JPS62164850A - 耐摩耗性鉄系焼結合金及びその製造法 - Google Patents
耐摩耗性鉄系焼結合金及びその製造法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
-
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- C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
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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〕
本発明は優れた耐摩耗性を有し、特にロータリーコンプ
レッサーポンプ用のベーン材として有用な、鉄系焼結合
金の製造方法に関する。
レッサーポンプ用のベーン材として有用な、鉄系焼結合
金の製造方法に関する。
現在、ロータリーコンプレッサーポンプ用ベーンには特
殊鋳鉄やハイス鋼などが使用されているが、全面機械加
工によシ製造しなければならないため極めてコスト高に
なっている。
殊鋳鉄やハイス鋼などが使用されているが、全面機械加
工によシ製造しなければならないため極めてコスト高に
なっている。
焼結によシ製造されたベーンも一部で使用されているが
、安価である反面、Ｎｉを含有するためオーステナイト
が残存し、耐摩耗性及び耐焼付性などの性能面で劣シ、
高負荷仕様のポンプには使用できなかった。
、安価である反面、Ｎｉを含有するためオーステナイト
が残存し、耐摩耗性及び耐焼付性などの性能面で劣シ、
高負荷仕様のポンプには使用できなかった。
鉄鋼材料に耐摩耗性向上の目的で適用される焼入れ及び
焼戻しの熱処理を焼結合金に応用しても。
焼戻しの熱処理を焼結合金に応用しても。
焼結合金は空孔が存在するので面圧不足となり、予期し
た効果が得られなかった。
た効果が得られなかった。
本発明は優れた耐摩耗性及び耐焼付性を有し、ロータリ
ーコンプレッサー用ベーン材として使用しうる鉄系焼結
合金の製造方法を提供することを目的とする。
ーコンプレッサー用ベーン材として使用しうる鉄系焼結
合金の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の耐摩耗性鉄系焼結合金は、０．５〜３．０重量
％のＣｒ 、 ０．４〜１．０重量％のＭｎ 、 Ｑ、
１〜Ｑ、４重量％のＭｏ 、及び所望によシ炭化物とし
て含まれる０、３〜３．０重量％のＷ、■及びＮｂの少
なくとも１種、並びに残部のＦｅからなるマルテンサイ
ト組成の第１相と；１０〜２０重量％のＣ「及び所望に
より炭化物として含まれる０、３〜３．０重量％のＷ。
％のＣｒ 、 ０．４〜１．０重量％のＭｎ 、 Ｑ、
１〜Ｑ、４重量％のＭｏ 、及び所望によシ炭化物とし
て含まれる０、３〜３．０重量％のＷ、■及びＮｂの少
なくとも１種、並びに残部のＦｅからなるマルテンサイ
ト組成の第１相と；１０〜２０重量％のＣ「及び所望に
より炭化物として含まれる０、３〜３．０重量％のＷ。
Ｖ及びＮｂの少なくとも１種、並びに残部のＦｅからな
るマルテンサイト及びＣｒ炭化物組成の第２相と：及び
１．０〜２．５重量％Ｃとからなり；第１相と第２相は
混在していて、第２相の全体に対する体積比が１０〜８
０％であり；残留オーステナイトを含まないことを特徴
とする。
るマルテンサイト及びＣｒ炭化物組成の第２相と：及び
１．０〜２．５重量％Ｃとからなり；第１相と第２相は
混在していて、第２相の全体に対する体積比が１０〜８
０％であり；残留オーステナイトを含まないことを特徴
とする。
かかる焼結合金は、１０〜２０重量％のＣｒと残部のＦ
ｅからなる合金粉１０〜８０重量％と；炭素粉１．０〜
２．５重量％と；所望によｐｗ、ｖ及びＮｂの少なくと
も１種の金属粉０．３〜３．０重量％と；及び０．５〜
３．０重量％のＣｒ、０．４〜１．０重量％のＭｎ、０
．１〜０．４重量％のＭｏ及び残部のＦｅからなる合金
