JPH05247580A - 通気性金型材の製造方法 - Google Patents
通気性金型材の製造方法Info
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- JPH05247580A JPH05247580A JP8282092A JP8282092A JPH05247580A JP H05247580 A JPH05247580 A JP H05247580A JP 8282092 A JP8282092 A JP 8282092A JP 8282092 A JP8282092 A JP 8282092A JP H05247580 A JPH05247580 A JP H05247580A
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- Japan
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は優れた強度と加工性とを有する
通気性金型材を製造することにある。 【構成】低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末を主体
とする原料を使用した成形焼結体を窒化し、窒化後平均
冷却速度5.5 ℃／min.以上の冷却速度で２５０℃まで急
冷し、その後５５０〜７７０℃で再加熱処理を行なう。
通気性金型材を製造することにある。 【構成】低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末を主体
とする原料を使用した成形焼結体を窒化し、窒化後平均
冷却速度5.5 ℃／min.以上の冷却速度で２５０℃まで急
冷し、その後５５０〜７７０℃で再加熱処理を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばプラスチックの
成形や金属鋳造に用いられる金型等の材料として有用な
通気性金型材の製造方法に関するものである。
成形や金属鋳造に用いられる金型等の材料として有用な
通気性金型材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通気性金型はガス抜き性、転写性、保温
性に優れており、プラスチックの真空成形または射出成
形や非鉄金属の鋳造またはダイカスト鋳造等の金型とし
て特に有用なものである。
性に優れており、プラスチックの真空成形または射出成
形や非鉄金属の鋳造またはダイカスト鋳造等の金型とし
て特に有用なものである。
【０００３】上記通気性金型の材料としては従来低Ｃ，
低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末を主体とする原料を使
用して成形焼結体を作製し、該成形焼結体を所望なれば
機械加工した後窒素雰囲気下で加熱して窒化した金型材
の製造方法が提供されている（特願平２−９８９８１
号）。
低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末を主体とする原料を使
用して成形焼結体を作製し、該成形焼結体を所望なれば
機械加工した後窒素雰囲気下で加熱して窒化した金型材
の製造方法が提供されている（特願平２−９８９８１
号）。
【０００４】上記金型材の製造方法においては、窒化前
の低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末は成形性およ
び焼結体の機械加工性が良好であり、窒化後は高強度に
なる性質が利用されている。
の低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末は成形性およ
び焼結体の機械加工性が良好であり、窒化後は高強度に
なる性質が利用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記製造
方法によって得られた金型材であっても、加工性や強度
がいまだ不十分であると云う問題がある。
方法によって得られた金型材であっても、加工性や強度
がいまだ不十分であると云う問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ス
テンレス鋼粉末を主体とする原料を使用して成形焼結体
を作製し、該成形焼結体を窒素雰囲気下で加熱して窒化
した後、平均冷却速度５．５℃／min.以上の冷却速度で
２５０℃以下まで急冷し、その後５５０〜７７０℃にて
再加熱処理する通気性金型材の製造方法を提供するもの
である。
を解決するための手段として、低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ス
テンレス鋼粉末を主体とする原料を使用して成形焼結体
を作製し、該成形焼結体を窒素雰囲気下で加熱して窒化
した後、平均冷却速度５．５℃／min.以上の冷却速度で
２５０℃以下まで急冷し、その後５５０〜７７０℃にて
