JPH07179997A - 高速度鋼系粉末合金 - Google Patents
高速度鋼系粉末合金Info
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- JPH07179997A JPH07179997A JP32276693A JP32276693A JPH07179997A JP H07179997 A JPH07179997 A JP H07179997A JP 32276693 A JP32276693 A JP 32276693A JP 32276693 A JP32276693 A JP 32276693A JP H07179997 A JPH07179997 A JP H07179997A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性や耐肌荒性のみならず、摺動性、耐
焼付性にも優れた高速度鋼系粉末合金を提供する。 【構成】 本発明の高速度鋼系粉末合金は、化学組成が
重量％で、Ｃ ：０．３〜３．５％、 Ｓｉ：０．
６〜３．５％、Ｍｎ：０．６％以下、 Ｃｒ：
０．５〜２．９％、Ｍｏ：７．０〜５０％、 Ｗ
：０．５〜２０．０％、Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａの内の
１種以上：総計で０．５〜１２．０％、Ｂ ：０．１〜
５．０％、及び残部実質的にＦｅからなる。更に、前記
合金成分の他に、Ｃｏ：７．０〜２０％及び、又はＮ
ｉ：３．０％以下を含有することができる。
焼付性にも優れた高速度鋼系粉末合金を提供する。 【構成】 本発明の高速度鋼系粉末合金は、化学組成が
重量％で、Ｃ ：０．３〜３．５％、 Ｓｉ：０．
６〜３．５％、Ｍｎ：０．６％以下、 Ｃｒ：
０．５〜２．９％、Ｍｏ：７．０〜５０％、 Ｗ
：０．５〜２０．０％、Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａの内の
１種以上：総計で０．５〜１２．０％、Ｂ ：０．１〜
５．０％、及び残部実質的にＦｅからなる。更に、前記
合金成分の他に、Ｃｏ：７．０〜２０％及び、又はＮ
ｉ：３．０％以下を含有することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼材圧延用ロール、工
具、金型等のように、耐摩耗性、耐肌荒性、耐焼付性が
要求される部材の構成材料として有用な高速度鋼系粉末
合金に関する。
具、金型等のように、耐摩耗性、耐肌荒性、耐焼付性が
要求される部材の構成材料として有用な高速度鋼系粉末
合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材の熱間もしくは冷間圧延用ロール、
工具、金型等の塑性加工部材の表面には、耐摩耗性や耐
肌荒性（亀裂、凹凸、欠損等が生じにくい性質）が要求
される。従来、圧延用ロール材として高合金鋳鉄や鍛鋼
が、工具・金型材としてはＪＩＳに各種規定された合金
工具鋼や高速度鋼が使用されてきた。また、近年、特開
昭６３−２９７５１０号公報等に開示されているよう
に、機械構造用合金鋼等の強靱材からなる基材の表面に
高速度鋼系の組成を有する高合金粉末を配置して、熱間
等方圧加圧（ＨＩＰ）により粉末を焼結一体化すると共
に焼結した粉末合金を使用層として基材に接合した複合
部材も製造されている。
工具、金型等の塑性加工部材の表面には、耐摩耗性や耐
肌荒性（亀裂、凹凸、欠損等が生じにくい性質）が要求
される。従来、圧延用ロール材として高合金鋳鉄や鍛鋼
が、工具・金型材としてはＪＩＳに各種規定された合金
工具鋼や高速度鋼が使用されてきた。また、近年、特開
昭６３−２９７５１０号公報等に開示されているよう
に、機械構造用合金鋼等の強靱材からなる基材の表面に
高速度鋼系の組成を有する高合金粉末を配置して、熱間
等方圧加圧（ＨＩＰ）により粉末を焼結一体化すると共
に焼結した粉末合金を使用層として基材に接合した複合
部材も製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高速度鋼系合金は、焼
き入れ、焼き戻しからなる調質熱処理が施されて、マル
テンサイトあるいはベイナイト相の硬質の基地に微細な
硬質炭化物粒子が分散析出した金属組織となっており、
優れた耐摩耗性や耐肌荒性を帯有し、圧延用ローや金型
等の材料として好適である。しかし、摺動性、耐焼付性
に問題があり、また耐摩耗性のより一層の向上が求めら
れている。
き入れ、焼き戻しからなる調質熱処理が施されて、マル
テンサイトあるいはベイナイト相の硬質の基地に微細な
硬質炭化物粒子が分散析出した金属組織となっており、
優れた耐摩耗性や耐肌荒性を帯有し、圧延用ローや金型
等の材料として好適である。しかし、摺動性、耐焼付性
