JP6953918B2 - Metal powder, sintered body, and method for manufacturing sintered body - Google Patents

Metal powder, sintered body, and method for manufacturing sintered body Download PDF

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本発明は、金属粉末、焼結体、および焼結体の製造方法に関し、さらに詳しくは、粉末冶金の原料として用いることができる金属粉末、そのような金属粉末の焼結によって製造することができる焼結体、およびそのような焼結体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a metal powder, a sintered body, and a method for producing a sintered body, and more particularly, a metal powder that can be used as a raw material for powder metallurgy, and can be produced by sintering such a metal powder. It relates to a sintered body and a method for producing such a sintered body.

射出成形やプレス成形等を用いて、ステンレス鋼等よりなる金属粉末材料を所定の形状に成形したうえで、成形体を焼結し、焼結体を得る粉末冶金の工程によって、金属成形部材を製造する方法が公知である。この際、得られる金属成形部材において、高い硬度や耐食性が要求される場合がある。 A metal powder material made of stainless steel or the like is molded into a predetermined shape by injection molding, press molding, or the like, and then the molded body is sintered to obtain a sintered body. The metal molding member is formed by a powder metallurgy process. The method of manufacturing is known. At this time, the obtained metal molding member may be required to have high hardness and corrosion resistance.

ステンレス鋼に高硬度や高耐食性が要求される場合には、従来一般には、SUS440CやSUS420J2といったマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられてきた。これらのうち、SUS440Cは非常に高い硬度を有するが、母相における固溶Cr量が少ないために、十分な耐食性を有さない。一方、SUS420J2は、炭素量が相対的に少ないために、十分な硬さが得られない。 When high hardness and high corrosion resistance are required for stainless steel, martensitic stainless steels such as SUS440C and SUS420J2 have been generally used. Of these, SUS440C has a very high hardness, but does not have sufficient corrosion resistance due to the small amount of solid solution Cr in the matrix phase. On the other hand, SUS420J2 has a relatively small amount of carbon, so that sufficient hardness cannot be obtained.

そこで、高硬度と高耐食性を両立するマルテンサイト鋼として、本出願人の出願による特許文献1に示されるような成分組成を有するものが、新たに開発されている。特許文献1のマルテンサイト鋼は、0.15%≦C<0.70%、0.05%≦Si≦1.00%、0.05%≦Mn≦1.00%、P≦0.10%、S≦0.10%、0.001%≦Cu≦0.50%、0.05%≦Ni≦0.50%、11.0%≦Cr≦18.0%、0.05%≦Mo≦2.0%、0.01%≦W≦0.50%、0.01%≦V≦0.50%、0.05%≦N≦0.40%、O≦0.02%、Al≦0.080%、及び、0.0005%≦B≦0.0050%を含み、残部が実質的にFe及び不可避的不純物からなり、0.4%<C+N<0.7%、かつC/N≧0.75である、という成分組成を有している。 Therefore, as a martensitic steel having both high hardness and high corrosion resistance, a steel having a component composition as shown in Patent Document 1 filed by the applicant has been newly developed. The martensite steel of Patent Document 1 has 0.15% ≤ C <0.70%, 0.05% ≤ Si ≤ 1.00%, 0.05% ≤ Mn ≤ 1.00%, P ≤ 0.10. %, S ≤ 0.10%, 0.001% ≤ Cu ≤ 0.50%, 0.05% ≤ Ni ≤ 0.50%, 11.0% ≤ Cr ≤ 18.0%, 0.05% ≤ Mo ≤ 2.0%, 0.01% ≤ W ≤ 0.50%, 0.01% ≤ V ≤ 0.50%, 0.05% ≤ N ≤ 0.40%, O ≤ 0.02%, It contains Al ≤ 0.080% and 0.0005% ≤ B ≤ 0.0050%, and the balance is substantially composed of Fe and unavoidable impurities, 0.4% <C + N <0.7%, and C. It has a component composition of / N ≧ 0.75.

特開2007−277639号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-277369

特許文献1に開示されるような高強度と高耐食性を両立するマルテンサイト鋼を、金属粉末を構成する材料として用いれば、粉末冶金工程を経て、高強度と高耐食性を備えた焼結体として、金属成形部材を得られる可能性がある。しかし、特許文献1に開示されたマルテンサイト鋼は、プラスチックの射出成形に用いる金型を構成する鋼材として想定されており、溶解・鋳造によって所定の形状に成形した後、適宜熱処理を経て、金型として用いられるものである。 If martensite steel, which has both high strength and high corrosion resistance as disclosed in Patent Document 1, is used as a material for forming a metal powder, it can be obtained as a sintered body having high strength and high corrosion resistance through a powder metallurgy process. , There is a possibility that a metal molding member can be obtained. However, the martensitic steel disclosed in Patent Document 1 is assumed to be a steel material constituting a mold used for injection molding of plastics, and is formed into a predetermined shape by melting and casting, and then appropriately heat-treated to obtain gold. It is used as a mold.

同じ成分組成を有する合金材料を用いたとしても、溶解・鋳造の工程と、粉末冶金における焼結の工程とでは、合金材料の組織において生じる物理現象が相違し、その結果として、得られる金属部材において、組織の微細構造や物理的特性が相違する可能性がある。よって、溶解・鋳造によって成形される特許文献1のマルテンサイト鋼の組成をそのまま粉末冶金原料としての金属粉末に適用したとしても、粉末冶金の工程を経て、硬度や耐食性、機械的強度等の物理的特性に優れた焼結体が得られるとは限らない。 Even if alloy materials having the same composition are used, the physical phenomena that occur in the structure of the alloy material differ between the melting / casting process and the sintering process in powder metallurgy, and as a result, the resulting metal member In, the microstructure and physical properties of the structure may differ. Therefore, even if the composition of the martensite steel of Patent Document 1 formed by melting and casting is applied to the metal powder as a raw material for powder metallurgy as it is, the physical properties such as hardness, corrosion resistance, and mechanical strength are obtained through the powder metallurgy process. It is not always possible to obtain a sintered body having excellent characteristics.

本発明が解決しようとする課題は、粉末冶金の原料として好適に用いることができ、硬度と耐食性、機械的強度に優れた焼結体を与えうる金属粉末を提供することにある。また、そのような焼結体、およびその製造方法を提供することにある。 An object to be solved by the present invention is to provide a metal powder which can be suitably used as a raw material for powder metallurgy and can give a sintered body having excellent hardness, corrosion resistance and mechanical strength. Another object of the present invention is to provide such a sintered body and a method for producing the same.

上記課題を解決するために、本発明にかかる金属粉末は、Cを含有し、かつ、質量%で、0.05%≦Si≦1.00%、0.05%≦Mn≦1.00%、P≦0.10%、S≦0.10%、0.001%≦Cu≦0.50%、0.05%≦Ni≦0.50%、11.0%≦Cr≦18.0%、0.05%≦Mo≦2.0%、0.01%≦V≦0.50%、N≦0.40%、0.02%<O≦0.60%、Al≦0.080%、0.0005%≦B≦0.0050%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる。 In order to solve the above problems, the metal powder according to the present invention contains C and contains 0.05% ≤ Si ≤ 1.00% and 0.05% ≤ Mn ≤ 1.00% in mass%. , P ≤ 0.10%, S ≤ 0.10%, 0.001% ≤ Cu ≤ 0.50%, 0.05% ≤ Ni ≤ 0.50%, 11.0% ≤ Cr ≤ 18.0% , 0.05% ≤ Mo ≤ 2.0%, 0.01% ≤ V ≤ 0.50%, N ≤ 0.40%, 0.02% <O ≤ 0.60%, Al ≤ 0.080% , 0.0005% ≤ B ≤ 0.0050%, the balance consisting of Fe and unavoidable impurities.

ここで、Cの含有量が、質量%で、C≦1.00%であるとよい。 Here, it is preferable that the content of C is mass% and C ≦ 1.00%.

また、Nの含有量が、質量%で、0.005%≦N≦0.40%であるとよい。 Further, the content of N is preferably 0.005% ≦ N ≦ 0.40% in terms of mass%.

CとNの含有量の合計が、質量%で、0.4%<C+N<0.7%であるとよい。 The total content of C and N is preferably 0.4% <C + N <0.7% in mass%.

CとNの含有量の比が、C/N≧0.75であるとよい。 The ratio of the contents of C and N is preferably C / N ≧ 0.75.

前記金属粉末は、さらに、質量%で、0.001%≦Co≦0.50%、0.01%≦W≦0.50%から選択される少なくとも1種を含有するとよい。 The metal powder may further contain at least one selected from 0.001% ≤ Co ≤ 0.50% and 0.01% ≤ W ≤ 0.50% in mass%.

前記金属粉末は、さらに、質量%で、0.001%≦Se≦0.3%、0.001%≦Te≦0.3%、0.0002%≦Ca≦0.10%、0.001%≦Pb≦0.20%から選択される少なくとも1種を含有するとよい。 Further, the metal powder is 0.001% ≤ Se ≤ 0.3%, 0.001% ≤ Te ≤ 0.3%, 0.0002% ≤ Ca ≤ 0.10%, 0.001 in mass%. It is preferable to contain at least one selected from% ≤ Pb ≤ 0.20%.

前記金属粉末は、さらに、質量%で、0.001%≦Nb≦0.30%、0.001%≦Ta≦0.30%、Ti≦0.20%、0.001%≦Zr≦0.30%から選択される少なくとも1種を含有するとよい。 The metal powder further contains 0.001% ≤ Nb ≤ 0.30%, 0.001% ≤ Ta ≤ 0.30%, Ti ≤ 0.20%, 0.001% ≤ Zr ≤ 0 in mass%. It is preferable to contain at least one selected from .30%.

