[发明专利]粉末冶金用混合粉及其制造方法、以及铁基粉末制烧结体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金用混合粉及其制造方法，所述粉末冶金用混合粉适合用于汽车烧结部件等，是将铁基粉末、合金用粉末、切削性改善用粉末及润滑剂混合而成的，以及，本发明还涉及一种铁基粉末制烧结体的制造方法，所述铁基粉末制烧结体是将所述混合粉成型、烧结而得到的，特别地，本发明谋求改善铁基粉末制烧结体的切削性。

背景技术

由于粉末冶金技术的进步使得能够将高尺寸精度且复杂形状的部件制造成近净形状(near net shape)，因此利用粉末冶金技术的产品被应用于各种领域。粉末冶金技术由于是在将粉末填充至所期望的形状的模具中并成型之后进行烧结，所以具有形状自由度高的特征。因此，多用于形状复杂的齿轮等机械部件。

另外，在铁系粉末冶金的领域中，将在铁基粉末(金属粉末)中混合有铜粉、石墨粉等合金用粉末和硬脂酸锌、硬脂酸锂等润滑剂的铁基混合粉填充于规定形状的模具中后，进行加压成型而制成成型体，接着，实施烧结处理，得到烧结部件。这样得到的烧结部件通常尺寸精度良好，但在制造要求极其严密的尺寸精度的烧结部件时，烧结后还需要进一步实施切削加工，在该切削加工中，以各种切削速度实施利用车床的车削、利用钻头(drill)的钻孔等加工。

但是，上述烧结部件的空穴含有比率高，与利用熔化法的金属材料相比，切削阻力更高。因此，一直以来，出于提高烧结体的切削性的目的，在铁基混合粉中以粉末形式、或以与铁粉或铁基粉末合金化的形式添加Pb、Se、Te等。

然而，Pb由于熔点低达330℃，从而其在烧结过程中熔融，但不固溶于铁，因此，有难以使其在基质中均匀分散的问题。另外，Se、Te由于使烧结体脆化，因此，有烧结体的机械特性的劣化显著的问题。

此外，上述的空穴由于导热性差，因此，加工烧结体时，加工时的摩擦热被蓄积，工具的表面温度容易升高。因此，切削工具变得容易损耗、使用寿命缩短，结果，产生了切削加工费用增加、导致烧结部件的制造成本升高的问题。

对于这些问题，例如，专利文献1记载了一种烧结物体制造用铁粉混合物，其在铁粉中以重量％计混合有0.05～5％的10μm以下的微细硫化锰粉末。

根据专利文献1记载的技术，能够在未伴有大的尺寸变化及强度劣化的情况下改善烧结材料的被削性(切削性)。

专利文献2记载了一种在铁基粉末中添加碱性硅酸盐的铁基烧结体的制造方法。

根据专利文献2记载的技术，通过添加0.1～1.0重量％的碱性硅酸盐，能够在未伴有大的尺寸变化及强度劣化的情况下改善易切削加工性。

专利文献3记载了一种粉末冶金用铁系混合粉末，其将铁粉作为主体，含有0.02～0.3重量％的CaO-Al₂O₃-SiO₂类复合氧化物的粉末(陶瓷粉末)，所述陶瓷粉末具有钙长石相(anorthite phase)及/或钙铝黄长石相(gehlenite phase)，平均粒径为50μm以下。

根据专利文献3记载的技术，切削时在加工面露出的陶瓷粉末附着于工具表面，形成工具保护膜(被覆层，belag layer)，从而能够防止工具的材质劣化，改善切削性。

专利文献4记载了一种铁基混合粉，所述铁基混合粉是将铁基粉末、合金用粉末、由硫化锰粉和磷酸钙粉及/或羟基磷灰石粉组成的切削性改善用粉末、以及润滑剂混合而成的。此处，记载有以下内容：硫化锰有效地作用于切屑的微细化，另一方面，磷酸钙粉及羟基磷灰石粉在切削时附着于工具的表面，形成被覆层，具有防止或抑制工具表面的变质的效果。

即，根据专利文献4记载的技术，能够在未伴有烧结体的机械特性的劣化的情况下提高切削性。

另外，根据专利文献5，记载了通过在铁或铁基合金中添加单独或合计为0.3～3.0重量％的硫酸钡或硫化钡，能够提高切削性等机械加工性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-147801号公报

专利文献2：日本特开昭60-145353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2006-89829号公报

专利文献5：日本特公昭46-39564号公报

专利文献6：日本特开平04-157138号公报

专利文献7：日本特开2012-144801号公报

专利文献8：日本特开2001-114509号公报

发明内容