專利名稱：鐵系燒結(jié)構(gòu)件及其制造方法、和燒結(jié)機械部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法及利用其得到的鐵系燒結(jié)構(gòu)件、和燒結(jié)機械部件，特別是涉及在一個燒結(jié)構(gòu)件中可以分別以高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定強度優(yōu)良的位置和切削性優(yōu)良的位置的鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
利用粉末冶金法制造的鐵系燒結(jié)構(gòu)件制造成本低廉、強度和耐磨耗性等機械特性優(yōu)良，因此被利用于各種領(lǐng)域。這種鐵系燒結(jié)構(gòu)件在用于機械部件等中時，燒結(jié)后有時需要機械加工，這時需要特別良好的切削性。
因此，考慮到這點，為了提高鐵系燒結(jié)構(gòu)件的切削性，提出了種種技術(shù)。即，日本特許第3325173號公報公開了在利用粉末冶金法制成的含碳的鐵系材料的成形體、預(yù)燒結(jié)體和燒結(jié)體的表面涂布和在氣孔中含浸含硼的溶液，之后燒結(jié)和再燒結(jié)的鐵系燒結(jié)材料的改性方法。另外，日本特許第3410326號公報公開了一種鐵系燒結(jié)合金的制造方法，該方法具備在碳的擴散溫度以下的溫度下加熱含碳的鐵系燒結(jié)合金用粉末的粉末成形體或該粉末成形體而得到的預(yù)燒結(jié)體的表面上，涂布含硼化合物的糊狀頂涂劑的工序；和在碳的擴散溫度以上的溫度下燒結(jié)涂布有上述頂涂劑的上述粉末成形體或預(yù)燒結(jié)體的工序。
日本特許第3413628號公報還公開了一種用于得到鐵系燒結(jié)材料的鐵系粉末混合物，所述鐵系燒結(jié)材料是相對于從燒結(jié)后呈現(xiàn)珠光體組織的鐵系燒結(jié)材料用的粉末混合物中除去了石墨粉末的鐵系粉末混合物，添加配合比為0.01～1.0質(zhì)量％的氧化硼、和0.1～2.0質(zhì)量％的石墨粉末，而且呈現(xiàn)燒結(jié)后在由鐵素體和珠光體構(gòu)成的基體組織中分散了石墨的組織。此外，日本特開2000-144350號公報還公開了一種在基體中分散有游離石墨的易切削性鐵系燒結(jié)合金，其基體硬度為150～250HV，且全體組成以質(zhì)量比計，為P0.1～1.0％、B0.003～0.31％、O0.007～0.69％、C0.1～2.0％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
但是，上述日本特許第3325173號公報和日本特許第3410326號公報記載的技術(shù)，是利用被涂布等在規(guī)定位置上的硼化合物抑制燒結(jié)粉末成形體等時的碳的擴散，抑制基體中珠光體的生成，生成切削性良好的由鐵素體和珠光體構(gòu)成的組織。這種技術(shù)雖然可以提高必要位置的切削性，但是需要在預(yù)燒結(jié)前或燒結(jié)前在成形體等上涂布硼化合物的工序、和涂布糊狀頂涂劑的工序。為此，需要在燒結(jié)前花費精力，同時需要頂涂劑的涂布工序中使用的設(shè)備，制造經(jīng)濟上有問題。
另外，上述日本特許第3413628號公報和日本特開2000-144350號公報記載的技術(shù)，通過使原料粉末的組成最佳化，利用氧化硼抑制碳向基體的擴散，得到切削性良好的由鐵素體和珠光體構(gòu)成的組織。這種技術(shù)僅通過選定材料粉末即可簡便地提高燒結(jié)構(gòu)件的切削性，但燒結(jié)構(gòu)件的不需要切削性的位置的強度降低。為此，在實際應(yīng)用于機械部件時，無法分別賦予強度和切削性，尚有改良的余地。
近年來，特別是隨著汽車部件等的高性能化，不僅要求以高標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)強度和切削性，還要求在一個燒結(jié)部件內(nèi)僅對各個必要位置賦予這些特性。例如，要求在具備用于被螺栓緊固箍緊的螺栓孔的燒結(jié)機械部件中，通過將與螺栓支撐面接觸的部分的強度變得較高，可充分耐受上述接觸部分上產(chǎn)生的應(yīng)力，而且通過將其他部分的切削性變得較高，可高效地實施機械加工。
