CN101534980A - 粉末冶金用铁-铜复合粉末及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁－铜复合粉末，其特征在于，在铜包覆铁粉或者铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末中，铜含量为45～70重量％，表观密度为2.2g/cm3以上，流动度为25s/50g以下；一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁－铜复合粉末的制造方法，其特征在于，通过在铁粉上镀铜来制造铜包覆铁粉，将该铜包覆铁粉单独或者将铜包覆铁粉与电解铜粉混合，烧结并粉碎铜含量为45～70重量％的粉末。本发明的目的在于提供在制造烧结含油轴承等用的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用原料粉时，能够使烧结原料粉末的流动性及表观密度提高、使径向抗压强度等烧结特性提高并且降低成本的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用复合粉末及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及作为烧结含油轴承等的粉末冶金原料粉使用的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末及其制造方法。
背景技术
通常，作为在IT关联设备、车载用电气设备等中使用的烧结含油轴承等的粉末冶金用原料粉，使用铜包覆铁粉。铁主要承担轴承的强度，铜承担耐蚀性及耐磨损性。最近，对于这样的铜包覆铁复合粉，要求增加铜的比率，从而增加耐磨损性和耐蚀性。
此时，单纯增加铜的比率时，铁量会相应下降，因此强度自然会降低。粉末冶金用原料的强度评价，一般通过径向抗压强度(圧環強度)的大小来进行，需要提高该径向抗压强度。
作为其它问题，为了提高粉末冶金用原料的成形性或烧结性，需要表观密度高，并且也需要流动性。
作为现有技术，专利文献1公开了将在铁粉上包覆有铜的粉末预先机械加工后进行烧结的方法。另外，专利文献2公开了在铁表面包覆有铜的铜包覆铁粉中进一步混入铜粉使铜的比率提高、并且在筛分时使铁的表面露出、从而提高机械强度和耐久性的技术。但是，前者在烧结前进行机械加工的特殊烧结方法不常见。另外，后者在使铜量增加方面目的相同，但是铁露出的表面部分的强度(主要考虑耐磨损性)可能有所增加，但是烧结体本身的强度不能提高。
鉴于此，尝试以铜包覆铁粉为基本成分并提高铜的比率，但是现状是：径向抗压强度降低、烧结原料粉末的流动性及表观密度的降低这样的问题基本没有解决，也未必能够满足要求。
专利文献1：日本特开2002-348601号公报
专利文献2：日本特开2001-279349号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用复合粉末及其制造方法，其中所述以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用复合粉末，在制造烧结含油轴承等用的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用原料粉时，能够使烧结原料粉末的流动性及表观密度提高，使径向抗压强度等烧结特性提高并且降低成本。
本发明人为了解决上述问题，发现在制造以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用复合粉末时，可以使铜的烧结原料粉末的流动性及表观密度提高并且使径向抗压强度等烧结特性提高。
本发明基于以上发现，提供：
1)一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，铜包覆铁粉的铜含量为45～70重量％，表观密度为2.2g/cm3以上，流动度为25s/50g以下；
2)一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末的铜含量为45～70重量％，表观密度为2.2g/cm3以上，流动度为25s/50g以下；
3)上述1)或2)所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，烧结粉碎后的复合粉末根据BET法测得的比表面积为0.2m2/g以下；
4)上述1)至3)中任一项所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，包含在铜包覆铁粉或铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末中进一步混合锡粉、石墨粉及成形润滑剂而得到的粉末；
5)上述4)所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，锡粉为3.0～5.0重量％，石墨粉及成形润滑剂为1.0重量％以下；
6)上述1)至5)中任一项所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，其为烧结含油轴承用粉末。
另外，本发明提供：
7)一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，通过在铁粉上镀铜来制造铜包覆铁粉，制造铜含量为45～70重量％的铜包覆铁粉，然后将该铜包覆铁粉在还原气氛中在600～850℃下烧结20～60分钟，再将该烧结体粉碎及筛分成-80目；
8)一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，通过在铁粉上镀铜来制造铜包覆铁粉，在该铜包覆铁粉中混合电解铜粉来制造铜含量为45～70重量％的混合粉末，然后将该混合粉末在还原气氛中在600～850℃下烧结20～60分钟，再将该烧结体粉碎及筛分成-80目；
9)上述7)或8)所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，烧结粉碎后的复合粉末根据BET法测得的比表面积为0.2m2/g以下；
10)上述7)至9)任一项所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，在包含铜包覆铁粉及电解铜粉的混合粉末中进一步混合锡粉、石墨粉及成形润滑剂。