再加熱処理する通気性金型材の製造方法を提供するもの
である。
【０００７】こゝに低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼
とはＣを０．１５重量％以下、Ｎを０．１０重量％以下
で含むＣr 系ステンレス鋼であり、良好な耐蝕性を得る
ためにはＣr は１１重量％以上含まれていることが望ま
しい。
とはＣを０．１５重量％以下、Ｎを０．１０重量％以下
で含むＣr 系ステンレス鋼であり、良好な耐蝕性を得る
ためにはＣr は１１重量％以上含まれていることが望ま
しい。
【０００８】
【作用】本発明においては上記低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ス
テンレス鋼粉末を主体とする原料を使用しプレス成形等
により成形し、該成形体を真空中または雰囲気ガス中で
焼結する。得られた焼結体は所望なれば機械加工し、そ
の後窒素雰囲気下で８００℃以上、望ましくは１１００
℃以下の温度で加熱することによって窒化を行なう。そ
して窒化後平均冷却速度５．５℃／min.以上の冷却速度
で２５０℃以下まで急冷し、その後５５０〜７７０℃に
て再加熱処理を行なう。
テンレス鋼粉末を主体とする原料を使用しプレス成形等
により成形し、該成形体を真空中または雰囲気ガス中で
焼結する。得られた焼結体は所望なれば機械加工し、そ
の後窒素雰囲気下で８００℃以上、望ましくは１１００
℃以下の温度で加熱することによって窒化を行なう。そ
して窒化後平均冷却速度５．５℃／min.以上の冷却速度
で２５０℃以下まで急冷し、その後５５０〜７７０℃に
て再加熱処理を行なう。
【０００９】本発明では、低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステン
レス鋼粉末を用いた通気性金型材にあっては窒化後の熱
履歴が加工性と強度に大きく影響していることが解明さ
れた。即ち低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末を主
体とする原料を使用した成形焼結体を窒素雰囲気下で８
００℃以上に加熱して窒化した場合、窒化の進行にとも
なって該成形焼結体の組織は一部あるいは全部がフェラ
イト相からオーステナイト相に変化する。該オーステナ
イト相は窒化後の冷却過程で、冷却速度に応じた窒化物
を析出したり、冷却速度に応じて一部がフェライト相や
マルテンサイト相に変態し、残余は室温までオーステナ
イト相で残る。
レス鋼粉末を用いた通気性金型材にあっては窒化後の熱
履歴が加工性と強度に大きく影響していることが解明さ
れた。即ち低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末を主
体とする原料を使用した成形焼結体を窒素雰囲気下で８
００℃以上に加熱して窒化した場合、窒化の進行にとも
なって該成形焼結体の組織は一部あるいは全部がフェラ
イト相からオーステナイト相に変化する。該オーステナ
イト相は窒化後の冷却過程で、冷却速度に応じた窒化物
を析出したり、冷却速度に応じて一部がフェライト相や
マルテンサイト相に変態し、残余は室温までオーステナ
イト相で残る。
【００１０】上記窒化後の金型材の加工性や強度は上記
各相の存在比率に大きく影響される。そこで窒化後の熱
履歴が該金型材の加工性や強度にとって重要なものとな
る。
各相の存在比率に大きく影響される。そこで窒化後の熱
履歴が該金型材の加工性や強度にとって重要なものとな
る。
【００１１】本発明では、窒化後の平均冷却速度を５．
５℃／min.以上とすれば過剰な窒化物の析出およびオー
ステナイト相のフェライト相への変態を防止し、一部の
オーステナイト相を安定してマルテンサイト相へ変態さ
せることが出来、その結果高強度な金型材を得ることが
出来る。
５℃／min.以上とすれば過剰な窒化物の析出およびオー
ステナイト相のフェライト相への変態を防止し、一部の
オーステナイト相を安定してマルテンサイト相へ変態さ
せることが出来、その結果高強度な金型材を得ることが
出来る。
【００１２】上記窒化後の平均冷却速度が５．５℃／mi
n.よりも小さいと、冷却中に過剰な窒化物が析出して生
成するマルテンサイト相の量が不安定になるとともに生
成したマルテンサイト相の強度が低くなり、また一部の
オーステナイト相がフェライト相へ変態してしまいやは
り強度が低くなってしまう。また上記急冷は２５０℃以
下まで行なうことが必要で、それ以上ではオーステナイ
ト相が充分マルテンサイト化せず強度が低くなってしま
う。更にオーステナイト相を充分マルテンサイト化する
ためには２５０℃以下までの急冷の後、更に１５０℃以
下まで冷却を続けることが望ましい。この場合の冷却は
必ずしも上記のような急冷である必要はない。
n.よりも小さいと、冷却中に過剰な窒化物が析出して生
成するマルテンサイト相の量が不安定になるとともに生
成したマルテンサイト相の強度が低くなり、また一部の
