JPS5867802A - 焼結部品の製造方法 - 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】 であり、とくに安価で裏造の簡単な高酸素鋼粉を用いて
強度、靭性等の機械的性質に優れる焼結部品の製造方法
について提案するものである０従来の純鉄粉を主゛原料
とした焼結機械部品は強度レベルが低いためその用途が
［１ｊφ定さ１ていた０そこで、焼入れ性にｔしれた低
合金銅粉を用いる方法が開発された０しかし、焼入れ性
への寄寿が顕著で！１４：　）Ｊｌ・な合金元素である
Ｍｎ％Ｃｒを含んだ合金鋼り）１４２台を例にとると、
こｎを水アトマイズ法によってＭＡすると、アトマイズ
時に水と反応してＭｎ、Ｃｒが優先的に酸化するため、
暁入れ性に有効なＭｎ、ＣｒＯ鋼粉鋼粉溶固溶量少する
Ｏこの鋼粉の・！、゛・入れ性ｉ　ａｔ　イｙする念め
にに、鋼粉の軟化焼釧ｖＣあわせてＭｎ、Ｃｒの酸化物
を還元する必弗があるＯ　Ｌ／かじ、酸系との親和力が
特に強いＭｎ、　Ｃｒのル化物を鋼粉の段階で還元する
＆Ｃは、特殊な還元焼鈍装置？要する欠点がある。

４、発明は、上；ＩＩＪＳの従来技術の欠点を強に等に
優ｉだものを安価に製造することにあわせて有利に克Ｉ
Ｊしするために次のように構成した０すなわち、本発明
法は、従来の一般的な純鉄粉製造設備により、４兄にか
つ低地に刺造烙れる貧金−粉を用いることに特徴の７つ
があり、かかる合金鋼粉に黒鉛粉を混合後加圧成形し、
次の焼結工程においで■焼結、■還元、■Ｃの合金化の
３つの反応を同時に行わせ、こうして得られた焼結体に
熱処理を施す一連の工程を経ることによって機械的性′
６に優れたものを製造するのである。

さて、上記■で示す該焼結体Ｃｉｌは、鋼粉Ｃ量および
鋼粉■還元に消費される黒鉛粉とに依育する。Ｌ、７ｔ
がって、該混合Ｃｔと一定にした場合、銅粉Ｃ量、９景
が変動すると焼結体Ｃ量がダ動する０ま友、焼結条件の
変更、例えば溶結時間の変更によっても黒鉛の合金化の
ＦＡ度が堂化する。本来、このような種々の要因によっ
て焼結体Ｃ晴に変動し、焼結体特性は不安定になるが１
本発明はこうした問題点が宛服できる点に特色がある。

本発明のかかる特徴は次のような知見にもとづくもので
ある。

（１）合金鋼粉（θ、θ！％Ｃ−０，７％Ｍｎ　−／％
Ｃｒ−０，Ｊｑ６ＭＯ−０，６ｑ６０　）Ｋ黒鉛粉全混
合シ、総炭素量をθ、タチとした圧粉体を露点−ｊθ℃
の還元性ガス雰囲気中で、／／ｊＯ℃、ｉ、ｚｏｏ　”
ｏ、／、２！θ°Ｃで名各ｊθ分加熱保持代、そのまま
炉冷し之場合の焼結体Ｍｎ０１Ｃｒ２０５％ｉを測定し
た結果、主として次式に示した反応で、 ＭＯ＋　Ｃ−＋Ｍ　＋　Ｃｏ↑ λ（：＃化物中の金属元系を示す Ｃ：混合黒鉛を示す 混Ｚｌ’　ＬＡ’、鉛により上記酸化物は還元され第１
図で示すところから判るように、その結果台金Ｍｎ％Ｃ
ｒ：ｆｊ−のりθチ以上が地鉄中に固溶することがわか
り、もシ、入れ性に有効な固溶量が確保できることを知
見しｆＣ，。

（２）台金鋼粉（０，０！　％　Ｃ−θ、７　％　Ｍｎ
　−７，０％　Ｃｒ−θ、３％ＭＯ−０．６％９）に黒
鉛粉全圧粉体Ｃｉｉがθ、９〜／、３チの範囲内に入る
ように混甘し、上記（１）で述べた方法でＩＪｖ、形、
焼結し友ものについてその焼結体Ｃ量を訓市した結果、
焼結体Ｃ蟻は第λ図ｅ（示すように、圧粉体Ｃ１が０．
４！％以上になると、焼結温度の如（ＩＩＩ　Ｋかかわ
らず鋼粉ε１と圧粉体Ｃ駄に応じたＣ−’ｗｉが合金す
ることを知見しｆｌ。

