JP7263840B2 - Precipitation hardening stainless steel powders, compounds, granulated powders and precipitation hardening stainless steel sintered bodies for powder metallurgy - Google Patents

Precipitation hardening stainless steel powders, compounds, granulated powders and precipitation hardening stainless steel sintered bodies for powder metallurgy Download PDF

Info

Publication number
JP7263840B2
JP7263840B2 JP2019036328A JP2019036328A JP7263840B2 JP 7263840 B2 JP7263840 B2 JP 7263840B2 JP 2019036328 A JP2019036328 A JP 2019036328A JP 2019036328 A JP2019036328 A JP 2019036328A JP 7263840 B2 JP7263840 B2 JP 7263840B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
less
sintered body
powder
stainless steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019036328A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020139203A (en
Inventor
英文 中村
純一 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2019036328A priority Critical patent/JP7263840B2/en
Priority to CN202010125890.4A priority patent/CN111621722B/en
Publication of JP2020139203A publication Critical patent/JP2020139203A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7263840B2 publication Critical patent/JP7263840B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/103Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing an organic binding agent comprising a mixture of, or obtained by reaction of, two or more components other than a solvent or a lubricating agent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1017Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021Removal of binder or filler
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • B22F2009/0828Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid with water

Landscapes

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

Description

本発明は、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末、コンパウンド、造粒粉末および析出硬化系ステンレス鋼焼結体に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, a compound, a granulated powder, and a precipitation hardening stainless steel sintered body.

粉末冶金法では、金属粉末とバインダーとを含む組成物を、所望の形状に成形した後、得られた成形体を脱脂して脱脂体とし、さらに脱脂体を焼成することにより、焼結体を製造する。このような焼結体の製造過程では、金属粉末の粒子同士の間で原子の拡散現象が生じ、これにより成形体が徐々に緻密化して焼結に至る。 In the powder metallurgy method, a composition containing a metal powder and a binder is formed into a desired shape, the resulting formed body is degreased to obtain a degreased body, and the degreased body is fired to obtain a sintered body. manufacture. In the process of manufacturing such a sintered body, an atomic diffusion phenomenon occurs between particles of the metal powder, thereby gradually densifying the compact and leading to sintering.

このような粉末冶金法において、成形体を脱脂する際には、成形体を加熱することによってバインダーを熱分解させ、除去する。しかしながら、バインダーの除去には、長時間の加熱が必要となるため、生産効率の低下や、加熱中に成形体が変形しやすいといった課題がある。 In such a powder metallurgy method, when the compact is degreased, the binder is thermally decomposed and removed by heating the compact. However, since removal of the binder requires heating for a long period of time, there are problems such as a decrease in production efficiency and a tendency for the molded body to deform during heating.

そこで、特許文献1には、金属材料粉末と、ポリオキシメチレン樹脂を含有する結合剤と、を含む成形体を、酸含有雰囲気下で加熱することにより、脱脂処理を施すことが開示されている。このように酸含有雰囲気下で脱脂処理を施すことにより、酸が結合剤を分解するため、結合剤を効率よく除去することができる。そのため、前述した課題を低減することができる。 Therefore, Patent Document 1 discloses performing a degreasing treatment by heating a compact containing a metal material powder and a binder containing a polyoxymethylene resin in an acid-containing atmosphere. . By performing the degreasing treatment in an acid-containing atmosphere, the acid decomposes the binder, so that the binder can be efficiently removed. Therefore, the problems described above can be reduced.

特開平4-247802号公報JP-A-4-247802

前述した特許文献1に記載の脱脂処理では、例えば硝酸を含む雰囲気において成形体を加熱し、成形体中に含まれる結合剤を除去している。しかしながら、成形体には金属粉末が含まれており、この金属粉末が硝酸に触れると、容易に酸化してしまう。このため、金属粉末が酸化した状態の脱脂体を、その後、焼成工程において焼成した場合、金属粉末の焼結性が低下したり、焼結後の焼結体の耐食性や鏡面性が低下したりするという課題がある。 In the degreasing treatment described in Patent Document 1, for example, the molded body is heated in an atmosphere containing nitric acid to remove the binder contained in the molded body. However, the compact contains metal powder, which is easily oxidized when it comes into contact with nitric acid. Therefore, when the degreased body in which the metal powder is oxidized is subsequently fired in the firing step, the sinterability of the metal powder is lowered, and the corrosion resistance and specularity of the sintered body after sintering are lowered. There is a problem of

本発明の適用例に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、Feが主成分であり、
Niが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、
Crが15.00質量%以上17.50質量%以下の割合で含まれ、
Cuが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、
Nbが0.15質量%以上0.45質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.30質量%以上1.00質量%以下の割合で含まれ、
Mnの含有量に対するSiの含有量の質量比Si/Mnが2.00以上6.00以下となる割合でMnが含まれ、
酸脱脂法による脱脂に供されることを特徴とする。
A precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to an application example of the present invention contains Fe as a main component,
Ni is contained at a ratio of 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less,
Cr is contained at a ratio of 15.00% by mass or more and 17.50% by mass or less,
Cu is contained at a ratio of 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less,
Nb is contained at a ratio of 0.15% by mass or more and 0.45% by mass or less,
Si is contained at a ratio of 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less,
Mn is contained at a ratio such that the mass ratio Si/Mn of the Si content to the Mn content is 2.00 or more and 6.00 or less,
It is characterized by being subjected to degreasing by an acid degreasing method.

以下、本発明の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末、コンパウンド、造粒粉末および析出硬化系ステンレス鋼焼結体の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, the compound, the granulated powder and the precipitation hardening stainless steel sintered body of the present invention will be described in detail.

[粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末]
まず、実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末について説明する。
[Precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy]
First, a precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to an embodiment will be described.

粉末冶金技術では、金属粉末とバインダーとを含む組成物を、所望の形状に成形した後、脱脂、焼成することにより、所望の形状の焼結体を得ることができる。このような粉末冶金技術によれば、その他の技術に比べ、複雑で微細な形状の焼結体をニアネットシェイプ、すなわち最終形状に近い形状で製造することができるという利点を有する。 In the powder metallurgy technique, a sintered body having a desired shape can be obtained by molding a composition containing a metal powder and a binder into a desired shape, followed by degreasing and firing. Such powder metallurgy technology has the advantage of being able to produce a sintered compact having a complicated and fine shape in a near-net shape, that is, a shape close to the final shape, as compared with other technologies.

また、脱脂処理は、加熱によりバインダーを分解し、除去する処理であるが、これを酸含有雰囲気下で行うことにより、バインダーを効率よく除去することができる。このような脱脂方法を、特に酸脱脂法という。 The degreasing treatment is a treatment for decomposing and removing the binder by heating. By performing this treatment in an acid-containing atmosphere, the binder can be efficiently removed. Such a degreasing method is particularly called an acid degreasing method.

実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、Feが主成分であり、Niが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、Crが15.00質量%以上17.50質量%以下の割合で含まれ、Cuが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、Nbが0.15質量%以上0.45質量%以下の割合で含まれ、Siが0.30質量%以上1.00質量%以下の割合で含まれ、Mnの含有量に対するSiの含有量の質量比Si/Mnが2.00以上6.00以下となる割合でMnが含まれている金属粉末である。そして、かかる粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、酸脱脂法による脱脂に供される金属粉末である。 The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to the embodiment contains Fe as a main component, Ni at a rate of 3.00 mass % or more and 5.00 mass % or less, and Cr at a content of 15.00 mass % or more. It contains 17.50% by mass or less, Cu is contained in a ratio of 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less, and Nb is contained in a ratio of 0.15% by mass or more and 0.45% by mass or less. contains Si at a rate of 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less, and the mass ratio Si/Mn of the Si content to the Mn content is 2.00 or more and 6.00 or less It is a metal powder containing Mn. Such a precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is a metal powder to be degreased by an acid degreasing method.

このような粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末によれば、酸脱脂法による脱脂に供されたとしても、酸化に伴う特性の劣化が抑制される。すなわち、酸脱脂法では、金属粉末の粒子それぞれが、酸含有雰囲気に曝されるため、粒子自体に良好な耐酸化性が求められるところ、実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末では、このような過酷な環境下においても、酸化が抑制される。このため、良好な焼結性が確保されるとともに、焼結体の品質を高めることができる。また、製造される焼結体は、粉末冶金法により製造されたものであるため、寸法精度が高く、かつ、二次加工を省略または加工量を抑え得るものとなる。そして、このような効果を奏しつつ、酸脱脂法による短時間での脱脂処理の恩恵を受けることができ、品質の高い焼結体、特に耐熱性および表面性状が良好な焼結体を効率よく製造することができる。 According to such a precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, even if it is subjected to degreasing by an acid degreasing method, deterioration of properties due to oxidation is suppressed. That is, in the acid degreasing method, each particle of the metal powder is exposed to an acid-containing atmosphere, so the particles themselves are required to have good oxidation resistance. , oxidation is suppressed even in such a severe environment. Therefore, good sinterability is ensured, and the quality of the sintered body can be improved. Moreover, since the sintered body to be manufactured is manufactured by a powder metallurgy method, it has high dimensional accuracy and can omit secondary processing or reduce the amount of processing. While exhibiting such effects, it is possible to receive the benefits of degreasing treatment in a short time by the acid degreasing method, and efficiently produce a high-quality sintered body, especially a sintered body having good heat resistance and surface properties. can be manufactured.

以下、実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の合金組成についてさらに詳述する。なお、以下の説明では、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を単に「金属粉末」ということもある。 The alloy composition of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to the embodiment will be described in more detail below. In the following description, precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy may be simply referred to as "metal powder".

(Ni)
Ni(ニッケル)は、製造される焼結体に対し、主に耐食性および耐熱性を付与する元素である。Niを含む金属粉末を用いることで、耐食性および耐熱性が高くなり、酸脱脂法による脱脂に耐え得る良好な耐酸化性を獲得することができるため、酸脱脂法による脱脂を経て製造されても良好な耐食性および表面性状を有する焼結体が得られる。
(Ni)
Ni (nickel) is an element that mainly imparts corrosion resistance and heat resistance to the manufactured sintered body. By using a metal powder containing Ni, corrosion resistance and heat resistance are increased, and good oxidation resistance that can withstand degreasing by an acid degreasing method can be obtained. A sintered body having good corrosion resistance and surface properties is obtained.

金属粉末におけるNiの含有率は、3.00質量%以上5.00質量%以下とされるが、好ましくは3.50質量%以上4.70質量%以下とされ、より好ましくは3.80質量%以上4.50質量%以下とされる。Niの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性や表面性状を十分に高められないおそれがある。一方、Niの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、組成のバランスが崩れやすくなるため、製造される焼結体の耐食性や表面性状が低下するおそれがある。
なお、焼結体の表面性状とは、例えば鏡面性、平滑性といった特性のことを指す。
The Ni content in the metal powder is 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less, preferably 3.50% by mass or more and 4.70% by mass or less, and more preferably 3.80% by mass. % or more and 4.50 mass % or less. If the Ni content is below the above lower limit, the corrosion resistance and surface properties of the sintered body to be produced may not be sufficiently improved, depending on the overall composition. On the other hand, if the Ni content exceeds the above upper limit, the balance of the composition tends to be lost depending on the overall composition, which may deteriorate the corrosion resistance and surface properties of the produced sintered body.
The surface properties of the sintered body refer to properties such as specularity and smoothness.

(Cr)
Cr(クロム)は、製造される焼結体に対し、主に耐食性を付与する元素である。Crを含む金属粉末を用いることで、耐食性が高くなり、酸脱脂法による脱脂に耐え得る良好な耐酸化性を獲得することができるため、酸脱脂法による脱脂を経て製造されても良好な耐食性を有する焼結体が得られる。
(Cr)
Cr (chromium) is an element that mainly imparts corrosion resistance to the manufactured sintered body. By using a metal powder containing Cr, corrosion resistance is increased, and good oxidation resistance that can withstand degreasing by an acid degreasing method can be obtained. A sintered body having

金属粉末におけるCrの含有率は、15.00質量%以上17.50質量%以下とされるが、好ましくは15.20質量%以上16.90質量%以下とされ、より好ましくは15.50質量%以上16.70質量%以下とされる。Crの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性が不十分になるおそれがある。一方、Crの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、焼結性が低下し、焼結体の高密度化が困難になるため、焼結体の耐食性や機械的特性が低下するおそれがある。 The Cr content in the metal powder is 15.00% by mass or more and 17.50% by mass or less, preferably 15.20% by mass or more and 16.90% by mass or less, and more preferably 15.50% by mass. % or more and 16.70 mass % or less. If the Cr content is below the above lower limit, the sintered body to be produced may have insufficient corrosion resistance depending on the overall composition. On the other hand, if the Cr content exceeds the above upper limit, depending on the overall composition, the sinterability may be reduced, making it difficult to increase the density of the sintered body. may decrease.

