JP6849459B2 - Mixed powder for powder metallurgy - Google Patents
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Description
本発明は、鉄基粉末、副原料、及び潤滑剤を含む粉末冶金用混合粉末に関する。 The present invention relates to a mixed powder for powder metallurgy containing an iron-based powder, an auxiliary raw material, and a lubricant.
従来から、鉄基粉末を用いて焼結体を製造する粉末冶金法が知られている。一般に粉末冶金法は、鉄基粉末及び副原料等を混合する混合工程と、この混合により得られる粉末冶金用混合粉末を金型圧縮する圧縮工程と、この圧縮により得られる圧粉成形体（以下、成形体という）を上記鉄基粉末の融点以下の温度で焼結して焼結体を作製する焼結工程とを有する。 Conventionally, a powder metallurgy method for producing a sintered body using iron-based powder has been known. In general, the powder metallurgy method includes a mixing step of mixing iron-based powder, auxiliary raw materials, etc., a compression step of compressing the mixed powder for powder metallurgy obtained by this mixing into a mold, and a compaction compact obtained by this compression (hereinafter referred to as). , A molded body) is sintered at a temperature equal to or lower than the melting point of the iron-based powder to prepare a sintered body.
また、上記混合工程では、一般に固体潤滑剤又は液体潤滑剤を添加することが知られている。このうち、固体潤滑剤としては、エチレンビスステアリン酸アミドやステアリン酸亜鉛などが知られており、固体潤滑剤は、上記圧縮工程により成形された成形体を金型から抜き出す際に、金型壁面と成形体との摩擦抵抗を低減させて、低い抜き出し力で成形体を金型から抜き出すことを可能にすると共に、上記粉末冶金用混合粉末の流動性を高める目的で添加される。 Further, it is generally known that a solid lubricant or a liquid lubricant is added in the above mixing step. Among these, ethylene bisstearic acid amide, zinc stearate, and the like are known as solid lubricants, and the solid lubricant is used for the wall surface of the mold when the molded product formed by the compression step is taken out from the mold. It is added for the purpose of reducing the frictional resistance between the and the molded body, making it possible to pull out the molded body from the mold with a low drawing force, and increasing the fluidity of the mixed powder for powder metallurgy.
一方、液体潤滑剤は、さらなる粉体物性の向上を図るために添加される。例えば、特許文献１ではオレイン酸、スピンドル油、タービン油などの有機系液体潤滑剤を固体潤滑剤と併用している。また、特許文献２や特許文献３では、粉体特性を向上させるために、多価不飽和脂肪酸及びポリオールなどのエステルを含む乾性油（液体潤滑剤）並びに乾燥剤を添加したり、特定範囲の粘度を有する乾性油を添加したりしている。
On the other hand, the liquid lubricant is added in order to further improve the physical characteristics of the powder. For example, in
近年、自動車の軽量化に伴って、焼結部品（特に鉄系焼結部品）の薄型化・軽量化が進んでいる。しかし、薄型化・軽量化を行なうと焼結部品の強度が低下してしまう。よって、焼結部品の強度が低下しないようにするには、より高密度の成形体が求められる。また、成形体は、金型からの抜き出し性に優れることも求められている。一方で、原料の粉末冶金用混合粉末には、流動性に優れ、発塵性を低くすることも求められている。しかし、特許文献１〜３に記載の液体潤滑剤を用いても、流動性に優れ、発塵性が低い粉末冶金用混合粉末であって、該混合粉末から成形された成形体が高密度を有し、かつ、該成形体を金型から容易に抜き出すことが可能な粉末冶金用混合粉末は得られないことがわかった。
In recent years, as automobiles have become lighter, sintered parts (particularly iron-based sintered parts) have become thinner and lighter. However, if the thickness and weight are reduced, the strength of the sintered part is lowered. Therefore, in order to prevent the strength of the sintered parts from decreasing, a higher-density molded body is required. Further, the molded product is also required to have excellent pullability from the mold. On the other hand, the mixed powder for powder metallurgy, which is a raw material, is also required to have excellent fluidity and low dust generation. However, even if the liquid lubricants described in
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流動性に優れ、発塵性が低い粉末冶金用混合粉末であって、該混合粉末から成形された成形体が高密度を有し（以下、高圧縮性）、かつ、該成形体を金型から容易に抜き出すこと（以下、低抜き圧性）が可能な粉末冶金用混合粉末を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to obtain a mixed powder for powder metallurgy having excellent fluidity and low dust generation, and a molded product formed from the mixed powder. An object of the present invention is to provide a mixed powder for powder metallurgy, which has a high density (hereinafter, high compressibility) and can easily extract the molded product from a mold (hereinafter, low withdrawal pressure).
また、高圧縮性および低抜き圧性を発揮する粉末冶金用混合粉末の実用化を進める過程において、自動車焼結部材は薄肉軽量化の流れから高面圧下での成形が必要になってきた。通常、高面圧下ではより抜き圧が低くないと、焼結材への表面傷や金型表面への損傷などが顕著に表れる。そのため、より高面圧下における高圧縮性と低抜き圧性が求められるようになってきた。そこで、本発明ではこの２つの特性が両立可能な粉末冶金用混合粉末を提供することを目的とする。 Further, in the process of advancing the practical use of mixed powders for powder metallurgy, which exhibit high compressibility and low pull-out pressure, automobile sintered members have become necessary to be molded under high surface pressure due to the trend of thinning and weight reduction. Normally, if the withdrawal pressure is not lower under high surface pressure, surface scratches on the sintered material and damage to the mold surface will be noticeable. Therefore, high compressibility and low withdrawal pressure under higher surface pressure have been required. Therefore, an object of the present invention is to provide a mixed powder for powder metallurgy in which these two characteristics are compatible with each other.
本発明者らは、粉末冶金法の混合工程に用いられる潤滑剤を、有機金属成分を含有する液体潤滑剤と、極性を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤にすることによって、上記課題を解決し得ることを見出した。 The present inventors use a multi-component lubricant containing a liquid lubricant containing an organic metal component and at least one polar friction-free friction reducing agent as the lubricant used in the mixing step of the powder metallurgy method. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by using an agent.
すなわち、本発明の一局面に係る粉末冶金用混合粉末は、鉄基粉末、副原料、及び潤滑剤を含む粉末冶金用混合粉末であって、前記潤滑剤が、有機金属成分を含む液体潤滑剤と、極性を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤であることを特徴とする。 That is, the mixed powder for powder metallurgy according to one aspect of the present invention is a mixed powder for powder metallurgy containing an iron-based powder, an auxiliary raw material, and a lubricant, and the lubricant is a liquid lubricant containing an organic metal component. It is a multi-component lubricant containing at least one polar friction reducing agent and an ashless type friction reducing agent.
上述の粉末冶金用混合粉末において、前記有機金属成分を含む液体潤滑剤が、金属サリシレート、金属スルホネート、金属フェネート、金属チオカルバメート、及び金属チオホスホネートから選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。 In the above-mentioned powder metallurgy mixed powder, it is preferable that the liquid lubricant containing the organic metal component contains at least one selected from metal salicylate, metal sulfonate, metal phenate, metal thiocarbamate, and metal thiophosphonate.
さらに、前記有機金属成分が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、モリブデン、及び亜鉛から選択される少なくとも１種であることが好ましい。 Further, it is preferable that the organometallic component is at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals, molybdenum, and zinc.
また、上述の粉末冶金用混合粉末において、前記無灰型摩擦低減剤が、エステル型、エーテル型、アミン型、グリコール型、リン酸エステル型から選択される無灰型摩擦低減剤を少なくとも１種を含むことが好ましい。 Further, in the above-mentioned mixed powder for powder metallurgy, the ashless type friction reducing agent is at least one kind of ashless type friction reducing agent selected from ester type, ether type, amine type, glycol type and phosphoric acid ester type. Is preferably included.
さらに、上述の粉末冶金用混合粉末において、上記鉄基粉末１００質量部に対して、前記多成分系潤滑剤が０．０１質量部以上、１質量部以下含まれることが好ましい。 Further, in the above-mentioned powder metallurgy mixed powder, it is preferable that the multi-component lubricant is contained in an amount of 0.01 part by mass or more and 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the iron-based powder.
前記多成分系潤滑剤中における前記無灰型摩擦低減剤の割合が１〜３５質量％であることが好ましい。 The proportion of the ashless friction reducing agent in the multi-component lubricant is preferably 1 to 35% by mass.
本発明の粉末冶金用混合粉末では、有機金属成分を含有する液体潤滑剤を含むため、その混合粉末から成形された成形体は高密度となり、金型から容易に抜き出すことができる。また、成形体の成形工程において、流動性に優れ、発塵性を低くすることできる。 Since the mixed powder for powder metallurgy of the present invention contains a liquid lubricant containing an organic metal component, the molded product formed from the mixed powder has a high density and can be easily extracted from the mold. Further, in the molding process of the molded product, the fluidity is excellent and the dust generation property can be lowered.