本発明にかかる焼結体は、質量%で、0.15%≦C<0.70%、0.05%≦Si≦1.00%、0.05%≦Mn≦1.00%、P≦0.10%、S≦0.10%、0.001%≦Cu≦0.50%、0.05%≦Ni≦0.50%、11.0%≦Cr≦18.0%、0.05%≦Mo≦2.0%、0.01%≦V≦0.50%、0.05%≦N≦0.40%、0.02%<O≦0.60%、Al≦0.080%、0.0005%≦B≦0.0050%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなるマルテンサイト鋼よりなり、0.4%<C+N<0.7%、かつC/N≧0.75である。 The sintered body according to the present invention has 0.15% ≤ C <0.70%, 0.05% ≤ Si ≤ 1.00%, 0.05% ≤ Mn ≤ 1.00%, P in mass%. ≤0.10%, S≤0.10%, 0.001%≤Cu≤0.50%, 0.05%≤Ni≤0.50%, 11.0%≤Cr≤18.0%, 0 0.05% ≤ Mo ≤ 2.0%, 0.01% ≤ V ≤ 0.50%, 0.05% ≤ N ≤ 0.40%, 0.02% <O ≤ 0.60%, Al ≤ 0 .080%, 0.0005% ≤ B ≤ 0.0050%, the balance is made of martensite steel consisting of Fe and unavoidable impurities, 0.4% <C + N <0.7%, and C / N ≧ 0.75.

前記焼結体は、さらに、質量%で、0.001%≦Co≦0.50%、0.01%≦W≦0.50%から選択される少なくとも1種を含有するとよい。 The sintered body may further contain at least one selected from 0.001% ≦ Co ≦ 0.50% and 0.01% ≦ W ≦ 0.50% in mass%.

前記焼結体は、さらに、質量%で、0.001%≦Se≦0.3%、0.001%≦Te≦0.3%、0.0002%≦Ca≦0.10%、0.001%≦Pb≦0.20%から選択される少なくとも1種を含有するとよい。 Further, the sintered body was obtained in terms of mass% of 0.001% ≤ Se ≤ 0.3%, 0.001% ≤ Te ≤ 0.3%, 0.0002% ≤ Ca ≤ 0.10%, 0. It is preferable to contain at least one selected from 001% ≤ Pb ≤ 0.20%.

前記焼結体は、さらに、質量%で、0.001%≦Nb≦0.30%、0.001%≦Ta≦0.30%、Ti≦0.20%、0.001%≦Zr≦0.30%から選択される少なくとも1種を含有するとよい。 Further, the sintered body is 0.001% ≦ Nb ≦ 0.30%, 0.001% ≦ Ta ≦ 0.30%, Ti ≦ 0.20%, 0.001% ≦ Zr ≦ in mass%. It is preferable to contain at least one selected from 0.30%.

本発明にかかる焼結体の製造方法は、上記発明にかかる金属粉末を成形して焼結することで、上記発明にかかる焼結体を製造するものである。 The method for producing a sintered body according to the present invention is to produce the sintered body according to the above invention by molding and sintering the metal powder according to the above invention.

ここで、窒素を含む雰囲気中で焼結を行うとよい。 Here, it is preferable to perform sintering in an atmosphere containing nitrogen.

上記発明にかかる金属粉末は、所定の成分組成を有することにより、焼結を経て、硬度と耐食性、機械的強度に優れた焼結体を与えることができる。特に、0.02質量%を超えるOを、Siとともに含有することで、焼結時に、SiOとして、結晶粒界におけるピン止め効果を発揮し、焼結体の組織を微細化する。それにより、焼結体の機械的強度が高められ、靱性や疲労強度が向上する。 Since the metal powder according to the above invention has a predetermined component composition, it can be sintered to give a sintered body having excellent hardness, corrosion resistance, and mechanical strength. In particular, by containing O exceeding 0.02% by mass together with Si, the structure of the sintered body is miniaturized by exhibiting a pinning effect at the grain boundaries as SiO 2 at the time of sintering. As a result, the mechanical strength of the sintered body is increased, and the toughness and fatigue strength are improved.

上記発明にかかる焼結体は、所定の成分組成を有することにより、硬度と耐食性、機械的強度に優れた金属成形部材となる。特に、0.02質量%を超えるOを、Siとともに含有することで、焼結時に生成したSiOによるピン止め効果により、焼結体の組織が微細化される。それにより、焼結体の機械的強度が高められ、靱性や疲労強度の高い焼結体となる。 By having a predetermined component composition, the sintered body according to the above invention becomes a metal molding member having excellent hardness, corrosion resistance, and mechanical strength. In particular, by containing O exceeding 0.02% by mass together with Si, the structure of the sintered body is refined by the pinning effect of SiO 2 generated at the time of sintering. As a result, the mechanical strength of the sintered body is increased, and the sintered body has high toughness and fatigue strength.

上記発明にかかる焼結体の製造方法においては、所定量のOを含有する金属粉末を原料として、成形と焼結を行うことで、硬度および耐食性とともに、機械的強度に優れた焼結体を製造することができる。成形時や焼結時の条件により、焼結体におけるCやNの含有量を制御して、各特性を調整することも可能である。 In the method for producing a sintered body according to the above invention, a sintered body having excellent mechanical strength as well as hardness and corrosion resistance is obtained by molding and sintering using a metal powder containing a predetermined amount of O as a raw material. Can be manufactured. It is also possible to adjust each characteristic by controlling the content of C and N in the sintered body according to the conditions at the time of molding and sintering.

以下、本発明の実施形態にかかる金属粉末および焼結体、焼結体の製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the metal powder, the sintered body, and the method for producing the sintered body according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

[焼結体]
まず、本発明の一実施形態にかかる焼結体について説明する。本実施形態にかかる焼結体は、金属粉末材料を所望の部材の形状に成形し、焼結してなるものである。
[Sintered body]
First, the sintered body according to the embodiment of the present invention will be described. The sintered body according to the present embodiment is formed by molding a metal powder material into a desired member shape and sintering the material.

本実施形態にかかる焼結体は、マルテンサイト鋼よりなる。つまり、ステンレス鋼の粉末が焼結されたものよりなり、マルテンサイト組織を有している。そして、本実施形態にかかる焼結体は、以下のような元素を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる。添加元素の種類、成分比および限定理由などは、以下のとおりである。なお、成分比の単位は、質量%である。 The sintered body according to this embodiment is made of martensitic steel. That is, it is made of sintered stainless steel powder and has a martensite structure. The sintered body according to the present embodiment contains the following elements, and the balance is composed of Fe and unavoidable impurities. The types of additive elements, component ratios, reasons for limitation, etc. are as follows. The unit of the component ratio is mass%.

(1) 0.15%≦C<0.70%。
Cは、強度および耐摩耗性を確保するのに必要な元素であり、Cr、Mo、W、V、Nb等の炭化物形成元素と結合して炭化物を形成する元素である。また、Cは、金属粉末の製造時や、焼結体の作製時、焼結体の焼入れ時等に加熱を受けた際に、マトリックスに固溶し、マトリックスをマルテンサイト組織化することによって硬度を確保する元素である。強度および耐摩耗性の向上や硬度確保の効果を得るためには、C量は0.15%以上が好ましい。
一方、C量が過剰になると、Cが炭化物形成元素と結合して炭化物を形成し、母相中のCr、Mo等の固溶量が低下する。母相中のCr、Mo等の固溶量の低下は、耐食性を低下させる原因となる。従って、C量は、0.70%未満が好ましい。
(1) 0.15% ≤ C <0.70%.
C is an element necessary for ensuring strength and wear resistance, and is an element that forms carbide by combining with carbide-forming elements such as Cr, Mo, W, V, and Nb. Further, C is dissolved in a matrix when it is heated during the production of a metal powder, the production of a sintered body, the quenching of a sintered body, or the like, and the matrix is organized into martensite to form a hardness. It is an element that secures. The amount of C is preferably 0.15% or more in order to obtain the effects of improving the strength and wear resistance and ensuring the hardness.
On the other hand, when the amount of C becomes excessive, C combines with a carbide-forming element to form a carbide, and the amount of solid solution of Cr, Mo, etc. in the matrix decreases. A decrease in the amount of solid solution of Cr, Mo, etc. in the matrix causes a decrease in corrosion resistance. Therefore, the amount of C is preferably less than 0.70%.

(2) 0.05%≦Si≦1.00%。
Siは、主に脱酸剤又は窒素添加のために添加される。また、Oと結合し、SiOとなって、金属粉末材料の焼結時に、粒界におけるピン止め効果により、結晶組織の微細化に寄与する。それらの効果を得るために、Si量は、0.05%以上が好ましい。
一方、Si量が過剰になると、靱性を低下させる。従って、Si量は、1.00%以下が好ましい。
(2) 0.05% ≤ Si ≤ 1.00%.
Si is added primarily for antacid or nitrogen addition. In addition, it combines with O to form SiO 2 , which contributes to the miniaturization of the crystal structure due to the pinning effect at the grain boundaries when the metal powder material is sintered. In order to obtain these effects, the amount of Si is preferably 0.05% or more.
On the other hand, when the amount of Si becomes excessive, the toughness is lowered. Therefore, the amount of Si is preferably 1.00% or less.

(3) 0.05%≦Mn≦1.00%。
Mnは、焼入れ性向上元素として添加され、焼結体に対して焼入れを行う際の焼入れ性を向上させる。また、不可避的に含まれるSを固定し、靱性の低下を防止する効果もある。このような効果を得るためには、Mn量は、0.05%以上が好ましい。
一方、Mnは酸化物を形成しやすいため、Mn量が過剰になると、金属粉末や焼結体中のO濃度が、必要以上に上昇しやすくなる。従って、Mn量は、1.00%以下が好ましい。
(3) 0.05% ≤ Mn ≤ 1.00%.
Mn is added as a hardenability improving element to improve the hardenability when quenching the sintered body. It also has the effect of fixing the S contained inevitably and preventing a decrease in toughness. In order to obtain such an effect, the amount of Mn is preferably 0.05% or more.
On the other hand, since Mn tends to form an oxide, if the amount of Mn becomes excessive, the O concentration in the metal powder or the sintered body tends to increase more than necessary. Therefore, the amount of Mn is preferably 1.00% or less.

