WO2004063409A1 - 鉄基焼結合金、鉄基焼結合金部材、それらの製造方法、およびオイルポンプローター - Google Patents

鉄基焼結合金、鉄基焼結合金部材、それらの製造方法、およびオイルポンプローター Download PDF

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alloy
iron
oxygen
based sintered
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Kinya Kawase
Yoshinari Ishii
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Mitsubishi Materials Corporation
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Definitions

  • Iron-based sintered alloys iron-based sintered alloy members, their manufacturing methods,
  • the present invention relates to an iron-based sintered alloy, an iron-based sintered alloy member excellent in dimensional accuracy, strength and slidability, a method for producing the same, and an oil pump rotor made of an iron-based sintered alloy.
  • a mixed powder composed of Fe powder, Cu powder and graphite powder, aluminum oxide, titanium oxide, silicon oxide, vanadium oxide, chromium oxide powder Press-formed mixed powder containing 0.1 to 0.20% of oxide powder such as iron oxide and sintered to produce iron-based sintered alloy members with excellent dimensional accuracy, strength and slidability A method is provided (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-41609).
  • Such an iron-based sintered alloy member is an aggregate of pixel grounds made of a Fe-based alloy containing Cu and C partitioned by an old Fe powder boundary generated by sintering the Fe powder.
  • the metal oxide particles are dispersed along the inner surface of pores scattered in the structure and along the boundary of the old Fe powder.
  • Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder are blended as raw material powders, mixed, molded, and sintered to obtain a mass% (hereinafter,% is a mass%).
  • % is a mass%
  • Another example of the first embodiment of the present invention is to mix Cu: 0.5 to 7 by mixing Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder as raw material powders, mixing, molding, and sintering.
  • Another example of the first embodiment of the present invention is to mix, mix, mold and sinter Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder as raw material powders to obtain Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 ⁇ 0.98%, Oxygen: 0.02 ⁇ 0.3%, Zn: 0.001 ⁇ 0.7%, with the balance being Fe and unavoidable impurities
  • the balance has a composition consisting of Cu and unavoidable impurities.
  • Another example of the first embodiment of the present invention is that Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder are mixed as raw material powders, mixed, molded, and sintered to obtain Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 ⁇ 0.98%, Oxygen: 0.02 ⁇ 0.3%, Mn: 0.0025 ⁇ 1.05% and Zn: 0.001 ⁇ 0.7%, A method for producing an iron-based sintered alloy member having a composition consisting of Fe and inevitable impurities, wherein the Cu alloy powder has Fe: 1 to 10% and oxygen: 0.2 to 1%. %, Zn: 0.2 to "! 0% and Mn: 0.5 to 15%, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
  • Another example of the first embodiment of the present invention is: , As raw material powder, Fe powder, graphite powder and Cu By mixing, mixing, molding and sintering gold powder, Cu: 0.5 to 7% ⁇ C: 0.1 to 0.98%, oxygen: 0.02 to 0.3%, Further, manufacture iron-based sintered alloy members containing one or two of A1 and Si in total of 0.001 to 0.14%, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • the Cu alloy powder contains Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, and further contains one or two of A 1 and Si. It contains 0.01 to 2% in total, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
  • Another example of the first embodiment of the present invention is a method in which Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder are blended as raw material powders, mixed, molded, and sintered to obtain Cu: 0.5 to 7; %, C: 0.1 to 0.98%, oxygen: 0.02 to 0.3%, Mn: 0.0025 to 1.05%, and one or two of A1 and Si A total of 0.001 to 0.14%, with the balance being Fe and unavoidable impurities, wherein the Cu alloy powder is Fe: 1 to 10%, Oxygen: 0.2 to 1%, Mn: 0.5 to 15%, contains 1 or 2 types, and 1 or 2 of A1 and Si In total of 0.01 to 2%, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
  • Another example of the first embodiment of the present invention is to mix Cu: 0.5 to 7 by mixing Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder as raw material powder, mixing, molding, and sintering. %, C: 0.1 to 0.98%, Oxygen: 0.02 to 0.3%, Zn: 0.001 to 0.7%, and one or two of A1 and Si
  • Another example of the first embodiment of the present invention is to mix, mix, mold, and sinter Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder as raw material powders to obtain Cu: 0.5 to 7%. , C: 0. "! ⁇ 0.98%, Oxygen: 0.02 ⁇ 0.3%, Mn: 0.0025 ⁇ 1.05% and Zn: 0.001 ⁇ 0.7%, further A 1 and 1 of S i
  • the alloy powder contains Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, Zn: 0.2 to 10%, and Mn: 0.5 to 15%, and A1 and S One or two of i are contained in a total of 0.01 to 2%, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
  • a first embodiment of the present invention is an oil-pump rotor made of an iron-based sintered alloy, in which, by mass% (hereinafter,% indicates mass%), Cu: 0.5 to 7%, and C: 0.1. 0.98%, oxygen: 0.02 to 0.3%, with the balance being Fe-based sintered alloy composed of Fe and unavoidable impurities.
  • Another example of the second embodiment of the present invention is an oil pump port made of an iron-based sintered alloy, which has Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: It contains 0.02 to 0.3%, Mn: 0.0025 to 1.05%, and the remainder is composed of an iron-based sintered alloy having a composition of Fe and unavoidable impurities.
  • Another example of the second embodiment of the present invention is an iron-based sintered alloy oil pump port, which has Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: It is composed of an iron-based sintered alloy containing 0.02 to 0.3% Zn: 0.001 to 0.7%, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • Another example of the second embodiment of the present invention is an oil pump made of an iron-based sintered alloy, in which Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: 0 02-0.3%, Mn: 0.0025-1.05% and Zn: 0.001-0.7%, with the balance being Fe and unavoidable impurities. Consists of gold.
  • Another example of the second embodiment of the present invention is an iron-based sintered alloy oil pump rotor, in which Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: 0. Iron of the composition consisting of 02-0.3%, and one or two of A1 and Si in total of 0.001-0.14%, with the balance being Fe and unavoidable impurities It is composed of a base sintered alloy.
  • Another example of the second embodiment of the present invention is an oil pump rotor made of an iron-based sintered alloy, in which Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: 0. 02-0.3%, Mn: contains 0.0025 to 1.05%, and further contains one or two of A 1 and S i in a total of 0.001 to 0.14%, and the remainder Fe It is composed of an iron-based sintered alloy with a composition consisting of unavoidable impurities.
  • Another example of the second embodiment of the present invention is an iron-based sintered alloy oil pump porter, wherein Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: 0 02 to 0.3%, ⁇ : 0.001 to 0.7%, and one or two of A1 and Si in total 0.001 to 0.14% , And the remainder is composed of an iron-based sintered alloy having a composition of Fe and inevitable impurities.
  • Another example of the second embodiment of the present invention is an oil pump port made of an iron-based sintered alloy, which is Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: 0.02 to 0.3%, Mn: 0.0025 to 1.05% and Zn: 0.001 to 0.7%, and one or two of A1 and Si Of 0.001 to 0.14% in total, and the remainder is composed of an iron-based sintered alloy having a composition of Fe and unavoidable impurities.
  • an iron-based sintered alloy which is Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: 0.02 to 0.3%, Mn: 0.0025 to 1.05% and Zn: 0.001 to 0.7%, and one or two of A1 and Si Of 0.001 to 0.14% in total, and the remainder is composed of an iron-based sintered alloy having a composition of Fe and unavoidable impurities.
  • a third embodiment of the present invention relates to an iron-based sintered alloy, in which Cu: 0.5 to 10%, C: 0.1 to 0.98%, and oxygen: 0.02 to 0.3% by mass%.
  • Fe with the balance being Fe and unavoidable impurities, and Fe containing C, Cu, and 0 defined by the boundary of the old Fe powder produced by sintering the raw material Fe powder.
  • a pixel area having a texture composed of an aggregate of pixel areas composed of a base alloy and comprising a Fe-based alloy containing C, Cu and 0 partitioned by the old Fe powder boundary is an old Fe area. It has a gradient density distribution such that the concentration of Cu and 0 near the powder boundary is higher than the concentration of Cu and 0 at the center of the pixel area.
  • FIG. 1 is a diagram showing the concentration distributions of Cu and 0 at the pixel locations in the structure of the iron-based sintered alloy according to the present invention, observed by EPMA.
  • the present inventors have conducted research to produce an iron-based sintered alloy member having excellent dimensional accuracy, strength, and slidability, and have obtained the following findings.
  • the concentration of oxygen in the part improves the slidability, so that Cu obtained by this method is 0.5 to 7%, C is 0.1 to 0.98%, and oxygen is 0.02 to 0.3. %,
  • the balance being Fe and unavoidable impurities, the iron-based sintered alloy member has excellent dimensional accuracy, strength and slidability.
  • the Cu alloy powder used as the raw material powder is a Cu alloy powder containing Mn: 0.5 to 15% in addition to Fe: 1 to 10%
  • Oxygen: 0.2 to 1% Mn can maintain a high oxygen concentration in the Cu alloy powder, increase the oxygen concentration of the Cu liquid phase generated during sintering, and further infiltrate the Cu liquid phase between Fe particles. Inhibit. Thereby, expansion of the sintered body due to the Cu liquid phase is suppressed, and the dimensional accuracy of the sintered body is further improved. Raise the slidability by increasing the oxygen concentration in the high Cu concentration portion of the iron-based sintered alloy member structure.
  • the Cu alloy powder used as the raw material powder is a Cu alloy powder containing Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, and further Zn: 0.2 to 10%.
  • Z n is The oxygen concentration contained in the Cu alloy powder can be maintained at a high level, and at the same time, diffuses into Fe at a lower temperature than the Cu liquid phase. Worsens wettability. Therefore, the expansion of the sintered body due to the Cu liquid phase is suppressed, and the dimensional accuracy of the sintered body is further improved, and a reduction in strength due to the separation of the Fe powder in the Cu liquid phase is prevented, and the slidability is improved. To improve seizure resistance.
  • the method for producing an iron-based sintered alloy member according to the first aspect of the present invention has, for example, the following configuration.
  • (A1) Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder as raw material powders are mixed, mixed, molded, and sintered to obtain Cu: 0.5 to 7 ° / 0 , C: 0.1 to A method for producing an iron-based sintered alloy member containing 0.98%, oxygen: 0.02 to 0.3% and a balance of Fe and unavoidable impurities.
  • alloy powder Fe:
  • (A2) Fe powder, graphite powder and Cu alloy powder are blended as raw material powder, mixed, molded and sintered to obtain Cu: 0.5 to 7% and C: 0.1 to 0.98%. , Oxygen: 0.02 to 0.3%, Mn: 0.0025 to 1.05%, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • the Cu alloy powder contains one or two of Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, and Mn: 0.5 to 15%, with the balance being C Use Cu alloy powder composed of u and inevitable impurities.
  • (A3) Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder as raw material powders are mixed, mixed, molded, and sintered to obtain Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%,
  • the Cu alloy powder contains Fe: 1 to 10%, oxygen: 0 ⁇ 2 to 1%, Zn: 0 ⁇ 2 to 10%, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
  • the Cu alloy powder may include Fe: "! ⁇ 10%, oxygen: 0.2-1%, Zn: 0.2-10%, and Mn: 0.5.
  • the Cu alloy powder containing one or two of A1 and Si in a total of 0.01 to 2% May be used as a raw material powder, and this Cu alloy powder may be blended with the Fe powder and the graphite powder, mixed, molded, and sintered.
  • any of the following four types of iron-based sintered alloy members can be obtained.
  • A1 and S "An iron-based sintered alloy member containing a total of 0.001 to 0.14% of one or two of i, and a balance of Fe and unavoidable impurities.
  • An iron-based sintered alloy member having:
  • the first embodiment also includes the following method.
  • Fe powder, graphite powder and Cu alloy powder are blended and mixed as raw material powders, By forming and sintering, Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, oxygen: 0.02 to 0.3%, and among A1 and Si
  • the powder contains Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, and further contains one or two of A1 and Si in a total of 0.01 to 2%,
  • the Cu alloy powder contains Fe: 1 to 10% and oxygen: 0 2 to 1%, Mn: 0.5 to 15%, contains one or two of them, and one or two of A1 and S in a total of 0.01 to 2%
  • a method for producing an iron-based sintered alloy member which is a Cu alloy powder having a composition comprising Cu and unavoidable impurities
  • (A8) Fe powder, graphite powder, and Cu alloy powder are blended, mixed, molded, and sintered as raw material powders to obtain Cu: 0.5 to 7% and C: 0.1 to 0.98%.
  • the Cu alloy powder has Fe: 1 to 10%. %, Oxygen: 0.2-1%, Zn: 0.2-10%, and Mn: 0.5-15%, and one or two of A1 and Si. It contains 0.01 to 2% in total, with the balance being Cu and unavoidable impurities.
  • the wettability to the Fe powder becomes worse than that of the Cu powder, and the expansion of the sintered body due to the Cu liquid phase is suppressed.
  • it is a component that further improves the dimensional accuracy of the sintered body, but if the content is less than 1%, the desired effect cannot be obtained. It is not preferable because the compressibility decreases. Therefore, Fe contained in the Cu alloy powder was set to 1 to 10%.
