JP2002241908A - 鉄系焼結合金およびその製造方法 - Google Patents
鉄系焼結合金およびその製造方法Info
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロム（Ｃｒ）を含有し表面を窒化した鉄系
焼結合金の強度、靭性および耐摩耗性を向上する。 【解決手段】 本発明に係る鉄系焼結合金は、クロムを
含有し表面における空孔の面積率が５％以下であり内部
に存在する水分が質量比で０．１％以下である母材と、
この母材表面に形成された窒化層とを備える。
焼結合金の強度、靭性および耐摩耗性を向上する。 【解決手段】 本発明に係る鉄系焼結合金は、クロムを
含有し表面における空孔の面積率が５％以下であり内部
に存在する水分が質量比で０．１％以下である母材と、
この母材表面に形成された窒化層とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に均一な窒化
層を有し、強度、靭性および耐摩耗性に優れた鉄系焼結
合金に関する。
層を有し、強度、靭性および耐摩耗性に優れた鉄系焼結
合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、鉄系焼結合金で形成される部
材の一例として、ロータリコンプレッサに組込まれるブ
レードと呼ばれる部材は知られている。ブレードは、ロ
ータリコンプレッサのシリンダに設けられたブレード溝
内に摺動自在に設置され、シリンダ内に収容されるロー
ラの外周面に当接される。このブレードの側面はブレー
ド溝に摺接し、またブレードの先端はローラの外周面に
摺接するので、ブレードは耐摩耗性に優れていなければ
ならない。
材の一例として、ロータリコンプレッサに組込まれるブ
レードと呼ばれる部材は知られている。ブレードは、ロ
ータリコンプレッサのシリンダに設けられたブレード溝
内に摺動自在に設置され、シリンダ内に収容されるロー
ラの外周面に当接される。このブレードの側面はブレー
ド溝に摺接し、またブレードの先端はローラの外周面に
摺接するので、ブレードは耐摩耗性に優れていなければ
ならない。
【０００３】上記ブレードの耐摩耗性を向上するための
手法が、たとえば特公平１−５８３５６号に開示されて
いる。
手法が、たとえば特公平１−５８３５６号に開示されて
いる。
【０００４】上記公報には、クロム（Ｃｒ）を含有した
鋼、焼結合金または鋳鉄のいずれかをブレードの母材と
し、この母材を軟窒化処理し、その表層部にＦｅ−Ｃｒ
−Ｎの化合物を主成分とする第１の層を生成させ、この
第１の層の下側に上記化合物と同じ成分の化合物を点在
させた第２の層を生成し、少なくともシリンダに形成さ
れたブレード溝に摺接する側面の第１の層を除去し、第
２の層を露出させることによって第２の層に点在する化
合物を介してブレードと相手材とを摺接させ、上記化合
物によってブレードの耐摩耗性を向上させるようにした
発明が記載されている。
鋼、焼結合金または鋳鉄のいずれかをブレードの母材と
し、この母材を軟窒化処理し、その表層部にＦｅ−Ｃｒ
−Ｎの化合物を主成分とする第１の層を生成させ、この
第１の層の下側に上記化合物と同じ成分の化合物を点在
させた第２の層を生成し、少なくともシリンダに形成さ
れたブレード溝に摺接する側面の第１の層を除去し、第
２の層を露出させることによって第２の層に点在する化
合物を介してブレードと相手材とを摺接させ、上記化合
物によってブレードの耐摩耗性を向上させるようにした
発明が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼結合
金は表面から内部に連続した空孔を有しており、焼結合
金に単純に上記の窒化処理を施すと、空孔を通して内部
にまで脆い窒化物が形成されてしまう。そのため、母材
である焼結合金の強度等が低下してしまう。
金は表面から内部に連続した空孔を有しており、焼結合
金に単純に上記の窒化処理を施すと、空孔を通して内部
にまで脆い窒化物が形成されてしまう。そのため、母材
である焼結合金の強度等が低下してしまう。
【０００６】また、窒化処理を施して優れた耐摩耗性を
得るには母材自体の硬度が高い方が望ましいが、上記公