本發(fā)明是鑒于以上現(xiàn)狀而成的，其目的在于提供鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法及利用其得到的鐵系燒結(jié)構(gòu)件、和燒結(jié)機械部件，所述鐵系燒結(jié)構(gòu)件不僅可以高標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)強度和切削性，還可僅對各個必要位置賦予這些特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人鑒于上述需求，對于可高標(biāo)準(zhǔn)地僅賦予各個必要位置強度和切削性的鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)進行了銳意探討。在以往技術(shù)中，如上所述，在制造鐵系燒結(jié)構(gòu)件時，作為原料粉末，準(zhǔn)備鐵粉末和碳粉末的同時，加入溶液狀態(tài)或粉末狀態(tài)的硼化合物，進行燒結(jié)，由此，不含氧化硼時作為由鐵素體和珠光體構(gòu)成的組織，賦予了作為珠光體組織的粉末優(yōu)良的切削性。
該鐵素體組織生成的機制如下。即，硼化合物(氧化硼)的熔點約為500℃，燒結(jié)時達到上述溫度則液化了的硼化合物在碳周圍形成被膜，阻斷碳向基體的擴散。結(jié)果，與鐵素體組織相比，較多地形成了珠光體組織。
因此，對于保持這種氧化硼引起的鐵素體生成所導(dǎo)致的提高切削性效果的同時、僅提高必要位置的強度的方法，本發(fā)明人進行了探討。一般作為提高鐵系燒結(jié)構(gòu)件的強度的方法，已知對燒結(jié)體實施銅熔浸。銅熔浸是利用毛細管力將銅填充至燒結(jié)體的氣孔中而提高燒結(jié)體的密度、和通過銅向基體的擴散而提高淬透性，由此提高熔浸后的燒結(jié)體的強度的方法。發(fā)明人實際上是在由含有鐵、碳和氧化硼的混合粉末構(gòu)成的成形體和其燒結(jié)體中熔浸了銅或銅合金。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不僅上述燒結(jié)體密度提高和淬透性提高導(dǎo)致強度提高，而且由于下述現(xiàn)象在熔浸后燒結(jié)體的強度提高。
即，在含有鐵、碳和氧化硼的混合粉末的成形體上放置將銅粉末或銅合金粉末成形得到的熔浸材料，進行燒結(jié)(熔浸)時，燒結(jié)溫度若達到約500℃將在碳周圍形成液狀的氧化硼被膜。但是，燒結(jié)溫度進一步上升，達到銅或銅合金的熔點(例如，以單質(zhì)粉(味粉)使用銅時，約為1083℃)時，熔融的銅或銅合金浸入氣孔中，攻擊包圍著碳的硼化合物的被膜，將其破壞。另外，即使在銅或銅合金的熔點附近也發(fā)生碳向鐵基體的擴散，因此一旦碳從硼化合物的被膜中被釋放，可自由地在基體中擴散。為此，在熔浸了銅的位置上，碳充分向基體擴散，結(jié)果基體以珠光體組織為主，強度提高。與此相對，在熔浸了銅的位置以外，形成了由鐵素體和珠光體組織構(gòu)成的基體，維持了良好的切削性。
本發(fā)明的第1鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法是基于上述見解完成的，其特征在于，在鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末的粉末成形體或該粉末成形體的燒結(jié)體的表面的至少一部分上，放置將金屬粉末成形而得到的熔浸材料，在碳的擴散溫度以上的溫度且熔浸材料的熔點以上的溫度下燒結(jié)放置有上述熔浸材料的上述粉末成形體或燒結(jié)體，上述鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末，是相對于從燒結(jié)后呈現(xiàn)珠光體組織的鐵系燒結(jié)材料用的粉末混合物中除去了石墨粉末的鐵系粉末混合物，以配合比計，添加0.01～1.0質(zhì)量％的氧化硼、和0.1～2.0質(zhì)量％的石墨粉末的粉末，上述金屬粉末為銅粉末或銅合金粉末。
