JP2016540114A - 粉末冶金による気密なコンポーネントを得るための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
i) コンポーネントの金属マトリックスの質量の少なくとも55%を確定する、鉄、ニッケル、銅によって定義される元素のいずれかおよびこれらの元素の2つまたは3つの混合物から選択された金属粉末、ならびに、3から30体積%の間で変化する含有率を有する、高密度化剤としておよび固体潤滑剤としての二硫化モリブデン粉末を混合する工程;
ii) 前工程で得られた混合物を均質化する工程;
iii) 取扱いに耐性があり、5から25体積%の間の一次細孔を示す成形体を達成するまで、均質化した混合物を圧縮することによって、金型の空洞を充填する工程;
iv) 成形体を、二硫化モリブデンとコンポーネントのマトリックスを形成する金属粉末との反応、硫化鉄、硫化ニッケルまたは硫化銅の形成、およびマトリックスを形成する金属粉末中へのモリブデンの拡散を可能にするのに十分な温度および期間に供する工程;
v) 成形体を、既に反応した二硫化モリブデンと共に、反応の間に形成された硫化物を液相へ転換するために十分な温度に供して、成形体の焼結工程を終了する前に一次細孔を充填する工程。
本発明の方法の目的は、圧縮された材料が焼結工程に供される前に、粉末の選択、粉末材料を金型に圧縮する既知の工程を含む。本発明の場合、方法は、焼結の終わりまでに、特定の意図される用途に要求される特性を示す気密な微細構造を得ることを可能にするために(即ち、液体または気体の流体の流れを抑制するために使用され、コンポーネントの異なる組立て条件でその通路を密封する気密なコンポーネントを得るために)最適化された一軸型の圧縮を使用する。
Claims (11)
- 以下の工程:
i) 鉄、ニッケル、銅によって規定される元素のいずれかおよびこれらの元素の2つまたは3つの混合物から選択された金属粉末を、元素またはその混合物の含有率がコンポーネントの金属マトリックスの質量の少なくとも55%を規定する限り、3から30体積%の間で変化する含有率を有する、高密度化剤としておよび固体潤滑剤としての二硫化モリブデン粉末と混合する工程;
ii) 前工程で得られた混合物を均質化する工程;
iii) 取扱いに耐性があり、5から25体積%の間の一次細孔(P1)%を示す成形体を達成するまで、均質化した混合物を圧縮することによって、金型の空洞を充填する工程;
iv) 成形体を、二硫化モリブデンと製造されるコンポーネントのマトリックスを形成する金属粉末との反応、硫化鉄、硫化ニッケルおよび硫化銅の少なくとも1つの形成、マトリックスを形成する金属粉末中への、反応から出たモリブデンの拡散を可能にするのに十分な温度および期間に供する工程;
v) 成形体の焼結工程を終了する前に、成形体を、既に反応した二硫化モリブデンと共に、硫化物を一次細孔(P1)を充填する液相へ転換するために十分な温度に供する工程
を含むことを特徴とする、粉末冶金技術を用いる気密なコンポーネントを得るための方法。 - 成形体の金属マトリックスを形成する粉末材料は、鉄、ニッケル、銅、クロム、モリブデン、ニオブ、マンガン、リン、炭素、バナジウム、珪素および硫黄から選択される合金元素の少なくとも1つをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 成形体の金属マトリックスを形成する粉末材料は、金属マトリックスの材料の質量の0.01から20%の間で変化する各含有率において合金元素の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 成形体の金属マトリックスを形成する粉末材料は、10から180μmの間の粒径(レーザー粒度分布によって測定されるd90)を示すことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 高密度化剤の粉末は、1.0から60μmの間の粒径(レーザー粒度分布によって測定されるd90)を示すことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 金型の内部の粉末混合物を圧縮する工程は、300から800MPaの圧力下で行われることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 二硫化モリブデンと金属マトリックスの元素の反応温度が750℃より高いが金属マトリックスの焼結温度より低いことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 焼結時間は、初期の粉末混合物に添加される高密度化剤のより低いまたはより高い量(質量における%含有率)に応じて、5から180分であることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- さらに以下の追加の工程:混合物を均質化する工程の前に、金属マトリックスを形成する元素と二硫化モリブデンの混合物に少なくとも1つの追加の固体潤滑剤を添加する工程;粉末表面の考えられる酸化物を除去するために、還元雰囲気を使用して、成形体を単一の焼結熱サイクルに供し、追加の固体潤滑剤の蒸発を引き起こすのに十分な温度を、追加の固体潤滑剤の抽出および成形体内のそれぞれの二次細孔の形成を促進するために必要な時間の間維持し、その後既に追加の固体潤滑剤を含まない成形体を、二硫化モリブデンの反応工程、硫化鉄、硫化銅または硫化ニッケルを相互に連通する一次細孔(P1)および二次細孔(P2)を充填する液相へ液化する工程、およびマトリックスの金属粉末を焼結する工程に供する工程を含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 固体潤滑剤の粉末は、1.0から60μmの間の粒径(レーザー粒度分布によって測定されるd90)を示すことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 成形体を形成するのに使用される追加の固体潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛、アミド、硫化マンガン、グラファイトおよび六方晶窒化ホウ素から選択される要素の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項9および10のいずれか一項に記載の方法。
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