JP2004353006A

JP2004353006A - タングステン基焼結合金製ウェート

Info

Publication number: JP2004353006A
Application number: JP2003148949A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Yamamoto; 辰夫山本; Sekihin Yo; 楊　　積彬; Masato Otsuki; 真人大槻
Original assignee: Mitsubishi Materials CMI Corp
Current assignee: Nidec Material Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】形状精度およびＮｉの析出を防止することにある。
【解決手段】結合相形成成分として、Ｎｉが１〜６重量％の範囲、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲であって、且つこれらの全量が１０重量％以下となるように含有するとともに、上記ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５となるように設定され、上記ＮｉおよびＦｅ以外の残部が分散相形成成分としてのＷ及び不可避不純物からなる組成を有し、比重が１７〜１８となるように調整されたタングステン基焼結合金によって形成した構成になっている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯通信機器等における呼び出しのための振動発生用の偏心ウェートや、防振のためのバランスウェートや、その他の重りとしてのウェートなどに用いた場合に好適なタングステン基焼結合金製ウェートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のタングステン基焼結合金製ウェートとしては、一般に液相焼結法を用いたタングステン基焼結合金、例えばＷ−Ｎｉ−Ｃｕ（タングステン−ニッケル−銅）系、Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ（タングステン−ニッケル−鉄）系、Ｗ−Ｎｉ−Ｃｏ（タングステン−ニッケル−コバルト）系、Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｕ（タングステン−ニッケル−鉄−銅）系などによって形成されたものが知られている。
【０００３】
上記タングステン基焼結合金製ウェートは、焼結性の確保を最重視する観点から、液相の発生を優先させ、例えばＷとの反応性に富む結合相形成成分としてのＮｉの含有量を他の結合相形成成分より高めたものが用いられている。例えば、ＮｉおよびＦｅを結合相形成成分とするタングステン基焼結合金製ウェートの場合には、ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅを１．５以上に設定することが一般に行われている。因みに、
Ｎｉ／Ｆｅ＝Ｎｉの含有量（重量％）／Ｆｅの含有量（重量％） …（１）
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記タングステン基焼結合金製ウェートにおいては、Ｆｅより融点が低く且つＷとの反応性に富むＮｉの含有量が多いため、焼結の際にＮｉによる液相が一時に大量に発生することになるが、この際、大量に溶融したＮｉに対してＷ粉末の溶解反応が急激に起こることになるので、全体が急激に収縮するとともに、Ｗ粉末の各粒子の位置が大きくずれ、冷却後に全体的に歪んだ形状になりやすい。このため、形状精度の高いものが得られないという問題があった。
【０００５】
また、Ｎｉが大量に溶融していることから、当該Ｎｉが固化の際に表面に析出することがあり、例えばモータの回転軸を嵌合させる挿通溝や挿通孔を有する場合には、析出したＮｉによって上記挿通溝等の内面間の寸法が変化し、上記モータの回転軸との嵌合公差を適正な範囲におさめることができないという問題があった。
【０００６】
