JPH07197101A

JPH07197101A - 粉末冶金用鉄−燐系鋼粉、及び焼結部品の製造方法

Info

Publication number: JPH07197101A
Application number: JP5350316A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Akagi; 宣明赤城
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1995-08-01

Abstract

(57)【要約】【構成】燐含有量が１７〜２８重量％で平均粒径が６
３μｍ以下の鉄−燐合金粉末を、バインダーによって粉
末冶金用鉄粉表面に付着させたものである粉末冶金用鉄
−燐系鋼粉である。又上記鉄−燐合金粉末、上記バイン
ダー、上記粉末冶金用鉄粉、潤滑材を混合して焼結する
様にして焼結部品を製造する。【効果】鋼粉の偏析が押えられる。見掛密度と流動性
が改善される。金型損耗が抑制される。優れた寸法精度
を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、寸法精度に優れた焼結
部品を与える粉末冶金用鉄−燐系鋼粉、及び該鋼粉を用
いた焼結部品の製造方法に関するものであり、本発明は
例えば焼結軟質磁性部品や焼結機械部品の製造に有効に
活用することができる。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金法とは、物理的あるいは化学的
に微粉化された原料粉を金型に入れて圧縮成形した後に
焼結を行なって製品を得る方法であり、特に複雑な形状
の部品の成形に広く活用されている。こうした粉末冶金
法の特徴を充分に生かすには、焼結ままで高い寸法精度
が得られることが必要であるが、現実には必ずしも十分
な寸法精度が得られるとは限らず、焼結後に寸法調整の
為のサイジング、コインイング、あるいは機械加工等を
要することが少なくない。

【０００３】ところで鉄−燐系鋼粉は、良好な軟質磁気
特性を発現する燒結部品材料として有用なものであり、
あるいはこれに炭素（Ｃ）や銅（Ｃｕ）等を添加するこ
とにより、機械構造部品用材料としても多用されてい
る。

【０００４】このような鉄−燐系焼結部品を製造するた
めの鉄−燐（Ｆｅ−Ｐ）系原料粉としては、燐（Ｐ）を
溶解した溶湯をアトマイズ法によって粉末化したいわゆ
るプレアロイ粉と、純鉄粉に鉄−燐合金、燐酸あるいは
燐酸鉄等の燐供給源となる粉末を配合したプレミックス
粉がある。このうちプレアロイ粉は、非常に硬質である
ため、金型を用いた圧縮成形では高密度化が達成されに
くく、満足のいく磁気特性や機械強度が得られないとい
う性能上の問題に加えて、激しい金型損耗を招くという
問題を有している。一方、プレミックス粉では、圧縮性
は良好であるため高密度化は達成され易いという利点は
有しているものの、配合した燐が偏析を起こし易く、得
られる製品の寸法精度や磁気特性、或は機械的特性にば
らつきを生じ易いという問題がある。

【０００５】上記問題点を解決するものとして、例えば
特公昭５４−２１８０３号公報には、純鉄粉と１２〜１
７重量％の燐を含む鉄−燐合金粉末（平均粒径４５μｍ
以下）を、微量の鉱油と共に混合し、比較的低温で穏や
かに焼結した後に粉砕することによって、圧縮性に優
れ、かつ燐の偏析のない鉄粉を得る方法が開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特公昭５４−２１８０３号公報に開示された方法（部分
拡散型鉄粉の製造方法）は、従来のプレミッス粉に比べ
て燐の偏析防止には効果があるが、燐の供給源として燐
含有量の少ない（１２〜１７重量％）鉄−燐合金粉末を
使用しているので、希望する燐含量の鋼粉を得るには、
上記鉄−燐合金粉末を多量に添加しなければならず、こ
の鉄−燐合金粉末がかなり硬質であるため、やはり金型
の損耗が激しい。

