JPH0369962B2 - - Google Patents

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JPH0369962B2
JPH0369962B2 JP56052709A JP5270981A JPH0369962B2 JP H0369962 B2 JPH0369962 B2 JP H0369962B2 JP 56052709 A JP56052709 A JP 56052709A JP 5270981 A JP5270981 A JP 5270981A JP H0369962 B2 JPH0369962 B2 JP H0369962B2
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powder
speed steel
carbon
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Toyoaki Ishibachi
Minoru Yoshihara
Takashi Takuma
Yasunori Fukuya
Masayuki Maeda
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Kanto Denka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Kanto Denka Kogyo Co Ltd
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    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、優れた硬度と靭性を有する焼結高V
高速度鋼の粉末冶金的製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
鉄基高合金鋼のうち、赤熱状態になつても軟化
しない鋼として高速度鋼が知られており、バイ
ト、ドリル、カツター、リーマ、ダイス、剪断機
の刃等に広く用いられている。また、WC粉末と
Co粉末を適当に配合して焼結した超硬合金も知
られており、切削工具やダイス等に広く用いられ
ている。高速度鋼は靭性が優れている反面、硬度
が低く、超硬合金は硬度が優れている反面、靭性
が劣る欠点があり、高速度鋼と超硬合金の中間に
位置づけられる特性のものが強く望まれている。
高速度鋼はマルテンサイト系鉄合金基質中に、
M6C,M23C6及びMC型炭化物(Mは金属又は合
金を示す)の微細な粒子が分散する組織を有し、
主として靭性は基質に、硬さは炭化物量に依存す
ると考えられている。従来高速度鋼の種類は多い
が、何れも基本となる合金組成は簡単で、W,
Mo,Cr,V,Co,C,Feを主たる構成元素と
し、W+2Mo(W当量)10.0〜24%、Cr4%、V1
〜5%、Co0〜17%、Mn+Si2%以下、残部Feと
Cからなるものとして記載でき、Cは一応C=
0.19+0.017W当量+0.2〜0.22V(%)を基に定め
られる(参考文献 今藤正男、金属学会会報、
vol.5,No.7(1966),p.445〜449)。本発明も、V
量の除き、この骨子を踏襲する。これ等元素のう
ちM6C及びM23C6型炭化物を形成するのは主とし
てWとMoであり、MC型炭化物を形成するのは
V(VC又はV4C3として存在する)と考えられて
おり、炭化物の総量は20〜30%である。
従来、このような高速度鋼の硬度を高めるため
に、炭化物量を増加させることが試みられたが、
W当量を増加(必要なC量も増加)させると靭性
が極端に低下し、組織を劣化する。現用の高速度
鋼のW当量を10〜24%としたのはこのような実験
帰結によるものである。またV量を増加(必要な
C量も増加)させると、溶解温度が高くなると同
時に固液共存範囲が広がり、更に鋳造時に発生す
る羽毛状炭化物を破砕するための熱間鍛造が困難
となるため、V量は5%以下に制限されている。
最近、粉末高速度鋼と呼ばれるものが用いられ
ている。これは前記高速度鋼の溶湯を噴霧急冷し
て得られた粗い粉末を、熱間静水圧によつて圧縮
することにより造られ、急冷により炭化物の粗大
化が阻止されるので、炭化物破砕のための鍛造は
必要ないが、ビレツト成型のための鍛造を必要と
する。またV量の増加にともなう固液共存温度の
拡大と急冷速度のかねあいによつては、粉末中の
MC炭化物が急冷中粗大化する危険がともない、
粉末高速度鋼においてもV量の増加は困難で6.5
%以下に抑えられている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み、種々検討の結果、VC最
も安定な炭化物の一つで、鋼中において他の炭化
物及び基質に影響を与えないこと、及びVC量の
制限は製造時に液相が介入して鍛造が必要となる
ことに基づくことを知見し、更に検討の結果、一
貫して固相反応のみに終始する粉末冶金的手法に
よれば上記困難は克服できることに着目して、通
