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WO2006025188A1 - 鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末及び鉄系焼結体 - Google Patents

鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末及び鉄系焼結体 Download PDF

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WO2006025188A1
WO2006025188A1 PCT/JP2005/014433 JP2005014433W WO2006025188A1 WO 2006025188 A1 WO2006025188 A1 WO 2006025188A1 JP 2005014433 W JP2005014433 W JP 2005014433W WO 2006025188 A1 WO2006025188 A1 WO 2006025188A1
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WO
WIPO (PCT)
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metal
powder
iron
stearate
sintering
Prior art date
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Application number
PCT/JP2005/014433
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Imori
Atsushi Nakamura
Yasushi Narusawa
Masataka Yahagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Mining Holdings Inc
Original Assignee
Nippon Mining and Metals Co Ltd
Nikko Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Nippon Mining and Metals Co Ltd, Nikko Materials Co Ltd filed Critical Nippon Mining and Metals Co Ltd
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Priority to US11/574,294 priority patent/US7666245B2/en
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Definitions

  • Metal powder for powder metallurgy mainly composed of iron and iron-based sintered body
  • the present invention relates to a powder mixture for powder metallurgy used for manufacturing sintered parts, brushes, and the like, and particularly iron suitable for manufacturing iron-based sintered parts having excellent anti-rust properties used as solid lubricants and the like.
  • the present invention relates to a powder for powder metallurgy and an iron-based sintered body.
  • iron powder used for applications such as sintered machine parts, sintered oil-impregnated bearings, metallic graphite brushes, etc. is easily mixed with organic antifungal agents such as benzotriazole. It has been.
  • an additive for conventional powder metallurgy there is an additive containing organic acid cobalt metal soap as a component, 0.1 to 2.0% by weight of this additive is mixed, and this mixed powder is molded into a mold.
  • a technique for producing a sintered body by sintering is disclosed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-46201).
  • rare earth elements R at least one kind of rare earth elements including Y are included in atomic percentage).
  • Combination force lO ⁇ 25%, boron B ⁇ 1 ⁇ 12%, balance iron iron as main component, Fe glance as required Co, Ni, Al, Nb, Ti, W, Mo, V.
  • Rare earth-iron-iron-boron permanent material substituted with at least one element selected from Ga, Zn, Si force in the range of 0-15% A technique is disclosed in which a metal stearate is added to and mixed with a permanent magnet alloy coarse powder and then finely pulverized in a dry manner (see, for example, JP-A-6-290919).
  • polyoxyethylene alkyl ether polyoxyethylene monofatty acid ester, polyoxyethylene alkylaryl ether strength At least one selected from stearate to at least one selected from 1Z20 to 5Z1 has been disclosed (see, for example, JP-A-61-34101).
  • the present invention can easily enhance the anti-mold effect without substantially changing the conventional process.
  • Powder for metallurgy containing iron as a main component and an anti-mold function obtained by sintering the powder. It is an object to obtain an iron-based sintered body having the following.
  • the present inventors have mixed a specific additive at the time of forming a sintering powder containing iron as a main component, thereby providing lubrication during forming. It has been found that it has an effect as an agent, can disperse metal components uniformly, and can remarkably enhance the antifouling effect even in a sintered part.
  • the present invention is based on 1) at least one selected from the group of Ag, Au, Bi, Co, Cu, Mo, Ni, Pd, Pt, Sn, and Te having a higher standard acid potential than iron. It is a soap containing a metal soap containing a metal of more than one species and a metal containing an additional metal that forms a liquid phase at 1200 ° C. or lower and an alloy phase between the two in combination with the metal.
  • Metal powder for powder metallurgy based on iron 2) Metal powder for powder metallurgy based on iron, which has a higher standard oxidation potential than iron, Ag, Au, Bi, Co, Cu, Mo Ni, Pd, Pt, Sn, Te group strength
  • An alloy phase comprising both metals is formed on the surface of the sintered body during sintering Providing an iron-based sintered body having a capability.
  • this zinc stearate is exclusively used as a lubricant for molding, but has a lubricating function equivalent to that of this zinc stearate and at the same time is not present in the zinc stearate.
  • the obtained material has a function as a molding lubricant equivalent to that of zinc stearate, and is higher than standard iron and capable of enhancing the anti-mold effect even after sintering.
  • a metal soap with a potential (the standard acid potential of Fe ZFe 2+ is -0.440V) is added to the powder for powder metallurgy.
  • the metal having a standard acid potential higher than that of iron at least one metal selected from the group forces of Ag, Au, Bi, Co, Cu, Mo, Ni, Pd, Pt, Sn, and Te is used. Do not use Pb and Cd because of environmental pollution.
  • the present invention is characterized by being a soap containing an additional metal that forms a liquid phase at 1200 ° C. or less and a metal that forms an alloy phase between the two in combination with the metal.
  • the metal that forms a liquid phase at 1200 ° C or lower is a metal having a melting point of 1200 ° C or lower, and any metal that forms a solid solution phase on this metal side can be applied.
  • Zn, Al, Sb, Yb, In, K, Ga, Ca, Au, Ag, Ge, Sm, Sn, Ce, Te, Cu, Na, Nb, Ba, Bi, Pr, Mg, Eu, La, Li, P, etc. can be mentioned.
  • Sn, and Bi which have an antifungal effect, are particularly preferred metals.
  • These soaps exhibit a liquid phase at a sintering temperature (1100 to 1200 ° C.), and diffuse and concentrate on the surface of the sintered body with an appropriate vapor pressure to form an alloy phase. In addition, it was possible to obtain a very excellent protective effect.
  • metal soaps such as metal stearate soap, metal propionate soap and metal naphthenate soap can be used.
  • These metal soaps are preferably added in an amount of usually 0.1 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of metal powder for powder metallurgy containing iron as a main component.
  • the amount added can be changed according to the type of sintered body, and is not necessarily limited to the amount added. That is, it can be arbitrarily set within a range in which the desired characteristics of the sintered body can be maintained.
  • powder metallurgy powders to which these metal soaps are added are not necessarily limited to iron powders, and to improve the antifouling effect on powders coated with iron on other metal powders and mixed powders with iron. The same applies.
