JPS6389602A - 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 - Google Patents
粉末冶金用合金鋼粉の製造方法Info
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- JPS6389602A JPS6389602A JP61231280A JP23128086A JPS6389602A JP S6389602 A JPS6389602 A JP S6389602A JP 61231280 A JP61231280 A JP 61231280A JP 23128086 A JP23128086 A JP 23128086A JP S6389602 A JPS6389602 A JP S6389602A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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、各種焼結部品の製造に使用される粉末冶金用
合金鋼粉の製造方法に関するものである。
合金鋼粉の製造方法に関するものである。
近年、自動車用部品を始めとする焼結部品は高強度化に
伴ない合金が用いられるようになっている。そして従来
の純鉄粉に合金成分を混合する混合法では、圧縮性はあ
る程度確保されるものの、混合する合金成分の分布の不
均一に起因する成形性の低下、組織の不均一、焼結Φ熱
処理時の寸法変化のばらつきの増大等の問題を有するた
め、混合法に代って、合金鋼粉を用いる方法が広く採用
されている。
伴ない合金が用いられるようになっている。そして従来
の純鉄粉に合金成分を混合する混合法では、圧縮性はあ
る程度確保されるものの、混合する合金成分の分布の不
均一に起因する成形性の低下、組織の不均一、焼結Φ熱
処理時の寸法変化のばらつきの増大等の問題を有するた
め、混合法に代って、合金鋼粉を用いる方法が広く採用
されている。
合金鋼粉にはこれまで実用化されているものとして以下
の２つのタイプがある。
の２つのタイプがある。
（１）溶融法により予め合金化された溶湯をアトマイズ
法によって粉末化することによって製造される予合金型
合金鋼粉（以下予合金鋼粉という）。
法によって粉末化することによって製造される予合金型
合金鋼粉（以下予合金鋼粉という）。
（２）鉄鋼粉を還元性雰囲気中で合金成分粉末と共に加
熱することによって鉄鋼粉に合金成分粉末を拡散付着さ
せる方法（以下複合化という）によって製造される複合
型合金鋼粉（以下複合鋼粉という）。
熱することによって鉄鋼粉に合金成分粉末を拡散付着さ
せる方法（以下複合化という）によって製造される複合
型合金鋼粉（以下複合鋼粉という）。
このうち（１）の予合金鋼粉は合金成分の添加琶の増加
に伴い、鉄粉中へ固溶した合金成分が鉄粉自体を著しく
硬化させるため、圧縮性の低下を招き、充分な焼結体密
度を得ることができなくなるという弊害を有する。この
ため結果的に所望の強度・靭性を得ることができないと
いう欠点が存在する。
に伴い、鉄粉中へ固溶した合金成分が鉄粉自体を著しく
硬化させるため、圧縮性の低下を招き、充分な焼結体密
度を得ることができなくなるという弊害を有する。この
ため結果的に所望の強度・靭性を得ることができないと
いう欠点が存在する。
そこで例えば、特公昭４５−９６４５号において提案さ
れているような１粒子の硬さを実質的に増大させるには
不充分であって、しかも焼結の間に適当な拡散のみを確
実にするだけ合金成分が部分的に合金化された上記（２
）の複合鋼粉が開発された。
れているような１粒子の硬さを実質的に増大させるには
不充分であって、しかも焼結の間に適当な拡散のみを確
実にするだけ合金成分が部分的に合金化された上記（２
）の複合鋼粉が開発された。
しかし、上記複合鋼粉においても、合金成分を部分的に
拡散付着させるために還元性雰囲気中で加熱して予備合
金化する工程すなわ、ち複合化工程での鉄粉自体の硬化
と、複合化により集合した粒子を解砕する際に生じる加
工硬化により、圧縮性が低下する。
拡散付着させるために還元性雰囲気中で加熱して予備合
金化する工程すなわ、ち複合化工程での鉄粉自体の硬化
と、複合化により集合した粒子を解砕する際に生じる加
工硬化により、圧縮性が低下する。
このような圧縮性の低下を改善する目的で解砕工程の後
に焼鈍工程が設けられているが、通常用いられる焼鈍条
件では、圧縮性の向上は充分ではない。
に焼鈍工程が設けられているが、通常用いられる焼鈍条
件では、圧縮性の向上は充分ではない。
また、近年焼結・熱処理後の粉末成形体の静的あるいは
動的な機械特性の改善を図るため、複合鋼粉の圧縮性改
善の要望は高まる一方であるが、現状では充分な圧縮性
が得られていない。