常の高速度鋼と超硬合金の中間に位置づけられる
特性の高V高速度鋼の製造方法を開発したもので
ある。
本発明の第1の目的は、通常の高速度鋼と超硬
合金の中間に位置づけられる優れた硬度と靭性を
有する焼結高V高速度鋼を容易に製造するための
もので、C1.4〜6.2%、W+2Mo(W当量)10.0〜
24.0%、Cr3.0〜6.0%、V8.5〜38%、Co17%以
下、残部Feと不可避的不純物からなる焼結高V
高速度鋼の製造において、合金の金属成分に対応
する酸化物粉末を用い、これに炭素粉末を加えて
合金組成に配合し、更に酸化物をCOとして還元
する炭素粉末を加えて混合粉砕し、これを水素気
流中で加熱して水素と炭素により酸化物を共還元
すると同時に合金化させ、得られた合金粉の組成
及び粒度を調整してから成型し、これを真空中で
固相焼結した後、熱間静水圧(HIP)処理してか
ら熱処理することにより合金基質をマルテンサイ
ト化することを特徴とするものである。
本発明の第2の目的は、焼結高V高速度鋼の製
造を容易ならしめると共に、VC炭化物粒度の調
整を可能ならしめる他の製造方法を提供するもの
で、C1.4〜6.2%、W+2Mo(W当量)10.0〜24.0
%、Cr3.0〜6.0%、V8.5〜38%、Co17%以下、残
部Feと不可避的不純物からなる焼結高V高速度
鋼の製造において、合金の金属成分に対応する酸
化物粉末を用い、これに炭素粉末を加えて、一旦
V量の少ない合金組成に配合し、更に酸化物を
COとして還元する炭素粉末を加えて混合粉砕し、
これを水素気流中で加熱して水素と炭素により酸
化物を共還元すると同時に合金化させ、得られた
合金粉の組成を調整すると共にVC粉末を加え、
所望の最終組成にし、混合又は/及び粉砕して合
金粒の粒度を調整してから、これを成型して真空
中で固相焼結した後、熱間静水圧処理してから熱
処理することにより合金基質をマルテンサイト化
することを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明法に係る焼結高V高速度鋼は、マルテン
サイト系鉄合金基質中にM6C,M23C6及びMC型
炭化物の微細な粒子を均一に分散させた組織を有
し、特にMC型炭化物であるVCを多量に分散せ
しめたもので、VCの増加により硬度を著しく向
上せしめると共に靭性の劣化を防止せんとするも
のである。しかして本発明法に係る高速度鋼は実
質的に前記組成範囲からなり、かかる範囲に限定
したのは次の理由によるものである。C量がW当
量とVに依存することを別にすれば、Vを除く他
の成分元素が該範囲にあるときは高速度鋼の望ま
しい性能が得られ、逆にこの範囲を外れると得ら
れないことは、よく知られた経験的事実である。
この事実はVの多寡によつては左右されない。何
故ならVは炭化物形成力が最も強い元素の一つで
あり、あたかも独立成分として挙動するからであ
る。従つてV量は理論的には零から任意%でよ
い。もつとも実際には上限がある。例えば、焼鈍
状態では約20%までは楽に切削加工が可能であ
り、25%でも一応は可能である。他方、38%まで
は研削加工が可能であるが、40%では困難であ
る。よつて上限を38%とする。また下限は加工上
の制約は受けないが、実施例3で示すように高V
化の効果が8.5%以上で現われてくる。よつて8.5
%〜38%をV量の範囲とした。
このような本発明法に係る焼結高V高速度鋼
は、粉末冶金的手法によつて造られる。粉末冶金
により造るためには、焼結可能な所望組成及び組
織の合金粉を得る必要がある。このため先ず、合
金の金属成分に対応する酸化物粉末を、炭素成分
に炭素粉末を用いて所望の合金組成に配合し、こ
れに酸化物をCOとして還元する炭素を加えたも
のを混合粉砕して10μ以下、望ましくは5μ以下の
粒度にした後、水素気流中で加熱して酸化物を水
素と炭素により共還元すると同時に合金化する。
共還元の特徴は、1000℃前後の比較的低温で混合
粉末の還元と合金化が可能で、しかも得られた合
金粉が実質的に二次成長を起さないため、軽い粉
砕で元の粒径にもどる点にある。炭素又は水素の
何れか一方のみによる還元では、一部に液相が出
現する高温に上げないと還元も合金化も完全では
なく、高温に上げると混合粉は合金化につれて強
く結合してしまい、その後の粉砕を不能にするの
みか、液相の出現によつて生成炭化物が粗大化し
てしまうという不都合が生ずる。
酸化物をCOとして還元するための炭素量は、
COとして還元する場合の理論当量の約1/2を一応
の目安とし、残りの半分は水素還元に肩代りさせ
る。水素気流中の加熱は充分時間をかけてゆつく
り行ない、最高温度に3時間程度保持すればよ
い。炭素量を理論当量の約1/2とした理由は、水
素の供給条件、加熱条件、炉寸法等によつて左右
されるためである。注意すべきは、水素による還
元と添加炭素による還元比が正確に1:1でなく
とも、実質的に完全な還元と合金化が粉の二次成
長を起さない範囲で行なわれればよく、望ましい
比は1:1が中心であることは事実としても、多
少の巾が許されるものである。従つて、共還元と
