專利名稱：：粉末冶金用混合粉末，其壓粉體和燒結(jié)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及碳供給成分的飛散和偏析少的粉末冶金用混合粉末，使用該粉末冶金用混合粉末得到的高密度的壓粉體，和燒結(jié)該壓粉體得到的燒結(jié)體。
背景技術(shù)：
：使用鐵基粉末制造燒結(jié)體等的制品的粉末冶金法與其他方法相比，在價格、制品尺寸的精度、生產(chǎn)性等的點(diǎn)上優(yōu)異，因此被通用。在粉末冶金法中，是通過混合含有鐵基粉末的原料粉末，加壓成形而形成壓粉體，并以熔點(diǎn)以下溫度進(jìn)行燒結(jié)，從而制造燒結(jié)體。其中混合工序在提高混合粉末的處理性而使加壓成形工序中的作業(yè)效率提高，以得到均質(zhì)的燒結(jié)體方面是極為重要的操作。在混合工序中，通常是在鐵基粉末中加有規(guī)定的碳供給成分(碳源)的原料粉末中，添加用于使?jié)櫥粤己玫臐櫥瑒┎⒓右曰旌?。以前，作為碳供給成分，通用的有以低價就很容易買入的石墨(graphite)粉末。但是，若使用石墨粉末，則在混合工序或加壓成形工序中石墨粉末起塵(飛散)，因此混合粉末的處理性降低，有著工作崗位環(huán)境惡化這樣的問題。另外，石墨粉末與鐵基粉末相比，在粒徑上有差，比重之差也大，因此在混合機(jī)中一旦被均質(zhì)地混合，在這以后的處理中也容易發(fā)生分離、偏析(粒度偏析、比重偏析)。因此，以前作為防止石墨粉末的偏析的方法，是使用粘結(jié)劑(bond)。但是，粘結(jié)劑一般具有粘合性，因此會阻礙混合粉末的流動性。若混合粉末的流動性差，則例如在從貯藏料箱(hopper)排出混合粉末而移運(yùn)到成形金屬模時，或者將混合粉末填充到成形金屬模時等的加壓成形工序中，在貯藏料箱的排出上部會發(fā)生因橋接(bridging)等造成的排出不良。從貯藏料箱至塊狀盒(shoebox)的軟管(hose)堵塞等的問題產(chǎn)生。另外，若混合粉末的流動性差，則混合粉末難以整體被均一地填充到成形金屬模(特別是薄壁部分)內(nèi)，也有難以得到均質(zhì)的壓粉體這樣的問題。為了解決由粘結(jié)劑帶來的上述問題點(diǎn)，在專利文獻(xiàn)13中，公開有一種能夠防止石墨粉末的偏析，并且還能夠改善混合粉末的流動性的全新的粘結(jié)劑。但是，若使用這些粘結(jié)劑，則無法使壓粉體的密度充分上升，存在難以得到強(qiáng)度和硬度高的燒結(jié)體這樣的問題。另外，在使用粘結(jié)劑的現(xiàn)有的方法中，在混合粉末中添加粘結(jié)劑，混合的工序需要其他途徑，生產(chǎn)性的降低不可避免。另一方面，在專利文獻(xiàn)45中，作為碳供給成分，除石墨粉末以外還例示有炭黑，但是在實施例的欄中只記述有使用了石墨粉末的實驗結(jié)果，而使用炭黑的實驗結(jié)果則完全沒有記載。專利文獻(xiàn)l:特開2003-105405號公報專利文獻(xiàn)2:特幵2004-256899號公報專利文獻(xiàn)3:特開2004-360008號公報專利文獻(xiàn)4:特開2004-162170號公報專利文獻(xiàn)5:特開2004-115882號公報
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述情況而做，其目的在于，提供一種均質(zhì)的粉末冶金用混合粉末，其即使不使用粘結(jié)劑，仍能夠防止碳供給成分的起塵和偏析。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種粉末冶金用混合粉末，其是具有前述特性的混合粉末，而且可以制造機(jī)械的特性優(yōu)異的壓粉體和均質(zhì)的燒結(jié)體。此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種高密度、形狀保持性良好的壓粉體。此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種強(qiáng)度和硬度高，機(jī)械的特性優(yōu)異的燒結(jié)體。艮P，本發(fā)明涉及一種粉末冶金用混合粉末，其是含有鐵基粉末和碳供給成分的粉末冶金用混合粉末，所述碳供給成分含有石墨粉末和炭黑，石墨粉末和炭黑的混合比率處于石墨粉末炭黑=2585重量份7515重量份的范圍內(nèi)。在上述的粉末冶金用混合粉末中，優(yōu)選炭黑的鄰苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate)吸收量為60mL/100g以下，且氮吸附比表面積為50m2/g以下。此外，本發(fā)明還涉及一種粉末冶金用混合粉末，是含有鐵基粉末和碳供給成分的粉末冶金用混合粉末，所述碳供給成分含有炭黑并以其為主成分，所述炭黑其鄰苯二甲酸二丁酯吸收量為60mL/100g以下，且氮吸附比表面積為50mVg以下。在此所謂主成分，是指碳供給成分只由炭黑構(gòu)成，或者碳供給成分之中，比例最大的成分是炭黑。在上述的粉末冶金用粉末中，優(yōu)選相對于所述鐵基粉末IOO重量份，所述碳供給成分在4重量份以下的范圍被含有。還有，所述碳供給成分的優(yōu)選下限為O.l重量份。上述的粉末冶金用混合粉末，還優(yōu)選含有物性改善成分。