CN108025357B - 粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法 - Google Patents

粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108025357B
CN108025357B CN201680049635.8A CN201680049635A CN108025357B CN 108025357 B CN108025357 B CN 108025357B CN 201680049635 A CN201680049635 A CN 201680049635A CN 108025357 B CN108025357 B CN 108025357B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
iron
sintered body
alloy steel
mixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680049635.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108025357A (zh
Inventor
高下拓也
小林聪雄
中村尚道
佐藤伊都也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of CN108025357A publication Critical patent/CN108025357A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108025357B publication Critical patent/CN108025357B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/052—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/09—Mixtures of metallic powders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/12—Metallic powder containing non-metallic particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17—Metallic particles coated with metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/10—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/35—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/40—Carbon, graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2304/00—Physical aspects of the powder
    • B22F2304/10—Micron size particles, i.e. above 1 micrometer up to 500 micrometer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提供一种粉末冶金用混合粉，其虽为完全不使用成为产生烧结体中的金属组织的不均匀的原因、成为合金粉末的成本升高的最大因素的Ni的成分体系，但能够使将合金钢粉的成形体进行烧结并进一步进行渗碳、淬火和回火而得到的部件的机械特性与Ni添加品相比为同等以上。一种粉末冶金用混合粉，其具有在铁基粉末的粒子表面扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉和Cu粉及石墨粉，并且具有含有Mo：0.2～1.5质量％、Cu：0.5～4.0质量％、C：0.1～1.0质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，所述部分扩散合金钢粉的平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g，粒径处于50～100μm的范围的粒子的圆形度为0.65以下。

Description

粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金用混合粉，特别是涉及适合于制造汽车用高强度烧结部件的粉末冶金用混合粉以及使用该粉末冶金用混合粉制作的烧结体，对于该粉末冶金用混合粉而言，将该合金钢粉进行成形、烧结而得到的烧结体的密度和对该烧结体进行渗碳、淬火和回火的处理后的拉伸强度及韧性(冲击值)可靠地提高。另外，本发明涉及该烧结体的制造方法。
背景技术
粉末冶金技术能够以极其接近产品形状的形状(所谓的近净形状)且以高尺寸精度制造复杂形状的部件，因此是能够大幅降低切削成本的技术。因此，粉末冶金产品作为各种机械、部件而被用于多个领域。
最近，对于粉末冶金产品强烈期望用于部件的小型化及轻量化的强度提高、从安全性的观点出发的韧性提高。特别是对于在齿轮等中频繁使用的粉末冶金产品(铁基烧结体)，除了高强度化及高韧性化以外，从耐磨损性的观点出发，高硬度化的要求也强。铁基烧结体的强度和韧性根据其成分、组织和密度等发生多种多样的变化，因此，为了应对上述期望，需要开发出适当地控制了上述因素的铁基烧结体。
通常，烧结前的成形体通过在铁基粉末中混合铜粉、石墨粉等合金用粉末和硬脂酸、硬脂酸锂等润滑剂而制成混合粉并将其填充于模具中进行加压成形来制造。
通常的粉末冶金工序中得到的成形体的密度一般为约6.6Mg/m3～约7.1Mg/m3。成形体在之后进行烧结处理而制成烧结体，进一步根据需要进行精整、切削加工，从而制成粉末冶金产品。另外，在需要更高的强度的情况下，也有时在烧结后进行渗碳热处理、光亮热处理。
在此所使用的铁基粉末根据成分而被分类为铁粉(例如纯铁粉等)和合金钢粉。另外，作为依据铁基粉末的制法的分类，有雾化铁粉和还原铁粉。该依据制法的分类中的铁粉以除了纯铁粉以外、还包括合金钢粉的广泛的含义来使用。
另外，为了得到高强度和高韧性的烧结体，尤其是对于作为主要成分的铁基粉末而言，兼顾合金化的促进和高压缩性的维持是有利的。
首先，作为铁基粉末的合金化手段，已知有：
(1)在纯铁粉中配合各合金元素粉末而得到的混合粉、
(2)将各合金元素完全合金化而得到的预合金钢粉、
(3)使各合金元素粉末部分地附着扩散于纯铁粉、预合金钢粉的表面而得到的部分扩散合金钢粉(也称为复合合金钢粉)等。
上述(1)的混合粉具有具备与纯铁粉匹敌的高压缩性这样的优点。但是，在烧结时，各合金元素在Fe中没有充分扩散而形成不均匀组织，其结果是，有时最终得到的烧结体的强度差。另外，在使用Mn、Cr、V和Si等作为合金元素的情况下，这些元素与Fe相比更容易被氧化，因此，存在烧结时受到氧化而最终得到的烧结体的强度降低这样的问题。为了抑制上述氧化、使烧结体低氧量化，需要严格地控制烧结时的气氛，在烧结后进行渗碳的情况下需要严格地控制渗碳气氛中的CO2浓度、露点。因此，上述(1)的混合粉无法应对近年来的高强度化的要求，到了不能使用的状态。
