JPS61104052A - 高強度鉄系焼結合金 - Google Patents
高強度鉄系焼結合金Info
- Publication number
- JPS61104052A JPS61104052A JP59226590A JP22659084A JPS61104052A JP S61104052 A JPS61104052 A JP S61104052A JP 59226590 A JP59226590 A JP 59226590A JP 22659084 A JP22659084 A JP 22659084A JP S61104052 A JPS61104052 A JP S61104052A
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- alloy
- sintered
- iron
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、低融点母合金粉末を用いた高強度鉄系焼結合
金に関するものである。
金に関するものである。
一般に焼結合金の高強度化は、高密度化、合金化などの
手法により検討されており、高密度化を目的とした原料
鉄粉の改善、２段プレス−２段焼結（２ｐｒｅｓｓ −
２５ｉｎｔｅｒ ）などの製造プロセスの改善、あるい
はＣｕ 、Ｎｉ 、Ｃｒ 、Ｍｏ等の強化元素の添加混
合による強化および熱処理による強化等が検討されてい
る。特に、Ｃｕ、Ｎｉ 、Ｍｏ、Ｃｒ等の強化元素を添
加する方法については、従来からの単体金属の混合法に
代シ、あらかじめ強化元素を他の金属と合金化したプレ
アロイ（予合金）粉末が登場し、その優れた焼入性を活
かし、熱処理を併用して焼結合金の高強度化をはかつて
いるものもある。
手法により検討されており、高密度化を目的とした原料
鉄粉の改善、２段プレス−２段焼結（２ｐｒｅｓｓ −
２５ｉｎｔｅｒ ）などの製造プロセスの改善、あるい
はＣｕ 、Ｎｉ 、Ｃｒ 、Ｍｏ等の強化元素の添加混
合による強化および熱処理による強化等が検討されてい
る。特に、Ｃｕ、Ｎｉ 、Ｍｏ、Ｃｒ等の強化元素を添
加する方法については、従来からの単体金属の混合法に
代シ、あらかじめ強化元素を他の金属と合金化したプレ
アロイ（予合金）粉末が登場し、その優れた焼入性を活
かし、熱処理を併用して焼結合金の高強度化をはかつて
いるものもある。
しかして、原料鉄粉を改善する方法ではさほどの強度向
上は期待できず、また２段プレス−２段焼結する方法で
は＃造コストの大巾な上昇が避けられない。Ｃｒ 、Ｎ
ｉ 、Ｍｏ等をプレアロイ化した低合金粉を使用する方
法では、圧縮性が悪く。
上は期待できず、また２段プレス−２段焼結する方法で
は＃造コストの大巾な上昇が避けられない。Ｃｒ 、Ｎ
ｉ 、Ｍｏ等をプレアロイ化した低合金粉を使用する方
法では、圧縮性が悪く。
またＣｒ 、Ｍｎ等を含む粉末では焼結時の酸化が問題
となることから、焼結律囲気の精密′ｑ理が必要となる
等、諸々の問題点を有しており、更に得られる焼結合金
の強度面でも十分とはいえない。このように、従来の方
法では檀々の問題点を有することから、やっかいな製造
工程を必要とせず、安１曲でしかも容易ＫＷ造できる高
強度鉄系焼結合金が従来より要望されていた。
となることから、焼結律囲気の精密′ｑ理が必要となる
等、諸々の問題点を有しており、更に得られる焼結合金
の強度面でも十分とはいえない。このように、従来の方
法では檀々の問題点を有することから、やっかいな製造
工程を必要とせず、安１曲でしかも容易ＫＷ造できる高
強度鉄系焼結合金が従来より要望されていた。
本発明は、上記従来の要望に゛応えるためのものであシ
、焼結過程中に液相を生ずる母合金粉末を粉末冶金用鉄
系粉末に添加して、液相焼結することにより、高密度化
ならびに合金元素の拡散促進をはかシ、熱処理を必要と
せずに強度の向上をはかった焼結合金を提供するもので
ある。
、焼結過程中に液相を生ずる母合金粉末を粉末冶金用鉄
系粉末に添加して、液相焼結することにより、高密度化
ならびに合金元素の拡散促進をはかシ、熱処理を必要と
せずに強度の向上をはかった焼結合金を提供するもので
ある。
すなわら、本発明の高強度鉄系焼結合金は。
粉末冶金用鉄粉または粉末冶金用鉄系粉末（ブレンド粉
末あるいはプレアロイ粉末など）Ｋ対して、 １１００
〜１２００’ＣＫ固相線を有し１重量比率末１．５チ以
下とを混合し、成形した後、母合金粉末の液相が生成す
る条件下で・焼結したことを特畝とする。
末あるいはプレアロイ粉末など）Ｋ対して、 １１００
〜１２００’ＣＫ固相線を有し１重量比率末１．５チ以
