JPH0694562B2 - 複合合金鋼粉および焼結合金鋼の製造方法 - Google Patents
複合合金鋼粉および焼結合金鋼の製造方法Info
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- JPH0694562B2 JPH0694562B2 JP63244377A JP24437788A JPH0694562B2 JP H0694562 B2 JPH0694562 B2 JP H0694562B2 JP 63244377 A JP63244377 A JP 63244377A JP 24437788 A JP24437788 A JP 24437788A JP H0694562 B2 JPH0694562 B2 JP H0694562B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、粉末冶金による焼結部品の製造に供される
合金鋼粉および焼結後に熱処理を施して使用される高強
度焼結合金鋼の製造方法に関するものである。
合金鋼粉および焼結後に熱処理を施して使用される高強
度焼結合金鋼の製造方法に関するものである。
鉄系焼結材料は自動車部品などに多く利用されている。
最近こられ部品の軽量化が指向され、高強度化が要望さ
れている。
最近こられ部品の軽量化が指向され、高強度化が要望さ
れている。
焼結部品を高強度とするため、種々の合金鋼粉を用いる
とは周知の技術である。これらの高強度焼結合部品は、
高密度であることを要求されることが多い。完全に均一
な合金鋼粉は鋼粉粒子が固くなるので、鉄粉粒子表面に
合金元素の粉末を部分的に拡散付着させた、複合合金鋼
粉として、鋼粉の圧縮性を高める努力がなされている。
とは周知の技術である。これらの高強度焼結合部品は、
高密度であることを要求されることが多い。完全に均一
な合金鋼粉は鋼粉粒子が固くなるので、鉄粉粒子表面に
合金元素の粉末を部分的に拡散付着させた、複合合金鋼
粉として、鋼粉の圧縮性を高める努力がなされている。
しかし、このような複合合金鋼粉を用いる方法において
も、その合金組成や製造方法および使用方法が適切でな
い場合には、十分な焼結体特性を期待することができな
い。
も、その合金組成や製造方法および使用方法が適切でな
い場合には、十分な焼結体特性を期待することができな
い。
特開昭61−231102号公報では、合金組成を高合金化する
ことによって、焼結材料の強度を高める試みがなされて
いる。しかし、Niを7%以上含む高合金組成であるた
め、コストが高いことのほか、焼結した状態で硬さが高
くなり、サイジングや切削加工が不可能となる。また焼
結後、残留オーステナイトが多くなり、引張強さを130k
gf/mm2以上の高強度とするためには、サブゼロ処理など
の特別の熱処が必要となってコスト上昇の要因になるな
ど問題が多い。また、残留オーステナイトが時間の経過
と共に分解し、部品の変形などの経時変化をもたらすこ
となども問題となる。
ことによって、焼結材料の強度を高める試みがなされて
いる。しかし、Niを7%以上含む高合金組成であるた
め、コストが高いことのほか、焼結した状態で硬さが高
くなり、サイジングや切削加工が不可能となる。また焼
結後、残留オーステナイトが多くなり、引張強さを130k
gf/mm2以上の高強度とするためには、サブゼロ処理など
の特別の熱処が必要となってコスト上昇の要因になるな
ど問題が多い。また、残留オーステナイトが時間の経過
と共に分解し、部品の変形などの経時変化をもたらすこ
となども問題となる。
特公昭45−9649号公報では、成形後の熱処理に際して寸
法変化が少なく、高強度の焼結体を与える低合金鋼粉が
開示されている。この低合金鋼粉は鉄粉とNi、Moおよび
Cuの化合物との混合物を加熱して合金成分を拡散付着さ
せ、集合化した粒子を粉砕し、さらに焼鈍することによ
り得られるものである。しかし、この低合金鋼粉はCuを
0.50〜2.00重量%含んでおり、Cuが粒界に偏析してε−
Cu脆化層を生成し、機械的特性を劣化させるので、好ま
しくない。
法変化が少なく、高強度の焼結体を与える低合金鋼粉が
開示されている。この低合金鋼粉は鉄粉とNi、Moおよび
Cuの化合物との混合物を加熱して合金成分を拡散付着さ
せ、集合化した粒子を粉砕し、さらに焼鈍することによ
り得られるものである。しかし、この低合金鋼粉はCuを
0.50〜2.00重量%含んでおり、Cuが粒界に偏析してε−
Cu脆化層を生成し、機械的特性を劣化させるので、好ま
しくない。
また、本発明者らの一人は、特に焼結のままで、その後
の熱処理なしに用いられる場合に好適な、複合合金鋼粉
の組成を提案している(特開昭63−89601)。この合金
鋼粉はNiおよび/またはCuとMoとを含み、高い焼結体硬
さと焼結の際の寸法安定性を与える合金組成を有してい
る。しかし、焼結体の引張強さが130kgf/mm2以上を実現
しうるものではない。
の熱処理なしに用いられる場合に好適な、複合合金鋼粉
の組成を提案している(特開昭63−89601)。この合金
鋼粉はNiおよび/またはCuとMoとを含み、高い焼結体硬
さと焼結の際の寸法安定性を与える合金組成を有してい
る。しかし、焼結体の引張強さが130kgf/mm2以上を実現
しうるものではない。
さらに、本発明者らの一人らは、鋼粉表面に2種以上の
合金成が拡散付着され、かつ44μm以下の粒度における
各合金成分の含有量がそれぞれ鋼粉全体の平均含有量の
0.9〜1.9倍の範囲にある複合合金鋼粉を提案している
(特開昭61−130401号公報)。しかし、この合金鋼粉を
いて製造した焼結体は、引張時にオーステナイトからマ
ルテンサイトへの歪誘起変態が起こらず、また圧縮性不
足で密度が十分でないため、引張強さ130kgf/mm2以上を
実現することはできない。
合金成が拡散付着され、かつ44μm以下の粒度における
各合金成分の含有量がそれぞれ鋼粉全体の平均含有量の
0.9〜1.9倍の範囲にある複合合金鋼粉を提案している
(特開昭61−130401号公報)。しかし、この合金鋼粉を
いて製造した焼結体は、引張時にオーステナイトからマ
ルテンサイトへの歪誘起変態が起こらず、また圧縮性不
足で密度が十分でないため、引張強さ130kgf/mm2以上を
実現することはできない。
焼結部品に浸炭焼入れ処理を施したものは、部品内部の
靭性が高いと共に、表面部は硬くて耐摩耗性に富み、一
般に疲労強度も高い。従って、歯車などの高強度部品と
して最も実用的価値が高い。しかしながら、従来の焼結
体を単に浸炭焼入れするのみでは、引張強さ130kgf/mm2
以上の高強度を得ることは困難である。
靭性が高いと共に、表面部は硬くて耐摩耗性に富み、一