  • the synthesized cobalt stearate (Co content: 12.0% by weight) was finely pulverized and passed through a sieve to obtain a fine powder of 250 mesh or less. Similarly, fine powders of indium stearate (In content 12.0% by weight) and tin stearate (Sn content 12.0% by weight) were obtained.
  • Iron powder Heganes reduced iron powder
  • 96 wt%, Cu3 wt%, graphite powder lwt%, and cobalt stearate (abbreviated as “Co” in Table 1 below, the same shall apply hereinafter)
  • 0.1 lwt% and stearin Indium oxide (In) 0.69 wt% (both outside) or cobalt stearate (Co) 0.5 4 wt% and tin stearate (Sn) 0.26 wt% (both outside) are mixed together.
  • About 3 mixed powders were prepared (Sample Nos. 1-6).
  • This mixed powder (filling amount 2. 5 g) the molding pressure 6t / cm 2, about 10. 02mm ⁇ 4. 51 ⁇ 4. 6 Molded into lmmt specimens.
  • the moldability of the mixed powder was evaluated for these test pieces, and the compact formed into the above test pieces was sintered in a batch atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C, a sintering time of 60 minutes, and in a hydrogen gas atmosphere. Sintered with.
  • the density (SD) of the sintered body is also shown in Table 1. By sintering, a low melting point Coin, Coin, CoSn, CoSn alloy phase is formed on the surface.
  • This sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber and subjected to an exposure test at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% for 336 hours to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • Synthesized molybdenum stearate (Mo content: 12.0% by weight) was pulverized in a forceful manner and sieved. A fine powder of 250 mesh or less was obtained. Similarly, a fine powder of tin stearate (Sn content 12.0% by weight) was obtained.
  • Iron powder Heganes reduced iron powder
  • 96 wt% Copper powder
  • Cu 3 wt% copper powder
  • graphite powder 1 Owt%
  • molybdenum stearate abbreviated as “Mo” in Table 3 below, the same shall apply hereinafter
  • 0.24 wt% (Outside number) and indium stearate (In) 0.56 wt% (outside number) were mixed to prepare 6 samples (sample Nos. 11 to 16).
  • This mixed powder (filling amount: 2.5 g) was molded at a molding pressure of 6 t / cm 2 into test pieces of about 10. 02 to L0. 04 mm ⁇ 4.52 to 4.56 mmt.
  • Table 3 shows the details of the relationship between the molding density (GD) and molding pressure of each compact to determine the moldability.
  • the moldability of the mixed powder was evaluated under the same conditions as in Example 1. Further, the compact formed into the above test piece was sintered in a batch-type atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C. Sintering was performed in a hydrogen gas atmosphere for 60 minutes. Similarly, the density (SD) of the sintered body is shown in Table 3. Low melting point MoSn by sintering
  • This sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber and subjected to an exposure test at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% for 336 hours to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • Ni content 12.0% by weight The synthesized nickel stearate (Ni content 12.0% by weight) was finely pulverized and passed through a sieve to obtain a fine powder of 250 mesh or less. Similarly, indium stearate (In content: 12.0% by weight), tin stearate (Sn content: 12.0% by weight) and bismuth stearate (Bi content: 12.0% by weight), respectively. A fine powder was obtained.
  • Iron powder Heganes reduced iron powder
  • Cu3wt% graphite powder 1.Owt%
  • nickel stearate abbreviated as "Ni” in Table 4 below, the same shall apply hereinafter
  • 0.27wt% (outside Number) and indium stearate (In) 0.53 wt% (outside number) or nickel stearate 0.22 wt% (outside number) and tin stearate (Sn) 0.58 wt% (outside number) or nickel stearate 07 wt% (external number) and bismuth stearate (Bi) were mixed in an amount of 0.73 wt% (external number) (Sample Nos. 21 to 28).
  • This mixed powder (filling amount 2.5 g) was molded into a test piece of 10. 02 to: L0.04 mm ⁇ 4.52 to 4.59 mmt at a molding pressure of 6 t / cm 2 .
  • the moldability of the mixed powder was evaluated under the same conditions as in Example 1. Further, the compact formed into the above test piece was sintered in a batch-type atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C. Sintering was performed in a hydrogen gas atmosphere for 60 minutes. Similarly, the density (SD) of the sintered body is shown in Table 4. By sintering, low melting point Ni In, Ni In, Ni In, Niln, Ni In, Ni In,
  • Ni Sn, Ni Sn, NiBi NiBi alloy phase was developed on the surface.
  • This sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber and subjected to an exposure test at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% for 336 hours to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • the synthesized stearate palladium (Pd content 12.0 wt 0/0) base was ground fine force to obtain a fine powder of 250 mesh or less through a sieve.
  • indium stearate In content: 12.0% by weight
  • tin stearate Sn content: 12.0% by weight
  • bismuth stearate Ba content: 12.0% by weight
  • Iron powder (Heganes reduced iron powder) 96 wt%, Cu3 wt%, graphite powder 1.
  • Owt%, palladium stearate (abbreviated as “Pd” in Table 5 below, the same shall apply hereinafter) 0.27 wt% (outside Number) and indium stearate (In) 0.53 wt% (outside number) or palladium stearate 0.2 2 wt% (outside number) and tin stearate (Sn) 0.58 wt% (outside number) or palladium stearate 0 07 wt% (external number) and bismuth stearate (Bi) 0.73 wt% (external number) were mixed (sample No. 31-38).
  • This mixed powder (filling amount: 1.5 to 2.5 g) was molded at a molding pressure of 6 t / cm 2 into a test piece of about 10.
  • Table 5 shows the details of the relationship between the molding density (GD) and molding pressure of each compact to determine the moldability.
  • the moldability of the mixed powder was evaluated under the same conditions as in Example 1. Further, the compact formed into the above test piece was sintered in a batch-type atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C. Sintering was performed in a hydrogen gas atmosphere for 60 minutes. Similarly, the density (SD) of the sintered body is shown in Table 5.
