KR100338058B1 - Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor - Google Patents

Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor Download PDF

Info

Publication number
KR100338058B1
KR100338058B1 KR1019990053923A KR19990053923A KR100338058B1 KR 100338058 B1 KR100338058 B1 KR 100338058B1 KR 1019990053923 A KR1019990053923 A KR 1019990053923A KR 19990053923 A KR19990053923 A KR 19990053923A KR 100338058 B1 KR100338058 B1 KR 100338058B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
wear
austenite
mixed
alloy
Prior art date
Application number
KR1019990053923A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010049011A (en
Inventor
하야시고이치로
아오키요시마사
아오누마고이치
Original Assignee
셈보쿠야 아키오
히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 셈보쿠야 아키오, 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 filed Critical 셈보쿠야 아키오
Priority to KR1019990053923A priority Critical patent/KR100338058B1/en
Publication of KR20010049011A publication Critical patent/KR20010049011A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100338058B1 publication Critical patent/KR100338058B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel

Abstract

본 발명은 고 재료강도 및 우수한 내마모성을 갖는 소결재료 및 그 제조방법을 제공한다. 우수한 내마모성을 갖는 소결합금은 Ni 6.0∼25 중량%, Cr 0.6∼8.75 중량%, C 0.54∼2.24 중량% 및 Fe 잔여부로 된 전체 조성을 가지며, Cr 탄화물로 된 핵(core) 및 핵을 둘러싸는 Cr가 확산된 페라이트상, 또는 이 페라이트 및 Cr가 확산된 오스테나이트의 혼합상으로 이루어진 경질상이 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에 분산되는 금속조직을 나타내고, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트 면적비는 5∼30%이다.The present invention provides a sintered material having high material strength and excellent wear resistance and a method of manufacturing the same. Small bonds with good abrasion resistance have a total composition of 6.0 to 25 wt% Ni, 0.6 to 8.75 wt% Cr, 0.54 to 2.24 wt% C and Fe residues, and the core of Cr carbide and Cr surrounding the nucleus A hard phase composed of a diffused ferrite phase or a mixed phase of a ferrite and Cr diffused austenite exhibits a metal structure dispersed in a mixed structure of martensite and austenite, and austenite in the mixed structure of the metal structure The area ratio is 5 to 30%.

Description

내마모성 소결합금 및 그 제조방법 {Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor}Abrasion Resistant Sintered Alloy and its Manufacturing Method {Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor}

본 발명은 내마모성이 우수한 내마모성 소결합금 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 내연기관용 밸브 시트에 사용하기에 적합한 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wear resistant small alloy alloy having excellent wear resistance and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a technique suitable for use in a valve seat for an internal combustion engine.

최근, 자동차 엔진은 고성능화에 의해 작동조건이 한층 더 엄격하게 되고 있고, 엔진에 사용되는 밸브 시트에 있어서도, 종래 보다 엄격한 사용환경조건에 견디는 것이 불가피하게 필요하게 되었다. 이러한 요청으로부터, 본 출원인은 이전에 예를 들면, 일본 특허공고 제17968/74호 공보, 특허공고 제36242/80호 공보, 특허공고 제56547/82호 공보, 특허공고 제55593/93호 공보 및 특허공고 제98985/95호 공보에 내마모성이 우수한 각종 소결합금을 제안했다.Background Art In recent years, automotive engines have become more stringent in terms of operating performance, and inevitably, the valve seats used in engines have to withstand more stringent operating environmental conditions. From this request, the applicant has previously disclosed, for example, Japanese Patent Publication No. 17968/74, Patent Publication No. 36242/80, Patent Publication No. 56547/82, Patent Publication No. 55593/93 and Patent Publication No. 98985/95 proposes a variety of small alloys with excellent wear resistance.

상기 제안에 관한 내마모성 소결합금 중, 특히 일본 특허공고 제55593/93호 공보에 개시된 소결합금은 특허공고 제36242/80호 공보에 개시된 합금을 기지로 하여, 그 기지조직 중에 Mo 규화물로 이루어지는 경질상의 주위를 Co가 확산한 확산상이 둘러싸는 금속조직을 나타내는 것으로, 경질상의 존재에 의해 우수한 내마모성을 나타낸다. 일본 특허공고 제98985호/95호 공보에 개시된 내마모성 소결합금은 상기 일본 특허공고 제55593/93호 공보로 개시된 합금에 Ni 5∼27 중량%를 함유시킴으로써, 기지조직을 강화하여 내마모성을 더욱 향상시킨 것이다.Among the wear-resistant small-kneading alloys relating to the above-mentioned proposals, in particular, the small-kneading alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 55593/93 is based on the alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 36242/80, and has a hard phase composed of Mo silicide in its matrix structure. It shows the metal structure which the diffused phase which Co diffused around surrounds, and shows the outstanding wear resistance by presence of a hard phase. The wear resistant sintered alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 98985/95 contains 5 to 27% by weight of Ni in the alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 55593/93, thereby enhancing the matrix structure to further improve wear resistance. will be.

그렇지만, 이들 합금은 경질상을 형성하기 위해 Co 등의 고가 재료를 사용하기 때문에, 최근의 성능 대 가격비(cost-performance)의 요청에 합치하지 않게 될 것으로 예상된다. 즉, 최근의 자동차 개발은 고성능화를 목표로 하는 것 뿐만 아니라, 경제성을 중시한 염가의 자동차의 개발도 중요시되고 있다. 그래서, 본 출원인은 특허공개 제195012/97호에 저렴한 재료로 요구되는 내마모성을 발휘할 수 있는 내마모성 소결합금을 제안하였다. 이 제안에서는 기지형성분말로서 Fe 분말에 Ni, Cu, Mo의 각 분말을 부분확산한 분말을 사용하여 기지를 강화하여, 이 기지조직에 주로 Cr 탄화물로 이루어진 경질상을 분산시킴으로써, Co 등의 고가 재료를 사용하지 않고서도 요구되는 내마모성과 강도를 부여하고 있다.However, since these alloys use expensive materials such as Co to form hard phases, it is expected that they will not meet the recent cost-performance demands. In other words, the recent development of automobiles is not only aiming at high performance, but also the development of inexpensive automobiles with an emphasis on economics. Therefore, the present applicant has proposed a wear-resistant small bond alloy capable of exerting the wear resistance required by low-cost materials in Patent Publication No. 195012/97. In this proposal, the base powder is strengthened using a powder obtained by partially diffusing Ni, Cu, and Mo powder in Fe powder as the matrix powder, and the hard phase mainly composed of Cr carbide is dispersed in this matrix structure, thereby increasing the cost of Co and the like. It provides the required wear resistance and strength without using materials.

