JP2003034803A - 粉末冶金用鉄基混合粉 - Google Patents
粉末冶金用鉄基混合粉Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 焼結体の機械的特性劣化を生じることなく被
削性を向上できる鉄基混合粉を提供する。 【解決手段】 鉄基粉末に、合金用粉末、切削性改善用
粉末および潤滑剤を混合しするに際し、切削性改善用粉
末としてリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシア
パタイト、あるいはさらにフッ化カルシウムを、鉄基粉
末、合金用粉末および切削性改善粉末の合計量に対しCa
換算で合計0.02〜0.39質量％含有する。また、切削性を
顕著に向上させるためには、フッ化カルシウム含有量
と、リン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタ
イトの合計含有量との比が0.8 以上とすることが好まし
い。
削性を向上できる鉄基混合粉を提供する。 【解決手段】 鉄基粉末に、合金用粉末、切削性改善用
粉末および潤滑剤を混合しするに際し、切削性改善用粉
末としてリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシア
パタイト、あるいはさらにフッ化カルシウムを、鉄基粉
末、合金用粉末および切削性改善粉末の合計量に対しCa
換算で合計0.02〜0.39質量％含有する。また、切削性を
顕著に向上させるためには、フッ化カルシウム含有量
と、リン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタ
イトの合計含有量との比が0.8 以上とすることが好まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉末冶金用鉄基混
合粉に係り、とくにＳによって焼結炉の発熱体、搬送ベ
ルト等が汚染されるのを防止でき、かつ焼結体の切削性
改善を可能とする粉末冶金用鉄基混合粉に関する。
合粉に係り、とくにＳによって焼結炉の発熱体、搬送ベ
ルト等が汚染されるのを防止でき、かつ焼結体の切削性
改善を可能とする粉末冶金用鉄基混合粉に関する。
【０００２】
【従来の技術】粉末冶金技術の進歩により、高寸法精度
の複雑な形状の部品をニアネット形状に製造することが
可能となっている。鉄系粉末冶金製品は、鉄基粉末に、
銅粉、黒鉛粉などの合金用粉末と、ステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸リチウム等の潤滑剤とを混合した鉄基混合
粉を金型に充填したのち、加圧成形し、ついで焼結処理
を施され焼結体とされたのち、必要に応じ切削加工され
て、製品とされる。このようにして製造された焼結体
は、空孔の含有比率が高く、溶解法による金属材料にく
らべ、切削抵抗が高い。そのため、従来から、焼結体の
切削性を向上する目的で、Pb、Se、Te、MnS 、Ｓ等、種
々の粉末が鉄基混合粉に添加、あるいは鉄粉に合金化し
て添加することが行われてきた。しかしながら、Pbは融
点が330 ℃と低いため焼結過程で溶融し、しかも鉄中に
固溶せず基地中に均一に分散させることが難しいという
問題があり、Se、Teは焼結体を脆化させるため、焼結体
の機械的特性の劣化が著しいという問題があった。これ
らの粉末以外にも、切削性改善用粉末として、種々の粉
末を用いることが提案されている。
の複雑な形状の部品をニアネット形状に製造することが
可能となっている。鉄系粉末冶金製品は、鉄基粉末に、
銅粉、黒鉛粉などの合金用粉末と、ステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸リチウム等の潤滑剤とを混合した鉄基混合
粉を金型に充填したのち、加圧成形し、ついで焼結処理
を施され焼結体とされたのち、必要に応じ切削加工され
て、製品とされる。このようにして製造された焼結体
は、空孔の含有比率が高く、溶解法による金属材料にく
らべ、切削抵抗が高い。そのため、従来から、焼結体の
切削性を向上する目的で、Pb、Se、Te、MnS 、Ｓ等、種
々の粉末が鉄基混合粉に添加、あるいは鉄粉に合金化し
て添加することが行われてきた。しかしながら、Pbは融
点が330 ℃と低いため焼結過程で溶融し、しかも鉄中に
固溶せず基地中に均一に分散させることが難しいという
問題があり、Se、Teは焼結体を脆化させるため、焼結体
の機械的特性の劣化が著しいという問題があった。これ
らの粉末以外にも、切削性改善用粉末として、種々の粉
末を用いることが提案されている。
【０００３】例えば、特公昭46-39654号公報には、鉄ま
たは鉄基合金に、BaSO4 、BaS を単独、あるいは複合し
て添加した粉末冶金法で製造された快削性金属材料が開
示されている。この技術ではBaSO4 、BaS を単独、ある
いは複合して添加することにより切削などの機械加工性
が向上するとしている。また、特開昭52-16684号公報に
は、鉄系原料粉に硫化カルシウムCaS あるいは硫酸カル
シウムCaSO4 を添加した混合粉を圧縮成形したのち、焼
結する快削焼結鋼の製造方法が提案されている。
たは鉄基合金に、BaSO4 、BaS を単独、あるいは複合し
て添加した粉末冶金法で製造された快削性金属材料が開
示されている。この技術ではBaSO4 、BaS を単独、ある
いは複合して添加することにより切削などの機械加工性
が向上するとしている。また、特開昭52-16684号公報に
は、鉄系原料粉に硫化カルシウムCaS あるいは硫酸カル
シウムCaSO4 を添加した混合粉を圧縮成形したのち、焼
結する快削焼結鋼の製造方法が提案されている。
【０００４】しかしながら、切削性改善用粉末として、
ＳあるいはMnS 等のＳを含む化合物を混合すると、焼結
時に発生するH2S が焼結炉の耐火物、搬送用のメッシュ
ベルト、発熱体等を汚染し、それら部品の寿命を短くす
るという問題があった。さらに加えて、焼結体の外観不
良という問題もあり、Ｓを含む化合物粉を切削性改善用
粉末として鉄基混合粉に混合することは敬遠されてい
る。また、BaS 、CaS 等が焼結体中に残留すると、BaS
、CaS の吸湿性に起因して焼結体が錆びやすいという
問題もある。
ＳあるいはMnS 等のＳを含む化合物を混合すると、焼結
時に発生するH2S が焼結炉の耐火物、搬送用のメッシュ
ベルト、発熱体等を汚染し、それら部品の寿命を短くす
るという問題があった。さらに加えて、焼結体の外観不
良という問題もあり、Ｓを含む化合物粉を切削性改善用
粉末として鉄基混合粉に混合することは敬遠されてい
る。また、BaS 、CaS 等が焼結体中に残留すると、BaS
、CaS の吸湿性に起因して焼結体が錆びやすいという
問題もある。
【０００５】このような問題に対し、例えば、特開昭57
-198201 号公報には、Ca：0.001 〜0.10％、Ｏ：0.05〜
1.0 ％含有する被削性の良好な焼結体を与える焼結用鋼
粉末が開示されている。しかしながら、特開昭57-19820
1 号公報に記載された焼結用粉末で製造された焼結体で
は、Ｓを含まないため焼結炉の汚染という問題はない
