JPS59200740A - 熱処理歪の安定した焼結鍛造部品 - 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】 本発明は鍛造後の熱処理で発生する歪のばらつきの少な
い焼結鍛造部品に関するものである。

従来、焼結鍛造鋼では、Δ４ｎ　、Ｃｒ、　ｌ’ｖｌｏ
、　Ｃｕ、　Ｎｉの中の２種以上の金属をぼ有する焼入
れ性にすぐれた合金粉末を用いて、これに潤滑剤として
のステアリンポ亜鉛及び黒鉛粉などを所定の割合に添訓
、混督し、密就６，０ないし７−２１　／　ｃｒＡに圧
粉成形し、焼結後、熱１ｉｊＪ　″′ｃ鍛遺してはソ真
密度に密度を高め、更に熱処理などの後処理工程を行な
って焼結鍛造部品とするこ＼ろみがなされている。

しかるに上記焼結鋼では熱処理、特に焼入れ工程−！た
は浸炭焼入れ工程で発生する熱処理歪のばらつきが大き
いため１部品として要求される寸法稍度円におさめるこ
とが困難でめった。

そこで寸法精度を冒めるために、焼入れ工程まｆｃは浸
炭焼入れ工程の後に、ｔｆｍ常は更に現戻し工程を経て
（残械刀ｎ工を行なって有ｉＦシているが、製造コスト
の上昇につながり、せ金粉末の焼結＠造部品への利用の
迫を狭めているのが現状である。

不発＃ｉＡｔ／′ｉ上記の問題を解法するもので特殊な
組成の合金粉末を原料として製造さ几る熱処理歪の安定
した焼結鍛造部品の提供を目的とするものである。

本発明者等は熱処理歪の発生原因について考究した結果
、　Ｎｂ、　Ａ４．　Ｖ等の象化物または炭化物形成金
属がオーステナイトの結晶成長を抑制する傾向のらるこ
とに着目し、焼結鍛造用の合金粉末組成に上記の金属の
１種以上を添加して粗大粒子の生成を防止することに想
到し本発明を児成した。

すなわち、本発明の焼結鍛造部品は重量比でＭｎ　０．
１〜０．９　％　、　Ｃｒ　Ｏ，１〜１．２％５λ（ｏ
Ｏ，１〜０．８％　、　Ｃｕ　Ｏ，１〜２．０％、　Ｎ
ｉ　Ｏ，１〜２．０％の金属のなかの２種以上及びＮｂ
　０．０１〜０．４チ１．す０．０５〜０．１チ、Ｖ　
Ｏ，０２〜０．１５％　）ｆｘ　カ（Ｄ　１　ｒｔ！以
上以上有含有かつＣ０，０３〜０．４％、　Ｓｉ　Ｏ，
０５チ以下、残部鉄からなる合金粉末を原料としてなる
ことを特徴とするものである。

一般に焼結合金はｈ’Ｉｎ、　Ｃｒ、　Ｍｏ等の鉄系金
属をそれぞれ数チ、あるいは１０％を越える比率で含有
しているが、焼結鍛造部品とする場合には空孔部を有す
る一般的な焼結合金はどの炭を必要としない。かえって
成形に困難を来たすことがあるので而−比にして０．１
ないし数−の範囲か舒ましい。但し鍛造品の焼入れ性を
高めるためには上記添加金属を２植以上冴有することが
必要である。従って本発明部品の原料としては重量比で
Ｍｎ　Ｏ，１〜０．９％、　Ｃｒ　０．１〜０．２　％
　、　Ｎ。

ｏ、　ｉ　〜ｏ、　ｓ％、　Ｃｕ　Ｏ，１〜２．０　％
　、　Ｎｉ　Ｕ、　１〜Ｚ　Ｏ−のなかの２種以上を言
有する合金組成を必要とする。添加する金属元素として
は後記の実施例に示すようにそれぞれＮｂＯ，０１％、
　Ａｇ　Ｏ，００５チ。

Ｖｏ、０２％以下では熱歪防止効果が少な（、ＮｂＯ，
４％　、　Ａｇ　０．１　％、ｖ　Ｏ，１５％以上加エ
テモ期侍する程効来が増大亡ず、かえって部品の強度を
低下さぜることになる。従って各添加元素は重量比−？
ｌ’ＮｂＯ，０１〜０．４　％　、　４０．００５〜０
．１　％　、ＶＯ１０２〜０．１５チの範囲が好ましい
。

以下１本発明を実施列を用いて更に詳しく説明する。

実施例１ はｙ〜定の重量比組成で成分元素を創有する母合金粉末
に重量比を変えてＮｂを添刀ｎし第１表の成分系とした
合金粉末を使用して焼結鍛造部品を製造し、熱処理歪の
ばらつきに対する影響を比較したつ 上記の成分系で粒度が６０メツシユ以下の水陳霧法で喪
、准した合金粉末に、カーボン粉末及び潤滑剤としてス
テアリン酸亜鉛をそれぞれ０．２チ、０．６％添加し、
混合後、この粉末を密度６．５．Ｆｌｏ：：に成形し一
１ＡＸガス中、１２５０℃で１０分間７ＪＩＩＩ熱後、
１ｏｏｏ℃にて熱間鍛造して真密度に密度を上昇ぜしめ
直ちに油中で帝却した。

