JPH0229736B2

JPH0229736B2 - Bunsankyokagatashoketsugokinkoseinetsukantaimamobuzai

Info

Publication number: JPH0229736B2
Application number: JP19371684A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kanosawa; Keiichi Wakashima
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1990-07-02
Anticipated expiration: 2004-09-14
Also published as: JPS6173867A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、すぐれた耐摩耗性、耐肌荒性、お
よび耐割損性を有する分散強化型焼結合金鋼製熱
間耐摩耗部材に関するものである。〔従来の技術〕一般に、熱間圧延ロールや熱間圧延ガイドロー
ラなどの熱間耐摩耗部材は、Ｃ：0.65〜1.2％、 Cr：3.5〜4.5％、Ｗ：1.5〜22％、 Mo：２〜９％、Ｖ：0.8〜５％、を含有し、さらに必要に応じて、 Co：0.5〜20％、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）を有す
る炭化物分散強化型合金鋼の溶湯を、鋳造してイ
ンゴツトとし、このインゴツトを鍛造および圧延
によつて所定の形状・寸法に仕上げるという工程
によつて製造されている。〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、この従来炭化物分散強化型合金鋼製熱
間耐摩耗部材は、耐摩耗性の点で十分でなく、そ
こで耐摩耗性を向上させる目的で、炭化物形成成
分の含有量を増加させる試みもなされたが、この
場合には偏析や炭化物の粗大化が起り、特に耐割
損性の低下が著しいものであつた。また、かかる
偏析や炭化物の粗大化の問題を解決する目的で、
前記熱間耐摩耗部材を粉末冶金法にて製造する試
みもなされたが、この場合には十分満足する耐肌
荒性を示さないものであつた。〔問題点を解決するための手段〕そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、耐摩耗性、耐肌荒性、および耐割損性にすぐ
れた熱間耐摩耗部材を得べく、材料面から研究を
行なつた結果、前記熱間耐摩耗部材を、高合金鋼の素地に、微細な炭化バナジウム（以
下VCで示す）と、周期律表の4aおよび5a族金属
の窒化物および炭窒化物（以下、これらをそれぞ
れTiN，ZrN，HfN，VN，TaN，NbN，
TiCN，ZrCN，HfCN，VCN，TaCN、および
NbCNで示す）、並びにこれらの２種以上の固溶
体（以下、これらを総称して金属の炭・窒化物と
いう）のうちの１種または２種以上とが均一に分
散した組織を有し、かつVCおよび金属の炭・窒
化物の含有量がそれぞれ２〜20％にして、残りの
高合金鋼の素地が、Ｃ：0.5〜５％、 Cr：３〜10％、Ｗ：１〜10％およびMo：２〜15％のうちの
１種または２種、Ｖ：１〜５％、 Ni：５〜20％、 Co：５〜20％、 Feおよび不可避不純物：残り、からなる組成を有する分散強化型焼結合金鋼で構
成すると、前記素地中に均一に分散したVCおよ
び金属の炭・窒化物によつてすぐれた耐摩耗性が
確保され、一方前記素地によつてすぐれた耐肌荒
性と耐割損性が確保され、実用に際して著しく長
い使用寿命を示すという知見を得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成を上記の通りに限定
した理由を説明する。Ａ VCの含有量 VC成分には、それ自体マイクロビツカース
硬さで2940の高い硬さをもつので、部材の耐摩
耗性を著しく向上させる作用があるが、その含
有量が２％未満では所望の耐摩耗性を確保する
ことができず、一方20％を越えて含有させる
と、部材の靭性が急激に低下するようになるこ
とから、その含有量を、部材全体に占める割合
で２〜20％と定めた。Ｂ金属の炭・窒化物の含有量これらの成分も、VCと同様に高硬度をもつ
ことから、部材の耐摩耗性を向上させ、かつ耐
酸化性を高める作用をもつが、その含有量が２
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方20％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、その含有量を部材全体
に占める割合で２〜20％と定めた。なお、これ
らの金属の炭・窒化物において、マイクロビツ
カース硬さで、TiNは2450、TiC_0.25N_0.70は
2840、さらにTiC_0.84N_0.11は3200と高硬度を有
し、かつ安価な成分なので、特にこれらの成分
の含有が望ましい。Ｃ素地の成分組成 (a) ＣＣ成分には、素地に固溶して、これの硬さ
を高めるほか、他の合金成分であるCr，Ｗ，
Mo，およびＶなどと結合して、主にM₆C型
の炭化物を形成し、もつて、部材の常温およ
び高温強度を高めると共に、耐摩耗性を向上
させる作用があるが、その含有量が0.5％未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方５％を越えて含有させると部材の靭性が低
下するようになることから、その含有量を素
地に占める割合で0.5〜５％と定めた。 (b) Cr Cr成分には、その一部が素地に固溶して、
部材の耐食性および焼入性を高め、かつ残り
の部分が上記のように炭化物を形成して、部
材の耐摩耗性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が３％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
と部材の耐衝撃性が低下するようになること
から、その含有量を同じく素地に占める割合
で（以下同じ）、３〜10％と定めた。 (c) ＷおよびMo これらの成分には、上記のように炭化物を
形成して、部材の常温および高温強度、並び
に耐摩耗性を向上させる作用があるが、その
含有量が、それぞれＷ：１％未満および
Mo：２％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量がそれぞれＷ：10
％およびMo：15％を越えると、部材の靭性
が低下するようになることから、その含有量
を、それぞれＷ：１〜10％、Mo：２〜15％
と定めた。 (d) ＶＶ成分には、素地の焼戻し硬化性を高め、
もつて部材の耐摩耗性を向上させる作用があ
るが、その含有量が１％未満では所望の耐摩
耗性を確保することができず、一方その含有
量が５％を越えると部材の靭性が低下するよ
うになることから、その含有量を１〜５％と
定めた。 (e) Ni Ni成分には、部材の耐応力腐食性を向上
させ、もつて耐肌荒性を著しく改善する作用
があるが、その含有量が５％未満では所望の
すぐれた耐肌荒性を確保することができず、
一方その含有量が20％を越えると部材の耐摩
耗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５〜20％と定めた。 (f) Co Co成分には、高温クリープ抵抗（高温強
度）を著しく向上させ、もつて部材の耐割損
性を高める作用があるが、その含有量が５％
未満では所望のすぐれた耐割損性を確保する
ことができず、一方20％を越えて含有させて
もより一層の向上効果は現われず、経済性を
考慮して、その含有量を５〜20％と定めた。また、この発明の熱間耐摩耗部材は、まず、
素地形成用原料粉末を、 (a) Cr，W.Mo，Ｖ，Ni，およびCoの酸化物
粉末および炭素粉末を、還元後、所定の高合
金鋼組成になるように配合し、混合した後、
この混合粉末を真空中あるいは水素気流中で
加熱還元することからなる方法。 (b) 所定の成分組成をもつた高合金鋼を溶製
し、この高合金鋼溶湯をアトマイズする方
法。以上(a)または(b)の方法によつて製造し、つい
で、これにVC粉末および金属の炭・窒化物粉
末を所定の配合組成に配合し、これを湿式にて
粉砕・混合して混合粉末とした後、この混合粉
末を10〜30Kg／mm²の圧力でプレス成形して圧粉
体とし、この圧粉体に真空または水素雰囲気中
で500〜900℃の温度に加熱の脱ガス焼鈍処理を
施し、あるいは前記脱ガス焼鈍処理を行なわ
ず、前記圧粉体に所定の形状を付与した状態
で、真空または水素雰囲気中で1200〜1300℃の
温度に加熱保持の焼結を施し、引続いて、必要
に応じて加熱温度：1200〜1300℃、圧力：500
〜2000気圧の条件で熱間静水圧プレスを施し、
最終的にソルトバスを用い、焼入れ温度：1200
℃、焼戻し温度：560〜580℃の条件で熱処理を
行なうことによつて製造することができる。〔実施例〕つぎに、この発明の熱間耐摩耗部材を実施例に
より具体的に説明する。素地形成用原料粉末を製造するために、0.2〜
0.7μmの範囲内の平均粒径を有するCr，Ｗ，Mo，
Ｖ，Ni，Co，およびFeの酸化物粉末、並びに炭
素粉末を用意し、これら粉末を所定の配合組成に
配合し、混合した後、水素気流中で温度：1150℃
に３時間保持の条件で還元処理することによつ
て、それぞれ第１表に示される成分組成をもち、
かつ１〜10μmの範囲内の平均粒径をもつた素地
形成用原料粉末を製造し、ついで、この結果得ら
れた各種の素地形成用原料粉末と、いずれも３〜
15μmの範囲内の平均粒径を有するVC粉末および
各種の金属の炭・窒化物粉末を用い、これら原料
粉末をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合
し、ボールミルにて24時間湿式混合し、乾燥した
後、水素ガス雰囲気中、温度：900℃に２時間保
持の条件で還元焼鈍を施し、引続いて10Kg／mm²の
圧力にて所定形状の圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体に中間加工を施して所定寸法とした後、真
空または窒素雰囲気中、1250〜1280℃の範囲内の
所定温度に１時間保持の条件で焼結し、さら温
度：1250℃、圧力：1000気圧の条件で熱間静水圧
プレスを施し、最終的に温度：1200℃から焼入れ
後、温度：580℃に１時間保持の焼戻し処理を３
回