が、カルシウム酸化物は吸湿性を有するため、粉体の流
動性が劣化し、成形が不安定になるという問題があっ
た。
-198201 号公報には、Ca：0.001 〜0.10％、Ｏ：0.05〜
1.0 ％含有する被削性の良好な焼結体を与える焼結用鋼
粉末が開示されている。しかしながら、特開昭57-19820
1 号公報に記載された焼結用粉末で製造された焼結体で
は、Ｓを含まないため焼結炉の汚染という問題はない
が、カルシウム酸化物は吸湿性を有するため、粉体の流
動性が劣化し、成形が不安定になるという問題があっ
た。
【０００６】また、特表平7-507358号公報には、鉄基粉
末組成物中に0.1 〜0.6 重量％のフッ化カルシウムCaF2
を含有し切削性を改善する粉末組成物が提案されてい
る。しかしながら、フッ化カルシウムCaF2の不純物は、
寸法変化や機械的特性に影響をおよぼす。そのため、純
度の高いフッ化カルシウムを使用する必要がありコスト
的に問題があった。
末組成物中に0.1 〜0.6 重量％のフッ化カルシウムCaF2
を含有し切削性を改善する粉末組成物が提案されてい
る。しかしながら、フッ化カルシウムCaF2の不純物は、
寸法変化や機械的特性に影響をおよぼす。そのため、純
度の高いフッ化カルシウムを使用する必要がありコスト
的に問題があった。
【０００７】また、特開平9-279204号公報には、鉄粉を
主体とし、アノールサイト相および／またはゲーレナイ
ト相を有する平均粒径50μm 以下のCaO-Al2O3-SiO2系複
合酸化物の粉末を0.02〜0.3 重量％含有する粉末冶金用
鉄系混合粉末が開示されている。しかしながら、不純物
が少なく、かつ粒度を制限したCaO-Al2O3-SiO2系複合酸
化物の粉末を使用しないと、粉体特性、焼結体特性が低
下するという問題があった。
主体とし、アノールサイト相および／またはゲーレナイ
ト相を有する平均粒径50μm 以下のCaO-Al2O3-SiO2系複
合酸化物の粉末を0.02〜0.3 重量％含有する粉末冶金用
鉄系混合粉末が開示されている。しかしながら、不純物
が少なく、かつ粒度を制限したCaO-Al2O3-SiO2系複合酸
化物の粉末を使用しないと、粉体特性、焼結体特性が低
下するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を解決し、焼結体の機械的特性の劣化を生
じることなく切削性を向上できる鉄基混合粉を提供する
ことを目的とする。
来技術の問題を解決し、焼結体の機械的特性の劣化を生
じることなく切削性を向上できる鉄基混合粉を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、焼結体の
機械的特性の劣化を生じることなく切削性を向上できる
切削性改善用粉末について、鋭意研究した。その結果、
このような目的にはリン酸カルシウムが有効であること
を見いだした。まず、本発明者らが行った基礎的な実験
結果について説明する。
機械的特性の劣化を生じることなく切削性を向上できる
切削性改善用粉末について、鋭意研究した。その結果、
このような目的にはリン酸カルシウムが有効であること
を見いだした。まず、本発明者らが行った基礎的な実験
結果について説明する。
【００１０】鉄基粉末として水アトマイズ鉄粉に、合金
用粉末として平均粒径４μm の黒鉛粉末と、潤滑剤とし
てステアリン酸亜鉛と、さらに切削性改善用粉末とし
て、リン酸三カルシウム粉末（Ca3(PO4)2 ）を、混合機
に装入し均一となるように混合し、鉄基混合粉とした。
配合量は、鉄基粉末と、合金用粉末と、切削性改善用粉
末との合計量に対し、黒鉛粉末を0.7 質量％、切削性改
善用粉末を０〜1.2 質量％とした。また、潤滑剤の配合
量は鉄基粉末と、合金用粉末と、切削性改善用粉末との
合計量100 重量部に対し、0.75重量部とした。
用粉末として平均粒径４μm の黒鉛粉末と、潤滑剤とし
てステアリン酸亜鉛と、さらに切削性改善用粉末とし
て、リン酸三カルシウム粉末（Ca3(PO4)2 ）を、混合機
に装入し均一となるように混合し、鉄基混合粉とした。
配合量は、鉄基粉末と、合金用粉末と、切削性改善用粉
末との合計量に対し、黒鉛粉末を0.7 質量％、切削性改
善用粉末を０〜1.2 質量％とした。また、潤滑剤の配合
量は鉄基粉末と、合金用粉末と、切削性改善用粉末との
合計量100 重量部に対し、0.75重量部とした。
【００１１】これら鉄基混合粉を金型に挿入し、圧縮成
形し、外径35mm×内径14mm×高さ10mmの圧壊試験用リン
グ状試験片、および外径60mm×高さ10mmのドリル穿孔試
験用円盤状試験片とした。ついで、これら試験片をRXガ
ス雰囲気中でメッシュベルト炉を使用し1130℃×20min
焼結した。これら焼結体試験片を用いて、JIS Z 2507の
規定に準拠した圧壊試験、および回転数10000rpm、送
り：0.012mm/rev の条件でドリル穿孔試験を、それぞれ
実施し、圧壊強さおよび穿孔数を求めた。なお、穿孔数
は、ドリル（ハイス製1.2mmφ) が折損するまでに開い
た孔の数とした。これらの結果を、図１および図２に示
す。
形し、外径35mm×内径14mm×高さ10mmの圧壊試験用リン
グ状試験片、および外径60mm×高さ10mmのドリル穿孔試
験用円盤状試験片とした。ついで、これら試験片をRXガ
ス雰囲気中でメッシュベルト炉を使用し1130℃×20min
焼結した。これら焼結体試験片を用いて、JIS Z 2507の
規定に準拠した圧壊試験、および回転数10000rpm、送
り：0.012mm/rev の条件でドリル穿孔試験を、それぞれ
実施し、圧壊強さおよび穿孔数を求めた。なお、穿孔数
は、ドリル（ハイス製1.2mmφ) が折損するまでに開い
た孔の数とした。これらの結果を、図１および図２に示
す。
【００１２】図１から、鉄基混合粉中のリン酸三カルシ
ウム粉末の含有量の増加に従い、穿孔数はほぼ直線的に
増加することがわかる。一方、リン酸三カルシウム粉末
の含有量が1.0 質量％以上で飽和する。また図２から、
鉄基混合粉中のリン酸三カルシウム粉末の含有量が1.0
質量％を超えると、急激に圧壊強さが低下する。これら
のことから、鉄基混合粉中のリン酸三カルシウム粉末の
含有量を0.05〜1.0 質量％の範囲とすることにより、優
れた切削性と高い圧壊強さを併せ有することができるこ
とになるという知見を得た。
ウム粉末の含有量の増加に従い、穿孔数はほぼ直線的に
増加することがわかる。一方、リン酸三カルシウム粉末
の含有量が1.0 質量％以上で飽和する。また図２から、
鉄基混合粉中のリン酸三カルシウム粉末の含有量が1.0
質量％を超えると、急激に圧壊強さが低下する。これら
のことから、鉄基混合粉中のリン酸三カルシウム粉末の
含有量を0.05〜1.0 質量％の範囲とすることにより、優
れた切削性と高い圧壊強さを併せ有することができるこ
とになるという知見を得た。
【００１３】また、本発明者らは、リン酸カルシウムと
同様にヒドロキシアパタイトも、焼結体の機械的特性を
劣化させることなく、切削性を向上させることができる
という知見を得た。さらに、本発明者らは、リン酸カル
シウムおよび／またはヒドロキシアパタイトの添加量、
或いは後述のように、これらに追加して添加するフッ化
