JPS5827909A - 高クロム合金鋼微粉末の製造法 - Google Patents

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】 本発明はＦθを基としＣ１ｒを１０チ（重量基準。

以下同じ）以上含有する高クロム合金鋼を粉末冶金法に
よって製造する際の原料粉末として使用される高クロム
合金鋼微粉末の製造法に関するものである。

従来合金粉末の製造に適した方法としては■噴霧法、■
搗砕法、◇、）還元法等が知られている。

■の噴霧法は合金成分元素を含有する溶湯を水又は不活
性ガスを噴霧媒体として用い噴霧急冷する方法であるが
、粒動性を有する粉末が得られる反面、　粉体粒子が数
１０μ〜数１００μの範囲に分布しており、粗く、しか
も急冷のため粒子は焼入れ状態にあり、硬いため、その
ままでは通常の粉末冶金的手法によって圧粉成形および
焼結すゐことは困難である。■の搗砕法は合金元素を含
有する溶湯から合金塊をつくりこれを機械的に粉砕する
もので多大のエネルギーを必要とする上に、粉砕時に異
種介在物の混入が不可避であるという欠点を有している
。さらに合金鋼鋳造の過程で粗大な炭化物の偏析が必然
的に発生し、これを粉砕しても良質の合金粉が得られな
い上に、得られた粉末の形状は鱗片状で粗く、通常の成
形および焼結方法では理論密度に近い見掛は密度を有す
る焼結体に成形することはできないという致命的な欠点
がある。

■の還元法は比較的還元が容易な合金粉末の製造には工
業的に適用可能であるが、Ｏｒ、ＭｎおよびＶなどの難
還元性の成分元素を含有する合金粉末、特にＯｒを１０
チ以上含有する合金粉末の製造は極めて困難である。

本発明は従来の合金粉末製造法では困難とされている圧
粉成形が容易で、焼結性にすぐれた、１１Ｆｅを基とし
、Ｏｒを１０チ以上含有し、ＭＯ、００。

Ｖ、Ｍｎの内の１種以上を合計１０チ以下含有する高ク
ロム合金鋼微粉末の製造法に係わるもので、出発原料に
合金成分元素に対応する酸化物粉末を用い、これに炭素
粉末を、原料粉末中の酸素量と炭素量の比がｏ／ａ　＝
　０．５〜５となるように添加混合し、この混合物を１
０μ以下に粉砕し、さらに露点が一６０℃以下の水素気
流中、合金の同相線以下の温度で還元することにより高
クロム合金微粉末を製造することに特徴を有するもので
ある。

応する酸化物は現在工業的に製造され市販されているも
のであればいずれでも良く、粉末の形状、大きさ等は問
わない。これは酸化物は金属。

合金に比して靭性に乏しくボールミル等の粉砕により容
易に粉砕され粒径１ｏμ以下の微粉末となること、また
酸化物間での形状ならびに比重の差異が少ないため、こ
れを均質に混合することが容易であることによる。

また酸化物に添加する炭素としてはカーボンブラック又
は黒鉛粉末が挙げられるが、１μ以下の微粉末であるこ
とが本発明の目的を達成するためには好ましい。Ｃは合
金鋼中の各成分が炭化物を形成するために必要であると
同時に金属酸化物の一部と反応し、金属に還元するため
にも必要である。さらに還元に必要な０の量は還元装置
の形状、水素流量、還元温度、還元時間等の反応条件、
酸化物の混合組成にょシ制約を受は一部には規定し得な
い面がある。

しかし粉末冶金に適した合金粉末を得るためには反応条
件が一定の範囲内に決定されることから、本発明者等の
検討によると０の添加量は原料粉末中の酸素量との比が
Ｏｌｏ　＝　０　、５〜５好ましくは０．５〜２の範囲
内である必要がある。

ＯＡが０．５未満、即ち炭素量が多くなると必要以上に
炭素粉末が合金鋼粉末中に残るか、或いは金属炭化物の
凝集を助長し、一方０１０が５よシ大、即ち炭素量が少
くなると還元に関与する水素の割合が多くな杉、必然的
に還元温度が高くなるため焼結等によシ粉末自体の特性
が低下する恐れがある。

以上の混合物をボールミル等で１０μ以下好ましくは５
μ以下になる迄粉砕し、次いでこの混合物を露点が一６
０℃以下の水素気流中で合金の固相線以下の温度特に好
ましくは同相線より３０〜１００℃低い温度に加熱保持
することにより共還元すると同時に同相拡散によシ合金
化反応を行なわせる。

本発明においては原料酸化物が微細に粉砕混合されてい
るため酸化物の還元は合金の同相線　５− 以下の温度で充分進行する。また、還元により生成した
微細な金属は活性を有しているため、合金化及び炭化反
応も容易に進行する。しかも還元温度を比較的低温に維
持することができるので合金粉末粒子は焼結あるいは粒
成長することなく相互に弱く結合した状態にあり容易に
粉砕され、粒径１０μ以下の微粉になる。

本発明において露点が一６０℃以下の水素を使用する理
由はクロムの酸化物が難還元性物質であシ、シか本その
量が非常に多いためである。

即ち、水素中に水が多く含まれることになると、Ｏｒに
ついて反応系の一部で、例えば ０ｒ２０．＋５Ｈ２２０ｒ＋３Ｈ２０ なる平衡関係が生じ完全なる還元がむづかしくなるため
である。また還元時間も通常４時間以上を必要とする。

以上の方法により製造された高クロム合金微粉末は機械
的、温度的な加工硬化の少ない粉末であ）、成展性は良
好で、通常の粉末冶金的手法に従い金製プレスすること
によ如容易に成形され、さらに粉末粒子が微細なため焼
結性にすぐれておシ合金の固相線以下で焼結し密度比９
５チ以上の焼結体を得ることができる。

以下本発明を実施例により説明する。

実施例 還元後の粉末の化学組成がＦｅ　：　７２，５　％　、
　Ｏｒ：１８チ、　ＭＯ５３％、ＯＯ：４％、Ｏ；１，
５％となるように調製したＦｅ２Ｏ，粉末：　５００　
ｆ　ｓ　””２０５粉末：１２７．５　ｆ　、　Ｍｏｂ
、粉末：　２１，６ｆ　、　Ｃｏｏ粉末：　２４．５２
、炭素粉末１０７Ｆをボールミルで２４時間混合粉砕し
て上記粉末を各々平均粒度１０μ以下の微粉末とした。

次に露点が一８０℃の水素気流中１２００℃で４時間加
熱保持した。

得られた海綿状の還元物をパンタムミルで粉砕し、１０
０メツシユ以下の微粉末を得た。得られた合金粉末の特
性を次表に示す。

このように本発明によれば、微細かつ均質な合金粉末で
しかもＯｒを１０ｑ６以上含有する合金粉末を工業的に
安価に製造できる。

出願人代理人　　古　谷　　　　馨 ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １６　　鉄を基とし、Ｏｒを１０重ｔＳ以上、ＭＯ、Ｃ
   ｏ　。 Ｖ、Ｍｎの内の１種以上を合計１０重量％以以下下有す
   る高クロム合金鋼微粉末の製造において■　これら成分
   元素に対応する酸化物粉末を原料として用い、 ■　これら原料粉末に原料粉末中の酸ｉｎと炭素量の比
   がｏｌｏ　＝　０．５〜５となるように炭素粉末を添加
   し混合し、 ■　この混合物を１０μ以下に粉砕し、■　露点が一６
   ０℃以下の水素気流中、合金の同相線以下の温度で還元
   する 工程よりなることを特徴とする方法。