(Cu)
Cu(銅)は、製造される焼結体に金属間化合物を析出させ、焼結体の機械的特性を高める元素である。
(Cu)
Cu (copper) is an element that precipitates an intermetallic compound in the manufactured sintered body and enhances the mechanical properties of the sintered body.

金属粉末におけるCuの含有率は、3.00質量%以上5.00質量%以下とされるが、好ましくは3.10質量%以上4.50質量%以下とされ、より好ましくは3.20質量%以上4.20質量%以下とされる。Cuの含有率が前記下限値を下回ると、焼結体において金属間化合物の析出が制限されるため、焼結体の機械的特性を十分に高めることができないおそれがある。一方、Cuの含有率が前記上限値を上回ると、金属間化合物が過剰に析出し、焼結体の密度が低下するとともに、焼結体の機械的特性がかえって低下する。 The content of Cu in the metal powder is 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less, preferably 3.10% by mass or more and 4.50% by mass or less, and more preferably 3.20% by mass. % or more and 4.20 mass % or less. If the Cu content is less than the lower limit, precipitation of intermetallic compounds in the sintered body is restricted, so there is a possibility that the mechanical properties of the sintered body cannot be sufficiently improved. On the other hand, if the Cu content exceeds the upper limit, the intermetallic compound is excessively precipitated, the density of the sintered body is lowered, and the mechanical properties of the sintered body are rather lowered.

(Nb)
Nb(ニオブ)は、製造される焼結体に析出物を析出させ、焼結体の機械的特性を高める元素である。
(Nb)
Nb (niobium) is an element that causes precipitates to form in the sintered body to be manufactured and enhances the mechanical properties of the sintered body.

金属粉末におけるNbの含有率は、0.15質量%以上0.45質量%以下とされるが、好ましくは0.20質量%以上0.40質量%以下とされ、より好ましくは0.25質量%以上0.35質量%以下とされる。Nbの含有率が前記下限値を下回ると、焼結体において析出物の析出が制限されるため、焼結体の機械的特性を十分に高めることができないおそれがある。一方、Nbの含有率が前記上限値を上回ると、析出物が過剰に析出し、焼結体の密度が低下するとともに、焼結体の機械的特性がかえって低下する。 The content of Nb in the metal powder is 0.15% by mass or more and 0.45% by mass or less, preferably 0.20% by mass or more and 0.40% by mass or less, and more preferably 0.25% by mass. % or more and 0.35 mass % or less. If the Nb content is below the above lower limit, precipitation of precipitates in the sintered body is restricted, so there is a possibility that the mechanical properties of the sintered body cannot be sufficiently improved. On the other hand, if the Nb content exceeds the above upper limit, excessive precipitates are formed, the density of the sintered body is lowered, and the mechanical properties of the sintered body are rather lowered.

(Si)
Si(ケイ素)は、製造される焼結体に対し、主に耐食性および高い機械的特性を付与する元素である。Siを含む金属粉末を用いることで、耐食性および機械的特性が高くなり、酸脱脂法による脱脂に耐え得る良好な耐酸化性を獲得することができるため、酸脱脂法による脱脂を経て製造されても良好な耐食性を有する焼結体が得られる。
(Si)
Si (silicon) is an element that mainly imparts corrosion resistance and high mechanical properties to the produced sintered body. By using a metal powder containing Si, corrosion resistance and mechanical properties are improved, and good oxidation resistance that can withstand degreasing by an acid degreasing method can be obtained. A sintered body having good corrosion resistance can also be obtained.

金属粉末におけるSiの含有率は、0.30質量%以上1.00質量%以下とされるが、好ましくは0.35質量%以上0.95質量%以下とされ、より好ましくは0.40質量%以上0.90質量%以下とされる。Siの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性や表面性状、機械的特性が低下するおそれがある。一方、Siの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、組成のバランスが崩れやすくなるため、製造される焼結体の耐食性や表面性状、機械的特性が低下するおそれがある。 The Si content in the metal powder is 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less, preferably 0.35% by mass or more and 0.95% by mass or less, and more preferably 0.40% by mass. % or more and 0.90 mass % or less. If the Si content is below the lower limit, the corrosion resistance, surface properties, and mechanical properties of the produced sintered body may deteriorate depending on the overall composition. On the other hand, if the content of Si exceeds the above upper limit, the balance of the composition is likely to be lost depending on the overall composition, so the corrosion resistance, surface properties, and mechanical properties of the sintered body to be produced may deteriorate. .

(Mn)
Mn(マンガン)は、Siと同様、製造される焼結体に耐食性および高い機械的特性を付与する元素である。Mnを含む金属粉末を用いることで、耐食性および機械的特性が高くなり、酸脱脂法による脱脂に耐え得る良好な耐酸化性を獲得することができるため、酸脱脂法による脱脂を経て製造されても良好な耐食性を有する焼結体が得られる。
(Mn)
Mn (manganese), like Si, is an element that imparts corrosion resistance and high mechanical properties to the produced sintered body. By using a metal powder containing Mn, corrosion resistance and mechanical properties are improved, and good oxidation resistance that can withstand degreasing by an acid degreasing method can be obtained. A sintered body having good corrosion resistance can also be obtained.

金属粉末におけるMnの含有率は、特に限定されないが、0.05質量%以上1.00質量%以下であるのが好ましく、0.07質量%以上0.50質量%以下であるのがより好ましく、0.10質量%以上0.40質量%以下であるのがさらに好ましい。Mnの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、製造される焼結体の耐食性や表面性状、機械的特性を十分に高められないおそれがあり、一方、Mnの含有率が前記上限値を上回ると、かえって耐食性や表面性状、機械的特性が低下するおそれがある。 Although the content of Mn in the metal powder is not particularly limited, it is preferably 0.05% by mass or more and 1.00% by mass or less, and more preferably 0.07% by mass or more and 0.50% by mass or less. , more preferably 0.10% by mass or more and 0.40% by mass or less. If the Mn content is below the above lower limit, depending on the overall composition, the corrosion resistance, surface properties, and mechanical properties of the sintered body to be produced may not be sufficiently improved. If the upper limit is exceeded, the corrosion resistance, surface properties, and mechanical properties may rather deteriorate.

(Si/Mn)
Mnの含有量に対するSiの含有量の質量比をSi/Mnとするとき、Si/Mnは、金属粉末全体の組成バランスを損なうことなく、Mnという比較的酸化しやすい元素の酸化がどの程度進行するかを左右する。具体的には、例えば酸脱脂法による脱脂において、金属粉末中のMnに対して適量のSiが含まれていることにより、Siの酸化物、つまり酸化ケイ素が表面に析出するため、それ以上の酸化が抑制される。その結果、酸含有雰囲気下であっても、金属粉末の耐食性が低下しにくくなり、その後、焼成工程に供されたとき、焼結密度の向上が図られるとともに、得られる焼結体は、耐食性および表面性状に優れたものとなる。すなわち、Si/Mnを最適化することにより、酸脱脂法による脱脂におけるMnの酸化を抑制することができ、最終的に製造される焼結体の耐食性および表面性状を高めることができる。
(Si/Mn)
When the mass ratio of the Si content to the Mn content is Si/Mn, Si/Mn determines how much the oxidation of Mn, an element that is relatively easily oxidized, progresses without impairing the compositional balance of the entire metal powder. or not. Specifically, for example, in degreasing by an acid degreasing method, since an appropriate amount of Si is contained relative to Mn in the metal powder, an oxide of Si, that is, silicon oxide is precipitated on the surface. Oxidation is suppressed. As a result, even in an acid-containing atmosphere, the corrosion resistance of the metal powder is less likely to decrease, and when it is subsequently subjected to the firing process, the sintered density is improved, and the obtained sintered body has high corrosion resistance. and excellent surface properties. That is, by optimizing the Si/Mn ratio, oxidation of Mn during degreasing by an acid degreasing method can be suppressed, and the corrosion resistance and surface properties of the finally produced sintered body can be improved.

金属粉末におけるSi/Mnは、2.00以上6.00以下とされるが、好ましくは2.50以上5.00以下とされ、より好ましくは2.80以上4.00以下とされる。Si/Mnが前記下限値を下回ると、Mnに比べてSiの含有量が相対的に少なくなるため、比較的酸化しやすいMnの酸化をSiの酸化物によって十分に抑制することが難しくなる。一方、Si/Mnが前記上限値を上回ると、Mnに比べてSiの含有率が相対的に多くなるため、酸化しにくくなるものの、組成バランスが損なわれるため、焼結体の耐食性や表面性状、機械的特性が低下する。 Si/Mn in the metal powder is 2.00 or more and 6.00 or less, preferably 2.50 or more and 5.00 or less, and more preferably 2.80 or more and 4.00 or less. If Si/Mn is less than the above lower limit, the content of Si is relatively small compared to Mn, so it becomes difficult to sufficiently suppress the oxidation of Mn, which is relatively easily oxidized, with Si oxide. On the other hand, when Si/Mn exceeds the above upper limit, the content of Si is relatively large compared to Mn, so although it becomes difficult to oxidize, the composition balance is impaired, so the corrosion resistance and surface properties of the sintered body , the mechanical properties deteriorate.

(Fe)
Fe(鉄)は、実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末に含まれる元素のうち、含有率が最も高い元素、すなわち主成分であり、製造される焼結体の特性に大きな影響を及ぼす。Feの含有率は、特に限定されないが、50質量%以上であるのが好ましく、60質量%以上であるのがより好ましい。
(Fe)
Fe (iron) is the element with the highest content rate among the elements contained in the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to the embodiment, that is, the main component, and has a great influence on the properties of the produced sintered body. effect. The Fe content is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more.

(その他の元素)
粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、上述した元素の他、必要に応じて、C、Mo、W、N、SおよびPのうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。
(other elements)
The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy may contain at least one of C, Mo, W, N, S and P in addition to the above elements, if necessary.

C(炭素)は、製造される焼結体に対し、侵入型元素として固溶体硬化を生じさせたり、Cまたは他の元素を含む析出物によって析出硬化を生じさせたりする元素である。Cを含む金属粉末を用いることで、高い機械的特性を有する焼結体が得られる。 C (carbon) is an element that causes solid solution hardening as an interstitial element in the sintered body to be produced, or causes precipitation hardening due to precipitates containing C or other elements. By using a metal powder containing C, a sintered body having high mechanical properties can be obtained.

金属粉末におけるCの含有率は、0.07質量%以下とされるが、好ましくは0.01質量%以上0.05質量%以下とされる。Cの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、組成のバランスが崩れやすくなるため、製造される焼結体の機械的特性が低下するおそれがある。 The content of C in the metal powder is 0.07% by mass or less, preferably 0.01% by mass or more and 0.05% by mass or less. If the content of C exceeds the above upper limit, the balance of the composition is likely to be lost depending on the overall composition, which may deteriorate the mechanical properties of the sintered body to be produced.

Mo(モリブデン)は、製造される焼結体の耐食性を強化する元素である。
金属粉末におけるMoの含有率は、特に限定されないが、1.00質量%以下であるのが好ましく、0.01質量%以上0.50質量%以下であるのがより好ましい。Moの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、焼結体の耐食性をより強化することができる。
Mo (molybdenum) is an element that enhances the corrosion resistance of the manufactured sintered body.
Although the content of Mo in the metal powder is not particularly limited, it is preferably 1.00% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 0.50% by mass or less. By setting the Mo content within the above range, the corrosion resistance of the sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the sintered body to be produced.

