JPH0140082B2 - - Google Patents
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- JPH0140082B2 JPH0140082B2 JP56138593A JP13859381A JPH0140082B2 JP H0140082 B2 JPH0140082 B2 JP H0140082B2 JP 56138593 A JP56138593 A JP 56138593A JP 13859381 A JP13859381 A JP 13859381A JP H0140082 B2 JPH0140082 B2 JP H0140082B2
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Classifications
-
- 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
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、粉末冶金におけるシンターブレー
ジング法の改良に関するものである。
ジング法の改良に関するものである。
粉末冶金法によつて機械部品を作る際に、その
形状が金型での一体成形は不可能なものが往々に
してある。このような場合、その部品をある部分
から切り離して２個以上の部材片に分割して成形
し、焼結前にそれらを密着させて焼結を行なつて
あたかも１個の成形品の如くにする方法があり、
シンターブレージング法（Sinter brazing）の名
で知られている。（日刊工業新聞社刊「金属粉の
成形」参照） この方法を図解して説明すると、第１図に示す
Ｖプーリーの場合は、Ｖ溝に当たる凹部は成形す
ることができない。しかしこの場合でも、第２図
に示す如くボス部を具える圧粉体１と孔部を具え
る圧粉体２とに分割して成形し、グリーンの状態
で組合わせて焼結することによつてＶプーリーの
完成品が得られる。これがシンターブレージング
の基本的な考え方である。
形状が金型での一体成形は不可能なものが往々に
してある。このような場合、その部品をある部分
から切り離して２個以上の部材片に分割して成形
し、焼結前にそれらを密着させて焼結を行なつて
あたかも１個の成形品の如くにする方法があり、
シンターブレージング法（Sinter brazing）の名
で知られている。（日刊工業新聞社刊「金属粉の
成形」参照） この方法を図解して説明すると、第１図に示す
Ｖプーリーの場合は、Ｖ溝に当たる凹部は成形す
ることができない。しかしこの場合でも、第２図
に示す如くボス部を具える圧粉体１と孔部を具え
る圧粉体２とに分割して成形し、グリーンの状態
で組合わせて焼結することによつてＶプーリーの
完成品が得られる。これがシンターブレージング
の基本的な考え方である。
ただし、この方法を適用する際には焼結に伴う
各部材の寸法変化を考慮することが必要で、上記
Ｖプーリーの場合、もしも孔部を具える部材２の
膨張率の方が大きいと、ボスを具える部材１との
接合が不可能または不十分になるおそれがある。
各部材の寸法変化を考慮することが必要で、上記
Ｖプーリーの場合、もしも孔部を具える部材２の
膨張率の方が大きいと、ボスを具える部材１との
接合が不可能または不十分になるおそれがある。
そこで両部材の適切な材質選択が重要であり、
特公昭45−11606号の発明ではボスのある側に鉄
粉と銅粉の混合粉（焼結時に膨張）を、孔のある
側に鉄粉とニツケル粉の混合物（焼結時に収縮）
を用い、両部材の圧接ならびにそれによる拡散接
合の促進によつて目的を達している。
特公昭45−11606号の発明ではボスのある側に鉄
粉と銅粉の混合粉（焼結時に膨張）を、孔のある
側に鉄粉とニツケル粉の混合物（焼結時に収縮）
を用い、両部材の圧接ならびにそれによる拡散接
合の促進によつて目的を達している。
また別の方法としては、圧粉体または焼結体を
組み合わせた状態で基材より低融点の金属、一般
には銅を溶浸させて接合する方法もある。しかし
これらの方法には材質面の制約とか、接合作用が
単一で必ずしも十分な強度が得られないなど種々
の問題があつた。
組み合わせた状態で基材より低融点の金属、一般
には銅を溶浸させて接合する方法もある。しかし
これらの方法には材質面の制約とか、接合作用が
単一で必ずしも十分な強度が得られないなど種々
の問題があつた。
本件発明者はさきに、鉄−銅系焼結材における
焼結時の「銅膨張」がホウ素によつて抑制される
