WO2010137735A1 - 粉末冶金用鉄基混合粉末 - Google Patents

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宇波繁
尾野友重
尾▲崎▼由紀子
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Definitions

  • the present invention relates to an iron-based mixed powder suitable for use in powder metallurgy technology.
  • the present invention increases the density of the green compact, and the ejection force when the green compact is extracted from the die after compacting. It is intended to achieve an advantageous reduction.
  • the powder metallurgy process after mixing the raw material powder, the mixed powder is transferred and filled into the mold, and after pressure molding, the manufactured molded body (referred to as a green compact) is taken out from the mold, and if necessary Apply post-treatment such as sintering.
  • a powder metallurgy process in order to improve product quality and reduce manufacturing costs, high powder flowability in the transfer process, high compressibility in the pressing process, and compacting It is required to simultaneously achieve a low output in the process of extracting the body from the mold.
  • Patent Document 1 discloses that the fluidity of the iron-based mixed powder can be improved by adding fullerenes.
  • Patent Document 2 discloses a technique for improving the fluidity of a powder by adding a granular inorganic oxide having an average particle size of less than 500 nm. However, even if these means are used, it is insufficient to realize high compressibility and low output power while maintaining fluidity.
  • JP 2007-31744 A JP-T-2002-515542
  • the present invention has been developed in view of the above-mentioned present situation, and improves the fluidity of the iron-based mixed powder to improve the compacting density of the compact, and at the same time greatly reduces the punching power after compacting. Therefore, an object is to propose an iron-based mixed powder for powder metallurgy that can achieve both improvement in product quality and reduction in manufacturing cost.
  • the inventors have made various studies on the additive in the iron-based powder. As a result, it has been found that the addition of an appropriate amount of flake powder to the iron-based powder has excellent fluidity, and the molding density and the output power are greatly improved.
  • the present invention is based on the above findings.
  • the gist configuration of the present invention is as follows. 1. An iron-base mixed powder for powder metallurgy, wherein the iron-base powder has an average particle diameter of 100 ⁇ m or less, a thickness of 10 ⁇ m or less, and an aspect ratio (the ratio of the major axis to the thickness) of 5 or more. In an iron-based mixed powder in an amount of 0.01 to 5.0 mass%.
  • the present invention by adding an appropriate amount of flake powder in the iron-based powder, it goes without saying that it has excellent fluidity, and can achieve both high molding density and low output power, It is effective for improving productivity and reducing manufacturing costs.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a flake powder according to the present invention.
  • the flake powder used in the present invention is a powder composed of particles on a flat plate whose diameter in the thickness direction is very small compared to the diameter in the spreading direction.
  • the primary particles are flaky powder
  • the average particle diameter of the major axis 1 is 100 ⁇ m or less
  • the thickness 2 is 10 ⁇ m or less
  • the aspect ratio (the major axis with respect to the thickness). Ratio) is 5 or more.
  • Such a flake powder reduces the frictional force between the powder and the frictional force between the powder and the mold due to the rearrangement and plastic deformation of the powder in the molding and compression process of the iron-based mixed powder. Improvements can be realized.
  • the output can be greatly reduced through a reduction in the frictional force between the green compact and the mold.
  • the flake powder is preferably an oxide, and specific examples thereof include scaly silica (Sunlovely (TM), AGC Si-Tech Co., Ltd.), petal silicic acid. Calcium (FLORITE (TM)), Tokuyama Corporation (made by Tokuyama Corporation), plate-like alumina (Seraph (SERATH (TM)), Kinsei Matec (made by KINSEI MATEC CO., LTD.)), Scaly iron oxide ( AM-200 (TM), Titanium Industry (manufactured by Titan Kogyo, Ltd.), and the like can be mentioned, but the components and crystal structure are not particularly specified.
  • conventionally known graphite powder may be flake powder (eg, flake graphite), but the improvement effect by addition is not seen (see Examples) and the object of the present invention is achieved. I can't. The reason for this is not clear, but it is presumed that graphite has high adhesion to iron powder, iron powder compacts, and molds, and hinders improvement in characteristics expected in the present invention. Adhesion with a mold or the like is presumed to occur in the case of a flake powder made of a metal or a semimetal such as graphite, and therefore these are excluded from the flake powder in the present invention.
