KR101776670B1 - Mixed powder for powder metallurgy, method of manufacturing same, and method of manufacturing iron-based powder sintered body - Google Patents

Mixed powder for powder metallurgy, method of manufacturing same, and method of manufacturing iron-based powder sintered body Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라, 절삭성 개선용 분말을, 400∼1100℃의 범위로 가열 처리한 결정질 층 형상 규산 알칼리로 하고, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량을, 철기 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위로 함으로써, 소결로의 로 내 환경에 악영향을 미치는 일 없이 성형체의 소결이 가능할 뿐만 아니라, 우수한 선반 절삭성 및 우수한 드릴 절삭성을 겸비 한 소결체를 얻는 것이 가능한, 분말 야금용 혼합분을 얻을 수 있다. According to the present invention, a powder for improving machinability is made into a crystalline layer-like silicate alkali which has been heat-treated in a range of 400 to 1100 ° C and the blending amount of the powder for improving machinability is adjusted so that the iron powder, By setting the range of 0.01 to 1.0% by mass with respect to the total amount, it is possible to obtain a sintered body capable of sintering a formed body without adversely affecting the furnace environment of the sintering furnace and having excellent lathing ability and excellent drillability As a result, a powder mixture for powder metallurgy can be obtained.

Description

분말 야금용 혼합분 및 그의 제조 방법 그리고 철기 분말제 소결체의 제조 방법{MIXED POWDER FOR POWDER METALLURGY, METHOD OF MANUFACTURING SAME, AND METHOD OF MANUFACTURING IRON-BASED POWDER SINTERED BODY}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a mixed powder for powder metallurgy, a method for producing the same, and a method for producing a sintered body of an iron powder,

본 발명은, 자동차 소결 부품용 등에 적합한, 철기 분말(iron-based powder), 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합한 분말 야금용 혼합분과 그의 제조 방법, 그리고, 이 혼합분을 성형, 소결하여 얻어지는 철기 분말제 소결체의 제조 방법에 관한 것이며, 특히, 철기 분말제 소결체의 절삭성 개선을 도모하고자 하는 것이다. The present invention relates to a powder mixture for powder metallurgy in which an iron-based powder, an alloy powder, a cutting property improving powder and a lubricant are mixed, suitable for automobile sintered parts and the like, and a method for producing the same, The present invention relates to a method for producing an iron powder sintered body obtained by sintering, and in particular, to improve cutting performance of a sintered iron body powder.

분말 야금 기술의 진보에 의해, 고(高)치수 정밀도로 복잡한 형상의 부품을 니어 넷 형상으로 제조할 수 있게 되었기 때문에, 분말 야금 기술을 이용한 제품이 각종 분야에서 이용되고 있다. 분말 야금 기술은, 분말을 소망 형상의 금형에 충전, 성형한 후, 소결을 행함으로써, 형상의 자유도가 높은 것이 특징으로 되어 있다. 그 때문에, 형상이 복잡한 톱니바퀴 등의 기계 부품에 적용하는 사례가 많다. Advances in powder metallurgy technology have made it possible to produce complex shaped parts in near-net form with high dimensional precision, so that products using powder metallurgy technology have been used in various fields. Powder metallurgy technology is characterized in that the shape is filled with a high degree of freedom by filling powder in a desired shape metal mold and sintering the powder. For this reason, there are many cases in which the present invention is applied to a mechanical part such as a toothed wheel having a complicated shape.

또한, 철계 분말 야금의 분야에서는, 철기 분말(금속 분말)에, 동분(copper powder), 흑연분 등의 합금용 분말과, 스테아르산 아연, 스테아르산 리튬 등의 윤활제를 혼합한 철기 혼합분을, 소정 형상의 금형에 충전한 후 가압 성형하여 성형체로 하고, 이어서, 소결 처리를 행하여 소결 부품을 얻고 있다. 이와 같이 하여 얻어진 소결 부품은, 일반적으로 치수 정밀도가 좋다고 되어 있지만, 매우 엄격한 치수 정밀도가 요구되는 소결 부품을 제조하는 경우에는, 소결한 후에, 추가로 절삭 가공을 행할 필요가 있으며, 이 절삭 가공에 있어서는, 선반에 의한 선삭이나 드릴에 의한 구멍 뚫기 등의 가공이, 여러 가지의 절삭 속도로 행해진다. In the field of iron-based powder metallurgy, iron-based mixed powders obtained by mixing an iron powder (metal powder), an alloy powder such as copper powder and graphite powder, and a lubricant such as zinc stearate and lithium stearate, Filled into a mold having a predetermined shape and then subjected to pressure molding to obtain a molded body, and then sintering treatment is performed to obtain a sintered part. The sintered parts thus obtained are generally said to have good dimensional accuracy. However, in the case of producing sintered parts requiring very strict dimensional accuracy, it is necessary to further perform cutting after sintering. In this case, machining such as turning by a lathe or drilling by a drill is performed at various cutting speeds.

그러나, 상기 소결 부품은, 공공(porous)의 함유 비율이 높고, 용해법에 따른 금속 재료에 비하면, 절삭 저항이 높아진다. 그 때문에, 종래부터, 소결체의 절삭성을 향상시키는 목적으로, 철기 혼합분에, Pb, Se, Te 등을, 분말로 첨가, 또는 철분 또는 철기 분말에 합금화하여 첨가하는 것이 행해져 왔다. However, the sintered part has a high content of porous and has a higher cutting resistance than a metal material according to the dissolution method. For this reason, conventionally, Pb, Se, Te and the like are added to the iron-based mixed powder in the form of powder or alloyed with iron powder or iron powder for the purpose of improving the machinability of the sintered body.

그러나, Pb는 융점이 330℃로 낮기 때문에, 소결 과정에서 용융하기는 하지만, 철 중에는 고용(dissolve)하지 않기 때문에, 기지(matrix) 중에 균일 분산시키는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, Se, Te는, 소결체를 취화(embrittle)시키기 때문에, 소결체의 기계적 특성의 열화가 현저하다는 문제가 있었다. However, since Pb has a low melting point of 330 占 폚, it melts in the sintering process, but since Pb does not dissolve in the iron, it is difficult to uniformly disperse Pb in the matrix. Further, since Se and Te embrittle the sintered body, there is a problem that the mechanical properties of the sintered body deteriorate remarkably.

또한, 전술한 공공은, 열전도성이 나쁘기 때문에, 소결체를 가공하면 가공시의 마찰열이 축적되어, 공구의 표면 온도가 오르기 쉬워진다. 그 때문에, 절삭 공구가 손모하기 쉬워져 단수명이 되는 결과, 절삭 가공비가 증대하여, 소결 부품의 제조 비용의 상승을 초래한다는 문제가 발생한다. Furthermore, since the above-mentioned pores are poor in thermal conductivity, when the sintered body is machined, frictional heat is accumulated during machining, and the surface temperature of the tool is likely to rise. As a result, the cutting tool tends to be easily worn and becomes short in number, resulting in an increase in cutting costs and an increase in the manufacturing cost of the sintered part.

이들의 문제에 대하여, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 철분에, 10㎛ 이하의 미세한 황화 망간 분말을 중량％로 0.05∼5％ 혼합한 소결 물체 제조용 철분 혼합물이 기재되어 있다. With respect to these problems, for example, Patent Document 1 describes an iron mixture for producing a sintered body in which 0.05 to 5% by weight of fine manganese sulfide powder of 10 탆 or less is mixed in iron powder.

특허문헌 1에 기재된 기술에 의하면, 큰 치수 변화 및 강도 열화를 수반하는 일 없이, 소결재의 피삭성(절삭성)을 개선할 수 있다고 되어 있다. According to the technique described in Patent Document 1, the machinability (cutting property) of the sintered material can be improved without accompanying a large dimensional change and strength deterioration.

특허문헌 2에는, 철기 분말에 규산 알칼리를 첨가하는 철기 소결체의 제조 방법이 기재되어 있다. Patent Document 2 describes a method for producing an iron-based sintered body in which an alkali silicate is added to an iron base powder.

특허문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 규산 알칼리를 0.1∼1.0중량％ 첨가함으로써, 큰 치수 변화 및 강도 열화를 수반하는 일 없이, 쾌삭성을 개선할 수 있다고 되어 있다. According to the technique described in Patent Document 2, by adding 0.1 to 1.0% by weight of alkali silicate, it is possible to improve free cutting characteristics without involving large dimensional change and strength deterioration.

특허문헌 3에는, 철분을 주체로 하고, 아놀사이트상(相) 및/또는 겔레나이트상을 갖는 평균 입경 50㎛ 이하의 CaO-Al2O3-SiO2계 복합 산화물의 분말(세라믹스 분말)을 0.02∼0.3중량％ 함유하는 분말 야금용 철계 혼합 분말이 기재되어 있다.Patent Document 3 discloses a method of producing powders of CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 composite oxides (ceramics powder) having an average particle diameter of 50 μm or less and having an iron oxide-based phase and / or a gellenite phase 0.02 to 0.3% by weight of the iron-based mixed powder for powder metallurgy.

특허문헌 3에 기재된 기술에 의하면, 절삭시에 가공면에 노출한 세라믹스 분말이 공구 표면에 부착하여 공구 보호막(베라크층(belag layer))을 형성하고, 공구의 재질 열화를 방지하여 절삭성을 개선할 수 있다고 되어 있다. According to the technique described in Patent Document 3, the ceramic powder exposed on the machining surface at the time of cutting adheres to the tool surface to form a tool protecting film (belag layer), thereby preventing deterioration of the material of the tool and improving machinability It can be said.

