JPH02173224A - 焼結アルミニウム青銅合金の製造方法 - Google Patents
焼結アルミニウム青銅合金の製造方法Info
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- JPH02173224A JPH02173224A JP32719188A JP32719188A JPH02173224A JP H02173224 A JPH02173224 A JP H02173224A JP 32719188 A JP32719188 A JP 32719188A JP 32719188 A JP32719188 A JP 32719188A JP H02173224 A JPH02173224 A JP H02173224A
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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。
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〕
本発明はアルミニウム青銅合金の製造方法に関するもの
であり、より詳しくは粉末冶金法による焼結アルミニウ
ム青銅合金の製造方法に関するものである。
であり、より詳しくは粉末冶金法による焼結アルミニウ
ム青銅合金の製造方法に関するものである。
アルミニウム青銅は銅系合金の中でも特に強度。
耐食性２耐摩耗性等に優れ、産業上広く利用されている
。しかし、本合金を粉末冶金法で製造する場合、原料粉
の表面を覆っているＡｌ２Ｏ３皮膜によって粉末同志の
焼結が阻害され、通常の無加圧下における焼結操作では
十分な強度を有する焼結合金が得られない。このため、
フラックスを添加する方法や低融点のＣｕ−Ａｌ合金粉
やＡｌ粉を添加する方法が提案されている。しかしなが
ら、前者の場合、粉末同志の焼結はよく進行するものの
焼結中にフラックスが気化して焼結炉などを腐食し、焼
結炉の寿命を著しく縮め、また後者の場合でも、粉末の
焼結がなお十分でなく、しかも焼結中に発生した液相が
基質中に拡散した後に粗大な孔が残留するため、焼結合
金の強度は甚だ不十分なものである。
。しかし、本合金を粉末冶金法で製造する場合、原料粉
の表面を覆っているＡｌ２Ｏ３皮膜によって粉末同志の
焼結が阻害され、通常の無加圧下における焼結操作では
十分な強度を有する焼結合金が得られない。このため、
フラックスを添加する方法や低融点のＣｕ−Ａｌ合金粉
やＡｌ粉を添加する方法が提案されている。しかしなが
ら、前者の場合、粉末同志の焼結はよく進行するものの
焼結中にフラックスが気化して焼結炉などを腐食し、焼
結炉の寿命を著しく縮め、また後者の場合でも、粉末の
焼結がなお十分でなく、しかも焼結中に発生した液相が
基質中に拡散した後に粗大な孔が残留するため、焼結合
金の強度は甚だ不十分なものである。
本発明者らは、粉末冶金法における通常の無加圧下での
焼結操作により、焼結アルミニウム青銅合金を製造する
ための方法について種々検討を重ねた結果、本発明を完
成させたものである。
焼結操作により、焼結アルミニウム青銅合金を製造する
ための方法について種々検討を重ねた結果、本発明を完
成させたものである。
本発明は、基質を構成する合金粉末がＣｕ−１舎金粉、
Ｃｕ扮、及び１扮より選ばれる１種の粉末もしくは２
種以上からなる混合粉末に、Ｐを０．５ｍａｓｓ％以上
含み、残部がＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕの
１種以上からなるＰを含む合金粉を１種以上添加し、成
形、焼結することを特徴とする焼結アルミニウム合金の
製造方法である。
Ｃｕ扮、及び１扮より選ばれる１種の粉末もしくは２
種以上からなる混合粉末に、Ｐを０．５ｍａｓｓ％以上
含み、残部がＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕの
１種以上からなるＰを含む合金粉を１種以上添加し、成
形、焼結することを特徴とする焼結アルミニウム合金の
製造方法である。
本発明に記載の１合金粉の添加により、アルミニウム青
銅組成の原料粉の焼結が著しく促進する理由については
明確ではないが、Ｐが原料粉の表面に存在するＡｈ（ｈ
皮膜とリン酸塩を形成してこれを破壊し、焼結が促進さ