另一方面，使用上述(2)的将各元素完全合金化而得到的预合金钢粉时，能够完全防止合金元素的偏析而能够使烧结体的组织均匀化，因此，机械特性稳定。除此以外，在使用Mn、Cr、V和Si等作为合金元素的情况下，具有能够通过限定合金元素的种类和量而实现烧结体的低氧量化的优点。但是，在由钢水通过雾化法制造预合金钢粉的情况下，容易发生钢水的雾化工序中的氧化和完全合金化所引起的钢粉的固溶硬化，因此，存在难以提高加压成形后的成形体的密度这样的问题。成形体的密度低时，将该成形体烧结时的、烧结体的韧性降低。因此，使用预合金钢粉的情况也不能应对近年来的高强度化和高韧性化的要求。
上述(3)的部分扩散合金钢粉是通过在纯铁粉、预合金钢粉中配合各合金元素的粉末并在非氧化性或还原性的气氛下进行加热而使各合金元素粉末部分地扩散接合于纯铁粉、预合金钢粉的粒子表面来制造。因此，能够得到上述(1)的铁基混合粉和上述(2)的预合金钢粉的优点。
因此，通过使用部分扩散预合金钢粉，对于烧结体而言可以得到低氧量化，并且对于成形体而言可以得到与纯铁粉匹敌的高压缩性，因此，烧结体形成为由完全合金相和部分富集相构成的复合组织，从而使烧结体的强度提高。
作为在该部分扩散合金钢粉中使用的基本的合金成分，常用Ni和Mo。
Ni具有提高烧结体的韧性的效果。这是因为：通过添加Ni，奥氏体被稳定化，其结果是，更多的奥氏体在淬火后也不会相变为马氏体而以残余奥氏体的形式残留。另外，Ni具有通过固溶强化而对烧结体的基质进行强化的作用。
与此相对，Mo具有提高淬透性的效果。因此，Mo在淬火处理时抑制铁素体的生成、容易生成贝氏体或马氏体，由此，对烧结体的基质进行强化。另外，Mo具备固溶于基质中进行固溶强化的作用和形成微细碳化物而对基质进行析出强化的作用这两者。
作为使用了上述部分扩散合金钢粉的高强度烧结部件用的混合粉的例子，例如，在专利文献1中公开了在使Ni：0.5～4质量％、Mo：0.5～5质量％进行部分合金化而得到的合金钢粉中进一步混合有Ni：1～5质量％、Cu：0.5～4质量％、石墨粉：0.2～0.9质量％的高强度烧结部件用混合粉。专利文献1中记载的烧结材料含有最低为1.5质量％的Ni，从其实施例来看，实质上含有3质量％以上的Ni。即，为了在烧结体中得到800MPa以上的高强度，需要3质量％以上这样大量的Ni。此外，为了对烧结体进行渗碳、淬火和回火处理后得到1000MPa以上的高强度材料，同样地需要3质量％或4质量％这样大量的Ni。
但是，从应对近年来的环境问题、再利用的观点出发，Ni是不利的元素，期望尽可能地避免使用。从成本的观点考虑，数质量％的Ni的添加也是极其不利的。此外，使用Ni作为合金元素时，存在为了使Ni在铁粉或钢粉中充分扩散而需要长时间的烧结这样的问题。此外，在作为奥氏体相稳定化元素的Ni的扩散不充分的情况下，高Ni区域以奥氏体相(以下，也表示为γ相)的形式稳定化，Ni稀薄的区域以除此以外的相稳定化，结果是，烧结体的金属组织变得不均匀。
作为不含Ni的技术，在专利文献2中公开了涉及不含Ni的Mo的部分扩散合金钢粉的技术。即，通过优化Mo量，可以得到可耐受烧结后的再加压的具有高延展性和韧性的烧结体。
另外，关于不含Ni的高密度的烧结体，在专利文献3中公开了在平均粒径为1～18μm的铁系粉末中以100：(0.2～5)的重量比混合平均粒径为1～18μm的铜粉后进行成型、烧结的方法。在专利文献3所记载的技术中，通过使用平均粒径与通常相比极小的铁系粉末，能够得到烧结体密度为7.42g/cm3以上这样极高密度的烧结体。
在专利文献4中记载了：通过使用使Mo扩散附着于铁基粉末的表面且使比表面积为0.1m2/g以上的不含Ni的粉末，由此得到高强度且高韧性的烧结体。
此外，在专利文献5中记载了：通过使用使Mo扩散附着于含有还原铁粉的铁基粉末而得到的粉末，由此得到高强度且高韧性的烧结体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3663929号公报
专利文献2：日本专利第3651420号公报
专利文献3：日本特开平4-285141号公报
专利文献4：WO 2015/045273A1
专利文献5：日本特开2015-14048号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，对于根据上述专利文献2、专利文献3、专利文献4和专利文献5的记载得到的合金粉末和烧结材料而言，已知分别存在如下所述的问题。
专利文献2所记载的技术设想了虽然没有添加Ni但通过烧结后的再压缩而得到高强度，在利用通常的粉末冶金工艺进行制造的情况下，难以兼顾充分的强度、韧性和硬度。
另外，对于专利文献3所记载的烧结材料而言，虽然没有添加Ni，但所使用的铁系粉末的平均粒径为1～18μm，比通常小。粒径如此小时，存在如下问题：混合粉的流动性变差，在加压成型时，将混合粉进行模具填充时的作业效率降低。
另外，专利文献4所记载的粉末的比表面积极大，因此，在使用这样的粉末的情况下，粉末的流动性降低，难以进行粉末的操作。
对于专利文献5所记载的烧结体而言，与专利文献4所记载的技术同样，由于使用比表面积大的还原铁粉，因此，粉末的流动性降低，难以进行粉末的操作。
本发明的目的在于提供一种粉末冶金用混合粉，其虽为完全不使用成为产生烧结体中的金属组织的不均匀的原因、成为合金粉末的成本升高的最大因素的Ni(以下，也称为无Ni)成分体系，但能够使将合金钢粉的成形体进行烧结并进一步进行渗碳、淬火和回火而得到的部件的机械特性与Ni添加品相比为同等以上。此外，本发明的目的在于提供使用该混合粉制作的机械特性优良的铁基烧结体。
用于解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明人对不含Ni的粉末冶金用混合粉的合金成分、其添加手段和粉体特性反复进行了各种研究。其结果想到：针对粉末冶金用混合粉，代替完全不使用Ni，而对使Mo进行部分合金化而得到的部分扩散合金钢粉的平均粒径、比表面积和圆形度进行控制，使Cu粉与石墨粉一起混合在该部分扩散合金钢粉中来构成。
即，Mo在烧结热处理时作为铁素体稳定化元素发挥作用。其结果是，在Mo量多的部分的附近，产生铁素体相而促进铁粉彼此的烧结，从而提高烧结体的密度。另外，对上述部分扩散合金钢粉的圆形度进行控制而使其为低圆形度，由此，能够减少烧结体中使韧性降低的粗大的空穴。此外，还同时发现：通过使部分扩散合金钢粉的比表面积为一定值以下，成形时的压缩性得以改善。此外，了解到：将部分扩散合金钢粉的平均粒径控制为30μm以上时，还能够一起实现合金钢粉的流动性的提高。
本发明是基于上述见解进一步加以研究而完成的。即，本发明的主旨如下所述。
1.一种粉末冶金用混合粉，其具有在铁基粉末的粒子表面扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉和Cu粉及石墨粉，并且具有含有Mo：0.2～1.5质量％、Cu：0.5～4.0质量％、C：0.1～1.0质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，所述粉末冶金用混合粉的特征在于，
上述部分扩散合金钢粉的平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g，粒径处于50～100μm的范围的粒子的圆形度为0.65以下。
2.如上述1所述的粉末冶金用混合粉，其特征在于，上述Cu粉的平均粒径为50μm以下。
