[发明专利]铁基粉末冶金用混合粉和其制造方法、以及使用其制作的烧结体

说明书

技术领域

本发明涉及铁基粉末冶金用混合粉及使用其制作的烧结体，尤其涉及以特定的比例包含II型无水硫酸钙的铁基粉末冶金用混合粉及使用其制作的烧结体。

背景技术

粉末冶金作为各种机械部件的工业化生产方法被广泛使用。铁基粉末冶金的步骤中，首先，通过将铁基粉末和铜(Cu)粉末、镍(Ni)粉末等合金用粉末、石墨粉、润滑剂混合而准备混合粉末。然后，将该混合粉末填充到模具中并挤压成形，进行烧结，由此制作烧结体。最后，对该烧结体实施如钻孔加工、车削加工等切削加工，由此获得所期望形状的机械部件。

理想的粉末冶金，是以对于烧结体不实施切削加工而将该烧结体作为机械部件能够使用的方式来进行加工。但是，有时上述烧结会使原料粉末产生不均匀的收缩。近年，机械部件所要求的尺寸精度高，部件形状复杂化。因此，对烧结体实施切削加工日益成为必需。在这样的技术背景之下，对于烧结体赋予了被切削性，以便顺利加工该烧结体。

作为赋予上述被切削性的方案，有将硫化锰(MnS)粉末添加到混合粉末中的方法。硫化锰粉末的添加对于如钻孔等相对低速的切削加工是有效的。但是，硫化锰粉末的添加存在如下问题：在近年的高速切削加工中未必也有效、发生烧结体污染、机械强度下降等。

专利文献1(日本专利公开公报特公昭52－16684号)公开了一种上述硫化锰的添加以外的、赋予被切削性的方法。专利文献1公开了一种烧结钢，其来自包含铁粉、所需量的碳和铜的铁系原料粉，并且含有0.1～1.0％的硫化钙(CaS)、0.1～2％的碳(C)和0.5～5.0％的铜(Cu)。

专利文献1公开的使铁系原料粉包含硫化钙的方案，存在机械部件的强度大幅降低、混合粉末经时变化而品质(product quality)不稳定等问题。此外，利用切削工具加工专利文献1公开的烧结钢时，切屑难以被微细地分割。由于该原因，难以说专利文献1公开的烧结钢优异到满足目前的切屑处理性要求的程度。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于：提供一种铁基粉末冶金用混合粉，能够制作具有稳定的品质和性能的烧结体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特公昭52－16684号

发明内容

本发明的铁基粉末冶金用混合粉，以烧结后的CaS的重量比率达到0.01重量％以上且0.1重量％以下的方式包含含有II型无水硫酸钙的粉末。

本发明的铁基粉末冶金用混合粉的制造方法，包括：在350℃以上且900℃以下加热包含二水石膏或半水石膏的粉末，由此制作含有II型无水硫酸钙的粉末的步骤；和，将所述含有II型无水硫酸钙的粉末与铁基粉末混合的步骤。

附图说明

图1是示出切屑处理性良好的切屑外观的一个例子的图像。

图2是示出切屑处理性不是良好的切屑外观的一个例子的图像。

图3是用金属陶瓷片对实施例26中制作的烧结体进行车削后的工具前刀面的摩耗部分的观察图像。

图4是用金属陶瓷片对实施例30中制作的烧结体进行车削后的工具前刀面的摩耗部分的观察图像。

图5是用金属陶瓷片对实施例32中制作的烧结体进行车削后的工具前刀面的摩耗部分的观察图像。

图6是用金属陶瓷片对实施例33中制作的烧结体进行车削后的工具前刀面的摩耗部分的观察图像。

图7是用金属陶瓷片对实施例34中制作的烧结体进行车削后的工具前刀面的摩耗部分的观察图像。

图8是用金属陶瓷片对参考例1中制作的烧结体进行车削后的工具前刀面的摩耗部分的观察图像。

具体实施方式

为了达到上述目的，本发明人研究了专利文献1公开的烧结体为什么会随着时间的经过而品质和性能下降。并且，本发明人查明了：若烧结体包含硫化钙和半水石膏(以下将这两种成分记作“CaS成分”)，则该烧结体的品质和性能下降。即，本发明人发现了：CaS成分会吸收大气中的水分而变成硫酸钙二水合物(CaSO₄·2H₂O)；并且，CaS成分会通过硬化反应而聚集成63μm以上的粗粒。据此，明确了：CaS成分在混合粉或烧结体中不均匀分散而会使烧结体的被切削性降低；并且，CaS成分所吸附的水分在烧结中膨胀而会使烧结体的强度降低。

本发明人基于上述见解，对于吸湿性低的硫酸钙的晶体结构进一步进行了深入研究，从而完成了以下所示的本发明。