JPH01283339A - 鉄合金物品の製造方法 - Google Patents
鉄合金物品の製造方法Info
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- JPH01283339A JPH01283339A JP1043398A JP4339889A JPH01283339A JP H01283339 A JPH01283339 A JP H01283339A JP 1043398 A JP1043398 A JP 1043398A JP 4339889 A JP4339889 A JP 4339889A JP H01283339 A JPH01283339 A JP H01283339A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
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- C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
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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】
本発明は、炭素粉末およびホウ素含有添加剤を含む鉄粉
末を主成分とする混合物を圧縮し焼結することにより形
成される鉄合金物品に関するものである。
末を主成分とする混合物を圧縮し焼結することにより形
成される鉄合金物品に関するものである。
Jandeskaの1986年発効米国特許第4,61
8,473号は、主として鉄粉末からなりかつ炭素粉末
およびニッケルーホウ素粉末、好ましくはホウ化ニッケ
ル金属間化合物を含む粉末混合物を圧縮し、焼結するこ
とにより製造される鉄合金物品を記載している。焼結中
に鉄は拡散結合して一体組織を形成する。炭素は鉄の中
に拡散して主にパーライト型またはマルテンサイト型顕
微鏡組織を形成する。
8,473号は、主として鉄粉末からなりかつ炭素粉末
およびニッケルーホウ素粉末、好ましくはホウ化ニッケ
ル金属間化合物を含む粉末混合物を圧縮し、焼結するこ
とにより製造される鉄合金物品を記載している。焼結中
に鉄は拡散結合して一体組織を形成する。炭素は鉄の中
に拡散して主にパーライト型またはマルテンサイト型顕
微鏡組織を形成する。
ニッケルとホウ素もまた鉄の中に拡散するが、ニッケル
は細孔領域に局部的に拡散して、冷却すると残留オース
テナイト相を形成し、製品の靭性を高めるようになる。
は細孔領域に局部的に拡散して、冷却すると残留オース
テナイト相を形成し、製品の靭性を高めるようになる。
硬度と寸法制御のために粉末鋼を添加することが好まし
い。
い。
適当な濃度にあるホウ素は、鉄の中に拡散して炭素と結
合し、硬いボロセメンタイトの分散粒子を生成して耐摩
耗性を向上させることもわかっている。Jandesk
aの1987年発効米国特許第4.678,510号明
細書は、炭素粉末とホウ素含有添加剤を含む鉄粉末を主
成分とする成形体を焼結して所要の硬度の粒子を製造す
ることについて記載している。ホウ素添加剤としては、
ホウ化ニッケル粉末とホウ化鉄粉末をともに含むものが
好ましい。ボロセメンタイト粒子の形成に加えて、所望
のマルテンサイトまたはパーライトマトリックスを形成
するために炭素も必要である。
合し、硬いボロセメンタイトの分散粒子を生成して耐摩
耗性を向上させることもわかっている。Jandesk
aの1987年発効米国特許第4.678,510号明
細書は、炭素粉末とホウ素含有添加剤を含む鉄粉末を主
成分とする成形体を焼結して所要の硬度の粒子を製造す
ることについて記載している。ホウ素添加剤としては、
ホウ化ニッケル粉末とホウ化鉄粉末をともに含むものが
好ましい。ボロセメンタイト粒子の形成に加えて、所望
のマルテンサイトまたはパーライトマトリックスを形成
するために炭素も必要である。
前記の両特許に記載された方法においてはホウ素と反応
する酸素をなくすため真空で焼結を行なうのが好ましい
履している。酸化ホウ素化合物は、期待しているように
鉄にホウ素を放出しなくなる。
する酸素をなくすため真空で焼結を行なうのが好ましい
履している。酸化ホウ素化合物は、期待しているように
鉄にホウ素を放出しなくなる。
鉄粉末を断面積の大きい物品に焼結する場合に、鉄が結
合して凝集組織を形成するのに十分な時間焼結すると、
外部領域には所要のマルテンサイトまたはパーライト顕
微鏡組織が形成されるが、内部領域には未拡散炭素粒子
や炭化物を含まないフェライト粒子が残留することがわ
かっている。フェライトは比較的軟らかく製品の強度を
低下させる。内部領域に希望するマトリックスの顕微鏡
組織を形成させるためには、焼結時間を、例えば10倍
まで延長すれば可能なことがわかっているが実質的なコ
ストアンプとなる。炭化は、ホウ化金属添加物を含んで
いない成形体により均一に行なわれることがわかってい
るので、内部炭化の遅延はホウ素が存在するためと考え
られる。
合して凝集組織を形成するのに十分な時間焼結すると、
外部領域には所要のマルテンサイトまたはパーライト顕
微鏡組織が形成されるが、内部領域には未拡散炭素粒子
や炭化物を含まないフェライト粒子が残留することがわ
かっている。フェライトは比較的軟らかく製品の強度を
低下させる。内部領域に希望するマトリックスの顕微鏡
組織を形成させるためには、焼結時間を、例えば10倍
まで延長すれば可能なことがわかっているが実質的なコ
ストアンプとなる。炭化は、ホウ化金属添加物を含んで
いない成形体により均一に行なわれることがわかってい
るので、内部炭化の遅延はホウ素が存在するためと考え
られる。
従って、本発明の目的は、炭素およびホウ素含有添加物
を含む鉄粉末から物品を形成する方法において、ホウ素
が存在しているにも拘らず、焼結時間を延長することな
く成形体全体がより均一な顕微鏡′a織を形成するため
に、外部領域内の炭素拡散に匹敵するように、成形体内
部領域内の炭素拡散を焼結中に促進する改良方法を提供
するところにある。
を含む鉄粉末から物品を形成する方法において、ホウ素
が存在しているにも拘らず、焼結時間を延長することな
く成形体全体がより均一な顕微鏡′a織を形成するため
に、外部領域内の炭素拡散に匹敵するように、成形体内
部領域内の炭素拡散を焼結中に促進する改良方法を提供
するところにある。
特に、本発明の目的は、炭素粉末およびホウ素含有添加
剤を含む鉄粉末を主成分とする混合物を圧縮し焼結す乏
方法において、成形体内部領域内の炭素拡散を促進し、
それによって主としてマルテンサイドまたはパーライト
からなるより均一なマトリックスの顕微鏡組織を形成さ
せるため、前記粉末混合物に焼結助剤を添加することを
含む改良方法を提供するところにある。本発明焼結助剤
はホウ素の拡散をも促進し、本発明の特徴の一つとして
、内部領域および外部領域を含む両者の領域内で、本発
明焼結助剤は、製品全体を通して分散する硬いポロセメ
ンタイト粒子の形成を増進させるものである。
剤を含む鉄粉末を主成分とする混合物を圧縮し焼結す乏
方法において、成形体内部領域内の炭素拡散を促進し、
それによって主としてマルテンサイドまたはパーライト
からなるより均一なマトリックスの顕微鏡組織を形成さ
せるため、前記粉末混合物に焼結助剤を添加することを
含む改良方法を提供するところにある。本発明焼結助剤
はホウ素の拡散をも促進し、本発明の特徴の一つとして
、内部領域および外部領域を含む両者の領域内で、本発
明焼結助剤は、製品全体を通して分散する硬いポロセメ
ンタイト粒子の形成を増進させるものである。
本発明の好ましい実施態様に従えば、これらの及び他の
目的は、炭素粉末と金属ホウ素添加物を含み、さらに酸
素ゲッターを含む焼結剤を含有する鉄粉を主成分とする
混合物を圧縮し焼結することにより達成される。一般に
好ましい混合物は、低炭素鉄粉を主成分とし、これに炭
素粉末、ホウ化ニッケル粉末、場合によりホウ化鉄粉末
を組合わせて含有するものである。本混合物は銅粉末も
含有することができる。使用される混合物の特定の組成
は、希望する製品の顕微鏡組織に応じて変わる。残留オ
ーステナイトを含む米国特許第4.618,473号明
細書(参照することによってその内容をここに組み入れ
たものとする)に記載された製品を製造するためには、
粉末混合物としては、好ましくは、黒鉛粉末約0.7な
いし1.0重量%、金属銅粉末約2ないし3重量%、ニ
ンヶル含有量が約0.5ないし1.0重量%となるのに
十分な量のホウ化ニッケル粉末及び残部の鉄粉を含むも
のである。ボロセメンタイト粒子を含む米国特許第4.