ことを見出し、この知見に基づく「鉄銅系高密度
焼結合金の製造法」を特願昭54−96389号（特開
昭56−20142号参照）に開示した。
焼結時の「銅膨張」がホウ素によつて抑制される
ことを見出し、この知見に基づく「鉄銅系高密度
焼結合金の製造法」を特願昭54−96389号（特開
昭56−20142号参照）に開示した。
本件発明はこの先発明の技術の応用に係るもの
なので、先ず順序として、銅膨張とホウ素による
その抑制現象について略述する。第３図、第４図
はそれぞれ上記先願の第１図、第２図を、同じく
第５図、第６図はそれぞれ先願の第５図、第６図
を引用したもので、第３図からは、鉄銅系の焼結
合金はその焼結時に銅量８％前後をピークとして
著しく膨張することが解る。これが「銅膨張」と
呼ばれる現象である。これに対して、予め圧粉体
にホウ素を添加しておけば膨張が抑制され、逆に
収縮することも同図に示されている。
なので、先ず順序として、銅膨張とホウ素による
その抑制現象について略述する。第３図、第４図
はそれぞれ上記先願の第１図、第２図を、同じく
第５図、第６図はそれぞれ先願の第５図、第６図
を引用したもので、第３図からは、鉄銅系の焼結
合金はその焼結時に銅量８％前後をピークとして
著しく膨張することが解る。これが「銅膨張」と
呼ばれる現象である。これに対して、予め圧粉体
にホウ素を添加しておけば膨張が抑制され、逆に
収縮することも同図に示されている。
次の第４図は銅膨張現象の抑制に必要なホウ素
含有量の下限値を求めるために、膨張率の大きい
８％銅についてホウ素含有量と焼結による寸法変
化率との関係を示したものであるが、この結果に
よれば、銅膨張の抑制に有効なホウ素の下限値は
0.03％であり、それ以下の微量の添加では有意差
は認められない。第５図は銅の含有率と部材の密
度比との関係を示したもので、ホウ素を無添加の
場合は、比重の大きな銅の割合が増加しても或る
範囲（約40％）までは密度比は逆に低下するのに
対して、ホウ素を添加した場合は銅の増加につれ
て密度比がほぼ一様に高くなり、その作用が鉄銅
系における銅の含有率：０＜Cu≦50％の全範囲
に亙つて有効なことを示している。また、第６図
はホウ素の添加量と焼結材の機械的性質との関係
を示したもので、前掲第４図から推定されるよう
に、ホウ素の上限値は銅膨張の抑制作用について
はとくに考慮しなくてもよいが、焼結材の機械的
性質とくに引つ張り強さを重視する場合は0.9％
以内がよいことを示している。なお本明細書中の
％は重量％であり、また第３図〜第６図の各試料
は、アンモニア分解ガスを雰囲気とする焼結炉に
おいて温度1130℃で30分間焼結したものである。
含有量の下限値を求めるために、膨張率の大きい
８％銅についてホウ素含有量と焼結による寸法変
化率との関係を示したものであるが、この結果に
よれば、銅膨張の抑制に有効なホウ素の下限値は
0.03％であり、それ以下の微量の添加では有意差
は認められない。第５図は銅の含有率と部材の密
度比との関係を示したもので、ホウ素を無添加の
場合は、比重の大きな銅の割合が増加しても或る
範囲（約40％）までは密度比は逆に低下するのに
対して、ホウ素を添加した場合は銅の増加につれ
て密度比がほぼ一様に高くなり、その作用が鉄銅
系における銅の含有率：０＜Cu≦50％の全範囲
に亙つて有効なことを示している。また、第６図
はホウ素の添加量と焼結材の機械的性質との関係
を示したもので、前掲第４図から推定されるよう
に、ホウ素の上限値は銅膨張の抑制作用について
はとくに考慮しなくてもよいが、焼結材の機械的
性質とくに引つ張り強さを重視する場合は0.9％
以内がよいことを示している。なお本明細書中の
％は重量％であり、また第３図〜第６図の各試料
は、アンモニア分解ガスを雰囲気とする焼結炉に
おいて温度1130℃で30分間焼結したものである。
ところで、以上は鉄−銅−ホウ素の混合圧粉体
を焼結する際に認められる現象であるが、その後
の研究の結果、上述の現象は、ホウ素を含有する
鉄系圧粉体に銅を溶浸しながら焼結する場合にも
同様に生じることが判明した。
を焼結する際に認められる現象であるが、その後
の研究の結果、上述の現象は、ホウ素を含有する
鉄系圧粉体に銅を溶浸しながら焼結する場合にも
同様に生じることが判明した。
この発明は上述の新たな知見を複合焼結部品の
製造に応用したものであつて、接合しようとする
二つの圧粉体の内、ボスを具える方は鉄を主成分
としホウ素は含有しないか、多くとも0.03％未満
