铁系烧结体及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于烧结部件、刷子等的制造的粉末冶金用混合粉末，特别涉及一种适于作为固体润滑剂等而使用，防锈性能优越的铁系烧结部件等的制造的铁系烧结体及其制造方法。
背景技术
一般用于烧结机械部件、含油烧结轴承、金属石墨刷子等的用途的铁粉容易生锈，一般混合苯并三唑等有机防锈剂而使用。
然而，这些有机防锈剂只有暂时的防锈效果，在500℃以上则分解或者挥发，因此在通常使用的700℃以上的烧结温度下则消失。因此，存在烧结后成为与没有进行防锈的情况相同的状态，非常容易生锈的问题。
另一方面，为了得到烧结后的防锈性，提出了将微量的锌、铋、铅等金属粉末混入以铁为主要成分的烧结用粉末中，制成复合粉末烧结体的方案。
然而，这就增加了新的工序，使制造工序变得复杂，而且存在相应地质量产生不均匀的问题。而且即使混合铋或铅的金属粉末，只是小的粒子分散，很难说会均匀地分布。
作为以往的粉末冶金用添加剂，有以有机酸钴金属皂为成分的添加剂，公开有将其添加0.1～2.0重量％而混合，对此混合粉末进行金属模具成形烧结而制造烧结体的技术(例如参照特开平10-46201号公报)。
此外，公开了一种向希土类-铁-硼系永久磁铁合金粗粉末中混合添加硬脂酸金属盐后，进行干式微粉碎的技术(例如参照特开平6-290919号公报)。其中，所述希土类-铁-硼系永久磁铁合金粗粉末组成如下：以原子百分率计含有10～25％的希土类元素R(含Y地希土类元素中的一种或者两种以上的组合)、1～12％的硼B，余量以铁为主要成分，根据需要使用从Co、Ni、Al、Nb、Ti、W、Mo、V、Ga、Zn、Si中选择的至少一种以上元素，以0～15％的范围置换Fe的一部分。
此外，公开了一种永久磁铁用合金粉末的成型改良剂(例如参照特开昭61-34101号公报)，其如下而得到：向选自聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基芳基醚中的至少一种物质中，以配合比1/20～5/1配合硬脂酸盐中的至少一种。
【发明内容】
本发明目的在于，几乎不改变以往的工序，而得到一种可以简单地提高防锈效果的铁系烧结体及其制造方法。
本发明人等为了解决上述问题点进行了种种的研究，其结果发现，通过使铟至少存在于烧结体的表面上，可以显著提高烧结后部件的防锈效果。
本发明基于此发现，提供
1.一种具有防锈功能的铁系烧结体，其特征在于，在铁系烧结体的表面上具有含有0.01～5at％铟的层。
2.一种具有防锈功能的铁系烧结体，其特征在于，在烧结体整体含有0.01～5at％的铟。
3.一种以铁为主要成分的铁系烧结体的制造方法，其特征在于，在铟蒸气或者含有铟的气体氛围中进行烧结。
【具体实施方式】
提高本发明的铁系烧结体的防锈效果时，注意到在形成粉末时，作为润滑剂而微量添加的硬脂酸锌。
然而，由于此硬脂酸锌在烧结中散逸，腐蚀性高，因此存在损伤烧结炉的问题，而且防锈效果与不添加的情况相比几乎没有改变。
如上所述，此硬脂酸锌只作为成形时的润滑剂而专门使用，不足以作为提高防锈效果的材料。
在这里，为了在烧结后也可以提高防锈效果，通过在铟蒸气或者氧化亚铟(In2O)等含有铟的气体氛围中对铁系材料粉末进行烧结，而至少在铁系烧结体的表面上形成含有0.01～5at％铟的层，并且使烧结体整体含有0.01～5at％的铟，由此，可以显著提高防锈功能。
此防锈效果，即使为0.01at％以上的微量也具有效果。如果铟超过5at％也具有防锈效果，但是效果饱和，在此以上添加也没有用，因而优选含有0.01～5at％的铟。