그런데, 성능 대 가격비의 요청은 해마다 엄격함이 더해져서, 상기 제안에 관한 내마모성 소결합금 보다도 더욱 저렴한 밸브 시트용 내마모성 소결합금의 요청이 높아지고 있다. 따라서, 상기 제안한 내마모성 소결합금에 있어서도 고가의 Mo를 사용하기 때문에, 사용재료면에서 한층 더 개선의 여지가 있다고 생각된다.By the way, the demand for performance-to-price ratio is increasing year by year, and the demand for abrasion-resistant small-kneading alloy for valve seat is higher than the wear-resistant small-kneading alloy related to the above proposal. Therefore, since expensive Mo is used also in the above-mentioned wear-resistant small bond alloy, there exists a possibility of further improvement in terms of a used material.

현재, 자동차 엔진의 한층 더 고성능화에 의해 작동조건이 한층 더 엄하게 되는 것이 현상이고, 상기와 같은 소결합금 보다도 내마모성 및 강도가 더욱 우수한 재료가 요망되고 있다.At present, it is a phenomenon that the operating conditions become even more severe due to the higher performance of automobile engines, and a material having better wear resistance and strength than the above-described small alloys is desired.

본 발명은 이러한 사정을 배경으로서 이루어진 것으로, 고가의 재료를 사용하는 일없이, 재료강도와 내마모성을 더욱 향상시킬 수 있는 내마모성 소결재료 및그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a wear-resistant sintered material and a method for producing the same, which can further improve material strength and wear resistance without using expensive materials.

도 1은 본 발명의 내마모성 소결합금의 금속조직을 개략적으로 나타내는 도면,1 is a view schematically showing the metal structure of the wear-resistant small alloy of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예에 있어서, Ni 양과, 마모량 및 압환강도(radial crushing strength) 사이의 관계를 나타내는 그래프,2 is a graph showing the relationship between the amount of Ni, the amount of wear and the radial crushing strength in the embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서, Ni 양과 오스테나이트 양 사이의 관계를 나타내는 그래프,3 is a graph showing the relationship between the amount of Ni and the amount of austenite in an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 있어서, 오스테나이트 양과 마모량 사이의 관계를 나타내는 그래프,4 is a graph showing the relationship between the amount of austenite and the amount of wear in the embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서, 흑연 분말의 첨가량과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,5 is a graph showing the relationship between the amount of graphite powder added, the amount of abrasion, and the rolling strength in the embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시예에 있어서, 경질상 형성분말의 첨가량과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,6 is a graph showing the relationship between the amount of hard phase forming powder added, the amount of abrasion and the crushing strength in the Examples of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시예에 있어서, 경질상 형성분말 중의 Cr 양과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,7 is a graph showing the relationship between the amount of Cr in the hard phase forming powder and the amount of wear and the rolling strength in the embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 실시예에 있어서, 경질상 형성분말 중의 C 양과, 마모량및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,8 is a graph showing the relationship between the amount of C in the hard phase forming powder and the amount of wear and the crushing strength in the Examples of the present invention;

도 9는 본 발명의 실시예에 있어서, 경질상 형성분말 중의 Mo 양과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,9 is a graph showing the relationship between the amount of Mo in the hard phase forming powder and the amount of wear and the rolling strength in the Examples of the present invention;

도 10은 본 발명의 실시예에 있어서, 경질상 형성분말 중의 V 양과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,10 is a graph showing the relationship between the amount of V in the hard phase forming powder and the amount of wear and the crushing strength in the Examples of the present invention;

도 11은 본 발명의 실시예에 있어서, 경질상 형성 분말 중의 W 양과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,11 is a graph showing the relationship between the amount of W in the hard phase forming powder and the amount of wear and the crushing strength in the Examples of the present invention;

도 12는 본 발명의 실시예에 있어서, MnS 분말 첨가량과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,12 is a graph showing the relationship between the amount of MnS powder added, the amount of abrasion, and the rolling strength in the embodiment of the present invention;

도 13은 본 발명의 실시예에 있어서, MnS 분말 첨가량과 가공 기공수 사이의 관계를 나타내는 그래프,13 is a graph showing the relationship between the amount of MnS powder added and the number of processed pores in the embodiment of the present invention;

도 14는 본 발명의 실시예에 있어서, Pb 분말 첨가량과, 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,14 is a graph showing the relationship between the amount of Pb powder added, the amount of abrasion, and the rolling strength in the embodiment of the present invention;

도 15는 본 발명의 실시예에 있어서, Pb 분말 첨가량과 가공 기공수 사이의 관계를 나타내는 그래프,15 is a graph showing a relationship between the amount of Pb powder added and the number of processed pores in the embodiment of the present invention;

도 16은 본 발명의 실시예에 있어서, MgSiO3분말 첨가량과 마모량 및 압환강도 사이의 관계를 나타내는 그래프,16 is a graph showing the relationship between the amount of MgSiO 3 powder added, the amount of abrasion, and the rolling strength in the embodiment of the present invention;

도 17은 본 발명의 실시예에 있어서, MgSiO3분말 첨가량과 가공 기공수 사이의 관계를 나타내는 그래프, 및17 is a graph showing a relationship between the amount of MgSiO 3 powder added and the number of processed pores in an embodiment of the present invention, and

도 18은 본 발명의 실시예에 있어서, 납, 구리 및 아크릴 수지의 용침(infiltration) 또는 함침이 마모량과 가공 기공수에 미치는 영향을 나타내는 그래프.FIG. 18 is a graph showing the effect of infiltration or impregnation of lead, copper, and acrylic resin on the amount of wear and the number of processed pores in an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명의 제 1 내마모성 소결합금은 본 출원인이 특허공개 제195012/97호에서 이미 제안한 내마모성 소결합금의 개량에 관한 것이며, 그 기지조직을 형성하는 성분으로부터 Mo를 제외하는 한편, Ni의 함유량을 많게 하여, 기지조직 중의 오스테나이트의 비율을 적정범위로 하는 것으로 본 발명의 과제를 달성하기에 이르렀다.The first wear-resistant small bond of the present invention relates to the improvement of the wear-resistant small bond which has been proposed by the applicant in Japanese Patent Publication No. 195012/97, and excludes Mo from the components forming the matrix structure, while increasing the content of Ni. Thus, the problem of the present invention has been achieved by setting the ratio of austenite in the known structure within an appropriate range.

