(57)【要約】【課題】焼結品における表面の塗装において、低コストでできる焼結品及びその製造方法を提供する。【解決手段】金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体１の表面２に、コーティング層６を該表面２の空隙３や微小凹部５へ侵入させてカチオン電着により設ける。コーティング層６の焼結品本体１の表面２の空隙３への侵入深さＡを、５〜６０μｍ、膜厚Ｂを５０μｍ以下にする。金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体１の表面２に微小な凹部５を形成した後に、コーティング層６を電着により設ける製法のために、コーティング層６の表面付着強度を向上させることができ、さらに１回の工程で表面処理を行なってコストの低減を図ることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体の表面に、該表面の空隙へ侵入させてコーティング層を設けることを特徴とする焼結品。
【請求項２】
前記コーティング層の前記焼結品本体表面の空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることを特徴とする請求項１記載の焼結品。
【請求項３】
前記コーティング層の前記焼結品本体表面上の膜厚を５０μｍ以下に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の焼結品。
【請求項４】
前記コーティング層を電着により設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結品。
【請求項５】
前記焼結品本体の表面に、微小な凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結品。
【請求項６】
金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体の表面に微小な凹部を形成した後に、コーティング層を電着により設けることを特徴とする焼結品の製造方法。
【請求項７】
前記凹部をバレル研磨により形成することを特徴とする請求項６記載の焼結品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼結品は、金属粉からなる原料粉末を成形型に充填した後、原料粉末を圧縮して圧粉体を成形し、その後所定の雰囲気ガス中で圧粉体を焼結して製作するものである。
【０００３】
ところで、このような焼結品は、腐食対策のために表面処理を行なう必要がある。表面処理として、例えばメッキが行なわれている。このメッキだけでは、封孔できないために耐食性が劣るのでメッキによる表面処理では、メッキの前処理として樹脂含浸を行なっている。この樹脂含浸は表面の空隙を樹脂で充填して封孔し、水が焼結品の内部に侵入することを防止するものである。
【０００４】
尚、焼結磁石などのモータ用部品において、その表面を電着被膜により被覆すると共に、該電着被膜を、水溶液中のＳｎ成分を１２ｐｐｍ以下に抑制した電着塗料により形成することにより、ハードディスク等の周辺機器への悪影響を防止するものが公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２６５９９４号公報（段落0007，0012）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の文献においては、前記焼結磁石などのモータ用部品において、その表面を電着被膜により被覆するものであるが、このような焼結磁石においては、気孔率が２％以下であるため、封孔処理なしで表面処理をすることができる。したがって焼結品本体の表面に水が侵入して焼結品本体の内部腐食の虞は少ない。しかしながら、気孔率が低い焼結磁石などと異なり、主として汎用部品のような焼結品においては気孔率は低くなく、このために従来の腐食対策のための表面処理は、樹脂含浸による封孔処理の後にメッキを施すというものであるので、工程が複数となり、コスト低減に限界があった。
【０００７】
そこで、本発明は、耐食性に優れた焼結品の表面処理を安価に形成できる焼結品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体の表面に、該表面の空隙へ侵入させてコーティング層を設けることを特徴とする焼結品である。
【０００９】
この請求項１の構成によれば、前記表面側においてコーティング層が空隙に侵入して設けられる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記コーティング層の前記焼結品本体表面の空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることを特徴とする請求項１記載の焼結品である。
【００１１】
この請求項２の構成によれば、コーティング層の前記空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることで、表面の空隙を封孔し、欠陥のないコーティング層を設けることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、前記コーティング層の前記焼結品本体表面上の膜厚を５０μｍ以下に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の焼結品である。
