(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅メッキ鉄粉を加圧圧縮し、得た成形体を機械加工したのち焼結すること
を特徴とする粉末冶金法。
【請求項２】
前記銅メッキ鉄粉は、
メッキされた銅を２０〜８０質量％含有する粉末であること
を特徴とする請求項１に記載の粉末冶金法。
【請求項３】
加圧圧縮して得た銅メッキ鉄粉からなる成形体を、機械加工したのち焼結したものであること
を特徴とする焼結金属体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、改良された粉末冶金法と、この冶金法で得られた焼結金属体に関するもので、粉末冶金技術に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粉末冶金法は、金属粉末を加圧成形し、さらに金属の融点以下の高温で加熱焼結して各種金属製品を得る加工法であって、高融点で、高純度の金属製品が得られる、数種の金属あるいは金属と非金属の複合体が得られる、造形が容易で、かつ大量生産にも対応可能である、切削などの加工を大幅に省略でき、材料の節約が図れる、さらには多孔質の金属材料が得られるという数々の特徴を有しているので、種々の用途において幅広く利用されている。
【０００３】
すなわち、粉末冶金法で得られた焼結金属体は、以上のような特徴を有するため、超硬工具、ビット、多孔質の含油軸受（オイルレスベアリング）、フィルタ、サーメット、クラッチなどの自動車部品、機械部品あるいは電気接点や摩擦材として広く採用され活用されている。
【０００４】
かかる粉末冶金法の一般的な工程は、原料粉末、粉末潤滑剤などを混合する工程粉末を加圧圧縮して成形体（圧粉体）を得る工程得た成形体を主成分の融点以下の温度で加熱（焼結）して、所望の性質を有する固体（焼結体）を得る工程機械加工、熱処理、含油、表面処理などの後処理工程から成り立っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した工程中、後処理工程において、切削などの機械的な二次加工が不要であるというのが、本来、粉末冶金法が有する一つの特徴として挙げられるのであるが、最近の製品の形状複雑化に伴い、工業的に、焼結後の後加工、後処理として、焼結体に機械加工を施す機会が増えてきているが、焼結体は、切削加工などの機械加工性の良いものではなく、その改良が強く望まれている。
【０００６】
上記の工程全体を考慮すると、焼結体の機械加工に代えて、得られた成形体（圧粉体）を機械加工することも考えられるが、一般的に成形体（圧粉体）の機械的強度は弱く、機械加工に耐えることができないのが現状である。
【０００７】
かかる現状に鑑み、発明者らは、成形体（圧粉体）の機械的強度を上げ、機械加工を可能にする成形体（圧粉体）を得るため原料粉末について鋭意検討を行ない、原料粉末として、銅メッキ鉄粉を用いることによって、機械的強度の高い成形体（圧粉体）が得られ、機械加工も充分に行えることを見出し、この発明を完成した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の請求項１に記載の発明は、
銅メッキ鉄粉を加圧圧縮し、得た成形体を機械加工したのち焼結すること
を特徴とする粉末冶金法である。
【０００９】
また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の粉末冶金法において、
前記銅メッキ鉄粉は、
メッキされた銅を２０〜８０質量％含有する粉末であること
を特徴とするものである。
【００１０】
さらに、この発明の請求項３に記載の発明は、
加圧圧縮して得た銅メッキ鉄粉からなる成形体を、機械加工したのち焼結したものであること
を特徴とする焼結金属体である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の粉末冶金法及び該冶金法で得られる焼結金属体は、それ自体公知である銅メッキ鉄粉を用い、焼結前の加圧圧縮された成形体（圧粉体）を機械加工する以外は、従来と同様な方法で行う粉末冶金法で、また、それにより得られる焼結金属体である。
【００１２】
銅メッキ鉄粉は、焼結金属体の原料粉末として知られているが、この発明においても、それら銅メッキ鉄粉が用いられ、それにより、この発明の目的とする効果が顕著に認められるのである。
【００１３】
メッキ量は、粉末全体の２０〜８０質量％の銅で被覆されているものが好ましく、より好ましくは４０〜６０質量％の銅で被覆されているものである。
【００１４】
銅メッキ鉄粉は、それ単独で成形主原料として用いられるが、常用されている様に、メッキされていない金属粉末、鉄粉、亜鉛粉末、錫粉末などを、用途に応じて少量併用することもできる。
【００１５】