カルシウムの添加量について検討した。その結果、焼結
体の機械的特性を劣化させることなく切削性を向上させ
る効果は、上記化学種のCa換算による添加量に依存する
との知見を得た。すなわち、前記のリン酸三カルシウム
における鉄基混合粉中の添加量範囲0.05〜1.0 質量％
は、上記化学種のCa換算による添加量の0.02〜0.39質量
％としても同様の効果があることを見出したのである。
同様にヒドロキシアパタイトも、焼結体の機械的特性を
劣化させることなく、切削性を向上させることができる
という知見を得た。さらに、本発明者らは、リン酸カル
シウムおよび／またはヒドロキシアパタイトの添加量、
或いは後述のように、これらに追加して添加するフッ化
カルシウムの添加量について検討した。その結果、焼結
体の機械的特性を劣化させることなく切削性を向上させ
る効果は、上記化学種のCa換算による添加量に依存する
との知見を得た。すなわち、前記のリン酸三カルシウム
における鉄基混合粉中の添加量範囲0.05〜1.0 質量％
は、上記化学種のCa換算による添加量の0.02〜0.39質量
％としても同様の効果があることを見出したのである。
【００１４】本発明は、上記した知見に基づき、さらに
検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明
は鉄基粉末、合金用粉末、切削性改善用粉末および潤滑
剤を混合してなる鉄基混合粉末であって、前記切削性改
善用粉末をリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシ
アパタイトとし、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換算で合計0.02〜0.39質量％
含有することを特徴とする粉末冶金用鉄基混合粉であ
る。また、本発明では、前記切削性改善用粉末が、リン
酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタイトに加
えさらにフッ化カルシウムを含有し、該切削性改善用粉
末を鉄基粉末、合金用粉末および切削性改善用粉末の合
計量に対しCa換算で合計0.02〜0.39質量％含有すること
が好ましい。また、本発明では、前記フッ化カルシウム
と、前記リン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシア
パタイトを、Ca換算で、（フッ化カルシウムの含有量）
／（リン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタ
イトの合計含有量）が0.8 以上となるように含有するこ
とが好ましい。
検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明
は鉄基粉末、合金用粉末、切削性改善用粉末および潤滑
剤を混合してなる鉄基混合粉末であって、前記切削性改
善用粉末をリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシ
アパタイトとし、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換算で合計0.02〜0.39質量％
含有することを特徴とする粉末冶金用鉄基混合粉であ
る。また、本発明では、前記切削性改善用粉末が、リン
酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタイトに加
えさらにフッ化カルシウムを含有し、該切削性改善用粉
末を鉄基粉末、合金用粉末および切削性改善用粉末の合
計量に対しCa換算で合計0.02〜0.39質量％含有すること
が好ましい。また、本発明では、前記フッ化カルシウム
と、前記リン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシア
パタイトを、Ca換算で、（フッ化カルシウムの含有量）
／（リン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタ
イトの合計含有量）が0.8 以上となるように含有するこ
とが好ましい。
【００１５】また、本発明では、前記リン酸カルシウム
が、リン酸三カルシウム、リン酸一水素カルシウムおよ
びリン酸二水素カルシウムのうちから選ばれた１種また
は２種以上であることが好ましい。また、本発明では、
合金用粉末の含有量は、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５質量％以下とするのが
好ましい。
が、リン酸三カルシウム、リン酸一水素カルシウムおよ
びリン酸二水素カルシウムのうちから選ばれた１種また
は２種以上であることが好ましい。また、本発明では、
合金用粉末の含有量は、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５質量％以下とするのが
好ましい。
【００１６】また、本発明では、前記潤滑剤の含有量
は、鉄基粉末、合金用粉末および切削性改善用粉末の合
計量100 重量部に対し0.2 〜1.5 重量部とすることが好
ましい。また、本発明では、前記鉄基粉末の一部または
すべてが、表面に合金用粉末および／または切削性改善
用粉末を固着してなることが好ましい。
は、鉄基粉末、合金用粉末および切削性改善用粉末の合
計量100 重量部に対し0.2 〜1.5 重量部とすることが好
ましい。また、本発明では、前記鉄基粉末の一部または
すべてが、表面に合金用粉末および／または切削性改善
用粉末を固着してなることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の粉末冶金用鉄基混合粉
は、鉄基粉末、合金用粉末、切削性改善用粉末および潤
滑剤を混合してなる鉄基混合粉であり、切削性改善用粉
末をリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタ
イトとし、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換算で合計0.02〜0.39質量％含有す
る。
は、鉄基粉末、合金用粉末、切削性改善用粉末および潤
滑剤を混合してなる鉄基混合粉であり、切削性改善用粉
末をリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタ
イトとし、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換算で合計0.02〜0.39質量％含有す
る。
【００１８】本発明の鉄基混合粉は、切削性改善用粉末
としてリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパ
タイトを用いることに特徴がある。リン酸カルシウム、
ヒドロキシアパタイトを用いることにより、機械的特性
の劣化が少なくて切削性の顕著な改善が得られるのであ
る。リン酸カルシウムには、リン酸三カルシウム（Ca
3(PO4)2 ）、リン酸一水素カルシウム（CaHPO4あるいは
CaHPO4・2H2O）、リン酸二水素カルシウム（Ca(H2PO4)2
