CN1079445C - 粉碎性良好的铁系硅－锰合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了易于粉碎，且能够大量生产的铁系Si-Mn或铁系Si-Mn-Ni合金及其合金粉末。这种粉碎性良好的铁系Si-Mn或铁系Si-Mn-Ni合金及其合金粉末的特征在于；以重量%计含有C：0.40-1.20%、Si：5.0～12.0%、Mn：19.0～42.0%、Ni：30%以下，其余部分为Fe，而且Si≥11.89-2.92C-0.077Mn、维氏硬度(Hv)≥550、结构的树技状晶体面积率≤50%。此外，在上述成分组成中，Si≤8.3C+0.14Mn、比磁导率(μ)≤1.10。
Description
本发明关于粉碎性良好的铁系Si-Mn合金或铁系Si-Mn-Ni合金及其合金粉末。
历来。主要作为制造钢铁时的脱酸、脱硫、造渣以及合金成分添加剂使用的锰铁合金、硅铁合金、硅锰合金，如JIS标准(G2301，G2302，G2304-1986)所规定的，任何一种的合金成分都较高(例如，Mn≥73％，(Mn+Si)≥74％等)，而且，碳的含量极高(例如，FMnM2：C≤2.0％，SiMnO：C≤1.5％)。这些合金铁根据使用时规定的粒度不同，以合金粉末或粒子的形式供人们使用。即这些合金铁如JIS中的批量制造方法所示，具有以大量而且是粉粒状的形式供给的性状特征，这是由于各种合金铁中的合金量和含碳量较高，在熔融、冷却后就比较容易获得粉粒形状的缘故。
另一方面，近年随着钢铁产品的多样化，需要Si、Mn等的合金量，碳的含量比历来JIS标准更少的粉状合金铁。例如，适用于钢结构物焊接的电弧焊用添加了焊剂的铁丝焊剂中，根据不同的目的包含了矿渣形成剂、脱酸剂、合金剂、铁粉等各种粉末原料，具体地说，合计含有上述粉末状的锰铁合金、硅铁合金、硅锰合金以及铁粉等百分之几十。这些混合焊剂造成的成分的偏析有时会影响钢材焊接时的焊接品质。
所以，较好的是将上述数种粉末原料混合，预先制成与所要求成分相同的单一合金铁粉，再将其用于焊剂的方法。但是，一般地如果铁合金中的Si、Mn或碳等含量降低，其延展性、柔韧性会逐渐趋于良好，用通常的生产设备就很难获得粉粒状的制品。而且，为了改善上述问题而进行成分调整时，容易使合金带上磁性，如果使用混合了带磁性的合金铁粉的焊剂，如日本专利公报平4-72640号中提到的，连续进行带钢成形、焊剂填充、缝焊，制造添加了焊剂的铁丝时，由于制作条件的原因，会发生成分偏析、缝部的融合不良等现象，有时会影响制造添加了焊剂的铁丝时的原材料利用率以及钢材焊接时的焊接品质。
此外，适用于高张力钢和低温用钢等钢结构物的焊接的电弧焊用添加了焊剂的铁丝焊剂中一般同时含有Si、Mn、Ni以及铁粉等。作为这些焊剂的原料，除了单体原料(Si粉、Mn粉、Ni粉)之外，主要使用上述粉粒状的硅铁合金、锰铁合金、硅锰合金、镍铁合金等。这些合金成分，如Si、Mn以及Ni是对焊接部位的品质有很强相互作用的成分。所以，较好的是混合原料后制成的焊剂中，不会因为一批原料中每种成分的变动和每种原料间的粒径差引起成分偏析，而组成含有规定量的Si、Mn以及Ni的焊剂。为此，需要含有Ni的铁系Si-Mn的单一铁合金粉末。
制造上述含有较多铁成分的铁系Si-Mn合金粉末或铁系Si-Mn-Ni合金粉末时，为了以粉体的形式大量生产，在制造过程中应该使以上组分容易粉碎。作为铁成分含量较多的合金粉末，在日本专利公报平4-62838号、日本专利公开公报平5-31594号中记载了Fe-Mn系合金粉末，但是这些合金粉末在用通常的机械粉碎法粉碎时，具有粉碎性极差的缺点，历来的实际情况是不存在属于铁合金，且容易粉碎，并能够大量生产的铁系Si-Mn合金粉末或铁系Si-Mn-Ni合金粉末。此外，如果这种合金粉末为非磁性的，就能够进一步扩大其使用范围。
本发明提供了如上所述的，现在不存在的属于铁合金，而且容易粉碎，并能够大量生产的铁系Si-Mn合金。本发明的要点是：
(1)以重量％计，含有C：0.40～1.20％、Si：5.0～12.0％、Mn：19.0～42.0％，其余为Fe，而且满足Si≥11.89-2.92C-0.077Mn的关系式，维氏硬度(Hv)≥550，结构的树枝状晶体面积率≤50％为特征的粉碎性良好的铁系Si-Mn合金。