本发明的粉末冶金用复合粉末，通过使用铜含量为45～70重量％、表观密度为2.2g/cm3以上、流动度为25s/50g以下的铜包覆铁粉或铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末，可以得到能够提高粉末的压粉密度、流动性等成形性、并且提高径向抗压强度等烧结特性、另外降低成本的优良效果。
具体实施方式
本发明的粉末冶金用原料粉，使用铜含量为45～70重量％、表观密度为2.2g/cm3以上、流动度为25s/50g以下的铜包覆铁粉或铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末。使用铜含量为45～70重量％的铜包覆铁粉或铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末，具有提高表观密度或流动度、并且提高径向抗压强度的优良效果。
铜含量如果在45重量％以下，则铁量变多，因此表面的铜层变薄，作为轴承使用时，轴旋转时铜层容易受到磨削而露出铁，从而使烧结产生等滑动特性下降。
另一方面，如果在70重量％以上，则虽然能够制造，但是铁量少，作为原有目标的降低成本的效果变弱。
另外，在铜包覆铁粉中混合的铜粉，使用粒度-100目、表观密度2.0～2.2g/cm3的电解铜粉。
烧结含油轴承，在通过粉末冶金法制造的构件中，是在烧结体内部残留孔隙(气孔)的多孔体，是与尽可能使烧结体内部的孔隙为零而制造的机械构件不同的制品。
因此，作为烧结含油轴承对原料粉所要求的特性是能够成形为多孔体，(1)成形后的压粉体在移至烧结工序前需具有不破损程度的压粉体强度，(2)具有粉末填充到模具中容易进行的流动性。两个特性中具有相反的方面，为了提高压粉体强度，粉末形状例如象电解铜粉那样不规则是有利的，但是在这样的形状下表观密度降低，流动性变差。相反，如雾化铜粉一样为圆形时，表观密度高，流动性也好，但是压粉体的强度降低。鉴于此，将表观密度设定为2.2g/cm3以上是有效的。
铜包覆铁粉的制造中使用以铜浓度40±10g/L、硫酸浓度5～10g/L、氯浓度5～10mg/L为基本组成的镀液。在该镀液中投入必要量的还原铁粉，通过铁-铜置换反应，在该铁粉上镀铜。
通过投入与镀液中的铜量相符的铁粉，可以制造具有所需铜含量的铜包覆铁粉。镀敷后，进行水洗和防锈处理，干燥，并用80目筛除去粗粉。
关于烧结处理，将铜包覆铁粉单独或者将铜包覆铁粉与电解铜粉混合并将铜量调节至预定量的粉末放入烧结炉中，流动氢气作为还原气氛，在预定的烧结温度下加热保持，制造烧结体。之后，将从烧结炉中取出的烧结体用锤式粉碎机等粉碎，并用80目的筛除去粉碎粉末中的粗粉。
本申请发明的特征在于，将铜包覆铁粉单独或者将铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末进行烧结粉碎来制造。通过烧结粉碎，可以使比表面积为0.2m2/g以下。比表面积如果为0.2m2/g以上，则虽然烧结体的径向抗压强度变高，但是形状不规则、或者粉末表面上产生微小突起，从而使得流动性变差。
关于烧结条件，在600℃以下时，粉末的烧结不能进行，不能得到所需的表观密度。另一方面，如果在850℃以上，则虽然烧结进行，但是烧结体变得过硬，因此难以粉碎，而且粉碎时铁粉表面的铜被膜的剥离多，因此不优选。
关于保持时间，如果保持时间长则烧结进行，烧结体变硬。如果保持时间短则烧结的进行不充分，表观密度下降。如果烧结温度高，则即使保持时间短，也能够得到与低温长时间烧结基本同等的表观密度，但是提高烧结温度时，从能量成本与空气冷却所需要的时间的关系考虑不优选。
-80目是指通过孔眼大小为80目(180μm)的筛网的粉末，是指除去80目以上的粗粒子。随着以复合粉末为原料制造的轴承变微小，粗粉截除的筛网目也可以更小为100目(150μm)、150目(106μm)、200目(75μm)。
可以形成在铜包覆铁粉或者铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉中进一步混合锡粉、石墨粉及一种以上固体润滑剂如硬脂酸锌等而得到的粉末。锡的添加可以充分发挥青铜粉的特性，石墨粉、硬脂酸锌等固体润滑剂的使用在进一步提高烧结体的润滑性方面是有效的。
添加锡粉时，由于混合粉中的铜与锡之比对于烧结轴承材料而言一般为9:1左右，因此添加锡3.0～5.0重量％。添加石墨粉时，添加量优选为1重量％以下。添加硬脂酸锌等固体润滑剂时，添加量优选为1重量％以下。添加固体润滑剂时，下限值没有特别限制，根据添加量可以保持润滑功能，由此，可以极其有效地用作烧结含油轴承用粉末。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明。但是，本发明不限于以下说明的例子。即，在本发明的技术思想范围内，也包括实施例以外的所有形式或变形。
(实施例1)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为50重量％Cu。之后，将其在还原气氛中在650℃下焙烧30分钟，然后粉碎。
测定由此得到的复合粉末的表观密度、流动度、比表面积。结果如表1所示。如表1所示，实施例1的铁-铜复合粉末的表观密度为2.23g/cm3、流动度为22.8s/50g、比表面积为0.12m2/g，得到了良好的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。如表2所示，得到烧结体密度的偏差小、径向抗压强度的偏差也小的均良好的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
表1
| 表观密度(g/cm3) | 流动度(s/50g) | 比表面积(m2/g) | |
| 实施例1 | 2.23 | 22.3 | 0.12 |
| 实施例2 | 2.22 | 23.2 | 0.11 |
| 实施例3 | 2.27 | 23.0 | 0.09 |
| 实施例4 | 2.27 | 24.6 | 0.15 |
| 实施例5 | 2.28 | 23.7 | 0.14 |
| 实施例6 | 2.48 | 22.1 | 0.13 |
| 比较例1 | 1.83 | 31.6 | 0.56 |
| 比较例2 | 1.92 | 28.5 | 0.18 |