（３）　　貧金鋼の強鼾向上全目的として焼入れ処理し
た場合、Ｃｔの増加に伴いＭｓ点の低下のため残留オー
ステナイト量ｒＲが増加［２、暁入れ材の強ｍ′ケ低下
させる欠点がある。しかし、前述の合金鋼粉（０，０！
％　Ｃ−０，７％　Ｍｎ　−／、０％Ｃｒ−０，３％Ｍ
Ｏ−ｏ、イｑ６０）に黒鉛粉を圧粉体Ｃ−９がθ０ｇ〜
／、−！−の範囲に入るよう混合し、前記（１）で示し
た方法で成形、焼結した後、／／θ〜９３０　’０に３
θ分加熱、保持後、油中で焼入れ・焼戻し処理し友とこ
ろ、第３図に示すように焼入れ温度を選択することによ
り、広い圧粉体Ｃｔ範囲にわ之りγｇ−１１がきわめて
低くなることが明らかとなった。

そこで、合金鋼粉Ｃ量、９ｔの銅粉ロフト間の変動など
くより焼結体Ｃ量が目標値から変移しても、目標焼結体
Ｃ３ｌ″ｆｒ上述の残留オーステナイト量が、きわめて
低く押えられる圧粉体Ｃ量を示す領域の中央値にあらか
じめ設定すれば、焼入７″Ｌ　ｌｔＡ度を選択すること
により、焼結体熱処理材Ｑ強ノμ変動を小さく押えるこ
とが可能となる。

上述のような知見に対し本発明は以下のように構成する
ことにより、従来技術の課題を有利に克１１１ノ（ッｆ
ｃのである。

（１）　　出うｒ＠科となる＃ｐｆ４粉末としてはでき
るだけ少ｆＬＯＭｎおよびＣｒ　ｆ合金させ、かツ９゛
縫がθ、・２Ｊ〜／、０％の高酸素付合鋼粉を主体とし
て中いる。

このような高いｏＦｔ（４σ囲の′合金鋼粉は、従来の
純鉄杓りウｉ／ｌ、設備を用いて容易に表造可＾−で、
低廉かつ岬、１体の焼入力性（て優れるため、焼結機械
耳［１品のコスト低減を可１」けとし、しかも部品の高
強度化が、τ１）する利点がある。

（コ）１：１料粉末としての上記合金鋼粉には、必弗に
応ド、て、上述（１）の合金元素のほかＶＣ、さらに副
成分ト（、−（Ｎｂ、　　Ｖ％Ｂ、　Ｏｕ　、　　Ｎｉ
、Ｃ０１Ｓｎ　、　　Ｍｏ　。

Ｗ、Ｐ％Ｓの各元素を／種以上合金させ友合金鋼杼）？
ｆ“１４ｊ用することもでき、これらは製品ＶＣ要求さ
ハる特性を勘案の上、適宜実施さＦる。このようｔｃイ
・１力目的に会合される元素は、　ＭｎおよびまたはＱ
ｒと共同して焼結昌１り品Ｑより一層の岬入れ性Ｖ）向
上をｇ’ｌり得るものであり、同時に部品の耐蝕性や高
温強度の向上、あるいは切削性の向上などにも寄与量る
もので、それぞれ特長ある作用をなすことは通常の溶製
鋼材の場合と同様である。

すなわち、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ％　Ｂ、Ｃｕ％　Ｎｉ、Ｍ。

は焼入れ性の向上、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐは耐蝕性の向上、Ｎ
１、Ｃｏ　、　Ｍｏ　、　Ｖ％Ｗａｉｉｙ＋熱性の向上
、Ｎ１、ｎｏ、ｖは靭性の向上に、さらにＰ、ＳＦｉ快
削性の向上に寄与するものである。

夫々の合金ｆＦｉ、銅粉の圧縮性を損なわず、かつ夫々
の効果が発揮される適量の範囲である。

（３）上記合金鋼粉の主成分として含有させるＭｒ％Ｃ
ｒおよび副成分として含有させるＮｂ％Ｖ％Ｂについて
は、／／ｊｏ〜／３００　”Ｏの温度領域での酸化物の
標準生成自由エネルギー変化Δ譜）が−／１０〜−　／
４０　Ｋｃａｔ力Ｏ１０２値を示すものを用いる。

このよりなｔ！囲のΔ毅・をもっ元素であれば、銅粉中
に混合する黒鉛粉がそれらの各酸化物およびＦｅの酸化
物を還元するとともに該合金元素の酸化を抑制するＯＫ
有効に働くがらである０なお、鍜元性雰囲気ガスおよび
もしくは鋼粉中合金ＣによりｉＦｅ　−？　Ｍｎ　、　
Ｃｒ％Ｎｂ％Ｖ％Ｂ酸化物が一部還元される場合もある
が、還元の主体は前述の混合黒鉛Ｖこで行なわれる。