(4) P≦0.10%。
(5) S≦0.10%。
P、Sは、鋼中に不可避的に含まれる。Pは結晶粒界への偏析を起こし、Sは硫化物を形成し、靱性を低下させる原因となる。従って、PおよびSが不可避的に含有される場合に、P量は、0.10%以下が好ましい。また、S量は、0.10%以下が好ましい。
(4) P ≦ 0.10%.
(5) S ≦ 0.10%.
P and S are inevitably contained in the steel. P causes segregation to grain boundaries, and S forms sulfide, which causes a decrease in toughness. Therefore, when P and S are unavoidably contained, the amount of P is preferably 0.10% or less. The amount of S is preferably 0.10% or less.

(6) 0.001%≦Cu≦0.50%。
Cuは、耐食性を向上させる元素である。耐食性向上の効果を得るためには、Cu量は、0.001%以上が好ましい。
一方、Cu量が過剰になると、残留オーステナイト量が増加し、寸法の経年変化を引き起こす。従って、Cu量は、0.50%以下が好ましい。
(6) 0.001% ≤ Cu ≤ 0.50%.
Cu is an element that improves corrosion resistance. In order to obtain the effect of improving corrosion resistance, the amount of Cu is preferably 0.001% or more.
On the other hand, when the amount of Cu becomes excessive, the amount of retained austenite increases, causing aging of the dimensions. Therefore, the amount of Cu is preferably 0.50% or less.

(7) 0.05%≦Ni≦0.50%。
Niは、焼結体中、また原料となる金属粉末中の窒素の含有量を増加させるのに寄与する。このような効果を得るためには、Ni量は、0.05%以上が好ましい。
一方、Ni量が過剰になると、残留オーステナイト量が増加し、寸法の経年変化を引き起こす。従って、Ni量は、0.50%以下が好ましい。
(7) 0.05% ≤ Ni ≤ 0.50%.
Ni contributes to increasing the nitrogen content in the sintered body and in the metal powder as a raw material. In order to obtain such an effect, the amount of Ni is preferably 0.05% or more.
On the other hand, when the amount of Ni becomes excessive, the amount of retained austenite increases, causing aging of the dimensions. Therefore, the amount of Ni is preferably 0.50% or less.

(8) 11.0%≦Cr≦18.0%。
Crは、焼結体中、また原料となる金属粉末中の窒素の含有量を増加させるのに寄与する。このような効果を得るためには、Cr量は、11.0%以上が好ましい。
一方、Cr量が過剰になると、サブゼロ処理を行っても残留オーステナイト量が増加し、硬さが低下する。従って、Cr量は、18.0%以下が好ましい。
(8) 11.0% ≤ Cr ≤ 18.0%.
Cr contributes to increasing the nitrogen content in the sintered body and in the metal powder as a raw material. In order to obtain such an effect, the amount of Cr is preferably 11.0% or more.
On the other hand, when the amount of Cr becomes excessive, the amount of retained austenite increases and the hardness decreases even if the subzero treatment is performed. Therefore, the amount of Cr is preferably 18.0% or less.

(9) 0.05%≦Mo≦2.0%。
Moは、耐食性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、Mo量は、0.05%以上が好ましい。
一方、Mo量が過剰になると、粗大な炭窒化物を形成し、鏡面性の低下を招く。従って、Mo量は、2.0%以下が好ましい。
(9) 0.05% ≤ Mo ≤ 2.0%.
Mo is an element that improves corrosion resistance. In order to obtain such an effect, the amount of Mo is preferably 0.05% or more.
On the other hand, when the amount of Mo is excessive, coarse carbonitride is formed, which causes a decrease in mirror quality. Therefore, the amount of Mo is preferably 2.0% or less.

(10) 0.01%≦V≦0.50%。
Vは、焼結体中、また原料となる金属粉末中の窒素の含有量を増加させるのに寄与する。このような効果を得るためには、V量は、0.01%以上が好ましい。
一方、V量が過剰になると、粗大な炭窒化物を形成し、鏡面性の低下を招く。従って、V量は、0.50%以下が好ましい。
(10) 0.01% ≤ V ≤ 0.50%.
V contributes to increasing the nitrogen content in the sintered body and in the metal powder as a raw material. In order to obtain such an effect, the amount of V is preferably 0.01% or more.
On the other hand, when the amount of V is excessive, coarse carbonitride is formed, which causes a decrease in mirror quality. Therefore, the amount of V is preferably 0.50% or less.

(11) 0.05%≦N≦0.40%。
Nは、侵入型固溶体を形成する侵入型元素であり、マルテンサイト組織の硬さの上昇に寄与する。また、マトリックス中にNを固溶させると、耐食性が向上する。このような効果を得るためには、焼結体中におけるN量は、0.05%以上が好ましい。
一方、N量が過剰になると、炭窒化物が過剰に生じるため、焼結体の靱性が低下する。従って、N量は、0.40%以下が好ましい。
(11) 0.05% ≤ N ≤ 0.40%.
N is an invasive element that forms an invasive solid solution and contributes to an increase in the hardness of the martensite structure. Further, when N is dissolved in the matrix, the corrosion resistance is improved. In order to obtain such an effect, the amount of N in the sintered body is preferably 0.05% or more.
On the other hand, when the amount of N is excessive, carbonitride is excessively generated, so that the toughness of the sintered body is lowered. Therefore, the amount of N is preferably 0.40% or less.

(12) 0.02%<O≦0.60%。
金属粉末原料を焼結して焼結体とする際に、金属粉末原料にOが含有されると、Siと結合してSiOを形成する。SiOは、焼結時に、結晶粒界においてピン止め効果を発揮し、結晶粒の粗大化を抑制する効果を有する。結晶粒の微細化により、焼結体の機械的強度が向上する。特に、焼結体の靱性や疲労強度が向上する。これらの特性の向上は、焼結体の抗折力の向上として反映される。そのような効果を十分に得る観点から、焼結体中のO量は、0.02%よりも多いことが好ましい。
一方、O量が多くなりすぎると、金属粉末の焼結性が悪くなり、焼結体中の空孔率が高くなる。すると、高密度の焼結体が得にくくなる。従って、焼結体におけるO量は、0.60%以下が好ましい。0.50%以下、さらには0.24%以下であると、より好ましい。
(12) 0.02% <O ≦ 0.60%.
When the metal powder raw material is sintered to form a sintered body, if O is contained in the metal powder raw material, it is combined with Si to form SiO 2. SiO 2 exerts a pinning effect at the crystal grain boundaries at the time of sintering, and has an effect of suppressing coarsening of crystal grains. The finer grain size improves the mechanical strength of the sintered body. In particular, the toughness and fatigue strength of the sintered body are improved. The improvement of these characteristics is reflected as the improvement of the bending force of the sintered body. From the viewpoint of sufficiently obtaining such an effect, the amount of O in the sintered body is preferably more than 0.02%.
On the other hand, if the amount of O is too large, the sinterability of the metal powder deteriorates and the porosity in the sintered body increases. Then, it becomes difficult to obtain a high-density sintered body. Therefore, the amount of O in the sintered body is preferably 0.60% or less. It is more preferably 0.50% or less, more preferably 0.24% or less.

(13) Al≦0.080%。
Alは、脱酸剤として添加される元素である。しかし、Al量が過剰になると、粗大な窒化物を形成し、鏡面性を低下させる。従って、Alを添加する場合に、Al量は、0.080%以下が好ましい。
(13) Al ≦ 0.080%.
Al is an element added as an antacid. However, when the amount of Al becomes excessive, coarse nitrides are formed and the mirror surface property is deteriorated. Therefore, when Al is added, the amount of Al is preferably 0.080% or less.

(14) 0.0005%≦B≦0.0050%。
Bは、粒界を強化させ、焼入れ・サブゼロ処理等の熱処理の際の割れを低減させる元素である。このような効果を得るためには、B量は、0.0005%以上が好ましい。
一方、B量が過剰になると、窒化物を形成し、耐食性を低下させる。従って、B量は、0.0050%以下が好ましい。
(14) 0.0005% ≤ B ≤ 0.0050%.
B is an element that strengthens grain boundaries and reduces cracking during heat treatment such as quenching and subzero treatment. In order to obtain such an effect, the amount of B is preferably 0.0005% or more.
On the other hand, when the amount of B becomes excessive, a nitride is formed and the corrosion resistance is lowered. Therefore, the amount of B is preferably 0.0050% or less.

本発明にかかる焼結体においては、添加元素が上述した範囲にあることに加えて、C量及びN量の間に、以下の関係を有している。
(A) 0.4%<C+N<0.7%。
(B) C/N≧0.75。
上記のように、Nは、耐食性と硬さの双方を向上させる元素である。しかしながら、N単独では、十分な硬さが得られない。これに対し、Cを含む鋼中にさらにNを添加すると、焼入れ等で加熱される際の温度におけるCの固溶限が大きくなり、マルテンサイト変態後に高硬度が得られる。このような効果を得るためには、C+N量は、0.4%より大きいことが好ましい。
一方、C+N量が過剰になると、粗大な炭窒化物を形成し、鏡面性を低下させる。従って、C+N量は、0.7%未満が好ましい。
また、Nに対してCが相対的に少ないと、マルテンサイト変態後に、硬さが確保できない。従って、C/Nは、0.75以上が好ましい。
In the sintered body according to the present invention, in addition to the additive elements being in the above-mentioned range, the C amount and the N amount have the following relationship.
(A) 0.4% <C + N <0.7%.
(B) C / N ≧ 0.75.
As described above, N is an element that improves both corrosion resistance and hardness. However, N alone cannot obtain sufficient hardness. On the other hand, when N is further added to the steel containing C, the solid solution limit of C at the temperature at which it is heated by quenching or the like becomes large, and high hardness is obtained after martensitic transformation. In order to obtain such an effect, the amount of C + N is preferably larger than 0.4%.
On the other hand, when the amount of C + N becomes excessive, coarse carbonitride is formed and the mirror surface property is deteriorated. Therefore, the amount of C + N is preferably less than 0.7%.
Further, if C is relatively small with respect to N, hardness cannot be secured after martensitic transformation. Therefore, the C / N is preferably 0.75 or more.

