JPH02107741A - タングステン基焼結重合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は重錘等に＋１１用されるタングステン基の焼
結重合金に関するものである。

［従来の技術１ タングステン重合金は、Ｗ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金と、Ｗ−
Ｎｉ−Ｆｅ合金が知られ、粉末冶金法で作られる。

＋ｊｉｉ　Ｂの重合金については、ジャーナル・才ブ・
インスティテコート・メルタス、　６２　　ｆＪｏｕｒ
ｎａｌｏｆ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　Ｗｅｔ、ａｌｌｓ、
　１９：１８１２３９頁に記１銭されているように、組
成がＷ−５％Ｎｉ−２％Ｃｕの場合、；七Ｉｆ　１　ｂ
　ｇ／ｃｍ’以上を（ｑる焼結条件は、アンモニア分解
ガス中で温度１３８０°Ｃ以上必要である。

後者の重合金についてはメタルス・ハンドブック第９版
７巻（Ｍｅｔａｌｓ　Ｉ（ａｎｄｂｏｏｋ　Ｎ１ｎｔｈ
　ＥｄｉｔｉｏｎＶｏｌ、　７１９８４１３９２頁に記
載されているように、Ｗ−５％（Ｎｉ−Ｆｅ）の組成に
おいて、焼結を温度１４５０−１６００°Ｃで行うか、
または−旦１２００〜１４３０℃で加熱したのち、前記
の１品度で焼結される。

〔発明が解決しようとする課題１ このように従来は、焼結温度が極めて高く、多電の熱エ
ネルギーを要すると共に特殊な製造段ｂｌ？Ｉを必要と
していたため、コスト高であった。

本発明の目的は、通常の焼結炉を用い１２００℃以下の
温度で焼結し、密度１７ｇ／ａｍ’以上の重合金を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 従来の課題を解決するために本発明は、Ｎ１゜０．２５
〜８重量％、ＣｕおよびＦｅの少なくとも１種・０．２
５〜５重屑％、Ｐ：０．０２〜０．５重量％、Ｗ・残部
からなり、且つＣｕおよびＦｅの少なくとも１種とＮｉ
の和が０．５〜１０川量％、ＣＩ４およびＦｅの少なく
とも１種とＮｉの比が１、：１〜１・４としたことを要
旨とするタングステン基焼結小合金である。

［作用１ まず、′ＪＡ造方法について簡１ドに述べると、原料粉
はタングステン粉、ニッケル扮のほか、必要に応じて銅
粉、鉄粉を用い、Ｐは合金粉の形で添加され、Ｎ１−Ｐ
合金、Ｃｕ−Ｐ合金、Ｆｅ−Ｐ合金が用いられる。

成形密度的１１〜１２　ｇ／ｃｍｆｆの圧粉体は、温度
９５０〜Ｉ２００℃で焼結することにより焼結密度１７
　ｇ／ｃｍ３以上が得られる。９５０℃より温度が低い
と焼結体の密度が低くなる。一方、高温焼結は短時間焼
結が可能な利点はあるが特別の炉を必要とすることから
１２００’ｃを上限とするのが望ましい。

焼結のガス雰囲気はアンモニア分解ガスでもよいが、水
素ガスを用いるとより高い焼結密度が得られる。

次に１本発明材において各組成の作用は次のように考察
される。

Ｗは比重が高く重合金の主成分である。

ＮｉはＷと一部固溶し焼結を進行させる。

ＣｕおよびＦｅはＮｉと固溶して合金となり。

この合金の一部がＷと固溶し強固な焼結体が得られる。

ＣｕおよびＦｅは一方だけ含んでも両方であっても同じ
ように作用する。

このようにＮｉ、Ｆｅ、ＣｕはＷのバインダーとして作
用し、それぞれ０．２５５重丸以上で効果があるが、上
限はＮｉが８重量％、ＦｅおよびＣＵの少なくとも１種
が５重量％である。

但し、ＮｉとＦｅおよびＣｕとの合計が１０ｉ川％を越
えてはならず、且つＦｅおよびＣ１１とＮ１の比が１１
〜）：４の範囲であることが必要である。多すぎると合
金のＬ１比市が低下する。

なお、Ｆｅを含む合金に比べＣｕを含む合金はシｉ・１
蝕性が優れている。

上記の組成にＰを含むと、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅと固溶し８
００〜ｌ　１００°Ｃの）温度で共晶の液相を発生して
焼結体の密度比を高くする作用がある。

■〕は０．０２２重丸以上でその効果が認められるが、
多すぎると焼結のとき膨れ現象を生じ、高い焼結体密度
を（Ｊることができない。

［実施例］ 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例−ｌ タングステン粉、ニッケル扮、Ｆｅ−２０％Ｐ合金粉、
Ｃｕ−８％Ｐ合金扮、銅粉および鉄粉と成形潤滑剤とし
てステアリン酸亜鉛を（４Ａ備し、第１表の組成になる
よう配合した混合相を密度１　］、　Ｈ７ｃｍ：ｌに圧
粉成形し、アンモニア分解ガス中、温度１１００’ｃ度
で焼結した試料の密度を測定した。

