WO2016208839A1 - 구리-탄소결합분말 및 이를 이용하여 제조되는 압분체 및 슬라이드재 - Google Patents

구리-탄소결합분말 및 이를 이용하여 제조되는 압분체 및 슬라이드재 Download PDF

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WO2016208839A1
WO2016208839A1 PCT/KR2016/001039 KR2016001039W WO2016208839A1 WO 2016208839 A1 WO2016208839 A1 WO 2016208839A1 KR 2016001039 W KR2016001039 W KR 2016001039W WO 2016208839 A1 WO2016208839 A1 WO 2016208839A1
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WO
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powder
copper
graphite
particles
bonded
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PCT/KR2016/001039
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Inventor
강민석
박기봉
남형석
황인영
허은철
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(주)창성
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling

Definitions

  • the present invention relates to a copper-carbon bond powder and a green compact prepared using the same. More particularly, the particles of the copper powder and the graphite powder are bonded to each other by a predetermined binder (binder) to segregate the mixed powder.
  • the present invention relates to a copper-carbon bond powder which can remove the phenomenon but also improve the flowability and other physical properties.
  • Metal powder is used to manufacture metal products by charging the metal powder into a die (die) having a predetermined shape, compressing it to form a green compact, and then extracting and sintering it.
  • various subsidiary materials added to and mixed with the main metal such as graphite and alloy metal, have different particle sizes, shapes, and densities when compared to the main material, and thus segregation in processes such as transport after mixing and charging into the hopper, etc. Causes a phenomenon.
  • the present invention devised in order to achieve the above technical problem, comprising a plurality of copper-graphite bonded particles, the copper-graphite-bonded particles, the particles of the copper powder, to improve the lubricity as a slide material after sintering And a binder agent for bonding the particles of the copper powder and the particles of the graphite powder in a solid state, wherein the binder agent is positioned between the plurality of copper-graphite particles.
  • a copper-graphite bonded powder comprising a lubricant having a function of improving flowability of the copper-graphite bonded powder.
  • the copper-graphite-bonded powder having such a configuration binds (combines) particles having different specific gravity such as copper particles, graphite particles, alloy particles, and the like and vibrates the mixed powder in a transfer process or a subsequent process after mixing. Under the effects, segregation can be removed or at least minimized.
  • the present invention binds (combines) particles having different specific gravity such as copper particles, graphite particles, alloy particles, and the like, and segregation is removed even under a situation in which vibration is applied to the mixed powder in a transfer process or a subsequent process after mixing.
  • the first effect of the application of the lubricant, or at least the influence thereof, can be minimized, so that the flowability can be improved, so that the density of the product can be made uniform when the product is molded by a compacting process or a sintering process. Effect and furthermore, even in a rapid process application for mass production, it has a third effect that small product weight and dimensional deviation can be generated to improve product quality.
  • Example 1 is an SEM image of the powder according to Example 2 (bottom row) and Comparative Example 2 (upper row) of the present invention.
  • Example 2 is an SEM image of the powder according to Example 3 (bottom row) and Comparative Example 3 (upper row) of the present invention.
  • Example 3 is an SEM image of the powder according to Example 4 (bottom row) and Comparative Example 4 (upper row) of the present invention.
  • the present invention devised to solve the above problems, in the copper-graphite-bonded powder, comprising a plurality of copper-graphite-bonded particles, the copper-graphite-bonded particles, particles of copper powder, sintered And a binder agent for binding the particles of the graphite powder and the particles of the graphite powder in a solid state to improve lubricity as a slide material, and the binder agent comprises the plurality of copper-graphite bonds. It is provided between the particles to provide a copper-graphite-bonded powder, characterized in that the lubricant having a function of improving the flowability of the copper-graphite-bonded powder.
  • the copper-graphite-bonded particles a plurality of particles of the graphite powder may be bonded to one particle of the copper powder.
  • the binder agent 0.5 to 3.0 parts by weight may be added to 100 parts by weight of the total copper-graphite bonded powder.
  • the binder may be at least one selected from the group consisting of lithium stearate, zinc stearate, acro wax (Acrawax, C38H76N2O2), kenorube paraffin, aluminum stearate, and paraffin wax. .
  • the copper-graphite-bonded particles further comprise particles of an alloy powder, the particles of the alloy powder are bonded to the particles of the copper powder by the binder agent, the alloy powder is tin, lead , Bismuth and alloys thereof.
  • the copper-graphite-bonded particles, particles of the plurality of alloy powder may be bonded to one particle of the copper powder.
  • the graphite powder may include 0.5 to 10.0 parts by weight of the graphite powder, 0.1 to 3.0 parts by weight of the binder, 5.0 to 13.0 parts by weight of the tin powder, and the balance of the copper powder.
  • the graphite powder may be a copper coating on the surface.
  • Copper-graphite-bonded powder of the present invention comprises a plurality of copper-graphite-bonded particles.
  • the copper-graphite bonded particles include copper powder particles, graphite powder particles for lubrication property improvement as a slide material after sintering, and a binder agent for bonding the copper powder particles and the graphite powder particles.
  • Copper-graphite bond powder of this invention shall refer to the powder which consists of several copper-graphite bond particle
  • the individual copper-graphite-bonding particles constituting the copper-graphite-bonding powder may be formed by binding graphite powder particles to the copper powder particles.
  • the particle size (size) of the copper-graphite particles is one of the factors that determine the pre-sintered density, post-sintered density, strength, and other product characteristics of the product manufactured later using copper-graphite-bonded powder. The decision must be made in consideration of this.
  • the particle size of the copper-graphite bonded particles is determined by the particle size of the copper particles and graphite particles constituting the copper-graphite particles. If the particle size of the copper particles is larger than the particle size of the graphite particles, the overall composition of the copper-graphite particles is determined by one copper particle.
  • One or more graphite powder particles will be in the shape of bonding, but the reverse is not excluded.
  • the main material is copper, and the graphite particles should be determined in consideration of the material for improving the physical properties such as lubricity and workability that the main material copper does not have.
  • grains can use what was manufactured by a well-known method so that it may have predetermined purity and particle size.
  • the average particle size of the copper powder particles is not particularly limited, but may be preferably in the range of 5 to 250 micrometers.
