KR20180090187A - Powder mixture for powder metallurgy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 철기 분말, 부원료, 및 윤활제를 포함하는 분말 야금용 혼합 분말에 관한 것이다.The present invention relates to a mixed powder for powder metallurgy comprising an iron base powder, an additive, and a lubricant.
종래부터, 철기 분말을 사용하여 소결체를 제조하는 분말 야금법이 알려져 있다. 일반적으로 분말 야금법은, 철기 분말 및 부원료 등을 혼합하는 혼합 공정과, 이 혼합에 의하여 얻어지는 분말 야금용 혼합 분말을 금형 압축하는 압축 공정과, 이 압축에 의하여 얻어지는 압분 성형체(이하, 성형체라 함)를 상기 철기 분말의 융점 이하의 온도에서 소결하여 소결체를 제작하는 소결 공정을 갖는다.BACKGROUND ART [0002] Powder metallurgy methods for manufacturing a sintered body using iron powder are conventionally known. Generally, the powder metallurgy method includes a mixing step of mixing iron powder and additives, a compression step of compressing a mixed powder for powder metallurgy obtained by the mixing, and a green compact of a powder compact obtained by this compression ) Is sintered at a temperature equal to or lower than the melting point of the iron powder to produce a sintered body.
또한, 상기 혼합 공정에서는, 일반적으로 고체 윤활제 또는 액체 윤활제를 첨가하는 것이 알려져 있다. 이 중, 고체 윤활제로서는, 에틸렌비스스테아르산아미드나 스테아르산아연 등이 알려져 있고, 고체 윤활제는, 상기 압축 공정에 의하여 성형된 성형체를 금형으로부터 발출할 때, 금형 벽면과 성형체의 마찰 저항을 저감시켜, 낮은 발출력으로 성형체를 금형으로부터 발출하는 것을 가능하게 함과 함께, 상기 분말 야금용 혼합 분말의 유동성을 높일 목적으로 첨가된다.In addition, in the mixing step, it is generally known to add a solid lubricant or a liquid lubricant. As the solid lubricant, ethylenebisstearic acid amide and zinc stearate are known. The solid lubricant reduces the frictional resistance between the mold wall surface and the molded body when the molded body formed by the compression step is taken out of the mold , A molded article can be taken out of the mold with a low output and is added for the purpose of increasing the fluidity of the powder mixture for powder metallurgy.
한편, 액체 윤활제는, 한층 더 높은 분체 물성의 향상을 도모하기 위하여 첨가된다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는 올레산, 스핀들유, 터빈유 등의 유기계 액체 윤활제를 고체 윤활제와 병용하고 있다. 또한, 특허문헌 2나 특허문헌 3에서는, 분체 특성을 향상시키기 위하여, 다가 불포화 지방산 및 폴리올 등의 에스테르를 포함하는 건성유(액체 윤활제) 그리고 건조제를 첨가하거나, 특정 범위의 점도를 갖는 건성유를 첨가하거나 하고 있다.On the other hand, the liquid lubricant is added in order to improve the higher powder physical properties. For example, in Patent Document 1, organic liquid lubricants such as oleic acid, spindle oil, and turbine oil are used in combination with a solid lubricant. In
근년, 자동차의 경량화에 수반하여, 소결 부품(특히 철계 소결 부품)의 박형화·경량화가 진행되고 있다. 그러나, 박형화·경량화를 행하면 소결 부품의 강도가 저하되어 버린다. 따라서, 소결 부품의 강도가 저하되지 않도록 하기 위해서는, 보다 고밀도의 성형체가 요구된다. 또한, 성형체는, 금형으로부터의 발출성이 우수할 것도 요구되고 있다. 한편, 원료의 분말 야금용 혼합 분말에는, 유동성이 우수하고, 발진성(發塵性)을 낮게 할 것도 요구되고 있다. 그러나, 특허문헌 1 내지 3에 기재된 액체 윤활제를 사용하더라도, 유동성이 우수하고, 발진성이 낮은 분말 야금용 혼합 분말이며, 해당 혼합 분말로부터 성형된 성형체가 고밀도를 갖고, 또한 해당 성형체를 금형으로부터 용이하게 발출하는 것이 가능한 분말 야금용 혼합 분말은 얻어지지 않는 것을 알 수 있었다.BACKGROUND ART In recent years, along with the weight reduction of automobiles, sintering parts (particularly iron-based sintered parts) have been made thinner and lighter. However, if thinning and lightening are carried out, the strength of the sintered parts is lowered. Therefore, in order to prevent the strength of the sintered part from deteriorating, a molded body of higher density is required. In addition, the molded article is required to have excellent releasability from the mold. On the other hand, a mixed powder for powder metallurgy of raw materials is required to have excellent fluidity and low dust generation property. However, even when the liquid lubricant described in Patent Documents 1 to 3 is used, it is a mixed powder for powder metallurgy which is excellent in fluidity and low in vibration durability, and has a high density and a molded article formed from the mixed powder, It was found that a powder mixture for powder metallurgy capable of being extracted in the form of powder can not be obtained.
본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 유동성이 우수하고, 발진성이 낮은 분말 야금용 혼합 분말이며, 해당 혼합 분말로부터 성형된 성형체가 고밀도를 갖고(이하, 고압축성), 또한 해당 성형체를 금형으로부터 용이하게 발출하는 것(이하, 저발압성)이 가능한 분말 야금용 혼합 분말을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a powder mixture for powder metallurgy which is excellent in fluidity and low in emissivity and has a high density (hereinafter, ) And a powder mixture for powder metallurgy which enables the molded article to be easily taken out from a metal mold (hereinafter referred to as " low pressurizing property ").
또한, 고압축성 및 저발압성을 발휘하는 분말 야금용 혼합 분말의 실용화를 진행시키는 과정에 있어서, 자동차 소결 부재는 박육 경량화의 흐름으로부터 고면압 하에서의 성형이 필요해졌다. 통상, 고면압 하에서는 발압이 낮지 않으면, 소결재에 대한 표면 흠집이나 금형 표면에 대한 손상 등이 현저히 나타난다. 그 때문에, 보다 고면압 하에서의 고압축성과 저발압성이 요구되게 되었다. 그래서, 본 발명에서는 이 2가지 특성을 양립 가능한 분말 야금용 혼합 분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, in the process of putting practical use of powder mixture for powder metallurgy exhibiting high compressibility and low pressurization property, automobile sintered member is required to be molded under high surface pressure from the flow of thinner and lighter weight. Generally, if the pressure is not low under a high surface pressure, surface flaws on the sintered material and damage to the surface of the mold are remarkable. For this reason, high compressibility under a high surface pressure and low pressure releasing property are required. Therefore, it is an object of the present invention to provide a powder mixture for powder metallurgy which is compatible with these two characteristics.
본 발명자들은, 분말 야금법의 혼합 공정에 사용되는 윤활제를, 유기 금속 성분을 함유하는 액체 윤활제와, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제로 함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내었다.The present inventors have found that the above problem can be solved by making the lubricant used in the mixing step of the powder metallurgy method a multicomponent lubricant containing a liquid lubricant containing an organic metal component and at least one kind of ashless friction reducing agent having polarity We can find out.
즉, 본 발명의 일 국면에 관한 분말 야금용 혼합 분말은, 철기 분말, 부원료, 및 윤활제를 포함하는 분말 야금용 혼합 분말이며, 상기 윤활제가, 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제와, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제인 것을 특징으로 한다.That is, the mixed powder for powder metallurgy according to one aspect of the present invention is a mixed powder for powder metallurgy including iron powder, subsidiary raw material, and lubricant, wherein the lubricant comprises a liquid lubricant containing an organometallic component, Component lubricant containing at least one ashless friction reducing agent.
상술한 분말 야금용 혼합 분말에 있어서, 상기 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제가, 금속 살리실레이트, 금속 술포네이트, 금속 페네이트, 금속 티오카르바메이트, 및 금속 티오포스포네이트로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.In the powder mixture for powder metallurgy described above, it is preferable that the liquid lubricant containing the organometallic component is at least one selected from metal salicylate, metal sulfonate, metal phenate, metal thiocarbamate, and metal thiophosphonate It is preferable to include one species.
또한, 상기 유기 금속 성분이, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 몰리브덴, 및 아연으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.The organic metal component is preferably at least one selected from the group consisting of an alkali metal, an alkaline earth metal, molybdenum, and zinc.
또한, 상술한 분말 야금용 혼합 분말에 있어서, 상기 무회형 마찰 저감제가, 에스테르형, 에테르형, 아민형, 글리콜형, 인산에스테르형으로부터 선택되는 무회형 마찰 저감제를 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.In the powder mixture for powder metallurgy as described above, it is preferable that the ashless friction reducing agent includes at least one ashless friction reducing agent selected from an ester type, an ether type, an amine type, a glycol type and a phosphoric acid ester type desirable.
또한, 상술한 분말 야금용 혼합 분말에 있어서, 상기 철기 분말 100질량부에 대하여, 상기 다성분계 윤활제가 0.01질량부 이상 1질량부 이하 포함되는 것이 바람직하다.In the above powder mixture for powder metallurgy, 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 powder.
상기 다성분계 윤활제 중에 있어서의 상기 무회형 마찰 저감제의 비율이 1 내지 35질량%인 것이 바람직하다.The proportion of the ashless friction reducing agent in the multicomponent lubricant is preferably 1 to 35% by mass.