另外，本發(fā)明人利用與上述第1鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法同樣的見解，對于在鐵系燒結(jié)材料中熔浸銅或銅合金的其他方法進行了探討。結(jié)果，得出如下見解通過使鐵系混合粉末中含有規(guī)定量的磷，可高效地實現(xiàn)鐵素體的強化，可進一步提高切削性。即，如果磷含量不足，則缺乏鐵素體的強化作用，無法充分獲得基體的硬度。與此相對，其含量過多，則燒結(jié)中Fe-P液相的產(chǎn)生量增多，燒結(jié)中易發(fā)生成形體的砂型倒塌(型くずれ)。
本發(fā)明的第2鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法是基于上述見解完成的，其特征在于，在鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末的粉末成形體或加熱該粉末成形體而得到的燒結(jié)體的表面的至少一部分上，放置將金屬粉末成形而得到的熔浸材料，在碳的擴散溫度以上的溫度且熔浸材料的熔點以上的溫度下燒結(jié)放置有上述熔浸材料的上述粉末成形體或燒結(jié)體，上述鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末，是以質(zhì)量比計由P0.1～1.0％、B0.003～0.31％、O0.007～0.69％、C0.1～2.0％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的粉末，上述金屬粉末為銅粉末或銅合金粉末。
第3鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法的特征在于，在上述第2制造方法中，進一步含有1.0～5.0質(zhì)量％的Cu。通過如此含有Cu，可實現(xiàn)維持切削性的同時提高強度。雖然Cu也在基體中擴散而強化，但Cu含量不足1.0質(zhì)量％，則缺乏其效果。另一方面，Cu含量超過5質(zhì)量％，則生成軟質(zhì)的Cu相強度降低，同時燒結(jié)時產(chǎn)生的Cu液相導(dǎo)致尺寸收縮，和由于液相收縮出現(xiàn)易于向Fe基體擴散的Cu引起的Cu膨脹現(xiàn)象而引起在制品的各部分發(fā)生微小的收縮和膨脹，結(jié)果制品整體的尺寸變化的偏差增大、尺寸精度變差。
上面為本發(fā)明的鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，但本發(fā)明還涉及利用這些制造方法得到的鐵系燒結(jié)構(gòu)件。另外，本發(fā)明的上述制造方法特別可應(yīng)用于燒結(jié)機械部件的制造，例如，在具備用于被螺栓緊固箍緊的螺栓孔的燒結(jié)機械部件中，通過對與螺栓的接觸部分實施上述熔浸，可使其硬度為200～600HV，可充分確保強度，不對此外的部分實施熔浸，可使其硬度為100～190HV，可充分確保切削性。
利用本發(fā)明的鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)，制造鐵系燒結(jié)構(gòu)件時，在最佳化鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末的組成的同時，僅將由銅或銅合金構(gòu)成的熔浸材料應(yīng)用于必要位置，由此可得到不僅高標(biāo)準(zhǔn)地實現(xiàn)強度和切削性、還僅在各個必要位置上賦予了這些特性的燒結(jié)構(gòu)件。


圖1為表示用作汽車部件的軸承蓋的主視圖。
圖2為表示圖1所示的軸承蓋的使用形態(tài)的主視圖。
圖3為表示圖2所示的軸承蓋的制造方法的工序圖。