678,510号明細書(参照することによりその内容
をここに組み入れたものとする)に記載された鉄製品を
製造するための好ましい組成物としては、炭素粉末1な
いし2重量%、銅粉末2ないし3重量%、ホウ化ニッケ
ル粉末約0.8ないし3.1重量%、全体のホウ素濃度
を0.15ないし1.2重量%に増加するのに十分な量
のホウ化鉄及び残部の鉄粉とを含むものである。
目的は、炭素粉末と金属ホウ素添加物を含み、さらに酸
素ゲッターを含む焼結剤を含有する鉄粉を主成分とする
混合物を圧縮し焼結することにより達成される。一般に
好ましい混合物は、低炭素鉄粉を主成分とし、これに炭
素粉末、ホウ化ニッケル粉末、場合によりホウ化鉄粉末
を組合わせて含有するものである。本混合物は銅粉末も
含有することができる。使用される混合物の特定の組成
は、希望する製品の顕微鏡組織に応じて変わる。残留オ
ーステナイトを含む米国特許第4.618,473号明
細書(参照することによってその内容をここに組み入れ
たものとする)に記載された製品を製造するためには、
粉末混合物としては、好ましくは、黒鉛粉末約0.7な
いし1.0重量%、金属銅粉末約2ないし3重量%、ニ
ンヶル含有量が約0.5ないし1.0重量%となるのに
十分な量のホウ化ニッケル粉末及び残部の鉄粉を含むも
のである。ボロセメンタイト粒子を含む米国特許第4.
678,510号明細書(参照することによりその内容
をここに組み入れたものとする)に記載された鉄製品を
製造するための好ましい組成物としては、炭素粉末1な
いし2重量%、銅粉末2ないし3重量%、ホウ化ニッケ
ル粉末約0.8ないし3.1重量%、全体のホウ素濃度
を0.15ないし1.2重量%に増加するのに十分な量
のホウ化鉄及び残部の鉄粉とを含むものである。
本発明に従えば、粉末混合物はさらに、ゲ・7ターとし
て作用する酸素反応性金属成分を含有する焼結助剤を含
むものである。酸素ゲッターとして好ましいものには、
チタン、バナジウム、マグネシウムおよびネオジムのよ
うな希土類元素が含まれる。焼結助剤を、ゲッターの反
応性を高めるために、焼結中に一時的な液相を形成する
ように配合するのが好ましい。このために、所望の焼結
温度範囲内まで融点を低下させるために、ゲッターと併
用して効果的な第二成分を使用する。第二成分として好
ましいものは鉄もしくは製品組織に望ましいニッケルま
たは銅のような他の金属である。
て作用する酸素反応性金属成分を含有する焼結助剤を含
むものである。酸素ゲッターとして好ましいものには、
チタン、バナジウム、マグネシウムおよびネオジムのよ
うな希土類元素が含まれる。焼結助剤を、ゲッターの反
応性を高めるために、焼結中に一時的な液相を形成する
ように配合するのが好ましい。このために、所望の焼結
温度範囲内まで融点を低下させるために、ゲッターと併
用して効果的な第二成分を使用する。第二成分として好
ましいものは鉄もしくは製品組織に望ましいニッケルま
たは銅のような他の金属である。
従って、本発明の好ましい助剤は、鉄とチタン、鉄とバ
ナジウムおよびニッケルとマグネシウムの合金または化
合物からなる粉末を含むものである。
ナジウムおよびニッケルとマグネシウムの合金または化
合物からなる粉末を含むものである。
さらに、本焼結助剤は、焼結中に鉄組織に拡散させるた
めのホウ素を含むことができる。
めのホウ素を含むことができる。
焼結助剤を含む混合物を圧縮し、鉄粉が拡散結合して一
体組織を形成するのに十分な温度と時間で焼結する。焼
結中に炭素粒子からの炭素は鉄マトリックスに拡散して
、冷却により主としてマルテンサイトまたはパーライト
からなるマトリックス顕微鏡組織を形成する。ホウ素も
鉄中に拡散する。焼結は真空中で行なうのが好ましい。
体組織を形成するのに十分な温度と時間で焼結する。焼
結中に炭素粒子からの炭素は鉄マトリックスに拡散して
、冷却により主としてマルテンサイトまたはパーライト
からなるマトリックス顕微鏡組織を形成する。ホウ素も
鉄中に拡散する。焼結は真空中で行なうのが好ましい。
真空にしても微量の酸素が成形体の内部領域内に残留し
ている。焼結助剤の役割は十分には解明されていないが
、焼結助剤が存在していないと残留している微量の酸素
がホウ素と反応して酸化ホウ素(B203)を生成し、
炭素の拡散を抑制するものと思われる。本発明に従って
添加される酸素ゲッターは残留する微量の酸素と反応し
てホウ素の酸化を抑制し、それにより炭素の拡散に対す
る酸化ホウ素の阻害を防止するものと思われる。
ている。焼結助剤の役割は十分には解明されていないが
、焼結助剤が存在していないと残留している微量の酸素
がホウ素と反応して酸化ホウ素(B203)を生成し、
炭素の拡散を抑制するものと思われる。本発明に従って
添加される酸素ゲッターは残留する微量の酸素と反応し
てホウ素の酸化を抑制し、それにより炭素の拡散に対す
る酸化ホウ素の阻害を防止するものと思われる。
いずれにせよ本発明による炭素ゲッター焼結助剤を添加
することにより、外部領域内に匹敵する炭素拡散が内部
領域内で促進されることを見出した。本発明による焼結
製品は、とくに内部領域内において、炭化物を含まない
フェライト粒子量が著しく減少して、主にマルテンサイ
トまたはパーライトからなるより均一な鉄マトリックス
微細構造を示している。さらにかかる焼結製品は、焼結
時間を同等延長することなく製造することができる。
することにより、外部領域内に匹敵する炭素拡散が内部
領域内で促進されることを見出した。本発明による焼結
製品は、とくに内部領域内において、炭化物を含まない
フェライト粒子量が著しく減少して、主にマルテンサイ
トまたはパーライトからなるより均一な鉄マトリックス
微細構造を示している。さらにかかる焼結製品は、焼結
時間を同等延長することなく製造することができる。
本発明の好ましい実施態様による下記の実施例において
は、硬いボロセメンタイトの分散粒子を含む鉄合金物品
は、基材の組成物と酸素ゲッターを含有する焼結助剤を
含む粉末混合物を圧縮し焼結することにより形成された
。
は、硬いボロセメンタイトの分散粒子を含む鉄合金物品
は、基材の組成物と酸素ゲッターを含有する焼結助剤を
含む粉末混合物を圧縮し焼結することにより形成された
。
基材の組成物は、普通鉄粉約93.6重量部、黒鉛粉約
