JPH0356608A - 成型性の良い青銅粉の製造方法 - Google Patents
成型性の良い青銅粉の製造方法Info
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- JPH0356608A JPH0356608A JP19194989A JP19194989A JPH0356608A JP H0356608 A JPH0356608 A JP H0356608A JP 19194989 A JP19194989 A JP 19194989A JP 19194989 A JP19194989 A JP 19194989A JP H0356608 A JPH0356608 A JP H0356608A
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Landscapes
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は粉末冶金用原料金属粉として用いられ、特に銅
系の焼結含油軸受用として有用な成型性の良い青銅粉の
製造方法に関する.〔従来の技術〕 一般に,粉末冶金川原料金属粉を得る方法としては、機
械粉砕法、還元法,電解法、噴霧法等が挙げられる.こ
のうち、還元粉は粒子形状が不規則,多孔質で成型性が
良いことが知られている.これは還元時にCO,ガスあ
るいはH20ガスが放出され、脱気孔があとに残るため
である.一方、軸受用の不規則青銅粉は液体およびガス
噴霧法のうち,液体噴霧法により製造される.この粉末
は不規則形状であるため、ガス噴霧により製造される球
形の粉末よりは成型性が良いというものの,いまだ満足
する成型性を有するとは言い難いものである.その見掛
密度も−330メッシュの割合が20%である粒度分布
の粉末で約3g/cm’と大きいものである.これらの
欠点を改善するため,従来より種々の試みがなされてい
る.例えば、密度が低く、成型性の良い焼結含ib軸受
用青銅粉のv3造方法としては、溶湯金属にガス体を封
入し,次いで液体噴霧法により噴霧して得た合金粉末を
強制酸化した後、還元処理を行う特公昭52−3747
5号公報,あるいは強制酸化するかわりに酸化銅CuO
のような酸化物を添加する特開昭64−39301号公
報に示される方法が知られている. 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら,特公昭52−37475号公報の方法は
酸化炉等の設備を要し、また製造工程が多くなって経済
的ではないという問題点を有し、といってこれらの問題
点を改善した特開昭64−39301号公報記載の方法
では,成型性および軸受特性はいまだ充分でないという
問題点を有するものである. 本発明の目的は上述した従来技術の有する問題点を解決
し,酸化工程を経ることなく、しかも酸化物添加法より
もさらに成型性が良く、かつ軸受にした場合に圧環強度
が高く、多孔質で不規則形状の含浦軸受用青銅粉を経済
的に製造し得る方法を提(Bすることにある. 〔問題点を解決するための手段〕 この目的を達成させるために、本発明は液体噴霧法によ
り得られた青銅粉と、粉砕して粒径が30μ醜以下であ
る炭酸銅粉末および/または水酸化銅粉末との混合粉末
を,還元性ガス雰囲気中にて500〜730℃の温度範
囲で20〜90分間熱処理を施し,次いで80メッシュ
以下に解砕することを特徴とするものである. 〔作 用〕 以上のように本発明では,液体噴霧法により得られた青
銅粉に30μ厘以下である炭ra@粉末および/または
水酸化銅粉末を混合するため,炭酸銅粉末および/また
は水酸化銅粉末が青銅粉末中に均一に混合され,次いで
この混合粉を還元性ガス雰囲気中にてSOO〜730℃
の温度範囲で20〜90分間保持することにより,この
昇温から加熱保持中に第1段の反応として例えば次に示
すような炭酸銅および/または水酸化銅の分解反応が起