圖4為燒結(jié)后的軸承蓋的組織照片，圖中(a)表示熔浸部分，(b)表示非熔浸部分。
符號說明10 軸承蓋10a 凹部10b 與螺栓支撐面接觸的部分11 氣缸體11a 凹部12 軸承12a 上側(cè)軸承12b 下側(cè)軸承13 曲軸14a、14b螺栓具體實施方式
圖1為表示汽車部件等中使用的軸承蓋10的主視圖。該軸承蓋10在使用時，如圖2所示，為了在汽車引擎的氣缸體11的側(cè)壁上通過軸承12安裝曲軸而使用，在使與上側(cè)軸承12a和下車軸承12b的接觸面位置吻合后，從上側(cè)軸承12a的上方安裝，被螺栓14a、14b箍緊固定于氣缸體11上。另外，如圖1所示的軸承蓋10的凹部10a通常與由鋁合金構(gòu)成的氣缸體11的凹部11a一體地被表面裝飾加工。
考慮到這種軸承蓋10的加工形態(tài)(表面裝飾加工)和使用形態(tài)(螺栓緊固)，要求賦予上述凹部10a優(yōu)良的切削性的同時，還要求與螺栓支撐面接觸的部分10b具有優(yōu)良的強度?？紤]到這些要求特性，下面以軸承蓋為例說明本發(fā)明的鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)涉及的優(yōu)選實施方式。
圖3為表示圖2所示的軸承蓋的制造方法的工序圖。在該圖中，首先利用鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末制備粉末成形體，同時用銅粉末或銅合金粉末成形熔浸材料。如上所述，本發(fā)明的目的在于最終分別賦予燒結(jié)體的必要位置強度和切削性。強度可通過在后述燒結(jié)(熔浸)工序中在粉末成形體中熔浸銅或銅合金來賦予。為此，作為賦予強度的前提，根據(jù)其材料選擇事先賦予不進行熔浸的燒結(jié)體部分切削性是關(guān)鍵。
出于這種觀點，制造鐵系燒結(jié)構(gòu)件時，上述鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末為(1)相對于從燒結(jié)后呈現(xiàn)珠光體組織的鐵系燒結(jié)材料用的石墨粉末中除去了石墨粉末的鐵系粉末混合物，以混合比計，添加0.01～1.0質(zhì)量％的氧化硼、和0.1～2.0質(zhì)量％的石墨粉末的粉末(下面有時簡稱為“混合粉末1”)；或(2)以質(zhì)量比計，由P0.1～1.0％、B0.003～0.31％、O0.007～0.69％、C0.1～2.0％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的粉末(下面有時簡稱為“混合粉末2”)。
下面敘述混合粉末1、2的各成分的限定理由。
(混合粉末1的各成分的限定理由)為了賦予燒結(jié)體優(yōu)良的切削性，使燒結(jié)后的基體組織為由鐵素體和珠光體而非珠光體構(gòu)成的組織、作為固體潤滑劑使游離石墨分散是重要的。為此，必需限定鐵系燒結(jié)材料用粉末的碳量。在燒結(jié)體中，為了使基體為鐵素體主體的組織的同時得到游離石墨，以往采用在不足碳的擴散溫度下進行燒結(jié)、不使碳擴散在基體中的方法，但是由于燒結(jié)溫度低，基體鐵粉之間形成的頸(ネック)的生長不充分，燒結(jié)體強度顯著降低，這是個問題。
為此，發(fā)明人對于防止燒結(jié)體的低強度化、且實現(xiàn)游離石墨的分散的方法進行了探討。結(jié)果，確認(rèn)了通過含有0.01～1.0質(zhì)量％的氧化硼、0.1～2.0質(zhì)量％的石墨粉末，即使燒結(jié)溫度為碳的擴散溫度以上的溫度下時，通過利用氧化硼抑制碳向基體的擴散可使燒結(jié)體的基體組織為由鐵素體和珠光體構(gòu)成的組織、獲得優(yōu)良的切削性，而且可使鐵粉末之間形成的頸充分成長、獲得規(guī)定的強度。
在此，對于氧化硼含量的限定理由進行敘述。如上所述，氧化硼含量若不足0.01質(zhì)量％，則即使氧化硼在500℃附近液化，但由于其量不夠，無法徹底包圍石墨周圍，缺乏抑制石墨向基體的擴散效果，基體組織稱為珠光體主體的組織。而含量即使超過1.0質(zhì)量％，則不僅無法獲得更好的碳擴散抑制效果，而且由于氧化硼大量殘留于基體中，燒結(jié)體強度降低。因此，將氧化硼的含量設(shè)為0.01～1.0質(zhì)量％。