報には焼結合金として備えるべき特性が記載されていな
い。そのため、上記の公報に記載の発明では、ブレード
（焼結合金）の耐摩耗性を効果的に向上することができ
るとは言えない。
得るには母材自体の硬度が高い方が望ましいが、上記公
報には焼結合金として備えるべき特性が記載されていな
い。そのため、上記の公報に記載の発明では、ブレード
（焼結合金）の耐摩耗性を効果的に向上することができ
るとは言えない。
【０００７】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものである。本発明の目的は、クロム（Ｃｒ）を含
有し表面を窒化した鉄系焼結合金の強度、靭性および耐
摩耗性を向上することにある。
れたものである。本発明の目的は、クロム（Ｃｒ）を含
有し表面を窒化した鉄系焼結合金の強度、靭性および耐
摩耗性を向上することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る鉄系焼結合
金は、クロムを含有し表面における空孔の面積率が５％
以下であり内部に存在する水分が０．１％以下である母
材と、この母材表面に形成された窒化層とを備える。
金は、クロムを含有し表面における空孔の面積率が５％
以下であり内部に存在する水分が０．１％以下である母
材と、この母材表面に形成された窒化層とを備える。
【０００９】本願発明者等は、クロムを含有する鉄系焼
結合金の表面に安定した窒化処理を施すための手法につ
いて鋭意検討を行ない、鉄系焼結合金の表面における空
孔の面積率および鉄系焼結合金内部の水分量が上記窒化
処理に影響を及ぼすことを知得した。
結合金の表面に安定した窒化処理を施すための手法につ
いて鋭意検討を行ない、鉄系焼結合金の表面における空
孔の面積率および鉄系焼結合金内部の水分量が上記窒化
処理に影響を及ぼすことを知得した。
【００１０】そこで、種々の実験を行ない、母材表面の
空孔の面積率を５％以下とし、母材内部に存在する水分
量を０．１％以下とすることで、鉄系焼結合金の表面に
安定した窒化処理を施すことができることを知得した。
空孔の面積率を５％以下とし、母材内部に存在する水分
量を０．１％以下とすることで、鉄系焼結合金の表面に
安定した窒化処理を施すことができることを知得した。
【００１１】ここで、空孔の面積率を５％以下としたの
は、空孔の面積率が５％を越えると窒化が母材内部にま
で浸透して母材が脆くなり、鉄系焼結合金の強度が低下
するからである。また、母材内部に存在する水分を０．
１％以下と規定したのは、水分が０．１％を越えると窒
化が阻害され、窒化層が形成され難くなるからである。
なお、空孔の面積率および上記水分量は、０％であって
もよい。
は、空孔の面積率が５％を越えると窒化が母材内部にま
で浸透して母材が脆くなり、鉄系焼結合金の強度が低下
するからである。また、母材内部に存在する水分を０．
１％以下と規定したのは、水分が０．１％を越えると窒
化が阻害され、窒化層が形成され難くなるからである。
なお、空孔の面積率および上記水分量は、０％であって
もよい。
【００１２】上記母材は、好ましくは、質量比で１２％
以上２５％以下のクロムと、質量比で０．５％以上１．
５％以下の炭素（Ｃ）と、鉄および不可避的不純物で構
成される残部とを含み、母材内部に炭化物が分散する。
以上２５％以下のクロムと、質量比で０．５％以上１．
５％以下の炭素（Ｃ）と、鉄および不可避的不純物で構
成される残部とを含み、母材内部に炭化物が分散する。
【００１３】このように、母材がクロムを質量比で１２
％以上２５％以下含有することにより、窒化処理が安定
化する。また、クロムの含有量が１２％未満の場合、炭
化物分散量が少なくなるので耐摩耗性が低下し、クロム
の含有量が２５％を越えると耐摩耗性向上効果が少なく
なり、残留オーステナイトの生成が増加するので、耐摩
耗性が低下するおそれがある。そこで、母材におけるク
ロムの含有量を上記の範囲とした。
％以上２５％以下含有することにより、窒化処理が安定
化する。また、クロムの含有量が１２％未満の場合、炭
化物分散量が少なくなるので耐摩耗性が低下し、クロム
の含有量が２５％を越えると耐摩耗性向上効果が少なく
なり、残留オーステナイトの生成が増加するので、耐摩