【０００７】また上記技術では、原料鋼粉が硬質となる
ため圧縮成形時の密度が十分に上がり難い。しかも鉄−
燐合金粉末を純鉄粉との混合系で穏やかに焼結させてい
るので、鉄−燐合金粉末と純鉄粉の界面付近における燐
濃度は、燐＝１０．５重量％の共晶点（図４：鉄−燐２
元状態図参照）に近づいており、一般的な鋼粉系粉末冶
金の焼結温度である１１００〜１２５０℃では上記燐含
量の鉄−燐合金が溶融し、焼結の特に初期段階（焼結ネ
ックが充分に形成される前）で多量の液相が生じるた
め、プレミックス粉に比べて寸法収縮が著しく、寸法精
度の確保が困難になるという問題もある。更に、ロット
間の寸法変化のバラツキを小さくすることも困難であ
る。加えてこの部分拡散型鋼粉を製造する際には、水素
ガス雰囲気下での加熱（８００℃以下）を必要とするた
め、防爆構造の特殊な炉が必要となるという問題も指摘
される。

【０００８】また鋼粉中の酸素量が焼結時の寸法精度に
影響を及ぼすことも一般的に知られているが、粉末冶金
用鋼粉は比表面積が大きいため、製造後の流通、保存時
に酸化され易いという問題があり、特にＰを多く含む鋼
粉末では、この傾向が著しい。そのため、従来はステア
リン酸亜鉛等の混合による発錆防止、あるいは特殊な除
湿を施した倉庫での保管、更に特殊な防湿袋への封入
（開平３−２９７７９号）等が利用されている。しかし
ながら、上記のうちステアリン酸亜鉛の混合による方法
だけでは、発錆防止効果が十分でなく、また除湿を施し
た倉庫や特殊な防湿袋を利用する方法は、経済的性に問
題がある。

【０００９】本発明は以上の様な問題を解決するために
なされたものであり、プレス成形時の圧縮成形性が良好
で高密度の圧粉成形体が得られ易く、しかも保管時等に
おける酸素の吸収も抑えられて、焼結時の寸法変化が少
なくて高い寸法精度の確保が容易であり、またＰの偏析
が少なくて、良好な磁気特性や機械的強度を有する焼結
部品を得ることのできる粉末冶金用鉄−燐系鉄粉、およ
び該粉末冶金用鉄−燐系鋼粉を用いた焼結部品の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る粉末冶金用
鉄−燐系鋼粉は、燐含有量が１７〜２８重量％で平均粒
径が６３μｍ以下の鉄−燐合金粉末、あるいは該粉末と
炭素粉末及び／又は銅粉末を、バインダーによって粉末
冶金用鉄粉表面に付着させたものであることを要旨とす
る。

【００１１】本発明に係る焼結部品の製造方法は、上記
鉄−燐合金粉末と、バインダー、あるいはこれらと炭素
粉末及び／又は銅粉末を、粉末冶金用鉄粉および潤滑材
と共に混合して成形し、焼結するところに要旨が存在す
る。

【００１２】

【作用及び実施例】本発明で用いるバインダーは、鉄−
燐（Ｆｅ−Ｐ）合金粉末あるいは炭素（Ｃ）粉末、銅
（Ｃｕ）粉末を、純鉄粉表面に均一に付着させる作用を
有している。従って、このようにして鉄−燐（Ｆｅ−
Ｐ）合金粉末等を純鉄粉表面に付着し造粒した本発明の
鋼粉は、流動性が良好で優れた圧縮成形性を有してお
り、たとえ薄肉・複雑形状部品の金型成形であっても設
計通りの形状を有する高密度の圧粉成形体を得ることが
できる。また硬質のＦｅ−Ｐ合金粉末粒子はバインダー
で包み込まれる様に造粒されているので、従来の鋼粉で
問題とされていた金型の損耗も抑制される。更に、鋼粉
に含有される酸素量は寸法変化率に影響を与えるが、上
述の様にバインダーがＦｅ−Ｐ合金粉末を包み込み、大
気と接触するのを防止することになるので、製造後の酸
素量の経時変化が小さく、酸素吸収による寸法変化率の
変動が小さくなる。

【００１３】しかも従来では、鋼粉の輸送、原料ホッパ
ーへの充填、成形用金型への充填等の工程の際に、Ｆｅ
−Ｐ合金粉末やＣ粉末、Ｃｕ粉末及び潤滑材の偏析が起
こっていたが、本発明の粉末冶金用鉄−燐系鋼粉は、母
材である鉄粉表面に上記Ｆｅ−Ｐ合金粉末等がバインダ
ーにより付着されているので、上記の様な鋼粉の輸送や
取扱い時におけるＰ等の偏析も防止される。