本実施形態にかかる焼結体は、上記所定量のC、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Cr、Mo、V、N、O、Al、Bを含有し、残部は、Feと不可避的不純物よりなる。なお、PおよびSの含有量は、上記のように、それぞれ0.10%以下に抑えられていることが好ましいが、金属粉末に、バインダ等の有機材料を混合して成形し、焼結体を製造する場合に、有機材料に由来するPおよびSが、不可避的不純物として、上記範囲を超えて焼結体に含有される場合を排除するものではない。 The sintered body according to the present embodiment contains the above-mentioned predetermined amounts of C, Si, Mn, P, S, Cu, Ni, Cr, Mo, V, N, O, Al and B, and the balance is Fe. Consists of unavoidable impurities. As described above, the contents of P and S are preferably suppressed to 0.10% or less, respectively, but the metal powder is mixed with an organic material such as a binder and molded to form a sintered body. Is not excluded when P and S derived from an organic material are contained in the sintered body as unavoidable impurities in excess of the above range.

本実施形態にかかる焼結体は、上述した各種の必須元素に加えて、以下のいずれか少なくとも1種の第1添加元素を含んでいても良い。
(15) 0.01%≦W≦0.50%。
(16) 0.001%≦Co≦0.50%。
Wは、焼入れ性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、W量は、0.01%以上が好ましい。
一方、W量が過剰になると、粗大な炭窒化物を形成し、鏡面性の低下を招く。従って、W量は、0.50%以下が好ましい。
Coも、Wと同様に、焼入れ性を向上させるために添加することができる。このような効果を得るためには、Co量は、0.001%以上が好ましい。
一方、Coを過剰に添加しても、効果が飽和し、実益がない。従って、Co量は、0.50%以下が好ましい。
The sintered body according to the present embodiment may contain at least one of the following first additive elements in addition to the various essential elements described above.
(15) 0.01% ≤ W ≤ 0.50%.
(16) 0.001% ≤ Co ≤ 0.50%.
W is an element that improves hardenability. In order to obtain such an effect, the amount of W is preferably 0.01% or more.
On the other hand, when the amount of W becomes excessive, coarse carbonitride is formed, which causes a decrease in mirror quality. Therefore, the amount of W is preferably 0.50% or less.
Like W, Co can be added to improve hardenability. In order to obtain such an effect, the amount of Co is preferably 0.001% or more.
On the other hand, even if Co is added excessively, the effect is saturated and there is no actual benefit. Therefore, the amount of Co is preferably 0.50% or less.

本実施形態にかかる焼結体は、上述した第1添加元素に加えて、または、これに代えて、以下のいずれか少なくとも1種の第2添加元素をさらに含んでいても良い。
(17) 0.001%≦Se≦0.3%。
(18) 0.001%≦Te≦0.3%。
(19) 0.0002%≦Ca≦0.10%。
(20) 0.001%≦Pb≦0.20%。
Se、Te、Ca、Pb及びBiは、いずれも被削性を向上させるために添加することができる。このような効果を得るためには、各元素の添加量は、上述した下限値以上が好ましい。
一方、これらの元素を過剰に添加すると、靱性の低下を招く。従って、各元素の添加量は、上述した上限値以下が好ましい。
The sintered body according to the present embodiment may further contain at least one of the following second additive elements in addition to or instead of the first additive element described above.
(17) 0.001% ≤ Se ≤ 0.3%.
(18) 0.001% ≤ Te ≤ 0.3%.
(19) 0.0002% ≤ Ca ≤ 0.10%.
(20) 0.001% ≤ Pb ≤ 0.20%.
Se, Te, Ca, Pb and Bi can all be added to improve machinability. In order to obtain such an effect, the amount of each element added is preferably at least the above-mentioned lower limit value.
On the other hand, excessive addition of these elements causes a decrease in toughness. Therefore, the amount of each element added is preferably not more than the above-mentioned upper limit value.

本実施形態にかかる焼結体は、上述した第1添加元素および/または第2添加元素に加えて、または、これらに代えて、以下のいずれか少なくとも1種の第3添加元素をさらに含んでいても良い。
(21) 0.001%≦Nb≦0.30%。
(22) 0.001%≦Ta≦0.30%。
(23) Ti≦0.20%。
(24) 0.001%≦Zr≦0.30%。
Ti、Nb、Ta及びZrは、いずれもC、Nと結合して炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化抑制に効果がある。このような効果を得るためには、これらの元素の添加量は、上述した下限値以上が好ましい。
一方、これらの元素を過剰に添加すると、被削性を劣化させる。従って、これらの元素の添加量は、上述した上限値以下が好ましい。
The sintered body according to the present embodiment further contains at least one of the following third additive elements in addition to or in place of the first additive element and / or the second additive element described above. You can stay.
(21) 0.001% ≤ Nb ≤ 0.30%.
(22) 0.001% ≤ Ta ≤ 0.30%.
(23) Ti ≤ 0.20%.
(24) 0.001% ≤ Zr ≤ 0.30%.
Ti, Nb, Ta and Zr all combine with C and N to form a carbonitride, which is effective in suppressing the coarsening of crystal grains. In order to obtain such an effect, the amount of these elements added is preferably at least the above-mentioned lower limit.
On the other hand, excessive addition of these elements deteriorates machinability. Therefore, the amount of these elements added is preferably not more than the above-mentioned upper limit value.

本実施形態にかかる焼結体は、侵入型元素としてCに加えてNを含有し、かつ、C+N量及びC/N比が所定の値に調整されているため、焼入れ等で加熱を行う際の温度におけるCの固溶限を大きくする(すなわち、オーステナイト領域を広くする)ことができる。そのため、マルテンサイト変態後に高硬度が得られる。また、耐食性を向上させる各種の元素を添加することに加えて、マトリックス中に適量のNを固溶させると、耐食性がさらに向上する。さらに、鋼中にBを添加することによって粒界が強化され、焼入れ・サブゼロ処理等の熱処理の際の割れを低減することができる。 The sintered body according to the present embodiment contains N in addition to C as an intrusive element, and the amount of C + N and the C / N ratio are adjusted to predetermined values. Therefore, when heating is performed by quenching or the like. The solid solution limit of C at the temperature of is increased (that is, the austenite region is widened). Therefore, high hardness can be obtained after martensitic transformation. Further, in addition to adding various elements for improving corrosion resistance, if an appropriate amount of N is dissolved in the matrix, the corrosion resistance is further improved. Further, by adding B to the steel, the grain boundaries are strengthened, and cracks during heat treatment such as quenching and subzero treatment can be reduced.

そして、本実施形態にかかる焼結体は、0.02%を超えるOを含有しているため、SiOによるピン止め効果により、結晶粒が微細化され、高い機械的強度を有するものとなる。結晶粒の微細化の程度は、例えば、JIS G0551に規定される結晶粒度番号によって評価することができ、結晶粒度番号4.0以上、さらには5.0以上であることが好ましい。また、焼結体の抗折力は、3000MPa以上であることが好ましい。 Since the sintered body according to the present embodiment contains O exceeding 0.02%, the crystal grains are refined by the pinning effect of SiO 2, and the sintered body has high mechanical strength. .. The degree of fineness of the crystal grains can be evaluated by, for example, the crystal grain size number defined in JIS G0551, and the crystal grain size number is preferably 4.0 or more, more preferably 5.0 or more. Further, the bending force of the sintered body is preferably 3000 MPa or more.

一方、Oの含有量が0.60%以下に抑えられていることにより、高密度の焼結体とすることができる。焼結体の密度は、相対密度で、92%以上であることが好ましい。相対密度は、94%以上、さらには96%以上であると、より好ましい。 On the other hand, since the O content is suppressed to 0.60% or less, a high-density sintered body can be obtained. The density of the sintered body is preferably 92% or more in relative density. The relative density is more preferably 94% or more, more preferably 96% or more.

本実施形態にかかる焼結体によって構成する具体的な金属成形部材の種類は、特に限定されるものではない。複雑な形状への成形が行いやすいという粉末冶金の特性と、焼結体の硬度、耐食性、機械的強度等の物理特性を活用する観点から、軸受等の摺動部品を構成する場合を、好適な例として挙げることができる。 The specific type of metal molding member composed of the sintered body according to the present embodiment is not particularly limited. From the viewpoint of utilizing the characteristics of powder metallurgy, which makes it easy to form into complicated shapes, and the physical characteristics such as hardness, corrosion resistance, and mechanical strength of the sintered body, it is preferable to construct sliding parts such as bearings. It can be given as an example.

[金属粉末]
次に、本発明の一実施形態にかかる金属粉末について説明する。本実施形態にかかる金属粉末は、粉末冶金の原料として用いることができ、所望の形状に成形し、焼結することで、上記実施形態にかかる焼結体のように、硬度と耐食性、機械的強度に優れた焼結体を与えうるものである。
[Metal powder]
Next, the metal powder according to the embodiment of the present invention will be described. The metal powder according to the present embodiment can be used as a raw material for powder metallurgy, and by forming it into a desired shape and sintering it, hardness, corrosion resistance, and mechanical like the sintered body according to the above embodiment. It is possible to give a sintered body having excellent strength.

本実施形態にかかる金属粉末は、以下のような元素を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる。 The metal powder according to this embodiment contains the following elements, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities.