  • a flaky powder made of a substance having a relatively low electronic conductivity is preferable, although the bonding mode between atoms constituting the substance is mainly a covalent bond or an ionic bond.
  • oxides are particularly preferred.
  • at least one of silica, calcium silicate, alumina, and iron oxide is particularly preferable.
  • flake graphite powder is excluded from flake powder in the present invention, but addition of graphite powder as an alloy powder is permitted regardless of flake shape or non flake shape.
  • the flake powder has an aspect ratio of 5 or more. More preferably, it is 10 or more, More preferably, it is 20 or more.
  • the aspect ratio is measured by the following method. The oxide particles are observed with a scanning electron microscope, the major axis 1 and the thickness 2 of the particles are measured for 100 or more randomly selected particles, and the aspect ratio of each particle is calculated. Since the aspect ratio has a distribution, the average value defines the aspect ratio.
  • acicular powder can be mentioned as one form of flake powder.
  • the acicular powder is a powder composed of needle-like or rod-like particles having a thin shape, but the above-mentioned effect by addition of the flake-like powder is greater.
  • the average particle diameter of the long diameter of the flake powder exceeds 100 ⁇ m, it cannot be uniformly mixed with the iron-based mixed powder (average particle diameter: around 100 ⁇ m) commonly used in powder metallurgy, and the above effect cannot be exhibited. . Therefore, it is necessary for the flake powder to have an average particle diameter of a long diameter of 100 ⁇ m or less. More preferably, it is 40 micrometers or less, More preferably, it is 20 micrometers or less.
  • the average particle diameter of flake powder be the average value of the long diameter 1 observed using the scanning electron microscope as mentioned above.
  • the particle size distribution may be measured by a laser diffraction / scattering method based on JIS R 1629, and the 50% diameter in the volume-based integrated fraction may be used.
  • the thickness of the flake powder needs to be 10 ⁇ m or less. More effective flake powder thickness is 1 ⁇ m or less, more preferably 0.5 ⁇ m or less. In addition, the practical minimum value of the thickness is about 0.01 ⁇ m.
  • the blending amount of the flake powder is set to 0.01 to 5.0 mass%. More preferably, it is in the range of 0.05 to 2.0 mass%.
  • examples of the iron-based powder include the following. Pure iron powder such as atomized iron powder and reduced iron powder. Partially diffused alloyed steel powder (partly diffused steel powder) and fully alloyed steel powder (prealloyed steel powder). Furthermore, hybrid steel powder in which alloy components are partially diffused in fully alloyed steel powder.
  • the average particle size of the iron-based powder is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably about 10 to 200 ⁇ m.
  • the type of alloy powder examples include graphite powder, metal powders such as Cu, Mo, and Ni, and metal compound powders. Other known alloy powders can also be used.
  • the strength of the sintered body can be increased by mixing at least one of these alloy powders with the iron-based powder.
  • the total blending amount of the above-mentioned alloy powder is preferably about 0.1 to 10 mass% in the iron-based mixed powder. This is because, by adding 0.1 mass% or more of the alloy powder, the strength of the obtained sintered body is advantageously improved. On the other hand, if it exceeds 10 mass%, the dimensional accuracy of the sintered body decreases. is there.
  • alloy component exterior iron powder is preferably in a state of being adhered to the surface of the iron-based powder via an organic binder (hereinafter referred to as alloy component exterior iron powder). This can prevent segregation of the alloy powder and make the component distribution in the powder uniform.
  • fatty acid amides and metallic soaps are particularly advantageously suitable as the organic binder, but other known organic binders such as polyolefins, polyesters, (meth) acrylic polymers, vinyl acetate polymers, etc. Can also be used. These organic binders may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of organic binders are used, at least a part of them may be used as a composite melt. If the amount of the organic binder added is less than 0.01 mass%, the alloy powder cannot be uniformly and sufficiently adhered to the surface of the iron powder. On the other hand, if it exceeds 1.0 mass%, the iron powders adhere to each other and agglomerate, which may reduce the fluidity.
