JPH07331378A - Production of iron-chromium-aluminum sintered alloy - Google Patents

Production of iron-chromium-aluminum sintered alloy

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JPH07331378A
JPH07331378A JP14564094A JP14564094A JPH07331378A JP H07331378 A JPH07331378 A JP H07331378A JP 14564094 A JP14564094 A JP 14564094A JP 14564094 A JP14564094 A JP 14564094A JP H07331378 A JPH07331378 A JP H07331378A
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JP
Japan
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alloy
powder
steel ingot
producing
forging
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Japanese (ja)
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Kanji Notomi
富 完 至 納
Shigeomi Araki
木 重 臣 荒
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

PURPOSE:To produce a heat resistant material improved in the plastic working of a steel ingot by HIP forming of an Fe-Cr-Al alloy powder and capable of being forged without causing cracking. CONSTITUTION:A molten Fe-Cr-Al alloy is powdered by a gas atomizing method or a water atomizing method. The resulting powder is formed into a steel ingot by HIP forming or CIP forming. This steel ingot is red heated and then continuously forged by stages in a longitudinal direction by using a segmental die divided into three or more pieces in a diameter direction and having an angle of inclination in an axial direction. Then, hot rolling is done.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はFe−Cr−Al系焼結
合金の製造方法に関し、さらに詳しくは、ヒーター材、
各種工業用炉の内部材および耐熱材料等の高温域におい
て使用するのに適しているFe−Cr−Al系焼結合金
の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a Fe--Cr--Al sintered alloy, more specifically, a heater material,
The present invention relates to a method for producing a Fe—Cr—Al-based sintered alloy suitable for use in high temperature regions such as inner members of various industrial furnaces and heat resistant materials.

【0002】[0002]

【従来技術】従来より提案されている、家庭電気製品、
工業用炉等の発熱体や精密抵抗線に有用な高電気抵抗材
料および耐熱材料等に適しているFe−Cr−Al系焼
結合金の製造方法について図5により説明する。
2. Description of the Related Art Household appliances, which have been proposed so far,
A method for producing a Fe—Cr—Al based sintered alloy suitable for a high electric resistance material and a heat resistant material useful for a heating element of an industrial furnace or a precision resistance wire will be described with reference to FIG.

【0003】即ち、図5において、Fe−Cr−Al系
合金を大気溶解または真空溶解し、アルゴン等の不活性
ガスアトマイズ法または水アトマイズ法により、合金粉
末を作成し、次いで、HIP成形を行い、外側に軟鋼層
を付けたままの状態で熱間押出または2個の金型による
2面鍛造を行い、さらに、熱間圧延を行って製品とす
る。そして、これら2つの方法について実施検討を行っ
たところ、工業的に有効な鍛造法の図5の工程Bについ
ては、以下説明するような問題のあることがわかった。
That is, in FIG. 5, an Fe-Cr-Al-based alloy is melted in the atmosphere or vacuum-melted, and an alloy powder is prepared by an atomizing method of an inert gas such as argon or a water atomizing method, followed by HIP molding. Hot extrusion or two-sided forging with two dies is performed with the mild steel layer attached to the outside, and hot rolling is performed to obtain a product. Then, as a result of conducting examinations on these two methods, it was found that the industrially effective forging method, step B in FIG. 5, has a problem as described below.

【0004】一般的にFe−Cr−Al系粉末をHIP
成形法により鋼塊を作成するのであるが、使用する粉末
の表面にAlの酸窒化物がフィルム状に存在しており、
そのため粉末同士の真の接合(メタルボンディング)を
阻害している。従って、HIP成形法により作成された
鋼塊を次工程で鍛造または圧延を行う際に、HIP鋼塊
に割れが発生して、健全な製品(ビレット)を製造する
ことができないという問題が屡々発生していた。
Generally, Fe-Cr-Al powder is HIPed.
Although a steel ingot is created by a molding method, Al oxynitride is present in a film form on the surface of the powder used,
Therefore, it hinders the true bonding (metal bonding) of the powders. Therefore, when the steel ingot produced by the HIP forming method is forged or rolled in the next step, the HIP steel ingot is often cracked and a sound product (billet) cannot be produced. Was.

【0005】また、従来技術におけるHIP成形後の鍛
造は、図6に示すように2個の金型3、3の間にビレッ
トMを設置して、上部金型3の上下動によりビレットM
の鍛造を行う場合には、ビレットMの中央部に引張応力
が生じて割れ4が発生し(この鍛造を2面鍛造と呼
ぶ。)、また、図7に示すように、通常の金型を使用す
る鍛造においては、金型5、5の間のビレットMには割
れ4が発生するという問題がある。
Further, in the forging after the HIP molding in the prior art, as shown in FIG. 6, a billet M is installed between two molds 3 and 3 and the billet M is moved by the vertical movement of the upper mold 3.
When the forging is performed, tensile stress is generated in the central portion of the billet M and cracks 4 occur (this forging is called two-sided forging). Further, as shown in FIG. In the forging used, there is a problem that cracks 4 occur in the billet M between the dies 5 and 5.

