JP2704064B2 - 焼結用鉄系粉末およびその製造方法 - Google Patents
焼結用鉄系粉末およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は焼入強度部材、耐摩材な
どを製造するのに適した焼結用鉄系粉末およびその製造
方法に関する。
どを製造するのに適した焼結用鉄系粉末およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、焼入強度部材、耐摩材などを製造
するには無炭素又は低炭素（０．０３％以下）の鉄系粉
末に黒鉛を添加して均一に混合し、圧粉成形後焼結して
いる。
するには無炭素又は低炭素（０．０３％以下）の鉄系粉
末に黒鉛を添加して均一に混合し、圧粉成形後焼結して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
鉄系粉末に黒鉛を混合するのに手間がかかり、しかも均
一に混合することが難しく、焼結後、偏析、空孔欠陥の
原因となり、均一な焼入性が得られなかった。そこで、
本発明は圧粉特性が優れ、かつ、圧縮成形焼結後焼入れ
すると均一な強度と硬度が得られる焼結用鉄系粉末を提
供しようとするものである。
鉄系粉末に黒鉛を混合するのに手間がかかり、しかも均
一に混合することが難しく、焼結後、偏析、空孔欠陥の
原因となり、均一な焼入性が得られなかった。そこで、
本発明は圧粉特性が優れ、かつ、圧縮成形焼結後焼入れ
すると均一な強度と硬度が得られる焼結用鉄系粉末を提
供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃ：０．２０
〜２．０％、Ｓｉ：０．３０〜１．５％、Ｍｎ：０．０
５〜１．０％あるいはこれにＮｉ：０．５〜４．０％、
Ｃｕ：０．５〜４．０％並びにＣｏ：０．５〜１０．０
％の内１種又は２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不純
物からなる水アトマイズ合金粉末であって、粉末粒子表
面にＣの大部分が黒鉛として析出していることを特徴と
する焼結用鉄系合金および上記組成の溶湯を水アトマイ
ズして粉末化し、ついで該粉末を真空焼鈍することを特
徴とする焼結用鉄系粉末の製造方法である。
〜２．０％、Ｓｉ：０．３０〜１．５％、Ｍｎ：０．０
５〜１．０％あるいはこれにＮｉ：０．５〜４．０％、
Ｃｕ：０．５〜４．０％並びにＣｏ：０．５〜１０．０
％の内１種又は２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不純
物からなる水アトマイズ合金粉末であって、粉末粒子表
面にＣの大部分が黒鉛として析出していることを特徴と
する焼結用鉄系合金および上記組成の溶湯を水アトマイ
ズして粉末化し、ついで該粉末を真空焼鈍することを特
徴とする焼結用鉄系粉末の製造方法である。
【０００５】本発明においてＣを含む全組成を含有する
溶湯を水アトマイズして、粉末化すると粉末粒子内には
Ｃを含む全組成が均質に含有されている。又、水アトマ
イズ時に、水と溶湯とが反応して、粉末粒子表面にＦｅ
2Ｏ3を主体とした酸化皮膜が生成される。これを真空焼
鈍すると、表面酸化皮膜と粒子内のＣとが下記の如く反
応しＣＯガスを発生する。 Ｆｅ2Ｏ3＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ↑ この反応の際、粒子内のＣは粒子表面に拡散し、粒子内
のＣの量は低減し、粒子表層はＣが濃化して黒鉛化す
る。したがって、粉末粒子表面で黒鉛の析出が均一とな
る。
溶湯を水アトマイズして、粉末化すると粉末粒子内には
Ｃを含む全組成が均質に含有されている。又、水アトマ
イズ時に、水と溶湯とが反応して、粉末粒子表面にＦｅ
2Ｏ3を主体とした酸化皮膜が生成される。これを真空焼
鈍すると、表面酸化皮膜と粒子内のＣとが下記の如く反
応しＣＯガスを発生する。 Ｆｅ2Ｏ3＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯ↑ この反応の際、粒子内のＣは粒子表面に拡散し、粒子内
のＣの量は低減し、粒子表層はＣが濃化して黒鉛化す
る。したがって、粉末粒子表面で黒鉛の析出が均一とな
る。
【０００６】この真空焼鈍は１０-2〜１０-4Ｔｏｒｒ、
８００〜１０００℃で行うとよい。本発明における成分
元素の限定理由は下記のとおりである。
８００〜１０００℃で行うとよい。本発明における成分
元素の限定理由は下記のとおりである。
【０００７】Ｃ：Ｃは焼結後の焼入硬さを得るため０．
２０％以上必要で、２．０％を越えると残留オーステナ
イトが生成して所要の硬さが得られない。
２０％以上必要で、２．０％を越えると残留オーステナ
イトが生成して所要の硬さが得られない。
【０００８】Ｓｉ：Ｓｉは水アトマイズ時の湯流性を保
持するためと黒鉛析出のため必要である。０．３０％未
満ではこの効果が十分に発揮されず、又、１．５％を超
えると粉末自体が硬くなり、圧粉性が劣化する。
持するためと黒鉛析出のため必要である。０．３０％未
満ではこの効果が十分に発揮されず、又、１．５％を超
えると粉末自体が硬くなり、圧粉性が劣化する。
【０００９】Ｍｎ：Ｍｎは溶湯の脱酸剤として０．０５
〜１．０％添加する。０．０５％未満では脱酸効果が得
