JPH0354174B2

JPH0354174B2 -

Info

Publication number: JPH0354174B2
Application number: JP2793885A
Authority: JP
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1991-08-19
Also published as: JPS61186454A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、すぐれた耐食性と耐摩耗性を有す
るFe基焼結合金に関するものである。〔従来の技術〕従来、例えば自動車クーラー用コンプレツサー
ノズルや工業用カメラのマウント部品などの複雑
な形状を有し、かつすぐれた耐食性と耐摩耗性が
要求される部品の製造には、被削性のあまり良好
でないステンレス鋼溶製材からの削り出し製造よ
りコスト面で有利な各種の焼結ステンレス鋼が用
いられている。〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、これらの従来焼結ステンレス鋼は、比
較的すぐれた耐食性をもつものの、一般の焼結部
品がそうであるように、溶製材に比して密度が低
いことに原因して、ビツカース硬さで200以上の
高硬度を得ることは困難であり、耐食性に合せて
耐摩耗性が要求されるこれらの用途においては、
比較的短時間で使用寿命に至るものであつた。一方、上記従来焼結ステンレス鋼の硬さを高め
るために、その炭素含有量を多くする試みもなさ
れたが、この場合には耐食性の劣化を招き、上記
の要求を十分満足する特性を具備させることがで
きないものである。〔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、耐食性および耐摩耗性を具備した材料を開発
すべく研究を行なつた結果、重量％で（以下％は
重量％を示す）、 Cr：16〜26％、 Ni：８〜16％、 Mn：１〜５％、Ｐ：0.05〜1.2％、Ｂ：0.02〜1.2％、Ｃ：0.05〜0.5％、を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成を有するFe基焼結合金は、密度が高く、かつ
硬さも高く、時効処理を行なえばさらに高硬度と
なり、したがつてすぐれた耐摩耗性を有し、さら
にすぐれた耐食性も兼ね備えるという知見を得た
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) Cr Cr成分には素地に固溶して合金の耐食性を
高めると共に、MnおよびＰなどの成分と結合
して硬質析出物を形成し、もつて合金の硬さを
高める作用があるが、その含有量が16％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方26％
を越えて含有させると合金の靭性が低下するよ
うになることから、その含有量を16〜26％と定
めた。 (b) Ni Ni成分には、素地に固溶して、素地のオー
ステナイト相を安定化させ、かつ溶体化処理時
に溶質成分を固溶しやすくし、もつて時効硬化
能を向上せしめるほか、耐食性を向上させる作
用があるが、その含有量が８％未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方16％を越えて
含有させても前記作用により一層の向上効果が
得られないばかりでなく、むしろ切削加工など
の加工性が劣化するようになることから、その
含有量を８〜16％と定めた。 (c) Mn Mn成分には、Niとの共存においてオーステ
ナイトの安定化、時効硬化能の向上、並びに耐
食性の向上をはかる作用があるほか、加工歪に
よる加工硬化を促進して耐摩耗性を向上せしめ
る作用があるが、その含有量が１％未満では前
記作用に所望の向上効果が得られず、一方５％
を越えて含有させると、Mn成分は酸化し易い
成分であるため、焼結時に酸化され、合金中の
酸素含有量が増加し、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。 (d) ＰおよびＢこれらの成分は、ともにFeと共晶を形成し、
かつ共存した状態でのみ、相剰効果によつて合
金を緻密化し、これを高密度化するほか、時効
処理時にCrおよびFeなどと硬質析出物を形成
して、合金を高硬度化し、もつて耐摩耗性を向
上せしめる作用をもつが、その含有量が、それ
ぞれＰ：0.05％未満およびＢ：0.02％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方それぞ
