WO2006062039A1 - 金属製品の製造方法および金属製品 - Google Patents

金属製品の製造方法および金属製品 Download PDF

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powder
metal product
product
sintered
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Kenzo Ito
Masahiro Yamamoto
Etsuo Yamamoto
Original Assignee
Sunrex Kogyo Co., Ltd.
Suncemix Tokai Co., Ltd.
Ace Giken Co., Ltd.
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    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
    • B22F1/068—Flake-like particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
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    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B22F2009/044—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by jet milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles

Definitions

  • the present invention relates to a metal product manufacturing method and metal product in which metal powder is molded and sintered into a predetermined shape.
  • a method of manufacturing a metal product of a predetermined shape there are forging, forging, rolling, squeeze-out, etc., but a special material such as one having a precise and complicated shape, or a magnetic part, etc.
  • a powder metallurgy method is used in which metal powder (powder) is used as a metal material, pressed into a predetermined shape to obtain a green compact, and then the green compact is heated and sintered. Is often used.
  • a metal powder having a particle diameter of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m manufactured by an atomizing method or the like is mainly used (see Patent Document 1).
  • Metal powder produced by the atomization method is a force in which the powder particles are almost spherical. This spherical powder is cast by pouring into a mold with less friction between the powder particles and high fluidity. It was convenient to do. For this reason, spherical powder is mainly used in powder metallurgy!
  • FIG. 5 schematically shows a manufacturing process of a metal product by conventional powder metallurgy.
  • spherical metal powder 11 manufactured by an atomizing method or the like is used as a sintering material.
  • the metal powder 11 is molded and solidified into a predetermined shape by press molding using a mold (compact molding).
  • a binder (binding agent) is usually used. Noinda is mixed into the metal powder.
  • spherical granules (cluster spheres) of a predetermined size are granulated with metal powder and a binder, and this granulated body is press-molded into a predetermined shape.
  • the formed green compact (molded and solidified product) 31 is subjected to a sintering treatment at a high temperature after undergoing a drying process or the like. As a result of this sintering, the powder particles of the green compact 31 are partially fused (diffused) and united, and finally a metal product 32 having a fixed shape is obtained.
  • Patent Document 1 JP 2002-294308 A Disclosure of the invention
  • the spherical metal powder obtained by the atomizing method has a limitation in densification that the porosity of the pressed powder compact is large. For this reason, it has been difficult to obtain a metal product that requires a high degree of mechanical strength or a metal product that requires a dense structure in the material.
  • the pressed green compact is consolidated by consolidation of powder particles by sintering, and this sintered body is in a state in which the powder particles substantially maintain their respective particle shapes. It has a granular structure that has been condensed. This granular structure is peculiar to powder metallurgy, but such a structural structure has a problem that it is brittle with low mechanical strength, particularly impact resistance. For this reason, metal products that require a high degree of mechanical strength are often produced by methods other than powder metallurgy, such as forging, rolling, and extrusion.
  • Metal products are often required to have a material with an amorphous structure such as amorphous or a dense structure without continuous fine voids.
  • Powder metallurgy with a granular structure cannot be applied to this requirement.
  • the sintering is carried out at a sufficiently high temperature for a sufficient amount of time, the voids between the granular structures can be reduced. In this case, however, a sintering process at a high temperature for a long time is required. Problems arise.
  • the present invention has been made in view of the technical problems as described above, and the object thereof is to enable high densification of the tissue structure, which has been difficult to realize with conventional powder metallurgy, For example, metal products with high mechanical strength, especially high impact resistance, can be produced by powder metallurgy.
  • Another object of the present invention is to provide a metal product that is a powder metallurgy product but has a fine structure and excellent mechanical strength.
  • the present invention provides the following solutions.
  • a method for producing a metal product in which a metal powder is press-molded into a predetermined shape and then fused between the powder particles of the molded body by sintering.
