專利名稱：鐵系燒結(jié)合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵系燒結(jié)合金，更具體地，本發(fā)明涉及經(jīng)由混合鐵-錳(Fe-Mn)合金粉末、石墨粉末以及鐵(Fe )粉末的混合步驟、使所混合 的粉末成形的成形步驟，以及燒結(jié)所得到的成形體的燒結(jié)步驟制造的鐵系 燒結(jié)合金。
背景技術(shù)：
與鑄造、鍛造等的部件制造技術(shù)相比，粉末冶金技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)是尺 寸控制和復(fù)雜形狀的成形較容易且成本較低。因此，粉末冶金技術(shù)被廣泛 地采用。特別在汽車用燒結(jié)構(gòu)造部件中，采用許多鐵系燒結(jié)合金。在鐵系燒結(jié)合金中，通過混合、成形和燒結(jié)鐵粉末、銅粉末和石墨制 造的鐵-銅系燒結(jié)合金此前已被使用。這里，銅粉末在鐵粉末的燒結(jié)溫度或 該燒結(jié)溫度以下熔融以促進(jìn)與該鐵粉末的燒結(jié)，從而有效地提高燒結(jié)合金的機(jī)械強(qiáng)度。鐵-銅系燒結(jié)合金的燒結(jié)溫度通常在noo。c至i200。c的范圍 內(nèi)。鐵-銅系燒結(jié)合金應(yīng)用于例如汽車用離合器從動(dòng)盤轂、連桿等。 另外，在鐵系燒結(jié)合金中，已通過添加各種金屬粉末和合金粉末中的任一種來提高機(jī)械強(qiáng)度。例如，在通過使包含錳(Mn)和硅(Si)的鐵-錳-硅合金粉末代替銅粉末來與鐵粉末和石墨粉末混合、成形且然后燒結(jié)所 得到的混合物而制造的鐵-錳-硅系燒結(jié)合金中，機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)一步提高。因 為鐵-錳-硅合金粉末的液相線位于基本1200°C處，所以以上鐵-錳-硅系燒 結(jié)合金主要在1200°C或1200。C以上燒結(jié)以促進(jìn)該鐵-錳-硅合金粉末與鐵 粉末的燒結(jié)(例如，參見非專利文獻(xiàn)l)。非專利文獻(xiàn)l: Zongyin Zhang等，利用粉末冶金處理的鐵-錳-硅母合
金鋼，瑞典，合金及化合物雜志，2004年，第363巻，第194-202頁。 發(fā)明內(nèi)容為以低成本減輕汽車用燒結(jié)構(gòu)造部件的重量，需要進(jìn)一步提高部件在 與以上傳統(tǒng)技術(shù)中鐵-銅系燒結(jié)合金的燒結(jié)溫度相等的燒結(jié)溫度下的機(jī)械 強(qiáng)度。另外，在鐵-錳-硅合金粉末被用以代替銅粉末且在與鐵-銅系燒結(jié)合 金相同的燒結(jié)溫度下燒結(jié)的情況下，在燒結(jié)該鐵-錳-硅合金粉末與鐵粉末 的過程中，形成在合金粉末表面上的合金粉末中的硅氧化膜會(huì)妨礙元素例 如錳在粉末間的擴(kuò)散。結(jié)果，在一些情況下不再促進(jìn)燒結(jié)。另外，由于硅 的添加，在鐵-錳-硅合金粉末內(nèi)形成鐵和硅的金屬間化合物，且因此合金 粉末變硬。結(jié)果，成形體的密度減小，由此燒結(jié)合金的密度也減小，且因 而在一些情況下不能獲得足夠的機(jī)械強(qiáng)度。因此，本發(fā)明目的是提供一種經(jīng)由混合鐵-錳合金粉末、石墨粉末以及 鐵粉末的混合步驟、使所混合的粉末成形的成形步驟，以及燒結(jié)所得到的 成形體的燒結(jié)步驟制造且機(jī)械強(qiáng)度提高的鐵系燒結(jié)合金。