특허문헌 4에는, 철기 분말과, 합금용 분말과, 절삭성 개선용 분말로서 황화 망간분과 인산 칼슘분 및/또는 하이드록시아파타이트분에 더하여, 윤활제를 혼합하여 이루어지는 철기 혼합분이 기재되어 있다. 여기에서, 황화 망간은 절삭 찌꺼기의 미세화에 유효하게 작용하는 한편, 인산 칼슘분 및 하이드록시아파타이트분은, 절삭시에 공구의 표면에 부착하여 베라크층을 형성하고, 공구 표면의 변질을 방지 또는 억제하는 효과가 있다고 기재되어 있다. Patent Document 4 describes an iron-based mixed powder obtained by mixing a iron powder, an alloy powder, and a cutting power improving powder in addition to a manganese sulfide powder, a calcium phosphate powder and / or a hydroxyapatite powder, and a lubricant. Here, manganese sulfide effectively works to refine cutting debris while the calcium phosphate and hydroxyapatite components adhere to the surface of the tool at the time of cutting to form a berrak layer, and prevent or suppress the deterioration of the tool surface It is described that there is an effect of

즉, 특허문헌 4에 기재된 기술에 의하면, 소결체의 기계적 특성의 열화를 수반하는 일도 없어, 절삭성을 향상할 수 있다고 되어 있다. That is, according to the technique described in Patent Document 4, it is not accompanied by deterioration of the mechanical properties of the sintered body, and cutting performance can be improved.

또한, 특허문헌 5에 의하면, 철 또는 철기 합금에, 황산 바륨 혹은 황화 바륨을, 단독 혹은 합계로 0.3∼3.0중량％ 첨가함으로써 절삭성 등의 기계 가공성을 향상시킬 수 있다고 기재되어 있다. Further, according to Patent Document 5, it is described that machinability such as machinability can be improved by adding barium sulfate or barium sulfate to the iron or iron alloy in an amount of 0.3 to 3.0% by weight, individually or in combination.

일본공개특허공보 소61-147801호Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-147801 일본공개특허공보 소60-145353호Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-145353 일본공개특허공보 평9-279204호Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-279204 일본공개특허공보 2006-89829호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-89829 일본특허공고공보 소46-39564호Japanese Patent Publication No. 46-39564 일본공개특허공보 평04-157138호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 04-157138 일본공개특허공보 2012-144801호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-144801 일본공개특허공보 2001-114509호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-114509

그러나, 특허문헌 1 및 4에 기재된 기술에서는, 황화 망간(MnS)분을 포함하기 때문에, 소결체 외관의 악화의 원인이 됨과 함께, 소결체 중에 잔류한 S 혹은 MnS는, 소결 부품의 발청(rusting)을 촉진하고, 그 내식성을 저하시킨다는 문제가 있다. However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 4, since Mn sulphide is contained, the appearance of the sintered body becomes worse and S or MnS remaining in the sintered body causes rusting of the sintered part There is a problem in that corrosion resistance is lowered.

또한, MnS는, 절삭 속도가 100m/min 이하라는 저속역에서의 절삭성 개선은 우수하기는 하지만, 200m/min 정도의 고속 절삭에서는, 절삭성 개선 효과가 작다는 과제가 있었다. MnS has a problem that the improvement in cutting performance at a low speed range of 100 m / min or less is good, but the cutting effect is small at high speed cutting of about 200 m / min.

또한, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 규산 알칼리가 흡습성이기 때문에 혼합 분말에 고착이 발생하여, 성형 불량을 일으킨다는 문제가 있었다. Further, in the technique described in Patent Document 2, since the alkali silicate is hygroscopic, sticking to the mixed powder occurs, resulting in a problem of defective molding.

또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 분체 특성, 소결체 특성의 저하를 방지하기 위해, 세라믹스 분말 중의 불순물을 적게 하고, 또한 그 입도를 조정한 분말로 할 필요가 있어, 재료 비용이 급등한다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 고속에서의 절삭성 개선은 우수하기는 하지만, 저속에서의 절삭에서는 절삭성 개선 효과가 작다는 과제가 있었다. Further, in the technique described in Patent Document 3, it is necessary to reduce impurities in the ceramics powder and to adjust the particle size thereof in order to prevent deterioration of powder characteristics and sintered body characteristics, there was. In the technique described in Patent Document 3, there is a problem that the improvement in machinability at high speed is excellent, but the effect of improving machinability at low speed is small.

추가로, 특허문헌 3, 4에 기재된 베라크층 형성에 의한 절삭성 개선은, 선삭 가공에서는 절삭 동력 저감에 유효하기는 하지만, 절삭 찌꺼기가 미세화하지 않기 때문에, 드릴 절삭의 경우는, 절삭 찌꺼기의 배제성이 나쁘고, 드릴의 절삭성에는 아직도 문제를 남기고 있었다. Further, improvement in machinability due to the formation of a berrak layer described in Patent Documents 3 and 4 is effective for reduction of cutting power in turning, but since the cutting residue does not become finer, in the case of drilling, And the problem still remains in the machinability of the drill.

또한, 특허문헌 5에 기재된 기술에서는, MnS를 이용한 경우와 동일하게, 200m/min 정도의 고속 절삭에서는, 절삭성 개선 효과가 작다는 과제가 있었다. In addition, in the technique described in Patent Document 5, there is a problem that the machinability improvement effect is small at high speed cutting of about 200 m / min, as in the case of using MnS.

본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제나 과제를 유리하게 해결하고, 우수한 절삭성, 자세하게는, 우수한 선반 절삭성(이하, 선삭성이라고도 함) 및 우수한 드릴 절삭성을 겸비한 소결체를 얻는 것이 가능한, 분말 야금용 혼합분 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명에서는, 우수한 선삭성 및 드릴 가공성을 겸비하는 절삭성이 우수한 철기 분말제 소결체의 제조 방법을 아울러 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sintered body having excellent machinability, in particular excellent lath machinability (hereinafter also referred to as " And a method for producing the same. It is another object of the present invention to provide a method for producing a sintered body made of iron powder excellent in machinability that combines excellent machinability and drilling workability.

발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 소결체의 절삭성에 미치는 각종 요인, 특히 규산 알칼리의 영향에 대해서 예의 연구하였다. 즉, 규산 알칼리의 흡습성을 완화하기 위해, 고온에서의 열처리를 행하는 시험을 실시한 결과, 이 열처리에 의해 얻어진 층 형상으로 결정화한 규산 알칼리는, 현격히 소결체의 절삭성을 개선하는 것을 알 수 있었다. In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have extensively studied the influence of various factors, particularly alkali silicate, on the machinability of the sintered body. That is, in order to alleviate the hygroscopicity of the alkali silicate, a test was conducted in which heat treatment at a high temperature was carried out. As a result, it was found that the alkali silicate crystallized in a layer form obtained by this heat treatment remarkably improves the cutting property of the sintered body.

이 개선 기구(mechanism)에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 예를 들면 특허문헌 6에는, 메타 규산 마그네슘계 광물이나 오르토 규산 마그네슘계 광물은, 벽개성(cleavable)이 있기 때문에 고체 윤활제로서 작용하고, 그 결과, 합금의 쾌삭성, 슬라이딩 특성, 친화성 및 내마모성이 향상한다고 나타나 있으며, 결정질 층 형상 규산 알칼리도 동일한 기구를 갖고 있는 것은 아닌지 생각하고 있다. With respect to this improvement mechanism, although not clarified to date, for example, Patent Document 6 discloses that the magnesium metasilicate-based mineral or magnesium orthosilicate-based mineral has a cleavable property, so that the solid lubricant As a result, it has been shown that the free cutting property, sliding property, affinity and wear resistance of the alloy are improved, and it is considered whether or not the crystalline layer type silicate alkali has the same mechanism.

추가로, 발명자들은, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 절삭성 개선 효과가, 메타 규산 마그네슘계 광물이나 오르토 규산 마그네슘보다 우수하고, 비교적 저속까지 절삭성 개선 효과가 있어, 저속에서 고속까지의 광범위에 있어서 절삭성 개선 효과가 인정되는 것도 아울러 지득했다. Further, the inventors of the present invention found that the machinability improvement effect of the crystalline layer-shaped alkali silicate is superior to magnesium metasilicate-based minerals and magnesium orthosilicate and has an improvement in machinability to a relatively low speed, I also recognized that it was recognized.

이 추가 개선 기구에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, MnS 등에서는, 저왜곡 전단 속도 변형하에 있어서의 전단역의 연성 파괴를 조장하는 작용이 보고되어 있는 점에서, 동일한 기구가 더욱 유리하게 작용하고 있는 것으로 추정된다. With respect to this additional improvement mechanism, though not clarified so far, MnS and the like have reported an action of promoting ductile fracture of the transverse section under the low strain shear rate deformation, It is estimated that the

이상 얻어진 인식으로부터, 발명자들은, 결정질 층 형상 규산 알칼리는, 선반에서의 절삭성(선삭성)과 드릴에 의한 절삭성(드릴 절삭성)이라는 상이한 요건이 요구되는 절삭성을 동시에 향상시킬 수 있는 것을 구명했다. From the above obtained recognition, the inventors have found that the crystalline layer-shaped alkali silicate can simultaneously improve machinability, which requires different requirements such as machinability (latheability) on the lathe and machinability (drillability) with drill.

또한, 발명자들은, 절삭성 개선용 분말(첨가재)로서, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 더하여 추가로, 적어도 SiO2 및 MgO 중에서 선택한 1종을 포함하는 분말을 더함으로써, 저속에서의 선삭성을 한층 개선할 수 있는 것을 발견했다.Further, the inventors have further found that the addition of a powder containing at least one selected from SiO 2 and MgO as a powder for improving machinability (additive) in addition to the crystalline layer-shaped alkali silicate further improves the turning performance at low speed I found that I could.