【0006】この問題を解決するために以下説明する技
術が提案されている。先ず、特開昭62−280348
号公報には、Fe−Cr−Al系合金焼結体の製造法に
ついて、Cr20〜35wt%、Al5〜12wt%、
酸素0.02wt%以下、窒素 0.03wt%以下を含
有するFe−Cr−Al系合金粉末を真空溶解・ガスア
トマイズ法で作製し、該Fe−Cr−Al系合金粉末を
金属製容器に充填封入し、その後熱間静水圧プレス成形
して固有抵抗が150μΩ・cm以上のFe−Cr−A
l系合金焼結体を製造する方法が提案されている。な
お、熱間静水圧プレス成形後、熱間加工を行い、被覆金
属製容器を除去する。
In order to solve this problem, the techniques described below have been proposed. First, JP-A-62-280348
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242 discloses a method for manufacturing a Fe-Cr-Al alloy sintered body, in which Cr is 20 to 35 wt% and Al is 5 to 12 wt%.
Fe-Cr-Al alloy powder containing 0.02 wt% or less of oxygen and 0.03 wt% or less of nitrogen was produced by a vacuum melting / gas atomization method, and the Fe-Cr-Al alloy powder was filled and sealed in a metal container. Then, hot isostatic press molding is performed, and Fe-Cr-A having a specific resistance of 150 μΩ · cm or more is formed.
A method for producing an 1-based alloy sintered body has been proposed. After hot isostatic pressing, hot working is performed to remove the coated metal container.

【0007】次に、特開平04−308064号公報に
は、高電気抵抗材料およびその製造方法について、Fe
−Cr−Al系合金であって、Cr15〜30wt%、
Al5〜30wt%、Ca+Mg1.0wt%以下、F
e残部の範囲の高電気抵抗材料である。また、このFe
−Cr−Al系合金は、Cr20〜35wt%、Al5
〜12wt%、Si2wt%以下、Mn1wt%以下、
Ti0.1〜1wt%、酸素0.02wt%以下、窒素
0.03wt%以下、Fe残部とすることができる。
[0007] Next, Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-308064 discloses a high electric resistance material and a method for manufacturing the same.
-Cr-Al-based alloy, Cr 15 to 30 wt%,
Al5-30wt%, Ca + Mg 1.0wt% or less, F
e A high electric resistance material in the remaining range. Also, this Fe
-Cr-Al system alloy is Cr20-35wt%, Al5
~ 12 wt%, Si 2 wt% or less, Mn 1 wt% or less,
Ti can be 0.1 to 1 wt%, oxygen can be 0.02 wt% or less, nitrogen can be 0.03 wt% or less, and the balance can be Fe.

【0008】製造方法は、上記含有成分、成分割合の合
金粉末を容器に充填して、この容器内の粉末を熱間で圧
縮成形する方法である。そして、Ca+Mgを合計で
1.0wt%以下を含有させることにより、HIP成形
による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れの発生がなく
鍛造加工を行うことができる。
The manufacturing method is a method in which a container is filled with the alloy powder having the above-mentioned contained components and component ratios, and the powder in the container is hot compression molded. Then, by including Ca + Mg in a total amount of 1.0 wt% or less, the plastic workability of the steel ingot by HIP forming is improved, and forging can be performed without the occurrence of cracks.

【0009】さらに、特開平04−308065号公報
には、高電気抵抗材料およびその製造方法が提案されて
おり、即ち、Fe−Cr−Al系合金であって、Cr1
5〜30wt%、Al5〜30wt%、希土類元素1.
0wt%以下、Fe残部の範囲の高電気抵抗材料であ
り、この組成の合金粉末を容器に充填して、この容器内
の粉末を熱間で圧縮成形する製造方法である。そして、
希土類元素を1.0wt%以下含有させることにより、
HIP成形による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れの
発生がなく、鍛造加工を行うことができる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-308065 proposes a high electric resistance material and a method for producing the same, that is, a Fe-Cr-Al alloy, Cr1.
5-30 wt%, Al 5-30 wt%, rare earth element 1.
It is a high electric resistance material in the range of 0 wt% or less and the balance of Fe, and is a manufacturing method in which a container is filled with an alloy powder having this composition, and the powder in the container is hot compression molded. And
By containing the rare earth element in an amount of 1.0 wt% or less,
The plastic workability of the steel ingot by HIP forming is improved, cracks do not occur, and forging can be performed.

【0010】そして、特開昭62−280348号公報
の技術は、酸素0.02wt%以下、窒素0.03wt%
以下に規制することにより、また、特開平04−308
064号公報の技術は、Ca+Mgを1.0wt%以
下、かつ、酸素0.02wt%以下、窒素0.03wt%
以下に限定することにより、さらに、特開平04−30
8065号公報の技術は、希土類元素を1.0wt%以
下に限定することにより、Fe−Cr−Al系合金粉末
のHIP成形による鋼塊の塑性加工性が改善され、割れ
の発生がなく、鍛造加工を行うことができる。
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 280348/1987 is not more than 0.02 wt% oxygen and 0.03 wt% nitrogen.
By restricting the following, JP-A-04-308
The technology of Japanese Patent No. 064 is such that Ca + Mg is 1.0 wt% or less, oxygen is 0.02 wt% or less, and nitrogen is 0.03 wt%.
Furthermore, by limiting to the following, JP-A-04-30
In the technique of Japanese Patent No. 8065, by limiting the rare earth element to 1.0 wt% or less, the plastic workability of the steel ingot by the HIP forming of the Fe-Cr-Al alloy powder is improved, the cracking does not occur, and the forging is performed. Processing can be performed.