に問題があり、また耐摩耗性のより一層の向上が求めら
れている。
【０００４】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、耐摩耗性のみならず、摺動性、耐焼付性にも優れた
高速度鋼系粉末合金を提供することを目的とする。
で、耐摩耗性のみならず、摺動性、耐焼付性にも優れた
高速度鋼系粉末合金を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の高速度鋼系粉末
合金は、化学組成が重量％で、Ｃ ：０．３〜３．５
％、 Ｓｉ：０．６〜３．５％、Ｍｎ：０．６％以
下、 Ｃｒ：０．５〜２．９％、Ｍｏ：７．０
〜５０％、 Ｗ ：０．５〜２０％、Ｖ，Ｔｉ，
Ｎｂ，Ｔａの内の１種以上：総計で０．５〜１２％、Ｂ
：０．１〜５．０％、及び残部実質的にＦｅからな
る。更に、前記合金成分の他に、Ｃｏ：７．０〜２０％
及び、又はＮｉ：３．０％以下を含有することができ
る。
合金は、化学組成が重量％で、Ｃ ：０．３〜３．５
％、 Ｓｉ：０．６〜３．５％、Ｍｎ：０．６％以
下、 Ｃｒ：０．５〜２．９％、Ｍｏ：７．０
〜５０％、 Ｗ ：０．５〜２０％、Ｖ，Ｔｉ，
Ｎｂ，Ｔａの内の１種以上：総計で０．５〜１２％、Ｂ
：０．１〜５．０％、及び残部実質的にＦｅからな
る。更に、前記合金成分の他に、Ｃｏ：７．０〜２０％
及び、又はＮｉ：３．０％以下を含有することができ
る。
【０００６】
【作用】本発明の高速度鋼系粉末合金は、硬質基地や高
硬度炭化物の生成により良好な耐摩耗性及び耐肌荒性を
確保すると共に、Ｂ、Ｍｏを積極的に添加して硼化物、
特にＭｏ硼化物を積極的に生成させ、これによって耐摩
耗性を向上させると共にＭｏ硼化物により良好な摺動
性、耐焼付性を具備させたものである。以下、成分限定
理由について説明する。
硬度炭化物の生成により良好な耐摩耗性及び耐肌荒性を
確保すると共に、Ｂ、Ｍｏを積極的に添加して硼化物、
特にＭｏ硼化物を積極的に生成させ、これによって耐摩
耗性を向上させると共にＭｏ硼化物により良好な摺動
性、耐焼付性を具備させたものである。以下、成分限定
理由について説明する。
【０００７】Ｃ ：０．３〜３．５％ Ｃは炭化物形成元素であり、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ等と結合して、ＭＣ型、Ｍ6 Ｃ型、Ｍ2
Ｃ型等の硬質炭化物を形成し、合金の硬度引いては耐摩
耗性を高める。０．３％未満ではかかる作用が不足し、
一方３．５％を越えると炭化物量が過多となり、靱性を
阻害する。
Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ等と結合して、ＭＣ型、Ｍ6 Ｃ型、Ｍ2
Ｃ型等の硬質炭化物を形成し、合金の硬度引いては耐摩
耗性を高める。０．３％未満ではかかる作用が不足し、
一方３．５％を越えると炭化物量が過多となり、靱性を
阻害する。
【０００８】Ｓｉ：０．６〜３．５％ Ｓｉは脱酸作用、焼き入れ性の改善作用及び耐食性特に
孔食抵抗性の向上作用を有する。０．６％未満では耐食
性の改善作用が期待できず、一方３．５％を越えると材
質が脆化する。 Ｍｎ：０．６％以下 Ｍｎは脱酸作用を有し、また焼き入れ性を改善する。し
かし、０．６％を越えて含有すると、オーステナイト結
晶粒の粗大化を招き、合金材質が脆化するようになる。
孔食抵抗性の向上作用を有する。０．６％未満では耐食
性の改善作用が期待できず、一方３．５％を越えると材
質が脆化する。 Ｍｎ：０．６％以下 Ｍｎは脱酸作用を有し、また焼き入れ性を改善する。し
かし、０．６％を越えて含有すると、オーステナイト結
晶粒の粗大化を招き、合金材質が脆化するようになる。
【０００９】Ｃｒ：０．５〜２．９％ ＣｒはＣ、Ｂと結合して炭化物、硼化物を形成し、耐摩
耗性の向上に寄与すると共に基地に固溶して耐酸化性を
向上させる。０．５％未満ではかかる作用が過少であ
り、一方２．９％を越えると基地に固溶するＣｒ量が多
くなり、摺動性、耐焼付性を阻害するようになり、また
靱性、耐衝撃性の低下を招来する。
耗性の向上に寄与すると共に基地に固溶して耐酸化性を
向上させる。０．５％未満ではかかる作用が過少であ
り、一方２．９％を越えると基地に固溶するＣｒ量が多
くなり、摺動性、耐焼付性を阻害するようになり、また
靱性、耐衝撃性の低下を招来する。
【００１０】Ｍｏ：７．０〜５０％ ＭｏはＣと結合して、Ｍ2 Ｃ型又はＭ6 Ｃ型の炭化物を
形成し、耐摩耗性を向上させると共にＢと結合して特に
摺動性の向上に寄与する硼化物を形成する。また、その
一部は基地中に固溶し、基地を強化し、高温硬さ、焼き
戻し軟化抵抗性を向上させる。含有量が少ないとかかる
作用が不足するため、７．０％以上、好ましくは９．０