第１ｋにその結果を示すが　ｌ）を含む材′！４は焼結
密度が高くなることがわかる。

第１表 実施例−２ タングステン粉、ニッケル扮、Ｆｅ−１４％Ｐ合金粉、
Ｃｕ−８％Ｐ合金扮、成形潤滑剤としてステアリン酸亜
鉛を準備し、Ｗ−Ｎｉ−ＣｕＰ系およびＷ−Ｎｉ−Ｆｅ
−Ｐ系の各種組成の混合相を作成し、密度１１〜１２ｇ
／ｃｍ’に圧粉成形したのち、アンモニア分解ガス中、
温度１１５０℃度で焼結した試料の密度を測定した。

第１図は、各試料のＮ１ＥＬとＣｕまたはＦｅ量の関係
において、密度１７ｇ／ｃｍ３以上を示した範囲を直線
で枠組みしたものである。但し、幾つかの試料はこの枠
外であっても密度１７ｇ／ｃｍ’以上を示しているもの
もある。

第１図において、Ｗ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ系は点線で示され
た範囲であり、Ｃｕは０．２５〜５重量％の範囲で、Ｎ
ｉはＣｕの１〜４倍である。これに対応するＰは０．０
２〜０．４３重量％である。

Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ系は実線で示された範囲であり、Ｆ
ｅは０．２５〜３重看％の範囲で、ＮｉはＦｅの１〜４
倍である。これに対応するＰは０．０４〜０．４８重量
％である。　Ｆｅ、ｉｔが３重量％以上はＦｅ−１４％
Ｐ合金を用いたため、Ｐ量が多く膨れ現象を生じて密度
が１７ｇ／ｃｍ３に達しない。Ｐ含有遣の少ない合金粉
を用いることによりＣｕと同じ添加領域になると考察さ
れる。

実施例−３ 焼結密度に及ぼすＰについて、Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ系で
調べた。

前述同様の原料相を用い、第２図の表に示した各組成で
密度１１−１２　ｇ／ｃｍ３の成形体を用意し、アンモ
ニア分解ガス中、温度１１５０℃度で焼結焼した試料の
密度を測定した。

第２図のグラフに測定結果と１組成から計算した真比重
、および密度比（真比重に対する密度の百分率）を示す
。

Ｐｆｆｌの増加は、Ｆｅ１３よびＮｉが増えるため真比
重は低くなる。焼結体密度はＰｆＪ（０，０２〜０６０
５重量％で最も高くなり、それ以上では真比重の低下に
倣って低くなり、Ｐが０．５重量％を越えると焼結体に
膨れ現象が認められ、密度は急に低くなる。これは液相
量が過多であると考察される。

これらの関係を密度比でみるとＰｉＪｉｏ、０２〜０．
５％で高い値を示していることが分かる。

実施例−４ Ｗ−ｔ％Ｎｉ−０，４％Ｆｅ−０，１２％Ｐ系を例に焼
結温度の効果を調べた。

成形体は前例と同様に作成し、アンモニア分解ガス中で
９００〜１２００℃の各種温度で焼結したのちの密度を
第２表に示す。９５０℃以上で殆ど同じ密度を示してい
る。

第２表 第３表 実施例−５ 焼結のガス雰囲気にアンモニア分解ガスを用いた場合、
および水素ガスを用いた場合の結果をＷ−Ｎｉ−Ｆｅ−
Ｐ系を例に第３表に示す。

表に示す各試料を温度１１００℃で焼結した。

（汀）Ｗ残り 水素ガスを用いた方が添加物の多い材料はど高い密度を
示している。

実施例−６ 組成がＷ−０，８％Ｎ　ｉ−０，３７％Ｃｕ−０，３４
％Ｆｅ−０，０９％Ｐと、Ｗ−５％Ｎｉ−０，９２％Ｃ
ＩＪ　−０，８６％Ｆｅ−０−２２％Ｐの混合相を圧縮
成形し、水素ガス中、温度１１００’ｃで焼結した。７
Ｈｑられた試料の密度は前古が１７．６　ｇ／ｃｍ”後
書が１７．３　ｇ／ｃｍ３であった。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明の焼結重合金は焼結温度が
低くくても高密度が得られるという特長があるので、重
量部品を安価に製造できる効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合金組成中のＮ　ｌ、９１１とＣｕまた
はＦｅ量が焼結密度に及ぼす影響を説明するグラフ、第
２図はＰ量が焼結密度に及ぼす死響を説明するグラフで
ある。 出　願　人　　日立粉末冶金株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　Ｎｉ：０．２５〜８重量％、ＣｕおよびＦｅの少な
   くとも１種：０．２５〜５重量％、Ｐ：０．０２〜０．
   ５重量％、Ｗ：残部からなり、且つＣｕおよびＦｅの少
   なくとも１種とＮｉの和が０．５〜１０重量％、Ｃｕお
   よびＦｅの少なくとも１種とＮｉの比が１：１〜１：４
   であることを特徴とするタングステン基焼結重合金。