上述的粉末冶金用混合粉末，還優(yōu)選含有潤滑劑。能夠解決上述課題的本發(fā)明的壓粉體，能夠采用上述的任一之中所述的粉末冶金用混合粉末而獲得。能夠解決上述課題的本發(fā)明的燒結(jié)體，能夠燒結(jié)上述的壓粉體而獲得。根據(jù)本發(fā)明，即使不使用粘結(jié)劑，也能夠得到可以降低碳供給成分的起塵和偏析的混合粉末，因此生產(chǎn)性優(yōu)異。另外，如果使用本發(fā)明的粉末冶金用混合粉末，則能夠得到高密度、形狀保持性良好的壓粉體，因此能夠得到機(jī)械的特性優(yōu)異的燒結(jié)體。圖1是實施例1中用于游離碳量的測定的裝置的概略剖面圖。符號說明1新微孔過濾器(newmilliporefilter)2漏斗狀玻璃管P混合粉末具體實施例方式本發(fā)明者為了提供一種即使不使用粘結(jié)劑，仍能夠防止碳供給成分的起塵和偏析的全新的粉末冶金用混合粉末，特別著眼于炭黑而銳意研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為碳供給成分，如果不像以前這樣只使用石墨粉末，而是采用石墨粉末和炭黑的規(guī)定的混合物，則期望的目的被達(dá)成，從而完成本發(fā)明。以下，對于本發(fā)明更詳細(xì)地進(jìn)行說明。本發(fā)明者為了提供一種不需要粘結(jié)劑的粉末冶金用混合粉末，特別是可以制造高密度的壓粉體的混合粉末，特別著眼于碳供給成分而進(jìn)行研究。具體來說，在本發(fā)明中，作為混合粉末的指標(biāo)規(guī)定為，(l)游離碳量為30%以下，并且(2)成形壓力為490MPa成為壓粉體時的密度為6.70g/cm3以上。本發(fā)明者首先只使用炭黑進(jìn)行實驗。其結(jié)果可知，若使用炭黑代替石墨粉末，則總的來說混合粉末的游離碳量(C-loss)變少，能夠降低碳供給成分的起塵和偏析?？墒?，由于炭黑的品種(鄰苯二甲酸二丁酯吸收量、比表面積、粒徑)，致使其向鐵基粉末的均一的混合困難，與使用石墨的情況相比，起塵和偏析的程度上升，此外通過壓粉成形也無法得到具有充分強(qiáng)度的壓粉體，這根據(jù)本發(fā)明者的實驗得到了判明。因此，本發(fā)明者無論炭黑的品種，均從提供以炭黑為碳供給成分而加以利用這一全新的技術(shù)的觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)一步反復(fù)研究。其結(jié)果可知，作為碳供給成分，不只使用炭黑，而是以規(guī)定比率將炭黑與石墨粉末加以混合并使用，由此無論炭黑的品種，都具有混合粉末所要求的特性(能夠防止碳供給成分的起塵和偏析)。此外還發(fā)現(xiàn)，能夠提供加壓成形為壓粉體時的特性(壓粉體的密度和拉托拉值Rattlervalue)也良好，作為最終制品的燒結(jié)體時的特性(密度、壓壞強(qiáng)度、硬度)也優(yōu)異這種混合粉末，從而達(dá)成本發(fā)明。如本發(fā)明通過以規(guī)定比率并用石墨粉末和炭黑，從而能夠得到全部兼具期望的特性的粉末冶金用混合粉末的機(jī)理其詳情尚不明，但可做如下推測。認(rèn)為若將炭黑與石墨粉末加以混合，則能夠防止炭黑粒子之間的凝結(jié)、粘結(jié)，因此無論炭黑的品種，均可以向鐵基粉末進(jìn)行均一的混合，從而能夠降低起塵和偏析。另外認(rèn)為，若將炭黑與石墨粉末加以混合，則炭黑粒子會覆蓋石墨粉末粒子而存在，由于具有這種被覆形態(tài)的炭黑附著于鐵基粉末，所以對鐵基粉末缺乏附著性的石墨粉末的使用成為可能。首先，對于本發(fā)明所使用的炭黑進(jìn)行說明。一般來說，炭黑大體是由95。/。以上的無定形碳質(zhì)構(gòu)成，比表面積最大波及IOOOmVg左右的微粒粉末。炭黑其各個粒子彼此融合，作為三維性地擴(kuò)展的連鎖狀或房狀的凝集體(被稱為結(jié)構(gòu)structure)存在。炭黑的特性主要基于粒子形態(tài)(粒徑、比表面積等)、粒子的凝集形態(tài)、和粒子表面的物理化學(xué)的性狀而評價。在本發(fā)明中，并沒有對于這些特性進(jìn)行限定，在不損害本發(fā)明的作用的范圍內(nèi)，能夠選擇適當(dāng)?shù)姆秶?。但是，為了進(jìn)一步改善混合粉末所要求的上述特性，炭黑優(yōu)選以下的要件。首先，表示粒子的凝集形態(tài)的鄰苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate，DBP)吸收量優(yōu)選為大約120mL/100g以下。在此，"DBP吸收量"是滿足炭黑的空隙所需要的DBP的量(即，炭黑吸收作為液體的DBP的吸油量)。DBP吸收量已知與結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。例如，在小粒徑(數(shù)nm20nm左右)的一次粒子高次地連鎖凝集，艮口，結(jié)構(gòu)高度發(fā)達(dá)的炭黑中，因為存在于粒子間的空隙的容積大，所以DBP吸收量大。一次粒子的粒徑大，并且這上結(jié)粒子具有獨(dú)立的構(gòu)造，即，在結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá)的炭黑中，因為空隙容積小，所以DBP吸收量小。