JPH04214802A - 高圧縮性合金鋼粉およびその製造方法 - Google Patents
高圧縮性合金鋼粉およびその製造方法Info
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- JPH04214802A JPH04214802A JP3015435A JP1543591A JPH04214802A JP H04214802 A JPH04214802 A JP H04214802A JP 3015435 A JP3015435 A JP 3015435A JP 1543591 A JP1543591 A JP 1543591A JP H04214802 A JPH04214802 A JP H04214802A
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強度を得るために必要
な合金元素を添加しても合金元素を付着する前の鋼粉と
同等の見掛密度、圧縮性と高い流動性を有し、偏析の少
ない焼結部品を作製するための高圧縮性合金鋼粉および
その製造方法に関する。
な合金元素を添加しても合金元素を付着する前の鋼粉と
同等の見掛密度、圧縮性と高い流動性を有し、偏析の少
ない焼結部品を作製するための高圧縮性合金鋼粉および
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄系焼結材料は自動車部品などに多く利
用されている。最近、これらの部品に対し、高強度でか
つ高靭性が要求されるようになってきた。高強度化に対
しては、特開昭61−231102号公報で示されてい
るように高合金化あるいは特開昭57−164901号
公報に示されているように合金の最適化がなされている
。これらの技術は高強度化には極めて有効であり、強度
部材への適用が可能である。合金元素の添加方法として
は、純鉄粉または合金鋼粉に合金元素を粉末の状態で混
合する場合と合金元素を鋼粉中に含有させるプリアロイ
鋼粉とがある。前者は密度向上の点では後者より優れる
が、添加合金元素粉末の偏析が問題となってくる。
用されている。最近、これらの部品に対し、高強度でか
つ高靭性が要求されるようになってきた。高強度化に対
しては、特開昭61−231102号公報で示されてい
るように高合金化あるいは特開昭57−164901号
公報に示されているように合金の最適化がなされている
。これらの技術は高強度化には極めて有効であり、強度
部材への適用が可能である。合金元素の添加方法として
は、純鉄粉または合金鋼粉に合金元素を粉末の状態で混
合する場合と合金元素を鋼粉中に含有させるプリアロイ
鋼粉とがある。前者は密度向上の点では後者より優れる
が、添加合金元素粉末の偏析が問題となってくる。
【0003】粉末冶金用鉄基粉末は、純鉄粉または合金
鋼粉に必要に応じて金属粉、黒鉛粉、りん化鉄粉、切削
性改善用粉末に加えて、さらに、ステアリン酸亜鉛など
の潤滑剤を混合機を用いて混合して製造するのが一般的
である。しかし、この混合方法は以下のような欠点を持
っている。
鋼粉に必要に応じて金属粉、黒鉛粉、りん化鉄粉、切削
性改善用粉末に加えて、さらに、ステアリン酸亜鉛など
の潤滑剤を混合機を用いて混合して製造するのが一般的
である。しかし、この混合方法は以下のような欠点を持
っている。
【0004】先ず、混合法の大きな欠点は原料混合物が
偏析を生ずることである。偏析について述べると、粉末
混合物は大きさ、形状および密度の異なる粉末を含んで
いるため、混合法による混合後の輸送、ホッパーへの装
入、払出、または成形処理などの際に、容易に偏析を生
じてしまう。例えば、鉄系粉末と黒鉛粉との混合物は、
トラック輸送中の振動によって、輸送容器内において偏
析が起こり、黒鉛粉が浮かび上がることは良く知られて
いる。また、ホッパーより排出する際、排出の初期、中
期、終期でそれぞれ黒鉛粉の濃度が異なることも知られ
ている。これらの偏析は製品の組成のバラツキを起こし
、寸法変化および強度のバラツキが大きくなって不良品
の原因となる。また、黒鉛粉などはいずれも微粉末であ
るため、混合物の比表面積を増大させ、その結果、流動
性が低下する。このような粉末混合物の流動性の低下は
、成形用金型への充填速度を低下させるため、圧粉体の
生産速度を低下させてしまうという欠点もある。
偏析を生ずることである。偏析について述べると、粉末
混合物は大きさ、形状および密度の異なる粉末を含んで
いるため、混合法による混合後の輸送、ホッパーへの装
入、払出、または成形処理などの際に、容易に偏析を生
じてしまう。例えば、鉄系粉末と黒鉛粉との混合物は、
トラック輸送中の振動によって、輸送容器内において偏
析が起こり、黒鉛粉が浮かび上がることは良く知られて
いる。また、ホッパーより排出する際、排出の初期、中
期、終期でそれぞれ黒鉛粉の濃度が異なることも知られ
ている。これらの偏析は製品の組成のバラツキを起こし
、寸法変化および強度のバラツキが大きくなって不良品
の原因となる。また、黒鉛粉などはいずれも微粉末であ
るため、混合物の比表面積を増大させ、その結果、流動
性が低下する。このような粉末混合物の流動性の低下は
、成形用金型への充填速度を低下させるため、圧粉体の