즉, 본 발명의 제 1 내마모성 소결합금은 Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75중량%, C 0.54∼2.24 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에 Cr 탄화물로 되는 핵의 주위를 Cr가 확산된 페라이트상 또는 이 페라이트 및 Cr가 확산된 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내고, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%인 것을 특징으로 한다.That is, the first wear-resistant small binder of the present invention has a total composition consisting of 6.0 to 25.0 wt% of Ni, 0.6 to 8.75 wt% of Cr, 0.54 to 2.24 wt% of C, and the remainder of Fe, and in the mixed structure of martensite and austenite Represents a metallic structure in which a ferrite phase in which Cr is diffused or a hard phase surrounded by a mixed phase of ferrite and austenite in which Cr is diffused is dispersed around a nucleus of Cr carbide, and the austenite in the mixed structure in the metal structure. The area ratio is 5 to 30%.

이하, 상기 구성의 내마모성 소결합금의 작용에 관해, 도 1을 참조하여 수치한정의 근거와 함께 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, the effect | action of the wear-resistant small bond alloy of the said structure is demonstrated with reference to numerical limitation.

① 기지① Base

도 1은 상기 내마모성 소결합금의 표면을 나이탈(nital) 등으로 부식 처리한 경우의 금속조직을 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이 내마모성 소결합금의 기지는 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직이다. 마르텐사이트는경도 및 재료강도가 높은 조직이므로 내마모성의 향상에 기여할 수 있다. 그렇지만, 경도로 인해, 예를들면 상대부품이 되는 밸브의 마모를 촉진한다. 그리고, 상대부품의 마모로 생긴 금속입자는 연마용 입자로서 작용하여, 결과적으로 밸브 시트의 마모를 촉진한다. 따라서, 본 발명에서는 인성(toughness)이 높은 오스테나이트를 분산시킴으로써, 기지의 내마모성을 손상하는 일없이 상대부품에 대한 손상을 경감시킨다. 본 발명자의 검토에 의하면, 오스테나이트의 면적비율이 5% 미만이면, 마르텐사이트의 양이 지나치게 높아 상대부품에 대한 공격성이 높아지며, 오스테나이트의 면적비율이 30%를 초과하면, 내마모성 및 재료강도가 저하된다는 것이다.1 is a schematic diagram showing a metal structure in the case where the surface of the wear-resistant small-alloy alloy is subjected to corrosion treatment with nital or the like. As shown in Fig. 1, the base of this wear-resistant small binder is a mixed structure of martensite and austenite. Martensite is a structure with high hardness and material strength, which may contribute to an improvement in wear resistance. However, due to the hardness, for example, the wear of the valve serving as the counterpart is promoted. The metal particles resulting from the wear of the counterparts act as abrasive grains, and as a result, promote the wear of the valve seat. Therefore, in the present invention, by dispersing austenite having a high toughness, damage to the counterpart parts is reduced without compromising known wear resistance. According to the inventor's review, if the area ratio of austenite is less than 5%, the amount of martensite is too high to increase the aggression against counterparts. If the area ratio of austenite exceeds 30%, the wear resistance and material strength are increased. It is deteriorated.

또한, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 성분조성 및 소결후의 냉각조건에 의해서는 소르바이트(sorbite)나 베이나이트(bainite)가 생성되는 경우도 있으며, 본 발명에는 그와 같은 구성도 포함된다. 구체적으로는, 소르바이트 및/또는 상부 베이나이트의 핵을 베이나이트가 둘러싸는 조직이고, 마르텐사이트에 근접한 고 경도 및 고 강도를 갖는 베이나이트를 포함하는 혼합조직으로 함으로써, 경도를 적절히 조정하여 내마모성을 확보하면서 동시에 상대부품에 대한 공격성을 억제할 수 있다. 이 마르텐사이트나 베이나이트의 생성은 후술하는 Ni나 Cr 등의 담금질성(hardenability)을 향상시키는 원소의 확산 농도와 냉각속도에 의해 결정된다. 즉, 이와 같은 원소가 풍부한(농도가 높은) 부분에서는 마르텐사이트로, 이어서 풍부한 부분은 베이나이트로 변태한다. 또한, 냉각속도가 빠르면 마르텐사이트로, 이어서 연속해서 빠르면 베이나이트로 변태한다. 한편, 상기 담금질성을 향상시키는 원소가 모자란 부분이나 냉각속도가 느린 경우에는 소르바이트 및/또는상부 베이나이트로 변태한다.Although not shown in FIG. 1, sorbite and bainite may be generated depending on the composition of the composition and the cooling conditions after sintering, and the present invention includes such a configuration. Specifically, the nucleus of the sorbite and / or upper bainite is a structure in which bainite is surrounded and a mixed structure containing bainite having high hardness and high strength close to martensite, whereby hardness is appropriately adjusted to wear resistance. At the same time, it can suppress the aggression against opponent parts. The formation of this martensite or bainite is determined by the diffusion concentration and cooling rate of an element which improves hardenability such as Ni and Cr which will be described later. In other words, the portion rich in these elements (high concentration) is transformed into martensite, and the rich portion is then converted to bainite. In addition, if the cooling rate is high, it converts to martensite and subsequently to bainite. On the other hand, when the element that improves the hardenability is insufficient or the cooling rate is slow, the transformation to sorbite and / or upper bainite.

② 경질상② hard phase

도 l에 도시된 바와 같이, 기지에는 Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 페라이트상 또는 페라이트와 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산되어 있다. Cr 탄화물의 핵은 마르텐사이트 보다도 경도가 높아 내마모성을 더욱 향상시킨다. 또한, 페라이트상 또는 상기 혼합상은 Cr 탄화물의 핵을 기지에 결합함과 동시에 Cr 농도가 높기 때문에 인성이 높고, 밸브 설치시에 핵에 대한 충격을 완화하는 완충재가 되어 탄화물의 탈락을 방지한다. 또한, 경질상의 Cr가 기지에 확산함으로써 기지를 강화하여, 내마모성을 한층 더 향상시킨다.As shown in Fig. 1, a ferrite phase or a hard phase surrounded by a mixed phase of ferrite and austenite is dispersed around the core made of Cr carbide. The core of Cr carbide is higher in hardness than martensite, further improving wear resistance. Further, the ferrite phase or the mixed phase binds the nucleus of Cr carbide to the base and at the same time has a high Cr concentration, which is high in toughness, and serves as a buffer material to alleviate the impact on the nucleus when the valve is installed, thereby preventing carbides from falling off. In addition, the hard Cr diffuses into the matrix, thereby strengthening the matrix and further improving wear resistance.

다음에, 상기 성분조성의 수치한정의 근거에 관해 설명한다.Next, the reason for numerical limitation of the said composition of components is demonstrated.

Ni: Ni는 기지에 고용되어 기지를 강화하는 것으로서, 내마모성의 향상에 기여하며, 또한 기지조직의 담금질성을 개선하여 마르텐사이트화를 촉진한다. 또한, 기지에 확산하여 기지의 고용강화에 작용함과 동시에, Ni 농도가 높은 부분은 연질 오스테나이트로서 잔류하여, 기지의 인성을 향상시킨다. Ni의 함유량이 6.0 중량% 미만이면, 상기 효과가 불충분하고, 25.0 중량%를 초과하면, 연질 오스테나이트상의 양이 증가함으로써 내마모성이 저하된다. 따라서, Ni의 함유량은 6.0∼25.0 중량%로 한정된다.Ni: Ni is employed at the base to strengthen the base, contributes to the improvement of wear resistance, and also promotes martensite by improving the hardenability of the base structure. In addition, while spreading to the matrix and acting to enhance the solid solution of the matrix, the portion having a high Ni concentration remains as soft austenite, thereby improving the toughness of the matrix. If the content of Ni is less than 6.0% by weight, the above effect is insufficient. If the content of Ni is more than 25.0% by weight, the amount of the soft austenite phase increases, thereby reducing the wear resistance. Therefore, content of Ni is limited to 6.0-25.0 weight%.

Cr: Cr는 기지에 고용하여 기지를 강화함과 동시에, 기지조직의 담금질성을 개선하는 작용이 있으며, 이러한 작용에 의해 기지의 강도와 내마모성의 향상에 기여한다. 또한, Cr는 Cr 탄화물을 핵으로 하는 경질상을 형성하여 내마모성을 더욱 향상시킨다. 또한, 경질상으로부터 기지에 확산한 Cr는 경질상을 기지에 강고하게 결합함과 동시에, 기지조직을 더욱 강화하여, 담금질성을 더욱 향상시키는 기능이 있다. 또한, 경질상의 주위의 Cr 농도가 높은 부분은 페라이트상 또는 페라이트와 오스테나이트의 혼합상을 형성하므로, 밸브 설치시의 충격을 완화하는 효과, 및 마찰 슬라이딩면에서의 Cr 탄화물 등의 경질성분의 탈락을 방지하는 효과가 있다. Cr의 함유량이 0.6 중량% 미만이면 상기 효과가 불충분하고, 8.75 중량%를 초과하면 분말이 경화되어 압축성이 손상된다. 따라서, Cr의 함유량은 0.6∼8.75 중량%로 한정된다.Cr: Cr is employed in the base to strengthen the base and at the same time improves the hardenability of the base structure, and this action contributes to the improvement of the strength and wear resistance of the base. In addition, Cr forms a hard phase containing Cr carbide as a nucleus to further improve wear resistance. Further, Cr diffused from the hard phase to the base has a function of firmly binding the hard phase to the base and further strengthening the base structure to further improve hardenability. In addition, since the portion of the high Cr concentration around the hard phase forms a ferrite phase or a mixed phase of ferrite and austenite, the effect of relieving the impact at the time of valve installation and the removal of hard components such as Cr carbide from the friction sliding surface are eliminated. It is effective to prevent. If the content of Cr is less than 0.6% by weight, the above effect is insufficient. If the content of Cr is more than 8.75% by weight, the powder is cured to impair compressibility. Therefore, content of Cr is limited to 0.6-8.75 weight%.

C: C는 기지의 강화에 작용함과 동시에, 내마모성의 향상에 기여한다. 또한, C는 Cr 탄화물을 형성하여 내마모성의 향상에 더욱 기여한다. C의 함유량이 0.54 중량% 미만이면, 기지조직에 내마모성 및 강도가 낮은 페라이트가 잔류하게 됨과 동시에, 탄화물의 형성이 불충분해져 내마모성의 향상이 불충분해진다. 한편, C의 함유량이 2.24 중량%를 초과하면, 입계에 시멘타이트가 석출하기 시작하여 기지가 취화하여, 강도가 저하됨과 동시에, 형성하는 탄화물의 양이 증가하여 상대부품의 마모를 촉진하며, 또한 분말이 경화됨으로써 압축성이 저하된다. 따라서, C의 함유량은 0.54∼2.24 중량%로 한정된다.C: C acts on strengthening of the matrix and contributes to improvement of wear resistance. In addition, C forms Cr carbide and further contributes to improvement of wear resistance. If the content of C is less than 0.54% by weight, ferrite having low abrasion resistance and low strength remains in the matrix structure, while carbide formation is insufficient and improvement in wear resistance is insufficient. On the other hand, when the content of C exceeds 2.24% by weight, cementite begins to precipitate at grain boundaries, the matrix becomes brittle, the strength decreases, the amount of carbides formed increases, and the wear of the counterpart is promoted, and the powder By this hardening, compressibility falls. Therefore, content of C is limited to 0.54-2.24 weight%.

다음에, 본 발명의 제 2 내마모성 소결합금은 상기 구성의 내마모성 소결합금에 Mo, V, W 중 1종 이상을 첨가함으로써, 경질상의 핵을 Cr 탄화물 이외에도, Mo 탄화물, V 탄화물 및 W 탄화물 중 1 종 이상으로 구성한 것을 특징으로 한다.Next, the second wear resistant small bond of the present invention is added with at least one of Mo, V, and W to the wear resistant small bond of the above constitution, so that the hard core is not only Cr carbide but also one of Mo carbide, V carbide and W carbide. It is characterized by consisting of more than one species.

즉, 제 2 내마모성 소결합금은 Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75 중량%, C 0.54∼2.24 중량%를 함유함과 동시에, Mo 0.05∼1.05 중량%, V 0.03∼0.77 중량%, W 0.15∼1.75 중량% 중 1 종 이상을 함유하고, 잔여부가 Fe로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에, 주로 Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산한 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산한 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내고, 상기 금속조직에 있어서의 상기 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%인 것을 특징으로 한다.That is, the second wear-resistant small binder contains 6.0 to 25.0 wt% of Ni, 0.6 to 8.75 wt% of Cr, 0.54 to 2.24 wt% of C, and at the same time, 0.05 to 1.05 wt% of Mo, 0.03 to 0.77 wt% of V, and 0.15 wt.% Of W. Ferrite phase or ferrite phase containing Cr at least one of -1.75% by weight, the remainder having a total composition consisting of Fe, and Cr being diffused around the nucleus mainly made of Cr carbide in a mixed structure of martensite and austenite. A metal structure in which the hard phase surrounded by the mixed phase of austenite diffused by Cr is dispersed is represented, and the area ratio of austenite in the mixed structure in the metal structure is 5 to 30%.