粉または混合粉の残部を混合し；加圧成形し°、真空ま
たは不活性雰囲気で１１００〜１２５０Ｃの温度で焼結
し：８２０〜９５０Ｃで焼入れした後焼戻しすることを
特徴とする方法によシ製造することができる。
ｅからなる合金粉１０〜８０重量％と；炭素粉１．０〜
２．５重量％と；所望によｐｗ、ｖ及びＮｂの少なくと
も１種の金属粉０．３〜３．０重量％と；及び０．５〜
３．０重量％のＣｒ、０．４〜１．０重量％のＭｎ、０
．１〜０．４重量％のＭｏ及び残部のＦｅからなる合金
粉または混合粉の残部を混合し；加圧成形し°、真空ま
たは不活性雰囲気で１１００〜１２５０Ｃの温度で焼結
し：８２０〜９５０Ｃで焼入れした後焼戻しすることを
特徴とする方法によシ製造することができる。
Ｗ、■及びＮｂの少なくともひとつを上記の割合で添加
すれば、焼結体中にこれらの炭化物が生成され、この炭
化物が第１相及び第２相に均一に分散されるので、なお
一層耐摩耗性を向上させることかできる。
すれば、焼結体中にこれらの炭化物が生成され、この炭
化物が第１相及び第２相に均一に分散されるので、なお
一層耐摩耗性を向上させることかできる。
焼結合金は上記特定組成を有すると共に焼入れ及び焼戻
しをおこなうことによって、残留オーステナイト組成を
消滅させることができる。好ましくは、焼入れは８２０
〜９５０Ｃで約６０分間保持した後に油中で急冷し、焼
戻しは１８０〜４５０Ｃで約６０分間おこなうのが一般
的である。
しをおこなうことによって、残留オーステナイト組成を
消滅させることができる。好ましくは、焼入れは８２０
〜９５０Ｃで約６０分間保持した後に油中で急冷し、焼
戻しは１８０〜４５０Ｃで約６０分間おこなうのが一般
的である。
本発明の方法においては、上記Ｆｅ−Ｃｒ合金粉を１０
〜８０重量％とする必要があシ、１０重量％未満では十
分な耐摩耗性が得られず、８００重量％こえると摺動の
際に相手材の損耗が激しい。
〜８０重量％とする必要があシ、１０重量％未満では十
分な耐摩耗性が得られず、８００重量％こえると摺動の
際に相手材の損耗が激しい。
焼結の際に真空または不活性な雰囲気を使用するのは、
原料粉末中にＭｎ及びＣｒといった易酸化性元素を含む
ため酸化性雰囲気ではこれらが酸化されてしまうこと、
及びアンモニア分解ガスや水素ガスでは脱炭反応がおこ
り組織にばらつきを生じやすいためである。
原料粉末中にＭｎ及びＣｒといった易酸化性元素を含む
ため酸化性雰囲気ではこれらが酸化されてしまうこと、
及びアンモニア分解ガスや水素ガスでは脱炭反応がおこ
り組織にばらつきを生じやすいためである。
本方法によシ得られる焼結合金が耐摩耗性に優れている
理由は、焼結合金中にＣｒ炭化物及び所望に応じてＷ、
■及びＮｂの炭化物のような硬質物質を含有すること、
並びに組織的にオーステナイトが残存しないためである
と思われる。
理由は、焼結合金中にＣｒ炭化物及び所望に応じてＷ、
■及びＮｂの炭化物のような硬質物質を含有すること、
並びに組織的にオーステナイトが残存しないためである
と思われる。
以下の実施例によυ本発明を詳述する。
実施例１
下記第１表に示した組成（重量％）を有する７種類の原
料から、以下の工程に従って７種類の焼結合金の試料を
製造した。原料粉末を十分に混合し、約４〜６ ｔ ７
ｃｍ２の圧力で加圧成形し、真空雰囲気中において１１
００〜１２５０Ｃで焼結した。得られた焼結合金を更に
８２０〜９００Ｃで６０分間保持した後油焼入れし、次
に４００Ｃで６０分間焼戻しをおこなった。
料から、以下の工程に従って７種類の焼結合金の試料を
製造した。原料粉末を十分に混合し、約４〜６ ｔ ７
ｃｍ２の圧力で加圧成形し、真空雰囲気中において１１
００〜１２５０Ｃで焼結した。得られた焼結合金を更に
８２０〜９００Ｃで６０分間保持した後油焼入れし、次
に４００Ｃで６０分間焼戻しをおこなった。
第１表
１ ５ 残
１，５２ １０ 残
１，５３ ２０ 残 −
１，５４５０残 −１，５ ５８０残 −１，５ ６９０残 １６５７ ２０
残 １，５８
５０ 残 １．５（
注）合金粉ＡはＦｅ−１３Ｃｒ 合金粉ＢはＦｅ−ｌＣｒ−０，７Ｍｎ−０，３Ｍ。
１，５２ １０ 残
１，５３ ２０ 残 −
１，５４５０残 −１，５ ５８０残 −１，５ ６９０残 １６５７ ２０
残 １，５８
５０ 残 １．５（
注）合金粉ＡはＦｅ−１３Ｃｒ 合金粉ＢはＦｅ−ｌＣｒ−０，７Ｍｎ−０，３Ｍ。
混合粉はＦｅ−２Ｎｉである。
得られた各焼結体の各相の組成（重量％：ＥＰＭＡによ
る分析値）と全体に占める第２相の断面の組織観察より
求めた面積チを第２表に要約した。
る分析値）と全体に占める第２相の断面の組織観察より
求めた面積チを第２表に要約した。
第２表
得られた試料は直径５趨及び長さ１（１ｍ＋の円柱状で
あシ、これを固定用試験片とし摩耗試験を実施した。摩
耗試験における相手材である回転片は、外径４５ｍ、内
径２０ｍ！３１１及び長さ１０ＩＩＩＩのミーハナイト
鋳鉄熱処理材（硬度ＨｉＣ４９）であシ、試料固定片を
回転片に荷重１００ ｋｇで押しあて、冷凍機油を２０
０ ｃｃ／ｒ１１ｉｎで摺動部分に噴霧して油潤滑しな
がら、摺動速度１ｍ／ｓｅｃで２０時間運転し、試料固
定片の摩耗量を測定した。第３表に試験結果を残留オー
ステナイト量（Ｘ線回折法により測定）とともに示した
。
あシ、これを固定用試験片とし摩耗試験を実施した。摩
耗試験における相手材である回転片は、外径４５ｍ、内
径２０ｍ！３１１及び長さ１０ＩＩＩＩのミーハナイト
鋳鉄熱処理材（硬度ＨｉＣ４９）であシ、試料固定片を
回転片に荷重１００ ｋｇで押しあて、冷凍機油を２０
０ ｃｃ／ｒ１１ｉｎで摺動部分に噴霧して油潤滑しな
がら、摺動速度１ｍ／ｓｅｃで２０時間運転し、試料固
定片の摩耗量を測定した。第３表に試験結果を残留オー
ステナイト量（Ｘ線回折法により測定）とともに示した
。
第３表
試料 摩耗量（＋ｑ＋ｍ３） 残留オーステナイト
（釧１ １．０
０２ ０．６
０３ ０．６
０４ ０．５
０５ ０．４
０６ ０．４
０７ １．４ １２８
１．２５ １０．５本発明の焼
結合金である試料２〜５は良好な耐摩耗性を示したが、
比較例としての試料１．７及び８は摩耗量が極めて大き
かった。また試料６は硬質物質を多量に含むために相手
材の損耗が大きかった。
（釧１ １．０
０２ ０．６
０３ ０．６
０４ ０．５
０５ ０．４
０６ ０．４
０７ １．４ １２８
１．２５ １０．５本発明の焼
結合金である試料２〜５は良好な耐摩耗性を示したが、
比較例としての試料１．７及び８は摩耗量が極めて大き
かった。また試料６は硬質物質を多量に含むために相手
材の損耗が大きかった。
実施例２
下記第４表に示した組成（重量％）を有する５種類の原
料から、実施例１と同様にして５種類の焼結合金の試料
を製造した。
料から、実施例１と同様にして５種類の焼結合金の試料
を製造した。
第４表
９ １０ 残 １．５２
１０ ２０ 残 １．５
２１１ ５０ 残 １，
５２１２ ８０ 残 １
．５２１３ ５０ 残
１．５２（注）合金粉Ａ、合金粉Ｂ及び混合粉は実施例
１の通りである。
１０ ２０ 残 １．５
２１１ ５０ 残 １，
５２１２ ８０ 残 １
．５２１３ ５０ 残
１．５２（注）合金粉Ａ、合金粉Ｂ及び混合粉は実施例
１の通りである。
得られた各焼結体の各相の組成（重量％ ：ＥＰＭＡに
よる分析値）と全体に占める第２相の断面組織観察によ
り求めた面積チを第５表に要約した。なお、第５表では
Ｆｅの表示は省略した。
よる分析値）と全体に占める第２相の断面組織観察によ
り求めた面積チを第５表に要約した。なお、第５表では
Ｆｅの表示は省略した。
第５表
各試料について実施例１と同様の摩耗試験を実施したが
、相手材である回転片としては硬度レベルの一層高イＮ
ｉ −Ｍｏ−Ｃｒ鋳鉄（ＨｉＣ５５）を使用した。試験
結果を第６表に示す。
、相手材である回転片としては硬度レベルの一層高イＮ
ｉ −Ｍｏ−Ｃｒ鋳鉄（ＨｉＣ５５）を使用した。試験
結果を第６表に示す。
なお、残留オーステナイト量を実施例１と同様に測定し
