[发明专利]烧结部件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结部件的制备方法，特别是涉及通过在烧结后进行锻造来获得与熔制材料同等的高的密度和强度的技术。

背景技术

粉末冶金法是通过将含有金属粉末等的原料粉末固定为规定形状和尺寸，在不将其熔融的温度下加热来牢固结合粉末粒子制备金属制品的技术，由于可近终成型且实现大量生产以及可制备在熔制材料中无法获得的特殊材料等特长而在汽车用机械部件或各种产业用机械部件中得到应用。

但是，通过粉末冶金法得到的烧结部件通常由于对原料粉末进行压粉缩成形时的粉末间的空隙在烧结后作为气孔残留而存在与溶质材料相比其强度降低的缺点。对于该缺点，已通过如下方法应对：赋予烧结部件大量合金成分，通过合金元素来强化基质，即制成比熔制材料中使用的更高级的钢种。但是，由于近年来各种合金元素的价格高涨，原料粉末成本的增加逐渐成为问题。另外，也可在烧结时添加生成液相的成分，用液相充满气孔来消除气孔，但难以确保尺寸精密度，在烧结后需要机械加工，缺乏可近终成型的粉末冶金法的优点。

在这样的情况下，实施了通过塑性加工来提高烧结部件的部分或整体密度，通过降低作为破坏起点的气孔的量来提高基质强度，提高烧结部件强度的研究(国际特许公开WO97/47418号公报(对应专利申请：美国特许6171546号公报、欧州特许公开0958077号公报、日本特许公表2000-511975号公报、中国特许公开1222105号公报等)、国际特许公开WO02/00378号公报(对应专利申请：美国特许公开2003/0155041号公报、欧州特许公开1294511号公报、日本特许公表2004-502028号公报、中国特许公开1438926号公报等)、美国特许5754937号公报(对应专利申请：美国特许6193927号公报、国际特许公开WO97/43458号公报、欧州公开特许0910680号公报、日本特许公表2001-513143号公报等)、日本特许公开2004-091929号公报等)。

在国际特许公开WO97/47418号公报、国际特许公开WO02/00378号公报中公开的技术中，虽然经致密化部分强度提高，但存在因气孔的存在而整体强度低的课题。另外，在美国特许5754937号公报、日本特许公开2004-091929号公报中公开的技术中，虽然在烧结后进行冷锻，压破基本上所有的气孔，获得与熔制材料同等的密度，但存在强度不及熔制材料的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于：提供通过在烧结后进行锻造来获得与熔制材料同等的高的密度和强度的烧结部件的制备方法和以该制备方法制备的齿轮、链齿(スプロケット，sprocket)或高密度烧结磁心。

本发明人等为提高在烧结后锻造的烧结部件的强度而反复深入研究。结果注意到从锻造的烧结部件表面到内侧残存有气孔的现象。根据该现象，本发明人等得到了如下结论：由于在将润滑剂涂布于烧结体后进行冷锻，润滑剂通过气孔侵入内部，气孔因存在于气孔内的润滑剂而不被破坏。另外，还得到了如下结论：即使是看起来像压破的气孔，由于润滑剂膜介于气孔的金属面之间，不产生金属粘合，所以导致强度不足。

本发明的烧结部件的制备方法基于上述见解而提出，其特征在于，具备如下工序：混合原料粉末的混合工序，压缩上述原料粉末制成生压胚(压粉体，green compact)的成形工序，烧结上述生压胚制成烧结体的烧结工序，对上述烧结体表面实施塑性加工或将表面熔融堵塞该表面上露出的气孔的封孔工序，和使用润滑剂锻造已封孔的上述烧结体的锻造工序。

润滑剂在侵入内部的气孔妨碍锻造时气孔的破坏的同时，只要稍稍存在于气孔中即可在气孔被压破时成膜抑制金属面间的粘合。在这一点上，由于在本发明中通过封孔工序堵塞烧结体表面上露出的气孔，所以可抑制润滑剂侵入烧结体内部的现象。因此，可通过锻造获得充分的密度和强度。

另外，当作为封孔处理进行塑性加工时，烧结体表面上露出的气孔发生变形，凹口敏感性降低。表面上露出的气孔深，即使进行锻造，也不会作为凹口残留，但通过在锻造前对表面进行塑性加工，气孔周围凹陷，气孔变浅，在锻造后作为凹口发挥作用的气孔减少。

此外，通过塑性加工使表面加工硬化，降低表面与模具的摩擦阻力。例如，若锻造软钢之类的软质材料，则可观察到材料咬合(かじり付き)模具内面的现象，但通过使表面加工硬化，可抑制咬合的发生。