なお、上述した形状精度は、比較的長い寸法の範囲でうねるような凹凸が生じ、この凹凸の下端から上端までの寸法差で表示する精度であり、その寸法差が小さいほど精度が高く、歪みが少ないことを意味する。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、形状精度が高く、且つＮｉの析出を防止し得るタングステン基焼結合金製ウェートを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、結合相形成成分として、Ｎｉが１〜６重量％の範囲、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲であって、且つこれらの全量が１０重量％以下となるように含有するとともに、上記ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５となるように設定され、上記ＮｉおよびＦｅ以外の残部が分散相形成成分としてのＷ及び不可避不純物からなる組成を有し、比重が１７〜１８となるように調整されたタングステン基焼結合金によって形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、結合相形成成分として、Ｎｉが１〜６重量％の範囲、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲、Ｃｕが０．５〜２重量％の範囲であって、且つこれらの全量が１０重量％以下となるように含有するとともに、上記ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５となるように設定され、上記Ｎｉ、ＦｅおよびＣｕ以外の残部が分散相形成成分としてのＷ及び不可避不純物からなる組成を有し、比重が１７〜１８となるように調整されたタングステン基焼結合金によって形成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載のタングステン基焼結合金製ウェートであって、モータの回転軸に、加締めによって一体的に結合されるようになっていることを特徴としている。
【００１１】
上記のように構成された請求項１に記載の発明においては、結合相形成成分としてのＮｉが１〜６重量％、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲であって、且つこれらのＮｉおよびＦｅの合計量が１０重量％以下であるとともに、ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５の範囲内に設定されているので、十分多く含有された結合相形成成分の液相化により、良好な焼結性を確保することができる。すなわち、残留空孔が極めて少なく緻密なタングステン基焼結合金を得ることができる。
【００１２】
また、焼結時には融点の低いＮｉから融点の高いＦｅへと順次溶融することになるが、上述のようにＮｉの絶対量が１〜６重量％に制限され、且つＦｅとの重量による相対比率もＮｉ／Ｆｅで０．２〜１．５となるように制限されているので、溶融したＮｉに対するＷの溶解反応が緩やかになり、全体的に緩やかで均一な収縮が実現できる。このため、焼結の際に、Ｗの各粒子が相対的に大きくずれるのを防止することができるので、冷却後に歪みが生じた状態になるのを防止することができる。
【００１３】
したがって、形状精度の高いものを得ることができる。
【００１４】
また、Ｎｉが過剰に溶融した状態になるのを避けることができるので、当該Ｎｉが固化の際に表面に析出するのを防止することができる。したがって、例えばモータの回転軸を嵌合させる挿通溝等を有する場合でも、Ｎｉの析出によって当該挿通溝等の内面間の寸法が変化することがないので、上記モータの回転軸との嵌合公差を適正な範囲におさめることができる。しかも、Ｎｉの析出がなくなるので、表面の滑らかな美観の優れたものを得ることができる。
【００１５】
なお、上記Ｎｉ成分は、Ｗ粉末の焼結に必要な液相を提供し、且つＷの粒界拡散係数を向上させるための必要不可欠な結合相形成成分である。そして、このＮｉ成分を１〜６重量％の範囲に限定しているのは、１重量％未満では焼結時のタングステン基焼結合金の緻密化が起きず、所定の比重が得られないばかりでなく、残留空孔の存在によって強度も低下してしまうことになるためである。一方、６重量％を超えると、焼結時のＮｉ液相の増大により、Ｗの各粒子の相対的な位置ずれが生じ、冷却後に全体的に歪んだ形状になるためである。
【００１６】
一方、上記Ｆｅ成分は、Ｎｉ成分に固溶することによってその結合相の強度の向上を図ることができる。そして、Ｆｅ成分を０．５〜５重量％の範囲に限定しているのは、０．５重量％未満では強度向上の効果が全く見られず、５重量％を超えると、延性の著しい低下を招くことになるからである。
【００１７】
また、ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅを０．２〜１．５に設定しているのは、０．２未満であればＷの粒界拡散係数を向上させてタングステン基焼結合金の緻密化を図る上で不十分であり、１．５超であれば焼結時のＮｉ液相の発生量が増大し、Ｎｉの析出が生じやすくなるとともに、Ｗの各粒子の相対的な位置ずれによって、冷却後に全体的に歪んだ形状になるためである。
なお、タングステン基焼結合金の緻密化をより確実に図り、且つ形状精度およびＮｉの析出を確実に防止する上で、上記Ｎｉ／Ｆｅは０．５〜１．０の範囲に設定することがより好ましい。
【００１８】
また、Ｗは、高比重を得るための主成分であって、不可避不純物を考慮しなければ、９０重量％超の含有量となり、これにより１７〜１８の高比重を達成することができる。なお、不可避不純物の含有量は、可能な限り低減することが好ましい。
このＷは、平均粒径が１〜５μｍの粉末によって構成することが好ましい。また、上記ＮｉおよびＦｅについても、上記Ｗと同程度の平均粒径（１〜５μｍ）の粉末を用いることが好ましい。
【００１９】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明に対してさらにＣｕが０．５〜２重量％の範囲で含有しているので、焼結の促進および強度の向上を図ることができる。すなわち、Ｃｕを含有させることにより、Ｎｉより低い温度で液相を発生させることができるので、焼結性の向上を図ることができる。また、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｕ合金による結合相形成成分によって、強度の向上を図ることができる。
【００２０】
上記Ｃｕの含有量を０．５〜２重量％の範囲に設定したのは、０．５重量％未満では焼結性を向上させる効果がほとんど見られないからであり、２重量％を超えると余分な液相の発生によって、冷却後に全体的に歪んだ形状になるためである。
【００２１】
なお、上記Ｃｕについても、上記Ｗと同程度の平均粒径（１〜５μｍ）の粉末を用いることが好ましい。
【００２２】
請求項３に記載の発明においては、モータの回転軸に、加締めによって一体的に結合されるようになっているので、当該回転軸に、結合のための種々の手段を設けることなく簡単に固定することができる。即ち、形状精度が高く且つＮｉの析出による寸法変化もなく、しかも十分な延性を有していることから、加締めによるだけで回転軸に強固に固定することができる。従って、加締め後に、回転軸に対して、その軸回りおよび軸方向に相対的に位置ずれを起こすのを確実に防止することができる。そして、Ｗによる高比重化の達成によって、極めて小さな偏心ウェートを構成することができるので、例えば携帯通信機器に使用することによって、この携帯通信機器の軽薄短小化を促進することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態を図１〜図４を参照しながら説明する。ここで、図１は、タングステン基焼結合金製ウェート（以下、「ウェート」という）の製造プロセスを示すフロー図であり、図２〜４はこのウェートを示す図である。
【００２５】
図１の製造プロセスで製造されるウェートは、結合相形成成分として、Ｎｉ（ニッケル）が１〜６重量％の範囲、Ｆｅ（鉄）が０．５〜５重量％の範囲であって、且つこれらの全量が１０重量％以下となるように含有するとともに、上記ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５となるように設定され、上記ＮｉおよびＦｅ以外の残部が分散相形成成分としてのＷ（タングステン）及び不可避不純物からなる組成を有し、比重が１７〜１８となるように調整されたタングステン基焼結合金によりなるものである。また、上記相対比率としてのＮｉ／Ｆｅは、上述した式（１）に示す通りである。
【００２６】
上記Ｗは、適正な成形性及び焼結性を得るため、平均粒径が１〜５μｍの粉末を用いている。ＮｉおよびＦｅについても、Ｗと同程度の平均粒径（１〜５μｍ）の粉末を用いている。
【００２７】
ここで、Ｎｉ成分は、Ｗ粉末の焼結に必要な液相を提供し、且つＷの粒界拡散係数を向上させるための必要不可欠な結合相形成成分である。そして、このＮｉ成分を上記のような範囲に規定しているのは、１重量％未満では焼結時のタングステン基焼結合金の緻密化が起きず、所定の比重が得られないばかりでなく、残留空孔の存在によって強度の低下をきたすことになるためである。一方、６重量％を超えると、焼結時のＮｉ液相の増大により、Ｗの各粒子の相対的な位置ずれが生じ、冷却後に全体的に歪んだ形状になるためである。
【００２８】
一方、Ｆｅ成分は、Ｎｉ成分に固溶することによってその結合相の強度の向上を図るための結合相形成成分である。そして、Ｆｅ成分を上記のような範囲に規定しているのは、０．５重量％未満では強度向上の効果が全く見られず、５重量％を超えると、延性の著しい低下を招くからである。
【００２９】
また、Ｎｉ／Ｆｅを上記のような範囲に規定しているのは、０．２未満であればＷの粒界拡散係数を向上させてタングステン基焼結合金の緻密化を図る上で不十分であり、１．５超であれば焼結時のＮｉ液相の発生量が増大し、Ｎｉの析出が生じやすくなるとともに、Ｗの各粒子の相対的な位置ずれによって、冷却後に全体的に歪んだ形状になるためである。