各合金元素について酸化物の標準生成自由エネルギー変
化が、上記のように限定される理由を以下＆Ｃ示す。

主成分のＭｎ、Ｃｒ、副成分のうちＮｂ％Ｖ、　Ｂばそ
の酸化物が難襞兄性の元素として代表的なものであるが
、７７５０〜７３００℃の温度範囲で、いずれ４　ＪＧ
Ｏｉｄ　−／１０〜−　／ｌＯＫＯｅｔｔＡｎＯｌ　０
２　Ｔあり、これらの元素の酸化物は該焼結温度範囲で
混合黒鉛により還元が可能であることより、Δチの下限
を−／１．ｔ／　Ｋｃａ４／１ｎｏｔ０２　Ｋ限定した
。

一方、副成分のうち／／ｊＯ〜／３０θ゛０■温廣範囲
テ１．化物のΔＧ’　カー　ｉｉｏ　Ｋｃｅｔｔ７ｍｏ
ｔ　０２以上の元素は、Ｎ１、Ｍｏ％Ｃｕ％Ｃｏ、５ｎ
１Ｗ％Ｐ、ＳＴあるが、これらの酸化物は従来の一般的
純鉄粉製造股（、ｉ、、により還元可能であることを考
慮し、混合黒鉛Ｃ（よる還元効果が発揮されるΔチの上
限を−／／θＫ　Ｃａ　７７ｍ　Ｏｔ　Ｏ２に限だした
。

（り）少なくとも十Ｍ１．’：のような成分組成のもの
全含廟させる原料粉末［は黒鉛粉を添加するが、その黒
鉛量は圧粉体ｃｔＫｔ、てθ、３〜２．ｊチの範囲であ
る。０．Ｊ　％以下では還元による黒鉛消費ｆを考慮す
ると適正な焼結体Ｃ量が期待できないためであり、Ｊ、
ｊ％以上では圧粉体の成形性に劣り、移送時に圧粉体が
破損しゃすく実用的でないために上記のよう忙限定した
。

かかる原料鋼粉と黒鉛粉との混合材料を、圧縮成形して
圧粉体をつくるが、この場合必要に応じて潤滑材を混合
したのち、金型中で圧粉密度が４．０１７２以上になる
ように圧縮成形する。圧縮成形後Ｏ圧粉密ｆをｇ、θｌ
／ｃｍ’以上にする理由は焼結を十分に促進せしめて、
充分な強度を得るためと、焼入れ時の冷却速度を充分大
きく保っためであ）、余〕低過ぎると充分な急冷が不能
となり、焼入れ硬化不足を招（ためである。

なお、原料鋼粉には上述の例示の他、不可辷的忙含まれ
る不純物ならびにＦｅを当然含有し、加えて好適例で示
せば、合金鋼としての圧縮性、成形性の観点からＣ：θ
０．２チ以下含有し、ま友ｏ：／、０４以下％Ｓｉ　：
　０．１％以下、ｊｋｚ　：　ｏ、ｏｉ％以下、Ｔｉ　
：　０．０７％以下含有させる０これらの元素（９〜Ｔ
ｉ　）の場合、いずれもその量が限定値より多くなると
焼結体の非金属介在物量が増し、焼結部品の焼入ｎ性が
急激に低下して、機械的特性やその他の特性が損われて
しまう０その他、さらに必”ｔｙ　ｐｃ応じて、ＣＬＩ
　：　０．／　〜３，０９６、Ｎｉ　：　ｏ、／−５，
０条、Ｃｏ　：　０．／　〜１０，０　％、Ｓｎ　：　
０．／　〜３．０幅、ムイ０：θ、／〜２．θチ、Ｗ　
：　０．７〜己θ％、Ｐ：０．０４ｔ〜０．３％、Ｓ二
〇、θ４ｔ〜０．３％のうちから】゛ぺげｊる／神また
はコ種以上を含有させ之台金ｔイ１呵杓舌・用いる。

また、上述のＭｌ料銅粉を２θチ以上混合することを条
件として、その残部に非鉄金属粉末、合金鋼粉末、前Ｍ
ｔ、合金鋼粉以外の成分組成ｅこかかる台金鋼粉、用金
属粉末のなかから選ばれる何れか少なくとも／種以上よ
りなる混せ粉末を混付し、こむＶＣ上ｍｌ黒鉛粉末を所
足せ加えて次の成形工程に倶給する。

（ｊ″）　上述のような原料粉と黒鉛粉との混合成形を
経て準備、−、シた圧粉体は、霧点−３０で以下の非酸
化性雰囲気中で加熱焼結する。非酸化性雰囲気とは還元
性、不活性、浸炭性のうちから／＄１．あるいｉｊＪ種
以上の性質をあわせて構成した雰囲気金示す０ただし、
焼結促進の面からは、願わくはＨ２を１％以上含んだ雰
囲気が望ましい。

