本发明专利技术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。优选所述含有II型无水硫酸钙的粉末的体积平均粒径为0.1μm以上且60μm以下，优选还包含选自由Ca‑Al‑Si系氧化物和Ca‑Mg‑Si系氧化物构成的组中的一种以上3元系氧化物。所述3元系氧化物与所述烧结后的CaS的重量比优选3∶7～9∶1。
Iron based powder metallurgy mixed powder and its manufacturing method, and the sintering body made using it
The iron based powder metallurgy mixed powder of the invention has a weight ratio of 0.01 CaS or more than 0.1 wt.% and contains II type anhydrous calcium sulfate powder. Preferably the II containing anhydrous calcium sulfate powder volume average particle diameter of more than 0.1 mu m and 60 mu m or less, preferably also contains a selection of more than 3 yuan oxide free Ca Al Si oxide and Ca Mg Si oxide from the group consisting of. With the oxide sintered CaS the weight ratio of 3 yuan is 3: 7 to 9: 1.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术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。
技术介绍
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(productquality)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。本专利技术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
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，本专利技术人研究了专利文献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，本专利技术人查明了：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，本专利技术人发现了：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。本专利技术人基于上述见解，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专利技术。根据本专利技术，可以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。以下对本专利技术的铁基粉末冶金用混合粉和其制造方法进行具体说明。＜铁基粉末冶金用混合粉＞本专利技术的铁基粉末冶金用混合粉是将铁基粉末与含有II型无水硫酸钙的粉末(以下也记作“II型CaSO4粉末”)混合而成的混合粉。在该混合粉中可以适当添加如3元系氧化物、2元系氧化物、合金用粉末、石墨粉末、润滑剂、粘结剂等各种添加剂。除了这些以外，在铁基粉末冶金用混合粉的制造过程中，该混合粉也可以包含微量的不可避免的杂质。将本专利技术的铁基粉末冶金用混合粉填充到模具等中并进行成形，其后进行烧结，由此可以得到烧结体。对由此制作的烧结体实施切削加工，就可以用于各种机械部件。该烧结体的用途和制造方法将在后文叙述。＜铁基粉末＞铁基粉末是构成铁基粉末冶金用混合粉的主要构成成分，相对于铁基粉末冶金用混合粉整体优选以60重量％以上的重量比率来被包含。需要说明的是，该铁基粉末的重量％是指在除了润滑剂以外的铁基粉末冶金用混合粉总重量中所占的比率。以下，在规定各成分的重量％时，其规定都是指在除了润滑剂以外的铁基粉末冶金用混合粉总重量中所占的重量比率。作为上述铁基粉末，可以使用：如雾化铁粉、还原铁粉等纯铁粉；部分扩散合金化钢粉；完全合金化钢粉；或者，使合金成分在完全合金化钢粉中部分扩散而得的混合型钢粉等。铁基粉末的体积平均粒径优选50μm以上，更优选70μm以上。在铁基粉末的体积平均粒径为50μm以上的情况下，处理性优异。此外，铁基粉末的体积平均粒径优选200μm以下，更优选100μm以下。在铁基粉末的体积平均粒径为200μm以下的情况下，容易进行精密形状的成形且得到充分的强度。＜II型CaSO4粉末＞本专利技术的铁基粉末冶金用混合粉的特征在于：包含含有II型无水硫酸钙的粉末(II型CaSO4粉末)。本专利技术颠覆了此前(例如专利文献1)的技术常识，所述技术常识是指：只要添加烧结后变为硫化钙(CaS)的成分即可，则能够提高烧结体的被切削性，这样的以往见解。换言说，二水石膏(CaSO4·2H2O)、III型无水硫酸钙(III型CaSO4)、半水石膏(CaSO4·1/2H2O)等有时出现随着时间的经过而吸收水分从而使烧结体的被切削性降低的情况。相对与此，II型无水硫酸钙由于吸湿性低且不吸收大气中的水分，因此即使以被包含于铁基粉末冶金用混合粉中的状态保存一段时间，质量(mass)也不增加。并且，II型无水硫酸钙在烧结后变成CaS，可以提高烧结体的被切削性。因此，与二水石膏(CaSO4·2H2O)、III型无水硫酸钙(III型CaSO4)、以及半水石膏(CaSO4·1/2H2O)相比，包含II型CaSO4粉末的铁基粉末冶金用混合粉可以使烧结体的各种性能稳定地提高。II型CaSO4粉末是含有II型无水硫酸钙作为主要成分的物质，也可以含有二水石膏(CaSO4·2H2O)、III型无水硫酸钙(III型CaSO4)、半水石膏(CaSO4·1/2H2O)等。II型CaSO4粉末在II型无水硫酸钙中所占的重量比率越本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁基粉末冶金用混合粉，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.27 JP 2015-1075571.一种铁基粉末冶金用混合粉，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的铁基粉末冶金用混合粉，其特征在于，所述含有II型无水硫酸钙的粉末的体积平均粒径为0.1μm以上且60μm以下。3.根据权利要求1或2所述的铁基粉末冶金用混合粉，其特征在于，还包含选自由Ca-Al-Si系氧化物和Ca-Mg-Si系氧化物构成的组中的一种以上3元系氧化物。4.根据权利要求3所述的铁基粉末冶金用混合粉，其特征在于，所述3元系氧化物与所述烧结后的CaS的重量...
【专利技术属性】
技术研发人员：赤城宣明，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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