根據(jù)本發(fā)明的鐵系燒結(jié)合金是經(jīng)由混合鐵-錳合金粉末、石墨粉末以及 鐵粉末的混合步驟、使所混合的粉末成形的成形步驟，以及燒結(jié)所得到的 成形體的燒結(jié)步驟制造的鐵系燒結(jié)合金，且該鐵-錳合金粉末的特征在于包 含2-30質(zhì)量％的錳。在根據(jù)本發(fā)明的鐵系燒結(jié)M的制造中，混合步驟優(yōu)選通過混合5-50 質(zhì)量％的鐵-錳合金粉末、0.2-2質(zhì)量％的石墨粉末和殘余部分的鐵粉末來 實(shí)現(xiàn)。如自以上可以理解的，在根據(jù)本發(fā)明的鐵系燒結(jié)合金的制造中，鐵-錳合金粉末被用來代替銅粉末，且因此可提高在與傳統(tǒng)技術(shù)的鐵-銅系燒結(jié) 合金的燒結(jié)溫度相同的燒結(jié)溫度下的機(jī)械強(qiáng)度。


圖1是示出在根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例中的鐵系燒結(jié)合金的制造步驟的
示圖；圖2是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中例A至D中制造的鐵-錳合金粉 末、比較例E和F中的鐵-錳合金粉末、例G中的鐵-錳合金粉末和比較例 H至J中的鐵-錳-硅合金粉末的錳等的組成比的示圖；圖3是示出在本發(fā)明實(shí)施例中例1至4中的鐵系燒結(jié)合金、比較例5 至7中的鐵系燒結(jié)合金、例8中的鐵系燒結(jié)合金和比較例9至16中的鐵系 燒結(jié)合金的原料粉末混合比等的示圖；圖4是示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中利用成形步驟成形的一種成形體的 形狀的示圖；圖5是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中例2的鐵系燒結(jié)合金的金屬組織 的顯微照片；圖6是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中例17至25中的鐵系燒結(jié)合金中 多個(gè)條件例如成形條件和燒結(jié)條件被設(shè)定情況下的抗拉強(qiáng)度等的示圖；以 及圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中例26至31中的鐵系燒結(jié)合金含 有的錳等的含量的示圖。
具體實(shí)施方式
將參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖l是示出鐵系燒結(jié)合金的 制造步驟的示圖。鐵系燒結(jié)合金利用制造包含2-30質(zhì)量％錳的鐵-錳合金 粉末的步驟(S10 )、制造石墨粉末的步驟(S12 )、制造鐵粉末的步驟(S14 )、 混合這些粉末的混合步驟(S16 )、使所混合的粉末成形的成形步驟(S18 )， 以及燒結(jié)所得到的成形體的燒結(jié)步驟(S20)制成。首先，將說明制造鐵-錳合金粉末的步驟(S10)。鐵-錳合金粉末利用氣體霧化法制成以獲得氧化物含量少的粉末。不必 說，鐵-錳合金粉末可采用諸如粉碎一類的機(jī)械制造法、利用電解的制造法、 利用氧化物的還原或熱分解的化學(xué)制造法，或者利用噴射由熔融金制造 粉末的水霧化法制成。 這里，鐵-錳合金粉末中含有的錳起到通過在燒結(jié)過程中使錳擴(kuò)散來促 進(jìn)該鐵-錳合金粉末與鐵粉末之間燒結(jié)的作用。鐵-錳合金粉末中的錳含量為2質(zhì)量％或更高的理由是若錳含量低于2質(zhì)量％,則錳的擴(kuò)散促進(jìn)不足。 