霧点−３θ℃以下の非酸化性雰囲気としたのは、加熱時
の銅粉の酸化、特に銅粉中のＭｎ、Ｃｒ、Ｎｂ。

Ｖ％Ｂの酸化を抑制し、焼結体の焼入れ性能上を防ぐた
めである。

（４）焼結は、上述の非酸化性雰囲気中で４７７５５７
３００℃の温度範囲内に２０分以上加熱保持して行い、
銅粉の還元、鋼粉粒子間の焼結促進、混合黒鉛の銅粉中
への拡散合金化を行なう。上記温度範囲がかような範囲
に限定される理由は、／／り０℃以下では焼結の促進が
不十分でかつ混合黒鉛の合金化および酸化物の還元が不
十分なため十分な強度、焼入れ性が得られず、７３θθ
℃以上では経済性が低下しかつ焼結時の寸法変化が大き
くなり実用的でないためである。

（７）　　上記の過程で焼結と還元と混合黒鉛の合金化
が′−ｆｉ’：　ｒｒｌ、焼結部品がイ１らｉるが、そ
の焼結部品はＣｊｉが０．４ｔ〜０．９％で９ｔが０６
．２．ｔチリ下になるようＫ　！ｉ几理したものである
。

上１ボ、■処理によって得らｎる焼結体についてそのＣ
ｕを０．７〜０．９％としたのに、θ、４ｔチ以下でｆ
ｄ　９．＋シ、友れマルテンサイト中Ｃ量が低い逢め、
強度。

硬さが不充分となるからであり、また０、９％以上でに
過共析セメンタイトネットワークの析出の之め強１形が
急、＆に低下する之めである。一方、焼結体９寸をθ、
コ！チ以下とし友のは、０．．２ｔ％　餡でに（［１・
・・１粉中固溶Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｂ％Ｖ％Ｂの多くが酸化
物として失なわれ易く、焼結体の焼入れ性が充分貝月ｆ
〜できなくなるからである０ （、ｒｌ　　本発明では、機械的性質金さらに向上させ
るために、前述の焼結終了稜、痛点−３０℃以下の非限
化１′−！：雰囲気中で、該焼結体のＡＣ３変態点より
０いて必要に応じて焼戻し処理を行なう。

加熱雰囲気を、１′Ａ点−３０℃以下の非酸化性雰囲気
としたのは、前述の（ｊ）で述べたのと同一の理由ＶＣ
よる０加熱塩度をＡＣ４Ｓ変態点よりＯ岨〜／θθ℃高
い範囲としたのは、Ａｃｓ変態点以下ではオーステナス
テナイトの安定化による焼入れ後のｒＲ量の増加、およ
び結晶粒Ｏ粗大化により強度が低下するため好ましくな
いからである。

次に、本発明方法についての上述した構底に対応する実
施例を比較例との対比でもって砦明する。

実施例　１ （／）原料鋼粉（０，７Ｍｎ　−／　Ｃｒ　−０，３Ｍ
ｏ　）表１　化学組成（％） （２）圧粉体Ｃ量　０．７〜７．３％ （３）圧粉密度　　ｔ、♂、ｔｆ／ａｍ３（り焼結時の
加熱雰囲気　Ｈ２、露点−！θ℃（り焼結条件　ｌ／！
Ｑ℃×！θ分、７２００℃ｘ　ｓｏ分（６）焼結体９量
　　第り図参照 Ｍ料粉末には高酸累の銅粉（θ、θＩＣ−θ、りＭｎ　
−／　Ｃｒ　−０，３Ｍｏ　−０，ｔ　Ｏ）　ｆ用イア
ｔｏ　　ｃの鋼粉に黒鉛粉を混合して、圧粉体Ｃ４ｌを
０．２〜７．３チとし、圧粉密度ｔ　、ｒｊ　ｆ　／ｃ
ｍ’で外形コｊφｘ、ｙｔＨのタブレットに加圧成形後
、Ｎ２ガス気流中で／／ｊθ℃ｘ　ｔｏ分および／、２
θθ℃Ｘ　１０分焼結を行ない、焼結終了後そのまま炉
冷した。本実施例の圧粉体Ｃｆ範囲でに焼結体の９量に
圧粉体Ｃ！によらず、焼結温度に依存し、／／ｊＯ℃焼
結ではｔ）丁Ｏ０／グチ、／、２θθ゛Ｃでほぼ０．０
２！優と一定であり、銅粉中の酸化物が十分（Ｆ−還元
されることが実証できた。

