JPS61295302A - 焼結用低合金鉄粉末 - Google Patents
焼結用低合金鉄粉末Info
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- JPS61295302A JPS61295302A JP13811685A JP13811685A JPS61295302A JP S61295302 A JPS61295302 A JP S61295302A JP 13811685 A JP13811685 A JP 13811685A JP 13811685 A JP13811685 A JP 13811685A JP S61295302 A JPS61295302 A JP S61295302A
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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〕
本発明は構造用機械部品等に使用する高強度焼結材料の
製造に適した焼結用低合金鉄粉末に関するものである。
製造に適した焼結用低合金鉄粉末に関するものである。
焼結材料の使用方法としては、従来は焼結プロセスの持
つ高い歩留りと、切削加工の大幅な省略が可能という特
徴を生かして、製造コストの低減を目的とした使用方法
が主であった。しかし、近年は機能材料として使用され
ることも多い。例えば、強度を必要とする部位に用いる
機械部品への採用も検討されており、既に使用されてい
るものもある。焼結材料に対する高強度化の要求は年々
高まりつつあるが、この要求に適合する材料は少ない。
つ高い歩留りと、切削加工の大幅な省略が可能という特
徴を生かして、製造コストの低減を目的とした使用方法
が主であった。しかし、近年は機能材料として使用され
ることも多い。例えば、強度を必要とする部位に用いる
機械部品への採用も検討されており、既に使用されてい
るものもある。焼結材料に対する高強度化の要求は年々
高まりつつあるが、この要求に適合する材料は少ない。
高強度焼結材料を得るため、合金化、均質化及び高密度
化等の種々の強化方法が検討されている。この中で合金
化により強度を向上させるため、銅（Ｃｕ）、ニッケル
（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）。
化等の種々の強化方法が検討されている。この中で合金
化により強度を向上させるため、銅（Ｃｕ）、ニッケル
（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）。
マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）等を鉄中に固溶させ
強化させる予合金化法あるいは混合法が知られているが
、それぞれ問題点を含んでおり、解決すべき点が多い。
強化させる予合金化法あるいは混合法が知られているが
、それぞれ問題点を含んでおり、解決すべき点が多い。
すなわち、混合法においては添加した合金元素を鉄中に
拡散させるのに高温で長時間加熱することが必要となり
、又、活性金属であるＣｒやＭｎ等は焼結雰囲気を厳密
にコントロールしないと酸化をおこし拡散が妨げられる
。このため均質な材料が得られ難く、合金元素添加の割
には強度は向上しない。
拡散させるのに高温で長時間加熱することが必要となり
、又、活性金属であるＣｒやＭｎ等は焼結雰囲気を厳密
にコントロールしないと酸化をおこし拡散が妨げられる
。このため均質な材料が得られ難く、合金元素添加の割
には強度は向上しない。
一方、予合金化法においては、合金化による固溶硬化に
よって粉末の硬さが上昇し、圧縮性を低下させるため高
強度化に対しては不利となる。したがって、再圧縮等の
方法により密度を更に上げることも必要となる。
よって粉末の硬さが上昇し、圧縮性を低下させるため高
強度化に対しては不利となる。したがって、再圧縮等の
方法により密度を更に上げることも必要となる。
上述のように、合金化による強度向上方法は問題を含ん
でいるものの他の強化方法に比べて最も有利な方法と考
えられているため、種々の検討がなされている。例えば
特公昭４５−９６４９号公報「低合金粉末鉄の製法」の
明細書中には合金元素例えば還元が容易なＭｏ、 Ｎｉ
、 Ｃｕを特殊還元法により鉄粉の表面に付着させる
ことにより予合金化粉末を製造する方法が開示されてい
る。これは予合金化の際の酸化による圧縮性低下の改良
を計ったものであり、圧縮性は純鉄粉並みとなっている
が、合金元素の拡散に問題があり、十分均質化されては
いない。又、焼入性はｃｒやＭｎを含む材料よりやや劣
る。
でいるものの他の強化方法に比べて最も有利な方法と考
えられているため、種々の検討がなされている。例えば
特公昭４５−９６４９号公報「低合金粉末鉄の製法」の
明細書中には合金元素例えば還元が容易なＭｏ、 Ｎｉ