1.4重量部、銅粉約2.0重量部、ホウ化ニッケル粉
約0.8重量部、ホウ化鉄粉約17重量部および市販の
ダイプレス滑剤約0.5重量部を含んでいた。鉄粉は、
炭素含量が最高0.01重量%で、粒度が一60メソシ
ュの低炭素市販品位材料であった。黒鉛粉は、米国ニュ
ーシャーシー州のジョセフ デイクソン クルソシブル
社(Joseph DixonCrucible Co
mpany)がKS−2の商品名で市販している合成粉
末で、粒度が約2ないし5μmのものであった。金属銅
粉は工業用純度の粒度−140メツシユのものであった
。ホウ化ニッケル粉は実質的に金属間化合物NiBから
なるアーク溶解材料で、ホウ素が約14.8重量%で残
部がニッケルと不純物を含むものであった。ホウ化鉄は
実質的に金属間化合物FeBからなるもので、ホウ素が
約16重量%で、残部が鉄と不純物を含むものであった
。
1.4重量部、銅粉約2.0重量部、ホウ化ニッケル粉
約0.8重量部、ホウ化鉄粉約17重量部および市販の
ダイプレス滑剤約0.5重量部を含んでいた。鉄粉は、
炭素含量が最高0.01重量%で、粒度が一60メソシ
ュの低炭素市販品位材料であった。黒鉛粉は、米国ニュ
ーシャーシー州のジョセフ デイクソン クルソシブル
社(Joseph DixonCrucible Co
mpany)がKS−2の商品名で市販している合成粉
末で、粒度が約2ないし5μmのものであった。金属銅
粉は工業用純度の粒度−140メツシユのものであった
。ホウ化ニッケル粉は実質的に金属間化合物NiBから
なるアーク溶解材料で、ホウ素が約14.8重量%で残
部がニッケルと不純物を含むものであった。ホウ化鉄は
実質的に金属間化合物FeBからなるもので、ホウ素が
約16重量%で、残部が鉄と不純物を含むものであった
。
市販のホウ化ニッケルとホウ化鉄とを粉砕して、−40
0メソシユの粉末にした。型プレス滑剤は、米国コネテ
ィカソト州グリコ社(Glyco、 Inc、)がグリ
コリューブ(Glycolube) P M I OO
という商品名で市販しているものを使用した。
0メソシユの粉末にした。型プレス滑剤は、米国コネテ
ィカソト州グリコ社(Glyco、 Inc、)がグリ
コリューブ(Glycolube) P M I OO
という商品名で市販しているものを使用した。
実施例1
本実施例においては、鉄−チタン合金粉末約1.0重量
部を使用した。チタンを約72重量%含有する市販の合
金を粉砕して一400メソシュの粉末にした。
部を使用した。チタンを約72重量%含有する市販の合
金を粉砕して一400メソシュの粉末にした。
粉末混合物の調製において、黒鉛粉と滑剤以外の全ての
粉末をドラムタンブラ−型ミキサーにより予備混合した
。その後黒鉛粉と滑剤を添加した。
粉末をドラムタンブラ−型ミキサーにより予備混合した
。その後黒鉛粉と滑剤を添加した。
黒鉛の偏析を減らし、これにより一層均−な混合物が得
られるように、ミキサー内にスピンドル油をスプレーで
噴霧してもよい。
られるように、ミキサー内にスピンドル油をスプレーで
噴霧してもよい。
混合物を適当なグイで圧縮して外径約57.15mm、
内径約22.2 mm、厚さ約12.7tmの平らな輪
状成形体を作製した。圧粉成形体の密度は約7.0g
/ ccで、理論密度の約92%に相当した。圧粉成形
体を真空炉内で2段階加熱した。炉を先ず133.32
2 xlo−3Pa (10−3Torr)より低
い圧力に減圧し、滑剤が十分に揮発するように約500
℃で約1.5時間加熱した。滑剤が揮発すると圧力が安
定するので、炉の温度を1,120°Cに上昇し、この
温度を約60分間保って焼結した。焼結した成形体を乾
燥窒素ガス流に当てながら室温まで急冷した。
内径約22.2 mm、厚さ約12.7tmの平らな輪
状成形体を作製した。圧粉成形体の密度は約7.0g
/ ccで、理論密度の約92%に相当した。圧粉成形
体を真空炉内で2段階加熱した。炉を先ず133.32
2 xlo−3Pa (10−3Torr)より低
い圧力に減圧し、滑剤が十分に揮発するように約500
℃で約1.5時間加熱した。滑剤が揮発すると圧力が安
定するので、炉の温度を1,120°Cに上昇し、この
温度を約60分間保って焼結した。焼結した成形体を乾
燥窒素ガス流に当てながら室温まで急冷した。
焼結成形体は微細なパーライトマトリックスにボロセメ
ンタイト粒子が分散した顕微鏡組織を有していた。特に
表面に隣接するケース領域内の顕微鏡組織と中心領域内
の顕微鏡組織とは実質的に同じであった。強い鉄合金マ
トリックス中の硬いボロセメンタイト粒子によってつく
り出された優れた耐摩耗性によって輪状製品は切削性歯
車素材としてとくに適していた。
ンタイト粒子が分散した顕微鏡組織を有していた。特に
表面に隣接するケース領域内の顕微鏡組織と中心領域内
の顕微鏡組織とは実質的に同じであった。強い鉄合金マ
トリックス中の硬いボロセメンタイト粒子によってつく
り出された優れた耐摩耗性によって輪状製品は切削性歯
車素材としてとくに適していた。
l較炭よ
比較のために、酸素ゲッター焼結助剤を添加せずに基材
組成物から第二の成形体を製造した。基材温合物を実施
例1の方法に従って圧縮し、焼結した。焼結製品のケー
ス領域は、微細なパーライトマトリックスにボロセメン
タイト粒子が分散しており、実施例1の製品の顕微鏡組
織に匹敵するものであった。しかし中心領域は、主にフ
ェライト粒子からなり、少量の結晶粒界セメンタイトと
ともに、未溶解炭素粒子と大きいホウ化鉄粒子を含んで
いた。従って、ゲッターのない製品は、実施例1の製品
にみられる均一な顕微鏡組織を示さなかった。
組成物から第二の成形体を製造した。基材温合物を実施
例1の方法に従って圧縮し、焼結した。焼結製品のケー
ス領域は、微細なパーライトマトリックスにボロセメン
タイト粒子が分散しており、実施例1の製品の顕微鏡組
織に匹敵するものであった。しかし中心領域は、主にフ
ェライト粒子からなり、少量の結晶粒界セメンタイトと
ともに、未溶解炭素粒子と大きいホウ化鉄粒子を含んで
いた。従って、ゲッターのない製品は、実施例1の製品
にみられる均一な顕微鏡組織を示さなかった。
実施例2
本実施例および以下の実施例においては、長さ30mm
で、−辺約12.51111の正方形の断面を有する横