下とを混合し、成形した後、母合金粉末の液相が生成す
る条件下で・焼結したことを特畝とする。
本発明において、基材である粉末冶金用鉄系粉末として
は、純鉄粉のほか１通常ｌ尭結合金の製造において加え
られる添加元素を含む冶金用のものが使用できる。これ
らは、純鉄粉と他の添加金属粉末との混自物（ブレンド
粉末）であってもよく、また添ノＪロ元素を謬む付会粉
末１例えば低き金鋼粉末であってもよい。添加元素とし
ては、耐摩耗性、耐焼付性などを目的として通常焼結合
金に加えられるものが使用でき１例えばＭｏ 、Ｃｒ
、 Ｖ、Ｗなどがあげられる。
は、純鉄粉のほか１通常ｌ尭結合金の製造において加え
られる添加元素を含む冶金用のものが使用できる。これ
らは、純鉄粉と他の添加金属粉末との混自物（ブレンド
粉末）であってもよく、また添ノＪロ元素を謬む付会粉
末１例えば低き金鋼粉末であってもよい。添加元素とし
ては、耐摩耗性、耐焼付性などを目的として通常焼結合
金に加えられるものが使用でき１例えばＭｏ 、Ｃｒ
、 Ｖ、Ｗなどがあげられる。
本発明において、母合金粉末は焼結を活性化し、低温度
での焼結を可能にするために加えられる。
Ｃ母合金のＮｉ量
は、固相線が１１００〜１２００ ℃の範囲内にあるよ
うに選択される。Ｎｉ１ｉＲが３チ以下では液相が光分
に生ぜず、焼結合金中でのＮｉの拡散も不充分で強度向
上が少なく、３０％以上では固相線が１２００℃以上と
なシ、高温焼結が必要となるため経済的でないので、３
〜３０％の範囲とした。
での焼結を可能にするために加えられる。
Ｃ母合金のＮｉ量
は、固相線が１１００〜１２００ ℃の範囲内にあるよ
うに選択される。Ｎｉ１ｉＲが３チ以下では液相が光分
に生ぜず、焼結合金中でのＮｉの拡散も不充分で強度向
上が少なく、３０％以上では固相線が１２００℃以上と
なシ、高温焼結が必要となるため経済的でないので、３
〜３０％の範囲とした。
不可避の否純物としては、例えば０２．Ｂｉ、Ａｓなど
が６Ｃ１これらは１チ以上では強度を低下させることと
なるので１ｓ以下とする。
が６Ｃ１これらは１チ以上では強度を低下させることと
なるので１ｓ以下とする。
鉄系粉末に対する母合金粉末の皺は、０．５％未満では
液相量が少なく、得られる焼結合金の強度の向上がみら
れず、一方１０チを超えて添加しても添加量の割には強
度が同上しないことから、０．５〜ｌＯチの範囲とした
。
液相量が少なく、得られる焼結合金の強度の向上がみら
れず、一方１０チを超えて添加しても添加量の割には強
度が同上しないことから、０．５〜ｌＯチの範囲とした
。
本発明において黒鉛粉末は固溶強化を目的として添加さ
れる。添加量が１．５４以上では脆い共晶物を多量に生
成し、好ましくないことから１．５％以下とした。
れる。添加量が１．５４以上では脆い共晶物を多量に生
成し、好ましくないことから１．５％以下とした。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
らの例に限定されるものではない。
らの例に限定されるものではない。
実施例１
市販の純鉄粉（アトマイズド、ｅ ： −１００メツシ
ユ） Ｋ ％Ｃｕ −１０％Ｎｉ母合金粉（２００メツ
シユ）１、０ ｑ６．市販の黒鉛粉０．８チと潤滑剤と
してステアリン酸炬鉛０．８１を加え、■型混合機によ
り混合したのら％ Ｊ８Ｐ、Ｍ標準引張試、験片成形体
を金型成形法によシ圧粉成形した。粉末成形体の密度６
．８１７ｃｄ０ 得られた粉末成形体をプロパン変成ガス中で１１５０℃
×３０分の焼結を行ない、試験片「１α１を作成した。
ユ） Ｋ ％Ｃｕ −１０％Ｎｉ母合金粉（２００メツ
シユ）１、０ ｑ６．市販の黒鉛粉０．８チと潤滑剤と
してステアリン酸炬鉛０．８１を加え、■型混合機によ
り混合したのら％ Ｊ８Ｐ、Ｍ標準引張試、験片成形体
を金型成形法によシ圧粉成形した。粉末成形体の密度６
．８１７ｃｄ０ 得られた粉末成形体をプロパン変成ガス中で１１５０℃
×３０分の焼結を行ない、試験片「１α１を作成した。
焼結体Ｅ度６．８９．９／肩つ実施例２
実施例１と同一材料を用い、母合金粉を５％添加した以
外は実施例１と同様に行なって、試験片随２を作成した
。焼結体密度６．９１．９／ｃｄ ０実施例３ 実施例１と同一材料を用い、母合金粉を９チ添加した以
外は実施例１と同様に行なって、試験片ＮＩＩＬ３を作
成した。焼結体密度６．９３．９／ｃｊ１０実施列４ ＳＡＥ ４１００相当の市販の低付会銅粉（−８０メッ
シュ）に、Ｃｕ −１２１Ｎｉ母合金粉（−２００メツ
シユ）２％、市販の黒鉛粉０．５５％とステアリン酸亜
