(57)【要約】【解決手段】粉末冶金製品用混合物であって、鉄粉末と、グラファイト粉末と、約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）とを含み、鉄粉末は、ＭｎＳを含む鉄粒子を含有する。この混合物はＭｎＳを約０．６５乃至約１．４０重量％含む。混合物中に含まれるグラファイト粉末は、粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるように含まれる。ターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために、下記の関係式に基づいて上記炭素の重量％と上記銅の重量％が決められる。ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１【選択図】図１
2004513232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末冶金製品用混合物であって、
ＭｎＳを含む鉄粒子を有する鉄粉末が含まれ、ＭｎＳはこの混合物に約０．６５乃至約１．４０重量％含まれ、混合物中に粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるようにグラファイト粉末が含まれ、且つ、約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）が含まれ、
下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために上記炭素の重量％と上記銅の重量％が決められている粉末冶金製品用混合物。
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
【請求項２】
上記炭素の重量％と上記銅の重量％は以下の関係式を満たす請求項１の混合物。
６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）≧１０２．１６、及び
２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）≦２５．０９
【請求項３】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約１．００重量％含む請求項１の混合物。
【請求項４】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約０．９０重量％含む請求項３の混合物。
【請求項５】
混合物から作られる粉末冶金製品であって、この混合物は、
ＭｎＳを含む鉄粒子を有する鉄粉末が含まれ、ＭｎＳはこの混合物に約０．６５乃至約１．４０重量％含まれ、粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるように混合物中にグラファイト粉末が含まれ、且つ約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）が含まれ、
下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために上記炭素の重量％と上記銅の重量％が決められている粉末冶金製品。
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
【請求項６】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約１．００重量％含む請求項５の粉末冶金製品。
【請求項７】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約０．９０重量％含む請求項６の粉末冶金製品。
【請求項８】
この粉末冶金製品は、鍛造製品（ｆｏｒｇｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔ）であって、混合物を加圧下で所望形状に成形した後、鍛造して製造される請求項５の粉末冶金製品。
【請求項９】
粉末冶金製品用混合物を製造する方法であって、
鉄粉末中の鉄粒子中でＭｎＳを予備合金化（ｐｒｅ‐ａｌｌｏｙｉｎｇ）する工程であって、ＭｎＳはこの混合物に約０．６５乃至約１．４０重量％含む工程と、