  • This sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber and subjected to an exposure test at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% for 336 hours to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • iron powder 9 6 wt% as in Example 1 Cu3 wt%, graphite powder 1. Owt%, and zinc stearate ( In Table 6 below, abbreviated as “Zn”) was mixed with 0.8 wt% (outer number). This mixed powder (filling amount 1.5 to 2.5 g) was formed into test pieces of about 10. 02 to 10. 03 mm ⁇ 2. 75 to 4.62 mmH with 6 tZcm 2 .
  • Example 6 shows details such as the relationship between the molding density (GD) and molding pressure of each compact.
  • the moldability of the mixed powder was evaluated under the same conditions as in Example 1, and the compact formed into the above test piece was further sintered in a batch-type atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C. The sintering was performed in a hydrogen gas atmosphere for 60 minutes. Table 6 shows the density (SD) of the sintered body.
  • This sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber and subjected to an exposure test at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% for 336 hours to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • the synthesized strontium stearate (Sr content: 12.0% by weight) was finely ground and passed through a sieve to obtain a fine powder of 250 mesh or less.
  • This strontium stearate (Sr) the same as in Example 1, with respect to 99 wt% of iron powder, 1.
  • Owt% of graphite powder and the strontium stearate (abbreviated as “Sr” in Table 7 below). ) was mixed with 0.8 wt% (outside number).
  • This mixed powder (filling amount: 1.5 to 2.5 g) was molded at a molding pressure of 6 t / cm 2 into a test piece of about 10.
  • Example Nos. 51 to 57 shows details such as the relationship between the molding density (GD) and molding pressure of each compact.
  • the moldability of the mixed powder was evaluated under the same conditions as in Example 1. Further, the compact formed into these test pieces was sintered at a sintering temperature of 1150 ° C. in a batch-type atmosphere furnace. Sintering was performed in a hydrogen gas atmosphere for 60 min. Similarly, the density (SD) of the sintered body is shown in Table 7.
  • this sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber, and an exposure test was conducted for 336 hours at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • the synthesized barium stearate (Ba content: 12.0% by weight) was pulverized by force and passed through a sieve to obtain a fine powder of 250 mesh or less.
  • this barium stearate (Ba) in the same manner as in Example 1, 99 wt% of iron powder, graphite powder 1. Owt%, and barium stearate (in Table 8, below, “Ba” (Abbreviation) was mixed with 0.8 wt% (outside number).
  • This mixed powder (filling amount 1.5 to 2.5 g) was molded into a test piece of about 10. 02 to LO. 04 mm X 2.78 to 4.61 mmH at a molding pressure of 6 t / cm 2 .
  • Table 8 shows the details of the relationship between the molding density (GD) and molding pressure of each compact to determine the moldability.
  • the moldability of the mixed powder was evaluated under the same conditions as in Example 1. Further, the compact formed into the above test piece was sintered in a batch-type atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C. Sintering was performed in a hydrogen gas atmosphere for 60 minutes. The density (SD) of the sintered body is also shown in Table 8.
  • this sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber, and an exposure test was conducted for 336 hours at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • the synthesized stearic acid (rare earth) (Ce6.2% wt, La3.4% wt, Ndl.
  • This mixed powder (filling amount 1.5 to 2.5 g) was molded into a test piece of about 10.03 mm ⁇ 2.74 to 4.56 mmH at a molding pressure of 6 t / cm 2 .
  • Table 9 shows the details of the relationship between the molding density (GD) and molding pressure of each compact to determine the moldability.
  • the moldability of the mixed powder was evaluated under the same conditions as in Example 1. Further, the compact formed into the above test piece was sintered in a batch-type atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C. Sintering was performed in a hydrogen gas atmosphere for 60 minutes. The density (SD) of the sintered body is also shown in Table 9.
  • this sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber, and an exposure test was conducted for 336 hours at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • the compact formed into the above test piece was sintered in a batch atmosphere furnace at a sintering temperature of 1150 ° C., a sintering time of 60 minutes, and in a hydrogen gas atmosphere.
  • the density (SD) of the sintered body is also shown in Table 10.
  • this sintered body was set in a constant temperature and humidity chamber, and an exposure test was conducted for 336 hours at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% to perform a moisture oxidation resistance test.
  • Table 2 shows the results of the wet oxidation resistance test.
  • the strontium stearate of Comparative Example 2 was discolored more than that of Comparative Example 5 with no additive, and changed severely over time. Furthermore, the stearic acid (Ce, La, Nd, Pr) (rare earth) of Comparative Example 4 of Comparative Example 4 was severely discolored after 96 hours (4 days). Thus, it was found that the strontium stearate of Comparative Example 2 and the stearic acid (Ce, La, Nd, Pr) (rare earth) of Comparative Example 4 had no antifungal effect compared to the case of no addition.
  • the amount of added carotenate of zinc stearate of comparative example 1 and barium stearate of comparative example 3 is the same as that of comparative example 5 without addition even after 336 hours had passed, and zinc stearate and barium stearate It can be seen that the additive does not have any effect on moisture resistance and acid resistance.
  • the mixed powder for powder metallurgy in which the metal soap of the present invention is added to the metal powder for powder metallurgy mainly composed of iron, has good moldability and also has good moisture resistance and oxidation resistance. It was.
  • the conventional process for producing a sintered body can be changed. This makes it possible to dramatically improve the anti-fouling effect of the sintered body and is extremely useful for various sintered bodies such as sintered machine parts, sintered oil-impregnated bearings, and metal graphite brushes.

