粉末冶金用铁基混合粉末制造技术

本发明专利技术通过使铁基粉末中以0.01～5.0质量％的范围含有长径的平均粒径为100μm以下、厚度为10μm以下，并且纵横比即长径相对于厚度的比率为5以上的片状粉末，来提高铁基混合粉末的流动性，使压粉体的成型密度提高，同时大幅度地降低压粉成型后的拔出力，从而实现制品品质的提高和制造成本的降低。

【技术实现步骤摘要】
粉末冶金用铁基混合粉末 本申请专利技术是申请号为201080023231. 4、专利技术名称为粉末冶金用铁基混合粉末、 申请日为2010年5月27日的申请的分案申请。
本专利技术涉及用于粉末冶金技术优选的铁基混合粉末（iron-based mixed powder)。本专利技术特别是在提高压粉成型体的密度（green density)的同时，谋求在压粉成 型（compaction)后从模具（die)拔出压粉体（green compaction)时的拔出力（ejection force)的有利降低的专利技术。
技术介绍
在粉末冶金工艺中，混合原料粉末后，移送混合粉填充到模具中，压制成型后，从 模具取出制造的成型体（称为压粉体），根据需要实施烧结等的后处理。 在该粉末冶金工艺中，为了实现制品品质的提高和制造成本的降低，要求同时 实现移送工序中的粉末的高的流动性（flowability)、压制成型工序中的高的压缩性 (compressibility)、以及从模具拔出压粉体的工序中的低的拔出力。 作为改善铁基混合粉末的流动性的手段，在专利文献1中公开了通过添加富勒烯 (fulIerene)类可以改善铁基混合粉末的流动性。 另外，在专利文献2中公开了通过添加具有低于500nm的平均粒径的粒状无机氧 化物来改良粉末的流动性的方法。 但是，即使使用这些手段，也不足以在维持流动性的基础上实现高的压缩性和/ 或低的拔出力。 另外，为了提高压粉体的成型密度、或降低拔出力，使用在将铁基混合粉末压制成 型的温度下软质且具有延伸性的润滑剂（lubricant)是有效的。其理由是因为通过压制成 型润滑剂从铁基混合粉末渗出，附着到模具表面，降低模具和压粉体的摩擦力。 但是，由于这样的润滑剂具有延伸性，所以也容易附着到铁粉和合金用粉末 (powder for an alloy)的粒子上，因此存在铁基混合粉末的流动性和填充性反而被损害 的问题。 此外，配合上述那样的碳材料、微粒子和润滑剂会使铁基混合粉末的理论密度 (空隙率假定为零的情况）降低，成为使成型密度降低的主要原因，因此太多量的添加并不 优选。 这样，以往兼顾铁基混合粉末的流动性、高的成型密度和低的拔出力极其困难。 现有技术文献 专利文献1 :日本特开2007-31744号公报 专利文献2 :日本特表2002-515542号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的现状开发的，其目的在于提供一种粉末冶金用铁基混合粉 末，该粉末能够在提高铁基混合粉末的流动性，使压粉体的成型密度提高的同时，大幅度地 降低压粉成型后的拔出力，从而一并实现制品品质的提高和制造成本的降低。 本【专利技术者】们为了达到上述的目的，对于向铁基粉末中添加的添加材料反复进行了 各种研讨。 其结果，得到了下述见解：通过向铁基粉末中添加适量的片状粉末，不仅流动性优 异，还可大幅度地改善成型密度和拔出力。 本专利技术是立足于上述的见解的专利技术。 SP，本专利技术的要旨构成如下。 1. 一种粉末冶金用铁基混合粉末，其特征在于，是在铁基粉末中，相对于铁基混合 粉末以0. 01?5. 0质量％的范围含有长径的平均粒径为100 i! m以下、厚度为10 i! m以下， 并且纵横比（长径相对于厚度的比率）为5以上的片状粉末而成的。 2.根据上述1所述的粉末冶金用铁基混合粉末，其特征在于，上述片状粉末是选 自二氧化硅、硅酸钙、氧化铝和氧化铁之中的至少一种。 3.根据上述1或2所述的粉末冶金用铁基混合粉末，其特征在于，还含有合金用粉 末。 4.根据上述1?3的任一项所述的粉末冶金用铁基混合粉末，其特征在于，还含有 有机粘合剂（organic binder)。 5.根据上述1?4的任一项所述的粉末冶金用铁基混合粉末，其特征在于，还含有 游离润滑剂（free lubricant powder)。 依据本专利技术，通过向铁基粉末中添加适量的片状粉末，不仅流动性优异，还能够一 并实现高的成型密度和低的拔出力，其结果，对生产率的提高和制造成本的降低产生显著 的效果。 