る. CuCO,=CuO+GO,↑ 2CuC03・Cu(OH)2=3CuO+2CO,↑
+H20↑Cu(OH),=CuO+H.O↑
・・・・・・(l)式さらに,第2段の反応と
して分解生成物である酸化@ C u OがH.ガスお
よび/またはCOガスにより還元されてCO,および/
またはH,0ガスが発生する. CuO+H,=Cu+H,O↑ CuO+CO=Cu+CO,↑ ・・・・・・
(2)式これらの2段のガス発生反応による造孔作用に
より,見掛密度が小さく、多孔質で威型性の良い青銅粉
が得られる. 以下に本発明を詳細に説明する. 本発明に使用される青銅粉としては液体噴瀞法により製
造された不規則形状のものとする.この青銅粉に混合さ
れる炭酸銅および/または水酸化銅のうち、炭酸銅の組
成はその製造履歴によって異なり、CuC03、CuC
O, ・Na,CO,・3H.Oおよび塩基性炭酸銅と
呼ばれるCuC O, ・Cu(O H),や2 Cu
C Os ・Cu(O H)i等の組或で示される種類
があるが、いずれを用いても問題ない。
系の焼結含油軸受用として有用な成型性の良い青銅粉の
製造方法に関する.〔従来の技術〕 一般に,粉末冶金川原料金属粉を得る方法としては、機
械粉砕法、還元法,電解法、噴霧法等が挙げられる.こ
のうち、還元粉は粒子形状が不規則,多孔質で成型性が
良いことが知られている.これは還元時にCO,ガスあ
るいはH20ガスが放出され、脱気孔があとに残るため
である.一方、軸受用の不規則青銅粉は液体およびガス
噴霧法のうち,液体噴霧法により製造される.この粉末
は不規則形状であるため、ガス噴霧により製造される球
形の粉末よりは成型性が良いというものの,いまだ満足
する成型性を有するとは言い難いものである.その見掛
密度も−330メッシュの割合が20%である粒度分布
の粉末で約3g/cm’と大きいものである.これらの
欠点を改善するため,従来より種々の試みがなされてい
る.例えば、密度が低く、成型性の良い焼結含ib軸受
用青銅粉のv3造方法としては、溶湯金属にガス体を封
入し,次いで液体噴霧法により噴霧して得た合金粉末を
強制酸化した後、還元処理を行う特公昭52−3747
5号公報,あるいは強制酸化するかわりに酸化銅CuO
のような酸化物を添加する特開昭64−39301号公
報に示される方法が知られている. 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら,特公昭52−37475号公報の方法は
酸化炉等の設備を要し、また製造工程が多くなって経済
的ではないという問題点を有し、といってこれらの問題
点を改善した特開昭64−39301号公報記載の方法
では,成型性および軸受特性はいまだ充分でないという
問題点を有するものである. 本発明の目的は上述した従来技術の有する問題点を解決
し,酸化工程を経ることなく、しかも酸化物添加法より
もさらに成型性が良く、かつ軸受にした場合に圧環強度
が高く、多孔質で不規則形状の含浦軸受用青銅粉を経済
的に製造し得る方法を提(Bすることにある. 〔問題点を解決するための手段〕 この目的を達成させるために、本発明は液体噴霧法によ
り得られた青銅粉と、粉砕して粒径が30μ醜以下であ
る炭酸銅粉末および/または水酸化銅粉末との混合粉末
を,還元性ガス雰囲気中にて500〜730℃の温度範
囲で20〜90分間熱処理を施し,次いで80メッシュ
以下に解砕することを特徴とするものである. 〔作 用〕 以上のように本発明では,液体噴霧法により得られた青
銅粉に30μ厘以下である炭ra@粉末および/または
水酸化銅粉末を混合するため,炭酸銅粉末および/また
は水酸化銅粉末が青銅粉末中に均一に混合され,次いで
この混合粉を還元性ガス雰囲気中にてSOO〜730℃
の温度範囲で20〜90分間保持することにより,この
昇温から加熱保持中に第1段の反応として例えば次に示
すような炭酸銅および/または水酸化銅の分解反応が起
る. CuCO,=CuO+GO,↑ 2CuC03・Cu(OH)2=3CuO+2CO,↑