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Abstract

【課題】　従来の工程を殆ど変更せずに、簡単に防錆効果を高めることができる粉末冶金用混合粉を得ることを課題とする。 【解決手段】　鉄よりも高い標準酸化電位を有するＡｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｔｅの群から選択した少なくとも１種以上の金属を含む金属セッケンと、該金属との組合せにおいて、１２００°Ｃ以下で液相を形成する付加的金属を含有し、両者間で合金相を形成する金属を含むセッケンであることを特徴とする鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末。

Description

明 細 書
鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末及び鉄系焼結体
技術分野
[0001] 本発明は、焼結部品、刷子等に製造に用いる粉末冶金用混合粉に関し、特に固体 潤滑剤等として使用する防鲭性に優れた鉄系焼結部品等の製造に適した鉄を主成 分とする粉末冶金用粉末及び鉄系焼結体に関する。
背景技術
[0002] 一般に、焼結機械部品、焼結含油軸受、金属黒鉛刷子等の用途に使用されている 鉄粉は、鲭び易ぐ一般にはべンゾトリアゾールなどの有機防鲭剤を混ぜて使用され ている。
しかし、これらの有機防鲭剤は一時的な防鲭効果を有している力 500° C以上で は分解又は揮発するため、通常使用される 700° C以上の焼結温度では無くなって しまう。したがって、焼結後は防鲭していない場合と同様の状態となり、非常に鲭び易 くなるという問題がある。
一方、焼結後の防鲭性を得るために、微量の亜鉛、ビスマス、鉛等の金属粉末を、 鉄を主成分とする焼結用粉末に混合又はこれらの蒸気を焼結時のガスに混合して複 合粉末焼結体とする提案がなされて ヽる。
しかし、これらは新たな工程を増やすこととなり、製造工程が複雑になり、またそれ だけ品質にばらつきを生ずるという問題がある。
[0003] 従来の粉末冶金用添加剤として、有機酸コバルト金属石けんを成分とする添加剤 があり、これを 0. 1〜2. 0重量％添加して混合し、この混合粉末を金型成形焼結して 焼結体を製造する技術が開示されている (例えば、特開平 10— 46201号公報参照） また、原子百分率で希土類元素 R (Yを含む希土類元素のうち 1種または 2種以上 の組み合わせ）力 lO〜25%、ボロン Bが 1〜12%含み残部が鉄 Feを主成分とし、 F eの一咅を必要に応じて Co, Ni, Al, Nb, Ti, W, Mo, V. Ga, Zn, Si力ら選択され る少なくとも 1種以上の元素で 0〜 15%の範囲で置換した希土類一鉄一ボロン系永 久磁石合金粗粉にステアリン酸金属塩を添加混合した後乾式で微粉砕する技術が 開示されて 、る（例えば、特開平 6 - 290919号公報参照)。
[0004] また、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステ ル、ポリオキシエチレンアルキルァリルエーテル力 選択した少なくとも 1種に、ステア リン酸塩のうち少なくとも 1種を、配合比 1Z20〜5Z1にて配合してなる永久磁石用 合金粉末の成型改良剤が開示されている (例えば、特開昭 61— 34101号公報参照
) o
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、従来の工程を殆ど変更せずに、簡単に防鲭効果を高めることができる 鉄を主成分とする粉末冶金用粉末及びこれを焼結して得られた防鲭機能を有する鉄 系焼結体を得ることを課題とする。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、上記問題点を解決するために種々検討した結果、特定の添加材を 、鉄を主成分とする焼結用粉末の成形時に混合することにより、成形時の潤滑剤とし ての効果があり、かつ金属成分を均一に分散させ、さらに焼結後の部品においても 防鲭効果を著しく高めることができるとの知見を得た。
本発明はこの知見に基づいて、 1)鉄よりも高い標準酸ィ匕電位を有する Ag、 Au、 Bi 、 Co、 Cu、 Mo、 Ni、 Pd、 Pt、 Sn、 Teの群から選択した少なくとも 1種以上の金属を 含む金属セッケンと、該金属との組合せにおいて、 1200° C以下で液相を形成する 付加的金属を含有し、両者間で合金相を形成する金属を含むセッケンであることを 特徴とする鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末、 2)鉄を主成分とする粉末冶金 用金属粉末に、鉄よりも高い標準酸化電位を有する Ag、 Au、 Bi、 Co、 Cu、 Mo、 Ni 、 Pd、 Pt、 Sn、 Teの群力 選択した少なくとも 1種以上の金属を含む金属セッケンと 、該金属との組合せにおいて 1200° C以下で液相を形成する付加的金属を含み、 焼結の際に焼結体表面に双方の金属からなる合金相が形成されることを特徴とする 防鲭機能を有する鉄系焼結体を提供する。 発明の効果
[0007] 以上に示す通り、鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末に本発明の金属セッケン を添加し粉末冶金用混合粉とすることにより、従来の焼結体製造の工程を変更するこ となぐ焼結機械部品、焼結含油軸受、金属黒鉛刷子などの焼結体の防鲭効果を飛 躍的に高めることが可能となった。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 本発明をなすに当たって、粉末を成形する際に潤滑剤として微量添加するステアリ ン酸亜鉛に着目した。しかし、このステアリン酸亜鉛は焼結中に散逸し、腐蝕性が高 Vヽために焼結炉を傷めると!ヽぅ問題があり、また防鲭効果は無添加の場合と殆ど変ら ないことが分力つた。
上記の通り、このステアリン酸亜鉛は、単に成形する際の潤滑剤として専ら使用され るものであるが、このステアリン酸亜鉛と同等の潤滑機能を持つと同時に、該ステアリ ン酸亜鉛にはない防鲭効果を高め得る材料を検討した。
[0009] ここで、得られたのがステアリン酸亜鉛と同等の成形用潤滑剤としての機能を持ち、 かつ焼結後にお 、ても防鲭効果を高めることができる鉄よりも高 、標準酸化電位 (Fe ZFe2+の標準酸ィ匕電位は— 0. 440V)を有する金属の金属セッケンを粉末冶金用 粉末に添加することである。これによつて、従来の焼結体製造の工程を変更すること なぐ焼結体の防鲭効果を飛躍的に高めることが可能となった。
この鉄よりも高い標準酸ィ匕電位を有する金属として、 Ag、 Au、 Bi、 Co、 Cu、 Mo、 Ni、 Pd、 Pt、 Sn、 Teの群力も選択した少なくとも 1種以上の金属を用いる。 Pb、 Cd は環境汚染の問題があるので使用しな 、。
さらに、本発明は前記金属との組合せにおいて、 1200° C以下で液相を形成する 付加的金属を含有し、両者間で合金相を形成する金属を含むセッケンであることを 特徴としている。 1200° C以下で液相を形成する金属としては、 1200° C以下の融 点を持つ金属であり、この金属側で固溶体相を形成する金属は全て適用できる。 例えば、 Zn、 Al、 Sb、 Yb、 In、 K、 Ga、 Ca、 Au、 Ag、 Ge、 Sm、 Sn、 Ce、 Te、 Cu 、 Na、 Nb、 Ba、 Bi、 Pr、 Mg、 Eu、 La、 Li、 P等を挙げることができる。これらの中で、 防鲭効果がある In、 Sn、 Biが、特に好ましい金属である。 これらのセッケンは、焼結温度（1100〜1200° C)において、液相を呈し、適度な 蒸気圧で焼結体表面に拡散、濃縮して合金相を形成する。そして、非常に優れた防 鲭効果を得ることができることが分力つた。