【００１４】ことに本発明の粉末冶金用鉄−燐系鋼粉
は、圧縮成形が良好であるので圧縮成形により高密度の
圧縮成形体を得ることができ、保管時等における酸素吸
収量の低減とも相まってその後の焼結工程での寸法収縮
が最小限に抑えられるので、焼結製品としての寸法精度
を著しく高めることができ、焼結後の寸法調整の為の機
械加工等を最小限に抑えることができ、場合によっては
その様な寸法調整等が全く不要となる。しかも圧縮成形
時における金型の損耗が少なく、またＰ成分等の偏析も
起こらないので物性の均質な焼結製品を得ることができ
るといった様な利点がある。

【００１５】鋼粉中に含まれる燐（Ｐ）の総量は、特に
限定されるものではないが、軟質磁性材料として用いる
場合は、焼結の際の一般的温度１１００〜１２５０℃に
保持されている間にマトリックスを完全にα相化させる
という観点から、０．２重量％以上のＰ添加が望まし
い。しかしＰによる磁気特性改善の効果は、およそ１．
２重量％で飽和するから、添加するＰ分の上限は１．２
重量％とするのが望ましい。

【００１６】Ｐ分はＦｅ−Ｐ合金粉末として添加される
が、Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ量が少ない場合、上記鋼粉
末中のＰ分を所望量にするのに、硬質のＦｅ−Ｐ合金粉
末を多量添加しなければならなくなり、圧縮成形時に高
い圧粉体密度が得られ難くなる。反対にＰ含量の多いＦ
ｅ−Ｐ合金粉末を使用すると、添加重量（体積比）が少
なくなるために、純鉄粉とＦｅ−Ｐ合金粉末の接触点の
数が少なくなり、Ｐの均質な拡散及び寸法精度の確保が
困難となる。

【００１７】そこで本願発明者は、Ｆｅ−Ｐ合金粉末の
Ｐ含有量と平均粒径について検討した。その結果、寸法
精度を充分に確保するには、Ｆｅ−Ｐ合金に含有される
Ｐ濃度を１７〜２８重量％の範囲とし、かつ平均粒径を
６３μｍ以下とするのが良いとの結論を得た。上記の様
に規定することによって、寸法変化率の絶対値を調整す
ることができ、かつ寸法変化挙動に対する焼結温度への
鈍感さや成形体密度への鈍感さの度合いを任意に付与す
ることができ、結果として寸法精度に優れた焼結部品を
容易に得ることができたのである。

【００１８】本発明の鋼粉を機械部品用に用いる場合の
ＣやＣｕの添加量は、所望する機械的性質に応じて適宜
組み合わせれば良いが、一般的にＣ：０．１〜１．０重
量％、Ｃｕ：０．５〜３．０重量％とするのが望まし
い。なお母材となる粉末冶金用鉄粉としては、アトマイ
ズ鉄粉、還元鉄粉、カーボニル鉄粉のいずれも採用する
ことができる。

【００１９】以下、実験例を挙げて本発明の構成および
作用効果をより具体的に説明する。〈実験１〉Ｆｅ−Ｐ合金粉末のＰ含有量についてＰの供給源として、Ｐ含有量が１０．５〜２９重量％の
Ｆｅ−Ｐ合金粉末について調べた。本発明における焼結
部品の製造方法としては、アトマイズ法により得られた
平均粒径１００μｍの粉末冶金用鉄粉に、平均粒径６３
μｍのＦｅ−Ｐ合金粉末をＰ分が０．６重量％になる様
に配合し、更にバインダーとしてスチレン−ブタジエン
系溶液合成ゴムを２重量％と、潤滑剤としてステアリン
酸亜鉛０．７５重量％を混合し、乾燥させて混合粉を得
た。該混合粉を金型プレス形成で外径６４ｍｍ、内径２
４ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、成形体密度６．９ｇ／ｃｍ³ の
リング状に成形した。その後メッシュベルト式焼結炉に
よりアンモニア分解ガス雰囲気中、１１８０℃で６０分
間の焼結を行なった。製造された焼結部品について、寸
法変化率、焼結体密度、外径寸法変化ばらつきＲ等を調
べた。図１に、寸法変化率（％）とＦｅ−Ｐ合金粉末中
のＰ濃度（重量％）の関係を示す。なお比較として、市
販の部分拡散型鋼粉から得られた焼結部品についての寸
法変化についても調べた。該市販の部分拡散型鋼粉と
は、Ｆｅ₃ Ｐ組成のＦｅ−Ｐ合金粉末を微弱な熱処理に
よって純鉄粉表面に拡散接合させたものである。