般に疲労強度も高い。従って、歯車などの高強度部品と
して最も実用的価値が高い。しかしながら、従来の焼結
体を単に浸炭焼入れするのみでは、引張強さ130kgf/mm2
以上の高強度を得ることは困難である。
問題のひとつは、焼結体が空孔を有するため、浸炭挙動
が通常の鋼材と異なり、適切な炭素濃度分布が得にくい
ことである。そのため強度が不十分となる。これを解決
するため、焼結体の密度を十分高めてから浸炭する試み
がなされた。焼結鍜造はそのひとつで、高強度材料が得
られている。しかし、この方法は特殊な設備を必要と
し、熱間鍜造に用いる金型の寿命が短いためコストが嵩
む場合が多く、適用は限定されている。
が通常の鋼材と異なり、適切な炭素濃度分布が得にくい
ことである。そのため強度が不十分となる。これを解決
するため、焼結体の密度を十分高めてから浸炭する試み
がなされた。焼結鍜造はそのひとつで、高強度材料が得
られている。しかし、この方法は特殊な設備を必要と
し、熱間鍜造に用いる金型の寿命が短いためコストが嵩
む場合が多く、適用は限定されている。
一方、焼結体を冷間鋼造あるいはコイニングし、密度を
7.6〜7.8g/cm3と高めて高強度材を得ることも試みられ
た(特公昭49−16325号公報)。この方法は熱間鍜造設
備が不要であるという利点を持つが、7.6g/cm3以上の高
密度とするために、冷間鍜造またはコイニングの圧力を
高圧力とする必要があり、金型寿命が短いという問題を
有する。
7.6〜7.8g/cm3と高めて高強度材を得ることも試みられ
た(特公昭49−16325号公報)。この方法は熱間鍜造設
備が不要であるという利点を持つが、7.6g/cm3以上の高
密度とするために、冷間鍜造またはコイニングの圧力を
高圧力とする必要があり、金型寿命が短いという問題を
有する。
さらに、熱処理を行う焼結部品において、高合金化、高
密度化により、高強度を得ている例は多い。しかし、特
開昭62−146203で開示された熱処理焼結体の引張強さは
120kgf/mm2以下であり、それ以上の高強度の要望に対し
ては満足できない。
密度化により、高強度を得ている例は多い。しかし、特
開昭62−146203で開示された熱処理焼結体の引張強さは
120kgf/mm2以下であり、それ以上の高強度の要望に対し
ては満足できない。
また、特開昭54−50409では、密度が7.6g/cm3の焼結熱
処理材を製造し、引張強さ160kgf/mm2を得る技術が開示
されているが、衝撃値は2.5kgf/cm2以下であって、靭性
は低い。最近、焼結部品の高強度化に対する要請はます
ます強くなり、その結果、焼結後に熱処理を施す使用方
法が重要性を増している。この場合、熱処理後は焼結体
がきわめて硬くなるので、切削やサイジングによる寸法
矯正が困難となる。
処理材を製造し、引張強さ160kgf/mm2を得る技術が開示
されているが、衝撃値は2.5kgf/cm2以下であって、靭性
は低い。最近、焼結部品の高強度化に対する要請はます
ます強くなり、その結果、焼結後に熱処理を施す使用方
法が重要性を増している。この場合、熱処理後は焼結体
がきわめて硬くなるので、切削やサイジングによる寸法
矯正が困難となる。
そこで、熱処理前にこれらの工程を加えることになるか
ら、切削やサイジングをできる限り容易にするように、
焼結体の熱処理前の硬さ従って強度を低くおさえ、その
後の熱処理で高強度(高硬度)とする必要がある。
ら、切削やサイジングをできる限り容易にするように、
焼結体の熱処理前の硬さ従って強度を低くおさえ、その
後の熱処理で高強度(高硬度)とする必要がある。
これまでの複合合金鋼粉では、このような加工に適した
仕様が十分に検討されておらず、新しい仕様を有する合
金鋼粉の出現が待たれていたものである。
仕様が十分に検討されておらず、新しい仕様を有する合
金鋼粉の出現が待たれていたものである。
本発明の目的は、高合金組成とすることなく、また特殊
な設備を必要とすることなく、比較的低合金組成で高強
度、高靭性の焼結合金鋼を得るための粉末冶金用複合合
金鋼粉および熱処理焼結鋼の製造方法を提供することに
ある。このことによって焼結体の熱処理前の切削ないし
サイジングを容易にすると共に、焼結処理後に高強度、
高靭性の焼結体を得るという相反する技術を同時に実現
することができる。
な設備を必要とすることなく、比較的低合金組成で高強
度、高靭性の焼結合金鋼を得るための粉末冶金用複合合
金鋼粉および熱処理焼結鋼の製造方法を提供することに
ある。このことによって焼結体の熱処理前の切削ないし
サイジングを容易にすると共に、焼結処理後に高強度、
高靭性の焼結体を得るという相反する技術を同時に実現
することができる。
本発明者らは、焼結体の高強度化ならびに高靭性化につ
いて鋭意研究した結果、用いる鋼粉の組成および焼結体
の密度の両者が焼結体の高強度化、高靭性化に著しく影
響することを見出した。
いて鋭意研究した結果、用いる鋼粉の組成および焼結体
の密度の両者が焼結体の高強度化、高靭性化に著しく影
響することを見出した。
本発明者らの着眼点は、Mi−Mo系複合合金鋼粉におい
て、焼結に引続いて浸炭焼入れを行う場合の組成を適正
化することである。すなわち、浸炭焼入れは、低炭素の
焼結鋼に炭素を拡散させながら焼入れする手法であるか
ら、熱処理前の切削性やサイジング性を与えるには、低
炭素の合金鋼として組成を選択し、その組成が熱処理
後、炭素を含む状態で所望の強度を与えるものであれば
よい。
て、焼結に引続いて浸炭焼入れを行う場合の組成を適正
化することである。すなわち、浸炭焼入れは、低炭素の
焼結鋼に炭素を拡散させながら焼入れする手法であるか
ら、熱処理前の切削性やサイジング性を与えるには、低
炭素の合金鋼として組成を選択し、その組成が熱処理
後、炭素を含む状態で所望の強度を与えるものであれば
よい。
本発明者らの知見によれば、炭素が共存しない状態で
は、MoがNiに比べて焼結体を硬くしにくいため、熱処理
前の焼結体の切削やサイジングを考えた場合、Niよりも
自由に増量することができる。一方、浸炭後の強度上昇
にはMoはNiよりも寄与が大きい。そこで、これまでに存
在するNi−Mo系複合合金鋼粉の組成(MoをWで置きかえ
た場合も含む)よりも、NiにくらべてMoをより多量に使
用することにより、きわめて良い結果が得られると考え
たのである。
は、MoがNiに比べて焼結体を硬くしにくいため、熱処理
前の焼結体の切削やサイジングを考えた場合、Niよりも
自由に増量することができる。一方、浸炭後の強度上昇
にはMoはNiよりも寄与が大きい。そこで、これまでに存
在するNi−Mo系複合合金鋼粉の組成(MoをWで置きかえ
た場合も含む)よりも、NiにくらべてMoをより多量に使
