專利名稱：燒結(jié)青銅合金粉的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供用于燒結(jié)含油軸承等的粉末冶金用原料粉的青銅系燒結(jié)粉、特別是適合制造小型化的燒結(jié)含油軸承的粒子尺寸微細(xì)的青銅合金粉的技術(shù)。
背景技術(shù)：
燒結(jié)含油軸承通過粉末冶金法而制造，由此利用燒結(jié)體中初始原料粉末粒子間殘留的間隙(孔隙)，使?jié)櫥徒B到該孔隙中從而可以在無供油狀態(tài)下使用。作為適合燒結(jié)含油軸承的材質(zhì)，廣泛使用在銅中含有約10%的錫而形成合金(青銅合金)。作為青銅系燒結(jié)含油軸承的原料粉末，使用銅粉與錫粉的混合粉末或者青銅合金粉末。混合粉末的情況下，錫粉在燒結(jié)過程中熔融而擴(kuò)散到銅粉中并合金化，因此燒結(jié)體中會出現(xiàn)錫粉熔融而形成的大孔隙(流出孔)。該流出孔對于保持潤滑油是有效的，但是，隨著軸承的小型化，大孔隙的存在變得不受歡迎，開始優(yōu)選使用不產(chǎn)生流出孔的青銅合金粉的方法。青銅合金粉的制造方法中有霧化法，但是，由于粒子形狀比較接近球形，因此燒結(jié)前的粉末壓坯(圧粉體)的強(qiáng)度弱，在制造工序中發(fā)生破裂、缺損等問題的概率高。因此， 經(jīng)常使用以下合金粉使用形狀不規(guī)則因而能夠提高粉末壓坯強(qiáng)度的電解銅粉，與錫粉混合后先進(jìn)行燒結(jié)將其合金化，然后進(jìn)行粉碎而得到的燒結(jié)部分合金粉。另一方面，為了應(yīng)對電動機(jī)的小型化所伴隨的軸承的小型化，要求與軸接觸的軸承內(nèi)周面的孔隙更微細(xì)且均勻地分布。因此，對于所使用的原料粉末，也需要使用粒度比以往更微細(xì)的粉末。但是，一般而言，粉末的粒度分布越微細(xì)，則粉末的流動性越差。因此，在以電解銅粉作為原料的燒結(jié)青銅合金粉的情況下，如果以微細(xì)的電解銅粉為原料，則能夠得到孔隙微細(xì)且分布均勻的燒結(jié)含油軸承，但是，粉末的流動性差，存在利用壓機(jī)成形時原料粉不能充分地填充到模具中、或者無法加快成形速度等降低生產(chǎn)率的問題。本發(fā)明人以前提出過使用尺寸不同的兩種電解銅粉制造燒結(jié)用青銅粉的方法 (參考專利文獻(xiàn)1)。該方法中，流動性提高，成形性也改善，作為青銅的燒結(jié)體顯示出良好的特性。但是，該燒結(jié)用青銅粉要求基本上完全為青銅粉，因此存在制造成本高、未必能令人滿意的問題。作為其改良方案，進(jìn)行了用于制造能夠提高粉末的壓坯密度、拉托拉值(，卜， 値)等成形性、提高徑向壓潰強(qiáng)度等燒結(jié)特性、并且降低成本的銅-錫系粉末的發(fā)明(參考專利文獻(xiàn)幻。這是解決上述問題的有效方法。本申請發(fā)明提供這些制造青銅合金粉的一系列技術(shù)流中，用于得到適合制造進(jìn)一步小型化的燒結(jié)含油軸承的粒子尺寸微細(xì)的青銅合金粉的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 日本特開昭62-67102號公報專利文獻(xiàn)2 :W02006/126353號公報

發(fā)明內(nèi)容