| 比较例3 | 2.38 | 34.7 | 0.67 |
表2
| 烧结体密度的标准偏差 | 径向抗压强度的平均值 | 径向抗压强度的标准偏差 | |
| 实施例1 | 0.008 | 25.2 | 0.29 |
| 实施例2 | 0.007 | 25.9 | 0.25 |
| 实施例3 | 0.005 | 26.4 | 0.22 |
| 实施例4 | 0.005 | 27.3 | 0.19 |
| 实施例5 | 0.005 | 28.2 | 0.12 |
| 实施例6 | 0.005 | 30.7 | 0.10 |
| 比较例1 | 0.012 | 25.9 | 0.45 |
| 比较例2 | 0.015 | 25.3 | 0.50 |
| 比较例3 | 0.018 | 23.9 | 0.70 |
(实施例2)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为50重量％Cu。之后，将其在还原气氛中在700℃下焙烧30分钟，然后粉碎。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，实施例2的铁-铜复合粉末的表观密度为2.22g/cm3、流动度为23.2s/50g、比表面积为0.11m2/g，得到了良好的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。如表2所示，得到烧结体密度的偏差小、径向抗压强度的偏差也小的均良好的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
(实施例3)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为50重量％Cu。之后，将其在还原气氛中在750℃下焙烧30分钟，然后粉碎。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，实施例3的铁-铜复合粉末的表观密度为2.27g/cm3、流动度为23.0s/50g、比表面积为0.09m2/g，得到了良好的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。如表2所示，得到烧结体密度的偏差小、径向抗压强度的偏差也小的均良好的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
(实施例4)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为30重量％Cu。将该铜包覆铁粉与电解铜粉混合制造Cu为60重量％的铁-铜复合粉末。之后，将其在还原气氛中在650℃下焙烧30分钟，然后粉碎。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，实施例4的铁-铜复合粉末的表观密度为2.27g/cm3、流动度为24.6s/50g、比表面积为0.15m2/g，得到了良好的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。如表2所示，得到烧结体密度的偏差小、径向抗压强度的偏差也小的均良好的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
(实施例5)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为30重量％Cu。将该铜包覆铁粉与电解铜粉混合制造Cu为60重量％的铁-铜复合粉末。之后，将其在还原气氛中在750℃下焙烧30分钟，然后粉碎。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，实施例5的铁-铜复合粉末的表观密度为2.28g/cm3、流动度为23.7s/50g、比表面积为0.14m2/g，得到了良好的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。如表2所示，得到烧结体密度的偏差小、径向抗压强度的偏差也小的均良好的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
(实施例6)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为30重量％Cu。将该铜包覆铁粉与电解铜粉混合制造Cu为60重量％的铁-铜复合粉末。之后，将其在还原气氛中在800℃下焙烧30分钟，然后粉碎。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，实施例6的铁-铜复合粉末的表观密度为2.48g/cm3、流动度为22.1s/50g、比表面积为0.13m2/g，得到了良好的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。如表2所示，得到烧结体密度的偏差小、径向抗压强度的偏差也小的均良好的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
(比较例1)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为50重量％Cu。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，比较例1的铁-铜复合粉末的表观密度为1.83g/cm3、流动度为31.6s/50g、比表面积为0.56m2/g，得到了特性差的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。
如表2所示，烧结体密度的偏差大，另外径向抗压强度的偏差也大，得到特性均很差的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
(比较例2)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为30重量％Cu。之后，将其在还原气氛中在650℃下焙烧30分钟，然后粉碎。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，比较例2的铁-铜复合粉末的表观密度为1.92g/cm3、流动度为28.5s/50g、比表面积为0.18m2/g，得到了特性差的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。