用することにより、きわめて良い結果が得られると考え
たのである。
本発明者らが得た焼結体の強度および靭性と組成および
密度との関係を述べる。
密度との関係を述べる。
NiとMoの含有量がそれぞれ、 (X)0.58%Ni−3.21%Mo (Y)1.07%Ni−3.42%Mo (Z)1.09%Ni−0.6%Mo の組成の複合合金鋼粉を用い、これに黒鉛と潤滑剤(ス
テアリン酸亜鉛)を添加し、仮焼結したのち、成形圧力
を変化して再圧縮を行い密度を変化させた。
テアリン酸亜鉛)を添加し、仮焼結したのち、成形圧力
を変化して再圧縮を行い密度を変化させた。
その後、本焼結(1250℃×30分、アンモニア分解ガス
中)し、油焼入れ(870℃×60分、不活性ガス中加
熱)、180℃×60分の焼戻しを行った。これらの焼結体
の密度と引張強さおよびシャルビー衝撃値との関係を第
1図、第2図に示す。密度7.g/cm3以上で上記(X)、
(Y)の焼結体は引張強さ130kgf/mm2以上を有するとに
高靭性であることがわかる。さらに、密度を7.3g/cm3以
上にすると、引張強さを150kgf/mm2以上にすることがで
きる。
中)し、油焼入れ(870℃×60分、不活性ガス中加
熱)、180℃×60分の焼戻しを行った。これらの焼結体
の密度と引張強さおよびシャルビー衝撃値との関係を第
1図、第2図に示す。密度7.g/cm3以上で上記(X)、
(Y)の焼結体は引張強さ130kgf/mm2以上を有するとに
高靭性であることがわかる。さらに、密度を7.3g/cm3以
上にすると、引張強さを150kgf/mm2以上にすることがで
きる。
本発明は上記の知見をもとに構成されたものである。す
なわち本発明は、 (1)合金成分が粉末状に鉄粉粒子表面に部分的に拡散
付着された複合合金鋼粉において、合金成分として、Ni
とMoとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびMoの含有量が
それぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の範囲に
あることを特徴とする複合合金鋼粉。
なわち本発明は、 (1)合金成分が粉末状に鉄粉粒子表面に部分的に拡散
付着された複合合金鋼粉において、合金成分として、Ni
とMoとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびMoの含有量が
それぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の範囲に
あることを特徴とする複合合金鋼粉。
(2)上記(1)に記載の複合合金鋼粉を用い、焼結後
浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてNiと
Moとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上の高強度焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてNiと
Moとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上の高強度焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
(3)上記(1)に記載の複合合金鋼粉を用い、焼結後
焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてC、Niと
Moとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性の焼結合金鋼を製造することを特
徴とする焼結合金鋼の製造方法。
焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてC、Niと
Moとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性の焼結合金鋼を製造することを特
徴とする焼結合金鋼の製造方法。
(4)合金成分が粉末状に鉄粉粒子表面に部分的に拡散
付着された複合合金鋼粉において、合金成分としてNiと
MoおよびWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびMo+1/2Wの含
有量がそれぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の
範囲の粉末冶金用複合合金鋼粉。
付着された複合合金鋼粉において、合金成分としてNiと
MoおよびWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびMo+1/2Wの含
有量がそれぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の
範囲の粉末冶金用複合合金鋼粉。
(5)上記(4)に記載の複合合金鋼粉を用い、焼結後
浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分がNiとMoお
よびWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上高強度焼結合金鋼を製造することを特徴と
する焼結合金鋼の製造方法。
浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分がNiとMoお
よびWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上高強度焼結合金鋼を製造することを特徴と
する焼結合金鋼の製造方法。
(6)上記(4)に記載の複合合金鋼粉を用い、焼結後
焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分がC、NiとMoお
よびWとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分がC、NiとMoお
よびWとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
(7)合金成分が粉末状に鉄粉粒子表面に部分的に拡散
付着された複合合金鋼粉において、合金成分として、Ni
とWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびWの含有量が
それぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の範囲で
あることを特徴とする粉末冶金用複合合金鋼粉。