+H20↑Cu(OH),=CuO+H.O↑
・・・・・・(l)式さらに,第2段の反応と
して分解生成物である酸化@ C u OがH.ガスお
よび/またはCOガスにより還元されてCO,および/
またはH,0ガスが発生する. CuO+H,=Cu+H,O↑ CuO+CO=Cu+CO,↑ ・・・・・・
(2)式これらの2段のガス発生反応による造孔作用に
より,見掛密度が小さく、多孔質で威型性の良い青銅粉
が得られる. 以下に本発明を詳細に説明する. 本発明に使用される青銅粉としては液体噴瀞法により製
造された不規則形状のものとする.この青銅粉に混合さ
れる炭酸銅および/または水酸化銅のうち、炭酸銅の組
成はその製造履歴によって異なり、CuC03、CuC
O, ・Na,CO,・3H.Oおよび塩基性炭酸銅と
呼ばれるCuC O, ・Cu(O H),や2 Cu
C Os ・Cu(O H)i等の組或で示される種類
があるが、いずれを用いても問題ない。
水酸化銅は、Cu(OH),なる組戊で示されるものを
用いることが好ましい。
用いることが好ましい。
これらの炭酸網および/または水酸化網は粒径が30μ
m以下に粉砕されたものとする.これより大きいと青銅
粉中に均一に混合出来ない.青銅粉へはこれら微粉砕さ
れ、上述した組或を有する炭酸銅および水酸化網のうち
いずれか1種または2種以上を混合したものを添加する
.添加量としては青銅粉重量に対して1〜40重量%が
好ましく.より好ましくは5〜20重量%である.これ
より少ないと添加効果が十分でなく、またこれより多く
なると成型性の改善効果が飽和してしまうことに加えて
炭酸基および/または水酸基の分だけ還元炉の処理量が
多くなり,軽済的でなくなる。■銅粉とこれら添加物と
の混合には,最終工程である調合工程で用いられるV型
混合機のような混合機が用いられる.次にこの混合され
た粉末を熱処理炉に入れ、H2ガス,アンモニア分解ガ
ス、COガス等の還元性ガス雰囲気中において、500
〜730℃の温度範囲で20〜90分間保持する.なお
,示差熱分析によるとC u C O sの分解温度は
約600℃、Cu(0H)Zの分解温度は約500℃で
あり、塩基性炭酸鋼の分解温度はC u C O 3と
C u (O H )zとの比率および雰囲気中の水蒸
気分圧により異なり、このため熱処理温度および時間に
ついては、炭酸銅および/または水酸化鋼の組成および
添加量によって最適条件が決定される.しかし、一般に
銅系軸受を製造する場合の焼結温度は750〜800℃
であり、成型性の良い青銅粉を製造する場合にも730
℃を超えると焼結が進んで焼結体の強度が大きくなり、
後工程である解砕工程に負担をかけることになるので、
熱処理温度は730℃以下とする.なお、熱処理温度が
500℃未満では焼結が不十分となる.熱処理炉から出
てくる弱く焼結した青銅粉はハンマーミル等の解砕機で
80メッシュ以下に解砕された後、分級機により一定の
粒度毎に篩分けられ,しかる後にV型混合機を用いて所
定の粒度に調合される.−330メッシュが20重量%
になるように調合された本発明による青銅粉を用いて、
見掛密度および社団法人粉体粉末冶金協会標準JSPM
−4に規定される方法に従い成型性を示す指標の1つで
あるラトラー値を測定した結果、見掛密度およびラトラ
ー値の低い粉、すなわち成型性の良い青銅粉が得られた
.またこの本発明による青銅粉を成型、焼結し, JI
S Z 2505およびJISZ2507で規定され
る方法で含抽軸受特性の1つである焼結密度および圧環
強さを測定したところ、従来の方法で製造された青銅粉
を用いる場合よりも、焼結密度および圧環強さが大きく
なるものであった. なお、このような本発明は、液体噴霧された不規則形状
の銅粉の成型性の向上にも応用できるものと考えられる
。
m以下に粉砕されたものとする.これより大きいと青銅
粉中に均一に混合出来ない.青銅粉へはこれら微粉砕さ
れ、上述した組或を有する炭酸銅および水酸化網のうち
