[发明专利]烧结机械部件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结机械部件及其制造方法。

背景技术

烧结体是将混合金属粉末压缩成形后在规定的温度下进行烧结而获得的。烧结体可以制成净型锻造(ネットシェイプ)制品或接近净型锻造制品，通过成品率、加工工序数的削减从而能够低成本化，因此被用于机械部件等。其中，铁系烧结体由于机械性质优异，而被广泛用于汽车部件、电气制品等中。

但是，烧结体的内部残留有很多空孔，这些空孔成为应力集中源，产生熔炼材中的龟裂之类的行为，因此成为拉伸·压缩·弯曲强度、冲击强度等静态强度或疲劳强度等动态强度降低的原因。

例如，通过对混合粉末交替实施压缩成形工序和烧结工序各两次、从而实现烧结体的高密度化的技术是已知的(例如，专利文献1)。但是，此时，存在制造成本变高的问题。

例如，专利文献2中，通过使用粗的具有粒度分布的金属粉末，不使用二段成形·二段烧结等耗费成本的处理而实现了烧结体的高密度化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平4－337001号公报

专利文献2:日本特表2007－537359号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，如上述专利文献2所述，仅使用粒度大的金属粉末的情况下，有时无法将铁系烧结体提高到7.5g/cm³以上的超高密度。

本发明的目的在于，利用低成本的方法将包含铁系烧结金属的机械部件的密度提高到7.5g/cm³以上。

用于解决课题的手段

在将混合粉末的压缩成形体(压粉体)烧结时，混合粉末中所配合的石墨粉末在合金钢粉内固溶，因此存在石墨粉末的位置形成空孔。通常，石墨粉末使用的是比合金钢粉微细的粉末，因此上述那样的与石墨粉末的固溶相伴随的空孔是微细的。因此，密度不那么高的铁系烧结体(即，内部产生了某种程度的空孔的烧结体)中，上述那样的与石墨粉末的固溶相伴随的空孔的影响小，其影响未加以考虑。与此相对，根据本发明人等的验证明确了：7.5g/cm³以上的超高密度的烧结体中，石墨粉末的尺寸及配合比例对烧结体的密度影响大。因此，本发明使用平均粒径为8μm以下的极其微细的石墨粉末、且将混合粉末中的石墨粉末的配合比例抑制为较低(扩散合金粉的情况下，相对于合金钢粉100wt％为0.05～0.35wt％，完全合金粉的情况下，相对于合金钢粉100wt％为0.15～0.35wt％)。由此，不使用二段成形·二段烧结等高成本的方法也能够将烧结体的密度提高至7.5g/cm³以上的超高密度。

即，本发明的特征在于，其为使用包含合金钢粉及石墨粉末的混合粉末形成的烧结机械部件，前述合金钢粉为扩散合金钢粉，相对于前述合金钢粉100wt％，前述石墨粉末为0.05～0.35wt％，前述石墨粉末的平均粒径为8μm以下，密度为7.5g/cm³以上。此外，本发明的特征在于，其为使用包含合金钢粉及石墨粉末的混合粉末形成的烧结机械部件，前述合金钢粉为完全合金钢粉，相对于前述合金钢粉100wt％，前述石墨粉末为0.15～0.35wt％，前述石墨粉末的平均粒径为8μm以下，密度为7.5g/cm³以上。

此外，本发明的特征在于，其为烧结机械部件的制造方法，包含：混合工序，相对于扩散合金钢粉100wt％混合0.05～0.35wt％的平均粒径为8μm以下的石墨粉末，获得混合粉末；压粉工序，将前述混合粉末压缩成形，获得压粉体；以及烧结工序，将前述压粉体在规定的烧结温度下烧结，获得密度为7.5g/cm³以上的烧结体。此外，本发明的特征在于，其为烧结机械部件的制造方法，包含：混合工序，相对于完全合金钢粉100wt％混合0.15～0.35wt％的平均粒径为8μm以下的石墨粉末，获得混合粉末；压粉工序，将前述混合粉末压缩成形，获得压粉体；以及烧结工序，将前述压粉体在规定的烧结温度下烧结，获得密度为7.5g/cm³以上的烧结体。

如果使用通过了网眼为180μm的筛而除去了粗大的粒子的合金钢粉作为上述混合粉末中包含的合金钢粉，则能够切实防止在烧结体中形成粗大的气孔。

作为上述合金钢粉，可以使用例如在Fe-Mo合金的周围扩散附着有Ni的扩散合金钢粉。此时，扩散合金钢粉优选为如下组成：含有1.5～2.3wt％的Ni、0.5～1.5wt％的Mo，余部由Fe及不可避免的杂质构成。