JPH055153A - 銅含有鉄基焼結合金の製造方法 - Google Patents
銅含有鉄基焼結合金の製造方法Info
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- JPH055153A JPH055153A JP16204591A JP16204591A JPH055153A JP H055153 A JPH055153 A JP H055153A JP 16204591 A JP16204591 A JP 16204591A JP 16204591 A JP16204591 A JP 16204591A JP H055153 A JPH055153 A JP H055153A
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- copper
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 銅含有鉄基焼結合金のスケルトンに微細な銅
を析出させる方法において、銅を焼結原料粉末から供給
すると焼結により銅粒子が粗大成長することを防止す
る。 【構成】 ０．２％以上２．０％以下のＣを含有する鉄
基焼結合金にＣｕ又はＣｕ合金を溶浸し、溶浸材料のＣ
ｕの一部を鉄基焼結合金に固溶させ、その後、固溶Ｃｕ
の一部を微細なＣｕ相として鉄基地内に析出させる。
を析出させる方法において、銅を焼結原料粉末から供給
すると焼結により銅粒子が粗大成長することを防止す
る。 【構成】 ０．２％以上２．０％以下のＣを含有する鉄
基焼結合金にＣｕ又はＣｕ合金を溶浸し、溶浸材料のＣ
ｕの一部を鉄基焼結合金に固溶させ、その後、固溶Ｃｕ
の一部を微細なＣｕ相として鉄基地内に析出させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は銅含有鉄基焼結合金の製
造方法に関するものであり、さらに詳しく述べるなら
ば、鉄基焼結合金の空孔をＣｕ又はＣｕ合金により封孔
することにより強度を高めるとともに、鉄基焼結合金の
鉄基地に銅を微細析出させることにより特にたたかれに
対する耐摩耗性を高めた鉄基焼結合金の製造方法に関す
る。
造方法に関するものであり、さらに詳しく述べるなら
ば、鉄基焼結合金の空孔をＣｕ又はＣｕ合金により封孔
することにより強度を高めるとともに、鉄基焼結合金の
鉄基地に銅を微細析出させることにより特にたたかれに
対する耐摩耗性を高めた鉄基焼結合金の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、焼結体の持つ空孔をＣｕまたはＣ
ｕ合金の溶浸により封孔し強度を向上させた鉄基焼結合
金は周知である。本出願人はＣｕを混合した合金鋼粉を
成形し焼結する際に、Ｃｕを母材である鉄基地中に固溶
させ、その後適当な熱処理を行うことによって、微細な
Ｃｕ相を基地中に析出させた耐摩耗性焼結合金の製造方
法の特許出願をしている（特願昭６３−２５５３６３
号）。
ｕ合金の溶浸により封孔し強度を向上させた鉄基焼結合
金は周知である。本出願人はＣｕを混合した合金鋼粉を
成形し焼結する際に、Ｃｕを母材である鉄基地中に固溶
させ、その後適当な熱処理を行うことによって、微細な
Ｃｕ相を基地中に析出させた耐摩耗性焼結合金の製造方
法の特許出願をしている（特願昭６３−２５５３６３
号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前掲特許出願の方法を
実施する際に、析出するＣｕを焼結原料粉中に混合され
たＣｕ又はＣｕ合金から供給する場合にはＣｕ（合金）
粉末と鉄系粉末を混合して焼結すると、前者の焼結が後
者より先に進行するために焼結体には粗大な銅相が形成
される。このような粗大な銅相は摺動摩耗の際に摩耗の
起点になるので好ましくない。したがって、本発明者は
溶浸法で使用される溶浸材料から析出Ｃｕを供給するこ
とにより摺動特性が優れた銅含有鉄基焼結合金を製造す
る方法を提供することを目的とする。
実施する際に、析出するＣｕを焼結原料粉中に混合され
たＣｕ又はＣｕ合金から供給する場合にはＣｕ（合金）
粉末と鉄系粉末を混合して焼結すると、前者の焼結が後
者より先に進行するために焼結体には粗大な銅相が形成
される。このような粗大な銅相は摺動摩耗の際に摩耗の
起点になるので好ましくない。したがって、本発明者は
溶浸法で使用される溶浸材料から析出Ｃｕを供給するこ
とにより摺動特性が優れた銅含有鉄基焼結合金を製造す
る方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、０．２
％以上２．０％以下のＣを含有する鉄基焼結合金にＣｕ
又はＣｕ合金を溶浸し、溶浸材料のＣｕの一部を鉄基焼
