(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
黄銅合金粉に質量比で２〜２０％の箔状銅粉（以下銅箔粉と記す。）を混合したのち、更に混合物全体の０．５〜４％の錫粉を混合し、この混合粉を圧粉成形および焼結することにより焼結過程での亜鉛の蒸失を抑制したことを特徴とする黄銅焼結部品の製造方法。
【請求項２】
黄銅合金粉に質量比で２〜２０％の箔状銅粉（以下銅箔粉と記す。）を混合したのち、更に混合物全体の０．５〜４％の錫粉、およびステアリン酸リチウム，炭酸リチウム，弗化リチウム，塩化リチウムの何れかのリチウム化合物の粉末を０．１〜１％混合し、この混合粉を圧粉成形および焼結することにより焼結過程での亜鉛の蒸失を抑制したことを特徴とする黄銅焼結部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は黄銅系の焼結部品を製造する際に有用な、黄銅合金を焼結する過程での亜鉛の蒸発損失を抑制し得る製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
黄銅系の焼結合金（銅と亜鉛以外の添加元素を含有する黄銅合金も包含する）は、ターボチャージャーの軸受，変速機のシンクロナイザーリング，エンジンのバルブガイド，ギヤポンプのスラスト受け部材、鍵部品その他種々の機械部品に用いられているが、この合金には、焼結に際して合金成分中の亜鉛が蒸発・減失するという問題がある。即ち、亜鉛はその特性として焼結過程で蒸発し易いために、焼結製品の所定の組成を維持することができず、そのために製品の表面に肌荒れを生じたり、焼結体の表面と中心部とで性状が不均一になるといった問題が起こるのである。また、亜鉛の蒸発は単に焼結製品に対する影響だけではなく、焼結炉の汚染や、炉からの排出ガスについても対策を要することとなる。
【０００３】
この、焼結過程での亜鉛の蒸失を防ぐ手段としては、圧粉体を密閉可能な焼結ケース内に封入して焼結する方法；予め黄銅粉に、アルカリ金属塩類を添加してその分解温度以上で加熱する前処理（特開昭５０−９８４０６号）を施しておく方法；或いは、黄銅粉にハロゲン化リチウムを配合して成形・焼結する（特開昭５７−１１０６０２号）方法などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様な従来の方法には工程増加により生産効率が低下したり、亜鉛蒸失の防止効果が充分でないか或いは安定しないなどの問題があるため、実施が容易で、効果のより一層確実な製造方法が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の骨子は、黄銅粉に箔状の銅粉（以下銅箔粉という）を配合して黄銅粉を銅箔で被覆することを主体としている。黄銅粉に含まれる亜鉛は表面を覆う銅箔によって蒸発を抑制され、蒸発したものも銅箔粉と合金化して黄銅となり、かくして蒸失量が減少する訳である。従ってその効果は被覆の程度に左右されるが、被覆の効率は黄銅粉と銅箔粉の相対的な大きさに関係があり、銅箔粉の平均粒径が黄銅粉の粒径の半分以下で、且つ半分に近い場合に最も高くなる（特公昭６３−２４０４１号）とされている。銅箔粉の適正配合量は、後述する実施例に示すように質量比で２〜２０％である。なお、この明細書中の％は、特記しない限り質量比で示してある。
【０００６】
黄銅粉を銅箔粉で被覆する際に、予め黄銅粉を粘度の低い油で濡らしておき、その粉に銅箔粉を添加・混合すると、銅箔粉をよりよく強固に付着させることができる。油は、低粘度油の中でも白スピンドル油が好ましい。油の添加量は黄銅粉の０．０５％以下（粉末１ｋｇ当たり０．５ｇ以下）が適当であって、多量の添加は混合粉の流動性を悪くするので好ましくない。
【０００７】
更にこの発明の骨子は、上述の被覆処理を施された黄銅粉に錫粉末やリチウム化合物の粉末を添加することを含んでいる。両者とも焼結過程での亜鉛の蒸失を防ぐ作用があり、その適正配合量は錫粉については混合物全体の０．５〜４％である。またリチウム化合物としてはステアリン酸リチウム，炭酸リチウム，弗化リチウムまたは塩化リチウムが用いられ、添加量は混合物全体の０．１〜１％が好ましい。リチウム化合物のうち、ステアリン酸リチウムは粉末潤滑剤としての用途を兼ねることができるが、他のものは固有の目的で添加することになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその一実施例について説明する。先ず、原料粉としてＺｎの含有量３０％で粒度１００メッシュ以下の黄銅粉，粒度２００メッシュ以下の銅箔粉，粒度２００メッシュ以下の錫粉および炭酸リチウム（Ｌｉ２  ＣＯ３  ）粉末を、それに、粉末潤滑剤としてステアリン酸亜鉛（Ζｎ−ｓｔ），ステアリン酸リチウム（Ｌｉ−ｓｔ）を、低粘度油として白スピンドル油を用意した。
