(57)【要約】【課題】制振性に優れるとともに複雑形状品を製造することが可能なマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金が求められていた。【解決手段】マンガンと銅と鉄とニッケルとからなる金属粉：６０〜９５．５重量％と、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐ，Ｓｂ，Ｂｉの中の少なくとも１種の添加剤：０．５〜４０重量％とからなるマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金であり、該金属粉は、７３重量％のマンガンと、２０重量％の銅と、５重量％の鉄と、２重量％のニッケルとからなるマンガン基合金粉であるマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金は、制振性に優れるとともに粉末冶金法によって製造できるため、複雑形状品を作製することが可能になる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンガンと銅と鉄とニッケルとからなる金属粉：６０〜９５．５重量％と、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐ，Ｓｂ，Ｂｉの中の少なくとも１種の添加剤：０．５〜４０重量％とからなるマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金。
【請求項２】
上記金属粉は、１０〜３０重量％の銅と、１〜１０重量％の鉄と、１〜１０重量％のニッケルと、残りがマンガンとからなるマンガン基合金粉である請求項１に記載のマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金。
【請求項３】
上記添加剤がＳn、または、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｂｉの中の１種以上とＳｎとからなる合金である請求項１または２に記載のマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金。
【請求項４】
上記マンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金に無機セラミックスを０．５〜３０重量％分散させた請求項１〜３のいずれか１項に記載のマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金。
【請求項５】
上記マンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金のビッカース硬度は５０〜１０００である請求項１〜４のいずれか１項に記載のマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金。
【請求項６】
上記マンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金の抗折力は５０〜１００ｋｇｆ／ｍｍ2である請求項１〜５のいずれか１項に記載のマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金。
【請求項７】
上記マンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金は制振合金として用いられる請求項１〜６のいずれか１項に記載のマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金に関するものであり、おもに制振合金として用いられるマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の制振合金としてマンガン基制振合金がある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この合金は鋳造で製造するため、複雑形状品を製造することは難しく、組織粒径も５０μmに至り、硬度および強度の増大は望めない。また１２００℃の鋳造温度から機能性材料の付加も望めない。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４２９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のマンガン基制振合金は、上述のような問題を有する。そこで、本発明は制振性に優れるとともに複雑形状品を製造することが可能なマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者はマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金について研究を行ったところ、マンガンと銅と鉄とニッケルとからなる金属粉に、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐ，Ｓｂ，Ｂｉの中の少なくとも１種からなる添加剤を０．５〜４０重量％添加すると液相焼結法により焼結できることを見出した。この方法によると複雑形状品の製造が可能になる。
