JPH06145712A - 窒素含有量の低い鉄基焼結部品の製造方法 - Google Patents
窒素含有量の低い鉄基焼結部品の製造方法Info
- Publication number
- JPH06145712A JPH06145712A JP32118792A JP32118792A JPH06145712A JP H06145712 A JPH06145712 A JP H06145712A JP 32118792 A JP32118792 A JP 32118792A JP 32118792 A JP32118792 A JP 32118792A JP H06145712 A JPH06145712 A JP H06145712A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｎ2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気の連続焼結炉を用
いて低（Ｎ）含有量の鉄基焼結部品を製造する。 【構成】 連続焼結炉の脱脂ゾーン、予熱ゾーン、焼結
ゾーン、および冷却ゾーンを通して被焼結材を移動させ
て低合金鋼またはステンレス鋼で構成された鉄基焼結部
品を製造するに際して、上記予熱および焼結ゾーン雰囲
気をＨ2 ：２〜１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰
囲気とし、上記冷却ゾーン雰囲気をＨ2 ：１５〜６０容
量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気とする。
いて低（Ｎ）含有量の鉄基焼結部品を製造する。 【構成】 連続焼結炉の脱脂ゾーン、予熱ゾーン、焼結
ゾーン、および冷却ゾーンを通して被焼結材を移動させ
て低合金鋼またはステンレス鋼で構成された鉄基焼結部
品を製造するに際して、上記予熱および焼結ゾーン雰囲
気をＨ2 ：２〜１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰
囲気とし、上記冷却ゾーン雰囲気をＨ2 ：１５〜６０容
量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、窒素（以下、Ｎ2 ま
たは（Ｎ）で示す）含有量が低く、実質的に（Ｎ）含有
量が１００ppm 以下の鉄基焼結部品を連続焼結炉を用い
て製造する方法に関するものである。
たは（Ｎ）で示す）含有量が低く、実質的に（Ｎ）含有
量が１００ppm 以下の鉄基焼結部品を連続焼結炉を用い
て製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、低合金鋼焼結部品は、所
定組成の被焼結材（圧粉体）を、隔壁で仕切られた脱脂
ゾーンＩ、電熱加熱の予熱ゾーンIIおよび焼結ゾーンII
I 、さらに隔壁で仕切られた水循環パイプによる冷却ゾ
ーンIVで構成された連続焼結炉内を１００〜１５０mm／
min の速度で移動させ、この間炉内を天然ガスの変成ガ
ス（以下、変成ガスという）雰囲気とし、上記焼結ゾー
ンの温度を１１３０〜１２５０℃、上記冷却ゾーンの冷
却速度を１０℃／min 以下とする条件で焼結することに
より製造されている。また、ステンレス鋼焼結部品は、
所定組成の被焼結材（圧粉体）を、バッチ炉を用い、圧
力：１０-3torr以下の真空中、温度：１１００〜１２５
０℃に加熱し、所定時間保持後炉冷の条件で焼結するこ
とにより製造されている。
定組成の被焼結材（圧粉体）を、隔壁で仕切られた脱脂
ゾーンＩ、電熱加熱の予熱ゾーンIIおよび焼結ゾーンII
I 、さらに隔壁で仕切られた水循環パイプによる冷却ゾ
ーンIVで構成された連続焼結炉内を１００〜１５０mm／
min の速度で移動させ、この間炉内を天然ガスの変成ガ
ス（以下、変成ガスという）雰囲気とし、上記焼結ゾー
ンの温度を１１３０〜１２５０℃、上記冷却ゾーンの冷
却速度を１０℃／min 以下とする条件で焼結することに
より製造されている。また、ステンレス鋼焼結部品は、
所定組成の被焼結材（圧粉体）を、バッチ炉を用い、圧
力：１０-3torr以下の真空中、温度：１１００〜１２５
０℃に加熱し、所定時間保持後炉冷の条件で焼結するこ
とにより製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、低合金鋼
焼結部品においては、化石資源の有限性、炭素濃度の制
御、および焼結炉設備の寿命などの点、またステンレス
鋼焼結部品では生産性の向上などの点から、上記低合金
鋼焼結部品の製造に適用されている上記従来焼結方法に
おける予熱ゾーンIIおよび焼結ゾーンIII の雰囲気を、
図２に概略説明図で示される通り上記の変成ガス雰囲気
からＨ2 ：２〜１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰
囲気に変え、かつ冷却ゾーンIVをＮ2 雰囲気とした条件
で上記低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼焼結部品を
製造する試みがなされている。
焼結部品においては、化石資源の有限性、炭素濃度の制
御、および焼結炉設備の寿命などの点、またステンレス
鋼焼結部品では生産性の向上などの点から、上記低合金
鋼焼結部品の製造に適用されている上記従来焼結方法に
おける予熱ゾーンIIおよび焼結ゾーンIII の雰囲気を、
図２に概略説明図で示される通り上記の変成ガス雰囲気
からＨ2 ：２〜１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰
囲気に変え、かつ冷却ゾーンIVをＮ2 雰囲気とした条件
で上記低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼焼結部品を
製造する試みがなされている。
【０００４】しかし、上記連続焼結炉の予熱ゾーンおよ
び焼結ゾーンにおける雰囲気を、上記の変成ガス雰囲気
からＨ2 ：２〜１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガスに
変えた条件で上記低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼
焼結部品を製造すると、これら鉄基焼結部品は２００〜
５０００ppm の（Ｎ）を含有するようになり、このよう
に（Ｎ）含有量が高い場合、低合金鋼焼結部品にあって
は、これに水蒸気による封孔処理を施しても酸化が十分
に進行せず、この結果満足な気密性が得られず、高々５
kg／cm2 程度の耐圧力を示すにすぎず、またステンレス
鋼焼結部品では、耐食性および靱性の著しい劣化を招
き、したがって後処理として水蒸気による封孔処理が不
可欠の低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼焼結部品の
上記Ｎ2 −２〜１０容量％Ｈ2 混合ガス雰囲気の連続焼
結炉での製造は試験的に行なわれているにすぎないのが
現状である。
び焼結ゾーンにおける雰囲気を、上記の変成ガス雰囲気
からＨ2 ：２〜１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガスに
変えた条件で上記低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼
焼結部品を製造すると、これら鉄基焼結部品は２００〜
５０００ppm の（Ｎ）を含有するようになり、このよう
に（Ｎ）含有量が高い場合、低合金鋼焼結部品にあって
は、これに水蒸気による封孔処理を施しても酸化が十分
に進行せず、この結果満足な気密性が得られず、高々５
kg／cm2 程度の耐圧力を示すにすぎず、またステンレス
鋼焼結部品では、耐食性および靱性の著しい劣化を招
き、したがって後処理として水蒸気による封孔処理が不
可欠の低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼焼結部品の
上記Ｎ2 −２〜１０容量％Ｈ2 混合ガス雰囲気の連続焼
結炉での製造は試験的に行なわれているにすぎないのが
現状である。
【０００５】
【課題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、上記連続焼結炉の予熱ゾーンお
よび焼結ゾーンの雰囲気をＨ2 ：２〜１０容量％含有の
Ｎ2 −Ｈ2 混合ガスとした条件で（Ｎ）含有量の低い鉄
基焼結部品を製造すべく研究を行なった結果、連続焼結
炉の予熱ゾーンおよび焼結ゾーンの雰囲気はＨ2 ：２〜
１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガスとするが、冷却ゾ
ーンの雰囲気を、相対的にＨ2 含有量を多くしたＨ2 ：
１５〜６０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガスとすると、
この結果得られた鉄基焼結部品の（Ｎ）含有量は１００
ppm 以下となり、水蒸気による封孔処理を十分満足に行
なうことができる低合金鋼焼結部品並びに耐食性および
靱性低下が著しく抑制されたステンレス鋼焼結部品が得
られるようになるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記連続焼結炉の予熱ゾーンお
よび焼結ゾーンの雰囲気をＨ2 ：２〜１０容量％含有の
Ｎ2 −Ｈ2 混合ガスとした条件で（Ｎ）含有量の低い鉄
基焼結部品を製造すべく研究を行なった結果、連続焼結
炉の予熱ゾーンおよび焼結ゾーンの雰囲気はＨ2 ：２〜
１０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガスとするが、冷却ゾ
