JP5632969B2 - モリブデン/二硫化モリブデン金属物品および同物品の生産方法 - Google Patents
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Description
主としてモリブデンおよび二硫化モリブデン(Mo/MoS2)を含む固体製品または金属物品10、ならびに該金属物品10を生産するための方法12を、図1に示す。金属物品10は、モリブデンおよび二硫化モリブデンを含む複合金属粉末14を圧密化または圧粉することにより生産または形成される。本明細書中でより詳細に記載するように、金属物品10は、単純な(plain)モリブデン製品と比較して、さまざまなトライボロジー的パラメーター(例えば摩擦係数および摩耗)において著しい改善を示す。したがって、本発明のMo/MoS2金属物品10は、広範な用途において、広範な主要目的のために、用いることができる。
焼結は、ある温度範囲のいずれかで行うことができる。焼結に用いることができる特定の温度は、最終金属物品10に望ましい密度のほか、金属物品または圧粉体10中に保持されるのに望ましい二硫化モリブデンの量など、さまざまな要因に依存する。
本発明は以下の態様を含む。
[1] 複合金属粉末を含む金属物品であって、前記複合金属粉末が、これをほぼ固体の塊として挙動させるのに十分な圧力下で圧縮されており、前記複合金属粉末が、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成しているモリブデンおよび二硫化モリブデン副粒子の実質的に均質な分散物を含む、前記金属物品。
[2] 約6.0g/cc〜約7.0g/ccの範囲の未処理密度を有する、[1]に記載の金属物品。
[3] 約6.4g/ccの未処理密度を有する、[1]に記載の金属物品。
[4] 約0.48の摩擦係数を有する、[1]に記載の金属物品。
[5] 約0.407μm(Ra)および約3.28μm(ピーク間)の表面仕上げを有する、[1]に記載の金属物品。
[6] 約6重量パーセントの硫黄含量を有する、[1]に記載の金属物品。
[7] 約1重量パーセント〜約50重量パーセントの範囲の二硫化モリブデン含量を有する、[1]に記載の金属物品。
[8] 約16重量パーセントの二硫化モリブデン含量を有する、[7]に記載の金属物品。
[9] 最大約50重量パーセントのニッケル含量を有する、[1]に記載の金属物品。
[10] 約25重量パーセントのニッケル含量を有する、[9]に記載の金属物品。
[11] 本質的に複合金属粉末からなる金属物品であって、前記複合金属粉末が、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成しているモリブデンおよび二硫化モリブデン副粒子の実質的に均質な分散物を含み、前記複合金属粉末が、モリブデン/二硫化モリブデン複合金属粉末をほぼ固体の塊として挙動させるのに十分な圧力下で圧縮されている、前記金属物品。
[12] 以下を含む、金属物品の生産方法:
モリブデンおよび二硫化モリブデン副粒子の実質的に均質な分散物を含む複合金属粉末であって、該副粒子が、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成している、前記複合金属粉末を提供し;そして
前記モリブデン/二硫化モリブデン複合金属粉末を、前記混合物をほぼ固体の塊として挙動させるのに十分な圧力下で圧縮する。
[13] 前記圧縮が軸加圧を含む、[12]に記載の方法。
[14] 前記軸加圧が、約240MPaの圧力を施用することを含む、[13]に記載の方法。
[15] 前記圧縮が熱間等方圧加圧を含む、[12]に記載の方法。
[16] 前記圧縮が冷間等方圧加圧を含む、[12]に記載の方法。
[17] 前記圧縮が温間等方圧加圧を含む、[12]に記載の方法。
[18] 前記圧縮が前記金属物品に約6.0g/cc〜約7.0g/ccの範囲の未処理密度を付与する、[12]に記載の方法。
[19] 前記圧縮が前記金属物品に約6.4g/ccの未処理密度を付与する、[12]に記載の方法。