DBP吸收量大的炭黑，因為具有結(jié)構(gòu)高度發(fā)達(dá)的凝集構(gòu)造，所以推測不太會使壓粉體的密度上升，拉托拉值所代表的機(jī)械的強(qiáng)度也降低。炭黑的DBP吸收量少的程度為宜，例如更優(yōu)選60mL/100g以下，進(jìn)一步優(yōu)選50mL/100g以下，再進(jìn)一步優(yōu)選40mL/100g以下。還有，其下限從壓粉體的密度和機(jī)械的強(qiáng)度的改善這一觀點(diǎn)出發(fā)而沒有特別限定，但是若考慮炭黑能夠形成的結(jié)構(gòu)等，則優(yōu)選為20mL/100g以上。炭黑DBP吸收量基于JISK6217-4的"橡膠用炭黑-基本特性-第4部:DBP吸收量的求得方法"而測定。另外，作為比表面積的代表性的指標(biāo)的氮吸附比表面積，優(yōu)選大約為150m2/g以下。在此"氮吸附比表面積"是包含炭黑表面的細(xì)孔部分在內(nèi)的總比表面積所對應(yīng)的量。若氮吸附比表面積大，則不怎么會使壓粉體的密度上升，拉托拉值變大。因此，有可能無法充分得到燒結(jié)體所要求的特性。炭黑的氮吸附比表面積小的程度為宜，例如更優(yōu)選為50m2/g以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40m2/g以下，再進(jìn)一步優(yōu)選為30m2/g以下。還有，其下限從壓粉體的密度和機(jī)械的強(qiáng)度的改善這一觀點(diǎn)出發(fā)而沒有特別限定，但是若考慮炭黑能夠形成的結(jié)構(gòu)等，則優(yōu)選為5mVg以上。炭黑的氮吸附比表面積基于JISK6217-2記載的方法測定。炭黑的一次粒子的平均粒徑優(yōu)選為40nm以上。除前述的氮吸附比表面積以外，進(jìn)一步控制一次粒子的平均粒徑以嚴(yán)密地調(diào)整炭黑的粒子形態(tài)，由此壓粉體的特性得到進(jìn)一步改善，能夠得到機(jī)械的特性更優(yōu)異的燒結(jié)體。一次粒子的平均粒徑低于40nm時，炭黑在混合工序中容易形成高度凝集的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，壓粉體的密度等降低。一次粒子的平均粒徑越大越好，例如優(yōu)選為70nm以上。還有，其上限從壓粉體的密度和機(jī)械的強(qiáng)度的改善這一觀點(diǎn)出發(fā)而沒有特別限定，但是若考慮炭黑能夠形成的結(jié)構(gòu)等，則優(yōu)選為1000nm以下。炭黑的一次粒子的平均粒徑能夠使用電子顯微鏡測定。具體來說，就是用電子顯微鏡拍攝多個視野數(shù)萬倍的照片，計測每1個試料投影的各粒子的圓近似值約2千個1萬個。計測能夠使用粒徑自動分析裝置(ZeissModelTGA10)等進(jìn)行。炭黑的碳純度沒有特別限定。但是，因為碳(C)以外的原子存在對燒結(jié)體的特性造成不良影響的可能性，所以炭黑的碳純度優(yōu)選盡可能高的。具體來說，炭黑中的C的比率優(yōu)選為95。/。以上，更優(yōu)選為99%以上。作為C以外的元素，可列舉例如氫(H)和灰分(金屬元素、無機(jī)元素)等。作為灰分，可列舉例如Mg、Ca、Si、Fe、Al、V、K、Na等的鹽類和它們的氧化物等。其中，氫(H)優(yōu)選為0.5%以下。另外，灰分優(yōu)選合計在0.5%以下，更優(yōu)選為0.1%以下。滿足這樣的要件的炭黑的制作方法未被特別限定，能夠適當(dāng)選擇通常所使用的方法。具體來說，例如可列舉油爐(oilfbmace)法、熱量法(熱分解法)等。其中，后述的熱量法具有一次粒子的平均粒徑大，一次粒子容易控制為獨(dú)立的構(gòu)造這樣的特征，推薦其為本發(fā)明規(guī)定的炭黑的制作方法。滿足上述要件的炭黑，例如也能夠使用市場銷售品。另外，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，碳供給成分的主成分為鄰苯二甲酸二丁酯吸收量為60mL/100g以下，并且氮吸附比表面積為50m2/g以下的炭黑的粉末冶金用混合粉末，會減少混合粉末的游離碳量，并且加壓成形為壓粉體時的特性(壓粉體的密度和拉托拉值)良好。這時，即使碳供給成分單獨(dú)為炭黑也能夠得到良好的特性。這時，炭黑相對于構(gòu)成基礎(chǔ)的鐵基粉末100重量份，優(yōu)選以4.0重量份以下的比率含有。如前述，炭黑具有使壓粉體的密度得強(qiáng)度上升的作用，但是若炭黑的含量超過4.0重量份，則上述作用反而有可能降低。還有，炭黑的含量的下限優(yōu)選為0.1重量份，由此，炭黑帶來的上述作用得以有效地發(fā)揮。炭黑的含量更優(yōu)選為0.2重量份以上、2.0重量份以下。另外，燒結(jié)時的炭黑向鐵基粉末的浸碳舉動跟石墨粉末一樣，炭黑也成分碳供給源。其次，對于本發(fā)明所使用的石墨粉末進(jìn)行說明。石墨粉末如果是粉末冶金用混合粉末通常所使用的則沒有特別限定。但是，石墨粉末的平均粒徑優(yōu)選為大概40^mi以下。這是由于若平均粒徑超過40pm，則有可能在燒結(jié)工序中與鐵基粉末的反應(yīng)不充分。還有，其下限沒有特別限定。通常采用的石墨粉末的平均粒徑大約為520pm左右，但是在本發(fā)明中，也能夠使用這樣的石墨粉末。