【附图说明】 图1是模式地表示本专利技术涉及的片状粉末的图。 【具体实施方式】 以下，具体地说明本专利技术。 本专利技术中使用的片状粉末，是由厚度方向的径与扩展方向的径相比非常小的平板 状的粒子构成的粉末。在本专利技术中，如图1所示，一次粒子是薄片状的粉末，其特征在于，其 长径1的平均粒径为100 U m以下，厚度2为10 y m以下，并且纵横比（长径相对于厚度的 比率）为5以上。 该片状粉末在铁基混合粉末的成型压缩工序中，能够降低粉末的再排列和/或塑 性变形所需的粉体间的摩擦力、以及粉体与模具间的摩擦力，实现成型密度的提高。此外， 在成型体的拔出工序中，可通过压粉体与模具间的摩擦力的降低，来大大降低拔出力。认为 这些效果是起因于片状粉末的扁平的形状，通过片状粉末在铁基混合粉末间有效地排列， 有效地防止金属粉末彼此以及金属粉末与模具间的直接接触，降低摩擦力而得到的。 片状粉末优选为氧化物，作为其具体例，可举出鳞片状二氧化硅（寸> 9 ^ y - (Sunlovely(TM))、AGC 工 7 7 ^ v 夕（AGC Si-Tech Co.，Ltd?制）、花瓣状硅酸钙（7 口 一 7 4 卜（FLORITE (TM))、卜夕 \ 7 (Tokuyama Corporation)制）、板状氧化错（七 9 7 (SERATH(TM))、々 >七 4 7 V 夕（KINSEI MATEC CO.，LTD.)制）、鳞片状氧化铁 (AM-200(TM)、^^ ^工業（Titan Kogyo，Ltd.)制）等,并不特别规定成分和晶体结构。 再者，一直以来已知的石墨粉有时为片状粉末（鳞片状石墨等），但看不到因添加 引起的改善效果（参照实施例），不能够达到本专利技术的目的。其原因尚未明确，但推测是石 墨与铁粉、铁粉压粉体、以及与模具的附着力高，阻碍了本专利技术中期待的特性改善。与模具 等的附着，推测在由金属或上述的石墨之类的半金属（semimetal)形成的片状粉末的情况 下引起，因此它们从本专利技术中的片状粉末排除在外。相反地讲，只要是除了金属和半金属以 外的片状粉末，就不具有与模具等的附着这一阻碍因素，因此能够期待本专利技术的效果。根据 本【专利技术者】们的调查，优选由构成物质的原子间的键形式主要由共价键或离子键组成，电子 传导率比较低的物质构成的片状粉末，如上述那样尤其优选为氧化物。其中，特别优选为二 氧化硅、硅酸钙、氧化铝和氧化铁的至少一种。 再者，因上述理由，片状的石墨粉末从本专利技术中的片状粉末排除在外，但添加石墨 粉作为合金用粉末，与片状、非片状无关地被允许。 在此，如果上述的片状粉末的纵横比不足5,则得不到上述的效果，因此在本专利技术 中，片状粉末的纵横比规定为5以上。更优选是10以上，进一步优选是20以上。 再者，纵横比采用以下的方法测定。利用扫描型电子显微镜观察氧化物粒子，对随 机地选择的100个以上的粒子测量粒子的长径1和厚度2,计算各个粒子的纵横比。由于纵 横比存在分布，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结体的制造方法，将下述粉末冶金用铁基混合粉末进行压制成型后进行烧结，所述粉末冶金用铁基混合粉末是在铁基粉末中相对于铁基混合粉末以0.01～5.0质量％的范围含有片状粉末而成的，所述片状粉末的长径的平均粒径为100μm以下，厚度为10μm以下，并且纵横比即长径相对于厚度的比率为5以上。

【技术特征摘要】
2009.05.28 JP 2009-129706;2010.05.26 JP 2010-120171. 一种烧结体的制造方法，将下述粉末冶金用铁基混合粉末进行压制成型后进行烧 结，所述粉末冶金用铁基混合粉末是在铁基粉末中相对于铁基混合粉末以0. Ol?5. O质 量％的范围含有片状粉末而成的，所述片状粉末的长径的平均粒径为100 U m以下，厚度为 10 U m以下，并且纵横比即长径相对于厚度的比率为5以上。2. 根据权利要求1所述的烧结体的制造方法，其中，所述粉末冶...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野贵史，宇波繁，尾野友重，尾崎由纪子，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP