JP6467535B1 - 溶浸用Cu系粉末 - Google Patents
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Abstract
Fe系基材の溶浸材になる溶浸用Cu系粉末であって、該Cu系粉末からなる溶浸材は、溶浸率が高くてFe系基材を高密度化できるため、高強度であり高靭性なFe系合金の焼結部品を製造することができ、また、基材表面を浸食しないから、溶浸後の基材の表面状態は良好であり、しかも、溶浸後に残滓が残らないから、残滓除去工程が不要な溶浸材になる溶浸用Cu系粉末を提供する。
【解決手段】
溶浸用のCu系粉末であって、前記Cu系粉末は、Fe又はCoを1.5〜4.0質量%とCuとを含有し、1373K〜1423Kの温度域における最も低級な凝縮相酸化物の標準生成自由エネルギーが前記温度域におけるCr酸化物の標準生成自由エネルギー以下である元素の総含有量が0.3質量%以下である溶浸用Cu系粉末。
【選択図】なし
Description
しかし、Cu単体の溶浸材の場合は、溶浸率が高く、残滓は残らないという特長があるが、基材表面に浸食が発生するという問題がある。
基材にCu単体を溶浸させると、基材中のFeが溶浸材側へ溶融するために基材表面に浸食による窪み(以下「浸食ピット」と言う)ができたり、表面が荒れたりすることがあるが、本発明における溶浸用Cu系粉末には、予めFeを添加しているので、このような基材表面の浸食を防止することができる。
単体粉末は溶浸条件によってはCuに拡散し難くなるからである。
単体粉末は一般的な溶浸温度域ではCuに拡散し難いからである。
潤滑剤を添加すれば、潤滑性が向上して、成形し易い溶浸材になる。
Cuが1.5質量%、Cが1.0質量%、残部がFeとなるように、電解Cu粉末、黒鉛粉末及びアトマイズFe粉末を混合した後、ステアリン酸亜鉛を0.8質量%添加した混合粉末13.7gを巾12mm×長さ30mmの角柱状で密度6.8g/cm3の圧粉体となるように成形して基材を作製した。
実施例及び比較例の各Cu系粉末は、ICP発光分光分析装置iCAP7600(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製)で含有する元素を定量した後、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を0.5質量%添加し、基材の気孔に対し70体積%となる量の粉末を直径11mmの円板状に圧粉した溶浸材を作製した。
基材の圧粉体上に溶浸材を載せて一段溶浸法により溶浸した。
溶浸条件としては、823Kで30分間加熱して溶浸材中の潤滑剤を脱ロウした後、1403Kで30分間加熱した。
焼結炉内の雰囲気は水素:窒素が3:1の混合ガス雰囲気とした。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe−Zn合金粉末(Cu/Fe/Zn=Bal./1.5/0.5質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe−Zn合金粉末(Cu/Fe/Zn=Bal./4.0/3.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を50質量%、Cu粉末を50質量%配合した。
実施例2と同じCu−Fe−Zn合金粉末のみを使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Co−Zn合金粉末(Cu/Co/Zn=Bal./1.5/0.5質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Co−Zn合金粉末(Cu/Co/Zn=Bal./4.0/3.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を50質量%、Cu粉末を50質量%配合した。
実施例5と同じCu−Co−Zn合金粉末のみを使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe合金粉末(Cu/Fe=Bal./4.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を37.5質量%、Cu粉末を62.5質量%配合した。
実施例7と同じCu−Fe合金粉末を50質量%、Cu粉末を50質量%配合した。
実施例9では実施例7と同じCu−Fe合金粉末のみを使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Co合金粉末(Cu/Co=Bal./4.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を37.5質量%、Cu粉末を62.5質量%配合した。
実施例10と同じCu−Co合金粉末を50質量%、Cu粉末を50質量%配合した。
実施例10と同じCu−Co合金粉末のみを使用した。
Fe粉末(不純物元素は測定限界以下)を2.0質量%、Zn粉末(不純物元素は測定限界以下)を1.5質量%、残部をCu粉末(不純物元素は測定限界以下)として配合した。混合後の成分分析ではSiが0.01質量%検出された。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe−Zn合金粉末(Cu/Fe/Zn=Bal./4.0/3.0質量%:溶湯中にCr,Si,Ti,Caの総含有量が0.3質量%より多くなるように添加した)を、50質量%、Cu粉末を50質量%配合し、Cr,Si,Ti,Caの総含有量が0.3質量%以下となるようにした。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe合金粉末(Cu/Fe=Bal./0.5質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe合金粉末(Cu/Fe=Bal./5.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Co合金粉末(Cu/Co=Bal./0.5質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Co合金粉末(Cu/Co=Bal./5.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe−Zn合金粉末(Cu/Fe/Zn=Bal./2.0/1.5質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%より多くなるように添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Co−Zn合金粉末(Cu/Co/Zn=Bal./2.0/1.5質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%より多くなるように添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe合金粉末(Cu/Fe=Bal./2.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%より多くなるように添加した)を使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Co合金粉末(Cu/Co=Bal./2.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%より多くなるように添加した)を使用した。
実施例13と同じCu−Fe−Zn混合粉末にSi粉末を0.34質量%配合し、Siの総含有量が0.3質量%以上となるようにした。
実施例14のCu−Fe−Zn合金粉末のみを使用した。
アトマイズ法により製造されたCu−Fe−Zn合金粉末(Cu/Fe/Zn=Bal./2.0/4.0質量%:溶湯中にMn,Si,Alを総含有量が0.3質量%以下となる範囲でごく微量添加した)を使用した。
溶浸率は、以下の数1に基づいて計算した。
塊状もしくは粉末状の残滓の有無を目視と触感で確認した。
残滓が確認されたものを「あり」、確認されなかったものを「なし」として評価した。
浸食の有無は顕微鏡による観察(倍率50倍)と目視で確認した。
浸食が確認されたものを「あり」、確認されなかったものを「なし」として評価した。
したがって、本発明は産業上の利用可能性の高い発明である。
Claims (4)
- 溶浸用のCu系粉末であって、前記Cu系粉末は、Fe又はCoを1.5〜4.0質量%とCuとを含有し、1373K〜1423Kの温度域における最も低級な凝縮相酸化物の標準生成自由エネルギーが前記温度域におけるCr酸化物の標準生成自由エネルギー以下である元素の総含有量が0.3質量%以下である溶浸用Cu系粉末。
- Znを0.5〜3.0質量%含有する請求項1記載の溶浸用Cu系粉末。
- 潤滑剤を0.1〜1.0質量%含有する請求項1又は2記載の溶浸用Cu系粉末。
- 請求項1乃至3いずれか記載の溶浸用Cu系粉末を用いた溶浸材。
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