破断試験棒(transverse rupture
test bar)を焼結により作製した。試験棒の厚
さは、実施例1の輪状製品の厚さとほぼ同等であった。
で、−辺約12.51111の正方形の断面を有する横
破断試験棒(transverse rupture
test bar)を焼結により作製した。試験棒の厚
さは、実施例1の輪状製品の厚さとほぼ同等であった。
本実施例においては、実施例1に記載した基材組成物に
鉄−チタン粉を加えた基材組成からなる粉末混合物から
試験棒を作製した。ただし、鉄−チタンの添加量を3重
量部に増やした。粉末成分を実施例1の方法に従って混
合し、適当な形状をしたダイキャビティ内に詰めた。こ
の粉末を約620MPaの荷重で圧縮し、密度約7.0
g/cJの圧粉成形体を得た。この圧粉成形体を、焼結
温度を1,120°C1焼結時間を20分間に短縮した
以外は、実施例1の方法に従って焼結した。
鉄−チタン粉を加えた基材組成からなる粉末混合物から
試験棒を作製した。ただし、鉄−チタンの添加量を3重
量部に増やした。粉末成分を実施例1の方法に従って混
合し、適当な形状をしたダイキャビティ内に詰めた。こ
の粉末を約620MPaの荷重で圧縮し、密度約7.0
g/cJの圧粉成形体を得た。この圧粉成形体を、焼結
温度を1,120°C1焼結時間を20分間に短縮した
以外は、実施例1の方法に従って焼結した。
得られた製品は、パーライトマトリックス内に硬いボロ
セメンタイト粒子が分散した均一な顕微鏡組織を示し、
実施例1で製造した顕微鏡組織に匹敵していた。ケース
領域内の顕微鏡組織と中心領域内にそれとは実質的に区
別かつかなった。
セメンタイト粒子が分散した均一な顕微鏡組織を示し、
実施例1で製造した顕微鏡組織に匹敵していた。ケース
領域内の顕微鏡組織と中心領域内にそれとは実質的に区
別かつかなった。
実施例3
主として金属間化合物Fe2Tiからなる鉄−チタン粉
末3重量部と基材組成物のブレンドとから、実施例2の
方法に従って鉄合金試験棒を作製した。
末3重量部と基材組成物のブレンドとから、実施例2の
方法に従って鉄合金試験棒を作製した。
Fe2Ti粉末は32重量%のチタンを含み、これを−
400メソシユに粉砕した。実施例2の方法に従って、
このブレンドを調製し、圧縮し、焼結した。得られた試
験棒のケース領域内及び中心領域内の両方の顕微鏡組織
は均一で、実施例1で形成した顕微鏡組織と実質的に類
似していた。
400メソシユに粉砕した。実施例2の方法に従って、
このブレンドを調製し、圧縮し、焼結した。得られた試
験棒のケース領域内及び中心領域内の両方の顕微鏡組織
は均一で、実施例1で形成した顕微鏡組織と実質的に類
似していた。
実施例4
基材組成物に銅マンガン粉末を1重量部加えたブレンド
から鉄台金棒を作製した。銅マンガン粉末は主として金
属間化合物CuMnからなり、約42重量%のマンガン
を含んでいた。この化合物は、急速凝固スピンキャステ
ィング(rapidsolidification s
pincasting)により調製し、−400メソシ
ユに粉砕した。このブレンドを、実施例2の方法に従っ
て調製し、圧縮し、焼結した。ベース領域の顕微鏡組織
は、実施例1で形成されたものとほぼ同じであった。中
心領域のマトリックスはマルテンサイトが優位を占めて
いるが、炭化物を含まないフェライト粒子をなお約30
%含んでいた。中心領域は、硬いボロセメンタイトの分
散粒子を含んでいたが、炭化物の不連続リボン及びずん
ぐりしたホウ化鉄の大型粒子も見られる。比較例のよう
にゲッターを含まない基材組成物によって形成された中
心領域の顕微鏡組織と比較すれば、マルテンサイト及び
ボロセメンタイト相が増加していて、炭素拡散が改善さ
れたことを示していた。しかし、残留フェライト相が可
成り存在していることから、マンガン添加剤は鉄−チタ
ン添加剤紛有効とは考えられなかった。銅マンガン粉末
の添加量を増やせば、炭素拡散が向上して、中心領域の
フライト粒子含量が減少するものと思われる。
から鉄台金棒を作製した。銅マンガン粉末は主として金
属間化合物CuMnからなり、約42重量%のマンガン
を含んでいた。この化合物は、急速凝固スピンキャステ
ィング(rapidsolidification s
pincasting)により調製し、−400メソシ
ユに粉砕した。このブレンドを、実施例2の方法に従っ
て調製し、圧縮し、焼結した。ベース領域の顕微鏡組織
は、実施例1で形成されたものとほぼ同じであった。中
心領域のマトリックスはマルテンサイトが優位を占めて
いるが、炭化物を含まないフェライト粒子をなお約30
%含んでいた。中心領域は、硬いボロセメンタイトの分
散粒子を含んでいたが、炭化物の不連続リボン及びずん
ぐりしたホウ化鉄の大型粒子も見られる。比較例のよう
にゲッターを含まない基材組成物によって形成された中
心領域の顕微鏡組織と比較すれば、マルテンサイト及び
ボロセメンタイト相が増加していて、炭素拡散が改善さ
れたことを示していた。しかし、残留フェライト相が可
成り存在していることから、マンガン添加剤は鉄−チタ
ン添加剤紛有効とは考えられなかった。銅マンガン粉末
の添加量を増やせば、炭素拡散が向上して、中心領域の
フライト粒子含量が減少するものと思われる。
実施例5
基材組成物にマグネシウム−ニッケル粉末を加えた混合
物で鉄台金棒を作製した。マグネシウム−ニッケル粉末
は、主として金属間化合物MgNi2からなり、マグネ
シウムを約15重量%含んでいた。市販のマグネシウム
−ニッケルを一400メソシュに粉砕して粉末にした。
物で鉄台金棒を作製した。マグネシウム−ニッケル粉末
は、主として金属間化合物MgNi2からなり、マグネ
シウムを約15重量%含んでいた。市販のマグネシウム
−ニッケルを一400メソシュに粉砕して粉末にした。
実施例2の方法に従って粉末混合物を調製し、圧縮し、
焼結した。
焼結した。
ケース領域及び中心領域において、優勢なパーライトマ
トリックス中に硬いボロセメンタイト粒子が分布した顕
微鏡組織を示した。しかし硬い粒子は偏析していた。ま
た顕微鏡組織は粒界に不連続の炭化物相を示していた。
トリックス中に硬いボロセメンタイト粒子が分布した顕
微鏡組織を示した。しかし硬い粒子は偏析していた。ま