  • the oxygen contained in the Cu alloy powder enriches the oxygen in the high Cu content area and improves dimensional accuracy, strength and slidability, but if the content is less than 0.2%, the high Cu content area However, it is not preferable that the oxygen content in the steel cannot be sufficiently concentrated. On the other hand, if the oxygen content exceeds 1%, the strength of the iron-based sintered alloy member obtained by sintering decreases. Therefore, the amount of oxygen contained in the Cu alloy powder was set to 0.2 to 1%.
  • ⁇ can maintain a high oxygen concentration in the Cu alloy powder, and diffuses into Fe at a lower temperature than the Cu liquid phase, and Zn in the Fe becomes Cu liquid.
  • the expansion of the sintered body due to the Cu liquid phase is suppressed, and the dimensional accuracy of the sintered body is further improved due to the deterioration of the wetness between the phase and the Fe particles. It has the effect of preventing a decrease in strength and improving slidability and improving seizure resistance, but if its content is less than 0.2%, Zn contained in the iron-based sintered alloy member When the content is less than 0.001, the desired effect cannot be obtained because the content is too small.On the other hand, when the content exceeds 10%, the Zn content in the iron-based sintered alloy member is 0.7. %, The toughness decreases, which is not preferable. Therefore, Zn contained in the Cu alloy powder was set to 0.2-10%.
  • a 1 and Si are added as necessary because they have the effect of increasing the oxygen concentration of the Cu alloy powder, but one or two of A 1 and Si are less than 0.01% in total Even if it is contained, the content of A 1 and Si contained in the iron-based sintered alloy member is less than 0.001%, and the desired effect cannot be obtained. On the other hand, one of A 1 and Si Or, if the total content of the two types exceeds 2%, the content of A1, Si contained in the iron-based sintered alloy member exceeds 0.14%, and the strength decreases rather. Not preferred. Therefore, the content of A1, S "HiO.01 to 2% contained in the Cu alloy powder is determined.
  • the method for producing the iron-based sintered alloy member of the first embodiment is described in the above (A1) to (A8) as the raw material powder. ), A Fe powder and a graphite powder are prepared, a predetermined amount of these raw material powders is mixed, and a zinc stearate powder or an ethylene Resin Amide is mixed with a double cone mixer and pressed to produce a green compact, which is then sintered in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 1 090-1300 ° C. The sintering temperature at this time is more preferably 1100 to 1260 ° C.
  • An oil pump port according to a second embodiment of the present invention utilizes the above iron-based sintered alloy member, and has the following configuration.
  • the oil pump rotor described in the above (B1) contains Fe powder, graphite powder, Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1% as raw material powder, and the rest is Cu or A predetermined amount of Cu alloy powder having a composition of unavoidable impurities is mixed with a double cone mixer together with a zinc stearate powder or ethyles bisamide as a lubricant, and press-molded. It can be manufactured by preparing a green compact and sintering the green compact in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 1090 to 1300 ° C.
  • the oil pump rotor described in the above (B2) is characterized in that, as raw material powders, Fe powder, graphite powder, Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, Mn: 0.5 to 15 %, With the balance consisting of Cu and unavoidable impurities, a predetermined amount of Cu alloy powder, and a double cone mixer together with zinc stearate powder or ethyles bisamide, which is a lubricant. It can be manufactured by mixing and press molding to produce a green compact, and sintering the green compact in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 1090 to 1300 ° C.
  • the oil pump port described in (B3) above is made of Fe powder, graphite as raw material powder.
  • Powder, Cu alloy powder containing Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, Zn: 0.2 to 10%, and the balance being Cu and unavoidable impurities Are mixed in a predetermined amount, and further mixed with zinc stearate powder or ethyles bis amide as a lubricant in a double cone mixer, and press-molded to produce a green compact. It can be manufactured by sintering in a hydrogen atmosphere containing at a temperature of 1090 to 1300 ° C.
  • the oil pump rotor described in the above (B4) is characterized in that Fe powder, graphite powder, Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, Zn: 0.2 to 10% as raw material powders. And Mn: 0.5 to 15%, with the balance being a predetermined amount of Cu alloy powder composed of Cu and unavoidable impurities, and zinc stearate powder or powder as lubricant.
  • the mixture is mixed with chiles bis amide with a double cone mixer and press-molded to produce a green compact.
  • the green compact is sintered in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 1 090-1300 ° C. It can be manufactured by the following.
  • the C1 containing one or two of A1 and Si in total of 0.01 to 2% Using the u-alloy powder as the raw material powder, this Cu alloy powder is blended with the Fe powder and the graphite powder, mixed, molded and sintered to produce an iron-based sintered alloy oil pump rotor. You may.
  • (B 6) Cu: 0.5 to 7%, C: 0.1 to 0.98%, oxygen: 0.02 to 0.3%, n: 0.0025 to 1.05%, and A Iron containing one or two of Si and Si in a total content of 0.001 to 0.14%, with the remainder being an iron-based sintered alloy composed of Fe and unavoidable impurities Sintering alloy base made of base sintered alloy.
  • Oil pump rotor made of iron-based sintered alloy made of iron-based sintered alloy.
  • the oil pump rotor according to (B5) contains Fe powder, graphite powder, Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1% as raw material powders, and further contains A 1 and One or two of S and S are contained in a total of 0.01 to 2%, and the balance is a predetermined amount of Cu alloy powder with the composition of Cu and unavoidable impurities.
  • the powder is mixed with zinc stearate powder or ethyles bisamide in a double-cone mixer and press-molded to produce a green compact.
  • the green compact is heated in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 1 090- 1 Can be manufactured by sintering at 300 ° C.
  • the oil pump rotor described in the above (B6) is characterized in that Fe powder, graphite powder, Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, and Mn: 0.5 to 15 as raw material powders. %, One or two of A1 and Si, and 0.01 to 2% in total, with the balance being Cu and unavoidable impurities
  • a predetermined amount of the Cu alloy powder is mixed with a zinc stearate powder or ethyles bisamide as a lubricant in a double cone mixer, and pressed to form a green compact. It can be manufactured by sintering the body in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 1090 to 130 ° C.
  • the oil pump rotor described in the above (B7) is characterized in that Fe powder, graphite powder, Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, Zn: 0.2 to 1 as raw material powders.
  • Quantitative Formulation, plus zinc stearate powder or ethyles bisamide as lubricant Together with a double cone mixer and press molding to produce a green compact, and sintering the green compact in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 190 to 130 ° C. Can be manufactured.
  • the oil pump rotor according to the above (B8) is characterized in that Fe powder, graphite powder not used, Fe: 1 to 10%, oxygen: 0.2 to 1%, and Zn: 0.2 to 1 as raw material powders. 0% and Mn: 0.5 to 15%, one or two of A1 and Si are contained in a total of 0.01 to 2%, and the remainder is Cu And a predetermined amount of Cu alloy powder with a composition consisting of unavoidable impurities, mixed with zinc stearate powder or ethyles bis amide as a lubricant in a double cone mixer, press formed, and compacted
  • the green compact can be manufactured by sintering the green compact in a hydrogen atmosphere containing nitrogen at a temperature of 190 to 130 ° C.
  • FIG. 1 is a concentration distribution diagram of Cu and 0 in the pixel area of the oil pump port made of the iron-based sintered alloy of the present invention by EPMA.
  • the dense portion of the dots indicates high Cu and 0 concentrations.
  • Cu is a component that improves the sinterability of Fe powder and improves the dimensional accuracy of the resulting sintered body, but if the Cu content in the iron-based sintered alloy is less than 0.5%, The desired effect cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 7%, the strength is undesirably reduced. Therefore, the content of ⁇ 11 is set to 0.5-7%.
  • C is a component that improves the strength and slidability of the iron-based sintered alloy, but if the content is less than 0.1%, the desired effect cannot be obtained, while the content exceeds 0.98%. It is not preferable to do so, since the slidability and toughness of the iron-based sintered alloy obtained by sintering are reduced. Therefore, the amount of C was set to 0.1 to 0.98%.
  • An iron-based sintered alloy enriched with oxygen in the high-Cu-concentration area around the green body further improves dimensional accuracy, strength and slidability, but its content is less than 0.02% Cannot concentrate oxygen sufficiently in the high-Cu-concentration area, whereas if it exceeds 0.3%, the strength of the iron-based sintered alloy obtained by sintering decreases. It is not preferable because it becomes crowded. Therefore, the amount of oxygen contained in the iron-based sintered alloy was set to 0.02 to 0.3%. In this case, if oxygen is dispersed as metal oxide particles, the aggressiveness of the partner increases, so it is necessary that oxygen is dissolved in the high Cu concentration portion.
  • the oxygen concentration in the Mr ⁇ iCu alloy powder can be maintained at a high level, and the oxygen concentration of the Cu alloy liquid phase generated during sintering is increased to further immerse the Cu alloy liquid phase between Fe particles. Inhibiting the permeability, suppressing the expansion of the sintered body due to the Cu alloy liquid phase, further improving the dimensional accuracy of the sintered body, and increasing the oxygen concentration in the high Cu-concentration portion of the iron-based sintered alloy structure It has the effect of improving the slidability, but if its content is less than 0.0025%, the desired effect cannot be obtained, while if it exceeds 1.05%, the toughness of the iron-based sintered alloy decreases. Is not preferred. Therefore, the amount of Mn contained in the iron-based sintered alloy was set to Mn: 0.0025 to 1.05%.
  • Zn can maintain a high oxygen concentration in the Cu alloy powder. In particular, it diffuses into Fe at a lower temperature than the Cu liquid phase, and Zn in the Fe deteriorates the wettability between the Cu alloy liquid phase and the Fe particles. The expansion of the sintered body is suppressed, and the dimensional accuracy of the sintered body is further improved, preventing the strength drop due to the cutting of the Fe powder in the liquid phase of the Cu alloy, and improving the slidability to improve the seizure resistance.
  • the Zn content in the iron-based sintered alloy is less than 0.001, the desired effect cannot be obtained, while the Zn content in the iron-based sintered alloy is 0.7%. If it exceeds, the toughness decreases, which is not preferable. Therefore, Zn contained in the iron-based sintered alloy was set to 0.001 to 0.7%.
  • A1 and Si are added as necessary because they have the effect of increasing the oxygen concentration of the Cu alloy powder, but one or two of A1 and Si are added in a total of less than 0.001%. Even if it is fully contained, the desired effect cannot be obtained.
  • the content of A 1 and S i in the iron-based sintered alloy exceeds 0.14%, the strength is rather lowered, which is preferable. Not good. Therefore, the content of A1, 31 contained in the iron-based sintered alloy was set to 0.001 to ⁇ .14%.
  • the conventional iron-based sintered alloy obtained by blending, mixing, molding, and sintering Fe powder, graphite powder, Cu powder, and metal oxide powder is Fe powder
  • Fe powder In order to sinter a mixed powder consisting of graphite powder, Cu powder and metal oxide powder, Cu powder is first dissolved during sintering to form a Cu liquid phase. This Cu liquid phase has good wettability with respect to Fe and penetrates the boundary of the Fe powder to break the bond between the Fe powders. In addition to the expansion, which leads to a reduction in dimensional accuracy, the added metal oxide powder agglomerates along the inner surface of the pores and the boundary of the old Fe powder, so that the friction coefficient becomes large, and the sliding characteristics deteriorate.
  • Cu obtained by this method contains 0.5 to 10%, C: 0.1 to 0.98%, oxygen: 0.02 to 0.3%, and the remainder consists of Fe and unavoidable impurities.
  • An iron-based sintered alloy having a composition is further superior in dimensional accuracy, strength and sliding characteristics.
  • Fe-containing sintered powder containing Fe: 1 to 10% and oxygen: 0.2 to 1% Fe-based sintered alloy produced using 11 alloy powder is Fe powder, which is the raw material powder.
  • Fe powder has an organization consisting of an aggregate of pixel areas consisting of a Fe base alloy containing C, Cu and 0, which is partitioned by the old Fe powder unbounded by sintering. In the pixel area partitioned by the old Fe powder boundary, C is uniformly dissolved in the pixel area, but the concentrations of Cu and 0 are large near the old Fe powder boundary in the pixel area. It has a density distribution that is inclined so that it becomes thinner in the center of the pixel area.
  • a third aspect of the present invention is made based on the above research results and has the following configuration.
  • the iron-based sintered alloy having a structure consisting of: Fe-based alloy containing C, Cu, and 0 defined by the old Fe powder boundary; An iron-based sintered alloy whose concentration distribution is such that the concentration of Cu and 0 near the powder boundary is higher than the concentration of Cu and 0 in the center of the pixel area.
  • the iron-based sintered alloy according to the third aspect of the present invention may further include one or more of N, Mo, Mn, Cr, ⁇ , Sn, ⁇ , and Si for the purpose of improving strength.
  • the iron-based sintered alloy according to the third aspect of the present invention is characterized in that the sintering time is adjusted so that the pixel area is formed of a Fe-based alloy containing feC, Cu, and 0, which is partitioned by the old Fe powder boundary. Is inclined such that the concentration of Cu and 0 is maximum at the boundary of the old Fe powder, the concentration of Cu and 0 decreases toward the center of the pixel area, and becomes minimum at the center of the pixel area. It may have a concentration distribution, and it is more preferable to have such a structure.