、 Ｃｕを特殊還元法により鉄粉の表面に付着させる
ことにより予合金化粉末を製造する方法が開示されてい
る。これは予合金化の際の酸化による圧縮性低下の改良
を計ったものであり、圧縮性は純鉄粉並みとなっている
が、合金元素の拡散に問題があり、十分均質化されては
いない。又、焼入性はｃｒやＭｎを含む材料よりやや劣
る。
ＣｒやＭｎは焼入性への寄与が高く、高強度化Ｉこは有
効な合金化元素であるが、還元性が悪いため従来はほと
んど用いられなかった。しかし、粉末化における噴霧法
の改善や噴霧後の還元法の改善により、Ｃｒ及びＭｎを
主成分とする低合金粉末も市販されるに至っている。
効な合金化元素であるが、還元性が悪いため従来はほと
んど用いられなかった。しかし、粉末化における噴霧法
の改善や噴霧後の還元法の改善により、Ｃｒ及びＭｎを
主成分とする低合金粉末も市販されるに至っている。
しかしながら、Ｃｒ及びＭｎを含む粉末の焼結は、還元
性の高い雰囲気例えば高価な水素中や真空中で、なお且
つ還元炉の状態を厳密にコントロールして行う必要があ
る。現在市販されている低合金粉末は、いずれも粉末コ
ストが高かったり、焼結時のコストが高い等の問題点を
有しており、製造の難かしさ及び経済的な面で問題があ
る。
性の高い雰囲気例えば高価な水素中や真空中で、なお且
つ還元炉の状態を厳密にコントロールして行う必要があ
る。現在市販されている低合金粉末は、いずれも粉末コ
ストが高かったり、焼結時のコストが高い等の問題点を
有しており、製造の難かしさ及び経済的な面で問題があ
る。
本発明は上記従来技術における問題点を解決するための
ものであり、その目的とするところは圧縮性に優れ、焼
結後の強度が高く且つ製造が容易で従来に比べて低コス
トな焼結用低合金鉄粉末を提供することにある。
ものであり、その目的とするところは圧縮性に優れ、焼
結後の強度が高く且つ製造が容易で従来に比べて低コス
トな焼結用低合金鉄粉末を提供することにある。
すなわち本発明の焼結用低合金鉄粉床は、重量比でモリ
ブデン（ＭＯ）０．２〜１．５％、マンガン輪）［１Ｌ
０５〜ＩＩＬ２５％、炭素（Ｃ）１１％以下、酸素（０
）（１３％以下を含有し、不純物を含む残部が鉄ａ＋＞
よりなることを特徴とする。 Ｍｏは焼結体組織をベイ
ナイト化し、強度を向上させ、且つ熱処理時の焼入性を
向上させる効果があるが、重量比でｃＬ２％未満では効
果が少なく、１．５％を超えると圧縮性の低下を招き、
又、焼入性の向上にさほどの効果が見られなくなり、且
つコスト高となるため、１２％〜１．５％の範囲が好ま
しい。ＭｎはＭｏと類似の効果を有するが、重量比で［
１０５％未満では効果が期待できず、１２５％を超える
と圧縮性の低下や強度の低下を招く恐れがあり、０．Ｏ
５％〜１２５％の範囲が好ましい。
ブデン（ＭＯ）０．２〜１．５％、マンガン輪）［１Ｌ
０５〜ＩＩＬ２５％、炭素（Ｃ）１１％以下、酸素（０
）（１３％以下を含有し、不純物を含む残部が鉄ａ＋＞
よりなることを特徴とする。 Ｍｏは焼結体組織をベイ
ナイト化し、強度を向上させ、且つ熱処理時の焼入性を
向上させる効果があるが、重量比でｃＬ２％未満では効
果が少なく、１．５％を超えると圧縮性の低下を招き、
又、焼入性の向上にさほどの効果が見られなくなり、且
つコスト高となるため、１２％〜１．５％の範囲が好ま
しい。ＭｎはＭｏと類似の効果を有するが、重量比で［
１０５％未満では効果が期待できず、１２５％を超える
と圧縮性の低下や強度の低下を招く恐れがあり、０．Ｏ
５％〜１２５％の範囲が好ましい。
Ｃは重量比でα１％を超えると圧縮性を低下させるため
１１％以下が好ましい。又、０は［１３％を超えると圧
縮性を低下させ、焼結体の特性に対しても少なからず悪
影響を及ぼすためα３％以下が好ましい。
１１％以下が好ましい。又、０は［１３％を超えると圧
縮性を低下させ、焼結体の特性に対しても少なからず悪
影響を及ぼすためα３％以下が好ましい。
本発明の焼結用低合金鉄粉末は通常の手段例えば水噴霧
法を用いて溶湯より製造される。平均粒径や粒径分布等
の性状は得られる粉末の使用目的に応°じて、製造東件
を選択するか、又は分級手段等によって変化させること
ができる。
法を用いて溶湯より製造される。平均粒径や粒径分布等
の性状は得られる粉末の使用目的に応°じて、製造東件
を選択するか、又は分級手段等によって変化させること
ができる。
以下の実施例及び比較物において本発明を更に詳細に貌
明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるもので
はない。
明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるもので
はない。
実施例１：
溶解炉で目標成分割合に調整した溶湯を作り、この溶湯
をタンディツシュより流出させた後、この溶湯流に噴霧
媒として高圧水を作用させる水噴霧法によって粉末化し
た。この水噴霧法によって製造した粉末をＨａ −Ｎｔ