[20] 複合金属粉末の供給物を提供することが以下を含む、[12]に記載の方法:
モリブデン金属粉末の供給物を提供し;
二硫化モリブデン粉末の供給物を提供し;
前記モリブデン金属粉末および前記二硫化モリブデン粉末を液体と組み合わせてスラリーを形成し;
前記スラリーを高温ガス流中に送り;そして
複合金属粉末を回収する。
[21] 前記スラリーを高温ガス流中に送ることが、前記スラリーを噴霧し、前記噴霧スラリーを高温ガス流と接触させることを含む、[20]に記載の方法。
[22] 前記モリブデン金属粉末および前記二硫化モリブデン粉末を液体と組み合わせることが、前記モリブデン金属粉末および前記二硫化モリブデン粉末を水と組み合わせてスラリーを形成することを含む、[20]に記載の方法。
[23] 前記スラリーが約15重量パーセント〜約50重量パーセントの液体を含む、[20]に記載の方法。
[24] さらに、
バインダー材料の供給物を提供し;そして
前記バインダー材料を前記モリブデン金属粉末、前記二硫化モリブデン粉末、および前記水と組み合わせて、スラリーを形成する、
ことを含む、[20]に記載の方法。
[25] 前記バインダーがポリビニルアルコールを含む、[24]に記載の方法。
[26] 二硫化モリブデン粉末の前記供給物をモリブデン金属粉末の前記供給物に約1重量%〜約50重量%の範囲の量で加えてから、モリブデン金属粉末の前記供給物および二硫化モリブデンの前記供給物を前記液体と組み合わせて前記スラリーを形成する、[24]に記載の方法。
[27] さらに、回収した複合金属粉末を、前記バインダーの実質的にすべてを排除するのに十分な温度で加熱することを含む、[24]に記載の方法。
[28] 前記加熱がさらに、水素雰囲気中での加熱を含む、[27]に記載の方法。
[29] 水素雰囲気中での前記加熱を約500℃〜約825℃の範囲の温度で行う、[28]に記載の方法。
[30] さらに、前記圧縮の後に焼結することを含む、[12]に記載の方法。
[31] 以下を含む、複合金属粉末の生産方法:
モリブデン金属粉末の供給物を提供し;
二硫化モリブデン粉末の供給物を提供し;
前記モリブデン金属粉末および前記二硫化モリブデン粉末を液体と組み合わせてスラリーを形成し;
前記スラリーを高温ガス流中に送り;そして
複合金属粉末を回収する、ここにおいて、前記複合金属粉末は、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成しているモリブデンおよび二硫化モリブデン副粒子の実質的に均質な分散物を含む。
[32] モリブデンおよび二硫化モリブデン副粒子の実質的に均質な分散物を含む複合金属粉末であって、該副粒子が、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成している、前記複合金属粉末。
[33] 50グラムあたり約20秒の範囲のHall流動性を含む、[32]に記載の複合金属粉末。
[34] 約2.3g/cc〜約2.6g/ccの範囲のScott密度を有する、[32]に記載の複合金属粉末生産物。
[35] 約1重量パーセント〜約50重量パーセントの二硫化モリブデンを含む、[32]に記載の複合金属粉末生産物。
[36] 前記複合金属粉末生産物を構成している前記個々の粒子が、約1μm〜約500μmの範囲のサイズを有する、[32]に記載の複合金属粉末生産物。
[37] 前記複合金属粉末生産物を構成する前記個々の粒子が、約1μm〜約100μmの範囲のサイズを有する、[36]に記載の複合金属粉末生産物。
[38] 前記複合金属粉末生産物を構成する前記個々の粒子が、約45μm〜約75μmの範囲のサイズを有する、[36]に記載の複合金属粉末生産物。
12 金属物品の生産方法
14 複合金属粉末
16 滑り軸受
18 工程
20 モリブデン金属粉末
22 二硫化モリブデン粉末
24 液体
26 スラリー
28 噴霧乾燥機
30 供給原料
32 分級
34 圧密化工程
36 機械処理
38 焼結
40 バインダー
42 高温ガス