  • organic binders such as polyolefins, polyesters, (meth) acrylic polymers, vinyl acetate polymers, etc. Can also be used. These organic binders may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds of organic binders are used, at least
  • the amount of the organic binder added is preferably in the range of 0.01 to 1.0 mass%.
  • the addition amount (mass%) of an organic binder points out the ratio of the organic binder which occupies for the whole iron group mixed powder for powder metallurgy.
  • a free lubricant powder can be added.
  • the amount of the free lubricant added is preferably 1.0 mass% or less as a proportion of the entire iron-based mixed powder for powder metallurgy. On the other hand, it is preferable to add 0.01 mass% or more of the free lubricant.
  • free lubricants include metal soaps (for example, zinc stearate, manganese stearate, lithium stearate, etc.), bisamides (for example, ethylene bisstearic acid amide), fatty acid amides containing monoamides (for example, stearic acid monoamide, erucic acid amide, etc.) ), Fatty acids (for example, oleic acid, stearic acid, etc.), and thermoplastic resins (for example, polyamide, polyethylene, polyacetal, etc.) are preferable because they have an effect of reducing the output of the green compact.
  • Other known free lubricants other than those described above can also be used.
  • the iron content in the iron-based mixed powder is preferably 50 mass% or more.
  • additives such as flake powder, binder, lubricant (free lubricant, lubricant attached to iron powder surface with binder) according to the present invention, and alloy powder as required , Mix.
  • additives such as flake powder, binder, lubricant (free lubricant, lubricant attached to iron powder surface with binder) according to the present invention, and alloy powder as required , Mix.
  • it is not always necessary to add all of the above-mentioned additives such as binders and lubricants at the same time. After adding only a part and performing primary mixing, the remainder is added and secondarily mixed. You can also.
  • the mixing means is not particularly limited, and any conventionally known mixer can be used.
  • a conventionally known stirring blade type mixer for example, a Henschel mixer
  • a container rotation type mixer for example, a V type mixer, a double cone mixer, etc.
  • a high-speed bottom-stirring mixer, an inclined rotary van mixer, a rotary mulberry mixer, a conical planetary screw mixer, etc. which can be easily heated, are particularly advantageously adapted.
  • the additive for improving a characteristic can be added according to the objective other than the above-mentioned additive.
  • a machinability improving powder such as MnS is exemplified.
  • Example 1 Pure iron powder (atomized iron powder, average particle size: 80 ⁇ m) A as an iron-based powder, and an alloy component exterior iron powder B in which an alloy powder is attached to the surface of the pure iron powder via an organic binder Prepared the kind.
  • the alloy powder used for B was Cu powder (average particle size: 25 ⁇ m): 2.0 mass% and graphite powder (average particle size: 5.0 ⁇ m, aspect ratio> 5): 0.8 mass%.
  • organic binders stearic acid monoamide: 0.05 mass% and ethylenebisstearic acid amide: 0.05 mass% were used. In addition, all of these addition ratios are ratios which occupy for the whole iron-based powder.
  • flake powder and free lubricant were added in various ratios, and then mixed to obtain an iron-based mixed powder for powder metallurgy.
  • the free lubricant in addition to lithium stearate: 0.1 mass%, zinc stearate, ethylenebisstearic acid amide and erucic acid amide in the amounts shown in Table 1 were used.
  • a powder to which flaky graphite powder, fullerene powder, alumina fine particles or magnesia fine particles were added was also prepared.
  • the fullerene a commercially available powder having a diameter of about 20 ⁇ m in which primary particles with a diameter of 1 nm aggregated was used. Table 1 shows the blending ratio of these mixed powders. This blending ratio is the ratio of the entire iron-based mixed powder for powder metallurgy.
  • each iron-based mixed powder obtained was filled in a mold and pressure-molded at a pressure of 980 MPa at room temperature to obtain a cylindrical green compact (diameter: 11 mm, height: 11 mm).
  • Table 1 also shows the results of measurement of the fluidity of the iron-based mixed powder, the output when the green compact is extracted from the mold, and the green density of the obtained green compact.
  • the fluidity of the iron-based mixed powder was evaluated according to JISZ 2502. Here, if the fluidity is a flow rate of 30 sec / 50 g or less, the compressibility is a molding density of 7.35 Mg / m 3 or more, and the drawability is more than 20 MPa or less, respectively. It can be said that it is good.