滿足上述要件的石墨粉末，例如也能夠使用市場銷售品。炭黑和石墨粉末的混合比率，如后述的實施例所示，無論炭黑的品種，優(yōu)選相對于炭黑和石墨粉末的合計100重量份，使炭黑在15重量份以上、75重量份以下的范圍內(nèi)。即，石墨粉末與炭黑的混合比率優(yōu)選為石墨粉末:炭黑=2585重量份7515重量份的范圍內(nèi)。炭黑的比率低于15重量份時，游離碳量(C-l0SS)變大，碳供給成分的起塵和偏析上升。另一方面，若炭黑的比率超過75重量份，則因炭黑的品種造成的影響變大，由于選擇的炭黑，在加熱成形時脆，發(fā)生難以保持形狀的情況。另外，也有達(dá)不到作為期望的壓粉體的密度的情況。炭黑的比率更優(yōu)選為20重量份以上、60重量份以下，進(jìn)一步優(yōu)選為20重量份以上、50重量份以下。具體來說，炭黑的混合比率如后述的實施例所示，優(yōu)選根據(jù)炭黑的DBP吸收量和氮吸附比表面積的范圍，適宜適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。由此，能夠得到作為期望的混合粉末(游離碳量30%以下，壓粉體的密度6.7g/cm3以上)。本發(fā)明的粉末冶金用混合粉末，含有上述的碳供給成分和鐵基粉末。在本發(fā)明所使用的鐵基粉末中，含有純鐵粉和鐵合金粉兩方。它們可以單獨(dú)使用，也可以并用。其中，純鐵粉是由含有鐵粉97%以上，余量為不可避免的雜質(zhì)(例如，氧、硅、碳、錳等)構(gòu)成的實質(zhì)上可視為純鐵成分的鐵粉。另外，鐵合金粉作為鐵以外的成分，以燒結(jié)體的特性改善為目的而含有銅、鎳、鉻、鉬、硫、錳等的合金成分。在鐵合金粉中，大體被區(qū)分為擴(kuò)散型鐵粉(在基鐵粉中擴(kuò)散接合合金元素而制造，partiallyalloyedpowder)和預(yù)合金型鐵粉(在溶解工序中添加合金元素而制造，prealloyedpowder),但是在本發(fā)明中，它們能夠單獨(dú)應(yīng)用，或者使兩者組合應(yīng)用。本發(fā)明的混合粉末，也可以由前述的碳供給成分和鐵基粉末構(gòu)成，出于改善燒結(jié)體的特性等的目的，也可以再添加物性改善成分。作為物性改善成分，例如可列舉金屬粉末、無機(jī)粉末。它們可以單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。基中作為金屬粉末，例如可列舉銅、鎳、鉻、鉬、錫、釩、錳、磷鐵等。它們可以單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。特別是作為鐵基粉末使用純鐵粉時，優(yōu)選添加上述的金屬粉末。這些金屬粉末也可以是由鐵和成為合金的鐵合金(ferroalloy),或者鐵以外的2種以上構(gòu)成的合金粉末。作為無機(jī)粉末，例如可列舉硫化錳、二氧化錳等的硫化物、氮化硼等的氮化物、硼酸、氧化鎂、氧化鉀、氧化硅等的氧化物、磷、硫等。它們可以單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。上述的物性改善成分的含量未特別限定，在不阻礙本發(fā)明的作用的限度內(nèi)，能夠根據(jù)最終制品所要求的諸特性任意確定，但是優(yōu)選使相對于鐵基粉末100重量份的比率合計大約為0.01重量份以上、10重量份以下。例如，作為鐵基粉末使用純鐵粉時，下述粉末的優(yōu)選含量分別如下。銅0.110重量份，鎳0.110重量份，鉻0.18重量份，鉬0.15重量份，磷0.013重量份，硫0.012重量份。本發(fā)明的混合粉末，在對不發(fā)明的作用沒有不良影響的范圍內(nèi)，也可以含有潤滑劑。潤滑劑在壓粉體的加壓成形時，具有降低壓粉體與金屬模的摩擦系數(shù)，抑制粘模和金屬模損傷的發(fā)生等的作用。本發(fā)明中使用的潤滑劑，如果是粉末冶金用混合粉末所通常使用的則未被特別限定，例如可列舉亞乙基二硬脂酰胺(ethylenebisstearamide)、硬脂酸酰胺(stearicacidamide)、硬脂酸鋅、硬脂酸鋰等。它們可以單獨(dú)使用，也可以2種以上并用。上述的潤滑劑相對于鐵基粉末100重量份，優(yōu)選在0.011.5重量份的范圍內(nèi)含有。潤滑劑的含量低于O.Ol重量份時，潤滑劑的添加帶來的作用無法充分發(fā)揮。另一方面，若潤滑劑的含量超過1.5重量份，則壓粉體的壓縮性等有可能降低。潤滑劑的更優(yōu)選的含量為0.11.2重量份，進(jìn)一步優(yōu)選的含量為0.21.0重量份。在本發(fā)明中，能夠省略粉末冶金用混合粉末通常所添加的粘結(jié)劑。如前述，這是由于在本發(fā)明中，因為將石墨粉末和炭黑的規(guī)定的混合物或規(guī)定的淡漠黑作為碳供給成分使用，所以即使不使用粘結(jié)劑，也能夠充分防止碳供給成分的飛散和偏析(參照后述的實施例)。但是，在不損害本發(fā)明的作用(特別是混合粉末的流動性)的范圍內(nèi)，也可以使用現(xiàn)有通用的粘結(jié)劑。粘結(jié)劑從防止碳供給成分的偏析這一觀點(diǎn)出發(fā)不進(jìn)行添加，而是用于抑制如Ni粉和Cu粉等自身沒有附著性的粉末的偏析而添加?；蛘咭材軌蚴褂们笆龅奶亻_2003-105405號公報、特開2004-256899號公報、特開2004-360008號公報等所述的粘結(jié)劑。