付着された複合合金鋼粉において、合金成分として、Ni
とWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびWの含有量が
それぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の範囲で
あることを特徴とする粉末冶金用複合合金鋼粉。
(8)上記(7)に記載の複合合金鋼粉を用い、焼結後
浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてNiと
Wとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上の高強度焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてNiと
Wとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上の高強度焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
(9)上記(7)に記載の複合合金鋼粉を用い、焼結後
焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてC、Niと
Wとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてC、Niと
Wとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
である。
なお、本発明において複合合金鋼粉とは、鉄粉粒子表面
に合金元素、例えばNi,MoやWが部分的に拡散付着され
た鋼粉を言う。
に合金元素、例えばNi,MoやWが部分的に拡散付着され
た鋼粉を言う。
上記数値限定の意義について説明する。
Ni:0.50〜3.50重量% NiはFe基地に固溶して焼結体を強化し、また靭性を向上
させるのに役立つ。0.50重量%未満であると固溶強化お
よび焼入れ性向上による高強度化とマトリックスの靭性
改善効果が得られない。一方、3.50重量%を超えると、
過剰なオーステナイト相が生成し、強度低下が生じる。
させるのに役立つ。0.50重量%未満であると固溶強化お
よび焼入れ性向上による高強度化とマトリックスの靭性
改善効果が得られない。一方、3.50重量%を超えると、
過剰なオーステナイト相が生成し、強度低下が生じる。
Mo:0.83〜3.50重量% MoはFe基地中に固溶し、焼結体を強化すると共に、炭物
を形成して強度および硬さを向上させるほか、焼入れ性
の上昇にも効果が大きい。
を形成して強度および硬さを向上させるほか、焼入れ性
の上昇にも効果が大きい。
0.83重量%未満であると固溶強化および焼入れ性向上に
よる高強度化が得られない。一方、3.50重量%を超える
と靭性が阻害される。なお、Mo量は0.83重量%以上で高
強度が得られるが、0.85重量%以上にすると、一層の高
強度化達成でき好ましい。
よる高強度化が得られない。一方、3.50重量%を超える
と靭性が阻害される。なお、Mo量は0.83重量%以上で高
強度が得られるが、0.85重量%以上にすると、一層の高
強度化達成でき好ましい。
以上、基本合金成分としてNiとMoについて述べたが、Mo
の一部または全部をその2倍の重量のWで置きかえるこ
とができる。ここでWの重量を2倍とするのは、焼結鋼
の特性変化に及ぼすWの効果は、その1/2重量のMoの効
果に等しいからである。
の一部または全部をその2倍の重量のWで置きかえるこ
とができる。ここでWの重量を2倍とするのは、焼結鋼
の特性変化に及ぼすWの効果は、その1/2重量のMoの効
果に等しいからである。
C:0.3〜0.8重量% Cは安価な強化元素であるが、熱処理焼結体のC量が0.
3重量%未満では、引張強さ130kgf/mm2以上の高強度が
得られない。多量含有すると炭化物を形成して強度靭性
を低下させ、またオーステナイト生成の要因となるた
め、熱処理焼結体のC量を0.3〜0.8重量%の範囲とし
た。C量の影について本発明者らが得た結果を、以下に
述べる。
3重量%未満では、引張強さ130kgf/mm2以上の高強度が
得られない。多量含有すると炭化物を形成して強度靭性
を低下させ、またオーステナイト生成の要因となるた
め、熱処理焼結体のC量を0.3〜0.8重量%の範囲とし
た。C量の影について本発明者らが得た結果を、以下に
述べる。
Ni,Moが上記範囲にある複合合金鋼粉について、製品C
量が0.1〜1.0重量%になるように黒鉛量を変えて添加
し、さらに潤滑剤として1重量%のステアリン酸亜鉛を
添加して混合粉を製造した。これらの鋼粉について成形
焼結した後、油焼入れ(870℃×30分)後180℃×60分焼
戻し熱処理焼結鋼を製造し、引張試験とシャルピー衝撃
試験を行った。その結果を第3図および第4図に示す。
C量が0.3〜0.8重量%の範囲において高強度、高靭性が
得られる。
量が0.1〜1.0重量%になるように黒鉛量を変えて添加
し、さらに潤滑剤として1重量%のステアリン酸亜鉛を
添加して混合粉を製造した。これらの鋼粉について成形
焼結した後、油焼入れ(870℃×30分)後180℃×60分焼
戻し熱処理焼結鋼を製造し、引張試験とシャルピー衝撃
試験を行った。その結果を第3図および第4図に示す。
C量が0.3〜0.8重量%の範囲において高強度、高靭性が
得られる。
Cの添加は、部品の使用目的により焼結時に黒鉛粉を合
金鋼粉に混合して添加すると場合と、焼結後に浸炭焼入
れにより添加する場合がある。
金鋼粉に混合して添加すると場合と、焼結後に浸炭焼入
れにより添加する場合がある。
浸炭焼入れの場合には、部品断面でC含有量の分布が生
じるが、C含有量は必ずしも全断面で上記範囲内にある
必要はなく、浸炭部において満足すれば良い。
じるが、C含有量は必ずしも全断面で上記範囲内にある
必要はなく、浸炭部において満足すれば良い。
高い密度の焼結製品を得るには、原料となる合金鋼粉の
圧縮性が高い必要がある。
圧縮性が高い必要がある。
そのためには、NiとMoおよび/またはWと鉄粉粒子表面
に拡散付着された、いわゆる複合合金鋼粉が適してい
る。完全に均一なプリアロイ鋼粉は、一般に圧縮性が低
く、高密度とするのに不利である。通常の鉄粉とNi粉、
Mo粉および/またはW粉との混合粉末では、焼結中の合
金元素の拡散が不十分で、強度の上昇が不十分である。
複合合金鋼粉であっても、拡散合金化の程度が低けれ
ば、やはり焼結体の強度が不足する。拡散合金化の進行
程度を見るため、合金鋼粉のうち45μm以下の粒度のも
のにおけるNiまたはMo+1/2Wの含有量が鋼粉全体の平均