あるいはCa(H2PO4)2・H2O)）があるが、本発明ではいず
れも好適に使用できる。なかでもリン酸三カルシウム
（Ca3(PO4)2 ）とリン酸一水素カルシウム（CaHPO4ある
いはCaHPO4・2H2O）を用いるのが好ましい。
としてリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパ
タイトを用いることに特徴がある。リン酸カルシウム、
ヒドロキシアパタイトを用いることにより、機械的特性
の劣化が少なくて切削性の顕著な改善が得られるのであ
る。リン酸カルシウムには、リン酸三カルシウム（Ca
3(PO4)2 ）、リン酸一水素カルシウム（CaHPO4あるいは
CaHPO4・2H2O）、リン酸二水素カルシウム（Ca(H2PO4)2
あるいはCa(H2PO4)2・H2O)）があるが、本発明ではいず
れも好適に使用できる。なかでもリン酸三カルシウム
（Ca3(PO4)2 ）とリン酸一水素カルシウム（CaHPO4ある
いはCaHPO4・2H2O）を用いるのが好ましい。
【００１９】また、ヒドロキシアパタイト（Ca10(PO4)6
(OH)2 ）は、リン酸カルシウムと同様な効果を有し、単
独またはリン酸カルシウムと複合して使用できる。複合
して使用しても、単独使用と同様、またはそれ以上の効
果を有する。鉄基混合粉中のリン酸カルシウムおよび／
またはヒドロキシアパタイトの含有量は、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
で合計0.02〜0.39質量％とする。リン酸カルシウムおよ
び／またはヒドロキシアパタイトの含有量（合計）がCa
換算で0.02質量％未満では、切削性の向上が顕著に認め
られない。一方、Ca換算で0.39質量％を超えると、圧縮
性の低下、圧壊強さの低下等機械的特性が低下する。こ
のため、鉄基混合粉中のリン酸カルシウムおよび／また
はヒドロキシアパタイトの含有量はCa換算で合計0.02〜
0.39質量％とした。なお、リン酸三カルシウム（Ca3(PO
4)2 ）を単独で用いた場合には、含有量は0.05〜0.6 質
量％の範囲とすることが好ましい。この範囲内であれ
ば、焼結体の寸法変化率も小さく、寸法精度上は問題と
ならない。また、切削性改善用粉末の最大粒径は、45μ
m 以下とするのが、混合の均質化の観点から好ましい。
なお、本発明では、粒径はレーザーを用いたマイクロト
ラック法で測定した値を用いるものとする。
(OH)2 ）は、リン酸カルシウムと同様な効果を有し、単
独またはリン酸カルシウムと複合して使用できる。複合
して使用しても、単独使用と同様、またはそれ以上の効
果を有する。鉄基混合粉中のリン酸カルシウムおよび／
またはヒドロキシアパタイトの含有量は、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
で合計0.02〜0.39質量％とする。リン酸カルシウムおよ
び／またはヒドロキシアパタイトの含有量（合計）がCa
換算で0.02質量％未満では、切削性の向上が顕著に認め
られない。一方、Ca換算で0.39質量％を超えると、圧縮
性の低下、圧壊強さの低下等機械的特性が低下する。こ
のため、鉄基混合粉中のリン酸カルシウムおよび／また
はヒドロキシアパタイトの含有量はCa換算で合計0.02〜
0.39質量％とした。なお、リン酸三カルシウム（Ca3(PO
4)2 ）を単独で用いた場合には、含有量は0.05〜0.6 質
量％の範囲とすることが好ましい。この範囲内であれ
ば、焼結体の寸法変化率も小さく、寸法精度上は問題と
ならない。また、切削性改善用粉末の最大粒径は、45μ
m 以下とするのが、混合の均質化の観点から好ましい。
なお、本発明では、粒径はレーザーを用いたマイクロト
ラック法で測定した値を用いるものとする。
【００２０】なお、切削性改善用粉末は、上記したリン
酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタイトに加
えて、フッ化カルシウムCaF2を含有してもよい。この場
合、切削性改善用粉の含有量、すなわち、リン酸カルシ
ウムおよび／またはヒドロキシアパタイトならびにフッ
化カルシウムの含有量は鉄基粉末、合金用粉末および切
削性改善用粉末の合計量に対し、Ca換算で合計0.02〜0.
39質量％とすることが好ましい。なお、フッ化カルシウ
ムCaF2の含有量は、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0.05〜0.15質量％の
範囲内とするのが好ましい。フッ化カルシウムを、リン
酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタイトと複
合して含有することにより、フッ化カルシウム単独で含
有する時よりも加工性が向上する。
酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタイトに加
えて、フッ化カルシウムCaF2を含有してもよい。この場
合、切削性改善用粉の含有量、すなわち、リン酸カルシ
ウムおよび／またはヒドロキシアパタイトならびにフッ
化カルシウムの含有量は鉄基粉末、合金用粉末および切
削性改善用粉末の合計量に対し、Ca換算で合計0.02〜0.
39質量％とすることが好ましい。なお、フッ化カルシウ
ムCaF2の含有量は、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0.05〜0.15質量％の
範囲内とするのが好ましい。フッ化カルシウムを、リン
酸カルシウムおよび／またはヒドロキシアパタイトと複
合して含有することにより、フッ化カルシウム単独で含
有する時よりも加工性が向上する。
【００２１】また、切削性改善用粉末として、フッ化カ
ルシウムをリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシ
アパタイトと複合して含有する場合には、Ca換算で、フ
ッ化カルシウムの含有量と、リン酸カルシウムおよび／
またはヒドロキシアパタイトの含有量の比、ＦC 値＝(
フッ化カルシウムの含有量）／（リン酸カルシウムおよ
び／またはヒドロキシアパタイトの合計含有量）が、0.
8 以上となるように含有することが好ましい。これによ
り、工具の摩耗量が顕著に低減でき、焼結体の機械的特
性の劣化が少なくて切削性の顕著な改善が得られる。な
お、フランク摩耗量で評価する場合の工具の切削性の顕
著な向上のためには、フッ化カルシウム、リン酸カルシ
ウムおよび／またはヒドロキシアパタイトの含有量（合
計）は、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0.05質量％以上とすることが
好ましい。なお、リン酸カルシウムとしてはリン酸三カ
ルシウムとすることがより好ましい。
ルシウムをリン酸カルシウムおよび／またはヒドロキシ
アパタイトと複合して含有する場合には、Ca換算で、フ
ッ化カルシウムの含有量と、リン酸カルシウムおよび／
またはヒドロキシアパタイトの含有量の比、ＦC 値＝(
フッ化カルシウムの含有量）／（リン酸カルシウムおよ
び／またはヒドロキシアパタイトの合計含有量）が、0.