【００２０】図１から分かる様に、Ｆｅ−Ｐ合金粉末中
のＰ濃度が共晶組成であるＰ＝１０．５重量％又はＰ＝
２７重量％（図４参照）に近づくほど、寸法収縮量が大
きくなっている。これは焼結の初期段階において液相が
多量に生成するためと思われる。一方、市販の部分拡散
型鋼粉では特に著しい寸法収縮が見られる。これは市販
の部分拡散型では微弱な熱処理を行なうことによって共
晶組成のＰ濃度に近い部分拡散相が生じ、プレミックス
粉あるいはバインダーにより付着させたものよりも、よ
り早い段階で液相を生成するためと考えられる。

【００２１】寸法精度を高めるには、焼結時における寸
法変化率の絶対値がなるべく小さい方が良い。しかし寸
法変化率の絶対値が小さい場合は、焼結時における密度
の向上が期待できないため、密度の充分な焼結部品を得
るには、金型プレス成形工程で密度を充分に上げておく
必要がある。

【００２２】図２は、Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度（重
量％）と圧縮性（成形体密度（ｇ／ｃｍ³ ）の関係を示
したグラフである。図２に見られる様に、Ｆｅ−Ｐ合金
粉末中のＰ濃度が低い場合は、圧縮性が低下している。
これはＰ濃度が低いと、添加するＦｅ−Ｐ合金粉末の重
量（体積比）が大きくなるからであると考えられる。良
好な磁気特性を得るためには、高密度のものを得る必要
があるので、できるだけ高濃度のＦｅ−Ｐ合金粉末を使
うことが望ましい。

【００２３】図３は、Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度（重
量％）と寸法精度（外径寸法変化ばらつきＲ（ｍｍ））
の関係を示したグラフである。グラフ縦軸の外径寸法の
変化のばらつきＲとは、自動成形プレスで１０００個の
リング状試験片を成形・焼結した後の、外径寸法の最大
値と最小値の差である。図３から分かる様に、Ｐ含有量
が低い場合及び２８重量％以上の場合、外径寸法変化の
ばらつきＲは大きくなる。

【００２４】上述の様に高密度のものを得るには、Ｐが
高濃度のＦｅ−Ｐ合金粉末を用いるのがよいが、このよ
うな合金粉末を使用した場合、外径寸法変化のばらつき
Ｒが大きくなって不適当となる。これはＰが高濃度のＦ
ｅ−Ｐ合金粉末を使った場合、Ｐ分の分散が不十分とな
るからである。

【００２５】以上の検討から、焼結時の寸法変化率の絶
対値が小さく、成形時に十分高い成形体密度が得られ、
かつ寸法変化ばらつきを小さくできるもの、即ち寸法精
度を確保し且つ最終的に高密度焼結体を得ることのでき
るＦｅ−Ｐ合金粉末は、Ｐ含有量が１７重量％〜２８重
量％の範囲であるとの知見を得た。

【００２６】〈実験２〉Ｆｅ−Ｐ合金粉末の平均粒度
についてＰを２６．９重量％含有するＦｅ−Ｐ合金を用い、粉砕
或はふるい条件を変化させることによって１０〜１５０
μｍの夫々の平均粒度を持つＦｅ−Ｐ合金粉末を得、実
験に使用した。焼結部品の製造方法としては、上記実験
１と同様に、Ｐ含有量が０．６重量％になる様にＦｅ−
Ｐ合金粉末を粉末冶金用純鉄粉に添加し、バインダーと
してスチレン−ブタジエン系溶液合成ゴム、及び潤滑材
としてステアリン酸亜鉛を混合し乾燥させて混合粉を
得、該混合粉を金型プレス成形でリング状に成形した
後、焼結を行なった。得られた焼結部品について、外径
寸法変化ばらつき、外径寸法変化率及び成形体密度を調
べた。