られない。１．０％を超えると水アトマイズ中粉末が酸
化され易くなり、粉末の酸素含有量が高くなる。
〜１．０％添加する。０．０５％未満では脱酸効果が得
られない。１．０％を超えると水アトマイズ中粉末が酸
化され易くなり、粉末の酸素含有量が高くなる。
【００１０】Ｎｉ：Ｎｉは焼入性改善と靭性向上を目的
とするものであるが、０．５％未満ではその効果が十分
でなく、４．０％を超えると焼入時にオーステナイトが
残留し、逆に硬さが低下する。
とするものであるが、０．５％未満ではその効果が十分
でなく、４．０％を超えると焼入時にオーステナイトが
残留し、逆に硬さが低下する。
【００１１】Ｃｕ：Ｃｕは焼入性改善の効果が得られる
が０．５％未満ではその効果が十分でなく、４．０％を
超えると焼入時にオーステナイトが残留し、逆に硬さが
低下する。
が０．５％未満ではその効果が十分でなく、４．０％を
超えると焼入時にオーステナイトが残留し、逆に硬さが
低下する。
【００１２】Ｃｏ：Ｃｏは耐熱性改善の効果が得られ、
０．５％未満ではその効果が十分に得られない。１０．
０％を超えるとその効果は飽和し不経済である。
０．５％未満ではその効果が十分に得られない。１０．
０％を超えるとその効果は飽和し不経済である。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を比較例とともに説明する。
【００１４】表１に本発明材と比較例材の組成例を示
す。
す。
【００１５】
【表１】
【００１６】上記各組成の本発明材並びに比較例材をそ
れぞれ真空焼鈍後、ステアリン酸亜鉛を１％配合して、
６Ｔ／ｃｍ2のプレス圧で圧粉した。そのときの圧粉密
度とラトラーの値を表２に示す。又、本発明Ｂ材の焼鈍
後の断面ミクロ組織を示す電子顕微鏡写真（×４００）
を図１に示す。この図１によれば、粉末粒子内部は低炭
素フェライト組織で、その表面に均質黒鉛が析出してい
ることがわかる。
れぞれ真空焼鈍後、ステアリン酸亜鉛を１％配合して、
６Ｔ／ｃｍ2のプレス圧で圧粉した。そのときの圧粉密
度とラトラーの値を表２に示す。又、本発明Ｂ材の焼鈍
後の断面ミクロ組織を示す電子顕微鏡写真（×４００）
を図１に示す。この図１によれば、粉末粒子内部は低炭
素フェライト組織で、その表面に均質黒鉛が析出してい
ることがわかる。
【００１７】
【表２】
【００１８】本発明材は、低炭素の比較例材Ｈに比べて
圧粉密度が同等である。比較例材Ｇは黒鉛析出抑制元素
のＣｒが含有されているため、粒子内に炭素が残留し、
圧粉密度が低い。つぎに上記材料を１１００℃で１時間
焼結し、９００℃で水冷焼入して、焼結、熱処理特性を
調べた。結果を表３に示す。又、本発明材Ｂを１１００
℃で１時間焼結し、９００℃で水焼入したミクロ組織を
示す光学顕微鏡写真（×４００）を図２に示す。均質な
マルテンサイト組織になっていることがわかる。
圧粉密度が同等である。比較例材Ｇは黒鉛析出抑制元素
のＣｒが含有されているため、粒子内に炭素が残留し、
圧粉密度が低い。つぎに上記材料を１１００℃で１時間
焼結し、９００℃で水冷焼入して、焼結、熱処理特性を
調べた。結果を表３に示す。又、本発明材Ｂを１１００
℃で１時間焼結し、９００℃で水焼入したミクロ組織を
示す光学顕微鏡写真（×４００）を図２に示す。均質な
マルテンサイト組織になっていることがわかる。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】本発明の焼結用鉄系粉末は高価な黒鉛粉
を使わなくて済むので、黒鉛混合の手間が省けるばかり
でなく、圧粉性は従来の黒鉛混合低炭素鉄系粉末と変り
がない。そして、焼結体に偏析がなく、均質で健全な焼
入マルテンサイト組織が得られ、かつ、均質な高硬度が
得られる。又、本発明の製造方法によれば、粉末粒子表
面にＣの大部分が黒鉛として析出している鉄系粉末を容
易に得ることができる。
を使わなくて済むので、黒鉛混合の手間が省けるばかり
でなく、圧粉性は従来の黒鉛混合低炭素鉄系粉末と変り
がない。そして、焼結体に偏析がなく、均質で健全な焼
入マルテンサイト組織が得られ、かつ、均質な高硬度が
得られる。又、本発明の製造方法によれば、粉末粒子表
面にＣの大部分が黒鉛として析出している鉄系粉末を容
易に得ることができる。
【図１】本発明実施例材Ｂの焼鈍後の金属組織を示す光
学顕微鏡写真である。
学顕微鏡写真である。
【図２】同じく１１００℃で１時間焼結し、９００℃で
水焼入した金属組織を示す光学顕微鏡写真である。
水焼入した金属組織を示す光学顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/04 Ｃ２２Ｃ 38/04 38/16 38/16
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ：０．２０〜２．０％、Ｓｉ：０．３
０〜１．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、残部Ｆｅお
よび不純物からなる水アトマイズ合金粉末であって、粉
末粒子表面にＣの大部分が黒鉛として析出していること
を特徴とする焼結用鉄系粉末。 - 【請求項２】 Ｃ：０．２０〜２．０％、Ｓｉ：０．３
０〜１．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％を基本成分と