【０００６】
すなわち、本発明は、マンガンと銅と鉄とニッケルとからなる金属粉：６０〜９５．５重量％と、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐ，Ｓｂ，Ｂｉの中の少なくとも１種の添加剤：０．５〜４０重量％とからなるマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金である。
【０００７】
本発明焼結合金の金属粉は、マンガンと銅と鉄とニッケルとからなる金属粉であり、その中でも１０〜３０重量％の銅と、１〜１０重量％の鉄と、１〜１０重量％のニッケルと、残りがマンガンとからなるマンガン基合金粉であると制振性をさらに向上させるため好ましく、その中でも７３重量％のマンガンと、２０重量％の銅と、５重量％の鉄と、２重量％のニッケルとからなるマンガン基合金粉であるとさらに好ましい。本発明焼結合金の合金粉はアトマイズ法によって作ることができる。
【０００８】
本発明焼結合金の添加剤は、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐ，Ｓｂ，Ｂｉの中の少なくとも１種からなる。マンガンと銅と鉄とニッケルとからなる金属粉：６０〜９９．５重量％に本発明焼結合金の添加剤：０．５〜４０重量％を添加して液相焼結または鋳造により本発明焼結合金を製造することができる。その中でも液相焼結を利用した粉末冶金法は複雑形状品を製造することができるため好ましい。液相焼結を利用した粉末冶金法において、添加剤は低い温度で金属粉の表面と反応して液相を発生させて常圧で緻密化に寄与する。すなわち焼結助剤として機能する。特に金属粉としてマンガン基合金粉を用いた場合、焼結中にマンガン基合金粉内部の組成は変化することなく温存されるため、焼結後、制振性が発揮される。添加剤が０．５重量％未満では焼結性が低下し、６０重量％を超えると制振性が低下する。添加剤は、Sｎ、または、Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉの中の１種以上とＳｎとの合金であると、Ｍ合金粉の粒成長が抑制され、硬さが向上するため、好ましい。
【０００９】
本発明焼結合金に、周期律表４ａ，５ａ，６ａ，Ａｌの炭化物、窒化物、酸化物およびこれらの固溶体の中から選ばれた少なくとも１種の無機セラミックスを０．５〜３０重量％分散させると耐摩耗性、剛性が向上するため好ましい。
【００１０】
本発明焼結合金のビッカース硬さが５０〜１０００であると、耐摩耗性に優れるため好ましい。
【００１１】
本発明焼結合金の抗折力が５０〜１００ｋｇｆ／ｍｍ2であると、強度に優れるため好ましい。
【００１２】
本発明焼結合金は制振性に優れる。具体的には、本発明焼結合金は0.5Hz〜50ＭＨｚの周波数領域に対し0.5MHz未満の低―中周波対数減衰率が1.0以下、0.5MHz以上の高周波縦波減衰率が3 neper/cm以下、0.5MHz以上の高周波横波減衰率が2.5 neper/cm以下の制振性を発現できる。そのため、制振合金として用いられることは好ましい。
【００１３】
本発明焼結合金の相対密度は７０〜１００％であると制振性が向上するため好ましいが用途に応じて制御するとよい。常圧焼結で９５％以上の相対密度が得られない場合は、熱間静水圧プレスでガス圧により気孔を潰すか、ホットプレスで焼結すると好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のマンガン−銅―鉄―ニッケル系焼結合金は、制振性に優れるとともに複雑形状品を製造することが可能となる。
【実施例】
【００１５】
７３重量％のマンガンと、２０重量％の銅と、５重量％の鉄と、２重量％のニッケルとからなるマンガン基合金粉（以下、Ｍ１粉という。）、Ｓｉ粉、Ｇｅ粉、Ｓｂ粉、Ｓｎ粉、Ｂｉ粉、Ｐ粉、ＴｉＮ粉、ＡｌＮ粉を用意する。このときＭ１粉は粒径４０〜５０μｍのアトマイズ粉末を用いた。これらの原料粉末を表１に示す配合組成に配合した後、アルコール媒体中ボールミルにて１時間混合し乾燥した後、３トン/cm2の圧力でプレスした。プレス成形体を焼結炉に装入した後、表１に示す条件で焼結した後、焼鈍し、常温まで冷却した後に取り出した。
【００１６】
【表１】
2005206849.tif 000002
＊比較品を示す。無印は発明品を示す。
【００１７】
得られた焼結合金の特性を表２に示す。密度はアルキメデス法、ビッカース硬さは５００ｇ荷重で測定した。低−中周波対数減衰率は400Hzの自由端片持ち共振法で測定し、高周波縦波減衰率または高周波横波減衰率は2MHzの超音波法で測定した。
【００１８】
【表２】
2005206849.tif 000003
＊比較品を示す。無印は発明品を示す。
【００１９】
表２に記載したように、発明品の試料２〜９は相対密度が８６．７％以上と焼結性に優れ、低−中周波数対数減衰率、高周波縦波減衰率および高周波横波減衰率においても低く、優れた制振性を有する。無機セラミックスを含有する試料８，９は、硬さが向上した。そのため切削振動吸収ホルダーとして用いることが好ましい。軟鋼並の機械的強度をもつ試料２〜９は、各種の機械構造用防振用材料として用いることができる。