JPH0115585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた耐摩耗性及びなじみ性を
有し、かつ耐食性をも兼ね備え、特にこれらの特
性が要求される例えば水中ポンプのシールリング
や、アルコール、アルコール含有ガソリン、及び
変質燃料等の、燃料輸送用あるいは燃料噴射用ポ
ンプにおけるロータなどの構造部材、そして水中
摺動部材、さらには、ガソリン機関やデイーゼル
機関などの排ガス再循環装置に使用する弁装置用
部材等として使用するのに適したFe基焼結合金
に関するものである。 上記各種の部材の製造には、一般に、耐食性、
耐摩耗性、及びなじみ性等の特性が要求されるこ
とから、従来、これらの要求を満足すべく、各種
の材料が提案され、実用に供されているが、未だ
これらの特性を併せ持ち、上記要求に十分に応え
得る材料が得られていないのが現状である。 この発明は、上述のような観点から研究され、
開発されたもので、 Cr：５〜25％、Nb：１〜10％、 Ni：１〜25％、Mn：0.05〜３％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Mo：0.3〜５％、Ｐ：0.1〜２％、 Ｂ：0.01〜１％、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りが
Feと不可避不純物からなる組成（以上重量％、
以下％は重量％を示す）を有し、素地中に均一に
分散した硬い金属間化合物によつて、すぐれた耐
摩耗性、及び摺動特性（なじみ性など）を確保
し、さらに耐食性にもすぐれたFe基焼結合金に
特徴を有するものである。 つぎに、この発明のFe基焼結合金において、
成分組成範囲を上記の通りに限定した理由を説明
する。 ａ Cr Cr成分には、合金に耐食性及び耐酸化性を付
与する作用があるが、その含有量が５％未満では
所望のすぐれた耐食性及び耐酸化性を確保するこ
とができず、一方25％を越えて含有せしめても、
前記作用にそれ以上の向上効果がみられず、逆
に、合金の靭性に低下傾向が現われるようになる
ことから、その含有量を５〜25％と定めた。 ｂ Nb Nb成分には、Ni、さらにはMoと結合して硬
質の金属間化合物を形成し、もつて合金素地中に
均一に分散析出して合金の耐摩耗性及び摺動特性
を著しく向上せしめる作用があるほか、Ni及び
Co、そしてMo及びＷと共晶を形成して比較的低
温で液相を発生せしめ、この結果として合金の密
度を高めるという作用があるが、その含有量が１
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方10％を越えて含有させると靭性が劣化するよう
になることから、その含有量を１〜10％と定め
た。 ｃ Ni Ni成分には、上述のようにNb、さらにはMo
と反応して硬質の金属間化合物を形成し、耐摩耗
性及び摺動特性を向上させるとともに、上記のよ
うに共晶を形成して焼結性を改善するほか、素地
に固溶して素地の強化と耐食性の向上をはかる作
用があるが、その含有量が１％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方25％を越えて含有
させても、前記作用にそれ以上の効果の向上が認
められず、経済性の面も考慮して、その含有量を
１〜25％と定めた。 ｄ Mn Mn成分には、合金素地に固溶してこれを強化
するとともにオーステナイトを安定化し、合金の
焼入れ性を著しく向上させて硬さ（耐摩耗性）を
向上させる作用があり、さらに焼結性をも改善す
る作用もあるが、その含有量が0.05％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方3.0％を越
えて含有させると強度及び耐食性、特に耐酸化性
の劣化を招くようになることから、その含有量を
0.05〜3.0％と限定した。 ｅ Mo Mo成分には、素地に固溶してこれを強化し、
さらにNi、及びNbと金属間化合物を形成して合
金を硬化する作用があり、一段と高い硬さや強度
の要求される場合に必要に応じて含有せしめられ
る成分であるが、その含有量が0.3％未満では前
記作用に所望の改善効果が得られず、一方5.0％
を越えて含有させると靭性が低下するようになる
ことから、その含有量を0.3〜5.0％と定めた。 ｆ Ｐ、及びＢ これらの成分には、焼結性を改善して高密度化
し、この結果として耐食性を一層向上する作用が
あるほか、合金素地に固溶してこれを強化する作
用があるので、特にこれらの特性が要求される場
合に必要に応じて含有せしめられる成分である
が、それぞれ、Ｐが0.1％未満、Ｂが0.01％未満
の含有量では前記作用に所望の効果が得られず、
一方、Ｐが2.0％を、Ｂが1.0％を越えるような量
で含有させると靭性が著しく劣化し、耐食性も劣
化するようになることから、それぞれの含有量