ーンの雰囲気を、相対的にＨ2 含有量を多くしたＨ2 ：
１５〜６０容量％含有のＮ2 −Ｈ2 混合ガスとすると、
この結果得られた鉄基焼結部品の（Ｎ）含有量は１００
ppm 以下となり、水蒸気による封孔処理を十分満足に行
なうことができる低合金鋼焼結部品並びに耐食性および
靱性低下が著しく抑制されたステンレス鋼焼結部品が得
られるようになるという研究結果を得たのである。
【０００６】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、連続焼結炉の脱脂ゾーン、予熱
ゾーン、焼結ゾーン、および冷却ゾーンを通して被焼結
材を移動させることにより低合金鋼またはステンレス鋼
で構成された鉄基焼結部品を製造するに際して、上記予
熱ゾーンおよび焼結ゾーンの雰囲気をＨ2 ：２〜１０容
量％含有のＮ2−Ｈ2 混合ガス雰囲気とし、かつ上記冷
却ゾーンの雰囲気をＨ2 ：１５〜６０容量％含有のＮ2
−Ｈ2 混合ガス雰囲気とすることにより（Ｎ）含有量の
低い、すなわち（Ｎ）含有量が１００ppm 以下の鉄基焼
結部品を製造する方法に特徴を有するものである。
なされたものであって、連続焼結炉の脱脂ゾーン、予熱
ゾーン、焼結ゾーン、および冷却ゾーンを通して被焼結
材を移動させることにより低合金鋼またはステンレス鋼
で構成された鉄基焼結部品を製造するに際して、上記予
熱ゾーンおよび焼結ゾーンの雰囲気をＨ2 ：２〜１０容
量％含有のＮ2−Ｈ2 混合ガス雰囲気とし、かつ上記冷
却ゾーンの雰囲気をＨ2 ：１５〜６０容量％含有のＮ2
−Ｈ2 混合ガス雰囲気とすることにより（Ｎ）含有量の
低い、すなわち（Ｎ）含有量が１００ppm 以下の鉄基焼
結部品を製造する方法に特徴を有するものである。
【０００７】つぎに、この発明の方法において、予熱ゾ
ーンおよび焼結ゾーン雰囲気、並びに冷却ゾーン雰囲気
のＨ2 含有量を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） 予熱ゾーンおよび焼結ゾーン雰囲気中のＨ2 含
有量 予熱ゾーンおよび焼結ゾーンには、被焼結材中の酸化物
の還元と酸化防止の目的で、Ｈ2 ：２〜１０容量％を含
有させたＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気が形成されるが、こ
の場合Ｈ2 含有量が２容量％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その割合が１０容量％を越えると
被焼結材に脱炭現象が発生するようになることから、Ｈ
2 含有量を２〜１０容量％に定めている。
ーンおよび焼結ゾーン雰囲気、並びに冷却ゾーン雰囲気
のＨ2 含有量を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） 予熱ゾーンおよび焼結ゾーン雰囲気中のＨ2 含
有量 予熱ゾーンおよび焼結ゾーンには、被焼結材中の酸化物
の還元と酸化防止の目的で、Ｈ2 ：２〜１０容量％を含
有させたＮ2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気が形成されるが、こ
の場合Ｈ2 含有量が２容量％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その割合が１０容量％を越えると
被焼結材に脱炭現象が発生するようになることから、Ｈ
2 含有量を２〜１０容量％に定めている。
【０００８】（ｂ） 冷却ゾーン雰囲気中のＨ2 含有量 冷却ゾーン雰囲気を形成するＮ2 −Ｈ2 混合ガスのＨ2
には、焼結時に被焼結材に吸着した（Ｎ）および生成し
た窒化物と反応して、これを除去し、もって冷却後の焼
結部品の（Ｎ）含有量を１００ppm 以下に低減する作用
があるが、その含有量が１５容量％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量が６０容量％を
越えると、爆発の危険が伴なうなど取扱いが難しくなる
ことから、Ｈ2 含有量を１５〜６０容量％と定めた。
には、焼結時に被焼結材に吸着した（Ｎ）および生成し
た窒化物と反応して、これを除去し、もって冷却後の焼
結部品の（Ｎ）含有量を１００ppm 以下に低減する作用
があるが、その含有量が１５容量％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量が６０容量％を
越えると、爆発の危険が伴なうなど取扱いが難しくなる
ことから、Ｈ2 含有量を１５〜６０容量％と定めた。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。原料粉末として、いずれも２０〜２００
μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＣｕ粉末および