상기 구성의 내마모성 소결합금에서는, 경질상 내의 경질 입자(핵)는 Cr 탄화물 이외에도, Mo 탄화물, V 탄화물 또는 W 탄화물이나, Cr와 Mo, V 또는 W의 금속간 화합물로 구성된다. 즉, 도 1의 개략도에 있어서, Cr 탄화물로 된 핵을 주로 Cr 탄화물로 된 핵으로 대체한 금속조직이 된다. 또한, V 및 W는 C와 미세한 탄화물을 형성하여 내마모성의 향상에 기여함과 동시에, 금속간 화합물 및 탄화물은 Cr 탄화물의 조대화(coarsening)를 방지하는 효과를 갖는다. 조대화한 Cr 탄화물은 상대부품의 마모를 촉진하기 때문에, 조대화의 방지에 의해 상대부품인 밸브의 마모가 억제되어, 내마모성도 향상된다. Mo는 기지에 고용하여 기지를 강화함과 동시에, 기지조직의 담금질성을 개선하는 작용이 있으며, 이러한 작용에 의해 기지의 강도와 내마모성의 향상에 기여한다. 또한, V도 기지를 고용강화하여 기지의 강화와 내마모성의 향상에 작용한다. 따라서, 본 발명의 제 2 내마모성 소결합금은 상기한 우수한 특성을 갖는 것은 물론, 내마모성이 한층 더 향상된 것이다.In the wear-resistant small-bonding alloy of the above structure, the hard particles (nuclei) in the hard phase are composed of Mo carbide, V carbide or W carbide, or an intermetallic compound of Cr and Mo, V or W, in addition to Cr carbide. That is, in the schematic diagram of Fig. 1, the metal structure is obtained by replacing the core made of Cr carbide with the core made mainly of Cr carbide. In addition, V and W form fine carbides with C to contribute to the improvement of wear resistance, while the intermetallic compound and the carbide have the effect of preventing coarsening of Cr carbides. Since the coarse Cr carbide promotes wear of the counterpart parts, wear of the valve, which is the counterpart part, is suppressed by preventing coarsening, and wear resistance is also improved. Mo is employed in the base to strengthen the base, and at the same time to improve the hardenability of the base structure, by this action contributes to the improvement of the strength and wear resistance of the base. In addition, V also strengthens the base and contributes to strengthening the base and improving wear resistance. Therefore, the second wear-resistant small binder of the present invention not only has the above excellent characteristics, but also has improved wear resistance.

여기서, Mo, V 및 W의 함유량이 각각 0.05 중량%, 0.03 중량%, 0.15 중량%미만이면, 상술한 효과가 기대될 수 없다. 한편, 각각 1.05 중량%, 0.77 중량%, 1.75중량%를 초과하면, 분말이 경화되어 압축성이 손상됨과 동시에, 석출하는 금속간 화합물이나 탄화물의 양이 증가하여 상대부품의 마모를 촉진한다. 따라서, 제 2 내마모성 소결합금에서는, Mo의 함유량을 0.05∼1.05 중량%, V의 함유량을 0.03∼0.77 중량%, W의 함유량을 0.15∼1.75 중량%로 한정한다. 또한, 본 발명자의 검토에 의하면, Mo, V 및 W의 함유량이 상기 상한치 이내이면, 그것들을 병용하더라도 상기와 같은 문제는 생기지 않은 것으로 확인된다.Here, if the contents of Mo, V, and W are less than 0.05%, 0.03%, and 0.15% by weight, respectively, the above-described effects cannot be expected. On the other hand, when it exceeds 1.05% by weight, 0.77% by weight, and 1.75% by weight, respectively, the powder is cured and the compressibility is impaired, and the amount of precipitated intermetallic compound or carbide is increased to promote the wear of the counterpart. Therefore, in the second wear-resistant small binder, the content of Mo is limited to 0.05 to 1.05% by weight, the content of V to 0.03 to 0.77% by weight, and the content of W to 0.15 to 1.75% by weight. Moreover, according to the inventor's examination, if content of Mo, V, and W is within the said upper limit, it is confirmed that such a problem does not arise even if they are used together.

상기 제 l, 제 2 내마모성 소결합금의 금속조직 중에는 황화망간, 납, 메타규산마그네슘계 광물 중 1종 이상을 0.1∼2.0 중량% 분산시키는 것이 바람직하다. 이들 화합물은 피삭성(machinability) 개선성분으로, 기지 중에 분산시킴으로써, 절삭가공시에 절삭력을 감소시키고 절삭 칩의 브레이킹의 기점이 되어, 소결합금의 피삭성을 개선할 수 있다. 이들 피삭성 개선성분의 함유량이 0.1 중량% 미만이면, 그 효과가 불충분하고, 2.0 중량%를 초과하면, 이들 피삭성 개선성분이 소결시에 분말끼리의 확산을 저해하므로, 소결합금의 강도가 저하된다. 따라서, 상기 피삭성 개선성분의 함유량은 0.1∼2.0 중량%로 한정된다.It is preferable to disperse | distribute 0.1-2.0 weight% of 1 or more types of manganese sulfide, lead, and a magnesium silicate mineral in the metal structure of the said 1st, 2nd wear-resistant small bond alloy. These compounds are machinability improving components, which are dispersed in a matrix, thereby reducing the cutting force during cutting and starting the breaking of the cutting chips, thereby improving the machinability of the small alloy. If the content of these machinability improving components is less than 0.1% by weight, the effect is insufficient. If the content of these machinability improving components exceeds 2.0% by weight, the machinability improving component inhibits the diffusion of powders during sintering, and thus the strength of the small-bonded alloy decreases. do. Therefore, content of the said machinability improvement component is limited to 0.1-2.0 weight%.