8 以上となるように含有することが好ましい。これによ
り、工具の摩耗量が顕著に低減でき、焼結体の機械的特
性の劣化が少なくて切削性の顕著な改善が得られる。な
お、フランク摩耗量で評価する場合の工具の切削性の顕
著な向上のためには、フッ化カルシウム、リン酸カルシ
ウムおよび／またはヒドロキシアパタイトの含有量（合
計）は、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0.05質量％以上とすることが
好ましい。なお、リン酸カルシウムとしてはリン酸三カ
ルシウムとすることがより好ましい。
【００２２】また、鉄基混合粉に含有される合金用粉末
としては、黒鉛粉、銅粉等を、所望の製品特性に要求さ
れる特性に応じ選定し含有される。本発明では、鉄基粉
末としては、アトマイズ鉄粉、還元粉等の純鉄粉、ある
いは鉄粉に代えて合金元素を予め合金した鋼粉（予合金
鋼粉）、あるいは合金元素が部分合金化された鋼粉（部
分合金化鋼粉）がいずれも好適に用いることができる。
また、これらを混合して使用してもよいことはいうまで
もない。
としては、黒鉛粉、銅粉等を、所望の製品特性に要求さ
れる特性に応じ選定し含有される。本発明では、鉄基粉
末としては、アトマイズ鉄粉、還元粉等の純鉄粉、ある
いは鉄粉に代えて合金元素を予め合金した鋼粉（予合金
鋼粉）、あるいは合金元素が部分合金化された鋼粉（部
分合金化鋼粉）がいずれも好適に用いることができる。
また、これらを混合して使用してもよいことはいうまで
もない。
【００２３】鉄基混合粉に含有される潤滑剤としては、
ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム等の金属石
鹸、あるいはワックスが好ましい。なお、潤滑剤の配合
量は、鉄基粉末、合金用粉末および切削性改善用粉末の
合計量100 重量部に対し0.2 〜1.5 重量部とするのが好
ましい。潤滑剤の配合量が0.2 重量部未満では、金型と
の摩擦が著しく増加し抜出力が増大するため金型寿命が
低下する。一方、1.5 重量部を超えると、成形体密度の
低下が著しくなり、焼結体密度が低下する。
ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム等の金属石
鹸、あるいはワックスが好ましい。なお、潤滑剤の配合
量は、鉄基粉末、合金用粉末および切削性改善用粉末の
合計量100 重量部に対し0.2 〜1.5 重量部とするのが好
ましい。潤滑剤の配合量が0.2 重量部未満では、金型と
の摩擦が著しく増加し抜出力が増大するため金型寿命が
低下する。一方、1.5 重量部を超えると、成形体密度の
低下が著しくなり、焼結体密度が低下する。
【００２４】本発明の鉄基混合粉は、上記した鉄基粉末
に、上記した合金用粉末、切削性改善用粉末、さらに潤
滑剤を添加して、Ｖブレンダ、ダブルコーンブレンダ等
の通常公知の混合機を用いる方法で、一度に混合し、あ
るいは２回以上に分けて混合し鉄基混合粉とするか、あ
るいは合金用粉末および／または切削性改善用粉末を結
合材により鉄基粉末の表面に固着する偏析防止処理を施
した鉄基混合粉としてもよい。このような鉄基粉末を用
いることにより、より偏析が少なく、流動性に優れた鉄
基混合粉とすることができる。
に、上記した合金用粉末、切削性改善用粉末、さらに潤
滑剤を添加して、Ｖブレンダ、ダブルコーンブレンダ等
の通常公知の混合機を用いる方法で、一度に混合し、あ
るいは２回以上に分けて混合し鉄基混合粉とするか、あ
るいは合金用粉末および／または切削性改善用粉末を結
合材により鉄基粉末の表面に固着する偏析防止処理を施
した鉄基混合粉としてもよい。このような鉄基粉末を用
いることにより、より偏析が少なく、流動性に優れた鉄
基混合粉とすることができる。
【００２５】偏析防止処理としては、例えば、特許第30
04800 号公報に示されるように、鉄基粉末と、合金用粉
末と、切削性改善用粉末を、結合材の作用を有する特定
の有機化合物とともに混合し、ついで少なくとも該特定
の有機化合物のうちの最低融点＋10℃以上に加熱して、
該有機化合物のうちの１種を溶融させたのち冷却固化し
て、合金用粉末および／または切削性改善用粉末を鉄基
粉末の表面に固着させる方法が好ましい。特定の有機化
合物としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、ワック
スが好ましい。高級脂肪酸もしくは高級脂肪酸アミドと
しては、ステアリン酸、オレイン酸アミド、ステアリン
酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、ステアリ
ン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドの溶融混
合物、等が例示できる。
04800 号公報に示されるように、鉄基粉末と、合金用粉
末と、切削性改善用粉末を、結合材の作用を有する特定
の有機化合物とともに混合し、ついで少なくとも該特定
の有機化合物のうちの最低融点＋10℃以上に加熱して、
該有機化合物のうちの１種を溶融させたのち冷却固化し
て、合金用粉末および／または切削性改善用粉末を鉄基
粉末の表面に固着させる方法が好ましい。特定の有機化
合物としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、ワック
スが好ましい。高級脂肪酸もしくは高級脂肪酸アミドと
しては、ステアリン酸、オレイン酸アミド、ステアリン
酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、ステアリ
ン酸アミドとエチレンビスステアリン酸アミドの溶融混
合物、等が例示できる。
【００２６】
【実施例】（実施例１）鉄基粉末として水アトマイズ鉄
粉（商品名：川崎製鉄製ＫＩＰ301 Ａ）を用い、該鉄基
粉末100 kgに、合金用粉末として黒鉛粉末（平均粒径４
μm ）、あるいは電解銅粉（平均粒径35μm ）を鉄基粉
末と合金用粉末と切削性改善用粉末との合計量に対し表
１に示す量（質量％）と、さらに切削性改善用粉末とし
て、表１に示す配合量（質量％）の各種のリン酸カルシ
ウム粉末、ヒドロキシアパタイト粉末、フッ化カルシウ
ム粉末と、さらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛（平均
粒径：20μm ）を鉄基粉末と合金用粉末と切削性改善用
粉末との合計量100 重量部に対し表１に示す量（重量
部）と、をＶブレンダに装入し、均一混合して、鉄基混
合粉とした。なお、鉄基粉末として、一部の鉄基混合粉