상기 소결체가 상승적으로 절삭성을 개선하는 기구에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다. Although the mechanism for improving the machinability of the sintered body synergistically has not been clarified to date, the inventors consider the following.

특허문헌 7에 개시된 기재에 의하면, SiO2 및 MgO 중에서 선택한 1종을 포함하는 분말을 더하면, 소결 처리시, 소결체의 기지상 중에 연질상과 경질상을 동시에 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 본 발명과 같이, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 SiO2 및 MgO 중에서 선택한 1종을 포함하는 분말을 더하면, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 고체 윤활재로서의 기능이 한층 현재화(apparent)하여, 연질 금속 화합물상이 공구에 작용하는 항력을 저하시킨다. 그 결과, 공구의 마모, 변형 혹은 균열의 발생을 억제하는 기능이나, 경질 금속 화합물상에 의한 절삭 찌꺼기 내부에 있어서의 균열 발생의 촉진을 유발하고, 드릴 천공시의 절삭 찌꺼기 배출성이 한층 향상하는 것으로 생각된다. According to the description disclosed in Patent Document 7, when a powder containing one selected from SiO 2 and MgO is added, the soft phase and the hard phase can be simultaneously dispersed in the matrix of the sintered body during the sintering treatment. Therefore, when a powder containing one selected from the group consisting of SiO 2 and MgO is added to the crystalline silicate of crystalline layer as in the present invention, the function as a solid lubricant of a crystalline silicate of crystalline silicate becomes more apparent, The compound phase lowers the drag acting on the tool. As a result, it is possible to suppress the occurrence of wear, deformation, or cracking of the tool, and to accelerate the occurrence of cracks in the cutting debris caused by the hard metal compound phase and to further improve the dischargeability of cutting residue at drilling .

즉, 발명자들은 특허문헌 7에 기재된 첨가재에 대하여, 결정질 층 형상 규산 알칼리를 첨가함으로써, 드릴 가공에 있어서 절삭성 개선의 상승 효과가 얻어지는 것을 발견했다. That is, the inventors found that a synergistic effect of improvement in machinability in drilling is obtained by adding crystalline silicate alkali silicate to the additive described in Patent Document 7.

또한, 발명자들은, 절삭성 개선용 분말(첨가재)로서, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 더하여, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을 포함하는 분말을 더함으로써, 저속에서의 선삭성을 한층 개선할 수 있는 것을 발견했다. Further, the inventors have found that the addition of a powder containing at least one selected from the group consisting of alkali metal sulfates and alkali earth metal sulfates in addition to the crystalline layer-like silicate alkali as a powder for cutting performance improvement (additive) I found that I could make further improvements.

상기 소결체가 상승적으로 절삭성을 개선하는 기구에 대해서, 현재까지로서는 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 발명자들은 다음과 같이 생각하고 있다. Although the mechanism for improving the machinability of the sintered body synergistically has not been clarified to date, the inventors consider the following.

특허문헌 5에 개시된 기재에 의하면, BaSO4는 모든 금속과 용해 혹은 고용하지 않고, 또한 연질이며, 이것이 결정 입계 및 입내에 산재하고 있어, 절삭시의 절결 효과를 발현함으로써, 절삭 저항을 낮추어 피삭성을 개선할 수 있다. According to the description disclosed in Patent Document 5, BaSO 4 does not dissolve or solidify with all the metals, is soft and disperses in crystal grain boundaries and in the mouth, and exhibits a cutting effect at the time of cutting, thereby lowering the cutting resistance, Can be improved.

그 때문에, 본 발명과 같이, 결정질 층 형상 규산 알칼리에 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을 포함하는 분말을 더하면, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 고체 윤활재로서의 기능이 한층 현재화하여, 연질 화합물상이 공구에 작용하는 항력을 저하시키기 때문에, 공구의 마모, 변형 또는 균열의 발생을 억제하는 기능이 한층 향상하는 것으로 생각된다. Therefore, when a powder containing at least one selected from an alkali metal sulfate or an alkali earth metal sulfate is added to the crystalline silicate of crystalline layer as in the present invention, the function as a solid lubricant of crystalline silicate alkali is further improved , It is considered that the function of suppressing the occurrence of wear, deformation or cracking of the tool is further improved because the soft compound phase lowers the drag force acting on the tool.

즉, 발명자들은, 특허문헌 5에 기재된 첨가재에 대하여, 결정질 층 형상 규산 알칼리를 첨가함으로써, 드릴 가공을 포함하는, 저속에 있어서의 절삭성 개선의 상승 효과가 얻어지는 것을 신규로 발견했다. That is, the inventors newly found that a synergistic effect of improvement in machinability at low speed, including drilling, can be obtained by adding crystalline silicate alkali silicate to the additive described in Patent Document 5.

본 발명은, 이러한 인식에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다. The present invention has been completed on the basis of this recognition, with further examination. That is, the structure of the present invention is as follows.

1. 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합하여 이루어지는 분말 야금용 혼합분으로서, 1. A powder metallurgical mixture obtained by mixing an iron powder, an alloy powder, a machinability improving powder and a lubricant,

상기 절삭성 개선용 분말이, 400∼1100℃의 범위로 가열 처리한 결정질 층 형상 규산 알칼리이며, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량이, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위인 분말 야금용 혼합분. Wherein the cutting property improving powder is a crystalline layer-like silicate alkali which is heat-treated at a temperature in the range of 400 to 1100 DEG C and the blending amount of the cutting property improving powder is in the range of the total amount of the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder By mass%, of powder mixture for powder metallurgy in the range of 0.01 to 1.0%.

2. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말(granulated slag powder), 수비 점토 분말(levigated clay powder), 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 1에 기재된 분말 야금용 혼합분. 2. The cutting property improving powder according to claim 1, further comprising at least one of an enstatite powder, a talc powder, a kaolin powder, a mica powder, a granulated slag powder, a levigated clay powder, a magnesium oxide (MgO) , And the mixed powder of silica (SiO 2 ) and magnesium oxide (MgO) is contained in an amount of 10 to 80 mass% with respect to the blending amount of the cutting property improving powder, for powder metallurgy Mixed minutes.

3. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 2에 기재된 분말 야금용 혼합분. 3. The powder metallurgical mixture according to 2 above, wherein the cutting property improving powder further contains an alkali metal salt powder in an amount of 10 to 80 mass% with respect to the blending amount of the cutting property improving powder.

4. 상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 상기 3에 기재된 분말 야금용 혼합분. 4. The powder metallurgical mixture as described in 3 above, wherein the alkali metal salt powder is one or two selected from an alkali carbonate powder and an alkali metal soap.

5. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분. 5. The powder metallurgical mixture according to any one of 1 to 4, wherein the cutting property improving powder further comprises calcium fluoride powder.

6. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분. 6. The powder metallurgical mixture according to any one of 1 to 5, wherein the machinability improving powder further comprises one or two selected from a metal boride powder and a metal nitride powder.

7. 상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 상기 6에 기재된 분말 야금용 혼합분. 7. The method according to 6 above, wherein the metal boride powder is at least one selected from TiB 2 , ZrB 2 and NbB 2 and the metal nitride powder is at least one selected from TiN, AlN and Si 3 N 4 Mixed powder for powder metallurgy as described.

8. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분. 8. The cutting property improving powder according to any one of the above 1 to 7, wherein the at least one selected from the group consisting of alkali metal sulfates and alkaline earth metal sulfates is contained in an amount of 10 to 80 mass% 7. A powder metallurgical mixture according to claim 1,

9. 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 배합한 후, 혼합하여 혼합분으로 하는 상기 1∼8 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법으로서, 9. A process for producing a powder mixture for powder metallurgy as described in any one of 1 to 8 above, wherein iron powder, alloy powder, machinability improving powder and lubricant are mixed and then mixed to form a mixed powder,

상기 절삭성 개선용 분말을, 400℃ 내지 1100℃로 가열 처리된 결정질 층 형상 규산 알칼리로 하고, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량을, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로 0.01∼1.0％로 하고, 추가로, Wherein the cutting property improving powder is a crystalline layer shaped alkali silicate which has been heat treated at 400 to 1100 DEG C and the blending amount of the cutting property improving powder is adjusted to a total amount of the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder By mass to 0.01% by mass to 1.0% by mass,

상기 혼합을, 철기 분말과 합금용 분말에 대하여, 1차 혼합재로서 절삭성 개선용 분말의 일부 또는 전부와 윤활제의 일부를 첨가하여 가열하고, 당해 윤활제 중 적어도 1종의 윤활제를 용융시키면서 혼합하고, 이어서 냉각하여 고화시키는 1차 혼합과, The above mixing is performed by adding a part or all of the cutting property improving powder and a part of the lubricant to the iron powder and the alloy powder as the primary mixed material and heating and mixing at least one kind of the lubricant in the lubricant while melting them, A primary mixture which is cooled and solidified,

상기 절삭성 개선용 분말 및 윤활제의 나머지 분말을, 2차 혼합재로서 추가로 첨가하여 혼합하는 2차 혼합에 의해 행하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. Wherein the powder for machinability improvement and the remaining powder of the lubricant are further added and mixed as a secondary mixed material.

10. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말, 수비 점토 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 9에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 10. as the machinability improving powder added for, Enschede tight foundation powder, talc powder, kaolin powder, mica powder, the powder slag materials, defense clay powder, magnesium oxide (MgO) powder and a silica (SiO 2) and magnesium oxide ( MgO) in the range of 10 to 80% by mass with respect to the blending amount of the cutting property improving powder.

11. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 10에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 11. The method of producing a powder mixture for powder metallurgy as described in 10 above, wherein the cutting property improving powder further contains an alkali metal salt powder in an amount of 10 to 80 mass% with respect to the blending amount of the cutting property improving powder.