いえば1:1を中心に多少の巾をもたせた意味に
解するものとする。更に詳しくいうと、このよう
にして決めた必要炭素量も制御不能の要因によつ
て狭い範囲内で変動し、偶発的に炭素不足側にず
れたときは合金成分の有効炭素量を消費する。通
常は消費し尽す前に還元は終る。還元が終らない
ときは、水素供給条件、加熱条件等をかえてみる
必要がある。これに対し炭素過剰側にずれたとき
は、酸化物を添加して再び水素気流中で加熱し、
過剰炭素をのぞかなければならず、工程としても
無駄になるばかりか、焼結体の最終特性を損なう
ので好ましくない。従つて炭素量はやや不足気味
におさえるのがよい。
還元は完全であることに越したことはないが、
敢えてそうするまでもなく、残存酸素量が1%以
下ならそこで止めてよい。残存酸素量と残存炭素
量を実測し、前者をCOとして還元するのに要す
る炭素量と、還元で消費したかも知れない固溶又
は炭化物形成用の炭素量とを新たに合金粉に補給
して、もう一度10μ以下、望ましくは5μ以下の粒
度に混合粉砕し、粒度を調整する。残存還元炭素
量が残存酸素の除去を補つて尚余りあるときは、
最終製品に溶け込ませざるを得なくなり、炭素量
の制御を不能にするから避けた方がよい。もつと
も酸化物を添加して消費させることはできる。
このようにして調整した合金粉は、必要な結合
剤、例えばパラフインを添加して所要の形状に成
型し、次いで液相を介在させない焼結、即ち固相
焼結を行なう、結合剤除去工程は、焼結とは別に
又は焼結工程の一環として行つてもよい。固相焼
結は0.1mmHg以下の真空中で行ない、高い真空度
にするよりも低圧の非酸化性雰囲気にし、脱ガス
を便ならしめることが大切である。通常は900〜
1100℃の温度間で被焼結体に脱ガス(主として
CO)がみとめられるから、これが終了してから
本焼結(固相焼結)に入る。焼結温度が低いと時
間がかかり、高いと基質及び炭化物が粒度成長を
起すから、両者の兼ね合いをみて焼結温度と時間
を実験的に決める。焼結温度は組成によつて異な
るが、1050〜1250℃の温度範囲で1〜2時間程度
であり、高Vになるほど焼結温度は低くなる。焼
結体の密度は対理論比で95%以上とし、さらに靭
性を向上させるために、焼結体を熱間静水圧処理
して密度を約100%にする。なお高V化すると焼
結性が良いところから焼結温度を高めて密度を98
〜99%とするのもよい。
このようにして得られた焼結体は、硬度及び靭
性を出すため1200℃の温度付近で加熱することに
よりオーステナイト化した後、空冷し、必要に応
じて、特に大型の焼結体については、歪割れを防
ぐために途中500℃の温度付近でオーステンパー
を入れ、マルテンサイト化のための焼入れを行
い、続いて500〜600℃の温度で1〜2時間の加熱
と空冷を数回繰返して、残留オーステナイトの分
解とマルテンサイトの安定化の焼戻しを行なうこ
とは通常成分の高速度鋼の場合と同じである。但
し、焼入れ、焼戻し条件は組成によつて若干変動
するから、予め実験的に決めておく必要がある。
尚、通常処理前に所望の形状とするための荒加工
及び仕上げ加工が行なわれるが、特性に影響ない
ので説明を省略する。
また本発明法に係る高V高速度鋼は、低V高速
度鋼を本発明の共還元法で造り、成型前の調整時
に粒度10μ以下のVC粉末を添加して高V化し、
以後同様にして造ることもできる。このVCの添
加によつて他の合金成分濃度が相対的に低下する
点を、低V合金の配合時に考慮しなければならな
いことを別にすれば、始めから全て酸化物より出
発する方法と同様の結果が得られる。その理由
は、VCが安定なため合金中であたかも独立成分
として振る舞うことにある。更にこの方法の利点
は、単にVCの添加を容易にするだけでなく、VC
の粒度調整を可能ならしめる点にある。即ち摩耗
形態によつては、基質オーステナイト粒及び炭化
物粒の両者を特に微細にしたり、又は基質のオー
ステナイト粒は細かく、反対に炭化物粒が粗の方
が耐摩耗性が優れることがある。通常の方法では
双方を粗にすることはできるが、特に双方を微細
にすることは勿論、炭化物だけを粗にすることは
できない。これに対し、本発明に従えば基質粒と
VC炭化物粒を独立に制御できる。
〔実施例〕
以下本発明を実施例について説明する。
実施例 1 10%W−3.5%Mo−4%Cr−3.5%V−10%Co
−12.5%C−残部FeからなるJIS規格SKH57相当
の高速度鋼において、V量を20%に増加した本発
明高V高速度鋼(V量の増加と共にC量も4.88%
に増加)を製造した。
先ず合金目標量10Kgに対し、WO31.261Kg、
MoO30.525Kg、Cr2O30.585Kg、V2O32.942Kg、
CoO1.271、Fe2O36.808Kg(このFeはSiを0.4%、
Mnを0.4%含む)の各酸化物粉末(粒度10〜5μ)
を配合し、これに2.428Kgのカーボンブラツクを
添加して粒度5μ以下に混合粉砕した。Cの内訳
は、酸化物をCOとして還元するのに要する理論
値3.88Kgの半分である1.94Kgと、最終的に合金に
