JPH0874008A

JPH0874008A - 靭性のすぐれたＦｅ基焼結合金

Info

Publication number: JPH0874008A
Application number: JP23587294A
Authority: JP
Inventors: Kinya Kawase; 欣也川瀬; Toru Kono; 通河野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】靭性のすぐれたＦｅ基焼結合金を提供する。【構成】Ｆｅ基焼結合金が、重量％で、Ｎｉ：１〜５
％、Ｍｏ：０．５〜２％、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｔ
ｉ：０．１〜１％を含有し、さらに必要に応じてＣｕ：
０．５〜３％を含有し、残りがＦｅと不可避不純物から
なる組成、並びに４０面積％以上がフェライト相からな
る組織を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた靭性を有す
るＦｅ基焼結合金に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばオイルポンプロータやウォ
ーターポンププーリ、さらにギアなどのエンジン構造部
材などの製造に各種のＦｅ基焼結合金が用いられてお
り、またこれらエンジン構造部材には強度と耐摩耗性が
要求されるが、これらの特性を具備したＦｅ基焼結合金
として、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｎｉ：
１〜５％、Ｍｏ：０．５〜２％、Ｃ：０．２
〜０．６％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｃｕ：
０．５〜３％、を含有し、残りがＦｅと不可避不純物か
らなる組成、並びにパーライト相、ベーナイト相、およ
びマルテンサイト相のうちの少なくともいずれかを主体
とした組織を有するＦｅ基焼結合金が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年のエンジン
の軽量化および小型化に伴ない、これの構造部材にも薄
肉化が強く求められ、かつその製造に際しては一段の機
械加工と矯正などの塑性加工などが不可欠となるが、上
記の従来Ｆｅ基焼結合金の場合、上記組織のために靭性
不足となって、これを薄肉化すると割れが発生し易くな
り、また上記組織では良好な機械加工性および塑性変形
性を期待することができず、したがってこれらの要求に
満足に対応することができない。

【０００４】

【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、特に上記の従来Ｆｅ基焼結合金
に着目し、これの靭性向上をはかるべく研究を行なった
結果、上記の従来Ｆｅ基焼結合金に、合金成分としてＴ
ｉを０．１〜１％の割合で含有させると、前記Ｔｉ成分
が強力なフェライト化作用を発揮し、Ｆｅ基焼結合金は
４０面積％以上がフェライト相からなる組織をもつよう
になり、この状態のＦｅ基焼結合金は、きわめてすぐれ
た靭性を有し、かつ良好な機械加工性および塑性変形性
をもつようになるという研究結果を得たのである。

【０００５】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、Ｎｉ：１〜５％、Ｍ
ｏ：０．５〜２％、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｔｉ：
０．１〜１％、を含有し、さらに必要に応じて、Ｃｕ：
０．５〜３％、を含有し、残りがＦｅと不可避不純物か
らなる組成、並びに４０面積％以上がフェライト相から
なる組織を有する、靭性のすぐれたＦｅ基焼結合金に特
徴を有するものである。

【０００６】なお、この発明のＦｅ基焼結合金は、上記
フェライト主体組織の状態で実用に供してもよいが、一
段の強度を必要とする場合には、フェライト主体組織で
機械加工および塑性加工を完了せしめてから、これに温
度：８００〜９００℃からの油焼入れと温度：１５０〜
１８０℃に１時間保持の焼戻しの熱処理を施せばよく、
この熱処理によって強度の著しい向上がはかられるよう
になる。

【０００７】つぎに、この発明のＦｅ基焼結合金におい
て、成分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。（ａ）ＮｉＮｉ成分には、素地に固溶して強度を向上させる作用が
あるが、その含有量が１％未満では所望の強度向上効果
が得られず、一方その含有量が５％を越えてもより一層
の強度向上効果は現われないことから、その含有量を１
〜５％、望ましくは２〜４％と定めた。

【０００８】（ｂ）ＭｏＭｏ成分には、素地に微細に分布する炭化物を形成して
耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が０．
５％未満では所望の耐摩耗性を確保することができず、
一方その含有量が２％を越えると靭性が低下するように
なることから、その含有量を０．５〜２％、望ましくは
１〜１．５％と定めた。

