JPH075921B2 - 圧縮性に優れた複合合金鋼粉の製造方法 - Google Patents
圧縮性に優れた複合合金鋼粉の製造方法Info
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- JPH075921B2 JPH075921B2 JP62258355A JP25835587A JPH075921B2 JP H075921 B2 JPH075921 B2 JP H075921B2 JP 62258355 A JP62258355 A JP 62258355A JP 25835587 A JP25835587 A JP 25835587A JP H075921 B2 JPH075921 B2 JP H075921B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧縮性に優れた複合合金鋼粉の製造方法に関
し、合金元素を鉄粉表面に部分的拡散により結合させた
１次複合合金鋼粉と、この１次複合合金鋼粉に後に添加
した微粉の鉄粉（以下未複合合金鉄粉と言う）との混合
物からなる圧縮性に優れた複合合金鋼粉を製造する方法
に関するものである。
し、合金元素を鉄粉表面に部分的拡散により結合させた
１次複合合金鋼粉と、この１次複合合金鋼粉に後に添加
した微粉の鉄粉（以下未複合合金鉄粉と言う）との混合
物からなる圧縮性に優れた複合合金鋼粉を製造する方法
に関するものである。
自動車部品をはじめ、鋼粉の焼結によって作られる部品
が様々な分野で使われているが、近年の技術的要請とし
て、如何に高強度で高密度の部品を提供するかが焦点と
なっている。高強度に着目した場合、一般に知られてい
る強化元素を含有させた合金鋼粉は、通常の純鉄粉より
も高水準の機械特性が実現でき、これからの工業的な発
展性を期待されているものである。ところが鋼粉中に合
金元素を均一に含有する、いわゆるプリアロイ鋼粉は一
般に鋼粉を硬くし鋼粉の圧縮性が低下してしまうので、
高密度を得るには不利である。一方、純鉄粉と合金元素
粉とを混合して成形し、焼結時に合金させて部品を作成
する混粉法では、合金元素の拡散が不十分で焼結体の強
度向上の面で不満が残る。
が様々な分野で使われているが、近年の技術的要請とし
て、如何に高強度で高密度の部品を提供するかが焦点と
なっている。高強度に着目した場合、一般に知られてい
る強化元素を含有させた合金鋼粉は、通常の純鉄粉より
も高水準の機械特性が実現でき、これからの工業的な発
展性を期待されているものである。ところが鋼粉中に合
金元素を均一に含有する、いわゆるプリアロイ鋼粉は一
般に鋼粉を硬くし鋼粉の圧縮性が低下してしまうので、
高密度を得るには不利である。一方、純鉄粉と合金元素
粉とを混合して成形し、焼結時に合金させて部品を作成
する混粉法では、合金元素の拡散が不十分で焼結体の強
度向上の面で不満が残る。
そこで合金元素を鉄粉表面に拡散処理によって部分的に
合金化させ、複合合金鋼粉として圧縮性と均質性を同時
に満足させる技術が一般化するに至っている。このよう
な複合合金鋼粉を製造するには、鉄粉と実質的に44μｍ
以下の粒度の合金元素となる粉末とを均一に混合し、加
熱してこれらの粉末に拡散による冶金的結合を起こさせ
る。この技術は特公昭45−9649号公報に記載され、合金
元素としてNi,Cu,Moなどが選択可能である。
合金化させ、複合合金鋼粉として圧縮性と均質性を同時
に満足させる技術が一般化するに至っている。このよう
な複合合金鋼粉を製造するには、鉄粉と実質的に44μｍ
以下の粒度の合金元素となる粉末とを均一に混合し、加
熱してこれらの粉末に拡散による冶金的結合を起こさせ
る。この技術は特公昭45−9649号公報に記載され、合金
元素としてNi,Cu,Moなどが選択可能である。
しかし、このような複合合金鋼粉の製造において、部分
的な拡散結合をどの程度にするかが、圧縮性と均質性を
両立させるためのポイントとなる。すなわち、鉄粉と合
金元素とが殆ど冶金結合していないならば、単純な混粉
法と特性上異なるところがなく、強度向上が図れない。
的な拡散結合をどの程度にするかが、圧縮性と均質性を
両立させるためのポイントとなる。すなわち、鉄粉と合
金元素とが殆ど冶金結合していないならば、単純な混粉