  • the copper-graphite-bonded powder of the present invention is used in the manufacture of a slide material such as a magnetic core, a bearing, and a bush through a compacting process for forming a product shape through pressurization and a subsequent sintering process It is considered that if the average particle size of the copper powder particles is too large, the size of the pores (pores) is not uniform in the compacting step.
  • the average particle size of the copper powder particles is too small compared with the average particle size of the graphite powder particles, it is considered that segregation phenomenon due to the density difference between the copper powder particles and the graphite powder particles may be intensified.
  • Graphite powder particles may be prepared by a known method so as to have a predetermined particle size. Graphite powder particles function as a solid lubricant, and especially when the copper-graphite-bonded powder of the present invention is used as a slide material, the main material copper is dropped out due to repeated impact, friction, etc. from being exposed to the outside of the final product. Function to prevent wear. With respect to the average particle size of the graphite powder particles, it may be preferably in the range of 5 to 200 micrometers. Graphite is difficult to form and sinter the product because it functions as a substance and functions as a substance that hinders and inhibits the sintering of the product as a mineral and has a large volume.
  • the graphite powder used is generally advantageous in small particle size.
  • the average particle size of the graphite powder particles should be determined according to the relationship of the mixing amount with the average particle size of the copper powder particles.
  • most of the mixing targets are taken up by copper powder as the main material.
  • the particle size of the graphite powder is increased, the number of particles of the graphite powder becomes small, which It is considered that this may be a problem because it means that the particles of the powder may be localized in a specific region in the copper powder.
  • the grains of the graphite powder particles are generally in the form of pieces and are exposed to the outside in a manner that is partially recessed and bonded to the copper matrix produced in the sintering process, thereby performing a predetermined function.
  • the bonding force between the graphite powder particles and the copper matrix is If it is weak, the surface of the product may be roughened by dropping out of the slide, and the friction resistance and the like may be lowered.
  • this problem can be compensated.
  • the binder agent has a function of bonding the copper powder particles and the graphite powder particles, so that although the copper powder particles and the graphite powder particles have a difference in density, the graphite powder particles and other alloy powder particles may be copper powder. Relative to the particles (segregation), or each powder particles have the effect of preventing the aggregation (first function).
  • the binder agent proposed by the present invention further includes a function (second function) that is located between a plurality of copper-graphite bonded particles to improve (lubricate) the flowability during mold injection.
  • the lubrication and copper-graphite powder acting between the wall of the die (die) and the copper-graphite powder to which the powder is compressed to prevent excessive friction between the green compact and the die It means all of the lubrication action that is located between the particles and the particles, to ensure the flowability in the process of being charged to the die. Particularly in the former case, it is possible to reduce the force (drawing force) separating the green compact from the die to maintain the life of the die, and to prevent damage to the die surface and the product surface in advance.
  • the binder agent of the present invention maintains a solid state in a state in which copper powder particles and graphite powder particles are combined at room temperature, and does not include a liquid phase at room temperature.
  • the liquid additive is used as the binder agent, the flowability becomes low, which is a problem in the subsequent compacting step, and the like, and when stored for a long time, the binder agent settles in the gravity direction and segregation phenomenon cannot be avoided.
  • any of a series of lubricants can be applied as long as it is used as a powder lubricant as the binder, without being limited to a specific substance.
  • lithium stearate Li-C18H36O2
  • zinc stearate Zinc Stearate, Zn-C18H36O2
  • acrawax Acrawax, C38H76N2O2
  • kenorube paraffin Kenolube Paraffin
  • aluminum stearate Al stearate
  • the material is not limited to such materials as described above.
  • Lithium stearate, zinc stearate and the like are metal soaps which are metal salts other than alkali metal as salts of higher fatty acids, and generally have insolubility. These lubricants basically function between the metal powder particles and improve flowability. Furthermore, these lubricants also have the advantage of burning in the preheating stage (500-600 degrees Celsius) of the sintering process, leaving less impact on the product. In addition, these lubricants have an antirust function to prevent deterioration of the copper powder as a main material through a function such as removing moisture on the metal powder.
  • the present invention intends to remove segregation by using the lubricant as a binder for bonding the copper powder and the graphite powder through a predetermined treatment process. Furthermore, since the lubricants have a solid phase at room temperature, unlike the liquid additives, the lubricants do not cause a problem of deterioration in flowability.
  • the binder of the present invention denatures a part of the initial mixed powder (powder form) to a liquid phase by a predetermined process, and is placed between the particles of the copper powder and the particles of the graphite powder, followed by cooling and solidification, followed by the copper powder.
  • binder and particles of graphite powder and the remainder of the first mixed powder remains in powder form to simultaneously perform internal lubrication function between copper-carbon bonded particles and external lubrication between molding die and powder.
  • the binder of the present invention is added by 0.1 part by weight to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total copper-graphite bonded powder.
  • the binder of the present invention performs a role of a binder by melt-modifying a part of the first mixed powder (powder form) in a liquid phase by a predetermined process, and remaining in a powdered state to maintain internal lubrication between copper-carbon bond particles. Since the initial mixing amount is important. Thus, when the binder is included in less than 0.1 parts by weight relative to the total weight, the problem occurs that the above-mentioned binder and the lubricant can not be performed at the same time.
  • the binder agent exceeds 3.0 parts by weight relative to the total weight part, there is a problem that the ratio of the empty space generated inside the product may increase while the lubricant particles are burned in the sintering process (or preheating step).
  • the problem is that metal residues that may contaminate the inside of the furnace can be left above the allowable level.
  • the copper-graphite bond powder of the present invention may further include an alloy powder.
  • the particles of the alloy powder can be bonded to the particles of the copper powder by the binder agent.
  • the alloy powder tin, zinc, bismuth (Bi) and lead-tin alloys and alloys thereof for the production of process alloys may be selected, but other known methods for improving the physical properties of copper such as rust resistance and strength
  • the powder for the alloy is not excluded.
  • the actual alloying process occurs during sintering, and it should be possible to prevent segregation of the alloy powder in the mixing (bonding) powder stage, which also means that the particles of the alloy powder are bound to the copper powder particles by the binder agent. Is implemented.