生産速度を低下させてしまうという欠点もある。
【0005】このような粉末混合物の偏析を防止する方
法として特開昭56−136901号公報や特開昭58
−28321号公報に開示されているような結合剤を用
いる方法があるが、粉末混合物の偏析を十分に改善する
ように結合剤の添加量を増加させると、粉末混合物の結
合剤より流動性が低下するという問題点がある。また、
特開平1−165701号公報、特開平2−47201
号公報において、金属石けんまたはワックスとオイルと
の共溶融物を結合剤として用いる方法が提案されている
。これらは粉末混合物の偏析と発塵を格段に低減できる
とともに、流動性を改善できるものである。しかし、圧
粉密度の点においては、混粉法と比べて粉末混合物を添
加することにより、添加する前の圧粉密度よりも低くな
るという問題があった。また、見掛密度も低下する。 したがって、強度を増加させるための合金元素量が制限
される。
法として特開昭56−136901号公報や特開昭58
−28321号公報に開示されているような結合剤を用
いる方法があるが、粉末混合物の偏析を十分に改善する
ように結合剤の添加量を増加させると、粉末混合物の結
合剤より流動性が低下するという問題点がある。また、
特開平1−165701号公報、特開平2−47201
号公報において、金属石けんまたはワックスとオイルと
の共溶融物を結合剤として用いる方法が提案されている
。これらは粉末混合物の偏析と発塵を格段に低減できる
とともに、流動性を改善できるものである。しかし、圧
粉密度の点においては、混粉法と比べて粉末混合物を添
加することにより、添加する前の圧粉密度よりも低くな
るという問題があった。また、見掛密度も低下する。 したがって、強度を増加させるための合金元素量が制限
される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】高強度は一般的に合金
元素の添加によって達成される。しかし、プリアロイ粉
末の場合には合金元素を過剰に添加すると粉末の圧縮性
を低下させ、密度が増加しない。また、純鉄粉に合金元
素を粉末の状態で混合する場合は、添加合金元素の偏析
が問題となってくる。そこで、本発明者らは合金元素を
添加しても、偏析の少ない高密度、高強度部品に適する
圧縮性の高い合金鋼粉の製造方法を開発した。本発明は
このような合金鋼粉およびその製造方法を提供すること
を目的としている。
元素の添加によって達成される。しかし、プリアロイ粉
末の場合には合金元素を過剰に添加すると粉末の圧縮性
を低下させ、密度が増加しない。また、純鉄粉に合金元
素を粉末の状態で混合する場合は、添加合金元素の偏析
が問題となってくる。そこで、本発明者らは合金元素を
添加しても、偏析の少ない高密度、高強度部品に適する
圧縮性の高い合金鋼粉の製造方法を開発した。本発明は
このような合金鋼粉およびその製造方法を提供すること
を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは焼結体の高
強度、高密度化について鋭意研究した結果、Crを添加
することでアトマイズ鋼粉の表面の凹凸を増加できるこ
とに着目してなされたものである。
強度、高密度化について鋭意研究した結果、Crを添加
することでアトマイズ鋼粉の表面の凹凸を増加できるこ
とに着目してなされたものである。
【0008】すなわち、上記目的を達成するために本発
明の第1の態様によれば、Cr:0.08〜5.0wt
%を含有する予合金鋼粉の表面に下記Aおよび/または
Bが付着され、Aおよび/またはBの粒度は45μm以
下であり、Aおよび/またはBの合計付着量は最終鋼粉
に対して(Ni+Cu+Mo+W+Mn)≦10.0w
t%であることを特徴とする高圧縮性合金鋼粉が提供さ
れる。 (A)Ni,Cu,MoおよびWから選ばれる少なくと
も1種の金属粉 (B)Ni,Cu,Mo,WおよびMnの5つの合金元
素から選ばれる少なくとも1種を含有する鉄基合金の少
なくとも1種の金属粉
明の第1の態様によれば、Cr:0.08〜5.0wt
%を含有する予合金鋼粉の表面に下記Aおよび/または
Bが付着され、Aおよび/またはBの粒度は45μm以
下であり、Aおよび/またはBの合計付着量は最終鋼粉
に対して(Ni+Cu+Mo+W+Mn)≦10.0w
t%であることを特徴とする高圧縮性合金鋼粉が提供さ
れる。 (A)Ni,Cu,MoおよびWから選ばれる少なくと
も1種の金属粉 (B)Ni,Cu,Mo,WおよびMnの5つの合金元
素から選ばれる少なくとも1種を含有する鉄基合金の少
なくとも1種の金属粉
【0009】前記予合金鋼粉は、V:0.01〜0.5
wt%、Nb:0.005〜0.1wt%およびB:0
.001〜0.01wt%から選ばれる少なくとも1種
を含有するのが好ましい。
wt%、Nb:0.005〜0.1wt%およびB:0
.001〜0.01wt%から選ばれる少なくとも1種
を含有するのが好ましい。
【0010】また、本発明の第2の態様によれば、高圧
縮性合金鋼粉を製造するにあたり、Aおよび/またはB
の付着を、脂肪酸と金属石けんの共溶融物を用いて行な
うことを特徴とする高圧縮性合金鋼粉の製造方法が提供