  • the present invention further includes the following configurations.
  • a pixel region made of a Fe-based alloy containing C, Cu, and 0, which is an iron-based sintered alloy having a microstructure, and defined by the boundary of the old Fe powder, has an old concentration of Cu and 0.
  • Fe has the maximum at the powder boundary, the concentration of Cu and ⁇ decreases toward the center of the pixel, and has a concentration distribution that is inclined to be minimum at the center of the pixel.
  • Base sintered alloy is composed of an aggregate of pixel areas consisting of a Fe-based alloy containing C, Cu and 0 defined by the old Fe powder boundary generated by sintering the Fe powder, which is the raw material
  • Iron-based sintered alloys containing 98%, oxygen: 0.02 to 0.3% and the balance of Fe and unavoidable impurities are Fe powder, graphite powder, and Fe powder. : 1 to 10%, Oxygen: 0.2 to 1%, with the balance being a predetermined amount of Cu alloy powder composed of Cu and unavoidable impurities, and zinc stearate as a lubricant Powder or ethyles bisamide is mixed with a double cone mixer and press molded to produce a green compact. The green compact is placed in a hydrogen atmosphere containing nitrogen.
  • It can be manufactured by sintering at 1 090-1300 ° C.
  • the third aspect of the iron-based sintered alloy tissue of the present invention a main component F e partitioned by the old F e powder boundary F e powder as a raw material powder was produced being sintered, and C u It has an organization consisting of an aggregate of pixels containing 0 and 0.
  • the concentration distribution of Cu and ⁇ near the old Fe powder boundary is higher than the concentrations of Cu and 0 at the center of the pixel area.
  • FIG. 1 is a concentration distribution diagram of Cu and 0 in a pixel area defined by the old Fe powder boundary of the iron-based sintered alloy structure of the present invention by EPM A.
  • the dense portion of the dots indicates high Cu and 0 concentrations.
  • the pixel areas composed of the Fe-based alloy containing C, Cu and 0 defined by the boundary of the old Fe powder aggregate to form a structure, and the C near the boundary of the old Fe powder is not formed. It can be seen that the u and 0 densities are distributed in an inclined manner so as to be higher than the Cu and 0 densities at the center of the pixel area.
  • the structure of the iron-based sintered alloy according to the third embodiment of the present invention having the component composition according to the above (C1) to (C2) containing Fe as a main component and containing Cu and ⁇ is the conventional structure. This is different from the structure in which metal oxide particles are dispersed along the boundary of the old Fe powder.
  • Cu is a component that improves the sinterability of Fe powder and improves the dimensional accuracy of the obtained sintered body, but the Cu content in the iron-based sintered alloy is less than 0.5% In this case, the desired effect cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 10%, the strength is undesirably reduced. Therefore, the content of the paste was set to 0.5 to 10%.
  • C is a component that improves the strength and sliding characteristics of the iron-based sintered alloy, but if its content is less than 0.1%, the desired effect cannot be obtained, while, if it is more than 0.98%. If added, it is not preferable because the sliding properties and toughness of the iron-based sintered alloy obtained by sintering are reduced. Therefore, the amount of C was set to 0.1 to 0.98%.
  • the iron-based sintered alloy enriched in oxygen in the high Cu concentration area around the pixel area further improves dimensional accuracy, strength and sliding characteristics, but the content is 0.02%. If it is less than 0.3%, the oxygen in the high Cu content portion cannot be sufficiently concentrated, while if it exceeds 0.3%, the strength of the iron-based sintered alloy obtained by sintering decreases. This is not desirable. Therefore, the amount of oxygen contained in the iron-based sintered alloy is reduced to 0. 02 ⁇ 0.3%.
  • Cu and 0 in the vicinity of the boundary of the old Fe powder can be reduced.
  • the density distribution is formed so that the density is greater than the density of Cu and 0 at the center of the pixel area.
  • the reason why the composition of the Cu alloy powder as the raw material powder is set to Fe: 1 to 10% is that it is not preferable that Fe is less than 1% because the effect of improving the dimensional accuracy of the sintered body is small. If the content exceeds 10%, the compressibility during green compacting decreases, which is not preferable.
  • the oxygen content of 0.2 to 1% is not preferable because the effect of improving the dimensional accuracy of the sintered body is low when the oxygen content is less than 0.2%. On the other hand, when the oxygen content exceeds 1%, Unpreferable because toughness decreases Example of first embodiment
  • raw material powder As raw material powder, atomized Fe powder having an average particle size of 80 // m, graphite powder having an average particle size of 15 Atm, and Cu alloy powders A to A having the average particle size and component composition shown in Table 1 U, pure Cu powder and MnO powder were prepared.
  • the dimensions of the rod-shaped test pieces prepared by Examples A1 to A17, Comparative Examples A1 to A4, and the conventional method A1 were measured, and the dimensional change rate of the standard dimensions of the compact was determined. Are shown in Tables 2 and 3 to evaluate the dimensional accuracy. Also for Charpy impact test The Charpy impact value was calculated from the results, and the results are shown in Tables 2 and 3. Further, a tensile test piece was prepared by machining the rod-shaped test piece, and the tensile strength was measured using the tensile test piece. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • a wear test specimen having dimensions of 5 mm in length, 3 mm in width, and 40 mm in length obtained by machining the rod-shaped test piece, an outer diameter of 45 mm, and an inner diameter of 27
  • a ring made of SS330 (rolled steel for general structures) having a diameter of mm was prepared. This abrasion test piece was pressed against a rotating ring at a rotation speed of 1500 rpm and a rotation speed of 3.5 m / sec. The pressing load was increased, and the load at which seizure occurred was measured. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Composition (% by mass) Component composition (% by mass) Dimensional change Charvie-impact value Tensile strength Seizure load
  • A1 A 6.7 1.15 Remainder 6.61 0.97 0.07 ⁇ - ⁇ ⁇ ⁇ 0.15 25 596 686
  • A4 D 5 1.1 Rest 4.67 0.94 0.07 0.037 ⁇ ⁇ ⁇ 0.13 24 537 686
  • A5 E 4 1.0 Remaining 3.54 0.89 0.13 0.26 ⁇ ⁇ ⁇ 0.12 20 603 686
  • composition of raw material powder (% by mass)
  • Composition of iron-based sintered alloy component (% by mass)
  • Example A3 T 3 0.9 2.65 0.78 0.01 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 0.28 13 410 196 parts
  • Example of the second aspect shows that the test pieces prepared in Examples A1 to A17 Compared to the test piece prepared in the above, the dimensional change rate is small and the dimensional accuracy is excellent, the Charby impact value and tensile strength are high, and the wear of the ring is small, indicating excellent sliding properties.
  • Comparative Examples A1 to A4 using Cu powder having a component composition outside the range of the first embodiment are inferior in at least one of dimensional accuracy, Charpy impact value, tensile strength, and wear amount. I understand.
  • Examples B1 to B16, Comparative Examples B1 to B6, and Conventional Example B1 were measured, and the dimensional change rate of the standard size of the green compact was obtained. The accuracy was evaluated.
  • the Charpy impact value was determined by the Charpy impact test, and the results are shown in Table 7.
  • Examples B1 to B16, Comparative Examples B1 to B6, and Conventional Example B1 were each machined to produce a tensile test piece, and the tensile strength was measured using the tensile test piece. The results are shown in Table 7.
  • Example B 1 to B 16 Comparative Example B 1 to B 6 and Conventional Example B 1
  • a wear expression having dimensions of 5 mm in length, 3 mm in width, 3 mm in length, and 40 mm in length obtained by machining.
  • a test piece and a ring made of SS330 (rolled steel for general structure) having an outer diameter of 45 mm and an inner diameter of 27 mm were prepared. This abrasion test piece was pressed against a rotating ring at a rotation speed of 1,500 rpm and a rotation speed of 3.5 m / s, the pressing load was increased, and the load at which seizure occurred was measured.
  • Figure 7 shows. Table 5
  • Comparative Examples B1 to B6 having a component composition out of the range of the second embodiment of the present invention are inferior in at least any of dimensional accuracy, Charpy impact value, tensile strength, and wear amount. You can see that. Therefore, the oil-bon-pump rotor made of the iron-based sintered alloy having the same composition as those of the embodiments B1 to B16 has a larger size than the oil pump rotor made of the conventional iron-based sintered metal. It can be seen that the dimensional accuracy, strength and slidability are further excellent.
  • Examples C1 to C10, Comparative Examples C1 to C6, and Conventional Example C1 were each machined to obtain a vertical: 5 mm, a horizontal: 10 mm, and a length: 45 mm.
  • Abrasion test specimens having dimensions and an SCM420 ring having an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 27 mm were prepared. The sliding characteristics were evaluated based on the results shown in Table 11.
  • the abrasion test piece was pressed against the rotating ring at a rotation speed of 3 m / s, the pressing load was increased, and the load at which seizure occurred (seizure load) was measured.
  • the results are shown in Table 11. The dynamic characteristics were evaluated.
  • the abrasion test specimen is pressed with a load of 20 kgf against a ring rotating at a rotation speed of 3 m / s, strain gauges are installed in the pressing direction and the horizontal direction, and the load converted from the strain gauge is converted into the above-mentioned pressing load (2 Friction coefficient was measured by dividing by 0 kgf), and the results are shown in Table 11 to evaluate the sliding characteristics.
  • composition of raw material powder (% by mass)
  • Component composition (% by mass)
  • the rod-shaped test specimens of Comparative Examples C1 to C6 having a component composition out of the range of the third embodiment had at least the dimensional accuracy, Charpy impact value, tensile strength, seizure resistance, and friction coefficient. It turns out that one of them is inferior. Industrial potential
  • the iron-based sintered alloy, the iron-based sintered alloy member, and the oil pump rotor of the present invention are more excellent in dimensional accuracy, strength, and sliding characteristics, and can greatly contribute to the development of the machine industry.