５％以上含有させる。一方、５０％を越えると炭化物
量、硼化物量が過多となり、靱性が低下する。
形成し、耐摩耗性を向上させると共にＢと結合して特に
摺動性の向上に寄与する硼化物を形成する。また、その
一部は基地中に固溶し、基地を強化し、高温硬さ、焼き
戻し軟化抵抗性を向上させる。含有量が少ないとかかる
作用が不足するため、７．０％以上、好ましくは９．０
５％以上含有させる。一方、５０％を越えると炭化物
量、硼化物量が過多となり、靱性が低下する。
【００１１】Ｗ ：０．５〜２０％ ＷはＣと結合して、Ｍ2 Ｃ型又はＭ6 Ｃ型の炭化物を形
成し、耐摩耗性を向上させる。また。その一部は基地中
に固溶し、基地を強化し、高温硬さ、焼き戻し軟化抵抗
性を向上させる。０．５％未満ではかかる作用が不足
し、一方２０％を越えると炭化物量が過多となり、靱性
が低下する。
成し、耐摩耗性を向上させる。また。その一部は基地中
に固溶し、基地を強化し、高温硬さ、焼き戻し軟化抵抗
性を向上させる。０．５％未満ではかかる作用が不足
し、一方２０％を越えると炭化物量が過多となり、靱性
が低下する。
【００１２】Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａの内の１種以上：総
計で０．５〜１２％ これらの元素はＣ、Ｂと結合してＭＣ型、ＭＢ型、一部
Ｍ2 Ｃ型、Ｍ2 Ｂ型の炭化物、硼化物を形成する。これ
らの化合物の内、炭化物は焼き入れ後の焼き戻し処理に
より、析出し、顕著な二次硬化をもたらす。総量で０．
５％未満ではその作用が過少であり、一方１２．０％を
越えると炭化物、硼化物の過剰析出により靱性が低下
し、また加工性が悪化する。
計で０．５〜１２％ これらの元素はＣ、Ｂと結合してＭＣ型、ＭＢ型、一部
Ｍ2 Ｃ型、Ｍ2 Ｂ型の炭化物、硼化物を形成する。これ
らの化合物の内、炭化物は焼き入れ後の焼き戻し処理に
より、析出し、顕著な二次硬化をもたらす。総量で０．
５％未満ではその作用が過少であり、一方１２．０％を
越えると炭化物、硼化物の過剰析出により靱性が低下
し、また加工性が悪化する。
【００１３】Ｂ ：０．１〜５．０％、 ＢはＶ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ等と結合し
て硼化物を形成し、合金の耐摩耗性を向上させる。硼化
物の内、特にＭｏ硼化物は摺動性に富み、合金の摺動
性、耐焼付性の発現に寄与する。このため、本発明では
Ｍｏと共に積極的に含有させる。Ｂ含有量が少ないと前
記作用を期待することができないため、０．１％以上、
好ましくは０．３％以上含有させる。一方、５．０％を
越えると、硼化物量が過多となり、靱性の低下を招来す
る。尚、靱性の低下は炭化物量とも関係し、硼化物の靱
性低下作用は炭化物の２倍程度であるため、Ｃ含有量と
２×Ｂ含有量との和（Ｃ＋２Ｂ）を４％以下に止めるの
がよい。
て硼化物を形成し、合金の耐摩耗性を向上させる。硼化
物の内、特にＭｏ硼化物は摺動性に富み、合金の摺動
性、耐焼付性の発現に寄与する。このため、本発明では
Ｍｏと共に積極的に含有させる。Ｂ含有量が少ないと前
記作用を期待することができないため、０．１％以上、
好ましくは０．３％以上含有させる。一方、５．０％を
越えると、硼化物量が過多となり、靱性の低下を招来す
る。尚、靱性の低下は炭化物量とも関係し、硼化物の靱
性低下作用は炭化物の２倍程度であるため、Ｃ含有量と
２×Ｂ含有量との和（Ｃ＋２Ｂ）を４％以下に止めるの
がよい。
【００１４】本発明の粉末合金は、以上の成分の他、残
部実質的にＦｅで形成されるが、材質をより向上させる
ための、Ｆｅの一部に代えてＣｏを７．０〜２０％及
び、又はＮｉ：３．０％以下を含有させることができ
る。尚、不純物であるＰ、Ｓは材質を劣化させるので少
ない方がよく、０．１％以下に止めることが好ましい。 Ｃｏ：７．０〜２０％ Ｃｏは基地中に固溶して基地を強化し、高温における硬
さと耐力を著しく向上させる。このため、熱間工具や高
温鍛造部材のように、高温に曝される部材の材料として
はＣｏを含有させることが望ましい。含有量が少ないと
前記作用が不足するため７．０％以上、好ましくは８．
０％以上含有させる。一方、２０％を越えると、靱性が
低下する。Ｃｏは高価な元素であり、多量の含有は経済
性を悪化させるため、１２％以下に止めることが好まし
い。
部実質的にＦｅで形成されるが、材質をより向上させる
ための、Ｆｅの一部に代えてＣｏを７．０〜２０％及
び、又はＮｉ：３．０％以下を含有させることができ
る。尚、不純物であるＰ、Ｓは材質を劣化させるので少
ない方がよく、０．１％以下に止めることが好ましい。 Ｃｏ：７．０〜２０％ Ｃｏは基地中に固溶して基地を強化し、高温における硬
さと耐力を著しく向上させる。このため、熱間工具や高