本発明の粉末冶金用混合粉末（以下、単に混合粉末ということがある）の一つの大きな特徴は、鉄基粉末、副原料、及び潤滑剤を含み、上記潤滑剤は有機金属成分を含む液体潤滑剤である。一方で、上記の金属成分を含む液体潤滑剤では、高圧縮性が得られるものの、低抜き圧性までが十分には得られないことが明らかになってきた。そこで、本発明のもう一つの重要な特徴は、極性を有する無灰型摩擦低減剤を、金属成分含有の液体潤滑剤に添加することにより、高圧縮性と低抜き圧性を両立できることを見出したことにある。 One of the major features of the powder metallurgy mixed powder of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as mixed powder) is that it contains an iron-based powder, an auxiliary raw material, and a lubricant, and the lubricant is a liquid lubricant containing an organic metal component. It is an agent. On the other hand, it has become clear that the liquid lubricant containing the above-mentioned metal component can obtain high compressibility, but cannot sufficiently obtain low withdrawal pressure. Therefore, it has been found that another important feature of the present invention is that by adding a polar ashless friction reducing agent to a liquid lubricant containing a metal component, both high compressibility and low withdrawal pressure can be achieved. There is.
すなわち、本発明の一局面に係る粉末冶金用混合粉末は、鉄基粉末、副原料、及び潤滑剤を含む粉末冶金用混合粉末であって、前記潤滑剤が、有機金属成分を含む液体潤滑剤と、極性を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤であることを特徴とする。また、本発明の粉末冶金用混合粉末は、鉄基粉末、副原料、及び潤滑剤からなり、前記潤滑剤が、有機金属成分を含む液体潤滑剤と、極性を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤であることが好ましい。以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるわけではない。 That is, the mixed powder for powder metallurgy according to one aspect of the present invention is a mixed powder for powder metallurgy containing an iron-based powder, an auxiliary raw material, and a lubricant, and the lubricant is a liquid lubricant containing an organic metal component. It is a multi-component lubricant containing at least one polar friction reducing agent and an ashless type friction reducing agent. Further, the mixed powder for powder metallurgy of the present invention is composed of an iron-based powder, an auxiliary raw material, and a lubricant, and the lubricant is a liquid lubricant containing an organic metal component and at least one non-ash type having polarity. It is preferably a multi-component lubricant containing a friction reducing agent. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
＜鉄基粉末＞
本実施形態において、鉄基粉末とは鉄を主成分とする原料粉末であって、混合粉末の主原料である。鉄基粉末は、純鉄粉、鉄合金粉のいずれであってもよい。鉄合金粉とは、純鉄粉に、焼結体の特性の改善を目的として銅、ニッケル、クロム、モリブデン、硫黄等の元素を積極的に添加したものを指す。なお、鉄合金粉は、鉄基粉末の表面に銅、ニッケル、クロム、モリブデンなどの合金粉が拡散付着した部分合金粉であってもよく、合金成分を含有する溶融鉄または溶鋼から得られるプレアロイ粉であってもよい。鉄基粉末は、通常、溶融した鉄または鋼をアトマイズ処理することによって製造される。また、鉄基粉末は、鉄鉱石やミルスケールを還元して製造する還元鉄粉であってもよい。
<Iron-based powder>
In the present embodiment, the iron-based powder is a raw material powder containing iron as a main component, and is the main raw material of the mixed powder. The iron-based powder may be either pure iron powder or iron alloy powder. The iron alloy powder refers to pure iron powder to which elements such as copper, nickel, chromium, molybdenum, and sulfur are positively added for the purpose of improving the characteristics of the sintered body. The iron alloy powder may be a partial alloy powder in which alloy powders such as copper, nickel, chromium, and molybdenum are diffused and adhered to the surface of the iron-based powder, and is a prealloy obtained from molten iron or molten steel containing an alloy component. It may be powder. Iron-based powders are usually produced by atomizing molten iron or steel. Further, the iron-based powder may be reduced iron powder produced by reducing iron ore or mill scale.
鉄基粉末の平均粒径は、限定されず、粉末冶金用主原料粉末として使用されているサイズのものでよいが、例えば、平均粒径４０μｍ以上１２０μｍ以下である。金属粉末の平均粒径は、日本粉末冶金工業会規格ＪＰＭＡ Ｐ ０２−１９９２に記載の「金属粉のふるい分析試験方法」に準じて粒度分布を測定したときの累積篩下量５０％の粒径を算出したものである。 The average particle size of the iron-based powder is not limited and may be the size used as the main raw material powder for powder metallurgy. For example, the average particle size is 40 μm or more and 120 μm or less. The average particle size of the metal powder is the particle size of 50% of the cumulative sieve amount when the particle size distribution is measured according to the "metal powder sieving analysis test method" described in the Japan Powder Metallurgical Industry Association Standard JPMA P 02-1992. Is calculated.
＜副原料＞
上記副原料は、所望の物性に応じて適宜選択することができ、本発明の作用を阻害しない限度で、最終製品に求められる諸特性に応じて任意に定めることができる。
<Auxiliary raw material>
The auxiliary raw material can be appropriately selected according to desired physical properties, and can be arbitrarily determined according to various properties required for the final product as long as the action of the present invention is not impaired.
副原料としては、例えば、後記する銅、ニッケル、クロム、モリブデンなどの金属粉末や、リン、硫黄、黒鉛や硫化マンガン、タルク、フッ化カルシウムなどの無機粉末などが挙げられる。これらは単独、或いは２種以上を含有してもよい。副原料は、好ましくは、無機粉末を含むことが好ましく、黒鉛粉末を含むことがより好ましい。また、副原料は、金属粉末及び無機粉末を合わせて用いてもよく、金属粉末及び黒鉛粉末を含むことが好ましく、銅粉末及び黒鉛粉末を含むことがより好ましい。 Examples of the auxiliary raw material include metal powders such as copper, nickel, chromium and molybdenum, which will be described later, and inorganic powders such as phosphorus, sulfur, graphite, manganese sulfide, talc and calcium fluoride. These may be contained alone or in combination of two or more. The auxiliary raw material preferably contains an inorganic powder, and more preferably a graphite powder. Further, the auxiliary raw material may be used in combination with metal powder and inorganic powder, preferably containing metal powder and graphite powder, and more preferably containing copper powder and graphite powder.
このような副原料は、主原料である鉄基粉末１００質量部に対して合計で１０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは５質量部以下であり、さらに好ましくは３質量部以下である。１０質量部を超えると、粉末冶金用混合粉末から成形された成形体の密度（以下、成形体密度という）が低下し、その結果、焼結体の強度が低下するなどの悪影響が生じるおそれがある。一方、下限は特に限定されず、例えば、１質量部以上であってもよい。 The total amount of such an auxiliary raw material is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and further preferably 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the iron-based powder as the main raw material. is there. If it exceeds 10 parts by mass, the density of the molded product molded from the mixed powder for powder metallurgy (hereinafter referred to as the molded product density) may decrease, and as a result, the strength of the sintered body may decrease. is there. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, and may be, for example, 1 part by mass or more.
例えば、副原料は好ましくは下記の範囲で含有することができる。なお、下記の範囲は全て鉄基粉末１００質量部に対する含有量である。
銅：０．１質量部以上、１０質量部以下、より好ましくは１質量部以上、４質量部以下
黒鉛：０．１質量部以上、３質量部以下、より好ましくは０．２質量部以上、１質量部以下
ニッケル：０．１質量部以上、１０質量部以下、より好ましくは０．５質量部以上、４質量部以下
クロム：０．１質量部以上、８質量部以下、より好ましくは０．２質量部以上、５質量部以下
モリブデン：０．１質量部以上、５質量部以下、より好ましくは０．２質量部以上、３質量部以下
リン：０．０１質量部以上、３質量部以下、より好ましくは０．０５質量部以上、１質量部以下
硫黄：０．０１質量部以上、２質量部以下、より好ましくは０．０３質量部以上、１質量部以下
硫化マンガン：０．０５質量部以上、３質量部以下、より好ましくは０．１質量部以上、１質量部以下
タルク：０．０５質量部以上、３質量部以下、より好ましくは０．１質量部以上、１質量部以下
フッ化カルシウム：０．０５質量部以上、３質量部以下、より好ましくは０．１質量部以上、１質量部以下
For example, the auxiliary raw material can preferably be contained in the following range. The following ranges are all contents with respect to 100 parts by mass of iron-based powder.
Copper: 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 4 parts by mass or less Graphite: 0.1 parts by mass or more and 3 parts by mass or less, more preferably 0.2 parts by mass or more, 1 part by mass or less Nickel: 0.1 part by mass or more, 10 parts by mass or less, more preferably 0.5 part by mass or more, 4 parts by mass or less Chrome: 0.1 part by mass or more, 8 parts by mass or less, more preferably 0 .2 parts by mass or more and 5 parts by mass or less Molybdenum: 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, more preferably 0.2 parts by mass or more and 3 parts by mass or less Lin: 0.01 parts by mass or more and 3 parts by mass Below, more preferably 0.05 parts by mass or more and 1 part by mass or less Sulfur: 0.01 parts by mass or more and 2 parts by mass or less, more preferably 0.03 parts by mass or more and 1 part by mass or less Manganese sulfide: 0.05 By mass or more and 3 parts by mass or less, more preferably 0.1 part by mass or more and 1 part by mass or less Talk: 0.05 parts by mass or more and 3 parts by mass or less, more preferably 0.1 part by mass or more and 1 part by mass Fluorescent calcium: 0.05 parts by mass or more and 3 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 1 part by mass or less
＜多成分系潤滑剤＞
本実施形態では、潤滑剤として、有機金属成分を含む液体潤滑剤と、極性を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤を用いることが重要である。
<Multi-component lubricant>
In the present embodiment, it is important to use as the lubricant a multi-component lubricant containing a liquid lubricant containing an organometallic component and at least one polar friction-free friction reducing agent.