される。
縮性合金鋼粉を製造するにあたり、Aおよび/またはB
の付着を、脂肪酸と金属石けんの共溶融物を用いて行な
うことを特徴とする高圧縮性合金鋼粉の製造方法が提供
される。
【0011】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本
発明の第1の態様による合金鋼粉は、添加合金の偏析が
少なく、高密度、高強度部品、例えば自動車部品などの
用途に供されるものであり、予合金鋼粉の表面の凹部に
合金元素の金属粉を選択的に付着させて球形に近い鋼粉
としたものである。
発明の第1の態様による合金鋼粉は、添加合金の偏析が
少なく、高密度、高強度部品、例えば自動車部品などの
用途に供されるものであり、予合金鋼粉の表面の凹部に
合金元素の金属粉を選択的に付着させて球形に近い鋼粉
としたものである。
【0012】本発明において、予合金鋼粉の合金成分を
上記の範囲に限定した理由について説明する。本発明で
は、前述したように予合金鋼粉成分および表面に添加す
る合金元素の金属粉および/またはこれらの合金元素を
含む鉄基合金の金属粉は高強度、高密度化の点から選択
した。
上記の範囲に限定した理由について説明する。本発明で
は、前述したように予合金鋼粉成分および表面に添加す
る合金元素の金属粉および/またはこれらの合金元素を
含む鉄基合金の金属粉は高強度、高密度化の点から選択
した。
【0013】すなわち、予合金成分としては、鋼粉の圧
縮性に与える影響が少なく、かつ少量の添加で焼結体の
焼入性を向上させ、しかも鋼粉表面を凹凸の激しいもの
とする成分が対象となるが、この発明ではかかる成分と
してCrを選択した。Crの上限については、鋼粉O量
の上限および圧縮性を考慮して5wt%(以下、単に%
で示す)とした。一方、下限は合金成分を表面に付着さ
せることにより見掛密度が低下しない0.08%とした
。
縮性に与える影響が少なく、かつ少量の添加で焼結体の
焼入性を向上させ、しかも鋼粉表面を凹凸の激しいもの
とする成分が対象となるが、この発明ではかかる成分と
してCrを選択した。Crの上限については、鋼粉O量
の上限および圧縮性を考慮して5wt%(以下、単に%
で示す)とした。一方、下限は合金成分を表面に付着さ
せることにより見掛密度が低下しない0.08%とした
。
【0014】さらにCrに加えて、少量の添加でCrの
働きを一層高める合金元素としてV,Nb,Bがある。 種々検討した結果、添加量は以下のように限定した。
働きを一層高める合金元素としてV,Nb,Bがある。 種々検討した結果、添加量は以下のように限定した。
【0015】Vは、焼入性の向上に効果がある。しかし
、その添加量が0.01%に満たないとその効果に乏し
く、一方0.5%を越えると、逆に圧縮性を低下させる
ため、0.01〜0.5%の範囲に限定した。Nbは、
結晶粒を微細化する効果を有し、強度、靭性の向上に寄
与する。しかし、添加量が0.005%に満たないとそ
の効果に乏しく、一方0.1%を越えると圧縮性を低下
させるので、0.005〜0.1%の範囲に限定した。 Bは、焼結鋼の焼入性を高めるのに有効に寄与するが、
添加量が0.001%に満たないとその添加効果に乏し
く、一方0.01%を越えると圧縮性を低下させるため
、0.001〜0.01%の範囲に限定した。
、その添加量が0.01%に満たないとその効果に乏し
く、一方0.5%を越えると、逆に圧縮性を低下させる
ため、0.01〜0.5%の範囲に限定した。Nbは、
結晶粒を微細化する効果を有し、強度、靭性の向上に寄
与する。しかし、添加量が0.005%に満たないとそ
の効果に乏しく、一方0.1%を越えると圧縮性を低下
させるので、0.005〜0.1%の範囲に限定した。 Bは、焼結鋼の焼入性を高めるのに有効に寄与するが、
添加量が0.001%に満たないとその添加効果に乏し
く、一方0.01%を越えると圧縮性を低下させるため
、0.001〜0.01%の範囲に限定した。
【0016】上記予合金鋼粉の粒子表面に付着させる合
金元素として、Ni,Cu,Mo,WおよびMnを選択
した理由は以下の通りである。これらの元素は、いずれ
も予合金鋼粉表面への付着により高強度化に有効な元素
であるからである。
金元素として、Ni,Cu,Mo,WおよびMnを選択
した理由は以下の通りである。これらの元素は、いずれ
も予合金鋼粉表面への付着により高強度化に有効な元素
であるからである。
【0017】また、予合金鋼粉の表面に付着させる金属
粉は、それが合金元素の形であるいは鉄基合金の形で付
着させる場合であっても、その粒度は45μm以下にす
るのがよい。その理由を実施例2および図1〜図3に示
す。
粉は、それが合金元素の形であるいは鉄基合金の形で付
着させる場合であっても、その粒度は45μm以下にす
るのがよい。その理由を実施例2および図1〜図3に示
す。
【0018】Niは、その添加により鉄粉の焼結性を向
上させるのに加えて、強度・靭性の向上に著しい効果を
発揮する。
上させるのに加えて、強度・靭性の向上に著しい効果を
発揮する。
【0019】Cuは、強度を向上する。Moは、焼結体
の焼入性を向上させる。
の焼入性を向上させる。
【0020】W,MnもMoと同様の効果があり、焼結