【0011】しかしながら、上記に説明した技術におけ
るFe−Cr−Al系合金の組成は、熱間加工性の面か
らは良好な結果をもたらすけれども、目標とする製品の
特性については、必ずしも満足する良好な効果が得られ
るものではなかった。
However, although the composition of the Fe--Cr--Al alloy in the above-mentioned technique gives good results in terms of hot workability, it does not necessarily satisfy the target product characteristics. It was not possible to obtain such an effect.

【0012】しかして、出願人が先に提案した耐クリー
プ性および耐酸化性に優れたFe−Cr−Al系粉末合
金の製造方法およびFe−Cr−Al系粉末合金には、
上記に説明した従来技術を適用することができず、従っ
て、技術的に製造上に制約の多い押出加工法によりFe
−Cr−Al系粉末合金を製造していた。以下、出願人
が先に提案したFe−Cr−Al系粉末合金の製造方法
について説明する。
Therefore, the method for producing the Fe--Cr--Al powder alloy excellent in creep resistance and oxidation resistance and the Fe--Cr--Al powder alloy previously proposed by the applicant include:
It is not possible to apply the above-mentioned conventional technique, and therefore, Fe is produced by an extrusion method which is technically limited in manufacturing.
A -Cr-Al-based powder alloy was manufactured. Hereinafter, the method for producing the Fe-Cr-Al-based powder alloy previously proposed by the applicant will be described.

【0013】先ず、特開平05年−043976号公報
は、Fe−Cr−Al系粉末合金の製造方法に関する技
術であり、Cr20〜35wt%、Al4〜12wt%
を含有するFe−Cr−Al系合金溶湯をガスアトマイ
ズ法により粉末化し、この合金粉末を予備成形し、予備
成形することなく、押出比2以上の熱間押出加工を行っ
た後に成形加工を行う方法であり、この合金粉末中の酸
素0.10wt%以下、窒素0.05〜0.20wt%に
制御し、さらに、NbまたはTiの1種およびY、H
f、Sc、希土類元素の1種以上を合計で1wt%以下
を含有させることができる。そして、製造された材料は
靭性が向上しており、熱間加工性が著しく良好となり、
さらに、耐クリープ性、耐酸化性も良好である。
First, Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-043976 discloses a technique relating to a method for producing a Fe-Cr-Al powder alloy, which comprises 20 to 35 wt% of Cr and 4 to 12 wt% of Al.
A method of pulverizing a molten Fe-Cr-Al alloy containing Al by a gas atomizing method, preforming this alloy powder, and performing hot extrusion with an extrusion ratio of 2 or more without preforming, and then performing the forming. In this alloy powder, oxygen is controlled to be 0.10 wt% or less, nitrogen is controlled to 0.05 to 0.20 wt%, and one of Nb or Ti and Y, H are added.
One or more of f, Sc, and a rare earth element may be contained in a total amount of 1 wt% or less. And the manufactured material has improved toughness, and the hot workability becomes remarkably good,
Furthermore, it has good creep resistance and oxidation resistance.