  • the flake powder according to the present invention By adding an appropriate amount of the flake powder according to the present invention to the iron-based powder, not only the fluidity but also the molding density and the unloading power can be improved, and not only the productivity is improved, but also the production. Cost can be reduced.

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Abstract

鉄基粉末中に、長径の平均粒子径が100μm以下、厚さが10μm以下で、かつアスペクト比（厚さに対する長径の比率）が5以上の片状粉末を、0.01～5.0mass％の範囲で含有させることにより、鉄基混合粉末の流動性を高めて、圧粉体の成形密度を向上させると同時に、圧粉成形後の抜出力を大幅に低減し、もって製品品質の向上と製造コストの低減を達成する。

Description

粉末冶金用鉄基混合粉末
　本発明は、粉末冶金技術に用いて好適な鉄基混合粉末（ｉｒｏｎ−ｂａｓｅｄ　ｍｉｘｅｄ　ｐｏｗｄｅｒ）に関するものである。　本発明は特に、圧粉成形体の密度（ｇｒｅｅｎ　ｄｅｎｓｉｔｙ）を高めると共に、圧粉成形（ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）後に圧粉体（ｇｒｅｅｎ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）を金型（ｄｉｅ）から抜き出す際の抜出力（ｅｊｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒｃｅ）の有利な低減を図ろうとするものである。
　粉末冶金プロセスでは、原料粉末を混合した後、混合粉を移送して金型に充填し、加圧成形した後、製造した成形体（圧粉体という）を金型から取り出し、必要に応じて焼結などの後処理を施す。
　かかる粉末冶金プロセスにおいて、製品品質の向上と製造コストの低減を実現するためには、移送工程における粉末の高い流動性（ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ）、加圧成形工程における高い圧縮性（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ）、さらには圧粉体を金型から抜き出す工程における低い抜出力、を同時に達成することが求められる。
　鉄基混合粉末の流動性を改善する手段としては、フラーレン（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）類を添加することによって鉄基混合粉末の流動性を改善できることが特許文献１に開示されている。
　また、５００ｎｍ未満の平均粒径を有する粒状無機酸化物を添加することによって、粉末の流動性を改良する手法が、特許文献２に開示されている。
　しかしながら、これらの手段を用いたとしても、流動性を維持した上で、高い圧縮性や低い抜出力を実現するには不十分であった。
　また、圧粉体の成形密度を高めたり抜出力を低減したりするためには、鉄基混合粉末を加圧成形する温度にて軟質で延伸性を有する潤滑剤（ｌｕｂｒｉｃａｎｔ）を使用することが有効である。　その理由は、加圧成形によって潤滑剤が鉄基混合粉末から滲み出して金型表面に付着し、金型と圧粉体との摩擦力を低減するからである。
　しかしながら、このような潤滑剤は、延伸性を有する故に、鉄粉や合金用粉末（ｐｏｗｄｅｒ　ｆｏｒ　ａｎ　ａｌｌｏｙ）の粒子にも付着し易く、そのため鉄基混合粉末の流動性や充填性はかえって阻害されるという問題がある。
　さらに、上記したような炭素材料、微粒子および潤滑剤を配合することは、鉄基混合粉末の理論密度（空隙率がゼロと仮定した場合）を低下させ、成形密度を低下させる要因となるので、あまりに多量の添加は好ましくない。
