JPH01212737A - 耐摩耗性鉄系焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性鉄系焼結合金Info
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- JPH01212737A JPH01212737A JP3623188A JP3623188A JPH01212737A JP H01212737 A JPH01212737 A JP H01212737A JP 3623188 A JP3623188 A JP 3623188A JP 3623188 A JP3623188 A JP 3623188A JP H01212737 A JPH01212737 A JP H01212737A
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- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 28
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はロータリーコンプレッサーポンプ用ベーン材等
として有用な耐摩耗性鉄系焼結合金に関する。
として有用な耐摩耗性鉄系焼結合金に関する。
現在、ロータリーコンプレッサーポンプ用ベーンには特
殊鋳鉄やハイス鋼等が使用されているが、全面機械加工
により製造しなければならない為極めてコスト高になっ
ている。
殊鋳鉄やハイス鋼等が使用されているが、全面機械加工
により製造しなければならない為極めてコスト高になっ
ている。
焼結により製造された鉄系焼結合金も一部でベーンとし
て使用されているが、安価である反面、N1を含有する
ためオーステナイトが残存し、耐摩耗性及び耐焼付性等
の性能面で劣り、高負荷使用のポンプには使用できなか
った。
て使用されているが、安価である反面、N1を含有する
ためオーステナイトが残存し、耐摩耗性及び耐焼付性等
の性能面で劣り、高負荷使用のポンプには使用できなか
った。
この鉄系焼結合金の耐摩耗性を向上させるために、鉄鋼
材料に適用されている焼入れ及び焼戻しの熱処理を施し
ても、焼結合金は空孔が存在するので面圧不足となり、
予期した効果が得られなかった。
材料に適用されている焼入れ及び焼戻しの熱処理を施し
ても、焼結合金は空孔が存在するので面圧不足となり、
予期した効果が得られなかった。
本発明はこのような従来の事情から、ロータリ−コンプ
レッサーポンプ用ベーン材として用いるのに充分な優れ
た耐摩耗性、耐焼付性並びに面圧強度を有する鉄系焼結
合金を提供することを目的とする。
レッサーポンプ用ベーン材として用いるのに充分な優れ
た耐摩耗性、耐焼付性並びに面圧強度を有する鉄系焼結
合金を提供することを目的とする。
本発明の耐摩耗性鉄系焼結合金は、018〜25重量%
、C1,0〜4.0重量%、Mo0.5〜4.0重量%
、Nb。
、C1,0〜4.0重量%、Mo0.5〜4.0重量%
、Nb。
WN Tas V−I Hf及びZrからなる群から選
ばれた少なくとも1種の元素0.5〜10重量%、及び
残部のFeからなり、均一に分散した硬質炭化物粒子を
有し、密度が理論密度の96%以上であることを特徴と
している。
ばれた少なくとも1種の元素0.5〜10重量%、及び
残部のFeからなり、均一に分散した硬質炭化物粒子を
有し、密度が理論密度の96%以上であることを特徴と
している。
本発明の耐摩耗性鉄系焼結合金は、焼結性改善のため更
にP、 B及びSiからなる群から選ばれた少なくとも
1種の元素0.1〜2.0重量%を含有でさ、及び焼入
れ性改善の目的でNi、C!o及びOuからなる群から
選ばれた少なくとも1種の元素1.0〜5.0重量%を
含むこともできる。尚、この合金の性質に影響を与えな
い範囲で不可避不純物を含み得ることは云うまでもない
。
にP、 B及びSiからなる群から選ばれた少なくとも
1種の元素0.1〜2.0重量%を含有でさ、及び焼入
れ性改善の目的でNi、C!o及びOuからなる群から
選ばれた少なくとも1種の元素1.0〜5.0重量%を
含むこともできる。尚、この合金の性質に影響を与えな
い範囲で不可避不純物を含み得ることは云うまでもない
。
又、本発明の耐摩耗性鉄系焼結合金は通常の粉末冶金法
により製造され、耐摩耗性を向上させるために通常は焼
入れ及び焼戻しを行なう。
により製造され、耐摩耗性を向上させるために通常は焼
入れ及び焼戻しを行なう。
本発明の合金は、Cr炭化物を主体とする硬質炭化物が
基地中に分散して耐摩耗性が向上すると共に、密度が理
論密度の96%以上と空孔が少なく緻密化しているので
面圧強度が改善される。
基地中に分散して耐摩耗性が向上すると共に、密度が理