作為IT相關(guān)設(shè)備等的各種電動機(jī)軸承使用的燒結(jié)含油軸承，伴隨電動機(jī)的小型化，軸承自身的尺寸也小型化，本發(fā)明的課題在于提供適合制造該小型化的燒結(jié)含油軸承的粒子尺寸微細(xì)的青銅合金粉。同時，本發(fā)明的課題在于得到雖然是微細(xì)的原料粉但具有不會降低生產(chǎn)率的流動性的青銅合金粉。本發(fā)明人得到如下發(fā)現(xiàn)通過使用以-200目的電解銅粉為原料的燒結(jié)青銅合金粉，并對燒結(jié)條件進(jìn)行設(shè)計，能夠解決上述問題?；谠摪l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供1) 一種燒結(jié)青銅合金粉的制造方法，其特征在于，在預(yù)燒結(jié)工序和主燒結(jié)工序后， 對該燒結(jié)粉末進(jìn)行粉碎和篩分，所述預(yù)燒結(jié)工序為將-200目的電解銅粉和-350目的錫粉以錫粉的配合比率為 8 11重量％的方式混合而成的銅-錫混合粉在還原氣氛中在300 600°C下進(jìn)行燒結(jié)、 然后進(jìn)行粉碎的工序，所述主燒結(jié)工序為將預(yù)燒結(jié)后的粉末再次在還原氣氛中在500 700°C下進(jìn)行燒結(jié)的工序。另外，本發(fā)明提供2) 一種燒結(jié)青銅合金粉的制造方法，其特征在于，包括以下工序在-200目的電解銅粉上鍍敷2 10重量％的錫而得到復(fù)合粉末的工序，在該由鍍錫銅構(gòu)成的復(fù)合粉末中配合-350目的錫粉，調(diào)節(jié)錫的比率為8 11重量％而得到混合粉的工序，將該混合粉在還原氣氛中在300 600°C下進(jìn)行燒結(jié)、然后進(jìn)行粉碎的預(yù)燒結(jié)工序，將預(yù)燒結(jié)后的粉末再次在還原氣氛中在500 700°C下進(jìn)行燒結(jié)的主燒結(jié)工序， 和將該燒結(jié)粉末進(jìn)一步進(jìn)行粉碎和篩分的工序。發(fā)明效果本發(fā)明的燒結(jié)青銅合金粉的制造方法，具有如下優(yōu)良效果能夠提供適合制造小型化的燒結(jié)含油軸承的、粒子尺寸微細(xì)的青銅合金粉，并且能夠得到雖然是微細(xì)的原料粉但具有不會降低生產(chǎn)性的流動性的青銅合金粉。


圖1是原料中使用的-200目銅粉的顯微鏡照片。圖2是實施例1得到的燒結(jié)青銅合金粉的顯微鏡照片。圖3是比較例1得到的燒結(jié)青銅合金粉的顯微鏡照片。
具體實施方式
本發(fā)明的粉末冶金用原料粉中使用的電解銅粉，一般通過稱為電解法的工序來制造，可以使用這樣制造的通常的電解銅粉(資料《新版粉末冶金》、渡邊恍尚著、技術(shù)書院發(fā)行、昭和62年10月15日第5冊發(fā)行、參考15 17頁)。本發(fā)明使用這樣制造的-200目QOO目以下)的電解銅粉。該-200目相當(dāng)于-75 μ m(75 μ m以下)。超過該尺寸的電解銅粉難以制造微細(xì)的燒結(jié)青銅合金粉。作為混合的錫粉，可以使用通常的霧化錫粉。該錫粉使用-350目(350目以下) 的錫粉。其相當(dāng)于_45μπι(45μπι以下)。這種情況下，超過該尺寸的錫粉不能充分混合，難以制造微細(xì)的燒結(jié)青銅合金粉。然后，以錫粉的混合比率為8 11重量％的方式進(jìn)行混合，得到銅-錫混合粉。該混合比例是任意的，但由于一般的燒結(jié)含油軸承適合使用含有9重量％錫或10重量％錫的銅-錫混合粉，因此設(shè)定為8 11重量％。然后，將銅-錫混合粉在還原氣氛中在300 600°C下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)。