3.如上述1或2所述的粉末冶金用混合粉，其特征在于，上述铁基粉末为雾化生粉和雾化铁粉中的任意一者或两者。
4.一种烧结体，其是含有上述1～3中任一项所述的粉末冶金用混合粉的成形体的烧结体。
5.一种烧结体的制造方法，其中，将粉末冶金用混合粉的成形体进行烧结，所述粉末冶金用混合粉是具有在铁基粉末的粒子表面扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉和Cu粉及石墨粉、并且具有含有Mo：0.2～1.5质量％、Cu：0.5～4.0质量％、C：0.1～1.0质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的粉末冶金用混合粉，上述部分扩散合金钢粉的平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g，粒径处于50～100μm的范围的粒子的圆形度为0.65以下。
6.如上述5所述的烧结体的制造方法，其中，上述Cu粉的平均粒径为50μm以下。
7.如上述5或6所述的烧结体的制造方法，其特征在于，上述铁基粉末为雾化生粉和雾化铁粉中的任意一者或两者。
发明效果
根据本发明，可以得到虽为完全不使用Ni的无Ni成分体系、但能够制造具有与含有Ni时同等以上的优良特性的烧结体的粉末冶金用混合粉末。另外，本发明的粉末冶金用混合粉末的流动性高，因此，为了进行加压成形而将该粉末冶金用混合粉末填充于模具时的作业效率优良。此外，根据本发明，即使利用通常的烧结法，也能够廉价地制造兼具优良的强度和韧性的烧结体。
具体实施方式
以下，对本发明具体地进行说明。
本发明的粉末冶金用混合粉是在铁基粉末的表面扩散附着有Mo的具有适当的平均粒径和比表面积的部分扩散合金钢粉(以下，也称为部分合金钢粉)中混合Cu粉和石墨粉而得到的粉末冶金用混合粉。
特别是，部分扩散合金钢粉需要平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g以及粒径处于50～100μm的范围的粉末的圆形度为0.65以下。此外，粉末冶金用混合粉需要具有含有Mo：0.2～1.5质量％、Cu：0.5～4.0质量％、C：0.1～1.0质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成。
该粉末冶金用混合粉通过常规方法的加压成形而制成成形体，进一步进行常规方法的烧结，由此得到符合本发明的烧结体。此时，通过在成形体的铁基粉末粒子间的烧结颈部形成Mo的富集部并且使部分扩散合金钢粉的圆形度低，成形时的粉末彼此的缠结增强，结果，之后的烧结得以促进。
如此，烧结体的密度增加时，烧结体的强度和韧性均提高，但与如现有材料那样使用了Ni的烧结体不同，本发明的烧结体由于金属组织均匀，其机械特性的不均小且稳定。
以下，对本发明的粉末冶金用混合粉具体地进行说明。需要说明的是，只要没有特别说明，以下所示的“％”是指“质量％”，Mo量、Cu量和石墨粉量表示粉末冶金用混合粉整体(100质量％)中的各自的比率。
(铁基粉末)
如上所述，部分扩散合金钢粉是在铁基粉末的表面扩散附着有Mo的粉末，重要的是平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g以及粒径处于50～100μm的范围的粉末的圆形度为0.65以下。在此，对铁基粉末实施部分合金化时，粒径和圆形度几乎没有变化。因此，使用与部分扩散合金钢粉的平均粒径和圆形度相同范围内的铁基粉末。
首先，铁基粉末优选平均粒径为30～120μm以及粒径处于50～100μm的范围的粉末的圆形度(截面圆形度)为0.65以下。即，出于后述的理由，需要将部分合金钢粉的平均粒径设定为30～120μm并且将粒径处于50～100μm的范围的粉末的圆形度设定为0.65以下，为此，铁基粉末也需要满足这些条件。
在此，铁基粉末和部分合金钢粉的平均粒径是指重量累积分布的中值粒径D50，即，是指使用JIS Z 8801-1中规定的筛测定粒度分布并根据所得到的粒度分布制作累积粒度分布时筛上和筛下的重量达到50％的粒径。
另外，铁基粉末和部分合金钢粉的圆形度可以按照以下方法求出。需要说明的是，下述说明中，以铁基粉末为例进行说明，部分合金钢粉的情况也通过同样的步骤求出圆形度。
首先，将铁基粉末埋入热固性树脂中。此时，以0.5mm以上的厚度均匀地将铁基粉末埋入热固性树脂中，以使在对埋入树脂进行研磨而显现的观察面能够观察到足够量的铁基粉末截面。然后，通过研磨使铁基粉末的截面显现，对其截面进行镜面研磨，利用光学显微镜将该截面放大后拍摄照片。根据所得到的截面照片，通过图像分析求出该截面照片中的各铁基粉末的截面积A和外周长度Lp。作为能够进行这样的图像分析的软件，例如有Image J(开放源代码，美国国立卫生研究所)等。根据所求出的截面积A计算出等效圆直径dc。在此，dc利用下述式(I)求出。
接着，通过对粒径dc乘以圆周率π而计算出圆近似外周Lc。根据所得到的Lc和铁基粉末截面的外周长度Lp计算出圆形度C。在此，圆形度C为利用下述式(II)定义的值。
在该圆形度C为1的情况下，截面形状为正圆，随着值C减小而变为无定形的截面。
C＝Lc/Lp···(II)
需要说明的是，铁基粉末是指Fe含量为50％以上的粉末。作为铁基粉末，可以列举例如：雾化生粉(雾化状态的雾化铁粉)、雾化铁粉(将雾化生粉在还原性气氛下还原后的粉末)和还原铁粉等。特别是，本发明中使用的铁基粉末优选雾化生粉或雾化铁粉。其原因是因为：还原铁粉在粒子中含有大量空穴，因此，有可能在加压成形时得不到充分的密度。另外，还原铁粉与雾化铁粉相比，在粒子中含有更多的成为破坏的起点的夹杂物，有可能使作为烧结体的重要力学特性的疲劳强度降低。
即，本发明中使用的优选铁基粉末为将钢水进行雾化、干燥、分级而不施加用于脱氧处理(还原处理)、脱碳处理等的热处理的雾化生粉、或者将雾化生粉在还原气氛下进行还原而得到的雾化铁粉中的任一种。
符合上述圆形度的铁基粉末可以通过适当地调整雾化时的喷雾条件、喷雾后进行的补充加工的条件而得到。另外，也可以将圆形度不同的铁基粉末进行混合，以使粒径处于50～100μm的范围的铁基粉末的圆形度落入上述范围内的方式进行调整。
(部分扩散合金钢粉)
部分扩散合金钢粉是在上述铁基粉末的表面扩散附着有Mo的粉末，需要平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g以及粒径处于50～100μm的范围的粉末的圆形度为0.65以下。
即，部分扩散合金钢粉是使Mo扩散附着于上述铁基粉末而制作。此时的Mo量在粉末冶金用混合粉整体(100％)中设定为0.2～1.5％的比率。Mo量低于0.2％时，在使用粉末冶金用混合粉制作的烧结体中，淬透性提高效果小，强度提高效果也减小。另一方面，超过1.5％时，烧结体中的淬透性提高效果饱和，反而使烧结体的组织的不均匀性增高，因此，在烧结体中得不到高强度、高韧性。因此，进行扩散附着的Mo量设定为0.2～1.5％。优选为0.3～1.0％、进一步优选为0.4～0.8％。
在此，作为Mo的供给源，可以列举含Mo粉末。含Mo粉末以Mo的纯金属粉末为代表，还可以例示氧化Mo粉末、或者Fe-Mo(铁钼)粉末等Mo合金粉末。另外，作为Mo的化合物，可以使用Mo碳化物、Mo硫化物和Mo氮化物等作为适合的含Mo粉末。它们既可以单独使用，也可以混合使用多种物质。