いずれか1種または2種以上を混合したものを添加する
.添加量としては青銅粉重量に対して1〜40重量%が
好ましく.より好ましくは5〜20重量%である.これ
より少ないと添加効果が十分でなく、またこれより多く
なると成型性の改善効果が飽和してしまうことに加えて
炭酸基および/または水酸基の分だけ還元炉の処理量が
多くなり,軽済的でなくなる。■銅粉とこれら添加物と
の混合には,最終工程である調合工程で用いられるV型
混合機のような混合機が用いられる.次にこの混合され
た粉末を熱処理炉に入れ、H2ガス,アンモニア分解ガ
ス、COガス等の還元性ガス雰囲気中において、500
〜730℃の温度範囲で20〜90分間保持する.なお
,示差熱分析によるとC u C O sの分解温度は
約600℃、Cu(0H)Zの分解温度は約500℃で
あり、塩基性炭酸鋼の分解温度はC u C O 3と
C u (O H )zとの比率および雰囲気中の水蒸
気分圧により異なり、このため熱処理温度および時間に
ついては、炭酸銅および/または水酸化鋼の組成および
添加量によって最適条件が決定される.しかし、一般に
銅系軸受を製造する場合の焼結温度は750〜800℃
であり、成型性の良い青銅粉を製造する場合にも730
℃を超えると焼結が進んで焼結体の強度が大きくなり、
後工程である解砕工程に負担をかけることになるので、
熱処理温度は730℃以下とする.なお、熱処理温度が
500℃未満では焼結が不十分となる.熱処理炉から出
てくる弱く焼結した青銅粉はハンマーミル等の解砕機で
80メッシュ以下に解砕された後、分級機により一定の
粒度毎に篩分けられ,しかる後にV型混合機を用いて所
定の粒度に調合される.−330メッシュが20重量%
になるように調合された本発明による青銅粉を用いて、
見掛密度および社団法人粉体粉末冶金協会標準JSPM
−4に規定される方法に従い成型性を示す指標の1つで
あるラトラー値を測定した結果、見掛密度およびラトラ
ー値の低い粉、すなわち成型性の良い青銅粉が得られた
.またこの本発明による青銅粉を成型、焼結し, JI
S Z 2505およびJISZ2507で規定され
る方法で含抽軸受特性の1つである焼結密度および圧環
強さを測定したところ、従来の方法で製造された青銅粉
を用いる場合よりも、焼結密度および圧環強さが大きく
なるものであった. なお、このような本発明は、液体噴霧された不規則形状
の銅粉の成型性の向上にも応用できるものと考えられる
。
次に実施例および比較例を示す。
実施例1
水アトマイズされた、粒度−330メッシュの粉末を9
0重量%含む青銅粉に、粒径20μmの塩基性炭酸網(
組成2 CuC O, ・Cu(O H)−)を青銅粉
に対する重量比でIO重量%(CuO換算では5.5重
量%)添加し,V型混合機で20分間混合した.この混
合粉をアンモニア分解ガス雰囲気中,650℃で30分
間保持した.この熱処理された青銅粉をハンマーミルで
−80メッシュに解砕し、分級機で分級した後、−33
0メッシュが20重量%になるように粒度分布を調整し
、見#4密度を測定したところ、2.2g/c1であっ
た。この塩基性炭酸銅で処理した青銅粉にステアリン酸
亜鉛を0.5%混合し,或型圧力2t/cIl2で円柱
状に成型し、ラトラー値を測定したところ、2.0%で
あった.また,成型圧力2t/cI12で円筒状に成型
したものにつき焼結密度および圧環強さをill’l定
したところ,それぞれ6.56 g /cm . 22
.6kg/ m1であった.これらの結果を第1表に示
す. 実施例2 実施例1において、塩基性炭酸銅の添加比を18,1重
量%(CuO換算10重景%)とし、熱処理時間を45
分間とした以外は全く同様に処理した.この処理された
青銅粉の特性値の測定結果を第1表に示す。
0重量%含む青銅粉に、粒径20μmの塩基性炭酸網(
組成2 CuC O, ・Cu(O H)−)を青銅粉
に対する重量比でIO重量%(CuO換算では5.5重