　このように、従来は、鉄基混合粉末の流動性と、高い成形密度と、低い抜出力とを両立させることは極めて難しかった。
特開２００７−３１７４４号公報 特表２００２−５１５５４２号公報
　本発明は、上記した現状に鑑みて開発されたもので、鉄基混合粉末の流動性を高めて、圧粉体の成形密度を向上させると同時に、圧粉成形後の抜出力を大幅に低減し、もって製品品質の向上と製造コストの低減を併せて達成することができる粉末冶金用鉄基混合粉末を提案することを目的とする。
　さて、発明者等は、上記の目的を達成するために、鉄基粉末中への添加材について種々検討を重ねた。
　その結果、鉄基粉末中に適量の片状粉末を添加することにより、流動性に優れるのはいうまでもなく、成形密度と抜出力が大幅に改善されるという知見を得た。
　本発明は、上記の知見に立脚するものである。
　すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．粉末冶金用鉄基混合粉末であって、鉄基粉末に、長径の平均粒子径が１００μｍ以下、厚さが１０μｍ以下で、かつアスペクト比（厚さに対する長径の比率）が５以上の片状粉末を、鉄基混合粉末に対し０．０１~５．０ｍａｓｓ％の範囲で含有させてなることを特徴とする粉末冶金用鉄基混合粉末。
２．前記片状粉末が、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナおよび酸化鉄のうちから選んだ少なくとも一種であることを特徴とする前記１に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
３．さらに合金用粉末を含有することを特徴とする前記１または２に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
４．さらに有機結合剤（ｏｒｇａｎｉｃ　ｂｉｎｄｅｒ）を含有することを特徴とする前記１~３のいずれかに記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
５．さらに遊離潤滑剤（ｆｒｅｅ　ｌｕｂｒｉｃａｎｔ　ｐｏｗｄｅｒ）を含有することを特徴とする前記１~４のいずれかに記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
　本発明に従い、鉄基粉末中に適量の片状粉末を添加することにより、流動性に優れるのはいうまでもなく、高い成形密度と低い抜出力を併せて達成することができ、その結果、生産性の向上および製造コストの低減に偉効を奏する。
図１は、本発明に従う片状粉末を模式的に示した図である。
　以下、本発明を具体的に説明する。
　本発明で用いる片状粉末とは、厚さ方向の径が拡がり方向の径に比べて非常に小さい平板上の粒子からなる粉末である。　本発明では、図１に示すように、一次粒子が薄片状の粉末であって、その長径１の平均粒子径が１００μｍ以下で、厚さ２が１０μｍ以下で、かつアスペクト比（厚さに対する長径の比率）が５以上であることを特徴とする。
　かかる片状粉末は、鉄基混合粉末の成形圧縮工程において、粉体の再配列や塑性変形にかかる粉体間の摩擦力、並びに粉体と金型間の摩擦力を低減し、成形密度の向上を実現できる。　さらに、成形体の抜出し工程においては、圧粉体と金型間の摩擦力低下を通じて、抜出力を大きく低減することが可能となる。　これらの効果は、片状粉末の扁平な形状に起因して、鉄基混合粉末間に片状粉末が効果的に配列し、金属粉末同士および金属粉末と金型間の直接接触を有効に防止し、摩擦力を低減することによって得られるものと考えられる。
　片状粉末は、酸化物が好ましく、その具体例としては、鱗片状シリカ（サンラブリー（Ｓｕｎｌｏｖｅｌｙ（ＴＭ））、ＡＧＣエスアイテック（ＡＧＣ　Ｓｉ−Ｔｅｃｈ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）製）、花弁状ケイ酸カルシウム（フローライト（ＦＬＯＲＩＴＥ（ＴＭ））、トクヤマ（Ｔｏｋｕｙａｍａ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製）、板状アルミナ（セラフ（ＳＥＲＡＴＨ（ＴＭ））、キンセイマテック（ＫＩＮＳＥＩ　ＭＡＴＥＣ　ＣＯ．，ＬＴＤ．）製）、鱗片状酸化鉄（ＡＭ−２００（ＴＭ）、チタン工業（Ｔｉｔａｎ　Ｋｏｇｙｏ，Ｌｔｄ．）製）などが挙げられるが、特に成分や結晶構造を規定するものではない。