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Abstract

原料粉末としてFe粉末と黒鉛粉末とCu合金粉末を配合し、混合し、成形し、焼結することによりCu:0.5～7%、C:0.1～0.98%、酸素:0.02～0.3%、必要に応じてMn:0.0025～1.05%および/またはZn:0.001～0.7%を含有し、残りがFeおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する。Cu合金粉末はFe:1～10%、酸素:0.2～1%を含有し、必要に応じてZn:0.2～10%および/またはMn:0.5～15%を含有し、残部がCuおよび不可避不純物からなる。

Description

鉄基焼結合金、 鉄基焼結合金部材、 それらの製造方法、
およびオイルポンプロータ一 技術分野
本発明は、 寸法精度、 強度および摺動性に優れた鉄基焼結合金、 鉄基焼結合金 部材、それらの製造方法、並びに鉄基焼結合金製オイルポンプロータ一に関する。
明 田
背景技術
書
近年、 鉄基焼結合金部材の製造方法が進歩し、 寸法精度、 強度および摺動性に 優れた鉄基焼結合金部材によって、 オイルポンプ口一夕一などの各種機械部品を 精度良く大量に生産できるようになつてきた。
この種の鉄基焼結合金部材の製造方法の一例として、 F e粉末、 C u粉末およ び黒鉛粉末からなる混合粉末に、 酸化アルミニウム、 酸化チタン、 酸化ケィ素、 酸化バナジウム、 酸化クロム粉末などの酸化物粉末を 0 · 0 1 〜0 . 2 0 %添加し た混合粉末をプレス成形し、 焼結して寸法精度、 強度および摺動性に優れた鉄基 焼結合金部材を製造する方法が提供されている （特開平 6— 4 1 6 0 9号公報参 昭ノ
このような鉄基焼結合金部材は、 F e粉末が焼結されて生成した旧 F e粉末境 界により区画された C uおよび Cを含有する F e基合金からなる区画素地の集合 体からなる組織を有し、 金属酸化物粒子は、 この組織中に散在する気孔の内面お よび旧 F e粉末境界に沿って分散している。
しかし、 前記従来の方法で製造した鉄基焼結合金部材は、 寸法精度はある程度 改善されるものの十分ではなく、 さらに強度に関しても未だ十分ではないところ から、 一段と優れた寸法精度、 強度および摺動性に優れた鉄基焼結合金部材の製 造方法が求められていた。 特に、 摺動機械部品、 例えばオイルポンプ口一ターな どの素材としては満足のいくものではなかった。 発明の開示
本発明の第 1の態様は、 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を 配合し、 混合し、 成形し、 焼結することにより、 質量％で （以下、 ％は質量％を 示す） C u : 0. 5〜7%、 C : 0. "！〜 0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3% を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部 材を製造する方法であって、前記 C u合金粉末は、 F e： 1〜1 0%、酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。
本発明の第 1の態様の他の例は、 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合 金粉末を配合し、混合し、成形し、焼結することにより Cu ： 0. 5〜7%、 C ： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn ： 0. 0025〜1. 05% を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部 材を製造する方法であって、 前記 Cu合金粉末は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Mn ： 0. 5〜1 5%のうちの 1種または 2種を含有し、 残部が C u および不可避不純物からなる組成を有する。
本発明の第 1の態様の他の例は、 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合 金粉末を配合し、混合し、成形し、焼結することにより C u : 0. 5〜7%、 C ： 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02~0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を 含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材 を製造する方法であって、 前記 C u合金粉末は Fe ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2 〜1 %、 Z n ： 0. 2~1 0%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からな る組成を有する。
本発明の第 1の態様の他の例は、 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合 金粉未を配合し、混合し、成形し、焼結することにより C u ： 0. 5〜7%、 C ： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02~0. 3%, M n ： 0. 0025〜1 . 05% および Z n : 0. 001〜0. 7%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物か らなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であって、 前記 C u合金粉 末は F e： 1〜1 0%、酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜"！ 0%および Mn ： 0.5〜 1 5 %を含有し、残部が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。 本発明の第 1の態様の他の例は、 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合 金粉未を配合し、混合し、成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%ヽ C： 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 さらに A 1および S i のうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F e および不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であ つて、 前記 C u合金粉末は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 さ らに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。
本発明の第 1の態様の他の例は、 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合 金粉末を配合し、混合し、成形し、焼結することにより Cu： 0. 5〜7%、 C ： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1. 05% を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜 0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基 焼結合金部材を製造する方法であって、 前記 Cu合金粉末は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Mn ： 0. 5〜1 5 %のうちの 1種または 2種を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0.01〜 2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。
本発明の第 1の態様の他の例は、 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合 金粉未を配合し、混合し、成形し、焼結することにより Cu : 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n： 0. 001〜0. 7%を 含有し、さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0.001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結 合金部材を製造する方法であって、前記 Cu合金粉末は F e： 1〜1 0%、酸素： 0. 2〜1 %、 Z n : 0. 2〜1 0%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純 物からなる組成を有する。
本発明の第 1の態様の他の例は、 原料粉末として Fe粉末と黒鉛粉末と Cu合 金粉末を配合し、混合し、成形し、焼結することにより C u : 0. 5〜7%、 C ： 0. "！〜 0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1. 05% および Z n ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1 種または 2種を合計で 0. 001 ~0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可 避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であって、 前記 C u合金粉末は F e : 1 ~1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Z n : 0. 2-1 0% および Mn : 0. 5〜1 5%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種また は 2種を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からな る組成を有する。
本発明の第 1の態様は、鉄基焼結合金製オイルポンプローターであって、質量％ で （以下、 ％は質量％を示す）、 Cu ： 0. 5~7%、 C ： 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組 成の鉄基焼結合金で構成されている。
本発明の第 2の態様の他の例は、 鉄基焼結合金製オイルポンプ口—夕—であつ て、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn ： 0. 0025〜1. 05 %を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物から なる組成の鉄基焼結合金で構成されている。
本発明の第 2の態様の他の例は、 鉄基焼結合金製オイルポンプ口一夕一であつ て、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3% Z n ： 0. 001 -0. 7%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる 組成の鉄基焼結合金で構成されている。
本発明の第 2の態様の他の例は、 鉄基焼結合金製オイルポンプ口一ターであつ て、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 M n ： 0. 0025〜1. 05%および Z n : 0. 001 -0. 7%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている。 本発明の第 2の態様の他の例は、 鉄基焼結合金製オイルポンプロータ—であつ て、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を 含有し、さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0.001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で 構成されている。
本発明の第 2の態様の他の例は、 鉄基焼結合金製オイルポンプロータ—であつ て、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1 ~0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 M n ： 0. 0025〜1 . 05%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種 または 2種を合計で 0. 00 1〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避 不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている。
本発明の第 2の態様の他の例は、 鉄基焼結合金製オイルポンプ口—ターであつ て、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1 ~0.98%、 酸素： 0. 02〜0· 3%、 Ζ η ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種また は 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純 物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている。
本発明の第 2の態様の他の例は、 鉄基焼結合金製オイルポンプ口—夕一であつ て、 C u : 0. 5~7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 M n ： 0. 0025〜1 . 05%および Z n ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 00 1〜0. 1 4% を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成さ れている。
本発明の第 3の態様は、鉄基焼結合金であつて、質量％で C u： 0.5〜 1 0 %、 C： 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 残りが F eおよび 不可避不純物からなる組成、 並びに原料粉末である F e粉末が焼結されて生成し た旧 F e粉末境界により区画された C、 C uおよび 0を含有する F e基合金から なる区画素地の集合体からなる組織を有し、 前記旧 F e粉末境界により区画され た C、 C uおよび 0を含有する F e基合金からなる区画素地は、 旧 F e粉末境界 近傍における C uおよび 0の濃度が区画素地中央部における C uおよび 0の濃度 よりも大きくなるように傾斜した濃度分布を有する。 図面の簡単な説明
図 1は、 E PMAによって観察した、 本発明に係る鉄基焼結合金の組織中の区 画素地における C uおよび 0の濃度分布を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 第 1態様
本発明者らは、 寸法精度、 強度および摺動性に優れた鉄基焼結合金部材を製造 するために研究を行った結果、 以下の知見を得 。
(a) Fe粉末、 黒鉛粉末および C u粉末を配合し、 混合し、 成形し、 焼結する ことにより鉄基焼結合金部材を製造する従来の方法では、 F e粉末、 黒鉛粉末お よび C u粉末から成る混合粉末を焼結すると、 焼結中にまず C u粉末が溶解して C u液相となる。 この C u液相は F eに対して濡れ性が良いために F e粉末境界 に浸透し、 F e粉末同士の結合を分断させる。 そのために焼結体の強度を低下さ せると共に焼結体を膨張させ、 寸法精度の低下をもたらす。
(b) 焼結体の強度を低下させることなく寸法精度を向上させるためには、 原料 粉末として、 C u粉未に代えて F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含む C u合金粉末を使用し、 F e粉末、 黒鉛粉末および前記 C u合金粉末を混合し、 成 形し、 焼結する。 すると、 C u液相と F e粉末の濡れ性が悪化し、 011の「 6粉 末境界への浸透が抑制されるために焼結体の膨張が抑制されて寸法精度が向上し、 さらに Fe粉末同士の結合強度を低下させることがない。 また、 酸素を金属酸化 物として添加するよりも C u合金粉末に固溶させた状態で添加すると、 鉄基焼結 合金部材組織の高 C u濃度部に酸素が濃化して摺動性が向上する。 したがって、 この方法で得られた Cu ： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 0 2〜 0. 3 %を含有し残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基 焼結合金部材は、 寸法精度、 強度および摺動性が共に優れる。
(c) 原料粉末として用いる C u合金粉末が、 Fe ： 1〜1 0% 酸素： 0. 2 〜1 %の他にさらに Mn ： 0. 5〜1 5%を含む C u合金粉末であると、 Mnは C u合金粉末に含まれる酸素濃度を高めに維持することができ、 焼結中に生じる C u液相の酸素濃度を高めて一層 F e粒子間への C u液相の浸透を阻害する。 こ れにより、 C u液相による焼結体の膨張が抑制されて焼結体の寸法精度がさらに 向上する。 鉄基焼結合金部材組織の C u濃度の高い部分の酸素濃度を高めて摺動 性を向上させる。
(d) 原料粉末として用いる C u合金粉末が、 F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2 〜1 %の他にさらに Z n : 0. 2-1 0%を含む C u合金粉末であると、 Z nは、 C u合金粉末に含まれる酸素濃度を高めに維持することができるとともに C u液 相よりも低温で F e中に拡散し、 F e中の Z nは C u液相と F e粒との濡れ性を 悪化させる。 よって、 C u液相による焼結体の膨張が抑制されて焼結体の寸法精 度がさらに向上し、 C u液相の F e粉末分断による強度低下を防止するとともに、 摺動性を改善して耐焼付性を向上する。
本発明の第 1態様の鉄基焼結合金部材の製造方法は、 例えば以下の構成を有す る
(A1 ) 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7°/0、 C： 0. 1〜0,98%、酸素： 0. 02〜 0..3 %を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有 する鉄基焼結合金部材を製造する方法であって、前記 C u合金粉末として、 F e：
1〜1 0%、酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物から なる組成の粉末を使用する。