錳含量為30質(zhì)量％或更低的理由是若錳含量高于30質(zhì)量％,則成形步驟 (S18)中粉末的成形性降低且燒結(jié)合金的機(jī)械強(qiáng)度不能提高。因此，采用 含有2-30質(zhì)量％錳的鐵-錳合金粉末。作為鐵-錳合金粉末，采用這樣一種粉末，該粉末通過具有預(yù)定網(wǎng)孔的 篩子以調(diào)節(jié)粒徑。若鐵-錳合金粉末具有大粒徑，則在利用成形步驟(S18) 成形該鐵-錳合金粉末的過程中粉末的充填率低，這會(huì)影響燒結(jié)合金的機(jī)械 強(qiáng)度。采用具有例如5-50nm粒徑的鐵-錳合金粉末。不必說，鐵-錳合金粉 末的粒徑可以為5-200fim或5-100fim，且不特別限制為這些粒徑。接著，將說明制造石墨粉末和鐵粉末的制造步驟(S12, S14)。石墨 粉末利用諸如粉碎一類的機(jī)械制造法制成，然后使用該石墨粉末。不必說， 石墨粉末也可利用諸如熱分解一類的化學(xué)制造法制成，然后使用該石墨粉 末。另外，鐵粉末利用水霧化法制成，且然后使用該鐵粉末。不必說，其 也可利用諸如粉碎一類的機(jī)械制造法、氣體霧化法或還原法制成。將說明用于混合鐵-錳合金粉末、石墨粉末和鐵粉末的混合步驟(S16 )。 通過混合5-50質(zhì)量％的鐵-錳合金粉末、0.2-2質(zhì)量％的石墨粉末以及殘余 部分的鐵粉末來獲得混合粉末，然后使用所得到的混合粉末。鐵-錳合金粉末被添加以促進(jìn)燒結(jié)過程中元素在粉末之間的擴(kuò)散。鐵-錳合金粉末的數(shù)量為5質(zhì)量％或更高的理由是若該4失-錳合金粉末的混合比 低于5質(zhì)量％，則錳擴(kuò)散的促進(jìn)不足，結(jié)果不能充分提高燒結(jié)合金的機(jī)械 強(qiáng)度。鐵-錳合金粉末的混合比為50質(zhì)量％或更低的理由是若該鐵-錳合金 粉末的混合比高于50質(zhì)量。/。，則粉末在成形步驟(S18)中的成形性降低 且燒結(jié)合金的機(jī)械強(qiáng)度不能提高。因此，采用混合比為5-50質(zhì)量％的鐵-錳合金粉末。石墨粉末被添加以加強(qiáng)鐵系燒結(jié)合金。石墨粉末的混合比為0.2質(zhì)量 %或更高的理由是若其低于0.2質(zhì)量％,則鐵素體增多且因此燒結(jié)合金的
硬度降低，這導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度降低。石墨粉末的混合比為2質(zhì)量％或更低的 理由是若其大于2質(zhì)量％，則滲碳體增多且因此燒結(jié)合金的韌性降低。因 此，采用混合比為0.2-2質(zhì)量％的石墨粉末。在混合步驟(S16)中，充分干燥鐵-錳合金粉末、石墨粉末和鐵粉末， 然后把這些粉末放入混合機(jī)進(jìn)行混合。應(yīng)注意的是，為減小在隨后的成形 步驟(S18)中模型與混合粉末之間的摩擦，可向其內(nèi)加入潤滑劑。作為潤 滑劑，采用硬脂酸鹽例如硬脂酸鋅。不必說，不限于硬脂酸鹽，也可采用 其它類型的潤滑劑。作為用于混合這些粉末的混合機(jī)，可采用V型混合機(jī)， 但不特別限于此。接著，將說明用于使鐵-錳合金粉末、石墨粉末和鐵粉末的混合粉末成 形的成形步驟(S18)。為給混合粉末賦予預(yù)定形狀，例如，利用該混合粉 末充填模型。沿單軸方向給充填以混合粉末的模型加壓以使該混合粉末成 形。不必說，加壓方向不限于單軸方向，也可沿等靜壓方向給混合粉末加 壓。作為用于使混合粉末成形的壓力，采用800MPa。不必說，此壓力可 在500MPa至1500MPa的范圍內(nèi)，但不特別限于這些壓力。作為成形設(shè)備，在沿單軸方向給混合粉末加壓的情況下采用壓力機(jī)等。 