作为含有铟的气体，可以使用因烧结热而分解的氧化亚铟(In2O)等化合物。
如果是这种条件的含有0.01～5at％的铟的烧结体，为了提高作为成形用润滑剂的功能，也可以向粉末冶金用粉末中添加硬脂酸锌等金属皂，而进行烧结。
特别优选低温挥发性金属的金属皂，作为这种低温挥发性金属，可以举出铟皂、铋皂、镍皂、钴皂、铜皂、锰皂、铝皂。
它们不仅具有作为成形用润滑剂的功能，还可以提高防锈效果。当然铟可以得到非常优越的防锈效果和润滑效果。
作为皂类，可以使用硬脂酸金属皂、丙酸金属皂、环烷酸金属皂等金属皂。
由此，可以不大幅地改变以往的烧结体制造的工序，而极大提高烧结体的防锈效果。
这些金属皂，优选相对以铁为主要成分的粉末冶金用金属粉末100重量份，通常添加0.1～2.0重量份。
然而，可以根据烧结体的种类而改变此添加量，而不限定于上述添加量。即，可以在能维持目标烧结体的特性的范围内任意进行设定。
用于提高防锈效果的条件是在铁系烧结体的表面具有含有0.01～5at％铟的层。
实施例及比较例
接着，对本发明的实施例进行说明，本实施例只不过是一个例子，而不被此例限定。也就是在本发明的技术思想的范围内，可以全部包括实施例以外的方式或者变形。
(实施例1)
向铁粉(海格内斯还原铁粉)中混入1.0重量％的石墨粉。通过成形压6t/cm2将此混合粉末(填充量为1.5～2.5g)形成为大约φ10.06mm×H2.70～4.55mm的试验片。
将形成此试验片的成形体，在间歇式气氛炉中，在烧结温度为1150℃，烧结时间为60分钟的条件下，在导入铟蒸气的同时，在氢气气氛下进行烧结。在烧结后的烧结体的最外表层部分含有0.05at％的铟。
将此烧结体置于恒温恒湿槽内，在温度40℃、湿度95％的气氛中进行336小时的暴露试验，实施抗湿氧化试验。将抗湿氧化性试验的结果示于表1。
表1表层部的In含量 抗氧化性 96小时后 168小时后 336小时后 实施例1 0.05at％ ◎没有变色 ○变色很少 ○变色很少 实施例2 0.1at％ ◎没有变色 ○变色很少 ○变色很少 实施例3 0.5at％ ◎没有变色 ○变色很少 ○变色很少 实施例4 1at％ ◎没有变色 ○变色很少 ○变色很少 实施例5 3at％ ◎没有变色 ○变色很少 ○变色很少 实施例6 5at％ ◎没有变色 ○变色很少 ○变色很少 实施例7 0.05at％ ◎没有变色 ○变色很少 ○变色很少 比较例1 0at％ ×急剧变色 ×急剧变色 ×急剧变色 比较例2 0at％ ×急剧变色 ×急剧变色 ×急剧变色 比较例3 0.005at％ △稍微变色 ×急剧变色 ×急剧变色
(实施例2～6)
在同样的条件下，制造使表层部含有的铟含量变为0.1at％、0.5at％、1at％、3at％、5at％时的烧结体，将这些烧结体置于恒温恒湿槽内，在温度40℃、湿度95％的气氛中，进行336小时的暴露试验，实施抗湿氧化试验，同样将抗湿氧化性试验的结果示于表1。
(比较例1)
使用硬脂酸锌SZ-2000(堺化学工业制)，向铁粉中混入0.8重量％的上述硬脂酸锌、1.0重量％的石墨粉。以成形压6t/cm2将此混合粉(填充量为1.5～2.5g)形成为大约φ10.04mm×H2.73～4.58mm的试验片。
将形成此试验片的成形体，在间歇式气氛炉中，在烧结温度1150℃、烧结时间60分钟的条件下，在氢气气氛下进行烧结。
将此烧结体置于恒温恒湿槽内，在温度40℃、湿度95％的气氛中进行336小时的暴露试验，实施抗湿氧化试验。将抗湿氧化性试验的结果示于表1。
