[发明专利]一种Cu-Ni-Al系烧结合金的制造方法

说明书

本发明的Cu‑Ni‑Al烧结合金的制造方法的特征在于，通过在包含Cu、Ni及Al的合金粉末中加入纯Al粉末并进行混合，制作以质量％计Ni：1～15％、Al:1.9～12％、剩余部分为Cu及不可避免杂质的组成比的原料粉末，使用该原料粉末进行压粉成形而形成压粉成形体，将该压粉成形体在包含3体积％以上氢气的氢气和氮气的混合气体气氛中烧结。

技术领域

本发明涉及适合用于在汽车的油箱中使用的燃料泵的烧结轴承和在废气等高温腐蚀性气氛中使用的排气阀或EGR(废气回流系统)等的轴承的构成材料的Cu-Ni-Al系烧结合金的制造方法。

本申请基于2019年12月11日在日本申请的专利申请2019-223927号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

具备使用汽油、轻油等液体燃料的马达式燃料泵的引擎在世界各地都在使用。马达式燃料泵的轴承需要高滑动性和耐磨性。具备马达式燃料泵的引擎所使用的液体燃料的质量因地域而异。

根据世界各地域的不同，有的地域使用含有硫、酸等质量差的劣质汽油。

出于以上说明的理由，马达式燃料泵所使用的轴承也要求高耐腐蚀性。

作为这种用途的轴承材料的一个例子，已知由具有以质量％计Cu-21～35％Ni-5～12％Sn-3～7％C-0.1～0.8％P的组成的Cu-Ni系烧结合金构成的轴承合金(参照专利文献1)、烧结铝青铜(参照专利文献2、3、4)、以及包含Ni的铝青铜(参照专利文献4)。

另外，同样地，作为在废气等高温腐蚀环境下使用的EGR用轴套所使用的材料，已知有在Cu-Ni-Sn系固溶体或Cu-Ni-Sn-P系固溶体的基体上分散游离石墨的烧结滑动合金(参照专利文献5、6)，还研究了铝青铜合金的适用情况(参照专利文献4、7)。

【专利文献1】日本特开2006-199977号公报(A)

【专利文献2】日本特开2013-217493号公报(A)

【专利文献3】日本特开2015-227500号公报(A)

【专利文献4】日本特开2016-125079号公报(A)

【专利文献5】日本特开2004-068074号公报(A)

【专利文献6】日本特开2006-063398号公报(A)

【专利文献7】日本特开2015-078432号公报(A)

在这些以往材料中，关于主要使用于燃料泵的烧结轴承的铝青铜合金，能够期待由相对廉价的Al带来的耐腐蚀性效果。通过使用该铝青铜轻合金，可以将价格高的Ni的添加量控制在6质量％以下，从而降低材料成本。

然而，由于Al粉末和包含Al的合金粉末具有容易氧化的性质，因此难以通过烧结获得烧结体，改善烧结性是一个问题。

也就是说，Al粉末或包含Al的合金在表面容易生成氧化皮膜，由于该氧化皮膜的稳定性高，所以在烧结气氛中氧化皮膜的存在成为阻碍烧结性的主要原因。

为了改善烧结性，将氟化铝、氟化钙等氟化物作为烧结助剂配制在原料粉末中。而且，最好将其成形体放入金属制等的箱子中烧结。另外，作为烧结保护气氛，需要做尽可能选择不易氧化的气体等的调整。

因此，在上述烧结性的改善方法中，烧结效率低，烧结工序费用的成本高。而且，有如下问题：如果烧结助剂在烧结过程中分解而产生氟气体的话，烧结炉材料的劣化就会提前。