JPH09279202A - 金属射出成形用金属粉末、この粉末を使用した焼結浸炭製品およびその製造方法 - Google Patents
金属射出成形用金属粉末、この粉末を使用した焼結浸炭製品およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH09279202A JPH09279202A JP9678196A JP9678196A JPH09279202A JP H09279202 A JPH09279202 A JP H09279202A JP 9678196 A JP9678196 A JP 9678196A JP 9678196 A JP9678196 A JP 9678196A JP H09279202 A JPH09279202 A JP H09279202A
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- powder
- carburized
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属射出成形法により成形し、焼結して得る
製品において、浸炭による表面硬さの向上を可能にす
る。 【解決手段】 ＷおよびＭｏの１種または２種を（２種
の場合は合計量）、重量で３％以下含有し、残部が実質
上Ｆｅまたは１０％以下のＮｉを含有するＦｅからなる
合金組成の粉末材料を使用し、金属射出成形、脱脂、焼
結および浸炭の一連の工程を行なう。
製品において、浸炭による表面硬さの向上を可能にす
る。 【解決手段】 ＷおよびＭｏの１種または２種を（２種
の場合は合計量）、重量で３％以下含有し、残部が実質
上Ｆｅまたは１０％以下のＮｉを含有するＦｅからなる
合金組成の粉末材料を使用し、金属射出成形、脱脂、焼
結および浸炭の一連の工程を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属射出成形（Ｍ
etal Ｉnjection Ｍolding、以下「ＭＩＭ」と略記す
る）用金属粉末であって、とくに浸炭製品を与えること
のできる粉末に関する。 本発明はまた、この粉末を使
用して実施する焼結浸炭製品の製造方法、および焼結浸
炭製品にも関する。
etal Ｉnjection Ｍolding、以下「ＭＩＭ」と略記す
る）用金属粉末であって、とくに浸炭製品を与えること
のできる粉末に関する。 本発明はまた、この粉末を使
用して実施する焼結浸炭製品の製造方法、および焼結浸
炭製品にも関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＩＭ法は、金属粉末とくに平均粒径１
０μｍ以下の微粉末に有機バインダーを加えて射出成形
することからなり、得られた成形品を、多くの場合は脱
脂および焼結して焼結製品とする。 従って、ＭＩＭ法
は、複雑な形状の製品を得る上で有利な技術として広く
行なわれつつある。 金属の微粉末は、合金の溶湯を噴
霧して製造する合金噴霧法、合金を構成する成分の粉末
を混合する元素粉末混合法、また、若干の成分について
は合金の噴霧を用い、残りの成分を元素の粉末として使
用する母合金法など、さまざまな形態で使用することが
できる。
０μｍ以下の微粉末に有機バインダーを加えて射出成形
することからなり、得られた成形品を、多くの場合は脱
脂および焼結して焼結製品とする。 従って、ＭＩＭ法
は、複雑な形状の製品を得る上で有利な技術として広く
行なわれつつある。 金属の微粉末は、合金の溶湯を噴
霧して製造する合金噴霧法、合金を構成する成分の粉末
を混合する元素粉末混合法、また、若干の成分について
は合金の噴霧を用い、残りの成分を元素の粉末として使
用する母合金法など、さまざまな形態で使用することが
できる。
【０００３】ＭＩＭ法による焼結製品のうち、表面の少
なくとも一部に高い耐摩耗性を与えたいものがある。
耐摩耗性は硬い炭化物の形成により得られるので、浸炭
処理をすればよい。 浸炭用鋼としてはＳＣＲやＳＣＭ
が知られており、それらに含まれるＣｒが鋼の浸炭性を
著しく高めている。 ところが、これらの合金の溶湯を
噴霧して得た粉末は、酸素含有量が高い。 酸素含有量
が高いと、酸素が焼結時に鋼中のＣをＣＯに変えて奪い
去るためＣ量が低下して、浸炭の度合をコントロールす
ることが困難であり、また焼結密度が高くできないとい
う問題がある。従って、ＳＣＲやＳＣＭの合金粉末をＭ
ＩＭ法で成形し、焼結体に浸炭処理をするということ
は、一般にはあまり行なわれていない。
なくとも一部に高い耐摩耗性を与えたいものがある。
耐摩耗性は硬い炭化物の形成により得られるので、浸炭
処理をすればよい。 浸炭用鋼としてはＳＣＲやＳＣＭ
が知られており、それらに含まれるＣｒが鋼の浸炭性を
著しく高めている。 ところが、これらの合金の溶湯を
