粉末冶金用铁基粉末制造技术

本发明专利技术提供粉末冶金用铁基粉末，其通过粘合剂使流动性改善粒子附着在铁粉的表面，由此流动性优良，能够均匀地填充于薄壁的腔中，并且脱模力高，能够成形。

【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)及其制造方法。
技术介绍
粉末冶金技术是使用模具将作为原料的金属基粉末压缩成形，并将所得压粉体烧 结而得到制品(烧结体)的技术。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，在日本特开平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)及日本特开平3-162502号公报(专利文献3)中，公开了使用粘合剂使合 金用粉末附着在纯铁粉或合金钢粉(alloysteel powder)的表面上(称为“防偏析处理”) 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(lubricant 例如硬脂酸锌、硬脂酸 铝等)，并将所得的混合粉末(mixed powder或powdermixture)提供给机械部件的制造。这里，作为铁基粉末的原料的纯铁粉或合金钢粉，根据其制造方法的不同有雾化 铁粉、还原铁粉等。虽然也将纯铁粉称为铁粉，但在由制造方法划分的上述分类中，铁粉为 包括合金钢粉的广义上的含义。下面只要没有特别说明，则铁粉是指广义上的铁粉。这里， 合金钢粉除包括预合金的情况外，还包括部分合金化钢粉、混合合金化钢粉。但是，铁基粉末、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 合粉末的流动性不均勻。因此，产生了如下(a) (c)的问题(a)在向用于储存混合粉末的加料斗输送的中途受到产生的振动、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(apparent density)降低；(c)堆积在加料斗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、副原料粉末、润滑剂的混合 粉末的流动性。因此，在日本特开平5-148505号公报(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，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齿这样薄壁的腔。另一方面，美国专利US 3357818号公报(专利文献5)中，作为改善冶金用粉末 (metallurgical powder)的流动性的方法，公开了以有机润滑剂的约25%添加极微细粒状 白勺无机化合物(finest grained inorganiccompounds)、特另Ij是氧化物(oxide compounds) (优选粒径Ιμπι以下)的技术。作为上述无机化合物，可以例示硅酸(silic acid)、二氧 化铁(titaniumdioxide)、二氧化,告(zirconium dioxide)、碳化娃(silicon carbide)、氧 化铁(Fe2O3)等。另外，日本特表2002-515542号公报(专利文献6)中，公开了以改善粉末冶金用 铁粉的流动性为目的而含有0. 005 2重量％的小于500nm的SiO2等金属氧化物的铁粉。 而且，作为防偏析处理，上述公报介绍了使用纤维素等树脂作为粘合剂的湿式法(在自然 的液体状态或溶解于溶剂的状态下使粘合剂附着在铁粉上，然后除去溶剂等液体成分的方 法)，并且优选在除去上述液体成分后将上述金属氧化物干式混合的方法。
技术实现思路
但是，通过本专利技术人的研究而重新作出了以下判断。S卩，专利US3357818号公报 (专利文献5)、日本特表2002-515542号公报(专利文献6)所记载的各种微细粒子中，使 烧结体的机械特性降低的微细粒子(例如SiO2)较多，因此并不适合盲目地添加。本专利技术以解决上述的问题为目的。S卩，本专利技术的目的在于，提供流动性优良、能够 均勻地填充于薄壁的腔中、并且烧结体的机械特性没有降低的粉末冶金用铁基粉末。并且，通过本专利技术人的研究而重新作出了以下判断。即，在实际应用上，难以为了 作用于大部分的铁粉，而将为了改善流动性而添加的极微细的粒子充分混合。因此，现有的 方法没有充分发挥出流动性改善剂的能力。因此，本专利技术的目的在于，在本专利技术的进一步优选的方式中解决上述问题，提供更 好地发挥流动性改善剂的效果的铁基粉末的制造方法及铁基粉末。本专利技术如下所述。(1) 一种粉末冶金用铁基粉末，其特征在于，通过粘合剂使流动性改善粒子附着在 铁粉的表面上而形成。这里所说的铁粉包括合金钢粉，是上述广义上的铁粉。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，所述铁粉中小于50质量％的铁 粉没有粘合剂。例如，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，此 时，该第二铁粉相当于“没有粘合剂的铁粉”。(3)如上述(1)或(2)所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉通过预先用润 湿改善剂处理其表面而改善了与所述粘合剂的润湿性。这里，“通过使用润湿改善剂处理铁粉的表面来改善与所述粘合剂的润湿性”，具 体而言是指使用所述润湿改善剂将铁粉表面包覆成显示出润湿改善效果的程度。(4)如上述⑴ ⑶中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述流动性改 善粒子的熔点为1800°C以上，并且在烧结铁基粉末成形体时，这些流动性改善粒子之间没4有烧结。这里，所述流动性改善粒子为选自1102、六1203、&02、0203及2110的1种或2种以 上，并且所述流动性改善粒子的平均粒径在5 500nm的范围内。(5)如上述⑴ (4)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述流动性改 善粒子为PMMA和/或PE，并且所述流动性改善粒子的平均粒径在5 500nm的范围内。可以同时添加上述⑷中所述的流动性改善粒子和上述(5)中所述的流动性改善 粒子。(6)如上述⑴ (5)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述粘合剂为 选自硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸单酰胺及乙撑双硬脂酰胺的1种或2种以上。(7)如上述⑴ (6)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，所述铁粉为雾 化铁粉和/或还原铁粉。(8)如上述⑴ (7)中任一项所述的粉末冶金用铁基粉末，其中，以相对于所述 铁粉100质量份为0. 01 0. 3质量份的比例混合所述流动性改善粒子。(9) 一种铁基粉末的制造方法，是至少含有铁粉和流动性改善粒子的铁基粉末的 制造方法，具有至少使粘合剂附着在所述铁粉的至少一部分上(将其作为原料粉A)的工 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的表面上而形成。

【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，
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]