JPS6254177B2

JPS6254177B2 -

Info

Publication number: JPS6254177B2
Application number: JP54154583A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Hasebe; Shuji Matsumoto
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-11-29
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1987-11-13
Also published as: JPS5677360A

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は耐熱性鉄系焼結部品に関する。（従来技術）高温となる条件下で使用される機械部品、例え
ば回転軸との摩擦熱で高温となるすべり軸受を粉
末治金で製造する場合には、その用途上耐熱性を
有する焼結金属で成形することが必要である。こ
のため、高温下で使用する焼結部品には、従来耐
熱材と云われる焼結ステンレス鋼、鉄（Fe）−ク
ロム（Cr）−ニツケル（Ni）−チタン（Ti）系合
金などの鉄系焼結合金が用いられている。（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、これらの鉄系焼結合金において
も耐熱性はまだ十分ではなくその耐熱温度は最高
800℃であり、それ以上の高温条件下では機械的
強度が低下してしまい、例えばすべり軸受に用い
た場合には焼付けを生じて使用が困難となる。従
つて、さらに耐熱性を向上させた鉄系焼結合金の
開発が要望されている。本発明者らはこの問題に対し種々研究を重ねて
きたが、窒化物の耐熱性に着目して窒化物を添加
することにより鉄系焼結合金の耐熱性を向上でき
ることを見出した。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、優
れた耐熱性を有する鉄系焼結部品を提供するもの
である。［発明の構成］（問題点を解決するための手段と作用）本発明の耐熱性鉄系焼結部品は、重量比でクロ
ム12〜25％、ニツケル８〜25％、残部鉄からなる
焼結合金に、窒化クロム、窒化ほう素、CrMoN₂
の１種または複数種を体積比で５〜40％添加して
なることを特徴とするものである。また、本発明の耐熱性鉄系焼結部品は、重量比
でクロム12〜25％、ニツケル８〜25％、チタン１
〜５％、残部鉄からなる焼結合金に、窒化クロ
ム、窒化ほう素、CrMoN₂の１種または複数種を
体積比で５〜40％添加してなることを特徴とする
ものである。本発明の鉄系焼結部品の主体となる鉄系焼結合
金は、焼結ステンレス鋼すなわち、重量比でクロ
ム12〜25％、ニツケル８〜25％、残部鉄からなる
合金、クロム12〜25％、ニツケル８〜25％、チタ
ン１〜５％、残部鉄である合金である。この鉄系焼結合金における各成分の添加割合は
次の理由によるものである。クロムは12％未満で
あると充分な耐熱性が得られず、25％を越えると
成形性に問題を生じ、所定の部品形状が得られな
い。ニツケル８％未満であると充分な耐熱性が得
られず、25％を越えて添加しても耐熱性向上の効
果が得られず不経済である。また、チタンは１％
未満であると充分な耐熱性が得られず、５％を越
えると耐熱性向上の効果が得られない。鉄系焼結合金に添加する窒化物は、窒化クロム
（Cr₂N）、窒化ほう素（BN）、CrMoN₂である。す
なわち、高い耐熱性を有する窒化物を採用する。
この窒化物は１種のみを添加しても良く、あるい
は複数種組合せて添加しても良い。窒化物を添加
する割合は、鉄系焼結部品全体に対し体積比で５
〜40％である。これは５％未満では添加する効果
すなわち耐熱性の向上が得られず、40％を越える
と鉄系焼結合金の機械的特性を損なうためであ
る。好ましくは７〜25％である。なお、その他に少量の炭化物などを１種または
複数種添加することも可能である。本発明の耐熱性鉄系焼結部品を製造する場合に
は、鉄系焼結合金の粉末と窒化物粉末とを所定割
合で混合し、この粉末を加圧して所定形状の粉末
成形品を成形して、この粉末成形品を窒素ガス、
アルゴンガス、不活性ガスなどの非酸化雰囲気中
で焼結して焼結部品を得る。しかして、本発明の耐熱性鉄系焼結部品は、耐
熱性を有する鉄系焼結合金に耐熱性に優れた窒化
物を添加したものであるから、従来の鉄系焼結合
金のみで成形された鉄系焼結部品に比して耐熱性
を大幅に向上でき優れた耐熱性をもたせることが
できる。具体的には機械的強度の低下をきたさず
充分使用できる温度は1200℃であり、従来の800
℃に比して大幅に高くなつている。このため、
1200℃の高温となる条件にて耐熱性を有する焼結
部品として充分使用できる。また、窒化物の添加
により窒化物が有している硬度、耐摩耗性などの
性質も高めることができる。本発明の耐熱性鉄系焼結部品は高温となる条件
下で使用する機械部品に広く適用できる。例えば
すべり軸受として使用する場合、回転軸との摩擦
熱により高温となつても焼付けを生じず良好に使
用できる。（実施例）実施例１この実施例はすべり軸受に適用したものであ
る。焼結ステンレス鋼（SUS316）のクロム−ニ
ツケル−残部鉄からなる合金粉末を体積比80％、
窒化クロム（Cr₂N）を体積比20％の割合で混合
し、この混合粉末にステアリン酸リチウム１％を
添加して成形圧2ton／cm²で外径12cm×内径７cm×
長さ35cmの円筒体をなす粉末成形品を加圧成形し
た。この粉末成形品を露点−50℃の窒素ガス中で
温度1200℃、時間40分で焼結して焼結軸受を得
た。そして、図面で示すように軸受１を軸受箱２
に取付け、直径７mmのステンレス鋼からなる回転
軸３を挿通して支承させ、回転軸３を回転数
40R.P.Mで600時間回転させた。この時の軸受１
における両端部Ａ、Ｂと中央Ｃにおける摩擦熱に
よる上昇温度を測定したところ、Ａ点900℃、Ｂ
点700℃、Ｃ点800℃であつた。しかしながら、こ
の様に温度が上昇しながら軸受１は焼付けを起さ
なかつた。これは軸受の焼結ステンレス鋼に添加
した窒化クロムが潤滑性を有しているものと思わ
れる。また、従来例として焼結ステンレス鋼のみ
で同一寸法形状で形成した軸受を使用し、同一条
件で回転軸を回転させた結果軸受は焼付けを生じ
軸受機能を維持することが困難となつた。実施例２この実施例では成分が異なる３種類の鉄系合金
に窒化物を添加割合を異ならせて添加してなる粉
末を用いて焼結軸受を製作した。そして、これら
軸受で回転軸を支承し、回転軸を回転数40RPM
で600時間回転させて軸受の特性を調べた。この
結果を下記の第１表に示す。