＜有機金属成分を含む液体潤滑剤＞
まず、有機金属成分を含む液体潤滑剤について説明する。有機金属成分を含有する液体潤滑剤を用いた場合、混合粉末における各粉体の界面に有機金属成分が存在するため、隣接する粉体間の潤滑性を高めることができる。よって、成形体の内部における空隙も少なくなり、成形体密度が高くなる。成形体が高密度になるほど、すなわち成形体の内部における空隙が少なくなるほど、この成形体から得られる焼結体の強度は高くなる。一方、有機金属成分が含有されていない液体潤滑剤を用いると、隣接する粉体間の潤滑性が不十分であるため、成形体密度を十分に高くすることができない。
<Liquid lubricant containing organometallic components>
First, a liquid lubricant containing an organometallic component will be described. When a liquid lubricant containing an organic metal component is used, since the organic metal component is present at the interface of each powder in the mixed powder, the lubricity between adjacent powders can be improved. Therefore, the voids inside the molded body are also reduced, and the density of the molded body is increased. The higher the density of the molded product, that is, the smaller the voids inside the molded product, the higher the strength of the sintered body obtained from the molded product. On the other hand, when a liquid lubricant containing no organometallic component is used, the lubricity between adjacent powders is insufficient, so that the density of the molded product cannot be sufficiently increased.
また、副原料として用いられる粉末は主原料である鉄基粉末に比べて比重が小さく、かつ粒径が小さいことが多いため、上記混合工程や上記圧縮工程といった成形体の成形工程において発塵するおそれがある。しかし、有機金属成分が含有された液体潤滑剤を用いることによって、隣接する粉体間の潤滑性を高めることができるため、混合粉末の流動性が高まり、さらに上記混合工程や上記圧縮工程における発塵性が低下する、すなわち、副原料の鉄基粉末への付着力が高まる。 Further, since the powder used as an auxiliary raw material often has a smaller specific gravity and a smaller particle size than the iron-based powder which is the main raw material, dust is generated in the molding process of the molded product such as the mixing step and the compression step. There is a risk. However, by using a liquid lubricant containing an organic metal component, the lubricity between adjacent powders can be enhanced, so that the fluidity of the mixed powder is enhanced, and further, it is generated in the mixing step and the compression step. The dustiness is reduced, that is, the adhesive force of the auxiliary material to the iron-based powder is increased.
さらに、本発明で用いられる潤滑剤を含む混合粉末から成形された成形体は、金型を用いて成形されるが、粉体と金型の金属壁面との潤滑性も高く、成形体と金型壁面との摩擦抵抗が低下するため、成形体を金型から容易に抜き出すことができる。 Further, the molded product molded from the mixed powder containing the lubricant used in the present invention is molded by using a mold, but the lubricity between the powder and the metal wall surface of the mold is also high, and the molded product and the mold Since the frictional resistance with the mold wall surface is reduced, the molded product can be easily extracted from the mold.
一方で、高成形圧力で成形体を作製した場合、壁面と成形体の圧力が高まり、金型表面に存在する液体潤滑剤が膜切れし、粉体と金型表面から有機金属成分が除かれてしまい、十分に機能できず抜き圧性が悪化することが明らかになってきた。そこで、液体潤滑剤に後述する極性を有する無灰型摩擦低減剤を添加することが重要となる。すなわち、当該無灰型摩擦低減剤の持つ官能基が液体潤滑剤の金型壁面への吸着性を向上させることにより、高圧縮下でも液体潤滑剤が膜切れすることなく、低抜き圧性を発揮することが出来ると考えられる。 On the other hand, when the molded product is manufactured at a high molding pressure, the pressure between the wall surface and the molded product increases, the liquid lubricant existing on the mold surface breaks, and the organic metal component is removed from the powder and the mold surface. It has become clear that it cannot function sufficiently and the pressure release property deteriorates. Therefore, it is important to add an ashless friction reducing agent having a polarity described later to the liquid lubricant. That is, the functional group of the ashless type friction reducing agent improves the adsorptivity of the liquid lubricant to the mold wall surface, so that the liquid lubricant does not break the film even under high compression and exhibits low withdrawal pressure. It is thought that it can be done.
本実施形態において、「有機金属成分を含む」とは、炭素原子及び金属原子を含むことを意味する。液体潤滑剤に含まれる有機金属成分としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属の少なくとも一種を含有することが好ましく、アルカリ金属、アルカリ土類金属、モリブデン、及び亜鉛の少なくとも一種を含有することがより好ましく、アルカリ土類金属、モリブデン、及び亜鉛の少なくとも一種を含有することがさらに好ましく、カルシウム、バリウム、モリブデン、及び亜鉛の少なくとも一種を含有することが最も好ましい。このような有機金属成分を含むことにより、圧縮時の転がり効果を発揮して、粉末間の摩擦低減を促し圧縮性向上に繋がるという利点がある。 In the present embodiment, "containing an organometallic component" means containing a carbon atom and a metal atom. The organic metal component contained in the liquid lubricant preferably contains at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, and a transition metal, and contains at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, molybdenum, and zinc. It is more preferable to contain at least one of alkaline earth metals, molybdenum, and zinc, and most preferably to contain at least one of calcium, barium, molybdenum, and zinc. By containing such an organometallic component, there is an advantage that a rolling effect at the time of compression is exhibited, friction between powders is reduced, and compressibility is improved.
また、液体潤滑剤は、金属サリシレート含有の液体潤滑剤及び硫黄原子含有の液体潤滑剤の少なくとも一方を含有することが好ましく、金属サリシレート、金属スルホネート、金属フェネート、金属チオカルバメート、及び金属チオホスホネートの少なくとも一種を含有することがより好ましい。特に好ましくは、カルシウムサリシレート、カルシウムスルホネート、及びチオカルバミン酸モリブデンの少なくとも一種を含有することである。カルシウムサリシレート及びカルシウムスルホネートは、粉体に吸着しやすく、また、チオカルバミン酸モリブデンを用いると、粉体表面付近にＭｏＳ２の潤滑膜を形成するため、このような液体潤滑剤を用いると、隣接する粉体間の潤滑性がより高まりやすく、粉体が再配列されやすい。そのため、成形体の内部における空隙もより少なくなり、成形体密度をより高くすることができる。 Further, the liquid lubricant preferably contains at least one of a liquid lubricant containing a metal salicylate and a liquid lubricant containing a sulfur atom, and of metal salicylate, metal sulfonate, metal phenate, metal thiocarbamate, and metal thiophosphonate. It is more preferable to contain at least one kind. Particularly preferably, it contains at least one of calcium salicylate, calcium sulfonate, and molybdenum thiocarbamate. Calcium salicylate and calcium sulfonate are easily adsorbed on the powder, and when molybdenum thiocarbamate is used, a MoS 2 lubricating film is formed near the powder surface. Therefore, when such a liquid lubricant is used, they are adjacent to each other. The lubricity between the powders is more likely to increase, and the powders are more likely to be rearranged. Therefore, the voids inside the molded product are also reduced, and the density of the molded product can be increased.
（金属サリシレート）
金属サリシレートは、アルカリ土類金属サリシレートを含むことが好ましく、カルシウムサリシレート及びバリウムサリシレートの少なくとも一方を含むことがより好ましい。アルカリ土類金属サリシレートは、例えば、アルキルサリチル酸のアルカリ土類金属塩などが挙げられる。金属サリシレートは、１種の金属サリシレートのみでもよく、２種以上の金属サリシレートを組み合わせて用いてもよい。
(Metal salicylate)
The metal salicylate preferably contains an alkaline earth metal salicylate, and more preferably contains at least one of calcium salicylate and barium salicylate. Examples of the alkaline earth metal salicylate include alkaline earth metal salts of alkylsalicylic acid. As the metal salicylate, only one kind of metal salicylate may be used, or two or more kinds of metal salicylate may be used in combination.
アルカリ土類金属サリシレートは、アルカリ土類金属の含有量が１〜３０質量％であることが好ましく、３〜２５質量％であることがより好ましく、５〜２０質量％であることがさらに好ましく、１０〜１５質量％であることが特に好ましい。 The alkaline earth metal salicylate preferably has an alkaline earth metal content of 1 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, and even more preferably 5 to 20% by mass. It is particularly preferably 10 to 15% by mass.
アルカリ土類金属サリシレートは市販品を用いてもよく、例えば、Ｉｎｆｉｎｅｕｍ社製Ｍ７１２５（カルシウムサリシレート、Ｃａ含有量１２．５質量％）などが挙げられる。 As the alkaline earth metal salicylate, a commercially available product may be used, and examples thereof include M7125 (calcium salicylate, Ca content 12.5% by mass) manufactured by Infinium.
