JPH0214401B2

JPH0214401B2 -

Info

Publication number: JPH0214401B2
Application number: JP60204477A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Narisawa
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1985-09-18
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1990-04-09
Also published as: JPS6267102A

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的本発明は、青銅粉の製造方法に関する。

従来技術 −200メツシユ以下の微細な銅粉と−200メツシ
ユ以下の微細な錫粉を混合し、非酸化性雰囲気中
で550〜750℃で30分〜３時間加熱して焼結・合金
化された青銅焼結体を粉砕し、極めて不規則な形
状をした成形性のすぐれた青銅粉をつくる方法と
して、福田金属箔粉工業(株)より特許が出されてい
る（特許公報昭46−33778）。

従来技術の問題点青銅系粉末冶金製品を製造する場合、ほとんど
は銅粉と錫粉を目的の組成（例えば、Cu―10％
Sn）の割合に混合した粉末を使用し、成形、焼
結することによつて行つてきた。しかし、この方
法では、比重、粒度、粒形の違つた銅粉と錫粉を
完全に均一に混合することは、困難である。ま
た、混合粉末を原料とした場合、焼結過程で液相
を介在して銅と錫の合金化が行われる液相焼結と
なり、焼結時の収縮率が大きく、寸法精度の高い
部品をつくるには不都合であつた。これらの欠点
を改善するためには、合金粉（青銅粉）を原料と
して使用すればよい。しかし合金粉の製造法とし
て一般的なアトマイズ法による青銅粉では、粒子
形状が球状であるため、成形性が悪いためにあま
り普及していない。こうした背景の中で、福田金
属箔粉工業(株)で発明された焼結青銅粉は、粒子形
状が不規則であるため、成形性がアトマイズ青銅
粉よりすぐれたものであつた。

しかしながら、最近では、あらゆる産業分野に
おいて、小型化、軽量化を進める傾向にあり、粉
末冶金製品の利用も拡大している。こうした中
で、焼結青銅部品の中の軸受材は薄肉品（肉厚１
mm以下）や小物（重量１ｇ以下）が多くなつてい
る。

これらの場合、混合粉末法では、混合が均一で
ないと焼結部品の合金組成に異常をきたすため、
合金粉を使用することが望ましい。また、こうし
た焼結部品の製造においては、コストを低くする
ために成形、焼結工程の一貫自動化が必要であ
り、こうした場合には、成形後の圧粉体が焼結前
に破損されないために高い成形性が要求される。
さらに自動成形工程では、原料粉末が金型内に円
滑かつ十分に充てんされなければならないので、
流動性がすぐれる原料粉末が要求される。

このようにユーザー側の要求が高度化してきた
現在、従来の焼結青銅粉は、その原料として−
200メツシユ以下の銅粉が100％であるものを使つ
ているため、青銅粉の粒度が微細になり、流動性
が悪く、成形性もユーザー側の要求を満足する水
準に達していない。そのため、さらに成形性と流
動性を改善した焼結青銅粉が求められている。

発明の構成本発明者等は、鋭意研究の結果以下の発明をな
した。

即ち、樹枝状晶が非常に発達した形状の電解銅
粉50〜70％と、樹枝状晶の発達をおさえた形状を
した電解銅粉50〜30％の２種類を混合した−80メ
ツシユ以下200メツシユ以上が30〜40％含まれる
電解銅粉であつて、他は200メツシユ以下の粒径
のものである電解銅粉と、−250メツシユ以下の微
細な錫粉を混合した後、650〜750℃で20〜1.5時
間焼結し合金化させた焼結塊を粉砕して、成形性
および流動性を改善した焼結青銅粉の製造方法で
ある。

発明の作用以下本発明について詳細に説明する。

本発明で用いる電解銅粉は、樹枝状晶が非常に
発達した形状のもの、さらに樹枝状晶の発達をお
さえた形状をしたものである。

「樹枝状晶が非常に発達した形状」とは、先端
が細い一次粒子が成長した杉の葉状の形状をい
う。また「樹枝状晶の発達をおさえた形状」とは
先端が丸味を帯びた一次粒子が成長したぶどうの
ふさ状の形状をいう。

また前記２種類の銅粉の比率は、樹枝状晶が非
常に発達したものを50〜70％とし、他の樹枝状晶
の発達をおさえた形状のものを50〜30％とするこ
とが好ましい。

「樹枝状晶の発達した銅粉」は本件青銅粉の成
形性を良くするために使用するもので、一方の
「発達をおさえた銅粉」は流動性を良くするため
に使用する。この二つの特性は相反するもので、
「樹枝状晶の発達した銅粉」の混合比が70％以上
であると（「発達をおさえた銅粉」が30％未満）
成形性は非常に良くなるが、流動性が悪化し実用
できない。一方「発達した銅粉」が50％未満であ
ると（「発達をおさえた銅粉」が50％以上）満足
した成形性が得られない。