12. 상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 상기 11에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 12. The method for producing a powder mixture for powder metallurgy as described in 11 above, wherein the alkali metal salt powder is one or two selected from an alkali carbonate powder and an alkali metal soap.

13. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 상기 9 내지 12 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 13. A method for producing a powder mixture for powder metallurgy as described in any one of 9 to 12 above, wherein the cutting property improving powder further comprises calcium fluoride powder.

14. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 상기 9 내지 13 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 14. The method for producing a powder mixture for powder metallurgy according to any one of 9 to 13 above, wherein the machinability improving powder further comprises one or two selected from a metal boride powder and a metal nitride powder.

15. 상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 상기 14에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 15. The method according to 14 above, wherein the metal boride powder is at least one selected from TiB 2 , ZrB 2 and NbB 2 , and the metal nitride powder is at least one selected from TiN, AlN and Si 3 N 4 A method for producing a powdered metallurgical mixture according to claim 1.

16. 상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 상기 9 내지 15 중 어느 하나에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 16. The cutting property improving powder according to any one of the above 9 to 11, wherein the at least one selected from the group consisting of alkali metal sulfates and alkaline earth metal sulfates is contained in an amount of 10 to 80 mass% Wherein the powdery metallurgical mixture is a powdery metallurgical mixture.

17. 상기 9 내지 16 중 어느 하나에 기재된 제조 방법으로 제조된 분말 야금용 혼합분을, 금형에 충전한 후 압축 성형하여 성형체로 하고, 당해 성형체에 소결 처리를 행하여 소결체로 하는 철기 분말제 소결체의 제조 방법. 17. A powder metallurgy mixed powder produced by the production method described in any one of 9 to 16 above, which is filled in a metal mold and compression-molded to form a sintered body, and a sintered body made of an iron- Gt;

본 발명에 의하면, 우수한 선삭성과, 우수한 드릴 절삭성을 겸비하는 절삭성이 우수한 소결체를 염가로 제조할 수 있기 때문에, 금속 소결 부품의 제조 비용을 현저하게 저감하고, 산업상 현격한 효과를 갖는다. 특히, 저속에서 고속까지의 광범위의 절삭 조건으로 절삭이 가능하기 때문에, 드릴과 같이 중심부와 주단부(peripheral portion)에서 절삭 속도가 바뀌는 가공에 그 효과를 현저하게 발휘한다. According to the present invention, it is possible to inexpensively produce a sintered body having excellent machinability and excellent cutting performance, and thus the production cost of the metal sintered part is remarkably reduced, and the industrial effect is remarkable. Particularly, since cutting is possible in a wide range of cutting conditions from low speed to high speed, the effect is remarkably exerted on the machining in which the cutting speed is changed in the center portion and the peripheral portion like a drill.

또한, 본 발명에 의하면, 성형시에는, 압분 밀도의 저하나, 발출력의 증대를 초래하는 일 없이 성형할 수 있다는 효과도 있다. Further, according to the present invention, molding can be effected at the time of molding without reducing the density of the paper dust or increasing the output of the paper.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

우선, 본 발명의 분말 야금용 혼합분에 대해서 설명한다. First, the powder mixture for powder metallization of the present invention will be described.

본 발명의 분말 야금용 혼합분은, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합하여 이루어지는 혼합분이다. The powder mixture for powder metallurgy according to the present invention is a mixture obtained by mixing iron powder, alloy powder, machinability improving powder and lubricant.

본 발명에 이용하는 철기 분말로서는, 아토마이즈 철분 및 환원 철분 등의 순철분, 합금 원소를 미리 합금화(pre-alloy)한 예합금 강분(완전 합금화 강분), 혹은 철분에 합금 원소가 부분 확산하여 합금화된 부분 확산 합금화 강분, 혹은 예합금화 강분(완전 합금화 강분)에 추가로 합금 원소를 부분 확산시킨 하이브리드 강분 등의 철기 분말을 모두 적용할 수 있다. 또한, 철기 분말로서는, 상기한 철기 분말에 더하여 추가로 합금용 분말 및, 윤활제를 혼합한 철기 분말 혼합분을 이용해도 좋다. Examples of the iron powder to be used in the present invention include pure iron such as atomized iron powder and reduced iron powder, alloys such as pure iron of precious metal alloys, prealloyed alloying elements (fully alloyed steel powder), or alloying elements It is possible to apply all of the iron powder such as partially diffused alloyed steel powder or hybrid steel powder obtained by partially diffusing alloying elements in addition to alloying steel powder (fully alloyed steel powder). As the iron base powder, in addition to the iron base powder described above, an alloy powder and a mixture of an iron base powder and a lubricant may be used.

다른 한편, 본 발명에 이용하는 합금용 분말로서는, 흑연 분말, Cu(동분말) 분, Mo분, Ni분 등의 비(非)철금속 분말, 아산화 동분말 등이 예시되고, 소망하는 소결체 특성에 따라서 선택하여 혼합한다. 이들의 합금용 분말을, 철기 분말에 혼합시킴으로써 소결체의 강도를 상승시킬 수 있고, 소망하는 소결 부품 강도를 확보할 수 있다. 또한, 합금용 분말의 배합량은, 소망하는 소결체 강도에 따라서, 금속 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.1∼10％의 범위로 한다. 합금용 분말의 배합량이, 0.1질량％ 미만에서는, 소망하는 소결체 강도를 확보할 수 없게 되는 한편으로, 10질량％를 초과하여 첨가하면, 소결체의 치수 정밀도가 저하하기 때문이다. On the other hand, non-ferrous metal powders such as graphite powder, Cu (copper powder) powder, Mo powder and Ni powder, and suboxillous copper powder are exemplified as the alloying powder to be used in the present invention. Therefore, they are selected and mixed. By mixing these alloying powders with iron powder, the strength of the sintered body can be increased and the strength of the desired sintered part can be ensured. The blending amount of the alloy powder is set in the range of 0.1 to 10% by mass with respect to the total amount of the metal powder, the alloy powder and the cutting property improving powder according to the desired sintered body strength. If the blending amount of the alloy powder is less than 0.1 mass%, the desired sintered body strength can not be secured, while if it exceeds 10 mass%, the dimensional accuracy of the sintered body is lowered.

또한, 본 발명에서는, 절삭성 개선용 분말로서, 400∼1100℃로 가열 처리된 결정질 층 형상 규산 알칼리를 이용한다. 여기에서 규산 알칼리로서는, 규산 나트륨, 규산 칼륨 및 규산 리튬 등을 이용할 수 있다. 이들은 수용성이기 때문에, 그대로 혼합분에 첨가하면, 흡습에 의해, 혼합 분말의 분말 간에 고착이 발생하고, 분말의 유동성이 악화되어, 성형 불량이 발생해 버린다. In the present invention, a crystalline layer-shaped alkali silicate which has been heat-treated at 400 to 1100 占 폚 is used as the cutting powder for improving machinability. Examples of the alkali silicate include sodium silicate, potassium silicate and lithium silicate. Since these are water-soluble, if they are directly added to a mixed powder, moisture absorption causes sticking between powders of the mixed powder and the fluidity of the powder is deteriorated, resulting in defective molding.

그 때문에, 본 발명에서는, 규산 알칼리에 가열 처리를 행하여, 표면의 실라놀기를 감소시켜, 물과의 결합성을 저하시킨다. 이때의 가열 온도로서는, 400∼1100℃로 하는 것이 중요하지만, 400℃ 미만의 경우에는 흡습성의 저감 효과가 충분하지 않고, 1100℃를 상회하는 경우에는 처리 비용의 관점에서 합리적이지 않기 때문이다. Therefore, in the present invention, the silicate alkali is subjected to a heat treatment to reduce silanol groups on the surface to lower the bonding property with water. It is important to set the heating temperature at 400 to 1100 deg. C at this time, but if the temperature is lower than 400 deg. C, the effect of reducing the hygroscopicity is not sufficient. If the heating temperature exceeds 1100 deg.

또한, 이 가열 처리시에, 규산 알칼리는 결정화하고, 층 형상 구조를 갖게 되지만, 이들의 구조는 X선 회절 등의 분석 수단에 의해 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에서 이용되는 결정질 층 형상 규산 알칼리는, 결정질 알칼리 금속 층 형상 규산염의 일종이다. 이 결정질 알칼리 금속 층 형상 규산염은, 세제에 배합되면 세정력을 현저하게 증강하는 물질인 세제 빌더로서 공지이며, 특허문헌 8에 상세하게 개시되어 있다. In this heat treatment, the alkali silicate crystallizes and has a layered structure, but these structures can be confirmed by analytical means such as X-ray diffraction. Further, the crystalline silicate alkali silicate used in the present invention is a kind of crystalline alkali metal silicate. This crystalline alkali metal layer-like silicate is known as a detergent builder which is a substance that significantly increases the detergency when mixed with a detergent, and is disclosed in detail in Patent Document 8.

또한, 본 발명에서는, 혼합분을 성형체로 하고 나서 소결할 때에, 결정질 층 형상 규산 알칼리와 함께 이용되는 절삭성 개선용 분말로서, 소결체의 기지상 중에 기지상의 평균 경도보다도 낮은 경도의 연질 입자(연질상)이고, 또한 저융점에서 비정질상을 형성할 수 있는 연질 금속 화합물 분말을 첨가하는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, as a cutting powder for use in combination with a crystalline layer-like alkali silicate at the time of sintering after a mixture is formed into a compact, soft particles (soft phase) having a hardness lower than the average hardness of the base in the matrix phase of the sintered body, , And it is preferable to add a soft metal compound powder capable of forming an amorphous phase at a low melting point.