（金属スルホネート）
金属スルホネートは、アルカリ土類金属スルホネートを含むことが好ましく、カルシウムスルホネート及びバリウムスルホネートの少なくとも一方を含むことがより好ましい。アルカリ土類金属スルホネートは、例えば、アルキルベンゼン又はアルキルナフタレンをスルホン化することにより得られるアルキルベンゼンスルホン酸又はアルキルナフタレンスルホン酸のアルカリ土類金属塩などが挙げられる。金属スルホネートは、１種の金属スルホネートのみでもよく、２種以上の金属スルホネートを組み合わせて用いてもよい。
(Metal sulfonate)
The metal sulfonate preferably contains an alkaline earth metal sulfonate, and more preferably contains at least one of calcium sulfonate and barium sulfonate. Examples of the alkaline earth metal sulfonate include an alkaline earth metal salt of alkylbenzene sulfonic acid or alkylnaphthalene sulfonic acid obtained by sulfonated alkylbenzene or alkylnaphthalene. As the metal sulfonate, only one kind of metal sulfonate may be used, or two or more kinds of metal sulfonates may be used in combination.
アルカリ土類金属スルホネートは、アルカリ土類金属の含有量が１〜３０質量％であることが好ましく、３〜２５質量％であることがより好ましく、５〜２０質量％であることがさらに好ましい。 The alkaline earth metal sulfonate preferably has an alkaline earth metal content of 1 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, and even more preferably 5 to 20% by mass.
カルシウムスルホネートは市販品を用いてもよく、例えば、ランクセス社製ＡＤＤＩＴＩＮ（登録商標）ＲＣ４２４２（Ｃａ含有量：１６質量％）、ＭＯＲＥＳＣＯ社製モレスコアンバー（登録商標）ＳＣ４５（Ｃａ含有量：２．７質量％）などを挙げることができる。また、バリウムスルホネートは市販品を用いてもよく、例えば、ランクセス社製ＡＤＤＩＴＩＮ（登録商標）ＲＣ４１０３（Ｂａ含有量：８質量％）、ＭＯＲＥＳＣＯ社製モレスコアンバー（登録商標）ＳＢ５０Ｎ（Ｂａ含有量：６．８質量％）などを挙げることができる。 Commercially available products may be used as the calcium sulfonate, for example, ADDITIN (registered trademark) RC4242 (Ca content: 16% by mass) manufactured by LANXESS, and Moresco Amber (registered trademark) SC45 (Ca content: 2.) manufactured by MORESCO. 7% by mass) and the like. As the barium sulfonate, a commercially available product may be used. For example, ADDITIN (registered trademark) RC4103 (Ba content: 8% by mass) manufactured by LANXESS and Moresco Amber (registered trademark) SB50N (registered trademark) manufactured by MORESCO (Ba content:). 6.8% by mass) and the like.
（金属フェネート）
金属フェネートは、アルカリ土類金属フェネートであることが好ましく、カルシウムフェネート及びバリウムフェネートの少なくとも一方を含むことがより好ましい。アルカリ土類金属フェネートは、例えば、アルキルフェノール又はアルキルフェノールサルファイドのアルカリ土類金属塩などが挙げられる。金属フェネートは、１種の金属フェネートのみでもよく、２種以上の金属フェネートを組み合わせて用いてもよい。
(Metal phenate)
The metal phenate is preferably an alkaline earth metal phenate, and more preferably contains at least one of calcium phenate and barium phenate. Examples of the alkaline earth metal phenate include an alkaline earth metal salt of alkylphenol or alkylphenol sulfate. As the metal phenate, only one kind of metal phenate may be used, or two or more kinds of metal phenates may be used in combination.
アルカリ土類金属フェネートは、アルカリ土類金属の含有量が１〜３０質量％であることが好ましく、３〜２５質量％であることがより好ましく、５〜２０質量％であることがさらに好ましい。 The alkaline earth metal phenate preferably has an alkaline earth metal content of 1 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, and even more preferably 5 to 20% by mass.
金属フェネートは市販品を用いてもよく、例えば、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製Ｌｕｂｒｉｚｏｌ６４９９（Ｃａ含有量：９．２質量％、Ｓ含有量：３．２５質量％）、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ６５００（Ｃａ含有量：７．２質量％、Ｓ含有量：２．６質量％）などを挙げることができる。 As the metal phenate, a commercially available product may be used, for example, Lubrizol 6499 (Ca content: 9.2 mass%, S content: 3.25 mass%), Lubrizol 6500 (Ca content: 7.2 mass%) manufactured by Lubrizol. , S content: 2.6% by mass) and the like.
（金属チオカルバメート）
金属チオカルバメートは、以下の式（１）で表されるものが好ましい。
［Ｒ１Ｒ２Ｎ−ＣＳ−Ｓ−］ａＭａ （１）
式（１）において、Ｒ１及びＲ２は同一でも異なっていてもよく、水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基、アルケニル基、又は炭素数６〜２２のアリール基を表す。但し、Ｒ１及びＲ２が同時に水素原子であることはない。Ｍａはモリブデン、亜鉛、アンチモン、銅、ニッケル、銀、コバルト、鉛、テルル、ナトリウム、メチレン基、又はエチレン基を示す。ａはＭａの価数を表す。
(Metal thiocarbamate)
The metal thiocarbamate is preferably represented by the following formula (1).
[R 1 R 2 N-CS -S-] a M a (1)
In the formula (1), R 1 and R 2 may be the same or different, and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkenyl group, or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms. However, R 1 and R 2 are not hydrogen atoms at the same time. M a represents molybdenum, zinc, antimony, copper, nickel, silver, cobalt, lead, tellurium, sodium, methylene group, or ethylene group. a represents the valence of M a.
金属チオカルバメート（金属チオカルバミン酸塩）は、例えば、チオカルバミン酸モリブデン（ＭｏＤＴＣ）、チオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）、チオカルバミン酸アンチモン（ＳｂＤＴＣ）、チオカルバミン酸銅（ＣｕＤＴＣ）、チオカルバミン酸ニッケル（ＮｉＤＴＣ）、チオカルバミン酸銀（ＡｇＤＴＣ）、チオカルバミン酸コバルト（ＣｏＤＴＣ）、チオカルバミン酸鉛（ＰｂＤＴＣ）、チオカルバミン酸テルル（ＴｅＤＴＣ）、ジチオカルバミン酸ナトリウム（ＮａＤＴＣ）などが挙げられるが、好ましくは、チオカルバミン酸モリブデン（ＭｏＤＴＣ）、チオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）、チオカルバミン酸銅（ＣｕＤＴＣ）であり、チオカルバミン酸モリブデン（ＭｏＤＴＣ）がより好ましい。金属チオカルバメートは、１種の金属チオカルバメートのみでもよく、２種以上の金属チオカルバメートを組み合わせて用いてもよい。 The metal thiocarbamate (metal thiocarbamate) is, for example, molybdenum thiocarbamate (MoDTC), zinc thiocarbamate (ZnDTC), antimony thiocarbamate (SbDTC), copper thiocarbamate (CuDTC), nickel thiocarbamate. (NiDTC), silver thiocarbamate (AgDTC), cobalt thiocarbamate (CoDTC), lead thiocarbamate (PbDTC), tellurium thiocarbamate (TeDTC), sodium dithiocarbamate (NaDTC) and the like are preferable. , Molybdenum thiocarbamate (MoDTC), zinc thiocarbamate (ZnDTC), copper thiocarbamate (CuDTC), and molybdenum thiocarbamate (MoDTC) is more preferable. As the metal thiocarbamate, only one kind of metal thiocarbamate may be used, or two or more kinds of metal thiocarbamate may be used in combination.
ＭｏＤＴＣは市販品を用いてもよく、例えば、ＡＤＥＫＡ社製サクラルーブ（登録商標）２００（Ｍｏ含有量：４．１質量％、Ｓ含有量：４．６質量％）、サクラルーブ（登録商標）１６５（Ｍｏ含有量：４．５質量％、Ｓ含有量：５．０質量％）、サクラルーブ（登録商標）５２５（Ｍｏ含有量：１０質量％、Ｓ含有量：１１質量％）などが挙げられる。 As the MoDTC, a commercially available product may be used, for example, Sakuralube (registered trademark) 200 (Mo content: 4.1% by mass, S content: 4.6% by mass) manufactured by ADEKA, Sakuralube (registered trademark) 165 (registered trademark). Mo content: 4.5% by mass, S content: 5.0% by mass), Sakuralube (registered trademark) 525 (Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass) and the like.
ＭｏＤＴＣは、モリブデン含有量が１〜２０質量％であることが好ましく、３〜１５質量％であることがより好ましく、７〜１２質量％であることがさらに好ましい。また、ＭｏＤＴＣは、硫黄含有量が１〜２０質量％であることが好ましく、３〜１５質量％であることがより好ましく、７〜１２質量％であることがさらに好ましい。 MoDTC preferably has a molybdenum content of 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and even more preferably 7 to 12% by mass. Further, MoDTC preferably has a sulfur content of 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and even more preferably 7 to 12% by mass.