論密度の96%以上と空孔が少なく緻密化しているので
面圧強度が改善される。
必須成分元素としてのOrは焼結時にCと反応して硬質
のOr炭炭化物影形成ることによって耐摩耗性を向上さ
せ、またOrの一部が基地中に固溶して焼入れ性を向上
させる。更に、crは焼結時にFe及びCと反応して三
元共晶を形成し、液相を生じて合金な緻密化させる。し
かし、crの含有量が8重量%未満では生成されるCr
炭化物の量が少なく、又その粒径も小さすぎる為耐摩耗
性が低下する。逆に、Orr有量が25重量%企超える
と炭化物の形状が大きくなると同時にその量も増し、相
手材にカジリを生じるようになる。
のOr炭炭化物影形成ることによって耐摩耗性を向上さ
せ、またOrの一部が基地中に固溶して焼入れ性を向上
させる。更に、crは焼結時にFe及びCと反応して三
元共晶を形成し、液相を生じて合金な緻密化させる。し
かし、crの含有量が8重量%未満では生成されるCr
炭化物の量が少なく、又その粒径も小さすぎる為耐摩耗
性が低下する。逆に、Orr有量が25重量%企超える
と炭化物の形状が大きくなると同時にその量も増し、相
手材にカジリを生じるようになる。
Cr炭化物の粒径は、小さすぎると上記したように耐摩
耗性が劣化し、又大きすぎても面圧強度が低下するので
、これらの観点から3〜40μmの範囲が好ましい。
耗性が劣化し、又大きすぎても面圧強度が低下するので
、これらの観点から3〜40μmの範囲が好ましい。
Cは上記した硬質炭化物の形成及び焼結時の液相生成に
不可欠な元素である。このOの含有量が1.0重量%未
満では液相の発生が少なく緻密な合金が得られず、また
硬質炭化物の形成が少なく耐摩耗性が低下する。逆に、
4.0重量%を超えると硬度の低いMO型の炭化物が生
じ、耐摩耗性が低下する。
不可欠な元素である。このOの含有量が1.0重量%未
満では液相の発生が少なく緻密な合金が得られず、また
硬質炭化物の形成が少なく耐摩耗性が低下する。逆に、
4.0重量%を超えると硬度の低いMO型の炭化物が生
じ、耐摩耗性が低下する。
Moは硬質炭化物の針状成長を抑制し、球状化を促進し
て面圧強度の向上に寄与する。又、微細な炭化物Mo
Cを形成し、基地中に分散して強度を向上させる作用が
ある。Moの含有量が0.5重量%未満ではその作用に
効果が見られず、また4重量%を超えると硬度の高いM
o C炭化物の量が増加し、相手材の摩耗、カジリを生
じる。
て面圧強度の向上に寄与する。又、微細な炭化物Mo
Cを形成し、基地中に分散して強度を向上させる作用が
ある。Moの含有量が0.5重量%未満ではその作用に
効果が見られず、また4重量%を超えると硬度の高いM
o C炭化物の量が増加し、相手材の摩耗、カジリを生
じる。
更に、Nb、 W、 Ta、 V、Hf及びZrはCと
結合して硬質炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させるも
のである。これらの硬質炭化物の粒径は0.2〜5μm
の範囲が好ましく、0.2μmより小さいと耐摩耗性向
上の効果がみられず、逆に5μmより大さいとベーン等
の摺動部材としたとき相手材の摩耗が激しい。これらの
元素の含有量が0.5重量%未満では耐摩耗性が劣り、
10重量%を超えると相手材の摩耗が激しくなる。
結合して硬質炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させるも
のである。これらの硬質炭化物の粒径は0.2〜5μm
の範囲が好ましく、0.2μmより小さいと耐摩耗性向
上の効果がみられず、逆に5μmより大さいとベーン等
の摺動部材としたとき相手材の摩耗が激しい。これらの
元素の含有量が0.5重量%未満では耐摩耗性が劣り、
10重量%を超えると相手材の摩耗が激しくなる。
次に、任意の添加元素であるPSE及びSiは、少債の
添加で焼結性を著しく改善する効果を有する。しかし、
その添加量が0.1重量%未満では効果が認められず、
逆に2重量%を超えるとP及びBの場合はネットワーク
状に炭化物が形成されて脆くなり、Siの場合には遊離
黒鉛が生成して耐摩耗性が低下する。
添加で焼結性を著しく改善する効果を有する。しかし、
その添加量が0.1重量%未満では効果が認められず、
逆に2重量%を超えるとP及びBの場合はネットワーク
状に炭化物が形成されて脆くなり、Siの場合には遊離
黒鉛が生成して耐摩耗性が低下する。
又、N1、co及びOuは焼入れ性を改善する効果を有
し、その添加量が1.0重量%未満では効果がなく、5
.0重量%以上添加しても効果の向上が認められない。
し、その添加量が1.0重量%未満では効果がなく、5
.0重量%以上添加しても効果の向上が認められない。
実施例1
水アトマイズ法によりFe −Or −0をベースとす
る複数種の合金粉末を製造し、各合金粉末にC粉末1.
