JPH0551662A - Ｃｕ−Ｎｉ系合金焼結体の製造方法 - Google Patents
Ｃｕ−Ｎｉ系合金焼結体の製造方法Info
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- JPH0551662A JPH0551662A JP23537691A JP23537691A JPH0551662A JP H0551662 A JPH0551662 A JP H0551662A JP 23537691 A JP23537691 A JP 23537691A JP 23537691 A JP23537691 A JP 23537691A JP H0551662 A JPH0551662 A JP H0551662A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】Niが 2.5〜35重量％、残部が実質的にCuからな
り、平均粒径が45μm 以下、酸素含有量が8000重量ppm
以下の粉末及びバインダーからなる組成物を射出成形
し、成形体を脱バインダー処理し、更に、昇温速度及び
降温速度が50℃／min 以下、焼結温度が 900〜1080℃で
焼結し、その後焼結体を炉内温度 200℃以下で取り出す
工程を備えたCu−Ni系合金焼結体の製造方法。 【効果】高密度で、優れた光沢性、耐食性を有している
Cu−Ni系合金焼結体を容易にかつ安定して製造すること
ができる。複雑な形状を有する製品も容易に製造するこ
とができる。
り、平均粒径が45μm 以下、酸素含有量が8000重量ppm
以下の粉末及びバインダーからなる組成物を射出成形
し、成形体を脱バインダー処理し、更に、昇温速度及び
降温速度が50℃／min 以下、焼結温度が 900〜1080℃で
焼結し、その後焼結体を炉内温度 200℃以下で取り出す
工程を備えたCu−Ni系合金焼結体の製造方法。 【効果】高密度で、優れた光沢性、耐食性を有している
Cu−Ni系合金焼結体を容易にかつ安定して製造すること
ができる。複雑な形状を有する製品も容易に製造するこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度で光沢性、耐食
性に優れているCu−Ni系合金焼結体の製造方法に関す
る。
性に優れているCu−Ni系合金焼結体の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Cu−Ni系合金は、大部分の種類の雰囲
気、自然水、工業用水、海水、多くの鉱酸及び有機酸に
対する耐食性は銅よりも著しく良好でまた含有ニッケル
のためにアルカリに対しても良好な耐食性を持ってい
る。従ってこの合金は、タービン翼、海水を使用する復
水管及び化学工業における反応容器のような腐食性の強
い溶液に対する耐食材料として使用されている。またニ
ッケル量の変化により種々の色彩にすることができるた
め装飾用金属としても使われている。従来、Cu−Ni系合
金は精密鋳造法で製造されているが、鋭利な部分の寸法
精度が悪く、鋳造欠陥が発生し易いことなどから、成形
品、特に複雑な形状を有する製品を得るには、切削加工
法、通常の粉末冶金法によって製造する試みがなされて
いる。
気、自然水、工業用水、海水、多くの鉱酸及び有機酸に
対する耐食性は銅よりも著しく良好でまた含有ニッケル
のためにアルカリに対しても良好な耐食性を持ってい
る。従ってこの合金は、タービン翼、海水を使用する復
水管及び化学工業における反応容器のような腐食性の強
い溶液に対する耐食材料として使用されている。またニ
ッケル量の変化により種々の色彩にすることができるた
め装飾用金属としても使われている。従来、Cu−Ni系合
金は精密鋳造法で製造されているが、鋭利な部分の寸法
精度が悪く、鋳造欠陥が発生し易いことなどから、成形
品、特に複雑な形状を有する製品を得るには、切削加工
法、通常の粉末冶金法によって製造する試みがなされて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、切削加工法は
製造コストがかかり、一方の通常の粉末冶金法は、原料
粉末を金型に挿入し、プレスによる圧縮成形を行うた
め、三次元の複雑形状製品を得ることは不可能である。
また、圧縮性の要求から平均粒径が 100μm 程度の比較
的大きな原料粉末を用いているため光沢性、耐食性に必
要な高密度化が難しく、また、最終製品寸法に仕上げる
のに、焼結体の切削加工を行う必要もあった。本発明の
課題は、上記のような従来の欠点を解消して、優れた光
沢性、耐食性を有し、要すれば複雑な形状のものであっ
ても容易に製造することができるCu−Ni系合金焼結体の
製造方法を提供することにある。