另外，對于石墨粉末含量的限定理由進行敘述。如上所述，相應(yīng)于氧化硼的含量含有石墨粉末。其含量若不足0.1質(zhì)量％，則在基體中擴散的碳量過少，不僅無法獲得期望的強度，而且未擴散的游離石墨的量少，無法獲得切削性改善效果。另一方面，如果石墨粉末的添加量超過2.0質(zhì)量％，則無法充分抑制碳向基體的擴散，基體組織為珠光體。因此，將石墨的含量設(shè)為0.1～2.0質(zhì)量％。
(混合粉末2的各成分的限定理由)如果PP的含量不足0.1質(zhì)量％，則缺乏鐵素體的強化作用，結(jié)果無法顯著提高基體的硬度。另一方面，如果P含量超過1.0質(zhì)量％，則燒結(jié)中Fe-P液相的產(chǎn)生量增多，易發(fā)生燒結(jié)中的壓粉體的砂型倒塌。因此，將P的含量設(shè)為0.1～1.0質(zhì)量％。雖然可以以單質(zhì)粉的方式添加P，但由于毒性強，優(yōu)選以Fe-P合金粉的方式添加。
B、O通過以氧化硼的方式添加來含有o和O。B0.003～0.31質(zhì)量％、O0.007～0.69質(zhì)量％作為B2O3為0.01～1.0質(zhì)量％，如果低于各自的下限，則燒結(jié)時無法抑制碳向基體的擴散。另一方面，如果超過各自的上限，不僅無法期待更好的碳擴散抑制效果，而且氧化硼大量殘留在基體中，使燒結(jié)體的強度降低。因此，將B的添加量設(shè)為0.003～0.31質(zhì)量％、O的添加量設(shè)為0.007～0.69質(zhì)量％。
以石墨粉末的方式添加CC，但其含量如果不足0.1質(zhì)量％，則在基體中擴散的碳量過少，不僅無法獲得所期望的強度，而且未擴散的游離石墨量少，無法獲得切削性的改善效果。另一方面，如果石墨粉末的添加量超過2.0質(zhì)量％，則無法充分抑制C向基體的擴散，基體組織為珠光體。因此，將C的含量設(shè)為0.1～2.0質(zhì)量％。
使用上述鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末(混合粉末1或混合粉末2)，制備圖3所示的軸承蓋形狀的粉末成形體的同時，如該圖所示，準(zhǔn)備將銅粉末或銅合金粉末成形得到的熔浸材料。在此，作為銅合金例如可使用由銅和鈷構(gòu)成的合金。
然后，為了使熔浸材料浸入在與螺栓箍緊時與螺栓支撐面接觸的部分，如圖3所示在粉末成形體上放置熔浸材料，在此狀態(tài)下進行燒結(jié)(熔浸)。應(yīng)說明的是，熔浸材料的放置狀態(tài)并不限于圖3所示的形態(tài)，通過適當(dāng)改變粉末成形體在爐內(nèi)的姿態(tài)，也可在需要熔浸粉末成形體的位置附近的任何表面放置熔浸材料。
進而，在碳向基體的擴散溫度以上的溫度(約850～900℃)以上、且熔浸材料的熔點以上的溫度(例如，作為熔浸材料以單質(zhì)使用銅時，為1083℃以上)下進行燒結(jié)。應(yīng)說明的是，為了實現(xiàn)銅向鐵基體的擴散導(dǎo)致的強度提高、和鐵粉末之間形成的頸的充分生長導(dǎo)致的強度提高，且防止氧化硼的揮發(fā)，優(yōu)選使燒結(jié)溫度設(shè)在1050～1150℃的范圍內(nèi)。另外，將燒結(jié)環(huán)境設(shè)為還原性氣體環(huán)境。
在這種燒結(jié)工序中，首先燒結(jié)溫度如果達到約500℃，則鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末中所含的氧化硼液化，氧化硼包圍碳周圍，形成被膜，阻斷碳向基體的擴散。然后，燒結(jié)溫度如果達到熔浸材料的熔點，則熔融的銅等浸入氣孔中，攻擊包圍著碳的氧化硼的被膜，破壞該被膜。由此，如果碳從氧化硼的被膜中被釋放，則可自由地在基體中擴散，在熔浸了銅等的位置上，碳充分向基體擴散，結(jié)果基體成為珠光體組織，燒結(jié)體的強度部分提高。
