JPH03100104A - 鉄―銅系粉末冶金製品の製造方法 - Google Patents
鉄―銅系粉末冶金製品の製造方法Info
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- JPH03100104A JPH03100104A JP23477689A JP23477689A JPH03100104A JP H03100104 A JPH03100104 A JP H03100104A JP 23477689 A JP23477689 A JP 23477689A JP 23477689 A JP23477689 A JP 23477689A JP H03100104 A JPH03100104 A JP H03100104A
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Landscapes
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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ｊ
本発明は金型などの大型焼結部材の製造方法に関し、特
に、部材の高強度化を主目的とする製造方法である。
に、部材の高強度化を主目的とする製造方法である。
【従来の技術ｌ
粉末冶金法の適用により、金型などの大型焼結部材の製
造がなされている。この方法により、短期間で複雑形状
部材が製造できることを、本発明者らは特願昭６２−３
２２８６９号公報及び同６２−３２２８７０号公報に開
示した。
造がなされている。この方法により、短期間で複雑形状
部材が製造できることを、本発明者らは特願昭６２−３
２２８６９号公報及び同６２−３２２８７０号公報に開
示した。
これ等は、鉄系粉末を成形型に無加圧充填し、成形型と
共に焼結して大型部材を得る方法で、焼結体の機械的特
性を高めるため、焼結に引き続いて銅系溶浸材を溶浸し
て空隙を埋める製造方法である。
共に焼結して大型部材を得る方法で、焼結体の機械的特
性を高めるため、焼結に引き続いて銅系溶浸材を溶浸し
て空隙を埋める製造方法である。
［発明が解決しようとする課題ｌ
しかしながら、上記の方法は無加圧充填のため鉄系粉末
の充填密度は比較的小さく、空隙を溶浸剤で埋めても、
いまだ焼結体の強度が不十分である問題が生じることが
多かった。
の充填密度は比較的小さく、空隙を溶浸剤で埋めても、
いまだ焼結体の強度が不十分である問題が生じることが
多かった。
強度を向上するには、第１に鉄系粉末としてＮｉ、Ｃｒ
、Ｍｏなどを含有する合金銅粉を使用する方法がある。
、Ｍｏなどを含有する合金銅粉を使用する方法がある。
しかし、鉄系粉末の充填密度を少しでも上昇させるため
には粒度構成が重要であり、特殊な粒度の合金鋼粉は低
価格で入手することが困難であり、コスト上の問題が生
じる。
には粒度構成が重要であり、特殊な粒度の合金鋼粉は低
価格で入手することが困難であり、コスト上の問題が生
じる。
第２に、鉄系粉末として、鉄粉にＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏなど
の粉末を添加した混合粉末を用いる方法が考えられる。
の粉末を添加した混合粉末を用いる方法が考えられる。
しかしこの場合も、混合粉末の粒度構成が重要であり、
充填密度を確保するためにＮｉなとの粉末の粒度を限定
すると、コスト上昇の問題が生じる。
充填密度を確保するためにＮｉなとの粉末の粒度を限定
すると、コスト上昇の問題が生じる。
第３は、銅系溶浸剤としてＣｕのほかに、Ｎｉなどを含
有させる方法がある１例えば、特公昭５６−１３７６３
号公報には、１５〜３０重量％のＮｉ、２５〜３５重量
％のＭｎ、残部Ｃｕからなる溶浸剤を容器内で溶解し、
鉄系粉末の充填体に注いで溶浸する方法を開示している
。この方法では、溶浸剤を容器内で溶解してから鉄系粉
末の充填体に注いでおり、通常の溶浸とは異なる方法を
用いているため、鉄系粉末の充填体に寸法を合致させた