低于300°C時， 錫粉沒有變化，仍然保持單純混合的狀態(tài)不變，因此設(shè)定為300°C以上。另外，在超過600°C 的溫度下，燒結(jié)塊過硬，將其粉碎時粉末形狀變?yōu)榍蛐?，成形性變差，因此需要設(shè)定為600°C 以下。然后，將該預(yù)燒結(jié)粉粉碎后，再次在還原氣氛中在500 700°C下進(jìn)行主燒結(jié)。此時，低于500°C時，燒結(jié)無法進(jìn)行，流動性沒有改善，因此在500°C以上進(jìn)行燒結(jié)。另外，在超過700°C的溫度下，燒結(jié)塊過硬，將其粉碎時粉末形狀變?yōu)榍蛐?，成形性變差，因此需要設(shè)定為700°C以下。將該燒結(jié)粉末粉碎，根據(jù)需要進(jìn)行篩分除去粗粉，得到燒結(jié)青銅合金粉。這樣制造的燒結(jié)青銅合金粉容易粉碎，可以得到-100目的燒結(jié)青銅合金微粉。象這樣進(jìn)行預(yù)燒結(jié)和主燒結(jié)兩個階段的燒結(jié)的目的在于在預(yù)燒結(jié)中，使錫某種程度地擴(kuò)散，從而部分合金化；在主燒結(jié)中，使錫進(jìn)一步向銅擴(kuò)散。由此，與以往的一階段燒結(jié)相比，可以促進(jìn)合金化，同時可以改善流動性下降這種細(xì)粉使用時的缺點(diǎn)。這樣得到的燒結(jié)青銅合金粉，雖然是細(xì)粉，流動度也達(dá)到40秒/50g以下，可以保持充分的流動性。上述中，介紹了將錫粉配合到電解銅粉中并進(jìn)行混合的方法，但是，也可以預(yù)先在電解銅粉上實施鍍錫。此時具有如下效果銅與錫的混合狀態(tài)更加良好，燒結(jié)結(jié)束時，可以進(jìn)一步促進(jìn)銅與錫的合金化。此時，首先在-200目的電解銅粉上鍍敷2 10重量％的錫，得到復(fù)合粉末。然后， 在該由鍍錫銅構(gòu)成的復(fù)合粉末中配合-350目的錫粉，并調(diào)節(jié)錫的比率為8 11重量％，得到混合粉。然后經(jīng)歷與前述同樣的工序。即，將該混合粉在還原氣氛中在300 600°C下進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，將其粉碎后，再次在還原氣氛中在500 70(TC下進(jìn)行主燒結(jié)。將該燒結(jié)粉末進(jìn)一步進(jìn)行粉碎和篩分，制造燒結(jié)青銅合金粉。由此，與以往的一階段燒結(jié)相比，可以進(jìn)一步促進(jìn)合金化，同時可以改善流動性下降這種細(xì)粉使用時的缺點(diǎn)。這樣得到的燒結(jié)青銅合金粉，流動度為40秒/50g以下，可以保持充分的流動性。實施例以下，對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。另外，本實施例僅僅是一例，本發(fā)明不限于該例。即，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)，本發(fā)明還包括實施例以外的所有方式或變形。