另外，在熔浸了銅或銅合金的位置上，由于毛細管力，銅等侵入至氣孔中，氣孔的填充導(dǎo)致了燒結(jié)體密度的提高，由此也將提高強度。而且，浸入至氣孔中的銅等進一步向基體中擴散，提高淬透性，由此也將提高強度。
由此，結(jié)果可得到一種軸承蓋，其氣缸體和經(jīng)表面加工的凹部具備良好的切削性，同時使用時與施加了相當(dāng)應(yīng)力的螺栓支撐面接觸的部分具備良好的強度。應(yīng)說明的是，圖3所示的例子中，在熔浸前設(shè)置有螺栓孔，但本發(fā)明并不限于這種形態(tài)，也可通過機械加工在熔浸后設(shè)置螺栓孔。
上面為本發(fā)明能夠優(yōu)選的實施方式的一個例子。在上述例子中，在由鐵系燒結(jié)部件用粉末構(gòu)成的粉末成形體上放置熔浸材料并進行了燒結(jié)，但優(yōu)選在該放置前事先在400～950℃的溫度下預(yù)燒結(jié)粉末成形體。利用該假燒結(jié)事先除去鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末中的成形潤滑劑，由此可提高熔浸性。
另外，在鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末(混合粉末1或混合粉末2)中，也可進一步含有氮化硼。此時，通過將鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末中的氮化硼的含量限定于0.06～2.25質(zhì)量％，不降低基體的強度就可發(fā)揮斷屑(チップブレ一キング)效果和固體潤滑效果，可進一步提高切削性。即，氮化硼的含量不足0.06質(zhì)量％時，缺乏上述效果，超過2.25質(zhì)量％時，基體的強度下降。應(yīng)說明的是，作為氮化硼的添加形態(tài)，如日本特許第3413628號公報和日本特開2000-144350號公報記載的，優(yōu)選添加含有10～40質(zhì)量％的氧化硼的比較廉價的粉末(氧化硼和氮化硼的混合粉末)0.1～2.5質(zhì)量％，與氧化硼一起添加。
實施例(銅熔浸對切削性和強度的影響)作為原料粉末，準(zhǔn)備以質(zhì)量比含有Cu3.0質(zhì)量％、C1.0質(zhì)量％、B2O30.7質(zhì)量％的、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末，用V型混合機混合30分鐘后，將混合粉末壓粉成形為密度6.7g/cm3，得到如圖3所示的軸承蓋形狀的粉末成形體。另外，壓粉成形純銅粉末，得到如圖3所示的2個熔浸材料。
然后，在還原性環(huán)境中、690℃下預(yù)燒結(jié)上述粉末成形體后，為了在預(yù)燒結(jié)體的與螺栓支撐面接觸的部分上浸入熔浸材料，以圖3所示的形態(tài)在預(yù)燒結(jié)體上放置熔浸材料，在該狀態(tài)下、在還原性環(huán)境中、1130℃下進行燒結(jié)(熔浸)。
圖4為燒結(jié)后的軸承蓋的組織照片，圖中(a)表示熔浸部分，(b)表示非熔浸部分。如圖4(a)所示，對于熔浸部分，基體組織呈珠光體，由于銅熔浸氣孔消失。為此，推測為獲得了良好強度的物質(zhì)。作為硬度試驗的結(jié)果，基體硬度為250HV，這與本申請權(quán)利要求4相符，獲得了良好的硬度。因此，在熔浸部分，可確認(rèn)即使與螺栓支持面接觸時，也獲得了可充分耐受的強度。
與此相對，如圖4(b)所示，對于非熔浸部分，基體組織呈鐵素體和珠光體。為此，獲得了良好的切削性。應(yīng)說明的是，對于非熔浸部分也進行了硬度試驗，但基體硬度為140HV，與本申請權(quán)利要求4相符。因此，在非熔浸部分(含有軸承蓋的凹部)中，未能獲得熔浸部分那樣的硬度，但可確認(rèn)獲得了通常與由鋁合金構(gòu)成的氣缸體的凹部一體地表面加工所需的充分的切削性。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明可提供不僅以高標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)強度和切削性、而且僅對各個必要位置賦予這些特性的鐵系燒結(jié)構(gòu)件。因此，考慮到可適用于汽車和自動兩輪車中使用的各種鐵系燒結(jié)構(gòu)件，本發(fā)明是有前途的。
