[发明专利]Cu系熔渗用粉末

说明书

技术领域

本发明涉及向Fe或Fe系混合粉末的成形体或者烧结体熔渗的Cu系混合粉末。

背景技术

在Fe系合金的烧结零件的制造中，为了使机械零件高密度化、高强度化、高韧性化而确立了熔渗Cu合金的技术。一般在熔渗法中，使有气孔的Fe系压粉体或烧结体的基材，与比之熔点低的Cu合金的压粉体(以下，称为“熔渗材”)接触并加热。熔融的熔渗材由于毛细管现象而向基材熔渗，基材内部的气孔由熔渗的Cu填满，气孔减少，从而密度上升，烧结体的致密性提高。此外基材和熔渗材所含的成分发生合金化反应，由此烧结熔渗零件其机械的强度、硬度、导电性、耐腐蚀性、耐磨损性这样的特性得到改善。

一般作为熔渗材所要求的特性，要求的是有如下等特性：高的熔渗率(浸透到基材中的熔渗材重量相对于放置在基材上的熔渗材的重量的比)，熔渗材的残留物(残渣)不会附着在基材上，或即使附着也能够容易地除去。

为了满足这样的要求，提出有一种熔渗用粉末，其由如下构成：Fe为2.0～7.0质量％、Mn为1.0～7.0质量％、Zn为0.5～5.0质量％、Al为0.03～0.1质量％、Si为0.1～2.0质量％，余量为Cu(专利文献1)。上述提出的熔渗材中的Mn、Al、Si这样的成分，在熔渗过程中形成氧化物，成为残渣的一部分而残留在Fe系基材的表面，具有防止没有熔渗的Cu粘合到Fe系基材上的效果。但是，这些成分含量多时，残渣的发生量变多，因此会产生熔渗率降低这样的问题，以及由于熔渗材的构成而发生的残渣粘合在Fe系基材表面这样的问题。

【专利文献】

【专利文献1】特开昭55-141501号公报

发明内容

本发明其课题在于，提拱一种残渣的发生量少，残渣的剥离性优异，熔渗率高的熔渗性优异的熔渗材。

本发明，以解决这样的现有的问题点为目的，对于构成熔渗材的混合粉末和组成进行了各种研究，其结果发现了本发明的熔渗用混合粉末。即本发明的熔渗用粉末，其特征在于，是将Cu粉末、Si粉末、Cu-Fe-Mn合金粉末和Cu-Zn-Al合金粉末进行了混合的粉末，并且为如下组成：含有Fe为1.5～5.5质量％、Mn为1.0～2.5质量％、Zn为1.0～2.0质量％、Al为0.01～0.1质量％、Si为0.1～0.6质量％，余量由Cu构成。还有，本发明的熔渗用粉末本质上所述组成构成，但也可以含有微量的不可避免的杂质。在此，所谓不可避免的杂质，是指不是有意添加的，而是在各原料的制造工序等中不可避免地混入的杂质。

另外，本发明在具有上述的特征的熔渗用混合粉末中，其特征在于，所述Cu-Fe-Mn合金粉末中的Fe的含量为3.0～7.0质量％，Mn的含量为2.0～5.0质量％，该Cu-Fe-Mn合金粉末在所述混合粉末中配合有25.0～90.0质量％。

另外，本发明在具有上述的特征的熔渗用混合粉末，其特征在于，所述Cu-Zn-Al合金粉末中的Zn的含量为10.0～40.0质量％，Al的含量为0.1～3.0质量％，该Cu-Zn-Al合金粉末在所述混合粉末中配合有3.0～15.0质量％。

此外，本发明在具有上述的特征的熔渗用混合粉末中，其特征在于，含有用于改善成形时的润滑性的润滑剂0.1～1.0质量％。

本发明的熔渗材因为能够得到高熔渗率，所以能够实现熔渗的烧结机械零件的高密度化和高强度化。另外，由于熔渗后发生的残渣的发生量少，残渣的剥离性也良好，因此还带来生产率的提高。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的熔渗材的组成范围和构成熔渗材的混合粉末的种类和调配比率。

本发明的熔渗材所含的Fe是以防止Fe系基材和熔渗材的接触面的侵蚀为目的而添加的。一般来说，Fe-Cu系的熔渗在比包晶温度高的1100℃～1150℃的范围进行。该熔渗温度下的Fe的饱和熔化度约为5质量％，向Fe基材熔渗Cu单体时，因为基材中的Fe向熔渗材熔融，所以在基材表面发生侵蚀坑和表面橘皮这样的现象。这样的现象能够通过预先在熔渗材中添加Fe而防患于未然。在低于1.5质量％时，该侵蚀防止效果少。另外，因为Fe的含量越多，熔渗材的熔点越高，所以本发明的熔渗材的Fe含量限定在1.5～5.5质量％。