た顕微鏡組織は粒界に不連続の炭化物相を示していた。
基材組成物から形成した製品の残留オーステナイト相の
含有量は5%より少なかったが、ニッケル−マグネシウ
ム添加により、残留オーステナイト相は約18%に増加
した。
含有量は5%より少なかったが、ニッケル−マグネシウ
ム添加により、残留オーステナイト相は約18%に増加
した。
実施例6
基材組成物に鉄バナジウム粉末を約2.5重量部加えた
ブレンドから鉄台金棒を作製した。鉄バナジウム粉末は
主として金属間化合物FeVからなり、バナジウムを約
50重量%含んでいた。市販の鉄バナジウム化合物を一
400メソシュに粉砕して粉末にした。実施例2の方法
に従って粉末混合物を調製して、圧縮、焼結した。得ら
れた製品は、パーライトマトリックスに硬いボロセメン
タイト粒子が分散しているのを特徴とする顕微鏡組織が
ケース領域、中心領域とも均一に見られた。硬い分散粒
子の平均粒度が小さいことを除けば、鉄チタン添加剤を
使用した実施例1で形成された微細構造に匹敵していた
。
ブレンドから鉄台金棒を作製した。鉄バナジウム粉末は
主として金属間化合物FeVからなり、バナジウムを約
50重量%含んでいた。市販の鉄バナジウム化合物を一
400メソシュに粉砕して粉末にした。実施例2の方法
に従って粉末混合物を調製して、圧縮、焼結した。得ら
れた製品は、パーライトマトリックスに硬いボロセメン
タイト粒子が分散しているのを特徴とする顕微鏡組織が
ケース領域、中心領域とも均一に見られた。硬い分散粒
子の平均粒度が小さいことを除けば、鉄チタン添加剤を
使用した実施例1で形成された微細構造に匹敵していた
。
実施例7
低炭素鉄粉90.2重量部、黒鉛粉1.2重量部、銅粉
2.0重量部、ホウ化ニッケル扮2.8重量部、鉄−ネ
オジム−ボウ素合金粉末3,3重量部およびグイプレス
滑剤0.5重量部からなる粉末混合物により鉄台金棒を
作製した。鉄−ネオジム−ホウ素合金粉末は、ネオジム
約30.ti%、ホウ素1重量%及び実質的に鉄の残部
からなっていた。
2.0重量部、ホウ化ニッケル扮2.8重量部、鉄−ネ
オジム−ボウ素合金粉末3,3重量部およびグイプレス
滑剤0.5重量部からなる粉末混合物により鉄台金棒を
作製した。鉄−ネオジム−ホウ素合金粉末は、ネオジム
約30.ti%、ホウ素1重量%及び実質的に鉄の残部
からなっていた。
実施例2の方法と同様にして粉末を混合し、圧縮し、焼
結した。得られた製品には、パーライトマトリックスに
硬いポロセメンタイト粒子が分散しているのを特徴とす
る均一なマトリックスの顕微鏡組織がケース領域、中心
領域ともに見られたが、ニッケル添加量が増加したため
残留オーステナイトも増えていた。
結した。得られた製品には、パーライトマトリックスに
硬いポロセメンタイト粒子が分散しているのを特徴とす
る均一なマトリックスの顕微鏡組織がケース領域、中心
領域ともに見られたが、ニッケル添加量が増加したため
残留オーステナイトも増えていた。
各実施例において、焼結組織は、主として低炭素鉄粉末
からなりかつ(11炭素粉末、(2)溶離ホウ素添加剤
、およびホウ素が存在するにも拘らず鉄への炭素拡散を
促進する(3)・溶離焼結助剤を含む粉末混合物から形
成した。溶離とは、薬剤が焼結温度において鉄と接触し
て液相を形成することを意味する。これに対して炭素は
焼結温度で液化せずにむしろ鉄中に溶は込み固体拡散に
より焼結温度でオーステナイト系となり、高い炭素溶解
度を有するようになる。実施例中のホウ素添加剤はホウ
化ニッケル粉末およびホウ化鉄粉末を含んでいる。
からなりかつ(11炭素粉末、(2)溶離ホウ素添加剤
、およびホウ素が存在するにも拘らず鉄への炭素拡散を
促進する(3)・溶離焼結助剤を含む粉末混合物から形
成した。溶離とは、薬剤が焼結温度において鉄と接触し
て液相を形成することを意味する。これに対して炭素は
焼結温度で液化せずにむしろ鉄中に溶は込み固体拡散に
より焼結温度でオーステナイト系となり、高い炭素溶解
度を有するようになる。実施例中のホウ素添加剤はホウ
化ニッケル粉末およびホウ化鉄粉末を含んでいる。
成形体が焼結のため加熱されると、ホウ化ニッケル化合
物が溶解して液相を形成し、成形体内の鉄表面をぬらす
ようになる。つぎにホウ化鉄はこの液相中に溶は込む。
物が溶解して液相を形成し、成形体内の鉄表面をぬらす
ようになる。つぎにホウ化鉄はこの液相中に溶は込む。
液相になるとニッケルとホウ素の活性度が増大し、また
鉄との接触が増加して、焼結組織中の鉄骨路内への拡散
が高まる。ニッケル及び特にホウ素が鉄中に拡散すると
ともに液相は個渇し、結局は消滅してしまう。
鉄との接触が増加して、焼結組織中の鉄骨路内への拡散
が高まる。ニッケル及び特にホウ素が鉄中に拡散すると
ともに液相は個渇し、結局は消滅してしまう。
ホウ素が存在しないと、焼結中に炭素は、成形体のケー
ス領域および中心領域内の両方の鉄に容易に拡散する。
ス領域および中心領域内の両方の鉄に容易に拡散する。
ホウ素が添加されている場合でも、小型成形体内や大型
成形体のケース領域内には炭素は容易に拡散する。しか
し大型成形体の中心領域内の炭素拡散の遅れは顕著であ
る。中心領域内には炭素拡散を遅延させる酸化ホウ素B
20.が検出された。これは成形体内部細孔中から周囲
が真空になっても排出されない微量の酸素によるもので
、恐らくこの酸素は加熱するまで放出されないからであ
ろう。例え酸化ホウ素が表面に近い細孔内で同じように
生成しても、この酸化ホウ素は焼結温度で蒸発し、炭素
拡散を阻害する前に排出されるものと思われる。
成形体のケース領域内には炭素は容易に拡散する。しか
し大型成形体の中心領域内の炭素拡散の遅れは顕著であ
る。中心領域内には炭素拡散を遅延させる酸化ホウ素B
20.が検出された。これは成形体内部細孔中から周囲
が真空になっても排出されない微量の酸素によるもので
、恐らくこの酸素は加熱するまで放出されないからであ
ろう。例え酸化ホウ素が表面に近い細孔内で同じように
生成しても、この酸化ホウ素は焼結温度で蒸発し、炭素
拡散を阻害する前に排出されるものと思われる。
いずれにせよ、本発明による焼結助剤は、存在する全て
の酸素と優先的に反応するのに適した十分低い酸化電位
を有する成分を含み、これにより酸化ホウ素の生成を抑