この鉄粉末にグラファイト粉末を加え、粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるようにする工程と、
鉄粉末に約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）を加える工程と、
上記炭素の重量％と上記銅の重量％を決めて、下記の関係式に基づいてターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得る工程とを備えた粉末冶金製品用混合物を製造する方法。
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
【請求項１０】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約１．００重量％含む請求項９の方法。
【請求項１１】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約０．９０重量％含む請求項１０の方法。
【請求項１２】
粉末冶金製品用混合物を製造する方法であって、
混合物製造過程で混合物を製造する工程を具備し、この工程は、
鉄粉末中の鉄粒子中でＭｎＳを予備合金化する工程であって、この混合物がＭｎＳを約０．６５乃至約１．４０重量％含む工程と、
この鉄粉末にグラファイト粉末を加え、粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるようにする工程と、
鉄粉末に約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）を加える工程と、
下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために上記炭素の重量％と上記銅の重量％を決める工程と、
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
加圧下で混合物を圧粉体に成形する工程と、
圧粉体を焼結する工程と、
を備えた粉末冶金製品用混合物を製造する方法。
【請求項１３】
焼結された圧粉体を鍛造する工程を備えた請求項１２の方法。
【請求項１４】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約１．００重量％含む請求項１２の方法。
【請求項１５】
この混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約０．９０重量％含む請求項１２の方法。
【請求項１６】
粉末冶金製品であって、
ＭｎＳを含む鉄粒子を有する鉄が含まれ、ＭｎＳはこの製品に約０．６５乃至約１．４０重量％含まれ、
約０．３乃至約０．７重量％の炭素（Ｃ）が含まれ、
約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）が含まれ、
下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために上記炭素の重量％と上記銅の重量％が決められる粉末冶金製品。
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉末冶金製品用混合物及びその製造方法に関する。更にこの発明は、粉末冶金製品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉末冶金では、ある種の粉末を所定の割合で混合した後、混合粉末をダイセットを用いて加圧下で所望の形状に成形し、次いで焼結して最終粉末冶金製品とする。
【０００３】
粉末冶金製品の一つの利点は、実質的に最終形状の粉末冶金製品を機械加工作業なしでダイ中で成形されるために、機械加工作業が不要となるということである。近時、高精度でかつより複雑な形状のものが要求されている。従って、粉末冶金製品に対しても機械加工作業が必要とされている。しかし、一般に、粉末冶金製品は被削性に乏しい。
【０００４】
特許文献１：米国特許５，９３８，８１４号公報及び特許文献２：特公昭５６−４５９６４号（以下、‘９６４刊行物と称する）は、被削性が良好な鋼粉末を開示している。これら公報の内容はその全てがこの明細書で引用されるものである。
【０００５】