耗性が低下するおそれがある。そこで、母材におけるク
ロムの含有量を上記の範囲とした。
【００１４】炭素（Ｃ）は、母材内部に炭化物を生成す
るために不可欠の要素である。しかし、炭素の含有量が
０．５％未満の場合、炭化物量が少なくなり耐摩耗性が
低下し、炭素の含有量が１．５％を越えると、耐摩耗性
向上の効果が少なくなり、粉末成形の密度アップが困難
となる。そこで、母材における炭素の含有量を上記の範
囲とした。
るために不可欠の要素である。しかし、炭素の含有量が
０．５％未満の場合、炭化物量が少なくなり耐摩耗性が
低下し、炭素の含有量が１．５％を越えると、耐摩耗性
向上の効果が少なくなり、粉末成形の密度アップが困難
となる。そこで、母材における炭素の含有量を上記の範
囲とした。
【００１５】また、上記母材は、好ましくは、質量比で
３．０％以下のモリブデン（Ｍｏ）を含む。
３．０％以下のモリブデン（Ｍｏ）を含む。
【００１６】このようにモリブデンを含有することによ
り、耐食性が向上する。モリブデンの含有量が０．５％
未満の場合、モリブデンを添加することによる効果が少
なくなるが効果はある。しかしモリブデンの含有量が
３．０％を越えた場合、耐食性向上の度合いが少なくな
るとともにコストも上昇する。そこで、母材におけるモ
リブデンの含有量を上記の範囲とした。
り、耐食性が向上する。モリブデンの含有量が０．５％
未満の場合、モリブデンを添加することによる効果が少
なくなるが効果はある。しかしモリブデンの含有量が
３．０％を越えた場合、耐食性向上の度合いが少なくな
るとともにコストも上昇する。そこで、母材におけるモ
リブデンの含有量を上記の範囲とした。
【００１７】本発明に係る鉄系焼結合金の製造方法は、
表面における空孔の面積率が５％以下となるようにブレ
ードの表面に目潰し処理する工程と、表面から２０〜１
２０μｍの深さまで窒化層が形成されるように表面窒化
処理する工程とを含む。
表面における空孔の面積率が５％以下となるようにブレ
ードの表面に目潰し処理する工程と、表面から２０〜１
２０μｍの深さまで窒化層が形成されるように表面窒化
処理する工程とを含む。
【００１８】上記目潰し処理は、水溶液を使用したバレ
ルまたは研磨加工であり、本発明に係る鉄系焼結合金の
製造方法は、目潰し処理後に残水量が０．１質量％以下
となるように乾燥させる工程をさらに含む。
ルまたは研磨加工であり、本発明に係る鉄系焼結合金の
製造方法は、目潰し処理後に残水量が０．１質量％以下
となるように乾燥させる工程をさらに含む。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図１、表１〜表３を用い
て、本発明の実施の形態について説明する。
て、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】（実施の形態１）Ｆｅ−１７質量(mass)％
Ｃｒ−１質量％Ｃ合金粉末に１質量％の潤滑剤を添加し
た混合粉末を成形圧８８２ＭＰａで２５×３０×５ｍｍ
の板材に成形した。得られた圧粉体を真空雰囲気中１２
５０℃、１時間の条件で焼結した。焼結体の密度は６．
６３Ｍｇ／ｍ3であった。
Ｃｒ−１質量％Ｃ合金粉末に１質量％の潤滑剤を添加し
た混合粉末を成形圧８８２ＭＰａで２５×３０×５ｍｍ
の板材に成形した。得られた圧粉体を真空雰囲気中１２
５０℃、１時間の条件で焼結した。焼結体の密度は６．
６３Ｍｇ／ｍ3であった。
【００２１】この焼結体について下記の表１に示す条件
にて表面の目潰し処理（焼結体表面における空孔の面積
を減じる表面処理）を行なった。
にて表面の目潰し処理（焼結体表面における空孔の面積
を減じる表面処理）を行なった。
【００２２】
【表１】
【００２３】上記の目潰し処理の後、焼結体表面の空孔
率を観察し、ガス窒化処理を行なった。このとき、比較
例として目潰し処理を行なわない焼結体を準備し、これ
にも同様のガス窒化処理を行なった。該窒化処理は、図
１に示す条件で行なった。
率を観察し、ガス窒化処理を行なった。このとき、比較
例として目潰し処理を行なわない焼結体を準備し、これ
にも同様のガス窒化処理を行なった。該窒化処理は、図
１に示す条件で行なった。