れるものと推察される。
銅組成の原料粉の焼結が著しく促進する理由については
明確ではないが、Ｐが原料粉の表面に存在するＡｈ（ｈ
皮膜とリン酸塩を形成してこれを破壊し、焼結が促進さ
れるものと推察される。
ただし、Ｐは酸素との親和力が大きく、しかも蒸気圧も
高いため、これを単独で添加した場合には、焼結に先立
つ昇温過程において酸化あるいは昇華してしまう。この
ため、本発明では、その活動度を下げる目的で請求の範
囲に記載の金属との合金の形で添加したものである。こ
れらの金属は１）との親和力が比較的大きく、しかも、
アルミニウム青銅基質中にＡＩｚ０３とリン酸塩を形成
するに十分な量のＰを溶解させるだけの解離圧を有する
合金を形成する。
高いため、これを単独で添加した場合には、焼結に先立
つ昇温過程において酸化あるいは昇華してしまう。この
ため、本発明では、その活動度を下げる目的で請求の範
囲に記載の金属との合金の形で添加したものである。こ
れらの金属は１）との親和力が比較的大きく、しかも、
アルミニウム青銅基質中にＡＩｚ０３とリン酸塩を形成
するに十分な量のＰを溶解させるだけの解離圧を有する
合金を形成する。
＋ＴＩ記Ｐ合金の組成については、焼結温度においてＰ
合金が液相であれば、萌記へ１□０３皮膜の破壊及び焼
結そのものを促進するため、この意味ではＰ合金の融点
はできるだけ低くなるような組成がよいとは思われるが
、これについてはそれほど厳密さを必要とするものでは
ない。しかし、Ｐ量が０．５ｍａｓｓχを下回るとＰの
・活動度が低下してその効果が発現せず、一方、遊離の
Ｐが生成するような組成域においては、前述のように遊
離のＰが昇温過程において酸化あるいは昇華して、焼結
の促進に対してほとんどその効果を発揮しない。これら
のことがらＰｉが０．５ｍａｓｓ！以下の１合金粉の添
加、または′Ｍ離のＰが生成する組成の１合金粉の添加
は好ましいものとは言えない。
合金が液相であれば、萌記へ１□０３皮膜の破壊及び焼
結そのものを促進するため、この意味ではＰ合金の融点
はできるだけ低くなるような組成がよいとは思われるが
、これについてはそれほど厳密さを必要とするものでは
ない。しかし、Ｐ量が０．５ｍａｓｓχを下回るとＰの
・活動度が低下してその効果が発現せず、一方、遊離の
Ｐが生成するような組成域においては、前述のように遊
離のＰが昇温過程において酸化あるいは昇華して、焼結
の促進に対してほとんどその効果を発揮しない。これら
のことがらＰｉが０．５ｍａｓｓ！以下の１合金粉の添
加、または′Ｍ離のＰが生成する組成の１合金粉の添加
は好ましいものとは言えない。
また、Ｐとの合金元素としては、請求の範囲に記載の金
属元素のうちの１種類に限らず、２種以上を含んでもか
まわない。この場合、それぞれの元素を単独で合金した
場合よりも焼結促進に対する効果が増大する場合がある
。
属元素のうちの１種類に限らず、２種以上を含んでもか
まわない。この場合、それぞれの元素を単独で合金した
場合よりも焼結促進に対する効果が増大する場合がある
。
このような焼結促進効果に対する添加２合金粉の合金元
素の種類、組成の影響に関しては、本発明者らはＰと合
金元素との親和力及びｐｔａ成、即ら合金中のＰの活動
度に関係しているものと推察しているが、これらの関係
について一義的に決定するまでには至っていない。しか
しながら、本発明者らの実験では、焼結促進の効果はＭ
ｎ−１合金粉の場合が最も大きく、従って、添加１合金
粉中のＰの活動度がＭｎ−Ｐ合金中のＰの活動度と同程
度となるような場合に、最も焼結促進の効果が大きくな
るものと推察される。
素の種類、組成の影響に関しては、本発明者らはＰと合
金元素との親和力及びｐｔａ成、即ら合金中のＰの活動
度に関係しているものと推察しているが、これらの関係
について一義的に決定するまでには至っていない。しか
しながら、本発明者らの実験では、焼結促進の効果はＭ
ｎ−１合金粉の場合が最も大きく、従って、添加１合金
粉中のＰの活動度がＭｎ−Ｐ合金中のＰの活動度と同程
度となるような場合に、最も焼結促進の効果が大きくな
るものと推察される。
１合金粉の添加量については添加される総ＰＭとして焼
結アルミニウム合金全体の０．０１〜２ｍａｓｓ％の範
囲が適当であり、ｐＨがこれ以下では焼結促進の効果が
発現セす、一方、これ以上では焼結合金の脆化をまねく
。
結アルミニウム合金全体の０．０１〜２ｍａｓｓ％の範