し、Ｎｉ：０．５〜４．０％並びにＣｕ：０．５〜４．
０％の内１種又は２種を含有し、残部Ｆｅおよび不純物
からなる水アトマイズ合金粉末であって、粉末粒子表面
にＣの大部分が黒鉛として析出していることを特徴とす
る焼結用鉄系粉末。 - 【請求項３】 Ｃ：０．２０〜２．０％、Ｓｉ：０．３
０〜１．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％あるいはこれ
にＮｉ：０．５〜４．０％、Ｃｕ：０．５〜４．０％並
びにＣｏ：０．５〜１０．０％の内１種又は２種以上を
含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる組成の溶湯を水
アトマイズして粉末化し、ついで該粉末を真空焼鈍する
ことを特徴とする焼結用鉄系粉末の製造方法。 - 【請求項４】 真空焼鈍を１０-2〜１０-4Ｔｏｒｒ、８
００〜１０００℃で行う請求項３記載の焼結用鉄系粉末
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189557A JP2704064B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 焼結用鉄系粉末およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189557A JP2704064B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 焼結用鉄系粉末およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059501A JPH059501A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2704064B2 true JP2704064B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=16243319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189557A Expired - Fee Related JP2704064B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 焼結用鉄系粉末およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704064B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3257212B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2002-02-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 内燃機関吸気用鉄基焼結合金製バルブシート |
| US6358298B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-03-19 | Quebec Metal Powders Limited | Iron-graphite composite powders and sintered articles produced therefrom |
| US11685982B2 (en) | 2016-10-17 | 2023-06-27 | Tenneco Inc. | Free graphite containing powders |
| EP3722021B1 (en) | 2017-12-05 | 2022-09-28 | JFE Steel Corporation | Partially diffusion-alloyed steel powder |
| US11441212B2 (en) | 2017-12-05 | 2022-09-13 | Jfe Steel Corporation | Alloyed steel powder |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589801B2 (ja) * | 1976-02-19 | 1983-02-23 | 川崎製鉄株式会社 | 低酸素、低炭素鉄系粉末の製造方法 |
| JPS5983701A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-15 | Mitsubishi Metal Corp | 焼結性のすぐれた高炭素合金鋼粉末の製造法 |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP3189557A patent/JP2704064B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH059501A (ja) | 1993-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970909 |
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