制するように選択されたものである。ホウ素酸化を抑制
することにより、拡散のために利用できるホウ素が増加
するだけでなく、本発明にとってより重要なことは炭素
拡散が増大することである。ここに使用されるように、
はぼ好ましい焼結温度であるL 400°Kにおける酸
素1モル当りの酸化物生成標準自由エネルギーが報告さ
れている。−130Kca11モルより小さな酸化物生
成標準自由エネルギーが、炭素拡散を増大するのに適し
ていると思われる。好ましい酸素ゲッターは、B2O3
標準自由エネルギーである−152Kca11モルより
小さな標準自由エネルギーを有している。バナジウムは
、v203に対しては145Kca11モルの標準自由
エネルギーを示すが、焼結中の真空にされた成形体内で
の酸素不足状態では、酸化ホウ素より小さい標準自由エ
ネルギーを有する■0を生成するものと思われる。二酸
化チタン(TiO□)の標準自由エネルギーは約−15
7Kca11モルであるが、酸素不足化合物(Tie)
に対してはもっと小さい。実施例中に示したように、酸
素ゲッターとして好ましいものはバナジウム、チタンお
よびマグネシウムである。ネオジムのような希土類元素
も、酸化物生成標準自由エネルギーが低いので好ましい
ものである。マンガンは酸化物生成標準自由エネルギー
は約−136Kca11モルで、実施例においては炭素
拡散を高めており、マンガンの添加量を増やせばさらに
炭素拡散を促進するが、使用した他のゲッター程有効で
はない。一般に、酸素ゲッターは、製品に対する悪影響
が最小のものが望ましい。実施例において焼結助剤無添
加で形成した焼結成形体のケース領域内で形成された顕
微鏡組織と見たところ実質的に同一の顕微鏡組織をチタ
ンが形成するので、チタンがより好ましいことになる。
の酸素と優先的に反応するのに適した十分低い酸化電位
を有する成分を含み、これにより酸化ホウ素の生成を抑
制するように選択されたものである。ホウ素酸化を抑制
することにより、拡散のために利用できるホウ素が増加
するだけでなく、本発明にとってより重要なことは炭素
拡散が増大することである。ここに使用されるように、
はぼ好ましい焼結温度であるL 400°Kにおける酸
素1モル当りの酸化物生成標準自由エネルギーが報告さ
れている。−130Kca11モルより小さな酸化物生
成標準自由エネルギーが、炭素拡散を増大するのに適し
ていると思われる。好ましい酸素ゲッターは、B2O3
標準自由エネルギーである−152Kca11モルより
小さな標準自由エネルギーを有している。バナジウムは
、v203に対しては145Kca11モルの標準自由
エネルギーを示すが、焼結中の真空にされた成形体内で
の酸素不足状態では、酸化ホウ素より小さい標準自由エ
ネルギーを有する■0を生成するものと思われる。二酸
化チタン(TiO□)の標準自由エネルギーは約−15
7Kca11モルであるが、酸素不足化合物(Tie)
に対してはもっと小さい。実施例中に示したように、酸
素ゲッターとして好ましいものはバナジウム、チタンお
よびマグネシウムである。ネオジムのような希土類元素
も、酸化物生成標準自由エネルギーが低いので好ましい
ものである。マンガンは酸化物生成標準自由エネルギー
は約−136Kca11モルで、実施例においては炭素
拡散を高めており、マンガンの添加量を増やせばさらに
炭素拡散を促進するが、使用した他のゲッター程有効で
はない。一般に、酸素ゲッターは、製品に対する悪影響
が最小のものが望ましい。実施例において焼結助剤無添
加で形成した焼結成形体のケース領域内で形成された顕
微鏡組織と見たところ実質的に同一の顕微鏡組織をチタ
ンが形成するので、チタンがより好ましいことになる。
FeTiやFezTi もチタン添加剤に匹敵する効果
を有している。
を有している。
焼結助剤はまた、焼結の初期段階中に液相を生ずるのに
通した低溶融点粉末を形成するためにその他の成分を1
種類またはそれ以上含んでいるのが好ましい。液相はゲ
ッターの活性度を高めるうえで必要である。第二の成分
として好ましいものは鉄である。ニッケルもまた適して
いるが、残留オーステナイト相を増加させることになる
ので、焼結製品の使用目的によっては望ましい場合と望
ましくない場合がある。銅もまた適当な成分で、とくに
金属銅を添加した成形体に対して適している。またホウ
素添加剤の全部または一部を一単一添加剤粉末としてゲ
ッターと組合わせることもできる。
通した低溶融点粉末を形成するためにその他の成分を1
種類またはそれ以上含んでいるのが好ましい。液相はゲ
ッターの活性度を高めるうえで必要である。第二の成分
として好ましいものは鉄である。ニッケルもまた適して
いるが、残留オーステナイト相を増加させることになる
ので、焼結製品の使用目的によっては望ましい場合と望
ましくない場合がある。銅もまた適当な成分で、とくに
金属銅を添加した成形体に対して適している。またホウ
素添加剤の全部または一部を一単一添加剤粉末としてゲ
ッターと組合わせることもできる。
炭素拡散を高めるのに有効な酸素ゲッターの量は焼結中
に成形体内部に閉し込められている酸素量に依存し、さ
らにこの酸素量は、成形体の大きさ、真空効率および金
属粉末成分中の酸素不純物量に関係している。一般に、
酸素ゲッター量は、コストを下げかつ主体となる金属組
織への影響を避けるため、最小限にすることが望ましい
。実施例1および2の鉄チタン合金粉末については、そ
の添加量は製品に対して約0.5ないし3.0重量%(
これは製品のチタン含有量としては約0.4ないし2.
2重量%に相当する)で内部の炭素拡散を促進すること
がわかっており、そのより好ましい添加量は約0.7な
いし1.4重量%である。その他の適当な酸素ゲッター
の添加量の範囲は、相当する原子比に基づいて決めるこ
とができる。
に成形体内部に閉し込められている酸素量に依存し、さ
らにこの酸素量は、成形体の大きさ、真空効率および金
属粉末成分中の酸素不純物量に関係している。一般に、
酸素ゲッター量は、コストを下げかつ主体となる金属組
織への影響を避けるため、最小限にすることが望ましい
。実施例1および2の鉄チタン合金粉末については、そ
の添加量は製品に対して約0.5ないし3.0重量%(
これは製品のチタン含有量としては約0.4ないし2.