セッケン類としては、ステアリン酸金属セッケン、プロピオン酸金属セッケン、ナフテ ン酸金属セッケン等の金属セッケンが使用できる。
[0010] これらの金属セッケンは、鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末 100重量部に対 して、通常 0. 1〜2. 0重量部を添加するのが望ましい。
しかし、焼結体の種類に応じてこの添加量を変えることができ、必ずしも上記添カロ 量に制限されなくても良い。すなわち、 目的とする焼結体の特性を維持できる範囲に おいて、任意に設定できる。
また、これらの金属セッケンを添加する粉末冶金用粉末は必ずしも鉄粉に制限され ず、他の金属粉に鉄をコーティングした粉末や鉄との混合粉末にも、防鲭効果を高 めるために同様に適用できる。
実施例
[0011] 次に、本発明の実施例について説明する。なお、本実施例はあくまで 1例であり、こ の例に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想の範囲内で、実施例 以外の態様ある!/、は変形を全て包含するものである。
[0012] (実施例 1)
合成したステアリン酸コバルト (Co含有量 12. 0重量％)を細力べ粉砕し、篩いを通 して 250メッシュ以下の微粉を得た。同様にして、ステアリン酸インジウム (In含有量 1 2. 0重量％)及びステアリン酸スズ (Sn含有量 12. 0重量％)の、それぞれの微粉を 得た。
鉄粉 (へガネス還元鉄粉） 96wt%に対して、 Cu3wt%、黒鉛粉 lwt%、さらに前記 ステアリン酸コバルト（下記表 1において「Co」と略記、以下同様) 0. l lwt%とステア リン酸インジウム（In) 0. 69wt% (いずれも外数）又はステアリン酸コバルト（Co) 0. 5 4wt%とステアリン酸スズ（Sn) 0. 26wt% (いずれも外数）を混合し、それぞれにつ いて 3個の混合粉を作製した (試料 No. 1〜6)。
この混合粉（充填量 2. 5g)を成形圧 6t/cm2で、約 10. 02mm Χ 4. 51〜4. 6 lmmtの試験片に成形した。
成形性を判断するために、各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細 を表 1に示す (試料 No. 1〜6)。
これらの試験片について混合粉の成形性の評価を行い、さらに、上記の試験片に 成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼結時間 60min、 水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度 (SD)等を、同様に表 1に示す。焼結 によって、低融点の Coin、 Coin、 CoSn、 CoSnの合金相が表面に形成される。
2 3 2
この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95%雰囲気で 336時間 暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結果を表 2に示す。
[表 1]
― 前 1 1 5 Ot:, 1 h r、 H2焼結後
No. 石 充填量 圧力 プレス圧 （装置側） Φ t w GD Φ t w SD
- - 2
B t · c m k g I · cm mm mm g/cc mm mm g/cc
1 Co+In 2.5 6 420 10.02 4.52 2.50 7.02 10.02 4.53 2.46 6.89
2 2.5 6 420 10.02 4.53 2.51 7.03 10.02 4.54 2.47 6.90
3 2.5 6 420 10.02 4.51 2.50 7.03 10.02 4.51 2.46 6.92
4 Co+Sn 2.5 6 420 10.02 4.53 2.49 6.97 10.03 4.52 2.46 6.89
5 2.5 6 420 10.02 4.61 2.53 6.96 10.03 4.60 2.50 6.88
6 2.5 6 420 10.02 4.61 2.53 6.96 10.02 4.60 2.50 6.90
[0014] [表 2]
Figure imgf000008_0001
[0015] (実施例 2)
合成したステアリン酸モリブデン (Mo含有量 12. 0重量％)を細力べ粉砕し、篩いを 通して 250メッシュ以下の微粉を得た。同様にして、ステアリン酸スズ (Sn含有量 12. 0重量％)の微粉を得た。
鉄粉 (へガネス還元鉄粉） 96wt%に対して、 Cu3wt%、黒鉛粉を 1. Owt%、さら に前記ステアリン酸モリブデン（下記表 3において「Mo」と略記、以下同様) 0. 24wt % (外数）、ステアリン酸インジウム (In) 0. 56wt% (外数)を混合し、 6個の試料を作 製した（試料 No. 11〜16)。
この混合粉（充填量 2. 5g)を成形圧 6t/cm2で、約 10. 02〜： L0. 04mm Χ 4. 52〜4. 56mmtの試験片に成形した。
成形性を判断するために、各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細 を表 3 (試料 No. 11〜16)に示す。
この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形性の評価を行い、さらに、上 記の試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼結 時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、同様に表 3 に示す。焼結によって、低融点の MoSn
2の合金相が表面に形成された。
この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95%雰囲気で 336時間 暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結果を、同様に表 2〖こ 示す。
[表 3]
焼糸 1 1 50 Ό、 l h r、 H2鹿結後
No. 石綾 充填量 圧力 プレス圧 （装置側） Φ t w GD Φ t w SD
- - 2
t · c m k g I · c m mm mm R β/cc mm mm β/cc
11 2.5 6 420 10.03 4.54 2.50 6.97 10.03 4.50 2.47 6.95
12 Mo+Sn 2.5 6 420 10.03 4.56 2.51 6.97 10.04 4.53 2.48 6.92
13 2.5 6 420 10.02 4.53 2.50 7.00 10.04 4.50 2.47 6.94
14 2.5 6 420 10.03 4.56 2.51 6.97 10.02 4.52 2.49 6.99
15 2.5 6 420 10.04 4.53 2.49 6.95 10.02 4.50 2.47 6.96