結合金に固溶させ、その後、固溶Ｃｕの一部を微細なＣ
ｕ相として鉄基地内に析出させる熱処理を行うことを特
徴とする。
％以上２．０％以下のＣを含有する鉄基焼結合金にＣｕ
又はＣｕ合金を溶浸し、溶浸材料のＣｕの一部を鉄基焼
結合金に固溶させ、その後、固溶Ｃｕの一部を微細なＣ
ｕ相として鉄基地内に析出させる熱処理を行うことを特
徴とする。
【０００５】本発明の第二は、０．２％以上２．０％以
下のＣを含有する鉄基合金粉末成形体を予備焼結し、該
鉄基合金粉末の予備焼結体を前記Ｃｕ又はＣｕ合金の融
点以上の温度に加熱し、Ｃｕ又はＣｕ合金の溶浸と予備
焼結体の焼結を行い、溶浸材料のＣｕの一部を鉄基焼結
合金に固溶させ、その後、固溶Ｃｕの一部を微細なＣｕ
相として鉄基地内に析出させる熱処理を行うことを特徴
とする。
下のＣを含有する鉄基合金粉末成形体を予備焼結し、該
鉄基合金粉末の予備焼結体を前記Ｃｕ又はＣｕ合金の融
点以上の温度に加熱し、Ｃｕ又はＣｕ合金の溶浸と予備
焼結体の焼結を行い、溶浸材料のＣｕの一部を鉄基焼結
合金に固溶させ、その後、固溶Ｃｕの一部を微細なＣｕ
相として鉄基地内に析出させる熱処理を行うことを特徴
とする。
【０００６】本発明の第一及び第二は、鉄基焼結合金又
は予備焼結合金をＣｕ又はＣｕ合金の液相発生温度域に
適当な時間保持し、予備焼結体の場合は鉄基合金のスケ
ルトンを焼結させると共に、空孔にＣｕまたはＣｕ合金
を溶浸させ、さらに溶融Ｃｕ（合金）とスケルトンの反
応によりＣｕをスケルトンの鉄基合金中に拡散させ、適
量のＣｕをオーステナイトＦｅ中に固溶させ，鉄基基地
の強化を図ると共にその後の熱処理により固溶Ｃｕの一
部を微細なＣｕ相として析出させることを骨子とする。
鉄基合金はＣｕ又はＣｕ合金溶浸時に発生する異常膨張
を防止するために、Ｃ：０．２％以上を含む必要があ
る。但し、Ｃが２．０％を超えると炭化物量が多くなり
過ぎ、スケルトンが硬く脆くなるため好ましくないの
で、Ｃ含有量は０．２〜２．０％とする必要がある。鉄
基合金は上記以外のＭｏ、Ｗ、Ｃｒなどの耐摩耗性向上
合金元素を必要に応じて含有する。但し、鉄基焼結合金
が鉄基へのＣｕの固溶度を高めるＮｉ等の元素を含有す
ると、Ｃｕの固溶度が高まるために溶浸後の熱処理によ
って微細なＣｕ相を析出することができなくなるので、
Ｎｉ等の元素の含有量は１％以下にすることが好まし
い。
は予備焼結合金をＣｕ又はＣｕ合金の液相発生温度域に
適当な時間保持し、予備焼結体の場合は鉄基合金のスケ
ルトンを焼結させると共に、空孔にＣｕまたはＣｕ合金
を溶浸させ、さらに溶融Ｃｕ（合金）とスケルトンの反
応によりＣｕをスケルトンの鉄基合金中に拡散させ、適
量のＣｕをオーステナイトＦｅ中に固溶させ，鉄基基地
の強化を図ると共にその後の熱処理により固溶Ｃｕの一
部を微細なＣｕ相として析出させることを骨子とする。
鉄基合金はＣｕ又はＣｕ合金溶浸時に発生する異常膨張
を防止するために、Ｃ：０．２％以上を含む必要があ
る。但し、Ｃが２．０％を超えると炭化物量が多くなり
過ぎ、スケルトンが硬く脆くなるため好ましくないの
で、Ｃ含有量は０．２〜２．０％とする必要がある。鉄
基合金は上記以外のＭｏ、Ｗ、Ｃｒなどの耐摩耗性向上
合金元素を必要に応じて含有する。但し、鉄基焼結合金
が鉄基へのＣｕの固溶度を高めるＮｉ等の元素を含有す
ると、Ｃｕの固溶度が高まるために溶浸後の熱処理によ
って微細なＣｕ相を析出することができなくなるので、
Ｎｉ等の元素の含有量は１％以下にすることが好まし
い。
【０００７】溶浸するＣｕ合金の合金元素は特に限定さ
れず、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｆｅなどの通常の溶浸材料で
使用される合金元素を使用することができる。これらの
元素は鉄基地に固溶される量は非常に少ない。溶浸に使
用するＣｕ又はＣｕ合金の重量はスケルトンの空孔相当
分よりも少ないと、封孔されない空孔が多くなり好まし
くなく、多すぎると過剰のＣｕが焼結体表面に染み出す
ためにその除去のための加工が必要になり好ましくな
い。したがって、溶浸に使用するＣｕ又はＣｕ合金の重
量は通常の溶浸量であるスケルトンの空孔相当分に固溶
・析出させるＣｕ量、例えば１〜８％（溶浸重量とスケ
ルトン重量との合計量に対する重量％）を加えたものと
する。適切なＣｕ又はＣｕ合金量は、スケルトンの空孔
率、焼結温度域でのＣｕ固溶量によって実験的に決まる
が、一般には上述のようにスケルトンの空孔相当量（５
〜２０％）＋１〜８％となる。
れず、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｆｅなどの通常の溶浸材料で
使用される合金元素を使用することができる。これらの
