焼結材の封孔処理方法
【課題】焼結材の表面を荒くさせたり、損傷させたりすることなく、低コストで、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐ。
【解決手段】封孔処理装置２から噴射する粒子を焼結材１よりも低硬度かつ低融点の粒子（例えば、錫（Ｓｎ））とする。Ｓｎは硬度が１．５（モース硬度）、融点が２３２℃であり、本発明で用いる粒子として最も適している。また、封孔処理装置２から噴射する粒子の粒子径を５〜５０μｍとする。封孔処理装置２から粒子Ｐが噴射され、焼結材１の表面に叩きつけられると、その時の摩擦熱で粒子Ｐが溶け、焼結材１の焼結工程後の空孔（１ｈ）に流れ込み、その空孔（１ｈ）を塞ぐ。
【解決手段】封孔処理装置２から噴射する粒子を焼結材１よりも低硬度かつ低融点の粒子（例えば、錫（Ｓｎ））とする。Ｓｎは硬度が１．５（モース硬度）、融点が２３２℃であり、本発明で用いる粒子として最も適している。また、封孔処理装置２から噴射する粒子の粒子径を５〜５０μｍとする。封孔処理装置２から粒子Ｐが噴射され、焼結材１の表面に叩きつけられると、その時の摩擦熱で粒子Ｐが溶け、焼結材１の焼結工程後の空孔（１ｈ）に流れ込み、その空孔（１ｈ）を塞ぐ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焼結材の焼結工程後の空孔を当該焼結材の表面に粒子を叩きつけることによって塞ぐ焼結材の封孔処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉末金属を材料とする焼結金属（焼結材）は、形状自由度が高く、量産性にも優れていることから、多くの機械部品に使用されている。しかしながら、粉末金属を材料として製造されるため、その内部や表面に空孔を含む欠点を有し、強度や耐久性が劣る。そこで、焼結材の製造工程において、焼結材の焼結工程後の空孔を塞いで強度や耐久性の向上を図る技術が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、硬さがＨＲｃ６０以上、粒子径がφ０．２５０ｍｍ未満の噴射材（粒子）を使用し焼結材の表面をブラスト処理することによって、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐようにしている。
【０００４】
また、特許文献２では、ショットピーニング法またはショットブラスト法によって、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐようにしている。この特許文献２に示されたショットピーニング法またはショットブラスト法では、ショットと呼ばれる鋼球（粒子）を焼結体の表面に叩きつけることにより、焼結材の焼結工程後の空孔を潰す。
【０００５】
また、特許文献３では、焼結材に錫メッキを施した後、硬質球（粒子）を用いたショットピーニングにより錫メッキ層を圧縮させて、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０５４０９号公報
【特許文献２】特開平９−１９４９０８号公報
【特許文献３】特開２００３−３２８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１〜３では、何れも焼結材よりも硬い硬質粒子を焼結材の表面に叩きつけて焼結材を変形させて空孔を塞いでおり、硬度が比較的低い焼結材に関しては、表面を荒くさせたり、損傷させる等、強度改善にはならず逆効果となってしまうケースが生じるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３では、焼結材の表面に錫メッキを施してから、ショットピーニングにより錫メッキ層を圧縮させるようにしているため、製造工程内にメッキ工程が必要となり、コスト増が否めない。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、焼結材の表面を荒くさせたり、損傷させたりすることなく、低コストで、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐことが可能な焼結材の封孔処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために本発明は、焼結材の焼結工程後の空孔を当該焼結材の表面に粒子を叩きつけることによって塞ぐ焼結材の封孔処理方法において、焼結材の表面に叩きつける粒子を焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料としたものである。
【００１１】
この発明では、焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料を粒子とし、この粒子を焼結材の表面に叩きつける。すなわち、ショットピーニングによって、硬質粒子ではなく、低硬度かつ低融点の粒子を焼結材の表面に叩きつける。この場合、焼結材の表面に叩きつけられた粒子は、その時の摩擦熱で溶けて焼結材の空孔内に流れ込む。
【００１２】