본 발명의 분말 야금용 혼합 분말에서는, 유기 금속 성분을 함유하는 액체 윤활제를 포함하기 때문에, 그 혼합 분말로부터 성형된 성형체는 고밀도로 되고, 금형으로부터 용이하게 발출할 수 있다. 또한, 성형체의 성형 공정에 있어서, 유동성이 우수하고, 발진성을 낮게 할 수 있다.Since the powder mixture for powder metallurgy according to the present invention includes the liquid lubricant containing the organic metal component, the compact formed from the mixed powder becomes high density and can be easily withdrawn from the mold. Further, in the molding step of the molded article, fluidity can be excellent and vibration-generating property can be lowered.
도 1은, 실시예에 있어서 사용한 흑연 비산율 측정용 기구의 단면도이다.Fig. 1 is a sectional view of a mechanism for measuring the graphite scattering rate used in the examples. Fig.
본 발명의 분말 야금용 혼합 분말(이하, 간단히 혼합 분말이라 하는 경우가 있음)의 하나의 큰 특징은, 철기 분말, 부원료, 및 윤활제를 포함하고, 상기 윤활제는 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제이다. 한편, 상기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제에서는, 고압축성이 얻어지지만, 저발압성까지가 충분히 얻어지지는 않는다는 것이 밝혀지게 되었다. 그래서, 본 발명의 또 하나의 중요한 특징은, 극성을 갖는 무회형 마찰 저감제를, 금속 성분 함유의 액체 윤활제에 첨가함으로써, 고압축성과 저발압성을 양립시킬 수 있음을 알아낸 데 있다.One major feature of the powder mixture for powder metallurgy of the present invention (hereinafter, simply referred to as mixed powder) is an iron powder, an additive, and a lubricant, and the lubricant is a liquid lubricant containing an organometallic component . On the other hand, it has been found that a liquid lubricant containing the above-mentioned metal component can obtain high compressibility, but can not sufficiently obtain low-pressure properties. Therefore, another important feature of the present invention is to find that by adding an ashless friction reducing agent having a polarity to a liquid lubricant containing a metal component, it is possible to achieve both a high compression ratio and a low voltage.
즉, 본 발명의 일 국면에 관한 분말 야금용 혼합 분말은, 철기 분말, 부원료, 및 윤활제를 포함하는 분말 야금용 혼합 분말이며, 상기 윤활제가, 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제와, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 분말 야금용 혼합 분말은, 철기 분말, 부원료, 및 윤활제를 포함하고, 상기 윤활제가, 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제와, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제인 것이 바람직하다. 이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.That is, the mixed powder for powder metallurgy according to one aspect of the present invention is a mixed powder for powder metallurgy including iron powder, subsidiary raw material, and lubricant, wherein the lubricant comprises a liquid lubricant containing an organometallic component, Component lubricant containing at least one ashless friction reducing agent. Further, the powder mixture for powder metallurgy according to the present invention comprises iron powder, additives, and a lubricant, wherein the lubricant comprises a liquid lubricant containing an organometallic component and at least one ashless friction reducer having polarity Based lubricant. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
<철기 분말><Iron powder>
본 실시 형태에 있어서, 철기 분말이란 철을 주성분으로 하는 원료 분말이며, 혼합 분말의 주원료이다. 철기 분말은, 순철분, 철합금분 중 어느 것이어도 된다. 철합금분이란, 순철분에, 소결체의 특성의 개선을 목적으로 하여 구리, 니켈, 크롬, 몰리브덴, 황 등의 원소를 적극적으로 첨가한 것을 가리킨다. 또한, 철합금분은, 철기 분말의 표면에 구리, 니켈, 크롬, 몰리브덴 등의 합금분이 확산 부착된 부분 합금분이어도 되고, 합금 성분을 함유하는 용해철 또는 용강으로부터 얻어지는 프리알로이분이어도 된다. 철기 분말은, 통상, 용융된 철 또는 강을 아토마이즈 처리함으로써 제조된다. 또한, 철기 분말은, 철광석이나 밀 스케일을 환원시켜 제조하는 환원 철분이어도 된다.In the present embodiment, the iron base powder is a raw material powder containing iron as a main component, and is the main raw material of the mixed powder. The iron powder may be pure iron or iron alloy powder. The iron alloy powder refers to a pure iron powder in which elements such as copper, nickel, chromium, molybdenum, and sulfur are positively added for the purpose of improving the properties of the sintered body. The iron alloy powder may be a partial alloy powder in which an alloy such as copper, nickel, chromium, or molybdenum is diffused on the surface of the iron powder, or may be a prealloy obtained from molten iron containing molten alloy or molten steel. The iron powder is usually produced by atomizing the molten iron or steel. The iron powder may be a reduced iron powder produced by reducing iron ore or wheat scale.
철기 분말의 평균 입경은, 한정되지 않으며, 분말 야금용 주원료 분말로서 사용되고 있는 사이즈의 것이어도 되지만, 예를 들어, 평균 입경 40㎛ 이상 120㎛ 이하이다. 금속 분말의 평균 입경은, 일본 분말 야금 공업회 규격 JPMA P 02-1992에 기재된 「금속분의 체 분석 시험 방법」에 준하여 입도 분포를 측정했을 때의 누적 체하량 50%의 입경을 산출한 것이다.The average particle diameter of the iron powder is not limited, and may be of the size used as the main powder for powder metallurgy. For example, the average particle diameter is 40 μm or more and 120 μm or less. The average particle diameter of the metal powder is calculated by calculating the particle diameter of 50% of the cumulative body weight when the particle size distribution is measured in accordance with " Method for analyzing sieve of metal powder " described in JPMA P 02-1992 of Japan Powder Metallurgy Industry Association.
<부원료><Supplementary materials>
상기 부원료는, 원하는 물성에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 본 발명의 작용을 저해하지 않는 한도에서, 최종 제품에 요구되는 여러 특성에 따라 임의로 정할 수 있다.The sub-raw materials can be appropriately selected according to the 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.
부원료로서는, 예를 들어, 후술하는 구리, 니켈, 크롬, 몰리브덴 등의 금속 분말이나, 인, 황, 흑연이나 황화망간, 탈크, 불화칼슘 등의 무기 분말 등을 들 수 있다. 이들은 단독, 또는 2종 이상을 함유해도 된다. 부원료는, 바람직하게는 무기 분말을 포함하는 것이 바람직하고, 흑연 분말을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 부원료는, 금속 분말 및 무기 분말을 함께 사용해도 되며, 금속 분말 및 흑연 분말을 포함하는 것이 바람직하고, 구리 분말 및 흑연 분말을 포함하는 것이 보다 바람직하다.Examples of the additive include metal powders such as copper, nickel, chromium, and molybdenum described below, and inorganic powders such as phosphorus, sulfur, graphite, manganese sulfide, talc, and calcium fluoride. These may be used alone or in combination of two or more. The sub-raw material preferably includes an inorganic powder, and more preferably includes graphite powder. The additive material may be a combination of a metal powder and an inorganic powder, and preferably includes a metal powder and a graphite powder, and more preferably a copper powder and a graphite powder.
이러한 부원료는, 주원료인 철기 분말 100질량부에 대하여 합계로 10질량부 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 3질량부 이하이다. 10질량부를 초과하면, 분말 야금용 혼합 분말로부터 성형된 성형체의 밀도(이하, 성형체 밀도라 함)가 저하되고, 그 결과, 소결체의 강도가 저하되는 등의 악영향이 발생할 우려가 있다. 한편, 하한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 1질량부 이상이어도 된다.The total amount of such additives is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and still more preferably 3 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the iron powder as the main raw material. If the amount is more than 10 parts by mass, the density (hereinafter referred to as the compact density) of the compact formed from the powder mixture for powder metallurgy is lowered, and as a result, the strength of the sintered compact may be adversely affected. On the other hand, the lower limit is not particularly limited and may be, for example, 1 part by mass or more.
예를 들어, 부원료는 바람직하게는 하기 범위에서 함유할 수 있다. 또한, 하기 범위는 모두 철기 분말 100질량부에 대한 함유량이다.For example, the additives may preferably contain the following ranges. The following ranges are all content with respect to 100 parts by mass of iron powder.
구리: 0.1질량부 이상 10질량부 이하, 보다 바람직하게는 1질량부 이상 4질량부 이하Copper: 0.1 part 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
흑연: 0.1질량부 이상 3질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.2질량부 이상 1질량부 이하Graphite: 0.1 part by mass or more and 3 parts by mass or less, more preferably 0.2 parts by mass or more and 1 part by mass or less
니켈: 0.1질량부 이상 10질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.5질량부 이상 4질량부 이하Nickel: not less than 0.1 parts by mass nor more than 10 parts by mass, more preferably not less than 0.5 parts by mass nor more than 4 parts by mass
크롬: 0.1질량부 이상 8질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.2질량부 이상 5질량부 이하At least 0.1 part by mass and at most 8 parts by mass of chromium, more preferably at least 0.2 part by mass and at most 5 parts by mass
몰리브덴: 0.1질량부 이상 5질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.2질량부 이상 3질량부 이하Molybdenum: 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
인: 0.01질량부 이상 3질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.05질량부 이상 1질량부 이하Phosphorus: 0.01 parts by mass or more and 3 parts by mass or less, more preferably 0.05 parts by mass or more and 1 part by mass or less
황: 0.01질량부 이상 2질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.03질량부 이상 1질량부 이하Sulfur: 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
황화망간: 0.05질량부 이상 3질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.1질량부 이상 1질량부 이하Manganese sulfide: 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
탈크: 0.05질량부 이상 3질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.1질량부 이상 1질량부 이하Talc: not less than 0.05 parts by mass nor more than 3 parts by mass, more preferably not less than 0.1 parts by mass nor more than 1 part by mass
불화칼슘: 0.05질량부 이상 3질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.1질량부 이상 1질량부 이하Calcium fluoride: 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
<다성분계 윤활제><Multicomponent lubricant>
본 실시 형태에서는, 윤활제로서, 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제와, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제를 사용하는 것이 중요하다.In the present embodiment, it is important to use, as the lubricant, a multicomponent lubricant containing a liquid lubricant containing an organic metal component and at least one ashless friction reducing agent having a polarity.