  • the average particle size of the alloy powder is smaller than that of the copper powder, it is possible to combine a plurality of particles of the alloy powder with one particle of the copper powder.
  • the average particle size of the alloy powder should be determined in consideration of the alloy composition ratio to secure the required physical properties. Furthermore, in the production of the copper-graphite bond powder, considering that most of the mixing targets occupy copper powder as the main material, when the particle size of the alloy powder is large, the number of particles of the powder becomes small. It is considered that the particles of the powder may be localized in a specific region in the copper powder, and thus may be a problem.
  • the copper-graphite-bonded powder of the present invention 0.5 to 10 parts by weight of graphite powder, 0.1 to 3 parts by weight of binder, 5 to 13 parts by weight of tin powder, and the remainder of copper powder, based on 100 parts by weight of the total Suggest to do.
  • the graphite powder is preferably contained in an amount of 0.5 to 10 parts by weight based on the total weight of the copper-graphite-bonded powder. If it is included in an amount of less than 0.5 parts by weight, the sintering product may have insufficient lubricating effect. Problem occurs. As described above with respect to the content of the binder agent, when the tin powder is contained in less than 5 parts by weight, there is a problem in strength, corrosion resistance, and wear resistance, and when contained in excess of 13 parts by weight, brittleness occurs do.
  • the green compact can be produced using a copper-graphite bond powder.
  • a toroidal powder core having a toroidal guitar shape or the like is applicable, and these may be formed after the compacting process through a sintering process or the like.
  • lubricants should be considered to have problems in reducing the discharge pressure when the height of the manufactured product is large.
  • the effects of the reduction of the die friction of the lubricant should be identified to determine the pressure and blow force acting on the die.
  • the slide member can be produced using a copper-graphite powder.
  • the slide member refers to a material for making a product such as a bearing, a bush, etc., in which a dynamic load repeatedly acts, and in particular, graphite particles included in the copper-graphite bond powder of the present invention perform a friction reducing function.
  • Example of this invention is described with a comparative example.
  • Copper of 100% purity was atomized using water spraying, and the sprayed powder was dried at a temperature of about 120 degrees Celsius.
  • the mixture was passed through a continuous furnace at a temperature range of about 600 to 700 degrees Celsius, and the reduced powder passed through was ground using hammer mill.
  • Copper powder, tin powder, graphite powder, and zinc stearate powder were added to a double cone mixer at the same time by 88.3 wt%, 10 wt%, 1 wt%, and 0.5 wt%, respectively, and were mixed firstly.
  • the first mixed powder was put into a zero gravity mixer, and low-speed mixing was performed while gradually raising the temperature from room temperature to 170 degrees Celsius for 30 minutes.
  • the mixture was cooled while mixing slowly at 170 ° C. to 65 ° C. over 2 hours, and then the powder was discharged.
  • the discharged powder was classified into 80mesh and 60mesh, and finally mixed in a double cone mixer for 3 minutes.
  • Example 2 The same conditions as in Example 1 were conducted except that 3 wt% of graphite powder was mixed.
  • Example 2 The same conditions as in Example 1 were carried out except that 7 wt% of graphite powder was mixed.
  • Copper powder, tin powder, graphite powder, and zinc stearate as lubricants were prepared in a mixing ratio of 88.3 wt%, 10 wt%, 1 wt%, and 0.5 wt%, respectively.
  • Copper powder, tin powder, zinc stearate powder and graphite powder were sequentially added to the double cone mixer, and mixing was performed.
  • AD Apparent Density the values in the Examples were measured to be larger than those in the corresponding Comparative Examples, which, in terms of particle size, slightly reduced the proportion of fines in the Examples, It is analyzed that the ratio is due to a slight increase. If the appearance density is increased, the strength, weight loss rate, and the like become better, so that the case of the embodiments can be seen to be more advantageous than the comparative examples. In the case of the flow rate (F.rate), it can be seen that the case of the embodiment is significantly improved than the case of the comparative example.
  • a mixed powder according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 was charged, and press pressure was applied.
  • a weight standard for the short weight standard (2.12g ⁇ 0.02g) was prepared by randomly selecting 50 pieces in the process of continuously forming 200 pieces at 14 speeds per minute with the final density of 6.2g / cc. The deviation value was measured.
  • a toroidal pressure reducing body (outer powder) having an outer diameter of 22.5 mm, a width of 4.25 mm, and a height of 5 mm
  • the mixed powder according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 was charged, and the press pressure was adjusted.
  • the final density was 6.2g / cc to prepare a pressure-reduced (powdered) body, in the process of continuously forming 200 pieces at 14 speeds per minute, 50 were arbitrarily selected to measure the outer diameter value.
  • the preheat zones 450 to 550 degrees Celsius, 30 to 60 minutes
  • main zones 700 to 800 degrees Celsius
  • Ax (2) N2 (1).
  • 30 ⁇ 60min using a sintering furnace having a cooling zone (approximately 500 degrees Celsius, 60 ⁇ 120min) temperature profile, performs a sintering process of the present 30 minutes (760 degrees Celsius) to form a sintered body, and the outer diameter value After the measurement, the outer diameter shrinkage ratio was calculated in comparison with that of the pressure reducing body.

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Abstract

본 발명은, 구리분말 및 흑연분말의 입자가 소정의 결합제(바인더)에 의해 서로 결합하여, 혼합분말의 편석현상이 제거하되, 흐름성 기타 물성을 개선도 가능하게 하는 구리-탄소결합분말 등에 관한 것으로, 다수의 구리-흑연결합입자;를 포함하여 이루어지고, 구리-흑연결합입자는, 구리분말의 입자, 소결 후 슬라이드재로서의 윤활성 개선을 위한 흑연분말의 입자, 고체상태로 상기 구리분말의 입자와 상기 흑연분말의 입자를 결합하는 바인더제를 포함하여 구성되고, 상기 바인더제는, 상기 다수의 구리-흑연결합입자의 사이사이에 위치하여 상기 구리-흑연결합분말의 흐름성을 개선하는 기능을 구비하는 윤활제로 되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말을 제공한다.