量%)添加し,V型混合機で20分間混合した.この混
合粉をアンモニア分解ガス雰囲気中,650℃で30分
間保持した.この熱処理された青銅粉をハンマーミルで
−80メッシュに解砕し、分級機で分級した後、−33
0メッシュが20重量%になるように粒度分布を調整し
、見#4密度を測定したところ、2.2g/c1であっ
た。この塩基性炭酸銅で処理した青銅粉にステアリン酸
亜鉛を0.5%混合し,或型圧力2t/cIl2で円柱
状に成型し、ラトラー値を測定したところ、2.0%で
あった.また,成型圧力2t/cI12で円筒状に成型
したものにつき焼結密度および圧環強さをill’l定
したところ,それぞれ6.56 g /cm . 22
.6kg/ m1であった.これらの結果を第1表に示
す. 実施例2 実施例1において、塩基性炭酸銅の添加比を18,1重
量%(CuO換算10重景%)とし、熱処理時間を45
分間とした以外は全く同様に処理した.この処理された
青銅粉の特性値の測定結果を第1表に示す。
実施例3
実施例lにおいて、塩基性炭酸銅の代わりに水酸化綱C
u(OH)zを添加し,熱処理温度を700℃とした以
外は全く同様に処理した。この処理された青銅粉の特性
値のill!l定結果を第1表に示す. 比較例1 実施例1において,塩基性炭酸銅を加えないこと以外は
全く同様に処理して、塩基性炭酸銅を添加しない青銅粉
を作成した.この青銅粉の見掛密度は2.8g/cm’
、ラトラー値は30%、焼結密度は6.54g/am3
、圧環強さは20.6kH/asであった。この結果を
実施例1〜3と比較して第1表に示す。
u(OH)zを添加し,熱処理温度を700℃とした以
外は全く同様に処理した。この処理された青銅粉の特性
値のill!l定結果を第1表に示す. 比較例1 実施例1において,塩基性炭酸銅を加えないこと以外は
全く同様に処理して、塩基性炭酸銅を添加しない青銅粉
を作成した.この青銅粉の見掛密度は2.8g/cm’
、ラトラー値は30%、焼結密度は6.54g/am3
、圧環強さは20.6kH/asであった。この結果を
実施例1〜3と比較して第1表に示す。
比較例2
実施例1において、塩基性炭酸銅の代わりに酸化銅Cu
Oを青銅粉に対して、10重量%添加したこと以外は全
く同様に処理した。このCuOで処理した青銅粉の見掛
密度は2.3g/cm、ラトラー値は2.6%、焼結密
度は”Og/cI11、圧環強さは20.3kg/mm
”であった.この結果を実施例1〜3と比較して第1表
に示す.(以下余白) 第1表に示されるように,塩基性炭酸銅2CuCO3・
Cu(OH)zを青銅粉重量に対し、10重量%(Cu
O換算5.5重景%》青銅粉に混合した場合、18.1
重量%(CuO換算10重量%)青銅粉に混合した場合
と、CuOを青銅粉に対しIO重量%混合した場合、と
の特性を比較すると、塩基性炭酸銅を混合して処理した
場合の方が成型性が良く,また焼結密度が大きく、しか
も圧環強さの大きい青銅粉が得られており、この効果は
塩基性炭酸銅の添加および分解反応が寄与した結果であ
ると考えられる. 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明によれば酸化させるための
設備が不要であり,最終工程である調合工程で一般に使
用されているV型混合機等の設備を共用でき;経済的に
青銅粉を製造することができる。また、CuO等の酸化
物混合法では熱処理中の脱ガス反応は、例えば(2)式
に示される反応だけであるが,本発明の場合(2)式の
反応が起こる前に、例えば.( 1 ) 式に示すよう
な分解反応が起こり、CO2ガスおよび/またはH,O
ガスが発生して造孔作用を促し,(2)式だけによるも
のに比べて多孔質でより戊型性の良い青銅粉が得られる
. また,実施例に示されるように、炭酸銅および/または
水酸化銅を混合処理すると,焼結密度が上がり,圧環強
さが青銅粉にCuO等の酸化物を混合する方法に比較し
て大きくなるという新たな特徴をも有するものである.