如表2所示，烧结体密度的偏差大，另外径向抗压强度的偏差也大，得到特性均很差的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
(比较例3)
使用硫酸浓度7g/L、氯浓度7mg/L、铜浓度40g/L的硫酸铜镀液，投入-100目的铁粉，制造铜包覆铁粉。铜包覆量为40重量％Cu。将该铜包覆铁粉与雾化铜粉混合制造Cu为60重量％的铁-铜复合粉末。测定由此得到的铁-铜复合粉末的表观密度(g/cm3)、流动度(s/50g)、比表面积(m2/g)。结果如表1所示。
如表1所示，比较例3的铁-铜复合粉末的表观密度为2.38g/cm3、流动度为34.7s/50g、比表面积为0.67m2/g，得到了特性差的铁-铜复合粉末。
另外，使用该铁-铜复合粉末，在该复合粉末中添加4重量％锡粉、0.5重量％石墨粉、并按外数添加0.5重量％作为成形润滑剂的硬脂酸锌，进行混合得到混合粉末，由该混合粉末以密度成为6.5g/cm3的方式进行加压成形，制成20个内径10mm×外径18mm×高7mm的轴承型压粉体(试验片)，将该压粉体在还原气氛中在780℃下烧结30分钟，测定所得到的烧结体试验片的烧结体密度的偏差(标准偏差)及径向抗压强度的偏差(标准偏差)。结果如表2所示。
如表2所示，烧结体密度的偏差大，另外径向抗压强度的偏差也大，得到特性均很差的结果。
另外，在与上述同样条件下烧结未添加锡粉、石墨的铜包覆铁粉时，由于未加入锡粉故不能形成青铜合金层，所以具有径向抗压强度稍有下降的倾向，但是偏差得到基本同等的结果。
如上所示，比较例中作为粉末特性的表观密度最低为1.83g/cm3、流动度最高为34.7s/50g，其成形性差。另外，烧结体密度的偏差大，径向抗压强度的偏差也大，每项特性都差。另外，未添加锡粉、石墨时也同样显示特性差。
与此相对，关于本实施例，作为粉末特性的表观密度为2.2g/cm3以上，流动度为25s/50g以下，特性改善。另外，烧结体密度的偏差小，径向抗压强度的偏差也小，每项特性均为良好。另外，未添加锡粉、石墨时也同样得到良好的特性。
产业实用性
如上所述，本发明的粉末冶金用复合粉末，通过使用铜含量为45～70重量％、表观密度为2.2g/cm3以上、流动度为25s/50g以下的铜包覆铁粉或者铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末，可以得到能够提高粉末的压粉密度、流动度等成形性、并且提高径向抗压强度等烧结特性、另外降低成本的优良效果，因此在铜包覆铁粉基烧结含油轴承等中有用。
Claims (10)
1.一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，铜包覆铁粉的铜含量为45～70重量％，表观密度为2.2g/cm3以上，流动度为25s/50g以下。
2.一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末的铜含量为45～70重量％，表观密度为2.2g/cm3以上，流动度为25s/50g以下。
3.如权利要求1或2所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，烧结粉碎后的复合粉末根据BET法测得的比表面积为0.2m2/g以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，包含在铜包覆铁粉或铜包覆铁粉与电解铜粉的混合粉末中进一步混合锡粉、石墨粉及成形润滑剂而得到的粉末。
5.如权利要求4所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，锡粉为3.0～5.0重量％，石墨粉及成形润滑剂为1.0重量％以下。
6.如权利要求1至5中任一项所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末，其特征在于，其为烧结含油轴承用粉末。
7.一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，通过在铁粉上镀铜来制造铜包覆铁粉，制造铜含量为45～70重量％的铜包覆铁粉，然后将该铜包覆铁粉在还原气氛中在600～850℃下烧结20～60分钟，再将该烧结体粉碎及筛分成-80目。
8.一种以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，通过在铁粉上镀铜来制造铜包覆铁粉，在该铜包覆铁粉中混合电解铜粉来制造铜含量为45～70重量％的混合粉末，然后将该混合粉末在还原气氛中在600～850℃下烧结20～60分钟，再将该烧结体粉碎及筛分成-80目。
9.如权利要求7或8所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，烧结粉碎后的复合粉末根据BET法测得的比表面积为0.2m2/g以下。
10.如权利要求7至9中任一项所述的以铜包覆铁粉为主成分的粉末冶金用铁-铜复合粉末的制造方法，其特征在于，在包含铜包覆铁粉及电解铜粉的混合粉末中进一步混合锡粉、石墨粉及成形润滑剂。
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Owner name: JX NIPPON MINING + METALS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: NIPPON MINING + METALS CO., LTD. Effective date: 20101216 |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20101216 Address after: Tokyo, Japan, Japan Applicant after: JX Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: Nippon Mining & Metals Co., Ltd. |
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