W(タングステン)は、製造される焼結体の耐熱性を強化する元素である。
金属粉末におけるWの含有率は、特に限定されないが、1.00質量%以下であるのが好ましく、0.01質量%以上0.50質量%以下であるのがより好ましい。Wの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、焼結体の耐熱性をより強化することができる。
W (tungsten) is an element that enhances the heat resistance of the manufactured sintered body.
Although the content of W in the metal powder is not particularly limited, it is preferably 1.00% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 0.50% by mass or less. By setting the W content within the above range, the heat resistance of the sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the sintered body to be manufactured.

N(窒素)は、製造される焼結体の耐力等の機械的特性を高める元素である。
金属粉末におけるNの含有率は、特に限定されないが、1.00質量%以下であるのが好ましく、0.001質量%以上0.50質量%以下であるのがより好ましく、0.05質量%以上0.30質量%以下であるのがさらに好ましい。Nの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、焼結体の耐力等の機械的特性をより高めることができる。
N (nitrogen) is an element that enhances mechanical properties such as yield strength of the manufactured sintered body.
The content of N in the metal powder is not particularly limited, but is preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.001% by mass or more and 0.50% by mass or less, and 0.05% by mass. More preferably, the content is 0.30% by mass or less. By setting the N content within the above range, mechanical properties such as yield strength of the sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the manufactured sintered body.

なお、Nが添加された金属粉末を製造するには、例えば、窒化した原料を用いる方法、溶融金属に対して窒素ガスを導入する方法、製造された金属粉末に窒化処理を施す方法等が用いられる。 In order to produce the metal powder to which N is added, for example, a method using a nitrided raw material, a method of introducing nitrogen gas into the molten metal, a method of subjecting the produced metal powder to a nitriding treatment, and the like are used. be done.

S(硫黄)は、製造される焼結体の被削性を高める元素である。
金属粉末におけるSの含有率は、特に限定されないが、0.50質量%以下であるのが好ましく、0.001質量%以上0.30質量%以下であるのがより好ましい。Sの含有率を前記範囲内に設定することで、製造される焼結体の密度の大幅な低下を招くことなく、製造される焼結体の被削性をより高めることができる。
S (sulfur) is an element that enhances the machinability of the produced sintered body.
Although the content of S in the metal powder is not particularly limited, it is preferably 0.50% by mass or less, and more preferably 0.001% by mass or more and 0.30% by mass or less. By setting the content of S within the above range, the machinability of the produced sintered body can be further enhanced without causing a significant decrease in the density of the produced sintered body.

P(リン)は、製造される焼結体に対し、侵入型元素として固溶体硬化を生じさせたり、他の元素と化合してなる析出物によって析出硬化を生じさせたりする元素である。Pを含む金属粉末を用いることで、高い機械的特性を有する焼結体が得られる。 P (phosphorus) is an element that causes solid solution hardening as an interstitial element in the sintered body to be produced, or causes precipitation hardening by means of precipitates formed by combining with other elements. By using a metal powder containing P, a sintered body having high mechanical properties can be obtained.

金属粉末におけるPの含有率は、0.50質量%以下とされるが、好ましくは0.001質量%以上0.35質量%以下とされ、より好ましくは0.005質量%以上0.30質量%以下とされる。Pの含有率が前記下限値を下回ると、全体の組成によっては、Pを添加したとしても焼結体の機械的特性を十分に高めることができないおそれがある。一方、Pの含有率が前記上限値を上回ると、全体の組成によっては、組成のバランスが崩れやすくなるため、製造される焼結体の機械的特性が低下するおそれがある。 The content of P in the metal powder is 0.50% by mass or less, preferably 0.001% by mass or more and 0.35% by mass or less, more preferably 0.005% by mass or more and 0.30% by mass. % or less. If the P content is below the above lower limit, the addition of P may not sufficiently improve the mechanical properties of the sintered body, depending on the overall composition. On the other hand, if the P content exceeds the above upper limit, the balance of the composition is likely to be lost depending on the overall composition, which may deteriorate the mechanical properties of the sintered body to be produced.

一方、O(酸素)も、意図的に添加されたり不可避的に混入したりしてもよいが、その含有率は0.01質量%以上0.70質量%以下であるのが好ましく、0.08質量%以上0.60質量%以下であるのがより好ましく、0.15質量%以上0.50質量%以下であるのがより好ましい。金属粉末中の酸素量をこの範囲内に収めることにより、金属粉末の粒子表面に酸化ケイ素が析出するため、MnやCr等の元素の酸化を抑制することができる。その結果、最終的に製造される焼結体の耐食性および表面性状を高めることができる。 On the other hand, O (oxygen) may also be intentionally added or unavoidably mixed, but its content is preferably 0.01% by mass or more and 0.70% by mass or less. It is more preferably 08% by mass or more and 0.60% by mass or less, and more preferably 0.15% by mass or more and 0.50% by mass or less. By keeping the oxygen content in the metal powder within this range, silicon oxide precipitates on the particle surface of the metal powder, so that oxidation of elements such as Mn and Cr can be suppressed. As a result, the corrosion resistance and surface properties of the finally produced sintered body can be improved.

なお、Oの含有率が前記下限値を下回ると、酸化ケイ素の析出量が少なくなるため、MnやCr等の元素の酸化が進行するおそれがある。この場合、製造される焼結体の耐食性や表面性状、機械的特性が低下するおそれがある。一方、Oの含有率が前記上限値を上回ると、酸化ケイ素に加えて、金属粉末の製造時点で、MnやCrの酸化物も生成されることとなる。このため、製造される焼結体の密度が上がりにくくなり、また、それに伴って、耐食性や表面性状、機械的特性の低下を招くおそれがある。 If the O content is less than the lower limit, the amount of silicon oxide precipitated is reduced, so that elements such as Mn and Cr may be oxidized. In this case, the corrosion resistance, surface properties, and mechanical properties of the produced sintered body may deteriorate. On the other hand, if the content of O exceeds the above upper limit, oxides of Mn and Cr will be produced in addition to silicon oxide at the time of production of the metal powder. For this reason, it becomes difficult to increase the density of the sintered body to be manufactured, and there is a risk that the corrosion resistance, surface properties, and mechanical properties will be lowered accordingly.

Siの含有量に対するOの含有量の質量比をO/Siとするとき、O/Siを最適化することにより、適度な量のSiが酸化物として析出する一方、一部のSiは固溶することができる。O/Siは、0.10以上0.90以下であるのが好ましく、0.20以上0.80以下であるのがより好ましく、0.30以上0.70以下であるのがさらに好ましい。O/Siをこのような範囲に設定することにより、酸脱脂法による脱脂におけるMnやCrの酸化を抑制することができ、最終的に製造される焼結体の耐食性および表面性状を高めることができる。 When the mass ratio of the O content to the Si content is O/Si, by optimizing O/Si, a moderate amount of Si precipitates as an oxide, while some Si forms a solid solution. can do. O/Si is preferably 0.10 or more and 0.90 or less, more preferably 0.20 or more and 0.80 or less, and still more preferably 0.30 or more and 0.70 or less. By setting O/Si in such a range, it is possible to suppress the oxidation of Mn and Cr during degreasing by the acid degreasing method, and to improve the corrosion resistance and surface properties of the finally produced sintered body. can.

なお、O/Siが前記下限値を下回ると、Siの量に対してOの量が不足するため、酸化ケイ素の析出量が少なくなり、十分な効果が得られないおそれがある。一方、O/Siが前記上限値を上回ると、Siの量に対してOの量が過剰になるため、MnやCr等の酸化が進行するおそれがある。 If O/Si is less than the above lower limit, the amount of O is insufficient with respect to the amount of Si, so the amount of silicon oxide precipitated is reduced, and a sufficient effect may not be obtained. On the other hand, if the O/Si ratio exceeds the upper limit, the amount of O becomes excessive with respect to the amount of Si, so there is a risk that oxidation of Mn, Cr, and the like will progress.

また、Siの含有量をs[質量%]とし、Mnの含有量をm[質量%]とし、Crの含有量をc[質量%]としたとき、金属粉末は、s/{m(c/10)}が0.15以上0.50以下を満たすのが好ましく、0.20以上0.48以下を満たすのがより好ましく、0.22以上0.45以下を満たすのがさらに好ましい。このような金属粉末では、MnやCrの酸化物の析出を抑えつつ、酸化ケイ素の析出によって耐酸化性の向上が図られる。その結果、焼結性が確保され、高密度な焼結体が得られるとともに、得られた焼結体の耐食性および表面性状を高めることができる。 Further, when the Si content is s [mass%], the Mn content is m [mass%], and the Cr content is c [mass%], the metal powder is s/{m(c /10)} is preferably 0.15 or more and 0.50 or less, more preferably 0.20 or more and 0.48 or less, and still more preferably 0.22 or more and 0.45 or less. In such a metal powder, oxidation resistance is improved by precipitation of silicon oxide while suppressing precipitation of oxides of Mn and Cr. As a result, sinterability is ensured, a high-density sintered body can be obtained, and corrosion resistance and surface properties of the obtained sintered body can be improved.

なお、s/{m(c/10)}が前記下限値を下回ると、MnやCrの量に対してSiの量が不足するため、酸化ケイ素が析出するよりも、MnやCrの酸化物の方が生成されやすくなるおそれがある。一方、s/{m(c/10)}が前記上限値を上回ると、MnやCrの量に対してSiの量が過剰になるため、焼結体の耐食性が低下するおそれがある。 If s/{m(c/10)} is below the lower limit, the amount of Si is insufficient with respect to the amount of Mn or Cr. is likely to be generated more easily. On the other hand, if s/{m(c/10)} exceeds the above upper limit, the amount of Si becomes excessive with respect to the amount of Mn and Cr, which may reduce the corrosion resistance of the sintered body.

粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末には、上述した元素の他、焼結体の特性を高めるため、H、Be、B、Al、Co、As、Sn、Se、Zr、Y、Ti、Hf、Ta、Te、Pb等が添加されていてもよい。その場合、これらの元素の含有率は、特に限定されないが、前述した焼結体の特性を阻害しない程度とされ、それぞれ0.1質量%未満であるのが好ましく、合計でも0.2質量%未満であるのが好ましい。なお、これらの元素は、不可避的に含まれる場合もある。 Precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy contains H, Be, B, Al, Co, As, Sn, Se, Zr, Y, Ti, and Hf, in addition to the elements described above, in order to enhance the properties of the sintered body. , Ta, Te, Pb and the like may be added. In that case, the content of these elements is not particularly limited, but is set to a degree that does not impair the characteristics of the sintered body described above, and each is preferably less than 0.1% by mass, and the total is 0.2% by mass. preferably less than. Note that these elements may inevitably be included.

さらに、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末には、不可避的な不純物が含まれていてもよい。不純物としては、上述した元素以外の全ての元素が挙げられる。これらの不純物の各混入率は、それぞれFe、Ni、Cr、Cu、Nb、Si、Mnの各含有率よりも少なければよい。また特に、これらの不純物の混入率は、それぞれ0.03質量%未満であるのが好ましく、不純物の混入率の合計は0.30質量%未満であるのが好ましい。なお、これらの不純物は、その含有率が前記範囲内であれば、前述したような効果が阻害されないので、意図的に添加されていてもよい。 Furthermore, the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy may contain unavoidable impurities. Impurities include all elements other than those mentioned above. The mixing ratio of each of these impurities should be less than the respective content of Fe, Ni, Cr, Cu, Nb, Si and Mn. In particular, the mixing ratio of these impurities is preferably less than 0.03% by mass, and the total mixing ratio of impurities is preferably less than 0.30% by mass. It should be noted that these impurities may be added intentionally since the aforementioned effects are not impaired as long as the content is within the above range.