体の焼入性を高めるのに有効に寄与する。ただし、Mn
だけは易酸化性であるため、鉄基合金粉末の状態で添加
する。
体の焼入性を高めるのに有効に寄与する。ただし、Mn
だけは易酸化性であるため、鉄基合金粉末の状態で添加
する。
【0021】ここに、Ni,Mo,CuおよびWの合金
元素のうち各々単独使用でも焼結体特性を向上させる働
きを有し、また1種以上を組み合わせて添加すると、一
層その働きが高められる。また、Ni,Mo,Cu,W
およびMnの5つの合金元素から選ばれる少なくとも1
種を含有する鉄基合金の粉末を1種以上添加してもよい
。前記5つの合金元素を過度に添加すると表面への付着
状況が悪くなるので、これらの合計量(Ni+Cu+M
o+W+Mn)は最終鋼粉に対し10.0%以下とする
ことが肝要である。また、前記合金元素の添加の仕方と
して、単独の合金元素の粉末と鉄基合金の粉末を混合添
加することもできる。
元素のうち各々単独使用でも焼結体特性を向上させる働
きを有し、また1種以上を組み合わせて添加すると、一
層その働きが高められる。また、Ni,Mo,Cu,W
およびMnの5つの合金元素から選ばれる少なくとも1
種を含有する鉄基合金の粉末を1種以上添加してもよい
。前記5つの合金元素を過度に添加すると表面への付着
状況が悪くなるので、これらの合計量(Ni+Cu+M
o+W+Mn)は最終鋼粉に対し10.0%以下とする
ことが肝要である。また、前記合金元素の添加の仕方と
して、単独の合金元素の粉末と鉄基合金の粉末を混合添
加することもできる。
【0022】本発明の合金鋼粉は、予合金鋼粉の表面に
合金元素の金属粉および/または鉄基合金の粉末を付着
させたものである。
合金元素の金属粉および/または鉄基合金の粉末を付着
させたものである。
【0023】つぎに、本発明の合金鋼粉の好適な製造方
法として、前記本発明の第2の態様による方法を説明す
る。
法として、前記本発明の第2の態様による方法を説明す
る。
【0024】本発明の製造方法は、Crを含むアトマイ
ズ鋼粉表面を脂肪酸で被覆した後、その表面に添加合金
元素の金属粉および/または該合金元素を含む鉄基合金
の粉末を脂肪酸と金属石けんとの共溶融物で付着させ、
さらにその外表面に金属石けんを添加することにより、
添加合金元素の金属粉および/または鉄基合金の粉末が
Crを含むアトマイズ鋼粉表面の窪んだ部分に選択的に
付着し、球形に近い鋼粉とするものである。これにより
、従来の混粉法で得られる見掛密度、圧縮性を維持しな
がら、偏析が少なく、かつ流動性を改善できる。ここで
、金属石けんはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸錫、ス
テアリン酸アルミニウムなど、脂肪酸はカプリン酸、ウ
ラリン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などを代表的に挙げ
ることができる。
ズ鋼粉表面を脂肪酸で被覆した後、その表面に添加合金
元素の金属粉および/または該合金元素を含む鉄基合金
の粉末を脂肪酸と金属石けんとの共溶融物で付着させ、
さらにその外表面に金属石けんを添加することにより、
添加合金元素の金属粉および/または鉄基合金の粉末が
Crを含むアトマイズ鋼粉表面の窪んだ部分に選択的に
付着し、球形に近い鋼粉とするものである。これにより
、従来の混粉法で得られる見掛密度、圧縮性を維持しな
がら、偏析が少なく、かつ流動性を改善できる。ここで
、金属石けんはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸錫、ス
テアリン酸アルミニウムなど、脂肪酸はカプリン酸、ウ
ラリン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などを代表的に挙げ
ることができる。
【0025】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。
する。
【0026】
(実施例1)
Crを0.05〜5.8%の範囲で含有する水アトマイ
ズ鋼粉、ならびにCr:0.05〜5.8%の他にV:
0〜0.6%、Nb:0〜0.15%、B:0〜0.0
15%のうちから選んだ少なくとも1種を含有する水ア
トマイズ鋼粉を、噴霧圧力120Kg/cm2で噴霧を
行なって作製した。各鋼粉は0.01torrの減圧雰
囲気中で1150℃、240min間焼鈍し、鋼粉中の
Cで水アトマイズ鋼粉表面の酸化物を除去した後、通常
の粉末冶金用鋼粉製造に用いられる解砕・ふるい分け操
作を経て、種々のCr含有鋼粉を得た。
ズ鋼粉、ならびにCr:0.05〜5.8%の他にV:
0〜0.6%、Nb:0〜0.15%、B:0〜0.0
15%のうちから選んだ少なくとも1種を含有する水ア
トマイズ鋼粉を、噴霧圧力120Kg/cm2で噴霧を
行なって作製した。各鋼粉は0.01torrの減圧雰
囲気中で1150℃、240min間焼鈍し、鋼粉中の
Cで水アトマイズ鋼粉表面の酸化物を除去した後、通常
の粉末冶金用鋼粉製造に用いられる解砕・ふるい分け操
作を経て、種々のCr含有鋼粉を得た。
【0027】つぎにかかる鋼粉と純鉄粉に、Ni,Cu