Description

구리-탄소결합분말 및 이를 이용하여 제조되는 압분체 및 슬라이드재
본 발명은, 구리-탄소결합분말 및 이를 이용하여 제조된 압분체 등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 구리분말 및 흑연분말의 입자가 소정의 결합제(바인더)에 의해 서로 결합하여, 혼합분말의 편석현상이 제거하되, 흐름성 기타 물성을 개선도 가능하게 하는 구리-탄소결합분말 등에 관한 것이다.
금속분말은 소정의 형상을 갖는 틀(다이, die)에 당해 금속분말을 장입하고, 압축하여 압분체를 형성한 후, 이를 취출하여 소결함으로써 금속제품을 제조하는 데에 사용되고 있다. 그런데, 주재료인 금속에 부가되어 혼합되는 다양한 부재료-흑연, 합금용금속 등- 는 주재료에 대비하였을 때, 입자의 크기, 형상, 밀도가 다르기 때문에 혼합 후의 수송, 호퍼로의 장입 등의 공정에서 편석현상을 발생시킨다.
또한, 특히 흑연이 포함되는 혼합분말의 경우, 흑연이 갖는 흐름성 부족의 물성적 특성에 의해, 압분공정을 위한 금형에의 주입 등의 과정에서 금형 구석까지 혼합분말이 채워지지 않음에 의해 야기되는 제품 중량 편차 등의 문제를 발생시킨다. 이는 특히 고속으로 장입(filling)이 이루어지는 경우 더 부각되는 문제이며, 구체적으로는 외관밀도, 흐름성 등의 분체특성에 영향을 주고, 나아가, 강도 및 수축률 편차 등의 제품 특성에 영향을 준다.
대한민국 등록특허 제 1345982호(발명의 명칭 : 분말야금에 의한 기계부품의 제조 방법, 이하 종래기술1이라 한다.) 에서는, 니켈(Ni) 3.65 내지 4.35 중량 %, 구리(Cu) 1.38 내지 1.62 중량 %, 몰리브덴(Mo) 0.4 내지 0.6 중량 % 그리고 불가피한 불순물 및 잔량 철(Fe)로 이루어진 철 합금분말에 탄소(C) 0.1 내지 0.9 중량%와 윤활제 0.4 내지 1.2중량% 를 첨가하고 이를 혼합기에 장입한 다음 30 내지 40분간 혼합하는 혼합단계를 포함하는 방법이 개시되어 있다.
종래기술1은, 원료성분들을 단순 혼합함으로써, 혼합 공정 후, 혼합분말을 이송하거나, 후속공정에 투입하는 과정에서 편석이 발생하여, 추후 소결공정 등에서 제품 치수의 감축, 제품의 국부적인 강도 편차, 대량생산시 발생하는 큰 단중편차(중량 및 치수 등)의 문제점이 발생할 가능성을 내포하고 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 안출된 본 발명은, 다수의 구리-흑연결합입자;를 포함하여 이루어지고, 상기 구리-흑연결합입자는, 구리분말의 입자, 소결 후 슬라이드재로서의 윤활성 개선을 위한 흑연분말의 입자, 고체상태로 상기 구리분말의 입자와 상기 흑연분말의 입자를 결합하는 바인더제를 포함하여 구성되고, 상기 바인더제는, 상기 다수의 구리-흑연결합입자의 사이사이에 위치하여 상기 구리-흑연결합분말의 흐름성을 개선하는 기능을 구비하는 윤활제로 되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말을 제공한다. 이와 같은 구성의 구리-흑연결합분말은 구리입자와 흑연입자, 합금용입자 등 서로 비중이 다른 입자들을 바인딩(결합)하여, 혼합 후 이송과정 또는 후속 공정에서 혼합분말에 진동이 가하여지는 등의 상황하에서도 편석현상이 제거되거나 적어도 그 영향을 최소화할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명은, 구리입자와 흑연입자, 합금용입자 등 서로 비중이 다른 입자들을 바인딩(결합)하여, 혼합 후 이송과정 또는 후속 공정에서 혼합분말에 진동이 가하여지는 등의 상황하에서도 편석현상이 제거되거나 적어도 그 영향을 최소화할 수 있다는 제1효과, 윤활제의 적용으로 인해, 흐름성이 개선되어, 추후 압분공정 또는 소결공정에 의해 제품이 성형되는 경우, 제품의 밀도 등을 균일화시킬 수 있다는 제2효과, 나아가, 대량생산을 위한 빠른 공정 적용시에도, 작은 중량 및 치수 편차를 발생시켜 제품 품질을 개선할 수 있다는 제3효과를 갖는다.
도 1은, 본 발명의 실시예 2(아랫줄) 및 비교예 2(윗줄)에 따른 분말의 SEM 이미지이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 3(아랫줄) 및 비교예 3(윗줄)에 따른 분말의 SEM 이미지이다.
도 3은, 본 발명의 실시예 4(아랫줄) 및 비교예 4(윗줄)에 따른 분말의 SEM 이미지이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출되는 본 발명은, 구리-흑연결합분말에 있어서, 다수의 구리-흑연결합입자;를 포함하여 이루어지고, 상기 구리-흑연결합입자는, 구리분말의 입자, 소결 후 슬라이드재로서의 윤활성 개선을 위한 흑연분말의 입자, 고체상태로 상기 구리분말의 입자와 상기 흑연분말의 입자를 결합하는 바인더제를 포함하여 구성되고, 상기 바인더제는, 상기 다수의 구리-흑연결합입자의 사이사이에 위치하여 상기 구리-흑연결합분말의 흐름성을 개선하는 기능을 구비하는 윤활제로 되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말을 제공한다.
또한, 상기 구리-흑연결합입자는, 하나의 상기 구리분말의 입자에 다수의 상기 흑연분말의 입자가 결합될 수 있다.
또한, 상기 바인더제는, 구리-흑연결합분말 총 100 중량부에 대하여 0.5중량부 내지 3.0중량부만큼 첨가될 수 있다.
또한, 상기 바인더제는, 스테아린산 리튬, 스테아린산 아연, 아크라왁스(Acrawax,C38H76N2O2), 케노루베파라핀 (Kenolube Paraffin), 스테아린산 알미늄, 파라핀 왁스를 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 될 수 있다.