【０００９】（ｃ）ＣＣ成分には、素地に固溶して強度を向上させるほか、Ｍ
ｏと炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．２％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０．６％を越えると、
Ｔｉによるフェライト化作用が抑制され、４０面積％以
上のフェライト相形成が困難となり、所望の高靭性が得
られなくなることから、その含有量を０．２〜０．６
％、望ましくは０．３〜０．５％と定めた。

【００１０】（ｄ）ＴｉＴｉ成分には、素地のフェライト化を著しく促進し、も
って靭性向上に寄与する作用があるが、その含有量が
０．１％未満ではフェライト化が不十分であり、４０面
積％以上のフェライト相を形成するのが困難となり、一
方その含有量が１％を越えると、フェライト化作用が飽
和するばかりでなく、脆化が促進されるようになること
から、その含有量を０．１〜１％、望ましくは０．３〜
０．７％と定めた。

【００１１】（ｅ）ＣｕＣｕ成分には、素地に固溶して強度を向上させる作用が
あるので、必要に応じて含有されるが、その含有量が
０．５％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方
その含有量が３％を越えると靭性が低下するようになる
ことから、その含有量を０．５〜３％、望ましくは１〜
２％と定めた。なお、この発明のＦｅ基焼結合金におい
て、フェライト相の割合は、上記の通りＴｉ含有量によ
って調整することができるが、この場合フェライト相の
割合が４０面積％未満では十分な靭性を確保することが
できないことから、フェライト相の割合を３０面積％以
上、望ましくは４５面積％以上と定めた。

【００１２】

【実施例】この発明のＦｅ基焼結合金を実施例により具
体的に説明する。原料粉末として、いずれも１００mesh
以下の粒度を有するアトマイズ鉄粉、カーボルニルＮ
ｉ、Ｆｅ−Ｍｏ合金粉末、および黒鉛粉末、さらに電解
銅粉末を用意し、これら原料粉末を表１，２に示される
配合組成に配合し、通常の条件で混合した後、圧粉体に
プレス成形し、この圧粉体を、アンモニア分解ガス中、
１１００〜１３００℃の範囲内の所定温度に１時間保持
の条件で焼結することにより前記配合組成と実質的に同
一の組成をもち、いずれも幅：１０mm×厚さ：６mm×長
さ：３５mmの寸法をもった本発明Ｆｅ基焼結合金１〜１
２および従来Ｆｅ基焼結合金１〜１０の試片をそれぞれ
製造した。この結果得られた試片について、画像解析装
置にてフェライト相の割合を測定し、かつ靭性を評価す
る目的で、前記試片を３０mmの間隔で２点支持して水平
に保持した状態で、試片中央部に上方から垂直に荷重を
かけ、この部分の最下撓み量を測定した。これらの測定
結果を表１，２に示した。

【００１３】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【発明の効果】表１，２に示される結果から明らかな通
り、本発明Ｆｅ基焼結合金１〜１２は、いずれも合金成
分としてのＴｉの作用でフェライト相が４０面積％以上
を占める組織を有し、すぐれた靭性を示すのに対して、
従来Ｆｅ基焼結合金１〜１０においては、いずれもパー
ライト相、ベーナイト相、およびマルテンサイト相のう
ちのいずれかを主体とした組織をもつので、靭性の劣っ
たものとなっている。上述のように、この発明のＦｅ基
焼結合金は、素地のフェライト化によってすぐれた靭性
をもつので、薄肉化を可能とするばかりでなく、この状
態での切削加工などの機械加工や矯正などの塑性加工を
容易に行なうことができ、また、これに焼入れ−焼戻し
の熱処理を施すことによって一段の強度向上をはかるこ
とができるなど工業上有用な特性を有するのである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｎｉ：１〜５％、Ｍｏ：０．５〜２％、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｔｉ：０．１〜１％、を含
有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並びに
４０面積％以上がフェライト相からなる組織を有するこ
とを特徴とする靭性のすぐれたＦｅ基焼結合金。
【請求項２】重量％で、Ｎｉ：１〜５％、Ｍｏ：０．５〜２％、Ｃ：０．２〜０．６％、Ｔｉ：０．１〜１％、を含
有し、さらに、Ｃｕ：０．５〜３％、を含有し、残りがＦｅと不可避不
純物からなる組成、並びに４０面積％以上がフェライト
相からなる組織を有することを特徴とする靭性のすぐれ
たＦｅ基焼結合金。