温鍛造部材のように、高温に曝される部材の材料として
はＣｏを含有させることが望ましい。含有量が少ないと
前記作用が不足するため７．０％以上、好ましくは８．
０％以上含有させる。一方、２０％を越えると、靱性が
低下する。Ｃｏは高価な元素であり、多量の含有は経済
性を悪化させるため、１２％以下に止めることが好まし
い。
【００１５】Ｎｉ：３．０％以下 Ｎｉはオーステナイト相安定化元素であり、残留オース
テナイト量の増加による靱性の向上に資する。しかし、
含有量が多いと、残留オーステナイト量が過多となり、
耐摩耗性に悪影響を及ぼすため、３．０％以下、好まし
くは２．０％以下にするのがよい。
テナイト量の増加による靱性の向上に資する。しかし、
含有量が多いと、残留オーステナイト量が過多となり、
耐摩耗性に悪影響を及ぼすため、３．０％以下、好まし
くは２．０％以下にするのがよい。
【００１６】本発明の粉末合金は、前記組成の合金粉末
を原料として、固液共存温度域で加圧成形したり、固相
温度域においてＨＩＰ、あるいは熱間押出や熱間鍛造等
の熱間塑性加工を施すことにより、原料粉末を接合一体
化することにより得られる。
を原料として、固液共存温度域で加圧成形したり、固相
温度域においてＨＩＰ、あるいは熱間押出や熱間鍛造等
の熱間塑性加工を施すことにより、原料粉末を接合一体
化することにより得られる。
【００１７】
【実施例】本発明の高速度鋼系粉末合金は、耐摩耗性、
耐肌荒性及び摺動性、耐焼付性が要求される各種用途に
使用される。工具のような小形部材に対しては本発明合
金単体により形成すればよい。大形部材については、例
えば鋼板圧延用ロールの場合、ロール軸心部として機械
構造用炭素鋼（ＳＣ材）や機械構造用低合金鋼（ＳＣＭ
材、ＳＮＣＭ材等）等の強靱材で形成された、円筒状あ
るいは中実円柱状の基材に本発明合金からなる外層を被
覆形成すればよい。条鋼圧延用ロールの場合では、カリ
バー（孔型）の成形面を含む表層を本発明合金で被覆形
成すればよい。金型など、その他の塑性加工用部材や機
械構造用部材については、小形のものでは本発明合金単
体で形成すればよく、大型のものでは耐摩耗性等の使用
特性が要求されない部材本体（基材）を前記強靱材で形
成し、使用特性が要求される表層を本発明合金で被覆形
成すればよい。
耐肌荒性及び摺動性、耐焼付性が要求される各種用途に
使用される。工具のような小形部材に対しては本発明合
金単体により形成すればよい。大形部材については、例
えば鋼板圧延用ロールの場合、ロール軸心部として機械
構造用炭素鋼（ＳＣ材）や機械構造用低合金鋼（ＳＣＭ
材、ＳＮＣＭ材等）等の強靱材で形成された、円筒状あ
るいは中実円柱状の基材に本発明合金からなる外層を被
覆形成すればよい。条鋼圧延用ロールの場合では、カリ
バー（孔型）の成形面を含む表層を本発明合金で被覆形
成すればよい。金型など、その他の塑性加工用部材や機
械構造用部材については、小形のものでは本発明合金単
体で形成すればよく、大型のものでは耐摩耗性等の使用
特性が要求されない部材本体（基材）を前記強靱材で形
成し、使用特性が要求される表層を本発明合金で被覆形
成すればよい。
【００１８】ここで、前記複合ロールのように、基材に
本発明の高速度鋼系粉末合金を一体的に接合形成した複
合部材の製造例について説明する。まず、強靱材からな
る基材の、本発明の粉末合金層で被覆したい表面部分の
外周を、例えば炭素鋼板等の軟質高融点金属薄板（カプ
セル材）で包囲し、ＨＩＰ用カプセルを製作する。そし
て、該カプセル内に本発明にかかる合金組成を有する高
速度鋼系合金粉末を充填し、カプセル内（粉末充填部）
を脱気し、密封する。前記粉末は本発明の合金組成を有
する溶湯を溶製し、これをガスアトマイズ法や水アトマ
イズ法等の適宜の粉末製造法により粉化することによ
り、製造される。粉末粒度は特に規定されないが、通
常、平均粒径５００μｍ以下のものが使用される。尚、
粉末の表面に酸化膜が多量に付着している場合、カプセ
ル内に水素ガス等の還元性ガスを導入し、加熱して酸化
膜を還元除去した後、脱気密封することが好ましい。
本発明の高速度鋼系粉末合金を一体的に接合形成した複
合部材の製造例について説明する。まず、強靱材からな
る基材の、本発明の粉末合金層で被覆したい表面部分の
外周を、例えば炭素鋼板等の軟質高融点金属薄板（カプ
セル材）で包囲し、ＨＩＰ用カプセルを製作する。そし
て、該カプセル内に本発明にかかる合金組成を有する高
速度鋼系合金粉末を充填し、カプセル内（粉末充填部）
を脱気し、密封する。前記粉末は本発明の合金組成を有
する溶湯を溶製し、これをガスアトマイズ法や水アトマ
イズ法等の適宜の粉末製造法により粉化することによ
り、製造される。粉末粒度は特に規定されないが、通
常、平均粒径５００μｍ以下のものが使用される。尚、