動的な機械特性の改善を図るため、複合鋼粉の圧縮性改
善の要望は高まる一方であるが、現状では充分な圧縮性
が得られていない。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、大量の
合金金属、特にＮｉを複合化した場合に解砕後の焼鈍を
しなくても十分な圧縮性を有する優れた粉末冶金用合金
鋼粉の製造方法を提供するものである。
合金金属、特にＮｉを複合化した場合に解砕後の焼鈍を
しなくても十分な圧縮性を有する優れた粉末冶金用合金
鋼粉の製造方法を提供するものである。
本発明は、
Ｎｉ：２〜２０重量％
Ｃｕ：５重量％以下
Ｍｏ：１重量％以下
を混合した混合物を、還元性雰囲気中で、圧粉密度７．
２５ ｇ ／ ｃゴ以上の圧縮性の優れたベース鉄粉に
拡散付着し、複合化させることを特徴とする粉末冶金用
合金鋼粉の製造方法である。
２５ ｇ ／ ｃゴ以上の圧縮性の優れたベース鉄粉に
拡散付着し、複合化させることを特徴とする粉末冶金用
合金鋼粉の製造方法である。
本発明は、純鉄粉に合金成分粉末を拡散付着させる複合
化によって製造される合金鋼粉の製造方法の改善に関す
るものであって、ベースとなる純鉄粉として、圧粉密度
が７．２５ ｇ ／ ｃ ｒｎ’以上の優れた圧縮性を
もつ鉄粉を用いることによって大量の合金金属、特にＮ
ｉを複合化した場合においても圧縮性に優れた合金鋼粉
を得ることができる。
化によって製造される合金鋼粉の製造方法の改善に関す
るものであって、ベースとなる純鉄粉として、圧粉密度
が７．２５ ｇ ／ ｃ ｒｎ’以上の優れた圧縮性を
もつ鉄粉を用いることによって大量の合金金属、特にＮ
ｉを複合化した場合においても圧縮性に優れた合金鋼粉
を得ることができる。
なお、圧粉密度はステアリン酸亜鉛１重量％を加え、成
形圧カフ ｔ ／ ｃゴで成形したときの値で定義され
る。
形圧カフ ｔ ／ ｃゴで成形したときの値で定義され
る。
圧粉密度が７．２５ ｇ ／ ｃ ｍ’以上の鉄粉は公
知のものであるが、特にこのような特性をもつベース原
料を選択し、これを合金金属と複合化する技術と組合わ
せることによって、大量の合金を含む複合鋼粉を高温度
で複合化して高性能の合金鋼粉を得ることを可能とし、
解砕した後の焼鈍工程を省略しても十分な圧縮性と優れ
た機械的性質を有する合金鋼粉を確保する技術思想は本
願特有のものである。なお、ベース鉄粉の圧粉密度の上
限は７、５ ｇ ／ ｃ ｍ″程度では可能である。
知のものであるが、特にこのような特性をもつベース原
料を選択し、これを合金金属と複合化する技術と組合わ
せることによって、大量の合金を含む複合鋼粉を高温度
で複合化して高性能の合金鋼粉を得ることを可能とし、
解砕した後の焼鈍工程を省略しても十分な圧縮性と優れ
た機械的性質を有する合金鋼粉を確保する技術思想は本
願特有のものである。なお、ベース鉄粉の圧粉密度の上
限は７、５ ｇ ／ ｃ ｍ″程度では可能である。
第１図はＮｆを４重量％、Ｃｕを１．５重量％、ＭＯを
０．５重量％添加し、一定の複合化条件で複合化させた
時の複合鋼粉の圧粉密度と、ベースとなる鉄粉（鉄粉単
味）の圧粉密度との関係を求めた一例である。
０．５重量％添加し、一定の複合化条件で複合化させた
時の複合鋼粉の圧粉密度と、ベースとなる鉄粉（鉄粉単
味）の圧粉密度との関係を求めた一例である。
第１図に示されるように、複合化条件が一定ならば複合
鋼粉の圧縮性（圧粉密度）はベースとなる鉄粉の圧縮性
（圧粉密度）に完全に依存する。
鋼粉の圧縮性（圧粉密度）はベースとなる鉄粉の圧縮性
（圧粉密度）に完全に依存する。
また、複合鋼粉の圧縮性は通常行われる７００℃付近の
歪取り焼鈍（第１図では７００℃×６０分）によって改
善はされるもののベースとなる鉄粉の圧縮性の影響度に
は及ばないということも明らかである。
歪取り焼鈍（第１図では７００℃×６０分）によって改
善はされるもののベースとなる鉄粉の圧縮性の影響度に
は及ばないということも明らかである。
すなわち、ベースとなる鉄粉の圧縮性が、複合粉の圧縮
性の上限であると言える。
性の上限であると言える。
一方、同じ鋼粉を種々の温度で、複合化したときの焼結
・熱処理後の機械的特性と圧粉密度との関係の一例を第
２図、第３図にそれぞれ示す。
・熱処理後の機械的特性と圧粉密度との関係の一例を第
２図、第３図にそれぞれ示す。
これらの図から以下のことが明らかである。
■ 合金成分の拡散合金化が進展し易い高温での複合化
により合金成分の偏在が改善され、機械的特性は向上す
る。
により合金成分の偏在が改善され、機械的特性は向上す
る。
■ 一方、機械的特性は、密度の影響も受は密度７、０
ｇ ／ ｃゴ未渦の場合、著しく低下する。
ｇ ／ ｃゴ未渦の場合、著しく低下する。
■ 圧縮性は、合金成分の拡散・合金化の進展による硬
化のため、複合温度の上昇とともに逆に低下する。