Oを青銅粉に対して、10重量%添加したこと以外は全
く同様に処理した。このCuOで処理した青銅粉の見掛
密度は2.3g/cm、ラトラー値は2.6%、焼結密
度は”Og/cI11、圧環強さは20.3kg/mm
”であった.この結果を実施例1〜3と比較して第1表
に示す.(以下余白) 第1表に示されるように,塩基性炭酸銅2CuCO3・
Cu(OH)zを青銅粉重量に対し、10重量%(Cu
O換算5.5重景%》青銅粉に混合した場合、18.1
重量%(CuO換算10重量%)青銅粉に混合した場合
と、CuOを青銅粉に対しIO重量%混合した場合、と
の特性を比較すると、塩基性炭酸銅を混合して処理した
場合の方が成型性が良く,また焼結密度が大きく、しか
も圧環強さの大きい青銅粉が得られており、この効果は
塩基性炭酸銅の添加および分解反応が寄与した結果であ
ると考えられる. 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明によれば酸化させるための
設備が不要であり,最終工程である調合工程で一般に使
用されているV型混合機等の設備を共用でき;経済的に
青銅粉を製造することができる。また、CuO等の酸化
物混合法では熱処理中の脱ガス反応は、例えば(2)式
に示される反応だけであるが,本発明の場合(2)式の
反応が起こる前に、例えば.( 1 ) 式に示すよう
な分解反応が起こり、CO2ガスおよび/またはH,O
ガスが発生して造孔作用を促し,(2)式だけによるも
のに比べて多孔質でより戊型性の良い青銅粉が得られる
. また,実施例に示されるように、炭酸銅および/または
水酸化銅を混合処理すると,焼結密度が上がり,圧環強
さが青銅粉にCuO等の酸化物を混合する方法に比較し
て大きくなるという新たな特徴をも有するものである.
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、液体噴霧法により得られた青銅粉と、粉砕して粒径
が30μm以下である炭酸銅粉末および/または水酸化
銅粉末との混合粉末を、還元性ガス雰囲気中にて500
〜730℃の温度範囲で20〜90分間熱処理を施し、
次いで80メッシュ以下に解砕することを特徴とする成
型性の良い青銅粉の製造方法。 2、炭酸銅粉末および/または水酸化銅粉末の混合量が
、青銅粉に対する重量比で1〜40%の範囲である請求
項1記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19194989A JPH0356608A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 成型性の良い青銅粉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19194989A JPH0356608A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 成型性の良い青銅粉の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0356608A true JPH0356608A (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=16283138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19194989A Pending JPH0356608A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 成型性の良い青銅粉の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0356608A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104493155A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 铜陵国传电子材料科技有限公司 | 一种CuSn10合金青铜粉的制作方法 |
CN105458275A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-06 | 湖南省天心博力科技有限公司 | 一种粉末冶金用铜锡10合金粉末的制造方法 |
-
1989
- 1989-07-25 JP JP19194989A patent/JPH0356608A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104493155A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 铜陵国传电子材料科技有限公司 | 一种CuSn10合金青铜粉的制作方法 |
CN105458275A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-06 | 湖南省天心博力科技有限公司 | 一种粉末冶金用铜锡10合金粉末的制造方法 |
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