JP2016516135A - Powder metal composition for wear and temperature resistant applications and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
高摩耗および高温用途のための粉末金属組成物は、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含む溶融鉄ベースの合金を噴霧することによって作られる。高い炭素含有率は、溶融物における酸素の可溶性を減少させ、そのため、下回ると炭化物形成元素を噴霧中に酸化させるであろうレベルまで酸素含有率を低下させる。粉末金属組成物は、少なくとも15体積%の量の金属炭化物を含む。炭素の量が増加するにつれて、粉末金属組成物の微小硬度は増大し、典型的には約800〜1500Hv50である。Powder metal compositions for high wear and high temperature applications include 3.0-7.0 wt% carbon, 10.0-25.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% Tungsten, 3.5-7.0 wt% vanadium, 1.0-5.0 wt% molybdenum, 0.5 wt% or less oxygen, and at least 40.0 wt% iron Made by spraying a molten iron-based alloy. High carbon content reduces the solubility of oxygen in the melt, and therefore lowers the oxygen content to a level below which it would oxidize carbide-forming elements during spraying. The powder metal composition comprises metal carbide in an amount of at least 15% by volume. As the amount of carbon increases, the microhardness of the powder metal composition increases, typically about 800-1500 Hv50.
Description
本願は、2013年3月15日に出願された米国出願番号第13/837,549号の優先権を主張し、米国出願番号第13/837,549号の内容は、全文が引用によって本明細書に援用される。 This application claims priority from US Application No. 13 / 837,549, filed March 15, 2013, the contents of US Application No. 13 / 837,549 are hereby incorporated by reference in their entirety. Incorporated into the book.
技術分野
本発明は、一般に、粉末金属組成物および鉄ベースの合金から当該粉末金属組成物を製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to powder metal compositions and methods for producing such powder metal compositions from iron-based alloys.
発明の背景
工具鋼グレードの粉末などの高硬度の予め合金化された鉄ベースの粉末は、さまざまな製品の粉末冶金製造において、単独で使用されるか、または他の粉末金属組成物と混合されるかのいずれかであり得る。工具鋼は、炭素と結合してM6C、MC、M3C、M7C3、M23C6などのさまざまな炭化物を形成する、クロム、バナジウム、モリブデンおよびタングステンなどの元素を含む。これらの炭化物は、非常に硬く、工具鋼の耐摩耗性に寄与する。
BACKGROUND OF THE INVENTION High hardness pre-alloyed iron-based powders such as tool steel grade powders are used alone or mixed with other powder metal compositions in powder metallurgy manufacturing of various products. It can be either. Tool steel, M 6 C bound to the carbon, MC, to form various carbides such as M 3 C, M 7 C 3 , M 23 C 6, including chromium, vanadium, elements such as molybdenum and tungsten. These carbides are very hard and contribute to the wear resistance of the tool steel.
粉末金属処理の使用により、完全に合金化された溶融金属から粒子を形成することが可能になり、その結果、各粒子は、金属の溶融バッチの完全に合金化された化学的組成を有する。また、粉末金属プロセスにより、溶融金属が小粒子に急速に凝固することも可能になり、通常はインゴット鋳造と関係があるマクロ偏析を排除する。工具鋼などの高合金鋼の場合、各粒子内で炭化物の均一な分布が発生し得て、非常に硬くかつ耐摩耗性の粉末材料をもたらす。 The use of powder metal processing makes it possible to form particles from a fully alloyed molten metal, so that each particle has a fully alloyed chemical composition of a molten batch of metal. The powder metal process also allows the molten metal to rapidly solidify into small particles, eliminating macro segregation normally associated with ingot casting. In the case of high alloy steels such as tool steel, a uniform distribution of carbides can occur within each particle, resulting in a very hard and wear resistant powder material.
噴霧により粉末を生成することが一般的である。工具鋼および非常に酸化しやすい高レベルのクロムおよび/またはバナジウムを含む他の合金の場合、ガス噴霧がしばしば使用され、溶融合金のストリームがノズルを介して保護チャンバに注入され、溶融金属のストリームを小滴に分散させる窒素などの高圧不活性ガスの流れによって影響を受ける。不活性ガスは、合金元素が噴霧中に酸化することから保護し、ガス噴霧された粉末は、特徴的な平滑で丸みを帯びた形状を有する。 It is common to produce powders by spraying. For tool steels and other alloys containing high levels of chromium and / or vanadium that are highly oxidizable, gas atomization is often used and a stream of molten alloy is injected through a nozzle into a protective chamber, resulting in a stream of molten metal Is affected by the flow of a high-pressure inert gas such as nitrogen that disperses the liquid in the droplets. The inert gas protects the alloying elements from oxidation during spraying, and the gas sprayed powder has a characteristic smooth and rounded shape.