또한, 상기 내마모성 소결합금의 기공 중에, 납, 구리, 구리 합금 또는 아크릴 수지를 함유시키는 것이 바람직하다. 이들도 피삭성 개선성분이고, 특히, 기공을 갖는 소결합금을 절삭하면 단속절삭이 되지만, 납, 구리, 구리합금 또는 아크릴 수지를 기공 중에 함유시킴으로써 연속절삭이 되어, 공구의 칼날으로의 충격이 완화된다. 또한, 납은 고체윤활제로서도 기능하며, 구리 또는 구리 합금은 열전도성이 높기 때문에, 열이 내부에 제한되는 것을 방지하여, 열에 의한 칼날의 손상을 경감하는 기능이 있으며, 아크릴 수지는 절삭가공시에 절삭 칩의 브레이킹의 기점이 되는 기능이 있다.Moreover, it is preferable to contain lead, copper, a copper alloy, or an acrylic resin in the pore of the said wear-resistant small bond alloy. These are also components for improving machinability. In particular, when cutting the small-bonded alloy having pores, intermittent cutting is carried out. However, the inclusion of lead, copper, copper alloy or acrylic resin in the pores results in continuous cutting, and the impact on the tool blade is alleviated. do. In addition, lead also functions as a solid lubricant, and copper or copper alloy has a high thermal conductivity, thereby preventing heat from being limited to the inside, thereby reducing damage to the blade due to heat. There is a function to be a starting point for breaking a cutting chip.

다음에, 본 발명의 내마모성 소결합금의 제조방법은 혼합분말 전체에 대하여 흑연분말 0.5∼1.4 중량%, Ni 6.0∼25.0 중량% 및 Fe 잔여부로 이루어진 조성의 기지형성분말에, Cr 4.0∼25.0 중량%, C 0.25∼2.4 중량% 및 Fe 잔여부로 이루어진 조성의 경질상 형성분말 15.0∼35.0%를 혼합한 혼합분말을 제조하고, 이 혼합분말을 성형 및 소결하여, 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에, Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산된 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산된 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 형성하며, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율을 5∼30%로 하는 것을 특징으로 한다.Next, the production method of the wear-resistant small binder alloy of the present invention is Cr 4.0-25.0 wt% based on the known component powder having a composition consisting of 0.5 to 1.4 wt% graphite powder, 6.0 to 25.0 wt% Ni, and the remainder of Fe with respect to the whole mixed powder. , C 0.25-2.4% by weight and 15.0-35.0% of a hard phase forming powder having a composition consisting of the remainder of Fe were prepared, and the mixed powder was molded and sintered to form a mixed structure of martensite and austenite. A ferrite phase in which Cr is diffused or a hard phase surrounded by a mixed phase of the ferrite and Cr in which austenite is diffused forms a metal structure in which the nucleus of Cr carbide is dispersed, and austenite in the mixed structure in the metal structure is formed. It is characterized by setting the area ratio of to 5 to 30%.

이하, 각 분말의 성분과 각 성분의 비율의 한정이유에 관해 설명한다.Hereinafter, the reason for limitation of the ratio of the component of each powder and each component is demonstrated.

(1) 기지형성분말(1) matrix type powder

Ni: Ni는 기지를 고용강화하여 내마모성을 향상시킴과 동시에, 기지조직의 담금질성을 개선하여 마르텐사이트화를 촉진하는 원소이다. 또한, Ni 농도가 높은 기지의 부분은 오스테나이트로서 잔류하여, 기지의 인성을 향상시킨다.Ni: Ni is an element that enhances mar resistance by improving the hardenability of the matrix structure while enhancing the wear resistance by solidifying the matrix. In addition, a known portion having a high Ni concentration remains as austenite, thereby improving the known toughness.

Ni의 부여형태로는 단순한 분말의 형태로 부여하는 것이 간편하지만, 분말의 유동성을 고려하여, Ni를 Fe 분말에 부분확산시킨 분말, 또는 Ni를 합금화한 합금분말(Fe-Ni 합금분말)을 단독 사용 또는 병용하는 것도 가능하다. 그러나, Fe-Ni 합금분말의 형태로만 첨가하면, Ni의 농도가 균일하게 되어, 성분 편석이 생기지 않는다. 그 결과, 기지 중에 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직이 형성되지 않게 된다. 따라서, Ni의 첨가는 다음 5개의 형태가 바람직하다. 또한, 부분확산이란 Fe 분말에 Ni 분말이 확산고정하는 것을 말한다.It is easy to give Ni in the form of a simple powder, but in consideration of the fluidity of the powder, a powder in which Ni is partially diffused into Fe powder or an alloy alloy containing Ni (Fe-Ni alloy powder) alone It is also possible to use or use together. However, if it is added only in the form of Fe-Ni alloy powder, Ni concentration becomes uniform and component segregation does not occur. As a result, no mixed structure of martensite and austenite is formed in the matrix. Therefore, the following five forms of addition of Ni are preferable. In addition, partial diffusion means that Ni powder diffuses and fixes to Fe powder.

① Fe 분말 + Ni 분말① Fe Powder + Ni Powder

② Ni 부분확산 Fe 분말② Ni partial diffusion Fe powder

③ Ni 부분확산 Fe 분말 + Ni 분말③ Ni partial diffusion Fe powder + Ni powder

④ Fe-Ni 합금분말(프레알로이(pre-alloy) 분말) + Ni 분말④ Fe-Ni alloy powder (pre-alloy powder) + Ni powder

⑤ Fe-Ni 합금분말에 Ni를 부분확산시킨 분말⑤ Powder with Ni partially diffused into Fe-Ni alloy powder

이러한 형태로 부여되는 Ni 양은 혼합분말 전체 중의 Ni의 함유량이 6.0 중량% 미만이면, 그와 같은 효과를 기대할 수 없다. 한편, Ni 양이 혼합분말 전체의 중량에 대하여 25 중량%를 초과하면, 잔류하는 오스테나이트의 양이 증가하여, 내마모성 및 강도가 저하된다. 따라서, 기지형성분말 중의 Ni의 함유량은 혼합분말 전체의 Ni 양으로 6.0∼25.0 중량%에 해당하는 양으로 한정된다.The amount of Ni imparted in such a form cannot be expected as such when the content of Ni in the whole mixed powder is less than 6.0% by weight. On the other hand, when the amount of Ni exceeds 25 wt% with respect to the total weight of the mixed powder, the amount of retained austenite increases, and wear resistance and strength decrease. Therefore, the content of Ni in the matrix type powder is limited to the amount corresponding to 6.0 to 25.0% by weight of Ni in the whole mixed powder.