成形圧力や焼結温度は、原料銅メッキ鉄粉の原料鉄粉の種類や銅メッキ量、あるいは潤滑剤の種類や添加量などにより異なるので、条件探索のための試験を行ない、それぞれに最適なものを選択すればよいが、通常、加圧圧縮された成形体（圧粉体）を成形する際の圧力は１〜３ｔ／ｃｍ2で、焼結時の温度は、温度７００〜１１００℃程度である。
【００１６】
また、原料の銅メッキ鉄粉に、必要に応じて、公知のステアリン酸亜鉛末、黒鉛、二硫化モリブデン、鉛、さらには、比重差を小さくして分散性を向上させた銅メッキ黒鉛、銅メッキ二硫化モリブデンなどの潤滑剤成分を配合することができ、潤滑剤の添加量は、通常の０．１〜５質量％の範囲で調整することができる。
【００１７】
【作用】
この発明において、銅メッキ鉄粉からなる原料粉末は、粉末成形性が良好で、圧粉体強度が向上し、複雑な旋削にも対応が可能なもので、焼結による表面の変化も無く、焼結前の圧粉体でも機械加工を施すことが可能である。
【００１８】
これに対し、鉄粉のみのもの又は銅紛を添加した鉄粉からなる圧粉体は、成形圧力を上げることによって旋削性の向上は認められるものの、旋削表面に不良な個所が散在することがあり、当該部位が引っかき傷のようになって問題となるものであったが、これは、工具の刃先に被削材の一部が堆積して加工硬化（地金の数倍の硬さになる）を起こし、それが事実上の切れ刃（構成刃先）を構成し、丸く鈍い刃先は、旋削というよりむしろ被削材を押し分けて進むとともに、構成刃先が成長と脱落を繰返し、形状と大きさが変動し、一部を旋削面においていかれるために、被削材の表面の送り方向とそれと直角方向ともに荒さが桁違いに大きくなる個所が発生するためと思われ、機械加工には向かないものであった。
【００１９】
【実施例】
以下、具体的な実施例に基づいて、この発明を説明する。
【００２０】
＜実施例１＞原料金属紛として、
・  ４０％銅メッキ鉄粉
・  ４０％銅粉末配合鉄粉
・  ３％銅粉末配合鉄粉
・  鉄粉
の４種の金属粉末を用い、ステアリン酸亜鉛のアセトン分散液の塗布された、外径１６ｍｍ、内径８ｍｍの軸受型の金型を用い、１〜７ｔの圧力を加え圧粉成形し、得られた試料（圧粉体）について、その密度、ラトラ値、圧環強さを測定した。
【００２１】
得られた試料（圧粉体）を旋削用治具に固定し、回転速度５００、１０５０、１５００ｒｐｍの３段階、送り速度０．０６８ｍｍ／１回転、切り込み０．２ｍｍ（直径）×２の旋削条件で旋削試験を行った。旋削性の判断は、外観（目視）及び表面粗さで行った。
旋削加工の施された試料（圧粉体）は、１２７３Ｋ〜１３７３Ｋ、３．６Ｋｓ、水素雰囲気下の条件で焼結し、焼結体の健全性を評価した。
【００２２】
測定した試料（圧粉体）の密度、ラトラ値、圧環強さを、それぞれ図１、図２及び図３に示すとともに、回転速度５００、１０５０、１５００ｒｐｍの３段階で行った旋削試験による切削後の試料（圧粉体）の表面粗さを、図４、図５及び図６に示すが、図中、◆は４０％銅メッキ鉄粉、黒塗りの□は４０％銅粉末配合鉄粉、▲は３％銅粉末配合鉄粉、×は鉄粉のデータを示す。
【００２３】
これらの結果及び目視による外観評価から明らかなことは、銅メッキ鉄粉による試料（圧粉体）は、密度が上昇し、ラトラ値、特に圧環強さに優れていることで、さらに、銅メッキ鉄粉以外の各試料とも成形圧力を上げると、それなりの旋削性の向上（表面粗さの減少）が認められるが、その旋削後の表面には、良好な個所以外に不良な個所が散在することがあり、良好な個所は光沢を放つが、不良の個所は引っかき傷のようになっており問題となるものであった。
【００２４】
これに対し、銅メッキ鉄粉は、低い圧力のもとでも優れた旋削性を示すだけでなく、その表面も全体にわたって滑らかであった。なお、いずれの試料も、焼結による表面変化は認められなかった。
【００２５】
【発明の効果】
銅メッキ鉄粉は、粉末成形性が良好で、成形圧力１ｔ程度においても、圧粉体強度が向上し、旋削結果も良好であり、複雑な旋削にも対応可能なもので、焼結による、表面の変化も無く、銅メッキ鉄粉を原料とすることにより、焼結後に苦労して行われていた機械加工を、焼結前の圧粉体に施すことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の試料（圧粉体）の密度を示す図である。
【図２】  実施例１の試料（圧粉体）のラトラ値を示す図である。
【図３】  実施例１の試料（圧粉体）の圧環強さを示す図である。
【図４】  実施例１の試料（圧粉体）を回転速度５００の旋削試験による切削後の試料（圧粉体）の表面粗さを示す図である。
【図５】  実施例１の試料（圧粉体）を回転速度１０５０の旋削試験による切削後の試料（圧粉体）の表面粗さを示す図である。
【図６】  実施例１の試料（圧粉体）を回転速度１５００の旋削試験による切削後の試料（圧粉体）の表面粗さを示す図である。
【符号の説明】
なし
【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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【図６】
0003849118.tif 000007