(2)以还包含0.10～0.40％的P为特征的前述(1)所述的粉碎性良好的铁系Si-Mn合金。
(3)以还包含30％以下的Ni为特征的前述(1)所述的粉碎性良好的铁系Si-Mn合金。
(4)以还包含0.10～0.40％的P和30％以下的Ni为特征的前述(1)所述的铁系Si-Mn合金。
(5)以合金是粒径在212μm以下的粉末为特征的前述(1)～(4)所述的铁系Si-Mn合金。
以下根据附图对本发明进行详细说明。
图1表示的是本发明的合金铁铸片的维氏硬度(Hv)与用光学显微镜观察到的树枝状晶体相的面积率(％)的关系。从图1可以看出，这种合金铁的粉碎性与铸片的硬度(Hv)以及树枝状晶体面积率(％)有很强的相关性，并确认当树枝状晶体面积率在50％以下，硬度(Hv)在550以上时，合金铁变得很容易粉碎。
图2表示的是求得的包括本发明在内的Si-Mn合金铁的铸片化学成分与磁性的关系。纵轴为用铁氧体测量计测定的铸片中所含的强磁性部分的值(％)，横轴的值A/F(以下称为奥氏体指数)如图所示，是根据铸片中的C、Si以及Mn的含量求得的值，可以说越往图的右面(值越大)，奥氏体化倾向越强。从图2可以看出，奥氏体指数越大，表示磁性的铁氧体的量几乎呈直线减少，即使考虑离散的因素，当奥氏体指数为2.40～2.80时，铁氧体的量也几乎消失，可以确认此时即为所谓的非磁性化。
然后，从粉碎性和非磁性化的观点对本发明的成分控制的理由进行说明。首先，根据一系列的实验，求出对粉碎性有重要影响的铸片的维氏硬度(Hv)与化学成分的关系，如用关系式来表示，则可以表示为下式。
Hv＝380C+130Si+10Mn+(P)-1076
其中各成分以重量％计，(P)＝80(P≥0.10％)以及(P)＝0(P＜0.10％)
如果维氏硬度(Hv)大约在550以上，从前述图1的粉碎性良好的结果看，可以根据上式决定为获得粉碎性良好的铁系Si-Mn合金的C、Si、Mn以及P的含量的组成。从上式可以看出，C、Si、Mn对硬度(Hv)的影响是按照Mn＜Si＜C的顺序排列的，但是，从本发明请求保护的各种成分的范围考虑，Si的影响(系数＝130)是最强的。
例如，当Si的含量在请求范围下限5％时，根据实验可以求出为确保此合金铁的维氏硬度(Hv)在550以上所必须的C、Mn以及P的值。其实施例由表1的No1、No2表示。No1因为Si的含量为4％，太低的缘故，其粉碎性不充分，而从No2的数据可以看出，C以及Mn的含量保持在本发明的各个上限值附近(C：1.20％，Mn：42.0％)，如果再添加0.15％左右的P，而Si的含量约为5％，就可以获得良好的粉碎性，而且，这个值基本保持在下限。如果Si的含量在5％以上，必需的C、Mn以及P的含量可以少一些，如果这个值超过约12％，则粉碎性虽然良好，但很难确保其非磁性。所以，Si的含量范围应该在5.0～12.0％。
然后，就C的影响作一些说明。实施例表示为表1的No3、No4、No5。从No3、No4的结果可以看出，当Si约为7％、Mn约为24％时，如果C的含量在1％以上，则可以获得良好的粉碎性。而且，从No5的结果可以看出，C的含量约为0.4％时，为了确保稳定的粉碎性，有必要增加Si以及Mn的含量。对于C的上限值来说，即使这个值超过了1.20％，也几乎不会改变对粉碎性以及非磁性的效果。所以，C的含量范围应该在0.40～1.20％。
就Mn的含量而言，由于它对维氏硬度(Hv)的影响较小(前式的系数：10)，所以，对于粉碎性的影响也没有C和Si强，但为了使其合金铁保持在非磁性的稳定的奥氏体相，其含量最低也要在19％左右，如前所述，如果铁氧体形成能力强的Si的含量为12％，则Mn的含量就有必要在40％以上。所以，Mn的含量范围应该在19.0～42.0％。
表1
| No | 化学成分(重量％) | 维氏硬度(Hv) | 粉碎性 | 树枝状晶体面积率(％) | |||
| C | Si | Mn | P | ||||
| 1 | 1.25 | 4.4 | 43.6 | 0.15 | 492 | △ | 55 |
| 2 | 1.17 | 5.4 | 40.7 | 0.11 | 572 | ○ | 44 |
| 3 | 1.18 | 7.0 | 24.6 | 0.10 | 663 | ◎ | 40 |
| 4 | 1.03 | 7.0 | 24.8 | 0.13 | 568 | ○ | 50 |
| 5 | 0.43 | 8.5 | 27.4 | 0.34 | 564 | ○ | 47 |
此外，如果在本发明的合金铁中添加微量的P，就会发现能够使硬度(Hv)上升，即对于粉碎性的改良极为有效。根据其他的实施例综合整理后，得出这样的结论，即如果添加了0.1％以上的P，可以使维氏硬度(Hv)大约上升80。但是，如果添加的量过多，就有导致使用了本发明的合金粉末的钢制品材料发生脆化的危险，所以，本发明中添加P的量的范围在0.10～0.40％。
以上，对影响本发明的铁系Si-Mn合金的粉碎性的C、Si、Mn以及P的成分加以控制的理由进行了阐述，在请求范围内选择各元素的平衡组成比例，使Hv≥550，这样就能够确保本发明的合金铁具有良好的粉碎性。上述硬度(Hv)的计算公式如下：
Hv＝380C+130Si+10Mn+(P)-1076…(1)
将能够获得良好粉碎性的条件：Hv≥550和(P)＝80代入公式，整理后得到：
Si≥11.89-2.92C-0.077Mn …(2)的式子。当P的含量不足0.10％时，上式变为Si≥12.51-2.92C-0.077Mn，为了使硬度(Hv)≥550，Si的含量可以比(2)式中的量稍多0.6％左右。
如图1所示，如果树枝状晶体面积率较小，则显示出良好的粉碎性，下面对其理由进行阐述。图3表示的是用光学显微镜拍摄的铸片的凝固结构的照片。图3(a)是树枝状晶体面积率为24％、硬度(Hv)为682的结构，其粉碎性良好；另一方面，图3(b)是树枝状晶体面积率为73％、硬度(Hv)为347的结构，其粉碎性差。比较图3(a)和图3(b)，图3(b)的树枝状晶体面积较多，而且用电子显微镜拍摄的断面照片中凹凸较多，与之相比较，图3(a)较平滑。就断面而言，两者都具有沿解理面断裂的特征，由于外力使树枝状晶体结构间发生龟裂时，如龟裂的尖端碰到金属学特性不同的树枝状晶体结构，由于要进一步破坏结构而前进，与树枝状晶体结构较少的情况相比，这种情况需要额外的破坏能量，所以，松树枝状晶体面积率较小，除了能够提高硬度外，还具有改善粉碎性的效果。
接着，阐述非磁性和成分的关系。
如图2所示，如果A/F(奥氏体指数)在2.80或2.40以上，则合金铁几乎完全非磁性化，如果求出通过各个点的A/F和α的关系直线，就如图2中的(3)、(4)式所示。在各种情况下，将非磁性(α≤0)的条件代入(3)、(4)式，(3)就变为：
[133-47.4(30C+0.5Mn)/1.5Si]≤0 …(3′)
(4)式变为：
[114-47.4(30C+0.5Mn)/1.5Si]≤0 …(4′)
经过整理得到以下关系式：
(3′)式：Si≤7.1C+0.12Mn (A/F≥2.80)
(4′)式：Si≤8.3C+0.14Mn (A/F≥2.40) …(5)
为使本发明的合金铁成为非磁性，C、Si、Mn含量以及它们之间的关系就要受此关系式的限制。而且，从多次实验可以确认为了达到非磁性化的目的，实际应用时A/F≥2.40[式(5)]就足够了。
使用前述的(2)、(5)式，使C和Mn的含量大幅度变化时，计算为了同时维持良好的粉碎性(Hv≥550)和非磁性(A/F≥2.40)的Si的控制量，其结果如表2所示。从表2可以看出，对于各种不同的C、Mn的含量，根据不同的目的选择很大范围内的Si量(但是，在12.0％以下)，能够获得良好的粉碎性和非磁性化。表2明显显示，本发明的特征是Si对于粉碎性以及非磁性化两方面都有极为重要的作用。
以上，对作为本发明的铁系Si-Mn合金粉末的基本成分的C、Si、Mn的含量以及在其中添加微量P加以控制的理由进行了阐述，但其中还可以含有其他的成分，如在Al：1.0％以下、Ti：2.0％以下的范围内含有这两种成分，也有一些改善粉碎性的效果。其他的还有B、Mo、Cr、V以及Nb等，只要其含量不损害粉碎性以及非磁性化就可以了。
表2
| C(％) | Si(％) | |||||
| Mn＝20％ | Mn＝30％ | Mn＝40％ | ||||