,MoおよびWの金属粉末を最終鋼粉中にNi:0〜1
0.0%、Cu:0〜10.0%、Mo:0〜10.0
%、W:0〜10.0%、Mn:0〜10.0%となる
ように種々の組み合わせで45μm以下の微粉にして混
合した。 混合は、 (1)Cr含有鋼粉または通常のアトマイズ純鉄粉に脂
肪酸としてオレイン酸を0.1〜1%加え1次混合する
。 (2)ついで、これに1種以上の合金用粉末に加えて金
属石けんとしてステアリン酸亜鉛を約0.1〜1%添加
し、2次混合する。 (3)上記(2)の2次混合工程中または2次混合後に
120℃に昇温して、脂肪酸と金属石けん共溶融物を生
成させる。 (4)ついで、3次混合しながら60℃まで冷却し、前
記共溶融物を冷却固着させ、この共溶融物の結合力によ
りCr含有鋼粉の粒子表面に合金用粉末を固着させる。 (5)さらに、冷却時に前記金属石けんが合計0.1〜
1%になるよう残量を加え、4次混合を行う。という条
件で実施した。
,MoおよびWの金属粉末を最終鋼粉中にNi:0〜1
0.0%、Cu:0〜10.0%、Mo:0〜10.0
%、W:0〜10.0%、Mn:0〜10.0%となる
ように種々の組み合わせで45μm以下の微粉にして混
合した。 混合は、 (1)Cr含有鋼粉または通常のアトマイズ純鉄粉に脂
肪酸としてオレイン酸を0.1〜1%加え1次混合する
。 (2)ついで、これに1種以上の合金用粉末に加えて金
属石けんとしてステアリン酸亜鉛を約0.1〜1%添加
し、2次混合する。 (3)上記(2)の2次混合工程中または2次混合後に
120℃に昇温して、脂肪酸と金属石けん共溶融物を生
成させる。 (4)ついで、3次混合しながら60℃まで冷却し、前
記共溶融物を冷却固着させ、この共溶融物の結合力によ
りCr含有鋼粉の粒子表面に合金用粉末を固着させる。 (5)さらに、冷却時に前記金属石けんが合計0.1〜
1%になるよう残量を加え、4次混合を行う。という条
件で実施した。
【0028】かような合金化処理後、解砕・ふるい分け
操作を施して、種々の成分組成になる合金鋼粉を得た。
操作を施して、種々の成分組成になる合金鋼粉を得た。
【0029】比較として、純鉄粉および各予合金鋼粉に
Ni,Moを混粉法で混合した鋼粉を加え、それらの見
掛密度、流動度を測定し、成形圧力7t/cm2 で、
径11.3mm、高さ約10mmのタブレットに成形し
、密度を測定した。表1に見掛密度、流動度、圧粉密度
および金属粉を添加することによる見掛密度変化ΔA、
流動度変化Δv、圧粉密度変化Δρを示す。比較例1お
よび2はそれぞれCr無添加の純鉄粉にNi,Moの粉
末を混合したものおよび表面に付着させたものである。 Ni,Moを表面に付着させることにより、見掛密度が
小さくなり、流動度が大きくなり、圧粉密度が低下する
ことが認められている。比較例3〜6は本発明範囲外の
Crを含有する場合であり、Ni,Moを表面に付着さ
せることにより、見掛密度が小さくなり、流動度が大き
くなり、圧粉密度が低下する傾向が認められている。
Ni,Moを混粉法で混合した鋼粉を加え、それらの見
掛密度、流動度を測定し、成形圧力7t/cm2 で、
径11.3mm、高さ約10mmのタブレットに成形し
、密度を測定した。表1に見掛密度、流動度、圧粉密度
および金属粉を添加することによる見掛密度変化ΔA、
流動度変化Δv、圧粉密度変化Δρを示す。比較例1お
よび2はそれぞれCr無添加の純鉄粉にNi,Moの粉
末を混合したものおよび表面に付着させたものである。 Ni,Moを表面に付着させることにより、見掛密度が
小さくなり、流動度が大きくなり、圧粉密度が低下する
ことが認められている。比較例3〜6は本発明範囲外の
Crを含有する場合であり、Ni,Moを表面に付着さ
せることにより、見掛密度が小さくなり、流動度が大き
くなり、圧粉密度が低下する傾向が認められている。
【0030】一方、本発明例の1、2、3は本発明範囲
内のCrを含有する場合であり、Ni,Moを表面に付
着させても同程度の見掛密度、および圧粉密度と高い流
動性が得られる。したがって、本発明ではCrを添加し
た焼入性の向上効果を圧粉密度、見掛密度、流動性を低
下せずに得られる。
内のCrを含有する場合であり、Ni,Moを表面に付
着させても同程度の見掛密度、および圧粉密度と高い流
動性が得られる。したがって、本発明ではCrを添加し
た焼入性の向上効果を圧粉密度、見掛密度、流動性を低
下せずに得られる。
【0031】表2は3%Crの予合金鋼粉の表面に付着
するNi,Mo,Cu,W量を変化させた時の見掛密度
、流動度、圧粉密度および金属粉を添加することによる
見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、圧粉密度変化Δρ
を示す。本発明例4〜8に示すように(Ni+Cu+M
o+W+Mn)量が10.0%以下の本発明範囲内であ
れば、Ni,Mo,Cu,Wを付着させても同程度の見
掛密度、圧粉密度と高い流動性が得られる。
するNi,Mo,Cu,W量を変化させた時の見掛密度
、流動度、圧粉密度および金属粉を添加することによる
見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、圧粉密度変化Δρ