應(yīng)注意的是，在沿等靜壓方向給混合粉末加壓的情況下，采用CIP(冷等 靜壓)設(shè)備、HIP (熱等靜壓)設(shè)備等。不必說，可采用任何成形機(jī)，只 要其可施加以上壓力，因而不限于前述設(shè)備。在室溫下使混合粉末成形， 但不限于此溫度，可在加熱的同時(shí)使混合粉末成形。接著，將說明用于燒結(jié)所得到的成形體的燒結(jié)步驟(S20)。從模型中 取出通過使混合粉末成形獲得的成形體，然后在燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)該成形體。 對(duì)于燒結(jié)爐內(nèi)的氣氛，采用惰性氣體例如氬氣或氦氣。不必說，不特別限 定燒結(jié)氣氛，可采用氨水的分解氣體、氫氣或氮?dú)?。也可采用真空氣氛。作為燒結(jié)溫度，例如，采用1150。C。不必說，燒結(jié)溫度可在1100。C 至1250。C的范圍內(nèi)。不特別限于這些燒結(jié)溫度。作為燒結(jié)時(shí)間，例如，采 用30分鐘的時(shí)間。不必說，燒結(jié)時(shí)間可在10分鐘至120分鐘的范圍內(nèi)， 且不特別限于這些時(shí)間。作為在燒結(jié)步驟(S20)中采用的燒結(jié)爐，采用粉
末冶金中使用的一般燒結(jié)爐。不特別限定燒結(jié)爐，只要其能夠調(diào)節(jié)以上燒 結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間。如由上將理解的，根據(jù)此鐵系燒結(jié)合金，鐵-錳合金粉末中的錳擴(kuò)散到 鐵粉末中以促進(jìn)燒結(jié)，從而能夠進(jìn)一步提高該鐵系燒結(jié)合金的機(jī)械強(qiáng)度。 因此，可以低成本減輕汽車用燒結(jié)構(gòu)造部件。例1圖2是示出例A至D中制造的鐵-錳合金粉末、比較例E和F中的鐵-錳合金粉末、例G中的鐵-錳合金粉末和比較例H至J中的鐵-錳-硅合金粉 末的錳等的組成比的示圖。例A至D中的合金粉末、例G中的鐵-錳合金 粉末以及比較例E和F中的合金粉末采用惰性氣體經(jīng)由氣體霧化法制成。 另外，比較例H中的合金粉末采用惰性氣體經(jīng)由氣體霧化法制成，比較例 I中的合金粉末經(jīng)由粉碎法制成，以及比較例J中的合金粉末經(jīng)由水霧化 法制成。在例A至D的合金粉末中，錳含量分別為2.5質(zhì)量％、 6質(zhì)量％、 18 質(zhì)量％和28質(zhì)量％。例A至D中的合金粉末是含有2-30質(zhì)量％錳的鐵-錳合金粉末，在比較例E和F的合金粉末中，錳含量分別為1.5質(zhì)量％和 40質(zhì)量％。例A至D中制造的合金粉末和比較例E和F中的合金粉末經(jīng) 由330網(wǎng)孔的篩子分級(jí)，且鐵-錳合金粉末的粒徑被調(diào)整為5(Him或更小。在例G的合金粉末中，錳含量為6質(zhì)量％。例G中合金粉末的粒徑為 100fim或更大，此值大于其它合金粉末的粒徑。制造用于與鐵-錳合金粉末比較的比較例H至J中的合金粉末。在比 較例H至J的合金粉末的每一種中，錳含量都為6質(zhì)量％,此值與例B中 合金粉末的錳含量相同。此外，比較例H至J的合金粉末的每一種都含有 2質(zhì)量％的硅。對(duì)于比較例H至J中的合金粉末，它們的制造方法如上所 述相互不同，因此這些合金粉末中含有的氧含量不同。比較例H中的合金 粉末的氧含量為0.06質(zhì)量％,且與比較例I至J中的合金粉末的0.2質(zhì)量 %的氧含量相比，利用氣體霧化法制成的比較例H中的合金粉末具有最少 的氧含量。