混合雰囲気中で１２０３にで１８００秒還元処理を施し
た後凝固した塊を粉砕し、次いでＪＩ８８０メ、シュの
標準ふるいで分級し、８０メツシエ以下の粉末を捕集し
た。
をタンディツシュより流出させた後、この溶湯流に噴霧
媒として高圧水を作用させる水噴霧法によって粉末化し
た。この水噴霧法によって製造した粉末をＨａ −Ｎｔ
混合雰囲気中で１２０３にで１８００秒還元処理を施し
た後凝固した塊を粉砕し、次いでＪＩ８８０メ、シュの
標準ふるいで分級し、８０メツシエ以下の粉末を捕集し
た。
実施例２〜５：
各合金成分の添加比率を変える以外は実施例１と同様の
方法で８０メツシユ以下の粉末を捕集した。
方法で８０メツシユ以下の粉末を捕集した。
比較例１：
鉄粉の表面にＮｉ、 Ｍｏ、 Ｃｕをそれぞれ付着させ
且つ拡散させた市販の合金粉末を用いた。
且つ拡散させた市販の合金粉末を用いた。
比較例２〜４：
各合金成分の組成を変えた以外は実施例１〜３と同様の
方法で調製した。
方法で調製した。
前記実施例１〜５及び比較例１〜４の焼結用低合金鉄粉
末の組成を下記第１表にまとめて示す。
末の組成を下記第１表にまとめて示す。
第１表 各種焼結用低合金鉄粉末の組成（重量％）注）
残部は鉄（不純物を含む）である。
残部は鉄（不純物を含む）である。
物性比較試験：
高強度焼結材料用原料粉末としては、良好な圧縮性と焼
結体とした場合、あるいは焼結体に熱処理を施こした場
合に良好な機械的性質を有することが要求されている。
結体とした場合、あるいは焼結体に熱処理を施こした場
合に良好な機械的性質を有することが要求されている。
第１表に示す各種材料の圧縮性をＪＳＰＭ標準１−６４
金属粉の圧縮性試験法に準拠して測定した。試験片の成
形は圧力５８８ＭＰａで行った。
金属粉の圧縮性試験法に準拠して測定した。試験片の成
形は圧力５８８ＭＰａで行った。
結果を第１図に示す、又、引張強さの測定を行った。す
なわち、実施例及び比較例の各粉末に対し黒鉛粉［１６
重量％と潤滑剤（１８重量％を加え、混合した後、／Ｌ
９ Ｍｌ／ ｍ”の圧粉体密度を有する引張試験片（
ＪＳＰＭ２−６４焼結金属用引張試験片）を成形し、次
いでこれを分解アンモニアガス雰囲気中１ａ２５ Ｋで
５６００秒焼結を行った試験片と、この試験片を更に真
空中で１１４３ Ｋで２４００秒加熱後油焼入を行い、
つづいて４４３にで４８００秒焼戻しを行った試験片を
作成し、前記両試験片をクロスヘッドスピード五３×１
０ｒｒＶ′３で引張試験を行い、引張強さを求めた。第
２図に結果をまとめて示す。
なわち、実施例及び比較例の各粉末に対し黒鉛粉［１６
重量％と潤滑剤（１８重量％を加え、混合した後、／Ｌ
９ Ｍｌ／ ｍ”の圧粉体密度を有する引張試験片（
ＪＳＰＭ２−６４焼結金属用引張試験片）を成形し、次
いでこれを分解アンモニアガス雰囲気中１ａ２５ Ｋで
５６００秒焼結を行った試験片と、この試験片を更に真
空中で１１４３ Ｋで２４００秒加熱後油焼入を行い、
つづいて４４３にで４８００秒焼戻しを行った試験片を
作成し、前記両試験片をクロスヘッドスピード五３×１
０ｒｒＶ′３で引張試験を行い、引張強さを求めた。第
２図に結果をまとめて示す。
第１図より明らかなように、実施例１〜３は密度７．０
７〜Ｚ１２ ＭＥ／ｍ”と良好な圧縮性を示している。
７〜Ｚ１２ ＭＥ／ｍ”と良好な圧縮性を示している。
この値は市販の低合金鉄中で最も高い圧縮性を持つと言
われている比較例１と比べても同程度である。比較例２
は実施例２よりＭｎを増加した粉末であるが、圧縮性は
実施例２よりも相当低くなっている。比較例３は実施例
２にＣｒ８α４重量％岳加した粉末であり、Ｃｒにより
圧縮性が大幅に低下しているのが判る。比較例４はＭｎ
の量を（ＬＯ３重量％と少なくした粉末であり、実施例
２に比べて圧縮性はわずかに高い。
われている比較例１と比べても同程度である。比較例２
は実施例２よりＭｎを増加した粉末であるが、圧縮性は
実施例２よりも相当低くなっている。比較例３は実施例
２にＣｒ８α４重量％岳加した粉末であり、Ｃｒにより
圧縮性が大幅に低下しているのが判る。比較例４はＭｎ
の量を（ＬＯ３重量％と少なくした粉末であり、実施例
２に比べて圧縮性はわずかに高い。
又、第２図より、焼結体の引張強さは実施例１が約ｓ３
ｏＭＰａであり実施例１〜３を比べるとＭｏ量が増加す
るに伴い引張強さも高くなっているのが判る。実施例１
と比較例１とを比べる、焼結体の引張強さは同じ値を示
したが、比較例１は実施例１には含まれていない高価な
ＣｕやＮｉを多く含んでいることより、実施例１は特に
コスト面で有利である。これは、本発明材がＭ。
ｏＭＰａであり実施例１〜３を比べるとＭｏ量が増加す
るに伴い引張強さも高くなっているのが判る。実施例１
と比較例１とを比べる、焼結体の引張強さは同じ値を示
したが、比較例１は実施例１には含まれていない高価な
ＣｕやＮｉを多く含んでいることより、実施例１は特に
コスト面で有利である。これは、本発明材がＭ。