化のため、複合温度の上昇とともに逆に低下する。
（６）各複合温度における圧粉密度は、ベース鉄粉の圧
粉密度に依存しており、ベース鉄粉の圧粉密度の高いも
のほど高い値を示す。
粉密度に依存しており、ベース鉄粉の圧粉密度の高いも
のほど高い値を示す。
■ ベース鉄粉の圧粉密度を７．２５ ｇ ／ ｃ ｍ
’以上とすることにより、９００℃付近以上の高温での
複合化を行っても、焼鈍なしで７．２５ｇ／ｃｒｎ’以
上の圧粉密度を得ることができるため、焼鈍工程の省略
と機械的特性の向上を同時に達成することが可能である
。
’以上とすることにより、９００℃付近以上の高温での
複合化を行っても、焼鈍なしで７．２５ｇ／ｃｒｎ’以
上の圧粉密度を得ることができるため、焼鈍工程の省略
と機械的特性の向上を同時に達成することが可能である
。
以上を総括すると、圧粉密度７．２５ ｇ ／ ｃ ｍ
″以上圧縮性の優れたベース鉄粉を用いることによって
１次の作用を奏する。
″以上圧縮性の優れたベース鉄粉を用いることによって
１次の作用を奏する。
（ａ）複合後の焼鈍なしでも充分に高い圧粉密度が得ら
れるため焼鈍工程を省略することができる。
れるため焼鈍工程を省略することができる。
（ｂ）より高温での複合化を行っても充分に高い圧粉密
度を維持できるため機械的特性も向上する。
度を維持できるため機械的特性も向上する。
（Ｃ）圧粉密度７．２５ｇ／ｃｍ’以上の複合鋼粉を得
ることができる。
ることができる。
次にＮｉは２〜２０重量％、Ｃｕは上限を５重量％、Ｍ
Ｏは上限を１重量％とするが、これらの成分範囲の限定
理由は以下の通りである。
Ｏは上限を１重量％とするが、これらの成分範囲の限定
理由は以下の通りである。
Ｎ ｌ ：
Ｎｉは添加量が２０重量％を超えると鉄粉表面に部分的
に拡散合金化したＮｉによる鉄粉表面の硬化のために、
圧縮性の低下が著しくなるので上限を２０重量％とした
。また添加量が２重量％未満ではＮｉ添加の効果が表わ
れないので２重量％を下限とする。さらにコストをでき
る限り抑え、しかもＮｉの効果を発揮させるためには、
２〜１０重量％添加するのが望ましい。
に拡散合金化したＮｉによる鉄粉表面の硬化のために、
圧縮性の低下が著しくなるので上限を２０重量％とした
。また添加量が２重量％未満ではＮｉ添加の効果が表わ
れないので２重量％を下限とする。さらにコストをでき
る限り抑え、しかもＮｉの効果を発揮させるためには、
２〜１０重量％添加するのが望ましい。
Ｃｕ ：
Ｃｕは鉄粉中への拡散、特に結晶粒界への拡散性が優れ
るため、鉄粉表面にＮｉやＭｏを付着させてＣｕの鉄鋼
粉中への拡散を抑制されても、５重量％を超えると部分
的に拡散したＣｕにより圧縮性が低下するので上限を５
重量％とした。またＣｕの効果を発揮させるには０．１
重量％以上添加するのが望ましい。
るため、鉄粉表面にＮｉやＭｏを付着させてＣｕの鉄鋼
粉中への拡散を抑制されても、５重量％を超えると部分
的に拡散したＣｕにより圧縮性が低下するので上限を５
重量％とした。またＣｕの効果を発揮させるには０．１
重量％以上添加するのが望ましい。
ＭＯ：
ＭＯは添加量が１重量％を超えると鉄粉表面に部分的に
拡散合金化したＭｏによる鉄粉表面の硬化のために圧縮
性の低下が著しくなるので上限を１重量％とした。また
、コストを抑えつつ、Ｍ。
拡散合金化したＭｏによる鉄粉表面の硬化のために圧縮
性の低下が著しくなるので上限を１重量％とした。また
、コストを抑えつつ、Ｍ。
の効果を発揮させるにはＯ０１〜０．７重量％添加する
のが望ましい。
のが望ましい。
実施例として圧粉密度７．２５ ｇ ／ ｃ ｒｎ’の
ベース鉄粉に、カルボニルニッケルをＮｉｍとして４重
量％、電解銅をＣｕ量として１．５重量％、Ｍｏ酸化物
をＭｏ量として０．５重量％を添加して複合化し、さら
にステアリン酸亜鉛を１重量％添加し、成形圧カフｔ／
ｃｒｎ’で成形したときのデータを第１表に示した。
ベース鉄粉に、カルボニルニッケルをＮｉｍとして４重
量％、電解銅をＣｕ量として１．５重量％、Ｍｏ酸化物
をＭｏ量として０．５重量％を添加して複合化し、さら
にステアリン酸亜鉛を１重量％添加し、成形圧カフｔ／
ｃｒｎ’で成形したときのデータを第１表に示した。
比較例として圧粉密度７．１０ ｇ ／ ｃ ｍ″のベ
ース鉄粉に、上の実施例と同じ合金成分を添加して複合
化し、同様に成形したデータを併せて示した。
ース鉄粉に、上の実施例と同じ合金成分を添加して複合
化し、同様に成形したデータを併せて示した。
第１表に示されるように実施例では、複合後の焼鈍なし
で優れた圧縮性と機械的特性の優れた焼結体が得られて
いることが分る。
で優れた圧縮性と機械的特性の優れた焼結体が得られて
いることが分る。
第１表の圧環強度、衝撃値はＡＸガス中で１２５０℃×
１時間で焼結した後、９００℃×２時間の浸炭処理を行
ったサンプルを用いて測定したものである。