粉末の表面に酸化膜が多量に付着している場合、カプセ
ル内に水素ガス等の還元性ガスを導入し、加熱して酸化
膜を還元除去した後、脱気密封することが好ましい。
【００１９】次に、脱気密封されたカプセルをＨＩＰ処
理し、合金粉末を焼結一体化すると共に、焼結一体化し
た粉末合金層を基材表面に拡散接合させる。ＨＩＰ処理
条件は、処理温度９００〜１２００℃、処理圧力５００
〜１５００kgf/cm2 、処理時間２〜４ｈｒ程度でよい。
ＨＩＰ処理後、機械加工によりカプセル材を除去し、必
要に応じて形状修正を行う。
理し、合金粉末を焼結一体化すると共に、焼結一体化し
た粉末合金層を基材表面に拡散接合させる。ＨＩＰ処理
条件は、処理温度９００〜１２００℃、処理圧力５００
〜１５００kgf/cm2 、処理時間２〜４ｈｒ程度でよい。
ＨＩＰ処理後、機械加工によりカプセル材を除去し、必
要に応じて形状修正を行う。
【００２０】このようにして、基材の所要表面に本発明
粉末合金層を被覆形成し後、粉末合金層に焼き入れ、焼
き戻し熱処理（調質熱処理）を施す。焼き入れ温度（オ
ーステナイト化温度）は約１０５０〜１２５０℃、好ま
しくは１１００〜１２００℃であり、同温度からの冷却
は油浴、塩浴等を使用することも可能であるが、熱応力
に起因する粉末合金層の亀裂、割れの発生を確実に防止
するには、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒とし、常圧あ
るいは例えば３〜７kgf/cm2 程度の加圧雰囲気中で冷却
速度を５〜２０℃／分に制御して冷却するとよい。一
方、焼き戻し処理は、約５００〜６００℃に加熱保持し
た後、冷却する操作を、１回乃至数回実施すればよい。
かかる熱処理により、マトリックスがマルテンサイトも
しくはベイナイト又はこれらの相を主相とし、これに少
量の残留オーステナイトが混在する組織となり、該マト
リックス中に微細な炭化物、硼化物が分散析出した金属
組織となる。析出物は、面積率で約２０〜４５％を占
め、一般の溶製材における炭化物量が約１０〜１５％で
あるのに比して豊富であり、かつ均一に分布している。
粉末合金層を被覆形成し後、粉末合金層に焼き入れ、焼
き戻し熱処理（調質熱処理）を施す。焼き入れ温度（オ
ーステナイト化温度）は約１０５０〜１２５０℃、好ま
しくは１１００〜１２００℃であり、同温度からの冷却
は油浴、塩浴等を使用することも可能であるが、熱応力
に起因する粉末合金層の亀裂、割れの発生を確実に防止
するには、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒とし、常圧あ
るいは例えば３〜７kgf/cm2 程度の加圧雰囲気中で冷却
速度を５〜２０℃／分に制御して冷却するとよい。一
方、焼き戻し処理は、約５００〜６００℃に加熱保持し
た後、冷却する操作を、１回乃至数回実施すればよい。
かかる熱処理により、マトリックスがマルテンサイトも
しくはベイナイト又はこれらの相を主相とし、これに少
量の残留オーステナイトが混在する組織となり、該マト
リックス中に微細な炭化物、硼化物が分散析出した金属
組織となる。析出物は、面積率で約２０〜４５％を占
め、一般の溶製材における炭化物量が約１０〜１５％で
あるのに比して豊富であり、かつ均一に分布している。
【００２１】尚、高速度鋼系合金粉末の接合一体化につ
いては、前記ＨＩＰ処理に限らず、熱間一軸加圧焼結、
固液共存温度域での加圧成形、その他、熱間押出や熱間
鍛造等の熱間塑性加工を適用することができる。ＨＩＰ
処理の場合、合金粉末の焼結と焼結した粉末合金の基材
への接合が一工程で行われる利点がある。勿論、合金粉
末のみを適宜の熱間加工により接合一体化した後、この
粉末合金を基材にＨＩＰ等により接合し、複合一体化す
ることもできる。
いては、前記ＨＩＰ処理に限らず、熱間一軸加圧焼結、
固液共存温度域での加圧成形、その他、熱間押出や熱間
鍛造等の熱間塑性加工を適用することができる。ＨＩＰ
処理の場合、合金粉末の焼結と焼結した粉末合金の基材
への接合が一工程で行われる利点がある。勿論、合金粉
末のみを適宜の熱間加工により接合一体化した後、この
粉末合金を基材にＨＩＰ等により接合し、複合一体化す
ることもできる。
【００２２】本発明の高速度鋼系粉末合金は、耐摩耗
性、耐肌荒性のみならず優れた摺動性を有するため、従
来の高速度鋼を使用していた各種部材、例えば圧延用ロ
ールや金型に使用することにより、長寿命化が図られ、
また被加工物の品質改善に大きな効果が得られる。ま
た、加工部材のほか、軸受やシリンダー等の構造部材や
その表面ライニング材としても有用である。
性、耐肌荒性のみならず優れた摺動性を有するため、従
来の高速度鋼を使用していた各種部材、例えば圧延用ロ
ールや金型に使用することにより、長寿命化が図られ、