具体而言，将上述铁基粉末和含Mo粉末以上述比率(粉末冶金用混合粉整体(100％)中的Mo量为0.2～1.5％)进行混合。关于混合方法，没有特别限制，例如可以使用亨舍尔混合机、锥型混合机等依照常规方法进行。
接着，将上述铁基粉末与含Mo粉末的混合粉进行加热，经由铁基粉末与含Mo粉末的接触面使Mo扩散到铁基粉末中，从而将Mo接合于铁基粉末。通过该热处理，得到含有Mo的部分合金钢粉。
作为上述热处理的气氛，优选为还原性气氛、含氢气氛，特别优选含氢气氛。或者，可以在真空下施加热处理。
另外，关于热处理的温度，例如在使用氧化Mo粉末等Mo化合物作为含Mo粉末的情况下，优选为800～1100℃的范围。热处理的温度低于800℃时，Mo化合物的分解变得不充分，Mo不会扩散于铁基粉末中，Mo的附着变得困难。另外，超过1100℃时，热处理中的铁基粉末彼此的烧结进行，铁基粉末的圆形度超过规定的范围。另一方面，在使用Mo纯金属、Fe-Mo等金属及合金作为含Mo粉末的情况下，优选的热处理温度为600～1100℃的范围。热处理的温度低于600℃时，Mo向铁基粉末中的扩散变得不充分，Mo的附着变得困难。另一方面，超过1100℃时，热处理中的铁基粉末彼此的烧结进行，部分合金钢粉的圆形度超过规定的范围。
在以上述方式进行热处理、即扩散附着处理的情况下，通常形成部分合金钢粉相互烧结而成块的状态，因此，进行粉碎和分级至如下所示的规定的粒径。即，以达到规定的粒径的方式，根据需要进行粉碎条件的强化、或者通过利用预定网眼的筛的分级除去粗粉。进而，可以根据需要进行退火。
即，重要的是使部分合金钢粉的平均粒径为30～120μm的范围。优选上述平均粒径的下限为40μm、进一步优选为50μm。另一方面，上述平均粒径的上限为100μm、进一步优选为80μm。
需要说明的是，如上所述，部分合金钢粉的平均粒径是指重量累积分布的中值粒径D50，是指利用JIS Z 8801-1中规定的筛测定粒度分布并由所得到的粒度分布制作累积粒度分布时筛上和筛下的重量达到50％的粒径。
在此，部分合金钢粉的平均粒径小于30μm时，部分合金钢粉的流动性变差，给利用模具进行的压缩成形时的制造效率等方面带来阻碍。另一方面，部分合金钢粉的平均粒径超过120μm时，烧结时的驱动力变弱，在烧结工序中在粗大的部分合金钢粉的周围形成粗大的空穴，导致烧结密度的降低，成为使得烧结体或对该烧结体实施渗碳、淬火和回火后的强度及韧性降低的原因。需要说明的是，部分合金钢粉的最大粒径优选为180μm以下。
另外，从压缩性的观点出发，将部分合金钢粉的比表面积设定为小于0.10m2/g。在此，部分合金钢粉的比表面积是指除了添加剂(Cu粉、石墨粉、润滑剂)以外的部分合金钢粉的粉末的比表面积。
部分合金钢粉的比表面积超过0.10m2/g时，粉末冶金用混合粉的流动性降低。需要说明的是，下限没有特别限定，约0.010m2/g是工业上可得到的极限。关于比表面积，利用筛分对扩散附着处理后的超过100μm的粗粒和小于50μm的微粒的粒度进行调整，由此，能够任意地进行控制。即，通过减小微粒的比率或增大粗粒的比率，比表面积减小。
此外，需要将部分合金钢粉的粒径处于50～100μm的粒子的圆形度设定为0.65以下。该圆形度可以优选设定为0.60以下、进一步优选设定为0.58以下。即，通过减小圆形度，加压成形时的粉末彼此的缠结增强，并且粉末冶金用混合粉的压缩性提高，因此，成形体和烧结体中的粗大的空穴减少。另一方面，过度减小圆形度时，导致粉末冶金用混合粉的压缩性的降低，因此，圆形度优选设定为0.40以上。
需要说明的是，部分合金钢粉的粒径处于50～100μm的粒子的圆形度可以如下所述进行测定。首先，将与上述铁基粉末同样地计算出的、部分合金钢粉的粒径设为dc，提取出该dc处于50～100μm的范围的部分合金钢粉。此时，进行足以能够至少提取出150个处于50～100μm的范围的部分合金钢粉的粒子的光学显微镜拍摄。然后，对于提取出的部分合金钢粉，与上述铁基粉末的情况同样地进行圆形度的计算。
需要说明的是，将部分合金钢粉的粒径限定为50～100μm的原因是因为：减小上述范围的粉末的圆形度对于烧结促进而言是最有效的。即，小于50μm的粒子为微粒，因此，本来烧结促进效果高，即使减小小于50μm的粒子的圆形度，其烧结促进效果也小。另外，粒径超过100μm的粒子是极为粗大的，即使减小圆形度，烧结促进效果也小。
需要说明的是，部分合金钢粉的圆形度可以通过与上述铁基粉末的圆形度相同的方法求出。
在本发明中，部分合金钢粉中的余量组成为铁和不可避免的杂质。在此，作为部分合金钢粉中所含有的杂质，可以列举：C(除石墨成分以外)、O、N和S等，它们的含量只要在部分合金钢粉中分别为C：0.02％以下、O：0.3％以下、N：0.004％以下、S：0.03％以下、Si：0.2％以下、Mn：0.5％以下、P：0.1％以下就没有特别问题，O更优选为0.25％以下。需要说明的是，不可避免的杂质量超过上述范围时，使用了部分合金钢粉的成形中的压缩性降低，难以成形为具有充分密度的成形体。
在本发明中，将使用粉末冶金用混合粉制作的烧结体进一步进行渗碳、淬火和回火后，出于得到1000MPa以上的拉伸强度的目的，在由上述得到的部分合金钢粉中添加Cu粉和石墨粉。
(Cu粉)
Cu是促进铁基粉末的固溶强化和淬透性提高、提高烧结部件的强度的有用元素，以0.5％以上且4.0％以下进行添加。即，Cu粉的添加量低于0.5％时，难以表现出上述Cu添加的有用效果，另一方面，超过4.0％时，不仅烧结部件的强度提高效果饱和，而且导致烧结体密度的降低。因此，将Cu粉的添加量限定于0.5～4.0％的范围。优选为1.0～3.0％的范围。
另外，使用粒度粗的Cu粉时，将粉末冶金用混合粉的成形体进行烧结时，熔融的Cu渗入部分合金钢粉的粒子间而使得烧结后的烧结体的体积膨胀，有可能使得烧结体密度降低。为了抑制这样的烧结体密度的降低，优选将Cu粉的平均粒径设定为50μm以下。更优选设定为40μm以下、进一步优选设定为30μm以下。需要说明的是，Cu粉的平均粒径的下限没有特别限制，为了避免不必要地提高Cu粉的制造成本，优选为约0.5μm。
在此，Cu粉的平均粒径可以通过下述方法求出。
平均粒径为45μm以下的粉末难以通过筛分进行平均粒径的测定，因此，利用激光衍射/散射式粒度分布测定装置进行粒径的测定。作为激光衍射/散射式粒度分布测定装置，有堀场制作所制造的LA-950V2等。当然，也可以使用其它激光衍射/散射式粒度分布测定装置，但为了进行准确的测定，优选使用能够测定的粒径范围的下限为0.1μm以下、上限为45μm以上的装置。在上述装置中，对分散有Cu粉的溶剂照射激光，根据激光的衍射、散射强度测定Cu粉的粒度分布和平均粒径。作为使Cu粉分散的溶剂，优选使用粒子的分散性良好、操作容易的乙醇。使用水等范德华力高、分散性低的溶剂时，在测定中粒子发生凝聚，得到比本来的平均粒径粗的测定结果，因此不优选。因此，优选对投入了Cu粉的乙醇溶液在测定前实施利用超声波的分散处理。需要说明的是，根据作为对象的粉末，适当的分散处理时间不同，因此，将上述分散处理时间在0～60分钟之间以10分钟间隔的7个阶段来实施，在各分散处理后进行Cu粉的平均粒径的测定。各测定中，为了防止粒子的凝聚，在对溶剂进行搅拌的同时进行测定。然后，将分散处理时间以10分钟间隔变更而进行的7次测定中得到的粒径中，使用最小的值作为Cu粉的平均粒径。
(石墨粉)