權(quán)利要求
1.一種鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，其在鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末的粉末成形體或加熱該粉末成形體而得到的燒結(jié)體的表面的至少一部分上，放置將金屬粉末成形而得到的熔浸材料，在碳的擴散溫度以上的溫度且熔浸材料的熔點以上的溫度下燒結(jié)放置有上述熔浸材料的上述粉末成形體或燒結(jié)體，其特征在于，上述鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末，是相對于從燒結(jié)后呈現(xiàn)珠光體組織的鐵系燒結(jié)材料用的粉末混合物中除去了石墨粉末的鐵系粉末混合物，以混合比計，添加0.01～1.0質(zhì)量％的氧化硼、和0.1～2.0質(zhì)量％的石墨粉末的粉末，上述金屬粉末為銅粉末或銅合金粉末。
2.一種鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，其在鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末的粉末成形體或加熱該粉末成形體而形成的燒結(jié)體的表面的至少一部分上，放置將金屬粉末成形而得到的熔浸材料，在碳的擴散溫度以上的溫度且熔浸材料的熔點以上的溫度下燒結(jié)放置有上述熔浸材料的上述粉末成形體或燒結(jié)體，其特征在于，上述鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末，是以質(zhì)量比計由P0.1～1.0％、B0.003～0.31％、O0.007～0.69％、C0.1～2.0％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的粉末，上述金屬粉末為銅粉末或銅合金粉末。
3.如權(quán)利要求2所述的鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法，其特征在于，進一步含有1.0～5.0質(zhì)量％的Cu。
4.利用權(quán)利要求1～3中任一項所述的制造方法得到的鐵系燒結(jié)構(gòu)件。
5.一種燒結(jié)機械部件，其為具備用于被螺栓緊固箍緊的螺栓孔的燒結(jié)機械部件，其特征在于，與上述螺栓支撐面接觸的部分的硬度為200～600HV，此外的部分的硬度為100～190HV。
全文摘要
本發(fā)明提供不僅以高標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)強度和切削性、而且僅對各個必要位置賦予這些特性的鐵系燒結(jié)構(gòu)件的制造方法。其在鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末的粉末成形體或加熱該粉末成形體而得到的燒結(jié)體的表面的至少一部分上，放置將金屬粉末成形而得到的熔浸材料，在碳的擴散溫度以上的溫度且熔浸材料的熔點以上的溫度下燒結(jié)放置有上述熔浸材料的上述粉末成形體或燒結(jié)體，此時，上述鐵系燒結(jié)構(gòu)件用粉末，是相對于從燒結(jié)后呈現(xiàn)珠光體組織的鐵系燒結(jié)材料用的粉末混合物中除去了石墨粉末的鐵系粉末混合物，以混合比計，添加0.01～1.0質(zhì)量％的氧化硼、和0.1～2.0質(zhì)量％的石墨粉末的粉末，上述金屬粉末為銅粉末或銅合金粉末。
文檔編號B22F7/08GK1833799SQ20061006769
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者山西祐司, 筒井唯之, 石井啟 申請人:日立粉末冶金株式會社