取り込ませる有効炭素量0.488Kgの和から成る。
これをバインダーなしでペレツトに軽く成型し、
水素炉でゆつくり加熱し、最終的に1050℃の保温
で3時間加熱して酸化物を水素と炭素により共還
元すると同時に合金化を行なわせた。混合粉挿入
量40Kg、炉内容積128(箱型)、水素供給量0.23
/分、加熱速度4℃/分としたとき、得られた
合金粉の残存酸素量は1.2%、残存炭素量は3.80
%、見掛け比重は約1.0であつた。残存酸素量を
還元するための炭素0.9%と、還元で消費された
有効炭素1.08%の計1.98%に相当するカーボンブ
ラツクを加えて、合金粉をもう一度5μ以下の粒
度に混合粉砕した。これに4%のパラフインを結
合剤として加え、テストピースの形(厚さ6mm、
巾10mm、長さ30mm)に成型し、0.05mmHgの真空
中で加熱して固相焼結した。先ず300℃の前後で
脱パラフインが起り、続いて900℃で脱ガス(主
としてCOからなる残存酸素の除去)が始まり、
1100℃前後で終了した。固相焼結は1180℃の温度
で90分行なつた。得られた焼結体は見掛け密度が
96%であつた。これを温度1150℃のアルゴン雰囲
気中で等方圧縮(1000気圧で40分)する熱間静水
圧処理を行つて、密度を100%に高めた後、1110
℃の温度で3分間加熱した後空冷焼入し、560℃
の温度に2時間加熱した後空冷する焼戻しを3回
行なつた。
全く同様にしてV量を3%から40%まで変化
(V量に応じてC量も変化)させ、V量に応じて
焼結温度を1220℃から1160℃に変化させて得られ
た焼結体について、熱間静水圧処理した本発明高
速度鋼と、処理を省略した比較高速度鋼につい
て、熱処理を行なつてから抗折力と硬度を測定し
た。その結果、抗折力を第1図に、硬度を第2図
に示す。
第1図中aは熱間静水圧処理した後熱処理を行
なつた本発明高速度鋼の抗折力、a′は熱間静水圧
処理を省略して熱処理を行なつた比較高速度鋼の
抗折力を示し、第2図は熱間静水圧処理した後熱
処理を行なつた本発明高速度鋼の硬度(熱間静水
圧処理を省略して熱処理した比較高速度鋼も同等
の硬度を示す)を示したもので、第1図及び第2
図から判るように、V量の増加と共に抗折力は低
下し、硬度は上昇する。通常の高速度鋼
(SKH57)の抗折力は210〜230Kg/mm2であるか
ら、比較高速度鋼の35%Vで熱間静水圧処理を省
略した最も厳しいところでも、同等以上の抗折力
が保証されることが判る。熱間静水圧処理の効果
は低Vの領域で著しく、熱間静水圧処理を省略
し、焼結温度を多少高めにしたものは、第1図に
おけるaとa′の間に位置する。また、通常の耐摩
耗工具用の超硬合金(CIS規格V4)の硬度は
66HRCであるから、本発明高V高速度鋼は10%
V以上で超硬より硬くなることが判る。尚、10%
V合金と15%V合金を熱間鍛造(900〜1100℃)
してみると、後者は完全に割れを起し、前者は非
常に困難であつた。このことは、本発明以外の方
法ではかかる高V高速度鋼を製造することはでき
ないことを意味する。尚、第3図に本発明におけ
る熱間静水圧処理した20%V高速度鋼の焼入れの
ままの組織写真(400倍)を示す。第3図から明
らかなように、炭化物は殆んどがVCできれいに
分散していることが判る。
実施例 2 実施例1により得られた20%V高速度鋼(10%
W−3.5%Mo−4%Cr−20%V−4.88%C−残部
Fe)は、一旦Vを除いた一次合金粉を造り、次
いでこれにVCを添加した合金粉から造ることも
できる。このために先ず、合金目標量10Kgに対
し、V2O3を除いた他の酸化物量を実施例1と同
じ量にとり、これに1.60Kgのカーボンブラツクを
添加して5μ以下の粒度に混合粉砕し、実施例1
と同じ条件で共還元し、得られた残存酸素量が
1.1%、残存炭素量が0.2%の一次合金粉に0.06Kg
のカーボンブラツクと粒度7μのVC粉末を2.470Kg
添加混合し、粒度5μ以下に粉砕してから、実施
例1と同様にしてテストピースを造り、実施例1
と同じ条件で固相焼結、熱間静水圧処理及び熱処
理を行なつた。このテストピースついて抗折力及
び硬度を測定した。その結果、抗折力は第1図の
a線上に、硬度は第2図の線上によく乗り、組織
的にも始めから20%Vを入れた合金粉から出発し
た場合と何等差異が認められなかつた。
本実施例の場合、有効炭素量の殆どはVC中の
Cからくるが、一次合金粉のVレベル(本実施例
では零)又は/及び最終的に狙うVレベルによつ
ては、VCの添加により過剰のCが添加される恐
れがある。このときは、見掛けのC量が化学量論
式VCよりも低いVCを使うか、又は一次合金粉中
の残存酸素に消費させればよい。
実施例 3 実施例1で得られた3.5%V、7.5%V及び8.5%
V合金から10mm角のバイトを造り、直径50mmの不
銹鋼(SUS27)について切削試験を行なつた。
試験条件としては、回転数390rpm、切込み深
さ2.5mm、送り0.25mm/revにとり、切削油を使用
した。バイトの形状は上すくい角10°、横すくい
角15°、前逃げ角6°、横逃げ角6°、後切刃角5°、刃