を、Ｐ：0.1〜2.0％、Ｂ：0.01〜1.0％と定めた。 なお、この発明のFe基焼結合金における不可
避不純物のうちＣ成分は、Ni及びMoに比して
Nbとの反応性が強く、従つてNbと優先的に反応
して炭化物を形成してしまい、この合金本来のも
つすぐれた特性を確保することができなくなるこ
とから、0.5％を越えて含有させてはならない。 さらに、この発明のFe基焼結合金は通常の粉
末冶金法に従つて通常の製造条件にて製造するこ
とができるものであるが、原料粉末に関して、特
にＰ、及びＢ成分については、それぞれFe―Ｐ
合金、及びFe―Ｂ合金の粉末として配合するの
が望ましい。 つぎに、この発明のFe基焼結合金を実施例に
より比較例と対比して説明する。 実施例 原料粉末として、水噴霧法により形成され、所
定量のCr，Mn、及びNbを含有する粒度−
145meshの各種のFe―Cr―Mn―Nb合金粉末、
それぞれ平均粒径：3μmを有するNi粉末及びMo
粉末、並びにそれぞれ粒度−200meshを有する
Fe―Ｐ合金（Ｐ：26.7％含有）粉末、及びFe―
Ｂ合金（Ｂ：17.0％含有）粉末を用意し、これら
の原料粉末を第１表に示される組成にそれぞれ配
合し、マイニユートミキサにて20分間混合し、５
〜6ton／cm²の圧力にて圧粉体を形成し、ついで真
空炉にて1250〜1300℃の温度範囲内の所定温度に
加熱して焼結し、1000〜1050℃の温度範囲内の所
定温度から急冷し、最終的に500〜540℃の温度範
囲内の所定温度に1.5時間保持の焼戻し処理を施
すことによつて、実質的に配合組成と同一の最終
成分組成をもつた本発明焼結合金１〜22及び比較
焼結合金１〜４をそれぞれ製造した。 ついで、この結果得られた本発明焼結合金１〜
22及び比較焼結合金１〜４について、密度を測定
するとともに、耐摩耗試験及び耐食試験を行なつ
た。 なお、耐摩耗試験は、10mm×10mm×30mmの試料
を用い、これを回転リングの所定位置に所定時間
押し付けて、その摩耗量（摩耗深さ）を測定する
ことによつて実施した。その際の条件は、回転リ
ング：SUS430（H_RC51）で、直径：30mmφ×接触
面幅：５mmのもの、面圧：５Kg／cm²、

【表】

【表】 回転数：2600r.p.m.、雰囲気：４％H₂O含有ガ
ソリン中、試験時間：300時間であつた。 また、耐食性試験は、温度：35℃、湿度：92％
の雰囲気中に24時間放置後の錆発生状況を観察
し、「錆発生全くなし」を◎印、「錆若干あり」を
〇印、「全面に錆発生」を×印でそれぞれ評価し
た。これらの結果を第１表に併せて示した。 第１表に示される結果から、本発明焼結合金１
〜22は、いずれもすぐれた耐摩耗性と耐食性とを
有するものであるのに対して、成分組成がこの発
明の範囲から外れた比較焼結合金１〜４において
は、耐摩耗性と耐食性のうちの少なくとも１つの
特性が劣つたものとなつていることが明らかであ
る。 上述のように、この発明のFe基焼結合金は、
すぐれた耐摩耗性と耐食性とを具備しているの
で、これらの両特性が要求される分野での使用は
勿論のこと、特に耐食性が要求される時計側など
として、また耐摩耗性が要求されるタービンデイ
スクなどとして使用した場合にもきわめてすぐれ
た性能を発揮するのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Cr：５〜25％、Nb：１〜10％、 Ni：１〜25％、Mn：0.05〜３％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
   成（以上重量％）を有することを特徴とする耐摩
   耗性及び耐食性にすぐれたFe基焼結合金。 ２ Cr：５〜25％、Nb：１〜10％、 Ni：１〜25％、Mn：0.05〜３％、 を含有し、さらに、 Mo：0.3〜５％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
   成（以上重量％）を有することを特徴とする耐摩
   耗性及び耐食性にすぐれたFe基焼結合金。 ３ Cr：５〜25％、Nb：１〜10％、 Ni：１〜25％、Mn：0.05〜３％、 を含有し、さらに、 Ｐ：0.1〜２％およびＢ：0.01〜１％のうちの
   １種または２種、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
   成（以上重量％）を有することを特徴とする耐摩
   耗性及び耐食性にすぐれたFe基焼結合金。 ４ Cr：５〜25％、Nb：１〜10％、 Ni：１〜25％、Mn：0.05〜３％、 を含有し、さらに、 Mo：0.3〜５％と、 Ｐ：0.1〜２％およびＢ：0.01〜１％のうちの
   １種または２種、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
   成（以上重量％）を有することを特徴とする耐摩
   耗性及び耐食性にすぐれたFe基焼結合金。