  • a method for producing a metal product characterized by using random amorphous metal flakes formed by crushing with a high-speed gas swirl flow of a jet mill.
  • random amorphous flaky metal fine powder formed by crushing a metal pulverizer with a high-speed gas swirl flow of a jet mill has a predetermined size.
  • a method for producing a metal product characterized in that granulation is further performed, the granulated body is molded into a predetermined shape with a molding die, and then the molded body is sintered.
  • a metal made by the method of the above means (1) or (2)
  • [0017] (4) Random amorphous flakes formed by crushing a metal crushed material with a high-speed gas swirl flow, with a spherical granular metal powder as the main material and a particle size smaller than that of the metal powder.
  • the powder particles of the main material are sintered in contact with each other, and the powder particles of the auxiliary material are filled in the gaps between the powder particles of the main material.
  • a metal product characterized by having a structure that is sintered in a state of contact.
  • the porosity of the press-molded green compact can be reduced. o This is due to the use of a powder material with a unique shape and properties formed by crushing a metal pulverizer with a jet mill high-speed gas swirl flow, that is, random amorphous flaky metal fine powder. In addition, the shape retention strength of the green compact can be ensured even when the amount of noinda used is small or no binder is used.
  • the pressed green compact is mixed and dispersed as an auxiliary material between the particles of the spherical metal powder as the main material.
  • the spherical metal powder forms a three-dimensional network (or lattice) skeletal structure, and the amorphous flaky metal fine powder is formed in the gap between the skeletal structures.
  • a filled tissue structure is formed.
  • FIG. 1 is a process schematic diagram schematically showing a method for manufacturing a metal product according to a first embodiment of the present invention. It is.
  • the present invention relates to a metal product manufacturing method and metal product in which a metal powder is pressed into a predetermined shape and then fused between the powder particles of the molded body by sintering, and the metal powder used therefor
  • the body has the following characteristics.
  • metal fine powder 10 pulverized by a jet mill is used as the metal powder as the molding material.
  • the jet mill pulverizes metal pulverized materials by collision of the crushed materials with a high-speed gas swirl flow.
  • amorphous flaky metal fine powder 10 having a random shape is generated.
  • This metal fine powder 10 is non-spherical and random in powder particle shape, so the size cannot be defined on the same scale as the conventional spherical granular powder, but it is approximately 0 .: m ⁇ several 10 / zm equivalent It is pulverized into fine particles.
  • the metal fine powder 10 is formed into a compact body (molded and solidified product) 21 having a predetermined shape by press molding (pressure molding) using a mold. At the time of compacting, the metal fine powder 10 is shaped into a predetermined shape while the irregular flaky particle shape is freely deformed by molding pressure and is shaped to fill the gaps between the powder particles. Is done.
  • the porosity between the powder particles can be reduced. Furthermore, since the powder particles are folded and solidified in a state where they are complicatedly entangled with each other, shape retention after molding can be achieved even if the amount of binder used is small or no binder is used. By increasing the strength, it is possible to obtain a green compact 21 that is less prone to chipping and cracking.
  • the produced green compact 21 is a force in which the powder particles are fusion-bonded and firmly integrated by sintering.
  • the complicatedly folded or entangled powder particles are It is sintered with a dense structure that does not leave large voids.
  • the sintering temperature is significantly lower than that in the case of using a conventional spherical granular powder, and that a metal product 22 sintered at high temperature and high strength can be obtained.
  • melt bonding is likely to occur because the powder particle shape is atypical flakes and the surface area ratio is high. In any case, this has made it possible to perform the sintering process required at a lower V sintering temperature than before, at a lower cost.
  • granulation is performed in which the irregularly shaped flaky metal fine powder 10 is aggregated into a predetermined size, and this granulated body is formed into a predetermined shape with a molding die, and then the molding is performed.
  • a granulation process may be included in the compacting process. In this case, in addition to the above effects, the homogeneity of the tissue structure can be greatly improved.
