(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄基粉末に、黒鉛粉、Ｃｕ粉および複合酸化物（ただし、珪酸ソーダを除く）を混合した粉末冶金用鉄系混合粉末であって、
前記黒鉛粉の含有量は、前記混合粉末全質量に対し、０．４〜３．０質量％、前記Ｃｕ粉の含有量は、前記混合粉末全質量に対し、０．５〜３．５質量％であり、
前記複合酸化物は、８００℃における粘性が１０５（ｐｏｉｓｅ）以下であり、
前記複合酸化物の含有量は、前記混合粉末全質量に対し、０．０５〜１．５質量％であることを特徴とする粉末冶金用鉄系混合粉末。
【請求項２】
前記複合酸化物は、複合酸化物（ただし、珪酸アルカリを除く）であることを特徴とする請求項１に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末。
【請求項３】
前記複合酸化物は、Ｂ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｉのうち少なくとも１種の酸化物を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末。
【請求項４】
前記複合酸化物が、Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−ＭｎＯ、Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ、Ｌｉ２Ｏ−ＭｎＯ、Ｎａ２Ｏ−ＢａＯ−ＳｉＯ２のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末の圧粉体を焼結することにより得られることを特徴とする鉄粉焼結体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末冶金用鉄系混合粉末および鉄粉焼結体に係り、特に、自動車用の高強度焼結部材として好適な鉄粉焼結体を得ることのできる粉末冶金用鉄系混合粉末および鉄粉焼結体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属粉を金型内で加圧・成形した後、焼結して焼結体とする粉末冶金法は、複雑な形状の機械部品も精度よく製造できることから、高い寸法精度が要求されるギヤ等の自動車部品の製造に広く適用されている。
【０００３】
現実には、金型を使ったプレス成形の制約上、多くの焼結部品には、最終工程で何らかの機械加工が施される。しかしながら、焼結部品は、同一組成の溶製材に比べて被削性の悪いことが確認されている。そこで、その改善策として種々の手段が講じられており、例えば、粉末冶金用鉄系混合粉末や鉄粉焼結体等において、ＭｎＳ粉や酸化物等の添加を行なう方法がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、切削性改善用粉末としてピロリン酸カルシウムを用い、このピロリン酸カルシウムを、鉄基粉末、合金用粉末および切削性改善用粉末の合計量に対し、Ｃａ換算で０．０２〜０．４０質量％含有した粉末冶金用鉄基混合粉（粉末冶金用鉄系混合粉末）が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系複合酸化物を０．０５〜０．１５質量％含有した粉末冶金用鉄系混合粉末が開示されており、特許文献３には、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系複合酸化物を０．０２〜０．３質量％含有した粉末冶金用鉄系混合粉末が開示されている。また、特許文献４には、ＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ2 系の複合酸化物を金属マトリックスに分散させた焼結材料（焼結体）が開示されている。
【０００６】
特許文献５には、Ｃ：０．１〜０．６質量％の溶製材において、Ｎａ、Ｌｉ、ＢおよびＳｉよりなる群から選択される酸化物の鋼中に含まれる個数を規定した機械構造用鋼（快削鋼）が開示されており、特許文献６には、Ｃ：０．０２〜０．１５質量％の溶製材において、Ｎａ、Ｌｉ、ＢおよびＳｉよりなる群から選択される酸化物の鋼中に含まれる個数を規定した快削鋼が開示されている。