【００１３】
この請求項３の構成によれば、膜厚を５０μｍ以下の薄くすることによって、厚塗りせずともコーティング層を強固に表面に付着させることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、前記コーティング層を電着により設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結品である。
【００１５】
この請求項４の構成によれば、電流の流れる表面の空隙に塗料を侵入させることができる。したがって、表面の空隙に塗料を確実に侵入させて、コーティング層の表面への付着強度を向上することができる
請求項５の発明は、前記焼結品本体の表面に、前記空隙の他に微小な凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結品である。
【００１６】
この請求項５の構成によれば、微小な凹部にコーティング層が侵入することで、コーティング層の表面への付着強度を向上することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体の表面に微小な凹部を形成した後に、コーティング層を電着により設けることを特徴とする焼結品の製造方法である。
【００１８】
この請求項６の構成によれば、焼結品本体の表面に空隙の他に微小な凹部が形成され、そして電着する際に塗料がこれら空隙や凹部に侵入する。
【００１９】
請求項７の発明は、前記凹部をバレル研磨により形成することを特徴とする請求項６記載の焼結品の製造方法である。
【００２０】
この請求項７の構成によれば、微小な凹部をバレル研磨により形成して、コーティング層を設けるものである。
【００２１】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図を参照して説明する。図１に示すように、焼結品本体１は、鉄系等の金属粉からなる原料粉末を成形型に充填した後、原料粉末を圧縮して圧粉体を成形し、その後所定の雰囲気ガス中で圧粉体を焼結したものである。この焼結品本体１には、圧粉体時における原料粉末相互間の隙間によって、該焼結品本体１の表面２に気孔などと称せられる空隙３が形成される他に、焼結品本体１の内部にも同様な空隙４が形成されている。このうち表面２の空隙３は、表面２側を開口部３Ａとして孔状に形成されている。尚、焼結品本体１の気孔率は２％よりも高く25％以下であり、好ましくは気孔率は５％よりも高く20％以下である。また、表面２には、前記空隙３の他に微小な凹部５が形成されている。この筋状に形成された微小な凹部５の表面２における幅Ｃは0.1μｍ〜数十μｍ程度である。
【００２２】
そして、表面２にコーティング層６をカチオン電着により設けて、電着被膜を形成する。尚、前記コーティング層６の材料は、例えばアルミニウム化合物または／およびシリコン化合物を含むエポキシ系樹脂とする。
【００２３】
前記コーティング層６は前記焼結品本体１の表面２の空隙３へ侵入し充填させて封孔すると共に、そのコーティング層６の表面２の空隙３への侵入深さＡを５〜６０μｍ、好ましくは１０〜５０μｍとする。また、前記コーティング層６の前記焼結品本体１における表面２上の膜厚Ｂを５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下に形成する。
【００２４】
次に焼結品の製造方法について説明する。予め製作した焼結品本体１を、回転バレル研磨装置11によって表面２に微小な凹部５を形成する。回転バレル研磨装置11は、図２に示すように回転用の軸芯Ｘを横向きとした樽形状のバレル本体12を回転させて、前記バレル本体12に前記焼結品本体１とメディア等と称する研磨材13と図示しない水、コンパウンドと必要に応じて防錆剤を図示しない開口部より収納し、開口部を図示しない蓋により閉じた後に、混合状態で回転させてバレル研磨を行い、研磨終了後に蓋を開いた開口部より取出すものである。尚、研磨材13としては、コーティング層６の材料に含まれる化合物、すなわちアルミニウム化合物または／およびシリコン化合物と同類のアルミナやシリカなどからなる。したがってバレル本体12内で焼結品本体１と研磨材13とを混合状態で、回転することにより、焼結品本体１の表面２に微小な凹部５を形成するものである。
【００２５】
次に、焼結品本体１にカチオン電着を行なう。このカチオン電着は、図３の工程説明図に示すように、表面２に微小な凹部５を形成した焼結品本体１を、第１工程として焼結品本体１に脱脂や化成処理の表面処理を行ない、第２工程として必要に応じて乾燥を行なう。次に第３工程として電着塗装ＥＤ（Electro deposit Coating）を行ない表面２に塗料を付着させる。さらに第４工程として水洗した後に、第５工程としてエアブローし、第６工程として焼付を行なうものである。尚、カチオン塗料としては耐食性に優れるエポキシ系と多種多様の色があるアクリル系とに大別される。
【００２６】
そして、この電着塗装においては、表面２に電流が流れて電気的な力で塗料が付着するが、この際に、電流は空隙３に沿って流れることにより、塗料は空隙３に入り込んで前記侵入深さＡのコーティング層６の空隙３への侵入がなされる。同様に微小な凹部５においても、塗料は凹部５に入り込んで前記コーティング層６が形成される。
【００２７】