溶浸剤を鉄系粉末に接触させて溶浸する方法に比べて均
一な溶浸が行われにくく、設備も複雑な付帯機構を有し
てコスト高になる問題がある。
有させる方法がある１例えば、特公昭５６−１３７６３
号公報には、１５〜３０重量％のＮｉ、２５〜３５重量
％のＭｎ、残部Ｃｕからなる溶浸剤を容器内で溶解し、
鉄系粉末の充填体に注いで溶浸する方法を開示している
。この方法では、溶浸剤を容器内で溶解してから鉄系粉
末の充填体に注いでおり、通常の溶浸とは異なる方法を
用いているため、鉄系粉末の充填体に寸法を合致させた
溶浸剤を鉄系粉末に接触させて溶浸する方法に比べて均
一な溶浸が行われにくく、設備も複雑な付帯機構を有し
てコスト高になる問題がある。
また、鉄系粉末の充填体に溶浸剤を接触させて溶浸させ
る方法では上記組成の溶浸剤が十分に鉄系粉末中に浸透
しない問題点がある。
る方法では上記組成の溶浸剤が十分に鉄系粉末中に浸透
しない問題点がある。
このように、従来技術及びそれから類推される技術によ
っては、無加圧充填体の溶浸によって十分な強度を得る
方法が無いのが現状である。
っては、無加圧充填体の溶浸によって十分な強度を得る
方法が無いのが現状である。
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究を進めた
結果、本発明を完成させたもので、本発明は鉄系粉末を
成形型に無加圧充填して、成形型と共に加熱して焼結し
、次いで該焼結体にＦｅ：２〜９重量％ Ｎｉ％Ｃｒ及びＭｏ： １種以上の合計量３〜１３重量％ Ｃｕ及び不可避不純物：残部 よりなる銅系溶浸材を溶浸させることを特徴とする鉄−
銅系粉末冶金製品の製造方法を提供するもので、銅系溶
浸剤に該溶浸剤の８重量％以下の溶浸助剤を含有させる
ことができる。
結果、本発明を完成させたもので、本発明は鉄系粉末を
成形型に無加圧充填して、成形型と共に加熱して焼結し
、次いで該焼結体にＦｅ：２〜９重量％ Ｎｉ％Ｃｒ及びＭｏ： １種以上の合計量３〜１３重量％ Ｃｕ及び不可避不純物：残部 よりなる銅系溶浸材を溶浸させることを特徴とする鉄−
銅系粉末冶金製品の製造方法を提供するもので、銅系溶
浸剤に該溶浸剤の８重量％以下の溶浸助剤を含有させる
ことができる。
本発明法によれば、鉄系粉末として安価な鉄粉を用いる
ことができ、溶浸剤の作製もきわめて容易で、コスト上
の利点が大きく、しかも高強度化の効果が優れている。
ことができ、溶浸剤の作製もきわめて容易で、コスト上
の利点が大きく、しかも高強度化の効果が優れている。
［作用］
以下、本発明方法の作用につき詳細に述べる。
溶浸剤中のＦｅ量を２〜９重量％とする。これは、無加
圧充填した鉄系粉末がＣｕの融液によって侵食され充填
の均一性が劣化したり、空孔が減ったり、溶浸が途中で
中断したりして、強度が低下するのを防止する効果を持
つ、Ｆｅが２重量％未満ではその効果が不十分である一
方、９重量％を越えるとかえって溶浸性が低下する。
圧充填した鉄系粉末がＣｕの融液によって侵食され充填
の均一性が劣化したり、空孔が減ったり、溶浸が途中で
中断したりして、強度が低下するのを防止する効果を持
つ、Ｆｅが２重量％未満ではその効果が不十分である一
方、９重量％を越えるとかえって溶浸性が低下する。
溶浸剤中にＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏの１種以上を含有させる。
これらの元素は、いずれもＦｅに固溶して強度を高める
と共に、粉末として人手しやすいため溶浸剤を作製する
のが容易である。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの１種以上の合計量
を３〜１３重量％とする。３重量％未満であると強化作
用が不十分であり、逆に１３重量％を越えると溶浸性が
劣化すると共にＦｅを強化する効果が飽和し１強度がか
えって低下する。
と共に、粉末として人手しやすいため溶浸剤を作製する
のが容易である。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの１種以上の合計量