‘９６４刊行物に開示された鋼粉末では、鋼粉末は、０．１５乃至０．５重量％のＳと、Ｍｎ／Ｓ平衡量よりも最大で０．３重量％多い量のＭｎとを含む。ＭｎはＳと結合するために用いられ、ＭｎＳはＭｎがＳと結合された後は、容易に酸化されることはない。
【０００６】
一般に、粉末冶金製品は機械強度が劣っている。その理由は、粉末冶金製品は、加圧下で成形され、焼結されることにより製造されるために、その中に多くのポアを有しているためと思われる。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許５，９３８，８１４号公報、（請求項）
【０００８】
【特許文献２】
特公昭５６−４５９６４号公報、（請求項）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、実質的に疲労強度を劣化させることなく被削性を改善した粉末冶金製品を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、粉末冶金用混合物は鉄粉末、グラファイト粉末及び約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）を含む。鉄粉末は、ＭｎＳを含む鉄粒子を有する鉄粒子である。この混合物はＭｎＳを約０．６５乃至約１．４０重量％含む。グラファイト粉末は混合物中に、粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるように含まれる。炭素量（Ｃ重量％）と銅量（Ｃｕ重量％）は、下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために、上記炭素の重量％と上記銅の重量％が決められる。
【００１１】
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
本発明の他の態様によれば、混合物から作られた粉末冶金製品で、この混合物は鉄粉末、グラファイト粉末及び約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）を含む。鉄粉末は、ＭｎＳを含む鉄粒子を有する鉄粒子である。この混合物はＭｎＳを約０．６５乃至約１．４０重量％含む。グラファイト粉末は混合物中に、粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるように含まれる。炭素量（Ｃ重量％）と銅量（Ｃｕ重量％）は、下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために、上記炭素の重量％と上記銅の重量％が決められる。
【００１２】
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
さらに異なる本発明の他の態様によれば、粉末冶金製品用混合物を製造する方法であって、鉄粉末中の鉄粒子中にＭｎＳを付着する工程、この鉄粉末にグラファイト粉末を加え、粉末冶金製品中の炭素（Ｃ）量が約０．３乃至約０．７重量％となるようにする工程、鉄粉末に約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）を加える工程を含み、下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために、上記炭素の重量％と上記銅の重量％を決める工程を有する。
【００１３】
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
混合物は、ＭｎＳを約０．６５乃至約１．４０重量％含む。
【００１４】
更に異なる本発明によれば、粉末冶金製品は、鉄と、約０．３乃至約０．７重量％の炭素（Ｃ）と、約３．０乃至約５．０重量％の銅（Ｃｕ）とを含む。鉄は、ＭｎＳを含む鉄粒子を有する。この製品は、ＭｎＳを約０．６５乃至約１．４０重量％含む。下記の関係式に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために、上記炭素の重量％と上記銅の重量％が決められる。
【００１５】
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のより完全な評価とそれに付随する多くの利点は、以降の詳細な説明において容易に明らかになる。
【００１７】
以下、好適な具体例を、添付する図面に基づいて説明する。