其次，說明使用上述成分制作混合粉末、壓粉體和燒結(jié)體的方法。本發(fā)明的混合粉末，是通過混合本發(fā)明規(guī)定的碳供給成分(石墨粉末和炭黑的規(guī)定的混合物或規(guī)定的炭黑)和鐵基粉末而獲得。根據(jù)需要，也可以添加前述的物性改善成分，此外還可以添加潤滑劑和粘結(jié)劑。與鐵基粉末混合時的炭黑和石墨粉末的形態(tài)沒有特別限定。例如，炭黑可以以粉末形態(tài)直接與鐵基粉末混合，也可以使炭黑分散在有機(jī)溶劑等的分散介質(zhì)中以分散液的狀態(tài)與鐵基粉末混合。后者的情況下，混合后優(yōu)選以加熱等的方法除去分散介質(zhì)?；旌戏椒ㄎ刺貏e限定，葉片式混合機(jī)、V型混合機(jī)、雙重圓錐形混合機(jī)(W錐)等，采用通常所使用的混合機(jī)進(jìn)行混合即可。混合條件在例如使用葉片式混合機(jī)時，優(yōu)選將葉片的回轉(zhuǎn)速度(葉片的周速度)控制在約210m/s的范圍內(nèi)，攪拌大約0.520分鐘。另外，在使用V形混合機(jī)和雙重圓錐形混合機(jī)時，優(yōu)選約以250rmp混合160分鐘。其次，使用上述的混合粉末，根據(jù)使用粉末壓縮成形機(jī)的通常的加壓成形方法得到壓粉體。具體的成形條件根據(jù)構(gòu)成混合粉末的成分的種類和添加量、壓粉體的形狀、成形溫度(約室溫15(TC)、成形壓力等也有所不同，但是優(yōu)選使壓粉體的密度約處于6.07.5g/cm3的范圍內(nèi)進(jìn)行成形。最后，使用上述的壓粉體，根據(jù)通常的燒結(jié)方法得到燒結(jié)體。具體的燒結(jié)條件根據(jù)構(gòu)成壓粉體的成分的種類和添加量、最終制品的種類等也有所不同，但是優(yōu)選例如在N2、N2-H2、碳化氫等的氣氛下，以10001300'C的溫度進(jìn)行560分鐘燒結(jié)。實施例以下列舉實施例更具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不受下述實施例限制，在能夠符合前、后述宗旨的范圍內(nèi)也可以適當(dāng)?shù)丶右宰兏鼘嵤?，這些均包含在本發(fā)明的技術(shù)的范圍內(nèi)。還有，以下的實施中的"％"除非特別提示均是"重量％"的意思。實施例1(混合粉末和壓粉體的特性的研究)在本實施例中，研究作為碳供給成分使用各種炭黑和石墨粉末時的混合粉末和壓粉體的特性。具體來說，使用表1所示的ac的炭黑(市場銷售品)和表2所述的XZ的石墨粉末(市場銷售品)，以如下方式得到粉末冶金用混合粉末和壓粉體(實驗124)。在表1和表2中，轉(zhuǎn)述了市場銷售品的目錄所述的數(shù)值。用以下的方法測定各實驗中得到的混合粉末和壓粉體的特性，并進(jìn)行評價。(混合粉末的特性)1.基于外觀密度的測定JISZ2504(金屬粉的外觀密度試驗法)，測定混合粉末的外觀密度(g/cm3)。2.基于流動性的測定JISZ2502(金屬粉的流動度試驗法)，測定直至混合粉末(50g)流出2.6mm-的出口(orifice)的時間(sec/50g)。3.游離碳量(起塵率，C-loss)如圖1所示，在安裝前新微孔過濾器-1(網(wǎng)眼12^im)的漏斗狀玻璃管2(內(nèi)徑16mm，高106mm)中放入混合粉末P(25g),從玻璃管2的下方以0.8升/分的速度流通N2氣體20分鐘，由下式求得游離碳量(％)。在本實施例中，游離碳量在30%以下為合格。游離碳量(％)=[1—(N2氣體流通后的碳量(％))/(N2氣體流通前的碳量(％))]xioo(壓粉體的特性)1.密度的測定，為了測定壓粉體的密度，基于粉體粉末冶金協(xié)會(JapanSocietyofPowderandPowdermetallurgy,JSPM)標(biāo)準(zhǔn)1-64(金屬粉的壓縮性試驗方法)，制作直徑11.3mm、高10mm的圓柱狀的壓粉體。成形壓力為490MPa。測定得到的壓粉體的重量，將除以體積的值(g/cm3)作為壓粉體的密度。在本實施例中，壓粉體的密度為6.70g/cm3以上的為合格。2.拉托拉值的測定基于日本粉末冶金工業(yè)規(guī)格(JapanPowderMetallurgyAssociationstandard,JPMA)011-1192(金屬壓粉體的拉托拉值測定方法)，測定壓粉體的拉托拉值(％)。(實驗1)首先，作為鐵基粉末，準(zhǔn)備市場銷售的純鐵粉(神戶制鋼"atmel300M")，對于該純鐵粉，添加市場銷售的atmys銅粉(平均粒徑48pm)2.0%，碳供給成分0.80%[詳細(xì)地說，表1所述的炭黑a為0.004o/o，表2所述的石墨粉末X為0.796%(炭黑石墨粉末=0.5重量份:99.5重量份)]，作為潤滑劑以0.75%的比率添加亞乙基二硬脂酰胺后，使用V型混合機(jī)，以30rpm的旋轉(zhuǎn)速度混合30分鐘，得到混合粉末。這里不使用粘結(jié)劑。其次，將上述的混合粉末放入粉末壓縮成形機(jī)，在490MPa的壓力下進(jìn)行壓縮成形，得到外徑11.3、高10mm的圓柱狀的壓粉體。(實驗27)分別制作實驗27的混合粉末和壓粉體，除了使實驗1中炭黑a和石墨粉末X的混合比率分別以表3所述的方式進(jìn)行變化以外，均與實驗1相同。