3(255〇C ) Cl(148〇C ) D1(220〇C ) /、 PP <N r—( Ol 一 O PQ C2(220〇C ) El(153〇C ) Cl(148〇C ) 13(未融解） D1(220〇C ) D2(260t：) /—Ν /—s Ρ <Ρ ο »·〇 Vs〇 τ—< οι ΟΙ 's—✓ ✓ οί cn ο ο D3(215〇C ) El(153〇C ) P P 's—✓ CO r—t Q PP qilJi 1g ^ ·§ m *承 擗褂*A <m ft o o cn卜 vn o CN (N CN卜 O o CO O o C^- CO v〇 <N l>- Ο ο ο ο 卜cn 〇 o VO寸 UO to to寸 cn i£> VO oo 2 <N OJ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -23- 495403 A7B7 州年 21 /V 明説 明發 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 cn_‘ ti 備考 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 本發明例 從來例 比較例 比較例 比較例 從來例 比較例 SB E mm •n^ •Μ Μ 外觀 •H2( •π^ 瑕疵 瑕疵 瑕疵 密度 Mg/m3 Οί s s ο lS r—H cn cn cn CO cn 卜： VO OJ 卜： S £ i2 VO cn oo (N CN CN CO CO 加壓成形條件 圖辁賊 呂 igsip l—H 沄 r—H 1—Η 1—( 沄 1—t 沄 1—t i—i WO m oi 鐵基粉 末混合 粉加熱 溫度。C 沄 g g g r—H 吳 1—^ 癸 T—< O) m OJ IISp t—i i—( t i T—^ r—< 沄 T—H 沄 r—H o o to (N to OJ 鐵基粉末混合粉中粉體成形用潤滑劑 K-g feS驃 ii*h) 辁龌 *承 擗》_ 如ϋ ft 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 種類(熔點 ):含有量 質量％爾 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 加壓成形溫度更高熔點之 潤滑劑 含有 比率* 質量％ o o t—^ ο 〇 ο r—H o H o o o o o r—< 〇 〇 IT) o oi iS m 1—* cn 種類(熔點):含有量 質量％*** A1(150°C ):0.25 Dl(225〇C ):0.2 D2(268〇C ):0.4 D3(215〇C ):0.05 Cl(148〇C ):0.20 Cl(148〇C ):0.4 Cl(148〇C ):0.4 Cl(148〇C ):0.4 Cl(148〇C ):0.4 J4(約 118〇C ):0.125 A2(127〇C ):0.125 J5(約 125°C ):0.125 J4(約 118°C ):0.031 Cl(148〇C ):0.094 g _ 次 磐蚺 _ 鹳釦ϊ » CN 〇 °ί 1 S 〇 C5 寸· 寸- 寸· <N CN 〇 模具潤滑用潤滑劑 κ~ 3 S 圖_ 種類 (溶點） 1 1 1 1 1 1 A2(127〇C ) 1 A2(127〇C ) 瞧 1 <1Ή ϋ 6¾ 1 1 1 1 1 1 1 8 r-H 1 1 岖 K feig 種類 (熔點） D3(215〇C ) F2(178〇C ) Bl(144〇C ) El(153〇C ) Bl(144〇C ) 11(未融解） El(153〇C ) 1¾未融解） /^S 〆、 P P P O oo寸 3寸寻 ^ ο ο CO r~~H Τ~~Η < O pq 1 C3(255〇C ) C3(255〇C ) 1 1 A2(127〇C ) <m R s § o o ο ο ν〇 Ο 〇 c〇 Γ— Ο Ο Ο CO CO 寸 1 〇 O 1 1 〇 t—1 OJ CN OO CN a C-J CO cn cn ΪΙ^—^gi (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） 24 495403 A7 B7 五、發明説明（22 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 潤滑劑種類 醯胺系蠟 聚醯胺 :丙烯酸酯聚合 |物 氟樹脂 層狀潤滑劑 乙烯雙硬脂醯胺 Light Amide WH215 Light Amide WH255 聚醯胺6 聚醯胺66 聚醯胺610 ί聚丙烯酸甲酯 聚丙烯酸乙酯 聚四氟乙烯 M0S2 氟化碳 蜜胺-氰脲酸加成物(MCA) 符號 r—Η CJ τ—Η S e cn U D群 1¾ Η群 HH 潤滑劑種類 金屬肥皂 聚乙烯 聚丙烯 甲基丙烯酸酯 共熔混合物 硬脂酸Ca 硬脂酸Zn 硬脂酸ϋ 羥基硬脂酸Li 直鏈狀低密度聚乙烯 聚丙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸乙酯 廳賴 K] N] m mu 陛 塵； i鹤 ®趣 N3S m 迦 EEC； llffV 寧鬆 Μ Sg ^ 醒g 飘祆 KIS： 油酸與硬脂酸鋅之共熔混 合物 sg \mj Ν 隸g 符號 < i S S 〇 〇 r—Η »—5 CN ΓΟ JO :黠 A群 PQ ω G群 I 批衣 訂 — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 495403 A7 B7 五、發明説明（23 ) 產業上之可利用性 若根據本發明，則可經一回成形而輕易製造出外觀性 狀，截面性狀均良好之高密度成形體，且成型後之拔出力 低，可令模具長壽命化，並且達成可輕易取得筒密度燒結 體之產業上優良之效果。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧时4笱3工消费合作t£印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -26-