１時間で焼結した後、９００℃×２時間の浸炭処理を行
ったサンプルを用いて測定したものである。
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、複合化
の後の焼鈍なしで、優れた圧縮性と優れた機械的特性を
有する焼結体を得ることができる。このため従来方法等
と比較して製造工程における焼鈍工程を省略することが
でき、低コストでしかも機械的特性の優れた合金鋼粉を
提供し得る等、各種の利点を有するものである。
の後の焼鈍なしで、優れた圧縮性と優れた機械的特性を
有する焼結体を得ることができる。このため従来方法等
と比較して製造工程における焼鈍工程を省略することが
でき、低コストでしかも機械的特性の優れた合金鋼粉を
提供し得る等、各種の利点を有するものである。
また、より高温での複合化を行っても充分に高い圧粉密
度を維持することができるため、機械的特性も、従来の
複合鋼粉に比べ優れた複合鋼粉の製造を可能にするもの
である。
度を維持することができるため、機械的特性も、従来の
複合鋼粉に比べ優れた複合鋼粉の製造を可能にするもの
である。
さらに圧粉密度７．２５ ｇ ／ ｃ ｒｎ’以上の複
合鋼粉の製造も可能となるため、疲労強度等の動的な機
械特性に優れた粉末成形体の製造を可能にするものであ
る。
合鋼粉の製造も可能となるため、疲労強度等の動的な機
械特性に優れた粉末成形体の製造を可能にするものであ
る。
第１図は複合粉の圧縮性とベース鉄粉の圧縮性との関係
を示すグラフ、第２図は衝撃値・圧環強さ等の機械特性
に及ぼす圧粉密度、複合化温度の影響を示すグラフ、第
３図は複合鋼粉の圧粉密度に及ぼす複合温度の影響を示
すグラフである。
を示すグラフ、第２図は衝撃値・圧環強さ等の機械特性
に及ぼす圧粉密度、複合化温度の影響を示すグラフ、第
３図は複合鋼粉の圧粉密度に及ぼす複合温度の影響を示
すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｎｉ：２〜２０重量％ Ｃｕ：５重量％以下 Ｍｏ：１重量％以下 を混合した混合物を、還元性雰囲気中で、圧粉密度７．
２５ｇ／ｃｍ＾２以上の圧縮性の優れたベース鉄粉に拡
散付着し、複合化させることを特徴とする粉末冶金用合
金鋼粉の製造方 法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231280A JPS6389602A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231280A JPS6389602A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389602A true JPS6389602A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=16921128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61231280A Pending JPS6389602A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389602A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975333A (en) * | 1989-03-15 | 1990-12-04 | Hoeganaes Corporation | Metal coatings on metal powders |
| US5240742A (en) * | 1991-03-25 | 1993-08-31 | Hoeganaes Corporation | Method of producing metal coatings on metal powders |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP61231280A patent/JPS6389602A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975333A (en) * | 1989-03-15 | 1990-12-04 | Hoeganaes Corporation | Metal coatings on metal powders |
| US5240742A (en) * | 1991-03-25 | 1993-08-31 | Hoeganaes Corporation | Method of producing metal coatings on metal powders |
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