【００２７】図５は、Ｆｅ−Ｐ合金粉末粒度（μｍ）と
寸法精度（外径寸法変化ばらつきＲ（ｍｍ））の関係を
示すグラフである。図５から分かる様に、Ｆｅ−Ｐ合金
粉末粒度が６３μｍ以上になると、寸法精度の確保が困
難になっている。これはＰの分散が不十分になるからで
ある。

【００２８】図６は、Ｆｅ−Ｐ合金粉末粒度（μｍ）と
外径寸法変化率（％）及び成形体密度（ｇ／ｃｍ³ ）の
関係を示すグラフである。尚Ｆｅ−Ｐ合金粉末粒度は、
比較例１：１０７μｍ、比較例２：７５μｍ、実施例
１：６３μｍ、実施例２：４５μｍ、実施例３：３０μ
ｍである。図６から分かる様に、Ｆｅ−Ｐ合金粉末の粒
度が微細になるほど寸法変化率の密度依存性は弱く且つ
絶対値が小さくなる。従って、微細なＦｅ−Ｐ合金粉末
を使用すれば、実際の焼結部品製造において、成形体の
密度のばらつきに起因する寸法不良を小さくすることが
できる。特に６３μｍ以下の微細なＦｅ−Ｐ合金粉末
（例えば実施例１〜３）では、粒度の差が寸法変化率に
及ぼす影響が非常に小さくなるから、混合粉製造過程に
おいて不可避である粉末の破砕現象を無視でき、混合粉
のロット間における寸法変化率を安定させることが容易
となる。

【００２９】〈実験３〉焼結炉中の温度分布及び成形
体内部の温度勾配について実際の焼結部品製造工程においては、原料粉におけるＰ
の偏析と共に焼結炉中の温度分布及び成形体内部の温度
勾配が、寸法精度不良の原因となっている。そこで本発
明者は焼結温度の寸法変化率に及ぼす影響を検討した。
実験には、Ｐ含量が１７〜２８重量％のＦｅ−Ｐ合金粉
末（平均粒径４５μｍ）を用い、Ｐ分が１重量％になる
よう粉末冶金用純鉄粉に配合し、スチレン−ブタジエン
系溶液合成ゴム（バインダー）にて付着させ、これにつ
いて焼結温度に対する寸法変化率を調べた。また比較例
として、Ｆｅ−Ｐ合金粉末を粉末冶金用純鉄粉の表面に
バインダーにより拡散付着させたものについても調べ
た。各実施例及び比較例のＰ含量、焼結温度条件を下記
表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】図７は、Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度と外
径寸法変化率（％）及び成形体密度（ｇ／ｃｍ³ ）の関
係を表すグラフであり、Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ含有量
が１７重量％〜２１．７重量％（Ｆｅ₂ Ｐ組成，図４の
状態図参照）の範囲における特性を示すものとしてＰ＝
１８．３％のもの（実施例４，６）、同様に２１．７重
量％〜２８重量％の範囲における特性を示すものとして
Ｐ＝２６．９％のもの（実施例５，７）をプロットして
いる。尚グラフ中の比較例３，４はＦｅ−Ｐ合金粉末中
のＰ含有量が１６．５重量％のものを鉄粉表面に部分拡
散付着させたものである。

【００３２】本実験３より、Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ含
有量が１７重量％〜２１．７重量％（Ｆｅ₂ Ｐ組成）の
ものをＰ供給源として使用した場合は、焼結温度の変動
による寸法変化率の変化がきわめて小さくなることが分
かる。一方、Ｐ含有量が２１．７〜２８重量％のＦｅ−
Ｐ合金粉末を使用した場合には、寸法変化率の成形体密
度依存性が小さくなるとの知見を得た。この現象は図４
に示すＦｅ−Ｐ２元系状態図においてＦｅ₂ Ｐ組成（Ｐ
＝２１．７重量％）で液相線が変曲点を持つ、すなわち
ポテンシャルエネルギーの変化（しきい）があること
が、焼結時の寸法変化挙動に特徴的な差として現れたも
のである。