では、ミルスケール還元鉄粉（商品名：川崎製鉄製ＫＩ
Ｐ255 Ｍ）、あるいは水アトマイズ鉄粉表面にNi、Mo、
Cuが拡散付着した部分合金化鋼粉（４mass％Ni-0.5mass
％Mo-1.5mass％Cu-Fe ）、および水アトマイズ鉄粉と鉄
粉表面にNi、Mo、Cuが拡散付着した部分合金化鋼粉（２
mass％Ni-0.5mass％Mo-1.5mass％Cu-Fe ）との混合粉を
使用した。また、一部の鉄基混合粉では、切削性改善用
粉末を含有しないもの、切削性改善用粉末としてMnS を
使用したものも含めた。
粉（商品名：川崎製鉄製ＫＩＰ301 Ａ）を用い、該鉄基
粉末100 kgに、合金用粉末として黒鉛粉末（平均粒径４
μm ）、あるいは電解銅粉（平均粒径35μm ）を鉄基粉
末と合金用粉末と切削性改善用粉末との合計量に対し表
１に示す量（質量％）と、さらに切削性改善用粉末とし
て、表１に示す配合量（質量％）の各種のリン酸カルシ
ウム粉末、ヒドロキシアパタイト粉末、フッ化カルシウ
ム粉末と、さらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛（平均
粒径：20μm ）を鉄基粉末と合金用粉末と切削性改善用
粉末との合計量100 重量部に対し表１に示す量（重量
部）と、をＶブレンダに装入し、均一混合して、鉄基混
合粉とした。なお、鉄基粉末として、一部の鉄基混合粉
では、ミルスケール還元鉄粉（商品名：川崎製鉄製ＫＩ
Ｐ255 Ｍ）、あるいは水アトマイズ鉄粉表面にNi、Mo、
Cuが拡散付着した部分合金化鋼粉（４mass％Ni-0.5mass
％Mo-1.5mass％Cu-Fe ）、および水アトマイズ鉄粉と鉄
粉表面にNi、Mo、Cuが拡散付着した部分合金化鋼粉（２
mass％Ni-0.5mass％Mo-1.5mass％Cu-Fe ）との混合粉を
使用した。また、一部の鉄基混合粉では、切削性改善用
粉末を含有しないもの、切削性改善用粉末としてMnS を
使用したものも含めた。
【００２７】これら鉄基混合粉を金型に挿入し、面圧：
392MPaで圧縮成形し、外径35mm×内径14mm×高さ10mmの
圧壊試験用および外径寸法変化率測定用のリング状試験
片成形体、および外径60mm×高さ10mmのドリル穿孔試験
用円盤状試験片成形体、10×10×55mmの直方体の成形体
とした。直方体の成形体について、アルキメデス法を用
いて、密度を測定した。アルキメデス法とは、被測定物
である成形体を水中に浸漬して体積を測定することによ
り密度を測定する方法である。
392MPaで圧縮成形し、外径35mm×内径14mm×高さ10mmの
圧壊試験用および外径寸法変化率測定用のリング状試験
片成形体、および外径60mm×高さ10mmのドリル穿孔試験
用円盤状試験片成形体、10×10×55mmの直方体の成形体
とした。直方体の成形体について、アルキメデス法を用
いて、密度を測定した。アルキメデス法とは、被測定物
である成形体を水中に浸漬して体積を測定することによ
り密度を測定する方法である。
【００２８】ついで、これら試験片成形体をRXガス雰囲
気中でメッシュベルト炉を使用し1130℃×20min で焼結
し、焼結体とした。これら焼結体（試験片）について、
JIS Z 2507の規定に準拠した圧壊試験、外径寸法変化率
測定試験、および回転数10000rpm、送り：0.012mm/rev
の条件でドリル穿孔試験を、それぞれ実施し、圧壊強さ
（Ｎ／mm2 ）、外径寸法変化率および穿孔数（個）を求
めた。なお、圧壊強さ（Ｎ／mm2 ）は、JIS Z 2507の規
定に準拠して求めた。外径寸法変化率は、金型の外径を
基準として焼結後のリング状試験片外径を測定し、金型
外径に対する変化率（＝｛（焼結後のリング状試験片の
平均外径−金型外径）／（金型外径）｝×100 ％）を求
め、外径寸法変化率とした。また、穿孔数（個）はドリ
ル（ハイス製1.2mm φ) が折損するまでに開いた穴の数
とした。
気中でメッシュベルト炉を使用し1130℃×20min で焼結
し、焼結体とした。これら焼結体（試験片）について、
JIS Z 2507の規定に準拠した圧壊試験、外径寸法変化率
測定試験、および回転数10000rpm、送り：0.012mm/rev
の条件でドリル穿孔試験を、それぞれ実施し、圧壊強さ
（Ｎ／mm2 ）、外径寸法変化率および穿孔数（個）を求
めた。なお、圧壊強さ（Ｎ／mm2 ）は、JIS Z 2507の規
定に準拠して求めた。外径寸法変化率は、金型の外径を
基準として焼結後のリング状試験片外径を測定し、金型
外径に対する変化率（＝｛（焼結後のリング状試験片の
平均外径−金型外径）／（金型外径）｝×100 ％）を求
め、外径寸法変化率とした。また、穿孔数（個）はドリ
ル（ハイス製1.2mm φ) が折損するまでに開いた穴の数
とした。
【００２９】それらの結果を、表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】本発明例はいずれも、成形体密度が高く、
さらに焼結体の圧壊強さも高く、また外径寸法変化率も
小さいうえ、穿孔数も大きく切削性に優れた焼結体を形
成でき、粉末冶金用鉄基混合粉として優れた特性を有し
ている。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例、従
来例は、いずれも成形体密度が低いか、あるいは圧壊強
さが低いか、外径寸法変化率が大きいか、あるいは切削
性が低下していた。また、Ｓを含む切削性改善用粉末を
含む鉄基混合粉（従来例）では、焼結体における外観不
良が見られた。 （実施例２）鉄基粉末として水アトマイズ鉄粉（商品
名：川崎製鉄製ＫＩＰ301 Ａ）を用い、該鉄基粉末100
kgに、合金用粉末として天然黒鉛粉末（平均粒径４μm
）、あるいはさらに電解銅粉（平均粒径35μm ）を鉄
基粉末と合金用粉末と切削性改善用粉末との合計量に対
し表２に示す量（質量％）と、さらに切削性改善用粉末
として、表２に示す配合量（質量％）のリン酸三カルシ
ウム粉末（最大粒径：45μm 以下）、リン酸一水素カル
シウムCaHPO4・2H2O（最大粒径：28μｍ）、リン酸二水
素カルシウムCa（HPO4）2 ・H2O （最大粒径：31μｍ）
と、さらに結合材としてステアリン酸亜鉛（融点：120
℃）を鉄基粉末と合金用粉末と切削性改善用粉末との合
計量100 重量部に対し0.4 重量部添加して、一次混合し
たのち、120℃に加熱し結合材を加熱溶融しながら混合
し冷却して、合金用粉末および／または切削性改善用粉
末を鉄基粉末表面に固着させた偏析防止処理を施した鉄
基粉末とした。ついで、このような偏析防止処理を施し