なお、タングステン基焼結合金の緻密化をより確実に図り、且つ形状精度およびＮｉの析出を確実に防止する上で、Ｎｉ／Ｆｅは０．５〜１．０の範囲に設定することがより好ましい。
【００３０】
また、Ｗは、高比重を得るための主成分であって、不可避不純物を考慮しなければ、９０重量％超の含有量となり、これにより１７〜１８の比重を達成することができる。
【００３１】
上記成分のウェートにおいては、結合相形成成分としてのＮｉが１〜６重量％、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲であって、且つこれらのＮｉおよびＦｅの合計量が１０重量％以下であるとともに、ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５の範囲内に設定されているので、十分多く含有された結合相形成成分の液相化により、良好な焼結性を確保することができる。したがって、残留空孔の極めて少ない緻密なものを得ることができる。
【００３２】
また、焼結時には融点の低いＮｉから融点の高いＦｅへと順次溶融することになるが、上述のようにＮｉの絶対量が１〜６重量％に制限され、且つＦｅとの重量による相対比率もＮｉ／Ｆｅで０．２〜１．５となるように制限されているので、溶融したＮｉに対するＷの溶解反応が緩やかになり、全体的に緩やかで均一な収縮が実現できる。このため、焼結の際に、粉末状のＷの各粒子が相対的に大きくずれるのを防止することができるので、冷却後に歪みが生じた状態になるのを防止することができる。
【００３３】
したがって、形状精度の向上を図ることができる。
【００３４】
また、Ｎｉが過剰に溶融した状態になるのを避けることができるので、当該Ｎｉが固化の際にウェートの表面に析出するのを防止することができる。したがって、例えば後述するモータの回転軸１２が嵌まり込む軸挿通部（挿通溝、挿通孔）１３ａ（図２参照）の内面間の寸法がＮｉの析出によって変化することがないので、モータの回転軸１２との嵌合公差を適正な範囲におさめることができる。したがって、例えば、回転軸１２が軸挿通部１３ａに挿入できなくなるというような不具合を確実に防止することができる。しかも、Ｎｉの析出がなくなるので、表面が滑らかに形成された美観の優れたものを得ることができる。
【００３５】
次に、上記成分のウェートについての製造方法について図１を参照しながら説明する。
まず、Ｗ粉末、Ｎｉ粉末、Ｆｅ粉末を上述した成分範囲となるように配合して原料を作る（ＳＰ１）。そして、この原料をボールミルに投入し、アセトン等の有機溶媒を用いて２４時間の湿式混合を行う（ＳＰ２）。これにより、各成分の粉砕、混合が十分に行われることになり、Ｎｉ粉末成分およびＦｅ粉末成分がＷ粉末に均一に分散された状態になる。そして、これらの粉末を有機バインダーを用いて造粒し、押型に対する充填性の良好な成形用原料を得る。
【００３６】
その後、上記原料を押型に充填して、１９６０×１０^５〜２９４０×１０^５Ｐａ（２〜３ｔｏｎ／ｃｍ^２）の圧力で成形する（ＳＰ３）。これにより、図４の斜視図に示すような外観形状（但し、加締め部１４ｃが形成されてない形状）の圧粉体が得られる。
【００３７】
次に、上記圧粉体を９００℃の温度の水素雰囲気中で３時間予備焼結を行った（ＳＰ４）後、１３４０〜１４６０℃の温度の水素雰囲気中で１時間本焼結を行う（ＳＰ５）ことにより、図２〜図４に示すウェート１０（但し、加締め部１４ｃが形成されてないもの）が完成する。このウェートについては、比重、抗折強度（×１０ＭＰａ（ｋｇｆ／ｍｍ^２））等についての品質の評価（ＳＰ６）が行われことになる。
【００３８】
上記製造プロセスで製造された図２〜図４に示すウェート１０は、携帯電話（携帯通信機器）に組み込まれたモータに取り付けられる振動発生用の偏心ウェートとして構成されたものであり、円弧半径が数ｍｍの横断面略扇型状に成形され、その扇状部分全体が偏心荷重部１１となっている。このウェート１０は、偏心荷重部１１の扇状を描く外周円弧の中心部に、例えば、ＳＵＳ４２０などのステンレス製のモータの回転軸１２が嵌まり込む溝部１３が形成されている。また、この溝部１３の両側には、偏心荷重部１１から膨出して溝部１３の両側縁部を形成する側壁１４が一体に形成されている。
【００３９】