先丸み2Rとした。
その結果、3.5%Vと7.5%V合金は、共に切削
長12mm前後で刃先がへたり、切削不能となつた。
これに対し8.5%V合金は切削長38mmで依然とし
て切削可能であつた。
また、バイトの形状を上すくい角0°、横切角
10°、刃先丸み角1R、他の条件は上記と同じにし
て切削試験を行なつた。その結果、3.5%Vと7.5
%V合金は切削長35mmで刃先がへたり、切削面が
悪化した。これに対し、8.5%V合金は切削長72
mmでも刃先にヘタリが認められず、良好な切削面
が得られた。
尚、これ等の試験結果は熱間静水圧処理の有無
に左右されず、ほぼ同様の結果が得られた。以上
の結果から、V量の効果は8%あたりを境にして
急激に顕著になることが判る。
他方、市販のアトマイズ高速度鋼(Si0.4%、
Mn0.3%、W6.5%、Mo7.0%、Cr4.0%、V6.5%、
Co10.5%、Fe残部からなり、正確にはSKH57に
おいてVだけを増加したものではないが、大体は
それに近い)の切削能を調べてみると、本発明の
8.5%V合金にやや劣るがほぼ同等であつた。V
量だけについてみると、本発明の8.5%V合金の
方がアトマイズ高速度鋼より優れていてもよいは
ずであるが、両者は製法と組成を異にするから、
反対になつてもおかしくない。尚、V量を10%、
15%と増して行くと、この順に切削長は増して行
く。
以上の実施例から判るように、本発明高V高速
度鋼のような分散型合金の特性は組成だけによつ
ては決まらず、分散体(本発明では主としてMC
型炭化物)の量、形状及び分散状態が大きく影響
する。特にその製造方法は重要な問題になる。例
えば第1図に示す3%Vにおいて、通常の溶解法
による高速度鋼に比し本発明製造方法によるもの
は、はるかに高い抗折力を示すようになる。
また、実施例3に示した本発明合金の用途とし
ての切削バイトについては、量的には超硬合金が
バイトの主流をなしているが、或種の切削、例え
ば断続切削には靭性の劣る超硬合金は不適であ
り、相手材が鋳鋼、アルミ、銅又はこれ等の合金
の切削についても同様という事実がある。このよ
うな切削には、高速度鋼の抗折力は210〜230Kg/
mm2で靭性は充分であるが、硬さ及び耐摩耗性を欠
く弱点があり、炭化物を増加して硬さ及び耐摩耗
性を増すことは不可能であつた。これに対し本発
明によれば、38%Vまでの高V高速度鋼の製造が
可能で、得られた高V高速度鋼は通常の高速度鋼
と同等以上の抗折力を有し、はるかに優れた硬度
を示すところから、より優れた耐摩耗性を得るこ
とができるものである。
また、通常の高速度鋼又はアトマイズ高速度鋼
からなる切削バイトは、性能もさることながら製
造上にも問題がある。例えば通常の高速度鋼は素
材から所定形状に仕上げているが、性能が上がる
と加工が困難になる、完成バイトはそれほどでは
ないが、スロー・アウエイ(単純に切削バイト、
突切りバイト及びネジ切りなどの断続切削用ペン
シルカツター等)については、その感が強い。し
かしながら本発明製造方法によれば、粉末冶金の
特徴として単に成型だけで型が定まり、簡単な仕
上げ加工を行なうだけで製品が得られる等、性能
上の制約や加工上の制約を受けない等顕著な効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明製造方法により製造した高速度
鋼の抗折力対V含有量の関係を示す説明図、第2
図は同高速度鋼の硬度対V含有量の関係を示す説
明図、第3図は本発明製造方法により得られた
SKH57基20%V高速度鋼の熱間静水圧処理後焼
入れしたままの組織写真である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C1.4〜6.2%、W+2Mo(W当量)10.0〜24.0
    %、Cr3.0〜6.0%、V8.5〜38%、Co17%以下、残
    部Feと不可避的不純物からなる焼結高V高速度
    鋼の製造において、合金の金属成分に対応する酸
    化物粉末を用い、これに炭素粉末を加えて合金組
    成に配合し、更に酸化物をCOとして還元する炭
    素粉末を加えて混合粉砕し、これを水素気流中で
    加熱して水素と炭素により酸化物を共還元すると
    同時に合金化させ、得られた合金粉の組成及び粒
    度を調整してから成型し、これを真空中で固相焼
    結した後、熱間静水圧処理してから熱処理を行な
    つて合金基質をマルテンサイト化することを特徴
    とする焼結高V高速度鋼の製造方法。 2 C1.4〜6.2%、W+2Mo(W当量)10.0〜24.0
    %、Cr3.0〜6.0%、V8.5〜38%、Co17%以下、残
    部Feと不可避的不純物からなる焼結高V高速度
    鋼の製造において、合金の金属成分に対応する酸
    化物粉末を用い、これに炭素粉末を加えてV量の
    少ない合金組成に配合し、更に酸化物をCOとし
    て還元する炭素粉末を加えて混合粉砕し、これを
    水素気流中で加熱して水素と炭素により酸化物を