粉末金属を製造するために水噴霧も一般に使用される。噴霧流体として窒素ガスの代わりに高圧水が使用されること以外は、水噴霧はガス噴霧と類似している。水は、より効果的な焼入れ媒体であり得て、そのため、従来のガス噴霧と比較して凝固速度が速いだろう。水噴霧された粒子は、典型的にはより不規則な形状を有し、これは、粉末金属成形体のより大きな生強度を達成するために、その後の粉末の圧縮中はより望ましいであろう。しかし、工具鋼および高レベルのクロムおよび/またはバナジウムを含む他の鋼の場合、噴霧流体として水を使用することにより、合金元素が噴霧中に酸化し、これらの合金元素を結合させて、炭化物を形成するための炭素との反応に利用できなくする。その結果、水噴霧が利用される場合には、水噴霧に続いて別の酸化還元および/またはアニーリングサイクルを行う必要があり得て、粉末は、加熱され、粉末グラファイトなどの還元剤または炭素もしくは他の還元剤の他の供給源の存在下で、または別の還元プロセスによって、非常に長い期間(約数時間または数日間)高温に保持される。グラファイトの炭素は、酸素と結合して、合金元素を自由にし、その結果、未加工の成形体への粉末の凝固後の後続の焼結および焼き戻し段階中に炭化物形成で利用できるようになるであろう。追加のアニーリング/還元ステップおよびグラファイト粉末の添加の必要性は、水噴霧プロセスによる高合金粉末の形成のコストおよび複雑さを増大させるということが理解されるであろう。 Water spray is also commonly used to produce powder metal. Water spraying is similar to gas spraying except that high pressure water is used instead of nitrogen gas as the spray fluid. Water can be a more effective quenching medium and therefore will have a faster solidification rate compared to conventional gas sprays. Water sprayed particles typically have a more irregular shape, which may be more desirable during subsequent powder compaction to achieve greater green strength of the powder metal compact . However, in the case of tool steels and other steels containing high levels of chromium and / or vanadium, the use of water as a spray fluid causes the alloy elements to oxidize during spraying and bind these alloy elements to form carbides. Making it unavailable for reaction with carbon to form. As a result, if water spray is utilized, it may be necessary to perform another redox and / or annealing cycle following the water spray, and the powder is heated and the reducing agent such as powdered graphite or carbon or It is held at an elevated temperature for a very long period (about several hours or days) in the presence of other sources of other reducing agents or by another reduction process. Graphite carbon combines with oxygen to free the alloying elements so that they can be used in carbide formation during subsequent sintering and tempering steps after solidification of the powder into a green compact Will. It will be appreciated that the need for additional annealing / reduction steps and the addition of graphite powder increases the cost and complexity of forming high alloy powders by a water spray process.
発明の概要
本発明の一局面は、粉末金属組成物を製造する方法を提供し、上記方法は、溶融鉄ベースの合金を設けるステップを備え、上記溶融鉄ベースの合金は、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含み、上記方法はさらに、上記鉄ベースの合金の噴霧小滴を提供するために上記溶融鉄ベースの合金を噴霧するステップを備える。
SUMMARY OF THE INVENTION One aspect of the present invention provides a method for producing a powder metal composition, the method comprising providing a molten iron-based alloy, wherein the molten iron-based alloy is 3.0-7. 0.0 wt% carbon, 10.0-25.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, 3.5-7.0 wt% vanadium, 1.0 -5.0 wt% molybdenum, 0.5 wt% or less oxygen, and at least 40.0 wt% iron, the method further providing spray droplets of the iron-based alloy Spraying the molten iron-based alloy.
本発明の別の局面は、焼結品を製造する方法を提供し、上記方法は、溶融鉄ベースの合金を設けるステップを備え、上記溶融鉄ベースの合金は、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含み、上記方法はさらに、粉末金属組成物と称される上記鉄ベースの合金の噴霧小滴を提供するために上記溶融鉄ベースの合金を噴霧するステップを備える。上記方法は、次に、上記粉末金属組成物を別の粉末金属と混合するステップと、プリフォームを形成するために上記混合物を圧縮するステップと、上記プリフォームを焼結するステップとを含む。 Another aspect of the present invention provides a method of manufacturing a sintered article, the method comprising providing a molten iron-based alloy, wherein the molten iron-based alloy is 3.0 to 7.0 weight. % Carbon, 10.0-25.0% chromium, 1.0-5.0% tungsten, 3.5-7.0% vanadium, and 1.0-5. The method further comprises 0 wt.% Molybdenum, 0.5 wt.% Or less oxygen, and at least 40.0 wt.% Iron, and the method further includes spraying a small amount of the iron-based alloy, referred to as a powder metal composition. Spraying the molten iron-based alloy to provide droplets. The method then includes mixing the powder metal composition with another powder metal, compressing the mixture to form a preform, and sintering the preform.
本発明の別の局面は、粉末金属組成物を提供し、上記粉末金属組成物は、上記粉末金属組成物の総重量に基づいて、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含む。 Another aspect of the present invention provides a powder metal composition, wherein the powder metal composition is 3.0 to 7.0 wt% carbon, and 10. 0-25.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, 3.5-7.0 wt% vanadium, 1.0-5.0 wt% molybdenum, 0.5 wt% or less oxygen and at least 40.0 wt% iron.
本発明の別の局面は、焼結された粉末金属組成物を提供し、上記焼結された粉末金属組成物は、上記焼結された粉末金属組成物の総重量に基づいて、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含む。 Another aspect of the invention provides a sintered powder metal composition, wherein the sintered powder metal composition is 3.0 based on the total weight of the sintered powder metal composition. -7.0 wt% carbon, 10.0-25.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, 3.5-7.0 wt% vanadium, 0.0 to 5.0 weight percent molybdenum, 0.5 weight percent oxygen or less, and at least 40.0 weight percent iron.
本発明のこれらのおよび他の特徴および利点は、粉末を製造するために使用されるプロセスを概略的に示す詳細な説明および添付の図面から当業者により明らかになるであろう。 These and other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the detailed description and accompanying drawings that schematically illustrate the process used to produce the powder.
詳細な説明
予め焼結された粉末金属組成物とも称される鉄ベースの合金の高炭素粉末を製造するためのプロセスが、図1に概略的に示されている。当該粉末金属組成物は、安価に製造され、高い硬度を有し、当該硬度は、ガスまたは従来の水噴霧プロセスによって、より低い炭素レベルを有する同等の合金組成物で一般に達成される硬度を上回ると考えられる。
DETAILED DESCRIPTION A process for producing an iron-based alloy high carbon powder, also referred to as a pre-sintered powder metal composition, is schematically illustrated in FIG. The powder metal composition is inexpensively manufactured and has a high hardness, which exceeds the hardness commonly achieved with equivalent alloy compositions having lower carbon levels by gas or conventional water spray processes. it is conceivable that.