구체적으로는, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말, 수비 점토 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택된 적어도 1종이다. Concretely, in the case of a mixed powder of an enstatite powder, talc powder, kaolin powder, mica powder, water chain slag powder, deficient clay powder, magnesium oxide (MgO) powder and silica (SiO 2 ) and magnesium oxide (MgO) At least one selected.

절삭성 개선용 분말로서 혼합분에 첨가하는, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말 등의 연질 광물은 모두, 적어도 Si, Mg, O(SiO2, MgO)를 함유하는 금속 화합물이며, 또는 수쇄 슬래그 분말은, CaO-SiO2-Al2O3, MgO-Al2O3-SiO2 등의 성분계로 대표되는 탈산 생성물이다. Si, Mg, O를 함유하는 화합물인 이들 분말은, 모두, 혼합분을 성형한 압분체를 소결할 때에, 저융점의 비정질상을 형성하여, 소결체의 기지상 중에 연질 금속 화합물상으로서 분산할 수 있다. 또한, 소결시에 형성되는 저융점의 비정질상은, SiO2-MgO계 비정질상이다. The soft minerals such as enstatite powder, talc powder, kaolin powder, and mica powder, which are added to the mixed powder as the cutting property improving powder, are all metal compounds containing at least Si, Mg, O (SiO 2 , MgO) Or the water-chain slag powder is a deoxidation product represented by a component system such as CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 , MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 and the like. These powders, which are compounds containing Si, Mg and O, can be dispersed as a soft metal compound phase in the matrix phase of the sintered body by forming an amorphous phase having a low melting point when sintering the green compact in which the mixed powder is formed. The amorphous phase having a low melting point which is formed at the time of sintering is an SiO 2 -MgO amorphous phase.

또한, 절삭성 개선용 분말로서, 수비 점토 분말이나, 산화 마그네슘(MgO) 분말, 나아가서는, 엔스터타이트 분말 등과 동일하게 Si, Mg, O를 포함하는, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 1종 이상을 이용해도 좋다. 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말은, 혼합분을 성형한 압분체를 소결할 때에, 동일하게 저융점의 비정질상(비정질 입자)을 형성할 수 있다. 또한, 혼합비는, 질량비로 SiO2：MgO가, 1:2∼3:1의 범위로 하는 것이 바람직하다. Further, as a powder for machinability improvement, defense clay powder, or magnesium oxide (MgO) powder, and further, Enschede emitter, silica same as Powders to include Si, Mg, O (SiO 2) and magnesium oxide (MgO) May be used. A mixed powder of silica (SiO 2 ) and magnesium oxide (MgO) can form an amorphous phase (amorphous particle) having a low melting point when sintering a green compact obtained by molding a mixed powder. The mixing ratio of SiO 2 : MgO is preferably in the range of 1: 2 to 3: 1 by mass ratio.

본 발명에서는, 절삭성 개선용 분말로서, 추가로 알칼리 금속염 분말을 더하는 것이 바람직하다. SiO2, MgO로 이루어지는 엔스터타이트 분말 등의 분말에, 추가로 알칼리 금속염 분말을 더함으로써, 압분체 소결시의 저융점 비정질상의 형성이 보다 촉진되기 때문이다. In the present invention, it is preferable to further add an alkali metal salt powder as a cutting property improving powder. This is because addition of an alkali metal salt powder to powders such as SiO 2 and MgO powders further promotes the formation of a low melting point amorphous phase during sintering of the green compact.

알칼리 금속염은, 소결시에 단독으로, 혹은 철기 분말 표면의 산화 철과 반응하여, 저융점의 플럭스를 형성할 뿐만 아니라, 그 플럭스 중에, 혼합분 중에 포함되는 SiO2, MgO 등의 다른 산화물이 용융하고, SiO2-MgO-알칼리 금속 산화물계 비정질상을 형성하여, 연질상으로서 소결체의 기지상 중에 분산한다. The alkali metal salt not only reacts with iron oxide on the surface of the iron powder at the time of sintering to form a flux having a low melting point but also other oxides such as SiO 2 and MgO contained in the flux are melted To form an SiO 2 -MgO-alkali metal oxide amorphous phase and disperse in the matrix phase of the sintered body as a soft phase.

또한, 알칼리 금속염으로서는, 알칼리 탄산염, 알칼리 금속 비누를 예시할 수 있고, 그들 분말 중 어느 것, 혹은 그들을 복합하여 함유해도 좋다. 또한, 알칼리 금속 비누를 이용한 경우에는, 금속 비누에 의한 윤활 효과에 의해 분말 성형시에 압분체의 밀도가 향상한다는 이점도 있다. Examples of the alkali metal salts include alkali carbonates and alkali metal soaps, and any of these powders or a combination thereof may be contained. Further, when an alkali metal soap is used, there is an advantage that the density of the green compact is improved at the time of powder molding owing to the lubrication effect of the metal soap.

이상 서술한, SiO2 및/또는 MgO를 포함하는 분말, 또는 알칼리 금속염 분말의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 10∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 10질량％ 미만에서는, 상기한 상승 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합에서는 저속에서의 절삭성 개선 효과가 저하하기 때문이다. The blending amount of the powder containing SiO 2 and / or MgO or the alkali metal salt powder described above is preferably in the range of 10 to 80% by mass with respect to the total amount of the cutting property improving powder. When the blending amount is less than 10% by mass, the above-mentioned synergistic effect can not be expected. On the other hand, when the blending amount exceeds 80% by mass, the cutting property improving effect at low speed is lowered.

본 발명에서는, 추가로 불화 칼슘 분말을 포함해도 좋다. 또한, 불화 칼슘 분말의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 20∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 20질량％ 미만에서는, 소망하는 절삭성 개선 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합은 소결체의 기계적 강도가 저하하기 때문이다. In the present invention, calcium fluoride powder may be further included. The blending amount of the calcium fluoride powder is preferably in the range of 20 to 80% by mass with respect to the total amount of the cutting property improving powder. When the blending amount is less than 20 mass%, the desired cutting-improving effect can not be expected, whereas when the blending amount exceeds 80 mass%, the mechanical strength of the sintered body is lowered.

또한, 경질 입자가 되는 분말로서는, 금속 붕화물 분말 및/또는 금속 질화물 분말을 들 수 있다. 그리고, 금속 붕화물 분말로서는, TiB2 분말, ZrB2 분말, NbB2 분말을 예시할 수 있고, 그 중에서도 NbB2 분말이 바람직하다. 또한, 금속 질화물 분말로서는, TiN 분말, AlN 분말, Si3N4 분말을 예시할 수 있고, 특히 Si3N4 분말이 바람직하다. Examples of the powder that becomes hard particles include metal boride powder and / or metal nitride powder. Examples of the metal boride powder include TiB 2 powder, ZrB 2 powder and NbB 2 powder, and among them, NbB 2 powder is preferable. Examples of the metal nitride powder include TiN powder, AlN powder and Si 3 N 4 powder, and Si 3 N 4 powder is particularly preferable.

또한, 금속 붕화물 분말 및/또는 금속 질화물 분말의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 10∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 10질량％ 미만에서는, 소망하는 절삭성 개선 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합은 분말의 압축성이나 소결체 강도가 저하하기 때문이다. The blending amount of the metal boride powder and / or the metal nitride powder is preferably in the range of 10 to 80% by mass with respect to the total amount of the cutting property improving powder. If the blending amount is less than 10% by mass, desired cutting improving effect can not be expected, while if it exceeds 80% by mass, the compressibility of the powder and the strength of the sintered body decrease.

또한, 본 발명에서는, 혼합분을 성형체로 하고 나서 소결할 때에, 결정질 층 형상 규산 알칼리와 함께 이용되는 절삭성 개선용 분말로서, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을 첨가할 수 있다. Further, in the present invention, at least one selected from a sulphate of an alkali metal or a sulphate of an alkali earth metal may be added as a powder for improving machinability to be used together with a crystalline silicate of a crystalline layer at the time of sintering after the mixture is formed into a compact have.

구체적으로는, 황산 나트륨이나 황산 리튬 등, 알칼리 금속 황산염이나 황산 칼슘, 황산 마그네슘, 황산 바륨이나 황산 스트론튬 등의 알칼리 토금속 황산염 중에서 선택한 적어도 1종이다. Specifically, it is at least one selected from among alkali metal sulfates such as sodium sulfate and lithium sulfate, and alkaline earth metal sulfates such as calcium sulfate, magnesium sulfate, barium sulfate and strontium sulfate.

이들은 모두 연질 물질이며, 모든 금속과 용해 혹은 고용하지 않고, 결정 입계 및 입내에 산재하고 있으며, 절삭시의 절결 효과를 발현하고, 절삭 저항을 내려 피삭성을 개선할 때, 결정질 층 형상 규산 알칼리의 고체 윤활재로서의 기능이 한층 현재화하여, 연질 화합물상이 공구에 작용하는 항력을 저하시키기 때문에, 공구의 마모, 변형 혹은 균열의 발생을 억제하는 기능이 한층 향상한다. These are all soft materials and do not dissolve or solidify with all the metals. They scatter in the grain boundaries and in the mouth, manifest the cutting effect at the time of cutting, lower the cutting resistance and improve the machinability, The function as the solid lubricant becomes more current, and the soft compound phase lowers the drag force acting on the tool, so that the function of suppressing the occurrence of wear, deformation or cracking of the tool is further improved.

또한, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염의 배합량은, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 10∼80％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 10질량％ 미만에서는, 소망하는 절삭성 개선 효과를 기대할 수 없는 한편으로, 80질량％를 초과하는 배합은 분말의 압축성이나 소결체 강도가 저하하기 때문이다. The blending amount of the alkali metal sulfate or the alkaline earth metal sulfate is preferably in the range of 10 to 80% by mass with respect to the total amount of the cutting property improving powder. If the blending amount is less than 10% by mass, desired cutting improving effect can not be expected, while if it exceeds 80% by mass, the compressibility of the powder and the strength of the sintered body decrease.