を完全予合金化しているのに対し、比較材１は′釡金元
素を不完全予童合金化しているため、該合金元素の鉄中
への拡散が十分になされていないことに起因する固溶量
の差によるものと推定される。実施例２と比較例２とは
Ｍｎ量が異なるほかはほぼ同一組成であるが、Ｍｎ（Ｌ
２重量％を含む実施例２が、Ｍｎ［Ｌｏ３重量％を含む
比較例２より高い引張強さを示している。これはＭｎに
よる固溶強化の効果の大きさが影響しているものと推定
される。
素を不完全予童合金化しているため、該合金元素の鉄中
への拡散が十分になされていないことに起因する固溶量
の差によるものと推定される。実施例２と比較例２とは
Ｍｎ量が異なるほかはほぼ同一組成であるが、Ｍｎ（Ｌ
２重量％を含む実施例２が、Ｍｎ［Ｌｏ３重量％を含む
比較例２より高い引張強さを示している。これはＭｎに
よる固溶強化の効果の大きさが影響しているものと推定
される。
次に熱処理後の引張強さを比較する。焼結体の引張強さ
が同等であった実施例１と比較例１とを比べると、実施
例１が約ｂ ＯＭＰａはど高い引張強さを示しており、
実施例１中に含まれるＭｏ及びＭｎの焼入性向上効果が
十分に発揮されているのが判る。一方、比較例１ではＭ
ｏをはじめＣｕ、Ｎｉが完全に予合金化されていないた
め、合金元素の持っている固溶強化能が十分に発揮され
ず、実施例１より低い値となったものと考えられる。実
施例２と比較例２及び４では、Ｍｎ含有量が異なってい
る。比較例４はＭｎ含有量が［Ｌ０３重量％であり、Ｍ
ｎによる焼入性向上が望めないため、実施例２よりも低
い引張強さを示した。一方、比較例２はＭｎ１８重量％
を含むものの実施例２より引張強さは低下している。
が同等であった実施例１と比較例１とを比べると、実施
例１が約ｂ ＯＭＰａはど高い引張強さを示しており、
実施例１中に含まれるＭｏ及びＭｎの焼入性向上効果が
十分に発揮されているのが判る。一方、比較例１ではＭ
ｏをはじめＣｕ、Ｎｉが完全に予合金化されていないた
め、合金元素の持っている固溶強化能が十分に発揮され
ず、実施例１より低い値となったものと考えられる。実
施例２と比較例２及び４では、Ｍｎ含有量が異なってい
る。比較例４はＭｎ含有量が［Ｌ０３重量％であり、Ｍ
ｎによる焼入性向上が望めないため、実施例２よりも低
い引張強さを示した。一方、比較例２はＭｎ１８重量％
を含むものの実施例２より引張強さは低下している。
これはＭｎＯ酸化物が実施例２より多量に存在するため
と考えられ、Ｍｎには適当な添加範囲が存在することを
示している。
と考えられ、Ｍｎには適当な添加範囲が存在することを
示している。
上述のように、本発明の焼結用低合金鉄粉末は、Ｍｏ、
Ｍｎ、 Ｃ、Ｏの各成分元素を鉄中に所定比率で含む
ものであるため、機械構成部品の原材料として用いた場
合、圧縮性が良いため高密度の成形体を得ることができ
、引張強さなどの機械的性質の優れた部品を得ることが
できる。
Ｍｎ、 Ｃ、Ｏの各成分元素を鉄中に所定比率で含む
ものであるため、機械構成部品の原材料として用いた場
合、圧縮性が良いため高密度の成形体を得ることができ
、引張強さなどの機械的性質の優れた部品を得ることが
できる。
又、本発明の焼結用低合金鉄粉末は、水噴霧法によって
容易に製造することができ且つＯやＮ！等の高価な成分
を含まないため、コスト的に有利であり、種々の用途に
広く用いることができる。
容易に製造することができ且つＯやＮ！等の高価な成分
を含まないため、コスト的に有利であり、種々の用途に
広く用いることができる。
第１図は本発明の実施例及び比較例の焼結用低合金鉄粉
末を用いた場合の同一成形条件下における成形体密度を
示すグラフ、 第２図は本発明の実施例及び比較例の焼結用低合金鉄粉
末を用いて製作した焼結体の引張試験結果を示すグラフ
である。
末を用いた場合の同一成形条件下における成形体密度を
示すグラフ、 第２図は本発明の実施例及び比較例の焼結用低合金鉄粉
末を用いて製作した焼結体の引張試験結果を示すグラフ
である。
Claims (1)
- 重量比でモリブデン（Ｍｏ）０．２〜１．５％、マンガ
ン（Ｍｎ）０．０５〜０．２５％、炭素（Ｃ）０．１％
以下、酸素（Ｏ）０．３％以下を含有し、不純物を含む
残部が鉄（Ｆｅ）よりなることを特徴とする焼結用低合
金鉄粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60138116A JPH0751721B2 (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | 焼結用低合金鉄粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60138116A JPH0751721B2 (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | 焼結用低合金鉄粉末 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61295302A true JPS61295302A (ja) | 1986-12-26 |