鉛０．８％を添加し、ダブルコーン型混合機で混粉した
のら、実施例１と同様に行なって引張試験片成形体を圧
粉成彩した。粉末成形体密度７、０１／Ｉ。
外は実施例１と同様に行なって、試験片随２を作成した
。焼結体密度６．９１．９／ｃｄ ０実施例３ 実施例１と同一材料を用い、母合金粉を９チ添加した以
外は実施例１と同様に行なって、試験片ＮＩＩＬ３を作
成した。焼結体密度６．９３．９／ｃｊ１０実施列４ ＳＡＥ ４１００相当の市販の低付会銅粉（−８０メッ
シュ）に、Ｃｕ −１２１Ｎｉ母合金粉（−２００メツ
シユ）２％、市販の黒鉛粉０．５５％とステアリン酸亜
鉛０．８％を添加し、ダブルコーン型混合機で混粉した
のら、実施例１と同様に行なって引張試験片成形体を圧
粉成彩した。粉末成形体密度７、０１／Ｉ。
得られた粉末成形体を水素雰囲気（露点−３５℃）中で
１１５０℃ｘ３０分の焼結を行ない、試験片磁４を作成
した。焼結体密度７．１３１７ｃｒｄ。
１１５０℃ｘ３０分の焼結を行ない、試験片磁４を作成
した。焼結体密度７．１３１７ｃｒｄ。
比較例１
いずれも市販の純鉄粉（アトマイズド粉ニー１００メツ
７ユ）に、ｍＭ解銅粉（−２００メツシーＩＬ）４．５
％、ニッケル粉（平均粒径５μ）０．５チ、黒鉛粉０．
８チとステアリン酸亜鉛０．８％を添加し、Ｖ型混合機
で混合したのち、実施例１と同様にして密度６．８１／
ｌ：ｒｌの引張試験片成形体を得た。
７ユ）に、ｍＭ解銅粉（−２００メツシーＩＬ）４．５
％、ニッケル粉（平均粒径５μ）０．５チ、黒鉛粉０．
８チとステアリン酸亜鉛０．８％を添加し、Ｖ型混合機
で混合したのち、実施例１と同様にして密度６．８１／
ｌ：ｒｌの引張試験片成形体を得た。
得られた粉末成形体をプロパン変成ガス中で１１５０℃
×３０分の焼結を行ない、比較試験片磁１を侍た。焼結
体密度６．８２ｇ／ｒ−０比較例２ ８ＡＥ４１００相当の市販の低合金鋼粉（−８０メツシ
ユ）に、いずれも市販の銅粉（−２００メツシユ）１．
８チ、ニッケル粉（平均粒径５μ）０．２％、黒鉛粉０
．５５％とステアリン酸屯鉛０．８チを添加し、ダブル
コーン型混合機で混粉したのち、実施例１と同様にして
密Ｉｆ ７．０１／ｃｔｌｌの引張試験片成形体を得た
。
×３０分の焼結を行ない、比較試験片磁１を侍た。焼結
体密度６．８２ｇ／ｒ−０比較例２ ８ＡＥ４１００相当の市販の低合金鋼粉（−８０メツシ
ユ）に、いずれも市販の銅粉（−２００メツシユ）１．
８チ、ニッケル粉（平均粒径５μ）０．２％、黒鉛粉０
．５５％とステアリン酸屯鉛０．８チを添加し、ダブル
コーン型混合機で混粉したのち、実施例１と同様にして
密Ｉｆ ７．０１／ｃｔｌｌの引張試験片成形体を得た
。
得られた粉末成形体を水素゛遅囲気（露点−３５℃）中
、 １１５０℃×３０分の焼結を行ない、比較試験片醜
２を得た。焼結体密度７．０３１／ｃｄ。
、 １１５０℃×３０分の焼結を行ない、比較試験片醜
２を得た。焼結体密度７．０３１／ｃｄ。
上記実施例１〜４および比較例１〜２を下表にまとめて
記す。
記す。
上記各実施例および比較例によって得られた試験片およ
び地紋試験片を用いて１本発明の母合金粉使用による効
果を確認するため、引張試論を実施した。引張試倹ば、
オートグラフ試験機により、常温にて引張速度２間／分
の条件で行なった。結果を図に示す。
び地紋試験片を用いて１本発明の母合金粉使用による効
果を確認するため、引張試論を実施した。引張試倹ば、
オートグラフ試験機により、常温にて引張速度２間／分
の条件で行なった。結果を図に示す。
実施例１〜３の試験片は、ベース鉄粉に母合金粉を１チ
、５％および９％の＠訃でそれぞれ加えたものであるが
１図かられかるように添加曖の増加にしたがって引張強
さは１確〈なっている。
、５％および９％の＠訃でそれぞれ加えたものであるが
１図かられかるように添加曖の増加にしたがって引張強
さは１確〈なっている。
比較例１のものは、実施例２のものとｍｌ成を同じくシ
、母合金の代りにＮｉとＣｕを別々に単体（純金属粉）
の形で加えたものであるが、Ｎｉｉ／）拡散が不光分で
あり、Ｎｉとして焼結体中に残留しており、強度向上に
寄与していないつこれに対し、母合金粉として加えた実
施例２では、１１５０℃でｔ夜相を生ずるため拡散迷斐
か速くなり、Ｎｉの拡散か促進され、その梢襲得られた
焼結体の強度も比較例１のものよりも２割以り向上して
いることがわかった。
、母合金の代りにＮｉとＣｕを別々に単体（純金属粉）
の形で加えたものであるが、Ｎｉｉ／）拡散が不光分で
あり、Ｎｉとして焼結体中に残留しており、強度向上に
寄与していないつこれに対し、母合金粉として加えた実