(實驗8)制作實驗8的混合粉末和壓粉體，除了不使用實驗1中的石墨粉末X，而是使用0.80%的表1的炭黑a以外，均與實驗1相同。(實驗913)分別制作實驗913的混合粉末和壓粉體，除了使用表1的炭黑b替代實驗1中的炭黑a，如表3所述使炭黑b和石墨粉末X的混合比率變化以外，均與實驗l相同。(實驗14)制作實驗14的混合粉末和壓粉體，除了不使用實驗1中的石墨粉末X,而是使用0.80%的表1的炭黑b以外，均與實驗1相同。(實驗1518)分別制作實驗1518的混合粉末和壓粉體，除了使用表1的炭黑c替代實驗1中的炭黑a，如表3所述使炭黑c和石墨粉末X的混合比率變化以外，均與實驗l相同。(實驗19)制作實驗19的混合粉末和壓粉體，除了不使用實驗1中的石墨粉末X，而是使用0.80%的表1的炭黑c以外，均與實驗l相同。(實驗20)制作實驗20的混合粉末和壓粉體，除了不使用實驗1中的炭黑，而是使用0.80%的表2的石墨粉末X以外，均與實驗1相同。(實驗21)制作實驗21的混合粉末和壓粉體，除了使用石墨粉末Y替代實驗5中的石墨粉末X以外，均與實驗5相同。(實驗22)制作實驗22的混合粉末和壓粉體，除了使用0.80%的表2的石墨粉末Y替代實驗20中的石墨粉末X以外，均與實驗20相同。(實驗23)制作實驗23的混合粉末和壓粉體，除了使用石墨粉末Z替代實驗5中的石墨粉末X以外，均與實驗5相同。(實驗24)制作實驗24的混合粉末和壓粉體，除了使用0.80%的表2的石墨粉末Z替代實驗20中的石墨粉末X以外，均與實驗20相同。這些結(jié)果一并顯示在表3中。為了參考，表3中設(shè)置綜合評價欄，對滿足本發(fā)明的合格基準(zhǔn)(游離碳量30%以下，以成形壓力490MPa成形為壓粉體時的密度為6.70g/cm3)的混合粉末附加A，任何一方面不滿足合格基準(zhǔn)的都附加B。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>*:成形壓力490MPa注下劃線是不滿足本發(fā)明必要條件的由表3能夠進(jìn)行如下考察。(關(guān)于炭黑a)首先，作為碳供給成分，使用炭黑a(DBP吸收量38mL/100g，氮吸附比表面積8mVg)和石墨粉末X，對于使它們的混合比率變化時的結(jié)果(實驗18、20)進(jìn)行考察。作為碳供給成分只使用石墨粉末X時，如實驗20所示，雖然能夠得到高密度的壓粉體，但是混合粉末的游離碳量多。另外，即使在炭黑a的比率小的實驗1中，混合粉末的游離碳量也多。相對于此，在實驗25中，游離碳量、壓粉體的密度都在良好的范圍內(nèi)。特別是在炭黑a和石墨粉末X的混合比率滿足本發(fā)明的優(yōu)選范圍(炭黑的比率1575重量份)的實驗25中，如表3所示，能夠得到良好的混合粉末。上述是在炭黑a中使用石墨粉末X時的結(jié)果，但使用石墨粉末Y代替石墨粉末X時(參照實驗21和22)，或者用石墨粉末Z代替石墨粉末X時(參照實驗23和24)也能夠得到與上述同樣的結(jié)果。還有，在表3;中只顯示了使炭黑a的比率為60重量份時的結(jié)果(實驗21、實驗23)，;但如前述的實驗17這樣使炭黑a的比率進(jìn)行各種變化時，也能夠得到與上述同樣的結(jié)果，這通過實驗得到確認(rèn)(表3中未顯示)。另外，上述的一系列的結(jié)果，不僅在使用炭黑a時，即使是使用屬于炭黑A群的炭黑時，也能夠得到同樣的傾向，這通過實驗得到確認(rèn)(表3中未顯示)。(關(guān)于炭黑b)其次，作為碳供給成分，使用炭黑b(DBP吸收量113mL/100g，氮吸附比表面積130m2/g)和石墨粉末X，對于使它們的混合比率變化時的結(jié)果(實驗914、20)進(jìn)行考察。作為碳供給成分只使用石墨粉末X時，如實驗20所示，雖然能夠得剖高密度的壓粉體，但是混合粉末的游離碳量多，另一方面，只使用炭黑':b時，如實驗14所示，雖然混合粉末的游離碳量少，但是壓粉體的密度降低。相對于此，在炭黑b和石墨粉末X的混合比率滿足本發(fā)明的優(yōu)選范圍(炭黑的比率1575重量份)的實驗1012中，如表3所示，能夠得到期望的混合粉末。還有，實驗9是炭黑b的比率小的例子，游離碳量多。另外，實驗13是炭黑b的比率多的例子，壓粉體的密度降低。上述是在炭黑b中使用石墨粉末X時的結(jié)果，但使用石墨粉末Y代替石墨粉末X時也能夠得到與上述同樣的結(jié)果，這通過實驗得到確認(rèn)(表3中未顯示)。另外，上述的一系列的結(jié)果，不僅在使用炭黑b時，即使是使用屬于炭黑B群的炭黑時，也能夠得到同樣的傾向，這通過實驗得到確認(rèn)(表3中未顯示)。(關(guān)于炭黑C)其次，作為碳供給成分，使用炭黑c(DBP吸收量22mL/100g，氮吸附比表面積80mVg)和石墨粉末X，對于使它們的混合比率變化時的結(jié)果(實驗1520)進(jìn)行考察。作為碳供給成分只使用石墨粉末X時，如實驗20所示，雖然能夠得到高密度的壓粉體，但是混合粉末的游離碳量多。相對于此，實驗1619游離碳量、壓粉體的密度都在良好的范圍內(nèi)。特別是在炭黑c和石墨粉末X的混合比率滿足本發(fā)明的優(yōu)選范圍(炭黑的.比率1575重量份)的實驗1617中，如表3所示，能夠得到期望的混合粉末。還有，實驗15是炭黑c的比率小的例子，游離碳量多。