を示す。本発明例4〜8に示すように(Ni+Cu+M
o+W+Mn)量が10.0%以下の本発明範囲内であ
れば、Ni,Mo,Cu,Wを付着させても同程度の見
掛密度、圧粉密度と高い流動性が得られる。
【0032】表3にはCrの他にV,NbおよびBのう
ちから選んだ少なくとも1種を含有する予合金鋼粉を用
いた時の見掛密度、流動度、圧粉密度および金属粉を添
加することによる見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、
圧粉密度変化Δρを示す。本発明範囲外のV,Nb,B
を含有する比較例15〜17では、圧粉密度が急激に低
下することがわかる。一方、本発明例9〜12では添加
する前と同程度の見掛密度、圧粉密度と高い流動性が得
られる。
ちから選んだ少なくとも1種を含有する予合金鋼粉を用
いた時の見掛密度、流動度、圧粉密度および金属粉を添
加することによる見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、
圧粉密度変化Δρを示す。本発明範囲外のV,Nb,B
を含有する比較例15〜17では、圧粉密度が急激に低
下することがわかる。一方、本発明例9〜12では添加
する前と同程度の見掛密度、圧粉密度と高い流動性が得
られる。
【0033】
(実施例2)
3%Crの予合金鋼粉に粒度の異なる合金用粉末を2%
Ni,1%Moとなるように、実施例1と同様の方法で
添加・混合した各鋼粉を作製し、見掛密度、流動度を測
定した後、成形圧力7t/cm2 で、径11.3mm
、高さ:約10mmのタブレットに成形し、圧粉密度を
測定した。図1〜図3に試験結果を示す。45μm以下
の微粉を用いる場合には、Δρが大きくなり、ΔA,Δ
vが低下する。
Ni,1%Moとなるように、実施例1と同様の方法で
添加・混合した各鋼粉を作製し、見掛密度、流動度を測
定した後、成形圧力7t/cm2 で、径11.3mm
、高さ:約10mmのタブレットに成形し、圧粉密度を
測定した。図1〜図3に試験結果を示す。45μm以下
の微粉を用いる場合には、Δρが大きくなり、ΔA,Δ
vが低下する。
【0034】
(実施例3)
Crを0.05〜5.8%の範囲で含有する水アトマイ
ズ鋼粉、ならびにCr:0.05〜5.8%の他にV:
0〜0.6%、Nb:0〜0.15%、B:0〜0.0
15%のうちから選んだ少なくとも1種を含有する水ア
トマイズ鋼粉を、噴霧圧力120Kg/cm2で噴霧を
行なって作製した。各鋼粉は0.01torrの減圧雰
囲気中で1150℃、240min間焼鈍し、鋼粉中の
Cで水アトマイズ鋼粉表面の酸化物を除去した後、通常
の粉末冶金用鋼粉製造に用いられる解砕・ふるい分け操
作を経て、種々のCr含有鋼粉を得た。
ズ鋼粉、ならびにCr:0.05〜5.8%の他にV:
0〜0.6%、Nb:0〜0.15%、B:0〜0.0
15%のうちから選んだ少なくとも1種を含有する水ア
トマイズ鋼粉を、噴霧圧力120Kg/cm2で噴霧を
行なって作製した。各鋼粉は0.01torrの減圧雰
囲気中で1150℃、240min間焼鈍し、鋼粉中の
Cで水アトマイズ鋼粉表面の酸化物を除去した後、通常
の粉末冶金用鋼粉製造に用いられる解砕・ふるい分け操
作を経て、種々のCr含有鋼粉を得た。
【0035】つぎにかかる鋼粉と純鉄粉に、Ni,Cu
,Mo,WおよびMnから選ばれる1種を含有する鉄基
合金の粉末を最終鋼粉中にNi:0〜10.0%、Cu
:0〜10.0%、Mo:0〜10.0%、W:0〜1
0.0%、Mn:0〜10.0%、Mn:0〜10.0
%となるように種々の組み合わせで45μm以下の微粉
にして混合した。混合は、 (1)Cr含有鋼粉または通常のアトマイズ純鉄粉に脂
肪酸としてオレイン酸を0.1〜1%加え1次混合する
。 (2)ついで、これに1種以上の合金用粉末に加えて金
属石けんとしてステアリン酸亜鉛を約0.1〜1%添加
し、2次混合する。 (3)上記(2)の2次混合工程中または2次混合後に
120℃に昇温して、脂肪酸と金属石けん共溶融物を生
成させる。 (4)ついで、3次混合しながら60℃まで冷却し、前
記共溶融物を冷却固着させ、この共溶融物の結合力によ
りCr含有鋼粉の粒子表面に合金用粉末を固着させる。 (5)さらに、冷却時に前記金属石けんが合計0.1〜
1%になるよう残量を加え、4次混合を行う。という条
件で実施した。
,Mo,WおよびMnから選ばれる1種を含有する鉄基
合金の粉末を最終鋼粉中にNi:0〜10.0%、Cu
:0〜10.0%、Mo:0〜10.0%、W:0〜1
0.0%、Mn:0〜10.0%、Mn:0〜10.0
%となるように種々の組み合わせで45μm以下の微粉
にして混合した。混合は、 (1)Cr含有鋼粉または通常のアトマイズ純鉄粉に脂
肪酸としてオレイン酸を0.1〜1%加え1次混合する
。 (2)ついで、これに1種以上の合金用粉末に加えて金
属石けんとしてステアリン酸亜鉛を約0.1〜1%添加
し、2次混合する。 (3)上記(2)の2次混合工程中または2次混合後に
120℃に昇温して、脂肪酸と金属石けん共溶融物を生
成させる。 (4)ついで、3次混合しながら60℃まで冷却し、前
記共溶融物を冷却固着させ、この共溶融物の結合力によ