石墨粉对于提高强度以及疲劳强度是有效的，因此，在部分合金钢粉中添加0.1～1.0％并进行混合。石墨粉的添加量低于0.1％时，不能得到上述效果。另一方面，超过1.0％时，变成过共析，因此，渗碳体析出而导致强度的降低。因此，将石墨粉的添加量限定于0.1～1.0％的范围。优选为0.2～0.8％。需要说明的是，所添加的石墨粉的平均粒径优选为约1μm～约50μm的范围。
另外，在本发明中，在扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉中混合上述Cu粉和石墨粉而制成Fe-Mo-Cu-C系的粉末冶金用混合粉，但其混合方法按照粉体混合的常规方法进行即可。
此外，在烧结体的阶段，在需要利用切削加工等进一步改善部件形状的情况下，可以依照常规方法适当地在粉末冶金用混合粉中添加MnS等切削性改善用粉末。
接着，对适合于制造使用本发明的粉末冶金用混合粉的烧结体的成形条件和烧结条件进行说明。
在使用本发明的粉末冶金用混合粉的加压成形中，可以进一步混合粉末状的润滑剂。另外，也可以使润滑剂涂布或附着于模具上进行成形。在任一种情况下，都可以适当使用硬脂酸锌或硬脂酸锂等金属皂、亚乙基双硬脂酸酰胺等酰胺类蜡及其他公知的润滑剂中的任一种作为润滑剂。需要说明的是，在混合润滑剂的情况下，相对于100质量份的粉末冶金用混合粉，优选设定为约0.1质量份～约1.2质量份。
将本发明的粉末冶金用混合粉进行加压成形来制造成形体时，优选以400～1000MPa的加压力进行加压成形。加压力低于400MPa时，所得到的成形体的密度降低，烧结体的特性降低。另一方面，超过1000MPa时，模具的寿命变得极短，在经济上变得不利。需要说明的是，加压成形的温度优选设定为常温(约20℃)～约160℃的范围。
另外，上述成形体的烧结优选在1100～1300℃的温度范围内进行。烧结温度低于1100℃时，烧结不会进行，难以得到期望的拉伸强度：1000MPa以上。另一方面，超过1300℃时，烧结炉的寿命变短，在经济上变得不利。需要说明的是，烧结时间优选设定为10～180分钟的范围。
利用上述步骤并使用依照本发明的粉末冶金用混合粉在上述烧结条件下得到的烧结体与使用上述范围以外的合金钢粉的情况相比，即使是相同的成形体密度，在烧结后也可得到高烧结体密度。
另外，对于所得到的烧结体，可以根据需要进行渗碳淬火、光亮淬火、高频淬火、渗碳氮化处理等强化处理，但是，即使在不进行这些强化处理的情况下，使用依照本发明的粉末冶金用混合粉的烧结体与不进行强化处理的现有的烧结体相比，强度和韧性也得到了改善。需要说明的是，各强化处理按照常规方法进行即可。
实施例
以下，通过实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明并非仅限定于下述例子。
[实施例1]
铁基粉末使用圆形度不同的雾化生粉。利用高速搅拌机(深江Powtec公司制造LFS-GS-2J型)对雾化生粉实施粉碎加工，由此使雾化生粉的圆形度各种不同。
在该铁基粉末中以预定的比率添加氧化Mo粉末(平均粒径：10μm)，利用V型混合机混合15分钟后，在露点为30℃的氢气气氛中进行热处理(保持温度：880℃、保持时间：1小时)，制作出在铁基粉末的粒子表面扩散附着有表1所示的预定量的Mo的部分合金钢粉。需要说明的是，如表1的试样No.1～8所示对Mo量进行各种变更。
将所制作的部分合金钢粉埋入树脂中，实施研磨以使部分合金钢粉的截面露出。需要说明的是，以0.5mm以上的厚度均匀地将部分合金钢粉埋入热固性树脂中，以使在该研磨面、即观察面中能够观察到足够量的部分合金钢粉截面。在研磨后，利用光学显微镜将该研磨面放大后拍摄照片，按照上述的方法利用图像分析计算出圆形度。
另外，对部分合金钢粉实施利用BET法的比表面积测定。确认到：任一种部分合金钢粉的比表面积都小于0.10m2/g。
接着，向这些部分合金钢粉中添加表1所示的平均粒径和量的Cu粉、同样的表1所示的量的石墨粉(平均粒径：5μm)并进行混合，由此制作出粉末冶金用混合粉。需要说明的是，表1中的Cu粉的粒径是通过上述的方法测定而得到的值。
另外，试样No.9～25使用与试样No.5同等的部分合金钢粉，对添加的Cu粉、石墨粉的量进行各种变更。试样No.26～31是以试样No.5的部分合金钢粉为基础并利用筛分来调整平均粒径。另外，试样No.32～38中，部分合金钢粉的圆形度各种不同。
然后，相对于所得到的粉末冶金用混合粉100质量份添加0.6质量份的亚乙基双硬脂酸酰胺并利用V型混合机混合15分钟，将所得物加压成形至密度7.0g/cm3，分别制作出长度：55mm、宽度：10mm和厚度：10mm的棒状成形体(各10个)以及外径：38mm、内径：25mm和厚度：10mm的环状成形体。
对该棒状成形体和环状成形体实施烧结，制成烧结体。该烧结在丙烷改性气体气氛中在烧结温度为1130℃、烧结时间为20分钟的条件下进行。
对于环状烧结体，进行外径、内径和厚度的测定和质量测定，计算出烧结体密度(Mg/m3)。
对于棒状烧结体，为了将各5个供于JIS Z2241中规定的拉伸试验而加工成平行部直径为5mm的圆棒拉伸试验片(JIS 2号)，另外，为了将各5个供于JIS Z2242中规定的夏比冲击试验而以JIS Z2242中规定的尺寸的烧结后的状态的棒形状(无缺口)均进行碳势为0.8质量％的气体渗碳(保持温度：870℃、保持时间：60分钟)，接着进行淬火(60℃、油淬火)和回火(保持温度：180℃、保持时间：60分钟)。
将这些实施了渗碳、淬火和回火处理后的圆棒拉伸试验片和夏比冲击试验用棒状试验片供于JIS Z2241中规定的拉伸试验和JIS Z2242中规定的夏比冲击试验，测定拉伸强度(MPa)和冲击值(J/cm2)，求出试验数n＝5时的平均值。
将上述测定结果一并记载于表1中。
需要说明的是，判定标准如下所述。
(1)流动性
使粉末冶金用混合粉100g通过直径为2.5mmφ的喷嘴，将不停止地全部量在80s以内流净的情况判定为合格(○)，将需要超过80s的时间的情况、或者全部量或一部分停止而没有流动的情况判定为不合格(×)。
(2)烧结体密度
关于烧结体密度，将与作为现有材料的4Ni材(4Ni-1.5Cu-0.5Mo、原料粉的最大粒径：180μm)为同等以上的、6.95Mg/m3以上的情况判定为合格。
(3)拉伸强度
将针对实施了渗碳、淬火和回火处理后的圆棒拉伸试验片的拉伸强度为1000MPa以上的情况判定为合格。
(4)冲击值
将针对实施了渗碳、淬火和回火处理后的夏比冲击试验用棒状试验片的冲击值为14.5J/cm2以上的情况判定为合格。
Figure BDA0001582992600000211
在此，试样No.1～8是对Mo量的影响进行研究而得到的结果，No.9～14是对Cu量的影响进行研究而得到的结果，No.15～19是对石墨量的影响进行研究而得到的结果，No.20～25是对Cu粒径的影响进行研究而得到的结果，No.26～31是对合金成分粒径的影响进行研究而得到的结果，No.32～38是对部分合金钢粉的圆形度和平均粒径的影响进行研究而得到的结果。需要说明的是，表1中一并示出作为现有材料的4Ni材(4Ni-1.5Cu-0.5Mo、原料粉的最大粒径：180μm)的结果。可知发明例得到了现有的4Ni材以上的特性。
如表1所示可知：发明例均得到了虽为完全不使用Ni的成分体系、但能够得到具有与使用Ni添加材料时同等以上的拉伸强度和韧性的烧结体的粉末冶金用混合粉。
此外，在发明例中，还能够确认到合金钢粉的流动性优良。
[实施例2]
为了明确本发明例与专利文献3的技术差异，实施了如下所述的实验。