た鉄基粉末に、さらに潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛
（平均粒径：20μm ）を鉄基粉末と合金用粉末と切削性
改善用粉末との合計量100 重量部に対し表２に示す量
（重量部）添加して均一混合して、鉄基混合粉とした。
さらに焼結体の圧壊強さも高く、また外径寸法変化率も
小さいうえ、穿孔数も大きく切削性に優れた焼結体を形
成でき、粉末冶金用鉄基混合粉として優れた特性を有し
ている。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例、従
来例は、いずれも成形体密度が低いか、あるいは圧壊強
さが低いか、外径寸法変化率が大きいか、あるいは切削
性が低下していた。また、Ｓを含む切削性改善用粉末を
含む鉄基混合粉（従来例）では、焼結体における外観不
良が見られた。 （実施例２）鉄基粉末として水アトマイズ鉄粉（商品
名：川崎製鉄製ＫＩＰ301 Ａ）を用い、該鉄基粉末100
kgに、合金用粉末として天然黒鉛粉末（平均粒径４μm
）、あるいはさらに電解銅粉（平均粒径35μm ）を鉄
基粉末と合金用粉末と切削性改善用粉末との合計量に対
し表２に示す量（質量％）と、さらに切削性改善用粉末
として、表２に示す配合量（質量％）のリン酸三カルシ
ウム粉末（最大粒径：45μm 以下）、リン酸一水素カル
シウムCaHPO4・2H2O（最大粒径：28μｍ）、リン酸二水
素カルシウムCa（HPO4）2 ・H2O （最大粒径：31μｍ）
と、さらに結合材としてステアリン酸亜鉛（融点：120
℃）を鉄基粉末と合金用粉末と切削性改善用粉末との合
計量100 重量部に対し0.4 重量部添加して、一次混合し
たのち、120℃に加熱し結合材を加熱溶融しながら混合
し冷却して、合金用粉末および／または切削性改善用粉
末を鉄基粉末表面に固着させた偏析防止処理を施した鉄
基粉末とした。ついで、このような偏析防止処理を施し
た鉄基粉末に、さらに潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛
（平均粒径：20μm ）を鉄基粉末と合金用粉末と切削性
改善用粉末との合計量100 重量部に対し表２に示す量
（重量部）添加して均一混合して、鉄基混合粉とした。
【００３３】これら鉄基混合粉を、実施例１と同様に、
金型に挿入し、面圧：490MPaで圧縮成形し、外径35mm×
内径14mm×高さ10mmの圧壊試験用および外径寸法変化率
測定用のリング状試験片成形体、および外径60mm×高さ
10mmのドリル穿孔試験用円盤状試験片成形体、10×10×
55mmの直方体の成形体とした。直方体の成形体につい
て、アルキメデス法を用いて、密度を測定した。
金型に挿入し、面圧：490MPaで圧縮成形し、外径35mm×
内径14mm×高さ10mmの圧壊試験用および外径寸法変化率
測定用のリング状試験片成形体、および外径60mm×高さ
10mmのドリル穿孔試験用円盤状試験片成形体、10×10×
55mmの直方体の成形体とした。直方体の成形体につい
て、アルキメデス法を用いて、密度を測定した。
【００３４】ついで、これら試験片成形体をRXガス雰囲
気中でメッシュベルト炉を使用し1120℃×15min で焼結
し、焼結体とした。これら焼結体（試験片）について、
実施例１と同様な方法で、圧壊試験、外径寸法変化率測
定試験、およびドリル穿孔試験を、それぞれ実施し、圧
壊強さ（Ｎ／mm2 ）、外径寸法変化率および穿孔数
（個）を求めた。
気中でメッシュベルト炉を使用し1120℃×15min で焼結
し、焼結体とした。これら焼結体（試験片）について、
実施例１と同様な方法で、圧壊試験、外径寸法変化率測
定試験、およびドリル穿孔試験を、それぞれ実施し、圧
壊強さ（Ｎ／mm2 ）、外径寸法変化率および穿孔数
（個）を求めた。
【００３５】それらの結果を、表２に示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】本発明例はいずれも、成形体密度が高く、
さらに焼結体の圧壊強さも高く、また外径寸法変化率も
小さいうえ、穿孔数も大きく切削性に優れた焼結体を形
成でき、粉末冶金用鉄基混合粉として優れた特性を有し
ている。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例は、
切削性が低下していた。 （実施例３）鉄基粉末として水アトマイズ鉄粉（商品
名：川崎製鉄ＫＩＰ301 Ａ）を用い、該鉄基粉末 100kg
に、合金用粉末として天然黒鉛粉末（平均粒径４μｍ）
と電解銅粉（平均粒径35μｍ）を鉄基粉末と合金用粉末
と切削性改善用粉末との合計量に対し表３に示す量（質
量％）と、さらに切削性改善用粉末として、表３に示す
配合量（質量％）のリン酸三カルシウム粉末（最大粒径
45μm ）、フッ化カルシウム粉末（平均粒径30μm ）
と、さらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛（平均粒径：
20μｍ）を鉄基粉末と合金用粉末切削性改善用粉末との
合計量 100重量部に対し表３に示す量（重量部）と、を
Ｖブレンダに装入し、均一混合して、鉄基混合粉とし
た。また、切削性改善用粉末として一部の鉄基混合粉で
はヒドロオキシアパタイト粉末を添加した。また、一部
の鉄基混合粉では、切削性改善用粉末を含有しないもの
も含めた。
さらに焼結体の圧壊強さも高く、また外径寸法変化率も
小さいうえ、穿孔数も大きく切削性に優れた焼結体を形
成でき、粉末冶金用鉄基混合粉として優れた特性を有し
ている。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例は、
切削性が低下していた。 （実施例３）鉄基粉末として水アトマイズ鉄粉（商品
名：川崎製鉄ＫＩＰ301 Ａ）を用い、該鉄基粉末 100kg
に、合金用粉末として天然黒鉛粉末（平均粒径４μｍ）
と電解銅粉（平均粒径35μｍ）を鉄基粉末と合金用粉末
と切削性改善用粉末との合計量に対し表３に示す量（質
量％）と、さらに切削性改善用粉末として、表３に示す
配合量（質量％）のリン酸三カルシウム粉末（最大粒径
45μm ）、フッ化カルシウム粉末（平均粒径30μm ）
と、さらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛（平均粒径：
20μｍ）を鉄基粉末と合金用粉末切削性改善用粉末との
合計量 100重量部に対し表３に示す量（重量部）と、を
Ｖブレンダに装入し、均一混合して、鉄基混合粉とし
た。また、切削性改善用粉末として一部の鉄基混合粉で