を３〜１３重量％とする。３重量％未満であると強化作
用が不十分であり、逆に１３重量％を越えると溶浸性が
劣化すると共にＦｅを強化する効果が飽和し１強度がか
えって低下する。
溶浸剤の上記各成分以外の残部は銅及び不可避不純物よ
りなる。不可避不純物としてはＳｉ１．１．Ｃなどが考
えられる。これらの原料中の通常量の存在は、本発明方
法の効果に本質的に悪影響を及ぼすことはない。
りなる。不可避不純物としてはＳｉ１．１．Ｃなどが考
えられる。これらの原料中の通常量の存在は、本発明方
法の効果に本質的に悪影響を及ぼすことはない。
本発明の溶浸剤には８重量％以下の溶浸助剤を含有する
ことができる。溶浸助剤としてはＭｎ、Ｚｎなどが用い
られ、これ等により溶浸はきわめて順調に行われ、これ
らを含有しても焼結部材の強度は低下しない。
ことができる。溶浸助剤としてはＭｎ、Ｚｎなどが用い
られ、これ等により溶浸はきわめて順調に行われ、これ
らを含有しても焼結部材の強度は低下しない。
本発明法において、鉄系粉末としてはコスト上は純鉄粉
を用いることが好ましいが、合金鋼粉も使用でき、充填
体の密度と焼結体の表面平滑性を高めるため１例えば、
最大粒径が５００ＬＬｍで、粒径１０ｇｍ以下の微粉を
含有するものが好適に用いられる。
を用いることが好ましいが、合金鋼粉も使用でき、充填
体の密度と焼結体の表面平滑性を高めるため１例えば、
最大粒径が５００ＬＬｍで、粒径１０ｇｍ以下の微粉を
含有するものが好適に用いられる。
上記鉄系粉末を予め用意された成形型に充填する。成形
型は粉末が焼結により強度が向上し成形型の形状を正し
く転写する温度まで強度が十分であり、粉末との著しい
反応により成形をの転写を損なわないものであれば良い
。通常、高温まで強度を保つことのできるセラミックス
型を用いる。
型は粉末が焼結により強度が向上し成形型の形状を正し
く転写する温度まで強度が十分であり、粉末との著しい
反応により成形をの転写を損なわないものであれば良い
。通常、高温まで強度を保つことのできるセラミックス
型を用いる。
成形型の形状は焼結処理後、焼結体がそのままの形状で
、あるいは著しい加工を施さずに金型などとして機能で
きる形状とする。その製作方法は機械加工によっても良
いし、精密鋳造で用いられるセラミックス型の製造方法
によっても良く、要は転写面の粗さが小さ（、かつ強度
的にも優れたものであれば、いかなる製法によっても良
い。
、あるいは著しい加工を施さずに金型などとして機能で
きる形状とする。その製作方法は機械加工によっても良
いし、精密鋳造で用いられるセラミックス型の製造方法
によっても良く、要は転写面の粗さが小さ（、かつ強度
的にも優れたものであれば、いかなる製法によっても良
い。
充填は乾式で行い、振動を加えることにより充填密度を
向上させることができる。振動の方法は、電磁振動、機
械振動などいかなる方法によっても良い。
向上させることができる。振動の方法は、電磁振動、機
械振動などいかなる方法によっても良い。
また、振動中に、従来の加圧成形方法よりも極めて低い
圧力を施すことにより、より充填性を向上することがで
きる。この圧力は通常１ｋｇ／ｃｒｎ”以下でよ（、加
圧により充填性を向上させるだけでなく、成形型のエツ
ジ部分の転写性が向上するという利点がある。このよう
な充填方法を用いることにより、大型形状品の成形が通
常の粉末冶金で使用する高価なプレス機を用いずに、安
価にしかも容易にできるため、ｌｍＸ１ｍにもおよぶ射
出成形用金型の製造などには非常に適している。
圧力を施すことにより、より充填性を向上することがで
きる。この圧力は通常１ｋｇ／ｃｒｎ”以下でよ（、加
圧により充填性を向上させるだけでなく、成形型のエツ
ジ部分の転写性が向上するという利点がある。このよう
な充填方法を用いることにより、大型形状品の成形が通
常の粉末冶金で使用する高価なプレス機を用いずに、安
価にしかも容易にできるため、ｌｍＸ１ｍにもおよぶ射
出成形用金型の製造などには非常に適している。
次に粉末が充填された成形型を炉に装入して焼結を行う