施例２では、１１５０℃でｔ夜相を生ずるため拡散迷斐
か速くなり、Ｎｉの拡散か促進され、その梢襲得られた
焼結体の強度も比較例１のものよりも２割以り向上して
いることがわかった。
実施例４は、低合金鋼粉に母合金粉を添加した焼結合金
であるが、これとはソ同−組成となるようにＣｕおよび
Ｎｉを純金属粉の形で添加した比較例２の・焼結合金と
強度を比べると、実施例４のものは４割高い強度を示し
ている。
であるが、これとはソ同−組成となるようにＣｕおよび
Ｎｉを純金属粉の形で添加した比較例２の・焼結合金と
強度を比べると、実施例４のものは４割高い強度を示し
ている。
このように１本発明の母合金を添加することによシ実施
例１〜４は、これらの母合金の組成に相当する量の添加
元素を混合法によシ単独に加えた比較例１および２のも
のよシも、いずれも強度の向上が認められたが、特に低
曾金鋼相このことは、一般には低合金鋼相当粉の場合に
は、 １２００℃以上の温度での焼結が必要である、つ
に対し５本発明の母合金を用いると焼結が活性化され、
１１５０℃で焼結を行なうことができ、この温度でも強
度が大巾に向上された焼結合金を得ることができること
からも理解できる。
例１〜４は、これらの母合金の組成に相当する量の添加
元素を混合法によシ単独に加えた比較例１および２のも
のよシも、いずれも強度の向上が認められたが、特に低
曾金鋼相このことは、一般には低合金鋼相当粉の場合に
は、 １２００℃以上の温度での焼結が必要である、つ
に対し５本発明の母合金を用いると焼結が活性化され、
１１５０℃で焼結を行なうことができ、この温度でも強
度が大巾に向上された焼結合金を得ることができること
からも理解できる。
以上説明したように１本発明は粉末冶金用鉄系粉に物足
の組成を有するＣｕ−Ｎｉ合金よりなる母合金粉を添加
することによシ、焼結を活性化し、低温度の焼結で、高
密度でかつ尚強度の鉄系焼結合金が得られる。
の組成を有するＣｕ−Ｎｉ合金よりなる母合金粉を添加
することによシ、焼結を活性化し、低温度の焼結で、高
密度でかつ尚強度の鉄系焼結合金が得られる。
図は各実施例および比較例で得られた焼結合金の引張強
さを示すグラフである。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 ＜”： 代理人 弁理士 萼 優 美 （ほか１名）背（ゼ Ｃ・
さを示すグラフである。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 ＜”： 代理人 弁理士 萼 優 美 （ほか１名）背（ゼ Ｃ・
Claims (1)
- 粉末冶金用鉄粉またはブレンド粉末あるいは予合金粉末
などの粉末冶金用鉄系粉末に、１１００〜１２００℃に
固相線を有し、重量比率でニッケル（Ｎｉ）３〜３０％
、不可避の不純物１％以下および残部が実質的に銅（Ｃ
ｕ）からなる母合金粉末０．５〜１０％と１．５％以下
の黒鉛粉末とを混合し、成形して、母合金粉末の液相が
生成する条件下で焼結したことを特徴とする高強度鉄系
焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226590A JPS61104052A (ja) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | 高強度鉄系焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226590A JPS61104052A (ja) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | 高強度鉄系焼結合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61104052A true JPS61104052A (ja) | 1986-05-22 |
Family
ID=16847560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59226590A Pending JPS61104052A (ja) | 1984-10-27 | 1984-10-27 | 高強度鉄系焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61104052A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297502A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Kobe Steel Ltd | 粉末冶金用高強度合金鋼粉及びその製造方法 |