はヒドロオキシアパタイト粉末を添加した。また、一部
の鉄基混合粉では、切削性改善用粉末を含有しないもの
も含めた。
【００３８】これら鉄基混合粉を金型に挿入し、成形体
密度が6.8Mg/m3になるように圧縮成形し、外径60mm×内
径20mm×高さ30mmの旋削試験用リング状試験片成形体と
した。ついで、これら試験片成形体をRXガス雰囲気中で
メッシュベルト炉を使用し1130℃×20min で焼結し、焼
結体とした。これら焼結体（試験片）について、ＮＣマ
シンニングセンターを用いて外径の旋削試験を行った。
旋削試験条件は、切削速度100m/min、切り込み量：0.4m
m 、工具はサーメット製工具（東芝タンガロイ製）を用
いた。
密度が6.8Mg/m3になるように圧縮成形し、外径60mm×内
径20mm×高さ30mmの旋削試験用リング状試験片成形体と
した。ついで、これら試験片成形体をRXガス雰囲気中で
メッシュベルト炉を使用し1130℃×20min で焼結し、焼
結体とした。これら焼結体（試験片）について、ＮＣマ
シンニングセンターを用いて外径の旋削試験を行った。
旋削試験条件は、切削速度100m/min、切り込み量：0.4m
m 、工具はサーメット製工具（東芝タンガロイ製）を用
いた。
【００３９】外径を1000ｍ旋削ごとに、工具先端を50倍
の投影機を用いて観察し、最大5000ｍ旋削して工具のフ
ランク摩耗量を測定した。なお、フランク摩耗量とは、
JISB 4011の規定に準拠して測定される量であり、試験
後の工具の摩耗状況の変化をいう。また、試験後の試験
片切削面について、目視で外観光沢の有無を観察した。
得られた結果を表３に示す。
の投影機を用いて観察し、最大5000ｍ旋削して工具のフ
ランク摩耗量を測定した。なお、フランク摩耗量とは、
JISB 4011の規定に準拠して測定される量であり、試験
後の工具の摩耗状況の変化をいう。また、試験後の試験
片切削面について、目視で外観光沢の有無を観察した。
得られた結果を表３に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】本発明例はいずれも、フランク摩耗量が少
なく、切削性に優れた焼結体となっている。切削性改善
用粉末における、フッ化カルシウム量とリン酸三カルシ
ウムおよび／またはヒドロオキシアパタイト量 (合計
量）との比、ＦＣ値が0.8 以上となる本発明例では、フ
ランク摩耗量が少なくかつ切削面に光沢があり外観の優
れた焼結体 (製品）となっている。
なく、切削性に優れた焼結体となっている。切削性改善
用粉末における、フッ化カルシウム量とリン酸三カルシ
ウムおよび／またはヒドロオキシアパタイト量 (合計
量）との比、ＦＣ値が0.8 以上となる本発明例では、フ
ランク摩耗量が少なくかつ切削面に光沢があり外観の優
れた焼結体 (製品）となっている。
【００４２】これに対し、本発明の範囲を外れる比較例
は、フランク摩耗量が大きく、切削性に劣る焼結体とな
っている。
は、フランク摩耗量が大きく、切削性に劣る焼結体とな
っている。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば、
焼結体の機械的特性劣化を生じることなく切削性を向上
できる。さらに、本発明によれば、切削性改善用粉末を
Ｓを含有しない粉末とすることができ、Ｓによる焼結時
の炉内汚染や焼結体への悪影響もなく、焼結製品の製造
ができ、産業上格段の効果を奏する。
焼結体の機械的特性劣化を生じることなく切削性を向上
できる。さらに、本発明によれば、切削性改善用粉末を
Ｓを含有しない粉末とすることができ、Ｓによる焼結時
の炉内汚染や焼結体への悪影響もなく、焼結製品の製造
ができ、産業上格段の効果を奏する。
【図１】ドリル穿孔試験における穿孔数とリン酸カルシ
ウム含有量との関係を示すグラフである。
ウム含有量との関係を示すグラフである。
【図２】圧壊試験における圧壊強さとリン酸カルシウム
含有量との関係を示すグラフである。
含有量との関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 園部 秋夫
千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製
鉄株式会社千葉製鉄所内
Ｆターム(参考） 4K018 AA29 AA30 BA15 BC12 CA07
CA08 CA11 DA11 KA01 KA51
Claims (5)
- 【請求項１】 鉄基粉末、合金用粉末、切削性改善用粉
末および潤滑剤を混合してなる鉄基混合粉であって、前
記切削性改善用粉末をリン酸カルシウムおよび／または
ヒドロキシアパタイトとし、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換算で合計0.02〜
0.39質量％含有することを特徴とする粉末冶金用鉄基混
合粉。 - 【請求項２】 前記切削性改善用粉末が、さらにフッ化
カルシウムを含み、該切削性改善用粉末を鉄基粉末、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
で合計0.02〜0.39質量％含有することを特徴とする請求
項１に記載の粉末冶金用鉄基混合粉。 - 【請求項３】 前記フッ化カルシウムと、前記リン酸カ
ルシウムおよび／またはヒドロキシアパタイトを、Ca換
算で、（フッ化カルシウムの含有量）／（リン酸カルシ
ウムおよび／またはヒドロキシアパタイトの合計含有
量）が、0.8 以上となるように含有することを特徴とす
る請求項２に記載の粉末冶金用鉄基混合粉。 - 【請求項４】 前記リン酸カルシウムが、リン酸三カル
シウム、リン酸一水素カルシウムおよびリン酸二水素カ
ルシウムのうちから選ばれた１種または２種以上である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
粉末冶金用鉄基混合粉。 - 【請求項５】 前記鉄基粉末の一部またはすべてが、表
面に合金用粉末および／または切削性改善用粉末を結合
材により固着してなることを特徴とする請求項１ないし
４のいずれかに記載の粉末冶金用鉄基混合粉。
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-
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- 2001-08-29 JP JP2001259470A patent/JP2003034803A/ja active Pending
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