（金属チオホスホネート）
金属チオホスホネートは、以下の式（２）で挙げられるものが好ましい。
［（Ｒ３Ｏ）（Ｒ４Ｏ）−ＰＳ−Ｓ］ｂＭｂ （２）
式（２）において、Ｒ３及びＲ４は同一でも異なっていてもよく、水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基、又はアルケニル基を表す。但し、Ｒ３及びＲ４が同時に水素原子であることはない。Ｍｂは、亜鉛、モリブデン、又はアンチモンを示す。ｂはＭｂの価数を表す。）
(Metal thiophosphonate)
The metal thiophosphonate is preferably one listed by the following formula (2).
[(R 3 O) (R 4 O) -PS-S] b M b (2)
In the formula (2), R 3 and R 4 may be the same or different, and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, or an alkenyl group. However, R 3 and R 4 are not hydrogen atoms at the same time. Mb represents zinc, molybdenum, or antimony. b represents the valence of M b. )
また、金属チオホスホネート（金属チオリン酸塩）は、例えば、ジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、ジチオリン酸モリブデン（ＭｏＤＴＰ）、ジチオリン酸アンチモン（ＳｂＤＴＰ）などが挙げられるが、好ましくはジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）であり、ジアルキルジチオリン酸亜鉛がより好ましい。金属チオホスホネートは、１種の金属チオホスホネートのみでもよく、２種以上の金属チオホスホネートを組み合わせて用いてもよい。 Examples of the metal thiophosphonate (metal thiophosphate) include zinc dithiophosphate (ZnDTP), molybdenum dithiophosphate (MoDTP), antimony dithiophosphate (SbDTP), and the like, preferably zinc dithiophosphate (ZnDTP). Yes, zinc dialkyldithiophosphate is more preferred. As the metal thiophosphonate, only one kind of metal thiophosphonate may be used, or two or more kinds of metal thiophosphonates may be used in combination.
ＺｎＤＴＰは市販品を用いてもよく、例えば、ＡＤＥＫＡ社製アデカキクルーブ（登録商標）Ｚ−１１２（Ｚｎ含有量：７質量％、Ｓ含有量：１４質量％）などが挙げられる。 As the ZnDTP, a commercially available product may be used, and examples thereof include ADEKA's Adekaki Club (registered trademark) Z-112 (Zn content: 7% by mass, S content: 14% by mass).
ＺｎＤＴＰは、亜鉛含有量が１〜２０質量％であることが好ましく、３〜１５質量％であることがより好ましく、５〜１０質量％であることがさらに好ましい。また、ＺｎＤＴＰは、硫黄含有量が１〜２５質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましく、１０〜１５質量％であることがさらに好ましい。 The zinc content of ZnDTP is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and even more preferably 5 to 10% by mass. Further, ZnDTP preferably has a sulfur content of 1 to 25% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and even more preferably 10 to 15% by mass.
なお、上記の金属サリシレート、金属スルホネート、金属フェネート、金属チオカルバメート、及び金属チオホスホネートの製造方法は、特に制限はなく、公知の製造方法等を用いることができる。 The method for producing the above-mentioned metal salicylate, metal sulfonate, metal phenate, metal thiocarbamate, and metal thiophosphonate is not particularly limited, and a known production method or the like can be used.
＜無灰型摩擦低減剤＞
本実施形態の多成分系潤滑剤は、上述した有機金属成分を含む液体潤滑剤に加えて、極性を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤を含む。
<Ashes-free friction reducing agent>
The multi-component lubricant of the present embodiment contains at least one polar friction-free friction reducing agent in addition to the liquid lubricant containing the organometallic component described above.
本実施形態の無灰型摩擦低減剤としては、極性を有し、かつ、金属を含有していない、摩擦低減性を有する液体潤滑剤であれば、特に制限なく使用することができる。 As the ashless type friction reducing agent of the present embodiment, any liquid lubricant having polarity, containing no metal, and having friction reducing property can be used without particular limitation.
より具体的には、例えば、本実施形態の無灰型摩擦低減剤が、エステル型、エーテル型、アミン型、グリコール型、リン酸エステル型から選択さえる少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤であることが好ましい。言い換えれば、エステル基、エーテル基、アミン基、グリコール基、リン酸エステル基等の官能基を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤であることが好ましい。このような官能基が液体潤滑剤の金型壁面への吸着性を向上させることにより、高圧縮下でも液体潤滑剤が膜切れすることなく、低抜き圧性を発揮することが出来ると考えられる。 More specifically, for example, the ashless type friction reducing agent of the present embodiment is at least one ashless type friction reducing agent that can be selected from ester type, ether type, amine type, glycol type, and phosphoric acid ester type. It is preferable to have. In other words, at least one ashless type friction reducing agent having a functional group such as an ester group, an ether group, an amine group, a glycol group and a phosphoric acid ester group is preferable. It is considered that such a functional group improves the adsorptivity of the liquid lubricant to the wall surface of the mold, so that the liquid lubricant can exhibit low withdrawal pressure without breaking the film even under high compression.
本実施形態の無灰型摩擦低減剤としては市販品を用いても良く、例えば、エステル型であればＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭ−２１０、エーテル型であればＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭ−６１８Ｃ、アミン型であればＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭ―８１２、グリコール型であればＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭＤ−４１０、リン酸エステルであればＡＤＥＫＡ社製エコロイヤル等を使用することができる。
これらは単独で使用することもできるが、２種以上を併用して用いることもできる。
As the ashless type friction reducing agent of this embodiment, a commercially available product may be used. For example, if it is an ester type, ADEKA's Kikurub FM-210, if it is an ether type, ADEKA's Kikurub FM-618C, or an amine type If this is the case, ADEKA's Kikurub FM-812 can be used, if it is a glycol type, ADEKA's Kikurub FMD-410, and if it is a phosphoric acid ester, ADEKA's Ecoroyal or the like can be used.
These can be used alone, but can also be used in combination of two or more.
＜多成分系潤滑剤の含有量＞
本実施形態において、多成分系潤滑剤の含有量は、鉄基粉末１００質量部に対して、０．０１質量部以上、１質量部以下であることが好ましく、より好ましくは０．１質量部以上、０．８質量部、さらに好ましくは０．３質量部以上、０．７質量部以下である。０．０１質量部未満では、十分な流動性が得られないおそれがあり、１質量部を超えると、潤滑剤が多すぎるため、高密度な成形体が得られないおそれがある。
<Contents of multi-component lubricant>
In the present embodiment, the content of the multi-component lubricant is preferably 0.01 part by mass or more and 1 part by mass or less, more preferably 0.1 part by mass, with respect to 100 parts by mass of the iron-based powder. As mentioned above, it is 0.8 parts by mass, more preferably 0.3 parts by mass or more, and 0.7 parts by mass or less. If it is less than 0.01 part by mass, sufficient fluidity may not be obtained, and if it exceeds 1 part by mass, too much lubricant may be obtained, so that a high-density molded product may not be obtained.
また、前記多成分系潤滑剤中における前記無灰型摩擦低減剤の配合量（割合）の下限値は、通常、多成分系潤滑剤全体に対して１質量％以上程度、好ましくは２質量％以上、より好ましくは５質量％以上である。また、同じく上限値は、通常、多成分系潤滑剤全体に対して３５質量％以下、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下である。無灰型摩擦低減剤の配合量が１質量％以上であることにより、吸着性が向上することとなる。一方、上限値については３５質量％以下であることにより、圧縮性を向上させる効果が低減することとなる。 Further, the lower limit of the blending amount (ratio) of the ashless type friction reducing agent in the multi-component lubricant is usually about 1% by mass or more, preferably 2% by mass, based on the entire multi-component lubricant. As mentioned above, it is more preferably 5% by mass or more. Similarly, the upper limit is usually 35% by mass or less, preferably 30% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less with respect to the entire multi-component lubricant. When the blending amount of the ash-free friction reducing agent is 1% by mass or more, the adsorptivity is improved. On the other hand, when the upper limit value is 35% by mass or less, the effect of improving the compressibility is reduced.
＜粉末冶金用混合粉末、成形体、及び焼結体の作製方法＞
次に、上記の成分を用いて粉末冶金用混合粉末、成形体、及び焼結体を作製する方法を説明する。
<Method of producing mixed powder for powder metallurgy, molded body, and sintered body>
Next, a method for producing a mixed powder for powder metallurgy, a molded product, and a sintered body using the above components will be described.
本発明の粉末冶金用混合粉末の作製方法は、主原料である鉄基粉末に副原料及び上記所定の多成分系潤滑剤を加えて混合することによって得られる。混合方法は特に限定されず、公知の各種混合方法を採用できる。例えば、ミキサー、ハイスピードミキサー、ナウターミキサー、Ｖ型混合機、ダブルコーンブレンダーなどの混合装置を用いて、撹拌・混合することが好ましい。 The method for producing a mixed powder for powder metallurgy of the present invention is obtained by adding an auxiliary raw material and the above-mentioned predetermined multi-component lubricant to an iron-based powder as a main raw material and mixing them. The mixing method is not particularly limited, and various known mixing methods can be adopted. For example, it is preferable to stir and mix using a mixing device such as a mixer, a high-speed mixer, a nouter mixer, a V-type mixer, or a double cone blender.