上記溝部１３は、回転軸１２の中心角１８０°以上の範囲を内在させる軸挿通部１３ａと、この軸挿通部１３ａと溝部１３の開口１５との間に形成された立壁部１３ｂとによって構成されている。ここで、立壁部１３ｂは、回転軸１２の外径寸法よりも狭い間隔を介して平行に対向するように形成されており、さらに軸挿通部１３ａ内の回転軸１２の軸線Ｏから開口１５に至る長さ寸法Ｔと、回転軸１２の直径Ｄとの比（Ｔ／Ｄ）が、０．５〜１．４の範囲になるように形成されている。このような範囲の一例を示せば、回転軸１２の直径Ｄ（ｍｍ）が、それぞれ０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０である場合に、立壁部１３ｂの上記寸法Ｔ（ｍｍ）は、それぞれ０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７に設定されている。
【００４０】
また、溝部１３は、開口１５の幅寸法Ｈと回転軸１２の直径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）が、０．５０〜０．９５の範囲になるように形成されている。同様に、当該範囲内の一例を示せば、回転軸１２の直径Ｄ（ｍｍ）が、それぞれ０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０である場合に、溝部１３の開口１５の幅Ｈ（ｍｍ）は、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９に設定されている。
【００４１】
そして、上記構成からなるウェート１０は、図３および図４に示すように、側壁１４の先端部端面１４ａのうち、軸線Ｏ方向の両端部を残した中央部分において、側壁１４の外周側部分１４ｂを残した溝部１３側の部分１４ｃが、直方体状の加締めパンチ１８によって溝部１３の開口１５側から底側に向けて加締められることにより、回転軸１２に一体的に結合されるようになっている。
【００４２】
以上の構成からなるウェート１０によれば、回転軸１２が挿通される溝部１３を、回転軸１２の中心角１８０°以上の範囲を内在させる軸挿通部１３ａと、この軸挿通部１３ａと開口１５との間に形成され、回転軸１２の外径寸法よりも狭い間隔Ｈを介して平行に対向する立壁部１３ｂとによって形成しているので、予め側壁１４における溝部１３近傍が、従来のウェートを加締めて塑性変形した後の形状に近付いた形状に形成されていることになる。
【００４３】
この結果、側壁１４の先端部端面１４ａを溝部１３の開口１５側から底側に向けて加締めると、図３に示すように、側壁１４が塑性変形して回転軸１２の外径寸法よりも狭い間隔Ｈの立壁部１３ｂ間が一層幅狭になるとともに、回転軸１２を溝部１３の底部１６および立壁部１３ｂの近傍に位置する軸挿通部１３ａの天井部１７との３点によって強固に挟むことにより、ウェート１０を回転軸１２に高い引抜き強度で固定することができる。
【００４４】
したがって、上記構成からなるウェート１０によれば、より小さな加締め力によってウェート１０を回転軸１２に結合させることができる。ちなみに、本発明者等の実験によれば、例えば従来の略１／３といった浅い加締め量にも拘わらず、従来と比較して１．５〜２．５倍の引抜き強度を得ることができた。したがって、上記ウェート１０にあっては、その製造が容易であることに加えて、さらにウェート１０が小型化した場合においても、クラックを生じることなく、確実に高い引抜き強度でモータの回転軸１２に固定することができる。この結果、ウェート１０を有する振動発生装置およびこの装置を組み込む携帯電話（小型無線機等を含む）全体の小型軽量化を実現することが可能になる。また、加締め荷重を小さくし、且つウェート１０の側壁１４におけるクラックの発生を防ぐことができるために、上記振動発生装置の生産性を向上させることができ、且つウェート１０の高比重化による振動効率の向上も可能となる。
【００４５】
そしてさらに、上記ウェート１０においては、形状精度が高く且つＮｉの析出のないものを得ることができるので、軸挿通部１３ａを回転軸１２に精密に嵌合させることができる。しかも、上述した成分範囲に規定されたＮｉおよびＦｅの成分により、十分な延性を有するものとなるので、上述したように、加締めだけで回転軸１２に強固に固定することができる。すなわち、ウェート１０が回転軸１２に対して軸回り、軸方向にずれるのを確実に防止することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
次ぎに、この発明の第２の実施の形態を説明する。この実施の形態で示すウェートは、上述したＮｉおよびＦｅに加えて、結合相形成成分としてのＣｕを０．５〜２重量％の範囲で含有させ、且つＮｉ、ＦｅおよびＣｕの全量が１０重量％以下となるように含有するすべく規定したものであり、その他は上記第１の実施の形態と同一である。
【００４７】