　なお、従来から知られている黒鉛粉は、片状粉末である場合があるが（鱗片状黒鉛など）、添加による改善効果が見られず（実施例を参照）、本発明の目的を達することができない。その理由は明らかではないが、黒鉛は鉄粉、鉄粉圧粉体、さらに金型との付着力が高く、本発明で期待する特性改善を阻害していると推測される。　金型等との付着は、金属あるいは前記の黒鉛のような半金属（ｓｅｍｉｍｅｔａｌ）からなる片状粉末の場合に起きると推測され、したがってこれらは本発明における片状粉末から除外される。　逆に言えば金属・半金属以外の片状粉末であれば、金型等との付着という阻害要因を有さないため、本発明の効果が期待できる。　本発明者らの調査によれば、物質を構成する原子間の結合様式が、主に共有結合またはイオン結合からなり、比較的電子伝導率が低い物質からなる片状粉末が好ましいが、前記のように酸化物がとくに好ましい。　なかでも、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナおよび酸化鉄の少なくとも一種であることがとりわけ好ましい。
　なお、前記理由により片状の黒鉛粉は本発明における片状粉末から除外されるが、合金用粉末として黒鉛粉を添加することは、片状・非片状に関わらず許される。
　ここに、上記した片状粉末のアスペクト比が５に満たないと、上記の効果が得られないので、本発明では、片状粉末のアスペクト比は５以上と規定した。　より好ましくは１０以上、さらに好ましくは２０以上である。
　なお、アスペクト比は以下の方法により測定する。　走査型電子顕微鏡で酸化物粒子を観察し、ランダムに選択した１００個以上の粒子に対して粒子の長径１と厚み２を計測し、個々の粒子のアスペクト比を計算する。　アスペクト比には分布があるので、その平均値をもってアスペクト比を定義する。
　なお、本発明においては片状粉末の一形態として針状粉末を挙げることができる。　針状粉末とは、形状が細い針状あるいは棒状の粒子からなる粉末であるが、片状粉末の方が添加による上記効果が大きい。
　また、片状粉末の長径の平均粒子径が１００μｍを超えると、粉末冶金に常用される鉄基混合粉末（平均粒子径：１００μｍ前後）と均一な混合ができなくなり、上記の効果を発揮できなくなる。
　したがって、片状粉末は長径の平均粒子径を１００μｍ以下とする必要がある。より好ましくは４０μｍ以下であり、さらに好ましくは２０μｍ以下である。
　なお、片状粉末の平均粒子径は、上記のように走査型電子顕微鏡を用いて観察した長径１の平均値とする。　ただし、ＪＩＳ　Ｒ　１６２９に準拠したレーザ回折・散乱法により粒子径分布を測定し、体積基準の積算分率における５０％径を用いてもよい。
　また、片状粉末の厚さが１０μｍを超えると、上記の効果を発揮できなくなる。したがって、片状粉末の厚さは１０μｍ以下とする必要がある。　より効果的な片状粉末の厚さは１μｍ以下であり、さらに好ましくは０．５μｍ以下である。　なお、厚さの実用的な最小値は約０．０１μｍである。
　さらに、本発明において、片状粉末の鉄基混合粉末に対する配合量が０．０１ｍａｓｓ％を下回ると、片状粉末の添加効果が現れない。　一方、５．０ｍａｓｓ％を超えると、成形密度の著しい低下を招くため好ましくない。　従って、片状粉末の配合量は０．０１~５．０ｍａｓｓ％とする。より好ましくは０．０５~２．０ｍａｓｓ％の範囲である。
　本発明において、鉄基粉末としては以下のものが例示される。　アトマイズ鉄粉（ａｔｏｍｉｚｅｄ　ｉｒｏｎ　ｐｏｗｄｅｒ）や還元鉄粉（ｒｅｄｕｃｅｄ　ｉｒｏｎ　ｐｏｗｄｅｒ）などの純鉄粉（ｐｕｒｅ　ｉｒｏｎ　ｐｏｗｄｅｒ）。　部分拡散合金化鋼粉（ｐａｒｔｌｙ　ｄｉｆｆｕｓｅｄ　ａｌｌｏｙｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｐｏｗｄｅｒ）および完全合金化鋼粉（ｐｒｅａｌｌｏｙｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｐｏｗｄｅｒ）。　さらには完全合金化鋼粉に合金成分を部分拡散させたハイブリッド鋼粉。　鉄基粉末の平均粒径は、１μｍ以上が好ましく、１０~２００μｍ程度がさらに好ましい。