| Hv≥550 | A/F≥2.40 | Hv≥550 | A/F≥2.40 | Hv≥550 | A/F≥2.40 | |
| 0.40 | 9.2≤ | ≤6.1 | 8.4≤ | ≤7.5 | 7.6≤ | ≤8.9 |
| 0.80 | 8.0≤ | ≤9.4 | 7.2≤ | ≤10.8 | 6.5≤ | ≤12.2 |
| 1.20 | 6.9≤ | ≤12.8 | 6.1≤ | ≤14.2 | 5.3≤ | ≤15.0 |
(％：重量％)
铁系Si-Mn合金粉末的比磁导率(μ)在1.10以下是指比磁导率(μ)为1.10这个值是具有略带磁性的性质的界限值。例如，作为焊接用添加了焊剂的铁丝的焊剂原料使用时，如果比磁导率(μ)在1.10以下，即使在进行添加了焊剂的铁丝制造过程中的缝焊时，也完全没有焊接缺陷，所以，这次为了达到非磁性化的目的用测得的铸片的铁氧体量来表示。比磁导率(μ)为1.10时对应于铁氧体的量恰好为1-2％(A/F≥2.40)。事实上，上述合金粉末的比磁导率(μ)在1.10以下。
此外，铁系Si-Mn合金粉末的粒径在212μm以下的理由是：例如，当作焊接用铁丝等的焊剂原料使用时，粒径在212μm以下的粉体在铁丝制造过程中的原料利用率会提高，而且还有能够防止焊剂成分偏析以及减少焊接性能的离散等优点，所以，合金粉末的粒径应该在212μm以下。
然后，对上述本发明的铁系Si-Mn合金中包含Ni时的粉碎性以及磁性进行调查。其结果是，Ni的含量在30％以下的范围内，能够确保良好的粉碎性以及实质上的非磁性。而且，随着Ni的含量的增加，粉碎性以及非磁性化会有所改善，但对于提高铸片的维氏硬度(Hv)的效果比Mn稍小，此外，对于减少铁氧体量(α)的效果与Mn相同。
以下，以实施例为基础，对本发明进行更详细的说明。
实施例1
用高频感应加热炉(熔融量为2kg)熔融按照规定成分比例混合熔融后的原料，然后用铸型制得厚为10-25mm的铸片。用锤子将此铸片砸碎(粗粉碎)后，用图4所示的环形粉碎机评估其粉碎性。图4(a)为环形粉碎机的图4(b)的B-B′平面图，图4(b)为图4(a)的A-A′截面图，与底部基材3连在一起的外筒1中装有内环2，如果根据规定的条件使底部基材3发生水平振动，则内环2会移动，此时插在外筒1和内环2之间的铸片因为受到冲击而被粉碎。对粉碎性进行评估就是将约100g粗粉碎后的铸片(平均尺寸为10-20mm的块状物)装入上述环形粉碎机中，以100mm的振幅、1800次/分的振动频率、冲击60秒，如果粒径在212μm以下的比例在90％以上，则用◎表示(极好)，50％以上用○表示(良好)，不足50％的情况，用△表示(不好)。试验结果如表l所示，与对前述Si以及C的含量的控制范围等的说明相同。而且，表l中，No1表示比较例，而No2～5则表示本发明例中获得了良好的粉碎性。
实施例2
用与实施例1同样的方法，少量熔融(熔融2kg)原料。表3表示的是对合金粉末的化学成分及其铸片的调查结果(硬度、树枝状晶体面积率、铁氧体量以及粉碎性)表中的No1～12以及No18、No19以及No21都具有良好的粉碎性。No2、No4、No5、No7、No8、No11、No12、No21几乎没有铁氧体，获得了实质上非磁性的铁系Si-Mn合金粉末。此外，No11、No12添加了少量的Ti、Al。对应于此，比较例No13～No17以及No20的粉碎性不够好，任何一种的维氏硬度(Hv)＜550，树枝状晶体面积率＞50％。表中的No18～21添加了能够提高硬度(Hv)以及树枝状晶体面积率的P，比较其他成分几乎没有变化的No18和No19以及No20和No21，发现添加效果是很明显的。
表3
| No | 化学成分(重量％) | 维氏硬度(Hv) | 树枝状晶体面积率(％) | 铁氧体量(％) | 粉碎性 | 备注 | |||||
| C | Si | Mn | P | S | 实测值 | 计算值 | |||||
| 1 | 0.51 | 8.7 | 30.5 | 0.03 | 0.002 | 560 | 554 | 50 | - | ◎ | 本发明例 |
| 2 | 0.52 | 8.9 | 32.9 | 0.04 | 0.029 | 614 | 608 | 36 | 0.09 | ◎ | |