【０００７】
特許文献７には、パーライトを主体とする基地中に銅または銅錫系合金相および遊離黒鉛が分散した組織を呈する焼結バルブガイド材（焼結体）が開示されている。また、特許文献８には、混合粉末全体の質量比で、黒鉛粉末を０．１〜２．０質量％および酸化硼素粉末を０．０１〜１．０質量％混合添加した快削性鉄系焼結合金（焼結体）が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１１５８４７号公報
【特許文献２】特開平９-２７９２０３号公報
【特許文献３】特開平９-２７９２０４号公報
【特許文献４】特開平８-２６０１１３号公報
【特許文献５】特開２００１-２１４２３９号公報
【特許文献６】特開２００１-２１４２４０号公報
【特許文献７】特開２００２-０６９５９９号公報
【特許文献８】特開２０００-１４４３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の粉末冶金用鉄系混合粉末や鉄粉焼結体等には、以下に示す問題があった。
特許文献１〜４に記載の発明では、例えば特許文献２に記載のように、使用する酸化物は比較的低融点とはいうものの、実際の融点は１０００℃を超えるものであり、これらの酸化物は高融点であるといえる。そのため、酸化物が溶融できるＶ２００ｍ／ｍｉｎ程度以上の高速切削にしか適用できないという問題があった。
【０００９】
特許文献５、６に記載の快削鋼は、溶製材を対象とするものであり、焼結部品とは材料的に異なるため、焼結部品における技術とは基本的に異なるものである。よって、特許文献５、６に記載の技術を焼結部品にそのまま適用できるものではない。
【００１０】
すなわち、特許文献５、６に記載の発明では、酸化物は鉄マトリックス中に球もしくは楕円形状で均一に存在しているのに対し、焼結体には気孔が存在するため、酸化物は焼結中に溶融して鉄粉表面を覆うように（つまり鉄中ではなく）気孔中に存在している。さらに、特許文献５、６に記載の発明の効果は、溶融脆化による切り屑分断性が向上する点にある。この点では、鉄粉焼結体には元々気孔が存在するため、溶融脆化を狙いとしたものではなく、効果も異なるものといえる。また、鉄粉焼結体は、気孔を有するため、強度的に不利であることから、Ｃ量を溶製材よりも多くして強度を確保している。
【００１１】
特許文献７、８に記載の発明では、例えば特許文献８に記載のように、添加されたＢ２Ｏ３が焼結中に溶融して黒鉛の鉄粉中への浸炭を抑制し、遊離黒鉛を焼結体の気孔中に残留させる。この遊離黒鉛の潤滑効果により被削性は向上するものの、浸炭が抑制されるため、強度が低下するという問題があった。
【００１２】
その他、被削性を向上させるために一般的に行なわれるＭｎＳ添加では、Ｓにより、作業環境が汚染されるという問題や強度低下の原因になるという問題があった。
【００１３】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、強度を低下させることなく、一般的な切削条件域であるＶ１００〜２００ｍ／ｍｉｎ程度の切削においても、良好な被削性を有する鉄粉焼結体を得ることのできる粉末冶金用鉄系混合粉末および鉄粉焼結体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明者らは、以下に述べる事項について検討を行なった。
切削時に生成する切り屑は工具すくい面直前のせん断域でせん断変形するが、鉄粉焼結体は気孔を有しているため、切り屑のせん断変形時に気孔を起点とした亀裂が切り屑中の鉄粉界面に沿ってせん断変形方向に生じる。そこで、本発明者らは、この挙動に着目し、鉄粉界面を滑らかにすることで、この切り屑内のせん断変形力の低減、つまり切削抵抗の低減につながり、工具摩耗を抑制できるのではないかと考えた。その結果、鉄粉界面を滑らかにする手段として、複合酸化物による潤滑効果を見出したことにより本発明を成すに至った。
【００１５】