(1) C:含有量は特に指定されない。
(2) 0.05%≦Si≦1.00%。
(3) 0.05%≦Mn≦1.00%。
(4) P≦0.10%。
(5) S≦0.10%。
(6) 0.001%≦Cu≦0.50%。
(7) 0.05%≦Ni≦0.50%。
(8) 11.0%≦Cr≦18.0%。
(9) 0.05%≦Mo≦2.0%。
(10) 0.01%≦V≦0.50%。
(11) N≦0.40%。
(12) 0.02%<O≦0.60%。
(13) Al≦0.080%。
(14) 0.0005%≦B≦0.0050%。
(1) C: The content is not specified.
(2) 0.05% ≤ Si ≤ 1.00%.
(3) 0.05% ≤ Mn ≤ 1.00%.
(4) P ≦ 0.10%.
(5) S ≦ 0.10%.
(6) 0.001% ≤ Cu ≤ 0.50%.
(7) 0.05% ≤ Ni ≤ 0.50%.
(8) 11.0% ≤ Cr ≤ 18.0%.
(9) 0.05% ≤ Mo ≤ 2.0%.
(10) 0.01% ≤ V ≤ 0.50%.
(11) N ≦ 0.40%.
(12) 0.02% <O ≦ 0.60%.
(13) Al ≦ 0.080%.
(14) 0.0005% ≤ B ≤ 0.0050%.

上記において、(1)Cおよび(11)Nを除いて、各必須元素の含有量の範囲は、上記にて焼結体について挙げた範囲と同じであり、焼結体について説明したのと同じ理由で、それらの範囲に限定される。CおよびN以外の各必須元素は、金属粉末から、成形と焼結を経て成形体とした際に、実質的に変化するものではなく、金属粉末中に上記所定の範囲の含有量で含有されることで、焼結体において、それぞれの効果を発揮することができる。CおよびNについては、金属粉末中における含有量に加えて、金属粉末の成形時や焼結時の条件によって、焼結体中における含有量を制御することができる。 In the above, except for (1) C and (11) N, the range of the content of each essential element is the same as the range mentioned for the sintered body above, and is the same as described for the sintered body. For some reason, it is limited to those ranges. Each of the essential elements other than C and N does not substantially change when the metal powder is formed into a molded product through molding and sintering, and is contained in the metal powder in the above-mentioned predetermined range. As a result, each effect can be exhibited in the sintered body. Regarding C and N, in addition to the content in the metal powder, the content in the sintered body can be controlled by the conditions at the time of molding and sintering of the metal powder.

(1)Cについては、金属粉末を成形する際に、バインダ等として有機物や黒鉛等を添加することで、焼結体中のC量が多くなる。一方、焼結前の成形体に対して脱脂を行って、バインダ等に由来する有機分を除去しておくことで、焼結体中のC量が少なくなる。また、成形した金属粉末の焼結を真空中で行って、金属粉末由来、および/または有機物等の添加物由来のCを、金属粉末中のOと結合したCOの形で除去することでも、焼結体中のC量が少なくなる。 Regarding (1) C, the amount of C in the sintered body is increased by adding an organic substance, graphite, or the like as a binder or the like when molding the metal powder. On the other hand, the amount of C in the sintered body is reduced by degreasing the molded body before sintering to remove the organic component derived from the binder or the like. Alternatively, the molded metal powder may be sintered in a vacuum to remove C derived from the metal powder and / or derived from an additive such as an organic substance in the form of CO bonded to O in the metal powder. The amount of C in the sintered body is reduced.

このように、C量については、金属粉末の成形時や焼結時の条件によって、幅広く制御することができるので、金属粉末における含有量は、特に指定されない。ただし、Cが過剰に焼結体中に残存することによる耐食性の低下を回避する観点から、金属粉末中のC量は、1.00%以下、さらには0.70%未満であることが好ましい。
一方、金属粉末中のC量の下限については、バインダ等の混合により、焼結体中に不可避的にCが含有されることになるので、特に指定されない。バインダ等の有機物を使用しない場合等においては、C量が、0.15%以上であるであるとよい。
As described above, the amount of C can be widely controlled depending on the conditions at the time of molding and sintering of the metal powder, and therefore the content in the metal powder is not particularly specified. However, from the viewpoint of avoiding deterioration of corrosion resistance due to excessive C remaining in the sintered body, the amount of C in the metal powder is preferably 1.00% or less, more preferably less than 0.70%. ..
On the other hand, the lower limit of the amount of C in the metal powder is not particularly specified because C is inevitably contained in the sintered body due to mixing with a binder or the like. When an organic substance such as a binder is not used, the amount of C is preferably 0.15% or more.

(11)Nについては、上記のように、焼結体中に含有されることで、焼結体の硬度および耐食性の向上に高い効果を有する元素であるが、窒素を含む雰囲気中で焼結を行う等の手段を採用することで、焼結工程において添加可能であるため、必ずしも金属粉末に含有されなくてもよい。従って、金属粉末におけるN量の下限は特に指定されない。ただし、焼結工程の条件がNを焼結体中に導入しにくいものであっても、焼結体中で所定のN量を確保する観点からは、N量が0.005%以上、さらには0.05%以上であることが好ましい。
一方、焼結体中にNが過剰に残存することを回避する観点から、金属粉末中のN量は、0.40%以下であることが好ましい。
(11) N is an element that has a high effect on improving the hardness and corrosion resistance of the sintered body by being contained in the sintered body as described above, but is sintered in an atmosphere containing nitrogen. It is not always necessary to be contained in the metal powder because it can be added in the sintering step by adopting a means such as. Therefore, the lower limit of the amount of N in the metal powder is not particularly specified. However, even if the conditions of the sintering step are such that it is difficult to introduce N into the sintered body, the N amount is 0.005% or more, and further, from the viewpoint of securing a predetermined N amount in the sintered body. Is preferably 0.05% or more.
On the other hand, from the viewpoint of avoiding excessive N remaining in the sintered body, the amount of N in the metal powder is preferably 0.40% or less.

(12)Oについても、金属粉末の成形時や焼結時の条件によって、焼結体中の含有量が金属粉末の含有量から変化しうる。焼結時に、金属粉末や、有機物等の添加物に由来するCと結合してCOとなるので、真空中で焼結を行うことで焼結体中から除去され、焼結体中のO量が減少する。また、水素雰囲気中で焼結を行った場合にも、焼結体中のO量が減少する。逆に、焼結を大気中等、酸素を含む条件で行うと、焼結体中のO量が増加する。 Regarding (12) O, the content in the sintered body may change from the content of the metal powder depending on the conditions at the time of molding or sintering the metal powder. At the time of sintering, it combines with C derived from metal powder and additives such as organic substances to form CO, so it is removed from the sintered body by sintering in vacuum, and the amount of O in the sintered body. Decreases. Further, even when sintering is performed in a hydrogen atmosphere, the amount of O in the sintered body is reduced. On the contrary, when sintering is performed under conditions containing oxygen such as in the atmosphere, the amount of O in the sintered body increases.

このように、焼結時の条件によってO量は変化しうるが、上記のように、所定量を超えるOを焼結体中に含有させて焼結体の機械的強度を確保することが非常に重要であるため、金属粉末中のO量を、0.02%超としておくことが好ましい。
一方、焼結体の密度を確保する観点から、金属粉末中のO量は、0.60%以下であることが好ましい。0.50%以下、さらには、0.40%以下であると、さらに好ましい。
As described above, the amount of O can change depending on the conditions at the time of sintering, but as described above, it is very important to contain more than a predetermined amount of O in the sintered body to secure the mechanical strength of the sintered body. Therefore, it is preferable that the amount of O in the metal powder is more than 0.02%.
On the other hand, from the viewpoint of ensuring the density of the sintered body, the amount of O in the metal powder is preferably 0.60% or less. It is more preferably 0.50% or less, more preferably 0.40% or less.

上記のように、金属粉末の成形時や焼結時の条件に応じて、CおよびNの含有量が変動しうるため、本実施形態にかかる金属粉末においては、CとNの含有量の関係は、特に限定されないが、以下のような関係を有していることが好ましい。
(A) 0.4%<C+N<0.7%。
(B) C/N≧0.75。
金属粉末がこのような関係性を有していることで、焼結を経て得られる焼結体においても、同様の関係性が得られる蓋然性が高くなり、焼結体において、それら所定の関係性による高硬度等の効果を達成しやすい。
As described above, since the contents of C and N can vary depending on the conditions at the time of molding and sintering of the metal powder, the relationship between the contents of C and N in the metal powder according to the present embodiment. Is not particularly limited, but preferably has the following relationship.
(A) 0.4% <C + N <0.7%.
(B) C / N ≧ 0.75.
Since the metal powder has such a relationship, it is highly probable that the same relationship can be obtained in the sintered body obtained through sintering, and in the sintered body, those predetermined relationships are high. It is easy to achieve effects such as high hardness.

本実施形態にかかる金属粉末は、上述した各種の必須元素に加えて、以下のいずれか少なくとも1種の第1添加元素を含んでいても良い。
(15) 0.01%≦W≦0.50%。
(16) 0.001%≦Co≦0.50%。
The metal powder according to the present embodiment may contain at least one of the following first additive elements in addition to the various essential elements described above.
(15) 0.01% ≤ W ≤ 0.50%.
(16) 0.001% ≤ Co ≤ 0.50%.

また、本実施形態にかかる金属粉末は、上述した第1添加元素に加えて、または、これに代えて、以下のいずれか少なくとも1種の第2添加元素をさらに含んでいても良い。
(17) 0.001%≦Se≦0.3%。
(18) 0.001%≦Te≦0.3%。
(19) 0.0002%≦Ca≦0.10%。
(20) 0.001%≦Pb≦0.20%。
Further, the metal powder according to the present embodiment may further contain at least one of the following second additive elements in addition to or instead of the first additive element described above.
(17) 0.001% ≤ Se ≤ 0.3%.
(18) 0.001% ≤ Te ≤ 0.3%.
(19) 0.0002% ≤ Ca ≤ 0.10%.
(20) 0.001% ≤ Pb ≤ 0.20%.