| JPH0751721B2 JPH0751721B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=15214332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60138116A Expired - Lifetime JPH0751721B2 (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | 焼結用低合金鉄粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0751721B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1184107A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-06 | Kawasaki Steel Corporation | Alloyed steel powder for powder metallurgy |
| CN111432957A (zh) * | 2017-12-05 | 2020-07-17 | 杰富意钢铁株式会社 | 合金钢粉 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2476836C (en) | 2003-08-18 | 2009-01-13 | Jfe Steel Corporation | Alloy steel powder for powder metallurgy |
| US7384446B2 (en) | 2004-04-22 | 2008-06-10 | Jfe Steel Corporation | Mixed powder for powder metallurgy |
| CN102950278A (zh) * | 2011-08-22 | 2013-03-06 | 六安市凯乐特新材料有限公司 | 粉末冶金用铁基低合金钢粉及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5773154A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-07 | Kawasaki Steel Corp | Manufacture of iron-base sintered machine parts with high strength and wear resistance |
| JPS57164901A (en) * | 1981-02-24 | 1982-10-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Low alloy steel powder of superior compressibility, moldability and hardenability |
-
1985
- 1985-06-25 JP JP60138116A patent/JPH0751721B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| US6610120B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-08-26 | Kawasaki Steel Coporation | Alloyed steel powder for powder metallurgy |
| US6758882B2 (en) | 2000-08-31 | 2004-07-06 | Jfe Steel Corporation | Alloyed steel powder for powder metallurgy |
| CN111432957A (zh) * | 2017-12-05 | 2020-07-17 | 杰富意钢铁株式会社 | 合金钢粉 |
| EP3722022A4 (en) * | 2017-12-05 | 2020-10-14 | JFE Steel Corporation | STEEL ALLOY POWDER |
| US11441212B2 (en) | 2017-12-05 | 2022-09-13 | Jfe Steel Corporation | Alloyed steel powder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0751721B2 (ja) | 1995-06-05 |
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