すなわち、請求項１に係る粉末冶金用鉄系混合粉末は、鉄基粉末に、黒鉛粉、Ｃｕ粉および複合酸化物（ただし、珪酸ソーダを除く）を混合した粉末冶金用鉄系混合粉末であって、前記黒鉛粉の含有量は、前記混合粉末全質量に対し、０．４〜３．０質量％、前記Ｃｕ粉の含有量は、前記混合粉末全質量に対し、０．５〜３．５質量％であり、前記複合酸化物は、８００℃における粘性が１０５（ｐｏｉｓｅ）以下であり、前記複合酸化物の含有量は、前記混合粉末全質量に対し、０．０５〜１．５質量％であることを特徴とする。
また、請求項２に係る粉末冶金用鉄系混合粉末は、請求項１に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末において、前記複合酸化物が、複合酸化物（ただし、珪酸アルカリを除く）であることを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、粉末冶金用鉄系混合粉末が、８００℃における粘性が１０５（ｐｏｉｓｅ）以下である複合酸化物を含有することで、この複合酸化物が粉末冶金用鉄系混合粉末から製造される鉄粉焼結体の切削中に溶融して鉄粉界面が滑らかになる。これにより、鉄粉焼結体の切削時における切り屑内のせん断変形力が低減して、工具摩耗が抑制される。さらに、複合酸化物の含有量を、混合粉末全質量に対し、０．０５〜１．５質量％とすることで、機械的特性（強度等）が低下することなく被削性が向上する。
【００１７】
請求項３に係る粉末冶金用鉄系混合粉末は、請求項１または請求項２に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末において、前記複合酸化物が、Ｂ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｉのうち少なくとも１種の酸化物を含有することを特徴とする。
請求項４に係る粉末冶金用鉄系混合粉末は、請求項１に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末において、前記複合酸化物が、Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−ＭｎＯ、Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ、Ｌｉ２Ｏ−ＭｎＯ、Ｎａ２Ｏ−ＢａＯ−ＳｉＯ２のいずれかであることを特徴とする。
このように構成すれば、被削性がさらに向上するとともに、強度の低下が抑制される。
【００１８】
請求項５に係る鉄粉焼結体は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の粉末冶金用鉄系混合粉末の圧粉体を焼結することにより得られることを特徴とする。
このように構成すれば、本発明の鉄粉焼結体は、前記した粉末冶金用鉄系混合粉末の圧粉体を焼結することにより得られるため、強度が低下することなく、良好な被削性を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の粉末冶金用鉄系混合粉末によれば、強度を低下させずに、被削性が向上した鉄粉焼結体を得ることができる。そして、この鉄粉焼結体は、鉄粉焼結体に含まれる複合酸化物が切削中に溶融して潤滑効果を発揮するため、工具摩耗を抑制することができ、工具寿命を向上させることができる。
本発明の鉄粉焼結体によれば、焼結体の強度を低下させずに、被削性を向上させることができる。そのため、工具摩耗を抑制することができ、工具寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る粉末冶金用鉄系混合粉末（以下、適宜、混合粉末ともいう）および鉄粉焼結体（以下、適宜、焼結体ともいう）について、詳細に説明する。
≪粉末冶金用鉄系混合粉末≫
粉末冶金用鉄系混合粉末は、鉄基粉末に、黒鉛粉、Ｃｕ粉および複合酸化物を混合したものである。以下、各構成について説明する。
【００２１】
＜鉄基粉末＞
