[发明专利]粉末冶金用青铜粉末及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为粉末冶金的原料粉使用的、分离偏析少成形性良好，烧结时尺寸变化率稳定的青铜粉末及其制造方法。

背景技术

历来，作为制造青铜系烧结构件时的原料粉，使用以规定比率混合铜粉和锡粉的混合粉，或者通过雾化法制造的合金粉。

但是，使用混合粉时，由于铜粉和锡粉的比重、粒度、粒形等的差别而难以均匀混合，另外，即使均匀混合，在输送、装入料斗以及流出、填充模具时，发生成分的分离偏析，所得到的烧结构件的尺寸精度、强度、金属组织的均匀性降低。另外还有，由于烧结中Sn液相出现急速地进行烧结，因此，存在尺寸变化率不稳定，制品的尺寸精度容易偏差的缺点。

为了抑制成分粉末的分离偏析，考虑有使用有机粘合剂粘结主成分粉末和副成分粉末，但是青铜系的情况碳对主成分的铜的扩散基本上不会发生，粘合剂的成分的残留碳阻碍烧结。为了防止其发生，需要采用极力抑制粘结剂的添加量，在挤压中轻压等，辅助粘结，工序复杂，花费成本的问题(专利文献1)。另外，使用该方法时，虽然能够抑制分离偏析，但是与单纯混合的情况一样，在烧结中Sn液相出现急速地进行烧结，因此，尺寸变化率不稳定，制品的尺寸精度容易偏差。

另一方面，在使用合金粉时，虽然没有成分的分离偏析的问题，烧结也是固相烧结因此烧结尺寸变化稳定，但是，由于固溶硬化粉末粒子的硬度变高成形性变差，特别是，在制造如含油轴承等的多孔质的烧结构件时极其不利。为了降低粒子的硬度对粉末进行热处理退火，但是这时虽然基质硬度下降，但是粉末粒子表面的微细的凹凸消失，不能提高成形性。

另外，作为分离偏析少且成形性良好的青铜系粉末，公开了混合铜粉和焊料粉，或者混合铜粉和焊料粉和锡粉后进行热处理的部分合金化粉的制造方法(专利文献2)。但是，由于焊料和锡熔点低另外和铜粉湿润性非常好，在183～232℃的熔点熔解时，在铜粉的表面快速地涂敷扩散，从其后的粒子的表面全体扩散到铜粉中。因此，存在合金化快速进行，由于固溶硬化粉末容易变硬的缺点。

专利文献1特开平8-134502号公报

专利文献2特公平4-4361号公报

发明内容

本发明为了解决上述问题，其课题为提供成形性良好且没有成分的分离偏，烧结尺寸变化稳定的青铜粉末。

为了解决课题，通过混合铜粉和青铜合金粉，加热该混合物，由此，使铜粉和青铜合金粉扩散结合后粉碎，得到铜粉和青铜合金粉在一粒子中存在的造粒粒子。

本发明中的铜粉的制造方法没有限定，例如可以使用通过雾化法、电解法等制造的粉末。另外，青铜合金粉可以使用通过雾化法制造的Cu-Sn合金粉，其中Sn的含量为10～50质量％。

将这些铜粉和青铜合金粉以全体的锡含量为5～20质量％的方式混合，在非氧化性气氛中在400～800℃进行热处理，使其部分地扩散结合后粉碎得到上述青铜粉末。

本发明的青铜粉的粒度没有特别限定，但是一般粉碎为能够通过网眼为75～350μm的筛子的粒径。

此时的原料的青铜合金粉的Sn成分为40～50质量％时，在400℃左右进行热处理，随着所使用的青铜合金粉的Sn成分变少提高热处理温度。在使用含有10质量％的青铜合金粉时，热处理温度优选为750～800℃。如此，在热处理中不会使液相出现在固相区域使Sn在铜粒子中扩散，使铜粉和青铜合金粉扩散结合，同时，能够防止过剩的Sn向铜粉中扩散，能够将Cu部的硬度抑制得很低。

如此得到的本发明的青铜粉末是如下的粉末，通过光学显微镜的组织观察，能够确认到铜粉末和青铜合金粉结合，并且，以荷重10g测定的Cu部的维氏硬度Hv为50～100。

该造粒粉末由于铜部和青铜部结合，因此不发生偏析，另外，由于挤压成形时软的铜部变形，和硬的青铜部紧贴，因此成形性非常良好。另外，由于在烧结中不出现液相，因此，烧结尺寸变化率稳定。

附图说明

图1是本发明的方法制造的本发明的青铜粉末的粒子截面照片。

符号说明

1铜部

2青铜部

具体实施方式

以下，详细说明本发明。

在本发明中，将青铜粉末全部的锡含量定为5～20质量％，是因为比5质量％少时，由于Sn的固溶量少，因此烧结体的基质软轻度变低，而在超过20质量％时，Sn成分过多，脆的中间相出现很多，导致强度降低。