흑연: C을 Fe 분말 또는 Ni 분말에 고용시켜 가한 경우, 분말이 경화되어 압축성이 저하하기 때문에, 흑연분말의 형태로 첨가한다. 흑연분말의 형태로 첨가된 C는 기지를 고용강화함과 동시에, 내마모성을 향상시킨다. 흑연의 첨가량이 0.50 중량% 미만이면, 기지조직에 내마모성 및 강도가 낮은 페라이트가 잔류하게 됨과 동시에, Cr 탄화물의 석출량이 불충분하다. 한편, 1.40 중량%를 초과하면, 입계에 시멘타이트가 석출하기 시작하여 기지가 취화하여 강도가 저하한다. 따라서, 첨가하는 흑연은 혼합분말 전체의 중량에 대하여 0.50∼1.4O 중량%로 한정된다.Graphite: When C is added to Fe powder or Ni powder in solid solution, the powder is cured and the compressibility thereof is lowered. Thus, graphite is added in the form of graphite powder. C added in the form of graphite powder strengthens the matrix and at the same time improves the wear resistance. When the amount of graphite added is less than 0.50% by weight, ferrite having low wear resistance and low strength remains in the matrix structure, and the amount of Cr carbide is insufficient. On the other hand, when it exceeds 1.40 weight%, cementite will begin to precipitate in a grain boundary, a matrix will embrittle and strength will fall. Therefore, the graphite to be added is limited to 0.50 to 1.4O% by weight based on the total weight of the mixed powder.

(2) 경질상 형성분말(2) hard phase forming powder

경질상 형성분말은 Fe-Cr-C 합금분말이고, 경질상 형성분말의 성분조성의 수치한정의 근거를 설명한다.The hard phase forming powder is Fe-Cr-C alloy powder, and explains the basis of numerical limitation of the composition of components of the hard phase forming powder.

Cr: 경질상 형성분말 중의 Cr는 이 합금분말에 고용되어 있는 C와 Cr 탄화물을 형성하여, 경질상의 핵이 되어 내마모성의 향상에 기여한다. 또한, Cr의 일부는 기지에 확산하여, 기지의 담금질성을 향상시켜 마르텐사이트화를 촉진함과 동시에, 경질상 주위의 Cr 농도가 높은 부분에서는 페라이트상 또는 이 페라이트와 오스테나이트의 혼합상을 형성하여, 밸브 설치시의 충격을 완화하는 효과에 기여한다. Cr의 함유량이 경질상 형성분말 전체중량에 대하여 4 중량% 미만이면, 형성하는 Cr 탄화물의 양이 불충분하여 내마모성에 기여할 수 없게 된다. 한편, 25 중량%를 초과하면, 형성하는 탄화물의 양이 많아져, 상대부품의 마모를 촉진하게 함과 동시에, 분말의 경도가 증대하여 압축성이 손상된다. 또한, 페라이트상 또는 이 페라이트와 오스테나이트의 혼합상의 양이 증가함으로써 내마모성도 저하한다. 이상과 같이, 경질상 형성분말 중의 Cr의 함유량은 4∼25 중량%로 한정된다.Cr: Cr in the hard phase forming powder forms C and Cr carbides dissolved in this alloy powder, and becomes a hard core, contributing to the improvement of wear resistance. In addition, a part of Cr diffuses into the matrix to improve the hardenability of the matrix to promote martensite formation, while forming a ferrite phase or a mixed phase of ferrite and austenite in a portion of high Cr concentration around the hard phase. This contributes to the effect of alleviating the shock at the time of valve installation. If the content of Cr is less than 4% by weight based on the total weight of the hard phase forming powder, the amount of Cr carbide to be formed is insufficient to contribute to wear resistance. On the other hand, if it exceeds 25% by weight, the amount of carbides to be formed increases, thereby facilitating abrasion of the counterpart parts, increasing the hardness of the powder and impairing compressibility. Moreover, abrasion resistance also falls by increasing the quantity of a ferrite phase or the mixed phase of this ferrite and austenite. As mentioned above, content of Cr in a hard phase formation powder is limited to 4-25 weight%.

C: 경질상 형성분말 중의 C는 Cr와 Cr 탄화물을 형성하여, 경질상의 핵으로 되어 내마모성의 향상에 기여한다. C의 함유량이 경질상 형성분말 전체중량에 대하여 0.25 중량% 미만이면, 탄화물의 형성량이 불충분하여 내마모성의 향상에 기여하지 않고, 2.4 중량%를 초과하면, 형성하는 탄화물의 양이 증가하여 상대부품의 마모를 촉진함과 동시에, 분말의 경도가 증대하여 압축성이 저하한다. 따라서, 경질상 형성분말에 있어서의 C의 함유량은 0.25∼2.4 중량%로 한정된다.C: C in the hard phase forming powder forms Cr and Cr carbide, and becomes a hard core, contributing to the improvement of wear resistance. When the content of C is less than 0.25% by weight relative to the total weight of the hard phase forming powder, the amount of carbides is insufficient and does not contribute to the improvement of wear resistance. When the content of C exceeds 2.4% by weight, the amount of carbides formed increases and the While promoting wear, the hardness of the powder increases and the compressibility decreases. Therefore, content of C in hard phase formation powder is limited to 0.25-2.4 weight%.

(3) 기지형성분말과 경질상 형성분말의 중량비(3) Weight ratio of matrix type powder and hard phase forming powder

경질상 형성분말에 의해 형성되는 경질상은 원래의 분말부분이 Cr 탄화물에의한 경질입자를 갖는 경질상의 핵을 형성함과 동시에, 이 핵의 주위를 연질인 Cr 농도가 높은 오스테나이트와 페라이트의 혼합상이 둘러싸는 조직을 형성한다. 이 경질상은 상술한 바와 같이, 내마모성을 향상시킴과 동시에, 인성이 높은 혼합상의 존재에 의해 재료강도의 저하를 방지하는 기능을 갖는다. 경질상 형성분말의 첨가량이 혼합분말 전체중량에 대하여 15 중량% 미만이면, 형성하는 경질상의 양이 불충분하여 내마모성에 기여하지 않고, 35 중량%를 초과하여 첨가하더라도 내마모성이 보다 향상될 수 없을 뿐만 아니라, 연질인 Cr 농도가 높은 페라이트상 또는 오스테나이트와 페라이트의 혼합상의 양이 증가함으로써 재료강도의 저하, 압축성의 저하 등의 불량이 생긴다. 따라서, 경질상 형성분말의 첨가량은 혼합분말 전체중량에 대하여 15∼35 중량%로 한정된다.The hard phase formed by the hard phase forming powder forms a hard nucleus in which the original powder part has hard particles made of Cr carbide, and a mixture of austenite and ferrite having a high Cr concentration around the nucleus is soft. The phase forms the surrounding tissue. As described above, the hard phase has a function of improving wear resistance and preventing a drop in material strength due to the presence of a mixed phase having high toughness. If the amount of the hard phase forming powder is less than 15% by weight based on the total weight of the mixed powder, the amount of the hard phase to be formed is insufficient to contribute to the wear resistance, and when added in excess of 35% by weight, the wear resistance cannot be further improved. When the amount of the ferrite phase having a high Cr concentration, or the mixed phase of austenite and ferrite is increased, defects such as lowering of material strength and lowering of compressibility occur. Therefore, the amount of hard phase forming powder added is limited to 15 to 35% by weight based on the total weight of the mixed powder.