製造コストがかかり、一方の通常の粉末冶金法は、原料
粉末を金型に挿入し、プレスによる圧縮成形を行うた
め、三次元の複雑形状製品を得ることは不可能である。
また、圧縮性の要求から平均粒径が 100μm 程度の比較
的大きな原料粉末を用いているため光沢性、耐食性に必
要な高密度化が難しく、また、最終製品寸法に仕上げる
のに、焼結体の切削加工を行う必要もあった。本発明の
課題は、上記のような従来の欠点を解消して、優れた光
沢性、耐食性を有し、要すれば複雑な形状のものであっ
ても容易に製造することができるCu−Ni系合金焼結体の
製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を達成すべく鋭意研究の結果、特定の割合で配合した特
定粒度の粉末を射出成形し、得られた成形体を脱バイン
ダー処理し、更に、焼結処理等を特定の選択した条件下
で行うことにより、上記課題を達成し得ることを見出し
た。即ち、本発明は、Niが 2.5〜35重量％、残部が実質
的にCuからなり、平均粒径が45μm 以下、酸素含有量が
8000重量ppm 以下の粉末及びバインダーからなる組成物
を射出成形し、得られた成形体を脱バインダー処理し、
更に、昇温及び降温速度が50℃／min 以下、焼結温度が
900〜1080℃で焼結処理を行い、焼結処理後の焼結体を
炉から炉内温度 200℃以下で取り出す工程を備えたCu−
Ni系合金焼結体の製造方法を提供する。
を達成すべく鋭意研究の結果、特定の割合で配合した特
定粒度の粉末を射出成形し、得られた成形体を脱バイン
ダー処理し、更に、焼結処理等を特定の選択した条件下
で行うことにより、上記課題を達成し得ることを見出し
た。即ち、本発明は、Niが 2.5〜35重量％、残部が実質
的にCuからなり、平均粒径が45μm 以下、酸素含有量が
8000重量ppm 以下の粉末及びバインダーからなる組成物
を射出成形し、得られた成形体を脱バインダー処理し、
更に、昇温及び降温速度が50℃／min 以下、焼結温度が
900〜1080℃で焼結処理を行い、焼結処理後の焼結体を
炉から炉内温度 200℃以下で取り出す工程を備えたCu−
Ni系合金焼結体の製造方法を提供する。
【０００５】原料粉末 出発材料である粉末は一組成の合金粉末でも異なる組成
の粉末２種以上の混合粉末でもよい。また、該粉末及び
焼結後の焼結体のNi含有量は 2.5〜35重量％であること
が必要であり、好ましくは５〜30重量％である。Ni含有
量が 2.5重量％未満では得られる焼結体の耐食性が劣
り、Ni含有量が35重量％を越えると焼結体が白色を帯び
てきて光沢性が低下するばかりでなく、高価なニッケル
量が多くなるため製造コストが高くなる。
の粉末２種以上の混合粉末でもよい。また、該粉末及び
焼結後の焼結体のNi含有量は 2.5〜35重量％であること
が必要であり、好ましくは５〜30重量％である。Ni含有
量が 2.5重量％未満では得られる焼結体の耐食性が劣
り、Ni含有量が35重量％を越えると焼結体が白色を帯び
てきて光沢性が低下するばかりでなく、高価なニッケル
量が多くなるため製造コストが高くなる。
【０００６】Cu、Ni以外の元素としては、耐食性の向上
のためにFe及び／又はMnが 2.5重量％以下で添加されて
もよいが、その他は不可避的に混入含有される不純物で
あることが望ましい。
のためにFe及び／又はMnが 2.5重量％以下で添加されて
もよいが、その他は不可避的に混入含有される不純物で
あることが望ましい。
【０００７】粉末の平均粒径は45μm 以下であることが
必要であり、好ましくは５〜20μm以下である。平均粒
径が45μm を越える粉末では、この粉末とバインダーか
らなる組成物の流動性が低下してくるため、射出成形作
業がほとんど不可能となり、また射出成形ができたとし
ても成形体を焼結させる工程の進行が遅れてくる。その
ため、焼結体の最終密度が上昇しにくく、光沢性、耐食
性は低下する。
必要であり、好ましくは５〜20μm以下である。平均粒
径が45μm を越える粉末では、この粉末とバインダーか
らなる組成物の流動性が低下してくるため、射出成形作
業がほとんど不可能となり、また射出成形ができたとし
ても成形体を焼結させる工程の進行が遅れてくる。その
ため、焼結体の最終密度が上昇しにくく、光沢性、耐食
性は低下する。
【０００８】また酸素含有量は8000重量ppm 以下、好ま
しくは5000重量ppm 以下である。酸素含有量が8000重量
ppm を越える粉末では、表面の酸化層の影響で焼結体の
最終密度が上昇しにくく、光沢性、耐食性が低下する。
しくは5000重量ppm 以下である。酸素含有量が8000重量
ppm を越える粉末では、表面の酸化層の影響で焼結体の
最終密度が上昇しにくく、光沢性、耐食性が低下する。