5重量%と、必要に応じてP、 B、 Si又はN1等
の粉末を添加して混合した後、6〜8 ton塵で円柱
状に成形し、これらを真空ないし非酸化性雰囲気中にお
いて1100〜1250 Cで夫々焼結した。
る複数種の合金粉末を製造し、各合金粉末にC粉末1.
5重量%と、必要に応じてP、 B、 Si又はN1等
の粉末を添加して混合した後、6〜8 ton塵で円柱
状に成形し、これらを真空ないし非酸化性雰囲気中にお
いて1100〜1250 Cで夫々焼結した。
得られた18種の焼結合金の組成を第1表に示す。
第 1 表
I Fe−13CrFe−13Cr−I、502 Fe
−20(!r−IMo−2V−3.QC3Fe−24O
rFe−24Or−I、OC4Fe−13C!r−2C
r−2V−2,5C!5 Fe−13C!r−IMo−
2W−2,506Fe−130rFe−130r−I、
5C!−2Ni−1,0Ou−1,OC。
−20(!r−IMo−2V−3.QC3Fe−24O
rFe−24Or−I、OC4Fe−13C!r−2C
r−2V−2,5C!5 Fe−13C!r−IMo−
2W−2,506Fe−130rFe−130r−I、
5C!−2Ni−1,0Ou−1,OC。
7 Fe−13OrFe−13Or−I、50−0.3
F8 Fe−13OrFe−13Or−I、50−0.
1E9 Fe−130rFe−130r−I、5C!−
1,03i10 Fe−13OrFe−13Or−I、
50−0.3F−0,1B11※ Fe−25OrFe
−25Or−I、 001?Fe−13OrFe−13
Or−I、5013’ Fe−1Fe−13Or−5
,5G!14’ Fe−6Fe−6Cr−I、50t
? Fe−13Or−5V−7W−2,5゜16’
Fe−13(!r−IMo−2V−2.50−3.O
F1’?’ Fe−13(!r−IMo−2V−2.
50−3.03i1?Fe−13OrFe−13Or−
I、50−1.5F−1,5B(注)表中の※印は比較
例である。
F8 Fe−13OrFe−13Or−I、50−0.
1E9 Fe−130rFe−130r−I、5C!−
1,03i10 Fe−13OrFe−13Or−I、
50−0.3F−0,1B11※ Fe−25OrFe
−25Or−I、 001?Fe−13OrFe−13
Or−I、5013’ Fe−1Fe−13Or−5
,5G!14’ Fe−6Fe−6Cr−I、50t
? Fe−13Or−5V−7W−2,5゜16’
Fe−13(!r−IMo−2V−2.50−3.O
F1’?’ Fe−13(!r−IMo−2V−2.