また被加工物の品質改善に大きな効果が得られる。ま
た、加工部材のほか、軸受やシリンダー等の構造部材や
その表面ライニング材としても有用である。
【００２３】次に本発明の具体的実施例を掲げる。表１
及び表２に示した化学組成（wt％）の高速度鋼系合金粉
末（平均粒径２００μm ）を原料粉末として、ＨＩＰ処
理により該粉末を焼結して粉末合金を得た。次いで、該
粉末合金に焼き入れ、焼き戻し熱処理を施して試料（供
試材）を製作した。ＨＩＰ処理条件は、温度：１１５０
℃、加圧力：１０００kgf/cm2 、保持時間：３ｈｒとし
た。また、焼き入れ処理は、真空焼き入れ炉内で１２０
０℃に１ｈｒ保持後、Ｎ2 ガス（常温、常圧）を導入
し、ガス冷却することにより実施した。一方、焼き戻し
処理は、５４０℃に５ｈｒ保持して放冷するヒートパタ
ンを３回繰り返した。
及び表２に示した化学組成（wt％）の高速度鋼系合金粉
末（平均粒径２００μm ）を原料粉末として、ＨＩＰ処
理により該粉末を焼結して粉末合金を得た。次いで、該
粉末合金に焼き入れ、焼き戻し熱処理を施して試料（供
試材）を製作した。ＨＩＰ処理条件は、温度：１１５０
℃、加圧力：１０００kgf/cm2 、保持時間：３ｈｒとし
た。また、焼き入れ処理は、真空焼き入れ炉内で１２０
０℃に１ｈｒ保持後、Ｎ2 ガス（常温、常圧）を導入
し、ガス冷却することにより実施した。一方、焼き戻し
処理は、５４０℃に５ｈｒ保持して放冷するヒートパタ
ンを３回繰り返した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】このようにして製作された試料合金を用い
て、硬度（ＨR Ｃ）を測定すると共に、下記の要領によ
り摩耗試験、曲げ試験、摺動試験及び靱性値を簡便に知
るための切り欠き曲げ試験を行った。その結果を表３及
び表４に示す。 (1) 摩耗試験 大越式摩耗試験により比摩耗量ＷS （mm2/kgf ）を測定
した。試験条件は、回転輪材質：ＳＵＪ２（ＨR Ｃ６
０）、摩耗速度：３．４ｍ／ｓ、摩耗距離：２００ｍ、
最終荷重：１８．６ｋｇｆとした。 (2) 曲げ試験 三点曲げ法により曲げ強さ（kgf/cm2 ）を測定した。試
験片サイズは３×４×５０mmで、スパン（支持間距離）
は３０mmとした。 (3) 摺動試験 横型ピンオンディスク摩耗方式の高圧摩耗試験機によ
り、段階的に荷重を変化させ、焼き付き発生時の面圧を
求めた。面圧の測定は、相手材をＳＳ４００として、接
触部に油温８０℃のモーターオイルNo. ３０を４００ｍ
ｌ／分で供給して行った。試験条件は、滑り速度：１．
７ｍ／ｓ、接触荷重：初期面圧５kgf/cm2で５kgf/cm2
毎増加、摩擦時間：各荷重につき３分とした。 (4) 切り欠き曲げ試験 疲労予亀裂を発生させず、機械的に入れた予亀裂のみで
三点曲げ試験を行い、便宜的に靱性値を求めた。試験片
サイズは１０×２０×１００mmで、機械的に入れた溝深
さは１０mmであり、スパンは８０mmとした。
て、硬度（ＨR Ｃ）を測定すると共に、下記の要領によ
り摩耗試験、曲げ試験、摺動試験及び靱性値を簡便に知
るための切り欠き曲げ試験を行った。その結果を表３及
び表４に示す。 (1) 摩耗試験 大越式摩耗試験により比摩耗量ＷS （mm2/kgf ）を測定
した。試験条件は、回転輪材質：ＳＵＪ２（ＨR Ｃ６
０）、摩耗速度：３．４ｍ／ｓ、摩耗距離：２００ｍ、
最終荷重：１８．６ｋｇｆとした。 (2) 曲げ試験 三点曲げ法により曲げ強さ（kgf/cm2 ）を測定した。試
験片サイズは３×４×５０mmで、スパン（支持間距離）
は３０mmとした。 (3) 摺動試験 横型ピンオンディスク摩耗方式の高圧摩耗試験機によ
り、段階的に荷重を変化させ、焼き付き発生時の面圧を
求めた。面圧の測定は、相手材をＳＳ４００として、接
触部に油温８０℃のモーターオイルNo. ３０を４００ｍ
ｌ／分で供給して行った。試験条件は、滑り速度：１．
７ｍ／ｓ、接触荷重：初期面圧５kgf/cm2で５kgf/cm2
毎増加、摩擦時間：各荷重につき３分とした。 (4) 切り欠き曲げ試験 疲労予亀裂を発生させず、機械的に入れた予亀裂のみで
三点曲げ試験を行い、便宜的に靱性値を求めた。試験片
サイズは１０×２０×１００mmで、機械的に入れた溝深
さは１０mmであり、スパンは８０mmとした。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】表３及び表４より、実施例（試料No. １〜
２４）は耐摩耗性、強度、靱性をバランス良く備え、特
に摺動性、耐焼付性に優れていることが確認された。一
方、比較例（試料No. １０１）は、Ｃｒ含有量が本発明
範囲を越え、またＣ＋２Ｂが４％を越えるため、耐摩耗
性、耐焼付性が良好であるものの、靱性の低下が著し
い。従来例（試料No. １０２〜１０５）は総じて耐摺動