混合条件は特に限定されず、装置や生産規模などの諸条件に応じて従来採用されている条件でよい。混合条件は、例えば、羽根付き混合機を用いる場合、羽根の回転速度を約２ｍ／ｓ以上１０ｍ／ｓ以下の範囲内の周速度に制御し、約０．５分以上２０分以下の撹拌をすることが好ましい。また、Ｖ型混合機や二重円錐形混合機を用いる場合、おおむね、２ｒｐｍ以上５０ｒｐｍ以下で１分以上６０分以下混合することが好ましい。 The mixing conditions are not particularly limited, and the conditions conventionally adopted may be used depending on various conditions such as equipment and production scale. As for the mixing conditions, for example, when a mixer with blades is used, the rotation speed of the blades is controlled to a peripheral speed within the range of about 2 m / s or more and 10 m / s or less, and stirring is performed for about 0.5 minutes or more and 20 minutes or less. It is preferable to do so. When a V-type mixer or a bicone mixer is used, it is preferable to mix at 2 rpm or more and 50 rpm or less for 1 minute or more and 60 minutes or less.
混合温度は、特に限定されないが、例えば、４０℃以上６０℃以下である。加熱設備の簡便性から６０℃以下としておくことが好ましい。このような条件で混合することで、各種原料粉末が均一に混合された粉末冶金用混合粉末を得ることができる。 The mixing temperature is not particularly limited, but is, for example, 40 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. The temperature is preferably 60 ° C. or lower because of the convenience of the heating equipment. By mixing under such conditions, it is possible to obtain a powder metallurgy mixed powder in which various raw material powders are uniformly mixed.
次に、上記の混合粉末を用い、粉末圧縮成形機を用いた通常の加圧成形方法によって成形体を得る。具体的な成形条件は、混合粉末を構成する成分の種類や添加量、成形体の形状、おおむね、２５℃以上１５０℃以下の成形温度、成形圧力などによっても相違するため特に限定されない。例えば、本発明の粉末冶金用混合粉末を金型に充填した後、４９０ＭＰａ以上６８６ＭＰａ以下の圧力をかけることによって、成形体を成形できる。 Next, using the above mixed powder, a molded product is obtained by a normal pressure molding method using a powder compression molding machine. The specific molding conditions are not particularly limited because they differ depending on the type and amount of the components constituting the mixed powder, the shape of the molded product, the molding temperature of 25 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, the molding pressure, and the like. For example, a molded product can be molded by filling a mold with the mixed powder for powder metallurgy of the present invention and then applying a pressure of 490 MPa or more and 686 MPa or less.
最後に、上記の成形体を用い、通常の焼結方法によって焼結体を得る。具体的な焼結条件は、成形体を構成する成分の種類や添加量、最終製品の種類などによっても相違するが、例えば、Ｎ２、Ｎ２−Ｈ２、炭化水素などの雰囲気下、１０００℃以上１３００℃以下の温度で５分以上６０分以下の焼結を行なうことが好ましい。 Finally, using the above-mentioned molded product, a sintered body is obtained by a usual sintering method. The specific sintering conditions differ depending on the type and amount of components that make up the molded product, the type of final product, etc., but for example, under an atmosphere of N 2 , N 2- H 2 , hydrocarbons, etc., 1000 It is preferable to perform sintering at a temperature of ° C. or higher and 1300 ° C. or lower for 5 minutes or longer and 60 minutes or shorter.
＜成形体密度＞
鉄基粉末１００質量部に対し、銅粉末２．０質量部、黒鉛粉末０．８質量部、及び潤滑剤０．５部を配合した混合粉末を原料とし、成形体を成形した場合の理論密度（成形体内に空隙が全くないと想定したときの成形体密度）は約７．８１ｇ／ｃｍ３である。従来の手法を用いた場合には、成形体密度は７．３５ｇ／ｃｍ３程度が上限であったが、潤滑剤を有機金属成分を含む液体潤滑剤とすることによって、７．４０ｇ／ｃｍ３以上の密度とすることができる。その理由としては、本発明で用いられる液体潤滑剤は、従来用いられてきた潤滑剤と比べると、粉体間に広がりやすく鉄粉末の表面を十分に覆うため、粉末の圧縮工程において粉体間の摩擦を効果的に低減させているものと推定される。好ましくは、成形体密度は７．４５ｇ／ｃｍ３以上である。なお、成形体の具体的な成形方法については後述する実施例において述べる。
<Molded body density>
Theoretical density when a molded product is molded using a mixed powder containing 2.0 parts by mass of copper powder, 0.8 parts by mass of graphite powder, and 0.5 parts of lubricant as a raw material with respect to 100 parts by mass of iron-based powder. (The density of the molded body assuming that there are no voids in the molded body) is about 7.81 g / cm 3 . When the conventional method was used, the upper limit of the molded body density was about 7.35 g / cm 3 , but by using a liquid lubricant containing an organometallic component as the lubricant, 7.40 g / cm 3 The density can be as high as or higher. The reason is that the liquid lubricant used in the present invention is easier to spread between powders than the conventionally used lubricants and sufficiently covers the surface of the iron powder. Therefore, the liquid lubricant is used in the powder compression step. It is presumed that the friction of the powder is effectively reduced. Preferably, the compact density is 7.45 g / cm 3 or more. A specific molding method for the molded product will be described in Examples described later.
本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。 As described above, this specification discloses various aspects of technology, of which the main technologies are summarized below.
本発明の一態様に係る粉末冶金用混合粉末は、鉄基粉末、副原料、及び潤滑剤を含む粉末冶金用混合粉末であって、前記潤滑剤が、有機金属成分を含む液体潤滑剤と、極性を有する少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤であることを特徴とする。このような構成とすることにより、流動性に優れ、発塵性が低い粉末冶金用混合粉末であって、該混合粉末から成形された成形体が高密度を有し、かつ、該成形体を金型から容易に抜き出すことが可能な（低抜き性を有する）粉末冶金用混合粉末を提供することができる。 The mixed powder for powder metallurgy according to one aspect of the present invention is a mixed powder for powder metallurgy containing an iron-based powder, an auxiliary raw material, and a lubricant, wherein the lubricant is a liquid lubricant containing an organic metal component. It is a multi-component lubricant containing at least one polar friction reducing agent. With such a configuration, it is a mixed powder for powder metallurgy having excellent fluidity and low dust generation property, and the molded body formed from the mixed powder has a high density, and the molded body is formed. It is possible to provide a mixed powder for powder metallurgy that can be easily extracted from a mold (having a low extraction property).
上述の粉末冶金用混合粉末において、前記有機金属成分を含む液体潤滑剤が、金属サリシレート、金属スルホネート、金属フェネート、金属チオカルバメート、及び金属チオホスホネートから選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。それにより、成形体密度をより確実に高くすることができると考えられる。 In the above-mentioned powder metallurgy mixed powder, it is preferable that the liquid lubricant containing the organic metal component contains at least one selected from metal salicylate, metal sulfonate, metal phenate, metal thiocarbamate, and metal thiophosphonate. Therefore, it is considered that the density of the molded product can be increased more reliably.
さらに、前記有機金属成分が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、モリブデン、及び亜鉛から選択される少なくとも１種であることが好ましい。それにより、液体潤滑剤中に金属成分が安定的に存在できるという利点がある。 Further, it is preferable that the organometallic component is at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals, molybdenum, and zinc. As a result, there is an advantage that the metal component can be stably present in the liquid lubricant.
また、上述の粉末冶金用混合粉末において、前記無灰型摩擦低減剤が、エステル型、エーテル型、アミン型、グリコール型、リン酸エステル型から選択される無灰型摩擦低減剤を少なくとも１種を含むことが好ましい。それにより、より確実に低抜き圧性を発揮することが出来ると考えられる。 Further, in the above-mentioned mixed powder for powder metallurgy, the ashless type friction reducing agent is at least one kind of ashless type friction reducing agent selected from ester type, ether type, amine type, glycol type and phosphoric acid ester type. Is preferably included. As a result, it is considered that low withdrawal pressure can be exhibited more reliably.
さらに、上述の粉末冶金用混合粉末において、上記鉄基粉末１００質量部に対して、前記多成分系潤滑剤が０．０１質量部以上、１質量部以下含まれることが好ましい。それにより上述した効果がより確実に得られると考えられる。 Further, in the above-mentioned powder metallurgy mixed powder, it is preferable that the multi-component lubricant is contained in an amount of 0.01 part by mass or more and 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the iron-based powder. As a result, it is considered that the above-mentioned effect can be obtained more reliably.
前記多成分系潤滑剤中における前記無灰型摩擦低減剤の割合が１〜３５質量％であることが好ましい。それにより上述した効果がより確実に得られると考えられる。 The proportion of the ashless friction reducing agent in the multi-component lubricant is preferably 1 to 35% by mass. As a result, it is considered that the above-mentioned effect can be obtained more reliably.
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって何ら限定されるわけではない。また、実施例で用いた評価方法は、以下の通りである。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples. The evaluation method used in the examples is as follows.