【００１８】
粉末冶金では、幾つかの元素を加えて鉄粉末に混合した後、この混合物をダイセットを用いて加圧下で所望形状の圧粉体に成形する。このような金属製品には、例えば、図１に示すような結合ロッドがある。結合ロッド１は、例えば、自動車の内燃機関に用いられる。この結合ロッド１は、小端部２と大端部３を有する。小端部２はピストンに結合されるものである。大端部３はクランクシャフトに結合されるものである。大端部３は二つの半部（３ａ，３ｂ）を有し、互いにボルトを介して結合されるものである。
【００１９】
本発明のこの実施例では、ＭｎＳなどの粉末冶金製品の被削性を改善する被削性改善元素は、鉄粉末の鉄粒子中に付着して、粉末冶金製品の被削性を改善している。鉄粉末は多くの鉄パーティクルを有する。この付着鉄粉末中には、図２に示すように、一つの鉄パーティクル（Ｐ）が複数の鉄粒子（ｇ）を含んでいる。ＭｎＳは、図２にドットで示され、実質的に均一に鉄粒子（ｇ）中に付着している。
【００２０】
ＭｎＳに加えて、Ｎｉ及び／又はＭｏなどの粉末冶金製品の機械的強度を改善する元素を鉄パーティクル中に付着させることができる。さらに、Ｎｉ及び／又はＭｏ粉末は鉄粉末と単純に混合することもできる。更には、Ｎｉ及び／又はＭｏは、拡散結合により鉄粒子と結合させることもできる。
【００２１】
本発明者は、銅量と炭素量が粉末冶金製品の被削性及び疲労強度に及ぼす影響を研究した。この研究のために、ベース粉末として、ＭｎＳ付着粉末、純粋鉄粉末及び０．３重量％のＭｎＳを加え混合した純粋鉄粉末を用いて、幾つかのＦｅ−Ｃｕ−Ｃ混合物を用意した。表１は純粋鉄粉末とＭｎＳ付着粉末の化学成分（重量％）を示す。
【００２２】
【表１】
2004513232.tif 000003
付着鉄の製造工程では、溶融及び精練工程の溶融鉄中にマンガン（Ｍｎ）と硫黄（Ｓ）が加えられる。次いで、アトマイズ工程で鉄粉末が作られる。従って、ＭｎＳは、鉄粒子中に付着される。特公昭５６−４５９６４号（特許文献２）ではこのような手順を開示している。この公報の内容はその全てを引用することにより、この明細書に組み込まれる。グラファイト粉末と銅（Ｃｕ）は鉄粉末中に加えられる。図２は、ＭｎＳ付着鉄粉末の１つのパーティクル（Ｐ）の拡大断面図である。パーティクル（Ｐ）をナイタールによりエッチングし、粒子境界を観察できるようにした。ＭｎＳ粒子は鉄粒子全面に亘って実質的に均一に付着している。鉄粉末は多くの鉄パーティクルを有する。この付着鉄粉末中では、図２に示すように、一つの鉄パーティクル（Ｐ）が複数の鉄粒子（ｇ）を有する。ＭｎＳは、ドットで示されるが、鉄粒子（ｇ）中に実質的に均一に付着されている。
【００２３】
銅粉末は、１５０メッシュ（１０５μｍ）で分級され、９０％の銅粉末が２００メッシュ（７５μｍ）を通過する。グラファイト（Ｇｒ）粉末は、Ｄ５０の９．１μｍとＤ９０の２０．９μｍとを有する。潤滑剤（Ｌｕｂ）は、純正ワックス等級から選択される。ＭｎＳ粉末はＤ５０の８．５μｍとＤ９０の３２．４μｍとを有する。混合物は典型的にＦｅ−Ｃｕ−Ｃ組成である。全ての試料混合物をサンプル製品に成形した。このサンプル製品は、５８８ＭＰａで単軸静圧プレスを用いることにより、外径９０ｍｍ、高さ４５ｍｍを有する。これらの試料製品を１１４０℃（２０８４°Ｆ）で４０分、純粋窒素雰囲気中でプッシャータイプの焼結炉中で焼結した。
【００２４】
これら試料を鍛造用に予熱する前に、グラファイト潤滑剤を焼結材料の表面に被覆して、焼結材料と鍛造型の間の摩擦を軽減し、且つ、酸化（脱炭）を防止するようにした。焼結材料を１０５０℃（１９２２°Ｆ）に３０分間鍛造用予熱炉内で予熱した。鍛造は、１６００トンの機械鍛造プレスを用いて９８０ＭＰａの圧力で行われた。
【００２５】
（１）疲労強度
疲労強度を測定するために、ＪＩＳ（日本工業規格）１タイプの１９７４のＪＩＳ　Ｚ　２２７４による回転曲げ疲労試験試料を用意した。１９７４のＪＩＳ　Ｚ　２２７４の内容は、その全てがこの明細書に引用して組み込まれる。疲労強度を小野回転曲げ疲労方法により測定した。回転速度は３，６００ｒｐｍであった。疲労限度は１０７サイクルとして規定された。
【００２６】
（２）被削性
被削性は、例えば穿孔中の切削抵抗などの押圧力により決められた。押圧力の低減は被削性の改善を意味する。穿孔条件は次のとおりである。
【００２７】
ドリル：５ｍｍ径の高速鋼ドリル