| 3 | 1.18 | 7.0 | 24.6 | 0.10 | 0.005 | 663 | 608 | 40 | - | ◎ | |
| 4 | 0.60 | 9.2 | 32.3 | 0.16 | 0.003 | 706 | 751 | 41 | 0.05 | ◎ | |
| 5 | 0.59 | 8.8 | 32.3 | 0.13 | 0.003 | 729 | 695 | 34 | 0.01 | ◎ | |
| 6 | 0.44 | 9.1 | 34.2 | 0.17 | 0.002 | 737 | 696 | 24 | - | ◎ | |
| 7 | 0.61 | 9.2 | 33.8 | 0.13 | 0.028 | 755 | 770 | 21 | 0.03 | ◎ | |
| 8 | 0.52 | 9.3 | 37.2 | 0.12 | 0.004 | 779 | 783 | 21 | 0.5 | ◎ | |
| 9 | 0.50 | 10.1 | 40.5 | 0.04 | 0.006 | 800＜ | 832 | 11 | 4.5 | ◎ | |
| 10 | 0.42 | 11.8 | 41.5 | 0.05 | 0.002 | 800＜ | 1033 | 10 | 17 | ◎ | |
| 11 | 0.80 | 8.3 | 24.7 | 0.16 | 0.002Ti：1.13 | 592 | 634 | 45 | 0.03 | ◎ | |
| 12 | 0.58 | 8.6 | 33.3 | 0.12 | 0.003Al：0.50 | 638 | 675 | 45 | 0.09 | ◎ | |
| 13 | 0.48 | 7.2 | 22.3 | 0.16 | 0.053 | 367 | 345 | 74 | 3.5 | △ | 比较例 |
| 14 | 0.83 | 7.0 | 24.5 | 0.15 | 0.006 | 471 | 474 | 53 | - | △ | |
| 15 | 0.46 | 7.6 | 32.4 | 0.16 | 0.002 | 497 | 491 | 51 | 0.01 | △ | |
| 16 | 1.25 | 4.4 | 43.6 | 0.15 | 0.004 | 492 | 487 | 55 | 0.00 | △ | |
| 17 | 0.68 | 7.9 | 29.8 | 0.06 | 0.005 | 528 | 507 | 54 | - | △ | |
| 18 | 0.51 | 8.9 | 32.4 | 0.03 | 0.004 | 581 | 599 | 43 | - | ◎ | 本发明 |
| 19 | 0.51 | 9.0 | 32.4 | 0.15 | 0.003 | 690 | 692 | 33 | - | ◎ | |
| 20 | 0.46 | 8.1 | 31.6 | 0.05 | 0.002 | 446 | 468 | 55 | 0.03 | △ | 比较 |
| 21 | 0.47 | 8.2 | 32.7 | 0.13 | 0.002 | 578 | 576 | 40 | 0.02 | ○ | 本发明 |
实施例3
与实施例1同样的，将原料少量熔融，表4表示的是合金粉末的化学成分、磁性以及其他特性值。本发明例的No1～No4的奥氏体指数均在2.40以上，铁氧体量在0.14％以下，显示出良好的非磁性，而且，粉碎性良好。另一方面，与此比较，比较例No5、No6以及No7的奥氏体指数分别为1.44、1.75以及2.14，都较低，而且析出大量的铁氧体相，带有很强的磁性。这种情况下，硬度(Hv)和粉碎性之间存在异常的关系。
表4
| No | 化学成分重量％) | 维氏硬度(Hv) | 树枝状晶体面积率(％) | 磁性 | 粉碎性 | 备注 | ||||||
| C | Si | Mn | P | S | 实测值 | 计算值 | A/F | 铁氧体量(％) | ||||
| 1 | 0.68 | 8.2 | 30.9 | 0.06 | 0.003 | 576 | 557 | 41 | 2.92 | 0.14 | ○ | 本发明例 |