オーステナイト相がフェライト相へ変態してしまいやは
り強度が低くなってしまう。また上記急冷は２５０℃以
下まで行なうことが必要で、それ以上ではオーステナイ
ト相が充分マルテンサイト化せず強度が低くなってしま
う。更にオーステナイト相を充分マルテンサイト化する
ためには２５０℃以下までの急冷の後、更に１５０℃以
下まで冷却を続けることが望ましい。この場合の冷却は
必ずしも上記のような急冷である必要はない。
【００１３】上記冷却後に本発明では更に５５０〜７７
０℃で再加熱処理が行なわれる。この再加熱処理によっ
て室温まで残ったオーステナイト相をマルテンサイト相
あるいはフェライト相に確実に変態させて加工性を向上
させることが出来る。上記加熱を５５０〜６５０℃の範
囲で行なうと窒化物の析出強化作用によって強度も向上
する。
０℃で再加熱処理が行なわれる。この再加熱処理によっ
て室温まで残ったオーステナイト相をマルテンサイト相
あるいはフェライト相に確実に変態させて加工性を向上
させることが出来る。上記加熱を５５０〜６５０℃の範
囲で行なうと窒化物の析出強化作用によって強度も向上
する。
【００１４】上記再加熱処理温度が５５０℃未満である
とオーステナイト相が残存して加工性が劣化する。一方
上記再加熱処理温度が７７０℃を越えると加熱中に再度
オーステナイト相が生成してしまい強度が低下する。５
５０〜７７０℃の温度範囲では処理温度が高い程強度は
低下し、加工性は向上する。このために高い加工性と高
い強度とが必要な場合には、最初に７００〜７７０℃の
一次再加熱処理を行なって加工を施し、その後窒化温度
付近に再加熱した後再度上記本発明の条件による冷却を
行ない、その後再度５５０〜６００℃の二次再加熱処理
を行なって強度を向上させることも出来る。
とオーステナイト相が残存して加工性が劣化する。一方
上記再加熱処理温度が７７０℃を越えると加熱中に再度
オーステナイト相が生成してしまい強度が低下する。５
５０〜７７０℃の温度範囲では処理温度が高い程強度は
低下し、加工性は向上する。このために高い加工性と高
い強度とが必要な場合には、最初に７００〜７７０℃の
一次再加熱処理を行なって加工を施し、その後窒化温度
付近に再加熱した後再度上記本発明の条件による冷却を
行ない、その後再度５５０〜６００℃の二次再加熱処理
を行なって強度を向上させることも出来る。
【００１５】本発明の方法においては、上記成形焼結体
を窒化する場合の窒素量は０．３〜１．０重量％程度と
することが望ましい。
を窒化する場合の窒素量は０．３〜１．０重量％程度と
することが望ましい。
【００１６】
【実施例】０．０１重量％のＣ，０．０２重量％のＮを
含有するＣr 系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０Ｌ鋼の
粉末（１００メッシュ以下）に潤滑剤として２重量％の
ステアリン酸亜鉛を添加し、圧力３ton/cm2 で直径９０
mm、厚さ２０mmの円板状にプレス成形した。この成形体
を噴流式加圧ガス冷却真空焼入炉を用い、まず真空中で
１１５０℃×２Hr. 加熱して焼結し、続けて温度を下げ
るとともに炉内を８００torr窒素雰囲気にして１０００
℃×１５min.の窒化を行ない、その後熱履歴を表１に示
すように種々に変えて冷却し金型材を得た。得られた金
型材の密度は６．０〜６．２ｇ／cc、窒素量は０．７１
〜０．７９％であり、更に３点曲げ試験により強度を評
価し、ノコ切断により加工性を評価した。その結果は表
１に示す。 強度は高ければ高い程良いが少なくとも６
０kgf/mm2 程度あることが望ましく、また加工性は高い
程良い。
含有するＣr 系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０Ｌ鋼の
粉末（１００メッシュ以下）に潤滑剤として２重量％の
ステアリン酸亜鉛を添加し、圧力３ton/cm2 で直径９０
mm、厚さ２０mmの円板状にプレス成形した。この成形体
を噴流式加圧ガス冷却真空焼入炉を用い、まず真空中で
１１５０℃×２Hr. 加熱して焼結し、続けて温度を下げ
るとともに炉内を８００torr窒素雰囲気にして１０００
℃×１５min.の窒化を行ない、その後熱履歴を表１に示
すように種々に変えて冷却し金型材を得た。得られた金
型材の密度は６．０〜６．２ｇ／cc、窒素量は０．７１
〜０．７９％であり、更に３点曲げ試験により強度を評
価し、ノコ切断により加工性を評価した。その結果は表
１に示す。 強度は高ければ高い程良いが少なくとも６
０kgf/mm2 程度あることが望ましく、また加工性は高い
程良い。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１によれば、本発明試料Ｎo.１，２，３
については曲げ強度が６０kgf/mm2以上で加工性も５点
以上の評価が得られているが、再加熱処理を行なわない
比較Ｎo.１，３、再加熱処理温度が５５０℃未満の比較
Ｎo.２は加工性に劣り、再加熱処理温度が７７０℃を越