  • FIG. 2 is a process schematic diagram schematically showing a method for manufacturing a metal product according to a second embodiment of the present invention.
  • a spherical metal powder 11 obtained by an atomizing method or the like is used as a main material, and a jet mill that is smaller in particle size than the metal powder 11 and is crushed by a high-speed gas swirl flow is used.
  • a jet mill that is smaller in particle size than the metal powder 11 and is crushed by a high-speed gas swirl flow is used.
  • the generated random atypical flaky metal fine powder 10 as a secondary material, forming and sintering the secondary material (10) with the secondary material (10) dispersed between the primary material (11) to produce a metal product of a predetermined shape .
  • the main material made of spherical metal powder 11 is mixed and dispersed with a predetermined ratio of the auxiliary material made of amorphous flaky metal powder 10, and this mixed material is used as a mold.
  • the green compact 21 having a predetermined shape is formed by the press molding (pressure molding) used.
  • the green compact 21 that has been press-molded is a gap between the particles of the spherical metal powder 11 that is the main material.
  • the metal product 22 in which the powder particles are fused and bonded and the shape is firmly fixed can be obtained.
  • the metal product 22 has a three-dimensional network (or lattice-like) skeletal structure formed by the spherical metal powder 11 having a large particle shape. It has a structure in which a gap between the skeletal tissues is filled with atypical flaky metal fine powder 10.
  • the mixing ratio of the main material 11 and the sub-material 10 is theoretically set so that the sub-material 10 occupies an amount corresponding to voids formed when the main material 11 alone is formed and sintered. That's fine. If there is too much contamination of the secondary material, the powder particles of the primary material will not be in contact with each other and will be dispersed and released in the secondary material. Therefore, the mixing ratio of secondary materials to main materials should not exceed 50%. If the amount of the secondary material is too small, the porosity between the powder particles of the main material will increase. Therefore, the secondary material must be mixed (or added) so that the voids in the tissue structure are significantly reduced.