(分析方法)
実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の組成比は、例えば、JIS G 1257:2000に規定された鉄及び鋼-原子吸光分析法、JIS G 1258:2007に規定された鉄及び鋼-ICP発光分光分析法、JIS G 1253:2002に規定された鉄及び鋼-スパーク放電発光分光分析法、JIS G 1256:1997に規定された鉄及び鋼-蛍光X線分析法、JIS G 1211~G 1237に規定された重量・滴定・吸光光度法等により特定することができる。具体的には、例えばスパーク放電発光分光分析装置であるSPECTRO社製固体発光分光分析装置、モデル:SPECTROLAB、タイプ:LAVMB08Aや、株式会社リガク製ICP装置、CIROS120型が挙げられる。
(analysis method)
The composition ratio of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to the embodiment is, for example, iron and steel specified in JIS G 1257: 2000 - atomic absorption spectrometry, iron and steel specified in JIS G 1258: 2007 - ICP emission spectrometry, iron and steel specified in JIS G 1253:2002 - spark discharge emission spectrometry, iron and steel specified in JIS G 1256: 1997 - fluorescent X-ray analysis, JIS G 1211 ~ It can be specified by weight, titration, spectrophotometry, etc. specified in G1237. Specifically, for example, SPECTRO's solid-state emission spectrometer, model: SPECTROLAB, type: LAVMB08A, which is a spark discharge emission spectrometer, and Rigaku's ICP device, CIROS120 type, can be used.

なお、JIS G 1211~G 1237は、下記の通りである。
JIS G 1211:2011 鉄及び鋼-炭素定量方法
JIS G 1212:1997 鉄及び鋼-けい素定量方法
JIS G 1213:2001 鉄及び鋼中のマンガン定量方法
JIS G 1214:1998 鉄及び鋼-りん定量方法
JIS G 1215:2010 鉄及び鋼-硫黄定量方法
JIS G 1216:1997 鉄及び鋼-ニッケル定量方法
JIS G 1217:2005 鉄及び鋼-クロム定量方法
JIS G 1218:1999 鉄及び鋼-モリブデン定量方法
JIS G 1219:1997 鉄及び鋼-銅定量方法
JIS G 1220:1994 鉄及び鋼-タングステン定量方法
JIS G 1221:1998 鉄及び鋼-バナジウム定量方法
JIS G 1222:1999 鉄及び鋼-コバルト定量方法
JIS G 1223:1997 鉄及び鋼-チタン定量方法
JIS G 1224:2001 鉄及び鋼中のアルミニウム定量方法
JIS G 1225:2006 鉄及び鋼-ひ素定量方法
JIS G 1226:1994 鉄及び鋼-すず定量方法
JIS G 1227:1999 鉄及び鋼中のほう素定量方法
JIS G 1228:2006 鉄及び鋼-窒素定量方法
JIS G 1229:1994 鋼-鉛定量方法
JIS G 1232:1980 鋼中のジルコニウム定量方法
JIS G 1233:1994 鋼-セレン定量方法
JIS G 1234:1981 鋼中のテルル定量方法
JIS G 1235:1981 鉄及び鋼中のアンチモン定量方法
JIS G 1236:1992 鋼中のタンタル定量方法
JIS G 1237:1997 鉄及び鋼-ニオブ定量方法
JIS G 1211 to G 1237 are as follows.
JIS G 1211:2011 Iron and steel - Determination of carbon JIS G 1212:1997 Iron and steel - Determination of silicon JIS G 1213:2001 Determination of manganese in iron and steel JIS G 1214:1998 Iron and steel - Determination of phosphorus JIS G 1215:2010 Iron and steel - Determination of sulfur JIS G 1216:1997 Iron and steel - Determination of nickel JIS G 1217:2005 Iron and steel - Determination of chromium JIS G 1218:1999 Iron and steel - Determination of molybdenum JIS G 1219: 1997 Iron and steel - Copper determination method JIS G 1220: 1994 Iron and steel - Tungsten determination method JIS G 1221: 1998 Iron and steel - Vanadium determination method JIS G 1222: 1999 Iron and steel - Cobalt determination method JIS G 1223: 1997 Iron and steel - Determination of titanium JIS G 1224:2001 Determination of aluminum in iron and steel JIS G 1225:2006 Iron and steel - Determination of arsenic JIS G 1226:1994 Iron and steel - Determination of tin JIS G 1227:1999 Method for determining boron in iron and steel JIS G 1228:2006 Iron and steel-Method for determining nitrogen JIS G 1229:1994 Steel-Method for determining lead JIS G 1232:1980 Method for determining zirconium in steel JIS G 1233:1994 Steel-Selenium Determination method JIS G 1234:1981 Method for determination of tellurium in steel JIS G 1235:1981 Method for determination of antimony in iron and steel JIS G 1236:1992 Method for determination of tantalum in steel JIS G 1237:1997 Method for determination of niobium in iron and steel

また、C(炭素)およびS(硫黄)の特定に際しては、特に、JIS G 1211:2011に規定された酸素気流燃焼 高周波誘導加熱炉燃焼-赤外線吸収法も用いられる。具体的には、LECO社製炭素・硫黄分析装置、CS-200が挙げられる。 In addition, when specifying C (carbon) and S (sulfur), the oxygen flow combustion high-frequency induction heating furnace combustion-infrared absorption method specified in JIS G 1211:2011 is also used. A specific example is CS-200, a carbon/sulfur analyzer manufactured by LECO.

さらに、N(窒素)およびO(酸素)の特定に際しては、特に、JIS G 1228:2006に規定された鉄および鋼の窒素定量方法、JIS Z 2613:2006に規定された金属材料の酸素定量方法も用いられる。具体的には、LECO社製酸素・窒素分析装置、TC-300/EF-300が挙げられる。 Furthermore, when specifying N (nitrogen) and O (oxygen), in particular, the nitrogen determination method for iron and steel specified in JIS G 1228: 2006, and the oxygen determination method for metal materials specified in JIS Z 2613: 2006. is also used. Specifically, an oxygen/nitrogen analyzer TC-300/EF-300 manufactured by LECO is exemplified.

また、実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を用いて製造された焼結体には、各種熱処理が施されることにより、マルテンサイト型の結晶構造を析出させることが可能である。マルテンサイト型の結晶構造は、焼結体に高い硬度を付与する。このため、実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、高い硬度と高い機械的強度とを有する焼結体を製造し得るものとなる。 In addition, the sintered body manufactured using the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to the embodiment can be subjected to various heat treatments to precipitate a martensitic crystal structure. . The martensitic crystal structure imparts high hardness to the sintered body. Therefore, the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to the embodiment can produce a sintered body having high hardness and high mechanical strength.

なお、焼結体がマルテンサイト型の結晶構造を有しているか否かは、例えばX線回折法により判定することができる。 Whether or not the sintered body has a martensitic crystal structure can be determined, for example, by an X-ray diffraction method.

また、実施形態に係る粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の平均粒径は、0.50μm以上50.00μm以下であるのが好ましく、1.00μm以上30.00μm以下であるのがより好ましく、2.00μm以上10.00μm以下であるのがさらに好ましい。このような粒径の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を用いることにより、焼結体中に残存する空孔が極めて少なくなるため、高密度で機械的特性に優れた焼結体を製造することができる。 In addition, the average particle diameter of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to the embodiment is preferably 0.50 μm or more and 50.00 μm or less, more preferably 1.00 μm or more and 30.00 μm or less, More preferably, it is 2.00 μm or more and 10.00 μm or less. By using the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy with such a particle size, the number of pores remaining in the sintered body is extremely reduced, so that a sintered body with high density and excellent mechanical properties can be produced. be able to.

なお、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の平均粒径は、レーザー回折法により得られた質量基準での累積粒度分布において、累積量が小径側から50%になるときの粒径として求められる。 The average particle size of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is obtained as the particle size when the cumulative amount is 50% from the small diameter side in the cumulative particle size distribution based on mass obtained by the laser diffraction method. .

また、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の平均粒径が前記下限値を下回った場合、成形し難い形状を成形する際に成形性が低下し、焼結密度が低下するおそれがあり、前記上限値を上回った場合、成形時に粒子間の隙間が大きくなるので、やはり焼結密度が低下するおそれがある。 Further, if the average particle size of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is less than the above lower limit, there is a risk that the moldability will decrease when forming a shape that is difficult to mold, and the sintered density will decrease. If the upper limit is exceeded, the sintered density may decrease because the gaps between particles become large during molding.

また、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の最大粒径は、平均粒径が前記範囲内であれば特に限定されないが、200μm以下であるのが好ましく、150μm以下であるのがより好ましい。粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の最大粒径を前記範囲内に制御することにより、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の粒度分布をより狭くすることができ、焼結体のさらなる高密度化を図ることができる。 The maximum particle size of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is not particularly limited as long as the average particle size is within the above range. By controlling the maximum particle size of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy within the above range, the particle size distribution of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy can be narrowed, and the sintered compact can have a higher density. can be improved.

なお、上記の最大粒径とは、レーザー回折法により得られた質量基準での累積粒度分布において、累積量が小径側から99.9%となるときの粒径のことをいう。 The maximum particle size mentioned above means the particle size at which the cumulative amount is 99.9% from the smaller diameter side in the cumulative particle size distribution on a mass basis obtained by the laser diffraction method.

また、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の粒子の短径をS[μm]とし、長径をL[μm]としたとき、S/Lで定義されるアスペクト比の平均値は、0.4以上1以下程度であるのが好ましく、0.7以上1以下程度であるのがより好ましい。このようなアスペクト比の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、その形状が比較的球形に近くなるので、成形された際の充填率が高められる。その結果、焼結体のさらなる高密度化を図ることができる。 Further, when the short diameter of the particles of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is S [μm] and the long diameter is L [μm], the average value of the aspect ratio defined by S/L is 0.4. It is preferably about 1 or more, and more preferably about 0.7 or more and 1 or less. Precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy having such an aspect ratio has a shape relatively close to a sphere, so that the packing rate is increased when molded. As a result, the density of the sintered body can be further increased.

なお、前記長径とは、粒子の投影像においてとりうる最大長さであり、前記短径とは、長径に直交する方向においてとりうる最大長さである。また、アスペクト比の平均値は、100個以上の粒子について測定されたアスペクト比の値の平均値として求められる。 The major axis is the maximum length that can be taken in the projected image of the particle, and the minor axis is the maximum length that can be taken in the direction orthogonal to the major axis. Also, the average value of the aspect ratio is obtained as the average value of the aspect ratio values measured for 100 or more particles.

[焼結体の製造方法]
次に、このような粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を用いて焼結体を製造する方法について説明する。
[Manufacturing method of sintered body]
Next, a method for producing a sintered body using such a precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy will be described.

焼結体を製造する方法は、[A]焼結体製造用の組成物を用意する組成物調製工程と、[B]成形体を製造する成形工程と、[C]脱脂処理を施す脱脂工程と、[D]焼成を行う焼成工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。 The method for producing a sintered body includes [A] a composition preparation step of preparing a composition for producing a sintered body, [B] a molding step of producing a molded body, and [C] a degreasing step of performing a degreasing treatment. and [D] a firing step of performing firing. Each step will be described below in sequence.

[A]組成物調製工程
まず、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末とバインダーとを用意し、これらを混練機により混練し、混練物、すなわち実施形態に係るコンパウンドを得る。かかる混練物は、前述した粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末と、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の粒子同士を結着するバインダーと、を含む。このような混練物によれば、酸化に伴う特性の劣化が抑制された焼結体、具体的には耐食性および表面性状が良好な焼結体を製造することができる。
[A] Composition Preparing Step First, precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy and a binder are prepared and kneaded by a kneader to obtain a kneaded product, that is, the compound according to the embodiment. The kneaded material contains the aforementioned precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy and a binder for binding particles of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy. With such a kneaded product, it is possible to produce a sintered body in which deterioration of properties due to oxidation is suppressed, specifically a sintered body with good corrosion resistance and surface properties.

この混練物中では、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末が均一に分散している。
粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法のようなアトマイズ法、還元法、カルボニル法、粉砕法等の各種粉末化法により製造される。
In this kneaded product, precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is uniformly dispersed.
Precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is produced by atomization methods such as water atomization method, gas atomization method and high-speed rotating water jet atomization method, reduction method, carbonyl method, pulverization method and the like.