【０００９】バインダー バインダーとしては、通常射出成形粉末冶金法に使用さ
れるバインダー、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、天然ワックスなどを使用することができる。バイン
ダーの配合量は、配合後の組成物において60容量％以下
が好ましい。成形体からバインダーを除去する方法とし
ては、使用するバインダーの種類によって、加熱脱脂、
溶剤脱脂、その他公知の方法が使用できるが、加熱脱脂
装置は他の方法の装置と比較して簡便であるために、量
産時には窒素又は水素雰囲気中あるいは真空中で行う加
熱脱脂が好ましい。
れるバインダー、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、天然ワックスなどを使用することができる。バイン
ダーの配合量は、配合後の組成物において60容量％以下
が好ましい。成形体からバインダーを除去する方法とし
ては、使用するバインダーの種類によって、加熱脱脂、
溶剤脱脂、その他公知の方法が使用できるが、加熱脱脂
装置は他の方法の装置と比較して簡便であるために、量
産時には窒素又は水素雰囲気中あるいは真空中で行う加
熱脱脂が好ましい。
【００１０】焼結処理 脱バインダーされた成形体を焼結処理する場合には、昇
温・降温速度が50℃／min 以下、好ましくは20℃／min
以下であり、焼結温度が 900〜1080℃、好ましくは1000
〜1050℃で行なう。雰囲気は非酸化性雰囲気が好まし
く、例えば水素中、真空中が望ましい。昇温速度が50℃
／min を越えると、焼結時の異方性が生じ、焼結体の寸
法精度が悪くなる。また降温速度が50℃／min を越える
と焼結体の変形が生じやすくなる。
温・降温速度が50℃／min 以下、好ましくは20℃／min
以下であり、焼結温度が 900〜1080℃、好ましくは1000
〜1050℃で行なう。雰囲気は非酸化性雰囲気が好まし
く、例えば水素中、真空中が望ましい。昇温速度が50℃
／min を越えると、焼結時の異方性が生じ、焼結体の寸
法精度が悪くなる。また降温速度が50℃／min を越える
と焼結体の変形が生じやすくなる。
【００１１】焼結温度が 900℃未満の温度では長時間保
持しても焼結が進行しにくく焼結体の最終密度が上昇せ
ず、光沢性、耐食性は低下する。また、1080℃を越える
温度では高密度の焼結体は得られるが、焼結時に液相が
出現するおそれがあり、このため形が崩れたり、表面が
溶融し、所定の形状、寸法のものを製造することができ
ない。焼結処理後の炉内からの焼結体の取出し温度は 2
00℃以下、好ましくは 100℃以下で行う。取出し温度が
200℃を越えると、焼結体の表面が酸化して、表面の光
沢が失われてしまう。
持しても焼結が進行しにくく焼結体の最終密度が上昇せ
ず、光沢性、耐食性は低下する。また、1080℃を越える
温度では高密度の焼結体は得られるが、焼結時に液相が
出現するおそれがあり、このため形が崩れたり、表面が
溶融し、所定の形状、寸法のものを製造することができ
ない。焼結処理後の炉内からの焼結体の取出し温度は 2
00℃以下、好ましくは 100℃以下で行う。取出し温度が
200℃を越えると、焼結体の表面が酸化して、表面の光
沢が失われてしまう。
【００１２】
【実施例】実施例１ 原料粉として表１に示す組成、平均粒径及び酸素含有量
のCu−Ni合金粉を用いて、これに天然ワックスとアクリ
ル樹脂とを６：４の比率で含むバインダーを45容量％と
なるように加え、 150℃で混練後ペレット状に造粒し
た。このペレットを射出成形機を用いて射出圧力1200kg
／cm2 の条件で金型に射出成形した。得られた成形体を
300℃に保持してバインダーの除去を行った。その後、
真空中（×10-3〜10-2Torr）、1030℃にて１時間の焼結
処理を施した。その際、昇温及び降温の速度は10℃／mi
n に制御した。その後、 100℃で焼結体を取り出した
後、焼結体の表面をガラスビーズでブラスト処理した。
のCu−Ni合金粉を用いて、これに天然ワックスとアクリ
ル樹脂とを６：４の比率で含むバインダーを45容量％と
なるように加え、 150℃で混練後ペレット状に造粒し
た。このペレットを射出成形機を用いて射出圧力1200kg
／cm2 の条件で金型に射出成形した。得られた成形体を
300℃に保持してバインダーの除去を行った。その後、
真空中（×10-3〜10-2Torr）、1030℃にて１時間の焼結
処理を施した。その際、昇温及び降温の速度は10℃／mi
n に制御した。その後、 100℃で焼結体を取り出した
後、焼結体の表面をガラスビーズでブラスト処理した。
【００１３】このようにして得られた焼結体の焼結密