性、耐焼付性に劣り、強度、靱性の良好なもの（試料N
o. １０２、１０３）は耐摩耗性の低下が著しい。
２４）は耐摩耗性、強度、靱性をバランス良く備え、特
に摺動性、耐焼付性に優れていることが確認された。一
方、比較例（試料No. １０１）は、Ｃｒ含有量が本発明
範囲を越え、またＣ＋２Ｂが４％を越えるため、耐摩耗
性、耐焼付性が良好であるものの、靱性の低下が著し
い。従来例（試料No. １０２〜１０５）は総じて耐摺動
性、耐焼付性に劣り、強度、靱性の良好なもの（試料N
o. １０２、１０３）は耐摩耗性の低下が著しい。
【００３０】
【発明の効果】本発明の高速度鋼系粉末合金は、硬質基
地や高硬度炭化物の生成により良好な耐摩耗性及び耐肌
荒性を確保すると共に、Ｂが０．１〜５．０％、Ｍｏが
７．０〜５０％含有しているので、これによって基地中
に硼化物を分散生成させることができ、耐摩耗性を向上
させると共にＭｏ硼化物の生成により優れた摺動性、耐
焼付性を具備させることができた。
地や高硬度炭化物の生成により良好な耐摩耗性及び耐肌
荒性を確保すると共に、Ｂが０．１〜５．０％、Ｍｏが
７．０〜５０％含有しているので、これによって基地中
に硼化物を分散生成させることができ、耐摩耗性を向上
させると共にＭｏ硼化物の生成により優れた摺動性、耐
焼付性を具備させることができた。
Claims (3)
- 【請求項１】 化学組成が重量％で、 Ｃ ：０．３〜３．５％、 Ｓｉ：０．６〜３．５
％、 Ｍｎ：０．６％以下、 Ｃｒ：０．５〜２．９
％、 Ｍｏ：７．０〜５０％、 Ｗ ：０．５〜２０
％、 Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａの内の１種以上：総計で０．５〜
１２％、 Ｂ ：０．１〜５．０％、及び残部実質的にＦｅからな
る高速度鋼系粉末合金。 - 【請求項２】 請求項１の合金成分の他に、Ｃｏ：７．
０〜２０％を含有する高速度鋼系粉末合金。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２の合金成分の他
に、Ｎｉ：３．０％以下を含有する高速度鋼系粉末合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32276693A JPH07179997A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 高速度鋼系粉末合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32276693A JPH07179997A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 高速度鋼系粉末合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07179997A true JPH07179997A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18147411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32276693A Pending JPH07179997A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 高速度鋼系粉末合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07179997A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6358298B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-03-19 | Quebec Metal Powders Limited | Iron-graphite composite powders and sintered articles produced therefrom |
| WO2016099390A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Uddeholms Ab | A wear resistant alloy |
| JP2016180168A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-13 | 日立金属株式会社 | 連続鋳掛け肉盛鋳造製圧延用複合ロール |
| JP2016180167A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-13 | 日立金属株式会社 | 連続鋳掛け肉盛鋳造製圧延用複合ロール |