このうち、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、アトマイズ法により製造されたものであるのが好ましく、水アトマイズ法または高速回転水流アトマイズ法により製造されたものであるのがより好ましい。アトマイズ法は、溶湯を、高速で噴射された液体または気体に衝突させることにより、微粉化するとともに冷却して、金属粉末を製造する方法である。粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末をこのようなアトマイズ法によって製造することにより、極めて微小な粉末を効率よく製造することができる。また、得られる粉末の粒子形状が表面張力の作用により球形状に近くなる。このため、成形した際に充填率の高いものが得られる。すなわち、高密度な焼結体を製造可能な粉末を得ることができる。 Among them, the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy is preferably produced by the atomization method, more preferably by the water atomization method or the high-speed rotating water stream atomization method. The atomization method is a method of producing a metal powder by colliding molten metal with liquid or gas jetted at high speed to pulverize and cool the molten metal. By producing the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy by such an atomizing method, extremely fine powder can be efficiently produced. Also, the particle shape of the obtained powder becomes nearly spherical due to the action of surface tension. Therefore, when molded, a product with a high filling rate can be obtained. That is, it is possible to obtain a powder capable of producing a high-density sintered body.

なお、アトマイズ法として、水アトマイズ法を用いた場合、溶湯に向けて噴射される水の圧力は、特に限定されないが、好ましくは75MPa以上120MPa以下程度とされ、より好ましくは、90MPa以上120MPa以下程度とされる。 When the water atomization method is used as the atomization method, the pressure of the water injected toward the molten metal is not particularly limited, but is preferably about 75 MPa or more and 120 MPa or less, more preferably about 90 MPa or more and 120 MPa or less. It is said that

また、アトマイズ水の水温も、特に限定されないが、好ましくは1℃以上20℃以下程度とされる。 The temperature of the atomizing water is also not particularly limited, but is preferably about 1° C. or higher and 20° C. or lower.

さらに、アトマイズ水は、溶湯の落下経路上に頂点を有し、外径が下方に向かって漸減するような円錐状に噴射される場合が多い。この場合、アトマイズ水が形成する円錐の頂角θは、10°以上40°以下程度であるのが好ましく、15°以上35°以下程度であるのがより好ましい。これにより、前述したような組成の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を、確実に製造することができる。 Furthermore, the atomized water is often sprayed in a conical shape having a peak on the molten metal drop path and an outer diameter gradually decreasing downward. In this case, the apex angle θ of the cone formed by the atomized water is preferably about 10° or more and 40° or less, more preferably about 15° or more and 35° or less. As a result, the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy having the composition described above can be reliably produced.

また、水アトマイズ法、特に高速回転水流アトマイズ法によれば、とりわけ速く溶湯を冷却することができる。このため、広い合金組成において高品質な粉末が得られる。 Further, the water atomization method, particularly the high-speed rotating water stream atomization method, can cool the molten metal particularly quickly. Therefore, high-quality powder can be obtained in a wide range of alloy compositions.

また、アトマイズ法において溶湯を冷却する際の冷却速度は、1×10℃/s以上であるのが好ましく、1×10℃/s以上であるのがより好ましい。このような急速な冷却により、均質な粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末が得られる。その結果、高品質な焼結体を得ることができる。 Further, the cooling rate when cooling the molten metal in the atomizing method is preferably 1×10 4 ° C./s or more, more preferably 1×10 5 ° C./s or more. Such rapid cooling results in a homogeneous precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy. As a result, a high-quality sintered body can be obtained.

なお、このようにして得られた粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末に対し、必要に応じて、分級を行ってもよい。分級の方法としては、例えば、ふるい分け分級、慣性分級、遠心分級のような乾式分級、沈降分級のような湿式分級等が挙げられる。 The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy thus obtained may be classified as necessary. Classification methods include, for example, sieving classification, inertial classification, dry classification such as centrifugal classification, and wet classification such as sedimentation classification.

一方、バインダーとしては、後述する酸脱脂法において、酸含有雰囲気が触媒として作用することにより、短時間で分解可能な樹脂が用いられる。かかる樹脂としては、例えば、ポリエーテル系樹脂、脂肪族炭酸エステル系樹脂、ポリ乳酸系樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 On the other hand, as the binder, a resin that can be decomposed in a short period of time by an acid-containing atmosphere acting as a catalyst in an acid degreasing method, which will be described later, is used. Examples of such resins include polyether-based resins, aliphatic carbonate-based resins, polylactic acid-based resins, and the like, and one or more of these can be used in combination.

このうち、ポリエーテル系樹脂としては、例えば、ポリアセタール系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂のような直鎖状ポリエーテル系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルエーテル系樹脂、ポリエーテルニトリル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリチオエーテルスルホン系樹脂のような芳香族ポリエーテル系樹脂等が挙げられる。 Among these, polyether-based resins include, for example, polyacetal-based resins, linear polyether-based resins such as polyethylene oxide-based resins, polyetherketone-based resins, polyetherether-based resins, polyethernitrile-based resins, poly Aromatic polyether-based resins such as ethersulfone-based resins and polythioethersulfone-based resins are included.

また、脂肪族炭酸エステル系樹脂としては、例えば、エタンジオールポリカーボネート、プロパンジオールポリカーボネート、ブタンジオールポリカーボネート、ヘキサンジオールポリカーボネート、デカンジオールポリカーボネートのようなアルカンジオールポリカーボネートまたはその誘導体を主成分とするものが挙げられる。 Examples of the aliphatic carbonate-based resin include alkanediol polycarbonate such as ethanediol polycarbonate, propanediol polycarbonate, butanediol polycarbonate, hexanediol polycarbonate, and decanediol polycarbonate, or those containing derivatives thereof as a main component. .

また、ポリ乳酸系樹脂としては、例えば、ポリ-L-乳酸樹脂、ポリ-D-乳酸樹脂、ポリ-L/D-乳酸樹脂のような乳酸ホモポリマーの他、グリコール酸、ヒドロキシブチルカルボン酸のような脂肪族ヒドロキシカルボン酸、グリコリド、ブチロラクトン、カプロラクトンのような脂肪族ラクトン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオールのような脂肪族ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンエーテル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレン/プロピレングリコールのようなポリアルキレンエーテル、ポリブチレンカーボネート、ポリヘキサンカーボネート、ポリオクタンカーボネートのような脂肪族ポリカーボネート、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸のような脂肪族ジカルボン酸等と乳酸との共重合体樹脂等が挙げられる。 Examples of polylactic acid-based resins include lactic acid homopolymers such as poly-L-lactic acid resin, poly-D-lactic acid resin, and poly-L/D-lactic acid resin, as well as glycolic acid and hydroxybutylcarboxylic acid. aliphatic hydroxycarboxylic acids such as glycolide, butyrolactone, aliphatic lactones such as caprolactone, aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene ether, diethylene glycol, polyalkylene ethers such as triethylene glycol, ethylene/propylene glycol; aliphatic polycarbonates such as polybutylene carbonate, polyhexane carbonate, polyoctane carbonate; succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid; and copolymer resins of lactic acid and aliphatic dicarboxylic acids.

この他、バインダーには、上述したような酸含有雰囲気を触媒として分解可能な樹脂の他に、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンまたはこれらの共重合体等の各種樹脂や、各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等の各種有機バインダーが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を混合して用いることができる。 In addition to the above-described resins that can be decomposed using an acid-containing atmosphere as a catalyst, the binder may also include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-vinyl acetate copolymer, and acrylics such as polymethyl methacrylate and polybutyl methacrylate. resins, styrene resins such as polystyrene, polyesters such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, or copolymers thereof, Various organic binders such as various waxes, paraffins, higher fatty acids, higher alcohols, higher fatty acid esters, and higher fatty acid amides can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.

また、バインダーの含有率は、混練物全体の2質量%以上20質量%以下程度であるのが好ましく、5質量%以上15質量%以下程度であるのがより好ましい。バインダーの含有率が前記範囲内であることにより、成形性よく成形体を形成することができるとともに、密度を高め、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。また、これにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を最適化して、最終的に得られる焼結体の寸法精度の低下を防止することができる。すなわち、高密度でかつ寸法精度の高い焼結体を得ることができる。 The binder content is preferably about 2% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably about 5% by mass or more and 15% by mass or less, of the entire kneaded product. When the content of the binder is within the above range, it is possible to form a molded article with good moldability, increase the density, and improve the stability of the shape of the molded article. In addition, this makes it possible to optimize the difference in size between the molded body and the degreased body, that is, the so-called shrinkage rate, and prevent deterioration in the dimensional accuracy of the finally obtained sintered body. That is, a sintered body with high density and high dimensional accuracy can be obtained.

また、混練物中には、必要に応じて、可塑剤が添加されていてもよい。この可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、セバシン酸エステル等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。 In addition, a plasticizer may be added to the kneaded product, if necessary. Examples of the plasticizer include phthalates, adipates, trimellitates, sebacates and the like, and one or more of these may be used in combination.

さらに、混練物中には、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末、バインダー、可塑剤の他に、例えば、滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物や、その他の金属粉末、セラミックス粉末等を必要に応じ添加することができる。 Furthermore, in addition to the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, the binder, and the plasticizer, the kneaded product contains various additives such as lubricants, antioxidants, degreasing accelerators, surfactants, and other additives. Metal powder, ceramic powder, etc. can be added as needed.

なお、混練条件は、用いる粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の金属組成や粒径、バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、混練温度:50℃以上200℃以下程度、混練時間:15分以上210分以下程度とすることができる。 The kneading conditions vary depending on various conditions such as the metal composition and particle size of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy used, the composition of the binder, and the amount of these ingredients. C. to 200.degree. C., kneading time: about 15 minutes to 210 minutes.

また、混練物は、必要に応じ、ペレット化される。ペレットの粒径は、例えば、1mm以上15mm以下程度とされる。 Moreover, the kneaded material is pelletized as needed. The grain size of the pellets is, for example, about 1 mm or more and 15 mm or less.

なお、後述する成形方法によっては、混練物に代えて、実施形態に係る造粒粉末を用いるようにしてもよい。これらの混練物および造粒粉末等が、後述する成形工程に供される組成物の一例である。 The granulated powder according to the embodiment may be used instead of the kneaded material depending on the molding method described below. These kneaded products, granulated powders, and the like are examples of compositions to be subjected to the molding step described below.

かかる造粒粉末は、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末に造粒処理を施すことにより、複数個の金属粒子同士をバインダーで結着してなるものである。すなわち、造粒粉末は、前述した粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を造粒してなるものである。このような造粒粉末によれば、酸化に伴う特性の劣化が抑制された焼結体、具体的には耐食性および表面性状が良好な焼結体を製造することができる。 Such a granulated powder is obtained by subjecting a precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy to a granulation treatment to bind a plurality of metal particles together with a binder. That is, the granulated powder is obtained by granulating the aforementioned precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy. According to such a granulated powder, it is possible to produce a sintered body in which the deterioration of properties due to oxidation is suppressed, specifically a sintered body with good corrosion resistance and surface properties.

造粒粉末の製造に用いられるバインダーとしては、例えば前述したバインダーが挙げられる。 Examples of the binder used for producing the granulated powder include the binders described above.

また、バインダーの含有率は、造粒粉末全体の0.2質量%以上10質量%以下程度であるのが好ましく、0.3質量%以上5.0質量%以下程度であるのがより好ましい。バインダーの含有率が前記範囲内であることにより、著しく大きな粒子が造粒されたり、造粒されていない金属粒子が大量に残存してしまったりするのを抑制しつつ、造粒粉末を効率よく形成することができる。また、成形性が向上するため、成形体の形状の安定性等を特に優れたものとすることができる。また、バインダーの含有率を前記範囲内としたことにより、成形体と脱脂体との大きさの差、いわゆる収縮率を最適化して、最終的に得られる焼結体の寸法精度の低下を防止することができる。 The content of the binder is preferably about 0.2% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably about 0.3% by mass or more and 5.0% by mass or less, based on the entire granulated powder. When the content of the binder is within the above range, the granulated powder can be efficiently produced while suppressing the granulation of extremely large particles and the remaining large amount of metal particles that have not been granulated. can be formed. In addition, since the moldability is improved, the stability of the shape of the molded product can be made particularly excellent. In addition, by setting the content of the binder within the above range, the difference in size between the molded body and the degreased body, the so-called shrinkage ratio, is optimized, thereby preventing deterioration in the dimensional accuracy of the finally obtained sintered body. can do.