た結果、試料９〜１２では検知できず、試料１３では１
０％であった。
た結果、試料９〜１２では検知できず、試料１３では１
０％であった。
第６表
試料 摩耗量（麓１Ｉ３）
９ ０．６０
１０ ０、５５
１１ ０．５
１２ ０、４５
１３ １、２５
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来の焼結合金のようにＮｉを含有し
ないので残留オーステナイトを残さず、また硬質なＣｒ
炭化物を含むので耐摩耗性及び耐焼付性に優れた鉄系焼
結合金を低コストで製造できる。
ないので残留オーステナイトを残さず、また硬質なＣｒ
炭化物を含むので耐摩耗性及び耐焼付性に優れた鉄系焼
結合金を低コストで製造できる。
この焼結合金は摺動部品、特にロータリーコンプレッサ
ー用ベーン材として有用である。更に Ｗ。
ー用ベーン材として有用である。更に Ｗ。
■及びＮｂを添加することによって耐摩耗性を一層向上
させることができる。
させることができる。
Claims (4)
- （１）０．５〜３．０重量％のＣｒ、０．４〜１．０重
量％のＭｎ、０．１〜０．４重量％のＭｏ及び残部のＦ
ｅからなるマルテンサイト組成の第１相と；１０〜２０
重量％のＣｒ及び残部のＦｅからなるマルテンサイト及
びＣｒ炭化物組成の第２相と；及び１．０〜２．５重量
％Ｃとからなり；第１相と第２相は混在していて、第２
相の全体に対する体積比が１０〜８０％であり；残留オ
ーステナイトを含まないことを特徴とする、耐摩耗性鉄
系焼結合金。 - （２）０．５〜３．０重量％のＣｒ、０．４〜１．０重
量％のＭｎ、０．１〜０．４重量％のＭｏ、及び炭化物
として含まれる０．３〜３．０重量％のＷ、Ｖ及びＮｂ
の少なくとも１種並びに残部のＦｅからなるマルテンサ
イト組成の第１相と；１０〜２０重量％のＣｒ、及び炭
化物として含まれる０．３〜３．０重量％のＷ、Ｖ及び
Ｎｂの少なくとも１種並びに残部のＦｅからなるマルテ
ンサイト及びＣｒ炭化物組成の第２相と；及び１．０〜
２．５重量％Ｃとからなり；第１相と第２相は混在して
いて、第２相の全体に対する体積比が１０〜８０％であ
り、残留オーステナイトを含まないことを特徴とする、
耐摩耗性鉄系焼結合金。 - （３）１０〜２０重量％のＣｒと残部のＦｅからなる合
金粉１０〜８０重量％と；炭素粉１．０〜２．５重量％
と；０．５〜３．０重量％のＣｒ、０．４〜１．０重量
％のＭｎ、０．１〜０．４重量％のＭｏ及び残部のＦｅ
からなる合金粉または混合粉の残部を混合し；加圧成形
し、真空または不活性雰囲気で１１００〜１２５０℃の
温度で焼結し；８２０〜９５０℃で焼入れした後焼戻し
することを特徴とする、耐摩耗性鉄系焼結合金の製造方
法。 - （４）１０〜２０重量％のＣｒと残部のＦｅからなる合
金粉１０〜８０重量％と；炭素粉１．０〜２．５重量％
と；Ｗ、Ｖ及びＮｂの少なくとも１種の金属粉０．３〜
３．０重量％と；０．５〜３．０重量％のＣｒ、０．４
〜１．０重量％のＭｎ、０．１〜０．４重量％のＭｏ及
び残部のＦｅからなる合金粉または混合粉の残部を混合
し；加圧成形し、真空または不活性雰囲気で１１００〜
１２５０℃の温度で焼結し；８２０〜９５０℃で焼入れ
した後焼戻しすることを特徴とする、耐摩耗性鉄系焼結
合金の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61006934A JPH0742558B2 (ja) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | 耐摩耗性鉄系焼結合金及びその製造法 |
| KR8700078A KR910001012B1 (en) | 1986-01-14 | 1987-01-08 | Wear-resistant sintered iron-based alloy and process for producing the same |
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