の組成とし、一方孔部を具える方は鉄を主成分と
し0.03％以上のホウ素を含有する組成とし、両者
を組み合わせた状態で銅溶浸と焼結を同時に施す
ことをその骨子としている。
製造に応用したものであつて、接合しようとする
二つの圧粉体の内、ボスを具える方は鉄を主成分
としホウ素は含有しないか、多くとも0.03％未満
の組成とし、一方孔部を具える方は鉄を主成分と
し0.03％以上のホウ素を含有する組成とし、両者
を組み合わせた状態で銅溶浸と焼結を同時に施す
ことをその骨子としている。
この発明の構成によれば、銅溶浸によつて前者
の圧粉体は鉄−銅系となつて焼結により膨張し、
一方後者は鉄−銅−ホウ素系となつて焼結により
相対的に収縮し、両者の接合面が密着した状態で
焼結が進行することに加えて、銅溶浸による接合
作用との相乗効果によつて強固に一体化した複合
焼結部品を得ることができる。なお第４図につい
て前述したように、0.03％未満の微量であればホ
ウ素がボス側の圧粉体に存在しても、ボス部の銅
膨張を抑制する作用はなく、従つてボスが収縮し
て接合不良を起こすことはない。
の圧粉体は鉄−銅系となつて焼結により膨張し、
一方後者は鉄−銅−ホウ素系となつて焼結により
相対的に収縮し、両者の接合面が密着した状態で
焼結が進行することに加えて、銅溶浸による接合
作用との相乗効果によつて強固に一体化した複合
焼結部品を得ることができる。なお第４図につい
て前述したように、0.03％未満の微量であればホ
ウ素がボス側の圧粉体に存在しても、ボス部の銅
膨張を抑制する作用はなく、従つてボスが収縮し
て接合不良を起こすことはない。
実施例
粒度100メツシユ以下のアトマイズ鉄粉に粒度
200メツシユ以下の黒鉛粉を重量比で0.7％配合し
た混合粉で直径20mm、長さ40mmの円柱状圧粉体
を、また、上記混合粉に0.3％相当量のホウ素を
フエロボロン粉の形で添加した混合粉で内径20
mm、外径50mm、長さ30mmの円筒状圧粉体を、それ
ぞれ圧粉密度7.1ｇ／cm3に成形し、両者を嵌め合
わせてCu−2.5％Coの組成の溶浸材をセツトし、
分解アンモニアガス中温度1120℃で20分間焼結し
た。溶浸された銅の量は9.2％である。
200メツシユ以下の黒鉛粉を重量比で0.7％配合し
た混合粉で直径20mm、長さ40mmの円柱状圧粉体
を、また、上記混合粉に0.3％相当量のホウ素を
フエロボロン粉の形で添加した混合粉で内径20
mm、外径50mm、長さ30mmの円筒状圧粉体を、それ
ぞれ圧粉密度7.1ｇ／cm3に成形し、両者を嵌め合
わせてCu−2.5％Coの組成の溶浸材をセツトし、
分解アンモニアガス中温度1120℃で20分間焼結し
た。溶浸された銅の量は9.2％である。
かくして得られた複合焼結体にアムスラー材料
試験機を用いて押し出し試験を行なつたところ、
荷重60.3tonで接合面以外の個所から破断する結
果が得られ、両部材が確実に一体化していること
が確認された。これに対して円柱状圧粉体、円筒
状圧粉体の両者ともにホウ素を添加せず、他の条
件は上記と同一にした比較例の場合には37.7ton
の荷重で抜けてしまい、この発明とは明らかな差
が認められた。
試験機を用いて押し出し試験を行なつたところ、
荷重60.3tonで接合面以外の個所から破断する結
果が得られ、両部材が確実に一体化していること
が確認された。これに対して円柱状圧粉体、円筒
状圧粉体の両者ともにホウ素を添加せず、他の条
件は上記と同一にした比較例の場合には37.7ton
の荷重で抜けてしまい、この発明とは明らかな差
が認められた。
第１図および第２図は一体成形できない形状の
焼結部品のシンターブレージングによる製造法を
説明する図面、第３図は鉄銅系の焼結材における
銅含有率と寸法変化率との関係に対するホウ素の
影響を示すグラフ、第４図はホウ素の含有量と寸
法変化率との関係を示すグラフ、第５図は焼結材
の密度比と銅含有率との関係を示すグラフ、第６
図は焼結材の機械的性質とホウ素添加量との関係
を示すグラフである。
焼結部品のシンターブレージングによる製造法を
説明する図面、第３図は鉄銅系の焼結材における
銅含有率と寸法変化率との関係に対するホウ素の
影響を示すグラフ、第４図はホウ素の含有量と寸
法変化率との関係を示すグラフ、第５図は焼結材
の密度比と銅含有率との関係を示すグラフ、第６
図は焼結材の機械的性質とホウ素添加量との関係
を示すグラフである。
Claims (1)
- １ ボス部を具える鉄系の圧粉体と、このボスと
嵌合する孔部を具える鉄系の圧粉体とを組み合わ