<유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제>≪ Liquid lubricant containing an organic metal component >
먼저, 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제에 대하여 설명한다. 유기 금속 성분을 함유하는 액체 윤활제를 사용한 경우, 혼합 분말에 있어서의 각 분체의 계면에 유기 금속 성분이 존재하기 때문에, 인접하는 분체 간의 윤활성을 높일 수 있다. 따라서, 성형체의 내부에 있어서의 공극도 적어져, 성형체 밀도가 높아진다. 성형체가 고밀도로 될수록, 즉 성형체의 내부에 있어서의 공극이 적어질수록, 이 성형체로부터 얻어지는 소결체의 강도는 높아진다. 한편, 유기 금속 성분이 함유되어 있지 않은 액체 윤활제를 사용하면, 인접하는 분체 간의 윤활성이 불충분하기 때문에, 성형체 밀도를 충분히 높게 할 수 없다.First, a liquid lubricant containing an organometallic component will be described. When a liquid lubricant containing an organometallic component is used, since the organometallic component exists at the interface of each powder in the mixed powder, the lubricity between adjacent powder can be increased. Therefore, the voids in the interior of the formed body are reduced, and the density of the formed body is increased. The higher the density of the molded body, that is, the smaller the void in the molded body, the higher the strength of the sintered body obtained from the molded body. On the other hand, when a liquid lubricant containing no organic metal component is used, the lubricant between adjacent powders is insufficient, so that the density of the formed body can not be made sufficiently high.
또한, 부원료로서 사용할 수 있는 분말은 주원료인 철기 분말에 비하여 비중이 작고, 또한 입경이 작은 경우가 많기 때문에, 상기 혼합 공정이나 상기 압축 공정 등의 성형체의 성형 공정에 있어서 발진할 우려가 있다. 그러나, 유기 금속 성분이 함유된 액체 윤활제를 사용함으로써, 인접하는 분체 간의 윤활성을 높일 수 있기 때문에, 혼합 분말의 유동성이 높아지고, 또한 상기 혼합 공정이나 상기 압축 공정에서의 발진성이 저하되며, 다시 말해, 부원료의 철기 분말에 대한 부착력이 높아진다.In addition, the powder that can be used as the sub-raw material has a smaller specific gravity than that of the iron powder as the main raw material, and often has a small particle diameter. Therefore, there is a risk of oscillation in the molding step of the above-mentioned mixing step or the compacting step. However, by using a liquid lubricant containing an organometallic component, lubricity between adjacent powders can be increased, so that the fluidity of the mixed powder is increased, and the emulsification property in the mixing step and the compression step is lowered, in other words, , The adhesion of the subordinate material to the iron powder is enhanced.
또한, 본 발명에서 사용되는 윤활제를 포함하는 혼합 분말로부터 성형된 성형체는, 금형을 사용하여 성형되지만, 분체와 금형의 금속 벽면의 윤활성도 높아, 성형체와 금형 벽면의 마찰 저항이 저하되기 때문에, 성형체를 금형으로부터 용이하게 발출할 수 있다.In addition, although the molded article molded from the mixed powder containing the lubricant used in the present invention is molded using a mold, the lubricating property of the metal wall surface of the powder and the metal is also high and the frictional resistance between the molded article and the wall surface of the mold is lowered. Can be easily removed from the mold.
한편, 고성형 압력으로 성형체를 제작한 경우, 벽면과 성형체의 압력이 높아져, 금형 표면에 존재하는 액체 윤활제가 막 끊김되고, 분체와 금형 표면으로부터 유기 금속 성분이 제거되어 버려, 충분히 기능하지 못하고 발압성이 악화된다는 것이 밝혀지게 되었다. 그래서, 액체 윤활제에 후술하는 극성을 갖는 무회형 마찰 저감제를 첨가하는 것이 중요해진다. 즉, 당해 무회형 마찰 저감제가 갖는 관능기가 액체 윤활제의 금형 벽면에 대한 흡착성을 향상시킴으로써, 고압축 하에서도 액체 윤활제가 막 끊김되지 않아, 저발압성을 발휘할 수 있다고 생각된다.On the other hand, when the molded body is manufactured at a high molding pressure, the pressure of the wall surface and the molded body is increased, the liquid lubricant existing on the surface of the mold is interrupted and the organic metal component is removed from the powder and the mold surface. It became clear that the pressure was getting worse. Therefore, it becomes important to add a later-described ashless friction reducing agent having a polarity to the liquid lubricant. That is, it is considered that the functional group possessed by the ashless friction reducing agent improves the adsorptivity of the liquid lubricant to the wall surface of the mold, so that the liquid lubricant does not break the membrane even under a high compression.
본 실시 형태에 있어서, 「유기 금속 성분을 포함한다」는 것은, 탄소 원자 및 금속 원자를 포함하는 것을 의미한다. 액체 윤활제에 포함되는 유기 금속 성분으로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 전이 금속 중 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하고, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 몰리브덴, 및 아연 중 적어도 1종을 함유하는 것이 보다 바람직하고, 알칼리 토금속, 몰리브덴, 및 아연 중 적어도 1종을 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 칼슘, 바륨, 몰리브덴, 및 아연 중 적어도 1종을 함유하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 유기 금속 성분을 포함함으로써, 압축 시의 롤링 효과를 발휘하여, 분말 간의 마찰 저감을 촉진하여 압축성 향상으로 이어진다는 이점이 있다.In the present embodiment, "containing an organic metal component" means that it contains 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 more preferably contains at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, molybdenum, and zinc More preferably at least one of alkaline earth metal, molybdenum and zinc, and most preferably at least one of calcium, barium, molybdenum and zinc. By including such an organic metal component, the rolling effect at the time of compression is exhibited, and friction reduction between powders is promoted, which leads to improvement in compressibility.
또한, 액체 윤활제는, 금속 살리실레이트 함유의 액체 윤활제 및 황 원자 함유의 액체 윤활제 중 적어도 한쪽을 함유하는 것이 바람직하고, 금속 살리실레이트, 금속 술포네이트, 금속 페네이트, 금속 티오카르바메이트, 및 금속 티오포스포네이트 중 적어도 1종을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 특히 바람직하게는, 칼슘살리실레이트, 칼슘술포네이트, 및 티오카르밤산몰리브덴 중 적어도 1종을 함유하는 것이다. 칼슘살리실레이트 및 칼슘술포네이트는, 분체에 흡착되기 쉽고, 또한 티오카르밤산몰리브덴을 사용하면, 분체 표면 부근에 MoS2의 윤활막을 형성하기 때문에, 이러한 액체 윤활제를 사용하면, 인접하는 분체 간의 윤활성이 보다 높아지기 쉬워, 분체가 재배열되기 쉽다. 그 때문에, 성형체의 내부에 있어서의 공극도 보다 적어져, 성형체 밀도를 보다 높게 할 수 있다.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 is preferably a metal salicylate, a metal sulfonate, a metal phenate, a metal thiocarbamate, And a metal thiophosphonate is more preferable. Particularly preferably, it contains at least one of calcium salicylate, calcium sulfonate, and molybdenum thiocarbamate. Calcium salicylate and calcium sulfonate are easily adsorbed to powder, and when molybdenum thiocarbate is used, a lubricating film of MoS 2 is formed in the vicinity of the powder surface. Therefore, when such a liquid lubricant is used, lubricity between adjacent powders And the powder is liable to be rearranged. Therefore, the voids in the inside of the formed body are reduced, and the density of the formed body can be further increased.
(금속 살리실레이트)(Metal salicylate)
금속 살리실레이트는, 알칼리 토금속 살리실레이트를 포함하는 것이 바람직하고, 칼슘살리실레이트 및 바륨 살리실레이트 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 알칼리 토금속 살리실레이트는, 예를 들어, 알킬살리실산의 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다. 금속 살리실레이트는, 1종의 금속 살리실레이트만이어도 되고, 2종 이상의 금속 살리실레이트를 조합하여 사용해도 된다.The metal salicylate preferably contains 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 and the like. The metal salicylate may be only one kind of metal salicylate, or two or more kinds of metal salicylates may be used in combination.
알칼리 토금속 살리실레이트는, 알칼리 토금속의 함유량이 1 내지 30질량%인 것이 바람직하고, 3 내지 25질량%인 것이 보다 바람직하고, 5 내지 20질량%인 것이 더욱 바람직하고, 10 내지 15질량%인 것이 특히 바람직하다.The alkaline earth metal salicylate preferably has an alkaline earth metal content of 1 to 30 mass%, more preferably 3 to 25 mass%, still more preferably 5 to 20 mass%, and even more preferably 10 to 15 mass% Is particularly preferable.