또한, 상기 구리-흑연결합입자는 합금용분말의 입자를 더 포함하여 이루어지고, 상기 합금용분말의 입자는 상기 바인더제에 의해 상기 구리분말의 입자에 결합되며, 상기 합금용분말은 주석, 납, 비스무트 및 이들의 합금으로 될 수 있다.
또한, 상기 구리-흑연결합입자는, 하나의 상기 구리분말의 입자에 다수의 상기 합금용분말의 입자가 결합될 수 있다.
또한, 구리-흑연결합분말 총 100 중량부에 대하여 상기 흑연분말 0.5 내지 10.0중량부, 상기 바인더제 0.1 내지 3.0 중량부, 상기 주석분말 5.0 내지 13.0중량부 및 상기 구리분말 잔량을 포함할 수 있다.
또한, 상기 흑연분말은, 표면에 구리 코팅이 될 수 있다.
또한, 상기 구성을 갖는 구리-흑연결합분말을 이용하여 제조되는 압분체를 제공한다.
또한, 상기 구성을 갖는 구리-흑연결합분말을 이용하여 제조되는 슬라이드재를 제공한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 구리-흑연결합분말은 다수의 구리-흑연결합입자를 포함하여 이루어진다.
상기 구리-흑연결합입자는, 구리분말입자, 소결 후 슬라이드재로서의 윤활 물성 개선을 위한 흑연분말입자, 상기 구리분말입자와 상기 흑연분말입자를 결합하는 바인더제를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 구리-흑연결합분말은, 다수 개의 구리-흑연결합입자로 이루어지는 분체를 지칭하는 것으로 한다.
구리-흑연결합분말을 이루는 개별의 구리-흑연결합입자는 구리분말입자에 흑연분말입자가 결합하여 이루어질 수 있다. 구리-흑연결합입자의 입도(사이즈)는 구리-흑연결합분말을 사용해 추후 제조하는 제품의 소결전 밀도, 소결후 밀도, 강도 기타 제품특성을 결정하는 요소들 중 하나가 되므로 해당 제품특성의 요구수준을 감안하여 결정하여야 한다. 구리-흑연결합입자의 입도는 이를 구성하는 구리입자 및 흑연입자의 입도에 의해 결정되는데, 구리입자의 입도가 흑연입자의 입도보다 큰 경우, 구리-흑연결합입자의 전체적인 구성은 하나의 구리입자에 하나 이상의 흑연분말 입자가 결합하는 형상이 될 것이나, 반대의 경우를 배제하는 것은 아니다. 다만, 주재료가 구리이고, 흑연입자는 주재료인 구리가 갖지 못하는 윤활성 기타 가공성 등의 물성을 향상시키기 위한 부재료임을 감안하여 결정하여야할 것이다.
이하, 구리-흑연결합입자를 이루는 각 구성요소별로 상술하기로 한다.
구리분말입자는, 소정의 순도 및 입도를 갖도록 공지의 방법으로 제조한 것을 이용할 수 있다. 구리분말입자의 평균입도에 대하여는 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 5 내지 250 마이크로미터의 범위에 둘 수 있다. 본 발명의 구리-흑연결합분말은 가압을 통해 제품형상을 형성하는 압분 공정 및 후속의 소결공정을 통해 자심(magnetic core), 베어링, 부시(bush) 등 슬라이드재 등의 제조에 사용하게 됨을 감안할 때, 구리분말입자의 평균입도가 너무 크면, 압분 공정에서 공극(기공)의 크기가 균일하게 되지 않음을 감안한다. 반면, 구리분말입자의 평균입도가 흑연분말입자의 평균입도와 비교하여 너무 작으면, 구리분말입자와 흑연분말입자의 밀도차이에 기인하는 편석 현상이 심화될 수 있음을 감안한다.
흑연분말입자는, 소정의 입도를 갖도록 공지의 방법으로 제조한 것을 이용할 수 있다. 흑연분말입자는 고체 윤활제로서 기능하며, 특히 본 발명의 구리-흑연결합분말이 슬라이드재로서 사용되는 경우, 최종 제품의 외부에 노출되어 외부로부터의 반복적인 충격, 마찰 등에 의해 주재료인 구리가 탈락하거나 마모하는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 흑연분말입자의 평균입도에 대하여, 바람직하게는 5 내지 200 마이크로미터의 범위에 둘 수 있다. 흑연은, 무기질로서 제품의 소결을 방해하고 억제하는 물질로서 기능을 하고 비체적이 크기 때문에 제품의 성형 및 소결을 어렵게 하는데, 이를 보완하기 위해, 사용되는 흑연분말은 입도가 작은 것이 대체적으로 유리하다. 또한, 전술한 대로, 흑연분말입자의 평균입도는 구리분말입자의 평균입도와의 혼합되는 양의 관계에 따라 결정되어야 한다. 또한, 구리-흑연결합분말의 제조에 있어서, 혼합 대상 중 대부분은, 주재료인 구리분말이 차지하게 됨을 감안할 때, 흑연분말의 입도가 크게 되면, 흑연분말의 입자의 개수가 작아지게 되고, 이는 이들 분말의 입자가 구리분말 중의 특정 영역에 편재할 가능성이 있음을 의미하므로 문제가 될 수 있음을 고려한다.
흑연분말입자의 입상은 일반적으로 편상으로 되며, 추후 소결공정에서 생성되는 구리매트릭스에 일부 함몰-결합되는 방식으로 외부에 노출되어 소정의 기능을 수행하게 되는데, 흑연분말입자와 구리매트릭스와 사이의 결합력이 약하면, 슬라이드 중의 탈락에 의해 제품 표면이 거칠어져 내마찰성 등이 저하될 수 있다. 이에, 흑연분말입자의 표면을 구리 등 매트릭스의 성분과 동일한 성분으로 코팅하여 사용함으로써, 이러한 문제점을 보완할 수 있다.