Ｃｕ成分は、Ｗ粉末の焼結に必要な比較的融点の低い液相を提供し、且つＮｉ−Ｆｅ−Ｃｕ合金の固溶体を形成することによって焼結の促進と強度の向上に寄与する結合相形成成分である。また、Ｃｕについても、上述したＷ等と同程度の平均粒径（１〜５μｍ）の粉末が用いられている。
【００４８】
そして、このＣｕ成分を上記のような範囲に規定しているのは、０．５重量％未満では焼結性を向上させる効果がほとんど見られないからであり、２重量％を超えると余分な液相の発生によって、Ｗ粉末の位置ずれを起こし、冷却後に全体的に歪んだ形状を生じさせることになるためである。
【００４９】
また、上記ウェートを製造する際には、上述した図１のＳＰ１において、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅの粉末にさらにＣｕの粉末を加えることになる。そして、上述したＳＰ２〜ＳＰ６の処理を順次行うことにより、タングステン基焼結合金によって構成されたウェートが完成する。
【００５０】
上記のように構成されたウェートにおいては、上記第１の実施の形態に対してさらにＣｕが０．５〜２重量％の範囲で含有していることから、当該第１の実施の形態よりさらに焼結の促進および強度の向上を図ることができる。すなわち、Ｃｕを含有させることにより、Ｎｉより低い温度で液相を発生させることができるので、焼結性の向上を図ることができる。また、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｕ合金による結合相形成成分によって、強度の向上を図ることができる。
【００５１】
また、上述した図２〜４に示すウェート１０を構成することによって、加締めるだけで回転軸１２に強力に固定可能なものを得ることができる。
【００５２】
【実施例】
次に、この発明の実施例について、表１を参照して説明する。表１は、本焼結を行った後の各タングステン基焼結合金の試験結果を示したものである。試験結果は、比較例１〜５、実施例１〜８のものについて表示した。
【００５３】
（成分組成について）
原料粉末として、いずれも１〜５μｍの範囲内の平均粒径を有するＷ粉末、Ｎｉ粉末、Ｆｅ粉末およびＣｕ粉末を用意し、これらの原料粉末を表１に示す成分組成となるように配合した。
【００５４】
（試験方法）
試験は、抗折試験片によって行った。
抗折試験片は、日本工業規格におけるＪＩＳＢ−４１０４に基づく断面四角形の棒状のものであり、その断面の縦×横の寸法が４．０ｍｍ×８．０ｍｍで、長さが２４ｍｍとなっている。
また、この抗折試験片の製造にあたって、湿式ボールミル粉砕、混合、乾燥、造粒、成形、予備焼結、本焼結については、上述したＳＰ２〜ＳＰ５の通りである。また、本焼結（ＳＰ５）の温度は約１３４０〜１４６０℃の範囲内に入るように設定した。
【００５５】
判定は、上述のようにして製造された抗折試験片の比重、抗折強度、抗折歪、寸法精度に基づいて行った。なお、抗折強度は、曲げ荷重によって抗折試験片が破断する直前の当該抗折試験片の最大曲げ応力を意味し、抗折歪は、上記破断直前の抗折試験片の歪を意味する。また、寸法精度は、抗折試験片の所定位置の外面間の寸法が所定の公差内に入れば「良」とし、形状精度の低下やＮｉの析出により上記寸法が所定の公差内に入らなければ「否」とした。さらに、総合判定は、×、△、○、◎の記号で示し、○以上、すなわち○または◎であれば上述したモータの回転軸１２に固定する偏心ウェートとして使用可能であると評価した。
【００５６】
（考察）
表１に示された結果から、本発明のウェート（抗折試験片）の実施例１〜８は、従来のウェート（抗折試験片）としての比較例１〜５に比べて、何れも比重が１７以上の高比重となり、抗折強度および抗折歪が高く強度および靱性の点で優れたものであり、且つ寸法精度に優れたものである（形状精度が高く且つＮｉの析出がない）ことから、携帯電話の振動モータに取り付ける偏心ウェートとして十分使用可能であるという評価を得ることができた。
【００５７】
【表１】

【００５８】
なお、上記各実施の形態においては、ウェート１０を、モータの回転軸１２に結合するように構成したが、このウェート１０は、例えば往復運動をするアクチュエータの軸や、その他の回転運動や往復運動をする軸に加締めにより結合するように構成してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、結合相形成成分としてのＮｉが１〜６重量％、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲であって、且つこれらのＮｉおよびＦｅの合計量が１０重量％以下であるとともに、ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５の範囲内に設定されているので、十分多く含有された結合相形成成分の液相化により、良好な焼結性を確保することができる。すなわち、残留空孔が極めて少なく緻密なタングステン基焼結合金を得ることができる。