【００２４】表１の条件の中で水溶液を使うバレルおよ
び研磨加工したサンプルについては、処理後に１２０
℃、１時間の条件で乾燥を行ない、サンプル中に浸透し
た水分を除去した。表１のサンプルにおける残水量は、
いずれも０．１質量％以下である。
び研磨加工したサンプルについては、処理後に１２０
℃、１時間の条件で乾燥を行ない、サンプル中に浸透し
た水分を除去した。表１のサンプルにおける残水量は、
いずれも０．１質量％以下である。
【００２５】表１に、上記の目潰し処理後のサンプル表
面における空孔の面積比（面積率）と、窒化処理後の抗
折力と、窒化処理後のサンプル中央部を切断し窒化状況
を観察した結果とを示す。
面における空孔の面積比（面積率）と、窒化処理後の抗
折力と、窒化処理後のサンプル中央部を切断し窒化状況
を観察した結果とを示す。
【００２６】なお、サンプル表面における空孔率は、サ
ンプル表面を１００倍で写真撮影し、空孔部を黒く塗り
つぶし、画像解析により空孔の面積比率を測定した。ま
た、残水量は、次のようにして測定する。すなわち、各
サンプルについて乾燥前重量を電子天秤にて１／１００
００ｇまで測定し、重量測定済みサンプルについて恒温
槽にて所定の温度・時間で乾燥し、サンプルを常温まで
自然冷却した後に乾燥後の重量を電子天秤にて再度１／
１００００ｇまで測定し、下記算出式（１）にて製品に
おける残水率を算出する。 残水率（％）＝（（乾燥前重量―乾燥後重量）／乾燥後重量）×１００…（１） また抗折力は、次のようにして測定する。すなわち、試
験片として２８×２４×４ｍｍのブレード形状のサンプ
ル（試験片）を用い、国際規格ＩＳＯ３３２５に規定さ
れている抗折力測定装置を基礎とした標点間距離を１０
ｍｍにした専用装置を作製し、この試験治具を用い荷重
を付加した後に試験片の破壊した荷重を測定し、下記の
計算式（２）にて抗折力Ｒ（ＭＰａ）を算出した。
ンプル表面を１００倍で写真撮影し、空孔部を黒く塗り
つぶし、画像解析により空孔の面積比率を測定した。ま
た、残水量は、次のようにして測定する。すなわち、各
サンプルについて乾燥前重量を電子天秤にて１／１００
００ｇまで測定し、重量測定済みサンプルについて恒温
槽にて所定の温度・時間で乾燥し、サンプルを常温まで
自然冷却した後に乾燥後の重量を電子天秤にて再度１／
１００００ｇまで測定し、下記算出式（１）にて製品に
おける残水率を算出する。 残水率（％）＝（（乾燥前重量―乾燥後重量）／乾燥後重量）×１００…（１） また抗折力は、次のようにして測定する。すなわち、試
験片として２８×２４×４ｍｍのブレード形状のサンプ
ル（試験片）を用い、国際規格ＩＳＯ３３２５に規定さ
れている抗折力測定装置を基礎とした標点間距離を１０
ｍｍにした専用装置を作製し、この試験治具を用い荷重
を付加した後に試験片の破壊した荷重を測定し、下記の
計算式（２）にて抗折力Ｒ（ＭＰａ）を算出した。
【００２７】Ｒ＝（３Ｆｌ）／（２ｂｈ2）…（２） 計算式（２）において、Ｆは試験片が破断したときの荷
重（Ｎ）、ｌは支点間距離（ｍｍ）、ｂは試験片の厚み
に対して直角方向の幅（ｍｍ）、ｈは試験片の荷重方向
に対して平行な高さ（厚み）（ｍｍ）である。
重（Ｎ）、ｌは支点間距離（ｍｍ）、ｂは試験片の厚み
に対して直角方向の幅（ｍｍ）、ｈは試験片の荷重方向
に対して平行な高さ（厚み）（ｍｍ）である。
【００２８】表１に示すように、サンプルに表面処理を
施さなかったものは、窒化層が内部にまで浸透したた
め、抗折力が極めて低くなっているのが分かる。表面処
理を施したサンプルであっても、表面における空孔率が
５％を越えるものは、窒化層が安定していないため、全
体的に窒化層の厚みが大きくなっていると同時に部分的
に深くまで窒化された部分が多く存在していた。そのた
め、抗折力が低くなっている。
施さなかったものは、窒化層が内部にまで浸透したた
め、抗折力が極めて低くなっているのが分かる。表面処
理を施したサンプルであっても、表面における空孔率が
５％を越えるものは、窒化層が安定していないため、全
体的に窒化層の厚みが大きくなっていると同時に部分的
に深くまで窒化された部分が多く存在していた。そのた
め、抗折力が低くなっている。
【００２９】それに対し、表面における空孔率が５％以