法と特性上異なるところがなく、強度向上が図れない。
他方、拡散が進み過ぎると、鉄粉粒子中に合金元素が均
一に合金化されてしまうので鉄粉が硬くなり、圧縮性が
低下してしまう。従って、各々の鉄粉における合金元素
粉末との結合状態が最適になっていることが望ましい。
一に合金化されてしまうので鉄粉が硬くなり、圧縮性が
低下してしまう。従って、各々の鉄粉における合金元素
粉末との結合状態が最適になっていることが望ましい。
このような最適状態を実現するには、粒度分布をもった
鉄粉と合金元素を含む粉末とを混合し、加熱するだけで
は不可能である。
鉄粉と合金元素を含む粉末とを混合し、加熱するだけで
は不可能である。
本発明者らの研究に基づく知見によれば、鉄粉の粒度に
よって加熱時の拡散の進行が異なるから、粗い鉄粉と細
かい鉄粉とで異なった処理を施す必要がある。すなわ
ち、同一時間加熱すると、粗い鉄粉では合金元素はごく
表面のみに拡散し、鉄粉内部が軟かく保たれていても、
細かい鉄粉粒では拡散が鉄粉内部まで進んでしまい、プ
リアロイ鋼粉と同様に硬化した粒子となって圧縮性が低
下する。
よって加熱時の拡散の進行が異なるから、粗い鉄粉と細
かい鉄粉とで異なった処理を施す必要がある。すなわ
ち、同一時間加熱すると、粗い鉄粉では合金元素はごく
表面のみに拡散し、鉄粉内部が軟かく保たれていても、
細かい鉄粉粒では拡散が鉄粉内部まで進んでしまい、プ
リアロイ鋼粉と同様に硬化した粒子となって圧縮性が低
下する。
本発明はこのような従来の複合合金鋼粉に見られる問題
を解決し、圧縮性をより向上させた複合合金鋼粉の製造
方法を提供しようとするものである。
を解決し、圧縮性をより向上させた複合合金鋼粉の製造
方法を提供しようとするものである。
本発明は、鉄粉表面上に合金元素を拡散付着させた複合
合金鋼粉の製造において、44μｍ以下の微粉17.8重量％
以下を含む鉄粉を用い、その鉄粉に、44μｍ以下のNi,C
u,Mo,W,Snからなる金属粉およびそれら金属の金属酸化
物の群から選ばれた１種以上の合金元素を混合し、加熱
により１次複合合金鋼粉とした後、この１次複合合金鋼
粉に再び44μｍ以下の鉄粉を8.8〜25重量％混合して２
次複合合金鋼粉とし、この２次複合合金鋼粉全体に対し
て前記合金元素の１種以上を0.1〜18重量％含む複合合
金鋼粉を製造することを特徴とする。
合金鋼粉の製造において、44μｍ以下の微粉17.8重量％
以下を含む鉄粉を用い、その鉄粉に、44μｍ以下のNi,C
u,Mo,W,Snからなる金属粉およびそれら金属の金属酸化
物の群から選ばれた１種以上の合金元素を混合し、加熱
により１次複合合金鋼粉とした後、この１次複合合金鋼
粉に再び44μｍ以下の鉄粉を8.8〜25重量％混合して２
次複合合金鋼粉とし、この２次複合合金鋼粉全体に対し
て前記合金元素の１種以上を0.1〜18重量％含む複合合
金鋼粉を製造することを特徴とする。
本発明方法によって製造される複合合金鋼粉（２次複合
合金鋼粉）は、例えば原料鉄粉を篩目が44μｍの篩を用
いて篩分け、この篩分けた粗粉またはその粗粉中に一部
の微粉を混合した鉄粉に、通常の方法により合金元素を
拡散合金させて、１次複合合金化させ、この１次複合合
金鋼粉に残余の未複合合金鉄粉を混合することにより得
ることができる。
合金鋼粉）は、例えば原料鉄粉を篩目が44μｍの篩を用
いて篩分け、この篩分けた粗粉またはその粗粉中に一部
の微粉を混合した鉄粉に、通常の方法により合金元素を
拡散合金させて、１次複合合金化させ、この１次複合合
金鋼粉に残余の未複合合金鉄粉を混合することにより得
ることができる。
本発明方法により製造された複合合金鋼粉（２次複合合
金鋼粉）は鉄微粉の一部または全部が合金化されておら
ず、軟らかいので圧縮性がよく、圧粉密度の高い焼結体
を得ることができる。
金鋼粉）は鉄微粉の一部または全部が合金化されておら
ず、軟らかいので圧縮性がよく、圧粉密度の高い焼結体
を得ることができる。
未複合合金鉄粉の粒径の上限を44μｍとした理由は、未
複合合金鉄粉を焼結時に合金元素と拡散合金させ、焼結
体の均質性の低下を防止するためである。
複合合金鉄粉を焼結時に合金元素と拡散合金させ、焼結
体の均質性の低下を防止するためである。
１次複合合金鋼粉に対して混合する未複合合金鉄粉を8.