当該プロセスは、まず、鉄ベースの合金のバッチ10を調製することを含む。当該鉄ベースの合金は、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)およびバナジウム(V)を含む炭化物形成元素と完全に合金化される。鉄ベースの合金は、溶融され、次いで噴霧器12に送られる。図1の実施の形態では、噴霧器は水噴霧器12であるが、代替的にはガス噴霧器であってもよい。ガス噴霧を使用すると、水噴霧よりもいくつかの特性を向上させることができ、例えば流れがよくなり、見かけ密度が向上し、酸素含有率が低くなる。また、ガス噴霧は、概して円形の形状を有する小滴を提供する。
The process first involves preparing a
図1の水噴霧ステップでは、溶融バッチ10のストリームは、溶融ストリームを不規則な形状の完全に合金化された金属小滴または粒子に分散させて急速に凝固させる高圧水の流れによって影響を受ける。金属粒子の外面は、水および保護されていない雰囲気にさらされることにより酸化し得る。噴霧粒子は、乾燥器14を介して粉砕機16に送られ、そこで粒子は機械的に粉砕または破砕される。ボールミルまたは他の機械的縮小装置が利用されてもよい。噴霧小滴上に酸化物膜が形成される場合には、粒子の機械的粉砕は、外側酸化物膜を破砕して、粒子から分離させ、次いで、粉砕された粒子は、酸化物から分離され、噴霧粉末金属組成物18および酸化物粒子20が生成される。粉末金属粒子および/または酸化物粒子も破砕して、その結果、サイズが小さくなり得る。粉末金属組成物18は、さらに、サイズ、形状、および粉末金属に通常関連付けられる他の特性によって分類され得る。
In the water spray step of FIG. 1, the stream of
噴霧のために提供される鉄ベースの合金のバッチ10は、高い炭素含有率を有している。一実施の形態では、鉄ベースの合金は、鉄ベースの合金の総重量に基づいて、少なくとも3.0重量%の炭素、または3.0〜7.0重量%の炭素、または3.5〜4.0重量%の炭素、好ましくは約3.8重量%の炭素を含んでいる。鉄ベースの合金に存在する炭素の量は、炭化物形成元素の量および組成に左右される。しかし、炭素は、好ましくは、粉末金属組成物18の総体積に基づいて15体積%よりも多い量の金属炭化物を噴霧プロセス中に形成するのに十分な量存在している。
The
過剰な炭素を鉄ベースの合金に添加する別の理由は、鉄ベースの合金が溶融および噴霧ステップ中に酸化することから保護するためである。炭素の量が増加すると、溶融鉄ベースの合金における酸素の可溶性が減少する。また、炭素の量は、特にCrおよび/またはVのレベルが高い場合に、炭化物析出物が属しているマトリックスが本質的にオーステナイトおよび/またはマルテンサイトのうちの1つであることを確実にする。 Another reason for adding excess carbon to the iron-based alloy is to protect the iron-based alloy from oxidation during the melting and spraying steps. As the amount of carbon increases, the solubility of oxygen in the molten iron-based alloy decreases. The amount of carbon also ensures that the matrix to which the carbide deposits belong is essentially one of austenite and / or martensite, especially when the level of Cr and / or V is high. .
「低い」酸素含有率とは、鉄ベースの合金の総重量に基づいて0.5重量%以下の量である。一実施の形態では、酸素含有率は、0.3重量%以下であり、例えば0.2重量%である。溶融物における酸素レベルを激減させることは、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)およびバナジウム(V)などの炭化物形成合金元素が、溶融または噴霧ステップ中に酸化し、その結果、自由に炭素と結合して炭化物を形成することから保護するというメリットを有する。 A “low” oxygen content is an amount of 0.5% by weight or less based on the total weight of the iron-based alloy. In one embodiment, the oxygen content is not more than 0.3% by weight, for example 0.2% by weight. Decreasing the oxygen level in the melt can cause carbide-forming alloy elements such as chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W) and vanadium (V) to oxidize during the melting or spraying step, resulting in It has the merit of protecting from free bonding with carbon to form carbides.
また、鉄ベースの合金のクロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)およびバナジウム(V)は、粉末金属組成物18の総体積に基づいて少なくとも15.0体積%の量の金属炭化物を形成するのに十分な量存在している。コスト面での理由により、炭化物形成合金元素のうちのいくつかの元素の量を他の元素よりも多くするという要求もある。したがって、Moは、高炭化物密度を有する非常に硬い炭化物を形成するための優れた選択肢であるが、例えばCrと比較して現在のところ非常に高価である。より高価な従来のM2グレードの工具鋼と性能の点で少なくとも同等である低コストの工具グレード品質の鋼を開発するために、鉄ベースの合金は、比較的高いレベルのCr、より低いレベルのMo、および増量されたCを含むことができる。WおよびVの量は、形成されるべき炭化物の所望の量に応じてさまざまであり得る。鉄ベースの合金における炭化物形成合金元素の量を増加させることにより、噴霧ステップ中にマトリックスに形成される炭化物の量も増加し得る。また、Cr、Mo、WおよびVは、好ましくは、他の粉末金属組成物と比較して、低コストで非常に優れた耐摩耗性を提供するのに十分な量存在している。
Also, the iron-based alloys chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), and vanadium (V) are metal carbides in an amount of at least 15.0 vol% based on the total volume of the
一実施の形態では、鉄ベースの合金は、10.0〜25.0重量%のクロム、好ましくは11.0〜15.0重量%のクロム、最も好ましくは13.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステン、好ましくは1.5〜3.5重量%のタングステン、最も好ましくは2.5重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウム、好ましくは4.0〜6.5重量%のバナジウム、最も好ましくは6.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデン、好ましくは1.0〜3.0重量%のモリブデン、最も好ましくは1.5重量%のモリブデンとを含んでいる。 In one embodiment, the iron-based alloy comprises 10.0-25.0 wt% chromium, preferably 11.0-15.0 wt% chromium, most preferably 13.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, preferably 1.5-3.5 wt% tungsten, most preferably 2.5 wt% tungsten and 3.5-7.0 wt% vanadium, Preferably 4.0-6.5 wt% vanadium, most preferably 6.0 wt% vanadium and 1.0-5.0 wt% molybdenum, preferably 1.0-3.0 wt%. Molybdenum, most preferably 1.5% by weight molybdenum.