【００３３】従って、焼結温度の変化に鈍感な鋼粉を得
るためには、Ｐ含有量が１７〜２１．７重量％のＦｅ−
Ｐ合金粉末を使用すれば良く、成形体密度に鈍感な鋼粉
を得るためにはＰ含有量が２１．７〜２８重量％のＦｅ
−Ｐ合金粉末を使用すれば良い。また２種以上のＰ含有
量の異なるＦｅ−Ｐ合金を組み合わせて使用すること
で、所望の寸法変化挙動に応じたものとすることもでき
る。あるいは成形体部位ごとにＰ含有量の異なるＦｅ−
Ｐ合金を使用した鋼粉を使い、数値制御式プレスを用い
て寸法精度の改善を行なうことや、同一組成材料で寸法
変化率の差を利用した焼結接合を行なうこともできる。

【００３４】Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度が寸法変化挙
動に影響を及ぼす原因としては、Ｐの純Ｆｅ中への拡
散とそれに伴う液相生成のタイミングの差、図４の状
態図に示されるようにＦｅ₂ Ｐ組成（２１．７重量％
Ｐ）で活性化エネルギーが最大となること、またＦｅ
−Ｐ合金粉末と純鉄粉の接触点数（Ｐの分散状態）の差
が考えられ、これは局所に生成する液相量の多少に影響
しているからであると推察される。

【００３５】〈実験４〉鋼粉の見掛密度、流動度、金
型損耗について薄肉・複雑形状部品に供せられる鋼粉には、高い見掛密
度と良好な流れ性（流動度）が必要である。また、焼結
部品の製造においてコストに大きく影響する金型の損耗
が少ないこと、即ち金型攻撃性の少ないことも必要とさ
れる。

【００３６】そこで本実験４ではバインダーを添加して
得た実施例８〜１２の鋼粉、及び比較例５〜９のプレミ
ックスの鋼粉（前記従来法による）、比較例１０の部分
拡散型の鋼（前記従来法による）についての見掛密度、
流動度、金型損耗を調べた。尚、本発明の実施例８〜１
２の鋼粉を得る方法は、下記表２に示す夫々のＰ含有量
のＦｅ−Ｐ合金粉末を用いて、Ｐ分が１．２重量％とな
る様に粉末冶金用純鉄粉に配合し、バインダーのスチレ
ン−ブタジエン系溶液合成ゴムを用いて付着させること
により得た。表２に夫々実施例、比較例の混合粉の粉体
特性の結果を示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】表２から分かる様に、比較例５〜１０と異
なり、実施例８〜１２では見掛密度、流動度、金型損耗
において良好である。これは、実施例８〜１２では硬質
のＦｅ−Ｐ合金粉末がバインダーによりコーティングさ
れており、また純鉄粉表面に付着・造粒されているから
であり、従って見掛密度が高く、流動性及び金型損耗が
改善されるのである。

【００３９】図８は、成形体密度と抜出圧力の関係を示
したグラフであり、金型への負荷を評価する尺度とな
る。図８から分かる様に、本発明の鋼粉では同一成形体
密度を得るのに要する抜出圧力が約３０ｋｇ／ｃｍ² 改
善され、金型損耗の防止に効果的である。

【００４０】〈実験５〉焼結時の寸法変化率に鋼粉の酸
素量が影響するから、鋼粉中の酸素の経時変化を調べ
た。図９は、製造後日数と酸素増加量の関係を示すグラ
フである。本発明に係る鋼粉（実施例１５）は、粉末冶
金用純鉄粉にＦｅ−Ｐ合金粉末をＰ分が１重量％になる
ように添加し、スチレン−ブタジエン系溶液合成ゴムの
バインダーとともに混合する方法により得た。比較例１
２の鋼粉としては、Ｐ分１重量％を粉末冶金用純鉄粉表
面に拡散付着された鋼粉とステアリン亜鉛０．７５重量
％との混合粉を用いた。図９から分かる様に、発明例１
５の１２０日後の酸素増加量は、ステアリン酸亜鉛を混
合した比較例１２の１／１０である。