16 2.5 6 420 10.03 4.52 2.49 6.98 10.03 4.50 2.47 6.95
[0017] (実施例 3)
合成したステアリン酸ニッケル (Ni含有量 12. 0重量％)を細カゝく粉砕し、篩いを通 して 250メッシュ以下の微粉を得た。同様にして、ステアリン酸インジウム (In含有量 1 2. 0重量％)、ステアリン酸スズ（Sn含有量 12. 0重量％)及びステアリン酸ビスマス（ Bi含有量 12. 0重量％)の、それぞれの微粉を得た。
鉄粉 (へガネス還元鉄粉） 96wt%に対して、 Cu3wt%、黒鉛粉 1. Owt%、さらに 前記ステアリン酸ニッケル（下記表 4において「Ni」と略記、以下同様) 0. 27wt% (外 数）とステアリン酸インジウム (In) 0. 53wt% (外数)若しくはステアリン酸ニッケル 0. 22wt% (外数）とステアリン酸スズ（Sn) 0. 58wt% (外数）又はステアリン酸ニッケル 0. 07wt% (外数）とステアリン酸ビスマス（Bi) 0. 73wt% (外数)混合した (試料 No. 21〜28)。
この混合粉（充填量 2. 5g)を成形圧 6t/cm2で、 10. 02〜： L0. 04mm Χ 4. 52 〜4. 59mmtの試験片に成形した。
成形性を判断するために、各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細 を表 4に示す（試料 No. 21〜28)。
この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形性の評価を行い、さらに、上 記の試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼結 時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、同様に表 4 に示す。焼結によって、低融点の Ni In、 Ni In、 Ni In、 Niln、 Ni In、 Ni In 、
3 2 23 9 2 3 28 72
Ni Sn、 Ni Sn、 NiBiゝ NiBiの合金相が表面に开铖された。
3 2 3 4 3
この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95%雰囲気で 336時間 暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結果を、同様に表 2〖こ 示す。
なお、ステアリン酸ビスマス以外に、同様の条件でプロピオン酸ビスマス及びナフテ ン酸ビスマスでも実施したが、同様の結果が得られた。
[0018] [表 4] 焼結前 1 1 501：、 l h r、 H2廃結後
No. 石鎊 充填量 圧力 プレス圧 （装置側） Φ t w GD Φ t w SD
, — 2
t · c m k g f · cm—2 mm mm g/cc mm mm R g/cc
21 1.5 6 420 10.02 2.73 1.52 7.06 10.03 2.75 1.50 6.91
22 Ni+In 1.5 6 420 10.03 2.74 1.52 7.02 10.03 2.74 1.50 6.93
23 2.5 6 420 10.03 4.59 2.50 6.90 10.03 4.57 2.46 6.82
24 Ni+Sn 2.5 6 420 10.03 4.54 2.51 7.00 10.03 4.56 2.48 6.89
25 2.5 6 420 10.03 4.56 2.52 7.00 10.03 4.56 2.49 6.91
26 Ni+Bi 2.5 6 420 10.02 4.55 2.51 7.00 10.02 4.56 2.48 6.90
27 2.5 6 420 10.02 4.52 2.50 7.02 10.03 4.52 2.46 6.89
28 2.5 6 420 10.03 4.54 2.50 6.97 10.03 4.53 2.47 6.90
[0019] (実施例 4)
合成したステアリン酸パラジウム（Pd含有量 12. 0重量0 /0)を細力べ粉砕し、篩いを 通して 250メッシュ以下の微粉を得た。
同様にして、ステアリン酸インジウム (In含有量 12. 0重量％)、ステアリン酸スズ (S n含有量 12. 0重量％)及びステアリン酸ビスマス（Bi含有量 12. 0重量％)の、それ ぞれの微粉を得た。
鉄粉 (へガネス還元鉄粉） 96wt%に対して、 Cu3wt%、黒鉛粉 1. Owt%、前記ス テアリン酸パラジウム（下記表 5において「Pd」と略記、以下同様) 0. 27wt% (外数） とステアリン酸インジウム (In) 0. 53wt% (外数)若しくはステアリン酸パラジウム 0. 2 2wt% (外数）とステアリン酸スズ (Sn) 0. 58wt% (外数)又はステアリン酸パラジウム 0. 07wt% (外数）とステアリン酸ビスマス（Bi) 0. 73wt% (外数)を混合した (試料 N o. 31〜38)。
この混合粉（充填量 1. 5〜2. 5g)を成形圧 6t/cm2で、約 10. 02〜： LO. 03mm X 2. 73〜4. 59mmHの試験片に成形した。
成形性を判断するために、各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細 を表 5 (試料 No. 31〜38)に示す。
この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形性の評価を行い、さらに、上 記の試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼結 時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、同様に表 5 に示す。
焼結によって、低融点の BiPd、 BiPd、 Bi Pd In Pd、 In Pd、 PdSn、 PdSn、 Pd
3 2 , 3 2 3 2
Sn、 PdSnの合金相が表面に形成された。
3 4
この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95%雰囲気で 336時間 暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結果を、同様に表 2〖こ 示す。
[0020] [表 5] 焼結前 1 1 50°C、 1 h r、 H2鹿結後
No. 石験 充填量 圧力 プレス圧 （装置側） t w GD t w SD t , ' c m一 2
k g f · c m 2 mm mm g g/cc mm mm P. g/cc
31 1.5 6 420 10.02 2.73 1.50 6.97 10.02 2.73 1.49 6.92
32 Pd+In 1.5 6 420 10.03 2.73 1. 9 6.91 10.02 2.73 1.48 6.88
33 2.5 6 420 10.03 4.57 2.51 6.95 10.03 4.57 2.48 6.87
34 2.5 6 420 10.03 4.59 2.53 6.98 10.03 4.57 2.50 6.93
35 Pd+Sn 2.5 6 420 10.02 4.58 2.52 6.98 10.03 4.58 2.50 6.91
36 2.5 6 420 10.03 4.57 2.50 6.93 10.03 4.54 2.48 6.92