黒鉛粉末、さらに表１に示される成分組成をもった低合
金鋼粉末およびステンレス鋼粉末を用意し、これら原料
粉末を同じく表１に示される配合組成に配合し、ステア
リ酸亜鉛：１重量％を加えて混合した後、７ton ／cm2
の圧力でプレス成形して被焼結材（圧粉体）Ａ〜Ｌを形
成し、これら被焼結材を、図１に概略説明図で示される
通り、図２に示される従来連続焼結炉におけると同様に
脱脂ゾーンＩと予熱ゾーンII、並びに焼結ゾーンIII と
冷却ゾーンIVの間を隔壁Ａ，Ｂでそれぞれ仕切り、前記
冷却ゾーン雰囲気をそれぞれ表２，３に示される通り１
５〜６０容量％の範囲内の所定割合のＨ2 を含有したＮ
2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気とする以外は、従来焼結方法と
同じ条件、すなわち、 （ａ） 脱脂ゾーン雰囲気：変成ガスの吹込み、 （ｂ） 脱脂ゾーンの長さ：３００cm、 （ｃ） 予熱および焼結ゾーン雰囲気中のＨ2 含有量：
表２，３、 （ｄ） 予熱および焼結ゾーン長さ：５５０cm、 （ｅ） 焼結温度：表２，３、 （ｆ） 被焼結材の連続焼結炉内移動速度：１２０mm／
min 、 （ｇ） 冷却ゾーンの冷却速度：５℃／min 、 の条件で焼結することにより本発明方法１〜１２を実施
し、いずれも直径：５０mm×厚さ：５mmの寸法をもった
低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼焼結部品を製造し
た。
的に説明する。原料粉末として、いずれも２０〜２００
μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＣｕ粉末および
黒鉛粉末、さらに表１に示される成分組成をもった低合
金鋼粉末およびステンレス鋼粉末を用意し、これら原料
粉末を同じく表１に示される配合組成に配合し、ステア
リ酸亜鉛：１重量％を加えて混合した後、７ton ／cm2
の圧力でプレス成形して被焼結材（圧粉体）Ａ〜Ｌを形
成し、これら被焼結材を、図１に概略説明図で示される
通り、図２に示される従来連続焼結炉におけると同様に
脱脂ゾーンＩと予熱ゾーンII、並びに焼結ゾーンIII と
冷却ゾーンIVの間を隔壁Ａ，Ｂでそれぞれ仕切り、前記
冷却ゾーン雰囲気をそれぞれ表２，３に示される通り１
５〜６０容量％の範囲内の所定割合のＨ2 を含有したＮ
2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気とする以外は、従来焼結方法と
同じ条件、すなわち、 （ａ） 脱脂ゾーン雰囲気：変成ガスの吹込み、 （ｂ） 脱脂ゾーンの長さ：３００cm、 （ｃ） 予熱および焼結ゾーン雰囲気中のＨ2 含有量：
表２，３、 （ｄ） 予熱および焼結ゾーン長さ：５５０cm、 （ｅ） 焼結温度：表２，３、 （ｆ） 被焼結材の連続焼結炉内移動速度：１２０mm／
min 、 （ｇ） 冷却ゾーンの冷却速度：５℃／min 、 の条件で焼結することにより本発明方法１〜１２を実施
し、いずれも直径：５０mm×厚さ：５mmの寸法をもった
低合金鋼焼結部品およびステンレス鋼焼結部品を製造し
た。
【００１０】また、比較の目的で、図２に示される連続
焼結炉を用い、冷却ゾーン雰囲気をＮ2 雰囲気とする以
外は、同一の条件で従来方法１〜１２を実施し、各種の
鉄基焼結部品を製造した。ついで、この結果得られた各
種の鉄基焼結部品の（Ｎ）含有量を測定し、この測定結
果を表２，３に示した。
焼結炉を用い、冷却ゾーン雰囲気をＮ2 雰囲気とする以
外は、同一の条件で従来方法１〜１２を実施し、各種の
鉄基焼結部品を製造した。ついで、この結果得られた各
種の鉄基焼結部品の（Ｎ）含有量を測定し、この測定結
果を表２，３に示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【発明の効果】表２，３に示される結果から、従来方法
１〜１２で製造された鉄基焼結部品は、いずれも２１０
〜４６００ppm の高い（Ｎ）含有量を示すのに対して、
本発明方法１〜１２で製造された鉄基焼結部品の（Ｎ）
含有量は、いずれも１００ppm以下を示すことが明らか
である。
１〜１２で製造された鉄基焼結部品は、いずれも２１０
〜４６００ppm の高い（Ｎ）含有量を示すのに対して、
本発明方法１〜１２で製造された鉄基焼結部品の（Ｎ）
含有量は、いずれも１００ppm以下を示すことが明らか
である。
【００１５】上述のように、この発明の方法によれば、
Ｎ2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気の連続焼結炉を用いて、低
（Ｎ）含有量の鉄基焼結部品を製造することができ、し
たがって製造される鉄基焼結部品が低合金鋼であれば水
