(57)【要約】【課題】焼結後に加工油を使用して機械加工した鉄系焼結部品の鑞付け接合を、有機溶剤による部品の洗浄を行わずに可能ならしめる。【解決手段】機械加工した鉄系焼結部品を、真空脱脂、表面に浮き出た油の拭き取り、表面残存油の焼却、接合面に生じている酸化膜のショットブラストによる除去の工程を経た後に鑞付けして接合するようにした。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械加工した鉄系焼結部品を、真空脱脂工程と、接合面に残存した油の焼却工程を経て鑞付けすることを特徴とする鉄系焼結部品の接合方法。
【請求項２】
機械加工した鉄系焼結部品を、真空脱脂工程と、接合面に残存した油の焼却工程と、接合面に生じた酸化膜を除去するショットブラスト工程を経て鑞付けすることを特徴とする鉄系焼結部品の接合方法。
【請求項３】
ショットブラスト工程で接合面の面粗度を０．８Ｒａ〜１２．５Ｒａとなして鑞付けを行う請求項２記載の鉄系焼結部品の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機械加工した鉄系焼結部品の鑞付けを有機溶剤による洗浄を省いて行える部品の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄系焼結部品の鑞付け接合は、多くの場合、部品を機械加工した後に行われる。機械加工としては、例えば、サイジングなどがある。その機械加工の際には、焼結材がポーラスであるため、加工油を使用して工具や刃物を保護する方法が採られ、このときに部品に油が浸み込む。
【０００３】
この状態で鑞付けを行うと、油膜により鑞がはじかれて部品同士がくっつかない。このため、従来は、６０℃程度に加温した有機溶剤の中に部品を浸漬し、内部に含浸している油を有機溶剤と置換した後に有機溶剤を蒸発させ、その後に鑞付けする方法を採っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
有機溶剤による洗浄は、油の抜けが十分でなく、内部に残留した油が滲み出て接合不良を起こすことがあった。
【０００５】
また、最近は、有機溶剤そのものの使用規制が厳しくなっており、このため、有機溶剤を使わずに油分除去を行う鑞付け接合方法が求められ出した。
【０００６】
この発明は、その要求に応えることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、機械加工した鉄系焼結部品を、真空脱脂工程と、接合面に残存した油の焼却工程を経て鑞付けする。
【０００８】
また、場合によっては、油の焼却工程の後に、ショットブラスト工程を加え、接合面に生じている酸化膜をショットブラスト処理で除去してその後に鑞付けを行う。
【０００９】
なお、ショットブラストは、接合面の面粗度を０．８Ｒａ〜１２．５Ｒａとなすように行うと好ましい。
【００１０】
【作用】
機械加工により部品に含浸した油を、この発明では真空引きして表面に引き出す。真空引き後の部品を大気圧下に放置すると表面に浮き出た油の再含浸が起こるので、好ましくは表面に浮き出た油をウエス等で早いうちに拭き取るのがよい。この後、部品の接合面に残存している油を焼却する。鉄系焼結部品は融点が高く、油を焼却してもその時の温度に問題なく耐えることができる。また、接合面に酸化膜が生じている場合には鑞の濡れ性を悪化させるその酸化膜をショットブラスト処理で破壊して除去する。
【００１１】
この方法によれば、有機溶剤による洗浄が不要になり、環境や人体に害を及ぼすことがなくなる。また、部品の内部に油が残存することも無くなり安定した鑞付けが可能になる。
【００１２】
なお、ショットブラストで接合面を荒らすと、アンカー効果が生じて鑞による接合強度が高まる。但し、接合面の面粗さが０．８Ｒａ以下では効果が薄く、一方、接合面の面粗さが１２．５Ｒａを越えると接合面に鑞溜りができて接合面の全域に鑞がうまく行き渡らない。溶けた鑞は、毛管現象を利用して接合面の全域に行き渡らせるが、経路の途中に鑞溜りができると鑞の流れがそこで止まってしまう。
【００１３】
従って、ショットブラストは、０．８Ｒａ〜１２．５Ｒａの面粗さが得られるように行うのがよい。ショット球の種類、大きさ、噴射圧、噴射時間を適切に定めれば好ましい範囲の面粗さに仕上げることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態について述べる。
【００１５】
２個の鉄系焼結部品を鑞付け接合して自動車などの自動変速機に用いられるプラネタリギヤ用のキャリアを製造した。そのプラネタリキャリアの概要を図１に示す。
【００１６】
図示のプラネタリキャリア１は、片側の端板になるプレート２ａの一面に凹んだ３個のブリッジ接合面２ｂを設け、さらに、プレート２ａを貫通する鑞材供給孔２ｃとプレートの他面に突出するボス部２ｄを設けた第１成形体２と、他側の端板になるプレート３ａに軸方向に延び出す３個のブリッジ３ｂと、サンギヤ導入用の孔３ｃを設けた第２成形体３とから成る。