さらに、本実施形態にかかる金属粉末は、上述した第1添加元素および/または第2添加元素に加えて、または、これらに代えて、以下のいずれか少なくとも1種の第3添加元素をさらに含んでいても良い。
(21) 0.001%≦Nb≦0.30%。
(22) 0.001%≦Ta≦0.30%。
(23) Ti≦0.20%。
(24) 0.001%≦Zr≦0.30%。
Further, the metal powder according to the present embodiment further contains at least one of the following third additive elements in addition to or in place of the first additive element and / or the second additive element described above. You can go out.
(21) 0.001% ≤ Nb ≤ 0.30%.
(22) 0.001% ≤ Ta ≤ 0.30%.
(23) Ti ≤ 0.20%.
(24) 0.001% ≤ Zr ≤ 0.30%.

上記第1〜第3の各添加元素の含有量の範囲は、上記にて焼結体について挙げた範囲と同じであり、焼結体について説明したのと同じ理由で、それらの範囲に限定される。各添加元素は、金属粉末の焼結を経た際に、実質的に変化するものではなく、金属粉末中に上記所定の範囲の含有量で含有されることで、焼結体において、それぞれの効果を発揮することができる。 The range of the contents of each of the first to third additive elements is the same as the range mentioned for the sintered body above, and is limited to those ranges for the same reason as described for the sintered body. NS. Each additive element does not substantially change when the metal powder is sintered, and when the additive element is contained in the metal powder in a content within the above-mentioned predetermined range, the respective effects are obtained in the sintered body. Can be demonstrated.

本実施形態にかかる金属粉末の結晶組織は、特に限定されるものではない。金属粉末が、マルテンサイト以外の組織構造をとる場合でも、焼結時のCやNの含有量の変化や、焼結時の加熱およびその後の冷却、焼結体に対する焼入れ処理を経て、マルテンサイト組織を有する焼結体とすることができる。金属粉末の粒径は、特に指定されるものではなく、金属粉末の製造工程や焼結工程等の詳細に応じて適宜設定すればよいが、典型的には、平均粒径D50で、1〜20μmの範囲を例示することができる。 The crystal structure of the metal powder according to this embodiment is not particularly limited. Even when the metal powder has a structure other than martensite, it undergoes changes in the C and N contents during sintering, heating and subsequent cooling during sintering, and quenching treatment for the sintered body, and then martensite. It can be a sintered body having a structure. The particle size of the metal powder is not particularly specified, and may be appropriately set according to the details of the metal powder manufacturing process, sintering process, etc., but typically, the average particle size D50 is 1 to 1. A range of 20 μm can be exemplified.

本実施形態にかかる金属粉末を製造する方法は、特に指定されるものではないが、例えば、アトマイズ法によって、本実施形態にかかる金属粉末を好適に製造することができる。アトマイズ法においては、合金溶湯に流体を噴射し、流体との衝突によって合金溶湯を微細化した状態で凝固させ、合金粉末を製造する。 The method for producing the metal powder according to the present embodiment is not particularly specified, but for example, the metal powder according to the present embodiment can be suitably produced by the atomizing method. In the atomizing method, a fluid is injected into the molten alloy, and the molten alloy is solidified in a finely divided state by collision with the fluid to produce an alloy powder.

アトマイズ法としては、合金溶湯に噴射する流体として、水を用いる水アトマイズ法と、ガスを用いるガスアトマイズ法が知られている。水アトマイズ法は、ガスアトマイズ法に比べて合金溶湯の粉砕能が高く、微細な金属粉末を効率良く製造することができる。一方、水アトマイズ法においては、水との接触による酸化のために、金属粉末中のO量が多くなりやすい。本実施形態にかかる金属粉末は、焼結体の機械的強度の向上の観点から、比較的多量のOを含有するものであり、水アトマイズ法によって製造することが好適である。ただし、本実施形態にかかる金属粉末の中でも、概ねO≦0.1%のように、相対的にO量が少ないものを製造する場合には、不活性ガスを用いたガスアトマイズ法を採用すると良い。 As the atomizing method, a water atomizing method using water as a fluid to be injected into the molten alloy and a gas atomizing method using gas are known. The water atomization method has a higher pulverizing ability of the molten alloy than the gas atomization method, and can efficiently produce fine metal powder. On the other hand, in the water atomization method, the amount of O in the metal powder tends to increase due to oxidation due to contact with water. The metal powder according to the present embodiment contains a relatively large amount of O from the viewpoint of improving the mechanical strength of the sintered body, and is preferably produced by the water atomization method. However, among the metal powders according to the present embodiment, when producing a metal powder having a relatively small amount of O, such as approximately O ≦ 0.1%, it is preferable to adopt the gas atomizing method using an inert gas. ..

アトマイズ法等によって得られた金属粉末には、適宜、分級や熱処理、機械処理、化学処理、混合等を行ってもよい。 The metal powder obtained by the atomizing method or the like may be appropriately subjected to classification, heat treatment, mechanical treatment, chemical treatment, mixing and the like.

[焼結体の製造方法]
最後に、本発明の一実施形態にかかる焼結体の製造方法について説明する。本実施形態にかかる製造方法においては、上記実施形態にかかる金属粉末を原料として用いた粉末冶金により、つまり、上記実施形態にかかる金属粉末の成形と焼結によって、上記実施形態にかかる焼結体を製造する。
[Manufacturing method of sintered body]
Finally, a method for producing a sintered body according to an embodiment of the present invention will be described. In the production method according to the present embodiment, the sintered body according to the above embodiment is produced by powder metallurgy using the metal powder according to the above embodiment as a raw material, that is, by molding and sintering the metal powder according to the above embodiment. To manufacture.

本実施形態にかかる製造方法においては、まず、金属粉末を、所定の形状に成形する。成形の方法は特に限定されないが、射出成形、プレス成形、押出成形等を例示することができる。 In the production method according to the present embodiment, first, the metal powder is molded into a predetermined shape. The molding method is not particularly limited, and injection molding, press molding, extrusion molding and the like can be exemplified.

ここで、金属粉末は、成形に先立ち、各成形方法に適した状態に準備しておくことが好ましい。例えば、射出成形を用いる場合には、有機材料よりなるバインダやワックス、可塑剤、黒鉛等の添加物を混合して、コンパウンドを調製しておく。また、プレス成形を用いる場合には、造粒剤等を用い、複数の金属粉末を結着させて、造粒粉末を形成する造粒工程を実施しておくとよい。 Here, it is preferable that the metal powder is prepared in a state suitable for each molding method prior to molding. For example, when injection molding is used, a compound is prepared by mixing additives such as a binder, wax, plasticizer, and graphite made of an organic material. Further, when press molding is used, it is advisable to carry out a granulation step of forming a granulation powder by binding a plurality of metal powders using a granulation agent or the like.

所定の形状に金属粉末を成形した後、必要に応じて、成形体に対して脱脂工程を実施するとよい。脱脂工程は、バインダやワックス等として金属粉末に添加した有機分を減少させる工程であり、加熱による有機分の分解によって行うことができる。あるいは、溶媒や、バインダやワックスを分解するガスとの接触による有機分の除去によって行うことができる。脱脂工程を経ることで、焼結を経て得られる焼結体中のC量を少なくすることができる。 After molding the metal powder into a predetermined shape, it is advisable to carry out a degreasing step on the molded product, if necessary. The degreasing step is a step of reducing the organic content added to the metal powder as a binder, wax, or the like, and can be performed by decomposing the organic content by heating. Alternatively, it can be carried out by removing organic substances by contact with a solvent or a gas that decomposes a binder or wax. By going through the degreasing step, the amount of C in the sintered body obtained through sintering can be reduced.

適宜脱脂を経た成形体に対して、次に、焼結(焼成)を行う。焼結は、例えば、1200〜1350℃の温度で行うことができる。焼結時の雰囲気としては、大気、真空、水素(H)等の還元性ガス、アルゴン等の不活性ガス、窒素を含む雰囲気等を例示することができる。窒素を含む雰囲気としては、窒素ガス(N)雰囲気、窒素−水素混合雰囲気(N+H)、またアンモニア分解ガス雰囲気を例示することができる。焼結の際、加熱温度や焼結後の冷却条件を適切に選択すれば、原料としての金属粉末がマルテンサイト組織を有していない場合でも、マルテンサイト変態を起こし、マルテンサイト組織を有する焼結体を得ることができる。 Next, sintering (baking) is performed on the molded product that has been appropriately degreased. Sintering can be performed, for example, at a temperature of 1200 to 1350 ° C. Examples of the atmosphere at the time of sintering include atmosphere, vacuum, a reducing gas such as hydrogen (H 2 ), an inert gas such as argon, and an atmosphere containing nitrogen. Examples of the atmosphere containing nitrogen include a nitrogen gas (N 2 ) atmosphere, a nitrogen-hydrogen mixed atmosphere (N 2 + H 2 ), and an ammonia decomposition gas atmosphere. At the time of sintering, if the heating temperature and the cooling conditions after sintering are properly selected, even if the metal powder as a raw material does not have a martensite structure, it undergoes martensitic transformation and is baked with a martensite structure. You can get a unity.

上記実施形態にかかる焼結体においては、上記のように、C、N、Oの含有量が、焼結体の特性に大きな影響を及ぼす。C、N、Oの含有量は、雰囲気の種類等、焼結時の条件に大きく依存し、焼結時の条件の制御により、それらの元素の含有量を制御することができる。 In the sintered body according to the above embodiment, as described above, the contents of C, N, and O have a great influence on the characteristics of the sintered body. The contents of C, N, and O largely depend on the conditions at the time of sintering such as the type of atmosphere, and the contents of these elements can be controlled by controlling the conditions at the time of sintering.