下のサンプルは、窒化層の厚みが小さく、サンプル表層
のみ窒化されていた。つまり、サンプル内部はほとんど
窒化されず、そのため抗折力が高くなっている。したが
って、サンプル表面における空孔率は、０％以上５％以
下であることが必要である。
下のサンプルは、窒化層の厚みが小さく、サンプル表層
のみ窒化されていた。つまり、サンプル内部はほとんど
窒化されず、そのため抗折力が高くなっている。したが
って、サンプル表面における空孔率は、０％以上５％以
下であることが必要である。
【００３０】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について説明する。本実施の形態２では、実施の形
態１で作製したサンプルの中で研磨加工品について乾燥
条件を変え、残水量の異なるサンプルを作製し、実施の
形態１と同様の条件で窒化処理を行なった。ここで、シ
ョット品は目潰し処理の際に水を使用しないため、水分
率が０．００１％より小さい値となっている。
態２について説明する。本実施の形態２では、実施の形
態１で作製したサンプルの中で研磨加工品について乾燥
条件を変え、残水量の異なるサンプルを作製し、実施の
形態１と同様の条件で窒化処理を行なった。ここで、シ
ョット品は目潰し処理の際に水を使用しないため、水分
率が０．００１％より小さい値となっている。
【００３１】そして、各サンプル表面における窒化層の
形成状況を評価した。その結果を表２に示す。
形成状況を評価した。その結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２に示すように、残水量と窒化層の形成
状況との間に相関があることがわかる。具体的には、残
水量が０．１質量％を越えると、窒化層が形成されなく
なるかあるいは不均一に形成されることがわかる。した
がって、残水量は０質量％以上０．１質量％以下である
ことが必要である。
状況との間に相関があることがわかる。具体的には、残
水量が０．１質量％を越えると、窒化層が形成されなく
なるかあるいは不均一に形成されることがわかる。した
がって、残水量は０質量％以上０．１質量％以下である
ことが必要である。
【００３４】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３について説明する。本実施の形態では、Ｆｅ−Ｃｒ
合金粉、Ｆｅ−Ｃｒ―Ｍｏ合金粉、Ｆｅ−Ｃｒ―Ｃ合金
粉、Ｆｅ−Ｃｒ―Ｍｏ―Ｃ合金粉および黒鉛粉を準備
し、これらの１種あるいは２種以上を所定の割合で混合
し、下記の表３に示す組成になるように混合粉末を作製
した。そして、いずれにも潤滑剤を１質量％添加した。
態３について説明する。本実施の形態では、Ｆｅ−Ｃｒ
合金粉、Ｆｅ−Ｃｒ―Ｍｏ合金粉、Ｆｅ−Ｃｒ―Ｃ合金
粉、Ｆｅ−Ｃｒ―Ｍｏ―Ｃ合金粉および黒鉛粉を準備
し、これらの１種あるいは２種以上を所定の割合で混合
し、下記の表３に示す組成になるように混合粉末を作製
した。そして、いずれにも潤滑剤を１質量％添加した。
【００３５】
【表３】
【００３６】上記各粉末を８００〜１０００ＭＰａでコ
ンプレッサのベーン（ブレード）形状に成形し、焼結体
の密度が６．６〜６．７Ｍｇ／ｍ3となるように真空中
１１８０℃〜１２５０℃で１時間の焼結を行なった。そ
の結果、得られた焼結体の密度は、６．６〜６．７Ｍｇ
／ｍ3であった。その後、５分のショットブラストを行
なって焼結体表面の目潰しを行なった。
ンプレッサのベーン（ブレード）形状に成形し、焼結体
の密度が６．６〜６．７Ｍｇ／ｍ3となるように真空中
１１８０℃〜１２５０℃で１時間の焼結を行なった。そ
の結果、得られた焼結体の密度は、６．６〜６．７Ｍｇ
／ｍ3であった。その後、５分のショットブラストを行
なって焼結体表面の目潰しを行なった。
【００３７】このサンプルを真空中１０５０℃で１時間
加熱して焼入れし、その後２００℃で１．５時間の焼戻
しを行なった。次に、サンプルに研磨加工を行ない、１
５０℃で３時間の乾燥を行ない、その後図１の条件で窒
化処理を行なった。
加熱して焼入れし、その後２００℃で１．５時間の焼戻
しを行なった。次に、サンプルに研磨加工を行ない、１