【0014】次に、特開平05−098401号公報
は、Fe−Cr−Al系粉末合金に関し、熱間押出法に
より製造されるものであり、Cr20〜35wt%、A
l4〜12wt%、酸素0.10wt%以下、窒素0.0
5〜0.20wt%を含有し、残部不可避不純物および
FeからなるFe−Cr−Al系粉末合金であり、Y、
Hf、Sc、希土類元素の中から選んだ1種以上を1w
t%以下、或いは、0.001wt%以上、固溶限(0.
1wt%)以下、さらに、Zr、Nb、Tiの中から選
んだ1種以上を含有させることができる。そして、Fe
−Cr−Al系粉末合金は、耐クリープ性、耐酸化性に
極めて優れている。
Next, Japanese Patent Laid-Open No. 05-098401 relates to a Fe-Cr-Al powder alloy, which is manufactured by a hot extrusion method, and contains 20 to 35 wt% of Cr, A
14 to 12 wt%, oxygen 0.10 wt% or less, nitrogen 0.0
Fe-Cr-Al-based powder alloy containing 5 to 0.20 wt% and the balance unavoidable impurities and Fe, Y,
1w of 1 or more selected from Hf, Sc and rare earth elements
t% or less, or 0.001 wt% or more, solid solubility limit (0.0
1 wt%) or less, and at least one selected from Zr, Nb, and Ti can be contained. And Fe
The -Cr-Al powder alloy is extremely excellent in creep resistance and oxidation resistance.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た従来におけるFe−Cr−Al系粉末合金または焼結
合金の製造方法の種々の問題点を解決するため、およ
び、出願人が先に提案した従来技術が適用できない組成
のFe−Cr−Al系粉末合金の製造方法における問題
点を解決するために、本発明者が鋭意研究を行い、検討
を重ねた結果、大気溶解または真空溶解により溶解した
溶湯をガスアトマイズ、水アトマイズによる合金粉末を
HIP成形により作製した鋼塊を、鍛造する場合に割れ
を発生させることなく行うことができるFe−Cr−A
l系焼結合金の製造方法を開発したのである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves various problems of the above-described conventional method for producing an Fe-Cr-Al-based powder alloy or a sintered alloy, and the applicant first In order to solve the problems in the method for producing a Fe-Cr-Al-based powder alloy having a composition to which the proposed conventional technique cannot be applied, the present inventor conducted extensive research and conducted extensive studies, and as a result, it was found that by atmospheric melting or vacuum melting Fe-Cr-A that can be performed without cracking when a steel ingot produced by HIP forming an alloy powder obtained by gas atomizing a molten metal and water atomizing the molten metal is forged
We have developed a manufacturing method for l-sintered alloys.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係るFe−Cr
−Al系焼結合金の製造方法は、Fe−Cr−Al系合
金溶湯をガスアトマイズ法または水アトマイズ法により
粉末化した後、粉末をHIP成形またはCIP成形によ
り鋼塊を作製し、この鋼塊を均熱後軸方向に傾斜角度を
有し、鋼塊の進行に従って断面積が小さくなっている径
方向に複数に分割された金型を使用して長手方向に連続
的に、かつ、段階的に鍛造を行った後、熱間圧延を行う
ことを特徴とするFe−Cr−Al系焼結合金の製造方
法を第1の発明とし、Fe−Cr−Al系合金溶湯をガ
スアトマイズ法または水アトマイズ法により粉末化した
後、この粉末を容器内に封入後加熱し、粉末封入容器を
軸方向に傾斜角度を有し、容器の進行に従って断面積が
小さくなっている径方向に複数に分割された金型を使用
して長手方向に連続的に、かつ、段階的に鍛造を行った
後、熱間圧延を行うことを特徴とするFe−Cr−Al
系焼結合金の製造方法を第2の発明とする2つの発明よ
りなるものである。
Fe-Cr according to the present invention
The manufacturing method of the —Al-based sintered alloy is as follows: After powdering the molten Fe—Cr—Al alloy by the gas atomizing method or the water atomizing method, the powder is made into a steel ingot by HIP molding or CIP molding. After soaking, it has an angle of inclination in the axial direction, and the cross-sectional area becomes smaller as the steel ingot advances. The first invention is a method for producing a Fe—Cr—Al based sintered alloy, which is characterized by performing hot rolling after performing forging, and a Fe—Cr—Al based molten alloy is gas atomized or water atomized. After pulverizing by, the powder is sealed in a container and then heated, and the powder-sealed container has an inclination angle in the axial direction and has a cross-sectional area that decreases as the container advances. Use a mold to connect in the longitudinal direction. Manner, and, after a stepwise forging, Fe-Cr-Al which is characterized in that the hot rolling
The present invention comprises two inventions, the second invention being a method for producing a sintered sintered alloy.

【0017】本発明に係るFe−Cr−Al系焼結合金
の製造方法について、以下詳細に説明する。
The method for producing the Fe-Cr-Al sintered alloy according to the present invention will be described in detail below.

【0018】なお、本発明に係るFe−Cr−Al系焼
結合金の製造方法において、使用することができるFe
−Cr−Al系合金としては、Cr20〜35wt%、
Al4〜12wt%、酸素0.10wt%以下、窒素0.
05〜0.20wt%を含有しており、残部が不可避不
純物およびFeからなる合金が好適であり、そして、こ
の合金には、Y、Hf、Sc、希土類元素の中から選ん
だ1種以上を1wt%以下、或いは、0.001wt%
以上、固溶限(0.1wt%、)以下、さらに、Zr、N
b、Tiの中から選んだ1種以上を含有させることがで
きる。
Note that Fe that can be used in the method for producing a Fe--Cr--Al system sintered alloy according to the present invention.
As the -Cr-Al alloy, Cr 20 to 35 wt%,
Al 4-12 wt%, oxygen 0.10 wt% or less, nitrogen 0.
An alloy containing 0.5 to 0.20 wt% and the balance being unavoidable impurities and Fe is preferable, and this alloy contains at least one selected from Y, Hf, Sc, and rare earth elements. 1 wt% or less, or 0.001 wt%
Above, solid solubility limit (0.1wt%,) below, Zr, N
One or more selected from b and Ti can be contained.

【0019】本発明に係るFe−Cr−Al系焼結合金
の製造方法は、図3(C工程)に示すように、先ず、所
定の含有成分、成分割合に調整したFe−Cr−Al系
合金を大気溶解または真空溶解により溶解温度1600
〜1650℃で溶解して得られた溶鋼を、5φ〜10φ
のタンディッシュノズル径より流下されて、30〜50
kg/cm2の窒素ガスによりガスアトマイズにより合
金粉末を製作する。
As shown in FIG. 3 (step C), the manufacturing method of the Fe-Cr-Al based sintered alloy according to the present invention is as follows. Melting temperature of alloy 1600 by atmospheric melting or vacuum melting
Molten steel obtained by melting at ~ 1650 ° C
30 to 50 after being flowed down from the tundish nozzle diameter
An alloy powder is produced by gas atomizing with nitrogen gas of kg / cm 2 .