噴霧して得た粉末は、酸素含有量が高い。 酸素含有量
が高いと、酸素が焼結時に鋼中のＣをＣＯに変えて奪い
去るためＣ量が低下して、浸炭の度合をコントロールす
ることが困難であり、また焼結密度が高くできないとい
う問題がある。従って、ＳＣＲやＳＣＭの合金粉末をＭ
ＩＭ法で成形し、焼結体に浸炭処理をするということ
は、一般にはあまり行なわれていない。
【０００４】Ｃｒの粉末を使用すれば、前記した母合金
法が採用できるが、Ｃｒ粉末を工業的規模で入手するこ
とは困難である。 微粉末の製造には水噴霧を行なう必
要があるが、そうするとＣｒ粉末自体の酸素含有量が高
くなって、上記したＳＣＲやＳＣＭと同様な問題が出て
くる。
法が採用できるが、Ｃｒ粉末を工業的規模で入手するこ
とは困難である。 微粉末の製造には水噴霧を行なう必
要があるが、そうするとＣｒ粉末自体の酸素含有量が高
くなって、上記したＳＣＲやＳＣＭと同様な問題が出て
くる。
【０００５】このようなわけで、従来は、Ｆｅ粉末に数
％のＮｉ粉末を添加したものを、ＭＩＭ法における浸炭
用材として使用して来た。 しかし、この材料は強力な
炭化物形成元素を含まないため、浸炭時に炭素は表面近
傍で捕捉されずに中心部まで拡散してしまい、表面硬さ
を確保できない。
％のＮｉ粉末を添加したものを、ＭＩＭ法における浸炭
用材として使用して来た。 しかし、この材料は強力な
炭化物形成元素を含まないため、浸炭時に炭素は表面近
傍で捕捉されずに中心部まで拡散してしまい、表面硬さ
を確保できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＭＩ
Ｍ法による焼結製品の製造において、浸炭による表面硬
さを高く確保した製品を実現することにある。 より具
体的にいえば、本発明の目的は、まずＭＩＭ法に使用す
る低合金鋼の金属粉末であって、高い浸炭硬度をもった
焼結製品を与えることのできる金属粉末を提供すること
にある。 さらに本発明の目的は、上記の金属粉末を使
用して浸炭した焼結製品を提供することと、その製品を
製造する方法を提供することである。
Ｍ法による焼結製品の製造において、浸炭による表面硬
さを高く確保した製品を実現することにある。 より具
体的にいえば、本発明の目的は、まずＭＩＭ法に使用す
る低合金鋼の金属粉末であって、高い浸炭硬度をもった
焼結製品を与えることのできる金属粉末を提供すること
にある。 さらに本発明の目的は、上記の金属粉末を使
用して浸炭した焼結製品を提供することと、その製品を
製造する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のＭＩＭ用金属粉
末は、ＷおよびＭｏの１種または２種を（２種の場合は
合計量）、重量で３％以下含有し、残部が実質上Ｆｅで
ある低合金鋼の組成を有する金属粉末である。
末は、ＷおよびＭｏの１種または２種を（２種の場合は
合計量）、重量で３％以下含有し、残部が実質上Ｆｅで
ある低合金鋼の組成を有する金属粉末である。
【０００８】「低合金鋼の組成を有する」とは、金属粉
末が前記した３種の製造法、すなわち合金噴霧法、元素
混合法および母合金法のいずれによって得られたもので
あってもよいことを意味する。
末が前記した３種の製造法、すなわち合金噴霧法、元素
混合法および母合金法のいずれによって得られたもので
あってもよいことを意味する。
【０００９】上記の金属粉末において、Ｆｅの一部をＮ
ｉで置き換えることができる。 その場合の本発明のＭ
ＩＭ用金属粉末は、ＷおよびＭｏの１種または２種を
（２種の場合は合計量）、重量で３％以下、Ｎｉを１０
％以下含有し、残部が実質上Ｆｅである低合金鋼の組成
を有する金属粉末である。
ｉで置き換えることができる。 その場合の本発明のＭ
ＩＭ用金属粉末は、ＷおよびＭｏの１種または２種を
（２種の場合は合計量）、重量で３％以下、Ｎｉを１０
％以下含有し、残部が実質上Ｆｅである低合金鋼の組成
を有する金属粉末である。
【００１０】いずれの場合も、金属粉末は、浸炭性およ
び焼結浸炭製品にとって支障がない限り、ＷおよびＭｏ
以外にも、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｏ，ＣｒおよびＶのよ
うな他の合金元素を、目的に応じた量含有することがで
きる。
び焼結浸炭製品にとって支障がない限り、ＷおよびＭｏ
以外にも、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｏ，ＣｒおよびＶのよ
うな他の合金元素を、目的に応じた量含有することがで
きる。
【００１１】これらの金属粉末を使用して行なう本発明
の浸炭製品の製造方法は、金属粉末を有機バインダーと
ともに金型内に射出成形し、成形品を加熱して脱脂した
のち焼結し、ついで焼結品に浸炭処理を施すことにより
表面近傍でＷおよびＭｏの１種または２種の炭化物を形
成させることにより表面硬さを高めた焼結浸炭製品の製
造方法である。
の浸炭製品の製造方法は、金属粉末を有機バインダーと
ともに金型内に射出成形し、成形品を加熱して脱脂した
のち焼結し、ついで焼結品に浸炭処理を施すことにより
表面近傍でＷおよびＭｏの１種または２種の炭化物を形
成させることにより表面硬さを高めた焼結浸炭製品の製
造方法である。
【００１２】ＷおよびＭｏは、Ｃｒにくらべて酸素含有
量の低い微粉末を入手することが容易である。 合金噴
霧法によっても、比較的酸素含有量の低い粉末を製造す
ることができる。 一方、浸炭により炭化物を形成して
焼結製品の耐摩耗性を高める性能は、Ｃｒと大差なく発
揮する。
量の低い微粉末を入手することが容易である。 合金噴
霧法によっても、比較的酸素含有量の低い粉末を製造す
ることができる。 一方、浸炭により炭化物を形成して
焼結製品の耐摩耗性を高める性能は、Ｃｒと大差なく発
揮する。
【００１３】ＷおよびＭｏの添加量は、１％内外で、実
用性な浸炭表面硬さを実現することができる。 ＷとＭ
ｏを比較すると、Ｗの方が少量で高い効果をみせるが、
比重が高く、焼結製品を重くする。 また、価格も高
い。 炭化物形成の効果は添加量の増加に伴って増大す
るが、３％程度で飽和し、あとはコストを高めるだけで
あるから、過大な添加は得策でない。 そのような観点
から、上記３％の上限を設けた。
用性な浸炭表面硬さを実現することができる。 ＷとＭ
ｏを比較すると、Ｗの方が少量で高い効果をみせるが、
比重が高く、焼結製品を重くする。 また、価格も高
い。 炭化物形成の効果は添加量の増加に伴って増大す
るが、３％程度で飽和し、あとはコストを高めるだけで
あるから、過大な添加は得策でない。 そのような観点
から、上記３％の上限を設けた。
【００１４】
【実施例】カーボニル鉄粉末（粒径４〜５μｍ）および
カーボニルニッケル粉末（粒径１〜４μｍ)に、モリブ
デン粉末またはタングステン粉末(ともに粒径２〜３μ
ｍ)を種々の割合で組み合わせ、Ｖ型ブレンダーで１時
間混合した。 これに、ポリプロピレンとパラフィンワ
ックスとを主成分とするバインダーを約７重量％添加
し、加熱下に混練してペレット化した。
カーボニルニッケル粉末（粒径１〜４μｍ)に、モリブ
デン粉末またはタングステン粉末(ともに粒径２〜３μ
ｍ)を種々の割合で組み合わせ、Ｖ型ブレンダーで１時
間混合した。 これに、ポリプロピレンとパラフィンワ
ックスとを主成分とするバインダーを約７重量％添加
し、加熱下に混練してペレット化した。
【００１５】このペレットを材料とし、ＭＩＭ装置で射
出成形して引張試験片の形状（厚さ４mm×幅１２mm×長
さ１２０mm）をもつ試料を製作した。 試験片のグリー
ンを大気中２４０℃に加熱して脱脂し、続いてＡｒ−Ｈ
2 雰囲気に１３００℃で焼結した。
出成形して引張試験片の形状（厚さ４mm×幅１２mm×長
さ１２０mm）をもつ試料を製作した。 試験片のグリー
ンを大気中２４０℃に加熱して脱脂し、続いてＡｒ−Ｈ
2 雰囲気に１３００℃で焼結した。
【００１６】焼結体を、ＲＸガス中９００℃×２時間の
条件で浸炭処理し、８３０℃に３０分間保持したのち油
冷する焼入れを行なった。 さらに１６０℃×２時間の
焼戻し処理を施した。
条件で浸炭処理し、８３０℃に３０分間保持したのち油
冷する焼入れを行なった。 さらに１６０℃×２時間の
焼戻し処理を施した。
【００１７】この試料について、表面から０．１〜０．
９mmの範囲の種々の位置と、中心部における硬さを測定
した。 その結果を、合金組成とともに下の表に示す。
表には、比較のため製造したＭｏを含まない試料につ
いてのデータも、あわせて掲げた。 表のデータからＭ
ｏの添加が浸炭製品の表面の硬さ向上に大きく寄与して
いることがわかる。
９mmの範囲の種々の位置と、中心部における硬さを測定
した。 その結果を、合金組成とともに下の表に示す。
表には、比較のため製造したＭｏを含まない試料につ
いてのデータも、あわせて掲げた。 表のデータからＭ
ｏの添加が浸炭製品の表面の硬さ向上に大きく寄与して
いることがわかる。
【００１８】 表 ビッカース硬さ 合金組成 表面からの距離（mm） (数字は重量％) 1.0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 中心部 Fe-2Ni 576 508 466 424 360 245 221 205 199 176 Fe-2Ni-0.5Mo 710 694 591 452 338 200 189 180 175 146 Fe-2Ni-1.0Mo 743 721 642 581 468 376 340 273 234 162 Fe-2Ni-2.0Mo 770 751 702 622 514 485 413 377 356 244 Fe-2Ni-0.5W 691 676 574 440 320 201 188 181 172 141 Fe-2Ni-1.0W 726 703 631 572 450 362 321 265 220 158 Fe-2Ni-2.0W 758 734 689 611 502 476 403 362 344 ２２６
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 8/22 Ｂ２２Ｆ 3/02 Ｌ
Claims (4)
- 【請求項１】 ＷおよびＭｏの１種または２種を（２種
の場合は合計量）、重量で３％以下含有し、残部が実質
上Ｆｅである低合金鋼の組成を有する金属粉末。 - 【請求項２】 ＷおよびＭｏの１種または２種を（２種
の場合は合計量）、重量で３％以下、Ｎｉを１０％以下
含有し、残部が実質上Ｆｅである低合金鋼の組成を有す
る金属粉末。 - 【請求項３】 請求項１または２の金属粉末を有機バイ
ンダーとともに金型内に射出成形し、成形品を加熱して
脱脂したのち焼結し、ついで焼結品に浸炭処理を施すこ
とにより表面近傍でＷおよびＭｏの１種または２種の炭
化物を形成させることにより表面硬さを高めた焼結浸炭
製品の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３の方法により製造した焼結浸炭
製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9678196A JPH09279202A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 金属射出成形用金属粉末、この粉末を使用した焼結浸炭製品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9678196A JPH09279202A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 金属射出成形用金属粉末、この粉末を使用した焼結浸炭製品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09279202A true JPH09279202A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14174187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9678196A Pending JPH09279202A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | 金属射出成形用金属粉末、この粉末を使用した焼結浸炭製品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09279202A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101405845B1 (ko) * | 2012-08-10 | 2014-06-11 | 기아자동차주식회사 | 금속분말 사출 성형을 이용한 밸브 트레인 부품의 제조방법 |
| CN106282624A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-04 | 中山市奥博精密科技有限公司 | 一种高比重钨基合金及其制备方法 |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP9678196A patent/JPH09279202A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101405845B1 (ko) * | 2012-08-10 | 2014-06-11 | 기아자동차주식회사 | 금속분말 사출 성형을 이용한 밸브 트레인 부품의 제조방법 |
| US9085028B2 (en) | 2012-08-10 | 2015-07-21 | Hyundai Motor Company | Method for manufacturing valve train parts using metal powder injection molding |
| CN106282624A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-04 | 中山市奥博精密科技有限公司 | 一种高比重钨基合金及其制备方法 |
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