분말 소결품의 제조 방법 document_id A220623038144

종래, 이런 종류의 것으로서, 고정화할 때에 저압력에서 겉보기 밀도를 높이는 것을 목적으로 하여 금속분 등에 소정량의 물을 첨가하고, 전체를 혼화한 후 수증기 방출용 수단을 형성한 틀 내에 충전하고, 100℃ 이하의 저온하에서 프레스 성형하는 분말 재료의 고형화 방법 (예를 들어 특허문헌 1) 이 공지되어 있다. 또한, 고밀도의 압분체를 얻고, 또한 압분체보다 치수 변화가 적은 소결품을 목적으로 하여, 알루미늄 합금으로 이루어지는 급속 응고 분말에 대하여 융점이 100 ∼ 300℃ 인 윤활제 분말을 혼합하여 혼합 분말을 얻은 후, 혼합 분말을 윤활제 분말의 융점 이상으로 가열하여 가압함으로써 압분체를 얻고, 게다가 이 압분체를 소결하는 알루미늄 합금 소결체의 제조 방법 (예를 들어 특허문헌 2) 이나, 순철분, 합금강분을 불문하고 350℃ 부근에서부터 급격하게 압축성이 개선되는 것에 기초하여, 고밀도의 소결 부품을 얻기 위하여 철강분 등 원료 분말을 그 분말로서의 유동성을 손상시키지 않는 비산화성 분위기의 350 ∼ 650℃ 의 온도 범위로 가열하고, 이것을 150 ∼ 450℃ 로 예열한 윤활제를 도포한 금형 중에 충전한 후에 압축하여 온간 성형하여 압분체를 성형하고, 이 후에 압분체를 가열 소결하는 고밀도 소결재의 제조 방법 (예를 들어 특허문헌 3) 도 공지되어 있다. 게다가, 철분이나 철기 합금 분말을 압축 성형할 때에 성형 밀도를 높이는 것을 목적으로 하여, 내벽면에 윤활제가 도포된 성형틀 내에, 윤활제가 배합된 분말 야금용 분말을 충전하여 온간 또는 열간에서 압축 성형함에 있어서, 분말 야금용 분말 중의 윤활제량을, 분말 전체량 중에서 차지하는 비율로 0.20 질량％ 이하 (0 질량％ 는 포함하지 않는다) 로 하는 분말 야금용 분말의 압축 성형법 (특허문헌 4) 도 공지되어 있다. 또한, 분말 야금에 있어서의 원료 분말을 성형 금형에 충전하여 온간에서 성형체를 가압 성형할 때에, 원료 분말을 성형 금형에 충전할 때의 원료 분말의 유동성을 높이고, 게다가, 성형체를 가압 성형할 때의 원료 분말 간 및 원료 분말과 성형 금형 간의 윤활성을 높여 성형체의 압축성을 높이기 위하여, 일반적으로, 윤활제로서 스테아르산 리튬을 원료 분말에 혼합한 온간 성형용 원료 분말이 분말 야금용 원료로서 사용되고 있었다. 그러나, 스테아르산 리튬을 혼합한 경우에는, 스테아르산 리튬의 융점이 약 220℃ 임에도 불구하고, 실제로는 원료 분말을 150℃ 이상으로 가열하면 원료 분말의 유동성이 악화된다는 문제가 있었다. 또한, 스테아르산 리튬으로는 충분한 윤활성, 압축성이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 5 에 개시된 바와 같이, 평균 입자경이 4㎛ 이하인 입경이 미세한 지방산 금속염을 미량 첨가함으로써 원료 분말의 유동성이 향상되는 것이 알려져 있다. 그런데, 미량 첨가로는 가압 성형시의 윤활성이 얻어지지 않고, 또한, 일반적으로 윤활성이 얻어지는 정도의 양을 첨가하면, 반대로 유동성이 저하된다는 결점이 있었다. 또한, 입경이 미세한 지방산 금속염은, 통상적인 지방산 금속염보다 제조 비용이 높고, 비경제적이라는 문제가 있었다. 게다가, 특허문헌 6 에 개시된 바와 같이, 가압 성형의 온도 이하의 낮은 융점을 갖는 성분을 함유하는 윤활제를 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나, 저융점 윤활 성분을 함유하는 윤활제를 온간 성형 온도 이상까지 가열하면, 원료 분말의 유동성이 얻어지지 않는다는 문제가 있었다. 그리고, 상기와 같은 압분체의 성형에 있어서는, 원료 분말에 고체 윤활제가 배합된 분말 야금용 분말을 분말 공급 장치에 의하여 성형틀 내에 충전하고, 이 성형틀 내에 충전된 분말 야금용 분말을 압축하고, 압분체를 성형틀로부터 꺼내고, 이 압분체를 꺼낸 성형틀 내에 다시 상기 분말 야금용 분말을 충전하고, 이들을 연속적으로 실시함으로써 압분체를 연속 성형하도록 하고 있으며, 상기 분말 공급 장치는, 호퍼와 공급관에 의하여 접속된 피더를 구비한다 (예를 들어 특허문헌 7). 이와 같이, 상기 특허문헌 1 ∼ 6 의 종래 기술에 있어서는, 성형틀에 충전하기 전에 분말 야금용 분말을 가열하거나, 분말 야금용 분말을 충전하는 성형틀을 가열함으로써 온간 성형을 실시하고 있다. 특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 소63-72802호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 소61-136602호 특허문헌 3 : 일본 공개특허공보 소58-71302호 특허문헌 4 : 일본 공개특허공보 제2000-199002호 특허문헌 5 : 일본 공개특허공보 제2000-273502호 특허문헌 6 : 일본 공개특허공보 제2001-294902호 특허문헌 7 : 일본 공개특허공보 제2003-191095호