准备比表面积和圆形度不同的三种雾化铁粉。比表面积和圆形度的调整通过对雾化铁粉实施利用高速搅拌机(深江Powtec公司制造LFS-GS-2J型)的粉碎加工和调整粒度100μm以上的粗粉与45μm以下的微粉的配合比例来进行。
在该铁基粉末中以预定的比率添加氧化Mo粉末(平均粒径：10μm)，利用V型混合机混合15分钟后，在露点为30℃的氢气气氛中进行热处理(保持温度：880℃、保持时间：1小时)，制作出在铁基粉末的粒子表面扩散附着有表2所示的预定量的Mo的部分合金钢粉。将这些部分合金钢粉埋入树脂中，实施研磨以使部分合金钢粉的截面露出，然后利用光学显微镜放大后拍摄照片，通过图像分析计算出圆形度。另外，对部分合金钢粉实施利用BET法的比表面积的测定。
接着，向这些部分合金钢粉中添加2质量％的平均粒径为35μm的Cu粉和0.3质量％的石墨粉(平均粒径：5μm)并进行混合，由此制作出粉末冶金用混合粉。相对于所得到的粉末冶金用混合粉100质量份添加0.6质量份的亚乙基双硬脂酸酰胺并利用V型混合机混合15分钟，将所得物在686MPa的成型压力下进行成形，制作出长度：55mm、宽度：10mm和厚度：10mm的棒状成形体(各10个)以及外径：38mm、内径：25mm和厚度：10mm的环状成形体。
将该棒状成形体和环状成形体进行烧结，制成烧结体。该烧结在丙烷改性气体气氛中在烧结温度为1130℃、烧结时间为20分钟的条件下进行。
对于环状烧结体，进行外径、内径和厚度的测定和质量测定，计算出烧结体密度(Mg/m3)。
对于棒状烧结体，为了将各5个供于JIS Z2241中规定的拉伸试验而加工成平行部直径为5mm的圆棒拉伸试验片(JIS 2号)，另外，为了将各5个供于JIS Z2242中规定的夏比冲击试验而以JIS Z2242中规定的尺寸的烧结后的状态的棒形状(无缺口)均进行碳势为0.8质量％的气体渗碳(保持温度：870℃、保持时间：60分钟)，接着进行淬火(60℃、油淬火)和回火(保持温度：180℃、保持时间：60分钟)。
将这些实施了渗碳、淬火和回火处理后的圆棒拉伸试验片和夏比冲击试验用棒状试验片供于JIS Z2241中规定的拉伸试验和JIS Z2242中规定的夏比冲击试验，测定拉伸强度(MPa)和冲击值(J/cm2)，求出试验数n＝5时的平均值。
将测定结果一并记载于表2中。另外，各种特性值的合格标准与实施例1相同。
Figure BDA0001582992600000251
由表2可知，只有比表面积处于发明的范围内的试样的流动性良好。另外可知，圆形度大时，冲击值降低。

Claims (7)

1.一种粉末冶金用混合粉，其具有在铁基粉末的粒子表面扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉和Cu粉及石墨粉，并且具有含有Mo：0.2～1.5质量％、Cu：0.5～4.0质量％、C：0.1～1.0质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，
所述部分扩散合金钢粉的平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g，粒径处于50～100μm的范围的粒子的圆形度为0.65以下，
所述在铁基粉末的粒子表面扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉是指将铁基粉末与含Mo粉末的混合粉进行加热、经由铁基粉末与含Mo粉末的接触面使Mo扩散到铁基粉末中并接合于铁基粉末而得到的粉末。
2.如权利要求1所述的粉末冶金用混合粉，其特征在于，所述Cu粉的平均粒径为50μm以下。
3.如权利要求1或2所述的粉末冶金用混合粉，其特征在于，所述铁基粉末为雾化生粉和雾化铁粉中的任意一者或两者，所述雾化生粉是指雾化状态的雾化铁粉，所述雾化铁粉是指将雾化生粉在还原性气氛下还原后的粉末。
4.一种烧结体，其是含有权利要求1～3中任一项所述的粉末冶金用混合粉的成形体的烧结体。
5.一种烧结体的制造方法，其中，将粉末冶金用混合粉的成形体进行烧结，所述粉末冶金用混合粉是具有在铁基粉末的粒子表面扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉和Cu粉及石墨粉、并且具有含有Mo：0.2～1.5质量％、Cu：0.5～4.0质量％、C：0.1～1.0质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的粉末冶金用混合粉，所述部分扩散合金钢粉的平均粒径为30～120μm且比表面积小于0.10m2/g，粒径处于50～100μm的范围的粒子的圆形度为0.65以下，
所述在铁基粉末的粒子表面扩散附着有Mo的部分扩散合金钢粉是指将铁基粉末与含Mo粉末的混合粉进行加热、经由铁基粉末与含Mo粉末的接触面使Mo扩散到铁基粉末中并接合于铁基粉末而得到的粉末。
6.如权利要求5所述的烧结体的制造方法，其中，所述Cu粉的平均粒径为50μm以下。
7.如权利要求5或6所述的烧结体的制造方法，其特征在于，所述铁基粉末为雾化生粉和雾化铁粉中的任意一者或两者，所述雾化生粉是指雾化状态的雾化铁粉，所述雾化铁粉是指将雾化生粉在还原性气氛下还原后的粉末。
CN201680049635.8A 2015-09-18 2016-09-16 粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法 Active CN108025357B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-185636 2015-09-18
JP2015185636 2015-09-18
PCT/JP2016/004258 WO2017047100A1 (ja) 2015-09-18 2016-09-16 粉末冶金用混合粉、焼結体および焼結体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108025357A CN108025357A (zh) 2018-05-11
CN108025357B true CN108025357B (zh) 2020-03-03

Family

ID=58288597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680049635.8A Active CN108025357B (zh) 2015-09-18 2016-09-16 粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10710155B2 (zh)
JP (1) JP6160792B1 (zh)
KR (1) KR102097956B1 (zh)
CN (1) CN108025357B (zh)
CA (1) CA2992092C (zh)
SE (1) SE541269C2 (zh)
WO (1) WO2017047100A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE542547C2 (en) * 2015-09-18 2020-06-02 Jfe Steel Corp Iron-based sintered body and method of manufacturing the same