【表】第１表によれば各成分の鉄系合金とも窒化物を
体積比で５〜40％の割合で添加することにより必
要な特性を得られることが判つた。また、窒化物
を５〜40％の割合で添加した場合における各鉄系
合金の耐熱性は、Fe−19Cr−10Ni合金が800〜
1000℃、Fe−17Cr−12Ni合金が900〜1000℃、
Fe−15Cr−20Ni−3Ti合金は950〜1200℃であつ
た。［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、鉄−クロ
ム−ニツケル系焼結合金に、窒化クロム、窒化ほ
う素、CrMoN₂の１種または複数種を添加したも
のからなり、また鉄−クロム−ニツケル−チタン
系焼結合金に添加成分を添加したものからなるこ
とにより、耐熱性に優れた鉄系焼結部品を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の耐熱性鉄系焼結部品の一実施例
である軸受を示す説明図である。１……軸受、２……軸受箱、３……回転軸。

Claims

【特許請求の範囲】１重量比でクロム12％〜25％、ニツケル８〜25
％、残部鉄からなる焼結合金に、窒化クロム、窒
化ほう素、CrMoN₂の１種または複数種を体積比
で５〜40％添加してなることを特徴とする耐熱性
鉄系焼結部品。２重量比でクロム12〜25％、ニツケル８〜25
％、チタン１〜５％、残部鉄からなる焼結合金
に、窒化クロム、窒化ほう素、CrMoN₂の１種ま
たは複数種を体積比で５〜40％添加してなること
を特徴とする耐熱性鉄系焼結部品。