[发明专利]粉末冶金用铁系混合粉末和铁粉烧结体

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金用铁系混合粉末和铁粉烧结体，特别是涉及可以 得到作为汽车用的高强度烧结部件适宜的铁粉烧结体的粉末冶金用铁系 混合粉末和铁粉烧结体。

背景技术

对将金属粉在金属模内加压、成形之后，进行烧结而制成烧结体的粉 末冶金法而言，由于也可以精度良好地制造复杂的形状的机械部件，因此 在要求高尺寸精度的齿轮等汽车部件的制造中可以广泛地应用。

现实中，由于使用金属模的加压成形的制约，对于多种烧结部件，在 最终工序中要实施某种机械加工。然而，可以确认烧结部件与同一组成的 熔炼材相比被削性差。因此，正在寻求作为其改善策略的各种方案，例如， 有在粉末冶金用铁系混合粉末、铁粉烧结体等中添加MnS粉、氧化物等 的方法。

例如，在专利文献1中使用吡咯啉酸钙作为切削性改善用粉末，公开 了相对于铁基粉末、合金用粉末和切削性改善用粉末的合计量，含有以 Ca换算为0.02～0.40质量％的该吡咯啉酸钙的粉末冶金用铁基混合粉(粉 末冶金用铁系混合粉末)。

在专利文献2中，公开了含有0.05～0.15质量％的CaO-Al₂O₃-SiO₂系 复合氧化物的粉末冶金用铁系混合粉末，在专利文献3中，公开了含有 0.02～0.3质量％的CaO-Al₂O₃-SiO₂系复合氧化物的粉末冶金用铁系混合 粉末。另外，在专利文献4中，公开了使CaO-MgO-SiO₂系的复合氧化物 分散在金属基体中的烧结材料(烧结体)。

在专利文献5中，公开了在C：0.1～0.6质量％的熔炼材中，规定了 选自Na、Li、B和Si中的氧化物在钢中的含有个数的机械结构用钢(快 削钢)，在专利文献6中，公开了在C：0.02～0.15质量％的熔炼材中，规 定了选自Na、Li、B和Si中的氧化物在钢中的含有个数的快削钢。

在专利文献7中，公开了在以珠光体(perlite)为主体的基底中呈现 分散有铜或铜锡系合金相和游离石墨的组织的烧结阀导管材料(烧结体)。 另外，在专利文献8中，公开了以混合粉末整体的质量比计，混合添加有 0.1～2.0质量％的石墨粉末和0.01～1.0质量％的氧化硼粉末的快削性铁系 烧结合金(烧结体)。

然而，在以往的粉末冶金用铁系混合粉末、铁粉烧结体等中，存在以 下所述的问题。

在专利文献1～4所记载的发明中，例如，如专利文献2所记载的那 样，所使用的氧化物为所谓的较低熔点的、但是实际的熔点却超过1000℃ 的氧化物，这些氧化物可称为高熔点。因此，存在氧化物只有在能够熔融 的V200m/min左右以上的高速切削中才能够适用的问题。

专利文献5、6所记载的快削钢，是以熔炼材为对象的快削钢，由于 与烧结部件在材料上不同，因此与烧结部件中的技术在根本上是不同的。 因此，专利文献5、6所记载的技术并非能够原样地应用于烧结部件中技 术。

即，对于专利文献5，6所记载的发明而言，氧化物在铁基体中以球 或者椭圆形状均匀地存在，与此相对，由于烧结体中存在气孔，因此氧化 物以在烧结中发生熔融并将铁粉表面覆盖的方式(即不在铁中)在气孔中 存在。进而，专利文献5，6所记载的发明的效果在于提高基于熔融脆化 的切屑分割性。对于这一点而言，可以说并非由于在铁粉烧结体本来就存 在气孔而谋求熔融脆化，其效果也不同。另外，铁粉烧结体具有气孔，所 以在强度上不利，因此与熔炼材相比具有更多C量以确保强度。

对于专利文献7、8所记载的发明而言，例如，如专利文献8所记载 的那样，添加的B₂O₃在烧结中发生熔融并抑制石墨向铁粉中的渗碳，使 游离石墨残留在烧结体的气孔中。虽然基于该游离石墨的润滑效果提高被 削性，但由于抑制了渗碳，存在强度下降的问题。

另外，对一般用于提高被削性而进行的添加MnS而言，因为S，存在 所谓作业环境被污染的问题、所谓成为强度下降的原因的问题。

【专利文献1】日本特开2004-115847号公报

【专利文献2】日本特开平9-279203号公报

【专利文献3】日本特开平9-279204号公报

【专利文献4】日本特开平8-260113号公报