8〜25重量％としたのは、8.8重量％未満では圧縮性と圧
粉密度の高い鋼粉としての効果が不十分であり、25重量
％を越えると未複合合金鉄粉が過剰となり好ましくない
からである。
8〜25重量％としたのは、8.8重量％未満では圧縮性と圧
粉密度の高い鋼粉としての効果が不十分であり、25重量
％を越えると未複合合金鉄粉が過剰となり好ましくない
からである。
本発明に用いられる合金元素としては、Ni,Cu,Mo,W,Sn
等が金属粉末または化合物の粉末として用いられ、これ
等の粉末は粒径が44μｍ以下とし、44μｍ以上の迷い込
みが10％以下のものが望ましい。合金元素の１種以上の
含有量は鋼粉全体に対し、0.1〜18重量％である。0.1重
量％未満では、合金鋼粉の特性に乏しく、18重量％を越
えると、圧粉密度が向上しないからである。
等が金属粉末または化合物の粉末として用いられ、これ
等の粉末は粒径が44μｍ以下とし、44μｍ以上の迷い込
みが10％以下のものが望ましい。合金元素の１種以上の
含有量は鋼粉全体に対し、0.1〜18重量％である。0.1重
量％未満では、合金鋼粉の特性に乏しく、18重量％を越
えると、圧粉密度が向上しないからである。
実施例１ 粒径が180μｍ以下のアトマイズ純鉄粉と、粒径が44μ
ｍ以下の亜酸化銅（Cu2O）粉末とを準備した。
ｍ以下の亜酸化銅（Cu2O）粉末とを準備した。
鉄粉を篩目が44μｍの篩で篩分け、粗粒部分（＋44μ
ｍ）と微粉部分（−44μｍ）とに分割した。分割の割合
は＋44μｍが74.7重量％、−44μｍが25.3重量％であっ
た。
ｍ）と微粉部分（−44μｍ）とに分割した。分割の割合
は＋44μｍが74.7重量％、−44μｍが25.3重量％であっ
た。
次の工程を基本として、未複合合金鉄粉を含み、２重量
％のCuを含有する鋼粉を作成した。
％のCuを含有する鋼粉を作成した。
工程1:＋44μｍ鉄粉750gと、第１表にｘとして示した量
の−44μｍ鉄粉との混合 工程2:工程１による混合鉄粉とCu2O22.5gとの混合 工程3:工程２による混合物の拡散処理 水素ガス中、70
0℃で１時間 工程4:工程３で生成した複合合金鉄粉（１次複合合金鋼
粉）と第１表にｙとして示した量の−44μｍ鉄粉とを混
合して２次複合合金鋼粉とする。
の−44μｍ鉄粉との混合 工程2:工程１による混合鉄粉とCu2O22.5gとの混合 工程3:工程２による混合物の拡散処理 水素ガス中、70
0℃で１時間 工程4:工程３で生成した複合合金鉄粉（１次複合合金鋼
粉）と第１表にｙとして示した量の−44μｍ鉄粉とを混
合して２次複合合金鋼粉とする。
製造された鋼粉Ａ〜Ｅについて、 （１）微粉（−44μｍ）に占める未複合合金鉄粉の割合 （２）圧縮性 （３）焼結体の寸法精度 を測定した。
（１）については、鋼粉を44μｍの篩で篩分け、篩下を
樹脂に埋込んだ後、走査型電子顕微鏡（EPMA）でCuの分
布を観察し、鉄粉のうち、Cuと拡散結合の無い鉄粉の、
観察面上の面積を画像解析装置によって測定し、観察面
上の全鉄粉面積との比から、未複合合金鉄粉の割合とし
て表示した。
樹脂に埋込んだ後、走査型電子顕微鏡（EPMA）でCuの分
布を観察し、鉄粉のうち、Cuと拡散結合の無い鉄粉の、
観察面上の面積を画像解析装置によって測定し、観察面
上の全鉄粉面積との比から、未複合合金鉄粉の割合とし
て表示した。
（２）については、ステアリン酸亜鉛を１重量％混合
し、成形圧力7t/cm2で、長さ35mm、幅10mm、高さ6mmの
直方体成形体を各10個成形し、その密度を測って平均値
を圧粉密度として表示した。
し、成形圧力7t/cm2で、長さ35mm、幅10mm、高さ6mmの
直方体成形体を各10個成形し、その密度を測って平均値
を圧粉密度として表示した。
（３）については、上記成形体をH2ガス中1200℃で１時
間焼結し、焼結前後の長さ方向の寸法変化を測定し、そ
の標準偏差を測定した。
間焼結し、焼結前後の長さ方向の寸法変化を測定し、そ
の標準偏差を測定した。
−44μｍ鉄粉の混合量と測定結果を第１表に示した。
上記の試験結果から、44μｍ以下の微粉のうちの未複合
合金鉄粉の割合が8.8重量％以上であれば、（鋼粉C,D,
E）、未複合合金鉄粉の割合が8.8重量％未満の場合（鋼
粉A,B）よりも顕著な圧縮性向上が見られ、寸法精度は
鋼粉A,Bと同程度であった。
合金鉄粉の割合が8.8重量％以上であれば、（鋼粉C,D,
E）、未複合合金鉄粉の割合が8.8重量％未満の場合（鋼
粉A,B）よりも顕著な圧縮性向上が見られ、寸法精度は
鋼粉A,Bと同程度であった。
実施例２ ベースとした鉄粉は実施例１と同じアトマイズ鉄粉であ
り、工程も実施例１と同様とした。ただし、工程２につ
いてはCu2O22.5gの代りに第２表に記載の合金元素を最
終組成に適合する量だけ用いた。また工程３での拡散処
理温度と時間は、それぞれの試料について第２表に記載
の通りとした。
り、工程も実施例１と同様とした。ただし、工程２につ
いてはCu2O22.5gの代りに第２表に記載の合金元素を最
終組成に適合する量だけ用いた。また工程３での拡散処
理温度と時間は、それぞれの試料について第２表に記載
の通りとした。
実験結果を第２表に示した。