以上のように、前記実施形態においては、鉄系など金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体１の表面２に、該表面２の空隙３へ侵入（含浸）させてコーティング層６を設け、該コーティング層６が空隙３に侵入して、空隙３をコーティング層６で充填することで、表面２に封孔処理とコーティングによる表面処理が同時に行え、焼結品本体１の電着による表面処理は１回の工程で済むので、コストの低減を図ることができる。
【００２８】
また、前記コーティング層６における前記焼結品本体１の表面２の空隙３への侵入深さＡを５〜６０μｍとすることにより、効率よく封孔することができる。尚、侵入深さＡが５μｍ未満では、コーティング層の表面付着強度が十分ではない。また、侵入深さＡが６０μｍ以上となると、例えば空隙付近のコーティング層の厚みにムラがでてコーティング層に欠陥が生じやすくなる等、耐食性低下が懸念される。
【００２９】
さらに、前記コーティング層６における前記焼結品本体１の表面２上の膜厚Ｂを５０μｍ以下に薄くすることによって、厚塗りせずともコーティング層６を強固に表面に付着させることができ、塗料の無駄がなく塗装を行なうことができる。尚、膜厚Ｂを５０μｍより厚くすると、厚塗りの弊害が生ずる。
【００３０】
また、前記コーティング層６を電着により設けたことにより、電流の流れる表面２の空隙３に塗料を侵入させて、コーティング層６の表面２への付着強度を向上することができる。
【００３１】
しかも、前記焼結品本体１の表面２に、前記空隙３の他に微小な凹部５を形成したことで、前記空隙３の他に微小な凹部５にも侵入したコーティング層６の表面２への付着強度をいっそう向上することができる。
【００３２】
また、金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体１の表面２に微小な凹部５を形成した後に、コーティング層６を電着により設ける製法のために、電着により空隙３や凹部５に侵入したコーティング層６の表面２への付着強度を向上することができる。
【００３３】
さらに前記凹部５をバレル研磨装置11により形成することで、微小な凹部５を容易に形成することができる。
【００３４】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体の表面に、該表面の空隙へ侵入させてコーティング層を設けることを特徴とする焼結品であり、コーティング層が空隙に侵入して封孔できると共に、表面処理の工程の低減を図ることができる。
【００３６】
請求項２の発明は、前記コーティング層の前記焼結品本体の表面の空隙への侵入深さを５〜６０μｍとすることを特徴とする請求項１記載の焼結品であり、侵入深さを５〜６０μｍとすることで、コーティング層の表面付着力を確保できるると共に、空隙付近のコーティング層に欠陥を生じさせることなくコーティング層を形成することができる。
【００３７】
請求項３の発明は、前記コーティング層の前記焼結品本体の表面上の膜厚を５０μｍ以下に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の焼結品であり、膜厚を薄くすることによって、塗料の無駄がなく塗装を行なうことができる。
【００３８】
請求項４の発明は、前記コーティング層を電着により設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結品であり、表面の空隙に塗料を確実に侵入させて、コーティング層の表面への付着強度を向上することができる
請求項５の発明は、前記焼結品本体の表面に、前記空隙の他に微小な凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結品であり、前記空隙の他に微小な凹部にも侵入したコーティング層の表面への付着硬度をいっそう向上することができる。
【００３９】
請求項６の発明は、金属粉の圧粉体を焼結した焼結品本体の表面に微小な凹部を形成した後に、コーティング層を電着により設けることを特徴とする焼結品の製造方法であり、電着によるコーティング層は空隙に充填すると共に、表面処理を１回の工程で行なうことができるので、コストの低減を図ることができる。
【００４０】
請求項７の発明は、前記凹部をバレル研磨により形成することを特徴とする請求項６記載の焼結品の製造方法であり、微小な凹部はバレル研磨により容易に形成されて、コーティング層の表面への付着強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す一部を拡大断面とした斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すバレル研磨装置の一部切り欠き正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す電着の工程説明図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す微小凹部を形成した焼結体本体の拡大写真である。
【符号の説明】
１  焼結体本体
２  表面
３  空隙
５  微小凹部
６  コーティング層
11  バレル研磨装置
Ａ  侵入深さ
Ｂ  膜厚
【図１】
2004190106.tif 000003
【図２】
2004190106.tif 000004
【図３】
2004190106.tif 000005
【図４】
2004190106.tif 000006