５０℃で３時間の乾燥を行ない、その後図１の条件で窒
化処理を行なった。
【００３８】上記窒化処理によりサンプル表面に形成さ
れた窒化層の厚みは、５０〜１００μｍ程度であった。
また、比較のために窒化しないサンプルも作製した。
れた窒化層の厚みは、５０〜１００μｍ程度であった。
また、比較のために窒化しないサンプルも作製した。
【００３９】上記の各サンプルに表３に示す条件で耐摩
耗試験を行なった。その結果を表３に示す。表３に示す
ように、本発明の組成を有するものは、良好な耐摩耗性
を示しているのがわかる。
耗試験を行なった。その結果を表３に示す。表３に示す
ように、本発明の組成を有するものは、良好な耐摩耗性
を示しているのがわかる。
【００４０】具体的には、サンプルにおけるクロムの含
有量が１２質量％未満の場合は硬質粒子となるクロム炭
化物の生成量が少なくなり、耐摩耗性が低下する。該含
有量が２５質量％を越えると、フェライト相が安定化さ
れ易く、焼入れによる硬さ向上が期待されなくなり、耐
摩耗性が低下する。したがって、クロムの含有量は、好
ましくは１３質量％以上２５質量％以下であり、より好
ましくは１６質量％以上２０質量％以下である。
有量が１２質量％未満の場合は硬質粒子となるクロム炭
化物の生成量が少なくなり、耐摩耗性が低下する。該含
有量が２５質量％を越えると、フェライト相が安定化さ
れ易く、焼入れによる硬さ向上が期待されなくなり、耐
摩耗性が低下する。したがって、クロムの含有量は、好
ましくは１３質量％以上２５質量％以下であり、より好
ましくは１６質量％以上２０質量％以下である。
【００４１】また、サンプルにおける炭素（Ｃ）の含有
量が０．５質量％未満の場合，炭化物生成量が少なくな
り耐摩耗性が低下し、該含有量が１．５％を越えると、
残留オーステナイトの生成量が増加し耐摩耗性が低下す
る。したがって、炭素の含有量は、好ましくは０．６質
量％以上１．５質量％以下であり、より好ましくは０．
８質量％以上１．０質量％以下である。
量が０．５質量％未満の場合，炭化物生成量が少なくな
り耐摩耗性が低下し、該含有量が１．５％を越えると、
残留オーステナイトの生成量が増加し耐摩耗性が低下す
る。したがって、炭素の含有量は、好ましくは０．６質
量％以上１．５質量％以下であり、より好ましくは０．
８質量％以上１．０質量％以下である。
【００４２】なお、サンプルにモリブデン（Ｍｏ）を添
加した場合にも、耐摩耗性は高く維持されており、耐食
性を向上させる効果がある。しかし、モリブデンの含有
量が０．５質量％未満の場合、モリブデンを添加するこ
とによる効果が少なく、モリブデンの含有量が３．０質
量％を越えると粉末の硬化が大きく圧縮性が低下するだ
けでなくコストも上昇する。したがって、サンプルにお
けるモリブデンの含有量は、０．５質量％以上３．０質
量％以下とした。しかし、モリブデンを添加することに
よる効果は少なくなるが、モリブデンの含有量を、０．
５質量％未満としてもよい。
加した場合にも、耐摩耗性は高く維持されており、耐食
性を向上させる効果がある。しかし、モリブデンの含有
量が０．５質量％未満の場合、モリブデンを添加するこ
とによる効果が少なく、モリブデンの含有量が３．０質
量％を越えると粉末の硬化が大きく圧縮性が低下するだ
けでなくコストも上昇する。したがって、サンプルにお
けるモリブデンの含有量は、０．５質量％以上３．０質
量％以下とした。しかし、モリブデンを添加することに
よる効果は少なくなるが、モリブデンの含有量を、０．
５質量％未満としてもよい。
【００４３】下記の表４に、原料組成と腐食速度の関係
を示す。表４に示すように、モリブデンを所定量添加す
ることにより、耐食性が向上しているのがわかる。
を示す。表４に示すように、モリブデンを所定量添加す
ることにより、耐食性が向上しているのがわかる。
【００４４】
【表４】
【００４５】以上のように、この発明の実施の形態につ
いて説明を行なったが、今回開示した実施の形態はすべ
ての点で例示であって、制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によっ
て示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内で