鉄基粉末（鉄粉）としては、アトマイズ鉄粉、還元鉄粉等の純鉄粉、あるいは純鉄粉に代えて、合金元素を予め合金した鋼粉（予合金鋼粉）や合金元素が部分合金化された鋼粉（部分合金化鋼粉）を好適に用いることができる。また、これらを単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。
【００２２】
＜黒鉛粉＞
Ｃから成る元素鉱物である黒鉛粉は、固溶強化により、焼結体の強度を高くする効果がある。
本発明は、黒鉛粉の含有量は特に規定しない。しかし、黒鉛粉の含有量と焼結体の強度とは相関があり、被削性の観点からも含有量はおおよそ規定される。
【００２３】
通常、焼結体においては、圧環強度６３０ＭＰａ程度が必要であるので、強度面における実用的な観点から、黒鉛粉の含有量（Ｃの含有量）は０．４質量％以上で適用されることが多い。本発明における複合酸化物添加材（焼結体）においては、酸化物無添加材と比較して、強度の低下が無い上に、被削性を向上させることを目的とするが、黒鉛粉の含有量が０．４質量％未満であると、強度が低すぎて実用的ではない。したがって、黒鉛粉の含有量は、０．４質量％以上とすることが好ましい。また、強度の向上を図る観点からは、０．６質量％以上が好ましい。
【００２４】
上限についても、特に規定はないが、３．０質量％を超えると、初析セメンタイトの影響で強度が低下しやすくなるため、３．０質量％以下とすることが好ましい。また、Ｆｅ−Ｃ系の焼結体以上に強度が必要な場合、必要な強度レベルに応じて、Ｍｏ、Ｎｉ等の合金元素を添加することがあるが、この場合においても強度が低下することなく、被削性を向上させることができる。
【００２５】
＜Ｃｕ粉＞
Ｃｕ粉は、焼結性の向上ひいては焼結体の強度および疲労特性の向上に有効に寄与するが、そのためには０．５質量％以上含有することが好ましい。一方、３．５質量％を超えると、強度および疲労特性の低下を招きやすくなる。したがって、Ｃｕ粉の含有量は、０．５〜３．５質量％とすることが好ましい。なお、このＣｕ粉は、ＣｕＰ、ＣｕＳｉ、ＣｕＭｎ粉として含有させても同等の役割となる。
【００２６】
＜複合酸化物＞
本発明において複合酸化物とは、所定元素の酸化物を２種以上混合したものである。
混合粉末が複合酸化物（以下、適宜、酸化物ともいう）を含有することで、この複合酸化物の潤滑効果により、鉄粉界面を滑らかにすることができる。これにより、焼結体の切削時における切削抵抗を低減させることができ、工具摩耗を抑制することができる。
【００２７】
なお、酸化物を単独で添加した場合には、酸化物の融点が高いため、切削時および焼結時に酸化物が溶融できない。そのため、被削性の向上効果がなく、また、酸化物の粒径が大きい場合には、強度低下の要因となる。ただし、Ｂを含有する単独の酸化物（例えば、Ｂ２Ｏ３）は、低融点ではあるが（Ｂ２Ｏ３の融点：４５０℃）、鉄粉中への黒鉛の浸炭を抑制する浸炭抑制作用により、強度を低下させる。
本発明においては、複合酸化物とすることで、低融点化を図ることができる。
【００２８】
複合酸化物は、８００℃における粘性が１０５（ｐｏｉｓｅ）以下である。
焼結体の切削時における刃先温度は、鋼材組成にもよるが、乾式のＶ１５０ｍ／ｍｉｎで、せいぜい８００℃である。本発明においては、前記の複合酸化物の潤滑効果により工具寿命を向上させているが、被削性向上には刃先温度域における酸化物粘性が重要であり、８００℃における粘性を１０５（ｐｏｉｓｅ）以下にする必要性がある。８００℃における粘性が１０５（ｐｏｉｓｅ）を超えると、複合酸化物が硬質化し、潤滑効果を発揮できない。
【００２９】
また、下限は、特に規定はないが、１０-2（ｐｏｉｓｅ）未満であると、粘り気がなく、潤滑効果が得られにくいため、１０-2（ｐｏｉｓｅ）以上が好ましい。なお、従来の酸化物を活用した快削鋼は、ベラーグと呼ばれる酸化皮膜が工具刃先に付着して、この酸化皮膜の保護作用により工具摩耗を抑制していた。この場合の酸化物粘性は、およそ軟化点にあるといわれており、１０８（ｐｏｉｓｅ）程度となる。
【００３０】
複合酸化物の含有量は、混合粉末全質量に対し、０．０５〜１．５質量％とする。