알칼리 토금속 살리실레이트는 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어, Infineum사 제조의 M7125(칼슘살리실레이트, Ca 함유량 12.5질량%) 등을 들 수 있다.A commercially available alkaline earth metal salicylate may be used, and examples thereof include M7125 (calcium salicylate, Ca content: 12.5 mass%) manufactured by Infineum.
(금속 술포네이트)(Metal sulfonate)
금속 술포네이트는, 알칼리 토금속 술포네이트를 포함하는 것이 바람직하고,칼슘술포네이트 및 바륨술포네이트 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 알칼리 토금속 술포네이트는, 예를 들어, 알킬벤젠 또는 알킬나프탈렌을 술폰화함으로써 얻어지는 알킬벤젠술폰산 또는 알킬나프탈렌술폰산의 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다. 금속 술포네이트는, 1종의 금속 술포네이트만이어도 되고, 2종 이상의 금속 술포네이트를 조합하여 사용해도 된다.The metal sulfonate preferably includes an alkaline earth metal sulfonate, more preferably at least one of calcium sulfonate and barium sulfonate. Examples of the alkaline earth metal sulfonate include alkylbenzene sulfonic acids obtained by sulfonating alkylbenzene or alkylnaphthalene or alkaline earth metal salts of alkylnaphthalenesulfonic acid. The metal sulfonate may be only one kind of metal sulfonate, or two or more kinds of metal sulfonates may be used in combination.
알칼리 토금속 술포네이트는, 알칼리 토금속의 함유량이 1 내지 30질량%인 것이 바람직하고, 3 내지 25질량%인 것이 보다 바람직하고, 5 내지 20질량%인 것이 더욱 바람직하다.The alkaline earth metal sulfonate preferably has an alkaline earth metal content of 1 to 30 mass%, more preferably 3 to 25 mass%, and still more preferably 5 to 20 mass%.
칼슘술포네이트는 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어, 랑세스사 제조의 ADDITIN(등록 상표) RC4242(Ca 함유량: 16질량%), MORESCO사 제조의 모레스코 앰버(등록 상표) SC45(Ca 함유량: 2.7질량%) 등을 들 수 있다. 또한, 바륨술포네이트는 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어, 랑세스사 제조의 ADDITIN(등록 상표) RC4103(Ba 함유량: 8질량%), MORESCO사 제조의 모레스코 앰버(등록 상표) SB50N(Ba 함유량: 6.8질량%) 등을 들 수 있다.For example, ADDITIN (registered trademark) RC4242 (Ca content: 16 mass%) manufactured by LANXESS, MORESCO Amber (registered trademark) SC45 (Ca content: 2.7 mass%) manufactured by MORESCO Co., Mass%), and the like. For example, ADDITIN (registered trademark) RC4103 (Ba content: 8% by mass) manufactured by LANXESS, MORESCO Amber (registered trademark) SB50N (Ba content : 6.8% by mass).
(금속 페네이트)(Metal phenate)
금속 페네이트는, 알칼리 토금속 페네이트인 것이 바람직하고, 칼슘 페네이트 및 바륨 페네이트 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 알칼리 토금속 페네이트는, 예를 들어, 알킬페놀 또는 알킬페놀술파이드의 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다. 금속 페네이트는, 1종의 금속 페네이트만이어도 되고, 2종 이상의 금속 페네이트를 조합하여 사용해도 된다.The metal phenate is preferably an alkaline earth metal phenate, more preferably at least one of calcium phenate and barium phenate. Examples of the alkaline earth metal phenate include alkaline earth metal salts of alkylphenol or alkylphenol sulfide. The metal phenate may be only one kind of metal phenate, or two or more kinds of metal phenates may be used in combination.
알칼리 토금속 페네이트는, 알칼리 토금속의 함유량이 1 내지 30질량%인 것이 바람직하고, 3 내지 25질량%인 것이 보다 바람직하고, 5 내지 20질량%인 것이 더욱 바람직하다.The alkaline earth metal phenate preferably has an alkaline earth metal content of 1 to 30 mass%, more preferably 3 to 25 mass%, and still more preferably 5 to 20 mass%.
금속 페네이트는 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어, Lubrizol사 제조의 Lubrizol6499(Ca 함유량: 9.2질량%, S 함유량: 3.25질량%), Lubrizol6500(Ca 함유량: 7.2질량%, S 함유량: 2.6질량%) 등을 들 수 있다.Lubrizol 6499 (Ca content: 9.2 mass%, S content: 3.25 mass%), Lubrizol 6500 (Ca content: 7.2 mass% and S content: 2.6 mass%) manufactured by Lubrizol Co., ) And the like.
(금속 티오카르바메이트)(Metal thiocarbamate)
금속 티오카르바메이트는, 이하의 식 (1)로 표시되는 것이 바람직하다.The metal thiocarbamate is preferably represented by the following formula (1).
[R1R2N-CS-S-]aMa (1)[R 1 R 2 N-CS-S-] a M a (1)
식 (1)에 있어서, R1 및 R2는 동일해도 상이해도 되며, 수소 원자, 탄소수 1 내지 22의 알킬기, 알케닐기, 또는 탄소수 6 내지 22의 아릴기를 나타낸다. 단, R1 및 R2가 동시에 수소 원자인 경우는 없다. Ma는 몰리브덴, 아연, 안티몬, 구리, 니켈, 은, 코발트, 납, 텔루륨, 나트륨, 메틸렌기, 또는 에틸렌기를 나타낸다. a는 Ma의 가수를 나타낸다.In 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. Provided that 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 or ethylene. a represents the mantissa of M a .
금속 티오카르바메이트(금속 티오카르밤산염)는, 예를 들어, 티오카르밤산몰리브덴(MoDTC), 티오카르밤산아연(ZnDTC), 티오카르밤산안티몬(SbDTC), 티오카르밤산구리(CuDTC), 티오카르밤산니켈(NiDTc), 티오카르밤산은(AgDTc), 티오카르밤산코발트(coDTC), 티오카르밤산납(PbDTC), 티오카르밤산텔루륨(TeDTC), 디티오카르밤산나트륨(NaDTC) 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 티오카르밤산몰리브덴(MoDTC), 티오카르밤산아연(ZnDTC), 티오카르밤산구리(CuDTC)이고, 티오카르밤산몰리브덴(MoDTC)이 보다 바람직하다. 금속 티오카르바메이트는, 1종의 금속 티오카르바메이트만이어도 되고, 2종 이상의 금속 티오카르바메이트를 조합하여 사용해도 된다.The metal thiocarbamate (metal thiocarbamate) may be selected from, for example, molybdenum thiocarbamate (MoDTC), zinc thiocarbamate (ZnDTC), antimony thiocarbamate (SbDTC), copper thiocarbamate (NiDTc), thiocarbamic acid silver (AgDTc), cobalt thiocarbamate (coDTC), lead thiocarbamate (PbDTC), thiocarbamate terephthalate (TeDTC), sodium dithiocarbamate But is preferably molybdenum thiocarbamate (MoDTC), zinc thiocarbamate (ZnDTC), copper thiocarbamate (CuDTC), and more preferably molybdenum thiocarbamate (MoDTC). As the metal thiocarbamate, only one metal thiocarbamate may be used, or two or more metal thiocarbamates may be used in combination.
MoDTC는 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어, ADEKA사 제조의 사쿠라루브(등록 상표) 200(Mo 함유량: 4.1질량%, S 함유량: 4.6질량%), 사쿠라루브(등록 상표) 165(Mo 함유량: 4.5질량%, S 함유량: 5.0질량%), 사쿠라루브(등록 상표) 525(Mo 함유량: 10질량%, S 함유량: 11질량%) 등을 들 수 있다.(Mo content: 4.1% by mass, S content: 4.6% by mass) and Sakura Lube (registered trademark) 165 (Mo content: (Mo content: 10% by mass, S content: 11% by mass), and the like.
MoDTC는, 몰리브덴 함유량이 1 내지 20질량%인 것이 바람직하고, 3 내지 15질량%인 것이 보다 바람직하고, 7 내지 12질량%인 것이 더욱 바람직하다. 또한, MoDTC는, 황 함유량이 1 내지 20질량%인 것이 바람직하고, 3 내지 15질량%인 것이 보다 바람직하고, 7 내지 12질량%인 것이 더욱 바람직하다.MoDTC preferably has a molybdenum content of 1 to 20 mass%, more preferably 3 to 15 mass%, further preferably 7 to 12 mass%. The MoDTC preferably has a sulfur content of 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass, and further preferably 7 to 12% by mass.
(금속 티오포스포네이트)(Metal thiophosphonate)
금속 티오포스포네이트는, 이하의 식 (2)로 예시되는 것이 바람직하다.The metal thiophosphonate is preferably exemplified by the following formula (2).
[(R30)(R40)-PS-S]bMb (2) [(R 3 0) (R 4 0) -PS-S] b M b (2)
식 (2)에 있어서, R3 및 R4는 동일해도 상이해도 되며, 수소 원자, 탄소수 1내지 22의 알킬기, 또는 알케닐기를 나타낸다. 단, R3 및 R4가 동시에 수소 원자인 경우는 없다. Mb는, 아연, 몰리브덴, 또는 안티몬을 나타낸다. b는 Mb의 가수를 나타낸다.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. Provided that R 3 and R 4 are not hydrogen atoms at the same time. Mb represents zinc, molybdenum, or antimony. and b represents the mantissa of Mb.