(A2) 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%、 C： 0· 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1. 05%を含有し、 残りが Feお よび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法におい て、 前記 C u合金粉末として、 F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Mn ： 0. 5〜1 5%のうちの 1種または 2種を含有し、 残部が C uおよび不可避不純 物からなる組成の C u合金粉末を使用する。
(A3) 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより Cu ： 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 残りが F eおよび 不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法において、 前記 C u合金粉末として、 F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0 · 2〜1 %、 Z n ： 0 · 2〜1 0%を含有し、 残部が Cuおよび不可避不純物からなる組成の C u合金粉 未を使用する。
(A4) 原料粉未として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1 . 05%および Z n : 0. 001 〜0. 7%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基 焼結合金部材を製造する方法において、 前記 Cu合金粉末として、 F e ： "！〜 1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2~1 0%および Mn ： 0. 5〜1 5% を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成の C u合金粉末を使用す o
A 1および S i成分は C u合金粉末の酸素濃度を高める作用があるので、 A 1 および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜2%を含有した C u合金 粉末を原料粉末として使用し、 この C u合金粉末を F e粉末および黒鉛粉末とと もに配合し、 混合し、 成形し、 焼結してもよい。 この場合、 以下 4種のいずれか の鉄基焼結合金部材が得られる。
C u ： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含 有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4 %を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結 合金部材。
C u ： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 M n ： 0. 0025〜1. 05%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種ま たは 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不 純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材。
C u ： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S "iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物 からなる組成を有する鉄基焼結合金部材。
C u ： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 M n ： 0. 0025〜1. 05%および Z n : 0. 001〜0. 7%を含有し、 さ らに A 1および S "iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を 含有し、残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材。
したがって、 第 1態様には、 以下の方法も含まれる。
(A5) 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%、 C： 0 · 1〜0.98%、酸素： 0. 02~0. 3%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を 合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からな る組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法において、 前記 C u合金粉末は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 さらに A 1および S iのうち の 1種または 2種を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不 純物からなる組成の C u合金粉末である鉄基焼結合金部材の製造方法、
(A6) 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1 . 05%を含有し、 さらに A 1お よび S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残 りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する 方法において、 前記 C u合金粉末は F e： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 M n： 0. 5〜1 5%のうちの 1種または 2種を含有し、 さらに A 1および S の うちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可 避不純物からなる組成の C u合金粉末である鉄基焼結合金部材の製造方法、
(A7) 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%、 C : 0. "！〜 0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n : 0. 001 -0. 7%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法 において、 前記 C u合金粉末は F e： 1〜1 0%、酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2-1 0%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計 で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成の C u 合金粉末である鉄基焼結合金部材の製造方法、
(A8) 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1 . 05%および Z n ： 0. 001 〜0.7%を含有し、さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有 する鉄基焼結合金部材を製造する方法において、 前記 C u合金粉未は F e ： 1〜 1 0%、酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜1 0%および Mn : 0. 5〜1 5% を含有し、さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0.01 ~2% を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。
次に、 この第 1態様の鉄基焼結合金部材の製造方法で使用する原料粉末として の C u合金粉未の成分組成を前述のごとく限定した理由を説明する。
C u合金粉末に含まれる F e ：
F e ： 1〜1 0%含有する C u合金粉末を原料粉末として用いることにより、 C u粉末よりも F e粉末に対する濡れ性を悪化させて C u液相による焼結体の膨 張を抑制し、 もって焼結体の寸法精度を一層向上させる成分であるが、 その含有 量が 1 %未満では所望の効果が得られず、 一方、 1 0%を超えて含有すると、 圧 粉成形時の圧縮性が低下するので好まし〈ない。 したがって、 C u合金粉末に含 まれる F eは 1〜1 0%に定めた。
C u合金粉末に含まれる酸素：
C u合金粉末に含まれる酸素は、 高 C u濃度部における酸素を濃化させ、 寸法 精度、 強度および摺動性を向上させるが、 その含有量が 0. 2%未満では高 C u 濃度部における酸素を十分に濃化させることができず、 一方、 1 %を越えて含有 させると、 焼結して得られた鉄基焼結合金部材の強度が低下するようになるので 好ましくない。 したがって、 Cu合金粉末に含まれる酸素量を 0. 2〜1 %に定 めた。
C u合金粉末に含まれる Mn ：
1\/1门は0 u合金粉末に含まれる酸素濃度を高めに維持することができ、 焼結中 に生じる C u液相の酸素濃度を高めて一層 F e粒子間への C u液相の浸透を阻害 し、 C u液相による焼結体の膨張が抑制されて焼結体の寸法精度がさらに向上し、 鉄基焼結合金部材組織の C u濃度の高い部分の酸素濃度を高めて摺動性を向上さ せる作用を有するが、 その含有量が 0. 5%未満では所望の効果が得られず、一 方、 1 5%を越えて含有すると鉄基焼結合金部材に含まれる Mn含有量が 1 . 0 5%を越え、靭性が低下するようになるので好ましくない。したがって、 C u合金 粉末に含まれる Mnは 0. 5〜1 5%に定めた。
C u合金粉未に含まれる Ζ η ：
Ζ ηは、 C u合金粉末に含まれる酸素濃度を高めに維持することができるとと もに C u液相よりも低温で F e中に拡散し、 F e中の Z nは C u液相と F e粒と の濡れ製を悪化させるために、 C u液相による焼結体の膨張が抑制されて焼結体 の寸法精度がさらに向上し、 C u液相の F e粉末分断による強度低下を防止する とともに、 摺動性を改善して耐焼付性を向上する作用を有するが、 その含有量が 0. 2%未満であると、 鉄基焼結合金部材に含まれる Z n含有量が 0. 001未 満となって少な〈なりすぎるので所望の効果が得られず、 一方、 1 0%を越えて 含有すると鉄基焼結合金部材に含まれる Z n含有量が 0. 7%を越え、 靭性が低 下するようになるので好ましくない。したがって、 C u合金粉末に含まれる Z nは 0. 2-1 0%に定めた。
C u合金粉末に含まれる A 1 , S i ：
A 1 , S iは C u合金粉末の酸素濃度を高める効果があるために、 必要に応じ て添加するが、 A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 01 %未満 含有しても鉄基焼結合金部材に含まれる A 1 , S iの含有量が 0. 001 %未満 となって所望の効果が得られず、 一方、 A 1および S iのうちの 1種または 2種 を合計で 2%を越えて含有すると、 鉄基焼結合金部材に含まれる A 1， S iの含 有量が 0. 1 4%を越えるようになってかえって強度が低下するので好ましくな い。したがって、 C u合金粉末に含まれる A 1 , S "HiO. 01〜2%に定めた。 第 1態様の鉄基焼結合金部材を製造する方法は、 原料粉末として前記 （A1 ) 〜 （A8) に記載の成分組成を有する C u合金粉末を用意し、 さらに F e粉末お よび黒鉛粉末を用意し、 これら原料粉末を所定量配合し、 さらに潤滑剤であるス テアリン酸亜鉛粉末またはェチレスビスアマィ ドとともにダブルコーンミキサー で混合し、 プレス成形して圧粉体を作製し、 圧粉体を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 090〜1 300°Cで焼結することにより製造してもよい。 この時の焼 結温度は 1 1 00〜1 260°Cが一層好ましい。 第 2態様 本発明の第 2態様に係るオイルポンプ口一夕—は、 上記の鉄基焼結合金部材を 利用したものであって、 以下の構成を特徴としている。
(B 1 ) C u： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3% を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成さ れている鉄基焼結合金製才ィルポンプローター。
(B 2) Cu： 0. 5〜7%、 C 0 · 1〜0.98%、酸素： 0. 02-0. 3%、 Mn ： 0. 0025〜1 . 05 %を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物から なる組成の鉄基焼結合金で構成されている鉄基焼結合金製才ィルポンプロータ一。
( B 3 ) C u： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる 組成の鉄基焼結合金で構成されている鉄基焼結合金製才ィルポンプ口—夕—。
( B 4 ) C u： 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 M n ： 0. 0025〜1 . 05%および Z n : 0. 001—0. 7%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている鉄 基焼結合金製オイルポンプ口—夕一。
前記 （B 1 ) 記載のオイルポンプロータ一は、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛 粉末、 並びに F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 残部が C uおよ び不可避不純物からなる組成の C u合金粉未を所定量配合し、 さらに潤滑剤であ るステアリン酸亜鉛粉末またはェチレスビスアマイ ドとともにダブルコーンミキ サ一で混合し、 プレス成形して圧粉体を作製し、 圧粉体を窒素を含む水素雰囲気 中、 温度： 1 090〜1 300°Cで焼結することにより製造することができる。 前記 （B 2) 記載のオイルポンプロータ—は、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛 粉末、 並びに F e ： 1 ~1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Mn ： 0. 5〜1 5%を 含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成の C u合金粉末を所定量配 合し、 さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末またはェチレスビスアマィ ドと ともにダブルコーンミキサーで混合し、 プレス成形して圧粉体を作製し、 圧粉体 を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 090〜1 300°Cで焼結することにより 製造することができる。
前記 （B3) 記載のオイルポンプ口—夕—は、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛 粉末、 並びに F e： 1 ~1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜1 0%を 含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成の C u合金粉末を所定量配 合し、 さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末またはェチレスビスアマィ ドと ともにダブルコーンミキサーで混合し、 プレス成形して圧粉体を作製し、 圧粉体 を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 090〜1 300°Cで焼結することにより 製造することができる。
前記 （B4) 記載のオイルポンプロータ一は、 原料粉末として Fe粉末、 黒鉛 粉末、 並びに F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜1 0%お よび Mn： 0. 5〜1 5%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組 成の C u合金粉末を所定量配合し、 さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末ま たはェチレスビスアマィ ドとともにダブルコーンミキサーで混合し、 プレス成形 して圧粉体を作製し、 圧粉体を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 090〜1 3 00°Cで焼結することにより製造することができる。
さらに、 A 1および S i成分は C u合金粉末の酸素濃度を高める作用があるの で、 A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜2%を含有した C u合金粉末を原料粉末として使用し、 この C u合金粉末を F e粉末および黒鉛 粉末とともに配合し、 混合し、 成形し、 焼結することにより鉄基焼結合金製オイ ルポンプローターを製造してもよい。
この場合、 以下のオイルポンプロータ一が得られる。
(B 5 ) C u： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3% を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜 0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合 金で構成されている鉄基焼結合金製オイルポンプ口—夕一。
(B 6) C u： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 n ： 0. 0025〜1 . 05%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種 または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避 不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている鉄基焼結合金製才ィルボン プロ一ター。
( B 7 ) C u： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S "iのうちの 1種また は 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純 物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている鉄基焼結合金製才ィルポンプ口 一夕一。