  • FIGS. 4A to 4K each illustrate the shape of the metal product 22 that can be provided by the present invention.
  • the present invention in addition to the shape accuracy and mechanical strength characteristics, for example, magnetic parts It can also be effectively applied to metal products that require specific material properties.
  • FIG. 1 is a process schematic diagram schematically showing a method for producing a metal product according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a process schematic diagram schematically showing a method for producing a metal product according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged model diagram showing the structure of the metal product obtained by the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of the shape of a metal product that can be provided by the present invention.
  • FIG. 5 is a process schematic diagram schematically showing a conventional metal product manufacturing process by powder metallurgy. Explanation of symbols

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Description

明 細 書
金属製品の製造方法および金属製品
技術分野
[0001] 本発明は、金属粉体を所定形状に成形および燒結した金属製品の製造方法およ び金属製品に関する。
背景技術
[0002] 所定形状の金属製品を製造する方法としては、铸造、鍛造、圧延、肖 ijり出し等があ るが、精密で複雑な形状を有するもの、あるいは磁性部品などのように特殊な材質特 性を必要とするものでは、金属材料として金属粉体 (粉末)を用い、これを所定形状 にプレス成形して圧粉体を得た後、この圧粉体を加熱焼結する粉末冶金法が良く使 用される。
[0003] この粉末冶金では、アトマイズ法等により製造された粒径が 1 μ m〜100 μ mの金 属粉体が主に用いられている（特許文献 1参照)。アトマイズ法により製造された金属 粉体は粉体粒子がほぼ球形の粒状である力 この球粒状の粉末は粉体粒子間の摩 擦が少なくて流動性が高ぐ金型に流し込でプレス成形するのには好都合であった。 このため、粉末冶金では球粒状の粉末が主に使用されて!、る。
[0004] 図 5は従来の粉末冶金による金属製品の製造工程を模式的に示す。同図に示すよ うに、燒結材料にはアトマイズ法等により製造された球粒状の金属粉体 11が使用さ れる。この金属粉体 11は、金型を用いたプレス成形により所定形状に成形'固化され る (圧粉成形)。
[0005] 成形に際しては通常、バインダ (粘結剤）を使用する。ノインダはあら力じめ金属粉 体に混入される。あるいは、金属粉体とバインダで所定サイズの球状顆粒 (クラスタ球 )を造粒し、この造粒体を所定形状にプレス成形する。
[0006] 成形した圧粉体 (成形固化品） 31は、乾燥工程等を経た後、高温度で燒結処処理 される。この燒結より、圧粉体 31の粉体粒子同士が部分的に融着 (拡散)接合して一 体化され、最終的に形状が固定された金属製品 32が得られる。