蒸気による封孔処理を満足に行なうことができ、またこ
れがステンレス鋼であれば、すぐれた耐食性と靱性を保
持するものであるなど工業上有用な効果がもたらされる
のである。
Ｎ2 −Ｈ2 混合ガス雰囲気の連続焼結炉を用いて、低
（Ｎ）含有量の鉄基焼結部品を製造することができ、し
たがって製造される鉄基焼結部品が低合金鋼であれば水
蒸気による封孔処理を満足に行なうことができ、またこ
れがステンレス鋼であれば、すぐれた耐食性と靱性を保
持するものであるなど工業上有用な効果がもたらされる
のである。
【図１】本発明方法を実施するのに用いられた連続焼結
炉の概略説明図である。
炉の概略説明図である。
【図２】従来連続焼結炉の概略説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 連続焼結炉の脱脂ゾーン、予熱ゾーン、
焼結ゾーン、および冷却ゾーンを通して被焼結材を移動
させることにより低合金鋼またはステンレス鋼で構成さ
れた鉄基焼結部品を製造するに際して、 上記予熱ゾーンおよび焼結ゾーンの雰囲気を水素：２〜
１０容量％含有の窒素−水素混合ガス雰囲気とし、かつ
上記冷却ゾーンの雰囲気を水素：１５〜６０容量％含有
の窒素−水素混合ガス雰囲気とすることを特徴とする窒
素含有量の低い鉄基焼結部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32118792A JPH06145712A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 窒素含有量の低い鉄基焼結部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32118792A JPH06145712A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 窒素含有量の低い鉄基焼結部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06145712A true JPH06145712A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=18129761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32118792A Pending JPH06145712A (ja) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | 窒素含有量の低い鉄基焼結部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06145712A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018505376A (ja) * | 2015-01-08 | 2018-02-22 | リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 焼結プロセスを制御するための装置および方法 |
| CN109489414A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-19 | 北京科技大学 | 一种高铁刹车片连续气氛烧结炉 |
| JP2020158876A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-10-01 | 株式会社アテクト | 水素及び／又は水素化物を用いた耐熱性合金製の耐熱部材の製造方法 |
-
1992
- 1992-11-05 JP JP32118792A patent/JPH06145712A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018505376A (ja) * | 2015-01-08 | 2018-02-22 | リンデ アクチエンゲゼルシャフトＬｉｎｄｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 焼結プロセスを制御するための装置および方法 |
| JP2020158876A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-10-01 | 株式会社アテクト | 水素及び／又は水素化物を用いた耐熱性合金製の耐熱部材の製造方法 |
| CN109489414A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-19 | 北京科技大学 | 一种高铁刹车片连续气氛烧结炉 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010227 |