鉄ベースの合金は、他の元素を任意に含んでいてもよく、当該他の元素は、耐摩耗性の向上または別の材料特性の向上に寄与し得る。例えば、鉄ベースの合金は、コバルト(Co)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、硫黄(S)、シリコン(Si)、リン(P)、ジルコニウム(Zr)およびタンタル(Ta)のうちの少なくとも1つを含み得る。一実施の形態では、鉄ベースの合金は、4.0〜15.0重量%のコバルト、7.0重量%までのニオブ、7.0重量%までのチタン、2.0重量%までのマンガン、1.15重量%までの硫黄、2.0重量%までのシリコン、2.0重量%までのリン、2.0重量%までのジルコニウム、および2.0重量%までのタンタルのうちの少なくとも1つを含んでいる。一実施の形態では、鉄ベースの合金は、粉末内で硫化物または硫黄を含む化合物を形成するために、予め合金化された硫黄を含んでいる。硫化物、例えばMnSおよびCrSは、機械加工性を向上させることが知られており、耐摩耗性に有益であり得る。 The iron-based alloy may optionally contain other elements, which may contribute to improved wear resistance or other material properties. For example, iron-based alloys include cobalt (Co), niobium (Nb), titanium (Ti), manganese (Mn), sulfur (S), silicon (Si), phosphorus (P), zirconium (Zr) and tantalum ( Ta) may be included. In one embodiment, the iron-based alloy comprises 4.0-15.0 wt% cobalt, up to 7.0 wt% niobium, up to 7.0 wt% titanium, up to 2.0 wt% manganese. At least one of up to 1.15% sulfur, up to 2.0% silicon, up to 2.0% phosphorus, up to 2.0% zirconium, and up to 2.0% tantalum. Contains one. In one embodiment, the iron-based alloy includes pre-alloyed sulfur to form a sulfide or sulfur-containing compound in the powder. Sulfides such as MnS and CrS are known to improve machinability and may be beneficial for wear resistance.
噴霧のために提供される鉄ベースの合金の残部は、鉄である。一実施の形態では、鉄ベースの合金は、少なくとも40.0重量%の鉄、または50.0〜81.5重量%の鉄、好ましくは70.0〜80.0重量%の鉄を含んでいる。 The balance of the iron-based alloy provided for spraying is iron. In one embodiment, the iron-based alloy comprises at least 40.0% iron, or 50.0-81.5% iron, preferably 70.0-80.0% iron. Yes.
噴霧プロセスが水噴霧プロセスである場合、溶融鉄ベースの合金のストリームは、溶融鉄ベースの合金のストリームを不規則な形状の完全に合金化された金属小滴に分散させて急速に凝固させる高圧水の流れによって影響を受ける。好ましくは、各々の噴霧小滴は、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、少なくとも40.0重量%の鉄とを含む完全な鉄ベースの合金の組成を有している。小滴の外面は、水および保護されていない雰囲気にさらされることにより酸化し得る。しかし、高い炭素含有率および低い酸素含有率は、噴霧ステップ中の酸化を大幅に制限する。 When the spraying process is a water spraying process, the molten iron-based alloy stream can be rapidly solidified by dispersing the molten iron-based alloy stream into irregularly shaped fully alloyed metal droplets. Affected by water flow. Preferably, each atomized droplet comprises 3.0-7.0 wt% carbon, 10.0-25.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, 3 Having a complete iron-based alloy composition comprising 5-7.0 wt% vanadium, 1.0-5.0 wt% molybdenum, and at least 40.0 wt% iron. The outer surface of the droplet can be oxidized by exposure to water and an unprotected atmosphere. However, the high carbon content and low oxygen content greatly limit oxidation during the spraying step.
噴霧されたままの状態では、噴霧中に起こる急速な凝固により、炭化物形成合金は、過飽和状態で存在し得る(例えばバナジウム)。合金元素の未酸化過飽和状態を高い炭素含有率と組み合わせることにより、事前のアニーリングサイクルを延長する(数時間または数日間)必要なく、炭化物(例えばM8C7 Vを多く含む炭化物)が、その後の焼結段階中に非常に素早く(数分以内に)析出して十分に成長することが可能になる。噴霧されたままの粉末に存在するナノメートル炭化物は、焼結後にマイクロメートルサイズに成長する。しかし、粉末金属組成物18は、必要に応じて、例えば1〜48時間、約900〜1100℃の温度で、または必要に応じて他のアニーリングサイクルに従って、アニーリングされ得る。アニーリングは、粉末金属組成物18を粉砕する前にも後にも行われ得る。アニーリングは必須ではなく任意であるということが理解される。
In the as-sprayed state, the carbide-forming alloy can exist in a supersaturated state (eg, vanadium) due to the rapid solidification that occurs during spraying. Combining the unoxidized supersaturated state of the alloying elements with a high carbon content, carbides (eg carbides rich in M 8 C 7 V) can then be used without the need for extending the previous annealing cycle (hours or days). It is possible to deposit very quickly (within a few minutes) during the sintering phase of this and grow well. Nanometer carbides present in the as-sprayed powder grow to micrometer size after sintering. However, the