実施例　２ （１）原料鋼粉　冥施例１で用いたものと同−一）圧粉
体Ｃ−Ｊｌｌ　　θ、！〜θ、？チ（３）圧粉密度　６
Ｊ！　１７ｃｍ３ （り）焼結時の加熱雰囲気　ＮＨ３分解（Ａ’Ｘ）ガス
露点−２０℃ （１）焼結条件　　／コｊθ’ＯＸ　ｊＱ分分節焼結体
９量　１１！！図参照 原料鋼粉には、実施例１と同一の銅粉を用いた０この銅
粉に黒鉛粉を混合して圧粉体Ｃ量θ、ｊ〜θ、デー、圧
粉密度ｔ、ｔｚｐ７釧３で外径コ！φ×Ｉｔ　Ｈのタブ
レットに成形後、アンモニア分解ガス気流中で／コ！θ
℃ｘｊｃ分間焼結後炉冷した。焼結体９量（４Ｈ２気流
中／、２００　”Ｏ焼結よりさらに低ぐな夛、約０．０
＃　ｑＡと鋼粉２ｔのりｇチ以上が還元された口 実施例　３ （１）原料鋼粉　（０，２Ｍｎ　−ｊ　Ｃｒ　−０，，
２Ｖ　）（ｊ）圧粉槽Ｊｊ　　　ｄ　、ｒｔ　ｙ　／ｃ
ｒｌ（匍焼結雰囲気　ＮＨ３分解（ＡＸ）ガス　露点−
ｓｏ’（３け）焼結条件　　／／、１θ℃Ｘ　３０分、
／、２００’６　ｋ　３０　分（１）焼結体９量　第６
図参照 原料粉には高酸累の鋼粉（０，／２　Ｃ−θ、２　Ｍｎ
−３Ｃｒ　−０，２Ｖ　−０，ｔｔＱ）　ｆ用イタ。圧
粉体Ｃｆ１ｉｊ　０１７３−．２．１３％、圧粉密度ｔ
、ｒ！　９７６ｍ”Ｔ：外形、２ｊφＸ３ｊｔＨタプレ
ツ）　ＩＩＣ成形後アンモニア分解ガス気流中で／／！
θ’ＯＸ　ｒｏ分および／、２００　ｔｌ　Ｘ　１０分
焼結？行り焼結終了波そのまま炉冷した０焼結体９１彼
は実施例１の場合と同様／／！θ℃より／２θθ℃′Ｌ
□□□結の方が低くなっている０／／！θ℃焼結では圧
粉体Ｃ叶の低い方では若干９すが高いが、実施例１と同
様十分に還元された。

実施例　４ （／）原料鋼粉　　実施例１で用いたものと同一（２）
圧粉体Ｃ景　０．６〜／、λ係 ｆｊ’ｌ　ｒｌ二粉密度　　ｔ、ｔｒｊｇ／ｃｍ（り焼
結時の加熱ｙ囲気　Ｎ２．４点−５０℃１５）焼結条件
　　／２θθ℃Ｘ　ｊｏ分（司焼結体Ｏ，量　第ダ図参
照 （７）焼入れ時の加熱ｙ囲気　Ｎ２　、露点−１０℃（
と焼入れ条件　Ｊ’／ｃｒＯｘ　、？θ分保持後゛油焼
入れ（９）規戻し条件　／７０’Ｑ　ｘり０分油中保持
後空冷（勺成形条件　ＪＳＰＭ標準引張試験片ノツチな
し衝撃試験片 （イ）機械的特性　第２図参照 原料粉末には実施例１と同一の銅粉を用いた。

この銅粉に黒鉛粉を混合して正粉体Ｃ量θ０ｇ〜／、Ｊ
　１ｇ　、圧粉槽！ｌ　４．ｒｔ　ｐ／ｃｍ３−ｃ−Ｊ
ＳＰＭ　砿準引４１　ｐ試験片、ノツチなし衝撃試験片
に成形後、　Ｎ２ガス気流中で／コ００　℃Ｘ　１０分
焼結を行い、次いでｒＩＱ”ａ　Ｋ　Ｎ２ガス気流中で
３θ分加熱保持後油焼入れし、さら忙油中で／りｏ”ｒ
３に９０分焼戻しを行い機械的特性Ｙｒｍｌ定した。こ
の実施例での焼結体の９■は、０、／ダル０，０？−で
、圧粉体Ｃ量と焼結体９１゛との関係が第４を図に示す
通ヤのものについて、その機械的性質は第２図に示すよ
うに引張り強さは。、θ〜ｒ／、ｏ　９７１１ｍ２テ、
衝撃値ｆ３０．９〜／、ｔ　４・ｍ／ｍ２で、表面硬さ
はＨマ（０，／　）　／り□〜！りθであった。

なお、第７図において、圧粉体Ｃ量□０ｇ％で引張９強
さ、表面硬さが低下しているのは、該焼結体のムａｉｍ
態点に°対して焼入れ温度が低く、α、ｒ−相領域内で
の加熱となり、オーステナイト化が不充分なためである
◇ 圧粉体ｃ　ｔ　ｏ、ｒ〜／、コチの範囲では、広い圧粉
体Ｃ駄範囲において、引張り強さ７２．！±ｊ、ｊＫ９
／ｌｌ２ＩｌＪ撃値θ、？〜／、／窄・ｍ　７ｃｍ　２
、表面硬さダＯθ〜！りθＨＶ　（θ、／）と高いレベ
ルで安輩した特性が得られたくこのことより、本実施例
では圧粉体Ｃ量を７．０％に調整し、ておけば、合金鋼
粉の９ｔがθ。ｊｒ十〇、、２４　％と全Ｏｔ　ｔｖ　
ｇｏ優り上変動しても、上述の範囲内の優れた機械的特
性を得ることが可能であることが判った。