なお、合金元素の種類、含有量および試薬、ならびに拡
散処理を同一とした、従来の拡散合金法による複合合金
鋼粉に対する測定値を比較例として第２表に併記した。
散処理を同一とした、従来の拡散合金法による複合合金
鋼粉に対する測定値を比較例として第２表に併記した。
本発明により、多種類の合金元素において圧粉密度を向
上させることができた。
上させることができた。
本発明によれば、来の複合合金鋼粉の均質性を損なうこ
となく、圧縮性を向上させることができ、高密度材料の
製造が容易となるとともに、同一成形密度とするのに低
い成形圧力が使用でき、金型摩耗を低減して部品製造費
用を節減することができる。
となく、圧縮性を向上させることができ、高密度材料の
製造が容易となるとともに、同一成形密度とするのに低
い成形圧力が使用でき、金型摩耗を低減して部品製造費
用を節減することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 純一 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭59−145756（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】鉄粉表面上に合金元素を拡散付着させた複
合合金鋼粉の製造において、44μｍ以下の微粉17.8重量
％以下を含む鉄粉を用い、該鉄粉に、44μｍ以下のNi,C
u,Mo,W,Snからなる金属粉およびそれら金属の金属酸化
物の群から選ばれた１種以上の合金元素を混合し、加熱
により１次複合合金鋼粉とした後、該１次複合合金鋼粉
に再び44μｍ以下の鉄粉を8.8〜25重量％混合して２次
複合合金鋼粉とし、該２次複合合金鋼粉全体に対して前
記合金元素の１種以上を0.1〜18重量％含む複合合金鋼
粉を製造することを特徴とする圧縮性に優れた複合合金
鋼粉の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258355A JPH075921B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 圧縮性に優れた複合合金鋼粉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62258355A JPH075921B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 圧縮性に優れた複合合金鋼粉の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104701A JPH01104701A (ja) | 1989-04-21 |
| JPH075921B2 true JPH075921B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=17319080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62258355A Expired - Lifetime JPH075921B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 圧縮性に優れた複合合金鋼粉の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075921B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5613049B2 (ja) * | 2007-07-17 | 2014-10-22 | ホガナス アクチボラグ （パブル） | 鉄基複合粉末 |
| KR102250914B1 (ko) * | 2017-02-02 | 2021-05-11 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 혼합분, 소결체, 및 소결체의 제조 방법 |
| JP6627856B2 (ja) * | 2017-02-02 | 2020-01-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用混合粉および焼結体の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145756A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-21 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 内燃機関の動弁機構部材用焼結合金の製造方法 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62258355A patent/JPH075921B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01104701A (ja) | 1989-04-21 |
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