囲が適当であり、ｐＨがこれ以下では焼結促進の効果が
発現セす、一方、これ以上では焼結合金の脆化をまねく
。
本発明において用いられるＣｕ−Ａ１合金粉、Ｃｕ粉、
Ａｌ扮及び１合金粉の粒度については、なるべ（細かい
方が好ましく、Ｃｕ−Ａｌ合金粉、Ｃｕ扮及びＡｌ粉に
ついては２００μｍ以下、また、１合金粉については１
５０μｍ以下の粉末を用いることが望ましい。
Ａｌ扮及び１合金粉の粒度については、なるべ（細かい
方が好ましく、Ｃｕ−Ａｌ合金粉、Ｃｕ扮及びＡｌ粉に
ついては２００μｍ以下、また、１合金粉については１
５０μｍ以下の粉末を用いることが望ましい。
本発明における焼結合金の製造は粉末冶金における一般
的な還元炉を用いた通常の無加圧焼結によって行うこと
が可能であり、焼結雰囲気中の酸素分圧が低ければ低い
ほど、また、焼結温度は基質の融点を上限として高くな
るほど、得られる焼結合金の強度、延性は向上する。
的な還元炉を用いた通常の無加圧焼結によって行うこと
が可能であり、焼結雰囲気中の酸素分圧が低ければ低い
ほど、また、焼結温度は基質の融点を上限として高くな
るほど、得られる焼結合金の強度、延性は向上する。
なお、本発明においては基本的にはＣｕ−へ１２元系に
対して適用することを想定しているが、アルミニウム青
銅における一般的な合金元素であるＮｉ。
対して適用することを想定しているが、アルミニウム青
銅における一般的な合金元素であるＮｉ。
Ｆｅ、Ｍｎ等を、合金粉、単体粉あるいは１合金粉の形
で添加してもよく、さらには同様の方法でＺｎを添加す
ることにより、高力黄銅組成の焼結合金の製造にも適用
できる。
で添加してもよく、さらには同様の方法でＺｎを添加す
ることにより、高力黄銅組成の焼結合金の製造にも適用
できる。
次に、本発明の代表的な実施例に一ついて記述する。
実施例■
Ｃｕ−８＋ｎａｓｓχＡ１合金粉に２ｍａｓｓＸのＣｒ
−８ｍａｓｓχＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、成
形圧力６ｔ／ｃＪで幅１０ｍｍ、厚さ３ 、５ｍｍの板
状に圧縮成形し、水素気流中で１０００°Ｃ１時間加熱
した。得られた焼結体は、相対密度９４．０％、引張り
強さ２９ｋｇｆ／＋＋ｕｎ２．硬さｌ１８７９で内側曲
率半径３ｍｍにおける７０°曲げに対して亀裂を発生せ
ず、十分な靭性が認められた。
−８ｍａｓｓχＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、成
形圧力６ｔ／ｃＪで幅１０ｍｍ、厚さ３ 、５ｍｍの板
状に圧縮成形し、水素気流中で１０００°Ｃ１時間加熱
した。得られた焼結体は、相対密度９４．０％、引張り
強さ２９ｋｇｆ／＋＋ｕｎ２．硬さｌ１８７９で内側曲
率半径３ｍｍにおける７０°曲げに対して亀裂を発生せ
ず、十分な靭性が認められた。
実施例■
Ｃｕ−８ｍａｓｓχＡ１合金粉に２ｍａｓｓ％のＭｎ−
５，５ｍａｓｓＸＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、
実施例■と回し方法で成形、焼結した。得られた焼結体
、は相対密度９７．４χ、引張り強さ４３ｋｇｆ／ｍｍ
２．硬さＩＩ、＋９５で内側曲率半径３ｍｍにおける１
８０°曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認め
られた。
５，５ｍａｓｓＸＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、
実施例■と回し方法で成形、焼結した。得られた焼結体
、は相対密度９７．４χ、引張り強さ４３ｋｇｆ／ｍｍ
２．硬さＩＩ、＋９５で内側曲率半径３ｍｍにおける１
８０°曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認め
られた。
実施例■
Ｃｕ−８ｍａｓｓ％ＡＩ合金粉に２ｍａｓｓ％のＦｅ−
１０Ｆｅ−１ＯＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、実
施例■と同じ方法で成形、焼結した。得られた焼結体は
、相対密度９６χ、引張り強さ３２ｋｇｆ／ｎ＋ｍ”、
硬さ＋＋ａ８０で内側曲率半径３＋ｒ＋ｍにおける９０
°曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められ