速度：８００ｒｐｍ
穿孔の深さ：１０ｍｍ
送り速度：０．０５ｍｍ／回転数
潤滑剤：潤滑剤なし
【表２】
2004513232.tif 000004
表２は、粉末を鍛造した試料の化学組成と機械的特性を示す。試料は銅（２〜３重量％）と炭素（０．２〜０．６重量％）を種々に組み合わることにより、被削性及び疲労強度に関するそれらの影響を研究した。２重量％Ｃｕ−０．４５重量％Ｃ（試料３，９）、及び３重量％Ｃｕ−０．４５重量％Ｃ（試料６，１１）のような試料につき、これらを、付着された鉄ベース材料及び純粋の鉄ベース材料との間で同等に比較することができた。これらの比較によれば、付着されたベース材料は純粋の鉄ベース材料よりも疲労強度が高かった。表２中、（ＦＳ）は疲労強度を、（ＴＳ）は抗張力を、（ＨＲＢ）は硬さを示す。
【００２８】
次に、試料３，９，１３（Ｆｅ−２．０重量％Ｃｕ−０．４５重量％Ｃ）を比較すると、粉末鍛造条件で、付着鉄粉末は純粋鉄ベースよりも疲労強度が２０Ｎ／ｍｍ２高いこと（ＭｎＳ混合ベースに対して＋３０Ｎ／ｍｍ２）が示され、付着鉄粉末は純粋鉄ベースよりも２８ｋｇｆ押圧力が低い（ＭｎＳ混合ベース材料に対して９ｋｇｆ低い）こと（良好な被削性）が示された。
【００２９】
2004513232.tif 000005
表２を参照すれば、添加物の寄与は付着されたものと純粋鉄ベース材料との間の違いに見られる。各特性に関して添加効果を決定するために、付着されたものと純粋鉄粉末との両方に関して各機械特性用に回帰分析をおこなった。表３は以下の式の係数を示す。
【００３０】
ターゲットの特性＝Ａ×（重量％Ｃｕ）＋Ｂ×（重量％Ｃ）＋Ｃ
重量％Ｃｕ：銅の重量％
重量％Ｃ：炭素の重量％
Ａ及びＢ：係数
【表３】
2004513232.tif 000006
疲労強度（ＦＳ）に関して、付着粉末混合物に対する銅の係数は純粋鉄粉末ベース混合物のそれよりも二倍大きかった。付着粉末混合物中の（ＦＳ）に関する炭素の影響は純粋鉄粉末ベース混合物のそれよりも半分の大きさであった。他方、抗張力（ＴＳ）の場合、純粋鉄ベースに対して、ベース上の銅と炭素の両方に関して約７０％であった。
【００３１】
この情報に基づいて、添加物は予期された機械的特性に影響するのみならず、異なるベース粉末中で異なる挙動も示す。
【００３２】
図３と４は、式（１）に従ったそれぞれの疲労強度を得るために、銅量と炭素量との間の関係を示したものである。明らかに、純粋鉄ベース粉末鍛造（Ｐ／Ｆ）材料の疲労強度は、粉末鍛造条件下で、付着ベース粉末鍛造材料よりも炭素量に対する感受性が高かった。これは、純粋な鉄ベースは全製造工程において、均一な特性を得るために、付着ベースと比較して、より正確な炭素制御が要求されることを示している。他方、付着ベース材料は銅量に対して純粋鉄ベースよりも感受性が高いが、銅の寄与は炭素の１／３よりも低い。添加物の偏析を防ぐ幾つかの方法が知られている。例えば、拡散結合法、有機結合剤処理などである。これらの処理がされた粉末は偏析を防ぐのに有効である。しかし、圧粉体の状態中のみである。粉末鍛造部品製造の場合には、脱炭がベース粉末の酸素によって起こるだけでなく、焼結及び鍛造中に起こる。粉末鍛造が適用される付着粉末の利点の一つに、炭素量に対して感受性が低いことが挙げられる。
【００３３】
純粋鉄ベース粉末では、被削性を劣化させることなく疲労強度を高めることは実質的に不可能であった。しかし、本発明者は、銅量（Ｃｕ重量％）と炭素量（Ｃ重量％）とを調整することにより、被削性を劣化することなく疲労強度を向上できることを見出した。被削性は、硬さが減少するので改善される。式（１）と表３によれば、本発明者は疲労強度（ＭＰａ）と銅量（Ｃｕ重量％）及び炭素量（Ｃ重量％）との関係、硬さ（ＨＲＢ）と銅量（Ｃｕ重量％）及び炭素量（Ｃ重量％）との関係を、以下のように見出した。
【００３４】
ターゲットの疲労強度（ＭＰａ）
＝２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋６６．６３×（重量％Ｃ）＋２８０．８４
ターゲットの硬さ（ＨＲＢ）
＝２．９９×（重量％Ｃｕ）＋２２．９６×（重量％Ｃ）＋７８．９１
上記の関係に基づくターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために、銅量（Ｃｕ重量％）及び炭素量（Ｃ重量％）が決められる。
【００３５】