44 燃焼用空気
46 入口
48 外側シェル
50 一方向空気弁
52 燃焼チャンバー
54 燃料バルブ
56 点火バーナー
58 高温燃焼ガス
60 テール管
62 噴霧器
64 急冷空気
66 入口
68 円錐形出口
70 加熱
72 補足金属粉末
Claims (18)
- 固体の塊に圧縮されたモリブデン/二硫化モリブデン複合金属粉末からなる金属物品であって、前記複合金属粉末が、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成しているモリブデン副粒子および二硫化モリブデン副粒子の均質な分散物からなる、前記金属物品。
- 6.0g/cc〜7.0g/ccの範囲の密度を有する、請求項1に記載の金属物品。
- 6.4g/ccの密度を有する、請求項1に記載の金属物品。
- 0.48の摩擦係数を有する、請求項1に記載の金属物品。
- 0.407μm(Ra)および3.28μm(ピーク間)の表面粗さを有する、請求項1に記載の金属物品。
- 6重量パーセントの硫黄含量を有する、請求項1に記載の金属物品。
- 1重量パーセント〜50重量パーセントの範囲の二硫化モリブデン含量を有する、請求項1に記載の金属物品。
- 16重量パーセントの二硫化モリブデン含量を有する、請求項7に記載の金属物品。
- モリブデン副粒子および二硫化モリブデン副粒子の均質な分散物からなる複合金属粉末であって、該副粒子が、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成している、前記複合金属粉末を提供し;そして
前記モリブデン/二硫化モリブデン複合金属粉末を固体の塊に圧縮する
ことを含む、金属物品の生産方法。 - 前記圧縮が、軸加圧、熱間等方圧加圧、冷間等方圧加圧、及び温間等方圧加圧からなる群から選ばれる1以上を含む、請求項9に記載の方法。
- 複合金属粉末の供給物を提供することが、
モリブデン金属粉末の供給物を提供し;
二硫化モリブデン粉末の供給物を提供し;
前記モリブデン金属粉末および前記二硫化モリブデン粉末を液体と組み合わせてスラリーを形成し;
前記スラリーを高温ガス流中に送り;そして
複合金属粉末を回収する
ことを含む、請求項9に記載の方法。 - 前記スラリーが15重量パーセント〜50重量パーセントの液体を含む、請求項11に記載の方法。
- さらに、
バインダー材料の供給物を提供し;そして
前記バインダー材料を前記モリブデン金属粉末、前記二硫化モリブデン粉末、および前記液体と組み合わせて、スラリーを形成する、
ことを含む、請求項11に記載の方法。 - 二硫化モリブデン粉末の前記供給物をモリブデン金属粉末の前記供給物に1重量%〜50重量%の範囲の量で加えてから、モリブデン金属粉末の前記供給物および二硫化モリブデンの前記供給物を前記液体と組み合わせて前記スラリーを形成する、請求項13に記載の方法。
- 回収した複合金属粉末を、前記バインダーの実質的にすべてを排除するのに十分な温度である500℃〜825℃の範囲の温度で加熱することをさらに含む請求項14に記載の方法。
- モリブデン金属粉末の供給物を提供し;
二硫化モリブデン粉末の供給物を提供し;
前記モリブデン金属粉末および前記二硫化モリブデン粉末を液体と組み合わせてスラリーを形成し;
前記スラリーを高温ガス流中に送り;そして
複合金属粉末を回収する
ことを含む、複合金属粉末の生産方法であって、
前記複合金属粉末は、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成しているモリブデン副粒子および二硫化モリブデン副粒子の均質な分散物を含む、方法。 - モリブデン副粒子および二硫化モリブデン副粒子の均質な分散物を含む複合金属粉末であって、該副粒子が、一緒に融合して前記複合金属粉末の個々の粒子を形成している、前記複合金属粉末。
- 1重量パーセント〜50重量パーセントの二硫化モリブデンを含む、請求項17に記載の複合金属粉末。
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