US11236411B2 (en) 2018-03-26 2022-02-01 Jfe Steel Corporation Alloyed steel powder for powder metallurgy and iron-based mixed powder for powder metallurgy
EP3950174A4 (en) * 2019-04-05 2022-06-08 JFE Steel Corporation IRON-BASED MIXED POWDER FOR POWDER METALLURGY AND IRON-BASED SINTERED BODY
CA3138161A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Nao NASU Iron-based alloy sintered body and iron-based mixed powder for powder metallurgy
KR20220078680A (ko) * 2019-11-18 2022-06-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 분말 야금용 합금 강분, 분말 야금용 철기 혼합분 및 소결체
KR102432708B1 (ko) * 2020-03-25 2022-08-18 아오메탈주식회사 몰리브덴-동 소결 합금의 제조방법
CN112247138A (zh) * 2020-09-23 2021-01-22 山东鲁银新材料科技有限公司 一种扩散型铁铜合金基粉及其制备方法
KR102586490B1 (ko) * 2021-08-13 2023-10-06 현대자동차주식회사 아우터링 및 아우터링을 제조하는 방법
CN114871424A (zh) * 2022-05-10 2022-08-09 辽宁晟钰新材料科技有限公司 一种粉末冶金用无镍扩散合金钢粉

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3212876A (en) 1963-04-22 1965-10-19 Hoganasmetoder Ab Method for the production of iron powder from sponge iron
US4069044A (en) * 1976-08-06 1978-01-17 Stanislaw Mocarski Method of producing a forged article from prealloyed-premixed water atomized ferrous alloy powder
JPH01290702A (ja) * 1988-05-17 1989-11-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 粉末冶金用鉄系粉末とその製造方法
JP2812573B2 (ja) 1990-09-07 1998-10-22 アルプス電気株式会社 磁気ヘッド
JPH04285141A (ja) * 1991-03-14 1992-10-09 Kawasaki Steel Corp 鉄系焼結体の製造方法
JPH07310101A (ja) 1994-05-12 1995-11-28 Powder Tec Kk 焼結含油軸受用還元鉄粉およびその製造方法
JP3484674B2 (ja) * 1994-09-21 2004-01-06 同和鉄粉工業株式会社 粉末冶金用鉄基銅複合粉末の製造方法
JP3326072B2 (ja) * 1995-04-25 2002-09-17 川崎製鉄株式会社 粉末冶金用鉄基混合物およびその製造方法
JP3663929B2 (ja) 1998-08-20 2005-06-22 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度焼結部品用混合粉
JP3651420B2 (ja) 2000-08-31 2005-05-25 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉
US6514307B2 (en) 2000-08-31 2003-02-04 Kawasaki Steel Corporation Iron-based sintered powder metal body, manufacturing method thereof and manufacturing method of iron-based sintered component with high strength and high density
CN2445270Y (zh) 2000-09-14 2001-08-29 山东莱芜粉末冶金厂 水雾化钢铁粉末烘干机
ATE294255T1 (de) 2001-01-24 2005-05-15 Federal Mogul Sintered Prod Verfahren zur herstellung eines kupfer enthaltenden gesinterten eisenmateriales
CA2476836C (en) * 2003-08-18 2009-01-13 Jfe Steel Corporation Alloy steel powder for powder metallurgy
JP4556755B2 (ja) 2004-04-22 2010-10-06 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用混合粉体
US7384446B2 (en) 2004-04-22 2008-06-10 Jfe Steel Corporation Mixed powder for powder metallurgy
JP4704108B2 (ja) 2005-05-27 2011-06-15 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 粉末冶金用複合粉末及びその製造方法
KR20110114679A (ko) 2006-02-15 2011-10-19 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 철기 혼합 분말 그리고 철기 분말 성형체 및 철기 분말 소결체의 제조 방법
DE502006008730D1 (de) * 2006-12-01 2011-02-24 Ruthner Michael Johann Verfahren zur Herstellung von Eisenpulver oder Stahlpulver aus Eisenoxid-Pulver durch Oxidation und Reduktion
CA2667843C (en) * 2007-01-30 2012-04-10 Jfe Steel Corporation High compressibility iron powder, and iron powder for dust core and dust core using the same
JP4789837B2 (ja) 2007-03-22 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 鉄系焼結体及びその製造方法