바인더제는, 구리분말입자와 흑연분말입자를 결합하는 기능을 갖는데, 이를 통해 구리분말입자와 흑연분말입자는 밀도에 차이가 존재하게 됨에도 불구하고, 흑연분말입자나 기타 합금용분말입자가 구리분말입자에 대해 상대적으로 떠오르거나(편석), 각 분말입자들끼리 뭉치는 현상을 방지하는 효과를 갖게 된다.(제1기능). 또한, 발명에서 제안하는 바인더제는, 다수의 구리-흑연결합입자의 사이사이에 위치하여 금형주입시의 흐름성을 개선(윤활)하는 기능(제2기능)을 더 구비한다.
제2기능의 윤활에 대해 상술하자면, 분말이 압축되는 틀(다이, die)의 벽과 구리-흑연분말의 사이에 작용하여 압분체와 다이 사이에 과도한 마찰을 방지하는 윤활작용 및 구리-흑연분말의 입자와 입자 사이에 위치하면서, 다이에 장입되는 과정에서의 흐름성을 확보하게 하는 윤활작용을 모두 의미한다. 특히 전자의 경우, 압분체(green compact)를 다이로부터 분리하는 힘(취출힘)을 감소시켜 다이의 수명을 유지할 수 있고, 다이 표면 및 제품 표면의 손상을 사전에 방지할 수 있다는 것이다.
본 발명의 바인더제는 상온에서 구리분말입자와 흑연분말입자를 결합한 상태에서 고상(solid state)를 유지하는 것으로서, 상온에서 액상을 갖는 것은 포함하지 않는다. 액상의 첨가제를 바인더제로 사용하는 경우, 흐름성이 낮아져, 추후 압분 공정 등에 있어서 문제가 되기 때문이며, 장기간 저장하는 경우, 중력방향으로 바인더제가 침강하여 편석현상을 피할 수 없다는 문제가 발생한다.
본 발명에서는, 이러한 바인더제로서 분말의 윤활제로 사용되는 것이라면 특정의 물질로 한정하지 않고 모든 계열의 윤활제를 적용할 수 있다. 바람직하게는 스테아린산 리튬(Litium Stearate, Li-C18H36O2), 스테아린산 아연(Zinc Stearate, Zn-C18H36O2), 아크라왁스(Acrawax,C38H76N2O2), 케노루베파라핀 (Kenolube Paraffin), 스테아린산 알미늄(Aluminium Stearate), 파라핀 왁스 중 선택된 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 되는 것을 적용할 수 있다. 물론 전술한 바와 같이 이러한 물질로 한정되는 것은 아님은 분명하다. 스테아린산 리튬, 스테아린산 아연 등은, 고급 지방산의 염으로서 알칼리 금속　이외의 금속염인 금속비누(metal soap)인데, 일반적으로 불용성을 갖는다. 이들 윤활제는 기본적으로, 금속분말입자의 사이사이에 존재하면서 흐름성을 개선하는 기능을 수행한다. 나아가, 이들 윤활제는 소결 공정의 예열단계(섭씨 500~600도)에서 연소하여 제품에 영향을 적게 남긴다는 장점도 있다. 또한, 이들 윤활제는 금속분말 상의 습기를 제거하는 등의 기능을 통해 주재료인 구리분말의 열화를 방지하는 방청기능을 갖는다.
상기 윤활제를 금속복합분말에 혼합함에 있어, 통상의 방법대로 분말의 형태로 혼합하면, 윤활제 분말과 구리분말, 흑연분말들이 독립적으로 상대이동 가능하므로, 전술한 편석현상의 문제점을 그대로 가지고 있게 된다. 따라서 본 발명에서는 소정의 처리공정을 통해 상기 윤활제를 구리분말과 흑연분말을 결합시키는 바인더제로서 사용하여 편석현상을 제거하고자 한다. 나아가, 상기 윤활제들은 상온에서는 고체상을 가지므로, 액상의 첨가제들과는 달리 흐름성의 저하문제를 야기하지 않는다.
요컨대, 본 발명의 바인더제는 소정의 공정에 의해 최초 혼합분(분말 형태)의 일부가 액상으로 변성하여, 구리분말의 입자와 흑연분말의 입자 간에 게재한 후, 냉각고화하고, 계속하여 구리분말의 입자와 흑연분말의 입자를 결합하는 바인더제의 기능을 수행하고, 최초 혼합분의 나머지는 분말상태로 잔존하여 구리-탄소결합입자 간의 내부윤활 기능 및 성형 다이와 분말 사이의 외부윤활을 동시에 수행한다는 것이다.
본 발명의 바인더제는, 구리-흑연결합분말 총 100 중량부에 대하여 0.1중량부 내지 3.0중량부만큼 첨가되는 것을 제안한다. 본 발명의 바인더제는 소정의 공정에 의해 최초 혼합분(분말 형태)의 일부가 액상으로 용융변성하여 바인더제의 역할을 수행하고, 나머지는 분말상태로 잔존하여 구리-탄소결합입자 간의 내부윤활 기능을 수행하므로, 최초 혼합량이 중요한 의미를 갖는다. 이에, 바인더제가 총중량부 대비 0.1중량부 미만으로 포함되는 경우, 상기 언급한 바인더제와 윤활제의 역할을 동시에 수행할 수 없다는 문제가 생긴다. 또한, 바인더제가 총중량부에 대해 3.0중량부를 초과하는 경우, 소결공정(또는 예열단계)에서 윤활제 입자가 연소하면서 제품 내부에 생성되는 빈 공간의 비율이 커질 수 있다는 문제가 있으며, 또한, 유리되어 소결로의 내부를 오염시킬 가능성이 있는 금속잔여물을 허용치 이상 남길 수 있다는 문제가 있다.
본 발명의 구리-흑연결합분말은, 합금용분말을 더 포함할 수 있다. 이 때, 이러한 합금용분말의 입자는 바인더제에 의해 구리분말의 입자에 결합할 수 있다. 이러한 합금용분말로는, 주석, 아연, 비스무트(Bi) 및 공정계합금의 제조를 위한 납-주석합금 및 이들의 합금을 선택할 수 있으나, 방청성, 강도 등 구리의 물성을 개선하기 위한 기타 공지의 합금용분말을 배제하는 것은 아니다. 실제의 합금과정은 소결 시 발생하게 되며, 혼합(결합)분말 단계에서 합금용분말의 편석현상을 방지할 수 있어야 하는데, 이는 역시 바인더제에 의해 합금용분말의 입자가 구리분말입자에 결합되는 것을 통해 구현된다.