(B8) C u： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn ： 0. 0025〜1. 05%および Z n : 0. 001〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4% を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成さ れている鉄基焼結合金製オイルポンプローター。
前記 （B 5)記載のオイルポンプロータ—は、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛 粉末、 並びに F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 さらに A 1およ び S のうちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜 2%を含有し、 残部が C uお よび不可避不純物からなる組成の C u合金粉末を所定量配合し、 さらに潤滑剤で あるステアリン酸亜鉛粉末またはェチレスビスアマイ ドとともにダブルコ一ンミ キサ一で混合し、 プレス成形して圧粉体を作製し、 圧粉体を窒素を含む水素雰囲 気中、温度： 1 090〜1 300°Cで焼結することにより製造することができる。 前記 （B 6) 記載のオイルポンプロータ一は、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛 粉末、 並びに F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Mn ： 0. 5〜1 5%の うちの 1種または 2種を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種 を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成 の C u合金粉末を所定量配合し、 さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末また はェチレスビスアマィ ドとともにダブルコーンミキサーで混合し、 プレス成形し て圧粉体を作製し、 圧粉体を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 090〜1 30 0°Cで焼結することにより製造することができる。
前記 （B 7) 記載のオイルポンプロータ一は、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛 粉末、 並びに F e ： 1 ~1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜1 0%を 含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜2% を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成の C u合金粉末を所定量 配合し、 さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末またはェチレスビスアマィ ド とともにダブルコーンミキサーで混合し、 プレス成形して圧粉体を作製し、 圧粉 体を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 0 9 0〜1 3 0 0 °Cで焼結することによ り製造することができる。
前記 （B 8 ) 記載のオイルポンプローターは、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛 粉未、 並びに F e ： 1〜1 0 %、 酸素： 0 . 2 ~ 1 %、 Z n ： 0 . 2〜1 0 %お よび M n： 0 . 5〜1 5 %を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0 . 0 1〜2 %を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる 組成の C u合金粉末を所定量配合し、 さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末 またはェチレスビスアマィ ドとともにダブルコーンミキサ一で混合し、 プレス成 形して圧粉体を作製し、 圧粉体を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 0 9 0〜1 3 0 0 °Cで焼結することにより製造することができる。
前記 （B 1 )〜（B 8 ) 記載の成分組成を有する鉄基焼結合金製オイルポンプ ローターを構成する鉄基焼結合金の組織では、 原料粉末である F e粉末が焼結さ れて生成した旧 F e粉末境界により区画された F eを主成分としかつ C uおよび 0を含有する区画素地が集合して素地を形成し、 この区画素地は、 旧 F e粉末境 界近傍における C uおよび Oの濃度が区画素地中央部における C uおよび 0の濃 度よりも大きくなるように濃度分布していることが、 E P M A (電子プローブ X 線微量分析） により確認された。 図 1 は E P M Aによる本発明の鉄基焼結合金金 製オイルポンプ口一ターの区画素地における C uおよび 0の濃度分布図である。 点の密集している部分が C uおよび 0の濃度が高いことを示す。図 1によると、旧 F e粉末境界により区画された F eを主成分とし C uおよび 0を含有する区画素 地が集合して素地を形成し、 旧 F e粉末境界近傍の C uおよび 0の濃度が区画素 地中央部の C uおよび 0の濃度よりも大きくなるように分布していることがわか る。 したがって、 F eを主成分とし C uおよび〇を含有する前記 （B 1 )〜（B 8 ) 記載の成分組成を有する鉄基焼結合金からなるオイルポンプロータ一の組織 は、 従来のような旧 F e粉末境界に沿って金属酸化物粒子が分散している組織と は相違する。
次に、 本発明の鉄基焼結合金製オイルポンプロータ—を構成する鉄基焼結合金 の成分組成を前述のごとく限定した理由を説明する。 C u ：
Cuは、 F e粉末の焼結性を向上させ、 得られる焼結体の寸法精度を向上させ る成分であるが、 鉄基焼結合金に含まれる C u含有量が 0. 5%未満では所望の 効果が得られず、 一方、 7%を超えて含有すると、 強度が低下するので好ましく ない。 したがって、 〇 11含有量は0. 5〜7%に定めた。
C ：
Cは、 鉄基焼結合金の強度および摺動性を向上させる成分であるが、 その含有 量が 0. 1 %未満では所望の効果が得られず、 一方、 0. 98%を越えて含有さ せると、 焼結して得られた鉄基焼結合金の摺動性および靭性が低下するようにな るので好まし〈ない。 したがって、 C量を 0. 1〜0. 98%に定めた。
酸素：
素地中素地の周辺部の高 C u濃度部における酸素を濃化させた鉄基焼結合金は、 寸法精度、 強度および摺動性を共に一層向上させるが、 その含有量が 0. 02% 未満では高 C u濃度部における酸素を十分に濃化させることができず、一方、 0. 3%を越えて含有させると、 焼結して得られた鉄基焼結合金の強度が低下するよ うになるので好ましくない。したがって、鉄基焼結合金中に含まれる酸素量を 0. 02〜0. 3%に定めた。 この場合、 酸素は金属酸化物粒子として分散している と相手攻撃性が増すので高 C u濃度部に固溶していることが必要である。
M n ：
Mr^iC u合金粉末に含まれる酸素濃度を高めに維持することができ、 焼結中 に生じる C u合金液相の酸素濃度を高めて一層 F e粒子間への C u合金液相の浸 透を阻害し、 C u合金液相による焼結体の膨張が抑制されて焼結体の寸法精度が さらに向上し、 鉄基焼結合金組織の C u濃度の高い部分の酸素濃度を高めて摺動 性を向上させる作用を有するが、 その含有量が 0. 0025%未満では所望の効 果が得られず、 一方、 1 . 05%を越えて含有すると鉄基焼結合金の靭性が低下 するようになるので好ましくない。したがって、鉄基焼結合金に含まれる M n量は M n ： 0. 0025〜1 . 05%に定めた。
Z n ：
Z nは、 C u合金粉末に含まれる酸素濃度を高めに維持することができるとと もに C u液相よりも低温で F e中に拡散し、 F e中の Z nは C u合金液相と F e 粒との濡れ性を悪化させるために、 C u合金液相による焼結体の膨張が抑制され て焼結体の寸法精度がさらに向上し、 C u合金液相の F e粉末分断による強度低 下を防止するとともに、 摺動性を改善して耐焼付性を向上する作用を有するが、 鉄基焼結合金に含まれる Z n含有量が 0.001未満では所望の効果が得られず、 一方、 鉄基焼結合金に含まれる Z n含有量が 0. 7%を越えると、 靭性が低下す るようになるので好ましくない。したがって、 鉄基焼結合金に含まれる Z nは 0. 001〜0. 7%に定めた。
A 1 , S i ：
A 1， S iは C u合金粉末の酸素濃度を高める効果があるために、 必要に応じ て添加するが、 A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001 %未 満含有しても所望の効果が得られず、 一方、 鉄基焼結合金に含まれる A 1， S i の含有量が 0. 1 4%を越えるようになると、 かえって強度が低下するので好ま しくない。したがって、鉄基焼結合金に含まれる A 1， 31の含有量は0. 001 〜◦ . 1 4%に定めた。 第 3態様
また、 本発明者らは実験により以下の知見を得た。
(a) F e粉末、 黒鉛粉末、 C u粉未および金属酸化物粉末を配合し、 混合し、 成形し、 焼結することにより得られた従来の鉄基焼結合金は、 F e粉末、 黒鉛粉 末、 C u粉末および金属酸化物粉末から成る混合粉末を焼結するために、 焼結中 にまず C u粉末が溶解して C u液相となる。 この C u液相は F eに対して濡れ性 が良いために F e粉末境界に浸透し、 F e粉末同士の結合を分断させ、 そのため に焼結体の強度を低下させると共に焼結体を膨張させ、 ひいては寸法精度の低下 をもたらすとともに、 添加した金属酸化物粉末を気孔の内面および旧 F e粉末境 界に沿つて凝集させるので摩擦係数が大き〈なり、 摺動特性が劣化する、
(b) このような従来鉄基焼結合金の問題点を解決するためには、 原料粉末とし て、 C u粉末に代えて Fe ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含む〇 11合金粉 末を使用し、 F e粉末に黒鉛粉末および前記 Fe ： 1 ~ 1 0 %、 酸素： 0. 2〜 1 %を含む C LI合金粉末を添加し、得られた混合粉末を成形し焼結する。すると、 焼結中に生成した C u合金液相は F e粉末との濡れ性が悪いために、 C u合金液 相の F e粉末境界への浸透が抑制され、 そのために焼結体の膨張が抑制されて寸 法精度が向上し、さらに F e粉末同士の結合強度を低下させることがない。また、 酸素を C u合金粉末に固溶させた状態で添加するとところから鉄基焼結合金組織 の高 C u濃度部分に酸素が濃化した組織が生成され、 このような組織は従来の金 属酸化物粒子が分散する組織に比べて摩擦係数を格段に小さくして摺動特性を向 上させる。 したがって、 この方法で得られた C u： 0. 5〜1 0%、 C： 0. 1 〜0.98%、 酸素： 0. 02~0. 3%を含有し残りが F eおよび不可避不純物 からなる組成を有する鉄基焼結合金は、 寸法精度、 強度および摺動特性が共に一 層優れる。
(c) 原料粉末として、 F e： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含む〇 11合金 粉末を使用して作製した鉄基焼結合金は、 原料粉末である F e粉末が焼結されて 生成した旧 F e粉未境界により区画された C、 C uおよび 0を含有する F e基合 金からなる区画素地の集合体からなる組織を有する。 この旧 F e粉末境界により 区画された区画素地は、 Cは区画素地に均一に固溶しているが、 C uおよび 0の 濃度は区画素地の旧 F e粉末境界近傍で大きく、 区画素地の中央部で薄くなるよ うに傾斜した濃度分布を有している。
本発明の第 3態様は、前記の研究結果に基づいてなされ、以下の構成を有する。
(C 1 ) 質量％で〇 u ： 0. 5〜1 0%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 0 2〜0. 3%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成、 並びに原 料粉末である F e粉末が焼結されて生成した旧 F e粉未境界により区画された C、 C uおよび 0を含有する F e基合金からなる区画素地の集合体からなる組織を有 する鉄基焼結合金であって、 前記旧 F e粉末境界により区画された C、 C uおよ び 0を含有する F e基合金からなる区画素地は、 旧 F e粉末境界近傍における C uおよび 0の濃度が区画素地の中央部における C uおよび 0の濃度よりも大きく なるように濃度分布している鉄基焼結合金。
本発明の第 3態様の鉄基焼結合金は、 強度向上を目的としてさらに N, Mo, Mn, C r , Ζ η， S n， Ρ， S iのうちの 1種以上を含んでもよい。 本発明の第 3態様の鉄基焼結合金は、 焼結時間を調整することにより、 前記旧 F e粉末境界により区画され feC、 C uおよび 0を含有する F e基合金からなる 区画素地は、 C uおよび 0の濃度が旧 F e粉末境界において最大であり、 C uお よび 0の濃度は区画素地中央に向かって減少し、 区画素地の中央において最小と なるように傾斜した濃度分布を有していることがあり、 このような組織を有する ことが一層好ましい。
したがって、 本発明はさらに以下の構成を含む。
(C 2) 質量％で Cu : 0. 5~1 0%、 C : 0, 1〜0.98%、 酸素： 0. 0 2〜0. 3%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成、 並びに、 原料粉末である F e粉末が焼結されて生成した旧 F e粉末境界により区画された C、 C uおよび 0を含有する F e基合金からなる区画素地の集合体からなる組織 を有する鉄基焼結合金であって、 この旧 F e粉末境界により区画された C、 C u および 0を含有する F e基合金からなる区画素地は、 C uおよび 0の濃度が旧 F e粉末境界におしヽて最大であり、 C uおよび〇の濃度は区画素地中央に向かって 減少し、 区画素地中央において最小となるように傾斜した濃度分布を有している 鉄基焼結合金。
前記 （C 1 ) および （C 2) 記載の C u : 0. 5〜1 0%、 C : 0. 1〜0.
98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物か らなる組成を有する鉄基焼結合金は、 原料粉末として F e粉末、 黒鉛粉末、 並び に Fe ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 残部が Cuおよび不可避不 純物からなる組成の C u合金粉末を所定量配合し、 さらに潤滑剤であるステアリ ン酸亜鉛粉末またはェチレスビスアマイ ドとともにダブルコーンミキサーで混合 し、 プレス成形して圧粉体を作製し、 圧粉体を窒素を含む水素雰囲気中、 温度：
1 090〜1 300°Cで焼結することにより製造することができる。
本発明の第 3態様の鉄基焼結合金の組織は、 原料粉末である F e粉末が焼結さ れて生成した旧 F e粉末境界により区画された F eを主成分とし、 かつ C uおよ び 0を含有する区画素地の集合体からなる組織を有する。 旧 F e粉末境界近傍に おける C uおよび〇の濃度は、 区画素地の中央部における C uおよび 0の濃度よ りも大きくなるように濃度分布している。 このことは、 E PMA (電子プローブ X線微量分析） により確認されている。
図 1 は E P M Aによる本発明の鉄基焼結合金組織の旧 F e粉末境界により区画 された区画素地における C uおよび 0の濃度分布図である。点の密集している部 分が C uおよび 0の濃度が高いことを示す。図 1によると、旧 F e粉末境界により 区画された C、 C uおよび 0を含有する F e基合金からなる区画素地が集合して 組織を形成し、 旧 F e粉未境界近傍の C uおよび 0の濃度は区画素地の中央部に おける C uおよび 0の濃度よりも大きくなるように傾斜して分布していることが わかる。 したがって、 F eを主成分とし C uおよび〇を含有する前記 （C 1 ) 〜 ( C 2 ) 記載の成分組成を有する本発明の第 3態様の鉄基焼結合金の組織は、 従 来のような旧 F e粉末境界に沿って金属酸化物粒子が分散している組織とは相違 する。
次に、 本発明の第 3態様の鉄基焼結合金の成分組成を前述のごとく限定した理 由を説明する。
C u ：
C uは、 F e粉末の焼結性を向上させ、 得られる焼結体の寸法精度を向上させ る成分であるが、 鉄基焼結合金に含まれる C u含有量が 0 . 5 %未満では所望の 効果が得られず、 一方、 1 0 %を超えて含有すると、 強度が低下するので好まし くない。 したがって、 〇リ含有量は0 . 5〜1 0 %に定めた。
C ：
Cは、 鉄基焼結合金の強度および摺動特性を向上させる成分であるが、 その含 有量が 0 . 1 %未満では所望の効果が得られず、 一方、 0 . 9 8 %を越えて含有 させると、 焼結して得られた鉄基焼結合金の摺動特性および靭性が低下するよう になるので好まし〈ない。 したがって、 C量を 0 . 1〜0 . 9 8 %に定めた。 酸素：
区画素地の周辺部の高 C u濃度部における酸素を濃化させた鉄基焼結合金は、 寸法精度、強度および摺動特性を共に一層向上させるが、その含有量が 0 . 0 2 % 未満では高 C u濃度部における酸素を十分に濃化させることができず、一方、 0 . 3 %を越えて含有させると、 焼結して得られた鉄基焼結合金の強度が低下するよ うになるので好ましくない。したがって、鉄基焼結合金中に含まれる酸素量を 0 . 02〜0· 3%に定めた。
また、原料粉末として Cu粉末に代えて Fe： 1〜1 0%、酸素： 0. 2〜1 % を含む C u合金粉末を使用することにより、 旧 F e粉末境界近傍の C uおよび 0 の濃度が区画素地の中央部における C uおよび 0の濃度よりも大き〈なるように 傾斜して分布して形成される。 原料粉末としての C u合金粉末の成分組成を F e ： 1〜1 0%にしたのは、 F eが 1 %未満では焼結体の寸法精度向上効果が少 ないので好ましくなく、 一方、 Feを 1 0%を越えて含有すると、 圧粉体成形時 の圧縮性が低下するので好まし〈ない理由による。 また、 酸素： 0. 2〜1 %に したのは酸素が 0. 2%未満では焼結体の寸法精度向上効果が少ないので好まし くなく、 一方、 酸素を 1 %を越えて含有すると、 靭性が低下するので好ましくな い 第 1態様の実施例
原料粉末として、 平均粒径： 80//mのアトマイズ F e粉末、 平均粒径： 1 5 Atmの黒鉛粉末、 並びに表 1に示される平均粒径および成分組成を有する C u合 金粉末 A〜U、 純 Cu粉末および MnO粉末を用意した。
表 1
Figure imgf000024_0001