さらに、造粒粉末中には、必要に応じて、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物や、その他の金属粉末、セラミックス粉末等が添加されていてもよい。 Furthermore, various additives such as plasticizers, lubricants, antioxidants, degreasing accelerators, surfactants, other metal powders, ceramic powders, etc. are added to the granulated powder as necessary. good too.

一方、造粒処理としては、例えば、スプレードライ法、転動造粒法、流動層造粒法、転動流動造粒法等が挙げられる。 On the other hand, examples of granulation include spray drying, tumbling granulation, fluidized bed granulation, and tumbling fluidized granulation.

なお、造粒処理では、必要に応じて、バインダーを溶解する溶媒が用いられる。かかる溶媒としては、例えば、水、四塩化炭素のような無機溶媒や、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、セロソルブ系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、芳香族複素環化合物系溶媒、アミド系溶媒、ハロゲン化合物系溶媒、エステル系溶媒、アミン系溶媒、ニトリル系溶媒、ニトロ系溶媒、アルデヒド系溶媒のような有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上の混合物が用いられる。 In addition, in the granulation process, a solvent that dissolves the binder is used as necessary. Such solvents include, for example, water, inorganic solvents such as carbon tetrachloride, ketone solvents, alcohol solvents, ether solvents, cellosolve solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, aromatic organic solvents such as group heterocyclic compound solvents, amide solvents, halogen compound solvents, ester solvents, amine solvents, nitrile solvents, nitro solvents, aldehyde solvents, etc., and selected from these One or a mixture of two or more is used.

造粒粉末の平均粒径は、特に限定されないが、10μm以上200μm以下程度であるのが好ましく、20μm以上100μm以下程度であるのがより好ましく、25μm以上60μm以下程度であるのがより好ましい。このような粒径の造粒粉末は、良好な流動性を有し、成形型の形状をより忠実に反映させ得るものとなる。 The average particle size of the granulated powder is not particularly limited, but is preferably about 10 μm to 200 μm, more preferably about 20 μm to 100 μm, and more preferably about 25 μm to 60 μm. The granulated powder having such a particle size has good fluidity and can more faithfully reflect the shape of the mold.

なお、平均粒径は、レーザー回折法により得られた質量基準での累積粒度分布において、累積量が小径側から50%になるときの粒径として求められる。 The average particle size is determined as the particle size at which the cumulative amount is 50% from the smaller diameter side in the cumulative particle size distribution on a mass basis obtained by laser diffraction.

[B]成形工程
次に、混練物または造粒粉末を成形して、目的の焼結体と同形状の成形体を製造する。
[B] Molding step Next, the kneaded material or the granulated powder is molded to produce a molded body having the same shape as the desired sintered body.

成形方法としては、例えば、圧粉成形法、金属粉末射出成形法、押出成形法等が挙げられる。 The molding method includes, for example, a compaction molding method, a metal powder injection molding method, an extrusion molding method, and the like.

このうち、圧粉成形法の場合の成形条件は、用いる粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の組成や粒径、バインダーの組成、およびこれらの配合量等の諸条件によって異なるが、成形圧力が200MPa以上1000MPa以下程度であるのが好ましい。 Of these, the molding conditions for the powder compaction method vary depending on various conditions such as the composition and particle size of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy used, the composition of the binder, and the amount of these ingredients. It is preferably about 200 MPa or more and 1000 MPa or less.

また、金属粉末射出成形法の場合の成形条件は、諸条件によって異なるものの、材料温度が80℃以上210℃以下程度、射出圧力が50MPa以上500MPa以下程度であるのが好ましい。 Molding conditions for metal powder injection molding vary depending on various conditions, but preferably the material temperature is about 80° C. or higher and 210° C. or lower, and the injection pressure is about 50 MPa or higher and 500 MPa or lower.

また、押出成形法の場合の成形条件は、諸条件によって異なるものの、材料温度が80℃以上210℃以下程度、押出圧力が50MPa以上500MPa以下程度であるのが好ましい。 Molding conditions in the case of extrusion molding vary depending on various conditions, but preferably the material temperature is about 80° C. or higher and 210° C. or lower, and the extrusion pressure is about 50 MPa or higher and 500 MPa or lower.

このようにして得られた成形体は、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の複数の粒子の間隙に、バインダーが一様に分布した状態となる。 In the molded body thus obtained, the binder is uniformly distributed between the plurality of particles of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy.

なお、作製される成形体の形状寸法は、以降の脱脂工程および焼成工程における成形体の収縮分を見込んで決定される。 The shape and dimensions of the molded body to be produced are determined by taking into consideration the amount of shrinkage of the molded body in the subsequent degreasing process and firing process.

[C]脱脂工程
次に、得られた成形体に脱脂処理を施し、脱脂体を得る。具体的には、成形体を加熱して、バインダーを分解することにより、成形体中からバインダーを除去して、脱脂処理がなされる。
[C] Degreasing Step Next, the obtained compact is subjected to a degreasing treatment to obtain a degreased body. Specifically, the molded body is heated to decompose the binder, thereby removing the binder from the molded body and performing a degreasing treatment.

この脱脂処理では、成形体を酸含有雰囲気下で加熱する酸脱脂法が用いられる。酸脱脂法は、酸含有雰囲気下で成形体を加熱することにより、酸の触媒作用を利用して脱脂する方法である。酸脱脂法によれば、バインダーを低温でも短時間で分解することができるので、体積の大きな成形体であっても、効率よく脱脂処理を施すことができる。 In this degreasing treatment, an acid degreasing method is used in which the compact is heated in an acid-containing atmosphere. The acid degreasing method is a method of heating a compact in an acid-containing atmosphere and degreasing it using the catalytic action of an acid. According to the acid degreasing method, the binder can be decomposed in a short period of time even at a low temperature, so that even a compact having a large volume can be efficiently degreased.

酸含有雰囲気とは、バインダーを分解可能な酸を含む雰囲気のことをいう。かかる酸としては、例えば、硝酸、シュウ酸、オゾン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの酸と他のガスとを混合した混合ガスを用いるようにしてもよい。混合ガスの一例としては、発煙硝酸が挙げられる。なお、雰囲気圧力は、大気圧であっても、減圧下であっても、加圧下であってもよい。 The acid-containing atmosphere means an atmosphere containing an acid capable of decomposing the binder. Such acids include, for example, nitric acid, oxalic acid, ozone and the like, and one or more of these can be used in combination. A mixed gas in which these acids are mixed with other gases may also be used. An example of a mixed gas is fuming nitric acid. The atmospheric pressure may be atmospheric pressure, reduced pressure, or increased pressure.

成形体の加熱条件は、バインダーの組成や配合量、酸含有雰囲気の種類によって若干異なるものの、温度100℃以上750℃以下×0.1時間以上20時間以下程度であるのが好ましく、150℃以上600℃以下×0.5時間以上15時間以下程度であるのがより好ましい。これにより、比較的低温でも短時間で、成形体の脱脂を行うことができる。また、成形体が焼結してしまったり、酸化してしまったりするのを抑制することができる。 The heating conditions for the molded body slightly differ depending on the composition and amount of the binder and the type of acid-containing atmosphere, but it is preferable that the temperature is 100 ° C. or higher and 750 ° C. or lower x 0.1 hour or higher and 20 hours or lower, and 150 ° C. or higher. More preferably, the time is 600° C. or less×0.5 hours or more and 15 hours or less. As a result, the compact can be degreased in a short time even at a relatively low temperature. In addition, sintering or oxidation of the compact can be suppressed.

なお、このような脱脂工程は、脱脂条件の異なる複数の過程に分けて行うことにより、成形体中のバインダーをより速やかに、そして、成形体に残存させないように分解・除去するようにしてもよい。 Incidentally, such a degreasing step may be performed in a plurality of steps with different degreasing conditions so that the binder in the molded body can be decomposed and removed more quickly and without remaining in the molded body. good.

また、必要に応じて、脱脂体に対して切削、研磨、切断等の機械加工を施すようにしてもよい。脱脂体は、硬度が比較的低く、かつ比較的可塑性に富んでいるため、脱脂体の形状が崩れるのを防止しつつ、容易に機械加工を施すことができる。このような機械加工によれば、最終的に寸法精度の高い焼結体を容易に得ることができる。 Further, if necessary, the degreased body may be subjected to machining such as cutting, polishing, and cutting. Since the degreased body has relatively low hardness and relatively high plasticity, it can be easily machined while preventing the shape of the degreased body from collapsing. According to such machining, it is possible to easily obtain a final sintered body with high dimensional accuracy.

[D]焼成工程
前記工程[C]で得られた脱脂体を、焼成炉で焼成して焼結体を得る。
[D] Firing Step The degreased body obtained in the step [C] is fired in a firing furnace to obtain a sintered body.

この焼結により、粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末は、粒子同士の界面で拡散が生じ、焼結に至る。この際、前述したようなメカニズムによって、脱脂体が速やかに焼結される。その結果、全体的に緻密な高密度の焼結体が得られる。 Due to this sintering, the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy causes diffusion at the interfaces between the particles, leading to sintering. At this time, the degreased body is quickly sintered by the mechanism described above. As a result, a dense and dense sintered body is obtained as a whole.

焼成温度は、成形体および脱脂体の製造に用いた粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の組成や粒径等によって異なるが、一例として980℃以上1330℃以下程度とされる。また、好ましくは1050℃以上1260℃以下程度とされる。 The firing temperature varies depending on the composition, particle size, etc. of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy used in the production of the compact and degreased body. Also, the temperature is preferably about 1050° C. or higher and 1260° C. or lower.

また、焼成時間は、0.2時間以上7時間以下とされるが、好ましくは1時間以上6時間以下程度とされる。 Also, the firing time is 0.2 hours or more and 7 hours or less, preferably 1 hour or more and 6 hours or less.

なお、焼成工程においては、途中で焼結温度や後述する焼成雰囲気を変化させるようにしてもよい。 In the firing process, the sintering temperature and the firing atmosphere, which will be described later, may be changed during the firing process.

焼成条件をこのような範囲に設定することにより、焼結が進み過ぎて過焼結となり結晶組織が肥大化するのを防止しつつ、脱脂体全体を十分に焼結させることができる。その結果、高密度であり、かつ特に機械的特性に優れた焼結体を得ることができる。 By setting the sintering conditions within such a range, the entire degreased body can be sufficiently sintered while preventing oversintering and enlargement of the crystal structure due to excessive sintering. As a result, a sintered body having a high density and particularly excellent mechanical properties can be obtained.

また、このようにして製造された焼結体に対し、必要に応じて追加処理を施すようにしてもよい。追加処理としては、例えば、固溶化処理、時効硬化処理、二重時効処理、サブゼロ処理、焼き戻し処理、熱間加工処理、冷間加工処理等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上が組み合わされて用いられる。 Moreover, the sintered body thus manufactured may be subjected to additional treatment as necessary. Additional treatments include, for example, solution treatment, age hardening treatment, double aging treatment, sub-zero treatment, tempering treatment, hot working treatment, cold working treatment, etc., one or two of these. The above are used in combination.

なお、上述した追加処理の具体例としては、1000℃以上1250℃以下の温度から30分以上120分以下の時間で冷却する固溶化処理を施した後、600℃以上800℃以下の温度から6時間以上48時間以下の時間で冷却する時効硬化処理を施す処理が挙げられる。 In addition, as a specific example of the above-mentioned additional treatment, after performing a solution treatment of cooling from a temperature of 1000 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower for 30 minutes or more and 120 minutes or less, A treatment that performs an age hardening treatment that cools for a time of 1 hour or more and 48 hours or less is exemplified.

以上のようにして製造された析出硬化系ステンレス鋼焼結体、すなわち粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を焼結してなる焼結体は、Feが主成分であり、Niが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、Crが15.00質量%以上17.50質量%以下の割合で含まれ、Cuが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、Nbが0.15質量%以上0.45質量%以下の割合で含まれ、Siが0.30質量%以上1.00質量%以下の割合で含まれ、Mnの含有量に対するSiの含有量の質量比Si/Mnが2.00以上6.00以下である。 The precipitation hardening stainless steel sintered body produced as described above, that is, the sintered body obtained by sintering the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy has Fe as the main component and Ni is 3.00. % by mass or more and 5.00% by mass or less, Cr is contained in a proportion of 15.00% by mass or more and 17.50% by mass or less, and Cu is contained in a proportion of 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less. Nb is contained at a ratio of 0.15% by mass or more and 0.45% by mass or less, Si is contained at a ratio of 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less, relative to the Mn content The Si content mass ratio Si/Mn is 2.00 or more and 6.00 or less.