　また、合金用粉末の種類としては、黒鉛粉末、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｉなどの金属粉末、金属化合物粉末等が例示される。　他の公知の合金用粉末も用いることが出来る。　これらの合金用粉末の少なくとも１種を鉄基粉末に混合させることにより焼結体の強度を上昇させることができる。
　上記した合金用粉末の配合量の合計は、鉄基混合粉末中で０．１~１０ｍａｓｓ％程度とすることが好ましい。　というのは、合金用粉末を０．１ｍａｓｓ％以上配合することにより、得られる焼結体の強度が有利に向上し、一方、１０ｍａｓｓ％を超えると、焼結体の寸法精度が低下するからである。
　上記した合金用粉末は、有機結合剤を介して鉄基粉末の表面に付着させた状態（以下、合金成分外装鉄粉という）であることが好ましい。　これにより、合金用粉末の偏析を防止し粉末中の成分分布を均一にすることができる。
　ここに、有機結合剤としては、脂肪酸アミドや金属石鹸（ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｓｏａｐ）などがとくに有利に適合するが、ポリオレフィン、ポリエステル、（メタ）アクリルポリマー、酢酸ビニルポリマーなどの、他の公知の有機結合剤も用いることが出来る。　これらの有機結合剤は、それぞれ単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。　２種以上の有機結合剤を用いる場合、少なくともその一部を共溶融物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍｅｌｔ）として用いても良い。　有機結合剤の添加量が０．０１ｍａｓｓ％未満では、鉄粉の表面に合金用粉末を均一かつ十分に付着できない。　一方、１．０ｍａｓｓ％を超えると、鉄粉同士が付着し凝集するので、流動性が低下するおそれがある。　したがって、有機結合剤の添加量は０．０１~１．０ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。なお、有機結合剤の添加量（ｍａｓｓ％）は、粉末冶金用鉄基混合粉末全体に占める有機結合剤の比率を指す。
　さらに、粉末冶金用鉄基混合粉の流動性や成形性を向上させるために、遊離潤滑剤粉末を添加することもできる。　遊離潤滑剤の添加量は、粉末冶金用鉄基混合粉全体に占める割合で１．０ｍａｓｓ％以下とすることが好ましい。　他方、遊離潤滑剤は０．０１ｍａｓｓ％以上添加することが好ましい。　遊離潤滑剤としては、金属石鹸（たとえばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マンガン、ステアリン酸リチウム等）、ビスアミド（たとえばエチレンビスステアリン酸アミド等）、モノアミドを含む脂肪酸アミド（たとえばステアリン酸モノアミド、エルカ酸アミド等）、脂肪酸（たとえばオレイン酸、ステアリン酸等）、熱可塑性樹脂（たとえばポリアミド、ポリエチレン、ポリアセタール等）が、圧粉体の抜出力を低減する効果を有するので好ましい。　前記以外の公知の遊離潤滑剤も、用いることが出来る。
　なお、鉄基混合粉末中の鉄の含有量は５０ｍａｓｓ％以上とすることが好ましい。
　次に、本発明の鉄基混合粉末の製造方法について説明する。
　鉄基粉末に、本発明に従う片状粉末や結合剤、潤滑剤（遊離潤滑剤、結合剤で鉄粉表面に付着させる潤滑剤）などの添加材、さらに必要に応じて合金用粉末を加えて、混合する。なお、上記した結合剤、潤滑剤などの添加材は、必ずしも全量を一度に添加する必要はなく、一部のみを添加して一次混合を行ったのち、残部を添加して二次混合することもできる。
　また、混合手段としては、特に制限はなく、従来から公知の混合機いずれもが使用できる。　例えば、従来から知られている撹拌翼型ミキサー（たとえばヘンシェルミキサー（Ｈｅｎｓｃｈｅｌ　ｍｉｘｅｒ）等）や容器回転型ミキサー（たとえばＶ型ミキサー、ダブルコーンミキサー等）が使用できる。　加熱が必要な場合には、加熱が容易な、高速底部撹拌式混合機や傾斜回転バン型混合機、回転クワ型混合機、円錐遊星スクリュー型混合機等が、特に有利に適合する。
　なお、本発明では、上記した添加材の他に、目的に応じて特性を改善するための添加材を添加できることはいうまでもない。　例えば、焼結体の切削性を改善する目的で、ＭｎＳなどの切削性改善用粉末の添加が例示される。
［実施例１］