| JPH05295401A (ja) * | 1991-05-28 | 1993-11-09 | Kobe Steel Ltd | 粉末冶金用混合粉末およびその焼結体 |
| US5356453A (en) * | 1991-05-28 | 1994-10-18 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Mixed powder for powder metallurgy and sintered product thereof |
| WO2010074634A1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Höganäs Ab (Publ) | A method of producing a diffusion alloyed iron or iron-based powder, a diffusion alloyed powder, a composition including the diffusion alloyed powder, and a compacted and sintered part produced from the composition |
-
1984
- 1984-10-27 JP JP59226590A patent/JPS61104052A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297502A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Kobe Steel Ltd | 粉末冶金用高強度合金鋼粉及びその製造方法 |
| JPH044362B2 (ja) * | 1987-05-29 | 1992-01-28 | ||
| JPH05295401A (ja) * | 1991-05-28 | 1993-11-09 | Kobe Steel Ltd | 粉末冶金用混合粉末およびその焼結体 |
| US5356453A (en) * | 1991-05-28 | 1994-10-18 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Mixed powder for powder metallurgy and sintered product thereof |
| WO2010074634A1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Höganäs Ab (Publ) | A method of producing a diffusion alloyed iron or iron-based powder, a diffusion alloyed powder, a composition including the diffusion alloyed powder, and a compacted and sintered part produced from the composition |
| EP2379764A1 (en) * | 2008-12-23 | 2011-10-26 | Höganäs Ab (publ) | A method of producing a diffusion alloyed iron or iron-based powder, a diffusion alloyed powder, a composition including the diffusion alloyed powder, and a compacted and sintered part produced from the composition |
| EP2379764A4 (en) * | 2008-12-23 | 2014-12-17 | Hoeganaes Ab Publ | METHOD FOR PRODUCING A DIFFUSION-LAYERED IRON POWDER OR POWDER BASED ON IRON, COMPOSITION CONTAINING THE DIFFUSION-PELLED POWDER, AND COMPACTED AND SINTERED PART MADE FROM THE COMPOSITION |
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