のNiまたはMo+1/2Wの含有量のそれぞれ何倍であるかを
調べ、これを「拡散偏析度」として指標に用いる。
に拡散付着された、いわゆる複合合金鋼粉が適してい
る。完全に均一なプリアロイ鋼粉は、一般に圧縮性が低
く、高密度とするのに不利である。通常の鉄粉とNi粉、
Mo粉および/またはW粉との混合粉末では、焼結中の合
金元素の拡散が不十分で、強度の上昇が不十分である。
複合合金鋼粉であっても、拡散合金化の程度が低けれ
ば、やはり焼結体の強度が不足する。拡散合金化の進行
程度を見るため、合金鋼粉のうち45μm以下の粒度のも
のにおけるNiまたはMo+1/2Wの含有量が鋼粉全体の平均
のNiまたはMo+1/2Wの含有量のそれぞれ何倍であるかを
調べ、これを「拡散偏析度」として指標に用いる。
Ni,Mo+1/2Wについてのこの拡散偏析度がそれぞれ4.2を
越えると、熱処理焼結体の強度および圧縮性が低下す
る。また、前述のように、拡散偏析度が2.0未満でも、
圧縮性が不足し、さらにオーステナイトがマルテンサイ
トに歪誘起変態しないため、引張強さが不十である。よ
って、拡散偏析度の範囲を2.0〜4.2とする。これは鉄粉
や合金成分の粒度およびこれらの加熱温度を調節するこ
とにより達成される。
越えると、熱処理焼結体の強度および圧縮性が低下す
る。また、前述のように、拡散偏析度が2.0未満でも、
圧縮性が不足し、さらにオーステナイトがマルテンサイ
トに歪誘起変態しないため、引張強さが不十である。よ
って、拡散偏析度の範囲を2.0〜4.2とする。これは鉄粉
や合金成分の粒度およびこれらの加熱温度を調節するこ
とにより達成される。
複合合金鋼粉組成は、焼結体の組成に適合させて、Niが
0.50〜3.50重量%、Mo+1/2Wが0.83〜3.50重量%、残部
Feと不可避不純物である。
0.50〜3.50重量%、Mo+1/2Wが0.83〜3.50重量%、残部
Feと不可避不純物である。
不純物の許容範囲は、 C :0.03重量%以内、好ましくは0.01重量%以内 Si:0.1重量%以内、好ましくは0.05重量%以内 Mn:0.4重量%以内、好ましくは0.15重量%以内 Cr:0.3重量%以内 Cu:0.3重量%以内 Al:0.1重量%以内 P :0.02重量%以内 S :0.02重量%以内 O :0.25重量%以内、好ましくは0.15重量%以内 N :0.01重量%以内、好ましくは0.002重量%以内 である。上記元素のうち、Mn、Crなどは、許容範囲以内
ならば、むしろ強度を向上させる場合があり、むやみに
低くすることばかりが得策ではない。
ならば、むしろ強度を向上させる場合があり、むやみに
低くすることばかりが得策ではない。
また焼結体の強度確保のために複合合金鋼粉の粒度は、
180μm以上の粒度の重量割合を10%以内とすることが
好ましい。
180μm以上の粒度の重量割合を10%以内とすることが
好ましい。
次に熱処理について説明する。高強度を得るために、焼
結後、熱処理を行う。
結後、熱処理を行う。
熱処理は、表面付近で高硬度を得たい時は浸炭焼入れ焼
戻し処理を用いる。均一な強度を得たい時は焼結時に黒
鉛粉末により複合合金鋼粉にCを添加し、通常の焼入れ
焼戻し処理を行う。この熱処理より、組織が焼戻しマル
テンサイトとなり、高強度、高靭性鋼が得られる。焼入
れ温度は800〜930℃が好ましく、800℃未満では加熱時
に均一なオーステナイト組織にならず、強度、靭性が低
下する。また、930℃を超えるとオーステナイトが粗大
化し、強度、靭性が低下する。
戻し処理を用いる。均一な強度を得たい時は焼結時に黒
鉛粉末により複合合金鋼粉にCを添加し、通常の焼入れ
焼戻し処理を行う。この熱処理より、組織が焼戻しマル
テンサイトとなり、高強度、高靭性鋼が得られる。焼入
れ温度は800〜930℃が好ましく、800℃未満では加熱時
に均一なオーステナイト組織にならず、強度、靭性が低
下する。また、930℃を超えるとオーステナイトが粗大
化し、強度、靭性が低下する。
焼戻し温度は100〜250℃が好ましく、100℃未満では靭
性が低く、250℃を超えると強度が低下する。成形およ
び焼結は、密度向上のために、1回以上繰返しても良
い。
性が低く、250℃を超えると強度が低下する。成形およ
び焼結は、密度向上のために、1回以上繰返しても良
い。
すなわち、成形−焼結−コイニング(サイジング)ある
いは、成形−予備焼結−コイニング(サイジング)−本
焼結といった再圧縮法が有用である。
いは、成形−予備焼結−コイニング(サイジング)−本
焼結といった再圧縮法が有用である。
実施例1〜3、比較例1〜3 はじめに原料となる複合合金鋼粉の製造について、実施
例と比較例を示す。まず、−80メッシュのアトマイズ純
鉄粉に、−325メッシュの酸化ニッケル粉末、−325メッ
シュの三酸化モリブデン粉を所定量混合し、水素ガス中
800℃で120分間加熱して、酸化ニッケルと三酸化モリブ
デンを還元し、鉄粉粒子のまわりにNiとMoを拡散付着さ
せた複合合金鋼粉を得た。
例と比較例を示す。まず、−80メッシュのアトマイズ純
鉄粉に、−325メッシュの酸化ニッケル粉末、−325メッ
シュの三酸化モリブデン粉を所定量混合し、水素ガス中
800℃で120分間加熱して、酸化ニッケルと三酸化モリブ
デンを還元し、鉄粉粒子のまわりにNiとMoを拡散付着さ
せた複合合金鋼粉を得た。
「拡散偏析度」の影響を調べる目的で、上記純鉄粉に、
−325メッシュの金属Ni粉末および金属Mo粉末を所定量
混合し、水素ガス中の加熱温度を700℃、750℃、800
℃、850℃、1050℃と変化させて、複合合金鋼粉を作製
した。
−325メッシュの金属Ni粉末および金属Mo粉末を所定量
混合し、水素ガス中の加熱温度を700℃、750℃、800
℃、850℃、1050℃と変化させて、複合合金鋼粉を作製
した。
この複合合金鋼粉の組成は、 Ni:2.10〜2.18重量% Mo:1.12〜1.23重量% であり、ほかに、 C :0.002重量% Si:0.04重量% Mn:0.07重量% Cu:0.01重量% P :0.006重量% S :0.006重量% O :0.007〜0.13重量% N :0.0007〜0.0019重量% を含有していた。また、何れの鋼粉も180μm以上の粒
度の含有量は0.9〜2.5重量%であった。
度の含有量は0.9〜2.5重量%であった。
これらの合金鋼粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を
0.9重量%添加し、圧力7t/cm2で成形し、900℃で30分
間、水素ガス中で仮焼結し、7t/cm2でコイニングの後、
1250℃で90分間、水素ガス中で本焼結し、密度7.28〜7.