れ1.2％を越えて含有させると硬質析出物の量
が多くなりすぎて靭性が低下するようになるこ
とから、その含有量を、Ｐ：0.05〜1.2％、
Ｂ：0.02〜1.2％とそれぞれ定めた。 (e) ＣＣ成分には、酸化し易い合金成分であるMn
による酸化を抑制するほか、炭化物を形成して
合金を高硬度化し、耐摩耗性を向上させる作用
があるが、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0.5％を越え
て含有させると、特にCr炭化物の形成量が増
し、これとは逆に素地に固溶するCr量が減少
して合金の耐食性が低下するようになることか
ら、その含有量を0.05〜0.5％と定めた。なお、この発明の合金は、原料粉末として、各
成分の要素粉末を用いても、あるいは酸化し易い
Cr、Mn、およびＰなどの成分を、例えばFeと合
金化した合金粉末を用いても、さらに所定の最終
成分組成を有する合金粉末を用いてもよく、これ
らの原料粉末を所定の配合組成に配合し、通常の
条件で混合した後、圧粉体にプレス成形し、つい
で酸化防止のため低露点の還元性雰囲気中あるい
は真空中で焼結し、必要に応じて焼結後、非酸化
性雰囲気中、約1050〜1150℃の温度に加熱後焼入
れの溶体化処理を行ない、さらに引続いて所定の
硬さとするために約550〜750℃の温度で時効処理
を施す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Fe基焼結合金を実施例に
より具体的に説明する。原料粉末として、−100メツシユの還元Fe粉末、
−100メツシユのFe−18％Cr−10％Ni−３％Mn
−0.1％Ｃからなる組成をもつたFe合金アトマイ
ズ粉末、−200メツシユのカーボニルNi粉末、−
100メツシユのFe−27％Cr−0.3％Ｃからなる組
成をもつたFe合金アトマイズ粉末、−100メツシ
ユのFe−Mn合金（Mn：75％含有）アトマイズ
粉末、−100メツシユのFe−Ｐ合金（Ｐ：23％含
有）アトマイズ粉末、−100メツシユのFe−Ｂ合
金（Ｂ：20％含有）アトマイズ粉末、−100メツシ
ユの粉砕Cr粉末、および−200メツシユの黒鉛粉
末を用意し、これら原料粉末を所定の配合組成に
配合し、これに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を
配合粉末に対して１％の割合で添加して混合し、
この混合粉末より5.5ton／cm²の圧力で圧粉体にプ
レス成形し、ついでこの圧粉体を、１気圧の分解
アンモニアガス雰囲気中で温度：550℃に加熱し
て前記潤滑剤を除去した後、0.05〜0.15torrの真
空中、温度：1140〜1250℃の範囲内の所定温度
に、１〜２時間の範囲内の所定時間保持して焼結
し、引続いて焼結後の冷却時に温度：1130℃に30
分保持してから冷却の溶体化処理を施し、さらに
１気圧の窒素雰囲気中、570〜710℃の範囲内の所
定温度に1.5〜５時間の範囲内の所定時間保持の
条件で時効処理を施すことによつて、それぞれ第
１表に示される成分組成をもつた本発明Fe基焼
結合金１〜10と従来焼結ステンレス鋼１、２をそ
れぞれ製造した。ついで、この結果得られた本発明Fe基焼結合
金１〜10および従来焼結ステンレス鋼１、２につ
いて、相対密度、ビツカース硬さ（荷重：５Kg）、
引張り強さ、および伸びを測定し、さらに塩水噴
霧試験を行ない、24時間後の発錆状況を観察し
た。これらの結果を第１表に示した。〔発明の効果〕第１表に示される結果から明らかなように、本
発明Fe基焼結合金１〜10は、いずれもすぐれた
耐食性を有し、かつ高密度、高硬度、および高強
度を有するので、耐摩耗性のすぐれたものである
のに対して、従来焼結ステンレス鋼１は耐食性に
すぐれているものの耐摩耗性に劣るものであり、
また耐摩耗性を高めるためにＣ含有量を増やした
従来焼結ステンレス鋼２は、良好な耐摩耗性をも
つものの耐食性の低いものであつた。上述のように、この発明のFe基焼結合金は、

【表】すぐれた耐食性と耐摩耗性を具備しているの
で、これらの特性が要求される分野での使用は勿
論のこと、非磁性でもあるので、磁性がないこと
が要求される分野での使用においてもすぐれた性
能を長期に亘つて安定的に発揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Cr：16〜26％、 Ni：８〜16％、 Mn：１〜５％、Ｐ：0.05〜1.2％、Ｂ：0.02〜1.2％、Ｃ：0.05〜0.5％、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食
性および耐摩耗性のすぐれたFe基焼結合金。