    共還元すると同時に合金化させ、得られた合金粉
    の組成を調整すると共にVC粉末を加え、混合又
    は/及び粉砕して合金粉の粒度を調整すると共に
    V量を高め、これを成型して真空中で固相焼結し
    た後、熱間静水圧処理してから熱処理を行なつて
    合金基質をマルテンサイト化することを特徴とす
    る焼結高V高速度鋼の製造方法。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE446277B (sv) * 1985-01-16 1986-08-25 Kloster Speedsteel Ab Vanadinhaltigt verktygsstal framstellt av metallpulver och sett vid dess framstellning
DE3523398A1 (de) * 1985-06-29 1987-01-08 Bosch Gmbh Robert Sinterlegierungen auf der basis von schnellarbeitsstaehlen
US4880461A (en) * 1985-08-18 1989-11-14 Hitachi Metals, Ltd. Super hard high-speed tool steel
US4808226A (en) * 1987-11-24 1989-02-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Bearings fabricated from rapidly solidified powder and method
DE3830112A1 (de) * 1988-09-05 1990-03-15 Dornier Gmbh Verfahren zur herstellung gesinterter, metallgebundener carbide fuer schnellarbeitsstaehle
SE467210B (sv) * 1988-10-21 1992-06-15 Sandvik Ab Saett att framstaella verktygsmaterial foer skaerande bearbetning
JP2725333B2 (ja) * 1988-12-27 1998-03-11 大同特殊鋼株式会社 粉末高速度工具鋼
US4917859A (en) * 1989-09-06 1990-04-17 Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. Dewaxing process for metal powder compacts made by injection molding
IT1241490B (it) * 1990-07-17 1994-01-17 Sviluppo Materiali Spa Acciaio rapido da polveri.
EP0598814B1 (en) * 1991-08-07 1997-04-02 Erasteel Kloster Aktiebolag High-speed steel manufactured by powder metallurgy
SE500008C2 (sv) * 1991-08-07 1994-03-21 Erasteel Kloster Ab Snabbstål med god varmhårdhet och slitstyrka framställt av pulver
EP0600421B1 (en) * 1992-11-30 1997-10-08 Sumitomo Electric Industries, Limited Low alloy sintered steel and method of preparing the same
US6057045A (en) * 1997-10-14 2000-05-02 Crucible Materials Corporation High-speed steel article
US6921510B2 (en) * 2003-01-22 2005-07-26 General Electric Company Method for preparing an article having a dispersoid distributed in a metallic matrix
US7416697B2 (en) 2002-06-14 2008-08-26 General Electric Company Method for preparing a metallic article having an other additive constituent, without any melting
US7419528B2 (en) * 2003-02-19 2008-09-02 General Electric Company Method for fabricating a superalloy article without any melting