樹枝状晶が発達したものを製造するためには、
例えば、以下のような操業で製造する。

銅濃度 4.5±1.0ｇ／ fH₂SO₄濃度 100±10ｇ／液温 35±１℃ 電流密度 7.5±0.2A／ｄm² ラツピング間隔 1.0±0.5H （かき落し）また、樹枝状晶の発達をおさえたものを製造す
るためには、例えば以下のような操業で製造す
る。

銅濃度 9.9±0.6ｇ／ fH₂SO₄濃度 100±10ｇ／液温 40±１℃ 電流密度 6.5±0.2A／ｄm² ラツピング間隔 3.0±0.5H 上記の銅粉を、上記比率で混合することによ
り、流動性と成形性を同時に改善した焼結青銅粉
を得ることができる。

さらに、上記混合粉の粒度は一定の微小な粉で
あることを要するが、80メツシユ以下〜200以上
の粒径が30〜40％含まれ、他は200メツシユ以下
の粒径であることを要す。

30％以下である場合は、圧粉密度が小さく、抗
析力も小さいからである。

40％以上であれば、粒度の粗いものが多くなり
すぎて、焼結が好ましく行われないからである。

さらに焼結の温度および時間を、650〜750℃で
20分〜１時間30分間とする。

1.5時間以上では焼結が進み、焼結塊が強固と
なり、粉砕後の粒子が球形に近くなり成形性が悪
化する。また20分未満では、焼結が不十分で、焼
結塊が軟かくなり粉砕後の粒度が微細になり、流
動性が悪くなる。

温度が750℃以上であると焼結が進み焼結塊が
強固になり、粉砕後の粒子形が球形に近くなり、
成形性が悪くなる。

また、650℃より低い温度では、焼結が不十分
で焼結塊が軟らかく、粉砕後の粒度が微細になる
ため、流動性が悪くなるからである。

通常錫粉は、青銅粉を製造する場合７〜11％添
加される。

さらに、青銅粉の製造のため、錫粉を250メツ
シユ以下の微細なものを添加する。

錫粉の粒度が粗いと、原料混合粉中の錫粉の分
布が不均一になりやすく、不均一であると焼結青
銅粉の合金組成が不均一になるため、−250メツシ
ユ以下とした。

焼結は、非酸化性雰囲気中で行われることが好
ましい。酸化防止のためである。

得られた青銅焼結粉を粉砕機により粉砕し、
100メツシユ以下の焼結粉を得る。

発明の効果以上のように本発明を実施することにより以下
の効果を得る。

(1) 流動度が小さい粉であり、焼結後は抗析力の
大きいものを得ることができる。

(2) 小型化傾向にある焼結製品を製造するために
きわめて好ましい粉である。

実施例 100メツシユ以下の樹枝状晶の発達をおさえた
電解銅粉（100メツシユ以下〜200メツシユ以上が
37.5％含まれる。）63％と、80メツシユ以下の樹
枝状晶が非常に発達した電解銅粉（80メツシユ以
下〜200メツシユ以上が34％含まれる。）37％を十
分に混合する。この結果得られた混合粉の200メ
ツシユ以上80メツシユ以下のものは40％であつ
た。

上記混合銅粉90％と250メツシユ以下の微細な
錫粉10％を十分に混合し、Cu―10％Sn混合粉を
得た。

この混合粉末をステンレス製容器に充填して電
気炉に装入し水素ガスを流しながら710℃で30分
間焼結した。得られた青銅焼結塊を回転式衝撃粉
砕機で粉砕した後、100メツシユの網でふるい分
けを行い−100メツシユ以下の焼結青銅粉を得た。

得られた焼結青銅粉の粒度は、−350メツシユ以
下の微細粉が25.1％で、流動度（JIS Ｚ―2502で
測定）は23.2sec／50ｇであつた。小さい値であ
り好ましいものであつた。

成形性は、焼結青銅粉を2t／cm²で圧縮成形し
て、抗析力試験片（巾10mm、長さ60mm、厚さ９
mm）をつくり、スパンの長さ25mmで抗析力および
圧粉密度を測定した結果、抗析力は122Kg／cm²で、
圧粉密度は5.93ｇ／cm²であつた。

比較例比較のため200メツシユ以下の微細な銅粉を原
料銅粉として、実施例１と同様の方法で焼結青銅
粉を作製したところ、粒度は−350メツシユ以下
が32.3％、流動度は28.5sec／50ｇであつた。高い
値で好ましいものでなかつた。

また同条件で圧粉体の抗析力および圧粉密度を
測定した結果、抗析力は102Kg／mm²、圧粉密度は
5.89ｇ／cm³であり、いずれも小さい値で好ましい
値でなかつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１樹脂状晶が非常に発達した形状の電解銅粉50
〜70％と、樹脂状晶の発達をおさえた形状をした
電解銅粉50〜30％の２種類を混合した−80メツシ
ユ以下200メツシユ以上が30〜40％含まれる電解
銅粉であつて、他は200メツシユ以下の粒径のも
のである電解銅粉と、−250メツシユ以下の微細な
錫粉を混合した後、650〜750℃で20分〜1.5時間
焼結し合金化させた焼結塊を粉砕して、成形性お
よび流動性を改善したことを特徴とする焼結青銅
粉の製造方法。