。焼結は還元性雰囲気、不活性雰囲気。
。焼結は還元性雰囲気、不活性雰囲気。
または真空で行い焼結後は型ばらしなする。
得られた焼結体はそれだけでは、金型などとしての強度
が不十分であるため、焼結体に残留する空孔な前述の組
成の銅系溶浸材で溶浸して強度を増大させる。溶浸は還
元性雰囲気、不活性雰囲気または真空で行うことが可能
である。
が不十分であるため、焼結体に残留する空孔な前述の組
成の銅系溶浸材で溶浸して強度を増大させる。溶浸は還
元性雰囲気、不活性雰囲気または真空で行うことが可能
である。
なお、焼結と溶浸の工程を１工程、即ちｌヒートサイク
ルで行っても、得られる効果に変りはない、ｌ工程にす
ることにより、製造工程を短縮できるという利点がある
。
ルで行っても、得られる効果に変りはない、ｌ工程にす
ることにより、製造工程を短縮できるという利点がある
。
以上のように本発明により、高強度の大型粉末冶金製品
を低コストで製造することができる。
を低コストで製造することができる。
〔実施例］
実施例１
鉄系粉末として、平均粒径２３０μｍ（粒度範囲１５０
〜５００μｍ）のアトマイズ純鉄粉３５重量部、平均粒
径２９μｍ（粒度範囲１５〜６３μｍ）のアトマイズ純
鉄粉３５重量部、平均粒径４．８μｍ（粒度範囲１０μ
ｍ以下）のカーボニル鉄粉３０重量部を混合して粒度構
成を調整した鉄粉を用いた。
〜５００μｍ）のアトマイズ純鉄粉３５重量部、平均粒
径２９μｍ（粒度範囲１５〜６３μｍ）のアトマイズ純
鉄粉３５重量部、平均粒径４．８μｍ（粒度範囲１０μ
ｍ以下）のカーボニル鉄粉３０重量部を混合して粒度構
成を調整した鉄粉を用いた。
成形型として表面粗さ（Ｒａ値）０．３μｍのセラミッ
クス製モールドを用い、混合粉末を振動充填した。充填
体表面に、後述する粉末をプレス成形して成型体とした
銅系溶浸材をのせ、セラミックスのモールド、粉末充填
体、溶浸材を炉に装入して、窒素ガス雰囲気中、１０１
０℃で７０分間加熱し充填体を焼結させたのち、２時間
かけて１１８０℃に昇温し溶浸材を溶かして溶浸を進行
させた。１１８０℃における保持時間は１００分間とし
、そののち炉冷を行った。
クス製モールドを用い、混合粉末を振動充填した。充填
体表面に、後述する粉末をプレス成形して成型体とした
銅系溶浸材をのせ、セラミックスのモールド、粉末充填
体、溶浸材を炉に装入して、窒素ガス雰囲気中、１０１
０℃で７０分間加熱し充填体を焼結させたのち、２時間
かけて１１８０℃に昇温し溶浸材を溶かして溶浸を進行
させた。１１８０℃における保持時間は１００分間とし
、そののち炉冷を行った。
冷却後、溶浸された焼結体をセラミックスのモールドか
ら取出し、６（高さ）ＸＩＯＣ幅）×３５（長さ）ｍｍ
の試験片を切出して抗折力を求めた。
ら取出し、６（高さ）ＸＩＯＣ幅）×３５（長さ）ｍｍ
の試験片を切出して抗折力を求めた。
銅系溶浸剤としては、Ｃｕとして一１５０μｍのアトマ
イズ銅粉、Ｎｉとして一１５０μｍの電解ニッケル粉、
Ｃｒ及びＦｅとして一１５０μｍの６５％Ｃｒ含有フェ
ロクロム（Ｆｅ−Ｃｒｌ搗砕粉砕粉ｏとして一６０μｍ
の還元モリブデン粉、Ｆｅとして一１００μｍのアトマ
イズ鉄粉を用い、第１表の配合で混合し、さらに、溶浸
助剤としてＺｎをアトマイズ亜鉛粉末の形で混合し、潤
滑剤としてステアリン酸亜鉛を混合物に対して０．８重
量％添加してから、４ｔ／ｃｒｎ’の圧力で成形して用
いた。
イズ銅粉、Ｎｉとして一１５０μｍの電解ニッケル粉、
Ｃｒ及びＦｅとして一１５０μｍの６５％Ｃｒ含有フェ
ロクロム（Ｆｅ−Ｃｒｌ搗砕粉砕粉ｏとして一６０μｍ
の還元モリブデン粉、Ｆｅとして一１００μｍのアトマ
イズ鉄粉を用い、第１表の配合で混合し、さらに、溶浸
助剤としてＺｎをアトマイズ亜鉛粉末の形で混合し、潤
滑剤としてステアリン酸亜鉛を混合物に対して０．８重
量％添加してから、４ｔ／ｃｒｎ’の圧力で成形して用
いた。
各試験片の抗折力を第１表に示した。
第１表から明らかなように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの
いずれも含まれないＮｏ、 ｌに対し、本発明法による
に３．４．５．９．１Ｏ５１３，１４，１５，１８，１
９，２０，２２，２３、２４．２５．２６．２７は、い
ずれも抗折力が１５０ ｋ ｇ ｆ／ｍｒｎ”と高強度
が得られている。これに対し、Ｎｏ、 ２．７％８．１
２．１７は、Ｆｅ。
いずれも含まれないＮｏ、 ｌに対し、本発明法による
に３．４．５．９．１Ｏ５１３，１４，１５，１８，１
９，２０，２２，２３、２４．２５．２６．２７は、い
ずれも抗折力が１５０ ｋ ｇ ｆ／ｍｒｎ”と高強度
が得られている。これに対し、Ｎｏ、 ２．７％８．１
２．１７は、Ｆｅ。
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏのいずれかが不足するため強度が十分
でなく、一方、動、６．１１．１６．２１は、いずれか
が過剰のため、かえって強度が低下している。
でなく、一方、動、６．１１．１６．２１は、いずれか
が過剰のため、かえって強度が低下している。
本発明により、高強度の大型粉末冶金材料が、低コスト
で製造できる。
で製造できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄系粉末を成形型に無加圧充填して成形型と共に加
熱して焼結し、次いで該焼結体に Ｆｅ：２〜９重量％ Ｎｉ、Ｃｒ及びＭｏ： １種以上の合計量３〜１３重量％ Ｃｕ及び不可避不純物：残部 よりなる銅系溶浸剤を溶浸させることを特徴とする鉄−
銅系粉末冶金製品の製造方法。 ２ 銅系溶浸剤が該溶浸剤の８重量％以下の溶浸助剤を
含有する請求項１記載の鉄−銅系粉末冶金製品の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23477689A JPH03100104A (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 鉄―銅系粉末冶金製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23477689A JPH03100104A (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 鉄―銅系粉末冶金製品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03100104A true JPH03100104A (ja) | 1991-04-25 |
Family
ID=16976193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23477689A Pending JPH03100104A (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 鉄―銅系粉末冶金製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03100104A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112599784A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-02 | 南京邮电大学 | 多孔铝合金集流体及制法、多孔铝合金复合钠负极及制法 |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP23477689A patent/JPH03100104A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112599784A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-02 | 南京邮电大学 | 多孔铝合金集流体及制法、多孔铝合金复合钠负极及制法 |
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