本発明において、焼結材の表面に叩きつける粒子は、焼結材よりも低硬度かつ低融点であればよく、例えば錫（Ｓｎ）とすることが考えられる。Ｓｎは硬度が１．５（モース硬度）、融点が２３２℃であり、本発明で用いる粒子として最も適している。また、本発明において、焼結材の表面に叩きつける粒子は、その粒子径が５〜５０μｍであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焼結材の表面に叩きつける粒子を焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料としたので、焼結材の表面に叩きつけられた粒子がその時の摩擦熱で溶けて焼結材の空孔内に流れ込むものとなり、焼結材の表面を荒くさせたり、損傷させたりすることなく、低コストで、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る焼結材の封孔処理方法を説明するための図である。
【図２】焼結材の表面に封孔処理装置から噴射された粒子が叩きつけられる様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る焼結材の封孔処理方法を説明するための図である。同図において、１は焼結工程後の焼結材、２はこの焼結材１に対して封孔処理を行う封孔処理装置である。
【００１６】
なお、焼結材１としては、鉄系焼結材料（硬度ＨＲＦ３０以上）や銅系焼結材料（硬度ＨＲＨ４０以上）など、後述する封孔処理装置２から噴射する粒子よりも硬い材料であれば各種の材料が適用可能である。
【００１７】
この実施の形態において、封孔処理装置２は、焼結材１の表面に対してショットピーニングを行うことにより、すなわち焼結材１の表面に粒子を叩きつけることによって、焼結材１の焼結工程後の空孔を塞ぐ。ここで、従来は封孔処理装置２から噴射する粒子を硬質粒子としていたが、本実施の形態では、焼結材１よりも低硬度かつ低融点の粒子とする。
【００１８】
本実施の形態において、封孔処理装置２から噴射する粒子は錫（Ｓｎ）としている。Ｓｎは硬度が１．５（モース硬度）、融点が２３２℃であり、本発明で用いる粒子として最も適している。また、本実施の形態において、封孔処理装置２から噴射する粒子の粒子径は５〜５０μｍとしている。本発明で用いる粒子の粒子径は、５〜５０μｍが最適である。
【００１９】
図２に焼結材１の表面に封孔処理装置２から噴射された粒子Ｐが叩きつけられる様子を示す。同図（ａ）は粒子Ｐが叩きつけられる前の状態を示し、同図（ｂ）は叩き付けられた時の状態を示し、同図（ｃ）は叩きつけられた後の状態を示す。なお、図２において、１ｈは焼結材１の焼結工程後の空孔を示す。
【００２０】
封孔処理装置２から粒子Ｐが秒速１５０ｍ程度で噴射され（図２（ａ））、焼結材１の表面に叩きつけられると（図２（ｂ））、その時の摩擦熱で粒子Ｐが溶ける。すなわち、粒子Ｐは焼結材１よりも低融点であるので、叩きつけられた時の摩擦熱で粒子Ｐが溶ける。また、粒子Ｐは焼結材１よりも低硬度であるので、叩きつけられた時の衝撃で変形する。このため、粒子Ｐが叩きつけられても、焼結材１の表面が荒くなることがなく、損傷が与えられることもない。
【００２１】
焼結材１の表面に叩きつけられ、その時の摩擦熱で溶けた粒子Ｐは、焼結材１の空孔１ｈに流れ込む（図２（ｃ））。焼結材１の表面には、次々に粒子Ｐが叩き付けられ、その時の摩擦熱で溶けた粒子Ｐが焼結材１の空孔１ｈに次々に流れ込む。このようにして、空孔１ｈが摩擦熱で溶けた粒子Ｐで埋まり、空孔１ｈが塞がれる。
【００２２】
なお、図２では、１つの空孔１ｈを代表して説明しているが、焼結材１の他の空孔１ｈでも同様にして摩擦熱で溶けた粒子Ｐが流れ込み、その空孔１ｈが塞がれるものとなる。このようにして、本実施の形態では、焼結材１の表面を荒くさせたり、損傷させたりすることなく、焼結材１の焼結工程後の空孔を塞ぐことができる。また、本実施の形態では、特許文献３に示されたようなメッキ工程を必要とせず、低コストで、焼結材１の焼結工程後の空孔を塞ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の焼結材の封孔処理方法は、例えば電動操作器で使用している歯車、シャフト、ジョイントなどを焼結材とし、これら焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐ方法として利用することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１…焼結材、１ｈ…空孔、２…封孔処理装置、Ｐ…粒子。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焼結材の焼結工程後の空孔を当該焼結材の表面に粒子を叩きつけることによって塞ぐ焼結材の封孔処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉末金属を材料とする焼結金属（焼結材）は、形状自由度が高く、量産性にも優れていることから、多くの機械部品に使用されている。しかしながら、粉末金属を材料として製造されるため、その内部や表面に空孔を含む欠点を有し、強度や耐久性が劣る。そこで、焼結材の製造工程において、焼結材の焼結工程後の空孔を塞いで強度や耐久性の向上を図る技術が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、硬さがＨＲｃ６０以上、粒子径がφ０．２５０ｍｍ未満の噴射材（粒子）を使用し焼結材の表面をブラスト処理することによって、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐようにしている。
