[发明专利]粉末冶金用混合粉末的制造方法、烧结体的制造方法及烧结体

说明书

本发明提供能够得到尽管不含有Ni但具有与含有Ni时同等以上的优良的拉伸强度和韧性的烧结体的粉末冶金用混合粉末。一种粉末冶金用混合粉末的制造方法，其具有：第一混合工序，在铁基粉末中混合含Mo粉末和含Cu粉末而制成原料混合粉末；扩散附着工序，通过对所述原料混合粉末进行热处理而使Mo和Cu扩散附着于所述铁基粉末表面，从而制成部分扩散合金钢粉；第二混合工序，在所述部分扩散合金钢粉中混合石墨粉而制成粉末冶金用混合粉末，其中，所述铁基粉末的平均粒径为30～120μm，使用氧化亚铜粉作为所述含Cu粉末，将所述粉末冶金用混合粉末的成分组成设定为由Mo：0.2～1.5质量％、Cu：0.5～4.0质量％、C：0.1～1.0质量％以及作为余量的Fe和不可避免的杂质构成的成分组成。

技术领域

本发明涉及粉末冶金用混合粉末的制造方法，特别是涉及制造尽管不含有Ni但具有适合于制造汽车用高强度烧结部件等的特性的粉末冶金用混合粉末的方法。另外，本发明涉及烧结体的制造方法及通过上述制造方法得到的烧结体。

背景技术

粉末冶金技术能够以极其接近产品形状的形状(所谓的近净形状)且以高尺寸精度制造复杂形状的部件。因此，使用粉末冶金技术制作部件时，能够大幅降低切削成本。因此，应用粉末冶金技术的粉末冶金产品作为各种机械用部件而被用于多个领域。

在该粉末冶金技术中，主要使用铁基粉末。铁基粉末根据成分而被分类为铁粉(例如纯铁粉等)、合金钢粉等。另外，铁基粉末根据其制造方法而被分类为雾化铁粉、还原铁粉等。并且，在使用基于制造方法的分类的情况下，铁粉以不仅包括纯铁粉、还包括合金钢粉的广泛的含义来使用。

在粉末冶金技术中，使用如上所述的铁基粉末制作成形体，将该成形体进行烧结，由此制造烧结体。上述成形体通常通过如下方式来制造：在铁基粉末中混合Cu粉/石墨粉等合金用粉末和硬脂酸、硬脂酸锂等润滑剂而制成混合粉，然后，将其填充于模具中进行加压成形。

在此，由通常的粉末冶金工序得到的成形体的密度为约6.6Mg/m³～约7.1Mg/m³。这些成形体通过之后的烧结处理而形成烧结体，进一步根据需要进行精整、切削加工，从而制成粉末冶金部件(部件)。另外，在需要更高的强度的情况下，也有时在烧结后进行渗碳热处理、光亮热处理。

最近，为了部件的小型化、轻量化，强烈期望提高粉末冶金部件的强度。特别是针对由铁基粉末制造的铁基粉末部件(铁基烧结体)的高强度化的要求强烈。

在此，作为铁基粉末，主要已知有在原料粉(纯铁粉)中添加合金元素而得到的下述粉末；

(1)在纯铁粉中配合各合金元素粉末而得到的混合粉、

(2)将各合金元素与纯铁粉完全合金化而得到的预合金钢粉、

(3)使各合金元素粉末部分地附着扩散于纯铁粉、预合金钢粉的表面而得到的部分扩散合金钢粉(也称为复合合金钢粉)。

上述(1)的混合粉具有具备与纯铁粉匹敌的高压缩性这样的优点。但是，在烧结时，各合金元素在Fe中未充分扩散而形成不均匀组织，其结果是，有时最终得到的烧结体的强度差。另外，在使用Mn、Cr、V和Si等作为合金元素的情况下，这些元素与Fe相比更容易被氧化，因此，存在如下问题：在烧结时受到氧化，最终得到的烧结体的强度降低。为了抑制上述氧化、使烧结体低氧量化，需要严格地控制烧结时的气氛，在烧结后进行渗碳的情况下需要严格地控制渗碳气氛中的CO₂浓度、露点。因此，上述(1)的混合粉无法应对近年来的高强度化的要求，到了不能使用的状态。