JPH05507967A - 鉄基粉末、これで製造される部品、及びこの部品の製造方法 - Google Patents
鉄基粉末、これで製造される部品、及びこの部品の製造方法Info
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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。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、粉末の成形及び焼結によって耐衝撃性部品を製造するための鉄基粉末
に関する。
本発明は又、その粉末から粉末ヤ金によって製造される部品に関する。本発明は
更に、その部品を粉末ヤ金製造する方法に関する。
焼結された粉末ヤ金材料に残留する多孔性は、完全に緻密な材料に較べて材料の
機械特性を劣化する。これは、応力か掛かったとき、その多孔性の各細孔が応力
の集中個所となり、又それら細孔によって有効体積が小さくなるためである。即
ち、鉄基粉末ヤ金材料の強度、延性、疲労強度、マクロ硬度等は多孔率の増大と
共に低下する。
しかし衝撃エネルギか最も悪い影響を受ける。
衝撃エネルギか損なわれるにも拘らず鉄基粉末ヤ金材料はある範囲まで、高い衝
撃エネルギを要する部品に使用される。熱論衝撃エネルギに対する多孔性の影響
はよく知られているから、部品を製造する場合高い精度が要求される。
焼結鋼の衝撃エネルギは、材料の強度と延性を増し且つ更に材料を収縮させる、
即ち密度を高くするNiと合金にすることによって大きくすることができる。N
iと合金にすることの効果は、焼結を高温、即ち1150℃以上の温度で行うと
き特に顕著である。いうまでもなく高い温度は、低い焼結温度よりも焼結をより
活性的に行わせ、そしてより円形の細孔を作る。円形の細孔は衝撃エネルギを大
きくする。より活性的な焼結は又、1150°C以下の低い焼結温度でも強度と
延性を高くし且つ細孔を円形にするPを加えることによっても行うことができる
。
簡単にいうと焼結材料の衝撃エネルギは細孔の応力集中効果を小さくすることに
よって増大させることができる。このことは、液相焼結、高温焼結、フェライト
材料の焼結、二重成形、及び収縮効果を有する合金元素の添加によって実現でき
る。
しかし多くの場合、充分な衝撃エネルギは上記の諸手段を組合せることによって
のみ得られる。しかしこれには、現在の粉末ヤ金技術で知られている合金方式を
用いた場合、通常大規模でコストのかかるプロセスが必要になる。
そこで本発明の目的は、粉末の成形と焼結のプロセスを簡単にし、しかもなお充
分な耐衝撃性をもった部品を製造できる鉄基粉末を提供することである。
更に、簡単な粉末成形と焼結を、ベルト炉の中で、即ち約1150℃以下の温度
で行えることが要望される。
この目的は、Feの池にMoとPを含み、そしてその他の合金元素の含存率が低
いレベルに維持されている鉄基粉末によって達せられる。この材料は特に、11
50°C以下の焼結でも、現在のより高温で焼結される粉末ヤ金材料よりも高い
衝撃エネルギを得られることを特徴とする。更にこの材料は圧縮性か優れ、そし
て大きく収縮することができ、従って高密度の焼結材料を作ることができる。同
一の密度でも本発明の材料は、現在の粉末ヤ金材料よりも実質的に高い衝撃エネ
ルギを存する。
本発明の材料のMoの量は0.3−3.5重量%、好適には0.5−2.5重量
%とされ、モしてPの量は0.3−0.7重量%、好適には0.35−0.65
重量%、最適には0.4−0.6重量%とされよう。又その他の合金元素の量は
2重量%以下、好適には1重量%以下、最適には0.5重量%以下とされよう。
更にCの量は最高で0.1重量%、好適には0.07重量%とされよう。
この粉末は、純Fe又はFeとMOのベース(母材)粉末の固溶体を作ることに
よって製造できる。固溶体は水噴霧化粉末又はスポンジ粉末として作られる。好
適にそのベース粉末は還元雰囲気中で焼鈍することによって不純物含有量を少な
くされる。それから粉末はP、又はMO及びPと混合され、そして所要の形状に
成形され、この後好適には1150″C以下の温度で焼結される。
実例
1.5重量%のMOを含むFeのベース粉末か水噴霧化によって作られた。それ
から0.5重量%のPが添加された。4−8トン/ c m ”の圧力の成形に
よって試験ピースか作られた。この試験ピースは1120℃の温度で30分間焼
結された。その結果得られた密度と衝撃エネルギか、トン/ c m ”の成形
圧力がパラメータである第1図の上側の曲線に示される。例えば、8トン/cm
”の成形圧力で180Jの衝撃エネルギと7.46g/cm”の密度か得られた
。
上記のようにして、しかしMoを含まないで作られた試験ピースでは、第1図の
下側の曲線に示されるように、衝撃エネルギかずっと低いものになった。
高温の焼結では材料はより大きく収縮してより高密度になり、従ってより高い衝
撃エネルギが得られる。これは第1図の上側の曲線のA点で示される。これは6
トン/ c m ”の圧力で成形し、そして1250°Cて30分間焼結するこ
とによって得られた。
PとMoを組合せて添加すると、FeとPの二元系で得られるより高い焼結密度
が得られる。これはその二元系で二重成形を行った場合でも同じである。同一の
密度でも本発明の材料はずっと大きい衝撃エネルギを提供し、そしてこのことは
より活性的な焼結及びMOとPとの間の積極的な相互作用に寄与するのである。
1.5重量%のMoとO−O,S重量%の範囲で変化する量のPを含む本発明に
よる粉末が製造された。589MPaでの成形と1120℃での焼結によって試
験ピースが作られた。この結果得られた衝撃エネルギJが第2図に示される。こ
の図に示されるように、Pの0.5重量%で最高値が得られ、Pの0.3−0.