【００１７】
このプラネタリキャリア１は、ブリッジ３ｂをブリッジ接合面２ｂに突き合わせて図２に示すように第２成形体３上に第１成形体２を重ね、さらに、鑞材供給孔２ｃに鑞材を入れ、これを敷板に載せて加熱炉に導入する。そして、炉内の熱で溶けた鑞材で第１、第２成形体２、３を接合して一体化する。
【００１８】
このプラネタリキャリア１を構成する第１成形体２と第２成形体３は、例えば、２ｗｔ％Ｃｕ−０．８ｗｔ％Ｃ−残存Ｆｅの組成の材料で形成され、１１００℃以上の温度で予め焼結されている。また、焼結後にサイジング加工が施され、その際に油が含浸している。
【００１９】
この第１、第２成形体２、３を真空槽に入れて温度約２００℃、真空度１．３３Ｐａ以下、処理時間１〜２時間の条件で真空引きし、その後、両成形体を真空槽から出して表面に浮き出ている油を拭き取った。そして、これを今度は４００℃〜６００℃に加熱して接合面を含む表面の残存油を燃やして消失させた。
【００２０】
次いで、接合面に生じている酸化膜をショットブラストで破壊して除去した。
【００２１】
ショットブラストにおけるショット球は、鉄粉を用いると部品の表面の粗れが大きく、それよりはガラスビーズ等が好ましかった。
【００２２】
また、ショット球の大きさは、７５〜１２５μｍ程度が好ましかった。７５μｍ以下のショット球は処理効率が悪かった。また、１２５μｍ以上のショット球は、部品のコーナでの当たりが悪く、コーナの隅々まで酸化膜を除去することができなかった。
【００２３】
ショットブラストの噴射圧は、一般に行われている０．３〜０．５ＭＰａ程度でよかった。また、処理時間は１０〜３０秒ぐらいがよかった。その処理時間が短過ぎると酸化膜の除去が不十分になり、時間が長過ぎると接合面の空孔が塞がれてアンカー効果が薄れ、接合強度が低下する。
【００２４】
ショット後の接合面は、０．８Ｒａ〜１２．５Ｒａの面粗さにしたものが最も良かった。
【００２５】
以上の処理を施した第１成形体２と第２成形体３を図２のように重ねて第２成形体の鑞材供給孔に鑞材を入れ、これを敷板に載せてコンベヤで不活性ガス雰囲気の加熱炉に導入し、１１３０℃の温度で３０分保持して鑞付けを行った。鑞材はＮｉ−Ｃｒ−Ｍｎ系のものを用いた。
【００２６】
比較のために、ショットブラスト処理無しでの鑞付けも試みた。その結果を表１に示す。試料１〜６は、真空槽に入れて温度約２００℃、真空度１．３３Ｐａ以下、処理時間２時間の条件で真空引きし、その後、両成形体を真空槽から出して表面に浮き出ている油を拭き取った。そして、これを今度は５００℃に加熱して接合面を含む表面の残存油を燃やして消失させた。また、ショットブラスト処理は、０．３ＭＰａ、１２秒間の処理をした。表１は、その試料１〜６についての鑞付けの結果である。
【００２７】
【表１】
2004050207.tif 000002
【００２８】
表１中の不良率は、１０個当りの接合不良数を示す。接合の良否は、目視と音で判断した。不良品は鑞材がうまく流れずに鑞材供給孔内に残っており、また、完成したプラネタリキャリアを叩いたときの音も悪い。
【００２９】
従来の方法で鑞付けした場合、即ち、６０℃程度に加温した有機溶剤の中に部品を浸漬し、内部に含浸している油を有機溶剤と置換した後に有機溶剤を蒸発させ、その後に鑞付けした場合の不良率は１０個中５個であり、試料１は従来の方法と同程度の結果が得られた。
【００３０】
さらに、表１の試料１〜６では、ショットブラストで接合面の酸化膜を除去したもの（試料２〜６）、中でも接合面の面粗度を好ましいとした範囲にしたものは（試料３〜６）接合不良がゼロになって最良の結果が得られている。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の方法によれば、機械加工された鉄系焼結部品の鑞付けを、真空脱脂工程と残存油の焼却工程を経た後に行うので、接合面の濡れ性を悪化させる油分を有機溶剤による洗浄を無くして十分に除去することができ、環境や人体に害を及ぼさずに接合不良を減少させることが可能になる。
【００３２】
油焼却後にショットブラスト処理を行う方法は、接合面の濡れ性を悪くする酸化膜も除去され、接合不良の防止と接合強度向上の効果がより高まる。中でも、ショットブラストで接合面の面粗度を０．８Ｒａ〜１２．５Ｒａにする方法は、上記の効果が最大限に引き出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）鑞付け接合する鉄系焼結部品の一例（プラネタリキャリア）を示す分解斜視図
（ｂ）第２成形体の内面を示す斜視図
【図２】図１の部品を突き合わせて重ねた状態の側面図
【符号の説明】
１　プラネタリキャリア
２　第１成形体
２ｂ　ブリッジ接合面
３　第２成形体
３ｂ　ブリッジ
【図１】
2004050207.tif 000003
【図２】
2004050207.tif 000004