上述是在炭黑c中使用石墨粉末X時的結(jié)果，但使用石墨粉末Y或Z代替石墨粉末X時也能夠得到與上述同樣的結(jié)果，這通過實驗得到確認(rèn)(表3中未顯示)。另外，上述的一系列的結(jié)果，不僅在使用炭黑c時，即使是使用屬于炭黑C群的炭黑時，也能夠得到同樣的傾向，這通過實驗得到確認(rèn)(表3中未顯示)。實施例2(燒結(jié)體的特性的研究)在本實施例中，將前述的實施例l中，作為碳供給成分而使用炭黑和石墨粉末的混合物時的燒結(jié)體的特性，與使用石墨粉末的燒結(jié)體的特性進(jìn)行對比研究。這里，燒結(jié)體的密度為6.80g/cm3。具體來說，對于前述實施例1的實驗38(使用炭黑a)、實驗ll、13(使用炭黑b)、實驗16、1819(使用炭黑c)和實驗20、22、24(不添加炭黑，只使用石墨粉末)的現(xiàn)有例，將各混合粉末投入粉末壓縮成形機(jī)，在400600MPa的壓力下進(jìn)行壓縮成形，得到外徑30mm、內(nèi)徑10mm、高10mm的環(huán)狀的壓粉體。在N2-10vol。/。H2氣體氣氛下，使用推桿式(pusher)燒結(jié)爐，以1120。C對上述的壓粉體燒結(jié)20分鐘，得到燒結(jié)體(密度6.80g/cm3)。以如下方式測定如此得到的燒結(jié)體的壓壞強(qiáng)度和硬度并進(jìn)行評價。(燒結(jié)體的特性)1.壓壞強(qiáng)度的測定實施JISZ2507中記載的壓環(huán)試驗，測定壓壞強(qiáng)度(N/mm2)。2.硬度的測定基于JISZ2245的洛氏硬度試驗-試驗方法，測定洛氏硬度(HRB)。這些結(jié)果一并顯示在表4中。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>由表4能夠進(jìn)行如下考察。由表4可知，若比較燒結(jié)密度為6.80g/cmS時的特性，則無論使用炭黑ac的哪一種時，若是將炭黑和石墨粉末混合使用，則無論炭黑的混合比率，都能夠得到與只使用石墨粉末時同程度的機(jī)械的特性(壓壞強(qiáng)度和硬度)。另外，觀察燒結(jié)體的顯微組織的結(jié)果是，在全部的試料中觀察到珠光體組織。這表示炭黑與石墨一樣浸碳到鐵基粉末中。還有；表4中顯示了關(guān)于表3所示的實驗例之中的一部分的結(jié)果，但即使在表3所示的其他的實驗中也能夠得到與上述同樣的結(jié)果，這通過實驗得到了確認(rèn)(表4中未顯示)。另外，上述的一系列的結(jié)果，不僅在使用炭黑a、b、c時，即使是使用屬于炭黑A、B、C群的炭黑時，也能夠得到同樣的傾向，這通過實驗19得到確認(rèn)(表4中未顯示)。實施例3(混合粉末和壓粉體的特性的研究)在本實施例中，對于使用各種炭黑時的混合粉末和壓粉體的特性進(jìn)行研究。具體來說，使用表5所示的do的炭黑(市場銷售品)，以如下方式得到粉末冶金用混合粉末和壓粉體(實驗2536)。上述的炭黑之中，di是滿足本發(fā)明的要件的例子，jo是不滿足本發(fā)明的要件的例子。在表5中，轉(zhuǎn)述有市場銷售品的目錄所記載的數(shù)值。另外為了比較，使用石墨粉末替代炭黑，得到粉末冶金用混合粉末和壓粉體(實驗37)。以實施例1所述的方法測定各實驗中得到的混合粉末和壓粉體的特性并進(jìn)行評價。(實驗25)首先，作為鐵基粉末，準(zhǔn)備市場銷售的純鐵粉(神戶制鋼"atmel300M")，對于該純鐵粉，添加市場銷售的atmys銅粉(平均粒徑48pm)2.0%，作為碳供給成分添加0.80。/。的表4所述的炭黑a，作為潤滑劑以0.75%的比率添加亞乙基二硬脂酰胺后，使用葉片式混合機(jī)進(jìn)行2分鐘高速攪拌(葉片的旋轉(zhuǎn)速度5m/s)，得到混合粉末。這里不使用粘結(jié)劑。其次，將上述的混合粉末放入粉末壓縮成形機(jī)，在490MPa的壓力下進(jìn)行壓縮成形，得到外徑11.3、高10mm的圓柱狀的壓粉體。(實驗2636)分別制作實驗2636的混合粉末和壓粉體，除了在實驗25中作為碳供給成分使用表5所述的炭黑do以外，均與實驗25相同。(實驗37)制作與實驗25同樣的混合粉末和壓粉體，除了使用市場銷售的石墨粉末(平均粒徑5pm)替代實驗25中作為碳供給成分的炭黑，均與實驗25相同。這些結(jié)果一并顯示在表6中。為了參考，表6中還一并記述有使用的碳供給成分的種類和特性。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>注下劃線表示不滿足本發(fā)明必要條件。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>*:成形壓力490MPa注下劃線表示不滿足本發(fā)明必要條件。由表6能夠進(jìn)行如下考察。實驗2530是分別采用了滿足本發(fā)明的要件的炭黑di的本發(fā)明例，不僅混合粉末的各特性優(yōu)異，而且壓粉體的特性也優(yōu)異。相對于此，實驗3136是采用了不滿足本發(fā)明的要件的炭黑的比較例，混合粉末的游離碳量、壓粉體的密度和拉托拉值均達(dá)不到本發(fā)明規(guī)定的基準(zhǔn)值。還有，在實驗35和36中，混合粉末的游離碳量增加，流動度降低，但這被認(rèn)為是由于使用了DBP吸收量和氮吸附比表面積極大的炭黑n、o，因此在混合工序中與鐵基粉末混雜(附著于鐵基粉末)之前，該炭黑形成了大的結(jié)構(gòu)。