JPS6021201B2 - 球状磁性ステンレス鋼粉末の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主要合金成分が１１〜２５％Ｃｒからなる電磁
ステンレス鋼に属するステンレス鋼落陽に対し、４０ｋ
９／地以上の圧力を適用して水頃霧することによって得
られる粉末粒子を球状化すると同時に、その急冷効果に
より粉末粒子を一層硬化させるために適量のＢを含有さ
せ、本来の磁性および耐食性を損なわしめない特長をも
つ、球状磁性ステンレス鋼粉末の製造方法に関するもの
である。

一般にクロム系ステンレス鋼粉末は強磁性を有し、本来
の耐食性を活用して孫結磁性材料として使用されている
。またこの種の磁性ステンレス鋼粉末は単なる溶製材の
代替材のみでなく、粉末という独自の特徴を活用して公
害対策の暁給磁性フィルターや電磁クラッチなど、各種
電子機器、医療機器における磁性流体など広範囲の広用
が試みられている。しかるに水燈霧法によって製造する
ステンレス粉末は不規則な形状をなし（袴顔昭４９−１
０８１１３号参照）、また上記のごとき用途に適する微
細粉末は頃霧条件の調整のみでは球状化し難い（袴糠昭
５０−１払斑び号参照）。

一方、水噂菱法によって製造する粉末の形状は、単なる
頃霧条件だけでなく、粉末の化学成分によっても左右さ
れる（特膝昭５０一１３４８３０号参照）。このため、
本発明者らは、クロム系ステンレス鋼がもつ本来磁性お
よび耐食性を損なわしめないで、球状粉末粒子を得るた
めの各種元素について適正な合金成分を調査したところ
、適量のＢを添加することにより球状化できるだけでな
く、水頃霧時の急冷効果により、他の鋼種よりも著しく
硬化させ得ることを知見した。以上の如き技術思想を実
用的な電磁ステンレス鋼粉末である１＄ｒ、１紅ｒおよ
び２４Ｃｒ系鋼に適用した結果について、以下具体的に
説明する。

実施例 １あらかじめ合金組成を調整して誘導炉溶解し
た低Ｃｒステンレス鋼溶湯に金属ボロンを添加し、その
溶湯流を水圧６０ｋ９／地で水噴覆して、試料ィ〜への
６種類（ハ、ニ、ホは本発明材である。

）のステンレス鋼粉末を得た。この粉末を脱水乾燥後、
一２００メッシュに節分けしたもの（すなわち、２００
メッシュを通過したもの）の化学成分を第１表に示す。
第１表 ついでこれらの粉末試料の顕微鏡写真から個々の粒子の
長短比のほか、見掛け密度（ＪＩＳ、Ｚ２５０４による
）、ミクロビツカースかたさを測定し、さらに磁気特性
におよぼすＢ添加の影響を知る目安として同粉末を的ノ
地前後の圧力でプレス成形一１２００℃×２．肋ｒ燐結
して密度比約９０％の環状リング（外径５１側×内径３
５柵×厚さ８肋）を試作し、これに巻線後、Ｂ−日トレ
ーサーにより直流磁気特性を測定した。

また、同じ試料に対して常温５％はＳ０４溶液中におけ
る範「浸贋試験を行ない、腐食減量値を測定した。これ
らの測定結果を第２表に示す。第２表 また、第１図に示す粉末粒子の４０ぴ音の顕微鏡写真か
ら、その球状化を度合をみると、Ｂを０．０２％含有す
る試料｛ｏにくらべて、、Ｂを．２６％含有する試料目
、Ｂを０．７７％含有する試料＠の順に球状化している
ことがわかる。

しかし、Ｂを１．３９％含有する試料竹も球状化してい
ることが第２表の長短比の値から理解できるが、直流磁
気特性、とくに保磁力（Ｈｃ）、最大透磁率の値が低下
するから軟質電磁ステンス鋼粉末としては好ましくない
。実施例 ２ 純鉄スクラップ、低炭素フェロクロムなどを原料として
実施例１と同じ要領で、ト〜オの６種類（チ、ＩＪ、ル
、オは本発明材である。

）の高Ｃｒ系ステンレス鋼粉末を試作した。この粉末を
脱水乾燥後、一２００メッシュに節分けしたものの化学
威分を第３表に示す。第３表 このうち‘リーの組成に対応する溶鋼流に対して２０４
５６０および８０ｋ９／幼の水圧によって水項覆した場
合の粒度分布を第２図に示す。

図中横軸は十１００（１００メッシュを通過しないもの
）、１００／２００（１００メッシュを通過した２００
メッシュを通過しないもの）、２００／３５０（２００
メッシュを通過し３５０メッシュを通過しないもの）、
−３５０（３５０メッシュを通過したもの）をそれぞれ
示す。同図にみられるとおり贋霧水圧が低いほど暁結用
粉末として好適な１００メッシュより微細な粉末の収率
が低くなるから、少くとも４０ｋ９／均以上の頃菱水圧
が必要であることが確認できた。また、これらの粉末試
料の顕微鏡写真から個々の粒子の長短比のほか、見掛け
密度（ＪＩＳ、Ｚ２５０４による）、ミクロピツカース
かたさを測定し、さらに磁気特性におよぼすＢ添加の影
響を知る目安として同粉末を臥ノの前後の圧力でプレス
成形−１２００午０×２．肌ｒ晩結して密度比約９０％
の環状リング（外径５１側×長さ３５脇×厚さ８側）を
試作し、これに巻線後、Ｂ−日トレーサーにより直流磁
気特性を測定した。