複合酸化物の含有量が０．０５質量％未満では、潤滑効果を得るには含有量が不十分であり、被削性向上効果が得られない。一方、１．５質量％を超えると、この複合酸化物が、機械的特性（強度等）の低下等の焼結体における欠陥の原因となる。なお、より好ましくは、０．１〜０．５質量％である。
【００３１】
ここで、複合酸化物は、Ｂ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｉのうち少なくとも１種の酸化物を含有するのが好ましい。
すなわち、複合酸化物は２種以上の酸化物からなるものであるが、そのうちの少なくとも一種の酸化物が、前記の元素からなる酸化物であることが好ましい。
本発明者らの検討により、前記の元素の酸化物を複合化して含有させることで、強度を低下させることなく、被削性がさらに向上することがわかった。
【００３２】
前記の条件を満たす複合酸化物としては、例えば、Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ等が挙げられるが、他に、粘性が１０５（ｐｏｉｓｅ）以下となる複合酸化物として、Ｂ２Ｏ３−ＭｎＯ、Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ、Ｌｉ２Ｏ−ＭｎＯ、Ｎａ２Ｏ−ＢａＯ−ＳｉＯ２等が挙げられる。
なお、複合酸化物が２種以上の酸化物よりなるとした場合、前記したＢ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｉの酸化物以外の酸化物は、Ａｌ２Ｏ３やＦｅＯ等であってもよい。
【００３３】
ここで、複合酸化物の潤滑効果により被削性向上効果を上げるには、複合酸化物が軟化もしくは溶融する必要がある。例えば、複合酸化物の融点は、おおむね１０００℃以下であり、複合酸化物の軟化点は、一般的に融点の７０％程度の温度といわれている。よって、複合酸化物が軟化するためには融点１０００℃が目安となる。なお、複合酸化物の融点と粘性は必ずしも比例関係にはないが、相関関係はある。よって、複合酸化物を適切な粘性とする観点から、融点は、おおむね１０００℃以下であることが好ましい。
【００３４】
また、複合酸化物の粒径は、８０μｍ以下が好ましい。本発明における複合酸化物の融点はおおむね１０００℃以下と想定しているが、通常の鉄粉の焼結は１１２０〜１２５０℃で行なわれるため、焼結時に溶融軟化し、焼結後には添加時の原形をとどめていない。そのため、添加した複合酸化物の粒径が被削性、強度へ直接およぼす影響は大きくはない。ただし、添加時の複合酸化物の大きさが焼結後に気孔となりかねないので、複合酸化物の粒径は、約１００μｍである鉄基粉末の径より小さくなる８０μｍを上限とするのが好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。なお、下限は、特に規定はないが、粒径を微細にすれば、それだけ粉砕コストもかかる。
【００３５】
なお、前記複合酸化物を作製するにあたり、複合酸化物の作製温度は必ずしも融点以上として溶融する必要はなく（いわゆるプリメルト）、融点から約１００℃程度低い温度より高ければよい（例えば、融点が１０００℃ならば、作製温度はおおむね９００℃以上で特に上限はない）。なお、「複合酸化物を作製」とは、原料を溶融させて均一化させずとも、高温保持して拡散させ、均一化に近い状態にすることをいう。
【００３６】
本発明に係る混合粉末は、前記した黒鉛粉、Ｃｕ粉および複合酸化物以外にも潤滑剤である有機物を成形用として混合する構成としても構わない。有機物としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、エチレンビスステアリルアミド等である。また、有機物の混合量は、有機物の全混合粉末中の配合質量％として、０．５〜１．２質量％の範囲であることが好ましい。含有量が０．５質量％未満では、焼結体の製造の際に潤滑剤としての機能を発揮しにくく、一方、１．２質量％を超えると、焼結体の密度低下の原因となりやすい。
【００３７】
次に、本発明に係る鉄粉焼結体について、詳細に説明する。
≪鉄粉焼結体≫
鉄粉焼結体は、前記説明した粉末冶金用鉄系混合粉末の圧粉体を焼結することにより得られるものである。