元素は鉄基地に固溶される量は非常に少ない。溶浸に使
用するＣｕ又はＣｕ合金の重量はスケルトンの空孔相当
分よりも少ないと、封孔されない空孔が多くなり好まし
くなく、多すぎると過剰のＣｕが焼結体表面に染み出す
ためにその除去のための加工が必要になり好ましくな
い。したがって、溶浸に使用するＣｕ又はＣｕ合金の重
量は通常の溶浸量であるスケルトンの空孔相当分に固溶
・析出させるＣｕ量、例えば１〜８％（溶浸重量とスケ
ルトン重量との合計量に対する重量％）を加えたものと
する。適切なＣｕ又はＣｕ合金量は、スケルトンの空孔
率、焼結温度域でのＣｕ固溶量によって実験的に決まる
が、一般には上述のようにスケルトンの空孔相当量（５
〜２０％）＋１〜８％となる。
【０００８】溶浸及び合金化による固溶は、溶浸に使用
するＣｕ又はＣｕ合金の種類によって定まる液相発生温
度以上でかつ鉄基焼結合金の部分溶融による軟化に起因
する大きな寸法・組織変化が起こる温度以下で行う。一
般には１１００〜１２００℃の範囲で３０分以上保持す
ることで行う。この温度が１１００℃以下では鉄基スケ
ルトン中へのＣｕの固溶量が十分ではなく、逆に１２０
０℃以上となるとスケルトンの成分により液相が発生す
るようになり、寸法及び組織の変化が大きくなるので好
ましくない。なお予備焼結を行う場合は９００〜１１０
０℃の温度範囲が好ましい。さらに、焼結後は冷却時の
粗大なＣｕ相の析出を防ぐため、ガス冷程度以上の冷却
速度で冷却し、その後微細なＣｕ相を析出させるため４
００〜７００℃で焼戻しを行う。
するＣｕ又はＣｕ合金の種類によって定まる液相発生温
度以上でかつ鉄基焼結合金の部分溶融による軟化に起因
する大きな寸法・組織変化が起こる温度以下で行う。一
般には１１００〜１２００℃の範囲で３０分以上保持す
ることで行う。この温度が１１００℃以下では鉄基スケ
ルトン中へのＣｕの固溶量が十分ではなく、逆に１２０
０℃以上となるとスケルトンの成分により液相が発生す
るようになり、寸法及び組織の変化が大きくなるので好
ましくない。なお予備焼結を行う場合は９００〜１１０
０℃の温度範囲が好ましい。さらに、焼結後は冷却時の
粗大なＣｕ相の析出を防ぐため、ガス冷程度以上の冷却
速度で冷却し、その後微細なＣｕ相を析出させるため４
００〜７００℃で焼戻しを行う。
【０００９】
【作用】溶浸Ｃｕ（合金）は空孔を充填した後鉄基地に
固溶するから、Ｃｕ（合金）粉末粒子を焼結する場合の
ようにスケルトン内に粗大なＣｕ相が生成することが避
けられる。以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。
固溶するから、Ｃｕ（合金）粉末粒子を焼結する場合の
ようにスケルトン内に粗大なＣｕ相が生成することが避
けられる。以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。
【００１０】
【実施例】粒度が１５０〜２００メッシュにピークを持
つ５％のＭｏを均一に固溶する合金鉄粉に、３２５メッ
シュアンダーの黒鉛粉を最終組成で１．３％になるよう
に加え、さらに金型成形の際に型抜けを良くするために
潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．６％加えた混合粉
をプレスにて７ｔ／ｃｍ2 の成形圧力で成形し、スケル
トンを作成した。
つ５％のＭｏを均一に固溶する合金鉄粉に、３２５メッ
シュアンダーの黒鉛粉を最終組成で１．３％になるよう
に加え、さらに金型成形の際に型抜けを良くするために
潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．６％加えた混合粉
をプレスにて７ｔ／ｃｍ2 の成形圧力で成形し、スケル
トンを作成した。
【００１１】他方、市販の溶浸用銅粉を上記スケルトン
重量の１６％になるよう秤量し、スケルトンを作成した
のと同一金型を使い、プレスにて４ｔ／ｃｍ2 の成形圧
力で成形し、Ｃｕ溶浸体を作成した。使用した溶浸銅合
金粉は１００メッシュアンダーで０．８％の潤滑剤を含
む組成が３．８％Ｆｅ−２．７５％Ｍｎ−２．２％Ｚｎ
−０．６％Ｓｉ−残Ｃｕのものである。
重量の１６％になるよう秤量し、スケルトンを作成した
のと同一金型を使い、プレスにて４ｔ／ｃｍ2 の成形圧
力で成形し、Ｃｕ溶浸体を作成した。使用した溶浸銅合
金粉は１００メッシュアンダーで０．８％の潤滑剤を含
む組成が３．８％Ｆｅ−２．７５％Ｍｎ−２．２％Ｚｎ
−０．６％Ｓｉ−残Ｃｕのものである。
【００１２】次いで、スケルトンにＣｕ溶浸体を重ね、
真空雰囲気下で６５０℃で１時間脱蝋した後、１０５０
℃で３０分保持しスケルトンを予備焼結した後、１１３
０℃で１．５時間保持し焼結と溶浸を行った。焼結後は