US7410610B2 (en) * 2002-06-14 2008-08-12 General Electric Company Method for producing a titanium metallic composition having titanium boride particles dispersed therein
US7329381B2 (en) * 2002-06-14 2008-02-12 General Electric Company Method for fabricating a metallic article without any melting
US7001443B2 (en) * 2002-12-23 2006-02-21 General Electric Company Method for producing a metallic alloy by the oxidation and chemical reduction of gaseous non-oxide precursor compounds
US6849229B2 (en) * 2002-12-23 2005-02-01 General Electric Company Production of injection-molded metallic articles using chemically reduced nonmetallic precursor compounds
US7604680B2 (en) * 2004-03-31 2009-10-20 General Electric Company Producing nickel-base, cobalt-base, iron-base, iron-nickel-base, or iron-nickel-cobalt-base alloy articles by reduction of nonmetallic precursor compounds and melting
US20050220656A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 General Electric Company Meltless preparation of martensitic steel articles having thermophysically melt incompatible alloying elements
US7531021B2 (en) * 2004-11-12 2009-05-12 General Electric Company Article having a dispersion of ultrafine titanium boride particles in a titanium-base matrix
CN104911469A (zh) * 2015-05-28 2015-09-16 含山县兴达球墨铸铁厂 一种电机的前盖
CN104935128A (zh) * 2015-05-28 2015-09-23 含山县兴达球墨铸铁厂 一种电机前盖的制备方法
CN110541122A (zh) * 2019-10-24 2019-12-06 东莞市中瑞金属材料有限公司 一种新型合金钢及其制作流程
CN114058971A (zh) * 2021-11-26 2022-02-18 湘潭大学 一种超高钒高速钢及其制备方法
CN116837271A (zh) * 2021-11-29 2023-10-03 河冶科技股份有限公司 喷射成形耐磨双强化相沉淀硬化高速钢

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5434687A (en) * 1977-08-23 1979-03-14 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS5541952A (en) * 1978-09-18 1980-03-25 Kobe Steel Ltd High speed steel powder of high wear resistance
JPS5547367A (en) * 1978-09-29 1980-04-03 Kobe Steel Ltd Highly heat resisting powder high speed steel

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3013875A (en) * 1959-03-17 1961-12-19 Curtiss Wright Corp Method of manufacturing homogeneous carbides
US3369891A (en) * 1965-08-20 1968-02-20 Chromalloy American Corp Heat-treatable nickel-containing refractory carbide tool steel