特許文献 1：特開 2002— 294308 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、上述した従来の技術には、以下のような問題のあることが、本発明者 によってあきらかとされた。
[0008] すなわち、アトマイズ法等により得られる球粒状金属粉体は、プレス成形された圧粉 体の空隙率が大きぐ緻密化に限界があった。このため、高度の機械的強度が要求 される金属製品、あるいは材質に緻密な組織構造が要求される金属製品を得ること は困難であった。
[0009] また、流動性の高!、球粒状の金属粉体は、所定形状の圧粉体にプレス成形 (圧粉 成形)したときの保形強度が弱ぐ衝撃等により欠けや割れなどが生じやすい。そこで 、圧粉体の保形強度を高めるためにバインダを多量に使用する必要があった。しかし 、バインダの使用量を増やすと、燒結後に残る内部空隙が多くなつてしまうという問題 が生じる。
[0010] プレス成形された圧粉体は、燒結により粉体粒子が融着接合して固結一体化され るが、この燒結体は、粉体粒子がそれぞれの粒子形状をほぼ保った状態のまま凝結 した粒状組織を有する。この粒状組織は粉末冶金に特有であるが、このような組織構 造は機械的強度とくに耐衝撃性が弱くて脆いという問題があった。このため、高度の 機械的強度が要求される金属製品は、鍛造、圧延、肖 ijり出し等の粉末冶金以外の方 法で製作されることが多い。
[0011] 金属製品には、アモルファスのように非晶質的な組織構造あるいは連続的で微細 空隙の無い緻密構造の材質を要求される場合が多い。この要求に粒状組織の粉末 冶金は適応できない。粉末冶金においても、燒結を十分な高温で十分な時間をかけ て行えば、粒状組織間の空隙を減少させることができるが、この場合は、高温度で長 時間の燒結処理を必要とするという問題が生じる。
[0012] また、燒結条件を変えても、球粒状粉体を用いた圧粉体の緻密化には限界があり、 高度な機械的強度または緻密な組織構造を要求される金属製品には適さな力つた。 高温度で長時間の燒結処理を行っても、表面付近、角部や突起部が収縮あるいは 溶融して形状精度が悪くなるといった問題が生じる。 [0013] 本発明は以上のような技術的問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来 の粉末冶金では実現が困難であった組織構造の高緻密化を可能にし、これにより、 たとえば高度の機械的強度とくに高耐衝撃性を備えた金属製品も粉末冶金で製造 することを可能にすることにある。また、粉末冶金製品でありながら組織構造が緻密で 機械的強度等の特性にすぐれた金属製品を提供することにある。
本発明の上記以外の目的および構成については、本明細書の記述および添付図 面からあきらかになるであろう。
課題を解決するための手段
[0014] 本発明は次の解決手段を提供する。
( 1)金属粉体を所定形状に加圧成形した後、その成形体の粉体粒子間を燒結によ り融着結合させる金属製品の製造方法において、上記金属粉体として、金属砕料を ジェットミルの高速気体旋回流で破砕することにより形成されるランダムな非定形フレ ーク状金属微粉体を用いたことを特徴とする金属製品の製造方法。
[0015] (2)上記手段（1)にお ヽて、金属砕料をジェットミルの高速気体旋回流で破砕する ことにより形成されるランダムな非定形フレーク状金属微粉体を、所定サイズの大きさ に集合させる造粒を行い、この造粒体を成形型で所定形状に成形した後、その成形 体を燒結することを特徴とする金属製品の製造方法。
[0016] (3)上記手段（1)または（2)の製造方法により製造されたことを特徴とする金属製
P
PPo
[0017] (4)球粒状の金属粉体を主材料とし、この金属粉体よりも粒度が細かぐかつ金属 砕料を高速気体旋回流で破砕することにより形成されるランダムな非定形フレーク状 金属微粉体を副材料とし、上記主材料間に上記副材料を分散させた状態で成形お よび燒結したことを特徴とする金属製品。
[0018] (5)上記手段 (4)において、上記主材料の粉体粒子が互いに接触状態で燒結され るとともに、その主材料の粉体粒子間間隙に上記副材料の粉体粒子が充填された状 態で燒結された組織構造を備えたことを特徴とする金属製品。
発明の効果
[0019] 上記手段（1)によれば、プレス成形された圧粉体の空隙率を小さくすることができる oこれは、金属砕料をジェットミルの高速気体旋回流で破砕することにより形成される 特異な形状および性状の粉体材料、すなわちランダムな非定形フレーク状金属微粉 体を用いることによる。また、ノインダの使用量が少なくても、あるいはバインダを使用 しなくても、圧粉体の保形強度を確保することができる。
これにより、従来の粉末冶金では実現が困難であった組織構造の高緻密化が可能 になり、たとえば高度の機械的強度とくに高耐衝撃性を備えた金属製品も粉末冶金 で製造することができる。
[0020] 上記手段（2)によれば、上記効果に加えて、組織構造の均質性を大幅に向上させ ることがでさる。