(比较例2)
向铁粉(海格内斯还原铁粉)中混入1.0重量％的石墨粉。以成形)压6t/cm2将此混合粉(填充量为1.5～2.5g)形成为大约φ10.06mm×H2.70～4.55mm的试验片。
将形成此试验片的成形体，在间歇式气氛炉中，在烧结温度为1150℃，烧结时间为60分钟的条件下，不导入铟蒸气而在氢气气氛下进行烧结。烧结体的表面不含有铟层。
将此烧结体置于恒温恒湿槽内，在温度40℃、湿度95％的气氛中进行336小时的暴露试验，实施抗湿氧化试验。将抗湿氧化性试验的结果示于表1。
(比较例3)
同样，向铁粉(海格内斯还原铁粉)中混入1.0重量％的石墨粉。以成形压6t/cm2将此混合粉(填充量为1.5～2.5g)形成为大约φ10.06mm×H2.70～4.55mm的试验片。
将形成此试验片的成形体，在间歇式气氛炉中，在烧结温度为1150℃，烧结时间为60分钟的条件下，少量导入铟蒸气的同时，在氢气气氛下进行烧结。在烧结后的烧结体的最外表层部分含有0.05at％的铟。
将此烧结体置于恒温恒湿槽内，在温度40℃、湿度95％的气氛中进行336小时的暴露试验，实施抗湿氧化试验。将抗湿氧化性试验的结果示于表1。
(实施例7)
将合成的硬脂酸铟(In含量为12.0重量％)微细粉碎，过筛而得到250目以下的细粉。
向铁粉(海格内斯还原铁粉)中混入0.8重量％的上述硬脂酸铟(在下述表1中略记为“In”)、1.0重量％的石墨粉。以成形压6t/cm2将此混合粉(填充量为1.5～2.5g)形成为大约φ10.06mm×H2.70～4.55mm的试验片。
将形成此试验片的成形体，在间歇式气氛炉中，在烧结温度为1150℃，烧结时间为60分钟的条件下，导入铟蒸气的同时，在氢气气氛下进行烧结。在烧结后的烧结体的最外表层部分含有0.05at％的铟。
将此烧结体置于恒温恒湿槽内，在温度40℃、湿度95％的气氛中进行336小时的暴露试验，实施抗湿氧化试验。将抗湿氧化性试验的结果示于表1。
本实施例的烧结体的成形性，由于使用了硬脂酸铟，因而极为良好。
同样，向铁粉(海格内斯还原铁粉)中添加硬脂酸铋(Bi含量为12.0重量％)、硬脂酸镍(Ni含量为12.0重量％)，硬脂酸钴(Co含量为12.0重量％)、硬脂酸铜(Cu含量为12.0重量％)、硬脂酸锰(Mn含量为12.0重量％)等皂时，或者将这些物质复合添加时，可以得到与实施例7相同的效果。
接着，如表1所表明的那样，没有向铁粉中添加润滑剂的比较例1～3，在烧结后的抗湿、抗氧化性试验中，在96小时(4天)后产生变色(腐蚀)，而且随着时间经过，变色的程度逐渐增加。在336小时后急剧变色。
而与此相对，在本发明的实施例1～7中，在经过336小时后，在上述抗湿、抗氧化性试验中，都为产生很少变色的程度，可知具有抗湿、抗氧化性。
由上所述可以确认，本发明的在表层部分以规定量含有铟的烧结体具有良好的抗湿、抗氧化性。特别是在使用添加了金属皂的粉末冶金用混合粉末的情况下，成形性良好，进而耐腐蚀性也提高。
发明的效果
如上所述，本发明提供一种不大幅改变以往的烧结体制造工序，而可以简单且极大地提高防锈效果的铁系烧结体及其制造方法，可以极大提高烧结机械部件、含油烧结轴承、金属石墨刷子等烧结体的防锈效果。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种具有防锈功能的铁系烧结体，其特征在于，在铁系烧结体的表面具有含有0.01～5at％铟的层。
2.(删除)。
3.一种以铁为主要成分的铁系烧结体的制造方法，其特征在于，在铟蒸气或者含有铟的气体氛围中进行烧结。