【０００４】
また、特許文献２では、ショットピーニング法またはショットブラスト法によって、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐようにしている。この特許文献２に示されたショットピーニング法またはショットブラスト法では、ショットと呼ばれる鋼球（粒子）を焼結体の表面に叩きつけることにより、焼結材の焼結工程後の空孔を潰す。
【０００５】
また、特許文献３では、焼結材に錫メッキを施した後、硬質球（粒子）を用いたショットピーニングにより錫メッキ層を圧縮させて、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０５４０９号公報
【特許文献２】特開平９−１９４９０８号公報
【特許文献３】特開２００３−３２８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１〜３では、何れも焼結材よりも硬い硬質粒子を焼結材の表面に叩きつけて焼結材を変形させて空孔を塞いでおり、硬度が比較的低い焼結材に関しては、表面を荒くさせたり、損傷させる等、強度改善にはならず逆効果となってしまうケースが生じるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３では、焼結材の表面に錫メッキを施してから、ショットピーニングにより錫メッキ層を圧縮させるようにしているため、製造工程内にメッキ工程が必要となり、コスト増が否めない。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、焼結材の表面を荒くさせたり、損傷させたりすることなく、低コストで、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐことが可能な焼結材の封孔処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために本発明は、焼結材の焼結工程後の空孔を当該焼結材の表面に粒子を叩きつけることによって塞ぐ焼結材の封孔処理方法において、焼結材の表面に叩きつける粒子を焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料としたものである。
【００１１】
この発明では、焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料を粒子とし、この粒子を焼結材の表面に叩きつける。すなわち、ショットピーニングによって、硬質粒子ではなく、低硬度かつ低融点の粒子を焼結材の表面に叩きつける。この場合、焼結材の表面に叩きつけられた粒子は、その時の摩擦熱で溶けて焼結材の空孔内に流れ込む。
【００１２】
本発明において、焼結材の表面に叩きつける粒子は、焼結材よりも低硬度かつ低融点であればよく、例えば錫（Ｓｎ）とすることが考えられる。Ｓｎは硬度が１．５（モース硬度）、融点が２３２℃であり、本発明で用いる粒子として最も適している。また、本発明において、焼結材の表面に叩きつける粒子は、その粒子径が５〜５０μｍであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焼結材の表面に叩きつける粒子を焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料としたので、焼結材の表面に叩きつけられた粒子がその時の摩擦熱で溶けて焼結材の空孔内に流れ込むものとなり、焼結材の表面を荒くさせたり、損傷させたりすることなく、低コストで、焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る焼結材の封孔処理方法を説明するための図である。
【図２】焼結材の表面に封孔処理装置から噴射された粒子が叩きつけられる様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る焼結材の封孔処理方法を説明するための図である。同図において、１は焼結工程後の焼結材、２はこの焼結材１に対して封孔処理を行う封孔処理装置である。
【００１６】
なお、焼結材１としては、鉄系焼結材料（硬度ＨＲＦ３０以上）や銅系焼結材料（硬度ＨＲＨ４０以上）など、後述する封孔処理装置２から噴射する粒子よりも硬い材料であれば各種の材料が適用可能である。
【００１７】