50−3.03i1?Fe−13OrFe−13Or−
I、50−1.5F−1,5B(注)表中の※印は比較
例である。
各焼結合金を1000〜1100 rで60分保持した
のち焼入れし、次に500〜600Cで焼戻しした。
のち焼入れし、次に500〜600Cで焼戻しした。
この様にして得た各試料について、理論密度との密度比
及び硬度を測定した。
及び硬度を測定した。
次に、各試料を直径5朋及び長さ10朋の円柱状に加工
し摩耗試験を行なった。摩耗試験においては、相手材は
外径46朋、内径2Qrnm及び長さ10酎のミーハナ
イト鋳鉄熱処理材(硬度H049)であり、相手材を回
転片とし各試料を固定片として荷重100 kgで押し
あて、冷凍機油を200 cc/minで摺動部分に噴
霧して油潤滑しながら、摺動速度1m/secで20時
間運転し、試料の摩耗量及び相手材のカジリを測定した
。第2表に測定結果を示す。
し摩耗試験を行なった。摩耗試験においては、相手材は
外径46朋、内径2Qrnm及び長さ10酎のミーハナ
イト鋳鉄熱処理材(硬度H049)であり、相手材を回
転片とし各試料を固定片として荷重100 kgで押し
あて、冷凍機油を200 cc/minで摺動部分に噴
霧して油潤滑しながら、摺動速度1m/secで20時
間運転し、試料の摩耗量及び相手材のカジリを測定した
。第2表に測定結果を示す。
第 2 表
1 98 840 0.4
02 97 892 0.4 0 3 99 886 0.3 0 4 98 822 0.5 0 5 99 843 0.3 0 6 98 835 0.4
07 98 887 0.2 0 8 98 868 0.6 0 9 96 825 0.8 0 10 97 903 0.4 △ ※ 11 96 902 0.2 X ※ 12 92 772 0.7 X ※ 13 93 892 0.4 X ※ 14 90 687 1.2
015’ 98 905 0.2 X
※ 16 92 908 0.4 △ 1?937681.2 0 ※ 18 98 953 0.2 X (注)相手材カジリの評価 ○:良好 △:普通 ×:不良 〔発明の効果〕 本発明によれば、優れた耐摩耗性、耐焼付性及び面圧強
度を有する鉄系焼結合金を提供することができる。この
鉄系焼結合金は耐摩耗性を要求される各種摺動部品材と
して有用であり、特にロータリーフンブレッサーポンプ
用ベーン材として最適である。
02 97 892 0.4 0 3 99 886 0.3 0 4 98 822 0.5 0 5 99 843 0.3 0 6 98 835 0.4
07 98 887 0.2 0 8 98 868 0.6 0 9 96 825 0.8 0 10 97 903 0.4 △ ※ 11 96 902 0.2 X ※ 12 92 772 0.7 X ※ 13 93 892 0.4 X ※ 14 90 687 1.2
015’ 98 905 0.2 X
※ 16 92 908 0.4 △ 1?937681.2 0 ※ 18 98 953 0.2 X (注)相手材カジリの評価 ○:良好 △:普通 ×:不良 〔発明の効果〕 本発明によれば、優れた耐摩耗性、耐焼付性及び面圧強
度を有する鉄系焼結合金を提供することができる。この
鉄系焼結合金は耐摩耗性を要求される各種摺動部品材と
して有用であり、特にロータリーフンブレッサーポンプ
用ベーン材として最適である。
出願人 住友電気工業株式会社
同 山本正、7緒
1−X−1
Claims (3)
- (1)Cr8〜25重量%、C1.0〜4.0重量%、
Mo0.5〜4.0重量%、Nb、W、Ta、V、Hf
及びZrからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素
0.5〜10重量%、及び残部のFeからなり、均一に
分散した硬質炭化物粒子を有し、密度が理論密度の96
%以上である耐摩耗性鉄系焼結合金。 - (2)請求項(1)の鉄系耐摩耗合金において、更にP
、B及びSiからなる群から選ばれた少なくとも1種の
元素0.1〜2.0重量%を含む耐摩耗性鉄系焼結合金
。 - (3)請求項(1)又は(2)の鉄系耐摩耗性合金にお
いて、更にNi、Co及びCuからなる群から選ばれた
少なくとも1種の元素1.0〜5.0重量%を含む耐摩
耗性鉄系焼結合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3623188A JPH01212737A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 耐摩耗性鉄系焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3623188A JPH01212737A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 耐摩耗性鉄系焼結合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01212737A true JPH01212737A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12463997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3623188A Pending JPH01212737A (ja) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | 耐摩耗性鉄系焼結合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01212737A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0456751A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-24 | Komatsu Ltd | 焼結合金 |
EP1721999A1 (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-15 | Crucible Materials Corporation | Corrosion and wear resistant alloy |
GB2441481A (en) * | 2003-07-31 | 2008-03-05 | Komatsu Mfg Co Ltd | Sintered sliding member and connecting device |
GB2419892B (en) * | 2003-07-31 | 2008-09-03 | Komatsu Mfg Co Ltd | Sintered sliding member and connecting device |
CN111771008A (zh) * | 2018-09-04 | 2020-10-13 | 日本活塞环株式会社 | 耐热烧结合金材料 |
-
1988
- 1988-02-18 JP JP3623188A patent/JPH01212737A/ja active Pending
Cited By (6)
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