【表】

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明熱間線材圧
延ロール１〜21は、いずれも従来熱間線材圧延ロ
ールに比して高硬度および高強度を有し、すぐれ
た耐摩耗性を示すばかりでなく、耐肌荒性および
耐割損性にもすぐれているので、圧延された線材
の表面は最後まできわめて滑らかであつた。上述のように、この発明の熱間耐摩耗部材は、
これらの部材に要求される、すぐれた耐摩耗性、
耐肌荒性、および耐割損性をすべて具備している
ので、実用に際しては著しく長期に亘つてすぐれ
た性能を発揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】１高合金鋼の素地に、微細な炭化バナジウム
と、周期律表の4aおよび5a族金属の窒化物およ
び炭窒化物、並びにこれらの２種以上の固溶体
（以下金属の炭・窒化物という）のうちの１種ま
たは２種以上とが均一に分散した組織を有し、か
つ前記炭化バナジウムおよび金属の炭・窒化物の
含有量がそれぞれ２〜20％にして、残りの前記高
合金鋼の素地が、Ｃ：0.5〜５％、 Cr：３〜10％、Ｗ：１〜10％およびMo：２〜15％のうちの
１種または２種、Ｖ：１〜５％、 Ni：５〜20％、 Co：５〜20％、 Feおよび不可避不純物：残り、からなる組成（以上重量％）を有することを特徴
とする分散強化型焼結合金鋼製熱間耐摩耗部材。