합금용분말의 평균입도가 구리분말의 그것에 비해 작다면, 구리분말의 입자 하나에 다수의 상기 합금용분말의 입자가 결합되는 것이 가능하다. 합금용분말의 평균입도는 요구되는 물성을 확보하기 위한 합금조성비를 감안하여 결정하여야 한다. 나아가, 구리-흑연결합분말의 제조에 있어서, 혼합 대상 중 대부분은, 주재료인 구리분말이 차지하게 됨을 감안할 때, 합금용분말의 입도가 크게 되면, 해당 분말의 입자의 개수가 작아지게 되고, 이들 분말의 입자가 구리분말 중의 특정 영역에 편재할 가능성이 있음을 의미하므로, 문제가 될 수 있음을 고려한다.
또한, 본 발명의 구리-흑연결합분말을 제조함에 있어서, 총 100 중량부에 대하여 흑연분말 0.5 내지 10중량부, 바인더제 0.1 내지 3 중량부, 주석분말 5 내지 13중량부 및 구리분말 잔량을 포함하는 것을 제안한다. 흑연분말은 구리-흑연결합분말 총중량부에 대하여 0.5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 0.5 중량부 미만으로 포함되면 소결 제품의 윤활 작용 향상 효과가 미비하고, 10 중량부를 초과하면 소결 제품의 강도가 저하되는 문제가 발생한다. 바인더제의 함량에 대해서는 전술한 바 있고, 주석분말은, 5 중량부 미만으로 포함되는 경우, 강도 및 내식성, 내마모성에 문제가 있고, 13중량부를 초과하여 포함되는 경우, 취성이 심화되는 문제가 발생한다.
또한, 압분체를 구리-흑연결합분말을 이용하여 제조할 수 있다. 압분체의 일실시예로는, 토로이드 기타 형상을 갖는 압분자심 등이 해당되는데, 이들은 압분과정 이후 소결공정 등을 추가로 거쳐 형성할 수 있다. 일반적으로 윤활제는 제조 제품의 높이가 큰 경우, 방출 압력을 감소시키는데 있어서 문제가 있음을 감안하여야 한다. 또한, 윤활제의 다이 마찰 감소의 영향을 파악하여, 다이에 작용하는 압력 및 취출력을 결정하여야 한다.
또한, 슬라이드재를 구리-흑연결합분말을 이용하여 제조할 수 있다. 슬라이드재는 동적 하중이 반복적으로 작용하는 베어링, 부시(bush) 등의 제품을 만들기 위한 재료를 의미하며, 특히 본 발명의 구리-흑연결합분말에 포함된 흑연입자가 마찰감소 기능을 수행하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 기재한다.
[실시예 1]
<구리분말의 제조>
순도 100%의 구리를 수분사법을 사용하여 atomization을 수행하였고, 분사된 분말을 약 섭씨 120도의 온도조건에서 건조하였다.
질소/Ax 공기분위기하에서 약 섭씨 600~700도의 온도구간의 연속로에 통과시키고, 통과된 환원 분말은 함마밀을 이용하여 분쇄하였다.
이후, 100mesh 분급하였다.
<혼합분말의 제조>
구리분말, 주석분말, 흑연분말, 스테아린산 아연 분말을 각각 88.3wt%, 10wt%, 1wt%, 0.5wt% 만큼 더블콘 믹서기에 동시에 투입하여 1차혼합하였다.
1차혼합된 혼합분말을 무중력혼합기에 투입하고, 상온에서 섭씨 170도까지 30분간 서서히 승온하면서 저속혼합을 수행하였다.
이후, 섭씨 170도에서 50분간 유지하면서 저속혼합을 수행하였다.
이후, 섭씨 170도에서 65도까지 2시간에 걸쳐 저속혼합하면서 냉각하며, 이후 분말을 배출하였다.
배출분말을 80mesh 및 60mesh로 분급한 후, 더블콘 믹서기에서 3분간 최종 혼합하였다.
[실시예 2]
흑연분말을 3wt% 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 조건으로 실시하였다.
[실시예 3]
흑연분말을 5wt% 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 조건으로 실시하였다.
[실시예 4]
흑연분말을 7wt% 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 조건으로 실시하였다.
[비교예 1]
<구리분말의 제조>
실시예 1에서와 같은 조건으로 제조하였다.
<혼합분말의 제조>
구리분말, 주석분말, 흑연분말, 윤활제로서의 스테아린산 아연을 각각 88.3wt%, 10wt%, 1wt%, 0.5wt% 의 혼합비로 준비하였다.
더블콘 믹서기에 구리분말, 주석분말, 스테아린산 아연 분말 및 흑연분말을 순차적으로 첨가하여, 혼합을 수행하였다.
[비교예 2]
흑연분말을 3wt% 혼합한 것을 제외하고는 비교예 1과 같은 조건으로 실시하였다.
[비교예 3]
흑연분말을 5wt% 혼합한 것을 제외하고는 비교예 1과 같은 조건으로 실시하였다.
[비교예 4]
흑연분말을 7wt% 혼합한 것을 제외하고는 비교예 1과 같은 조건으로 실시하였다.
이하, 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 4를 통해 제조된 혼합분말에 있어, 밀도(A.D.), 유동도(F.R.), 입도 특성 측정 결과를 표1로 나타내었다.