【００４１】本発明に係る鋼粉は易酸化性のＦｅ−Ｐ合
金粉末がバインダーによりコーティングされるため、大
気と遮断されて酸素量の経時変化が非常に少なくなり、
発錆を抑えられる。この効果は粉末冶金法で一般的に用
いられるＣｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉの粉末及
びこれらの元素とＦｅとの合金粉末の場合にも同様であ
る。

【００４２】〈実験６〉実験６では焼結温度の寸法変化
率に及ぼす影響を検討した。本発明の鋼粉としては、Ｐ
含有量が１７〜２８重量％のＦｅ−Ｐ合金粉末（平均粒
径４５μｍ）を、Ｐ分を１重量％になるよう粉末冶金用
純鉄粉に配合し、Ｃｕ粉末１．５重量％、Ｃ粉末０．４
重量％とともに、スチレン−ブタジエン系溶液合成ゴム
のバインダーで粉末冶金用純鉄粉表面に付着させて得
た。比較例の鋼粉としては、Ｆｅ−Ｐ合金粉末を粉末冶
金用純鉄粉の表面に拡散付着されたものを用いた。尚下
記表３に実施例、比較例についてのＦｅ−Ｐ合金粉末の
Ｐ含有量、及び焼結温度の条件を示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】図１０から分かる様に、実施例１６〜１９
の鋼粉は寸法変化率の密度依存性が比較例１３、１４に
比べて小さく、Ｐ含有量が１７〜２１．７重量％のＦｅ
−Ｐ合金粉末では特に焼結温度の変化に対して鈍感であ
った。

【００４５】

【発明の効果】以上の様に本発明に係る粉末冶金用鉄−
燐糸鋼粉は、鋼粉の輸送の際等の偏析を抑制することが
でき、又鋼粉の見掛密度と流動性が改善されて、たとえ
薄肉・複雑形状部品の金型成形においても、Ｐ成分等の
偏析のない高密度の圧縮成形体を得ることができ、その
後の焼結工程での寸法収縮が抑えられて寸法精度の高い
焼結製品を与える。更に金型の損耗も抑制される。従っ
て本発明の鋼粉を用いた焼結部品は、寸法精度の確保が
容易で良好な磁気特性や機械的強度を発現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度と寸法変化率の関
係を示すグラフ。

【図２】Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度と圧縮性の関係を
示すグラフ。

【図３】Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度と寸法精度の関係
を示すグラフ。

【図４】Ｆｅ−Ｐの２元状態図。

【図５】Ｆｅ−Ｐ合金粉末の粒度と寸法精度の関係を示
すグラフ。

【図６】Ｆｅ−Ｐ合金粉末の粒度と寸法変化率の関係を
示すグラフ。

【図７】Ｆｅ−Ｐ合金粉末中のＰ濃度と寸法変化率の関
係を示すグラフ。

【図８】成形体密度と抜出圧力の関係を示すグラフ。

【図９】混合粉中の酸素の経時変化を示すグラフ。

【図１０】Ｆｅ−Ｐ合金粉中のＰ濃度と寸法変化率の関
係を示すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燐含有量が１７〜２８重量％で平均粒径
が６３μｍ以下の鉄−燐合金粉末を、バインダーによっ
て粉末冶金用鉄粉表面に付着させたものであることを特
徴とする粉末冶金用鉄−燐系鋼粉。
【請求項２】燐含有量が１７〜２８重量％で平均粒径
６３μｍ以下の鉄−燐合金粉末と、炭素粉末及び／又は
銅粉末とを、バインダーによって粉末冶金用鉄粉表面に
付着させたものであることを特徴とする粉末冶金用鉄−
燐系鋼粉。
【請求項３】燐含有量が１７〜２８重量％で平均粒径
が６３μｍ以下の鉄−燐合金粉末と、バインダーと、粉
末冶金用鉄粉とを、潤滑材と共に混合して成形し、焼結
することを特徴とする焼結部品の製造方法。
【請求項４】燐含有量が１７〜２８重量％で平均粒径
が６３μｍ以下の鉄−燐合金粉末と、炭素粉末及び／ま
たは銅粉末と、バインダーと、粉末冶金用鉄粉とを、潤
滑材と共に混合して成形し、焼結することを特徴とする
焼結部品の製造方法。