図５は、疲労強度（ＭＰａ）と、銅量（Ｃｕ重量％）及び炭素量（Ｃ重量％）との関係、及び硬さ（ＨＲＢ）と、銅量（Ｃｕ重量％）及び炭素量（Ｃ重量％）との関係を示す。線分（Ｆ）は、疲労強度ＦＳが３８３（ＭＰａ）を得るためのＣとＣｕの量の組み合わせを示す。線分（Ｈ）は、硬さＨＲが１０４（ＨＲＢ）を得るためのＣとＣｕの量の組み合わせを示す。１０４（ＨＲＢ）よりも少ない硬さＨＲは、線分Ｈの下側で得られる。被削性を劣化させることなく、また、コストを増加させることなく、疲労強度を増加させるために、炭素（Ｃ）量は約０．３〜約０．７重量％、銅（Ｃｕ）量は約２．０〜５．０重量％である。好ましくは、銅（Ｃｕ）量は約３．０〜約５．０重量％である。
【００３６】
この粉末では、鉄粒子中に付着しているＭｎＳ量は約０．６５〜約１．４０重量％である。もしＭｎＳ量が０．６５重量％よりも少なくなると、被削性が劣化する。他方、もし、ＭｎＳ量が１．４０重量％よりも多くなると、疲労強度が減少する。好ましくは、ＭｎＳ量は約０．６５〜１．００重量％である。この範囲では、被削性が劣化することなく、また実質的なコスト増加がなく、疲労強度が増加する。より好ましくは、ＭｎＳ量は約０．６５〜０．９０重量％である。
【００３７】
粉末冶金用混合物は、鉄粉末、グラファイト粉末、及び約２．０〜約５．０重量％の銅（Ｃｕ）を含む。好ましくは、銅（Ｃｕ）は、約３．０〜約５．０重量％である。鉄粉末は、鉄粒子を含み、この鉄粒子にはＭｎＳをそのなかに含む。この混合物は、ＭｎＳを約０．６５〜１．４０重量％含む。グラファイト粉末は粉末冶金製品中の炭素量が約０．３〜０．７重量％となるように混合物に添加される。以下の関係に基づいて、ターゲットの疲労強度ＦＳ（ＭＰａ）とターゲットの硬さＨＲ（ＨＲＢ）を得るために、炭素量（Ｃ重量％）と銅量（Ｃｕ重量％）は決められる。
【００３８】
ＦＳ＝６６．６３×（重量％Ｃ）＋２２．６１×（重量％Ｃｕ）＋２８０．８４
ＨＲ＝２２．９６×（重量％Ｃ）＋２．９９×（重量％Ｃｕ）＋７８．９１
【００３９】
【実施例】
銅粉末は１５０メッシュ（１０５μｍ）で分級され、９０％の銅粉末が２００メッシュ（７５μｍ）を通過した。グラファイト（Ｇｒ）粉末はＤ５０の９．１μｍとＤ９０の２０．９μｍである。潤滑剤（Ｌｕｂ）を純正ワックス等級から選択する。ＭｎＳ粉末はＤ５０の８．５μｍとＤ９０の３２．４μｍである。混合物は典型的なＦｅ−Ｃｕ−Ｃ組成である。混合物を所望形状の圧粉体に成形した。圧粉体をプッシャタイプの焼結炉で純粋窒素雰囲気下で、１１４０℃（２０８４°Ｆ）、４０分焼結する。鍛造用焼結圧粉体を予熱する前に、グラファイト潤滑剤を焼結された圧粉体の表面に被覆して、終結された圧粉体と鍛造型との間の摩擦を減少させ、且つ、酸化（または脱炭）を防ぐようにする。焼結された圧粉体を１０５０℃（１９２２°Ｆ）、３０分間、鍛造用予熱炉で予熱する。鍛造を１６００トン機械鍛造プレスを用いて９８０ＭＰａの圧力で行なう。従って、粉末冶金製品が製造される。
【００４０】
明らかに、上記教示に基づいて、本発明の各種変更、修正が可能である。従って、この請求項の範囲内において、ここに特に記載されたもの以外についても実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
結合ロッドの正面図。
【図２】
ＭｎＳ付着鉄の粒子（Ｐ）の拡大断面図。
【図３】
疲労強度と、ＭｎＳ付着鉄基粉末から作られた粉末冶金製品中の炭素と銅との関係を示す図。
【図４】
疲労強度と、純粋鉄基粉末から作られた粉末冶金製品中の炭素と銅との関係を示す図。
【図５】
疲労強度（ＭＰａ）と、銅量（Ｃｕ重量％）と炭素量（Ｃ重量％）との関係、及び硬さ（ＨＲＢ）と銅量（Ｃｕ重量％）と炭素量（Ｃ重量％）との関係を示す図。
【符号の説明】
１　　　　　結合ロッド
２　　　　　小端部
３　　　　　大端部
３ａ，３ｂ　半部
４　　　　　ボルト
【図１】
2004513232.tif 000007
【図２】
2004513232.tif 000008
【図３】
2004513232.tif 000009
【図４】
2004513232.tif 000010
【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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