（１）流動性
ＪＩＳ Ｚ２５０２（金属粉の流動度試験法）に従って、後述の実施例及び比較例の混合粉末（以下、単に混合粉末という）５０ｇがφ２．６３ｍｍのオリフィスを流れ出る流動性を測定し、下記基準で評価した。
Ａ：ダマを生じずに流動した
Ｂ：ダマを生じたりして流動しなかった
(1) Fluidity According to JIS Z2502 (fluidity test method for metal powder), the fluidity of 50 g of mixed powders (hereinafter, simply referred to as mixed powders) of Examples and Comparative Examples described later flowing out of an orifice having a diameter of 2.63 mm was measured. , Evaluated according to the following criteria.
A: Flowed without lumps B: Did not flow due to lumps
（２）黒鉛付着性（黒鉛の鉄基粉末への付着力）
工場ドライエアガス流通前後における混合粉末の黒鉛量から黒鉛飛散率を測定し、黒鉛の付着性を評価した。図１に示す編目１０μｍのメンブランフィルタ１を取付けた内径１６ｍｍ、高さ１０６ｍｍの漏斗状のガラス管２に混合粉末２５ｇを入れて、ガラス管２の下方から室温のＮ２ガスを０．８Ｌ／分の速度で２０分間流し、下記式より黒鉛飛散率（％）を求めた。下記式における混合粉末の黒鉛量（％）とは、混合粉末中の黒鉛の質量％を意味する。黒鉛飛散率が低いほど、黒鉛付着性が高い（発塵性が低い）ことを意味する。なお、混合粉末の黒鉛量は、混合粉末の炭素分を定量分析することにより求めた（炭素値測定装置；ＬＥＣＯ製ＣＳ−２００（炭素硫黄同時分析装置））。
黒鉛飛散率（％）＝［１−（Ｎ２ガス流通後の混合粉末の黒鉛量（％）／Ｎ２ガス流通前の混合粉末の黒鉛量（％））×１００
(2) Graphite adhesion (adhesion of graphite to iron-based powder)
The graphite scattering rate was measured from the amount of graphite in the mixed powder before and after the factory dry air gas distribution, and the adhesion of graphite was evaluated. Inner diameter 16mm fitted with
Graphite scattering rate (%) = [1- (Graphite amount of mixed powder after N 2 gas distribution (%) / Graphite amount of mixed powder before N 2 gas distribution (%)) × 100
測定した黒鉛飛散率を用いて、下記基準で黒鉛付着性を評価した。
Ａ：黒鉛飛散率が５％未満
Ｂ：黒鉛飛散率が５％以上
Using the measured graphite scattering rate, the graphite adhesion was evaluated according to the following criteria.
A: Graphite scattering rate is less than 5% B: Graphite scattering rate is 5% or more
（３）成形体密度（ｇ／ｃｍ３）
混合粉末を原料とし、圧力１０ｔ／ｃｍ２、常温（２５℃）で、直径２５ｍｍφ、長さ１５ｍｍである円柱状の成形体を金型を用いて作製し、ＪＳＰＭ標準１−６４（金属粉の圧縮性試験法）に準じて、成形体密度を測定した。測定した成形体密度を下記基準で評価した。
Ａ：成形体密度が７．４５ｇ／ｃｍ３以上
Ｂ：成形体密度が７．４０ｇ／ｃｍ３以上７．４５ｇ／ｃｍ３未満
Ｃ：成形体密度が７．４０ｇ／ｃｍ３未満
(3) Mold density (g / cm 3 )
Using the mixed powder as a raw material, a columnar molded body having a diameter of 25 mmφ and a length of 15 mm was prepared using a mold at a pressure of 10 t / cm 2 at room temperature (25 ° C.), and a JSPM standard 1-64 (of metal powder) was prepared. The compact density was measured according to the compressibility test method). The measured molded body density was evaluated according to the following criteria.
A: green density is 7.45 g / cm 3 or more B: less green density is 7.40 g / cm 3 or more 7.45g / cm 3 C: less than the green density is 7.40 g / cm 3
（４）抜き出し圧力（ＭＰａ）
上記（３）における成形体密度の測定の際に得られた成形体を金型から抜き出すのに必要な荷重を、金型と成形体との接触面積で除することによって抜き出し圧力を求めた。測定した抜き出し圧力を下記基準で評価した。
Ａ：抜き出し圧力が２５ＭＰａ未満
Ｂ：抜き出し圧力が２５ＭＰａ以上
(4) Extraction pressure (MPa)
The extraction pressure was determined by dividing the load required to extract the molded product from the mold obtained in the measurement of the molded product density in (3) above by the contact area between the mold and the molded product. The measured extraction pressure was evaluated according to the following criteria.
A: Extraction pressure is less than 25 MPa B: Extraction pressure is 25 MPa or more
（実施例１）
粒径４０μｍ以上１２０μｍ以下の純鉄粉末（神戸製鋼所製「アトメル３００Ｍ」）を用意し、この純鉄粉末１００質量部に対し、銅粉末２．０質量部及び黒鉛粉末０．８質量部を、Ｖ型混合機を用いて混合して、混合物を得た。次に、上記混合物に潤滑剤として、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＡＤＥＫＡ製アデカサクラルーブ（登録商標）５２５、Ｍｏ含有量：１０質量％、Ｓ含有量：１１質量％）にエステル系無灰型摩擦低減剤（エステル系摩擦調整剤（ＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭ−２１０）を９０：１０の質量比で混合した多成分系液体潤滑剤を添加し、Ｖ型混合機を用いて混合して粉末冶金用混合粉末を得た。その際、純鉄粉１００質量部に対し、液体潤滑剤が０．５０質量部となるようにした。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 1)
Prepare pure iron powder with a particle size of 40 μm or more and 120 μm or less (“Atmel 300M” manufactured by Kobe Steel Co., Ltd.), and add 2.0 parts by mass of copper powder and 0.8 parts by mass of graphite powder to 100 parts by mass of this pure iron powder. , V-type mixer was used for mixing to obtain a mixture. Next, as a lubricant for the above mixture, dialkyldithiocarbamate molybdenum (ADEKA Adecasakuralube (registered trademark) 525, Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass) is added to ester-based ashless friction reduction. Add a multi-component liquid lubricant mixed with an agent (ester friction modifier (Kikurub FM-210 manufactured by ADEKA) at a mass ratio of 90:10, mix using a V-type mixer, and mix for powder metallurgy. A powder was obtained. At that time, the liquid lubricant was adjusted to 0.50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of pure iron powder. Various evaluations were performed using this mixed powder by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（実施例２）
潤滑剤としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＡＤＥＫＡ製アデカサクラルーブ（登録商標）５２５、Ｍｏ含有量：１０質量％、Ｓ含有量：１１質量％）にエーテル系無灰型摩擦低減剤（エーテル系摩擦調整剤（ＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭ−６１８Ｃ））を９０：１０の質量比で混合した多成分系液体潤滑剤を用いた以外は、実施例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 2)
As a lubricant, molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA ADEKA Sakuralube (registered trademark) 525, Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass) and ether-based ashless friction modifier (ether-based friction modifier) A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 1 except that a multi-component liquid lubricant in which (Kikurub FM-618C manufactured by ADEKA Corporation) was mixed at a mass ratio of 90:10 was used. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（実施例３）
潤滑剤としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＡＤＥＫＡ製アデカサクラルーブ（登録商標）５２５、Ｍｏ含有量：１０質量％、Ｓ含有量：１１質量％）にアミン系無灰型摩擦低減剤（アミン系摩擦調整剤（ＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭ―８１２））を９０：１０の質量比で混合した多成分系液体潤滑剤を用いた以外は、実施例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 3)
As a lubricant, molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA ADEKA Sakuralube (registered trademark) 525, Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass) and an amine-based ashless friction modifier (amine-based friction modifier) A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 1 except that a multi-component liquid lubricant in which (Kikurub FM-812 manufactured by ADEKA Corporation) was mixed at a mass ratio of 90:10 was used. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（実施例４）
潤滑剤としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＡＤＥＫＡ製アデカサクラルーブ（登録商標）５２５、Ｍｏ含有量：１０質量％、Ｓ含有量：１１質量％）にグリコール系無灰型摩擦低減剤（グリコール系摩擦調整剤（ＡＤＥＫＡ社製キクルーブＦＭＤ−４１０））を９０：１０の質量比で混合した多成分系液体潤滑剤を用いた以外は、実施例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 4)
As a lubricant, molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA ADEKA Sakuralube (registered trademark) 525, Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass) and glycol-based ashless friction modifier (glycol-based friction modifier) A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 1 except that a multi-component liquid lubricant in which (Kikurub FMD-410 manufactured by ADEKA Corporation) was mixed at a mass ratio of 90:10 was used. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（実施例５）
潤滑剤としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＡＤＥＫＡ製アデカサクラルーブ（登録商標）５２５、Ｍｏ含有量：１０質量％、Ｓ含有量：１１質量％）にリン酸エステル系無灰型摩擦低減剤（リン酸エステル系摩擦調整剤（ＡＤＥＫＡ社製キクルーブＡＷＰ−１０００））を９０：１０の質量比で混合した多成分系液体潤滑剤を用いた以外は、実施例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 5)
As a lubricant, molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA ADEKA Sakuralube (registered trademark) 525, Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass) and a phosphate ester-based ashless friction modifier (phosphate ester) A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 1 except that a multi-component liquid lubricant in which a system friction modifier (Kikurub AWP-1000 manufactured by ADEKA Corporation) was mixed at a mass ratio of 90:10 was used. It was. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（実施例６）
多成分潤滑剤中におけるアミン系無灰型摩擦低減剤の配合割合を９５：５の質量比に変更した以外は、実施例３と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 6)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 3 except that the mixing ratio of the amine-based ashless friction reducing agent in the multi-component lubricant was changed to a mass ratio of 95: 5. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（実施例７）