度、光沢性、及び耐食性を調べた。光沢性の評価は、目
視で光沢が有るか否かを観察して行った。耐食性の評価
は、pHが 6.5の５％NaCl水溶液中に室温（25℃）で24hr
浸漬した後、錆の発生の有無を目視で観察して評価し
た。結果を表１に示す。
度、光沢性、及び耐食性を調べた。光沢性の評価は、目
視で光沢が有るか否かを観察して行った。耐食性の評価
は、pHが 6.5の５％NaCl水溶液中に室温（25℃）で24hr
浸漬した後、錆の発生の有無を目視で観察して評価し
た。結果を表１に示す。
【００１４】実施例２〜７、比較例１〜８ 原料及び製造条件として表１に示したものを各実施例及
び比較例に採用した以外は実施例１と同様にして焼結体
を製造し、得られた焼結体の特性も同様に評価した。結
果を表１に示す。各比較例は次のような特徴を有し、そ
の結果から以下の知見を得ることができた。
び比較例に採用した以外は実施例１と同様にして焼結体
を製造し、得られた焼結体の特性も同様に評価した。結
果を表１に示す。各比較例は次のような特徴を有し、そ
の結果から以下の知見を得ることができた。
【００１５】比較例１はCu−Ni合金粉のNi量を１重量％
であり、 2.5重量％より少ない組成であるため、焼結体
の耐食性が劣っている。
であり、 2.5重量％より少ない組成であるため、焼結体
の耐食性が劣っている。
【００１６】比較例２はCu−Ni合金粉の平均粒径が50.5
μm であり、45μm より粗い粉末を使用したため、焼結
体の密度が低くなり、光沢がなく耐食性も劣っている。
μm であり、45μm より粗い粉末を使用したため、焼結
体の密度が低くなり、光沢がなく耐食性も劣っている。
【００１７】比較例３はCu−Ni合金粉の酸素含有量が95
00重量ppm で、8000重量ppm より多い粉末を使用したた
め、焼結体の密度が低く、光沢がなく耐食性が劣ってい
る。
00重量ppm で、8000重量ppm より多い粉末を使用したた
め、焼結体の密度が低く、光沢がなく耐食性が劣ってい
る。
【００１８】比較例４は昇温速度が70℃／min であり、
50℃／min より早い速度で焼結したため、焼結体に変形
が生じた。
50℃／min より早い速度で焼結したため、焼結体に変形
が生じた。
【００１９】比較例５は降温速度を80℃／min であり、
50℃／min より早い速度で冷却したため、焼結体の形状
に変形が生じた。
50℃／min より早い速度で冷却したため、焼結体の形状
に変形が生じた。
【００２０】比較例６は焼結温度が 850℃で、 900℃よ
り低いため焼結体の密度が低下し、光沢がなく耐食性が
劣っている。
り低いため焼結体の密度が低下し、光沢がなく耐食性が
劣っている。
【００２１】比較例７は焼結温度が1100℃で、1080℃よ
り高い温度で焼結したため焼結体の表面に溶融が生じ
た。
り高い温度で焼結したため焼結体の表面に溶融が生じ
た。
【００２２】比較例８は焼結体の炉内からの取り出し温
度が 250℃であり、 200℃より高い温度で取り出したた
め、焼結体の色が酸化により変色し、光沢性が劣ってい
る。
度が 250℃であり、 200℃より高い温度で取り出したた
め、焼結体の色が酸化により変色し、光沢性が劣ってい
る。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、従来の粉末
冶金法で製造されたものと比較して高密度化で、優れた
光沢性、耐食性を有しているCu−Ni系合金焼結体を容易
にかつ安定して製造することができる。射出成形法を用
いているので、複雑な形状を有する製品でも容易に製造
することができる。
冶金法で製造されたものと比較して高密度化で、優れた
光沢性、耐食性を有しているCu−Ni系合金焼結体を容易
にかつ安定して製造することができる。射出成形法を用
いているので、複雑な形状を有する製品でも容易に製造
することができる。
Claims (12)
- 【請求項１】 Niが 2.5〜35重量％、残部が実質的にCu
からなり、平均粒径が45μm 以下、酸素含有量が8000重
量ppm 以下の粉末及びバインダーからなる組成物を射出
成形し、得られた成形体を脱バインダー処理し、更に、
昇温速度及び降温速度が50℃／min 以下、焼結温度が 9
00〜1080℃で焼結処理を行い、焼結処理後の焼結体を炉
から炉内温度 200℃以下で取り出す工程を備えたCu−Ni
系合金焼結体の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１の方法であって、前記粉末が同
一組成の合金粉末または相異する組成の粉末２以上の混
合粉末である方法。 - 【請求項３】 請求項１の方法であって、前記粉末のNi