える比較Ｎo.４では曲げ強度が６０kgf/mm2 以下であ
り、窒化後急冷を行なわない比較Ｎo.５では曲げ強度と
加工性とが共に悪く、また窒化後急冷を行なわずかつ再
加熱処理温度が７７０℃を越える比較Ｎo.６では加工性
は良いが曲げ強度が格段に低くなる。
については曲げ強度が６０kgf/mm2以上で加工性も５点
以上の評価が得られているが、再加熱処理を行なわない
比較Ｎo.１，３、再加熱処理温度が５５０℃未満の比較
Ｎo.２は加工性に劣り、再加熱処理温度が７７０℃を越
える比較Ｎo.４では曲げ強度が６０kgf/mm2 以下であ
り、窒化後急冷を行なわない比較Ｎo.５では曲げ強度と
加工性とが共に悪く、また窒化後急冷を行なわずかつ再
加熱処理温度が７７０℃を越える比較Ｎo.６では加工性
は良いが曲げ強度が格段に低くなる。
【００１９】
【発明の効果】したがって本発明においては、高強度か
つ加工性の良い通気性金型材が得られる。
つ加工性の良い通気性金型材が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 誠 愛知県知多市八幡字東水代65−１ (72)発明者 太田 久司 愛知県知多郡阿久比町大字白沢字表山５− ８
Claims (1)
- 【請求項１】低Ｃ，低Ｎ含有Ｃr 系ステンレス鋼粉末を
主体とする原料を使用して成形焼結体を作製し、該成形
焼結体を窒素雰囲気下で加熱して窒化した後、平均冷却
速度５．５℃／min.以上の冷却速度で２５０℃以下まで
急冷し、その後５５０〜７７０℃にて再加熱処理するこ
とを特徴とする通気性金型材の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282092A JP2934350B2 (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 通気性金型材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282092A JP2934350B2 (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 通気性金型材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05247580A true JPH05247580A (ja) | 1993-09-24 |
| JP2934350B2 JP2934350B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=13785045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8282092A Expired - Lifetime JP2934350B2 (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 通気性金型材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934350B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019093480A1 (ja) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結合金材及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP8282092A patent/JP2934350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019093480A1 (ja) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結合金材及びその製造方法 |
| JP2019085634A (ja) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結合金材及びその製造方法 |
| CN111344429A (zh) * | 2017-11-10 | 2020-06-26 | 日立化成株式会社 | 铁基烧结合金材料及其制造方法 |
| CN111344429B (zh) * | 2017-11-10 | 2022-11-15 | 昭和电工材料株式会社 | 铁基烧结合金材料及其制造方法 |
| CN115595530A (zh) * | 2017-11-10 | 2023-01-13 | 昭和电工材料株式会社（Jp） | 铁基烧结合金材料的表面硬化材料及包含其的链轮齿、齿轮和轴 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2934350B2 (ja) | 1999-08-16 |
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