比較例H至J中的合金粉末經(jīng)由330網(wǎng)孔的篩子分級(jí)，且每種 合金粉末的粒徑都被調(diào)整為50nm或更小。圖3是示出例1至4中的鐵系燒結(jié)合金、比較例5至7中的鐵系燒結(jié) 合金、例8中的鐵系燒結(jié)合金和比較例9至16中的鐵系燒結(jié)合金的原料粉 末混合比等的示圖。在例1至4的鐵系燒結(jié)合金中，例A的合金粉末的混合比為45質(zhì)量 %，例B的合金粉末的混合比為30質(zhì)量％，例C的合金粉末的混合比為 10質(zhì)量％以及例D的合金粉末的混合比為6質(zhì)量％。例1至4中鐵系燒結(jié) 合金的鐵-錳合金粉末的混合比都在5質(zhì)量％至50質(zhì)量％的范圍內(nèi)。在比較例5和6的鐵系燒結(jié)合金中，比較例E的合金粉末的混合比分 別為60質(zhì)量％和99質(zhì)量％。在比較例7的鐵系燒結(jié)合金中，比較例F的 合金粉末的混合比為2質(zhì)量％。在例8的鐵系燒結(jié)合金中，比較例G的合 金粉末的混合比為30質(zhì)量％。另外，在例1至4的鐵系燒結(jié)合金、比較例5至7的鐵系燒結(jié)合金和 例8的鐵系燒結(jié)合金的每種情況中，石墨粉末的混合比都為1質(zhì)量％，此 值在0.2質(zhì)量％至2質(zhì)量％的范圍內(nèi)。在比較例9至11的鐵系燒結(jié)合金的每種中，比較例H至J的合金粉 末的混合比都為30質(zhì)量％，且石墨粉末的混合比都為1質(zhì)量％。在比較例12至13的鐵系燒結(jié)合金的每種中，例B的合金粉末的混合 比都為30質(zhì)量％。另外，在比較例12的鐵系燒結(jié)合金中，石墨粉末的混 合比為0.1質(zhì)量％，以及在比較例13的鐵系燒結(jié)合金中，石墨粉末的混合 比為2.5質(zhì)量％。在比較例14的鐵系燒結(jié)合金中，例A的合金粉末的混合比為55質(zhì)量 %，以及在比較例15的鐵系燒結(jié)合金中，例D的合金粉末的混合比為3 質(zhì)量％。在比較例14和15的鐵系燒結(jié)合金的每種情況中，石墨粉末的混 合比都為1質(zhì)量％。應(yīng)注意的是，比較例16的鐵系燒結(jié)合金是與JIS S MF4050中規(guī)定的銅粉末混合的傳統(tǒng)鐵系燒結(jié)合金。為制造圖3所示的鐵系燒結(jié)合金，在以上混合步驟(S16)中以圖3
所示的混合比混合各鐵系燒結(jié)合金的原料粉末。在混合前，向原料粉末內(nèi)添加0.8質(zhì)量％的硬脂酸鋅作為潤滑劑，且使用V型混合機(jī)執(zhí)行混合。通過在混合步驟(S16 )中混合獲得的混合粉末在以上成形步驟(S18 ) 中成形。通過把混合粉末放入模型內(nèi)且然后利用壓力機(jī)沿單軸方向用 800MPa給其加壓來執(zhí)行成形。圖4是示出在成形步驟(S18)中成形的一 種成形體的形狀的示圖。成形步驟(S18)中獲得的成形體在以上燒結(jié)步驟(S20)中燒結(jié)。采 用燒結(jié)爐在氮?dú)鈿夥罩幸?150。C的燒結(jié)溫度執(zhí)行30分鐘燒結(jié)時(shí)間的燒結(jié)。 對(duì)于圖3所示的鐵系燒結(jié)合金，依據(jù)JIS Z2241在室溫下執(zhí)行抗拉試驗(yàn)。 用于抗拉試驗(yàn)的每個(gè)試驗(yàn)件的形狀都與圖4所示的相同。另外，抗拉試驗(yàn) 速度才艮據(jù)抗4立試驗(yàn)機(jī)的十字頭速度為0.5mm/分鐘。根據(jù)抗拉試驗(yàn)的結(jié)果，如圖3所示，例1至4中獲得的鐵系燒結(jié)合金 具有620-650MPa的抗拉強(qiáng)度。