[發明專利]鐵系燒結合金

無效

• 申請號: 200680013485.1
• 申請日: 2006-03-17
• 公開（公告）號: CN101163809A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 安藤公彥;谷野仁
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 馬江立;柴智敏

技術領域

本發明涉及鐵系燒結合金，更具體地，本發明涉及經由混合鐵-錳(Fe-Mn)合金粉末、石墨粉末以及鐵(Fe)粉末的混合步驟、使所混合的粉末成形的成形步驟，以及燒結所得到的成形體的燒結步驟制造的鐵系燒結合金。

背景技術

與鑄造、鍛造等的部件制造技術相比，粉末冶金技術具有的優點是尺寸控制和復雜形狀的成形較容易且成本較低。因此，粉末冶金技術被廣泛地采用。特別在汽車用燒結構造部件中，采用許多鐵系燒結合金。

在鐵系燒結合金中，通過混合、成形和燒結鐵粉末、銅粉末和石墨制造的鐵-銅系燒結合金此前已被使用。這里，銅粉末在鐵粉末的燒結溫度或該燒結溫度以下熔融以促進與該鐵粉末的燒結，從而有效地提高燒結合金的機械強度。鐵-銅系燒結合金的燒結溫度通常在1100℃至1200℃的范圍內。鐵-銅系燒結合金應用于例如汽車用離合器從動盤轂、連桿等。

另外，在鐵系燒結合金中，已通過添加各種金屬粉末和合金粉末中的任一種來提高機械強度。例如，在通過使包含錳(Mn)和硅(Si)的鐵-錳-硅合金粉末代替銅粉末來與鐵粉末和石墨粉末混合、成形且然后燒結所得到的混合物而制造的鐵-錳-硅系燒結合金中，機械強度進一步提高。因為鐵-錳-硅合金粉末的液相線位于基本1200℃處，所以以上鐵-錳-硅系燒結合金主要在1200℃或1200℃以上燒結以促進該鐵-錳-硅合金粉末與鐵粉末的燒結(例如，參見非專利文獻1)。

非專利文獻1：Zongyin?Zhang等，利用粉末冶金處理的鐵-錳-硅母合金鋼，瑞典，合金及化合物雜志，2004年，第363卷，第194-202頁。

發明內容

為以低成本減輕汽車用燒結構造部件的重量，需要進一步提高部件在與以上傳統技術中鐵-銅系燒結合金的燒結溫度相等的燒結溫度下的機械強度。另外，在鐵-錳-硅合金粉末被用以代替銅粉末且在與鐵-銅系燒結合金相同的燒結溫度下燒結的情況下，在燒結該鐵-錳-硅合金粉末與鐵粉末的過程中，形成在合金粉末表面上的合金粉末中的硅氧化膜會妨礙元素例如錳在粉末間的擴散。結果，在一些情況下不再促進燒結。另外，由于硅的添加，在鐵-錳-硅合金粉末內形成鐵和硅的金屬間化合物，且因此合金粉末變硬。結果，成形體的密度減小，由此燒結合金的密度也減小，且因而在一些情況下不能獲得足夠的機械強度。

因此，本發明目的是提供一種經由混合鐵-錳合金粉末、石墨粉末以及鐵粉末的混合步驟、使所混合的粉末成形的成形步驟，以及燒結所得到的成形體的燒結步驟制造且機械強度提高的鐵系燒結合金。

根據本發明的鐵系燒結合金是經由混合鐵-錳合金粉末、石墨粉末以及鐵粉末的混合步驟、使所混合的粉末成形的成形步驟，以及燒結所得到的成形體的燒結步驟制造的鐵系燒結合金，且該鐵-錳合金粉末的特征在于包含2-30質量％的錳。

在根據本發明的鐵系燒結合金的制造中，混合步驟優選通過混合5-50質量％的鐵-錳合金粉末、0.2-2質量％的石墨粉末和殘余部分的鐵粉末來實現。

如自以上可以理解的，在根據本發明的鐵系燒結合金的制造中，鐵-錳合金粉末被用來代替銅粉末，且因此可提高在與傳統技術的鐵-銅系燒結合金的燒結溫度相同的燒結溫度下的機械強度。

附圖說明

圖1是示出在根據本發明一種實施例中的鐵系燒結合金的制造步驟的示圖；

圖2是示出在根據本發明的實施例中例A至D中制造的鐵-錳合金粉末、比較例E和F中的鐵-錳合金粉末、例G中的鐵-錳合金粉末和比較例H至J中的鐵-錳-硅合金粉末的錳等的組成比的示圖；

圖3是示出在本發明實施例中例1至4中的鐵系燒結合金、比較例5至7中的鐵系燒結合金、例8中的鐵系燒結合金和比較例9至16中的鐵系燒結合金的原料粉末混合比等的示圖；

圖4是示出在根據本發明實施例中利用成形步驟成形的一種成形體的形狀的示圖；

圖5是示出在根據本發明的實施例中例2的鐵系燒結合金的金屬組織的顯微照片；

圖6是示出在根據本發明的實施例中例17至25中的鐵系燒結合金中多個條件例如成形條件和燒結條件被設定情況下的抗拉強度等的示圖；以及

圖7是示出在根據本發明的實施例中例26至31中的鐵系燒結合金含有的錳等的含量的示圖。

具體實施方式