| 2 | 0.52 | 8.9 | 32.9 | 0.04 | 0.029 | 614 | 608 | 36 | 2.40 | 0.09 | ◎ | |
| 3 | 0.59 | 8.8 | 32.3 | 0.13 | 0.003 | 729 | 695 | 34 | 2.57 | 0.01 | ◎ | |
| 4 | 0.61 | 9.2 | 33.8 | 0.13 | 0.038 | 755 | 770 | 21 | 2.55 | 0.03 | ◎ | |
| 5 | 0.30 | 9.7 | 23.9 | 0.05 | 0.003 | 614 | 564 | 1.44 | 63 | △ | 比较例 | |
| 6 | 0.36 | 8.9 | 25.2 | 0.30 | 0.020 | 465 | 550 | 58 | 1.75 | 22 | △ | |
| 7 | 0.59 | 8.8 | 21.0 | 0.27 | 0.018 | 507 | 582 | - | 2.14 | 21 | △ | |
实施例4
利用高频感应加热炉(熔融量250kg)，通过大量熔融更进一步确认本发明的效果。熔融原料，浇铸制得厚为20-50mm的铸片。用颚式破碎机粉碎此铸片(粗粉碎)，再将其用棒磨机微粉碎，然后经粒径212μm的筛分，经过这一系列的工序就制得了合金粉末。表5所示的是所得合金粉末的化学成分、粒度构成以及用振动试样型磁力计测得的比磁导率(μ)、测得的铸片维氏硬度(Hv)、树枝状晶体面积率(％)以及铁氧体测量计测得的铁氧体量(％)。其结果是：如表5所示，在本发明范围内的实施例No1、2、3的任何一种用普通的机械粉碎方法就能够获得良好的粉碎性，而且其比磁导率(μ)较小，即使是大量熔融，也能够再现前述少量熔融的结果。
表5
| No | 化学成分(重量％) | 粒径在212μm以下的比例(重量％) | 比磁导率(μ) | 铸片 | 粉碎性 | 备注 | ||||||
| C | Si | Mn | P | S | 硬度(Hv) | 树枝状晶体面积率(％) | 铁氧体量(％) | |||||
| 1 | 0.61 | 9.1 | 32.2 | 0.16 | 0.003 | 100 | 1.06 | 785 | 18 | 0.05 | ◎ | 大量制造例 |
| 2 | 0.59 | 8.3 | 34.0 | 0.06 | 0.004 | 100 | 1.02 | 647 | 36 | 0.00 | ◎ | |
| 3 | 0.47 | 8.2 | 32.7 | 0.13 | 0.002 | 82 | 1.03 | 570 | 48 | 0.01 | ○ | |
实施例5
利用高频感应加热炉(容量为250kg)，用与实施例4同样的方法制造含有Ni的合金粉末。表6所示的是所得合金粉末的化学成分、粒度构成以及比磁导率(μ)、测得的铸片维氏硬度(Hv)、树枝状晶体面积率(％)以及铁氧体量(％)。其结果是：用机械粉碎方法能够很容易地粉碎含有Ni的实施例No1～7的任何一种，实施例No1～5的比磁导率(μ)在1.10以下，实质上实现了非磁性化。此外，实施例No5有9％的粒子的粒径大于212μm，可以用前述的棒磨粉碎机将其再次粉碎，使粒径全部达到212μm以下。
表6
| No | 化学成分(重量％) | 粒径在212μm以下的比例(重量％) | 比磁导率(μ) | 铸片 | 粉碎性 | 备注 | |||||||
| C | Si | Mn | P | S | Ni | 硬度(Hv) | 树枝状晶体面积率(％) | 铁氧体量(％) | |||||
| 1 | 0.67 | 8.3 | 31.5 | 0.23 | 0.003 | 2.0 | 100 | 1.02 | 671 | 38 | 0.01 | ◎ | 大量制造例 |
| 2 | 0.61 | 8.0 | 29.1 | 0.24 | 0.003 | 9.6 | 100 | 1.05 | 647 | 26 | 0.12 | ◎ | |
| 3 | 0.68 | 8.2 | 31.2 | 0.05 | 0.003 | 11.0 | 100 | 1.04 | 658 | 40 | 0.18 | ◎ | |
