[发明专利]金属粉末成型体、该成型体的再压制体、用该再压制体生产的烧结体及其生产方法

说明书

本发明涉及一种金属粉末成型体、该成型体的再压制体和用该再压制体生产的烧结体及其生产方法，适用于制造用烧结金属制成的各种结构机械部件。

制造烧结金属的方法基本包括原料粉末的混合、压块、烧结和后处理(热处理)。虽然只通过这些基本步骤可以生产烧结的产品，但是，在许多情况下，在这些基本步骤之间或之后，根据要求进行另外的步骤或各种处理。

例如，日本专利申请第一次公开No.1-123005公开了一种方法，包括下列步骤：把混合粉末压制成预成型体，预烧结(假烧结)该预成型体形成金属粉末成型体，再压制(冷锻)该金属粉末成型体，然后烧结(真正的烧结)所述再压制体。

具体地，在传统方法中，金属粉末成型体的再压制(冷锻)步骤由预压步骤和真正的压制步骤构成。金属粉末成型体在向其表面涂敷液体润滑剂之后预压，并暴露在负压下以吸附和除去润滑剂。然后，金属粉末成型体经过真正的压制步骤。

由于这些步骤使得润滑剂仍然保留在预成型体的内部，可以防止破坏和消除在预成型体之内的微气孔，从而阻止预成型体产生多孔结构，因此，所的产品的密度增大到最高7.4-7.5g/cm³，从而使产品表现出比现有技术的产品更高的机械强度。

在上述传统情况下，为了获得较高机械强度的产品，注意力主要集中于成型体的再压制步骤，即意欲通过再压制步骤提高其密度。但是，通过再压制步骤获得的产品仅表现出有限的机械强度。

因此，为了进一步提高产品的机械强度，已经认为增大产品的碳含量是有效的，即增大金属粉末中的石墨加入量。但是，一般来说，在石墨加入量增大时，成型体的延伸率降低，并且表现出硬度增大，从而产生在成型体再压制时变形性能降低等问题，因此，难以进行的再压制步骤。

例如，在日本粉末冶金联合会出版的粉末冶金进展的第二次介绍”的小册子(1985年11月15日)，第90页中，已经描述了碳含量为0.05-0.5％的金属粉末成型体表现出最多10％的延伸率，和HRB 83的硬度。但是，由经验得知，具有不大于10％的延伸率和大于HRB 60的硬度的金属粉末成型体难以再压制。因此，要求获得具有更高延伸率、低硬度和优异变形性能的金属粉末成型体。

本发明人已经连续进行了广泛的研究，来生产由于使用烧结金属而生产具有高机械强度的各种结构机械部件。因此，已经认识到，在通过预烧结一种预成型体形成金属粉末成型体、再压制该成型体并使该再压制体经过真正的烧结制造机械部件时，粉末成型体具有确定所得机械部件质量的重要因素。所以，必须获得具有预定石墨含量、大延伸率、低硬度和优异变形性能的成型体。基于上述认识，本发明人进行了进一步的研究。

作为研究结果，已经发现，具有预定石墨含量的金属粉末成型体的性能，尤其是作为促进再压制的重要性能的延伸率和硬度，受形成成型体之前的预成型体的密度、预烧结预成型体获得的成型体的结构、以及在成型体中所含碳的形态影响并由它们决定。

针对上述现有技术问题方面做出了本发明。本发明的一个目的是提供一种具有优异可变形性能的金属粉末成型体、成型体的再压制体、用再压制体生产的烧结体，及其生产方法。

根据权利要求1叙述的本发明，提供一种通过包括下列步骤的方法生产的金属粉末成型体：

把石墨与铁基金属粉末混合得到的金属粉末混合物压制，形成密度不小于7.3g/cm³的预成型体；并且

在700-1000℃预烧结该预成型体，

所述金属粉末成型体具有石墨保留在金属粉末颗粒边界上的组织。

在权利要求2所述的本发明中，与金属粉末混合的石墨量为0.3重量％或更多。

根据权利要求3所述的本发明，提供一种通过再压制根据权利要求1或权利要求2的金属粉末成型体生产的再压制体。

根据权利要求4所述的本发明，提供一种生产再压制体的方法，包括：

一个把石墨与铁基金属粉末混合获得的金属粉末混合物压制的预成型步骤，形成密度不小于7.3g/cm³的预成型体；

在700-1000℃预烧结所述预成型体的预烧结步骤，形成其中石墨保留在金属粉末颗粒边界上的组织的金属粉末成型体；以及

再压制所述金属粉末成型体的再压制步骤。

根据权利要求5所述的本发明，所述预成型步骤还包括通过上下冲头压制填充在成型模具模腔内的金属粉末混合物的步骤。