이상 서술해 온 본 발명에 따른 혼합분의 절삭성 개선용 분말의 배합량은, 철기 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위로 할 필요가 있다. 배합량이, 0.01질량％ 미만에서는, 절삭성 개선 효과가 불충분해지는 한편으로, 1.0질량％를 초과하여 배합하면, 압분체 밀도가 저하하고, 그 성형체를 소결하여 얻은 소결체의 기계적 강도가 저하하기 때문이다. 이 때문에, 혼합분에 있어서의 절삭성 개선용 분말의 배합량은, 철기 분말, 합금용 분말 및 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위에 한정한다. The mixing amount of the powder for improving machinability of the mixed powder according to the present invention described above needs to be in the range of 0.01 to 1.0% by mass with respect to the total amount of the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder. When the blending amount is less than 0.01% by mass, the machinability improving effect becomes insufficient, while when the blending amount exceeds 1.0% by mass, the green compact density is lowered and the mechanical strength of the sintered body obtained by sintering the formed body is lowered. For this reason, the blending amount of the powder for improving machinability in the mixed powder is limited to the range of 0.01 to 1.0% by mass with respect to the total amount of the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder.

본 발명에 따른 혼합분에는, 상기한 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말에 더하여, 적정량의 윤활제를 배합한다. 배합되는 윤활제로서는, 스테아르산 아연, 스테아르산 리튬 등의 금속 비누, 혹은 올레산 등의 카본산, 스테아르산 아미드, 스테아르산 비스아미드, 에틸렌비스스테아로아미드 등의, 아미드 왁스가 바람직하다. 윤활제의 배합량은, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않지만, 소위 외 첨가량으로서, 금속 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말의 합계량 100질량％에 대하여, 0.1∼1.0질량％―외할(outer percentage)로 하는 것이 바람직하다. 윤활제의 배합량이, 0.1질량％―외할에 충족하지 않으면, 금형과의 마찰이 증가하여 인출력이 증대하여 금형 수명이 저하하는 한편으로, 1.0질량％―외할을 초과하여 다량이 되면, 성형 밀도가 저하하여 소결체 밀도가 낮아져 버리기 때문이다.In the mixed powder according to the present invention, an appropriate amount of a lubricant is added in addition to the iron powder, the alloy powder, and the cutting property improving powder. As the lubricant to be compounded, amide waxes such as metal soap such as zinc stearate and lithium stearate, carbonic acid such as oleic acid, stearic acid amide, stearic acid bisamide, and ethylene bis stearoamide are preferable. The amount of the lubricant to be blended is not particularly limited in the present invention, but it is preferably in the range of 0.1 to 1.0 mass% - an outer percentage of 100 mass% of the total amount of the metal powder, alloy powder and cutting property improving powder . If the compounding amount of the lubricant is less than 0.1% by mass, the friction with the mold increases to increase the drawing force, thereby decreasing the life of the mold. On the other hand, when the amount exceeds 1.0% by mass, And the density of the sintered body is lowered.

다음으로, 본 발명에 따른 혼합분을 얻는 데에 바람직한 제조 방법에 대해서 설명한다. Next, a preferred production method for obtaining the mixed powder according to the present invention will be described.

철기 분말에 대하여, 합금용 분말 및, 상기한 종류나 배합량의 분말로 이루어지는 절삭성 개선용 분말, 나아가서는 윤활제를, 각각 소정량 배합하고, 통상 공지의 혼합기를 이용하여, 1회로, 혹은 2회 이상으로 나누어 혼합하고, 혼합분(철기 혼합분)으로 하는 것이 바람직하다. 상기한 절삭성 개선용 분말은, 반드시 전량(全量)을 한번에 혼합할 필요는 없고, 일부만을 배합하여 혼합(1차 혼합)을 행한 후, 잔부(2차 혼합재)를 배합하여 혼합(2차 혼합)할 수도 있다. 또한, 윤활제는, 2회로 나누어 배합하는 것이 바람직하다. Iron powder is mixed with a predetermined amount of a powder for alloying and a powder for improving machinability comprising the powder of the above-described kind and amount of blending, and further a lubricant is added to the iron powder in one cycle or two or more times , And it is preferable to make the mixture (iron mixture). It is not always necessary to mix the whole amount of the cutting powder at once, but only a part of them is mixed and mixed (primary mixing), and then the remaining part (secondary mixing material) is mixed and mixed (secondary mixing) You may. It is preferable that the lubricant is divided into two parts.

또한, 철기 분말의 일부 또는 전부에 대하여, 합금용 분말 및/또는 절삭성 개선용 분말의 일부 또는 전부를 결합재에 의해 표면에 고착시키는 편석 방지 처리를 행한 철기 분말을 이용해도 좋다. 여기에서, 편석 방지 처리로서는, 일본특허공보 제3004800호에 기재된 편석 방지 처리를 이용할 수 있다. It is also possible to use an iron powder which has been subjected to an anti-segregation treatment for fixing a part or all of the iron powder and / or the cutting powder for improvement to a part or all of the iron powder by a binder. Here, segregation prevention treatment described in Japanese Patent Publication No. 3004800 can be used as the segregation prevention treatment.

본 발명에서는, 혼합분에 배합한 여러 가지의 윤활제의 융점의 최저 온도 이상으로 가열함으로써, 상기 윤활제 중 적어도 1종류의 윤활제를 용융시켜 1차 혼합한 후, 냉각하여 고화시키고, 이어서, 절삭성 개선용 분말과 윤활제의 나머지 분말로 이루어지는 2차 혼합재를 첨가하여 2차 혼합을 할 수 있다. In the present invention, at least one kind of the lubricant among the lubricants is melted and firstly mixed by heating the mixture at a temperature not lower than the lowest temperature of the melting points of the various lubricants incorporated in the mixture, and then cooled and solidified. Secondary mixing can be performed by adding a secondary mixture composed of the powder and the remaining powder of the lubricant.

또한, 혼합 수단으로서는, 특별히 제한은 없고, 종래 공지의 혼합기의 어느 것이라도 사용할 수 있다. 또한, 가열이 용이한, 고속 저부 교반식 혼합기, 경사 회전 팬형 혼합기, 회전 괭이(rotating hoe)형 혼합기 및 원추 유성 스크류형 혼합기 등은 특히 유리하게 적합하다. In addition, the mixing means is not particularly limited, and any of conventionally known mixing devices can be used. Also, a high-speed bottom stirring type mixer, a warp rotating fan type mixer, a rotating hoe type mixer and a conical oil type screw type mixer which are easily heated are particularly advantageously suitable.

다음으로, 상기한 제조 방법으로 얻어지는 분말 야금용 혼합분을 이용한 소결체의 바람직한 제조 방법에 대해서 설명한다. Next, a preferable production method of the sintered body using the powder mixture for powder metallurgy obtained by the above production method will be described.

우선, 상기한 방법으로 제조된 본 발명에 따른 분말 야금용 혼합분을, 금형에 충전하여 압축 성형하고, 성형체로 한다. 성형 방법은, 프레스 등의 공지의 성형 방법을 모두 적합하게 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 분말 야금용 혼합분을 이용함으로써, 성형 압력을 294㎫ 이상으로 고압으로 할 수 있고, 추가로 상온에서도 성형할 수 있다. 또한, 안정된 성형성을 확보하기 위해서는, 혼합분이나 금형을 적정한 온도로 가열하거나, 금형에 윤활제를 도포하거나 하는 것이 바람직하다. First, the mixed powder for powder metallurgy according to the present invention produced by the above-described method is filled in a metal mold and compression molded to obtain a molded article. As the molding method, all known molding methods such as a press can be suitably used. By using the powder mixture for powder metallurgy according to the present invention, the molding pressure can be increased to 294 MPa or more and further molded at room temperature. Further, in order to ensure stable moldability, it is preferable to heat the mixture or the mold to an appropriate temperature, or to apply the lubricant to the mold.

또한, 압축 성형을, 가열 분위기 중에서 행하는 경우에는, 혼합분이나 금형의 온도는 150℃ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 그렇다는 것은, 본 발명의 분말 야금용 혼합분은, 압축성이 풍부하기 때문에, 150℃ 미만의 온도에서도 우수한 성형성을 나타내는 데다가, 150℃ 이상이 되면 산화에 의한 열화가 염려되기 때문이다. When the compression molding is performed in a heated atmosphere, it is preferable that the temperature of the mixture or the mold is lower than 150 캜. This is because the powder mixture for powder metallurgy according to the present invention has excellent moldability at a temperature of less than 150 캜 because of its abundant compressibility, and when the temperature exceeds 150 캜, deterioration due to oxidation is a concern.

상기 성형 가공에 의해 얻어진 성형체는, 이어서 소결 처리가 행해져, 소결체가 된다. 소결 처리의 온도는, 금속 분말의 융점의 약 70％의 온도로 행하는 것이 바람직하다. The formed body obtained by the above-mentioned forming processing is then sintered to be a sintered body. The sintering treatment is preferably performed at a temperature of about 70% of the melting point of the metal powder.