| EP3344789A1 (en) * | 2015-09-04 | 2018-07-11 | Scoperta, Inc. | Chromium free and low-chromium wear resistant alloys |
| JP2021073376A (ja) * | 2012-05-07 | 2021-05-13 | ヴァルス ベジッツ ゲーエムベーハー | 優れた機械加工性を有する低温硬質鋼 |
| SE2130297A1 (en) * | 2021-11-05 | 2023-05-06 | Uddeholms Ab | A wear resistant alloy |
| US11939646B2 (en) | 2018-10-26 | 2024-03-26 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Corrosion and wear resistant nickel based alloys |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32276693A patent/JPH07179997A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6358298B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-03-19 | Quebec Metal Powders Limited | Iron-graphite composite powders and sintered articles produced therefrom |
| JP2021073376A (ja) * | 2012-05-07 | 2021-05-13 | ヴァルス ベジッツ ゲーエムベーハー | 優れた機械加工性を有する低温硬質鋼 |
| RU2702517C2 (ru) * | 2014-12-17 | 2019-10-08 | Уддехольмс АБ | Износостойкий сплав |
| CN110699613B (zh) * | 2014-12-17 | 2022-05-17 | 尤迪霍尔姆斯有限责任公司 | 耐磨合金 |
| CN107109593A (zh) * | 2014-12-17 | 2017-08-29 | 尤迪霍尔姆斯有限责任公司 | 耐磨合金 |
| EP3247815A4 (en) * | 2014-12-17 | 2018-05-09 | Uddeholms AB | A wear resistant alloy |
| US11242581B2 (en) | 2014-12-17 | 2022-02-08 | Uddeholms Ab | Wear resistant alloy |
| WO2016099390A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Uddeholms Ab | A wear resistant alloy |
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| JP2018532880A (ja) * | 2015-09-04 | 2018-11-08 | スコペルタ・インコーポレイテッドＳｃｏｐｅｒｔａ， Ｉｎｃ． | 非クロム及び低クロム耐摩耗性合金 |
| CN108350528A (zh) * | 2015-09-04 | 2018-07-31 | 思高博塔公司 | 无铬和低铬耐磨合金 |
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| US11253957B2 (en) | 2015-09-04 | 2022-02-22 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Chromium free and low-chromium wear resistant alloys |
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| WO2023080832A1 (en) * | 2021-11-05 | 2023-05-11 | Uddeholms Ab | A wear resistant alloy |
| SE545337C2 (en) * | 2021-11-05 | 2023-07-11 | Uddeholms Ab | A wear resistant alloy |
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