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铜业知识铜系金属粉末

来源: 作者: 2019-04-11 12:43:02

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专利名称:铜系金属粉末

文档编号:B22F1/00Yk

专利摘要:提供一种流动性优异、适合作为粉末冶金的原料粉的铜系粉末。是作为流动性改善材添加、混合有实施过疏水化处理的SiO2或Al2O3或TiO2

或MgO或它们的混合物的铜系粉末,该流动性改善材的平均粒径为40nm以下,流动性改善材的添加比例相对于铜系粉末为1.0质量%以下。这时,

作为疏水化处理,适用利用有机硅化合物等进行的疏水化。

权利要求:

1.一种铜系金属粉末,其特征在于,在由铜或铜合金构成的铜系粉末中添加、混合有流动性改善材,其中,所述流动性改善材是从平均粒径为40nm以下的实施过疏水化处理的SiO2、Al2O3、TiO2、MgO及它们的混合物中选出的,并且,该流动性改善材相对于铜系粉末的添加比例为1.0质量%以下。

2.根据权利要求1所述的铜系金属粉末,其特征在于,在所述铜粉末或铜合金粉末中,还含有锡、铅、锌、铝、镍、铋、铁、磷、锰、钴、硅、钛、钒、铬、银的粉末,或者这些元素2种以上的合金粉,或者从所述元素和铜的合金粉中选出的金属成分,从石墨、二硫化钼及硫化锰、氟化钙中选出的固体润滑剂,从碳化物及氮化物中选出的副成分粉和/或从金属皂、蜡中选择的成形润滑剂中的至少1种,并且,所述流动性改善材相对于所述铜系粉末和副成分粉和/或成形润滑剂的合计量的添加比例为1.0质量%以下。

3.根据权利要求1或2所述的铜系金属粉末,其特征在于,所述SiO2、Al2O3、TiO2、MgO通过有机硅化合物被进行了疏水化处理。

专利说明:铜系金属粉末

技术领域:

本发明涉及作为粉末冶金的原料粉使用的、流动性优异的铜和铜合金以及铜系混合粉末。

背景技术:

历来,在粉末冶金中使用的铜系粉末中,有由于其形状、粒度等而导致流动性差的粉末恐龙出租
。例如电解铜粉,因为是非常复杂的树枝状形状,所以粉末彼此缠结,其结果是流动性变差指纹锁生产厂家批发
。另外,即使是以雾化法制作的近乎球状的形状的粉末,若粒径成为50m以下的微粉末,则粒子间的附着力变强而流动性变差。

在粉末冶金法中,虽然是将粉末填充到成形金属模具中而进行挤压成形,但特别是近年来,为了制造薄壁形状和复杂形状的部件,金属模具的间隙细小而成为复杂的形状。因此,使用流动性差的粉末时,存在发生交联,粉末无法被填充到金属模具中的情况。另外,即使能够填充,在未被均一填充的情况下,在金属模具内填充密度产生偏差,从而引起成形体强度的降低和烧结后的尺寸精度的降低。另外,因为不能在金属模具中平滑地填充粉末,所以需要将挤压成形速度设定得低,生产性降低调光台品牌

为了将其解决,在铁系粉末中,如下述的专利文献1~3所示,提出通过使用有机粉末结合主成分粉末和副成分粉而将粉末造粒,从而改善流动性。

另外,在铜系粉末中,如专利文献4所示,公开有通过将涂敷粘合剂的副成分粉和能够用水泄漏的主成分粉混合、干燥,从而不会使剩余部分的粘合剂残留到主成分的铜系粉末上而使主成分粉和副成分粉粘结的方法,和仅仅极少量使用粘合剂,将主成分粉和副成分粉和粘合剂溶液混合后,轻轻地压缩混合物以帮助粘结的方法。

在专利文献5中公开有一种方法,是在铁系造粒粉末中,添加原子粒子的平均粒径为40nm以下的SiO2等的金属氧化物作为流动性改善材。

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然而,若是将使用专利文献1~3所示的这种能够适用于现有铁系粉末的粘合剂来造粒的方法应用于铜系粉末,则碳向铜中固溶度几乎没有,因此存在的缺点是,即使在烧结时仅仅有残留在粉末粒子表面的粘合剂残渣的碳也会显著阻碍烧结。