51g/cm3の焼結体を得た。
0.9重量%添加し、圧力7t/cm2で成形し、900℃で30分
間、水素ガス中で仮焼結し、7t/cm2でコイニングの後、
1250℃で90分間、水素ガス中で本焼結し、密度7.28〜7.
51g/cm3の焼結体を得た。
これをカーボンポテンシャル0.8重量%、900で6.5時間
浸炭し、直ちに油焼入し、180℃で120分間焼戻した。強
度測定は、平行部5mmφの引張試験片によった。結果を
まとめて第1表に示す。
浸炭し、直ちに油焼入し、180℃で120分間焼戻した。強
度測定は、平行部5mmφの引張試験片によった。結果を
まとめて第1表に示す。
第1表に見られるように、拡散偏析度が2.0〜4.2の範囲
内であれば強度が大きい。
内であれば強度が大きい。
実施例4〜15、比較例4〜6 アトマイズ純鉄粉に酸化ニッケルと三酸化モリブデンを
配合し、第2表に示すようなNi,Moおよび/またはW量
の異なる14種の複合合金鋼粉を作製した。合金鋼粉作製
時の加熱温度は800℃とした。さらに、Ni、MoおよびCu
を含む合金鋼粉を加熱温度850℃で作成した(比較例
6)。合金鋼粉の180μmよりも粗い粒度の含有量は、
何れも0.5〜3.0重量%の範囲内であった。焼結浸炭およ
び焼入れ焼戻し条件は実施例1〜3と同様である。試験
結果をまとめて第2表に示す。
配合し、第2表に示すようなNi,Moおよび/またはW量
の異なる14種の複合合金鋼粉を作製した。合金鋼粉作製
時の加熱温度は800℃とした。さらに、Ni、MoおよびCu
を含む合金鋼粉を加熱温度850℃で作成した(比較例
6)。合金鋼粉の180μmよりも粗い粒度の含有量は、
何れも0.5〜3.0重量%の範囲内であった。焼結浸炭およ
び焼入れ焼戻し条件は実施例1〜3と同様である。試験
結果をまとめて第2表に示す。
第2表に見られるように、化学組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% の範囲内でかつ拡散偏析度が適切であれば、130kgf/mm2
以上の引張強さを示した。特にMoが0.85重量%以上がさ
らに好ましい結果を示した。
以上の引張強さを示した。特にMoが0.85重量%以上がさ
らに好ましい結果を示した。
実施例16〜23、比較例7 ここでは焼結密度と引張強さの関係について、実施例と
比較例をす。
比較例をす。
合金鋼粉としては、実施例1で用いた、2.15%Ni−1.18
%Mo複合合金鋼粉を使用した。この合金鋼粉に、黒鉛粉
を添加し、または添加せず、ステアリン酸亜鉛を0.9重
量%添加し、所定の圧力で第1次成形(通常の成形)を
行い、H2ガス中、所定の温度で60、第1次焼結(仮焼結
または通常の焼結)を行い、場合によって第2次の成形
(コイニングまたはサイジング)を所定の圧力で行い、
さらに場合によっては第2次の焼結(本焼結)を、H2ガ
ス中、1300℃で60分行い、実施例1と同じ条件で浸炭お
よび焼入れ焼戻しを施して、引張強さを測定した。結果
をまとめて第3表に示す。
%Mo複合合金鋼粉を使用した。この合金鋼粉に、黒鉛粉
を添加し、または添加せず、ステアリン酸亜鉛を0.9重
量%添加し、所定の圧力で第1次成形(通常の成形)を
行い、H2ガス中、所定の温度で60、第1次焼結(仮焼結
または通常の焼結)を行い、場合によって第2次の成形
(コイニングまたはサイジング)を所定の圧力で行い、
さらに場合によっては第2次の焼結(本焼結)を、H2ガ
ス中、1300℃で60分行い、実施例1と同じ条件で浸炭お
よび焼入れ焼戻しを施して、引張強さを測定した。結果
をまとめて第3表に示す。
このように密度は7.0g/cm3以上であれば、引張強さは13
0kgf/mm2が得られ、7.3g/cm3以上ならば一層高い強度が
得られた。
0kgf/mm2が得られ、7.3g/cm3以上ならば一層高い強度が
得られた。
実施例24〜30、比較例8〜14 複合合金鋼粉を次の手順で作成した。原料鉄粉として、
水アトマイズ純鉄粉を用いた。粒度は−80メッシュ、化
学組成は C:0.002重量% Si:0.03重量% Mn:0.04重量% Cu:0.01重量% P:0.005重量% S:0.007重量% O:0.0086重量% N:0.0008重量% であった。合金原料としては、Niについては、カーボニ
ルニッケル粉、Moについては三酸化モリブデン(Mo
O3)、Wについては三酸化タングステン(WO3)を用い
た。いずれの合金成分原料も−325メッシュであった。
水アトマイズ純鉄粉を用いた。粒度は−80メッシュ、化
学組成は C:0.002重量% Si:0.03重量% Mn:0.04重量% Cu:0.01重量% P:0.005重量% S:0.007重量% O:0.0086重量% N:0.0008重量% であった。合金原料としては、Niについては、カーボニ
ルニッケル粉、Moについては三酸化モリブデン(Mo
O3)、Wについては三酸化タングステン(WO3)を用い
た。いずれの合金成分原料も−325メッシュであった。
鉄粉と合金成分原料とを後に示す所定の組成になるよう
に均一に混合し、水素ガス雰囲気中、850℃で60分加熱
し、鉄粉粒子に合金元素粉末を部分的に拡散付着させ、
その後解砕して、複合合金鋼粉とした。これらの合金鋼
粉に、ステアリン酸亜鉛1重量%を添加し、金型中成形
圧力6t/cm2で成形した。引続き、アンモニア分解ガス雰
囲気中、1250℃で60分の焼結を行って、焼結体を得た。
熱処理前の加工性を知るための指標として、これらの焼
結体の引張強さを求めた。
に均一に混合し、水素ガス雰囲気中、850℃で60分加熱
し、鉄粉粒子に合金元素粉末を部分的に拡散付着させ、
その後解砕して、複合合金鋼粉とした。これらの合金鋼
粉に、ステアリン酸亜鉛1重量%を添加し、金型中成形
圧力6t/cm2で成形した。引続き、アンモニア分解ガス雰
囲気中、1250℃で60分の焼結を行って、焼結体を得た。
熱処理前の加工性を知るための指標として、これらの焼
結体の引張強さを求めた。
次に焼結体の熱処理を行った。これは880℃においてカ
ーボンポテンシャル0.85%で200分の浸炭を行い、油中
に焼入れした。その後、180℃で60分の焼戻しを行っ
た。熱処理後の強度の指標として、引張強さを求めた。
ーボンポテンシャル0.85%で200分の浸炭を行い、油中
に焼入れした。その後、180℃で60分の焼戻しを行っ
た。熱処理後の強度の指標として、引張強さを求めた。
作成した複合合金鋼粉の組成を第4表にまとめて示す。
実施例24〜30および比較例8〜13は、本発明の組成範囲
およびその周辺の組成を選んでおり、比較例14は従来の
標準的な複合合金鋼粉組成である。
実施例24〜30および比較例8〜13は、本発明の組成範囲
およびその周辺の組成を選んでおり、比較例14は従来の
標準的な複合合金鋼粉組成である。
第5表にこれらの鋼粉を試験した結果を示す。圧縮性は
6t/cm2の成形圧力で7.05g/cm2程度の密度が高密度焼結
体用鋼粉として望まれる。本発明の高Mo低Ni組成の熱処
理後の焼結体は、6t/cm2の成形圧力で107〜126kgf/mm2
の引張強さを示した。また、熱処理前の焼結体の引張強
さが40kgf/mm2程度以内ならば、切削やサイジングを困
難なく行うことができる。