【0020】この粉末化された合金粉末を金属製容器、
例えば、軟鋼製容器に充填し、真空加熱脱気後密封し
た。次いで、HIP成形(温度:1100〜1200
℃,圧力:700〜2000kg/cm2,時間:3〜
7時間、好ましい条件としては、1000℃×1000
kg/cm2×3時間。)[または、CIP成形(圧
力:3000〜10000kg/cm2,時間:10〜
20分,好ましい条件としては、5000kg/cm2
×10分。 )]を行って鍛造用ビレットMを作製し
た。
This powdered alloy powder is used to make a metal container,
For example, it was filled in a mild steel container, vacuum heated and deaerated, and then sealed. Then, HIP molding (temperature: 1100 to 1200
C, pressure: 700 to 2000 kg / cm 2 , time: 3 to
7 hours, preferable condition is 1000 ° C. × 1000
kg / cm 2 × 3 hours. ) [Or CIP molding (pressure: 3000 to 10000 kg / cm 2 , time: 10
20 minutes, preferably 5000 kg / cm 2
× 10 minutes. )] Was carried out to produce a forging billet M.

【0021】このビレットMを均熱(加熱温度:110
0〜1200℃、例えば、1150℃。)した後、、複
数の金型、例えば、図1に示すように4個の分割金型1
によりビレットMの外壁を同時に全周方向から長手方向
に連続的に、段階的に加圧鍛造を行う(このように、3
個以上の金型により素材を全周から加圧鍛造する方式を
多面鍛造と言う。この場合の、多面鍛造条件:分割金型
3〜4個、金型角度5〜20度、好ましくは、5〜1
5度であるる。)。例えば、図1、図2に示すように軸
方向に傾斜角度を有し、例えば、15°の角度を有して
おり、鋼塊の進行に従って断面積が小さくなっている4
個の分割金型2、2により、ビレットMの外壁を長手方
向に連続的に、段階的に加圧鍛造を行う。そして、得ら
れた多面鍛造体の外周部に付着した軟鋼を除去して圧延
用ビレットを製作し、その後、加熱温度1000〜12
00℃において熱間圧延を行って製品とする。
This billet M is soaked (heating temperature: 110).
0-1200 degreeC, for example, 1150 degreeC. ) And then a plurality of dies, for example, four split dies 1 as shown in FIG.
Thus, the outer wall of the billet M is subjected to pressure forging in a stepwise manner continuously from the entire circumferential direction to the longitudinal direction at the same time (in this way, 3
The method of pressure forging the material from the entire circumference with more than one die is called multi-face forging. Multifaceted forging conditions in this case: 3 to 4 split molds, mold angle 5 to 20 degrees, preferably 5 to 1
It is 5 degrees. ). For example, as shown in FIGS. 1 and 2, it has an inclination angle in the axial direction, for example, an angle of 15 °, and the cross-sectional area decreases as the steel ingot advances.
The outer wall of the billet M is continuously and stepwise pressure-forged in the longitudinal direction by the individual split molds 2, 2. Then, the mild steel adhering to the outer peripheral portion of the obtained multifaceted forged body is removed to produce a billet for rolling, and thereafter, the heating temperature is 1000 to 12.
Hot rolling is performed at 00 ° C to obtain a product.

【0022】次に、本発明に係るFe−Cr−Al系焼
結合金の製造方法は、図3(E工程)に示すように、先
ず、所定の含有成分、成分割合に調整したFe−Cr−
Al系合金を大気溶解または真空溶解により溶解して得
られた溶湯をガスアトマイズまたは水アトマイズにより
粉末化して合金粉末する。
Next, in the method for producing a Fe-Cr-Al system sintered alloy according to the present invention, as shown in FIG. 3 (step E), first, Fe-Cr adjusted to a predetermined contained component and component ratio. −
A molten metal obtained by melting an Al-based alloy by atmospheric melting or vacuum melting is pulverized by gas atomization or water atomization to obtain an alloy powder.

【0023】この合金粉末を金属製容器(軟鋼製)に充
填し、真空加熱脱気を行った後、密封した。次いで、合
金粉末封入容器を3個以上の金型、例えば、図1に示す
ような4個の分割金型1、1を使用して長手方向に連続
的、段階的に鍛造を行う合金粉末を充填した金属製容器
を、図1、図2に示すように軸方向に傾斜角度を有し、
例えば、5〜20°の角度を有しており、容器の進行に
従って断面積が小さくなっている4個の分割金型2、2
により、金属製容器の外壁を長手方向に連続的に、段階
的に加圧鍛造を行う。多面鍛造後に金属製容器を切削除
去したビレットを加熱して熱間圧延を行い製品とする。
This alloy powder was filled in a metal container (made of mild steel), vacuum heated and deaerated, and then sealed. Next, the alloy powder enclosing container is subjected to continuous and stepwise forging in the longitudinal direction by using three or more dies, for example, four divided dies 1 and 1 as shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the filled metal container has an inclination angle in the axial direction,
For example, four split molds 2 and 2 having an angle of 5 to 20 ° and having a smaller cross-sectional area as the container advances.
Thus, the outer wall of the metal container is continuously and stepwise pressure-forged in the longitudinal direction. The billet obtained by cutting and removing the metal container after multi-face forging is heated and hot rolled to obtain a product.