| 4 | 1.08 | 9.1 | 32.6 | 0.33 | 0.003 | 18.0 | 100 | 1.04 | ＞800 | 24 | 0.13 | ◎ | |
| 5 | 0.40 | 7.2 | 30.0 | 0.10 | 0.003 | 23.6 | 91 | 1.02 | 607 | 43 | 0.08 | ◎ | |
| 6 | 0.53 | 10.9 | 20.3 | 0.22 | 0.003 | 10.0 | 100 | - | ＞800 | 31 | 31 | ◎ | |
| 7 | 0.44 | 10.4 | 21.1 | 0.05 | 0.007 | 19.3 | 100 | - | 784 | 24 | 10 | ◎ | |
如上所述，根据本发明，利用上述制造工艺能够制造铁成分含量较多、实质上为非磁性的铁系Si-Mn合金粉末或铁系Si-Mn-Ni合金粉末，制得的粉末具有很好的粉碎性，而且很容易地进行大量生产。
图1表示的是本发明的合金铁铸片的维氏硬度(Hv)和用光学显微镜观察到的树枝状晶体相的面积率(％)的关系。
图2表示的是求得的包括本发明在内的Si-Mn合金铁的铸片化学成分和磁性的关系。
图3表示的是用光学显微镜拍摄的铸片的凝固结构的照片。
图4表示的是用于评估粉碎性的环形粉碎机构造的简图。其中，1为外筒、2为内环、3为底部基材、4为上盖、5为铸片。
Claims (4)
1.粉碎性良好的铁系硅-锰合金，其特征在于，以重量％计含有C：0.40～1.20％、Si：5.0～12.0％、Mn：19.0～42.0％，其余部分为Fe，而且Si≥11.89-2.92C-0.077Mn、维氏硬度(Hv)≥550、结构的树枝状晶体面积率≤50％。
2.如权利要求1所述的粉碎性良好的铁系硅-锰合金，其中，还包含0.10～0.40％的P。
3.如权利要求1所述的粉碎性良好的铁系硅-锰合金，其中，还包含30％以下的Ni。
4.如权利要求1所述的粉碎性良好的铁系硅-锰合金，其中，还包含0.10～0.40％的P和30％以下的Ni。
5.如权利要求1～4所述的粉碎性良好的铁系硅-锰合金，其中，所述合金是粒径在212μm以下的粉末。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531594A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Kawasaki Steel Corp | アーク溶接用フラツクス入りワイヤ |
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|---|---|---|---|---|
| US4286984A (en) * | 1980-04-03 | 1981-09-01 | Luyckx Leon A | Compositions and methods of production of alloy for treatment of liquid metals |
| SU985114A1 (ru) * | 1980-12-17 | 1982-12-30 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Сплав дл раскислени и легировани стали |
| JPS57185958A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-16 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | High-manganese nonmagnetic steel with remarkably high specific resistance |
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Patent Citations (1)
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