【００３８】
鉄粉焼結体の製造方法の一例としては、まず、混合機等を用い、前記した鉄基粉末、黒鉛粉、Ｃｕ粉および複合酸化物を混合し、粉末冶金用鉄系混合粉末とする。混合の際には、潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛０．７５質量％を加えてもよい。次に、この粉末冶金用鉄系混合粉末を、例えば、５ｔ／ｃｍ２の成形圧で成形し、圧粉体とする。そして、この圧粉体を、弱酸化性であるＲＸガス、Ｎ２ガス、ＡＸガス等の雰囲気中で、温度：１１００〜１２５０℃、時間：１５〜６０分の条件で焼結することにより、鉄粉焼結体を得ることができる。
【００３９】
以上説明したように、本発明にかかる粉末冶金用鉄系混合粉末によれば、強度を低下させることなく、一般的な切削条件域であるＶ１００〜２００ｍ／ｍｉｎ程度の切削においても、良好な被削性を有する鉄粉焼結体を得ることができる。
また、本発明にかかる鉄粉焼結体は、強度が低下することなく、一般的な切削条件域であるＶ１００〜２００ｍ／ｍｉｎ程度の切削においても、良好な被削性を有する。そのため、工具摩耗を抑制することができ、工具寿命を向上させることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明に係る粉末冶金用鉄系混合粉末および鉄粉焼結体の実施例について、その比較例と比較して具体的に説明する。
【００４１】
［第１実施例］
表１に示す成分組成の鉄粉に、黒鉛粉末０．８質量％、Ｃｕ粉２．０質量％、表２に示す酸化物粉末を所定量加え（表３参照）、さらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛０．７５質量％を加え、６０分間、Ｖ型混合機で混合し、粉末冶金用鉄系混合粉末とした。次に、この粉末冶金用鉄系混合粉末を金型成形して、寸法：外径６４ｍｍ、内径２４ｍｍ、高さ２０ｍｍのリング状の圧粉体とし、この圧粉体を１０％の水素を含む窒素雰囲気中で、１１２０℃・３０分の焼結を行った。焼結体の密度は、成形時の成形圧力を調整し、６．８〜６．８５ｇ／ｃｍ３となるようにした。
なお、表２における酸化物の融点は状態図、液相粘性は主に文献値を用いた。
【００４２】
【表１】
0005260913.tif 000002
【００４３】
【表２】
0005260913.tif 000003
【００４４】
このようにして得られた鉄粉焼結体の強度および被削性を評価した。
≪被削性≫
被削性は、切削試験により行なった。
＜切削試験＞
まず、焼結体３個をボルトに通し、予備リングを両側に配置させてナットにより挟み込み、その後、ボルトを施盤のセンターに固定した。使用した切削工具は、住友電工ハードメタル社製Ｇ１０Ｅ（Ｋ種超硬）である。切削条件は、切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、送り速度：０．１ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み量：０．５ｍｍ、切削長：１００ｍ、切削様式：乾式連続切削である。この切削試験により、切削工具の最大逃げ面摩耗幅Ｖｂｍａｘを測定した。合格判定基準は、摩耗幅が７０μｍ以下のものを合格とした。
【００４５】
≪強度≫
強度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２５０７に規定する焼結含油軸受けの圧環強さ試験方法に準拠して行なった。第１実施例では、より強度が要求される焼結部材への適用を想定し、黒鉛粉末を０．８質量％添加した場合の効果を確認するため、合格判定基準は、圧環強度が７８０ＭＰａ以上のものを合格とした。
これらの試験結果を表３に示す。なお、表３において、本発明の範囲を満たさないものについては、数値に下線を引いて示す。
【００４６】
【表３】
0005260913.tif 000004
【００４７】
表３に示すように、実施例２〜１０、参考例１は、本発明の範囲を満足しているため、あるいは参考例のため、十分な強度を有するとともに、被削性に優れていた。