철기 분말의 경우는, 1000℃ 이상이며, 바람직하게는 1300℃ 이하로 한다. 소결 처리의 온도가 1000℃ 미만에서는, 소망하는 밀도의 소결체로 하는 것이 어려워지기 때문이다. 한편, 소결 처리의 온도가 1300℃를 초과하여 고온이 되면, 소결 중에 이상 알갱이 성장이 일어나, 소결체 강도가 저하하기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. In the case of iron powder, the temperature is 1000 ° C or higher, preferably 1300 ° C or lower. If the sintering temperature is less than 1000 캜, it is difficult to obtain a sintered body having a desired density. On the other hand, when the temperature of the sintering treatment exceeds 1300 占 폚 at a high temperature, abnormal grain growth occurs during sintering, and the strength of the sintered body tends to decrease, which is not preferable.

상기 소결 처리의 분위기는, 질소 혹은 아르곤 등의 불활성 가스 분위기, 혹은, 이것에 수소를 혼합한 불활성 가스-수소 가스 혼합 분위기, 혹은, 암모니아 분해 가스, RX가스, 천연 가스 등의 환원 분위기로 하는 것이 바람직하다. The atmosphere for the sintering treatment is an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon or an inert gas-hydrogen gas mixed atmosphere in which hydrogen is mixed or a reducing atmosphere such as ammonia decomposition gas, RX gas, or natural gas desirable.

소결 처리 후, 추가로, 필요에 따라서, 가스 침탄 열처리나 침탄 질화 처리 등의 열처리를 행하여, 소망하는 특성을 구비된 제품(소결 부품 등)으로 한다. 또한, 절삭 가공 등의 가공을 수시로 행하여, 소정 치수의 제품으로 하는 것은 말할 필요도 없다. After the sintering treatment, if necessary, heat treatment such as gas carburizing heat treatment or carbo-nitriding treatment is performed to obtain a product having desired characteristics (sintered parts, etc.). Needless to say, it is also possible to carry out machining, such as cutting, from time to time to produce a predetermined size of product.

(실시예)(Example)

이하, 실시예에 의해, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은, 이하의 예에 하등 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

철기 분말로서, 표 1에 나타내는 철기 분말(모두 평균 입경: 약 80㎛)을 사용했다. 또한, 이하 기재의 평균 입경은, 레이저 회절법을 이용하여 구한 것이다. As the iron base powder, iron base powders shown in Table 1 (all having an average particle diameter of about 80 탆) were used. The average particle diameter of the following description is obtained by using a laser diffraction method.

여기에, 사용한 철기 분말은, 표 1에 나타낸 대로, 아토마이즈 순철분 (A), 환원 순철분 (B), 철분 표면에 합금 원소로서 Cu를 부분 확산시켜 합금화한 부분 확산 합금화 강분 (C), 철분 표면에 합금 원소로서 Ni, Cu, Mo를 부분 확산시켜 합금화한 부분 확산 합금화 강분 (D), 합금 원소로서 Ni, Mo를 예합금화한 예합금화 강분(완전 합금화 강분) (E), 합금 원소로서 Mo를 예합금화한 예합금화 강분(완전 합금화 강분) (F) 및 (G)와, 합금 원소로서, Mo를 예합금화한 완전 합금화 강분에 추가로 Mo를 부분 확산 합금화한 강분(하이브리드형 합금 강분) (H)이다. As shown in Table 1, the iron powder to be used had a total atomization pure iron (A), a pure reduced iron (B), a partially diffusion alloyed steel powder (C) obtained by partially diffusing Cu as an alloy element on the surface of iron powder, (D) a partially diffused alloyed steel (D) alloyed by partially diffusing Ni, Cu, and Mo as an alloy element on the surface of iron powder, an alloyed steel powder (fully alloyed steel) (E) alloyed with Ni and Mo as alloying elements, (Alloyed steel components) (F) and (G), which are alloyed with Mo, and a steel component (hybrid alloyed steel component) obtained by partial diffusion alloying Mo in addition to fully alloyed steel components obtained by alloying Mo with alloying elements, (H).

Figure 112016007353368-pct00001
Figure 112016007353368-pct00001

상기한 철기 분말에, 표 2에 나타내는 종류, 배합량의 합금용 분말과, 표 2에 나타낸 종류, 배합량의 절삭성 개선용 분말과, 추가로, 표 2에 나타낸 종류, 배합량의 윤활제를, 배합하고, 고속 저부 교반식 혼합기를 이용하여, 1차 혼합을 행했다. 또한, 1차 혼합에서는, 혼합하면서 140℃로 가열한 후, 60℃ 이하로 냉각했다. 또한, 합금용 분말로서 배합한 천연 흑연분은 평균 입경: 5㎛의 분말로 하고, 동분은 평균 입경: 20㎛의 분말로 했다. The above-mentioned iron powder was blended with the alloy powder of the kind and the compounding amount shown in Table 2, the powder of the kind shown in Table 2, the powder for improving the machinability in the blending amount, and the lubricant of the kind and the blending amount shown in Table 2, The primary mixing was carried out using a high-speed bottom stirring mixer. In the primary mixing, the mixture was heated to 140 캜 while mixing, and then cooled to 60 캜 or lower. The natural graphite powder blended as an alloy powder was a powder having an average particle diameter of 5 탆 and a powder having an average particle diameter of 20 탆.

Figure 112016007353368-pct00002
Figure 112016007353368-pct00002

1차 혼합한 후, 추가로 표 2에 나타낸 종류, 배합량의 절삭성 개선용 분말, 윤활제로 이루어지는 2차 혼합재를 배합하고, 혼합기의 회전수를 1000rpm로 하여, 1분간 교반하는 2차 혼합을 행했다. 2차 혼합 후, 혼합기로부터 혼합분을 배출했다. 또한, 절삭성 개선용 분말은, 1차 혼합과 2차 혼합시의 2회로 나누어 배합했다. 절삭성 개선용 분말의 배합량은, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로 표시하고, 윤활제의 배합량은, 외첨가로 하고, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말의 합계량 100질량％에 대한 질량％―외할로 표시했다. After the primary mixing, a secondary mixing material consisting of powder of the type and blending amount shown in Table 2 for improvement in machinability and a lubricant was added, and secondary mixing was performed by stirring the mixture at 1000 rpm for 1 minute. After the secondary mixing, the mixture was discharged from the mixer. In addition, the machinability improving powder was compounded in two steps of primary mixing and secondary mixing. The blending amount of the machinability improving powder is expressed as% by mass with respect to the total amount of the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder, and the amount of the lubricant to be added is added externally and the iron powder, the alloy powder, % ≪ / RTI > with respect to the total amount of 100 mass%.

이상의 공정을 거쳐, 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말이, 편석이 발생하는 일 없이, 균일하게 혼합된 혼합분이 얻어졌다. Through the above steps, the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder were uniformly mixed without segregation.

또한, 비교예로서, 표 2에 나타낸 종류, 배합량으로, 철기 분말, 합금용 분말, 윤활제를 배합하고, V형 용기 회전식 혼합기를 이용하여, 상온에서 혼합하여, 혼합분을 얻었다. As a comparative example, iron powder, alloy powder and lubricant were mixed in the kind and amount shown in Table 2, and mixed at room temperature using a V-type container rotary mixer to obtain a mixed powder.

계속해서, 얻어진 혼합분을, 금형(선반 절삭 시험용 및 드릴 절삭 시험용의 2종)에 충전하고, 가압력: 590㎫로 압축 성형하여, 성형체를 얻었다. 그 얻어진 성형체에, RX가스 분위기 중에서, 1130℃×20min의 소결 처리를 행하여, 소결체를 얻었다. Subsequently, the obtained mixture was charged into a mold (two types for use in lathe cutting test and drill cutting test) and compression molded with a pressing force of 590 MPa to obtain a molded article. The obtained molded body was sintered at 1130 캜 for 20 minutes in an RX gas atmosphere to obtain a sintered body.

얻어진 소결체에 대해서, 선반 절삭 시험, 드릴 절삭 시험을 실시했다. 시험 방법은 다음과 같이 했다. The obtained sintered body was subjected to a lathe cutting test and a drill cutting test. The test method was as follows.

(1) 선반 절삭 시험 (1) Lathe cutting test

얻어진 소결체(링 형상：외경 60㎜×내경 20㎜×길이 20㎜)를 3개 겹쳐, 그 측면을, 선반을 이용하여 절삭했다. 절삭 조건은, 서멧(cermet)제 선반용 절삭 공구를 이용하여, 절삭 속도: 100m/min 및 200m/min, 이송량: 0.1㎜/회, 절삭 깊이: 0.5㎜, 절삭 거리: 1000m로 하고, 시험 후, 절삭 공구의 플랭크의 마모 폭(flank wear width)을 측정했다. 여기에서 공구 수명을 대체로 0.25㎜의 마모량으로 규정하고, 절삭 거리 1000m 미만으로 이 공구 수명에 도달한 경우는, 1000m 미달이라고 기재했다. 따라서, 절삭 공구의 플랭크의 마모 폭이 작을수록, 소결체의 절삭성이 우수하다고 평가된다. Three pieces of the obtained sintered body (ring shape: 60 mm in outer diameter x 20 mm in inner diameter x 20 mm in length) were stacked, and the side was cut using a shelf. The cutting conditions were set at a cutting speed of 100 m / min and 200 m / min, a feed rate of 0.1 mm / s, a cutting depth of 0.5 mm and a cutting distance of 1000 m using a cermet cutting tool. , And the flank wear width of the cutting tool was measured. Here, the tool life is defined as a wear amount of 0.25 mm in general, and when the tool life is reached at a cutting distance of less than 1000 m, it is described as below 1000 m. Therefore, it is evaluated that the smaller the flank width of the flank of the cutting tool, the better the cutting performance of the sintered body.

