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公開番号2024145329
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023057627
出願日2023-03-31
発明の名称粉末冶金用粉末
出願人福田金属箔粉工業株式会社
代理人個人,個人
主分類B22F 1/00 20220101AFI20241004BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】Si含有銅基粉末を含有する粉末冶金用粉末であって、酸素分圧や露点を低くせずに通常の焼結雰囲気で焼結しても焼結阻害が生じ難く、成形性や機械的特性に優れる焼結体を作製でき、しかも、粉末形態や合金種が限定されない粉末冶金用粉末を提供する。
【解決手段】Siを0.1重量～5.0重量%と、750℃～1000℃の温度域における酸化物の標準生成ギブズエネルギーがSiO₂よりも高い金属元素を30重量%以下含有し、残部がCuと0.5重量%以下の不可避不純物元素の合金粉末又は混合粉末であるSi含有銅基粉末と、無機フッ素化合物(AF_n但し、Aは任意の元素)であり、前記温度域における下記(反応式1)で表される反応の標準反応ギブズエネルギーΔG_rが負となる粉末である焼結助剤粉末を0.01重量～1.0重量%含有する粉末冶金用粉末。
(反応式1)SiO₂+(4/n)AF_n→SiF₄+(2/n)A₂O_n
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｓｉ含有銅基粉末と焼結助剤粉末を含有する粉末冶金用粉末であって、前記Ｓｉ含有銅基粉末は、Ｓｉを０．１重量％以上、かつ、５．０重量％以下と、７５０℃以上、かつ、１０００℃以下の温度域における酸化物の標準生成ギブズエネルギーがＳｉＯ
２
よりも高い金属元素を３０重量％以下含有し、残部がＣｕと０．５重量％以下の不可避不純物元素である合金粉末又は混合粉末であり、前記焼結助剤粉末は、２元系からなる無機フッ素化合物（ＡＦ
ｎ
但し、Ａは任意の元素）であり、前記温度域における下記（反応式１）で表される反応の標準反応ギブズエネルギーΔＧ
ｒ
が負となる粉末であり、前記粉末冶金用粉末は、前記焼結助剤粉末を０．０１重量％以上、かつ、１．０重量％以下含有する粉末冶金用粉末。
（反応式１）ＳｉＯ
２
＋（４／ｎ）ＡＦ
ｎ
→ＳｉＦ
４
＋（２／ｎ）Ａ
２
Ｏ
ｎ
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
リン含有合金粉末を含有し、リンの総含有量が０．１重量％以上、かつ、０．５重量％以下である請求項１記載の粉末冶金用粉末。
【請求項３】
前記Ｓｉ含有銅基粉末の見掛密度が４．０ｇ／ｃｍ
３
以下であり、かつ、粒度分布の７０％以上が１０６μｍ以下の粒子径である請求項１又は２記載の粉末冶金用粉末。
【請求項４】
潤滑剤を３重量％以下含有する請求項１又は２記載の粉末冶金用粉末。
【請求項５】
請求項１又は２記載の粉末冶金用粉末の圧粉成形体を焼結してなる焼結体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は粉末冶金用粉末に関する。詳しくは、該粉末冶金用粉末は、酸素分圧や露点を低くせずに通常の焼結雰囲気で焼結しても焼結阻害が生じ難く、成形性や機械的特性に優れる焼結体を作製でき、しかも、粉末形態や合金種が限定されない粉末冶金用粉末に関する。
続きを表示（約 970 文字）【背景技術】
【０００２】
粉末冶金法とは金属粉末を金型で加圧成形し、金属の融点以下の温度で焼結を行うことで金属部品を製造する方法である。
【０００３】
粉末冶金法では金型さえあれば金属部品をニアネットシェイプに成形することができるので、高精度部品の大量生産に適しており、切削工程も少ないので経済性および環境性にも優れる。
【０００４】
また、粉末を原料とする特性上、フィルターのような多孔質材料の製造や、超硬合金や摺動材のような本来親和しない複合材の製造にも好適である。
【０００５】
粉末冶金法では、粉末表面の酸化被膜形成による焼結阻害を解消するため、一般的には還元性のある水素を含む雰囲気で、酸化被膜を還元・除去し、焼結する。
【０００６】
しかし、酸化被膜と水素の還元反応の標準反応ギブズエネルギーが正となる場合は、酸化被膜は水素によって還元・除去されないため、水素雰囲気の焼結であっても焼結阻害が発生するという問題がある。
【０００７】
ＳｉはＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉと硬い金属間化合物をつくり、強度や耐摩耗性に寄与するため、よく用いられる元素である。
【０００８】
しかし、Ｓｉは焼結阻害を引き起こす元素であって、７５０℃～１０００℃におけるＳｉＯ
２
＋２Ｈ
２
→Ｓｉ＋２Ｈ
２
Ｏの反応のギブズエネルギーが正であり、Ｓｉ＋Ｏ
２
→ＳｉＯ
２
の反応のギブズエネルギーが負であるため、ＳｉＯ
２
酸化被膜は水素によって還元・除去されず、焼結雰囲気中の酸素や水分と反応して容易にＳｉＯ
２
酸化被膜を形成するという問題がある。
【０００９】
したがってＳｉ含有金属粉末を焼結する場合は、例えば真空焼結のように酸素分圧や水蒸気圧を十分に下げて焼結する必要がある。
【００１０】
Ｓｉ含有金属粉末の焼結においては、組成や粉末形態（合金粉・混合粉）によっても左右されるが、露点温度が－５０℃～－４０℃あれば十分に焼結することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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