のすべての変更が含まれる。
いて説明を行なったが、今回開示した実施の形態はすべ
ての点で例示であって、制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によっ
て示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内で
のすべての変更が含まれる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
母材表面における空孔の面積比と母材内部に存在する水
分量を適切に規定したので、クロムを含有する鉄系焼結
合金の内部が窒化されるのを抑制しながら鉄系焼結合金
の表面に均一な窒化層を形成することができる。それに
より、鉄系焼結合金の強度、靭性および耐摩耗性を向上
することができる。
母材表面における空孔の面積比と母材内部に存在する水
分量を適切に規定したので、クロムを含有する鉄系焼結
合金の内部が窒化されるのを抑制しながら鉄系焼結合金
の表面に均一な窒化層を形成することができる。それに
より、鉄系焼結合金の強度、靭性および耐摩耗性を向上
することができる。
【００４７】また、クロムを含有する鉄系焼結合金の基
地中に炭化物を分散させることにより母材の強度を上げ
ることができ、この母材表面に本発明の窒化処理を施す
ことで耐摩耗性をより効果的に向上することができる。
なお、母材中に炭化物を均一に分散させることにより、
さらに効果的に耐摩耗性を向上することができる。
地中に炭化物を分散させることにより母材の強度を上げ
ることができ、この母材表面に本発明の窒化処理を施す
ことで耐摩耗性をより効果的に向上することができる。
なお、母材中に炭化物を均一に分散させることにより、
さらに効果的に耐摩耗性を向上することができる。
【００４８】また、鉄系焼結合金の母材にモリブデンを
添加することにより、高温での硬度向上を期待でき、こ
のことも耐摩耗性の向上に寄与し得る。
添加することにより、高温での硬度向上を期待でき、こ
のことも耐摩耗性の向上に寄与し得る。
【図１】 本発明の窒化処理条件を示す図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/18 Ｃ２２Ｃ 38/18 38/22 38/22 Ｆ０４Ｃ 18/356 Ｆ０４Ｃ 18/356 Ｐ
Claims (5)
- 【請求項１】 クロムを含有し、表面における空孔の面
積率が５％以下であり、内部に存在する水分が質量比で
０．１％以下である母材と、 前記母材表面に形成された窒化層とを備えた、鉄系焼結
合金。 - 【請求項２】 前記母材は、質量比で１２％以上２５％
以下のクロムと、質量比で０．５％以上１．５％以下の
炭素と、鉄および不可避的不純物で構成される残部とを
含み、 前記母材内部に、炭化物が分散する、請求項１に記載の
鉄系焼結合金。 - 【請求項３】 前記母材は、質量比で３．０％以下のモ
リブデンを含む、請求項２に記載の鉄系焼結合金。 - 【請求項４】 表面における空孔の面積率が５％以下と
なるように、表面に目潰し処理する工程と、 前記表面から２０〜１２０μｍの深さまで窒化層が形成
されるように表面窒化処理する工程と、を含む、鉄系焼
結合金の製造方法。 - 【請求項５】 前記目潰し処理は、水溶液を使用したバ
レルまたは研磨加工であり、 前記目潰し処理後に、残水量が０．１質量％以下となる
ように乾燥させる工程をさらに含む、請求項４に記載の
鉄系焼結合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042152A JP4820490B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 鉄系焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042152A JP4820490B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 鉄系焼結合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002241908A true JP2002241908A (ja) | 2002-08-28 |