この実施の形態において、封孔処理装置２は、焼結材１の表面に対してショットピーニングを行うことにより、すなわち焼結材１の表面に粒子を叩きつけることによって、焼結材１の焼結工程後の空孔を塞ぐ。ここで、従来は封孔処理装置２から噴射する粒子を硬質粒子としていたが、本実施の形態では、焼結材１よりも低硬度かつ低融点の粒子とする。
【００１８】
本実施の形態において、封孔処理装置２から噴射する粒子は錫（Ｓｎ）としている。Ｓｎは硬度が１．５（モース硬度）、融点が２３２℃であり、本発明で用いる粒子として最も適している。また、本実施の形態において、封孔処理装置２から噴射する粒子の粒子径は５〜５０μｍとしている。本発明で用いる粒子の粒子径は、５〜５０μｍが最適である。
【００１９】
図２に焼結材１の表面に封孔処理装置２から噴射された粒子Ｐが叩きつけられる様子を示す。同図（ａ）は粒子Ｐが叩きつけられる前の状態を示し、同図（ｂ）は叩き付けられた時の状態を示し、同図（ｃ）は叩きつけられた後の状態を示す。なお、図２において、１ｈは焼結材１の焼結工程後の空孔を示す。
【００２０】
封孔処理装置２から粒子Ｐが秒速１５０ｍ程度で噴射され（図２（ａ））、焼結材１の表面に叩きつけられると（図２（ｂ））、その時の摩擦熱で粒子Ｐが溶ける。すなわち、粒子Ｐは焼結材１よりも低融点であるので、叩きつけられた時の摩擦熱で粒子Ｐが溶ける。また、粒子Ｐは焼結材１よりも低硬度であるので、叩きつけられた時の衝撃で変形する。このため、粒子Ｐが叩きつけられても、焼結材１の表面が荒くなることがなく、損傷が与えられることもない。
【００２１】
焼結材１の表面に叩きつけられ、その時の摩擦熱で溶けた粒子Ｐは、焼結材１の空孔１ｈに流れ込む（図２（ｃ））。焼結材１の表面には、次々に粒子Ｐが叩き付けられ、その時の摩擦熱で溶けた粒子Ｐが焼結材１の空孔１ｈに次々に流れ込む。このようにして、空孔１ｈが摩擦熱で溶けた粒子Ｐで埋まり、空孔１ｈが塞がれる。
【００２２】
なお、図２では、１つの空孔１ｈを代表して説明しているが、焼結材１の他の空孔１ｈでも同様にして摩擦熱で溶けた粒子Ｐが流れ込み、その空孔１ｈが塞がれるものとなる。このようにして、本実施の形態では、焼結材１の表面を荒くさせたり、損傷させたりすることなく、焼結材１の焼結工程後の空孔を塞ぐことができる。また、本実施の形態では、特許文献３に示されたようなメッキ工程を必要とせず、低コストで、焼結材１の焼結工程後の空孔を塞ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の焼結材の封孔処理方法は、例えば電動操作器で使用している歯車、シャフト、ジョイントなどを焼結材とし、これら焼結材の焼結工程後の空孔を塞ぐ方法として利用することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１…焼結材、１ｈ…空孔、２…封孔処理装置、Ｐ…粒子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結材の焼結工程後の空孔を当該焼結材の表面に粒子を叩きつけることによって塞ぐ焼結材の封孔処理方法において、
前記焼結材の表面に叩きつける粒子を前記焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料とした
ことを特徴とする焼結材の封孔処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載された焼結材の封孔処理方法において、
前記焼結材の表面に叩きつける粒子は、錫である
ことを特徴とする焼結材の封孔処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された焼結材の封孔処理方法において、
前記焼結材の表面に叩きつける粒子は、その粒子径が５〜５０μｍである
ことを特徴とする焼結材の封孔処理方法。
【請求項１】
焼結材の焼結工程後の空孔を当該焼結材の表面に粒子を叩きつけることによって塞ぐ焼結材の封孔処理方法において、
前記焼結材の表面に叩きつける粒子を前記焼結材よりも低硬度かつ低融点の材料とした
ことを特徴とする焼結材の封孔処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載された焼結材の封孔処理方法において、
前記焼結材の表面に叩きつける粒子は、錫である
ことを特徴とする焼結材の封孔処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された焼結材の封孔処理方法において、
前記焼結材の表面に叩きつける粒子は、その粒子径が５〜５０μｍである
ことを特徴とする焼結材の封孔処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２１２４５（Ｐ２０１１−２１２４５Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６７６３０（Ｐ２００９−１６７６３０）
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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