りCr含有鋼粉の粒子表面に合金用粉末を固着させる。 (5)さらに、冷却時に前記金属石けんが合計0.1〜
1%になるよう残量を加え、4次混合を行う。という条
件で実施した。
【0036】かような合金化処理後、解砕・ふるい分け
操作を施して、種々の成分組成になる合金鋼粉を得た。
操作を施して、種々の成分組成になる合金鋼粉を得た。
【0037】比較として、純鉄粉および各予合金鋼粉に
Ni,Moを混粉法で混合した鋼粉を加え、それらの見
掛密度、流動度を測定し、成形圧力7t/cm2 で、
径11.3mm、高さ約10mmのタブレットに成形し
、密度を測定した。表4に見掛密度、流動度、圧粉密度
および金属粉を添加することによる見掛密度変化ΔA、
流動度変化Δv、圧粉密度変化Δρを示す。比較例18
および19はそれぞれCr無添加の純鉄粉にNi,Mo
の粉末を混合したものおよび表面に付着させたものであ
る。 Ni,Moを表面に付着させることにより、見掛密度が
小さくなり、流動度が大きくなり、圧粉密度が低下する
ことが認められている。比較例20〜23は本発明範囲
外のCrを含有する場合であり、Ni,Moを表面に付
着させることにより、見掛密度が小さくなり、流動度が
大きくなり、圧粉密度が低下する傾向が認められている
。
Ni,Moを混粉法で混合した鋼粉を加え、それらの見
掛密度、流動度を測定し、成形圧力7t/cm2 で、
径11.3mm、高さ約10mmのタブレットに成形し
、密度を測定した。表4に見掛密度、流動度、圧粉密度
および金属粉を添加することによる見掛密度変化ΔA、
流動度変化Δv、圧粉密度変化Δρを示す。比較例18
および19はそれぞれCr無添加の純鉄粉にNi,Mo
の粉末を混合したものおよび表面に付着させたものであ
る。 Ni,Moを表面に付着させることにより、見掛密度が
小さくなり、流動度が大きくなり、圧粉密度が低下する
ことが認められている。比較例20〜23は本発明範囲
外のCrを含有する場合であり、Ni,Moを表面に付
着させることにより、見掛密度が小さくなり、流動度が
大きくなり、圧粉密度が低下する傾向が認められている
。
【0038】一方、本発明例の13、14、15は本発
明範囲内のCrを含有する場合であり、Ni,Moを表
面に付着させても同程度の見掛密度、および圧粉密度と
高い流動性が得られる。したがって、本発明ではCrを
添加した焼入性の向上効果を圧粉密度、見掛密度、流動
性を低下せずに得られる。
明範囲内のCrを含有する場合であり、Ni,Moを表
面に付着させても同程度の見掛密度、および圧粉密度と
高い流動性が得られる。したがって、本発明ではCrを
添加した焼入性の向上効果を圧粉密度、見掛密度、流動
性を低下せずに得られる。
【0039】表5は3%Crの予合金鋼粉の表面に付着
するNi,Mo,Cu,W,Mn量を変化させた時の見
掛密度、流動度、圧粉密度および金属粉を添加すること
による見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、圧粉密度変
化Δρを示す。比較例27〜33に対して、本発明例1
6〜22に示すように(Ni+Cu+Mo+W+Mn)
量が10.0%以下の本発明範囲内であれば、Ni,M
o,Cu,W,Mnを付着させても同程度の見掛密度、
圧粉密度と高い流動性が得られる。
するNi,Mo,Cu,W,Mn量を変化させた時の見
掛密度、流動度、圧粉密度および金属粉を添加すること
による見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、圧粉密度変
化Δρを示す。比較例27〜33に対して、本発明例1
6〜22に示すように(Ni+Cu+Mo+W+Mn)
量が10.0%以下の本発明範囲内であれば、Ni,M
o,Cu,W,Mnを付着させても同程度の見掛密度、
圧粉密度と高い流動性が得られる。
【0040】表6にはCrの他にV,NbおよびBのう
ちから選んだ少なくとも1種を含有する予合金鋼粉を用
いた時の見掛密度、流動度、圧粉密度および金属粉を添
加することによる見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、
圧粉密度変化Δρを示す。本発明範囲外のV,Nb,B
を含有する比較例34〜36では、圧粉密度が急激に低
下することがわかる。一方、本発明例23〜26では添
加する前と同程度の見掛密度、圧粉密度と高い流動性が
得られる。
ちから選んだ少なくとも1種を含有する予合金鋼粉を用
いた時の見掛密度、流動度、圧粉密度および金属粉を添
加することによる見掛密度変化ΔA、流動度変化Δv、
圧粉密度変化Δρを示す。本発明範囲外のV,Nb,B
を含有する比較例34〜36では、圧粉密度が急激に低
下することがわかる。一方、本発明例23〜26では添
加する前と同程度の見掛密度、圧粉密度と高い流動性が
得られる。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
【0045】
【表5】
【0046】
【表6】
【0047】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、本発明の合金鋼粉は、偏析の少ない高密度、