*は第 1態様の範囲から外れていることを示す。 これら原料粉末を表 2〜表 3に示される配合組成となるように配合し、 さらに 金型成形時の潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで 0 . 8 %に当たる量 だけ添加して混合し、 成形圧力 ： 6 0 O M P aでプレス成形して縦： 1 O m m、 横： 1 O m m、 長さ ： 5 0 m mの寸法を有する棒状圧粉成形体を作製し、 得られ た棒状圧粉成形体を温度： 1 1 4 0 °C、 2 0分保持の条件でエンドサ—ミクガス 雰囲気焼結することにより棒状試験片を作製し、 本実施例 A 1〜A 1 7、 比較例 A 1〜A 4および従来例 A 1 を実施した。
本実施例 A 1〜A 1 7、 比較例 A 1〜A 4および従来法 A 1 により作製した棒 状試験片の寸法測定を行い、 圧粉成形体基準寸法の寸法変化率を求め、 その結果 を表 2〜表 3に示すことにより寸法精度を評価した。またシャルピー衝撃試験に よりシャルビ一衝撃値を求め、 その結果を表 2〜表 3に示した。 さらに棒状言式験 片を機械加工して引張り試験片を作製し、 この引張り試験片を用いて引張り強度 を測定し、 その結果を表 2〜表 3に示した。
さらに、 前記棒状試験片を機械加工して得られた縦： 5 m m、 横： 3 m m、 長 さ ： 4 0 m mの寸法を有する摩耗試験片と、 外径： 4 5 m m、 内径： 2 7 m mを 有する S S 3 3 0 (—般構造用圧延鋼）製リングを用意した。この摩耗試験片を回 転数： 1 5 0 0 r p m、 回転速度： 3 . 5 m/秒で回転しているリングに押し付 け、 押し付け荷重を増加させ、 焼き付きが発生した荷重を測定し、 その結果を表 2〜表 3に示した。
表 2
原料粉末の配合 鉄基焼結合金部材の
組成 (質量％) 成分組成 (質量％) 寸法変化 シャルビ-衝撃値 引張強さ 焼付き荷 種別
表 1の Cu合 里全
口 Fe粉 率 (％) (J/cm2) (MPa) 重 (N)
Cu C 0 Mn Zn A1 Si Fe
金粉末 粉末 末
A1 A:6.7 1.15 残部 6.61 0.97 0.07 ― - ― ― ― 0.15 25 596 686
A2 Β··3 0.8 残部 2.86 0.93 0.05 ― ― ― ― 0.05 18 620 588
A3 C:5 1.1 残部 4.50 0.92 0.11 一 ― ― ― 0.14 22 567 686
A4 D:5 1.1 残部 4.67 0.94 0.07 0.037 ― ― ― 0.13 24 537 686
A5 E:4 1.0 残部 3.54 0.89 0.13 0.26 ― ― ― 0.12 20 603 686
A6 F:7 1.0 残部 5.61 0.87 0.28 1.00 ― ― ― 0.15 25 575 980 実施
例
A7 G:6 1.0 残部 5.23 0.85 0.06 ― 0.551 ― ― 0.13 21 623 784
A8 H:2.5 0.8 残部 2.24 0.72 0.04 ― 0.130 ― ― 0.04 17 642 588
A9 1:1.5 0.7 残部 1.41 0.60 0.02 ― 0.004 ― ― 0.03 19 562 490
A10 J:2 0.7 残部 1.83 0.61 0.03 0.036 0.028 ― ― 0.05 22 580 588
All K:3 0.9 残部 2.56 0.78 0.09 0.051 0.220 ― ― 0.04 21 655 686
A12 L:i 0.2 残部 0.93 0.18 0.03 0.006 0.006 ― ― 0.13 17 573 490 m
表 3
原料粉末の配合組成 (質量％) 鉄基焼結合金部材の成分組成 （質量％)
寸法変 シャルピー 焼付き 1
Fe 引張強
種別 表 1の Cu合金 里 Λ
S¾S口 化率 衝撃値
Cu C 〇 Mn Zn A1 Si Fe さ (MPa)
； 未 粉 (%) (J/cm2) (N) 末
A13 ： 3 . 5 0.9 2.83 0.79 0.07 ― ― ― 0.0011 0.06 18 623 588
A14 N:3.5 0.8 2.84 0.70 0.05 ― ― 0.0012 ― 0.07 18 610 588 実
施 A15 〇:6.5 1.1 6.03 0.9 0.21 ― ― 0.060 0.060 0.14 25 629 980 例 1残
A16 P ： 3 0.8 2.68 0.71 0.05 0.632 0.103 0.0015 0.0021 0.06 21 628 784 部
残
A17 Q ： 3 0.9 2.58 0.78 0.06 0.227 0.050 0.0011 0.0015 0.02 19 644 882 部
残
A 1 R ： 3 0.9 2.94 0.77 0.02 ― ― ― ― 0.23 12 394 196 部
残
比 A 2 S ： 3 0.9 2.98 0.80 0.05 ― ― ― ― 残
0.15 9 421 294 部 部
残
例 A3 T ： 3 0.9 2.65 0.78 0.01 ― ― ― ― 0.28 13 410 196 部
A4 U ： 3 0.9 2.83 0.77 0.13 ― ― ― ― 0.13 8 346 686 従来例 純
0.9 2.98 0.80 0.03 ― ― ― ― 0.36 7 375 196
A1 Cu:3MnO:0.1
表 2〜表 3に示される結果から、 本実施例 A 1〜A 1 7と従来例 A 1 を比較す ると、 本実施例 A 1〜A 1 7で作製した試験片は従来例 A 1で作製した試験片と 比べて寸法変化率が小さいところから寸法精度が優れ、 シャルビー衝撃値および 引張り強度が高く、 さらにリングの摩耗量が少ないところから摺動性に優れてい ることが分かる。 しかし、 第 1態様の範囲から外れている成分組成を有する C u 粉末を用いる比較例 A 1〜A 4は、 寸法精度、 シャルピー衝撃値、 引張り強度、 摩耗量のうちの少なくともいずれかが劣ることが分かる。 第 2態様の実施例
原料粉末として、 平均粒径： 8 0 mのァ卜マイズ F e粉末、 平均粒径： 1 5 mの黒鉛粉末、 並びに表 4に示される平均粒径および成分組成を有する C u合 金粉末 A〜R、 C u粉末および M n 0粉未を用意した。 表 4
成分組成 (質量％)
種別
Fe 0 Mn Zn A1 Si Cuおよび不可避不純物
A 1.2 0.25 ― ― ― ― 残部
B 4.1 0.36 ― ― ― ― 残部
C 9.5 0.52 ― ― ― 残部
D 5.2 0.35 0.8 ― ― ― 残部
E 3.8 0.68 6.5 ― ― ― 残部
F 4.5 0.94 14.3 ― ― 一 残部
G 2.9 0.31 ― 9.3 ― ― 残部
H 4.1 0.58 ― 5.2 ― ― 残部
Cu合金 I 3.7 0.67 ― 0.25 ― 一 残部
耒 J 3.3 0.42 1.8 1.5 ― 一 残部
K 3.8 0.81 1.8 7.4 ― 一 残部
L 5.2 0.88 0.58 0.84 ― ― 残部
M 4.4 0.45 ― 一 ― 0.03 残部
N 4.7 0.42 ― ― 0.03 ― 残部
0 4.1 0.77 ― 一 0.93 0.94 残部
P 4.2 0.49 1.1 3.6 0.06 0.07 残部
Q 3.8 0.98 ― ― ― ― 残部
R 4.2 0.13 ― ― ― ― 残部 これら原料粉末を表 5〜表 6に示される配合組成となるように配合し、 さらに 金型成形時の潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで 0. 8%に当たる量 だけ添加して混合し、 成形圧力 ： 60 OMP aでプレス成形して縦： 1 Omm、 横： 1 Omm、 長さ ： 5 Ommの寸法を有する棒状圧粉成形体を作製し、 得られ た棒状圧粉成形体を温度： 1 1 40° ( 、 20分保持の条件でエンドサーミクガス 雰囲気焼結することにより表 5〜表 6に示される成分組成の本発明オイルポンプ ロータ一を構成する鉄基焼結合金からなる棒状試験片 （以下、 実施例という） B 1〜B 1 6、 比較オイルポンプローターを構成する鉄基焼結合金からなる棒状試 験片 （以下、 比較例という） B 1〜B 6および従来オイルポンプ口一ターを構成 する鉄基焼結合金からなる棒状試験片 （以下、 従来例という） B 1を作製した。 実施例 B 1〜 B 1 6、 比較例 B 1〜 B 6および従来例 B 1について、 E PMA により、 素地における C uおよび 0の濃度分布を観察し、 その結果を表 5〜表 6 し/し ο
実施例 B 1〜B 1 6、 比較例 B 1〜B 6および従来例 B 1の寸法測定を行い、 圧粉成形体基準寸法の寸法変化率を求め、 その結果を表 7に示すことにより寸法 精度を評価した。
シャルピー衝撃試験によりシャルピー衝撃値を求め、その結果を表 7に示した。 実施例 B 1〜B 1 6、 比較例 B 1〜B 6および従来例 B 1をそれぞれ機械加工し て引張り試験片を作製し、 この引張り試験片を用いて引張り強度を測定し、 その 結果を表 7に示した。
実施例 B 1〜B 1 6、 比較例 B 1〜B 6および従来例 B 1をそれぞれ機械加工 して得られた縦： 5mm、 横： 3mm、 長さ ： 40 m mの寸法を有する摩耗言式験 片と、外径： 45mm, 内径： 27 mmを有する S S 330 (—般構造用圧延鋼） 製リングを用意した。この摩耗試験片を回転数： 1 500 r pm、 回転速度： 3. 5 m/秒で回転しているリングに押し付け、 押し付け荷重を増加させ、 焼き付き が発生した荷重を測定し、 その結果を表 7に示した。 表 5
原料粉末の配合組成
成分組成 (質量％)
(質量％)
試験片 表 4の 里全 Λ
赤 »口
Cu合金 Fe粉末 Cu C 0 Mn Zn A1 Si Fe
粉末
B1 Α:6.7 1.15 残部 6.61 0.97 0.07 ― ― ― ― Fe
B2 Β:3 0.8 残部 2.86 0.93 0.05 ― ― ― ― 残部
B3 C:5 1.1 残部 4.50 0.92 0.11 ― ― ― ― 残部
B4 D:5 1.1 残部 4.67 0.94 0.07 0.037 ― ― 一 残部
B5 E:4 1.0 残部 3.54 0.89 0.13 0.26 ― ― ― 残部 旧 Fe粉末境界近傍の 実
B6 F:7 1.0 残部 5.61 0.87 0.28 1.00 ― ― ― 残部 Cuと 0の濃度が 施
B7 G:6 1.0 残部 5.23 0.85 0.06 ― 0.551 ― ― 残部 中央部の Cuと〇の 例
B8 H--2.5 0.8 残部 2.24 0.72 0.04 ― 0.130 ― ― 残部 濃度よりも高い
B9 1:1.5 0.7 残部 1.41 0.60 0.02 ― 0.004 ― ― 残部
B10 J:2 0.7 残部 1.83 0.61 0.03 0.036 0.028 ― 一 残部
B11 K:3 0.9 残部 2.56 0.78 0.09 0.051 0.220 ― ― 残部
B12 L:l 0.2 残部 0.93 0.18 0.03 0.006 0.006 ― ― 残部
篛 表 6
原料粉末の配合組成
成分組成 (質量％)
(質量％)
δ式 表 4の
鉛
Cu合金 Fe粉末 Cu C 0 Mn Zn A1 Si Fe
粉未
末
B13 Μ:3·5 0.9 残部 2.83 0.79 0.07 ― ― ― 0.0011 残部
B14 Ν:3.5 0.8 残部 2.84 0.70 0.05 ― ― 0.0012 ― 残部
施
B15 0:6.5 1.1 残部 6.03 0.90 0.21 ― ― 0.060 0.060 残部
例
B16 Ρ:3 0.8 残部 2.68 0.71 0.05 0.632 0.103 0.0015 0.0021 残部 旧 Fe粉末境界近傍の
B1 Β:7·5 0.9 残部 7.25* 0.77 0.02 ― .— ― ― 残部 Cuと Oの濃度が
Β2 Β--0.4 0.9 残部 0.33* 0.80 0.05 ― ― ― ― 残部 中央部の Cuと〇の 比
Β3 Β:3 1.2 残部 2.65 1.01* 0.02 ― ― ― ― 残部 濃度よりも高い
Β4 Β:3 0.1 残部 2.83 0.06* 0.13 , 一 ― ― ― 残部
例
Β5 Q:3 0.9 残部 2.85 0.82 0.4* ― ― ― 残部
Β6 R-.3 0.9 残部 2.85 0.81 0.01* 一 ― ― ― 残部
従
純 Cu:3 ιΟ粒子 来 B1 0.9 残部 2.98 0.03 0.03 0.027 ― ― ― 素地中に Μι
残部
ΜηΟ:0.1 '· が分散 例
*は第 2態様の範囲から外れていることを示す。
篛 表 7
Figure imgf000032_0001
表 5〜表 7に示される結果から、 実施例 B 1〜B 1 6と従来例 B 1を比較する と、 実施例 B 1〜B 1 6は従来例 B 1 と比べて寸法変化率が小さいところから寸 法精度が優れ、 シャルピー衝撃値および引張り強度が高く、 さらにリングの摩耗 量が少ないところから摺動性に優れていることが分かる。
しかし、 本発明の第 2態様の範囲から外れている成分組成を有する比較例 B 1 〜B 6は、 寸法精度、 シャルビ—衝撃値、 引張り強度、 摩耗量のうちの少なくと もいずれかが劣ることが分かる。 したがって、 実施例 B 1〜B 1 6と同じ成分組 成を有する鉄基焼結合金で構成されたオイルボンプロ一ターは従来の鉄基焼結合 金で構成されたオイルポンプロータ—に比べて寸法精度、 強度および摺動性に一 層優れていることがわかる。 第 3態様の実施例
原料粉末として、 平均粒径： 8 Ομηηのァ卜マイズ F e粉末、 平均粒径： 1 5 Aimの黒鉛粉末、 並びに表 8に示される平均粒径および成分組成を有する C u合 金粉未 A〜し、 C u粉末および M n 0粉末を用意した。 表 8
Figure imgf000033_0001
これら原料粉末を表 9に示される配合組成となるように配合し、 さらに金型成 形時の潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで 0. 8%に当たる量だけ添 加して混合し、 成形圧力 ： 60 OMP aでプレス成形して縦： 1 0mm、 横： 1 0mm、 長さ ： 50mmの寸法を有する棒状圧粉成形体を作製し、 得られた棒状 圧粉成形体を温度： 1 1 40°C、 20分保持の条件でエンドサ一ミックガス雰囲 気焼結することにより表 9〜1 1に示される成分組成の実施例 C 1〜C 1 0から なる棒状試験片、 比較例 C 1〜C 6からなる棒状試験片および従来鉄基焼結合金 からなる棒状試験片 （従来例 C 1 ) を作製した。
実施例 C 1〜C 1 0、 比較例 C 1〜C6および従来例 C 1について E PMAに より素地組織における C uおよび 0の濃度分布を観察し、 その結果を表 9〜1 1 に示した。 これら棒状試験片の寸法測定を行い、 圧粉成形体基準寸法の寸法変化 率を求め、その結果を表 1 1に示すことにより寸法精度を評価した。またシャルビ —衝撃試験によりシャルピー衝撃値を求め、 その結果を表 1 1 に示した。 さらに 実施例 C 1〜C 1 0、 比較例 C 1〜C 6および従来例 C 1をそれぞれ機械加工し て引張り試験片を作製し、 この引張り試験片を用いて引張り強度を測定し、 その 結果を表 1 1に示した。
さらに、 実施例 C 1〜C 1 0、 比較例 C 1〜C 6および従来例 C 1をそれぞれ 機械加工して得られた縦： 5 m m、 横： 1 0 m m、 長さ ： 4 5 m mの寸法を有す る摩耗試験片と、 外径： 4 0 m m、 内径： 2 7 m mを有する S C M 4 2 0製リン グを用意し、 これら摩耗試験片とリングを用いて下記の摩耗試験^:行ない、 その 結果を表 1 1に示すことにより摺動特性を評価した。
摩耗試験 1
摩耗試験片を回転速度： 3 m/秒で回転しているリングに押し付け、 押し付け 荷重を増加させ、 焼き付きが発生した荷重 （焼付き荷重） を測定し、 その結果を 表 1 1 に示して搢動特性を評価した。
摩耗試験 2
摩耗試験片を回転速度： 3 m/秒で回転しているリングに 2 0 k g fの荷重で 押し付け、 押し付け方向と水平方向に歪ゲージを設置し、 歪ゲージから換算した 荷重を上記押し付け荷重 （2 0 k g f ) で除することにより摩擦係数を測定し、 その結果を表 1 1に示して摺動特性を評価した。
表 9
原料粉末の配合組成 (質量％) 成分組成 (質量 %)
鉄基焼結合金 表 8の 組織
黒ロ扮小 Fe粉末 Cu G 0 Fe
Cu合金粉末
C1 ΑΌ.6 0.8 残部 0.6 0.71 0.02 残部
C2 B:2 0.8 残部 1.8 0.72 0.04 残部
C3 C:3 0.8 残部 2.8 0.71 0.06 残部
旧 Fe粉末境界近傍の
C4 D:5 0.8 残部 4.7 0.73 0.08 残部
Cuと 0の濃度が
C5 E:7 0.8 残部 6.6 0.73 0.13 残部
施 中央部の Cuと 0の濃度
C6 F:ll 0.8 残部 9.8 0.72 0.28 残部
例 よりも高い
C7 G:3 0.15 残部 2.9 0.12 0.04 残部 区画素地の集合体
C8 H:3 0.3 残部 3.0 0.28 0.07 残部
C9 1:3 0.6 残部 3.0 0.54 0.09 残部
C10 J:3 0.11 残部 2.6 0.97 0.05 残部
表 1 0
Figure imgf000036_0001
*はこの発明の範囲から外れていることを示す。
表 1 1
Figure imgf000037_0001
表 9〜表 1 1に示される結果から、 実施例 C 1〜C 1 0からなる棒状言式験片と 従来例 C 1を比較すると、 実施例 C 1〜C 1 0からなる棒状試験片は従来例 C 1 と比べて寸法変化率が小さいところから寸法精度が優れ、 シャルビ一衝撃値およ び引張り強度が高く、 さらに焼付き荷重が大きいところから焼付きし難い合金で あり、 さらに摩擦係数が格段に小さいところから摺動特性に優れていることが分 かる。
しかし、 第 3態様の範囲から外れている成分組成を有する比較例 C 1〜C 6か らなる棒状試験片は、 寸法精度、 シャルビ—衝撃値、 引張り強度、 耐焼付き性お よび摩擦係数の少なくともいずれか 1つが劣ることが分かる。 産業上の利用の可能性
本発明の鉄基焼結合金、 鉄基焼結合金部材、 およびオイルポンプロータ—は、 寸法精度、 強度および摺動特性に一層優れており、 機械産業の発展に大いに貢献 し得るものである。

Claims

請求の範囲
1 . 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、 焼結することにより、 質量％で （以下、 ％は質量％を示す） C u ： 0. 5〜 7%、 C： 0 · 1〜0·98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 残りが F e および不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であ つて、
前記 Cu合金粉末は、 F e ： 1 ~1 0%、 酸素： 0. 2~1 %を含有し、 残部 が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。
2. 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、焼結することにより C u : 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1 . 05%を含有し、 残りが F eおよび 不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であって、 前記 C u合金粉未は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0 · 2~1 %、 Mn ： 0 · 5〜 1 5%のうちの 1種または 2種を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からな る組成を有する。
