[發(fā)明專利]粉末冶金用鐵基混合粉末

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110263126.4
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102463348A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宇波繁;河野貴史;尾野友重;前谷敏夫
• 申請（專利權(quán)）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C38/16
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 金龍河;樊衛(wèi)民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于粉末冶金技術(shù)的鐵基混合粉末，特別涉及用于提高壓粉成形體的密度并降低壓粉成形后將壓粉體從模具中拔出時的拔出力以實現(xiàn)有效提高燒結(jié)體的密度和強度的鐵基混合粉末。

背景技術(shù)

就粉末冶金工藝來說，將原料粉末混合后，將混合粉運輸并填充到模具中進行加壓成形，然后將制造的成形體(稱為壓粉體)從模具中取出，并根據(jù)需要實施燒結(jié)等后處理。

在上述粉末冶金工藝中，為了實現(xiàn)制品品質(zhì)的提高和制造成本的降低，需要同時實現(xiàn)：運輸工序中粉末的高流動性、加壓成形工序中的高壓縮性、以及將壓粉體從模具中拔出的工序中的低拔出力。

作為改善鐵基混合粉末的流動性的方法，專利文獻1中公開了通過添加富勒烯類能夠改善鐵基粉末的流動性。

另外，專利文獻2中公開了通過添加具有小于500nm的平均粒徑的粒狀無機氧化物來改善粉末的流動性的方法。

但是，即使使用這些方法，也不能在維持流動性的基礎(chǔ)上，充分地實現(xiàn)高壓縮性和低拔出力。

此外，為了提高壓粉體的成形密度或降低拔出力，有效的是在對鐵基混合粉末進行加壓成形的溫度下使用軟質(zhì)且具有延伸性的潤滑劑。其原因是，由于加壓成形，潤滑劑從鐵基混合粉末中滲出并附著于模具表面，從而降低了模具與壓粉體之間的摩擦力。

但是，這種潤滑劑由于具有延伸性，因而也容易附著到鐵粉、合金用粉末的粒子上，因此，存在反而不利于鐵基混合粉末的流動性、填充性的問題。

而且，混合如上所述的碳材料、微粒及潤滑劑成為使鐵基混合粉末的理論密度(假定空隙率為零的情況)降低、從而使成形密度降低的主要原因，因此不優(yōu)選大量添加。

因此，以往極難使鐵基混合粉末兼具流動性、高成形密度和低拔出力。

然而，特別是對于作為汽車部件的齒輪等來說，要求具有高強度和高疲勞特性。在通過粉末冶金法制造這樣的部件時，為了改善強度和疲勞特性，通常添加合金成分。

例如，專利文獻3中，通過使Ni、Cu、Mo等粉末擴散附著于純鐵粉而謀求它們的合金化。但是，由該方法制得的鋼粉，盡管壓縮性優(yōu)良，但存在如下問題：由于合金元素、尤其是Ni的擴散較慢，因此為了使合金元素在鐵基體中充分?jǐn)U散，必須進行長時間的燒結(jié)。

此外，專利文獻4中公開了一種鐵基粉末混合物，其通過向含有C和Mo且實質(zhì)上不含Mn和Cr的低合金鋼粉中添加Cu粉和/或Ni粉，進而添加石墨粉而得到。

此外，專利文獻5中公開了一種使Cu粉熔接于含有Mo、Mn、C的合金鋼粉而得到的鐵基粉末混合物。

但是，含有Mo、Mn的低合金鋼粉，由于這些元素的固溶硬化，因此成形時密度難以增高，并且為了得到所期望的強度，必須在高壓下進行成形，因此存在模具壽命縮短的問題。

專利文獻1：日本特開2007-31744號公報

專利文獻2：日本特表2002-515542號公報

專利文獻3：日本特公昭45-9649號公報

專利文獻4：日本特開昭61-163239號公報

專利文獻5：日本特開昭63-114903號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)狀而完成，其目的在于提供一種粉末冶金用鐵基混合粉末，其通過提高使用含有Mo、Mn的低合金鋼粉的鐵基混合粉末的流動性，能夠提高壓粉體的成形密度并極大地降低壓粉成形后的拔出力，從而能夠同時實現(xiàn)燒結(jié)體的密度和強度的提高以及制造成本的降低。

本發(fā)明人為了達到上述目的，對向鐵基混合粉末中添加的添加材料反復(fù)進行了各種研究。

結(jié)果得到如下見解：通過向鐵基混合粉末中添加適量的片狀粉末，能夠極大地改善流動性，并且能夠同時改善成形密度和拔出力，因此能夠有效改善燒結(jié)體的密度和強度。

本發(fā)明是立足于上述見解而完成的。

即，本發(fā)明的要點構(gòu)成如下。

1.一種粉末冶金用鐵基混合粉末，是以鐵基粉末作為主要成分的用于粉末冶金的鐵基混合粉末，其特征在于，

所述鐵基粉末是如下水霧化合金鋼粉：以相對于所述鐵基混合粉末總體的比率計，含有Mo：0.3～1.0質(zhì)量％及Mn：0.1～0.25質(zhì)量％作為預(yù)合金，余量由鐵及不可避免的雜質(zhì)組成，

在所述鐵基混合粉末中，以相對于所述鐵基混合粉末總體的比率計，含有0.5～4.0質(zhì)量％范圍內(nèi)的Cu粉、0.3～1.0質(zhì)量％范圍內(nèi)的石墨粉和0.01～5.0質(zhì)量％范圍內(nèi)的片狀粉末，所述片狀粉末的長徑的平均粒徑為100μm以下，厚度為10μm以下，并且長徑比即長徑相對于厚度的比率為5以上。