37 Pd+Bi 2.5 6 420 10.03 4.59 2.53 6.98 10.02 4.58 2.50 6.93
38 2.5 6 420 10.03 4.57 2.53 7.01 10.02 4.57 2.51 6.97
[0021] (比較例 1)
ステアリン酸亜鉛 SZ - 2000 (堺ィ匕学工業製)を使用して、実施例 1と同様に鉄粉 9 6wt%に対して、 Cu3wt%、黒鉛粉 1. Owt%、さらに前記ステアリン酸亜鉛（下記表 6において「Zn」と略記）を 0. 8wt% (外数)混合した。この混合粉 (充填量 1. 5〜2. 5g)を成开细 6tZcm2で、約 10. 02~10. 03mm Χ 2. 75〜4. 62mmHの試験 片に成形した。
成形性を判断するために、この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形 性の評価を行った。各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細を表 6 ( 試料 No. 41〜48)に示す。
この試験片につ 、て実施例 1と同条件で混合粉の成形性の評価を行 、、さらに上 記の試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼結 時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、同様に表 6 に示す。
この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95%雰囲気で 336時間 暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結果を表 2に示す。
[0022] [表 6]
Figure imgf000016_0001
[0023] (比較例 2)
合成したステアリン酸ストロンチウム（Sr含有量 12. 0重量％)を細力べ粉砕し、篩い を通して 250メッシュ以下の微粉を得た。このステアリン酸ストロンチウム（Sr)を使用 して、実施例 1と同様に鉄粉 99wt%に対して、黒鉛粉 1. Owt%、前記ステアリン酸 ストロンチウム（下記表 7にお 、て「Sr」と略記）を 0. 8wt% (外数）を混合した。
この混合粉（充填量 1. 5〜2. 5g)を成形圧 6t/cm2で、約 10. 02〜： LO. 03mm X 2. 75〜4. 57mmHの試験片に成形した。
成形性を判断するために、この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形 性の評価を行った。各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細を表 7 ( 試料 No. 51〜57)に示す。
この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形性の評価を行い、さらに、こ れらの試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼 結時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、同様に表 7に示す。
実施例 1と同様に、この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95% 雰囲気で 336時間暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結 果を表 2に示す。
[0024] [表 7]
焼結前 1 1 5 0。C、 1 h r、 H2能結後
No. 石験 充填量 圧力 プレス圧 （装置側） Φ t w GD Φ t w SD
. 一 2
g t · c m k g f * c m mm mm g g/cc mm mm g g/cc
51 1.5 6 420 10.03 2.75 1.52 7.00 10.03 2.75 1.50 6.91
52 1.5 6 420 10.02 2.76 1.51 6.94 10.03 2.77 1.49 6.81
53 St. Sr 2.5 6 420 10.03 4.57 2.52 6.98 10.04 4.56 2.49 6.90
54 2.5 6 420 10.03 4.55 2.51 6.99 10.03 4.55 2.47 6.87
55 2.5 6 420 10.02 4.57 2.51 6.97 10.03 4.56 2.48 6.89
56 2.5 6 420 10.02 4.54 2.50 6.99 10.03 4.53 2.46 6.88
57 2.5 6 420 10.03 4.54 2.49 6.94 10.04 4.52 2.46 6.88
58 2.5 6 420 10.03 4.59 2.52 6.95 10.03 4.57 2.49 6.90
[0025] (比較例 3)
合成したステアリン酸バリウム（Ba含有量 12. 0重量％)を細力べ粉砕し、篩いを通し て 250メッシュ以下の微粉を得た。このステアリン酸バリウム (Ba)を使用して、実施例 1と同様に鉄粉 99wt%に対して、黒鉛粉 1. Owt%、さらに前記ステアリン酸バリウム (下記表 8にお 、て「Ba」と略記）を 0. 8wt% (外数)を混合した。
この混合粉（充填量 1. 5〜2. 5g)を成形圧 6t/cm2で、約 10. 02〜： LO. 04mm X 2. 78〜4. 61mmHの試験片に成形した。
成形性を判断するために、各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細 を表 8 (試料 No. 61〜68)に示す。
この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形性の評価を行い、さらに、上 記の試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼結 時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、同様に表 8 に示す。
実施例 1と同様に、この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95% 雰囲気で 336時間暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結 果を表 2に示す。
[0026] [表 8]
焼 ί 1 1 5 0で、 1 h r H2焼結後
No. 石鹼 充填量 圧力 プレス圧 （装置側） Φ t w GD Φ t SD t * c tn k κ ί · c m ― mm mm g g/cc mm mm R g/cc
61 1. 5 6 420 10. 03 2. 78 1. 51 6. 88 10. 03 2. 79 1. 49 6. 76
62 1. 5 6 420 10. 04 2. 81 1. 51 6. 79 10. 03 2. 82 1. 50 6. 74
63 St. Ba 2. 5 6 420 10. 03 4. 61 2. 51 6. 89 10. 03 4. 62 2. 48 6. 80
64 2. 5 6 420 10. 03 4. 61 2. 51 6. 89 10. 04 4. 62 2. 48 6. 78
65 2. 5 6 420 10. 03 4. 59 2. 50 6. 90 10. 04 4. 59 2. 48 6. 83