2重量%に相当する)で内部の炭素拡散を促進すること
がわかっており、そのより好ましい添加量は約0.7な
いし1.4重量%である。その他の適当な酸素ゲッター
の添加量の範囲は、相当する原子比に基づいて決めるこ
とができる。
焼結助剤に使用する成分を粉砕するに際しては、酸素の
存在下で成分が加熱されないよう注意する必要がある。
存在下で成分が加熱されないよう注意する必要がある。
金属間化合物は概して脆く、粉砕により容易に微粉にす
ることができる。粉砕中に発熱すると助剤を酸化して、
その効力を減することになる。
ることができる。粉砕中に発熱すると助剤を酸化して、
その効力を減することになる。
各実施例においては、基材組成物はホウ化ニソケルおよ
びホウ化鉄を含み、パーライトマトリックス中に硬いボ
ロセメンタイト粒子が分散分布した鉄合金製品、すなわ
ち米国特許第4,678,510号明細書に記載された
ような製品を得るよう配合された。しかし本発明におい
ては、拡散性炭素およびホウ素添力11剤の添加を含む
別の配合に対しても等しく適用できるものと信じられる
。例えば、本発明による焼結助剤は、ホウ素の酸化を避
け、それにより炭素拡散を高めるため米国特許第4,6
18,473号明細書に従って調製された配合に添加す
ることもできる。また、各実施例においては、パーライ
トマトリックスを優先的に形成させるために焼結製品を
徐冷した。しかし別法として、マルテンサイトマトリッ
クスを優先的に形成させるために焼結製品を、例えば油
浸漬により急冷することもできる。
びホウ化鉄を含み、パーライトマトリックス中に硬いボ
ロセメンタイト粒子が分散分布した鉄合金製品、すなわ
ち米国特許第4,678,510号明細書に記載された
ような製品を得るよう配合された。しかし本発明におい
ては、拡散性炭素およびホウ素添力11剤の添加を含む
別の配合に対しても等しく適用できるものと信じられる
。例えば、本発明による焼結助剤は、ホウ素の酸化を避
け、それにより炭素拡散を高めるため米国特許第4,6
18,473号明細書に従って調製された配合に添加す
ることもできる。また、各実施例においては、パーライ
トマトリックスを優先的に形成させるために焼結製品を
徐冷した。しかし別法として、マルテンサイトマトリッ
クスを優先的に形成させるために焼結製品を、例えば油
浸漬により急冷することもできる。
本発明による物品を形成するのに使用される鉄粉として
は、炭素またはホウ素含有量が多くない鉄または鉄合金
からなるものが好ましい。別の実施態様においては、製
品の機械的性質を改良するために鉄ベースのニッケルー
モリブデン合金のような鉄合金から作った鉄粉が使用さ
れる。炭素は過共析マトリックスを形成するのに十分な
量を粉末混合物に混合する。0.03重量%程度の少量
の炭素が真空焼結中に失われる。硬いボロセメンタイト
粒子を含む焼結製品を希望するような実施態様において
は、粒子形成のために炭素を追加する。
は、炭素またはホウ素含有量が多くない鉄または鉄合金
からなるものが好ましい。別の実施態様においては、製
品の機械的性質を改良するために鉄ベースのニッケルー
モリブデン合金のような鉄合金から作った鉄粉が使用さ
れる。炭素は過共析マトリックスを形成するのに十分な
量を粉末混合物に混合する。0.03重量%程度の少量
の炭素が真空焼結中に失われる。硬いボロセメンタイト
粒子を含む焼結製品を希望するような実施態様において
は、粒子形成のために炭素を追加する。
硬い粒子を形成するためには、一般に炭素添加量は約1
ないし2重量%、好ましくは約1.2ないし1.8重量
%である。
ないし2重量%、好ましくは約1.2ないし1.8重量
%である。
本発明において使用する粉末混合物には、炭素以外に、
溶離ホウ素含有添加剤を含んでいる。金属間化合物のホ
ウ化金属化合物による粉末が好ましい。適当なホウ素源
は、焼結初期段階で短時間一時的な液相を生じるが、そ
の液相はホウ素が鉄マトリックス中に拡散すると急速に
消散する。このようなホウ素源としては、ホウ化ニッケ
ル、ホウ化コバルトおよびホウ化マンガンがある。硬い
ボロセメンタイト粒子を形成することを希望する実施態
様においては、焼結製品中のホウ素濃度が約0.15な
いし1.2重量%になるのに適した量のホウ素を添加す
る。ボロセメンタイト粒子を含むような実施態様におい
てニッケルで安定化された過剰の残留オーステナイトの
形成を防くためホウ化ニッケルとホウ化鉄の併用が好ま
しい。
溶離ホウ素含有添加剤を含んでいる。金属間化合物のホ
ウ化金属化合物による粉末が好ましい。適当なホウ素源
は、焼結初期段階で短時間一時的な液相を生じるが、そ
の液相はホウ素が鉄マトリックス中に拡散すると急速に
消散する。このようなホウ素源としては、ホウ化ニッケ
ル、ホウ化コバルトおよびホウ化マンガンがある。硬い
ボロセメンタイト粒子を形成することを希望する実施態
様においては、焼結製品中のホウ素濃度が約0.15な
いし1.2重量%になるのに適した量のホウ素を添加す
る。ボロセメンタイト粒子を含むような実施態様におい
てニッケルで安定化された過剰の残留オーステナイトの
形成を防くためホウ化ニッケルとホウ化鉄の併用が好ま
しい。
本発明を実施するうえで必須ではないが、マトリックス
の硬さを向上させ、焼結中の鉄収縮を補うため銅を添加
することが好ましい。銅は、硬い粒子を希望どおり形成
する場合に、細孔周辺の炭素とホウ素とを内部領域内に
集結させるのを助ける。これはホウ素と炭素の銅に対す
る親和力が比較的低いためである。銅濃度が約4重量%
以上になると、焼結中の液形成を過剰にする傾向があり
、望ましくない製品の変形をひき起す。一般に、銅添加
量は約2ないし3重量%が好ましい。
の硬さを向上させ、焼結中の鉄収縮を補うため銅を添加
することが好ましい。銅は、硬い粒子を希望どおり形成
する場合に、細孔周辺の炭素とホウ素とを内部領域内に
集結させるのを助ける。これはホウ素と炭素の銅に対す
る親和力が比較的低いためである。銅濃度が約4重量%
以上になると、焼結中の液形成を過剰にする傾向があり
、望ましくない製品の変形をひき起す。一般に、銅添加
量は約2ないし3重量%が好ましい。
前記の実施態様において、圧粉体は真空炉内で焼結され
る。焼結は成分の酸化を最小限にする別法、例えば還元
性雰囲気、分解アンモニア雰囲気、水素雰囲気または乾
燥不活性雰囲気を用いても適当に実施することができる
。炭素損失を減するため、必要があればメタノールまた
はプロパンのような炭化水素源を添加して雰囲気を富化
させることもできる。好ましい銅添加を含む実施態様に
おいては、望ましい銅の液相を生ずるよう銅の融点であ
る1、 083℃より高い温度で焼結を行なうのが適当
である。一般に拡散結合を高めるため高温が望ましい。
る。焼結は成分の酸化を最小限にする別法、例えば還元
性雰囲気、分解アンモニア雰囲気、水素雰囲気または乾
燥不活性雰囲気を用いても適当に実施することができる
。炭素損失を減するため、必要があればメタノールまた
はプロパンのような炭化水素源を添加して雰囲気を富化
させることもできる。好ましい銅添加を含む実施態様に
おいては、望ましい銅の液相を生ずるよう銅の融点であ
る1、 083℃より高い温度で焼結を行なうのが適当
である。一般に拡散結合を高めるため高温が望ましい。
しかしL 1.50°Cより高い温度で成形体を取扱う
には実施上問題が生ずる。1,110゜ないしL L
20℃の範囲の焼結温度が好ましい。
には実施上問題が生ずる。1,110゜ないしL L
20℃の範囲の焼結温度が好ましい。
焼結時間としては、鉄の拡散結合と、鉄格子に各種元素
が拡散するのに十分な時間であることが望ましい。好ま
しい範囲の焼結温度では、約15ないし35分間の焼結
時間で満足できる組織が生ずる。
が拡散するのに十分な時間であることが望ましい。好ま
しい範囲の焼結温度では、約15ないし35分間の焼結
時間で満足できる組織が生ずる。
Claims (8)
- (1)主として鉄粉末からなりかつ炭素粉末とホウ素含
有粉末とを含む粉末混合物を圧縮しそして焼結すること
によって鉄合金物品を製造するための方法であって、該
焼結を高温で行って混合物を一体の鉄基材組織に接合さ
せかつ炭素及びホウ素を該組織に拡散させる方法におい
て、圧縮の前に前記混合物に、ホウ素に比して酸素と優
先的に反応する金属成分を含む焼結助剤を添加し、該焼
結助剤が、焼結中に一時的な液相を形成しそしてホウ素
の酸化を抑制し、それによって該鉄組織への前記炭素及
びホウ素の拡散を促進するために配合されることを特徴
とする製造方法。 - (2)前記焼結助剤が焼結温度においてホウ素の酸化物
生成標準自由エネルギーより小さい酸化物生成自由エネ
ルギーを有する優先的な酸素反応性金属成分を含むため
、前記圧縮粉内に存在する酸素が焼結中に前記成分と優
先的に反応することを特徴とする請求項1記載の鉄合金
物品の製造方法。 - (3)前記酸素反応性成分が、チタン、バナジウム、マ
グネシウムおよび希土類元素のうちいずれか1種類と、
焼結中に前記一時的な液相を形成させるため前記焼結助
剤の融点を低下させる前記酸素反応性成分とを併用に適