(2) 드릴 절삭 시험 (2) Drill cutting test

얻어진 소결체(원반 형상: 외경 60㎜×두께 10㎜)에, 고속도 강제(鋼製) 드릴(직경: 2.6㎜)로, 회전수: 5,000rpm, 전송 속도: 750㎜/min의 조건으로 관통공을 천공하고, 그때, 절삭 동력계를 이용하여, 드릴 절삭시의 절삭 저항으로서 스러스트 성분을 측정했다. 스러스트 성분이 작을수록, 소결체의 절삭성이 우수하다고 평가된다. The resultant sintered body (disk shape: 60 mm in outer diameter × 10 mm in thickness) was passed through a high speed steel drill (diameter: 2.6 mm) under the conditions of a rotation speed of 5,000 rpm and a transfer speed of 750 mm / And the thrust component was measured as a cutting resistance at the time of drilling using a cutting dynamometer at that time. The smaller the thrust component, the better the cutting performance of the sintered body.

얻어진 결과를, 표 3에 각각 나타낸다. The obtained results are shown in Table 3, respectively.

Figure 112016007353368-pct00003
Figure 112016007353368-pct00003

표 3에 나타낸 대로, 본 발명에 따른 발명예는 모두, 절삭 공구 플랭크의 마모 폭이 작은 결과를 나타내고 있기 때문에, 선반 절삭성이 우수한 것을 알 수 있다. 추가로, 드릴 천공시의 스러스트 성분이 낮은 값을 나타내고 있기 때문에, 드릴 절삭성도 우수한 소결체가 되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 특히, 드릴 절삭성이 뒤떨어진 결과로 되어 있었다. As shown in Table 3, all of the inventions according to the present invention show that the wear width of the cutting tool flank is small, and therefore, the cutting tool is excellent in cutting machinability. In addition, since the thrust component at the time of drilling is low, it can be seen that the sintered body is excellent in drillability. On the other hand, the comparative example deviating from the scope of the present invention, in particular, resulted in poor drillability.

Claims (17)

철기 분말(iron-based powder), 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 혼합하여 이루어지는 분말 야금용 혼합분으로서,
상기 절삭성 개선용 분말이, 400∼1100℃의 범위로 가열 처리한 결정질 층 형상 규산 알칼리이며, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량이, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로, 0.01∼1.0％의 범위이며,
상기 규산 알칼리가, 규산 나트륨, 규산 칼륨 및 규산 리튬 중에서 선택한 적어도 1종인 것인 분말 야금용 혼합분. A powder mixture for powder metallurgy comprising iron-based powder, alloy powder, cutting property improving powder and lubricant,
Wherein the cutting property improving powder is a crystalline layer-like silicate alkali which is heat-treated at a temperature in the range of 400 to 1100 DEG C and the blending amount of the cutting property improving powder is in the range of the total amount of the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder In terms of% by mass, in the range of 0.01 to 1.0%
Wherein the alkali silicate is at least one selected from the group consisting of sodium silicate, potassium silicate and lithium silicate. 제1항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말(granulated slag powder), 수비 점토 분말(levigated clay powder), 산화 마그네슘(MgO) 분말 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분. The method according to claim 1,
Wherein the cutting property improving powder further comprises at least one of an enstatite powder, a talc powder, a kaolin powder, a mica powder, a granulated slag powder, a levigated clay powder, a magnesium oxide (MgO) (SiO 2) and at least one member selected from the mixed powder of the magnesium oxide (MgO), with respect to the amount of the powder for improving machinability art, mixed powder for powder metallurgy, including the range of 10 to 80% by mass. 제2항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분. 3. The method of claim 2,
Wherein the cutting property improving powder further comprises an alkali metal salt powder in an amount of 10 to 80 mass% with respect to the blending amount of the cutting property improving powder. 제3항에 있어서,
상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 분말 야금용 혼합분. The method of claim 3,
Wherein the alkali metal salt powder is one or two selected from an alkali carbonate powder and an alkali metal soap. 제1항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 분말 야금용 혼합분. The method according to claim 1,
Wherein the machinability improving powder further comprises a calcium fluoride powder. 제1항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 분말 야금용 혼합분. The method according to claim 1,
Wherein the machinability improving powder further comprises one or two selected from a metal boride powder and a metal nitride powder. 제6항에 있어서,
상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 분말 야금용 혼합분. The method according to claim 6,
Wherein the metal boride powder is at least one selected from TiB 2 , ZrB 2 and NbB 2 , and the metal nitride powder is at least one powder selected from TiN, AlN and Si 3 N 4 , . 제1항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분. The method according to claim 1,
Wherein the cutting property improving powder further contains at least one selected from the group consisting of alkali metal sulfates and alkaline earth metal sulfates in a range of 10 to 80 mass% based on the blending amount of the cutting property improving powder, . 철기 분말, 합금용 분말, 절삭성 개선용 분말 및 윤활제를 배합한 후, 혼합하여 혼합분으로 하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 분말 야금용 혼합분의 제조 방법으로서,
상기 절삭성 개선용 분말을, 400℃ 내지 1100℃로 가열 처리된 결정질 층 형상 규산 알칼리로 하고, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량을, 상기 철기 분말, 상기 합금용 분말 및 당해 절삭성 개선용 분말의 합계량에 대한 질량％로 0.01∼1.0％로 하고,
상기 규산 알칼리가, 규산 나트륨, 규산 칼륨 및 규산 리튬 중에서 선택한 적어도 1종인 것이며, 추가로,
상기 혼합을, 철기 분말과 합금용 분말에 대하여, 1차 혼합재로서 절삭성 개선용 분말의 일부 또는 전부와 윤활제의 일부를 첨가하여 가열하고, 당해 윤활제 중 적어도 1종의 윤활제를 용융시키면서 혼합하고, 이어서 냉각하여 고화시키는 1차 혼합과,
상기 절삭성 개선용 분말 및 윤활제의 나머지 분말을, 2차 혼합재로서 추가로 첨가하여 혼합하는 2차 혼합에 의해 행하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. The method for producing a powder mixture for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 8, wherein the iron powder, the alloy powder, the cutting property improving powder and the lubricant are mixed and then mixed to form a mixed powder,
Wherein the cutting property improving powder is a crystalline layer shaped alkali silicate which has been heat treated at 400 to 1100 DEG C and the blending amount of the cutting property improving powder is adjusted to a total amount of the iron powder, the alloy powder and the cutting property improving powder In terms of% by mass, 0.01 to 1.0%
Wherein the alkali silicate is at least one selected from the group consisting of sodium silicate, potassium silicate and lithium silicate,
The above mixing is performed by adding a part or all of the cutting property improving powder and a part of the lubricant to the iron powder and the alloy powder as the primary mixed material and heating and mixing at least one kind of the lubricant in the lubricant while melting them, A primary mixture which is cooled and solidified,
Wherein the powder for machinability improvement and the remaining powder of the lubricant are further added and mixed as a secondary mixed material. 제9항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 엔스터타이트 분말, 탈크 분말, 카올린 분말, 마이카 분말, 수쇄 슬래그 분말, 수비 점토 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말, 및, 실리카(SiO2)와 산화 마그네슘(MgO)과의 혼합 분말 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 10. The method of claim 9,
Additionally for the machinability improving powder, Enschede emitter tight powder, talc powder, kaolin powder, mica powder, slag materials powder, defense clay powder, magnesium oxide (MgO) powder, and a silica (SiO 2) and magnesium (MgO oxide ) In the range of 10 to 80 mass% with respect to the blending amount of the cutting property improving powder. 제10항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속염 분말을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 11. The method of claim 10,
Wherein the cutting property improving powder further contains an alkali metal salt powder in an amount of 10 to 80 mass% with respect to the blending amount of the cutting property improving powder. 제11항에 있어서,
상기 알칼리 금속염 분말이, 알칼리 탄산염 분말 및 알칼리 금속 비누 중에서 선택한 1종 또는 2종인 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 12. The method of claim 11,
Wherein the alkali metal salt powder is one or two selected from an alkali carbonate powder and an alkali metal soap. 제9항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 불화 칼슘 분말을 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 10. The method of claim 9,
Wherein the cutting property improving powder further comprises a calcium fluoride powder. 제9항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 금속 붕화물 분말 및 금속 질화물 분말 중에서 선택한 1종 또는 2종을 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 10. The method of claim 9,
Wherein the machinability improving powder further comprises one or two selected from a metal boride powder and a metal nitride powder. 제14항에 있어서,
상기 금속 붕화물 분말이, TiB2, ZrB2 및 NbB2 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 금속 질화물 분말이, TiN, AlN 및 Si3N4 중에서 선택한 적어도 1종으로 이루어지는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 15. The method of claim 14,
Wherein the metal boride powder is at least one selected from TiB 2 , ZrB 2 and NbB 2 , and the metal nitride powder is at least one powder selected from TiN, AlN and Si 3 N 4 , ≪ / RTI > 제9항에 있어서,
상기 절삭성 개선용 분말이 추가로, 알칼리 금속의 황산염 또는 알칼리 토금속의 황산염 중에서 선택한 적어도 1종을, 당해 절삭성 개선용 분말의 배합량에 대하여, 10∼80질량％의 범위로 포함하는 분말 야금용 혼합분의 제조 방법. 10. The method of claim 9,
Wherein the cutting property improving powder further contains at least one selected from the group consisting of alkali metal sulfates and alkaline earth metal sulfates in a range of 10 to 80 mass% based on the blending amount of the cutting property improving powder, ≪ / RTI > 제9항에 기재된 제조 방법으로 제조된 분말 야금용 혼합분을, 금형에 충전한 후 압축 성형하여 성형체로 하고, 당해 성형체에 소결 처리를 행하여 소결체로 하는 철기 분말제 소결체의 제조 방법. A method for producing a sintered iron material powder according to claim 9, wherein the mixed powder for powder metallurgy produced by the method according to claim 9 is filled in a metal mold and compression molded to obtain a sintered body.
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