6t/cm2の成形圧力で7.05g/cm2程度の密度が高密度焼結
体用鋼粉として望まれる。本発明の高Mo低Ni組成の熱処
理後の焼結体は、6t/cm2の成形圧力で107〜126kgf/mm2
の引張強さを示した。また、熱処理前の焼結体の引張強
さが40kgf/mm2程度以内ならば、切削やサイジングを困
難なく行うことができる。
実施例A〜D、比較例F〜K 何れも−325メッシュのNi粉、Mo酸化物粉(MoO3)を−8
0メッシュのFe粉と所定の割合で混合し、水素ガス雰囲
気中にて1000℃で1時間還元焼鈍後解砕して複合合金鋼
粉を製造した。この時の化学組成および拡散偏析度を第
6表に比較例と共に示す。
0メッシュのFe粉と所定の割合で混合し、水素ガス雰囲
気中にて1000℃で1時間還元焼鈍後解砕して複合合金鋼
粉を製造した。この時の化学組成および拡散偏析度を第
6表に比較例と共に示す。
これらの鋼粉に0.75重量%の黒鉛粉と潤滑剤としてのス
テアリン酸亜鉛を1重量%添加して、7t/cm2の圧力で成
形した。
テアリン酸亜鉛を1重量%添加して、7t/cm2の圧力で成
形した。
次に850℃で30分間アンモニア分解ガス雰囲気中で焼結
し、7t/cm2の圧力で再圧縮成形を行った。その後、1250
℃で30分間アンモニア分解ガス雰囲気中で焼結した。さ
らに870℃で60分間不活性ガス中で加熱し油焼入れ、引
き続き80℃で60分間オイルバス中で加熱し空冷する焼入
れ焼戻し処理を施し、引張試験とシャルピー衝撃試験に
供した。焼結体の化学組成、密度、引張強さおよび衝撃
値の実験結果を第7表に示す。
し、7t/cm2の圧力で再圧縮成形を行った。その後、1250
℃で30分間アンモニア分解ガス雰囲気中で焼結した。さ
らに870℃で60分間不活性ガス中で加熱し油焼入れ、引
き続き80℃で60分間オイルバス中で加熱し空冷する焼入
れ焼戻し処理を施し、引張試験とシャルピー衝撃試験に
供した。焼結体の化学組成、密度、引張強さおよび衝撃
値の実験結果を第7表に示す。
本発明範囲の化学組成および密度において150kgf/mm2以
上の引張強さと4kgf・m/cm2以上のシャルピー衝撃値を
示すことがわかる。
上の引張強さと4kgf・m/cm2以上のシャルピー衝撃値を
示すことがわかる。
実施例L〜O、比較例Q〜V 第6表に示す複合合金鋼粉に、0.75重量%の黒鉛粉と潤
滑剤としてのステアリン酸亜鉛を1重量%添加して、7t
/cm2の圧力で成形し、1250℃で30分間アンモニア分解ガ
ス雰囲気中で焼結した。さらに870℃で60分間不活性ガ
ス中で加熱し油焼入れ、引き続き80℃で60分間オイルバ
ス中で加熱し空冷する焼入れ焼戻し処理を施し、引張試
験とシャルピー衝撃試験に供した。
滑剤としてのステアリン酸亜鉛を1重量%添加して、7t
/cm2の圧力で成形し、1250℃で30分間アンモニア分解ガ
ス雰囲気中で焼結した。さらに870℃で60分間不活性ガ
ス中で加熱し油焼入れ、引き続き80℃で60分間オイルバ
ス中で加熱し空冷する焼入れ焼戻し処理を施し、引張試
験とシャルピー衝撃試験に供した。
実験結果を第8表に示す。本発明の化学組成範囲におい
て、130kgf/mm2以上の引張強さと3.5kgf・m/cm2以上の
シャルピー衝撃値を示す。
て、130kgf/mm2以上の引張強さと3.5kgf・m/cm2以上の
シャルピー衝撃値を示す。
〔産業上の利用可能性〕 以上の説明から明らかなように、本発明の熱処理焼結鋼
は、極めて高い強度と靭性を兼ね備えるものであり、高
強度、高靭性が必要な焼結部品に有用である。本発明に
よる合金鋼粉は、今後の焼結部品の高強度化方向に合致
し、しかも高密度と加工性の両者が要求される場合に、
きわめて優れた適性を示すものである。従って、今まで
よりも高負荷で形状の複雑な機械部品を粉末冶金によっ
て製造することが容易になると考えられ、大きな効果を
期待することができる。
は、極めて高い強度と靭性を兼ね備えるものであり、高
強度、高靭性が必要な焼結部品に有用である。本発明に
よる合金鋼粉は、今後の焼結部品の高強度化方向に合致
し、しかも高密度と加工性の両者が要求される場合に、
きわめて優れた適性を示すものである。従って、今まで
よりも高負荷で形状の複雑な機械部品を粉末冶金によっ
て製造することが容易になると考えられ、大きな効果を
期待することができる。
第1図は本発明者らが得た熱処理焼結体の組成に対する
密度と引張強さとの関係を説明するグラフ、第2図は第
1図と同じ焼結体の組成に対する密度とシャルピー衝撃
値との関係を説明するグラフ、第3図はNi、Moの含有量
が本発明の範囲内にある熱処理焼結体のC量と引張強さ
との関係を説明するグラフ、第4図は第3図と同じ焼結
体のC量とシャルピー衝撃値との関係を説明するグラフ
である。
密度と引張強さとの関係を説明するグラフ、第2図は第
1図と同じ焼結体の組成に対する密度とシャルピー衝撃
値との関係を説明するグラフ、第3図はNi、Moの含有量
が本発明の範囲内にある熱処理焼結体のC量と引張強さ
との関係を説明するグラフ、第4図は第3図と同じ焼結
体のC量とシャルピー衝撃値との関係を説明するグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸田 慶一 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 阿部 輝宣 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 桜田 一男 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭61−64849(JP,A) 特開 昭56−44702(JP,A) 特開 昭52−44706(JP,A) 特開 昭53−28012(JP,A)
Claims (9)
- 【請求項1】合金成分が粉末状に鉄粉粒子表面に部分的
に拡散付着された複合合金鋼粉において、合金成分とし
て、NiとMoとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびMoの含有量が
それぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の範囲に
あることを特徴とする複合合金鋼粉。 - 【請求項2】請求項1記載の複合合金鋼粉を用い、焼結
後浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてNi
とMoとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm3以上の高強度焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。 - 【請求項3】請求項1記載の複合合金鋼粉を用い、焼結
後焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてC、Ni
とMoとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% Mo:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性の焼結合金鋼を製造することを特