する融点降下剤成分とからなることを特徴とする請求項
1または2記載の鉄合金物品の製造方法。 - (4)前記の溶融点降下剤成分が、鉄、銅およびニッケ
ルのいずれか1種類からなることを特徴とする請求項3
記載の鉄合金物品の製造方法。 - (5)前記の焼結助剤が、鉄チタン合金を含むことを特
徴とする請求項4記載の鉄合金物品の製造方法。 - (6)前記の焼結助剤が、フェローバナジウム金属間化
合物からなることを特徴とする請求項4記載の鉄合金物
品の製造方法。 - (7)前記の焼結助剤が、ニッケル−マグネシウム金属
間化合物からなることを特徴とする請求項4記載の鉄合
金物品の製造方法。 - (8)前記の焼結助剤が、さらにホウ素を含むことを特
徴とする請求項4記載の鉄合金物品の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US161,518 | 1988-02-09 | ||
US161518 | 1988-02-29 | ||
US07/161,518 US4849164A (en) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | Method of producing iron powder article |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01283339A true JPH01283339A (ja) | 1989-11-14 |
JPH07110980B2 JPH07110980B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=22581497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1043398A Expired - Lifetime JPH07110980B2 (ja) | 1988-02-29 | 1989-02-27 | 鉄合金物品の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4849164A (ja) |
JP (1) | JPH07110980B2 (ja) |
CA (1) | CA1334346C (ja) |
DE (1) | DE3906093A1 (ja) |
GB (1) | GB2216141B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008545521A (ja) * | 2005-05-17 | 2008-12-18 | マックス−プランク−ゲゼルシャフト・ツア・フェルデルング・デア・ヴィッセンシャフテン・エー・ファオ | 水素ベースのプラズマを用いた処理による材料の清浄化 |
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---|---|---|---|---|
EP0808681A4 (en) * | 1995-10-18 | 1999-12-29 | Kawasaki Steel Co | IRON POWDER FOR POWDER METALLURGY, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND IRON-BASED POWDER MIXTURE FOR POWDER METALLURGY |
US5872322A (en) * | 1997-02-03 | 1999-02-16 | Ford Global Technologies, Inc. | Liquid phase sintered powder metal articles |
JP3537126B2 (ja) * | 1998-11-17 | 2004-06-14 | 日立粉末冶金株式会社 | 快削性鉄系焼結合金およびその製造方法 |
US8017070B2 (en) * | 2007-05-17 | 2011-09-13 | The Boeing Company | Direct to metal sintering of 17-4PH steel |
US8544597B1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-10-01 | Aerojet Rocketdyne Of De, Inc. | Tuned damper member |
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JPS55145152A (en) * | 1979-04-26 | 1980-11-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Sintered alloy material for internal combustion engine |
JPS58204101A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-28 | Mitsubishi Metal Corp | 複合焼結合金部材の製造法 |
JPS62124256A (ja) * | 1985-11-21 | 1987-06-05 | Kawasaki Steel Corp | 黒鉛が析出した摺動部材用焼結鋼 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1577185A (en) * | 1977-08-01 | 1980-10-22 | Stanadyne Inc | Sintered powdered metal wear-resistant composition |
US4537323A (en) * | 1984-01-09 | 1985-08-27 | Gte Laboratories Incorporated | Mo-Ti members with non-metallic sintering aids |
US4618473A (en) * | 1985-06-14 | 1986-10-21 | General Motors Corporation | Iron powder article having improved toughness |
US4678510A (en) * | 1985-12-24 | 1987-07-07 | General Motors Corporation | Wear resistant iron powder article |
US4724000A (en) * | 1986-10-29 | 1988-02-09 | Eaton Corporation | Powdered metal valve seat insert |
-
1988
- 1988-02-29 US US07/161,518 patent/US4849164A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-01-20 CA CA000588747A patent/CA1334346C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-23 GB GB8901386A patent/GB2216141B/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-27 JP JP1043398A patent/JPH07110980B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-27 DE DE3906093A patent/DE3906093A1/de active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4914438B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2012-04-11 | マックス−プランク−ゲゼルシャフト・ツア・フェルデルング・デア・ヴィッセンシャフテン・エー・ファオ | 水素ベースのプラズマを用いた処理による材料の清浄化 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4849164A (en) | 1989-07-18 |
JPH07110980B2 (ja) | 1995-11-29 |
GB8901386D0 (en) | 1989-03-15 |
GB2216141A (en) | 1989-10-04 |
DE3906093A1 (de) | 1989-09-07 |
DE3906093C2 (ja) | 1992-12-03 |
GB2216141B (en) | 1991-04-03 |
CA1334346C (en) | 1995-02-14 |
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