た。
１０Ｆｅ−１ＯＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、実
施例■と同じ方法で成形、焼結した。得られた焼結体は
、相対密度９６χ、引張り強さ３２ｋｇｆ／ｎ＋ｍ”、
硬さ＋＋ａ８０で内側曲率半径３＋ｒ＋ｍにおける９０
°曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められ
た。
実施例■
Ｃｕ−８ｍａｓｓＸＡ１合金粉に２ｍａｓｓ％のＣｏ４
２ｍａｓｓ％Ｐ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、実施
例■と同じ方法で成形、焼結した。得られた焼結体は、
相対密度９６χ、引張り強さ３１ｋｇｆ／ｍｍ”、硬さ
ｔ＋ ｍ ８１で内側曲率半径３ｍｍにおける９０°曲
げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められた。
２ｍａｓｓ％Ｐ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、実施
例■と同じ方法で成形、焼結した。得られた焼結体は、
相対密度９６χ、引張り強さ３１ｋｇｆ／ｍｍ”、硬さ
ｔ＋ ｍ ８１で内側曲率半径３ｍｍにおける９０°曲
げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められた。
実施例■
Ｃｕ−８ｍａｓｓχＡ１合金粉に２ｍａｓｓ％のＮｉ−
１Ｎｉ−１Ｏ’ｔＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、
実施例■と同じ方法で成形、焼結した。得られた焼結体
は、相対密度９７χ、引張り強さ３５ｋｇｆ／ｍｍ２．
硬さ１１．８５で内側曲率半径３ｍｍにおける１４０°
曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められた
。
１Ｎｉ−１Ｏ’ｔＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、
実施例■と同じ方法で成形、焼結した。得られた焼結体
は、相対密度９７χ、引張り強さ３５ｋｇｆ／ｍｍ２．
硬さ１１．８５で内側曲率半径３ｍｍにおける１４０°
曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められた
。
実施例■
Ｃｕ−８ｍａｓｓ！Ａ １合金粉に２ｍａｓｓ％のＣｕ
−１４ｍａｓｓχＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、
実施例■と同し方法で成形、焼結した。得られた焼結体
は、相対密度９７．８χ、引張り強さ３５ｋｇｆ／ｍｍ
２．硬さＨ３８４で内側曲率半径３ｍｍにおける１４０
°曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められ
た。
−１４ｍａｓｓχＰ合金粉を添加して乳鉢中で混合後、
実施例■と同し方法で成形、焼結した。得られた焼結体
は、相対密度９７．８χ、引張り強さ３５ｋｇｆ／ｍｍ
２．硬さＨ３８４で内側曲率半径３ｍｍにおける１４０
°曲げに対して亀裂を発生せず、十分な靭性が認められ
た。
実施例■
Ｃｕ−８ｍａｓｓＸＡＩ合金粉に２ｍａｓｓ％のＮｉ−
１３ｍａｓｓχＣｒ−１Ｃｒ−１ＯχＰ合金粉を添加し
て乳鉢中で混合後、実施例■と同じ方法で成形、焼結し
た。得られた焼結体は、相対密度９８．４χ１引張り強
さ４４ｋｇｆ／ｎ＋ｎ＋２、硬さ１１８９５で内側曲率
半径３ｍｍにおける１８０°曲げに対して亀裂を発生せ
ず、著しい靭性が認められた。
１３ｍａｓｓχＣｒ−１Ｃｒ−１ＯχＰ合金粉を添加し
て乳鉢中で混合後、実施例■と同じ方法で成形、焼結し
た。得られた焼結体は、相対密度９８．４χ１引張り強
さ４４ｋｇｆ／ｎ＋ｎ＋２、硬さ１１８９５で内側曲率
半径３ｍｍにおける１８０°曲げに対して亀裂を発生せ
ず、著しい靭性が認められた。
実施例■
Ｃｕ−１Ｃｕ−１ｌχＡ１合金扮とＣｏ扮の４：１混合
粉に対しＭｎ−８ｍａｓｓχＰ合金粉を２χ添加して乳
鉢中で混合後、実施例■と同じ方法で成形、焼結した。
粉に対しＭｎ−８ｍａｓｓχＰ合金粉を２χ添加して乳
鉢中で混合後、実施例■と同じ方法で成形、焼結した。