次に窒素雰囲気中、４００℃で６０分間焼戻し、所定の
機械加工を行なって第４図に示す内径ｄ１２７、、外径
ｄ２４４ｍｍ、リングの開口巾８５ｍｍ、内外径の中心
間の距離ｂ　７．５　ｍｍ、厚さ１０謳のネービーＣＩ
Ｊングを、各々の成分系について１５個製造してテスト
ピースとした。次にすべてのテストピースを几Ｘ雰囲気
中、９２０℃で６０分間浸炭処理し、直ちに油焼入れし
た後、開口巾ａを測定して当初の値との差、すなわら熱
処理歪を測定し、テストピース間の歪のばらつきを算出
し。

その結果を第１図に示した。

第１図から明らかなように０．０１ないし０．４チの重
量比でＮｂを添加したテストピースでは未添加の場合の
歪のばらつきが３σで１５０μであるのに対しＮｂ含有
量０．Ｏｌチで８０μとなり歪のばらつきを大巾に低減
していると、！：かＶかる。また０、４優を越えても上
記の効果の大巾な向上を望めず、かえって酸化物が多く
な夛機械的特性。

特に衝撃値を低下させることが認められた。更にその他
の成分系の合金粉についての試験結果でも上記と同様の
効果が認められた。

実施例２ ｉｘ一定の重量比組成で成分元素を含有する母合金粉末
に１重量比を変えてＭを添加し第２表の成分系とした合
金粉末を使用して焼結鍛造部品を製造し、熱処理歪に対
する影響を比較した。

上記の成分系で粒度が６０メツシユ以下の水噴霧法で製
造した合金粉末に、カーボン粉末及び潤滑剤としてステ
アリン酸亜鉛をそれぞれ０．３チ、０．６チ添加し、混
合後、密度６．７＃１０Ｃに圧粉成形し、ＡＸガス中、
１１５０℃で２０分間加熱後、１０００℃にて熱間鍛造
して真密度に密度を上昇ぜしめ、直ちに油中で冷却した
。次にＮ２雰囲気中、４００℃で６０分間焼戻し、所定
の機械加工を行なって、実施例１と同一の寸法のネービ
ーＣＩＪングを各成分系について１５個製造した。

そして実施ｆＩＪＩ　Ｋ準じて浸炭焼入れ後のリングの
開口巾ａを測定して歪のばらつぎを求めた。

その結果第２図に示す如く、Ｎ３の添加量０．００５な
いし０．１％で歪のばらつきを大巾に低減し得ることを
認めた。さらに他の成分系の合金粉末の試験結果につい
ても上記と同様の効果が明らかとなった。

実施例３ はソ一定量の重量比組成で成分元素を含有する母合金に
、重量比を変えてＶを添加し第３表の成分系とした合金
粉末を使用して１Ａ結鍛造部品を製造し、熱処理歪に対
する影響を比較した。

第３表　合金粉末の成分（重量襲） 上記の成分系で粒度が６０メツシユ以下の水噴霧法で製
造した合金粉末にカーボン粉末及び潤滑剤としてステア
リン酸亜鉛をそれぞし０．２％。

０．６俤添加し、混合後、密度ａ５９／ＣＣに粉−末成
形し、ＡＸガス中、　１２００℃で２０分間肩熟熱後１
０００℃にて熱間鍛造して真密度に密度を高め直ちに油
中で冷却した。次にＮ２雰囲気中、４００℃で６０分間
焼戻し、所定の機械力ｌ工を行ない実施例１と同一寸法
のネービーＣＩＪングを各成分系について１５個ずつ製
造した。

次に実施列ＩＫ準じて浸炭焼入れ前後のリングの開口巾
ａを測定して歪のばらつきを求めた結果第３図に示す如
くＶの添ガＱ　ｔ　ｏ、　０２ないし０．１５％で歪の
ばらつきを大巾に低減し得ることを認めた。さらに他の
成分系の合金粉末の試験結果についても上記と同様の効
果が明らかとなった。

以上の実施例はすべてテストピース（ネービーＣリンク
ンによる結果であるが、コネクティングロッドや各種ギ
ア等の部品に対しても同様の効果が期待できる。

上記の如く本発明の焼結鍛造部品は、焼入れ工程あるい
は浸炭焼入れ工程において生ずる熱処理歪のばらつきが
少なくなっているため歪矯正のだめの機械加工が不要と
なり製造コストを節減できる。このことは寸法ａ度公差
の厳しい自動車用各種ギアの製造コストの節減に著しい
効果を発揮するものでちゃ、さらに溶解材からの鍛造部
品に比較してもともとＪＡ造ココスト安価な焼結鍛造部
品の用途を広く展開することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は芙施例１のＮｂ晧、４１４１孟と歪のばらつき
との関係を示すグラフを表わし、 第２図は実施νす２のＡｇ添加造と歪のばらつきとの関
係を示すクランを表わし、 第３図は笑施列３のＶ添加量と歪のばらつきとの関係を
示すグラフを表わし、 第４図はネービーＣリングの平面図を表わす。 （ほか１名） 第１図 第２図 ＡＪ　８有量（’１０） 第３図 ■８有ｉ（’１０） 牙４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重計比Ｔ　Ｍｎ　０．１〜０．９％、　Ｃｒ　０．１〜
   ０．２％、　Ｍ。 ０、１〜０．８％、　ＣｕＯ，１−２０％　、　Ｎｉ　
   Ｏ，１〜２．０　％の金属（７）７かの２種以上及びＮ
   ｆ：＋　０．０１〜０．４％、Ａｌ１０．００５〜０．
   １％　、　Ｖ　Ｏ，０２〜０．１５％のなかの１種以上
   を含有し、かつＣ０，０３〜０．４％、Ｓｉ　Ｏ，０５
   ％以下、残部鉄心らなる合金粉末を原料としてなること
   を特徴とする熱処理歪の安定した焼結鍛造部品。