【0024】このように、本発明に係るFe−Cr−A
l系焼結合金の製造方法は、従来技術の熱間押出法を採
用していないので、押出後の単重および径を大きくする
ことができ、また、製造費用も押出方式に比べてかなり
少なくてすむ。
Thus, Fe-Cr-A according to the present invention
Since the production method of the l-sintered alloy does not employ the hot extrusion method of the prior art, the unit weight and diameter after extrusion can be increased, and the production cost is considerably lower than that of the extrusion method. End

【0025】[0025]

【実 施 例】本発明に係るFe−Cr−Al系焼結合
金の製造方法の実施例を比較例と共に説明する。
[Examples] Examples of the method for producing a Fe-Cr-Al sintered alloy according to the present invention will be described together with comparative examples.

【0026】[0026]

【実 施 例 1】表1に本発明に係るFe−Cr−Al
系焼結合金の製造方法の実施例および比較例において使
用するFe−Cr−Al系合金の含有成分と成分割合を
示してある。この表1において、No.1〜No.4は比
較例、No.5〜No.12は本発明に係るFe−Cr−
Al系焼結合金の製造方法の実施例である。
[Example 1] Table 1 shows Fe-Cr-Al according to the present invention.
The contents and ratios of the Fe-Cr-Al-based alloys used in Examples and Comparative Examples of the method for producing a sintered sintered alloy are shown. In Table 1, No. 1 to No. 4 are comparative examples, and No. 5 to No. 12 are Fe-Cr- according to the present invention.
It is an example of a manufacturing method of an Al-based sintered alloy.

【0027】表1のNo.5〜No.8の含有成分、成分
割合のFe−Cr−Al系合金を大気溶解(真空溶解で
も可)により溶解後、溶湯を窒素アトマイザー(アルゴ
ンアトマイザーでも可)により合金粉末を製作した。即
ち、高周波溶解炉を使用して、原材料200kgを装入
し、1650℃の温度で溶解し、5mmφのタンディッ
シュノズルより落下させ、この溶鋼にチッソガスを吹き
つけてガスアトマイズ粉末を製作した。
After the Fe-Cr-Al alloys of No. 5 to No. 8 in Table 1 and the ratio of the components are melted by atmospheric melting (vacuum melting is also possible), the molten metal is nitrogen atomizer (Argon atomizer is also possible). Alloy powder was manufactured by. That is, 200 kg of raw materials were charged using a high frequency melting furnace, melted at a temperature of 1650 ° C., dropped from a 5 mmφ tundish nozzle, and nitrogen gas was blown to this molten steel to produce a gas atomized powder.

【0028】この合金粉末を35メッシュの篩により篩
分けを行って使用した。この粉末の酸素含有量は50〜
100ppm、窒素含有量は600〜800ppmであ
る。次いで、このガスアトマイズ粉末を内径300φ×
長さ2000mmの軟鋼製容器に充填し、真空加熱脱気
を行った後、密封した。次いで、温度1100℃、圧力
1000atmでHIP処理を行い、径280φ×長さ
1800mmのHIP成形鋼塊を作製した。
This alloy powder was used after sieving with a 35-mesh sieve. The oxygen content of this powder is 50-
100 ppm, nitrogen content is 600-800 ppm. Next, this gas atomized powder is treated with an inner diameter of 300φ ×
It was filled in a mild steel container having a length of 2000 mm, deaerated by heating under vacuum, and then sealed. Then, HIP treatment was performed at a temperature of 1100 ° C. and a pressure of 1000 atm to prepare a HIP molded steel ingot having a diameter of 280φ and a length of 1800 mm.

【0029】このHIP成形鋼塊を図3の工程Cに従っ
て、1150℃の温度に均熱後、鍛造比4で金型角度1
5°で4つの分割金型による4面鍛造法により、径14
0φ×長さ7200mmのビレットを作製した。次に、
ビレット外周部の軟鋼部を旋削除去後1100℃の温度
に加熱後熱間圧延を行ったが、何れのビレットにもクラ
ックのない健全な圧延材が製造できた。
This HIP molded steel ingot was soaked at a temperature of 1150 ° C. according to step C of FIG.
Diameter 14 by 5 sided forging method with 4 split dies at 5 °
A billet of 0φ × 7200 mm in length was produced. next,
After removing the mild steel part on the billet outer periphery, it was heated to a temperature of 1100 ° C. and then hot-rolled, but a sound rolled material without cracks in any billet could be produced.