次いで、噴霧小滴は、乾燥器を介して粉砕機に送られ、そこで噴霧小滴は、酸化物膜を除去するために機械的に粉砕または破砕され、次いでふるい分けられる。酸化物膜がほとんどまたは全く存在していなくても、機械的粉砕ステップは、粉末金属小滴を破砕してそのサイズを小さくするためにも使用され得る。小滴の硬く非常に微細なナノ構造は、粉砕のしやすさを向上させる。ボールミルまたは他の機械的サイズ縮小装置が利用されてもよい。典型的に水噴霧中に起こるような、噴霧ステップ中に噴霧小滴上に外側酸化物膜が形成される場合、機械的粉砕は、外側酸化物膜を破砕して、小滴のバルクから分離させる。粉砕された小滴が酸化物膜から分離されて、粉末金属組成物18および酸化物粒子20が生成される。しかし、小滴の炭化物形成元素は、溶融および噴霧ステップ中に高い炭素含有率によって酸化から保護される。予め焼結された粉末金属組成物18は、さらに、サイズ、形状、および粉末金属に通常関連付けられる他の特性によって分類され得る。ガス噴霧が使用される場合などの特定の場合においては、外側酸化物膜は、最小限であり、粉末金属組成物の一部であり得て、除去しなくても許容可能であり、したがって、場合によっては、少なくとも外側酸化物層を壊す目的での粉砕は任意になる。しかし、粉砕は、粉末金属組成物のサイズを小さくするために依然として使用可能である。
The spray droplets are then sent via a dryer to a pulverizer where the spray droplets are mechanically pulverized or crushed to remove the oxide film and then screened. Even if little or no oxide film is present, the mechanical grinding step can also be used to break up powder metal droplets to reduce their size. The hard, very fine nanostructure of the droplets improves the ease of grinding. A ball mill or other mechanical size reduction device may be utilized. If an outer oxide film is formed on the spray droplets during the spraying step, as typically occurs during water spraying, mechanical grinding breaks up the outer oxide film and separates it from the droplet bulk. Let The crushed droplets are separated from the oxide film to produce a
予め焼結された粉末金属組成物18の重量%単位の組成は、溶融および噴霧の前には、上記の鉄ベースの合金の組成と同じである。粉末金属組成物18は、典型的には、10.0〜25.0重量%のクロム、好ましくは11.0〜15.0重量%のクロム、最も好ましくは13.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステン、好ましくは1.5〜3.5重量%のタングステン、最も好ましくは2.5重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウム、好ましくは4.0〜6.5重量%のバナジウム、最も好ましくは6.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデン、好ましくは1.0〜3.0重量%のモリブデン、最も好ましくは1.5重量%のモリブデンとを含んでいる。
The composition in weight percent of the pre-sintered
また、粉末金属組成物18は、少なくとも3.0重量%の炭素、または3.0〜7.0重量%の炭素、または3.5〜4.0重量%の炭素、好ましくは約3.8重量%の炭素を含んでいる。炭素は、粉末金属組成物18の総体積に基づいて少なくとも15体積%の量の金属炭化物を提供するのに十分な量存在している。
Also, the
粉末金属組成物18における炭素の量が増加するにつれて、粉末金属組成物18の硬度も上昇する。これは、より多くの量の炭素が噴霧ステップ中により多くの量の炭化物を形成し、その結果、硬度を上昇させるからである。粉末金属組成物18における炭素の量は、総炭素(Ctot)と称される。
As the amount of carbon in the
また、粉末金属組成物18は、化学量論的量の炭素(Cstoich)を含んでおり、化学量論的量の炭素とは、平衡状態で合金炭化物において結合される炭素総量を表わす。炭化物のタイプおよび組成は、炭素含有率および合金元素含有率に応じてさまざまである。
The
噴霧中に所望の量の金属炭化物を形成するために必要なCstoichは、粉末金属組成物18に存在する炭化物形成元素の量に左右される。特定の組成についてのCstoichは、各々の炭化物形成元素の量に、各元素に特有の倍率を乗算することによって得られる。特定の炭化物形成元素では、倍率は、1重量%の当該特定の炭化物形成元素を析出させるために必要な炭素の量に等しい。倍率は、形成される析出物のタイプ、炭素の量、および各々の合金元素の量に基づいてさまざまである。また、特定の炭化物の倍率は、炭素の量および合金元素の量によってさまざまであろう。
The C stoich required to form the desired amount of metal carbide during spraying depends on the amount of carbide forming elements present in the
例えば、M8C7とも称される(Cr23.5Fe7.3V63.1Mo3.2W2.9)8C7の析出物を粉末金属組成物18に形成するために、炭化物形成元素の倍率は以下のように計算される。まず、M8C7炭化物の原子比が求められ、Crが1.88原子、Feが0.58原子、Vが5.05原子、Moが0.26原子、Wが0.23原子、およびCが7原子である。次に、M8C7炭化物の1モル当たりの各元素の質量が求められ、V=257.15グラム、Cr=97.76グラム、Fe=32.62グラム、Mo=24.56グラム、W=42.65グラム、およびC=84.07グラムである。次いで、各々の炭化物形成元素の重量比が求められ、V=47.73重量%、Cr=18.14重量%、Fe=6.05重量%、Mo=4.56重量%、W=7.92重量%、およびC=15.60重量%である。重量比は、47.73グラムのVが15.60グラムのCと反応することを示し、これは、1グラムのVが0.33グラムのCと反応することを意味している。M8C7炭化物において1.0重量%のVを析出するためには、0.33重量%の炭素が必要であり、したがって、Vの倍率は0.33である。同様の計算が倍率を求めるためになされ、Cr=0.29、Mo=0.06、およびW=0.03である。
For example, in order to form a precipitate of 8 C 7 (also referred to as M 8 C 7 (Cr 23.5 Fe 7.3 V 63.1 Mo 3.2 W 2.9 ) 8 C 7 into the
次に、各々の炭化物形成元素の量に関連の倍率を乗算し、次いでそれらの値の各々を加算することによって、粉末金属組成物18におけるCstoichが求められる。例えば、粉末金属組成物18が4.0重量%のVと、13.0重量%のCrと、1.5重量%のMoと、2.5重量%のWとを含んでいる場合、Cstoich=(4.0×0.33)+(13.0×0.29)+(1.5×0.06)+(2.5×0.03)=5.26重量%である。
Next, the C stoich in the
また、粉末金属組成物18は、1.1未満のCtot/Cstoich量を含んでいる。したがって、粉末金属組成物18が上限の7.0重量%の炭素を含んでいる場合、Cstoichは、6.36重量%の炭素に等しいか、または6.36重量%の炭素未満になるであろう。Ctot/Cstoich比率は、固定された炭素含有率での合金元素の量に応じてさまざまであるが、Ctot/Cstoich比率は、1.1未満のままであろう。
In addition, the
以下の表1は、粉末金属組成物18に見られる他の炭化物タイプ、ならびに一般的な炭化物化学量論についてのCr、V、MoおよびWの倍率の例を示す。しかし、当該表に記載されている各々の炭化物における金属原子は、倍率に影響を及ぼすであろう他の原子に部分的に置き換えられてもよい。
Table 1 below shows examples of other carbide types found in the