実施例　５ （り焼入ｎ温Ｉを除くその他の条件：総て実施例４に同
じ （−２）焼入れ温度　！２０℃ （−？１４ｍ械的特性　第１図参照 原料粉末には実施例４と同一の銅粉を用い九〇この銅粉
に黒鉛粉會混曾し、実施例４と同一の条件で成形・焼結
後、Ｎ２ガス気流中で７７０℃に３θ分加熱保持後油焼
入れし、次いで油中１７０℃でり０分焼戻したものＶ）
機械的特性を測定した。この焼結体の９ｆは実施例４と
同一であった０引張り強ｒｐ／ａｎ　’、表面硬さｉｊ
　Ｊ６０〜．？７０　Ｈｖ　（ｏ、　／）　ｒ　第１図
に示し友通りであった。

なお、圧粉体Ｃ量／、θ優以上での引張り強さが急激に
低下しているのは、焼入れ温度（ｒ’ｙｏ　℃）が＃焼
結体のＡｏＩｔ点に対して高すぎるため、ｒＲ量の増加
、結晶粒の粗大化を招くためと考えら九る・この実施例
のものでＦｉ笑施雄側の圧粉体Ｃ曾σ、ｒ〜／０．２％
の範囲で得られる機械的特性と同等もしくは同等以上の
特性が得られる圧粉体ｃｇ範囲は、０．７３〜θ、２％
で、実施例ダと比較して圧粉体Ｃ量範囲はｌ／ｊ以下で
、合金鋼粉０４ｉ１の変動忙起因する焼結体Ｃｊｌの変
動に対しては実施例４と同郷に安定した機械的特性ｆｒ
得ることは困難である。

実施例　６ （／）焼入れ温度を除くその他の条件：総て実施例４に
同じ （λ）焼入れ温度　９３０℃ （３）機械的特性　第９図参照 原料粉末には実施例４と同一の銅粉を用いた。

この人粉に黒鉛粉を混合し、実施例４と同一条件で成形
、焼結後、夕３０℃にＮ２ガス気流中で３０分分熱熱保
持後焼入れし、油中７２θ℃で２０分で＃戻したものの
機械的特性を測定した。この焼結体のＣ２鄭は実施例４
と同一であった０引張り強さはｅ３．０〜ｒ／、ＯＫｔ
ｉ／ｍｔｎ２、衝撃値ｉｊ　Ｏ，ｕ　〜／、２Ｑ＋・ｍ
／ｃ’ｍミ表面硬さはりＯθ〜ｊｊｔ）　Ｈｖ　（θ、
／）で第り図に示す通りであった０圧粉体Ｃ量／、０１
以上での引張り強さの急激な低下は実施例５と同じ理由
によるものである。本実施例のものも実・雄側４の圧粉
体Ｃ瀘θ、／〜／、−２％範囲で得られる機械的特性と
同等もしくは同等以上の特性が得られる圧粉体Ｃｆｉ範
囲Ｂｏ、ｔ〜Ｏ０♂で、実施例４と比較して圧粉体Ｃｆ
範囲はので、合金鋼粉Ｏ４ｉの変動に起因する焼結体Ｃ
ｔの変動に対”しては実施例４と同等に安犀し友機棹的
特性を得ることは困難である。

以上の実施例７〜６で示し友ように゛、９　ｆａ’の高
い低線な合金鋼粉に黒鉛粉′ｆｒ混合して焼結すること
により、焼結体は充分低酸紫となり、焼入れ性が回復す
る・また熱処理条件にも最適値があり、これらの条件を
組み合わせることにより、以下のような効果が期待でき
る。