其顯示了與比較例16中的傳統(tǒng)鐵系燒結(jié)合 金相比，所有鐵系燒結(jié)合金都在抗拉強(qiáng)度方面大幅提高。另外，例1至4 中的鐵系燒結(jié)合金與圖3中所示的其它鐵系燒結(jié)合金相比具有較高的抗拉 強(qiáng)度，且特別與比較例9至11中采用鐵-錳-硅合金粉末的鐵系燒結(jié)合金相 比，例1至4的鐵系燒結(jié)合金中獲得較高的抗拉強(qiáng)度。對(duì)于圖3所示的鐵系燒結(jié)合金，依據(jù)JIS Z2501執(zhí)行密度測(cè)定試驗(yàn)。 用于每次密度測(cè)定試驗(yàn)的試驗(yàn)件的形狀都與圖4所示的相同。根據(jù)密度測(cè) 定試驗(yàn)的結(jié)果，如圖3所示，例1至4中獲得的鐵系燒結(jié)合金具有 7.15-7.25g/cm3的密度。如由上將理解的，在例1至4的鐵系燒結(jié)合金中， 獲得比圖3所示其它鐵系燒結(jié)合金更高的密度。為檢查錳從鐵-錳合金粉末向鐵粉末的擴(kuò)散狀態(tài)，利用電子探針顯微分 析儀(EPMA)分析由鐵粉末形成的部位的錳濃度。作為一例，圖5是示 出例2中的鐵系燒結(jié)合金的金屬組織的顯微照片。作為分析器，采用X射 線顯微分析設(shè)備(型號(hào)MACHS200，由Shimadzu Seisakusho Ltd.制造)。 在例1至4的鐵系燒結(jié)合金中，由鐵粉末形成的部位的錳濃度在1質(zhì)量％ 至2質(zhì)量％的范圍內(nèi)。在例l至4的鐵系燒結(jié)合金中，由鐵粉末形成的部
位的錳濃度高于圖3所示的其它鐵系燒結(jié)合金，且其顯示了錳在燒結(jié)過程 中大量地從鐵-錳合金粉末擴(kuò)散入鐵粉末。圖6是示出在例17至25中的鐵系燒結(jié)合金中多個(gè)條件例如成形條件 和燒結(jié)條件^皮設(shè)定情況下的抗拉強(qiáng)度等的示圖。例17至25中的鐵系燒結(jié) 合金是通過混合30質(zhì)量％的例B中的合金粉末、1質(zhì)量％的石墨粉末和殘 余部分的鐵粉末且設(shè)定多個(gè)條件制成的，該多個(gè)條件是以上成形步驟(S18 ) 中的成形壓力和以上燒結(jié)步驟(S20)中的燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間。例17至19中的鐵系燒結(jié)合金是把成形壓力設(shè)定為300MPa、500MPa 和1500 MPa且固定1150。C的燒結(jié)溫度和30分鐘的燒結(jié)時(shí)間制成的。例 20至22中的鐵系燒結(jié)合金是把燒結(jié)溫度設(shè)定為1050。C、1100。C和1250°C 且固定800MPa的成形壓力和30分鐘的燒結(jié)時(shí)間制成的。例23至25中的 鐵系燒結(jié)合金是把燒結(jié)時(shí)間設(shè)定為5分鐘、10分鐘和120分鐘且固定 800MPa的成形壓力和1150°C的燒結(jié)溫度制成的。對(duì)于例17至25中的鐵系燒結(jié)合金，按照以上試驗(yàn)方式執(zhí)行抗拉試驗(yàn) 和密度測(cè)定試驗(yàn)。如圖6所示，在500-1500MPa的成形壓力下成形且然后 在1100°C-1250°C的燒結(jié)溫度下執(zhí)行10-120分鐘燒結(jié)時(shí)間的燒結(jié)，可獲得 抗拉強(qiáng)度為600MPa或更高的鐵系燒結(jié)合金。另外，抗拉強(qiáng)度為600MPa 或更高的鐵系燒結(jié)合金具有7.2-7.4g/cii^的密度。圖7是示出例26至31的鐵系燒結(jié)合金中含有的錳等的含量的示圖。 