金属炭化物は、噴霧プロセス中に形成され、少なくとも15.0体積%の量であるが、好ましくは40.0〜60.0体積%、または47.0〜52.0体積%、典型的には約50.0体積%の量で存在する。一実施の形態では、粉末金属組成物18は、約50.0体積%の総量で、クロムを多く含む炭化物、モリブデンを多く含む炭化物、タングステンを多く含む炭化物、およびバナジウムを多く含む炭化物を含んでいる。
The metal carbide is formed during the spraying process and is in an amount of at least 15.0% by volume, but preferably 40.0-60.0% by volume, or 47.0-52.0% by volume, typically It is present in an amount of about 50.0% by volume. In one embodiment, the
金属炭化物は、ナノスケールの微細構造を有している。一実施の形態では、金属炭化物は、1〜400ナノメートルの直径を有している。上記で示唆したように、炭化物は、M8C7、M7C3、MC、M6C、M23C6およびM3Cを含むさまざまなタイプであり得て、Mは、Fe、Cr、V、Moおよび/またはWなどの少なくとも1つの金属原子であり、Cは、炭素である。一実施の形態では、金属炭化物は、M8C7、M7C3、M6Cからなる群から選択され、M8C7は、(V63Fe37)8C7であり、M7C3は、(Cr34Fe66)7C3、Cr3.5Fe3.5C3およびCr4Fe3C3からなる群から選択され、M6Cは、Mo3Fe3C、Mo2Fe4C、W3Fe3CおよびW2Fe4Cからなる群から選択される。また、粉末金属組成物18の微細構造は、ナノスケールのオーステナイトを含み、ナノスケールの炭化物とともにナノスケールのマルテンサイトを含んでいてもよい。
Metal carbide has a nanoscale microstructure. In one embodiment, the metal carbide has a diameter of 1 to 400 nanometers. As suggested above, the carbides can be of various types including M 8 C 7 , M 7 C 3 , MC, M 6 C, M 23 C 6 and M 3 C, where M is Fe, Cr , V, Mo and / or W, and the like, and C is carbon. In one embodiment, the metal carbide is selected from the group consisting of M 8 C 7 , M 7 C 3 , M 6 C, where M 8 C 7 is (V 63 Fe 37 ) 8 C 7 , and M 7 C 3 is selected from the group consisting of (Cr 34 Fe 66 ) 7 C 3 , Cr 3.5 Fe 3.5 C 3 and Cr 4 Fe 3 C 3 , and M 6 C is Mo 3 Fe 3 C, Mo Selected from the group consisting of 2 Fe 4 C, W 3 Fe 3 C and W 2 Fe 4 C. Moreover, the fine structure of the
一実施の形態では、粉末金属組成物18は、本質的には、3.0〜7.0重量%の炭素、10.0〜25.0重量%のクロム、1.0〜5.0重量%のタングステン、3.5〜7.0重量%のバナジウム、1.0〜5.0重量%のモリブデン、0.5重量%以下の酸素から成っており、残部は鉄から成っており、5.0重量%以下、好ましくは2.0重量%以下の量の付随的な不純物から成っている。しかし、粉末金属組成物18は、材料特性を向上させることができる他の元素を任意に含んでいてもよい。一実施の形態では、粉末金属組成物は、コバルト、ニオブ、チタン、マンガン、硫黄、シリコン、リン、ジルコニウムおよびタンタルのうちの少なくとも1つを含んでいる。例えば、鉄ベースの合金は、4.0〜15.0重量%のコバルト、7.0重量%までのニオブ、7.0重量%までのチタン、2.0重量%までのマンガン、1.15重量%までの硫黄、2.0重量%までのシリコン、2.0重量%までのリン、2.0重量%までのジルコニウム、および2.0重量%までのタンタルのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。一実施の形態では、粉末金属組成物18は、粉末内で硫化物または硫黄を含む化合物を形成するために、予め合金化された硫黄を含んでいる。硫化物、例えばMnSおよびCrSは、機械加工性を向上させることが知られており、耐摩耗性に有益であり得る。
In one embodiment, the
粉末金属組成物18の残部は、鉄である。一実施の形態では、粉末金属組成物は、少なくとも40.0重量%の鉄、または50.0〜81.5重量%の鉄、好ましくは70.0〜80.0重量%の鉄を含んでいる。粉末金属組成物は、約1235℃(2255°F)の融点を有している。粉末金属組成物は、約1235℃(2255°F)で完全に溶融されるが、1150℃と同じぐらい低い温度ではわずかの液相を含み得る。粉末金属組成物18の融点は、炭素含有率および合金元素含有率に応じてさまざまであろう。
The balance of the
粉末金属組成物18は、典型的には、800〜1500Hv50の微小硬度を有している。図2は、炭素含有率と比較した、アニーリングなしの粉末金属組成物の硬度を示し、炭素の量が増加するにつれて硬度が上昇することを示している。以下の表2も、粉末金属組成物が、13.0重量%のクロムと、2.5重量%のタングステンと、6.0重量%のバナジウムと、1.5重量%のモリブデンと、0.2重量%の酸素と、70.0〜80.0重量%の鉄と、2.0重量%以下の量の不純物とを含む場合の、アニーリング前および後の、さまざまな量の炭素に対する硬度値を示している。データは、アニーリングなしであってもアニーリング後であっても、炭素含有量が増加するにつれて粉末金属組成物の硬度が上昇することを示している。なお、炭素含有量とは、アニーリング前の量である。炭素含有率は、アニーリング中にわずかに減少し得て、例えば0.15重量%まで減少し得る。しかし、依然として、炭素の量が増加するにつれて硬度値は上昇する。
The
硬度は、本質的には焼結および焼き戻しを経ても維持されることができるが、炭化物を成長させるのに必要な量を上回って粉末金属組成物に含まれる過剰な炭素のうちのいくらかは、炭素含有率がより低い別の鉄粉末組成物と混合されると、硬質の粉末金属組成物から拡散し得る。この過剰な炭素の拡散は、微細構造の制御および特性の向上のために圧縮および焼結中に時として添加される炭素を多く含む粉末(例えば粉末グラファイト)の添加物の必要性を無くすまたは少なくとも減少させるという追加的なメリットを有する。また、予め合金化された炭素は、別のグラファイト添加物により生じ得るグラファイト分離の傾向を減少させるであろう。 Hardness can essentially be maintained through sintering and tempering, but some of the excess carbon contained in the powder metal composition exceeds the amount required to grow carbides. When mixed with another iron powder composition having a lower carbon content, it can diffuse out of the hard powder metal composition. This excess carbon diffusion eliminates or eliminates the need for carbon-rich powder (eg, powdered graphite) additives that are sometimes added during compression and sintering to control microstructure and improve properties. Has the added benefit of reducing. Also, prealloyed carbon will reduce the tendency of graphite separation that can be caused by other graphite additives.