【0030】なお、図4に加工温度と絞りの関係を示し
てあり、同じ含有成分と成分割合のFe−Cr−Al系
合金粉末を使用した場合に、本発明に係るFe−Cr−
Al系焼結合金の製造方法による分割金型による多面鍛
造材は、絞り値は何れの温度においても80%以上であ
り加工性が大幅に向上しているが、これに対して、HI
P成形体は何れの温度においても絞り値は20%以下で
極めて低いのことがわかる。
FIG. 4 shows the relationship between the processing temperature and the drawing, and when the Fe-Cr-Al alloy powder having the same content and ratio of components is used, the Fe-Cr- according to the present invention is used.
In the multifaceted forged material by the split mold according to the manufacturing method of the Al-based sintered alloy, the drawing value is 80% or more at any temperature, and the workability is greatly improved.
It can be seen that the P-molded body has an extremely low aperture value of 20% or less at any temperature.

【0031】[0031]

【比 較 例】表1のNo.1〜No.4の含有成分、成分
割合のFe−Cr−Al系合金を、上記の実施例1と同
様な方法により径280φ×長さ1800mmのHIP
成形鋼塊を作製した。
[Comparative Example] Fe-Cr-Al based alloys of No. 1 to No. 4 in Table 1 having the composition and ratio of components were processed by the same method as in Example 1 to obtain HIP of diameter 280φ × length 1800 mm.
A formed steel ingot was produced.

【0032】このHIP鋼塊を図5の工程Bに従って、
1150℃の温度に加熱後、2個の金型による2面鍛造
を行ったが、超音波探傷検査の結果何れのビレットにも
クラックの発生していることがわかり、次工程の熱間圧
延を行うことができなかった。
This HIP steel ingot was subjected to the step B shown in FIG.
After heating to a temperature of 1150 ° C., two-sided forging was performed using two dies. As a result of ultrasonic flaw detection, it was found that cracks had occurred in any billet, and the hot rolling of the next step was performed. Could not be done.

【0033】[0033]

【実 施 例 2】表1の含有成分、成分割合のNo.9〜
No.10のFe−Cr−Al系合金を、大気溶解(真
空溶解でも可)を行った後、得られた溶湯を窒素アトマ
イザー(アルゴンアトマイザーでも可)により粉末化し
て合金粉末を作製し、この合金粉末を内径300φ×長
さ2000mmの軟鋼製容器に充填し、加熱脱気を行っ
た後、密封した。(即ち、ガスアトマイズ粉末を製作す
る工程は実施例1と同様な処理方法である。)
[Example 2] Ingredients and ingredient ratios in Table 1 No. 9-
The Fe-Cr-Al-based alloy of No. 10 was melted in the air (vacuum melting was also possible), and the resulting melt was pulverized with a nitrogen atomizer (argon atomizer is also available) to prepare an alloy powder. The alloy powder was filled in a mild steel container having an inner diameter of 300φ and a length of 2000 mm, heated and deaerated, and then sealed. (That is, the process of producing the gas atomized powder is the same processing method as in Example 1.)

【0034】この合金粉末密封した軟鋼製容器を常温、
圧力5000atmのCIP処理を行い、CIP成形鋼
塊を作製した。次いで、こりCIP成形鋼塊を工程Dに
従って、1100℃の温度に均熱した後、金型角度7°
の3つの分割金型による3面鍛造を行い、径140φ×
長さ7200mmのバー材とした。次に、このバー材ま
表面を1100℃の温度に加熱した後、熱間圧延を行っ
たが何れもクラックの発生はなく、健全な圧延材が製造
できた。
A mild steel container sealed with this alloy powder is kept at room temperature,
CIP treatment was performed at a pressure of 5000 atm to produce a CIP molded steel ingot. Then, the lump CIP molded steel ingot is soaked to a temperature of 1100 ° C. according to the step D, and then the mold angle is 7 °.
Three-sided forging with three divided dies, and a diameter of 140φ x
A bar material having a length of 7200 mm was used. Next, after heating the surface of the bar material to a temperature of 1100 ° C., hot rolling was performed, but no crack was generated in any of them, and a sound rolled material could be manufactured.

【0035】[0035]

【実 施 例 3】表1のNo.11〜No.12の含有成
分、成分割合のFe−Cr−Al系合金を、大気溶解に
より溶解後、溶湯を窒素ガスアトマイザーにより粉末化
して合金粉末を作製した。この合金粉末を内径300φ
×長さ2000mmの軟鋼製容器に充填し、加熱脱気後
密封した。(即ち、ガスアトマイズ粉末を製作する工程
は実施例1と同様な処理方法である。)
[Example 3] Fe-Cr-Al-based alloys of No. 11 to No. 12 in Table 1 having the content and ratio of components were melted by atmospheric melting, and the melt was pulverized by a nitrogen gas atomizer to obtain alloy powder. It was made. The inner diameter of this alloy powder is 300φ
× A 2000 mm long mild steel container was filled, heated and deaerated, and then sealed. (That is, the process of producing the gas atomized powder is the same processing method as in Example 1.)

【0036】この合金粉末が充填された軟鋼製容器を1
100℃の温度に加熱後、鍛造比4で金型角度7°の4
個の分割金型により4面鍛造を行って鋼塊を作製した。
次いで、この鋼塊から軟鋼製容器を切削除去してビレッ
トとした。このビレットを1150℃の温度に加熱後熱
間圧延をおこなったが、何れもクラックの発性はなく、
健全な圧延材を製造することができた。
A mild steel container filled with this alloy powder
After heating to a temperature of 100 ° C, a forging ratio of 4 and a mold angle of 7 °
Four-sided forging was performed by using individual split molds to produce a steel ingot.
Then, a mild steel container was cut and removed from this steel ingot to form a billet. This billet was heated to a temperature of 1150 ° C. and then hot-rolled, but neither cracked,
A sound rolled material could be manufactured.