구분 단위 비교예1 실시예1 비교예2 실시예2 비교예3 실시예3 비교예4 실시예4
A.D g/cm3 2.93 3.16 2.68 2.92 2.33 2.63 2.10 2.44
F.R Sec/50g 43.9 28.2 53.8 39.5 - 53.4 - 66.1
+106μm Wt% 1.5 2.5 1.7 2.4 1.6 1.8 1.5 1.7
+75 12.4 13.2 12.2 11.8 11.0 11.5 10.7 11.2
+45 37.4 38.6 37.6 38.1 36.1 36.3 35.1 35.8
-45 48.7 45.7 48.5 47.7 51.3 50.4 52.7 51.3
외관 밀도(A.D. Apparent Density)의 측면에서는 실시예들에서의 값이 이에 대응되는 비교예에서의 값보다 크게 측정되었는데, 이는 입도 측면에서 보았을 때, 실시예에서 미분의 비율이 다소 감소하고, 조분의 비율이 다소 증대된 것에 기인한 것이라 분석된다. 외관 밀도가 증대되면, 강도 및 중량감소율 등이 더 양호해지게 되므로, 실시예들의 경우가 비교예들에 대비해 더 유리함을 파악할 수 있다. 흐름도(F.rate)의 경우, 실시예의 경우가 비교예의 경우에서보다 상당 정도 개선됨을 확인할 수 있다. 특히 흑연이 5%이상 함유된 혼합분말의 경우, 비교예3 및 비교예4에서는 흐름성은 없다고 측정되었지만, 실시예 3 및 실시예4에서는 흐름성이 있는 것으로 측정되었다. 이러한 특성은, 후속 공정인 압분공정 내지 소결을 위한 다이채움(die filling)을 용이하게 하여, 제품중량/치수편차 등의 감소 등 품질 향상을 가져오게 된다. 이러한 흐름성의 개선은, 윤활제분말이 포함되어 있다는 사실뿐만 아니라, 흑연분말과 구리분말이 윤활제분말의 용융부(바인더)에 의해 결합되는 구조적 특성에 기인한다.
이하, 본 발명의 구리-흑연결합분말로 제조되는 제품의 특성 개선을 확인하기 위한 실험예를 기재한다.
[실험예 1]
<압환(압분)체 제조>
외경 12.03mm, 폭 3mm, 높이 4mm 의 토로이달 압환(압분)체를 성형하기 위한 다이에 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 4에 의한 혼합분말을 장입하고, 프레스압을 가하여 최종 밀도가 6.2g/cc 인 압환(압분)체를 제조하되, 분당 14개의 속도로 200개를 연속으로 성형하는 과정에서 임의로 50개를 선정하여 단중규격(2.12g±0.02g)에 대한 중량 표준편차값을 측정하였다.
이하 그 결과를 표2로 나타내었다.
비교예1 실시예1 비교예2 실시예2 비교예3 실시예3 비교예4 실시예4
표준편차 0.0062 0.0034 0.0092 0.0053 0.0131 0.0071 0.0145 0.0075
앞서 언급한 대로, 혼합분말의 흐름성이 개선되면, 압환(압분)체의 단중편차도 감소하게 되는 등 품질이 향상되는 것으로 관찰되었다.
[실험예 2]
<압환(압분)체 제조>
외경 22.5mm, 폭 4.25mm, 높이 5mm 의 토로이달 압환(압분)체를 성형하기 위한 다이에 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 4에 의한 혼합분말을 장입하고, 프레스압을 가하여 최종 밀도가 6.2g/cc 인 압환(압분)체를 제조하되, 분당 14개의 속도로 200개를 연속으로 성형하는 과정에서 임의로 50개를 선정하여 외경값을 측정하였다.
<소결체 제조>
이후, 앞서 선정된 50개의 압환(압분)체에 대해, Ax(2):N2(1)의 공기분위기 하에서, 예열존(섭씨 450~550도, 30~60min), 본존(섭씨 700~800도, 30~60min), 냉각존(약 섭씨500도, 60~120min)의 온도 프로파일을 갖는 소결로를 이용하여, 본존 30분(섭씨760도)의 소결공정을 수행하여 소결체를 성형하고, 외경값을 측정한 후, 압환(압분)체의 그것과 비교하여 외경수축률을 계산하였다.
이하 그 결과를 표 3으로 나타내었다.
비교예1 실시예1 비교예2 실시예2 비교예3 실시예3 비교예4 실시예4
표준편차 0.0464 0.0283 0.0443 0.0291 0.0505 0.0314 0.0594 0.0351
앞서 언급한 대로, 혼합분말의 흐름성이 개선되면, 소결후의 제품의 치수편차도 감소하게 되는 등 품질이 향상되는 것으로 관찰되었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 구리-흑연결합분말에 있어서,
    다수의 구리-흑연결합입자;를 포함하여 이루어지고,
    상기 구리-흑연결합입자는,
    구리분말의 입자,
    소결 후 슬라이드재로서의 윤활성 개선을 위한 흑연분말의 입자,
    고체상태로 상기 구리분말의 입자와 상기 흑연분말의 입자를 결합하는 바인더제,
    를 포함하여 구성되고,
    상기 바인더제는, 상기 다수의 구리-흑연결합입자의 사이사이에 위치하여 상기 구리-흑연결합분말의 흐름성을 개선하는 기능을 구비하는 윤활제로 되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구리-흑연결합입자는, 하나의 상기 구리분말의 입자에 다수의 상기 흑연분말의 입자가 결합되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더제는, 구리-흑연결합분말 총 100 중량부에 대하여 0.5중량부 내지 3.0중량부만큼 첨가되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더제는, 스테아린산 리튬, 스테아린산 아연, 아크라왁스(Acrawax,C38H76N2O2), 케노루베파라핀 (Kenolube Paraffin), 스테아린산 알미늄, 파라핀 왁스를 포함하여 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구리-흑연결합입자는 합금용분말의 입자를 더 포함하여 이루어지고,
    상기 합금용분말의 입자는 상기 바인더제에 의해 상기 구리분말의 입자에 결합되며,
    상기 합금용분말은 주석, 납, 비스무트 및 이들의 합금으로 되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 구리-흑연결합입자는, 하나의 상기 구리분말의 입자에 다수의 상기 합금용분말의 입자가 결합되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  7. 청구항 5에 있어서,
    구리-흑연결합분말 총 100 중량부에 대하여 상기 흑연분말 0.5 내지 10.0중량부, 상기 바인더제 0.1 내지 3.0 중량부, 상기 주석분말 5.0 내지 13.0중량부 및 상기 구리분말 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 흑연분말은, 표면에 구리 코팅이 되는 것을 특징으로 하는 구리-흑연결합분말.
  9. 청구항 1의 구리-흑연결합분말을 이용하여 제조되는 압분체.
  10. 청구항 1의 구리-흑연결합분말을 이용하여 제조되는 슬라이드재.
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