例26和29中的鐵系燒結(jié)合金是含有混合比分別為30質(zhì)量％和15質(zhì)量°/。 的例A中合金粉末的燒結(jié)合金。例27和30中的鐵系燒結(jié)合金是含有混合 比分別為25質(zhì)量％和35質(zhì)量％的例C中合金粉末的燒結(jié)合金。例28和 31中的鐵系燒結(jié)合金是含有混合比分別為15質(zhì)量％和25質(zhì)量％的例D中 合金粉末的燒結(jié)合金。另外，例26至31中的每種鐵系燒結(jié)合金都包括混 合比為1質(zhì)量％的石墨粉末。例26至31中的每種鐵系燒結(jié)合金都是通過在以上混合步驟(S16 )中 以圖7所示的原料混合比混合原料粉末、在以上成形步驟(S18)中用 800MPa給混合粉末加壓以使其成形、且然后在以上燒結(jié)步驟(S20)中以
1150°C的燒結(jié)溫度和30分鐘的燒結(jié)時(shí)間燒結(jié)所得到的成形體制成的。對(duì)于例17和25中的鐵系燒結(jié)合金，按照以上方式執(zhí)行抗拉試驗(yàn)、密 度測(cè)定試驗(yàn)和由鐵粉末形成的部位的錳濃度分析。利用高頻等離子體原子 發(fā)射光譜法(ICP)測(cè)定和計(jì)算每種鐵系燒結(jié)合金中的錳含量。如圖7所示，在例26至28的鐵系燒結(jié)合金中，錳含量分別為0.8質(zhì) 量％、 4.5質(zhì)量％和4.2質(zhì)量％。在例29至31的鐵系燒結(jié)合金中，錳含量 分別為0.4質(zhì)量％、 6.3質(zhì)量％和7.0質(zhì)量％。在例26至28中每種l^系燒 結(jié)合金的情況下，抗拉強(qiáng)度為600MPa或更高。因此，可獲得600MPa或 更高抗拉強(qiáng)度的鐵系燒結(jié)合金的錳含量為0.5-5質(zhì)量％。
權(quán)利要求
1.一種鐵系燒結(jié)合金，該鐵系燒結(jié)合金經(jīng)由以下步驟制造混合Fe-Mn合金粉末、石墨粉末以及Fe粉末的混合步驟，使所混合的粉末成形的成形步驟，以及燒結(jié)所得到的成形體的燒結(jié)步驟，所述Fe-Mn合金粉末的特征在于包含2-30質(zhì)量％的Mn。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鐵系燒結(jié)合金，其中，所述混合步驟混合 5-50質(zhì)量。/。的Fe-Mn合金粉末、0.2-2質(zhì)量％的石墨粉末和殘余部分的Fe粉末。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵系燒結(jié)合金。該鐵系燒結(jié)合金經(jīng)由利用混合機(jī)將鐵-錳合金粉末、石墨粉末和鐵粉末混合在一起的粉末步驟(S16)、在預(yù)定壓力下對(duì)粉末混合物加壓使混合粉末成形的成形步驟(S18)和在燒結(jié)爐中以預(yù)定燒結(jié)溫度和預(yù)定時(shí)間燒結(jié)所得到的成形體的燒結(jié)步驟(S20)制成，其特征在于鐵-錳合金粉末包含2-30質(zhì)量％的錳。具體地，混合步驟(S16)包括通過混合機(jī)混合5-50質(zhì)量％的鐵-錳合金粉末、0.2-2質(zhì)量％的石墨粉末和殘余部分的鐵粉末。因而，鐵系燒結(jié)合金的機(jī)械強(qiáng)度可進(jìn)一步提高。
文檔編號(hào)C22C38/00GK101163809SQ20068001348
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者安藤公彥, 谷野仁 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社