(實施例1)將-200目(-75 μ m)的電解銅粉91重量％與-350目(-45 μ m)的錫粉9重量％ 混合，得到Cu-9% Sn混合粉，將該混合粉在還原氣氛中在500°C進(jìn)行30分鐘預(yù)燒結(jié)。該預(yù)燒結(jié)后，輕輕地粉碎，并用100目(150 μ m)的篩子除去粗粉。將該粉末進(jìn)一步在還原氣氛中在650°C進(jìn)行30分鐘主燒結(jié)。之后，將其粉碎，用100目(150 μ m)的篩子除去粗粉，得到燒結(jié)青銅合金粉。上述實施例1中使用的-200目(_75μπι)的電解銅粉的粉末特性(表觀密度、流動度、粒度分布)如表1所示。該粉末自身的流動度差，不流動。該電解銅粉的顯微鏡照片如圖1所示。表觀密度為2. lOg/cm3。另外，在以下的實施例和比較例中也使用電解銅粉。實施例1中得到的燒結(jié)青銅合金粉的粉末特性(表觀密度、流動度、粒度分布)示于表2。如該表2所示，表觀密度為2. Mg/cm3，流動度為24. 6秒/50g，得到可以使用的流動性。實施例1制造的燒結(jié)青銅合金粉的顯微鏡照片如圖2所示。另外，該燒結(jié)青銅合金粉的粉末壓坯強(qiáng)度(拉托拉值)如表3所示。該粉末壓坯強(qiáng)度是粉末壓坯密度為6. Og/cm3 時的拉托拉值。在實施例1中，得到1.3%的拉托拉值?？梢姷玫搅诉m度的粉末壓坯強(qiáng)度 (拉托拉值)。表 權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)青銅合金粉的制造方法，其特征在于，在預(yù)燒結(jié)工序和主燒結(jié)工序后，對該燒結(jié)粉末進(jìn)行粉碎和篩分，所述預(yù)燒結(jié)工序為將-200目的電解銅粉和-350目的錫粉以錫粉的配合比率為8 11重量％的方式混合而成的銅-錫混合粉在還原氣氛中在300 600°C下進(jìn)行燒結(jié)、然后進(jìn)行粉碎的工序，所述主燒結(jié)工序為將預(yù)燒結(jié)后的粉末再次在還原氣氛中在500 700°C下進(jìn)行燒結(jié)的工序。
2.一種燒結(jié)青銅合金粉的制造方法，其特征在于，包括以下工序在-200目的電解銅粉上鍍敷2 10重量％的錫而得到復(fù)合粉末的工序， 在該由鍍錫銅構(gòu)成的復(fù)合粉末中配合-350目的錫粉，調(diào)節(jié)錫的比率為8 11重量％ 而得到混合粉的工序，將該混合粉在還原氣氛中在300 600°C下進(jìn)行燒結(jié)、然后進(jìn)行粉碎的預(yù)燒結(jié)工序， 將預(yù)燒結(jié)后的粉末再次在還原氣氛中在500 700°C下進(jìn)行燒結(jié)的主燒結(jié)工序，和將該燒結(jié)粉末進(jìn)一步進(jìn)行粉碎和篩分的工序。
全文摘要
一種燒結(jié)青銅合金粉的制造方法，其特征在于，在預(yù)燒結(jié)工序和主燒結(jié)工序后，對該燒結(jié)粉末進(jìn)行粉碎和篩分；所述預(yù)燒結(jié)工序為將-200目的電解銅粉和-350目的錫粉以錫粉的配合比率為8～11重量％的方式混合而成的銅-錫混合粉在還原氣氛中在300～600℃下進(jìn)行燒結(jié)、然后進(jìn)行粉碎的工序；所述主燒結(jié)工序為將預(yù)燒結(jié)后的粉末再次在還原氣氛中在500～700℃下進(jìn)行燒結(jié)的工序。本發(fā)明的課題在于提供適合制造小型化的燒結(jié)含油軸承的粒子尺寸微細(xì)的青銅合金粉。同時，本發(fā)明的課題在于，得到雖然是微細(xì)的原料粉但具有不會降低生產(chǎn)率的流動性的青銅合金粉。
文檔編號B22F1/00GK102300656SQ20108000593
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月28日
發(fā)明者成澤靖 申請人:吉坤日礦日石金屬株式會社