另外,在利用专利文献4所示的、即使是铜系也难以阻碍烧结的粘合剂进行造粒粉的制造中,因为会增加以粘合剂制造被涂敷的副成分粉的工序、或压缩主成分、副成分、粘合剂的混合物的工序等的制造工序,所以成本变高。

另一方面,即使将上述专利文献5所述的适用于铁系粉末的流动性改善的、添加SiO2等的金属氧化物的方法直接应用于铜系粉末,出于如下的理由仍不能得到充分的流动性。

对粉末的流动性产生影响的粉末之间的附着力,一般已知由液桥力、分子间力、静电力组成,但是如在下述非专利文献1中所述,在通常的湿度气氛下分子间力发挥作用。分子间力与范德华常数(ハマカ)成比例,该系数在铁时为21.2,铜时为30.0,铜作用铁的1.5倍德分子间力。这样,例如即使具有同样的粒子形状、粒径的粉末,铜粉与铁粉相比仍会显示出较差的流动性。

粉体和粉末冶金第45卷,第9号,1998年,页

发明内容:

如上,在铜系粉末中使其流动性提高极其困难。然而,因为近年粉末冶金部件的小型化、复杂形状化、低成本化,所以在铜系中也期望有流动性良好的粉末。本发明的目的在于,提供一种可以顺应这一要求的铜系粉末。

本发明以解决这一现有问题点为目的,提供一种流动性优异的铜系粉末,其是在铜粉末或铜合金粉末中,以相对于铜系粉末为1.0质量%以下的量添加、混合平均粒径40nm以下的经疏水化处理的SiO2或Al2O3或TiO2或MgO或它们的混合物作为流动性改善材。

本发明的所谓铜合金,是指在铜中固溶有锡、铅、锌、铝、镍、铋、铁、磷、锰、钴、硅、钛、钒、铬、银之中的1种或2种以上元素的金属。

另外,在本发明中,也可以在铜粉末或铜合金粉末中混合副成分粉和成形润滑剂。作为副成分粉,可列举像锡、铅、锌、铝、镍、铋、铁、磷、锰、钴、硅、钛、钒、铬、银的粉末,或者这些元素2种以上的合金粉,或者这些元素和铜的合金粉这样的金属成分;石墨、二硫化钼、硫化锰、氟化钙等固体润滑剂;碳化物、氮化物等硬质粒子。副成分粉添加量含有能够至铜或铜合金粉和副成分粉和成形润滑剂的合计质量的30%的量。作为成形润滑剂,可列举金属皂、蜡等。其添加量能够含有至铜或铜合金粉和副成分粉和成形润滑剂的合计质量的5%的量。在本发明中,上述副成分粉及/或润滑剂被添加时,相对于铜粉末或铜合金粉末和副成分粉和成形润滑剂的合计质量,以1.0质量%以下的量添加流动性改善材。

SiO2或Al2O3或TiO2或MgO本来表面存在亲水基,因此有亲水性,但是能够使之与有机硅化合物反应而使之疏水化。如此疏水化了的SiO2或Al2O3或TiO2或MgO,水分子对表面的吸附量显著减少。亲水性的粉末通过外部的水分相互附着,无法得到充分的流动性,但若疏水化,则不再具有容易附着的水分层,流动性得到改善。

利用有机硅化合物进行的疏水化处理用公知的方法即可,例如,市场销售有通过如下方法制造的有机硅化合物,该方法是将平均粒径40nm以下的SiO2和二甲基氯硅烷(dimethylchlorosilane)与惰性的载气一起供给到被加热至约400℃的反应器中而使之反应的方法。

如前述,铜系粉末比铁系粉末流动性差,亲水性的流动性改善材虽然流动性改善效果不充分,但是通过实施疏水化处理,将能够以少量的添加获得充分的流动性改善效果。

作为本发明的效果,通过铜系粉末的流动性提高,即使在制造薄壁形状和复杂形状的件部这样的情况下,也不会在向金属模具供给粉末时发生交联而使粉末无法被填充到金属模具中,不但能够填充,而且能够避免无法均一填充而在金属模具内填充密度产生偏差,引起成形体强度的降低和烧结后的尺寸精度的降低。另外,因为能够在金属模具中平滑地填充粉末,所以能够将挤压的成形速度设定得快,还能够取得生产性得到提高的效果。

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