９００℃まで炉冷し、９００℃よりガス冷却した。さら
に微細なＣｕを析出させるため、５５０℃で１時間の焼
戻し処理を行った。以上の処理の結果、焼結空孔が銅合
金で埋められ、鉄基地には溶浸材料に起因する微細なＣ
ｕ相が析出した組織を有する鉄基焼結合金が得られた。
真空雰囲気下で６５０℃で１時間脱蝋した後、１０５０
℃で３０分保持しスケルトンを予備焼結した後、１１３
０℃で１．５時間保持し焼結と溶浸を行った。焼結後は
９００℃まで炉冷し、９００℃よりガス冷却した。さら
に微細なＣｕを析出させるため、５５０℃で１時間の焼
戻し処理を行った。以上の処理の結果、焼結空孔が銅合
金で埋められ、鉄基地には溶浸材料に起因する微細なＣ
ｕ相が析出した組織を有する鉄基焼結合金が得られた。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明法によれば、
（イ）溶浸用Ｃｕ（合金）による空孔の封孔を行うため
に強度が高く、（ロ）析出Ｃｕ相を溶浸用Ｃｕ（合金）
から供給するために摩耗の起点となるスケルトン中の粗
大なＣｕ相の成長を防止し、耐摩耗性が優れ、（ハ）熱
処理によりＣｕをスケルトン内に微細析出相を析出させ
ることができる。
（イ）溶浸用Ｃｕ（合金）による空孔の封孔を行うため
に強度が高く、（ロ）析出Ｃｕ相を溶浸用Ｃｕ（合金）
から供給するために摩耗の起点となるスケルトン中の粗
大なＣｕ相の成長を防止し、耐摩耗性が優れ、（ハ）熱
処理によりＣｕをスケルトン内に微細析出相を析出させ
ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ０．２％以上２．０％以下のＣを含有す
る鉄基焼結合金にＣｕ又はＣｕ合金を溶浸し、溶浸材料
のＣｕの一部を鉄基焼結合金に固溶させ、その後、固溶
Ｃｕの一部を微細なＣｕ相として鉄基地内に析出させる
熱処理を行うことを特徴とする銅含有鉄基焼結合金の製
造方法。 【請求項２】 ０．２％以上２．０％以下のＣを含有す
る鉄基合金粉末成形体を予備焼結し、該鉄基合金粉末の
予備焼結体をＣｕ又はＣｕ合金の融点以上の温度に加熱
し、前記Ｃｕ又はＣｕ合金の溶浸と予備焼結体の焼結を
行い、溶浸材料のＣｕの一部を鉄基焼結合金に固溶さ
せ、その後、固溶Ｃｕの一部を微細なＣｕ相として鉄基
地内に析出させる熱処理を行うことを特徴とする銅含有
鉄基焼結合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16204591A JPH055153A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 銅含有鉄基焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16204591A JPH055153A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 銅含有鉄基焼結合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055153A true JPH055153A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15747046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16204591A Pending JPH055153A (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 銅含有鉄基焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH055153A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115074599A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-20 | 西安西电高压开关有限责任公司 | 一种铁骨架的铜铁合金及其制备方法 |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP16204591A patent/JPH055153A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115074599A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-20 | 西安西电高压开关有限责任公司 | 一种铁骨架的铜铁合金及其制备方法 |
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