徴とする焼結合金鋼の製造方法。 - 【請求項4】合金成分が粉状に鉄粉粒子表面に部分的に
拡散付着された複合合金鋼粉において、合金成分として
NiとMoおよびWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびMo+1/2Wの含
有量がそれぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の
範囲にあることを特徴とする粉末冶金用複合合金鋼粉。 - 【請求項5】請求項4記載の複合合金を用い、焼結後浸
炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分がNiとMoおよ
びWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上の高強度焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。 - 【請求項6】請求項4記載の複合合金鋼粉を用い、焼結
後焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分がC、NiとMo
およびWとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% Mo+1/2W:0.83〜3.50重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。 - 【請求項7】合金成分が粉末状に鉄粉粒子表面に部分的
に拡散付着された複合合金鋼粉において、合金成分とし
て、NiとWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ該鋼粉
のうち45μm以下の粒度におけるNiおよびWの含有量が
それぞれ該鋼粉全体の平均含有量の2.0〜4.2倍の範囲に
あることを特徴とする粉末冶金用複合合金鋼粉。 - 【請求項8】請求項7記載の複合合金鋼粉を用い、焼結
後浸炭焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてNi
とWとを含み、合金組成が Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFe,Cおよび不可避不純物から成り、かつ密度
が7.0g/cm3以上で、浸炭焼入れ焼戻し後の引張強さが13
0kgf/mm2以上の高強度焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。 - 【請求項9】請求項7記載の複合合金鋼粉を用い、焼結
後焼入れ焼戻しを施し、最終製品合金成分としてC、Ni
とWとを含み、合金組成が C:0.3〜0.8重量% Ni:0.50〜3.50重量% W:1.30〜7.00重量% で、残部がFeおよび不可避不純物から成り、かつ密度が
7.0g/cm3以上で、焼入れ焼戻し後の引張強さが130kgf/m
m2以上の高強度高靭性焼結合金鋼を製造することを特徴
とする焼結合金鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63244377A JPH0694562B2 (ja) | 1987-09-30 | 1988-09-30 | 複合合金鋼粉および焼結合金鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62-244074 | 1987-09-30 | ||
JP24407487 | 1987-09-30 | ||
JP63-137400 | 1988-06-06 | ||
JP13740088 | 1988-06-06 | ||
JP63244377A JPH0694562B2 (ja) | 1987-09-30 | 1988-09-30 | 複合合金鋼粉および焼結合金鋼の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0297602A JPH0297602A (ja) | 1990-04-10 |
JPH0694562B2 true JPH0694562B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=27317463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63244377A Expired - Lifetime JPH0694562B2 (ja) | 1987-09-30 | 1988-09-30 | 複合合金鋼粉および焼結合金鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0694562B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05117703A (ja) * | 1991-09-05 | 1993-05-14 | Kawasaki Steel Corp | 粉末冶金用鉄基粉末組成物およびその製造方法ならびに鉄系焼結材料の製造方法 |
JP6309215B2 (ja) * | 2013-07-02 | 2018-04-11 | Ntn株式会社 | 焼結機械部品の製造方法及びこれに用いる混合粉末 |
CN105855555B (zh) * | 2016-04-05 | 2018-05-11 | 广东省钢铁研究所 | 一种铁钴软磁合金器件的制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4004889A (en) * | 1975-10-06 | 1977-01-25 | Caterpillar Tractor Co. | Powdered metal article having wear resistant surface |
US4069044A (en) * | 1976-08-06 | 1978-01-17 | Stanislaw Mocarski | Method of producing a forged article from prealloyed-premixed water atomized ferrous alloy powder |
US4287068A (en) * | 1978-06-14 | 1981-09-01 | Metallurgical International, Inc. | Powdered metal filter composition and processes for producing the same |
JPS6164849A (ja) * | 1984-09-06 | 1986-04-03 | Toyota Motor Corp | 高強度鉄系焼結合金 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63244377A patent/JPH0694562B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0297602A (ja) | 1990-04-10 |
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