高強度部品に適する圧縮性の高い合金鋼粉である。
いるので、本発明の合金鋼粉は、偏析の少ない高密度、
高強度部品に適する圧縮性の高い合金鋼粉である。
【0048】また本発明の製造方法によれば、従来の混
粉法で得られる見掛密度、圧縮性を維持しながら、偏析
が少なく、かつ流動性と焼結体中の偏析を改善でき、ま
た合金元素量を最適化した高密度部品に適する合金鋼粉
を容易に製造することができる。
粉法で得られる見掛密度、圧縮性を維持しながら、偏析
が少なく、かつ流動性と焼結体中の偏析を改善でき、ま
た合金元素量を最適化した高密度部品に適する合金鋼粉
を容易に製造することができる。
【図1】図1は、予合金鋼粉の表面に付着する金属粉末
の粒径とΔρとの関係を示すグラフである。
の粒径とΔρとの関係を示すグラフである。
【図2】図2は、予合金鋼粉の表面に付着する金属粉末
の粒径とΔAとの関係を示すグラフである。
の粒径とΔAとの関係を示すグラフである。
【図3】図3は、予合金鋼粉の表面に付着する金属粉末
の粒径とΔvとの関係を示すグラフである。
の粒径とΔvとの関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 Cr:0.08〜5.0wt%を含有
する予合金鋼粉の表面に下記Aおよび/またはBが付着
され、Aおよび/またはBの粒度は45μm以下であり
、Aおよび/またはBの合計付着量は最終鋼粉に対して
(Ni+Cu+Mo+W+Mn)≦10.0wt%であ
ることを特徴とする高圧縮性合金鋼粉。 (A)Ni,Cu,MoおよびWから選ばれる少なくと
も1種の金属粉 (B)Ni,Cu,Mo,WおよびMnの5つの合金元
素から選ばれる少なくとも1種を含有する鉄基合金の少
なくとも1種の金属粉 - 【請求項2】 前記予合金鋼粉は、V:0.01〜0
.5wt%、Nb:0.005〜0.1wt%およびB
:0.001〜0.01wt%から選ばれる少なくとも
1種を含有する請求項1記載の高圧縮性合金鋼粉。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の高圧縮性合金
鋼粉を製造するにあたり、Aおよび/またはBの付着を
、脂肪酸と金属石けんの共溶融物を用いて行なうことを
特徴とする高圧縮性合金鋼粉の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3015435A JPH04214802A (ja) | 1990-03-08 | 1991-02-06 | 高圧縮性合金鋼粉およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-57363 | 1990-03-08 | ||
JP5736390 | 1990-03-08 | ||
JP3015435A JPH04214802A (ja) | 1990-03-08 | 1991-02-06 | 高圧縮性合金鋼粉およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04214802A true JPH04214802A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=26351578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3015435A Withdrawn JPH04214802A (ja) | 1990-03-08 | 1991-02-06 | 高圧縮性合金鋼粉およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04214802A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007031757A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Jfe Steel Kk | 粉末冶金用合金鋼粉 |
JP2014167141A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Toyota Motor Corp | 焼結合金配合用合金粉末及びこれを用いた焼結合金の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-06 JP JP3015435A patent/JPH04214802A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007031757A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Jfe Steel Kk | 粉末冶金用合金鋼粉 |
JP2014167141A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Toyota Motor Corp | 焼結合金配合用合金粉末及びこれを用いた焼結合金の製造方法 |
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