（１）低摩に製造される。即ち、高酸素の合金鋼粉の使
用が可能となり、供給機械部品のコストを低減させる。

−）合金鋼粉の２量の変動などに起因する焼結体Ｃ量の
変動による機−的特性の変動を極めて低く抑えることが
でき、焼結機械部品の信頼性が向上する。

（３）熱処理に特殊な設備を要しないから焼結部品の製
造コストを低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸素量の高い合金鋼粉に黒鉛粉を混合す九ば鋼
粉中の酸化物が容易に還元されることする粉体Ｃ量と焼
結体Ｃ量との関係を示す線図、第３図は各焼入れ温度に
おける残留オーステナイト量７Ｂと圧粉体Ｃ量の関係を
示す線図、第り図。 第５図および第に区？１、実励例での圧粉体Ｃ１１）に
”対する焼結体酸索晴との関係を示す線図、第２図、第
！図および第９図は、実施例での圧粉体ｃ４＃に対する
機械的性質の関係を示す線図である。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 第１図 １１５θ　　１２００　１２５０ 穴克１：６４７９　　（’（：　） 第２図 ０３０．４　　０．６　　　θ１３　　１．０　　　／
、２ｆ、３１Ｆ「、豪分　イト　Ｃ量　（％ン 第３図 θ６　　０．Ｅｌ　　　ｆ、０　　　／、２圧腑休Ｃ量
（％ン 第４図 圧殺体Ｃｆ−（％） 第５図 ０．５　　　０．７　　０．’？ 圧粉体Ｃ量（％） 第６図 θ６　　　　ｆ、０　　　　　／、５　　　　２．０２
．２圧粉体Ｃ’ｉ−ｃ％） 庄　ｍ＃（：　　ｌ　Ｏ≦ン 第９図 圧粉体Ｃ量（％ジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化物の標準生成自由エネルギー変化が７１５０〜
   ７３００℃の温度領域で一／シθ〜−／６０Ｋｃａｌ／
   １ｎｏ４０２　（Ｄ範１ｕ（ＫするＭｎ、Ｃｒｙ、それ
   らの−８ｉまたに二種についてＭｎ　［あって＃：ｔ０
   ．／〜コ、３チ、Ｏｒ　Ｋあってはθ、７〜！、！チ、
   その合計量ではθ、り〜７．０％、少なくとも主成分中
   に含有させてなる合金鋼粉に、圧粉体Ｃ噺（／（シて０
   ．３〜−１５％になる黒鉛粉を混合し、こ九を圧縮成形
   して圧粉密度ｔ、Ｏｙ　７ｃｍ以上の圧粉体をつくり、
   その後肢圧粉体を露点−３０℃以下の非酸化性雰囲気中
   において７７５０〜７３００℃に加熱して焼結させるこ
   とをｌｊ５鑓とする焼結部品の製造方法。 ２、酸化物の標準生成自由エネルギー変化が／／！θ〜
   ／３００℃の温度領域で一／／クー〜−／乙θＫｃａｔ
   ／ｒｎｏｌ、　０２　Ｖ）　Ｕ　囲ｉＣ１３るＭｎ　％
   Ｃｒ　２、それらの７種または２神についてＭｎにあっ
   てはθ、７〜２．３チ、Ｃｒにあってはθ、／〜！、ｊ
   ％、その合計量では０．４ｔ〜２．０％、少なくとも主
   成分中に含有させ、かつ副成分として各酸化物の標準生
   成自由エネルギー変化が上記と同じ範囲にあるＮｂ％Ｖ
   ％Ｂを、それらの７８ＦまたＦｉ一種以上についてＮｂ
   にあってはθ、０７〜／、θチ、ＶＫｈつて１ｉＯ６０
   ／　〜ｊ、ｊ％％ＢＫ、＄。 つては０．θ０θ／〜０．ｊ　％含有させてなる合金銅
   粉に、圧粉体Ｃ量にして０．３〜．２．！チになる黒鉛
   粉を混合し、これを圧縮成形して圧粉密度に、０１７ｃ
   ｍ　以上の圧粉体をっくり１その後肢圧粉体を露点−３
   θ℃以下の非酸化性雰囲気中において／／！０〜／３θ
   ｏ　’０に加熱して焼結させることを％徴とする焼結部
   品の製造方法０３、酸化物の標準生成自由エネルギー変
   化が／／ｊＯ〜／３０θ℃Ω温度領域で−／１０〜−７
   ６０Ｋｃａｌ／ｍｏｔ、　０２の範囲＆ｌ＋るＭｎ　、
   　Ｃｒ　ｆｒ、それらの７種を友は２種についてＭｎ　
   Ｋあっては０．７〜２．３％、Ｃｒにあっては０．７〜
   ５．５％、その合計量では００４ｔ〜２．０％、少なく
   とも主成分中に含有させてなる合金鋼粉に、圧粉体Ｃ曾
   にして０．３〜．２．り優になる黒鉛粉を混合し７、こ
   れを圧縮成形して圧粉密度ｇ、θｇ／ｃｒｎ５以上の圧