　鉄基粉末として純鉄粉（アトマイズ鉄粉、平均粒子径：８０μｍ）Ａと、この純鉄粉の表面に有機結合剤を介して合金用粉末を付着させた合金成分外装鉄粉Ｂとの二種類を準備した。　Ｂに用いた合金用粉末はＣｕ粉末（平均粒子径：２５μｍ）：２．０ｍａｓｓ％および黒鉛粉末（平均粒子径：５．０μｍ、アスペクト比＞５）：０．８ｍａｓｓ％とした。　また、有機結合剤としては、ステアリン酸モノアミド：０．０５ｍａｓｓ％およびエチレンビスステアリン酸アミド：０．０５ｍａｓｓ％を使用した。　なお、これらの添加比率はいずれも、鉄基粉末全体に占める比率である。
　上記の鉄基粉末に、片状粉末と遊離潤滑剤を種々の比率で添加したのち、混合して、粉末冶金用鉄基混合粉末とした。遊離潤滑剤としては、ステアリン酸リチウム：０．１ｍａｓｓ％に加えて、表１に記載した量のステアリン酸亜鉛、エチレンビスステアリン酸アミド、エルカ酸アミドを使用した。
　また、比較のため、薄片状黒鉛粉末、フラーレン粉末、アルミナ微粒子またはマグネシア微粒子を添加したものも準備した。　フラーレンは直径：１ｎｍの一次粒子が凝集した粒径：約２０μｍの市販粉末を利用した。これらの混合粉末の配合比率を表１に示す。この配合比率は、粉末冶金用鉄基混合粉末全体に占める比率である。
　次に、得られた各鉄基混合粉末を、金型に充填し、室温で圧力：９８０ＭＰａで加圧成形し、円柱状の圧粉体（直径：１１ｍｍ、高さ：１１ｍｍ）とした。その際、鉄基混合粉末の流動性、圧粉体を金型から抜き出すときの抜出力および得られた圧粉体の圧粉密度について測定した結果を、表１に併記する。なお、鉄基混合粉末の流動性は、ＪＩＳＺ　２５０２に準拠して評価した。
　ここに、流動性は流動度が３０ｓｅｃ／５０ｇ以下であれば、また圧縮性は成形密度が７．３５Ｍｇ／ｍ３以上であれば、さらに抜出性は抜出力が２０ＭＰａ以下であれば、それぞれ良好といえる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から明らかなように、本発明に従う片状粉末を適量添加することによって、流動性は勿論のこと、圧縮性および抜出力に優れる鉄基混合粉末が得られることが分かる。　一方、同じ成分であっても、片状粉末を添加した発明例４に比較して、粒状微粉を添加した比較例１では流動性が著しく劣っており成形密度も低い。　なお、片状粉末の成分が黒鉛である比較例５では、混合粉末の流動性は高かったものの、成形時に圧粉体と金型間でカジリを生じたため、成形密度や抜出力の測定は不可能であった。
　本発明に従う片状粉末を、鉄基粉末中に適量添加することにより、流動性は勿論のこと、成形密度と抜出力を併せて改善することができ、ひいては生産性の向上のみならず、製造コストを低減することができる。
　１　長径
　２　厚さ

Claims (7)

  1. 　粉末冶金用鉄基混合粉末であって、鉄基粉末に、長径の平均粒子径が１００μｍ以下、厚さが１０μｍ以下で、かつアスペクト比（厚さに対する長径の比率）が５以上の片状粉末を、鉄基混合粉末に対し０．０１~５．０ｍａｓｓ％の範囲で含有させてなる粉末冶金用鉄基混合粉末。
  2. 　前記片状粉末が、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナおよび酸化鉄のうちから選んだ少なくとも一種である請求項１に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
  3. 　さらに合金用粉末を含有する、請求項１に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
  4. 　さらに合金用粉末を含有する、請求項２に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
  5. 　さらに有機結合剤を含有する、請求項１~４のいずれかに記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
  6. 　さらに遊離潤滑剤を含有する、請求項１~４のいずれかに記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
  7. 　さらに遊離潤滑剤を含有する、請求項５に記載の粉末冶金用鉄基混合粉末。
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