【0037】表1に本発明に係るFe−Cr−Al系焼
結合金の製造方法の実施例を比較例において使用したF
e−Cr−Al系合金の含有成分と成分割合について示
してあり、製造工程およびクラックの有無について示し
てある。
Table 1 shows F used in Examples of the method for producing the Fe-Cr-Al system sintered alloy according to the present invention in the comparative example.
It shows the contained components and component ratios of the e-Cr-Al alloy, and shows the manufacturing process and the presence or absence of cracks.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るFe
−Cr−Al系焼結合金の製造方法は上記の構成である
から、Fe−Cr−Al系合金粉末を従来技術のように
熱間押出加工法を使用することなく、複数(2個は含ま
ず。)、例えば、3個以上の分割金型により多面鍛造を
行うことにより、高温における熱間加工を行ってもクラ
ックの発生が皆無であるという優れた効果があり、さら
に、分割金型による多面鍛造後のビレットの単重および
径を押出加工法に比して大きくすることができ、かつ、
低コストであり、工業的に量産が可能な優れた製造方法
である。
As described above, Fe according to the present invention
Since the method for producing the —Cr—Al-based sintered alloy has the above-described configuration, a plurality of Fe-Cr—Al-based alloy powders (two are included without using the hot extrusion method as in the conventional technique). No.), for example, by performing multifaceted forging with three or more split dies, there is an excellent effect that cracks are not generated even if hot working is performed at a high temperature. The unit weight and diameter of the billet after multi-face forging can be increased as compared with the extrusion method, and
It is a low-cost and excellent manufacturing method that can be mass-produced industrially.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るFe−Cr−Al系焼結合金の製
造方法において使用する分割金型の一つの例を示す横断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a split mold used in a method for producing a Fe—Cr—Al based sintered alloy according to the present invention.

【図2】本発明に係るFe−Cr−Al系焼結合金の製
造方法において使用する図1の金型の縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the mold of FIG. 1 used in the method for producing a Fe—Cr—Al based sintered alloy according to the present invention.

【図3】本発明に係るFe−Cr−Al系焼結合金の製
造方法における各種工程を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing various steps in a method for producing a Fe—Cr—Al based sintered alloy according to the present invention.

【図4】多面鍛造材とHIP材との加工温度と絞りとの
関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a processing temperature and a drawing of a multifaceted forged material and a HIP material.

【図5】従来技術のFe−Cr−Al系焼結合金の各種
工程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing various steps of a conventional Fe—Cr—Al based sintered alloy.

【図6】従来技術において使用する金型の断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a mold used in the related art.

【図7】従来技術において使用する他の金型の断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view of another mold used in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・分割金型 2,3,5・・・金型 4・・・割れ M・・・ビレット 1 ... Split mold 2, 3, 5 ... Mold 4 ... Crack M ... Billet

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Fe−Cr−Al系合金溶湯をガスアト
マイズ法または水アトマイズ法により粉末化した後、粉
末をHIP成形またはCIP成形により鋼塊を作製し、
この鋼塊を均熱後軸方向に傾斜角度を有し、鋼塊の進行
に従って断面積が小さくなっている径方向に複数に分割
された金型を使用して長手方向に連続的に、かつ、段階
的に鍛造を行った後、熱間圧延を行うことを特徴とする
Fe−Cr−Al系焼結合金の製造方法。
1. An Fe-Cr-Al alloy melt is pulverized by a gas atomizing method or a water atomizing method, and then the powder is HIP molded or CIP molded to produce a steel ingot,
This steel ingot has a tilt angle in the axial direction after soaking, and the die is divided into a plurality of parts in the radial direction whose cross-sectional area decreases as the steel ingot advances. A method for producing a Fe-Cr-Al-based sintered alloy, which comprises performing stepwise forging and then hot rolling.
【請求項2】 Fe−Cr−Al系合金溶湯をガスアト
マイズ法または水アトマイズ法により粉末化した後、こ
の粉末を容器内に封入後加熱し、粉末封入容器を軸方向
に傾斜角度を有し、容器の進行に従って断面積が小さく
なっている径方向に複数に分割された金型を使用して長
手方向に連続的に、かつ、段階的に鍛造を行った後、熱
間圧延を行うことを特徴とするFe−Cr−Al系焼結
合金の製造方法。
2. A Fe-Cr-Al alloy melt is pulverized by a gas atomizing method or a water atomizing method, and the powder is sealed in a container and then heated to have an inclination angle in the axial direction of the powder-sealed container. Using a die that is divided into multiple parts in the radial direction whose cross-sectional area becomes smaller as the container progresses, continuously and stepwise forging in the longitudinal direction, and then performing hot rolling. A method for producing a Fe-Cr-Al-based sintered alloy, which is characterized.
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