[0021] 上記手段 (3)によれば、粉末冶金製品でありながら組織構造が緻密で機械的強度 等の特性にすぐれた金属製品を提供することができる。
[0022] 上記手段 (4)によれば、プレス成形された圧粉体は、副材料として混入 '分散させ た非定形フレーク状金属微粉体が、主材料である球粒状金属粉体の粒子間隙間を 埋めるように変形あるいは賦形されることにより、ノインダの使用量が少なくても、ある いはノインダを使用しなくても、欠けや割れが生じ難い、高い保形強度を得ることが できる。
[0023] 上記手段（5)によれば、球粒状金属粉体が立体網目状 (または格子状)の骨格組 織を形成するとともに、その骨格組織の間隙に非定形フレーク状の金属微粉体が充 填された組織構造が形成される。これにより、高剛性であるといった粉末冶金の利点 を備えつつ、従来の粉末冶金では得られな力つた耐衝撃性も備えた高強度の金属 製品を得ることができる。また、従来の粉末冶金で得られなかった緻密な組織構造の 燒結金属製品を得ることができる。
[0024] 本発明は上記以外の作用 Z効果については、本明細書の記述および添付図面か らあきらかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。
実施例 1
[0026] 図 1は、本発明の第 1実施例による金属製品の製造方法を模式的に示す工程略図 である。本発明は、金属粉体を所定形状に加圧成形した後、その成形体の粉体粒子 間を燒結により融着接合させる金属製品の製造方法および金属製品であるが、そこ で使用する金属粉体には次のような特徴を有する。
[0027] すなわち、同図に示すように、本発明の第 1実施例では、成形材料である金属粉体 として、ジェットミルで粉砕した金属微粉体 10を使用する。ジェットミルは、金属砕料を 高速気体旋回流による砕料同士の衝突により粉砕を行う。
[0028] この粉砕により、たとえば図中に模式的に拡大して示すように、形状がランダムな非 定形フレーク状の金属微粉体 10が生成される。この金属微粉体 10は、粉体粒子形 状が非球粒状かつランダムであるため、従来の球粒状粉体と同じ尺度ではサイズを 定義できないが、凡そ 0.： m〜数 10 /z m相当の微粒状態に粉砕されている。
[0029] 上記金属微粉体 10は金型を用いたプレス成形 (加圧成形）により所定形状の圧粉 体 (成形固化品） 21に成形される。この圧粉成形に際し、金属微粉体 10は、非定形 フレーク状の粒子形状が成形加圧により自在に変形し、また、粉体粒子間の隙間を 埋めるように賦形されながら、所定形状に成形される。
[0030] これにより、粉体粒子間の空隙率を小さくすることができる。さらに、粉体粒子が互 いに複雑に折り重なり、あるいは絡み合った状態で成形固化されることにより、バイン ダの使用量が少なくても、あるいはバインダを使用しなくても、成形後の保形強度を 高めて欠けや割れが生じ難い圧粉体 21を得ることができる。
[0031] 作製した圧粉体 21は、燒結により粉体粒子間が融着接合されて強固に一体化され る力 この場合も、複雑に折り重なり、あるいは絡み合った粉体粒子は、粒子間に大 きな空隙を残すことなぐ緻密な組織構造で燒結される。
[0032] また、燒結温度も従来の球粒状粉体を用いた場合に比べて、大幅に低!、温度で高 緻密かつ高強度に燒結された金属製品 22を得られることが判明した。これは予想外 のことであったが、粉体粒子形状が非定形フレーク状で表面積率が高いことにより溶 融接合が生じやすくなつたものと推測される。いずれにせよ、これにより、従来よりも低 Vヽ燒結温度で必要な燒結処理を低コストに行うことができるようになった。
[0033] 上記により、従来の粉末冶金では実現が困難であった組織構造の高緻密化が可 能になり、これにより、たとえば高度の機械的強度とくに高い耐衝撃性を備えた金属 製品も粉末冶金で製造することが可能になった。また、粉末冶金製品でありながら組 織構造が緻密で空隙率の小さな金属製品を提供することが可能になった。
[0034] また、本発明では、非定形フレーク状の記金属微粉体 10を所定サイズの大きさに 集合させる造粒を行い、この造粒体を成形型で所定形状に成形した後、その成形体 を燒結することによつても、上記と同様の効果を得ることができる。つまり、圧粉成形 工程に造粒工程を含ませてもよい。この場合、上記効果に加えて、組織構造の均質 性を大幅に向上させることができる。
実施例 2
[0035] 図 2は、本発明の第 2実施例による金属製品の製造方法を模式的に示す工程略図 である。この第 2実施例では、アトマイズ法等により得られる球粒状の金属粉体 11を 主材料とし、この金属粉体 11よりも粒度が細かぐかつ高速気体旋回流で破砕を行う ジェットミルを用いて生成されたランダムな非定形フレーク状金属微粉体 10を副材料 とし、主材料 ( 11)間に副材料 (10)を分散させた状態で成形および燒結して所定形 状の金属製品を製造する。