實驗37是作為碳供給成分只使用石墨粉末的現(xiàn)有例，混合粉末的游a'實施例4(燒結(jié)體的特性的研究)在本實施例中，將使用滿足本發(fā)明的要件的炭黑時的燒結(jié)體的特性與使用石墨粉末的燒結(jié)體的特性進(jìn)行對比研究。這里，燒結(jié)體的密度為6.80g/cm3。具體來說，將前述的實驗2530(使用有5的炭黑di)和實驗38(使用石墨粉末)的混合粉末投入粉末壓縮成形機(jī)，在400600MPa的壓力下進(jìn)行壓縮成形，得到外徑30mm、內(nèi)徑10mm、高10mm的環(huán)狀的壓粉體。在N2-10volMH2氣體氣氛下，使用推桿式燒結(jié)爐，以1120'C對上述的壓粉體燒結(jié)20分鐘，得到燒結(jié)體(密度6.80g/cm3)。以如下方式測定如此得到的燒結(jié)體的壓壞強(qiáng)度和硬度并進(jìn)行評價。(燒結(jié)體的特性)1.壓壞強(qiáng)度的測定實施JISZ2507中記載的壓環(huán)試驗，測定壓壞強(qiáng)度(N/mm2)。2.硬度的測定基于JISZ2245的洛氏硬度試驗-試驗方法，測定洛氏硬度(HRB)。這些結(jié)果一并顯示在表7中。[表7]<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>由表7可知，若比較燒結(jié)密度為6.80g/ci^時的特性，則無論使用哪種炭黑時，均具有與使用石墨粉末時同程度的機(jī)械的特性(壓壞強(qiáng)度和硬度)。因此，確認(rèn)炭黑作為替代石墨粉末的碳供給成分極為有用。參照特定的方式詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但是可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下進(jìn)行各種變更和修正，這對從業(yè)者來說顯而易見。還有，本申請基于2006年3月14日申請的日本專利申請(特愿2006-069731)及2006年3月14日申請的日本專利申請(特愿2006-069732)，其整體通過引用援用。另外，這里被引用的全部的參照作為整體被納入。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，即使不使用粘結(jié)劑，也能夠得到可以降低碳供給成分的起塵和偏析的混合粉末，因此生產(chǎn)性優(yōu)異。另外，如果使用本發(fā)明的粉末冶金用混合粉末，則能夠得到高密度、形狀保持性良好的壓粉體，因此最終能夠得到機(jī)械的特性優(yōu)異的燒結(jié)體。權(quán)利要求1.一種粉末冶金用混合粉末，其包括鐵基粉末和碳供給成分，其特征在于，所述碳供給成分包括石墨粉末和炭黑，石墨粉末和炭黑的混合比率在石墨粉末∶炭黑＝25～85重量份∶75～15重量份的范圍內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金用混合粉末，其特征在于，所述炭黑的鄰苯二甲酸二丁酯吸收量為60mL/100g以下，且氮吸附比表面積為50m2/g以下。3.—種粉末冶金用混合粉末，其包括鐵基粉末和碳供給成分，其特征在于，所述碳供給成分含有炭黑作為主成分，該炭黑的鄰苯二甲酸二丁酯吸收量為60mL/100g以下，且氮吸附比表面積為50m2/g以下。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任一項所述的粉末冶金用混合粉末，其特征在于，相對于所述鐵基粉末100重量份，在4重量份以下的范圍內(nèi)含有所述碳供給成分。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項所述的粉末冶金用混合粉末，其特征在于，還含有物性改善成分。6.根據(jù)權(quán)利要求15中任一項所述的粉末冶金用混合粉末，其特征在于，還含有潤滑劑。7.—種壓粉體，其特征在于，采用根據(jù)權(quán)利要求16中任一項所述的粉末冶金用混合粉末而得到。8.—種燒結(jié)體，其特征在于，對權(quán)利要求7所述的壓粉體進(jìn)行燒結(jié)而得到。全文摘要本發(fā)明涉及粉末冶金用混合粉末，該粉末冶金用混合粉末是含有鐵基粉末和碳供給成分的粉末冶金用混合粉末，所述碳供給成分含有石墨粉末和炭黑，石墨粉末和炭黑的混合比率在石墨粉末∶炭黑＝25～85重量份∶75～15重量份的范圍內(nèi)；以及該粉末冶金用混合粉末是含有鐵基粉末和碳供給成分的粉末冶金用混合粉末，所述碳供給成分含有炭黑作為主成分，該炭黑其鄰苯二甲酸二丁酯吸收量為60mL/100g以下，且氮吸附比表面積為50m²/g以下。本發(fā)明的粉末冶金用混合粉末碳供給成分的起塵和偏析少，另外，如果使用本發(fā)明的粉末冶金用混合粉末，則能夠制造機(jī)械的特性優(yōu)異的壓粉體和燒結(jié)體。文檔編號B22F1/00GK101360575SQ200780001798公開日2009年2月4日申請日期2007年3月13日優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日發(fā)明者后藤哲也,矢古宇靖子,藤浦貴保,西田智,谷口祐司申請人:株式會社神戶制鋼所