例えば、窒素を含む雰囲気中で焼結を行うことが好適である。それにより、焼結体のN量を多くすることができる。真空中や不活性ガス中で焼結を行うと、Nの気相への脱出が起こり、焼結体中のN量が、原料の金属粉末に比べて減少しやすい。そこで、焼結体中のN量を減少させないため、また、増加させるために、窒素を含む雰囲気中で焼結を行うことが好ましい。 For example, it is preferable to perform sintering in an atmosphere containing nitrogen. Thereby, the N amount of the sintered body can be increased. When sintering is performed in a vacuum or in an inert gas, N escapes to the gas phase, and the amount of N in the sintered body tends to decrease as compared with the metal powder as a raw material. Therefore, in order not to reduce the amount of N in the sintered body and to increase it, it is preferable to perform sintering in an atmosphere containing nitrogen.

一方、焼結を真空中で行うと、CとOの反応によるCOの生成と排気により、焼結体中のC量およびO量を低減することができる。Oについては、水素雰囲気中で焼結を行うことでも、効果的に低減することができる。 On the other hand, when the sintering is performed in a vacuum, the amount of C and the amount of O in the sintered body can be reduced by the generation and exhaust of CO by the reaction of C and O. O can be effectively reduced by sintering in a hydrogen atmosphere.

しかし、上記のように、真空中で焼結を行うと、焼結体中のN量を維持することが難しい。そこで、窒素を含む雰囲気中での焼結と、真空中での焼結を、順次行うようにすればよい。それにより、N量の維持と、C量およびO量の低減を両立することができる。各雰囲気での焼結の順序は、適宜定めればよいが、例えば、焼結初期の比較的低温の時期においては、真空中で焼結を行って、O量を低減させ、その後、焼結体の温度が十分に高温となってから、窒素雰囲気中での焼結に切り替えて、N量を増加させながら、焼結体の密度を向上させることができる。 However, as described above, when sintering is performed in vacuum, it is difficult to maintain the amount of N in the sintered body. Therefore, sintering in an atmosphere containing nitrogen and sintering in vacuum may be performed in sequence. As a result, the maintenance of the N amount and the reduction of the C amount and the O amount can be achieved at the same time. The order of sintering in each atmosphere may be appropriately determined. For example, in the relatively low temperature period at the initial stage of sintering, sintering is performed in vacuum to reduce the amount of O, and then sintering. After the temperature of the body becomes sufficiently high, it is possible to switch to sintering in a nitrogen atmosphere and improve the density of the sintered body while increasing the amount of N.

得られた焼結体に対して、さらに、適宜、熱処理や機械加工を行うことができる。熱処理としては、焼入れ処理、サブゼロ処理、及び焼戻し処理、熱間等方圧加圧(HIP)処理等を例示することができる。機械加工としては、切削を例示することができる。 The obtained sintered body can be further subjected to heat treatment or machining as appropriate. Examples of the heat treatment include quenching treatment, subzero treatment, tempering treatment, hot isotropic pressure pressurization (HIP) treatment, and the like. As the machining, cutting can be exemplified.

なお、本実施形態にかかる製造方法においては、Cを含有し、N≦0.40%、0.02%<O≦0.60%である上記実施形態にかかる金属粉末を原料として、0.15%≦C<0.70%、0.05%≦N≦0.40%、0.02%<O≦0.60%であり、0.4%<C+N<0.7%かつC/N>0.75である上記実施形態にかかる焼結体を製造しているが、上記のように、焼結体におけるC、N、Oの含有量は、金属粉末の成分組成だけでなく、金属粉末の成形時および焼結時の条件に依存して、変化しうる。よって、C、N、Oのいずれか少なくとも1つの含有量が上記実施形態にかかる金属粉末とは異なる金属粉末を原料として、上記実施形態にかかる焼結体を製造することもできる。 In the production method according to the present embodiment, the metal powder according to the above embodiment containing C and having N ≦ 0.40% and 0.02% <O ≦ 0.60% is used as a raw material. 15% ≤ C <0.70%, 0.05% ≤ N ≤ 0.40%, 0.02% <O ≤ 0.60%, 0.4% <C + N <0.7% and C / The sintered body according to the above embodiment having N> 0.75 is produced, but as described above, the content of C, N, and O in the sintered body is not limited to the component composition of the metal powder. It can vary depending on the conditions during molding and sintering of the metal powder. Therefore, it is also possible to produce the sintered body according to the above embodiment by using a metal powder having a content of at least one of C, N, and O different from the metal powder according to the above embodiment as a raw material.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

<試料の作製>
(金属粉末の作製)
アトマイズ法により、表1に示す各成分組成を有する試料1〜6にかかる金属粉末を製造した。この際、試料1については、ガスアトマイズ法を用い、試料2〜6については、水アトマイズ法を用いた。さらに、得られた各金属粉末について、レーザー回折法により、平均粒径D50を計測した。
<Preparation of sample>
(Making metal powder)
The metal powders for Samples 1 to 6 having the respective component compositions shown in Table 1 were produced by the atomizing method. At this time, the gas atomizing method was used for the sample 1, and the water atomizing method was used for the samples 2 to 6. Further, the average particle size D50 of each of the obtained metal powders was measured by a laser diffraction method.

(焼結体の作製)
金属粉末と黒鉛粉末と有機バインダ(ポリプロピレン、カルナバワックスおよびパラフィンワックスの混合物)とを秤量混合し、混練機で混練して、コンパウンドを作製した。黒鉛粉末の添加量は、焼結体のC含有量が所定の組成となるように調整し、コンパウンド中における有機バインダの割合は、7.5質量%とした。
(Preparation of sintered body)
A metal powder, a graphite powder, and an organic binder (a mixture of polypropylene, carnauba wax, and paraffin wax) were weighed and mixed, and kneaded with a kneader to prepare a compound. The amount of graphite powder added was adjusted so that the C content of the sintered body had a predetermined composition, and the proportion of the organic binder in the compound was 7.5% by mass.

得られたコンパウンドを用いて、射出成形機にて、5mm×7mm×50mmの直方体状の成形体を作製した。次いで、得られた成形体を窒素(N)フロー雰囲気中で450℃まで昇温後、2時間保持することで、脱脂処理を行った。得られた脱脂体を真空中で1000℃まで昇温後、2時間保持した。その後さらに、窒素(N)雰囲気に切り替えて1250℃まで昇温後、3時間保持し、焼結体を作製した。 Using the obtained compound, a rectangular parallelepiped molded product having a size of 5 mm × 7 mm × 50 mm was produced by an injection molding machine. Next, the obtained molded product was heated to 450 ° C. in a nitrogen (N 2 ) flow atmosphere and then held for 2 hours to perform degreasing treatment. The obtained degreased body was heated to 1000 ° C. in vacuum and then held for 2 hours. After that, the atmosphere was further switched to a nitrogen (N 2 ) atmosphere, the temperature was raised to 1250 ° C., and the temperature was maintained for 3 hours to prepare a sintered body.

得られた焼結体に対して、1050℃にて30分加熱保持後、ガス冷却により急冷することで、焼入れ処理を行った。続けて、−196℃にて1時間保持し、サブゼロ処理を行った。さらに、サブゼロ処理まで施した焼結体に対して、150℃にて1時間保持し、焼戻し処理を行った。 The obtained sintered body was heated and held at 1050 ° C. for 30 minutes, and then quenched by gas cooling to perform quenching treatment. Subsequently, the mixture was kept at -196 ° C. for 1 hour and subjected to subzero treatment. Further, the sintered body subjected to the sub-zero treatment was held at 150 ° C. for 1 hour and tempered.

<焼結体の特性評価>
上記で製造した各試料にかかる焼結体に対して、以下の各特性の評価を行った。
<Characteristic evaluation of sintered body>
The following characteristics were evaluated for the sintered body of each sample produced above.

(相対密度)
各焼結体に対して、水浸によるアルキメデス法によって、相対密度を計測した。
(Relative density)
The relative density of each sintered body was measured by the Archimedes method by immersion in water.

(結晶粒度)
焼結体の断面を走査電子顕微鏡(SEM)によって観察し、JIS G0551に準拠して、結晶粒度番号を求めた。
(Crystal particle size)
The cross section of the sintered body was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the crystal grain size number was determined according to JIS G0551.

(硬さ)
各焼結体に対して、JIS Z2245に準拠したロックウェル硬さ試験を行い、硬さを評価した。
(Hardness)
Each sintered body was subjected to a Rockwell hardness test in accordance with JIS Z2245, and the hardness was evaluated.

<耐食性>
各焼結体に対して、JIS Z2371に準拠した塩水噴霧試験を行った。96時間の塩水噴霧の後、焼結体の表面を目視観察し、発錆が観察されなかったものを、耐食性が高い(A)と評価し、発錆が観察されたものを、耐食性が低い(B)と評価した。
<Corrosion resistance>
Each sintered body was subjected to a salt spray test in accordance with JIS Z2371. After spraying with salt water for 96 hours, the surface of the sintered body was visually observed, and those in which no rust was observed were evaluated as having high corrosion resistance (A), and those in which rust was observed were evaluated as having low corrosion resistance. It was evaluated as (B).

<抗折力>
試料1〜3にかかる焼結体について、3mm×5mm×35mmの試験片に加工し、抗折試験を行った。試験は、支点間距離20mm、中央部1点負荷の3点曲げ試験によって行い、得られた破断応力を抗折力として記録した。
<Anti-folding force>
The sintered body of Samples 1 to 3 was processed into a test piece having a size of 3 mm × 5 mm × 35 mm, and a folding test was performed. The test was carried out by a three-point bending test with a distance between fulcrums of 20 mm and a one-point load at the center, and the obtained breaking stress was recorded as a bending force.

<試験結果>
表1に、試料1〜6にかかる金属粉末の成分組成を、平均粒径とともに示す。残部はFeおよび不可避的不純物よりなっている。また、表2に、各金属粉末から製造された焼結体について、成分組成と特性評価の結果を示す。焼結体の成分組成については、C、N、Oにかかる値のみを示している。それら以外の成分元素については、金属粉末における含有量から変化していない。
<Test results>
Table 1 shows the component compositions of the metal powders of Samples 1 to 6 together with the average particle size. The balance consists of Fe and unavoidable impurities. Table 2 shows the composition and characteristic evaluation results of the sintered body produced from each metal powder. Regarding the component composition of the sintered body, only the values related to C, N, and O are shown. The other component elements have not changed from the content in the metal powder.