또한, 금속 티오포스포네이트(금속 티오인산염)는, 예를 들어, 디티오인산아연(ZnDTP), 디티오인산몰리브덴(MoDTP), 디티오인산안티몬(SbDTP) 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 디티오인산아연(ZnDTP)이고, 디알킬디티오인산아연이 보다 바람직하다. 금속 티오포스포네이트는, 1종의 금속 티오포스포네이트만이어도 되고, 2종 이상의 금속 티오포스포네이트를 조합하여 사용해도 된다.Examples of the metal thiophosphonate (metal thiophosphate) include zinc dithiophosphate (ZnDTP), molybdenum dithiophosphate (MoDTP), antimony dithiophosphate (SbDTP) and the like, Zinc dithiophosphate (ZnDTP), and zinc dialkyldithiophosphate is more preferable. 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.
ZnDTP는 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어, ADEKA사 제조의 아데카 기쿠루브(등록 상표) Z-112(Zn 함유량: 7질량%, S 함유량: 14질량%) 등을 들 수 있다.ZnDTP may be a commercially available product. For example, ADEKA KIROB (registered trademark) Z-112 (Zn content: 7% by mass, S content: 14% by mass) manufactured by ADEKA Co., Ltd. and the like can be mentioned.
ZnDTP는, 아연 함유량이 1 내지 20질량%인 것이 바람직하고, 3 내지 15질량%인 것이 보다 바람직하고, 5 내지 10질량%인 것이 더욱 바람직하다. 또한, ZnDTP는, 황 함유량이 1 내지 25질량%인 것이 바람직하고, 5 내지 20질량%인 것이 보다 바람직하고, 10 내지 15질량%인 것이 더욱 바람직하다.ZnDTP preferably has a zinc content of 1 to 20 mass%, more preferably 3 to 15 mass%, still more preferably 5 to 10 mass%. The content of sulfur in ZnDTP is preferably 1 to 25% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and still more preferably 10 to 15% by mass.
또한, 상기 금속 살리실레이트, 금속 술포네이트, 금속 페네이트, 금속 티오카르바메이트, 및 금속 티오포스포네이트의 제조 방법은, 특별히 제한은 없으며, 공지된 제조 방법 등을 이용할 수 있다.The method for preparing the metal salicylate, the metal sulfonate, the metal phenate, the metal thiocarbamate, and the metal thiophosphonate is not particularly limited and known production methods can be used.
<무회형 마찰 저감제>≪ Aspheric friction reducing agent &
본 실시 형태의 다성분계 윤활제는, 상술한 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제에 추가하여, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함한다.The multicomponent lubricant of the present embodiment includes, in addition to the above-described liquid lubricant containing an organic metal component, at least one ashless friction reducing agent having a polarity.
본 실시 형태의 무회형 마찰 저감제로서는, 극성을 갖고, 또한 금속을 함유하고 있지 않은, 마찰 저감성을 갖는 액체 윤활제이면, 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.The ashless friction reducing agent of the present embodiment can be used without particular limitation, as long as it is a liquid lubricant having a polarity and containing no metal and having a frictional low sensitivity.
보다 구체적으로는, 예를 들어, 본 실시 형태의 무회형 마찰 저감제가, 에스테르형, 에테르형, 아민형, 글리콜형, 인산에스테르형으로부터 선택되는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제인 것이 바람직하다. 달리 말하면, 에스테르기, 에테르기, 아민기, 글리콜기, 인산에스테르기 등의 관능기를 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제인 것이 바람직하다. 이러한 관능기가 액체 윤활제의 금형 벽면에 대한 흡착성을 향상시킴으로써, 고압축 하에서도 액체 윤활제가 막 끊김되지 않아, 저발압성을 발휘할 수 있다고 생각된다.More specifically, for example, the ashless friction reducing agent of the present embodiment is preferably at least one ashless friction reducing agent selected from an ester type, an ether type, an amine type, a glycol type and a phosphoric acid ester type. In other words, it is preferably at least one ashless friction reducing agent having a functional group such as an ester group, an ether group, an amine group, a glycol group or a phosphoric acid ester group. These functional groups improve the adsorption of the liquid lubricant to the wall surface of the mold, so that the liquid lubricant does not break the membrane even under a high compression, so that it is considered that the low lubricity can be exhibited.
본 실시 형태의 무회형 마찰 저감제로서는 시판품을 사용해도 되며, 예를 들어, 에스테르형이면 ADEKA사 제조의 기쿠루브 FM-210, 에테르형이면 ADEKA사 제조의 기쿠루브 FM-618C, 아민형이면 ADEKA사 제조의 기쿠루브 FM812, 글리콜형이면 ADEKA사 제조의 기쿠루브 FMD-410, 인산에스테르라면 ADEKA사 제조의 에코로얄 등을 사용할 수 있다.As the ashless friction reducing agent of the present embodiment, a commercially available product may be used. For example, if it is an ester type, it may be a KYUBLU FM-210 manufactured by ADEKA, an ether type may be a KYUKLU FM-618C manufactured by ADEKA, And FMEK-410 manufactured by ADEKA Co., Ltd., and Eco Royal manufactured by ADEKA Co., Ltd. if it is a phosphate ester can be used.
이들은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2종 이상을 병용하여 사용할 수도 있다.These may be used alone or in combination of two or more.
<다성분계 윤활제의 함유량><Content of Multicomponent Lubricant>
본 실시 형태에 있어서, 다성분계 윤활제의 함유량은, 철기 분말 100질량부에 대하여, 0.01질량부 이상 1질량부 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1질량부 이상 0.8질량부, 더욱 바람직하게는 0.3질량부 이상 0.7질량부 이하이다. 0.01질량부 미만이면, 충분한 유동성이 얻어지지 않을 우려가 있고, 1질량부를 초과하면, 윤활제가 지나치게 많기 때문에, 고밀도의 성형체가 얻어지지 않을 우려가 있다.In the present embodiment, the content of the multicomponent lubricant is preferably 0.01 parts by mass or more and 1 part by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 0.8 parts by mass or more, and further preferably 0.3 parts by mass or less, Not less than 0.7 part by mass. If the amount is less than 0.01 parts by mass, sufficient fluidity may not be obtained. If the amount is more than 1 part by mass, the lubricant may be too much, which may result in failure to obtain a high-density molded body.
또한, 상기 다성분계 윤활제 중에 있어서의 상기 무회형 마찰 저감제의 배합량(비율)의 하한값은, 통상, 다성분계 윤활제 전체에 대하여 1질량% 이상 정도, 바람직하게는 2질량% 이상, 보다 바람직하게는 5질량% 이상이다. 또한, 마찬가지로 상한값은, 통상, 다성분계 윤활제 전체에 대하여 35질량% 이하, 바람직하게는 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 10질량% 이하이다. 무회형 마찰 저감제의 배합량이 1질량% 이상임으로써, 흡착성이 향상되게 된다. 한편, 상한값에 대해서는 35질량% 이하임으로써, 압축성을 향상시키는 효과가 저감되게 된다.The lower limit of the blending amount (ratio) of the ashless friction reducing agent in the multicomponent lubricant is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, 5% by mass or more. Likewise, the upper limit value is usually 35 mass% or less, preferably 30 mass% or less, and more preferably 10 mass% or less, with respect to the total amount of the multi-component lubricant. When the blending amount of the ashless friction reducing agent is 1% by mass or more, the adsorptivity is improved. On the other hand, when the upper limit value is 35 mass% or less, the effect of improving compressibility is reduced.
<분말 야금용 혼합 분말, 성형체, 및 소결체의 제작 방법>≪ Powder Metallurgy Mixed Powder, Molded Body, and Manufacturing Method of Sintered Body >
다음으로, 상기 성분을 사용하여 분말 야금용 혼합 분말, 성형체, 및 소결체를 제작하는 방법을 설명한다.Next, a description will be given of a method for producing a powder mixture, a molded body and a sintered body for powder metallurgy using the above-mentioned components.
본 발명의 분말 야금용 혼합 분말의 제작 방법은, 주원료인 철기 분말에 부원료 및 상기 소정의 다성분계 윤활제를 첨가하고 혼합함으로써 얻어진다. 혼합 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지된 각종 혼합 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 믹서, 하이 스피드 믹서, 나우타 믹서, V형 혼합기, 더블 콘 블렌더 등의 혼합 장치를 사용하여, 교반·혼합하는 것이 바람직하다.The method for producing a mixed powder for powder metallurgy according to the present invention is obtained by adding an additive and the predetermined multicomponent lubricant to an iron powder as a main material and mixing them. The mixing method is not particularly limited, and various known mixing methods can be employed. For example, it is preferable to mix and mix using a mixing device such as a mixer, a high-speed mixer, a Nauta mixer, a V-type mixer or a double cone blender.
혼합 조건은 특별히 한정되지 않으며, 장치나 생산 규모 등의 여러 조건에 따라 종래 채용되고 있는 조건이어도 된다. 혼합 조건은, 예를 들어, 블레이드를 구비한 혼합기를 사용하는 경우, 블레이드의 회전 속도를 약 2㎧ 이상 10㎧ 이하의 범위 내의 주속도로 제어하여, 약 0.5분 이상 20분 이하의 교반을 하는 것이 바람직하다. 또한, V형 혼합기나 2중 원추형 혼합기를 사용하는 경우, 대략, 2rpm 이상 50rpm 이하로 1분 이상 60분 이하 혼합하는 것이 바람직하다.The mixing conditions are not particularly limited, and may be those conventionally employed depending on various conditions such as the apparatus and production scale. For example, when a mixer equipped with a blade is used, the mixing speed is controlled at a main speed within a range of about 2 kPa to 10 kPa, and stirring is performed for about 0.5 minute to 20 minutes . When a V-type mixer or a double-cone mixer is used, it is preferable to mix the mixture at a rate of about 2 rpm to 50 rpm for at least 1 minute and at most 60 minutes.