US3561934A (en) * 1967-09-11 1971-02-09 Crucible Inc Sintered steel particles containing dispersed carbides
GB1246308A (en) * 1968-12-05 1971-09-15 Gkn Group Services Ltd Production of sintered metal articles direct from metal ore
US3591349A (en) * 1969-08-27 1971-07-06 Int Nickel Co High carbon tool steels by powder metallurgy
US3744993A (en) * 1970-11-30 1973-07-10 Aerojet General Co Powder metallurgy process
DE2204886C3 (de) * 1972-02-02 1979-11-22 Gfe Gesellschaft Fuer Elektrometallurgie Mbh, 4000 Duesseldorf Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Schnellarbeitsstahl-Formkörpern
JPS5428821B2 (ja) * 1973-07-04 1979-09-19
GB1466249A (en) * 1974-12-20 1977-03-02 Allen Tools Ltd E High speed steel tools and wear resistant components
JPS5172906A (en) * 1974-12-23 1976-06-24 Hitachi Metals Ltd Tankabutsuo fukashitakosokudokoguko
US4063940A (en) * 1975-05-19 1977-12-20 Richard James Dain Making of articles from metallic powder
US3953194A (en) * 1975-06-20 1976-04-27 Allegheny Ludlum Industries, Inc. Process for reclaiming cemented metal carbide
JPS52758A (en) * 1975-06-24 1977-01-06 Mitsubishi Metal Corp Method of production of ferrous alloy powder
US4011108A (en) * 1976-01-19 1977-03-08 Stora Kopparbergs Bergslags Aktiebolag Cutting tools and a process for the manufacture of such tools
JPS52117214A (en) * 1976-03-29 1977-10-01 Mitsubishi Metal Corp Production of high density high alloy sintered product
DE2758330C2 (de) * 1977-12-27 1979-09-13 Thyssen Edelstahlwerke Ag, 4000 Duesseldorf Schnellarbeitsstahl
US4276087A (en) * 1979-05-03 1981-06-30 Crucible Inc. Powder-metallurgy vanadium-containing tungsten-type high-speed steel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5434687A (en) * 1977-08-23 1979-03-14 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS5541952A (en) * 1978-09-18 1980-03-25 Kobe Steel Ltd High speed steel powder of high wear resistance
JPS5547367A (en) * 1978-09-29 1980-04-03 Kobe Steel Ltd Highly heat resisting powder high speed steel

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US4519839A (en) 1985-05-28
DE3239718A1 (de) 1983-06-30
GB2119400A (en) 1983-11-16

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