せて焼結するにあたり、ボス部を具える圧粉体に
はホウ素を添加しないかまたは多くとも0.03％未
満に止め、孔部を具える圧粉体には重量比にて
0.03％以上のホウ素を添加し、両者を組み合わせ
た状態で銅溶浸と焼結を同時に施すことを特徴と
する複合焼結部品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138593A JPS5842702A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 複合焼結部品の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56138593A JPS5842702A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 複合焼結部品の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842702A JPS5842702A (ja) | 1983-03-12 |
| JPH0140082B2 true JPH0140082B2 (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=15225716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56138593A Granted JPS5842702A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 複合焼結部品の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842702A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6169350A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-09 | Hitachi Ltd | 整流子型回転電機 |
| JPS63134603A (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-07 | Kato Hatsujo Kaisha Ltd | プ−リ−の製造方法 |
| JP2521778B2 (ja) * | 1987-11-24 | 1996-08-07 | 日立粉末冶金株式会社 | 溶浸接合焼結機械部品の製造方法 |
| CA2927483A1 (en) * | 2015-05-19 | 2016-11-19 | Spx Flow, Inc. | A multi-part, tapered, concentric manifold and method of making the manifold |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501330A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-01-08 | ||
| JPS5620142A (en) * | 1979-07-28 | 1981-02-25 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | Manufacture of high density sintered iron-copper alloy |
-
1981
- 1981-09-04 JP JP56138593A patent/JPS5842702A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501330A (ja) * | 1973-05-11 | 1975-01-08 | ||
| JPS5620142A (en) * | 1979-07-28 | 1981-02-25 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | Manufacture of high density sintered iron-copper alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5842702A (ja) | 1983-03-12 |
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