혼합 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 40℃ 이상 60℃ 이하이다. 가열 설비의 간편성으로부터 60℃ 이하로 해 두는 것이 바람직하다. 이러한 조건에서 혼합함으로써, 각종 원료 분말이 균일하게 혼합된 분말 야금용 혼합 분말을 얻을 수 있다.The mixing temperature is not particularly limited, but is, for example, from 40 占 폚 to 60 占 폚. It is desirable to keep the temperature of the heating apparatus at 60 DEG C or less from the simplicity of the heating apparatus. By mixing under these conditions, a mixed powder for powder metallurgy in which various raw powders are uniformly mixed can be obtained.
다음으로, 상기 혼합 분말을 사용하여, 분말 압축 성형기를 사용한 통상의 가압 성형 방법에 의하여 성형체를 얻는다. 구체적인 성형 조건은, 혼합 분말을 구성하는 성분의 종류나 첨가량, 성형체의 형상, 대략, 25℃ 이상 150℃ 이하의 성형 온도, 성형 압력 등에 따라서도 상이하기 때문에 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 분말 야금용 혼합 분말을 금형에 충전한 후, 490㎫ 이상 686㎫ 이하의 압력을 가함으로써, 성형체를 성형할 수 있다.Next, using the mixed powder, a molded body is obtained by a conventional press-molding method using a powder compression molding machine. The specific molding conditions are not particularly limited because they are different depending on the kind and amount of components constituting the mixed powder, the shape of the molded body, the molding temperature, the molding temperature and the like of about 25 ° C to 150 ° C. For example, after the powder mixture for powder metallurgy of the present invention is filled in a metal mold, the molded body can be molded by applying a pressure of 490 MPa to 686 MPa.
마지막으로, 상기 성형체를 사용하여, 통상의 소결 방법에 의하여 소결체를 얻는다. 구체적인 소결 조건은, 성형체를 구성하는 성분의 종류나 첨가량, 최종 제품의 종류 등에 따라서도 상이하지만, 예를 들어, N2, N2-H2, 탄화수소 등의 분위기 하에서, 1000℃ 이상 1300℃ 이하의 온도에서 5분 이상 60분 이하의 소결을 행하는 것이 바람직하다.Finally, a sintered body is obtained by the usual sintering method using the above-mentioned formed body. The specific sintering conditions vary depending on the kinds and amounts of components constituting the molded product, the kind of the final product, and the like. For example, in an atmosphere of N 2 , N 2 -H 2 , Lt; RTI ID = 0.0 > 60min < / RTI >
<성형체 밀도><Mold Density>
철기 분말 100질량부에 대하여, 구리 분말 2.0질량부, 흑연 분말 0.8질량부, 및 윤활제 0.5부를 배합한 혼합 분말을 원료로 하여, 성형체를 성형한 경우의 이론 밀도(성형체 내에 공극이 전혀 없다고 상정했을 때의 성형체 밀도)는 약 7.81g/㎤이다. 종래의 방법을 이용한 경우에는, 성형체 밀도는 7.35g/㎤ 정도가 상한이었지만, 윤활제를 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제로 함으로써, 7.40g/㎤ 이상의 밀도로 할 수 있다. 그 이유로서는, 본 발명에서 사용되는 액체 윤활제는, 종래 사용되어 온 윤활제와 비교하면, 분체 사이에 퍼지기 쉬워 철 분말의 표면을 충분히 덮기 때문에, 분말의 압축 공정에 있어서 분체 간의 마찰을 효과적으로 저감시키고 있는 것으로 추정된다. 바람직하게는, 성형체 밀도는 7.45g/㎤ 이상이다. 또한, 성형체의 구체적인 성형 방법에 대해서는 후술하는 실시예에 있어서 설명한다.Theoretical density (assuming no voids in the formed body at all when 100% by mass of iron powder was used as a raw material and mixed powder obtained by mixing 2.0 parts by mass of copper powder, 0.8 parts by mass of graphite powder and 0.5 part of lubricant as raw materials ) Is about 7.81 g / cm < 3 >. In the case of using the conventional method, the density of the compacted body was about 7.35 g / cm 3 or less, but the density can be set to 7.40 g / cm 3 or more by making the lubricant a liquid lubricant containing an organic metal component. The reason for this is that the liquid lubricant used in the present invention is easier to spread between the powders than the conventionally used lubricant and sufficiently covers the surface of the iron powder so that the friction between powders is effectively reduced in the compression step of the powder . Preferably, the compact density is 7.45 g / cm 3 or more. The specific molding method of the molded article will be described in the following embodiments.
본 명세서는, 상술한 바와 같이 다양한 형태의 기술을 개시하고 있지만, 그중 주된 기술을 이하에 정리한다.Although the present specification discloses various types of techniques as described above, the main techniques are summarized below.
본 발명의 일 형태에 관한 분말 야금용 혼합 분말은, 철기 분말, 부원료, 및 윤활제를 포함하는 분말 야금용 혼합 분말이며, 상기 윤활제가, 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제와, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제인 것을 특징으로 한다. 이러한 구성으로 함으로써, 유동성이 우수하고, 발진성이 낮은 분말 야금용 혼합 분말이며, 해당 혼합 분말로부터 성형된 성형체가 고밀도를 갖고, 또한 해당 성형체를 금형으로부터 용이하게 발출하는 것이 가능한(저발압성을 갖는) 분말 야금용 혼합 분말을 제공할 수 있다.A mixed powder for powder metallurgy according to one embodiment of the present invention is a mixed powder for powder metallurgy comprising iron powder, subsidiary material and lubricant, wherein the lubricant comprises a liquid lubricant containing an organometallic component and at least one Type lubricant containing a non-cyclic friction reducing agent of the present invention. With such a constitution, it is possible to provide a powder mixture for powder metallurgy which is excellent in fluidity and low in dust generation property and which has a high density and can be easily withdrawn from the metal mold ) Powdered metallurgical mixture powder.
상술한 분말 야금용 혼합 분말에 있어서, 상기 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제가, 금속 살리실레이트, 금속 술포네이트, 금속 페네이트, 금속 티오카르바메이트, 및 금속 티오포스포네이트로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 그것에 의하여, 성형체 밀도를 보다 확실히 높게 할 수 있다고 생각된다.In the powder mixture for powder metallurgy described above, it is preferable that the liquid lubricant containing the organometallic component is at least one selected from metal salicylate, metal sulfonate, metal phenate, metal thiocarbamate, and metal thiophosphonate It is preferable to include one species. By this, it is considered that the density of the formed body can be more surely increased.
또한, 상기 유기 금속 성분이, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 몰리브덴, 및 아연으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 그것에 의하여, 액체 윤활제 중에 금속 성분이 안정적으로 존재할 수 있다는 이점이 있다.The organic metal component is preferably at least one selected from the group consisting of an alkali metal, an alkaline earth metal, molybdenum, and zinc. Thereby, there is an advantage that the metal component can be stably present in the liquid lubricant.
또한, 상술한 분말 야금용 혼합 분말에 있어서, 상기 무회형 마찰 저감제가, 에스테르형, 에테르형, 아민형, 글리콜형, 인산에스테르형으로부터 선택되는 무회형 마찰 저감제를 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 그것에 의하여, 보다 확실히 저발압성을 발휘할 수 있다고 생각된다.In the powder mixture for powder metallurgy as described above, it is preferable that the ashless friction reducing agent includes at least one ashless friction reducing agent selected from an ester type, an ether type, an amine type, a glycol type and a phosphoric acid ester type desirable. By this means, it is thought that it is possible to more reliably exhibit the low voltage.
또한, 상술한 분말 야금용 혼합 분말에 있어서, 상기 철기 분말 100질량부에 대하여, 상기 다성분계 윤활제가 0.01질량부 이상 1질량부 이하 포함되는 것이 바람직하다. 그것에 의하여 상술한 효과가 보다 확실히 얻어진다고 생각된다.In the above powder mixture for powder metallurgy, 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 powder. It is believed that the above-mentioned effect is obtained more surely.
상기 다성분계 윤활제 중에 있어서의 상기 무회형 마찰 저감제의 비율이 1 내지 35질량%인 것이 바람직하다. 그것에 의하여 상술한 효과가 보다 확실히 얻어진다고 생각된다.The proportion of the ashless friction reducing agent in the multicomponent lubricant is preferably 1 to 35% by mass. It is believed that the above-mentioned effect is obtained more surely.
실시예Example
이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의하여 전혀 한정되는 것이 아니다. 또한, 실시예에서 이용한 평가 방법은, 이하와 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited at all by the following examples. The evaluation method used in the examples is as follows.
(1) 유동성(1) Fluidity
JIS Z2502(금속분의 유동도 시험법)에 따라, 후술하는 실시예 및 비교예의 혼합 분말(이하, 간단히 혼합 분말이라 함) 50g이 φ 2.63㎜의 오리피스에서 흘러 나오는 유동성을 측정하여, 하기 기준으로 평가하였다.The flowability of 50 g of mixed powder (hereinafter simply referred to as mixed powder) of Examples and Comparative Examples to be described later flowing out from an orifice of? 2.63 mm was measured according to JIS Z2502 (Flow Test of Metal Powder) Respectively.
A: 덩어리를 발생시키지 않고 유동하였다A: Flowed without generating lumps
B: 덩어리를 발생시키거나 하여 유동하지 않았다B: It did not flow by generating lumps
(2) 흑연 부착성(흑연의 철기 분말에 대한 부착력)(2) Adhesion to graphite (adhesion of graphite to iron powder)
공장 드라이 에어 가스 유통 전후에 있어서의 혼합 분말의 흑연량으로부터 흑연 비산율을 측정하여, 흑연의 부착성을 평가하였다. 도 1에 도시하는 메쉬 10㎛의 멤브레인 필터(1)를 설치한 내경 16㎜, 높이 106㎜의 깔때기형의 유리관(2)에 혼합 분말 25g을 넣고, 유리관(2)의 하방으로부터 실온의 N2 가스를 0.8L/분의 속도로 20분간 흐르게 하고, 하기 식으로부터 흑연 비산율(%)을 구하였다. 하기 식에 있어서의 혼합 분말의 흑연량(%)이란, 혼합 분말 중의 흑연의 질량%를 의미한다. 흑연 비산율이 낮을수록, 흑연 부착성이 높은(발진성이 낮은) 것을 의미한다. 또한, 혼합 분말의 흑연량은, 혼합 분말의 탄소분을 정량 분석함으로써 구하였다(탄소 값 측정 장치; LECO 제조의 CS-200(탄소 황 동시 분석 장치)).The graphite scattering rate was measured from the graphite amount of the mixed powder before and after the factory dry air gas distribution, and the adhesion of graphite was evaluated. 25 g of mixed powder was placed in a funnel-shaped
흑연 비산율(%)=[1-(N2 가스 유통 후의 혼합 분말의 흑연량(%)/N2 가스 유통 전의 혼합 분말의 흑연량(%))×100Graphite scattering rate (%) = [1- (N graphite amount of the powder mixture before the amount of graphite (%) / N 2 gas flow of the mixed powder after the second gas flow (%)) × 100
측정한 흑연 비산율을 이용하여, 하기 기준으로 흑연 부착성을 평가하였다.Using the measured graphite scattering rate, the graphite adhesion was evaluated on the basis of the following criteria.
A: 흑연 비산율이 5% 미만A: The graphite scattering rate is less than 5%
B: 흑연 비산율이 5% 이상B: graphite scattering rate of 5% or more
(3) 성형체 밀도(g/㎤)(3) Density of molded article (g / cm3)
혼합 분말을 원료로 하여, 압력 10t/㎠, 상온(25℃)에서, 직경 25㎜φ, 길이 15㎜인 원기둥형의 성형체를 금형을 사용하여 제작하고, JSPM 표준 1-64(금속분의 압축성 시험법)에 준하여, 성형체 밀도를 측정하였다. 측정한 성형체 밀도를 하기 기준으로 평가하였다.A cylindrical shaped body having a diameter of 25 mmφ and a length of 15 mm was manufactured using a metal mold at a pressure of 10 t /
A: 성형체 밀도가 7.45g/㎤ 이상A: Molded body density of 7.45 g / cm3 or more
B: 성형체 밀도가 7.40g/㎤ 이상 7.45g/㎤ 미만B: Density of molded article is 7.40 g / cm3 or more and less than 7.45 g /
C: 성형체 밀도가 7.40g/㎤ 미만C: When the compact density is less than 7.40 g /
(4) 발출 압력(㎫)(4) Output pressure (MPa)
상기 (3)에 있어서의 성형체 밀도의 측정 시에 얻어진 성형체를 금형으로부터 발출하는 데 필요한 하중을, 금형과 성형체의 접촉 면적으로 나눔으로써 발출 압력을 구하였다. 측정한 발출 압력을 하기 기준으로 평가하였다.The extraction pressure was obtained by dividing the load required for withdrawing the obtained molded body from the die at the time of measuring the density of the molded body in (3) above, by the contact area between the die and the molded body. The measured outlet pressure was evaluated by the following criteria.
A: 발출 압력이 25㎫ 미만A: The output pressure is less than 25 MPa
B: 발출 압력이 25㎫ 이상B: Output pressure is 25 MPa or more
(실시예 1)(Example 1)
입경 40㎛ 이상 120㎛ 이하의 순철 분말(고베 세이코쇼 제조의 「아토멜 300M」)을 준비하고, 이 순철 분말 100질량부에 대하여, 구리 분말 2.0질량부 및 흑연 분말 0.8질량부를, V형 혼합기를 사용하여 혼합하여, 혼합물을 얻었다. 다음으로, 상기 혼합물에 윤활제로서, 디알킬디티오카르밤산몰리브덴(ADEKA 제조의 아데카 사쿠라루브(등록 상표) 525, Mo 함유량: 10질량%, S 함유량: 11질량%)에 에스테르계 무회형 마찰 저감제(에스테르계 마찰 조정제(ADEKA사 제조의 기쿠루브 FM-210))를 90:10의 질량비로 혼합한 다성분계 액체 윤활제를 첨가하고, V형 혼합기를 사용하여 혼합하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 그 때, 순철분 100질량부에 대하여, 액체 윤활제가 0.50질량부로 되도록 하였다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.2.0 parts by mass of copper powder and 0.8 part by mass of graphite powder were added to 100 parts by mass of the pure iron powder in a V-type mixer (manufactured by Kobe Seiko Co., Ltd.) To obtain a mixture. Next, to the mixture was added 80 parts by weight of an ester-based ashless friction material (hereinafter referred to as " lubricant ") to molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA SAKURARUVE (registered trademark) 525 manufactured by ADEKA, Mo content: 10% by mass, S content: 11% (Lubricating agent for ester) (Kikubu FM-210 manufactured by ADEKA Co., Ltd.) was mixed at a mass ratio of 90:10 was added and mixed using a V-type mixer to prepare a mixed powder for powder metallurgy ≪ / RTI > At that time, the liquid lubricant was made to be 0.50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of pure iron. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(실시예 2)(Example 2)
윤활제로서 디알킬디티오카르밤산몰리브덴(ADEKA 제조의 아데카 사쿠라루브(등록 상표) 525, Mo 함유량: 10질량%, S 함유량: 11질량%)에 에테르계 무회형 마찰 저감제(에테르계 마찰 조정제(ADEKA사 제조의 기쿠루브 FM-618C))를 90:10의 질량비로 혼합한 다성분계 액체 윤활제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.An ether type friction modifier (ether type friction modifier) was added to molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA SAKURARUVE (registered trademark) 525 manufactured by ADEKA, Mo content: 10 mass%, S content: 11 mass% (Kikubu FM-618C manufactured by ADEKA Co., Ltd.)) in a mass ratio of 90:10 was used instead of the multi-component liquid lubricant in Example 1, to thereby obtain a mixed powder for powder metallurgy. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(실시예 3)(Example 3)
윤활제로서 디알킬디티오카르밤산몰리브덴(ADEKA 제조의 아데카 사쿠라루브(등록 상표) 525, Mo 함유량: 10질량%, S 함유량: 11질량%)에 아민계 무회형 마찰 저감제(아민계 마찰 조정제(ADEKA사 제조의 기쿠루브 FM812))를 90:10의 질량비로 혼합한 다성분계 액체 윤활제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.An amine type friction modifier (amine-based friction modifier) was added to molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA SAKURARUVE (registered trademark) 525 manufactured by ADEKA as a lubricant, Mo content: 10 mass%, S content: 11 mass% (Kikubu FM812 manufactured by ADEKA Co., Ltd.)) in a mass ratio of 90:10 was used instead of the multi-component liquid lubricant in Example 1, to thereby obtain a powder mixture for powder metallurgy. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(실시예 4)(Example 4)
윤활제로서 디알킬디티오카르밤산몰리브덴(ADEKA 제조의 아데카 사쿠라루브(등록 상표) 525, Mo 함유량: 10질량%, S 함유량: 11질량%)에 글리콜계 무회형 마찰 저감제(글리콜계 마찰 조정제(ADEKA사 제조의 기쿠루브 FMD-410))를 90:10의 질량비로 혼합한 다성분계 액체 윤활제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.(Glycol-based friction modifier) was added to molybdenum dialkyldithiocarbamate (ADEKA SAKURARUVE (registered trademark) 525 manufactured by ADEKA as a lubricant, Mo content: 10% by mass, S content: 11% (Kikubu FMD-410 manufactured by ADEKA Co., Ltd.)) in a mass ratio of 90:10 was used instead of the multicomponent liquid lubricant in Example 1, to thereby obtain a mixed powder for powder metallurgy. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(실시예 5)(Example 5)
윤활제로서 디알킬디티오카르밤산몰리브덴(ADEKA 제조의 아데카 사쿠라루브(등록 상표) 525, Mo 함유량: 10질량%, S 함유량: 11질량%)에 인산에스테르계 무회형 마찰 저감제(인산에스테르계 마찰 조정제(ADEKA사 제조의 기쿠루브 AWP-1000))를 90:10의 질량비로 혼합한 다성분계 액체 윤활제를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.(Phosphate ester-based friction modifier) was added to dialkyldithiocarbamylic acid molybdenum (ADEKA SAKURARUVE (registered trademark) 525 manufactured by ADEKA as a lubricant, Mo content: 10 mass%, S content: 11 mass% And a friction modifier (Kikuwu AWP-1000 manufactured by ADEKA) were mixed in a mass ratio of 90:10, a powder mixture for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 1. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(실시예 6)(Example 6)
다성분 윤활제 중에 있어서의 아민계 무회형 마찰 저감제의 배합 비율을 95:5의 질량비로 변경한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.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 multicomponent lubricant was changed to a mass ratio of 95: 5. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(실시예 7)(Example 7)
다성분 윤활제 중에 있어서의 아민계 무회형 마찰 저감제의 배합 비율을 80:20의 질량비로 변경한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.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 multicomponent lubricant was changed to a mass ratio of 80:20. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(실시예 8)(Example 8)
다성분 윤활제 중에 있어서의 아민계 무회형 마찰 저감제의 배합 비율을 70:30의 질량비로 변경한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.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 multicomponent lubricant was changed to a mass ratio of 70:30. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
액체 윤활제로서, 칼슘살리실레이트(Infineum사 제조의 M7125, Ca 함유량 12.5질량%)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.A powder mixture for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Example 1 except that calcium salicylate (M7125, manufactured by Infineum Co., Ltd., Ca content: 12.5 mass%) was used as a liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
액체 윤활제로서 칼슘살리실레이트 대신, 칼슘술포네이트(랑세스 제조의 ADDITIN(등록 상표) RC4242, Ca 함유량 16질량%)를 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.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 mass%) was added as a liquid lubricant instead of calcium salicylate. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 3)(Comparative Example 3)
액체 윤활제로서 칼슘살리실레이트 대신, 바륨술포네이트(랑세스 제조의 ADDITIN(등록 상표) RC4103, Ba 함유량: 8질량%)를 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.A powder mixture 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 mass%) was added as a liquid lubricant instead of calcium salicylate. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 4)(Comparative Example 4)
액체 윤활제로서 칼슘살리실레이트 대신, 디알킬디티오카르밤산몰리브덴(ADEKA 제조의 아데카 사쿠라루브(등록 상표) 525, Mo 함유량: 10질량%, S 함유량: 11질량%)을 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.Except that dialkyldithiocarbamic acid molybdenum (ADEKA SAKURARUVE (registered trademark) 525 manufactured by ADEKA, Mo content: 10 mass%, S content: 11 mass%) was added as a liquid lubricant instead of calcium salicylate. A powder mixture for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 5)(Comparative Example 5)
액체 윤활제로서 칼슘살리실레이트 대신, 디알킬디티오인산아연(ADEKA 제조의 아데카 기쿠루브(등록 상표) Z-112, Zn 함유량: 7질량%, S 함유량: 14질량%)을 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.A zinc dialkyldithiophosphate (ADEKA KIROB (registered trademark) Z-112 manufactured by ADEKA, Zn content: 7 mass%, S content: 14 mass%) was added as a liquid lubricant instead of calcium salicylate A powder mixture for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except for the above. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 6)(Comparative Example 6)
액체 윤활제로서 칼슘살리실레이트 대신, 윤활유제용 폴리올에스테르(유카 산교 제조의 유니스터(등록 상표) HP-281R)를 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.A powder mixture for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a polyol ester for lubricating oil (Unistar (registered trademark) HP-281R manufactured by Yuka Sangyo) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 7)(Comparative Example 7)
액체 윤활제로서 칼슘살리실레이트 대신, 윤활유제용 에스테르(유카 산교 제조의 유니스터(등록 상표) M-182A)를 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.A mixed powder for powder metallurgy was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that an ester for a lubricant (Unistar (registered trademark) M-182A by Yuka Sangyo) was added instead of calcium salicylate as a liquid lubricant. Using this mixed powder, various evaluations were carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 8)(Comparative Example 8)
액체 윤활제로서 칼슘살리실레이트 대신, 컴플렉스에스테르(유카 산교 제조의 유니스터(등록 상표) TOE-500)를 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.A powder mixture 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 carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 9)(Comparative Example 9)
액체 윤활제 대신, 고체 윤활제인 에틸렌비스스테아르산아미드를 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.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 carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
(비교예 10)(Comparative Example 10)
액체 윤활제 대신, 고체 윤활제인 스테아르산아연을 첨가한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지로 하여 분말 야금용 혼합 분말을 얻었다. 이 혼합 분말을 사용하여, 상기 평가 방법으로 각종 평가를 행하였다. 그 결과를 이하의 표 1에 정리하였다.A powder mixture 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 carried out by the above evaluation method. The results are summarized in Table 1 below.
표 1로부터, 이하와 같이 고찰할 수 있다.From Table 1, it can be considered as follows.
본 발명의 다성분계 윤활제를 사용한 실시예 1 내지 8에서는, 성형체의 밀도가 충분히 높고, 성형체의 성형 공정에 있어서, 유동성이 우수하고, 또한 흑연 부착성도 양호하여, 금형으로부터 용이하게 발출할 수 있었다.In Examples 1 to 8 using the multicomponent lubricant of the present invention, the density of the molded body was sufficiently high, the fluidity was excellent in the molding process of the molded body, and the graphite adhesion was also good.
한편, 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제만을 첨가한 비교예 1 내지 5에서는, 성형체의 밀도가 충분히 높고, 또한 성형체의 성형 공정에 있어서, 유동성이 우수하고, 흑연 부착성도 양호했지만, 금형으로부터 용이하게 발출할 수 없었다.On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5 in which only a liquid lubricant containing a metal component was added, the density of the molded body was sufficiently high, the fluidity was excellent in the molding process of the molded body, and the graphite adhesion was good. However, I could not.
또한, 유기 금속 성분을 함유하지 않는 액체 윤활제만을 사용한 비교예 6 내지 8에서는, 성형체 밀도가 충분히 높아지지 않았다. 또한, 고체 윤활제를 사용한 비교예 9 내지 10에서는, 성형체 밀도가 충분히 높아지지 않았던 데다, 성형체의 성형 공정에서의 흑연 부착성도 떨어졌다.In Comparative Examples 6 to 8 using only a liquid lubricant containing no organometallic component, the density of the formed article did not become sufficiently high. Further, in Comparative Examples 9 to 10 using a solid lubricant, the density of the formed body was not sufficiently increased, and the graphite adhesion in the molding step of the molded body was also deteriorated.
본 발명의 분말 야금용 혼합 분말에서는, 윤활제로서, 유기 금속 성분을 함유하는 액체 윤활제와 극성을 갖는 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제를 사용함으로써, 그 분말로부터 성형된 성형체는 고밀도로 되고, 또한 금형으로부터 용이하게 발출할 수 있다. 또한, 성형체의 성형 공정에 있어서, 유동성이 우수하고, 발진성이 낮아진다. 따라서, 본 발명의 분말 야금용 혼합 분말로부터 성형된 소결체는, 박형화·경량화하더라도 충분한 강도를 갖기 때문에, 복잡한 박육 형상의 부품으로서 사용할 수 있다.In the powder mixture for powder metallurgy according to the present invention, by using a multi-component lubricant containing a liquid lubricant containing an organic metal component and an ashless friction reducing agent having a polarity as a lubricant, the compact formed from the powder becomes high density , And can be easily withdrawn from the mold. Further, in the molding step of the molded article, the fluidity is excellent and the vibration generating property is low. Therefore, the sintered compact formed from the powder mixture 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 complex thin-walled component.
1: 멤브레인 필터
2: 깔때기형 유리관
P: 시료 분말1: Membrane filter
2: Funnel-type glass tube
P: sample powder
Claims (6)
상기 윤활제는, 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제와, 극성을 갖는 적어도 1종의 무회형 마찰 저감제를 포함하는 다성분계 윤활제인 것을 특징으로 하는, 분말 야금용 혼합 분말.Iron powder, an additive, and a lubricant,
Wherein the lubricant is a multicomponent lubricant comprising a liquid lubricant containing an organometallic component and at least one ashless friction reducing agent having a polarity.
상기 유기 금속 성분을 포함하는 액체 윤활제가, 금속 살리실레이트, 금속 술포네이트, 금속 페네이트, 금속 티오카르바메이트, 및 금속 티오포스포네이트로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 분말 야금용 혼합 분말.The method according to claim 1,
Wherein the liquid lubricant containing the organometallic component comprises at least one selected from metal salicylate, metal sulfonate, metal phenate, metal thiocarbamate, and metal thiophosphonate, powder.
상기 유기 금속 성분이, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 몰리브덴, 및 아연으로부터 선택되는 적어도 1종인, 분말 야금용 혼합 분말.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the organic metal component is at least one selected from the group consisting of an alkali metal, an alkaline earth metal, molybdenum, and zinc.
상기 무회형 마찰 저감제가, 에스테르형, 에테르형, 아민형, 글리콜형, 인산에스테르형으로부터 선택되는 무회형 마찰 저감제를 적어도 1종을 포함하는, 분말 야금용 혼합 분말.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the ashless friction reducing agent comprises at least one ashless friction reducing agent selected from an ester type, an ether type, an amine type, a glycol type and a phosphoric ester type.
상기 철기 분말 100질량부에 대하여, 상기 다성분계 윤활제가 0.01질량부 이상 1질량부 이하 포함되는, 분말 야금용 혼합 분말.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the multicomponent lubricant is contained in an amount of 0.01 part by mass or more and 1 part by mass or less based on 100 parts by mass of the iron powder.
상기 다성분계 윤활제 중에 있어서의 상기 무회형 마찰 저감제의 배합량이 1 내지 35질량%인, 분말 야금용 혼합 분말.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the blending amount of the ashless friction reducing agent in the multicomponent lubricant is 1 to 35% by mass.
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