   粉体音つくり、その後肢圧粉体を霧点−３θ℃以下の非
   酸化性雰囲気中において７７５０〜７３００℃の温度範
   囲で加熱して焼結体のＣ量がＯ８￥〜θ、９チ、Ｏ３ｌ
   がθ６．２！チ以下の焼結体をつくり、これを該焼結体
   のＡｃ５変勅点よりもＯ超〜／θθ℃高いｉｆから焼入
   れすることを含む熱処理を行うことを特徴とする・焼結
   部品の製造方法０ ４、酸化物の標準生成自由エネルギー変化が７７５０〜
   ７３００℃の温度領域で−／／θ〜−／６θＫＣａｌ／
   ｒｎｏｌ　、　０２　（Ｄ範囲にあるＭｎ、Ｃｒｉ、そ
   れらの／柚または２種についてＭｎにあっては０、／へ
   ２．３％、ｃｒにあっては０．／〜！、ｊ係、その合計
   量でにθ、グ〜７．０優、少なくとも主成分中に含有さ
   せ、゛かつ副成分ζして各酸化物の標準生成自由エネル
   ギー変化が上記と同じ範囲にあるＮｂ％Ｖ、Ｂを、それ
   らの７棹または一種以上についてＮｂにあってはＯ９θ
   ／〜／、０１　％Ｖ　ＰＣＩ）ツテｆ−４Ｏ，０／　〜
   ｊ、ｊ　％、ＢＶ（Ａつてはθ、σ００／〜０６！チ含
   有させる他、Ｃｕ。 ｏ、ｉへ３．０％、Ｎｉ：θ、／〜！、０チ、ＣＯ：０
   、／　〜１０，０％、Ｓｎ：θ、／　〜３．ｐ　％　、
   　Ｍｏ　：　０．／〜２．θ係、Ｗ：θ、／〜！、θチ
   、Ｐ：θ、Ｏり〜０、ｊチ、Ｓ：θ、θｙ〜０．３％の
   うちから選ばれるいずれか７種または、２種以上を金子
   させてなる合金鋼粉に、圧粉体Ｃ−＊Ｋｌ、てθ、３＝
   −−、！チになる黒鉛粉を混合し、これらの混倉物を圧
   縮成形して圧粉密度ｔ、ｏｙ／ｅ−以上の圧粉体をつく
   り、その後肢圧粉体を露点−３θ℃以下の非酸化性雰囲
   気中において／／！θ〜／ＪＯθ℃に加熱して焼結体の
   Ｃ量がｏ、ｙ〜θ、タチ、９量が０．２ｊチ以下の焼結
   体？つくり、これを該焼結体のＡＣ！変態点よりもＯ超
   ’−，１０ｏ℃高い温度から焼入れすることを含む熱処
   理を施すことを特徴とする焼結部品の製造方法。 ５、酸化物の標準生成自由エネルギー変化がｉｉｚθ〜
   ／３００℃の温度領域で；／ｌθ〜−７６θＫｃａｔＡ
   ｎｏｔ、　０２　（１）範囲にあるＭｎ、Ｃｒを、そｊ
   らの７種または、２稗についてＭｎにあってはθ、／〜
   ２．３係、Ｃｒにあっては０．７〜５．５％、その合計
   量では０．４ｔ〜２．０チ、少なくとも主ｂｖ分中に含
   有させてなる合金鋼粉を２０チ以上含み、残部として非
   鉄金属粉末、合金粉末、非金属粉末および上記合金鋼粉
   末Ｖ外の合金６Ｉａ粉末を／和または一種以上を含ませ
   てなる混合粉末に、圧粉体Ｃ景にして０．３へ２．１％
   になる黒鉛粉を汎付し、これを圧縮成形して圧粉密・度
   ６．θｐ／ｃｍ’以上の圧粉体をつくり、その後肢圧粉
   体を露点−３θ℃以下の非酸化性雰囲気中において７７
   ５０〜７３００℃に加熱して焼結させることを特徴とす
   る焼結部品の製造方法０ ６、酸化物の標準生成自由エネルギー変化〃二／／ｊθ
   〜／３θθ゛Ｃの温度領域で一／１０ヘー／６０Ｋｃｈ
   １７’ｍｏｔ　０２　ｏ範囲にあるＭｎ、Ｃｒｉ、そｎ
   らの７種ま友は、２釉についてＭｎにあっては０．７〜
   コ。３％、Ｃｒにあってはθ、／〜ｊ、！チ、その合計
   量では０．４ｔ〜２．０チ、少なくとも主成分中に含有
   させてなる合金鋼粉を７０％以上含み、残部として非鉄
   金属粉末、軸鋼粉末、非金属粉末および上記合金鋼粉末
   以外の合金粉末を７種ま友Ｆ１．２種以上を含ませてな
   る混合粉末に、圧粉体ＣＩＩＫしてθ、３〜２．！チに
   なる黒鉛粉を混合し、こｔ′Ｌｖｉ−圧縮成形して圧粉
   密度イ、ｏ　ｙ／ａｎ”以上の圧粉体をつくり、その後
   肢圧粉体を露点−〃℃以下の非酸化性雰囲気中において
   １１１０〜７３００℃に加熱して焼結体のＣ量が５．４
   ｔ〜０．９チ、９量が０．コ！チ以下の焼結体をつくり
   、これを核焼結体のＡＣ５変態点よりもＯ超〜１０θ℃
   高い温度から焼入れすることを含む熱処理を施すことを
   特徴とする焼結部品の製造方法。