[0036] 同図に示す工程では、球粒状金属粉体 11からなる主材料に非定形フレーク状金 属粉体 10からなる副材料を所定比率で混入'分散させ、この混合材料を金型を用い たプレス成形 (加圧成形）により所定形状の圧粉体 21に成形する。
[0037] このとき、プレス成形された圧粉体 21は、副材料として混入 ·分散させた非定形フレ ーク状金属微粉体 10が、主材料である球粒状金属粉体 11の粒子間隙間を埋めるよ うに変形あるいは賦形されることにより、上記と同様、バインダの使用量が少なくても、 あるいはバインダを使用しなくても、欠けや割れが生じ難い、高い保形強度を得ること ができる。
[0038] 上記圧粉体 21を燒結すると、粉体粒子間が融着接合されて形状が強固に固定さ れた金属製品 22を得ることができる。この金属製品 22は、図 3にその組織構造の拡 大モデルを示すように、粒子形の大きな球粒状金属粉体 11が立体網目状 (または格 子状)の骨格組織を形成するとともに、その骨格組織の間隙に非定形フレーク状の 金属微粉体 10が充填された組織構造を有するようになつている。
[0039] これにより、高剛性であるといった粉末冶金の利点を備えつつ、従来の粉末冶金で は得られなかった耐衝撃性も備えた高強度の金属製品を得ることができる。また、従 来の粉末冶金で得られなカゝつた緻密な組織構造の燒結金属製品を得ることができる
[0040] 上記主材料 11と上記副材料 10の混合比は、理論的には、主材料 11だけで成形' 燒結したときに生じる空隙に相当する量が副材料 10で占められるように設定すれば よい。副材料の混入が多過ぎると、主材料の粉体粒子が互いに接触'接合せずに副 材料中に分散遊離してしまう。したがって、主材料に対する副材料の混入割合は、少 なくとも 50%を超えないようにする必要がある。また、副材料の混入が少な過ぎると、 主材料の粉体粒子間の空隙率が大きくなつてしまう。したがって、副材料は、組織構 造の空隙が有意に少なくなるように混入 (または添加）する必要がある。
[0041] 以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以 外にも種々の態様が可能である。たとえば、図 4 (a)〜(k)はそれぞれ、本発明により 提供可能な金属製品 22の形状を例示するが、本発明では、形状精度や機械的強度 特性以外に、たとえば磁性部品のように、特定の材質特性が要求される金属製品に も有効に適用できる。
産業上の利用可能性
[0042] 本発明によれば、従来の粉末冶金では実現が困難であった組織構造の高緻密化 を可能にし、これにより、たとえば高度の機械的強度とくに高耐衝撃性を備えた金属 製品も粉末冶金で製造することが可能になる。また、粉末冶金製品でありながら組織 構造が緻密で機械的強度等の特性にすぐれた金属製品を提供することができる。 図面の簡単な説明
[0043] [図 1]本発明の第 1実施例による金属製品の製造方法を模式的に示す工程略図であ る。
[図 2]本発明の第 2実施例による金属製品の製造方法を模式的に示す工程略図であ る。
[図 3]本発明の第 2実施例により得られる金属製品の組織構造を示す拡大モデル図 である。
[図 4]本発明により提供可能な金属製品の形状例を示す斜視図である。 [図 5]従来の粉末冶金による金属製品の製造工程を模式的に示す工程略図である。 符号の説明
10 非定形フレーク状金属粉体
11 球粒状金属粉体
21, 31 圧粉体 (成形固化品）
22, 32 金属製品 (燒結体）

Claims

請求の範囲
[1] 金属粉体を所定形状に加圧成形した後、その成形体の粉体粒子間を燒結により融 着結合させる金属製品の製造方法において、上記金属粉体として、金属砕料をジ ットミルの高速気体旋回流で破枠することにより形成されるランダムな非定形フレーク 状金属微粉体を用いたことを特徴とする金属製品の製造方法。
[2] 請求項 1にお 、て、金属砕料をジェットミルの高速気体旋回流で破砕することにより 形成されるランダムな非定形フレーク状金属微粉体を、所定サイズの大きさに集合さ せる造粒を行い、この造粒体を成形型で所定形状に成形した後、その成形体を燒結 することを特徴とする金属製品の製造方法。
[3] 請求項 1または 2の製造方法により製造されたことを特徴とする金属製品。
[4] 球粒状の金属粉体を主材料とし、この金属粉体よりも粒度が細かぐかつ金属砕料 を高速気体旋回流で破砕することにより形成されるランダムな非定形フレーク状金属 微粉体を副材料とし、上記主材料間に上記副材料を分散させた状態で成形および 燒結したことを特徴とする金属製品。
[5] 請求項 4において、上記主材料の粉体粒子が互いに接触状態で燒結されるととも に、その主材料の粉体粒子間間隙に上記副材料の粉体粒子が充填された状態で燒 結された組織構造を備えたことを特徴とする金属製品。
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