【０００９】
次に、先ず亜鉛の蒸失抑制手段を特に施さない基準試料として、黄銅粉単味に粉末潤滑剤のステアリン酸亜鉛を０．５％添加して成形圧力５００ＭＰａで試験片所定の形状に成形し、焼結は分解アンモニアガス雰囲気のメッシュベルト焼結炉により、温度８００℃で焼結した。かくして得られた試料を、試料１とする。次いでこの発明の特徴とする銅箔粉を、その添加量を２〜２５％まで変化させて黄銅粉に配合して充分混合したのち、試料１の場合と同様にして成形・焼結した各試料（試料２〜試料７）を作製した。
【００１０】
これらの各試料（焼結体）について亜鉛の定量分析を行なったところ、亜鉛の分析値は試料１では２６．４％，試料４（銅箔粉１０％配合）では２６．２％であった。使用した黄銅粉は七三黄銅なので、その配合割合に０．３を乗じた値が圧粉体中の亜鉛の含有量となる。従って試料１の場合には、圧粉体の亜鉛含有量３０％が焼結体では２６．４％に減少（蒸失量３．６％）した訳で、焼結前後における亜鉛の蒸失率は１２％と算出される。
【００１１】
これに対して、黄銅粉を銅箔粉１０％で被覆して用いた試料４では、圧粉体の亜鉛含有量２７％が焼結体では２６．２％に減少（蒸失量０．８％）した訳で、焼結前後における亜鉛の蒸失率は僅か３％に止まっている。なお、後述する試料８〜試料１６も含め、各試料の原料配合組成を表１の左欄に，その焼結体の亜鉛分析値などを右欄に纏めて表示してある。銅箔粉による被覆の作用効果（亜鉛の蒸失率の低下）は、銅箔粉の配合量２％で有意となり、データが示すように配合量の増加につれて大きくなる。
【００１２】
但し、粉末の流動性については逆の傾向を示し、銅箔粉の配合量が多くなるにつれて少しずつ悪くなり、試料６（配合量２０％）までは差支えないが、試料７（配合量２５％）の場合は通常の落し込みによる金型への粉末充填はやや困難であった。これらを総合すると銅箔粉の配合量は１５％前後が最適で、２〜２０％を適正範囲とする。また、試料５（配合量１５％）において黄銅粉と銅箔粉とを混合する際、黄銅粉にそのまま銅箔粉を混合した場合と，予め黄銅粉に０．０３％の白スピンドル油を添加・混合した場合との混合粉の状態を顕微鏡で比較したところ、予め油で処理したものの方が銅箔粉による被覆状態が良好で、独立して残る銅箔粉の量も少なかった。
【００１３】
次の試料８〜試料１１は、黄銅粉に配合する銅箔粉を１５％に固定（即ち試料５の組成を基準）して、この混合粉に錫粉を０．５〜７％まで段階的に配合したものである。各試料の成形・焼結条件は試料５の場合と同一であり、それぞれの配合組成および焼結体の亜鉛分析値などのデータは表１に示す通りである。この結果によると、亜鉛の蒸失率は錫０．５％の添加により無添加の場合の６割に，錫の添加量１％では５割に減少している。この様に、錫の添加は少量でも有効であるが、添加量４％で３割強にまで減少した後は、それ以上に添加量を増しても効果が伴わない。従って、錫の添加量は０．５〜４％を適正範囲とする。
【００１４】
次に試料１２以降はリチウム化合物の例として炭酸リチウムを用い、試料１５までは錫粉に代えて炭酸リチウムを添加したもので、試料１６は錫粉と炭酸リチウムを併用したものである。各試料とも混合粉への粉末潤滑剤の添加量は０．３％一定であるが、試料１５と試料１６はその種類をステアリン酸リチウムに変更してある。
【００１５】
総じて、リチウム化合物は錫粉に比べて少量（０．１％〜）でも効果が認められ、添加量につれて効果も大きくなるが、錫と併用した場合に最良の結果を示している。粉末潤滑剤中のリチウムも共働しているようである。またリチウムには脱酸作用もあり、特に肉厚の焼結製品の場合、表層部に比べて中心部の酸素量が多くなる現象の改善に効果がある。但し量が多いと焼結中の熱分解による影響や合金中に介在物となるなどの問題を招くので、１％に止めるのが望ましい。
【００１６】
因みに、黄銅粉への銅箔粉などの配合は、その量につれて焼結製品の亜鉛含有量を当然に低下させ、材質特性も変化させることになる。そこで焼結製品の組成や材質特性などに制約がある場合は、主原料である黄銅粉に高亜鉛のものを用いたり、銅箔粉その他の配合量を適宜に加減して対応することができる。高亜鉛の黄銅粉は成形時の圧縮性がやや劣るが、銅箔粉の添加にはそれを改善する効果もある。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば黄銅粉を用いた圧粉体を焼結する際に生じる亜鉛の蒸発・減失が抑制されるので、黄銅焼結製品を安定した品質で製造することができる。また、焼結炉の雰囲気ガスと共に排出される酸化亜鉛が減少するため回収装置の保全管理が容易になり、生産性を向上させることができる。
【００１８】
【表１】
0003635031.tif 000002