多成分潤滑剤中におけるアミン系無灰型摩擦低減剤の配合割合を８０：２０の質量比に変更した以外は、実施例３と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 7)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 3 except that the mixing ratio of the amine-based ashless friction reducing agent in the multi-component lubricant was changed to a mass ratio of 80:20. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（実施例８）
多成分潤滑剤中におけるアミン系無灰型摩擦低減剤の配合割合を７０：３０の質量比に変更した以外は、実施例３と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Example 8)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 3 except that the mixing ratio of the amine-based ashless friction reducing agent in the multi-component lubricant was changed to a mass ratio of 70:30. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(比較例１)
液体潤滑剤として、カルシウムサリシレート（Ｉｎｆｉｎｅｕｍ社製Ｍ７１２５、Ｃａ含有量１２．５質量％）を用いた以外は、実施例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 1)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 1 except that calcium salicylate (M7125 manufactured by Infinium Co., Ltd., Ca content 12.5% by mass) was used as the liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(比較例２)
液体潤滑剤としてカルシウムサリシレートに代えて、カルシウムスルホネート（ランクセス製ＡＤＤＩＴＩＮ（登録商標）ＲＣ４２４２、Ｃａ含有量１６質量％）を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 2)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that calcium sulfonate (ADDITIN (registered trademark) RC4242 manufactured by LANXESS, Ca content 16% by mass) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. .. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(比較例３)
液体潤滑剤としてカルシウムサリシレートに代えて、バリウムスルホネート（ランクセス製ＡＤＤＩＴＩＮ（登録商標）ＲＣ４１０３、Ｂａ含有量：８質量％）を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 3)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that barium sulfonate (ADDITIN (registered trademark) RC4103 manufactured by LANXESS, Ba content: 8% by mass) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. It was. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(比較例４)
液体潤滑剤としてカルシウムサリシレートに代えて、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン（ＡＤＥＫＡ製アデカサクラルーブ（登録商標）５２５、Ｍｏ含有量：１０質量％、Ｓ含有量：１１質量％）を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 4)
Comparative example except that molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA ADEKA Sakuralube (registered trademark) 525, Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in 1. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(比較例５)
液体潤滑剤としてカルシウムサリシレートに代えて、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＡＤＥＫＡ製アデカキクルーブ（登録商標）Ｚ−１１２、Ｚｎ含有量：７質量％、Ｓ含有量：１４質量％）を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 5)
Comparative example except that zinc dialkyldithiophosphate (ADEKA's ADEKA CLUB (registered trademark) Z-112, Zn content: 7% by mass, S content: 14% by mass) was added as a liquid lubricant in place of calcium salicylate. A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in 1. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（比較例６）
液体潤滑剤としてカルシウムサリシレートに代えて、潤滑油剤用ポリオールエステル（油化産業製ユニスター（登録商標）ＨＰ−２８１Ｒ）を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 6)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that a polyol ester for a lubricating oil (Unistar (registered trademark) HP-281R manufactured by Yuka Sangyo Co., Ltd.) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. .. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（比較例７）
液体潤滑剤としてカルシウムサリシレートに代えて、潤滑油剤用エステル（油化産業製ユニスター（登録商標）Ｍ−１８２Ａ）を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 7)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that an ester for a lubricating oil (Unistar (registered trademark) M-182A manufactured by Yuka Sangyo Co., Ltd.) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（比較例８）
液体潤滑剤としてカルシウムサリシレートに代えて、コンプレックスエステル（油化産業製ユニスター（登録商標）ＴＯＥ−５００）を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 8)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that a complex ester (Unistar (registered trademark) TOE-500 manufactured by Yuka Sangyo Co., Ltd.) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（比較例９）
液体潤滑剤に代えて、固体潤滑剤であるエチレンビスステアリン酸アミドを添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 9)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that ethylene bisstearic acid amide, which is a solid lubricant, was added instead of the liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
（比較例１０）
液体潤滑剤に代えて、固体潤滑剤であるステアリン酸亜鉛を添加した以外は、比較例１と同様にして粉末冶金用混合粉末を得た。この混合粉末を用いて、上記の評価方法にて各種評価を行った。その結果を以下の表１にまとめた。
(Comparative Example 10)
A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that zinc stearate, which is a solid lubricant, was added instead of the liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were performed by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
表１より、以下のように考察することができる。 From Table 1, it can be considered as follows.
本発明の多成分系潤滑剤を使用した実施例１〜８では、成形体の密度が十分に高く、成形体の成形工程において、流動性に優れ、かつ黒鉛付着性も良好であり、金型から容易に抜き出すことができた。 In Examples 1 to 8 using the multi-component lubricant of the present invention, the density of the molded product is sufficiently high, the fluidity is excellent in the molding process of the molded product, and the graphite adhesion is also good, and the mold is used. I was able to easily extract it from.
一方、金属成分を含む液体潤滑剤のみを添加した比較例１〜５では、成形体の密度が十分に高く、また、成形体の成形工程において、流動性に優れ、黒鉛付着性も良好であったが、金型から容易に抜き出すことができなかった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5 in which only the liquid lubricant containing a metal component was added, the density of the molded product was sufficiently high, the fluidity was excellent in the molding process of the molded product, and the graphite adhesion was also good. However, it could not be easily removed from the mold.
また、有機金属成分を含有しない液体潤滑剤のみを用いた比較例６〜８では、成形体密度が十分に高くならかった。また、固体潤滑剤を用いた比較例９〜１０では、成形体密度が十分に高くならなかった上に、成形体の成形工程における黒鉛付着性も劣っていた。 Further, in Comparative Examples 6 to 8 in which only the liquid lubricant containing no organometallic component was used, the density of the molded product was not sufficiently high. Further, in Comparative Examples 9 to 10 using the solid lubricant, the density of the molded product was not sufficiently high, and the graphite adhesion in the molding process of the molded product was also inferior.
本発明の粉末冶金用混合粉末では、潤滑剤として、有機金属成分を含有する液体潤滑剤と極性を有する無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤を用いることによって、その粉末から成形された成形体は高密度となり、さらに金型から容易に抜き出すことができる。また、成形体の成形工程において、流動性に優れ、発塵性が低くなる。したがって、本発明の粉末冶金用混合粉末から成形された焼結体は、薄型化・軽量化しても十分な強度を有するため、複雑な薄肉形状の部品として用いることができる。 The mixed powder for powder metallurgy of the present invention is molded from the powder by using a multi-component lubricant containing a liquid lubricant containing an organic metal component and a polar non-ash friction reducing agent as the lubricant. The formed molded product has a high density and can be easily extracted from the mold. Further, in the molding process of the molded product, the fluidity is excellent and the dust generation property is low. Therefore, the sintered body formed from the mixed powder for powder metallurgy of the present invention has sufficient strength even if it is made thinner and lighter, so that it can be used as a complicated thin-walled part.
１ ニューミリポアフィルター
２ 漏斗状ガラス管
Ｐ 試料粉末
1
Claims (4)
前記潤滑剤は有機金属成分を含む液体潤滑剤と、極性を有し、金属を含有しておらず、かつ液体である少なくとも１種の無灰型摩擦低減剤とを含む多成分系潤滑剤であり、
前記有機金属成分を含む液体潤滑剤は、以下の式（１）で表される金属チオカルバメートであることを特徴とする、粉末冶金用混合粉末。
［Ｒ １ Ｒ ２ Ｎ−ＣＳ−Ｓ−］ ａ Ｍ ａ （１）
（なお、式（１）において、Ｒ １ 及びＲ ２ は同一でも異なっていてもよく、水素原子、炭素数１〜２２のアルキル基、アルケニル基、又は炭素数６〜２２のアリール基を表す。但し、Ｒ １ 及びＲ ２ が同時に水素原子であることはない。Ｍ ａ はモリブデン、亜鉛、アンチモン、銅、ニッケル、銀、コバルト、鉛、テルル、ナトリウム、メチレン基、又はエチレン基を示す。ａはＭ ａ の価数を表す。） A mixed powder for powder metallurgy containing an iron-based powder, auxiliary raw materials, and a lubricant.
A liquid lubricant comprising the lubricant of the organic metal component, have a polarity, it contains no metal, and a multi-component lubricant comprising at least one ashless friction modifier is a liquid Yes,
The liquid lubricant containing an organometallic component is a mixed powder for powder metallurgy, which is a metal thiocarbamate represented by the following formula (1).
[R 1 R 2 N-CS -S-] a M a (1)
(In the formula (1), R 1 and R 2 may be the same or different, and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an alkenyl group, or an aryl group having 6 to 22 carbon atoms. However, no R 1 and R 2 are not hydrogen atoms at the same time .M a denotes molybdenum, zinc, antimony, copper, nickel, silver, cobalt, lead, tellurium, sodium, methylene group, or ethylene group .a represents the valence of M a.)
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