粉末金属組成物18は、典型的には、さまざまな用途、特に自動車部品で使用可能な物品を形成するために圧縮および焼結される。焼結の前に、粉末金属組成物18は、好ましくは別の粉末金属または他の粉末金属の混合物と混合される。他の粉末金属は、合金化されていない鋼粉末、低合金化された鋼粉末、または合金化された鋼粉末、および非鉄粉末を含み得る。また、少量の他の金属または成分が混合物に存在していてもよい。
The
一実施の形態では、混合物は、10.0〜40.0重量%の粉末金属組成物18、好ましくは少なくとも20.0重量%の粉末金属組成物18を含んでいる。また、混合物は、30.0〜90.0重量%の他の粉末金属を含むが、典型的には約60.0〜80.0重量%の他の粉末金属を含んでいる。次に、混合物は圧縮され、次いで焼結される。
In one embodiment, the mixture comprises 10.0 to 40.0% by weight of the
焼結の前に、高炭素粉末金属組成物は、アニーリングされ得る。アニーリングは、粉末金属組成物18の圧縮率を上昇させ、それによって、より多くの粉末金属組成物18を混合物において使用することが可能になり、またはより高い圧粉密度に加圧することが可能になる。粉末金属組成物18がアニーリングされると、混合物における粉末金属組成物18の量は、40.0重量%を超える量、例えば60.0重量%までの量に増加させることができる。しかし、酸素を減少させて適切な微細構造を生成するために低炭素レベルを有する他の粉末金属組成物で必要であるような、粉末金属材料の長時間アニーリングまたは酸化物還元などの熱処理は、焼結の前には不要である。
Prior to sintering, the high carbon powder metal composition can be annealed. Annealing increases the compressibility of the
焼結された粉末金属組成物は、好ましくは、粉末金属組成物全体に微細にかつ均一に分散された金属炭化物を含んでいる。焼結された組成物のうちの100%が粉末金属組成物18で形成される場合、金属炭化物は、少なくとも15体積%、好ましくは40.0〜60.0体積%、または47.0〜52.0体積%、典型的には約50.0体積%の量で焼結された粉末金属組成物に存在している。一実施の形態では、焼結された粉末金属組成物は、約50.0体積%の総量で、クロムを多く含む炭化物、モリブデンを多く含む炭化物、タングステンを多く含む炭化物、およびバナジウムを多く含む炭化物を含んでいる。別の実施の形態では、焼結された粉末金属組成物は、焼結された粉末金属組成物の総体積に基づいて、約5.0〜10.0体積%の量のバナジウムを多く含む炭化物、および約40.0〜45.0体積%の量のクロムを多く含む炭化物を含んでいる。
The sintered powder metal composition preferably includes metal carbide finely and uniformly dispersed throughout the powder metal composition. When 100% of the sintered composition is formed with the
焼結された粉末金属組成物の金属炭化物は、マイクロスケールの微細構造を有している。一実施の形態では、バナジウムを多く含むMC炭化物は、約1μmの直径を有し、クロムを多く含むM7C3炭化物は、約1〜2μmの直径を有している。また、微細な炭化物構造は、より均一な微細構造を示し得る。炭化物は、M7C3、M8C7、MC、M4C3、M6C、M23C6、M6C5およびM3Cを含むさまざまなタイプであり得て、Mは、金属原子であり、Cは、炭素である。例えば、炭化物は、M8C7、M4C3、M6C5などのVを多く含む炭化物、MCx(xは、0.75から0.97までさまざまである)などのNbを多く含む炭化物、またはMCなどのTiおよびTaを多く含む炭化物を含み得る。また、焼結された粉末金属組成物の微細構造は、マイクロスケールのオーステナイトを含み、マイクロスケールの炭化物とともにマイクロスケールのマルテンサイトを含んでいてもよい。 The metal carbide of the sintered powder metal composition has a microscale microstructure. In one embodiment, vanadium-rich MC carbide has a diameter of about 1 μm, and chromium-rich M 7 C 3 carbide has a diameter of about 1-2 μm. Also, a fine carbide structure can exhibit a more uniform microstructure. The carbides can be of various types including M 7 C 3 , M 8 C 7 , MC, M 4 C 3 , M 6 C, M 23 C 6 , M 6 C 5 and M 3 C, where M is It is a metal atom and C is carbon. For example, carbides are high in Nb such as carbides containing a lot of V such as M 8 C 7 , M 4 C 3 , M 6 C 5 , MC x (x varies from 0.75 to 0.97) Carbide containing, or carbides rich in Ti and Ta, such as MC. Further, the microstructure of the sintered powder metal composition includes microscale austenite, and may include microscale martensite together with the microscale carbide.
