[发明专利]粉末冶金用铁基粉末

说明书

技术领域

本发明涉及适合于粉末冶金的用途且防止偏析的能力优良的铁基粉末。

背景技术

粉末冶金技术能够以极高的尺寸精度生产复杂形状的机械部件，因此，能够大幅降低该机械部件的制造成本。因此，应用粉末冶金技术制造的各种机械部件被用于多个方面。而且最近，机械部件的小型化或轻量化的要求提高，正在研究各种用于制造小型、轻量且具有充分的强度的机械部件的粉末冶金用原料粉。

例如，在专利文献1、2及3中，公开了在铁粉或合金钢粉的表面附着有合金用粉末的粉末冶金用原料粉。这种以铁为主体的粉末(以下称为铁基粉末)通常添加副原料粉末(例如铜粉、石墨粉、磷化铁粉、硫化锰粉等)及润滑剂(例如硬脂酸锌、硬脂酸铝等)，所得到的混合粉末供于机械部件的制造。

但是，铁基粉末、副原料粉末及润滑剂它们的特性(形状、粒径等)各不相同，因此，混合粉末的流动性不均匀。

即，产生了如下问题：

(a)受到在将混合粉末向储存用加料斗输送的中途的振动、落下的影响，铁基粉末、副原料粉末、润滑剂局部地不均匀分布；

(b)投入到加料斗中的混合粉末的粒子间产生较大的间隙，因此，混合粉末的表观密度降低；

(c)堆积在加料斗的下部的混合粉末的表观密度随着时间推移(即受到重力的影响)而上升，另一方面，在上部的表观密度低的状态下储存，因此，混合粉末的表观密度在加料斗的上部和下部变得不均匀。

即，现有技术中，在使用混合粉末的情况下，极难大量制造具有均匀强度的机械部件。

在此，为了解决上述(a)～(c)的问题，需要提高铁基粉末、副原料粉末及润滑剂的混合粉末的流动性。

因此，在专利文献4中，公开了以具有规定范围的粒径的铁粉为主体的铁基粉末。但是，该技术中，不能使用规定范围以外的铁粉，因此，不仅铁粉的成品率降低，而且难以使铁基粉末均匀且充分地充满齿轮尖这样薄壁的腔。

另外，在专利文献5中，公开了含有0.005～2重量％的粒径小于40nm的SiO₂来改善温成形时的流动性。但是，该技术中存在如下问题：在烧结时会残留二氧化硅，从而阻碍铁粉粒子间的烧结，因此，所得到的烧结体的强度降低。

对于这些问题，专利文献6中公开了一种增加包含铁或铁基金属粉末、润滑剂和/或粘合剂的粉末冶金组合物的流动性的方法，其中，在该组合物中添加0.001～0.2重量％的粒径小于200nm且比表面积大于100m²/g的炭黑。

另外，在专利文献7中公开了一种组合物，其是含有铁粉末或铁基粉末、和粒子状复合润滑剂的铁基粉末冶金用组合物，其中，上述复合润滑剂含有具有核的粒子，所述核含有在固体有机质润滑材料上附着有碳微粒的有机质润滑材料。这是在将铁粉和润滑剂混合之前预先使润滑剂表面上附着有碳微粒的粒子与铁粉混合的技术，由此，使得流动性优良并且防止润滑剂之间的凝聚。

此外，出于同样的目的，在专利文献8中公开了一种粉末冶金用铁基粉末，其经由针入度在0.05～2mm的范围内的粘合剂使含有50～100质量％的炭黑的流动性改善粒子附着于铁粉的表面而形成，铁粉被粘合剂包覆的包覆率为10％以上且50％以下，并且粘合剂被流动性改善粒子包覆的包覆率为50％以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-219101号公报

专利文献2：日本特开平2-217403号公报

专利文献3：日本特开平3-162502号公报

专利文献4：日本特开平5-148505号公报

专利文献5：日本特表2002-515542号公报

专利文献6：日本特表2008-505249号公报

专利文献7：日本特表2009-522446号公报

专利文献8：日本专利第4379535号公报

专利文献9：日本特开2007-277712号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，专利文献6中公开的技术中，需要使炭黑的比表面积大于100m²/g，这种情况下，混合粉的表观密度下降，压缩性降低，因而不优选。此外，存在如下问题：通常比表面积大的粉体的表观密度小，其操作困难，与铁粉的比重差大，因此，难以混合而耗费混合时间等。

另外，专利文献7中公开的技术中，需要设置预先使碳微粒附着于润滑剂表面的工序，效率低，同时，与铁粉存在密度差，因此，结局并没有解决粉体的偏析这样的问题。