このような焼結体によれば、酸脱脂法による脱脂に供されたとき、酸化に伴う特性の劣化を抑制することができる。その結果、耐食性および表面性状に優れた焼結体が得られる。なお、以下の説明では、析出硬化系ステンレス鋼焼結体のことを単に焼結体ということもある。 According to such a sintered body, when subjected to degreasing by an acid degreasing method, deterioration of properties due to oxidation can be suppressed. As a result, a sintered body having excellent corrosion resistance and surface properties can be obtained. In the following description, the precipitation hardened stainless steel sintered body may be simply referred to as the sintered body.

また、実施形態に係る析出硬化系ステンレス鋼焼結体は、その表面に酸化ケイ素を含む析出物が析出しているのが好ましい。この析出物は、焼結体の製造に用いた粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末において十分な量のSiが含まれており、かつ、粒子表面に酸化ケイ素が存在していることによって、MnやCrといった比較的酸化しやすい元素の酸化が抑えられたことに伴って析出する。このため、酸化ケイ素を含む析出物が析出している析出硬化系ステンレス鋼焼結体は、酸化に伴う特性の劣化が抑制され、耐食性および表面性状に優れたものとなる。 In addition, it is preferable that the precipitation hardening stainless steel sintered body according to the embodiment has a precipitate containing silicon oxide deposited on its surface. These precipitates are formed by Mn and Cr, which are relatively easily oxidized, are prevented from being oxidized. Therefore, the precipitation hardened stainless steel sintered body in which precipitates containing silicon oxide are deposited is suppressed from deteriorating in properties due to oxidation, and has excellent corrosion resistance and surface properties.

焼結体における析出物の量は、特に限定されないが、焼結体の表面を電子顕微鏡で観察し、SiとOの合計の含有率が50質量%以上である領域を析出物としたとき、50μm四方の範囲内にその析出物が1個以上認められるのが好ましく、3個以上認められるのがより好ましい。このような焼結体は、耐食性および表面性状が特に優れたものとなる。 The amount of precipitates in the sintered body is not particularly limited, but when the surface of the sintered body is observed with an electron microscope and the region where the total content of Si and O is 50% by mass or more is defined as precipitates, It is preferable that one or more, more preferably three or more, of such precipitates are found within the range of 50 μm square. Such a sintered body has particularly excellent corrosion resistance and surface properties.

なお、SiおよびOの含有率は、例えばエネルギー分散型X線分光法(EDX)により測定可能である。 The content of Si and O can be measured by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), for example.

析出硬化系ステンレス鋼焼結体は、例えば、自動車用部品、自転車用部品、鉄道車両用部品、船舶用部品、航空機用部品、宇宙輸送機(例えばロケット等)用部品のような輸送機器用部品、パソコン用部品、携帯電話端末用部品、タブレット端末用部品、ウェアラブル端末用部品のような電子機器用部品、冷蔵庫、洗濯機、冷暖房機のような電気機器用部品、工作機械、半導体製造装置のような機械用部品、原子力発電所、火力発電所、水力発電所、製油所、化学コンビナートのようなプラント用部品、時計用部品、金属食器、宝飾品、眼鏡フレームのような装飾品の全体または一部を構成する材料として用いることができる。 Precipitation hardened stainless steel sintered bodies are used in transportation equipment parts such as automobile parts, bicycle parts, railroad vehicle parts, ship parts, aircraft parts, and parts for space transport vehicles (such as rockets). , parts for personal computers, parts for mobile phone terminals, parts for tablet terminals, parts for wearable terminals, parts for electrical equipment such as refrigerators, washing machines, air conditioners, machine tools, and semiconductor manufacturing equipment. machine parts, plant parts such as nuclear power plants, thermal power plants, hydroelectric power plants, oil refineries, chemical complexes, watch parts, metal tableware, jewelry, ornaments such as eyeglass frames, or It can be used as a material constituting a part.

以上、本発明の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末、コンパウンド、造粒粉末および析出硬化系ステンレス鋼焼結体について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、コンパウンドおよび造粒粉末には、任意の添加物が添加されていてもよい。 The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, the compound, the granulated powder, and the precipitation hardening stainless steel sintered body of the present invention have been described above based on preferred embodiments, but the present invention is limited to these. not a thing For example, optional additives may be added to compounds and granulated powders.

次に、本発明の実施例について説明する。
1.焼結体の製造
(サンプルNo.1)
[1]まず、水アトマイズ法により製造された表1に示す組成の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を用意した。
Next, examples of the present invention will be described.
1. Production of sintered body (Sample No. 1)
[1] First, a precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy having the composition shown in Table 1 and produced by the water atomization method was prepared.

また、表1に示す金属粉末の組成の同定、定量は、誘導結合高周波プラズマ発光分析法、および、株式会社リガク製ICP装置CIROS120型を用いた。また、Cの同定、定量には、LECO社製炭素・硫黄分析装置CS-200を用いた。さらに、Oの同定、定量には、LECO社製酸素・窒素分析装置TC-300/EF-300を用いた。 The composition of the metal powder shown in Table 1 was identified and quantified using an inductively coupled high-frequency plasma emission spectrometry method and an ICP device CIROS120 manufactured by Rigaku Corporation. For identification and quantification of C, a carbon/sulfur analyzer CS-200 manufactured by LECO was used. Furthermore, for the identification and quantification of O, an oxygen/nitrogen analyzer TC-300/EF-300 manufactured by LECO was used.

[2]次に、金属粉末および有機バインダーを質量比で89:11となるように秤量して混合し、混合原料を得た。なお、有機バインダーには、ブタンジオール2.5質量%を含有するポリアセタール樹脂と、ポリエチレンと、を質量比で50:6になるように混合した樹脂を使用した。 [2] Next, the metal powder and the organic binder were weighed and mixed at a mass ratio of 89:11 to obtain a mixed raw material. As the organic binder, a resin obtained by mixing a polyacetal resin containing 2.5% by mass of butanediol and polyethylene in a mass ratio of 50:6 was used.

[3]次に、この混合原料を混練機で混練し、コンパウンドを得た。
[4]次に、このコンパウンドを、以下に示す成形条件で、射出成形機にて成形し、成形体を作製した。
[3] Next, this mixed raw material was kneaded with a kneader to obtain a compound.
[4] Next, this compound was molded by an injection molding machine under the molding conditions shown below to produce a molded body.

<成形条件>
・材料温度:180℃
・射出圧力:11MPa(110kgf/cm
<Molding conditions>
・Material temperature: 180℃
・Injection pressure: 11 MPa (110 kgf/cm 2 )

[5]次に、得られた成形体に対して、以下に示す脱脂条件で熱処理を施し、脱脂体を得た。 [5] Next, the obtained compact was subjected to heat treatment under the following degreasing conditions to obtain a degreased body.

<脱脂条件>
・脱脂温度 :400℃
・脱脂時間 :1時間(脱脂温度での保持時間)
・脱脂雰囲気:窒素と硝酸との混合ガス雰囲気、硝酸の濃度は2体積%
<Degreasing conditions>
・Degreasing temperature: 400°C
・Degreasing time: 1 hour (holding time at degreasing temperature)
・Degreasing atmosphere: mixed gas atmosphere of nitrogen and nitric acid, the concentration of nitric acid is 2% by volume

[6]次に、得られた脱脂体を、以下に示す焼成条件で焼成した。これにより、焼結体を得た。なお、焼結体の形状は、直径10mm、厚さ5mmの円柱形状とした。 [6] Next, the obtained degreased body was fired under the following firing conditions. A sintered body was thus obtained. The shape of the sintered body was a cylinder with a diameter of 10 mm and a thickness of 5 mm.

<焼成条件>
・焼成温度 :1300℃
・焼成時間 :3時間(焼成温度での保持時間)
・焼成雰囲気:アルゴン雰囲気
<Baking conditions>
・Firing temperature: 1300°C
・Baking time: 3 hours (holding time at baking temperature)
・Firing atmosphere: Argon atmosphere

[7]次に、得られた焼結体に対し、以下に示す条件で固溶化処理および時効硬化処理を順次施した。 [7] Next, the obtained sintered body was sequentially subjected to solution treatment and age hardening treatment under the following conditions.

<固溶化処理条件>
・加熱温度 :1120℃
・加熱時間 :30分
・冷却方法 :水冷
<Solution treatment conditions>
・Heating temperature: 1120℃
・Heating time: 30 minutes ・Cooling method: Water cooling

<時効硬化処理条件>
・加熱温度 :700℃
・加熱時間 :24時間
・冷却方法 :水冷
<Age hardening treatment conditions>
・Heating temperature: 700℃
・Heating time: 24 hours ・Cooling method: Water cooling

(サンプルNo.2~25)
粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の組成等を表1に示すように変更した以外は、それぞれサンプルNo.1の場合と同様にして焼結体を得た。なお、いくつかの焼結体の製造にあたっては、ガスアトマイズ法により製造された金属粉末を用いた。該当するものには、表1の備考欄に「ガス」と表記している。
(Sample Nos. 2 to 25)
Except for changing the composition of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy as shown in Table 1, sample Nos. A sintered body was obtained in the same manner as in case 1. Metal powder produced by the gas atomization method was used in the production of some sintered bodies. For applicable items, "gas" is written in the remarks column of Table 1.

Figure 0007263840000001
Figure 0007263840000001

なお、表1では、各サンプルNo.の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末および焼結体のうち、本発明に相当するものを「実施例」とし、本発明に相当しないものを「比較例」としている。
また、各焼結体には、微量の不純物が含まれていたが、表1への記載は省略した。
In addition, in Table 1, each sample No. Among precipitation hardening stainless steel powders and sintered bodies for powder metallurgy, those corresponding to the present invention are referred to as "Examples" and those not corresponding to the present invention are referred to as "Comparative Examples."
In addition, each sintered body contained a small amount of impurities, but their description in Table 1 was omitted.

2.焼結体の評価
2.1 耐食性の評価
まず、表1に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS G 0591:2012に規定されたステンレス鋼の硫酸腐食試験方法に準じて、腐食度を測定した。なお、硫酸としては、沸騰させた5質量%硫酸を使用した。
2. 2. Evaluation of Sintered Body 2.1 Evaluation of Corrosion Resistance The degree of corrosion of the sintered body was measured according to the sulfuric acid corrosion test method for stainless steel specified in JIS G 0591:2012. Boiled 5% by mass sulfuric acid was used as the sulfuric acid.

次いで、各サンプルNo.の焼結体の腐食度について、サンプルNo.20の焼結体について測定された腐食度(単位:g/m/h)を1としたときの相対値を算出した。そして、算出した相対値を、以下の評価基準に照らして評価した。 Then, each sample no. Regarding the corrosion rate of the sintered body of sample No. A relative value was calculated when the degree of corrosion (unit: g/m 2 /h) measured for 20 sintered bodies was set to 1. Then, the calculated relative value was evaluated in light of the following evaluation criteria.

<腐食度の評価基準>
A:焼結体の腐食度の相対値が0.50未満である
B:焼結体の腐食度の相対値が0.50以上0.75未満である
C:焼結体の腐食度の相対値が0.75以上1.00未満である
D:焼結体の腐食度の相対値が1.00以上1.25未満である
E:焼結体の腐食度の相対値が1.25以上1.50未満である
F:焼結体の腐食度の相対値が1.50以上である
以上の評価結果を表2に示す。
<Evaluation Criteria for Corrosion Degree>
A: The relative value of the corrosion rate of the sintered body is less than 0.50 B: The relative value of the corrosion rate of the sintered body is 0.50 or more and less than 0.75 C: The relative value of the corrosion rate of the sintered body The value is 0.75 or more and less than 1.00 D: The relative value of the corrosion rate of the sintered body is 1.00 or more and less than 1.25 E: The relative value of the corrosion rate of the sintered body is 1.25 or more Less than 1.50 F: The relative value of the degree of corrosion of the sintered body is 1.50 or more Table 2 shows the above evaluation results.