得られた焼結体は、相対密度９８．７χ、引張り強さ４
２ｋｇｆ／ｍｍ２゜硬さｌＩ＋９４で内側曲率半径３ｍ
ｍにおける１８０°曲げに対して亀裂を発生せず、著し
い靭性が認められた。
２ｋｇｆ／ｍｍ２゜硬さｌＩ＋９４で内側曲率半径３ｍ
ｍにおける１８０°曲げに対して亀裂を発生せず、著し
い靭性が認められた。
比較例■
Ｃｕ−８ｍａｓｓχＡ１合金を実施例■と同じ方法で成
形、焼結した。得られた焼結体の密度比は８７ｚで、引
張り強さ７ｋｇｆ／＋ｍ２．内側曲率半径３ｍｍにおけ
る曲げ角はほぼ０°で、実施例■〜■に比べて強度、靭
性ともに著しく劣っていた。
形、焼結した。得られた焼結体の密度比は８７ｚで、引
張り強さ７ｋｇｆ／＋ｍ２．内側曲率半径３ｍｍにおけ
る曲げ角はほぼ０°で、実施例■〜■に比べて強度、靭
性ともに著しく劣っていた。
［発明の効果］
以上、本発明により、従来法では製造することができな
かった粉末冶金法による焼結アルミニウムが銅合金の製
造が可能となる。このような焼結アルミニウム青銅合金
は種々の低域部品、その他に利用できる。
かった粉末冶金法による焼結アルミニウムが銅合金の製
造が可能となる。このような焼結アルミニウム青銅合金
は種々の低域部品、その他に利用できる。
Claims (2)
- （１）基質を構成する合金粉末がＣｕ−Ａｌ合金粉、Ｃ
ｕ粉、及びＡｌ粉より選ばれる１種の粉末もしくは２種
以上からなる混合粉末に、Ｐを０．５ｍａｓｓ％以上含
み、残部がＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕの１
種以上からなる合金粉を１種以上添加し、成形、焼結す
ることを特徴とする焼結アルミニウム合金の製造方法。 - （２）前記Ｐを含む合金粉として添加される粉末の総Ｐ
量が基質の合金粉末に対し、０．０１〜２ｍａｓｓ％の
範囲にあることを特徴とする請求の範囲（１）に記載の
焼結アルミニウム青銅合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32719188A JPH02173224A (ja) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | 焼結アルミニウム青銅合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32719188A JPH02173224A (ja) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | 焼結アルミニウム青銅合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173224A true JPH02173224A (ja) | 1990-07-04 |
Family
ID=18196329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32719188A Pending JPH02173224A (ja) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | 焼結アルミニウム青銅合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02173224A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2012008196A1 (ja) * | 2010-07-14 | 2012-01-19 | 三井金属鉱業株式会社 | 導電性ペースト用銅粉及び導電性ペースト |
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| JPS56152902A (en) * | 1980-04-28 | 1981-11-26 | Fukuda Kinzoku Hakufun Kogyo Kk | Powder for sintered copper alloy containing aluminum |
-
1988
- 1988-12-24 JP JP32719188A patent/JPH02173224A/ja active Pending
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