WO2008153499A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Höganäs Ab (Publ) Iron-based powder and composition thereof
JP5141136B2 (ja) 2007-08-20 2013-02-13 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用原料粉末の混合方法
US7867314B2 (en) 2007-09-14 2011-01-11 Jfe Steel Corporation Iron-based powder for powder metallurgy
WO2009075042A1 (ja) 2007-12-13 2009-06-18 Jfe Steel Corporation 粉末冶金用鉄基粉末
TWI506145B (zh) 2008-06-06 2015-11-01 Hoganas Ab Publ 以鐵為主之預合金化粉末
JP5208647B2 (ja) * 2008-09-29 2013-06-12 日立粉末冶金株式会社 焼結バルブガイドの製造方法
JP5367502B2 (ja) 2009-08-19 2013-12-11 オイレス工業株式会社 鉄系焼結摺動部材及びその製造方法
EP2494083A1 (en) * 2009-10-26 2012-09-05 Höganäs AB Iron based powder composition
CN103151130A (zh) * 2010-05-19 2013-06-12 住友电气工业株式会社 磁性部件用粉末、粉末成形体及磁性部件
JP5585237B2 (ja) 2010-06-24 2014-09-10 セイコーエプソン株式会社 粉末冶金用金属粉末および焼結体
JP5552031B2 (ja) 2010-11-09 2014-07-16 株式会社神戸製鋼所 粉末冶金用混合粉末
US9340855B2 (en) 2011-04-06 2016-05-17 Hoeganaes Corporation Vanadium-containing powder metallurgical powders and methods of their use
WO2014103287A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用鉄基粉末
JP6048216B2 (ja) * 2013-02-28 2016-12-21 セイコーエプソン株式会社 マグネシウム基合金粉末およびマグネシウム基合金成形体
JP6227903B2 (ja) 2013-06-07 2017-11-08 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉および鉄基焼結体の製造方法
JP5929967B2 (ja) 2013-06-07 2016-06-08 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉
WO2015045273A1 (ja) * 2013-09-26 2015-04-02 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉および鉄基焼結体の製造方法
CN103506618B (zh) 2013-10-15 2016-02-24 中南大学 粉末冶金用含Mn混合钢粉及制备方法
JP6222189B2 (ja) * 2014-12-05 2017-11-01 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉および焼結体
WO2016088333A1 (ja) * 2014-12-05 2016-06-09 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉および焼結体
CN107107186B (zh) * 2015-01-14 2019-05-31 杰富意钢铁株式会社 还原铁粉及其制造方法以及轴承
WO2017043094A1 (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用混合粉末の製造方法、焼結体の製造方法、および焼結体
SE542547C2 (en) * 2015-09-18 2020-06-02 Jfe Steel Corp Iron-based sintered body and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017047100A1 (ja) 2017-09-14
SE1850096A1 (en) 2018-01-29
CN108025357A (zh) 2018-05-11
KR102097956B1 (ko) 2020-04-07
CA2992092A1 (en) 2017-03-23
US10710155B2 (en) 2020-07-14
CA2992092C (en) 2020-04-07
KR20180031750A (ko) 2018-03-28
JP6160792B1 (ja) 2017-07-12
SE541269C2 (en) 2019-05-28
WO2017047100A1 (ja) 2017-03-23
US20180193908A1 (en) 2018-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108025357B (zh) 粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法
JP6394768B2 (ja) 粉末冶金用合金鋼粉および焼結体
CN108026614B (zh) 铁基烧结体及其制造方法
JP6146548B1 (ja) 粉末冶金用混合粉末の製造方法、焼結体の製造方法、および焼結体
CA2911031C (en) Alloy steel powder for powder metallurgy and method of producing iron-based sintered body
CA2922018C (en) Alloy steel powder for powder metallurgy and method of producing iron-based sintered body
JP5929967B2 (ja) 粉末冶金用合金鋼粉
WO2016088333A1 (ja) 粉末冶金用合金鋼粉および焼結体
JP6819624B2 (ja) 粉末冶金用鉄基混合粉末およびその製造方法ならびに引張強さと耐衝撃性に優れた焼結体
JP6515955B2 (ja) 粉末冶金用混合粉末および鉄基焼結体の製造方法
JP5929084B2 (ja) 粉末冶金用合金鋼粉ならびに鉄基焼結材料およびその製造方法
JP6743720B2 (ja) 粉末冶金用鉄基混合粉末およびその製造方法ならびに引張強さと耐衝撃性に優れた焼結体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant