JPS58130249A - 高強度焼結部品の製造方法 - Google Patents

高強度焼結部品の製造方法

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JPS58130249A
JPS58130249A JP57012100A JP1210082A JPS58130249A JP S58130249 A JPS58130249 A JP S58130249A JP 57012100 A JP57012100 A JP 57012100A JP 1210082 A JP1210082 A JP 1210082A JP S58130249 A JPS58130249 A JP S58130249A
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JP
Japan
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low
strength
alloy steel
sintered parts
steel powder
Prior art date
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Pending
Application number
JP57012100A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahide Unno
正英 海野
Eijiro Tamura
田村 英二郎
Isamu Karasuno
烏野 勇
Minoru Ichidate
一伊達 稔
Toshihiko Kubo
敏彦 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、噴霧媒として非極性溶媒、又は鉱物油、あ
るいは動植物油を用いる油噴霧法により製造され九極低
炭素、極低酸素の合金鋼粉末を原料とした高強度焼結部
品の製造方法に関する。
す、殊に自動車等の車両部品に多く使用され、一段と過
酷な強度が要求されるようKなったう粉末冶金用原料と
しては、一般に鉄粉にC,Ct*。
Nl、M@等の金属粉会添加し九後、加圧成形し焼結す
る方法が用繋られている。又Cu、NlsMo等を予め
粉末に含有させた合金銅粉があるが、この合金銅粉は合
金元素による固溶硬化の九め、圧縮性が悪く圧粉体密度
が低い欠点がある。さらに、高価なNi%CI1%M6
粉に代えて安価なMH%Cr粉を使用することも考えら
れるが、焼結部品製造において代表的な焼結炉、すなわ
ち吸熱型変成ガス雰囲気中で焼結が行なわれるメツシュ
ベルト炉では、M(ICrが酸化し合金元素の効果が発
揮されない。
この発明はかかる現状に鑑み、出願人が先に発明した油
噴霧法により製造され、炭素及び酸素を着しく低減し九
金金銅粉を原料とし九圧粉体をメツVユベl&/)炉を
使って焼結し、高強度焼結部品を安価に製造する方法を
提案するものである。
すなわち、この発明は、C0D2−以下、Mn o、a
〜V 04)3−031 、Nb O,05〜0.M 
、Ni CLI〜21)’lk 、Cm 02〜2A−
1?0.03〜0.501のうち1種又は2種以上を含
み、残部実質的にF・よI〕、潤滑剤としてOJ−のス
テアリン酸亜鉛を用い5T/−の圧力で成形したときの
圧粉体密度が6.9f/a1以上である低合金銅粉を用
い、露点が0℃以下の炭化水素系の吸熱型変成ガス雰囲
気において焼結することを要旨とする。
この発明において使用する低合金鋼粉を限定したのは次
の理由による Cはフェライト中に固溶してフェライトを強化させるが
、一方合金粉末を加圧成形する際、圧粉密度に及ぼす影
響が大きく、圧粉密度を高め高強度焼結部品を得るには
C含有量は少ないことが望ましく、圧粉密度&9に一以
上を得るためKは0.02僑以下に限定する必要がある
MBは焼入れ性の向上に有効な元素であるが、鵠嘩未満
では効果があがらず、2.0−を越えると残留オーステ
ナイトが生成し、又圧粉密度が低下するから0.3〜2
0慢が適当である。しかしこの発明の目的の一つは製造
コスFの低減にあり、その九めに従来広く使われている
前述の焼結炉を用いるようにしたので、上記の焼結炉を
用い酸化させずに焼結を行なわせる丸め、易酸化元素で
あるMHの上限を特に10−に限定し、−は0.3〜L
olGとした。
0は圧粉密度、成形性のほかに焼結部品の多脚性及び焼
入れ性に大きな影響を及ぼす丸め少ないほど良い。そし
て、高い焼入れ性と靭性を付与μ高強度とするにはOJ
−以下に限定する必要があムCrは焼入れ性を確保する
のに必要であるが、01−未満ではその効果が十分あが
らず、加慢を越えると圧粉密度が低下するから0.1〜
2091が適当である。しかしCr4M5iと同様に&
酸化性元素であるため、MBの場合と同じ理由により上
限を12−に限定し、0.1〜1.8饅とした。
M・、マ、Nb%Ni、Cu、Pは、いずれも焼結部品
の焼入れ性を向上するのに有効な元素であり、他に次の
作用があり、又多元素の上限は露点0℃、1106℃の
寥囲気ガス中で酸化しないことをも条件にして決め九。
M・は暁入れ性向上の4111Km!もどし抵抗、焼も
どし脆性の緩和に有効であるが、0.051未満では十
分な効果があがらず、14)1Gを越えると圧粉密度が
低下するため0.05〜1.0饅とした。
V%Nbは焼入れ性向上の他炭化物析出により強度を向
上する元素であるが、■は0.0316未満、Nbは0
.051未満ではいずれも効果があがらず、又いずれも
0.3−を越えると酸化が激しくなり強度が低下するか
ら望ましくない。
Niは焼入れ性向上の他に靭性を改善する効果を有する
が、0.11未満ではその効果があがらず、20嘩を越
えると圧粉密度が低下するから0.1〜20LIIとし
た。
Cuは焼入れ性向上の他に合金相の析出により硬化する
性質を有するが、0.2qh未満ではその効果があがら
ず、2.0憾を越えると圧粉密度が低下するから0.2
〜209にとした。
Pは強度を高めるのに有効であるが、0.03’j1未
満ではその効果があがらず、0.50−を越えると靭性
が低下するから0.03〜O,SO嗟とした。
圧粉体密度は焼結部品の強度、靭性に大きく影会し、す
ぐれた強度、靭性を得るには5.9yA!!以上が必要
である。
この発明は、吸熱型変成ガス寥囲気中で焼結が行なわれ
る現在最も多く使用されているメツンユベルト炉を使っ
て低コストで高強度焼結部品を製造するのであシ、その
ために焼結写囲気ガスの露点を制限する必要がある。す
表わち、炭化水素系の吸熱製変成ガスの露点は一般に+
5℃〜−5℃であるが、易酸化性元素を含有する合金鋼
粉の場合には露点は低いことが望ましい。そして焼結炉
をマツフル型とすることにより露点な0℃以下に維持で
きるため、0℃以下に限定し丸。
次に、この発明の実施例について説明する。
第1表に化学成分を示したこの発明の対象とする低合金
鋼粉A1〜5を油噴霧法で製造した。すなわち、溶鋼温
度1680℃、噴霧媒焼入れ油、噴緋圧1504/ai
、噴霧量160J/m1mの条件で溶鋼を粉末とし、油
分を除去した後脱炭処理(H,O/H1−0,03の雰
囲気中900℃で十分量水蒸気を添加)した。
なお、A6は比較のためあげた市販の従来品であム@1
表 化学成分 (チ) 上記各鋼粉にO,S*のステアリン酸亜鉛を加え、5T
/−の圧力で加圧成形した。
そして、この発明の実施例として上記鋼粉A1と比較例
A6を使って、それぞれ露点−5℃(発明の範囲内)と
+10℃(発明の範囲外)の吸熱型変成ガス雰囲気中で
1130℃に20分間保持して焼結した。
その焼結したままの成品について引張シ試験を行なった
。その結果を第2表に示す、又この発明の実施による焼
結部品(第2表のA)について成形圧力と圧粉体密度の
関係について試験し九、その結果を第1図に示す。
第2表 試験結果 第1図より、この発明の実施によるAI(○印)と比較
例(△印)の成形圧力と圧粉体密度の関係は変らず、両
者の圧縮性はほぼ同じであることがわかムしかし、第2
表の結果より、この発明の実施によるものは従来のもの
に比べ強度が高く、かつu性がすぐれていることがわか
る。
さらに1上記において発明の実施例として示した露点−
re(種別A)の雰囲気で焼結した成品及び比較例とし
て示し九露点+lO℃(#1別B)の雰囲気で焼結した
成品に1それぞれN、ガス雰囲気中で850℃X30m
1nの焼入れ、180℃X1hrの焼もどしの熱処理を
施して引張り試験を行なった。その結果を第3表に示す
第3表 試験結果 この結果より、この発明の実施による焼結部品は焼結後
暁入れ一焼もどしの熱処理を行なった場合にも従来のも
のに比べ高強度が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施による焼結部品(○印)と従来
法により製造された比較焼結部品(△印)のそれぞれの
成形圧力と圧粉体密度の関係を示す図表である。 第1図 庵形圧力(”/cm’)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CQJ)2−以下、M+a QJ”LOfk 、00ニ
    ー以下、cros−U−1及びM@ 0135〜IJ 
    −1V 04)3〜OJ −1Nb 0.05〜OJ 
    11 、Ni G1〜u) 1g 、Cm 02〜加−
    1P OD3〜0jG−のうち1種又は2種以上を含み
    、残部実質的にF・よりなり、潤滑剤としてOJ9gの
    ステアリン酸嫌鉛を用い5T/−の圧力で成形し九とき
    の圧粉体密度が6、gy/j以上である低合金鋼粉を用
    い、霧点が0℃以下の炭化水素系の吸熱型変成ガス雰囲
    気において焼結することを特徴とする高強度焼結部品の
    製造方法。
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