表3は、本発明の方法に従って調製された粉末金属組成物の例および比較のための商用グレードのM2工具鋼を含む。 Table 3 contains examples of powder metal compositions prepared according to the method of the invention and commercial grade M2 tool steel for comparison.
粉末金属組成物18を別の粉末金属と混合し、焼結した。混合物の総重量に基づいて、粉末金属組成物は、20.0重量%の量で存在し、他の粉末金属は、80.0重量%の量で存在していた。焼結された混合物の粉末金属組成物18は、粉末金属組成物18の総体積に基づいて、約40〜45体積%の量のクロムを多く含む炭化物、および約7体積%の量のバナジウムを多く含む炭化物を含んでいた。クロムを多く含む炭化物は、約1〜2μmのサイズを有し、Vを多く含む炭化物は、約1μmのサイズを有していた。炭化物が析出された粒子の周囲のマトリックスは、本質的にはオーステナイト系であり、マルテンサイトおよびフェライトのいくつかの領域を有していた。
The
焼結後の混合物の微小硬度は、約800〜1500Hv50の範囲であった。本発明の粉末金属組成物を、15および30体積%で、一次低炭素低合金粉末組成物と混合した。高炭素粒子の硬度は、圧縮、焼結および焼き戻し後、1000Hv50を上回る値にとどまった。本発明の組成物からの炭素のうちのいくらかは、混合物の隣接する低炭素含有率一次粉末マトリックス材料に拡散した。 The microhardness of the mixture after sintering was in the range of about 800-1500 Hv 50 . The powder metal composition of the present invention was mixed with primary low carbon low alloy powder composition at 15 and 30% by volume. The hardness of the high carbon particles remained above 1000 Hv 50 after compression, sintering and tempering. Some of the carbon from the composition of the present invention diffused into the adjacent low carbon content primary powder matrix material of the mixture.
焼結および焼き戻しサイクルを制御することにより、さまざまな量のフェライト、パーライト、ベイナイトおよび/またはマルテンサイトを含む一次マトリックスの特性を制御することができる。混合物の特性を変化させるため、例えば機械加工性を向上させるために、MnSおよび/または他の化合物などの添加物が混合物に添加されてもよい。本発明の粉末金属組成物は、本質的には安定したままであり、特性は、本質的には、一次マトリックス材料の特性を向上させるために利用されるその後の熱処理によって制約されなかった。 By controlling the sintering and tempering cycles, the properties of the primary matrix containing varying amounts of ferrite, pearlite, bainite and / or martensite can be controlled. Additives such as MnS and / or other compounds may be added to the mixture to change the properties of the mixture, for example to improve machinability. The powder metal composition of the present invention remained essentially stable and the properties were not essentially constrained by the subsequent heat treatment utilized to improve the properties of the primary matrix material.
現状の好ましい実施の形態と関連付けて本発明を説明してきたため、説明は、本質的に限定的なものではなく例示的なものである。開示されている実施の形態に対する変更例および変形例が、当業者に明らかになり、本発明の範囲の範囲内であり得る。したがって、本発明の範囲は、これらの特定の実施例に限定されるべきではない。 Since the present invention has been described in connection with the presently preferred embodiments, the description is illustrative rather than limiting in nature. Modifications and variations to the disclosed embodiments will be apparent to those skilled in the art and may be within the scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention should not be limited to these specific examples.
Claims (24)
前記粉末金属組成物の総重量に基づいて、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含む、粉末金属組成物。 A powder metal composition comprising:
3.0-7.0 wt% carbon, 10.0-25.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, based on the total weight of the powder metal composition A powder comprising 3.5 to 7.0 wt% vanadium, 1.0 to 5.0 wt% molybdenum, 0.5 wt% or less oxygen, and at least 40.0 wt% iron. Metal composition.
溶融鉄ベースの合金を設けるステップを備え、前記溶融鉄ベースの合金は、前記溶融鉄ベースの合金の総重量に基づいて、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含み、前記方法はさらに、
前記鉄ベースの合金の噴霧小滴を提供するために前記溶融鉄ベースの合金を噴霧するステップを備える、方法。 A method of forming a powder metal composition comprising:
Providing a molten iron-based alloy, the molten iron-based alloy comprising 3.0-7.0 wt% carbon and 10.0-25 based on the total weight of the molten iron-based alloy. 0.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, 3.5-7.0 wt% vanadium, 1.0-5.0 wt% molybdenum, 0.5 Containing no more than wt% oxygen and at least 40.0 wt% iron, the method further comprising:
Spraying the molten iron-based alloy to provide spray droplets of the iron-based alloy.
溶融鉄ベースの合金を設けるステップを備え、前記溶融鉄ベースの合金は、前記溶融鉄ベースの合金の総重量に基づいて、3.0〜7.0重量%の炭素と、10.0〜25.0重量%のクロムと、1.0〜5.0重量%のタングステンと、3.5〜7.0重量%のバナジウムと、1.0〜5.0重量%のモリブデンと、0.5重量%以下の酸素と、少なくとも40.0重量%の鉄とを含み、前記方法はさらに、
前記鉄ベースの合金の噴霧小滴を提供するために前記溶融鉄ベースの合金を噴霧するステップと、
前記噴霧小滴を任意に粉砕するステップと、
プリフォームを形成するために前記小滴を圧縮するステップと、
前記プリフォームを焼結するステップとを備える、方法。 A method of forming a sintered product,
Providing a molten iron-based alloy, the molten iron-based alloy comprising 3.0-7.0 wt% carbon and 10.0-25 based on the total weight of the molten iron-based alloy. 0.0 wt% chromium, 1.0-5.0 wt% tungsten, 3.5-7.0 wt% vanadium, 1.0-5.0 wt% molybdenum, 0.5 Containing no more than wt% oxygen and at least 40.0 wt% iron, the method further comprising:
Spraying the molten iron-based alloy to provide spray droplets of the iron-based alloy;
Optionally crushing the spray droplets;
Compressing the droplets to form a preform;
Sintering the preform.
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