66 2. 5 6 420 10. 03 4. 57 2. 50 6. 93 10. 03 4. 58 2. 47 6. 83
67 2. 5 6 420 10. 02 4. 56 2. 49 6. 93 10. 03 4. 56 2. 46 6. 83
68 2. 5 6 420 10. 03 4. 56 2. 48 6. 89 10. 03 4. 57 2, 46 6. 82
[0027] (比較例 4)
合成したステアリン酸（希土類）（Ce6. 2wt%, La3. 4wt%, Ndl. 8wt%, PrO. 6wt%)を細力べ粉砕し、篩いを通して 250メッシュ以下の微粉を得た。
このステアリン酸 (Ce, La, Nd, Pr) (希土類)を使用して、実施例 1と同様に鉄粉 9 9 ％に対して、黒鉛粉 1. Owt%、さらに前記ステアリン酸 (Ce, La, Nd, Pr) (下記 表 10にお 、て「RE」と略記）を 0. 8wt% (外数）を混合した。
この混合粉（充填量 1. 5〜2. 5g)を成形圧 6t/cm2で、約 10. 03mm Χ 2. 74 〜4. 56mmHの試験片に成形した。
成形性を判断するために、各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細 を表 9 (試料 No. 71〜78)に示す。
この試験片について実施例 1と同条件で混合粉の成形性の評価を行い、さらに、上 記の試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150° C、焼結 時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、同様に表 9 に示す。
実施例 1と同様に、この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 90% 雰囲気で 336時間暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結 果を表 2に示す。
[0028] [表 9]
Figure imgf000022_0001
[0029] (比較例 5)
また、無添加の鉄粉 (へガネス還元鉄粉)充填量 1. 5〜2. 5g、を成形圧 6tZcm2 で、約 10. 02〜： LO. 04mm X 2. 75〜4. 60mmHの試験片【こ成形した。同様【こ 、成形性を判断するために、各成形体の成形密度 (GD)と成形圧力の関係等の詳細 を表 10 (試料 No. 81〜88)に示す。
さらに、上記の試験片に成形した成形体を、バッチ式雰囲気炉にて焼結温度 1150 ° C、焼結時間 60min、水素ガス雰囲気下で焼結した。焼結体の密度（SD)等を、 同様に表 10に示す。
実施例 1と同様に、この焼結体を恒温恒湿槽内にセットし、温度 40° C、湿度 95% 雰囲気で 336時間暴露試験を行い、耐湿酸化試験を実施した。耐湿酸化性試験結 果を表 2に示す。
[0030] [表 10]
焼結前 1 1 50。C、 1 h r、 H2 結後
No. 石験 充填量 圧力 プレス圧 （装置側） Φ t GD Φ t w SD
― p
t · c m k g f · cm "2 mm mm. g g/cc mm mm. g g/cc
81 1.5 6 420 10.02 2.75 1.51 6.97 10.05 2.76 1.49 6.81
82 無添加 1.5 6 420 10.02 2.77 1.50 6.87 10.04 2.76 1.52 6.96
83 2.5 6 420 10.02 4.60 2.53 6.98 10.04 4.60 2.51 6.90
84 2.5 6 420 10.04 4.58 2.54 7.01 10.04 4.58 2.52 6.95
85 2.5 6 420 10.02 4.56 2.51 6.98 10.04 4.56 2.49 6.90
86 2.5 6 420 10.03 4.55 2.51 6.99 10.04 4.54 2.50 6.96
87 2.5 6 420 10.03 4.54 2.50 6.97 10.04 4.54 2.48 6.90
88 2.5 6 420 10.03 4.51 2.49 6.99 10.04 4.51 2.47 6.92
[00 〜表 10から明らかなように、圧縮性の評価結果から、ほぼ同一の圧粉密度を得
[00
Figure imgf000025_0001
色した。
一方、比較例 2のステアリン酸ストロンチウムは、上記無添加の比較例 5よりも変色し 、時間の経過と共に激しく変色した。さらに比較例 4の比較例 4のステアリン酸 (Ce, L a, Nd, Pr) (希土類）は、 96時間（4日）後でも激しく変色した。このように、比較例 2 のステアリン酸ストロンチウムと比較例 4のステアリン酸 (Ce, La, Nd, Pr) (希土類） は、無添加の場合よりも、防鲭効果がないことが分かった。
これらに対し、比較例 1のステアリン酸亜鉛と比較例 3のステアリン酸バリウムの添カロ は、 336時間経過後でも無添加の比較例 5と同程度であり、ステアリン酸亜鉛とステ アリン酸バリウムの添カ卩は、耐湿.耐酸ィ匕性に全く効果がないことが分かる。
[0034] 以上に対し、本発明の金属セッケンを添加した実施例 1〜実施例 4では、 、ずれも 336時間経過後、上記耐湿、耐酸化性試験で、わずかに変色する程度で、耐湿、耐 酸ィ匕性があることが分かる。
なお、上記以外の組合せの金属セッケンを添加した場合及びさらに複合添加した 場合の実施例については、特に記載していないが、いずれも実施例 1〜実施例 4と 同様の結果が得られた。
以上から、鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末に、本発明の金属セッケンを添 加した粉末冶金用混合粉は成形性が良ぐさらに耐湿、耐酸化性が良好であること が確認できた。
産業上の利用可能性
[0035] 以上に示す通り、鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末に本発明の金属セッケン を添加し粉末冶金用混合粉とすることにより、従来の焼結体製造の工程を変更するこ となぐ焼結体の防鲭効果を飛躍的に高めることが可能となり、焼結機械部品、焼結 含油軸受、金属黒鉛刷子などの各種焼結体に極めて有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 鉄よりも高 、標準酸化電位を有する Ag、 Au、 Bi、 Co、 Cu、 Mo、 Ni、 Pd、 Pt、 Sn、 Teの群力 選択した少なくとも 1種以上の金属を含む金属セッケンと、該金属との組 合せにおいて、 1200° C以下で液相を形成する付加的金属を含有し、両者間で合 金相を形成する金属を含むセッケンであることを特徴とする鉄を主成分とする粉末冶 金用金属粉末。
[2] 鉄を主成分とする粉末冶金用金属粉末に、鉄よりも高!、標準酸化電位を有する Ag 、 Au、 Bi、 Co、 Cu、 Mo、 Ni、 Pd、 Pt、 Sn、 Teの群から選択した少なくとも 1種以上 の金属を含む金属セッゲンと、該金属との組合せにおいて 1200° C以下で液相を 形成する付加的金属を含み、焼結の際に焼結体表面に双方の金属からなる合金相 が形成されることを特徴とする防鲭機能を有する鉄系焼結体。
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