| JP4820490B2 JP4820490B2 (ja) | 2011-11-24 |
Family
ID=18904491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001042152A Expired - Fee Related JP4820490B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 鉄系焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4820490B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5579805A (en) * | 1978-12-11 | 1980-06-16 | Mitsubishi Metal Corp | Production of bushing for oil-less chain |
| JPS5792104A (en) * | 1980-11-29 | 1982-06-08 | Daido Steel Co Ltd | Sintered metallic article and its production |
| JPS60125365A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | ステンレス鋼のガス窒化前処理方法 |
| JPH0158356B2 (ja) * | 1983-07-20 | 1989-12-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| JPH0559496A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Kobe Steel Ltd | ベーン材 |
| JPH0578792A (ja) * | 1991-03-27 | 1993-03-30 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 回転式流体コンプレツサ |
-
2001
- 2001-02-19 JP JP2001042152A patent/JP4820490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5579805A (en) * | 1978-12-11 | 1980-06-16 | Mitsubishi Metal Corp | Production of bushing for oil-less chain |
| JPS5792104A (en) * | 1980-11-29 | 1982-06-08 | Daido Steel Co Ltd | Sintered metallic article and its production |
| JPH0158356B2 (ja) * | 1983-07-20 | 1989-12-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| JPS60125365A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | ステンレス鋼のガス窒化前処理方法 |
| JPH0578792A (ja) * | 1991-03-27 | 1993-03-30 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 回転式流体コンプレツサ |
| JPH0559496A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Kobe Steel Ltd | ベーン材 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4820490B2 (ja) | 2011-11-24 |
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