发明名称 金属粉末成形原料及其再压缩成形体及自该再压缩成形体获得之烧结体与该等之制造方法
摘要 本发明系关于为了获得藉由烧结金属之各种构造用机械构件合适之金属粉末成形原料及其再压缩成形体及自该再压缩成形体获得之烧结体与该等之制造方法。其手段为:在预备成形工程l压粉成形于以铁为主成分之金属粉7 a混合石墨7 b理想为O.l重量%以上,更理想为0.3重量%以上所形成之金属质粉7,形成密度7.3 g/cm3以上之预备成形体8。在预烧结工程2中,以指定温度预烧结预备成形体8,形成在金属粉之粒界具有石墨残留状态之组织之金属质粉成形原料9。于再压缩工程3中,再压缩成形金属质粉成形原料8以获得再压缩成形体10。于再烧结工程4中,再烧结再压缩成形体10获得烧结体ll。于热处理工程5中,对烧结体ll施以热处理,获得热处理之烧结体ll。因此,可以提供为了获得藉由烧结金属之机械强度高之机械构件之合适的具有优异变形能之金属质粉成形原料之再压缩成形体以及由该再压缩成形体获得之烧结体以及彼等之制造方法。
申请公布号 TW436345 申请公布日期 2001.05.28
申请号 TW089106336 申请日期 2000.04.06
申请人 川崎制铁股份有限公司;尤尼西亚杰克斯股份有限公司 发明人 吉村隆志;安间裕之;饭岛光正;幡井康雄;松本高之;藤长政志;上之聪;宇波繁
分类号 B22F3/00 主分类号 B22F3/00
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种金属粉末成形原料,其特征为:将压粉成形在以铁为主成份之金属粉混合石墨所形成之金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体于700~1000℃之温度预烧结,具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织。2.如申请专利范围第1项记载之金属质粉成形原料,其中设被混合在前述金属粉之石墨量为0.3重量%以上。3.一种再压缩成形体,其特征为:再压缩成形记载于前述申请专利范围第1或第2项之金属质粉成形原料以形成之。4.一种再压缩成形体之制造方法,其特征为由:获得压粉成形在以铁为主成份之金属粉混合石墨所形成之金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体之预备成形工程:及将在此预备成形工程获得之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,获得具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料之预烧结工程:及再压缩成形在此预烧结工程获得之金属质粉成形原料之再压缩工程所形成。5.如申请专利范围第4项记载之再压缩成形体之制造方法,其中前述预备成形工程系以上冲模以及下冲模加压填充在成形模具之成形空间内之金属质粉而形成,前述成形模具之成形空间具备:插入上冲模之大直径部,及插入下冲模之小直径部,以及连接这些大直径部与小直径部之推拔部,前述上冲模以及下冲模之一方或两方在面临成形模具之成形空间之端面的外缘端部具备使成形空间之容积增大之缺口。6.如申请专利范围第4或第5项记载之再压缩成形体之制造方法,其中设定被混合在前述金属粉之石墨量为0.3重量%以上。7.一种烧结体,其特征为:将压粉成形在以铁为主成份之金属粉混合石墨所形成之金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体于700~1000℃之温度预烧结,形成具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料,再压缩成形前述金属质粉成形原料,形成再压缩成形体,进而以指定温度再烧结前述再压缩成形体,具有在金属粉以及其粒界以指定之比例石墨扩散以及残留之状态的组织。8.如申请专利范围第7项记载之烧结体,其中设被混合在前述金属粉之石墨量为0.3重量%以上。9.一种烧结体之制造方法,其特征为由:获得压粉成形在以铁为主成份之金属粉混合石墨所形成之金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体之预备成形工程;及将在此预备成形工程获得之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,获得具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料之预烧结工程;及再压缩成形在此预烧结工程获得之金属质粉成形原料,获得再压缩成形体之再压缩工程;及再烧结在此再压缩成形工程所获得之再压缩成形体之再烧结工程所形成。10.如申请专利范围第9项记载之烧结体之制造方法,其中前述预备成形工程系以上冲模以及下冲模加压填充在成形模具之成形空间内之金属质粉而形成之工程,前述成形模具之成形空间具备:插入上冲模之大直径部,及插入下冲模之小直径部,以及连接这些大直径部与小直径部之推拔部,前述上冲模以及下冲模之一方或两方在面临成形模具之成形空间之端面的外缘端部具备使成形空间之容积增大之缺口。11.如申请专利范围第9或第10项记载之烧结体之制造方法,其中设被混合于前述金属粉之石墨量为0.3重量%以上。12.一种烧结体,其特征为:将压粉成形在以铁为主成份之金属粉混合石墨所形成之金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体于700~1000℃之温度预烧结,形成具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料,再压缩成形前述金属质粉成形原料,形成再压缩成形体,进而以指定温度再烧结前述再压缩成形体,形成具有在金属粉以及其粒界以指定之比例石墨扩散以及残留之状态的组织之烧结体。对前述烧结体施以热处理。13.如申请专利范围第12项记载之烧结体,其中设被混合在前述金属粉之石墨量为0.3重量%以上。14.一种烧结体之制造方法,其特征为由:获得压粉成形在以铁为主成份之金属粉混合石墨所形成之金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体之预备成形工程;及将在此预备成形工程获得之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,获得具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料之预烧结工程;及再压缩成形在此预烧结工程获得之金属质粉成形原料,获得再压缩成形体之再压缩工程;及再烧结在此再压缩成形工程所获得之再压缩成形体之再烧结工程;及热处理在此再烧结工程获得之烧结体之热处理工程所形成。15.如申请专利范围第14项记载之烧结体之制造方法,其中前述预备成形工程系以上冲模以及下冲模加压填充在成形模具之成形空间内之金属质粉而形成之工程,前述成形模具之成形空间具备:插入上冲模之大直径部,及插入下冲模之小直径部,以及连接这些大直径部与小直径部之推拔部,前述上冲模以及下冲模之一方或两方在面临成形模具之成形空间之端面的外缘端部具备使成形空间之容积增大之缺口。16.如申请专利范围第14项或第15项记载之烧结体之制造方法,其中设被混合在前述金属粉之石墨量为0.3重量%以上。17.如申请专利范围第1项记载之金属质粉成形原料之金属质粉,其中此金属质粉系以含有固熔在钼(Mo)、镍(Ni)、锰(Mn)、铜(Cu)、铬(Cr)、钨(W)、钒(V)、钴(Co)等之质地,提升强度、硬化性、其它之机械特性,或使产生碳化物等之析出物以提升强度、硬度、其它机械特性之合金元素之至少一种之铁为主成分之合金钢粉,预烧结组织为在金属粉之粒界残留石墨,几乎没有产生铁或合金元素之碳化物等之析出物之组织。18.如申请专利范围第1项记载之金属质粉成形原料之金属质粉,其中此金属质粉系将以含有固熔在钼(Mo)、镍(Ni)、锰(Mn)、铜(Cu)、铬(Cr)、钨(W)、钒(V)钴(Co)等之质地,提升强度、硬化性、其它之机械特性,或使产生碳化物等之析出物以提升强度、硬度、其它机械特性之合金元素为主成分之粉末扩散附着于以铁为主成分之金属粉所形成之金属粉,预烧结组织为在金属粉之粒界残留石墨,几乎没有产生铁或合金元素之碳化物等之析出物之组织。19.如申请专利范围第1项记载之金属质粉成形原料之金属质粉,其中此金属质粉系将以含有固熔在钼(Mo)、镍(Ni)、锰(Mn)、铜(Cu)、铬(Cr)、钨(W)、钒(V)、钴(Co)等之质地,提升强度、硬化性、其它之机械特性,或使产生碳化物等之析出物以提升强度、硬度、其它机械特性之合金元素为主成分之粉末混合于以铁为主成分之金属粉所形成之金属粉,预烧结组织为在金属粉之粒界残留石墨,几乎没有产生铁或合金元素之碳化物等之析出物之组织。20.如申请专利范围第17~19项中的任一项记载之金属质粉成形原料,其中被混合在前述金属质粉之石墨量为0.1重量%以上。21.一种再压缩成形体,其特征为:再压缩成形申请专利范围第17~19项中的任一项记载之金属质粉成形原料,具有几乎没有空隙之致密化组织。22.如申请专利范围第21项所记载之再压缩成形体,其中被混合在前述金属质粉之石墨量为0.1重量%以上。23.一种再压缩成形体之制造方法,其特征为由:获得压粉成形前述申请专利范围第17~19项中的任一项记载之各金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体之预备成形工程;及将在此预备成形工程获得之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,获得具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料之预烧结工程;及再压缩成形在此预烧结工程获得之金属质粉成形原料之再压缩工程所形成。24.一种烧结体,其特征为:以指定温度再烧结申请专利范围第21或第22项记载之再压缩成形体,以因应前述再烧结温度之指定之比例具有石墨扩散之组织与石墨残留之组织之烧结体。25.一种烧结体之制造方法,其特征为由:获得压粉成形前述申请专利范围第17~19项中的任一项记载之各金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体之预备成形工程;及将在此预备成形工程获得之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,获得具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料之预烧结工程;及再压缩成形在此预烧结工程获得之金属质粉成形原料,获得再压缩成形体之再压缩工程;及再烧结在此再压缩成形工程所获得之再压缩成形体之再烧结工程所形成。26.一种烧结体,其特征为:热处理申请专利范围第24项记载之烧结体,作成具有硬化组织之烧结体。27.一种烧结体之制造方法,其特征为由:获得压粉成形前述申请专利范围第17~19项中的任一项记载之各金属质粉获得之密度为7.3g/cm3以上之预备成形体之预备成形工程;及将在此预备成形工程获得之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,获得具有在金属粉之粒界残留石墨之状态的组织之金属粉质粉成形原料之预烧结工程;及再压缩成形在此预烧结工程获得之金属质粉成形原料,获得再压缩成形体之再压缩工程;及再烧结在此再压缩成形工程所获得之再压缩成形体,获得烧结体之再烧结工程;及热处理在此再烧结工程获得之烧结体之热处理工程所形成。28.如申请专利范围第24或26项记载之烧结体,其中设被混合在前述金属质粉之石墨量为0.1重量%以上。29.一种再压缩成形体,其特征为藉由:具备具有被填充金属质粉之成形空间之成形模具,及被插入此成形模具,加工金属质粉之上冲模与下冲模,而且在前述成形模具之成形空间形成:被插入前述上冲模之大直径部,及被插入前述下冲模之小直径部,及连接此大直径部与小直径部之推拔部,同时在面临前述上冲模以下冲模之一方或两方之前述成形空间之端面形成增加成形空间之容积之缺口之装置形成预备成形体,将藉由此形成之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,形成申请专利范围第17~19项中的任一项记载之金属质粉成形原料,藉由再压缩成形此金属质粉成形原料,以形成再压缩成形体。30.一种再压缩成形体之制造方法,其特征为藉由:具备具有被填充金属质粉之成形空间之成形模具,及被插入此成形模具,加工金属质粉之上冲模与下冲模,而且在前述成形模具之成形空间形成:被插入前述上冲模之大直径部,及被插入前述下冲模之小直径部,及连接此大直径部与小直径部之推拔部,同时在面临前述上冲模以下冲模之一方或两方之前述成形空间之端面形成增加成形空间之容积之缺口之装置形成预备成形体,将藉由此形成之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,形成申请专利范围第17~19项中的任一项记载之金属质粉成形原料,再压缩成形此金属质粉成形原料以形成再压缩成形体。31.如申请专利范围第29项记载之再压缩成形体,其中设被混合在前述金属质粉之石墨量在0.1重量%以上。32.一种烧结体,其特征为藉由:具备具有被填充金属质粉之成形空间之成形模具,及被插入此成形模具,加工金属质粉之上冲模与下冲模,而且在前述成形模具之成形空间形成:被插入前述上冲模之大直径部,及被插入前述下冲模之小直径部,及连接此大直径部与小直径部之推拔部,同时在面临前述上冲模以下冲模之一方或两方之前述成形空间之端面形成增加成形空间之容积之缺口之装置形成预备成形体,将藉由此形成之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,形成申请专利范围第17~19项中的任一项记载之金属质粉成形原料,再压缩成形此金属质粉成形原料以形成再压缩成形体,在烧结此再压缩成形体以形成烧结体。33.一种烧结体之制造方法,其特征为藉由:具备具有被填充金属质粉之成形空间之成形模具,及被插入此成形模具,加工金属质粉之上冲模与下冲模,而且在前述成形模具之成形空间形成:被插入前述上冲模之大直径部,及被插入前述下冲模之小直径部,及连接此大直径部与小直径部之推拔部,同时在面临前述上冲模以下冲模之一方或两方之前述成形空间之端面形成增加成形空间之容积之缺口之装置形成预备成形体,将藉由此形成之预备成形体以700~1000℃之温度预烧结,形成申请专利范围第17~19项中的任一项记载之金属质粉成形原料,再压缩成形此金属质粉成形原料以形成再压缩成形体,再烧结此再压缩成形体而形成。34.如申请专利范围第32项记载之烧结体,其中设被混合在前述金属质粉之石墨量在0.1重量%以上。35.一种烧结体,其特征为:设被记载于申请专利范围第7.12以及24项记载之烧结体之再烧结温度为700~1300℃。图式简单说明:第一图系本发明之实施形态之金属质粉成形原料之再压缩成形体以及由该再压缩成形体获得之烧结体之制造工程说明图。第二图系将预备成形体之制造工程以:在成形模具之成形空间内填充金属质粉之状态(a)、以上冲模以及下冲模加压金属质粉之状态(b)、为了加压完了后预备成形体之取出,使成形模具开始下降之状态(c)、取出预备成形体之状态(d)显示之说明图。第三图系将由混合石墨0.5重量%之金属质粉形成之预备成形体在80℃预烧结获得之成形原料之密度与延伸率之关系以资料(a)以及曲线(b)显示之图面。第四图系显示成形原料之组织图。第五图系关于密度7.3g/cm3之成形原料,使石墨量与预烧结温度变化之情形之延伸率之变化以资料(a)以及曲线(b)显示之图。第六图系关于密度7.3g/cm3之成形资料,使石墨量与预烧结温度变化之情形之延伸率之变化以资料(a)以及曲线(b)显示之图。第七图系关于密度7.3g/cm3之成形原料,使石墨量与预烧结温度变化之情形之硬度之变化以资料(a)以及曲线(b)显示之图。第八图系关于密度7.3g/cm3之成形原料,使石墨量与预烧结温度变化之情形之硬度之变化以资料(a)以及曲线(b)显示之图。第九图系关于由混合粒径20骻之石墨0.5重量%之金属质粉形成之密度7.3g/cm3以及7.5g/cm3之成形原料,以资料(a)以及曲线(b)显示预烧结温度与降伏应力之关系之图。第十图系关于由混合粒径5骻之石墨0.5重量%之金属质粉形成之密度7.3g/cm3以及7.5g/cm3之成形原料,预烧结温度与降伏应力之关系之图。第十一图系将再压缩成形体之组织以再压缩成形为轻度之情形(a)、进而再压缩成形之情形(b)显示之图。第十二图系显示烧结体之组织图,第十三图系以资料(a)以及曲线(b)显示使再烧结温度变化之情形的石墨残留率之变化之图。第十四图系以资料(a)以及曲线(b)显示使再烧结温度变化之情形之拉伸强度之变化图。第十五图系以资料(a)以及曲线(b)显示使再烧结温度变化之情形之硬度之变化图。第十六图系以资料(a)以及曲线(b)显示将变化再烧结温度获得之烧结体以指定条件热处理之情形的在结合温度与拉伸强度之关系图。第十七图系以资料(a)以及曲线(b)显示由以指定之条件热处理之热处理体之表面起之距离与硬度之关系图。第十八图系显示预烧结对应申请专利范围第17项以下之实施形态之实施例1或2之预备成形体所形成之成形原料之组织图。第十九图系关于对应实施例1之成形原料,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的延伸率之变化图。第二十图系关于对应实施例2之成形资料,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的延伸率之变化图。第二十一图关于对应实施例1之成形原料,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的硬度之变化图。第二十二图关于对应实施例2之成形原料,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的硬度之变化图。第二十三图系以资料以及曲线显示再压缩成形(冷锻)对应实施例1之成形原料时之每单位时间之成形负荷(变形抵抗)图。第二十四图系以资料以及曲线显示再压缩成形(冷锻)对应实施例2之成形原料时之每单位时间之成形负荷(变形抵抗)图。第二十五图关于对应实施例1之塑性加工体,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的拉伸强度之变化图。第二十六图关于对应实施例2之塑性加工体,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的拉伸强度之变化图。第二十七图关于对应实施例1之塑性加工体,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的硬度之变化图。第二十八图关于对应实施例2之塑性加工体,以资料以及曲线显示使预烧结温度与石墨量变化之情形的硬度之变化图。第二十九图系显示将对应实施例1或2之成形原料以比较小之剖面减少率(变形量)再压缩成形(冷锻)之组成加工体之组织图。第三十图系显示将对应实施例1或2之成形原料以比较大之剖面减少率(变形量)再压缩成形(冷锻)之组成加工体之组织图。第三十一图系显示对应实施例1或2之再烧结加工体之组织图。第三十二图系关于对应实施例1或2之再烧结加工体,以资料以及曲线显示使再烧结温度与再烧结时间变化之情形的石墨残留率之变化图。第三十三图系关于对应实施例1之再烧结加工体,以资料以及曲线显示使再烧结温度变化之情形的拉伸强度之变化图。第三十四图系关于对应实施例2之再烧结加工体,以资料以及曲线显示使再烧结温度变化之情形的拉伸强度之变化图。第三十五图系关于对应实施例1之再烧结加工体,以资料以及曲线显示使再烧结温度变化之情形的硬度之变化图。第三十六图系关于对应实施例2之再烧结加工体,以资料以及曲线显示使再烧结温度变化之情形的硬度之变化图。第三十七图系关于对应实施例1之热处理加工体,以资料以及曲线显示使再烧结温度变化之情形的拉伸强度之变化图。第三十八图系关于对应实施例2之热处理加工体,以资料以及曲线显示使再烧结温度变化之情形的拉伸强度之变化图。第三十九图系以资料以及曲线显示:对应实施例2之热处理加工体之内部硬度分布,与预压缩成形相同之金属质粉为密度7.0g/cm3,之后以与实施例2相同之条件施以加工获得之热处理加工体(习知法)之内部硬度分布图。
地址 日本
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