3. 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、焼結することにより C u ： 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜 0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を含有し、 残りが Feおよび不可 避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であって、 前記 C u合金粉末は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜 1 0%を含有し、 残部が Cuおよび不可避不純物からなる組成を有する。
4. 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉未と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、焼結することにより C u : 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1 . 05%および Z n ： 0. 001〜0. 7 %を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合 金部材を製造する方法であって、
前記 C u合金粉末は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0 · 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜 1 0%および Mn : 0. 5〜1 5%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物か らなる組成を有する。
5. 原料粉未として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、焼結することにより C u : 0. 5〜7%、 C： 0· 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計 で 0. 001 ~0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組 成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であって、
前記 C u合金粉未は F e ： 1〜1 0%、酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部 が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。
6. 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と Cu合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、焼結することにより C u : 0, 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1 . 05%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法 であって、
前記 C u合金粉未は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Mn ： 0. 5〜 1 5%のうちの 1種または 2種を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種ま たは 2種を合計で 0. 01〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物から なる組成を有する。
7. 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、焼結することにより C u： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n : 0. 001〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S i のうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜0. 1 4%を含有し、 残りが F e および不可避不純物からなる組成を有する鉄基焼結合金部材を製造する方法であ つて、
前記 C u合金粉末は F e ： 1〜1 0%、酸素： 0 · 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜 1 0%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 0 1〜2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物からなる組成を有する。
8. 原料粉末として F e粉末と黒鉛粉末と C u合金粉末を配合し、 混合し、 成形 し、焼結することにより C u : 0. 5〜7%、 C： 0. 1 ~0.98%、酸素： 0. 02~0. 3%s M n： 0. 0025〜1 . 05%および Z n ： 0. 001 -0. 7%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 00 1 -0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成を有する 鉄基焼結合金部材を製造する方法であって、
前記 C u合金粉末は F e ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %、 Z n ： 0. 2〜 1 0%および Mn ： 0. 5〜1 5%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1 種または 2種を合計で 0. 01 ~2%を含有し、 残部が C uおよび不可避不純物 からなる組成を有する。
9. 請求項 1〜8のいずれかに記載の鉄基焼結合金部材の製造方法であって、 前 記 F e粉末と黒鉛粉末と Cu合金粉末を、 黒鉛粉末： 0. 1〜1 . 2%、 Cu合 金粉末： 1〜7%、 残部： Fe粉末となる割合で配合する。
1 0. 鉄基焼結合金製オイルポンプロータ一であって、 質量％で （以下、 ％は質 量％を示す）、 C u ： 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜 0. 3%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金 で構成されている。
1 1 .鉄基焼結合金製オイルポンプロータ一であって、 C u： 0. 5-7%, C ： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1 . 05% を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成さ れている
1 2 ·鉄基焼結合金製オイルポンプ口—ターであって、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を 含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成され ている。
1 3.鉄基焼結合金製オイルポンプ口—ターであって、 Cu ： 0. 5〜7%、 C ： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025〜1. 05% および Z n : 0. 001〜0. 7%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物か らなる組成の鉄基焼結合金で構成されている。
1 4.鉄基焼結合金製オイルポンプローターであって、 Cu ： 0. 5〜7%、 C ： 0. 1〜0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 さらに A 1および S i のうちの 1種または 2種を合計で 0. 001 ~0. 1 4%を含有し、 残りが F e および不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている。
1 5.鉄基焼結合金製オイルポンプローターであって、 C u : 0. 5〜7%、 C : 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3%、 Mn : 0. 0025-1 . 05% を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0. 001〜 0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合 金で構成されている。
1 6.鉄基焼結合金製オイルポンプ口—ターであって、 Cu : 0. 5〜7%、 C : 0. 1 ~0.98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%、 Z n ： 0. 001〜0. 7%を 含有し、さらに A 1および S iのうちの 1種または 2種を合計で 0.001〜0.
1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で 構成されている。
1 7.鉄基焼結合金製オイルポンプ口—夕一であって、 C LI： 0. 5〜7%、 C： 0. 1〜0.98%、酸素： 0. 02〜0. 3 s Mn： 0. 0025〜1 . 05% および Z n： 0. 00 1〜0. 7%を含有し、 さらに A 1および S iのうちの 1 種または 2種を合計で 0. 00 1〜0. 1 4%を含有し、 残りが F eおよび不可 避不純物からなる組成の鉄基焼結合金で構成されている。
1 8. 請求項 1 0〜1 7のいずれかに記載のオイルポンプ口一夕一であって、 前記鉄基焼結合金は、 原料粉末である F e粉末が焼結されて生成した旧 F e粉 末境界により区画された F eを主成分とし、 かつ C uおよび 0を含有する区画素 地が集合して素地を形成し、 前記旧 F e粉末境界により区画された区画素地は、 前記旧 F e粉末境界近傍における C uおよび〇の濃度が区画素地中央部における C uおよび 0の濃度よりも大きくなるように濃度分布した組織を有する。
1 9. 鉄基焼結合金であって、 質量％で C u : 0. 5- 1 0%、 C： 0. 1〜0. 98%、 酸素： 0. 02〜0. 3%を含有し、 残りが F eおよび不可避不純物か らなる組成、 並びに原料粉末である F e粉末が焼結されて生成した旧 F e粉末境 界により区画された C、 C uおよび 0を含有する F e基合金からなる区画素地の 集合体からなる組織を有し、
前記旧 F e粉末境界により区画された C、 C uおよび 0を含有する F e基合金 からなる区画素地は、 旧 F e粉末境界近傍における C uおよび 0の濃度が区画素 地中央部における C uおよび 0の濃度よりも大きくなるように傾斜した濃度分布 を有する。
20. 請求項 1 9記載の鉄基焼結合金であって、 前記旧 F e粉末境界により区画 された C、 C uおよび〇を含有する F e基合金からなる区画素地は、 C uおよび 0の濃度が旧 F e粉末境界において最大であり、 C uおよび 0の濃度は区画素地 中央に向かって減少し、 区画素地中央において最小となるように傾斜した濃度分 布を有する。
21.請求項 1 9または 20記載の鉄基焼結合金の製造方法であって、 Fe粉末、 黒鉛粉末、 並びに Fe ： 1〜1 0%、 酸素： 0. 2〜1 %を含有し、 残部が C u および不可避不純物からなる組成の C u合金粉末を配合し、 混合し、 プレス成形 して圧粉体を作製し、 この圧粉体を窒素を含む水素雰囲気中、 温度： 1 090〜 1 300°Cで焼結する。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090162241A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Parker Hannifin Corporation Formable sintered alloy with dispersed hard phase
CN105149565B (zh) * 2015-08-19 2017-10-24 中山市新泰兴粉末冶金有限公司 一种粉末冶金材料及其制备方法
CN106111977B (zh) * 2016-07-29 2018-05-22 合肥波林新材料股份有限公司 一种机油泵转子制造方法
WO2019087863A1 (ja) 2017-10-30 2019-05-09 Ｔｐｒ株式会社 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法
US11465209B2 (en) 2018-05-10 2022-10-11 Stackpole International Powder Metal LLC Binder jetting and supersolidus sintering of ferrous powder metal components
CN110919009A (zh) * 2019-12-25 2020-03-27 广东东睦新材料有限公司 一种油泵转子的加工方法
KR102586490B1 (ko) 2021-08-13 2023-10-06 현대자동차주식회사 아우터링 및 아우터링을 제조하는 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53128513A (en) * 1977-04-16 1978-11-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Process for producing sintered steel
JPS53146204A (en) * 1977-05-27 1978-12-20 Riken Piston Ring Ind Co Ltd Production of feecuuc system sintered alloy
JPH0543907A (ja) * 1991-08-08 1993-02-23 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 射出成形法による高強度鋼部材並びにその製造方法
JPH0641609A (ja) 1992-07-22 1994-02-15 Kawasaki Steel Corp 鉄系焼結部材の製造方法
JP2002294388A (ja) * 2000-08-31 2002-10-09 Kawasaki Steel Corp 鉄基粉末成形用素材、その製造方法および高強度高密度鉄基焼結体の製造方法
JP2003328011A (ja) * 2002-03-05 2003-11-19 Mitsubishi Materials Corp 寸法精度、強度および摺動性に優れた鉄基焼結合金部材の製造方法
JP2004002939A (ja) * 2002-06-03 2004-01-08 Mitsubishi Materials Corp 鉄基焼結合金製オイルポンプローター

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4168162A (en) * 1978-09-22 1979-09-18 Scm Corporation Infiltrating powder composition
US4731118A (en) * 1986-06-25 1988-03-15 Scm Metal Products, Inc. High impact strength power metal part and method for making same
US5154881A (en) * 1992-02-14 1992-10-13 Hoeganaes Corporation Method of making a sintered metal component
JPH0874008A (ja) * 1994-09-05 1996-03-19 Mitsubishi Materials Corp 靭性のすぐれたＦｅ基焼結合金
JPH0931588A (ja) * 1995-07-25 1997-02-04 Sumitomo Metal Mining Co Ltd アンバー焼結体の製造方法
CN1132260A (zh) * 1995-12-05 1996-10-02 宁夏回族自治区机械研究院 用粉末冶金制造三类轴承保持架的方法
US6514307B2 (en) * 2000-08-31 2003-02-04 Kawasaki Steel Corporation Iron-based sintered powder metal body, manufacturing method thereof and manufacturing method of iron-based sintered component with high strength and high density
JP2002235677A (ja) * 2001-02-09 2002-08-23 Toyo Aluminium Kk アルミニウム合金製トロコイドポンプ用ロータ及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53128513A (en) * 1977-04-16 1978-11-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Process for producing sintered steel
JPS53146204A (en) * 1977-05-27 1978-12-20 Riken Piston Ring Ind Co Ltd Production of feecuuc system sintered alloy
JPH0543907A (ja) * 1991-08-08 1993-02-23 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 射出成形法による高強度鋼部材並びにその製造方法
JPH0641609A (ja) 1992-07-22 1994-02-15 Kawasaki Steel Corp 鉄系焼結部材の製造方法
JP2002294388A (ja) * 2000-08-31 2002-10-09 Kawasaki Steel Corp 鉄基粉末成形用素材、その製造方法および高強度高密度鉄基焼結体の製造方法
JP2003328011A (ja) * 2002-03-05 2003-11-19 Mitsubishi Materials Corp 寸法精度、強度および摺動性に優れた鉄基焼結合金部材の製造方法
JP2004002939A (ja) * 2002-06-03 2004-01-08 Mitsubishi Materials Corp 鉄基焼結合金製オイルポンプローター

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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