【００６０】
また、焼結時には融点の低いＮｉから融点の高いＦｅへと順次溶融することになるが、上述のようにＮｉの絶対量が１〜６重量％に制限され、且つＦｅとの重量による相対比率もＮｉ／Ｆｅで０．２〜１．５となるように制限されているので、溶融したＮｉに対するＷの溶解反応が緩やかになり、全体的に緩やかで均一な収縮が実現できる。このため、焼結の際に、Ｗの各粒子が相対的に大きくずれるのを防止することができるので、冷却後に歪みが生じた状態になるのを防止することができる。
【００６１】
したがって、形状精度の高いものを得ることができる。
【００６２】
また、Ｎｉが過剰に溶融した状態になるのを避けることができるので、当該Ｎｉが固化の際に表面に析出するのを防止することができる。したがって、例えばモータの回転軸を嵌合させる挿通溝等を有する場合でも、当該挿通溝等の内面間の寸法がＮｉの析出によって変化することがないので、モータの回転軸との嵌合公差を適正な範囲におさめることができる。しかも、Ｎｉの析出がなくなるので、表面が滑らかな美観の優れたものを得ることができる。
【００６３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明に対してさらにＣｕが０．５〜２重量％の範囲で含有しているので、焼結の促進および強度の向上を図ることができる。すなわち、Ｃｕを含有させることにより、Ｎｉより低い温度で液相を発生させることができるので、焼結性の向上を図ることができる。また、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｕ合金による結合相形成成分によって、強度の向上を図ることができる。
【００６４】
請求項３に記載の発明によれば、モータの回転軸に、加締めによって一体的に結合されるようになっているので、当該回転軸に、結合のための種々の手段を設けることなく簡単に固定することができる。即ち、形状精度が高く且つＮｉの析出による寸法変化がなく、しかも十分な延性を有していることから、加締めによるだけで回転軸に強固に固定することができる。従って、加締め後に、回転軸に対して、その軸回りおよび軸方向に相対的に位置ずれを起こすのを確実に防止することができる。そして、Ｗによる高比重化の達成によって、極めて小さな偏心ウェートを構成することができるので、例えば携帯通信機器に使用することによって、この携帯通信機器の軽薄短小化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態として示したタングステン基焼結合金製ウェートの製造プロセスのフロー図である。
【図２】同タングステン基焼結合金製ウェートを示す正面図である。
【図３】同タングステン基焼結合金製ウェートを示す図であって、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】同タングステン基焼結合金製ウェートを電動モータの回転軸に加締めにより結合した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ウェート（タングステン基焼結合金製ウェート）

Claims

結合相形成成分として、Ｎｉが１〜６重量％の範囲、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲であって、且つこれらの全量が１０重量％以下となるように含有するとともに、上記ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５となるように設定され、上記ＮｉおよびＦｅ以外の残部が分散相形成成分としてのＷ及び不可避不純物からなる組成を有し、比重が１７〜１８となるように調整されたタングステン基焼結合金によって形成されていることを特徴とするタングステン基焼結合金製ウェート。
結合相形成成分として、Ｎｉが１〜６重量％の範囲、Ｆｅが０．５〜５重量％の範囲、Ｃｕが０．５〜２重量％の範囲であって、且つこれらの全量が１０重量％以下となるように含有するとともに、上記ＮｉとＦｅとの含有量の重量による相対比率であるＮｉ／Ｆｅが０．２〜１．５となるように設定され、上記Ｎｉ、ＦｅおよびＣｕ以外の残部が分散相形成成分としてのＷ及び不可避不純物からなる組成を有し、比重が１７〜１８となるように調整されたタングステン基焼結合金によって形成されていることを特徴とするタングステン基焼結合金製ウェート。
モータの回転軸に、加締めによって一体的に結合されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のタングステン基焼結合金製ウェート。