Figure 0006953918
Figure 0006953918

Figure 0006953918
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試料2〜5にかかる金属粉末は、表1に示すように、本発明の実施形態にかかる金属粉末の成分組成を満たしている。そして、それら金属粉末を原料として製造された各焼結体も、本発明の実施形態にかかる焼結体の成分組成を満たしている。 As shown in Table 1, the metal powders of Samples 2 to 5 satisfy the component composition of the metal powder according to the embodiment of the present invention. Each of the sintered bodies produced from these metal powders also satisfies the component composition of the sintered body according to the embodiment of the present invention.

その結果として、試料2〜5にかかる焼結体は、57HRC以上の高硬度と高い耐食性に加え、5.5以上の大きな結晶粒度番号を有している。結晶粒度番号が大きくなっていること、つまり結晶組織が微細になっていることは、焼結体の機械的強度が高くなっていることを示唆しており、実際に、試料2,3において、3000MPa以上の高い抗折力が確認されている。さらに、試料2〜5にかかる各焼結体においては、97%以上の相対密度が計測されており、高密度の焼結体が得られていることが確認される。このように、微細な結晶組織と高い焼結密度が得られているのは、特に、焼結体におけるOの含有量が、0.02%<O≦0.60%の範囲にあることによると解釈される。なお、試料2の成分に、それぞれCo:0.20%、W:0.10%、Pb:0.005%、Nb:0.005%を添加した4つの試料についても、試料2と同様の特性が観測された。 As a result, the sintered body of Samples 2 to 5 has a large grain size number of 5.5 or more in addition to a high hardness of 57 HRC or more and high corrosion resistance. The fact that the crystal grain size number is large, that is, the crystal structure is fine, suggests that the mechanical strength of the sintered body is high, and in fact, in Samples 2 and 3, A high bending force of 3000 MPa or more has been confirmed. Further, in each of the sintered bodies of Samples 2 to 5, the relative density of 97% or more is measured, and it is confirmed that a high-density sintered body is obtained. The reason why the fine crystal structure and the high sintering density are obtained as described above is that the content of O in the sintered body is in the range of 0.02% <O ≦ 0.60%. Is interpreted as. The same applies to the four samples in which Co: 0.20%, W: 0.10%, Pb: 0.005%, and Nb: 0.005% were added to the components of sample 2, respectively, in the same manner as in sample 2. Characteristics were observed.

これに対し、試料1にかかる金属粉末においては、Oの含有量が、0.02%以下となっている。焼結体中のOの含有量も、0.02%未満となっている。そして、焼結体の結晶粒度番号が3.1と小さくなっているとともに、3000MPa未満の抗折力しか得られていない。金属粉末中のOの含有量が少ないために、焼結体中においても十分なOを含有させることができず、その結果として、結晶粒が粗大になり、焼結体の機械的強度が低くなってしまっていると解釈できる。 On the other hand, in the metal powder of sample 1, the content of O is 0.02% or less. The content of O in the sintered body is also less than 0.02%. The crystal grain size number of the sintered body is as small as 3.1, and the bending force of less than 3000 MPa is obtained. Since the content of O in the metal powder is small, it is not possible to contain sufficient O in the sintered body, and as a result, the crystal grains become coarse and the mechanical strength of the sintered body is low. It can be interpreted that it has become.

一方、試料6にかかる金属粉末においては、Oの含有量が、0.60%を超えている。焼結体とした際には、Oの含有量は減少しており、0.60%以下の範囲に収まっている。ただし、焼結体中のOの含有量が、試料1〜5と比較すると多くなっており、その結果として、焼結体の相対密度が、試料1〜5と比べて、低くなっている。 On the other hand, in the metal powder of sample 6, the content of O exceeds 0.60%. In the case of a sintered body, the content of O is reduced and is within the range of 0.60% or less. However, the content of O in the sintered body is higher than that of the samples 1 to 5, and as a result, the relative density of the sintered body is lower than that of the samples 1 to 5.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

Claims (14)

Cを含有し、かつ、
質量%で、
0.05%≦Si≦1.00%、
0.05%≦Mn≦1.00%、
P≦0.10%、
S≦0.10%、
0.001%≦Cu≦0.50%、
0.05%≦Ni≦0.50%、
11.0%≦Cr≦18.0%、
0.05%≦Mo≦2.0%、
0.01%≦V≦0.50%、
N≦0.40%、
0.02%<O≦0.60%、
Al≦0.080%、
0.0005%≦B≦0.0050%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなることを特徴とする金属粉末。
Contains C and
By mass%
0.05% ≤ Si ≤ 1.00%,
0.05% ≤ Mn ≤ 1.00%,
P ≤ 0.10%,
S ≤ 0.10%,
0.001% ≤ Cu ≤ 0.50%,
0.05% ≤ Ni ≤ 0.50%,
11.0% ≤ Cr ≤ 18.0%,
0.05% ≤ Mo ≤ 2.0%,
0.01% ≤ V ≤ 0.50%,
N ≤ 0.40%,
0.02% <O ≤ 0.60%,
Al ≤ 0.080%,
A metal powder containing 0.0005% ≤ B ≤ 0.0050%, the balance of which is composed of Fe and unavoidable impurities.
Cの含有量が、質量%で、
C≦1.00%であることを特徴とする請求項1に記載の金属粉末。
The content of C is mass%,
The metal powder according to claim 1, wherein C ≦ 1.00%.
Nの含有量が、質量%で、
0.005%≦N≦0.40%であることを特徴とする請求項1または2に記載の金属粉末。
The content of N is mass%,
The metal powder according to claim 1 or 2, wherein 0.005% ≤ N ≤ 0.40%.
CとNの含有量の合計が、質量%で、
0.4%<C+N<0.7%であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の金属粉末。
The total content of C and N is mass%.
The metal powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal powder is 0.4% <C + N <0.7%.
CとNの含有量の比が、
C/N≧0.75であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の金属粉末。
The ratio of C and N contents is
The metal powder according to any one of claims 1 to 4, wherein C / N ≧ 0.75.
さらに、質量%で、
0.001%≦Co≦0.50%、
0.01%≦W≦0.50%
から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の金属粉末。
In addition, in% by mass,
0.001% ≤ Co ≤ 0.50%,
0.01% ≤ W ≤ 0.50%
The metal powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal powder contains at least one selected from the above.
さらに、質量%で、0.001%≦Pb≦0.20%含有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の金属粉末。 Furthermore, in% by mass, 0 . Metal powder according to any one of claims 1 6, characterized in that it contains 001% ≦ Pb ≦ 0.20%. さらに、質量%で、0.001%≦Nb≦0.30%含有することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の金属粉末。 Moreover, in mass%, the metal powder according to any one of claims 1 7, characterized in that it contains 0.001% ≦ Nb ≦ 0.30%. 質量%で、
0.15%≦C<0.70%、
0.05%≦Si≦1.00%、
0.05%≦Mn≦1.00%、
P≦0.10%、
S≦0.10%、
0.001%≦Cu≦0.50%、
0.05%≦Ni≦0.50%、
11.0%≦Cr≦18.0%、
0.05%≦Mo≦2.0%、
0.01%≦V≦0.50%、
0.05%≦N≦0.40%、
0.02%<O≦0.60%、
Al≦0.080%、
0.0005%≦B≦0.0050%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなるマルテンサイト鋼よりなり、
0.4%<C+N<0.7%、かつ
C/N≧0.75であることを特徴とする焼結体。
By mass%
0.15% ≤ C <0.70%,
0.05% ≤ Si ≤ 1.00%,
0.05% ≤ Mn ≤ 1.00%,
P ≤ 0.10%,
S ≤ 0.10%,
0.001% ≤ Cu ≤ 0.50%,
0.05% ≤ Ni ≤ 0.50%,
11.0% ≤ Cr ≤ 18.0%,
0.05% ≤ Mo ≤ 2.0%,
0.01% ≤ V ≤ 0.50%,
0.05% ≤ N ≤ 0.40%,
0.02% <O ≤ 0.60%,
Al ≤ 0.080%,
Made of martensitic steel containing 0.0005% ≤ B ≤ 0.0050% and the balance consisting of Fe and unavoidable impurities.
A sintered body characterized in that 0.4% <C + N <0.7% and C / N ≧ 0.75.
さらに、質量%で、
0.001%≦Co≦0.50%、
0.01%≦W≦0.50%
から選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項9に記載の焼結体。
In addition, in% by mass,
0.001% ≤ Co ≤ 0.50%,
0.01% ≤ W ≤ 0.50%
The sintered body according to claim 9, wherein the sintered body contains at least one selected from the above.
さらに、質量%で、0.001%≦Pb≦0.20%含有することを特徴とする請求項9または10に記載の焼結体。 Furthermore, in% by mass, 0 . Sintered body according to claim 9 or 10, characterized in that it contains 001% ≦ Pb ≦ 0.20%. さらに、質量%で、0.001%≦Nb≦0.30%含有することを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の焼結体。 Moreover, in mass%, the sintered body according to any one of claims 9 to 11, characterized in that it contains 0.001% ≦ Nb ≦ 0.30%. 請求項1から8のいずれか1項に記載の金属粉末を成形して焼結することで、請求項9から12のいずれか1項に記載の焼結体を製造することを特徴とする焼結体の製造方法。 The baked product according to any one of claims 9 to 12 is produced by molding and sintering the metal powder according to any one of claims 1 to 8. How to make a body. 窒素を含む雰囲気中で焼結を行うことを特徴とする請求項13に記載の焼結体の製造方
法。
The method for producing a sintered body according to claim 13, wherein sintering is performed in an atmosphere containing nitrogen.
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