7重量%で良好値が得られ、Pの0.35−0.65重量%で更に良好な値が得
られ、そしてPの0.4−0.6重量%で最良値が得られる。
同様に、0.5重量%のPと0−4重量%の範囲で変化する量のMoを含む粉末
が製造された。589MPaでの成形と1120℃での焼結によって試験ピース
が作られた。この結果得られた衝撃エネルギが第3図に示されるように、Moの
0.3−3.5重量%は有用な範囲を成し、そして0.5−2.5重量は好適な
範囲を成す。
おそらく、そのような結果が得られるのは下記のことによる。Pの添加によって
比較的低温の焼結の間に液相が作られ、この結果材料内のPの分布が良好に行わ
れる。
Pは鉄結晶の中に分散し、そしである程度までオーステナイトかフェライトに変
態し、このことがMOの分散を容易にする。PとMoとは共にフェライト安定剤
であり、そしてフェライトへの変態はFeの自己拡散を増進させる。これは活性
的焼結を行わせ、この結果収縮か生じ円形の細孔が作られる。
Pは適当にリン化合物、好適にはリン化鉄、例えばFe5Pの形で存在する。
その他の合金元素は、粉末ヤ金で一般的な、衝撃エネルギに悪影響をもたない種
類のものにされよう。制約的ではないか実例としてNi、W、Mn、及びCrを
挙げることかできる。Cuは全く使用されない。
FIG、7
要 約 書
粉末の成形及び焼結により耐衝撃性部品を製造するための鉄基粉末であって、こ
の鉄基粉末はFeに加えて、0.3〜0.7重量%のPと、0.3〜3.5重量
%のMOと、2重量%以下の他の合金元素とを含有する。粉末冶金により耐衝撃
性鉄部界を製造する方法であって、この方法は鉄基粉末を使用することを含み、
この鉄基粉末はFeに加えて、0.3〜0.7重量%(好ましくは0.35〜0
.65重量%)(7)Pと、0.3〜3.5重量%(好ましくは0.5〜2.5
重量%)のMoと、2重量%以下(好ましくは1重量%以下)の他の合金元素と
を含有し、この方法は更にこの粉末を所望の形状の成形体とし、且つこの成形体
を焼結することを有する。
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.粉末の成形及び焼結によって耐衝撃性部品を製造するための鉄基粉末におい て、Feの他に、0.3−0,7重量%のP、0.3−3.5重量%のMo、及 び2重量%以下のその他の合金元素を含むことを特徴とする粉末。 2.Moの量が0.5−2.5重量%であることを特徴とする請求項1の粉末。 3.Pの量が0.35−0.65重量%であることを特徴とする請求項1又は2 の粉末。 4.Pの量が0.4−0.6重量%であることを特徴とする請求項1又は2の粉 末。 5.Pがリン化鉄、好適にはFe2Pの形で存在することを特徴とする請求項1 から4のいずれか1項の粉末。 6.他の合金元素の量が1重量%以下、好適には0.5重量%以下であることを 特徴とする請求項1から5のいずれか1項の粉末。 7.Cを0.1重量%以上含まない、好適には0.07重量%以上含まないこと を特徴とする請求項1から6のいずれか1項の粉末。 8.粉末や金で製造される部品において、Feの他に、0,3−0.7重量%の P、0.3−3.5重量%のMo、及び2重量%以下のその他の合金元素を含む ことを特徴とする部品。 9.耐衝撃性鋼部品を粉末や金で製造する方法において、Feの他に、0.3− 0.7重量%のP、好適には0.35−0.65重量%のP、0.3−3.5重 量%のMo、好適には0.5−2.5重量%のMo、及び、2重量%以下、好適 には1重量%以下のその他の合金元素を含む鉄基粉末を使用し、該粉末を所要の 形状に成形し、そしてその成形体を焼結することを特徴とする方法。
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