一方、比較例１は、複合酸化物を含有していないため、摩耗幅が大きく被削性に劣った。比較例２は、Ｂ２Ｏ３を単独で添加したものであるため、浸炭抑制により、強度が低下した。比較例３は、複合酸化物の含有量が下限値未満のため、摩耗幅が大きく被削性に劣った。比較例４は、複合酸化物の含有量が上限値を超えるため、強度が低下した。比較例５は、複合酸化物の８００℃における粘性が上限値を超えるため（表２のＮｏ．１の複合酸化物を使用）、摩耗幅が大きく被削性に劣った。
【００４８】
［第２実施例］
次に、黒鉛粉の含有量の影響を調べるため、黒鉛粉末の添加量（Ｃの添加量）を０．４質量％、０．６質量％または０．８質量％とし、複合酸化物を無添加あるいは０．３質量％として試験を行なった。なお、焼結体の作製方法や、強度および被削性の評価方法は、前記第１実施例と同様である。ただし、第２実施例においては、黒鉛粉の含有量の影響を調べるものであり、強度および被削性の合格判定基準は、特に規定しない。
これらの試験結果を表４に示す（試験Ｎｏ．１〜６）。
【００４９】
【表４】
0005260913.tif 000005
【００５０】
表４に示すように、黒鉛粉末の添加量が、０．４質量％、０．６質量％、０．８質量％のいずれにおいても、複合酸化物を添加した場合には、強度が低下せずに、被削性が向上していた。
【００５１】
以上の結果について、焼結体における酸化物の含有量と、摩耗幅（μｍ）の関係を図１に、焼結体における酸化物の含有量と、圧環強度（ＭＰａ）の関係を図２に、圧環強度（ＭＰａ）と、摩耗幅（μｍ）の関係を図３に、酸化物の８００℃における粘性と、摩耗幅（μｍ）の関係を図４に、焼結体における黒鉛粉（Ｃ）の含有量と、圧環強度（ＭＰａ）の関係を図５に示す。なお、図３、５において、図作成の都合上、プロットした点が一部重複している箇所がある。また、図３の「実施例」のうち、表３のＮｏ．１に対応するものは参考例である。
【００５２】
表３と合わせて図１〜４に示すように、酸化物を０．０５〜１．５質量％添加した焼結体は、工具摩耗が抑制され、また、十分な強度を有している。ただし、酸化物の含有量が１．５質量％を超えると、強度は大きく低下し、０．０５質量％未満であると、被削性が大きく低下している。また、酸化物を全く添加しない場合は、被削性が低下し（摩耗幅が大きくなる）、Ｂ２Ｏ３を単独で添加した場合は、浸炭抑制により強度が低下している。更には、８００℃における粘性が１０５（ｐｏｉｓｅ）を超える酸化物を添加した場合は、被削性が低下している。
【００５３】
表４と合わせて図５に示すように、強度は、黒鉛粉末添加量に応じて向上している。また、複合酸化物を添加しないと被削性が低下するが、複合酸化物を添加すると、強度は低下せずに、被削性が向上する。そして、本発明の範囲を満足する焼結体においては、黒鉛粉末が０．４質量％や０．６質量％の場合においても、通常要求される強度の焼結部材に適用できることがわかる。
【００５４】
以上、本発明に係る粉末冶金用鉄系混合粉末および鉄粉焼結体について最良の実施の形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されるものではない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて広く改変・変更等することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】焼結体における酸化物の含有量と、摩耗幅（μｍ）の関係を示すグラフ図である。
【図２】焼結体における酸化物の含有量と、圧環強度（ＭＰａ）の関係を示すグラフ図である。
【図３】圧環強度（ＭＰａ）と、摩耗幅（μｍ）の関係を示すグラフ図である。
【図４】酸化物の８００℃における粘性と、摩耗幅（μｍ）の関係を示すグラフ図である。
【図５】焼結体における黒鉛粉（Ｃ）の含有量と、圧環強度（ＭＰａ）の関係を示すグラフ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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