粉末冶金用铁基粉末制造技术

通过利用粘合剂使含有５０～１００质量％的碳黑的流动性改善粒子附着在铁粉的表面上，提供一种粉末冶金用铁基粉末，其流动性优良，能够均匀地填充于薄壁的腔中，并且能够在高脱模力下成形，而且即使在之后的烧结中也能够保持烧结体的充分的强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合粉末冶金(powder metallurgy)用途的铁基粉末(iron-based powder)。
技术介绍
粉末冶金技术由于能够以极高的尺寸精度生产复杂形状的机械部件，因此可以大 幅降低该机械部件的制造成本。因此，将应用粉末冶金技术制造的各种机械部件利用在多 个方面。而且最近，机械部件的小型化或轻量化的要求逐渐提高，因而正在研究各种用于制 造小型、轻量且具有足够的强度的机械部件的粉末冶金用原料粉。例如日本特开平1-219101号公报(专利文献1)、日本特开平2-217403号公报(专 利文献2)、日本特开平3-162502号公报(专利文献3)及日本特开平5-148505号公报(专 利文献4)中，公开了使用粘合剂(binder)使合金用粉末(alloying powder)附着在纯铁 粉(pure iron powder)或合金钢粉(alloy steel powder)的表面上(称为“防偏析处理 segregation-free treatment")的粉末冶金用原料粉。以这种铁为主体的粉末(以下，在 狭义上称为铁基粉末)，通常添加副原料粉末(additiv印owder 例如铜粉、石墨粉、磷化铁 粉、硫化锰粉等)及润滑剂(lubricant 例如硬脂酸锌、硬脂酸铝等)，并将所得的混合粉末 (在广义上这些也称为铁基粉末)提供给机械部件的制造。以下只要没有特别说明，则铁基 粉末是指广义上的铁基粉末。铁基粉末(狭义)、副原料粉末及润滑剂的特性(即形状、粒径等)各不相同，因此 混合粉末的流动性(flowability)不均勻。因此，产生了如下问题(a)在向储存混合粉末用的加料斗(hopper)输送的中途受到产生的振动、落下的 影响，铁基粉末(狭义)、副原料粉末、润滑剂等局部地不均勻分布。由流动性的不同引起的 这种分布不均，即使通过上述防偏析处理也不能完全地防止；(b)由于在投入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(apparent density)降低；(c)堆积在加料斗的下部的混合粉末的表观密度随时间的推移(即受到重力的影 响)而上升，另一方面，在加料斗上部以表观密度低的状态储存。因此，在加料斗的上部和 下部，混合粉末的表观密度变得不均勻。在这种混合粉末中，难以大量地制造具有均勻的强度的机械部件。为了解决上述(a) (c)的问题，需要提高铁基粉末(狭义)、副原料粉末、润滑剂 的混合粉末的流动性。因此，在日本特开2002-180103号公报(专利文献5)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，在该技术中，由于不能使用偏离规定范围的铁粉， 因此不仅铁粉的成品率降低，而且难以使铁基粉末均勻且充分地充满齿轮尖端这样薄壁的 腔(cavity)。而且，日本特表2002-515542号公报(专利文献6)中公开了含有粒径小于500nm (纳米)的少量无机粒状氧化物(例如使粒径小于40nm的Si02为0. 005 2质量％ )， 并改善热成形(warm compaction)中铁粉的流动性的技术。但是，在该技术中，由于在烧结 时Si02等氧化物残留，且阻碍了铁粉粒子间的结合，因此所得的烧结体的强度降低。而且，在PCT国际公开公报W006/004530A1 (专利文献7)中公开了含有铁粉或铁 基金属粉末、润滑剂和/或粘合剂和作为流动性增加剂的碳黑(carbon black)，并使上述 碳黑的量为0. 001 0. 2质量％的粉末冶金组合物。在该技术中，没有伴随烧结部件性质 的变差。并且，作为成为铁基粉末的原材的铁粉或合金钢粉，根据其制法有雾化铁粉 (atomized iron powder)、还原铁粉(reduced iron powder)等。这里，虽然也将纯铁粉称 为铁粉，但在取决于制法的上述分类中，铁粉可以使用包括合金钢粉的广义含义。以下，只 要没有特别说明，则铁粉是指广义下的铁粉。合金钢粉除包括预合金之外，还包括部分合金 化钢粉、混合合金化钢粉。
技术实现思路
但是，在专利文献7的技术中，若量产具有薄壁部的机械产品，则填充率存在偏 差，不能完全解决问题。本专利技术的目的在于解决如上所述的问题。S卩，其目的在于，提供流动性优良、能够 均勻且没有偏差地填充于薄壁的腔中、并且成形体(compacted body)的脱模力(ejection force)低、而且在之后的烧结中能够保持烧结体(sintered body)的充分的强度的粉末冶 金用铁基粉末。本专利技术如下。(1) 一种粉末冶金用铁基粉末，其特征在于，通过粘合剂使含有50 100质量％的 碳黑的流动性改善粒子附着在铁粉粒子(iron powderparticle)的表面上而得到。这里所说的铁粉包括合金钢粉，是上述的广义上的铁粉。而且粘合剂使副原料粉 末(特别是合金用粉末)的至少一部分附着在铁粉上即可。(2)如上述(1)所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉粒子的部分表面上附 着有所述粘合剂，而且所述粘合剂的至少一部分表面上附着有所述流动性改善粒子。S卩，在本专利技术中，优选在利用粘合剂包覆铁粉的表面后使流动性改善粒子附着在 该粘合剂的表面上，而且，优选上述粘合剂不包覆铁粉粒子整体而是包覆其一部分。(3)如上述(1)或(2)所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉由所述粘合剂 包覆的包覆率为50%以下。(4)如上述⑴ ⑶中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉由所 述粘合剂包覆的包覆率为10%以上且50%以下。进一步优选所述铁粉由所述粘合剂包覆的包覆率为30%以上且50%以下。并且，上述(2)和(3)中的包覆率是指被粘合剂包覆的面积占铁粉粒子表面面积 的比例。(5)如上述⑴ ⑷中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述粘合剂由 所述流动性改善粒子包覆的包覆率为50%以上。这里，附着于粘合剂的表面的流动性改善粒子的包覆率是指被流动性改善粒子包5覆的面积占被粘合剂包覆的粒子表面面积的比例。(6)如上述⑴ (5)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述粘合剂的 针入度为0. 05mm 2mm。并且，优选针入度为0. 05謹 1謹。(7)如上述⑴ (6)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述粘合剂为 硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸酰胺和乙撑双硬脂酰胺(ethylenbis (stearamide)) 中的1种或2种以上。(8)如上述(1) (7)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁基粉末 含有选自Cu、C、Ni和Mo中的1种或2种以上作为合金成分。并且，优选所述铁粉含有选自Cu、C、Ni和Mo中的1种或2种以上作为合金成分。(9)如上述⑴ ⑶中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉为选 自雾化铁粉、还原铁粉和使合金成分部分扩散附着的铁粉中的1种或2种以上。作为合金成分，优选上述(8)的技术方案中列举的成分。(10)如上述⑴ (9)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉中小 于50质量％的铁粉的表面不具有粘合剂。例如，在对第一铁粉实施防偏析处理后混合没有实施防偏析处理的第二铁粉时， 该第二铁粉相当于“没有粘合剂的铁粉”。在(10)的技术方案中，铁粉由所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末冶金用铁基粉末，通过粘合剂使流动性改善粒子附着在铁粉粒子的表面上而得到，其特征在于，所述流动性改善粒子含有相对于流动性改善粒子为５０～１００质量％的碳黑粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

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