また同じ試料に対して常温５％日２Ｓ０４溶液中におけ
る成す最澄試験を行ない、腐食減量を測定した。こられ
の測定結果を第４表に示す。第４表 同表にみられるとおり、１的ｒおよび２４Ｃｒ系でもＢ
含有量を増加させることにより、長短比が１に近づくほ
か、著しく硬化する。

しかし過剰に添加させることは磁気特性が劣化するから
好ましくない。また１＄ｒ系にＭｏを加えた場合、粉末
の性状に影響なく磁気特性もやや改善され、耐食性を著
しく改善できることが確認できた。この特徴は１＄ｒ系
、２４Ｃｒ系でも確認している。上記のとおり、１３、
１８および２４Ｃｒ系ステンレス鋼に対するＢ添加は粉
末粒子の球状化を促進させ、水燈霧時の急袷効果により
他鋼種の粉末よりも著しく硬化でき、かつ磁気特性およ
び耐食性を何ら損なわしめないという特徴を付与できる
。この特徴はつぎのごとき理由にもとづく特定範囲のス
テンレス鋼において発揮されるものである。‘１｝ Ｃ
：０．０４％以下Ｃ量は０．０４％を超えるにしたがっ
て、溶製材と同様に耐食性が冷化し、炭化物の生成によ
り磁気特性が低下するから好ましくない。

｛２’Ｓｉ：０．３〜４．０％ 磁性改善および硬化助長等の効果を得るために少なくと
も０．８％以上含有させることが望ましい。

しかし粉末形状の不規則化の傾向が強くなる（椿願昭５
０−１３４８３０号参照）から４．０％以下に限定する
。逆にＳｉ量が少ないと粉末粒子が球状化し易いが、表
面酸化も多くなるため０．３％以上（侍願昭５０−１４
０４３３号参照）に限定した。【３１ Ｍｎ：０．４％
以下 多量に含有させることは粉末粒子の表面が酸化し易く、
また磁気特性を損なうため、０．４％以下と定めた。

【４１Ｃｒ：１１．０〜２５．０％ Ｃｒ量が１０％よりも少ないと頃霧（急冷）粉末では常
温でｙ相が残留するため磁気特性を損いまた耐食性も劣
るから少なくとも１１％以上含有させることが望ましい
。

しかし逆に多量に含有することは水頃霧により粉末粒子
の表面酸化が多くなり、また磁気特性、とくに磁束密度
の低下額向が著しくなるから２５％までの範囲が好まし
い。‘５’ Ｂ：０．０５〜１．００％ 上記実施例にみ・られるとおり、Ｂ添加により粉末粒子
を球状化し、水噴霧による急冷硬化を得るためには少な
くとも０．０５％含有させることが望ましい。

しかし１．００％を超える過剰添加は棚化物の生成を促
し磁気特性や、耐食性を損なうことになるから、Ｂは０
．０５〜１．００％の範囲が有効である。Ｍｏ：０．１
〜３．０％ Ｍｏは粉末粒子の球状化、磁気特性を損なうことなく耐
食性を向上させる元素である。

０．１％末満ではその効果は少なく、また３．０％を超
えると効果は飽和し経済的に好ましくないので０．１〜
３．０％に限定した。

なお、第１表、第３表中のＣｕ、Ｎｉ量は不可避的不純
物のレベルである。

以上のとおり、本発明の方法により製造された鋼粉末は
、上記用途に使用する従来のステンレス鋼粉末よりも、
一層球状化しており、かつかたさも大で、電磁的特性お
よび耐食性が何ら損なわれないから、その技術的成果は
顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ供試材口、二およびホ粉末
粒子の４０坊音の顕微鏡写真、第２図は粉末の粒度分布
におよぼす水頃霧圧の影響を示す図である。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｃ０．０４％以下、Ｓｉ０．３〜４．０％、Ｍｎ０
   ．４％以下、Ｃｒ１１．０〜２５．０％、Ｂ０．０５〜
   １．００％、残余が実質的にＦｅからなる溶湯を４０ｋ
   ｇ／ｃｍ＾２以上の水圧により水噴霧して得ることを特
   徴とする球状磁性ステンレス鋼粉末の製造方法。 ２ Ｃ０．０４％以下、Ｓｉ０．３〜４．０％、Ｍｎ０
   ．４％以下、Ｃｒ１１．０〜２５．０％、Ｂ０．０５〜
   １．００％、Ｍｏ０．１〜３．０％、残余が実質的にＦ
   ｅからなる溶湯を４０ｋｇ／ｃｍ＾２以上の水圧により
   水噴霧して得ることを特徴とする球状磁性ステンレス鋼
   粉末の製造方法。