含有量が５〜30重量％である方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項の方法であ
って、前記粉末の平均粒径が５〜20μm である方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項の方法であ
って、前記粉末の酸素含有量が5000重量ppm 以下である
方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項の方法であ
って、前記組成物のバインダーの含有量が60容量％以下
である方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項の方法であ
って、前記の昇温速度及び降温速度が20℃／min 以下で
ある方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項の方法であ
って、前記の焼結温度が1000〜1050℃である方法。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項の方法であ
って、前記の炉内温度が 100℃以下である方法。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項の方法で
あって、前記の粉末がNi及びCuの他に 2.5重量％以下の
Fe及び／又はMn並びに不可避的に混入する不純物を含有
するものである方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜10のいずれか１項の方法で
あって、焼結処理が非酸化性雰囲気で行われる方法。 - 【請求項１２】 請求項11の方法であって、雰囲気が真
空又は水素中である方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537691A JPH0551662A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Ｃｕ−Ｎｉ系合金焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23537691A JPH0551662A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Ｃｕ−Ｎｉ系合金焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0551662A true JPH0551662A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16985170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23537691A Pending JPH0551662A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Ｃｕ−Ｎｉ系合金焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0551662A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111788332A (zh) * | 2018-03-01 | 2020-10-16 | 三菱综合材料株式会社 | Cu-Ni合金溅射靶 |
| KR20200144088A (ko) | 2018-04-17 | 2020-12-28 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Cu-Ni 합금 스퍼터링 타깃 |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP23537691A patent/JPH0551662A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111788332A (zh) * | 2018-03-01 | 2020-10-16 | 三菱综合材料株式会社 | Cu-Ni合金溅射靶 |
| CN111788332B (zh) * | 2018-03-01 | 2021-08-06 | 三菱综合材料株式会社 | Cu-Ni合金溅射靶 |
| KR20200144088A (ko) | 2018-04-17 | 2020-12-28 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Cu-Ni 합금 스퍼터링 타깃 |
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