2.2 鏡面性の評価
次に、表1に示すサンプルNo.の焼結体について、バレル研磨処理を施した。
2.2 Evaluation of specularity The sintered body of was subjected to barrel polishing.

次いで、JIS Z 8741:1997に規定された鏡面光沢度の測定方法に準拠して焼結体の鏡面光沢度を測定した。なお、焼結体表面に対する光の入射角は60°とし、鏡面光沢度を算出するための基準面には、鏡面光沢度90、屈折率1.500のガラスを用いた。そして、測定された鏡面光沢度を、以下の評価基準に照らして評価した。 Next, the specular glossiness of the sintered body was measured according to the specular glossiness measuring method specified in JIS Z 8741:1997. The incident angle of light on the surface of the sintered body was 60°, and glass with a specular gloss of 90 and a refractive index of 1.500 was used as a reference surface for calculating the specular gloss. Then, the measured specular gloss was evaluated according to the following evaluation criteria.

<鏡面光沢度の評価基準>
A:表面の鏡面性が非常に高く、鏡面光沢度が200以上である
B:表面の鏡面性が高く、鏡面光沢度が150以上200未満である
C:表面の鏡面性がやや高く、鏡面光沢度が100以上150未満である
D:表面の鏡面性がやや低く、鏡面光沢度が60以上100未満である
E:表面の鏡面性がやや低く、鏡面光沢度が30以上60未満である
F:表面の鏡面性が低く、鏡面光沢度が30未満である
以上の評価結果を表2に示す。
<Evaluation Criteria for Specular Glossiness>
A: Very high surface specularity, specular glossiness of 200 or more B: High specularity of the surface, specular glossiness of 150 or more and less than 200 C: Slightly high surface specularity, specular glossiness degree is 100 or more and less than 150 D: The surface has a slightly low specularity and the specular gloss is 60 or more and less than 100 E: The surface has a slightly low specularity and the specular gloss is 30 or more and less than 60 F: The specularity of the surface is low and the specular glossiness is less than 30. Table 2 shows the above evaluation results.

2.3 引張強さの評価
次に、表1に示す各サンプルNo.の焼結体について、JIS Z 2241:2011に規定された金属材料引張試験方法に準じて、引張強さを測定した。
そして、測定した引張強さを、以下の評価基準に照らして評価した。
2.3 Evaluation of Tensile Strength Next, each sample No. shown in Table 1 was tested. The tensile strength of the sintered body was measured according to the metal material tensile test method specified in JIS Z 2241:2011.
Then, the measured tensile strength was evaluated according to the following evaluation criteria.

<引張強さの評価基準>
A:焼結体の引張強さが1130MPa以上である
B:焼結体の引張強さが1080MPa以上1130MPa未満である
C:焼結体の引張強さが1030MPa以上1080MPa未満である
D:焼結体の引張強さが980MPa以上1030MPa未満である
E:焼結体の引張強さが930MPa以上980MPa未満である
F:焼結体の引張強さが930MPa未満である
以上の評価結果を表2に示す
<Evaluation Criteria for Tensile Strength>
A: Tensile strength of sintered body is 1130 MPa or more B: Tensile strength of sintered body is 1080 MPa or more and less than 1130 MPa C: Tensile strength of sintered body is 1030 MPa or more and less than 1080 MPa D: Sintered The tensile strength of the body is 980 MPa or more and less than 1030 MPa E: The tensile strength of the sintered body is 930 MPa or more and less than 980 MPa F: The tensile strength of the sintered body is less than 930 MPa Table 2 shows the above evaluation results. show

Figure 0007263840000002
Figure 0007263840000002

表2から明らかなように、実施例の焼結体は、酸脱脂法による脱脂を経て製造されたにもかかわらず、耐食性と鏡面性の双方が良好であった。 As is clear from Table 2, the sintered bodies of Examples had both good corrosion resistance and specularity, although they were produced through degreasing by an acid degreasing method.

一方、比較例の焼結体は、耐食性および鏡面性が十分ではなかった。具体的には、Siの含有率、または、Si/Mnの比が、所定の範囲から外れている場合、耐食性および鏡面性の双方が低下していることが認められた。 On the other hand, the sintered bodies of the comparative examples were insufficient in corrosion resistance and specularity. Specifically, when the Si content rate or the Si/Mn ratio is out of the predetermined range, both the corrosion resistance and specularity are found to be degraded.

なお、各サンプルNo.の焼結体の表面を電子顕微鏡で観察し、50μm四方の範囲内に存在する析出物の数を計数したところ、いずれの実施例においても析出物が1個以上認められた。 Each sample No. When the surface of the sintered body was observed with an electron microscope and the number of precipitates existing within a 50 μm square area was counted, one or more precipitates were found in all examples.

また、成形方法を射出成形法から圧縮成形法に変更し、上記と同様の焼結体を製造し、評価したところ、上記の評価結果と同様の傾向が認められた。 Further, when the molding method was changed from the injection molding method to the compression molding method, a sintered body similar to the above was produced and evaluated, and the same tendency as the above evaluation results was observed.

Claims (8)

Feが主成分であり、
Niが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、
Crが15.00質量%以上17.50質量%以下の割合で含まれ、
Cuが3.00質量%以上5.00質量%以下の割合で含まれ、
Nbが0.15質量%以上0.45質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.30質量%以上1.00質量%以下の割合で含まれ、
Mnの含有量に対するSiの含有量の質量比Si/Mnが2.00以上6.00以下となる割合でMnが含まれ、
酸脱脂法による脱脂に供されることを特徴とする粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末。
Fe is the main component,
Ni is contained at a ratio of 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less,
Cr is contained at a ratio of 15.00% by mass or more and 17.50% by mass or less,
Cu is contained at a ratio of 3.00% by mass or more and 5.00% by mass or less,
Nb is contained at a ratio of 0.15% by mass or more and 0.45% by mass or less,
Si is contained at a ratio of 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less,
Mn is contained at a ratio such that the mass ratio Si/Mn of the Si content to the Mn content is 2.00 or more and 6.00 or less,
A precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, characterized by being subjected to degreasing by an acid degreasing method.
Siの含有量に対するOの含有量の質量比O/Siが0.10以上0.90以下である請求項1に記載の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末。 2. The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to claim 1, wherein the mass ratio O/Si of the O content to the Si content is 0.10 or more and 0.90 or less. Siの含有量をs、Mnの含有量をm、Crの含有量をcとしたとき、s/{m+(c/10)}が0.15以上0.50以下である請求項1または2に記載の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末。 Where s is the content of Si, m is the content of Mn, and c is the content of Cr, s/{m+(c/10)} is 0.15 or more and 0.50 or less. Precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to . Oの含有率が0.01質量%以上0.70質量%以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末。 The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 3, wherein the O content is 0.01% by mass or more and 0.70% by mass or less. 平均粒径が0.50μm以上50.00μm以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末。 The precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 4, having an average particle size of 0.50 µm or more and 50.00 µm or less. 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末と、前記粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末の粒子同士を結着するバインダーと、を含むことを特徴とするコンパウンド。 A precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 5, and a binder for binding particles of the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy. compound to 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を造粒してなることを特徴とする造粒粉末。 A granulated powder obtained by granulating the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 5. 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の粉末冶金用析出硬化系ステンレス鋼粉末を焼結してなることを特徴とする析出硬化系ステンレス鋼焼結体。 A precipitation hardening stainless steel sintered body obtained by sintering the precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy according to any one of claims 1 to 5.
JP2019036328A 2019-02-28 2019-02-28 Precipitation hardening stainless steel powders, compounds, granulated powders and precipitation hardening stainless steel sintered bodies for powder metallurgy Active JP7263840B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019036328A JP7263840B2 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Precipitation hardening stainless steel powders, compounds, granulated powders and precipitation hardening stainless steel sintered bodies for powder metallurgy
CN202010125890.4A CN111621722B (en) 2019-02-28 2020-02-27 Precipitation hardening stainless steel powder for powder metallurgy, compound, granulated powder, and precipitation hardening stainless steel sintered body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019036328A JP7263840B2 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Precipitation hardening stainless steel powders, compounds, granulated powders and precipitation hardening stainless steel sintered bodies for powder metallurgy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020139203A JP2020139203A (en) 2020-09-03
JP7263840B2 true JP7263840B2 (en) 2023-04-25

Family

ID=72264610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019036328A Active JP7263840B2 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Precipitation hardening stainless steel powders, compounds, granulated powders and precipitation hardening stainless steel sintered bodies for powder metallurgy

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7263840B2 (en)
CN (1) CN111621722B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113976917A (en) * 2021-09-30 2022-01-28 西安汇创贵金属新材料研究院有限公司 Degreasing method for manufacturing precious metal green body through photocuring additive manufacturing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120235330A1 (en) 2011-03-16 2012-09-20 Basf Se Process for producing metallic or ceramic shaped bodies
WO2018214612A1 (en) 2017-05-23 2018-11-29 昆山卡德姆新材料科技有限公司 Feed material for 3d printing, and preparation method and usage thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07109540A (en) * 1993-10-08 1995-04-25 Daido Steel Co Ltd Production of stainless steel sintered compact
JP3555165B2 (en) * 1994-01-12 2004-08-18 大同特殊鋼株式会社 Stainless steel powder for sintering
JP3856294B2 (en) * 2001-11-30 2006-12-13 セイコーエプソン株式会社 Stainless steel powder for sintering, granulated powder for manufacturing sintered stainless steel, and sintered stainless steel
JP4158015B2 (en) * 2002-09-27 2008-10-01 セイコーエプソン株式会社 Method for producing sintered body and sintered body
RU2553794C2 (en) * 2009-10-16 2015-06-20 Хеганес Актиеболаг (Пабл) Nitrogen-containing, low-nickel sintered stainless steel
JP5942537B2 (en) * 2012-03-29 2016-06-29 セイコーエプソン株式会社 Method for producing degreased body and method for producing sintered body
TWI522192B (en) * 2012-07-31 2016-02-21 台耀科技股份有限公司 Method of producing pressed-and-sintered workpiece and workpiece thereof
JP6354592B2 (en) * 2014-03-04 2018-07-11 セイコーエプソン株式会社 Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
CN104785785A (en) * 2015-04-01 2015-07-22 宝得粉末注射成形(常熟)有限公司 Machining method for swing cam for car steering control system
EP3156155A1 (en) * 2015-10-15 2017-04-19 Höganäs AB (publ) Iron based powders for powder injection molding
CN108097970A (en) * 2017-12-28 2018-06-01 东莞华晶粉末冶金有限公司 Metal powder injection molding feeding and preparation method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120235330A1 (en) 2011-03-16 2012-09-20 Basf Se Process for producing metallic or ceramic shaped bodies
WO2018214612A1 (en) 2017-05-23 2018-11-29 昆山卡德姆新材料科技有限公司 Feed material for 3d printing, and preparation method and usage thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020139203A (en) 2020-09-03
CN111621722B (en) 2021-12-31
CN111621722A (en) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6308073B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6354592B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6314866B2 (en) Method for producing metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6372498B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder, sintered body and heat-resistant parts
JP6314846B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6372512B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder, sintered body and heat-resistant parts
JP6319110B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder, sintered body and method for producing sintered body
JP6376179B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6319121B2 (en) Method for producing metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6314886B2 (en) Method for producing metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6299612B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6314842B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP7263840B2 (en) Precipitation hardening stainless steel powders, compounds, granulated powders and precipitation hardening stainless steel sintered bodies for powder metallurgy
JP6308123B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP6311615B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP7110629B2 (en) Metal powders, compounds, granulated powders and sintered bodies for powder metallurgy
JP6299610B2 (en) Metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body
JP7552080B2 (en) Precipitation hardening stainless steel powder, compound, granulated powder, precipitation hardening stainless steel sintered body, and method for manufacturing the precipitation hardening stainless steel sintered body
JP6314865B2 (en) Method for producing metal powder for powder metallurgy, compound, granulated powder and sintered body

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230327

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7263840

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150