(4) 오스테나이트의 면적비율의 조정(4) Adjustment of area ratio of austenite

금속조직 중의 오스테나이트의 비율을 저감하여, 마르텐사이트의 비율을 늘리기 위해서는, 소결후의 냉각속도를 증가하는 것이 가장 간편하다. 기지형성분말 중의 Ni의 함유량이 많은 경우에는, 잔류 오스테나이트의 비율이 많아지지만, 이 경우에는 후술하는 심냉처리(subzero treatment)에 의해 마르텐사이트로 변태시킬 수 있다. 또는, 기지형성분말 중의 Ni로서 Fe와 Ni의 프레알로이 분말을 주로 사용함으로써, Ni의 확산이 보다 균일하게 되어, 오스테나이트의 비율이 저감된다.In order to reduce the ratio of austenite in the metal structure and increase the ratio of martensite, it is most simple to increase the cooling rate after sintering. When the content of Ni in the matrix type powder is large, the proportion of retained austenite increases, but in this case, it can be transformed into martensite by subzero treatment described later. Alternatively, by mainly using prealloy powders of Fe and Ni as Ni in the matrix type powder, the diffusion of Ni becomes more uniform and the ratio of austenite is reduced.

상기 소정량의 기지형성분말 및 경질상 형성분말로 이루어지는 혼합분말을 사용하여 제조한 내마모성 소결합금은 Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75 중량%, C 0.54∼2.24 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에, Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산한 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산한 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내고, 또한 상기 금속조직에 있어서의 상기 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%로 된다.The wear-resistant small binder prepared using the mixed powder consisting of the predetermined amount of the known ingredient powder and the hard phase forming powder is Ni 6.0-25.0 wt%, Cr 0.6-8.75 wt%, C 0.54-2.24 wt%, and Fe remaining portion. A metal structure in which a hard phase surrounded by a ferrite phase in which Cr is diffused or a mixed phase of austenite in which ferrite and Cr are dispersed is dispersed in a mixed structure of martensite and austenite in a mixed structure of martensite and austenite. In addition, the area ratio of austenite in the mixed structure in the metal structure is 5 to 30%.

여기서, 경질상 형성분말로는 Cr 4.0∼25.0 중량%, C 0.25∼2.4 중량%를 함유함과 동시에, Mo 0.3∼3.0 중량%, V 0.2∼2.2 중량% 및 W 1.0∼5.0 중량% 중 1종 이상을 함유하고, Fe 잔여부로 이루어지는 조성의 합금분말를 사용하는 것이 바람직하다.Here, the hard phase forming powder contains Cr 4.0-25.0 wt%, C 0.25-2.4 wt%, and at least one of Mo 0.3-3.0 wt%, V 0.2-2.2 wt%, and W 1.0-5.0 wt%. It is preferable to use the alloy powder of the composition which contains the above and consists of Fe remainder.

상기와 같은 합금분말을 사용하는 내마모성 합금의 제조방법은 상기 제조방법의 기지형성분말에 Mo, V, W 중 1 종 이상을 첨가하는 것을 특징으로 한다. 이 기지형분말을 사용하여 제조한 내마모성 소결합금은 Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75 중량%, C 0.54∼2.24 중량%를 함유함과 동시에, Mo 0.05∼1.05 중량%, V 0.03∼0.77 중량%, W 0.15∼1.75 중량% 중 1 종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에, 주로 Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산한 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산한 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내고, 또한 상기 금속조직에 있어서의 상기 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%로 된다.The production method of the wear-resistant alloy using the alloy powder as described above is characterized in that at least one of Mo, V, W is added to the matrix-type component of the production method. The wear-resistant small binder prepared using this matrix powder contains 6.0 to 25.0 wt% of Ni, 0.6 to 8.75 wt% of Cr, 0.54 to 2.24 wt% of C, and 0.05 to 1.05 wt% of Mo and V 0.03 to 0.77. Ferrite containing at least one of weight% and W 0.15 to 1.75 weight%, the balance having a total composition consisting of Fe, and Cr diffused around the nuclei mainly made of Cr carbide in a mixed structure of martensite and austenite. A metal structure in which a hard phase surrounded by a phase or a mixed phase of austenitic ferrite and Cr diffused is dispersed, and the area ratio of austenite in the mixed structure in the metal structure is 5 to 30%.

납, 황화망간, 질소화붕소, 메타규산마그네슘계 광물의 분말Powder of lead, manganese sulfide, boron nitride, and magnesium silicate mineral

본 발명의 내마모성 소결합금의 피삭성을 개선하기 위해, 상기 혼합분말에는, 납 분말, 황화망간 분말, 질소화붕소 분말, 메타규산마그네슘계 광물 분말 중 1 종 이상을 분말전체에 대하여 0.1∼2.0 중량% 첨가할 수 있다. 또한, 이 첨가량의 수치한정의 근거는 상술한 바와 같다.In order to improve the machinability of the wear-resistant small binder alloy of the present invention, in the mixed powder, at least one of lead powder, manganese sulfide powder, boron nitride powder, and magnesium metasilicate mineral powder is 0.1 to 2.0% by weight based on the whole powder. % Can be added. In addition, the basis of numerical limitation of this addition amount is as having mentioned above.

납, 구리, 구리합금, 또는 아크릴 수지의 함유량Content of lead, copper, copper alloy, or acrylic resin

본 발명의 내마모성 소결합금의 기공 중에 납, 구리, 구리합금 또는 아크릴 수지를 용침 또는 함침할 수 있다. 구체적으로는, 혼합분말 중에 납이나 구리 또는 구리합금의 분말을 첨가하여, 분말의 성형체를 소결하는 것으로 기공 중에 이들 금속을 용침 또는 함침시킬 수 있다. 또는, 밀폐용기내에 용융한 아크릴 수지와 내마모성 소결합금을 충전하여, 밀폐용기의 내부를 감압함으로써, 아크릴 수지를 기공내에 충전(함침)할 수 있다. 또한, 아크릴 수지 대신에 용융한 납, 또는 구리 또는 구리합금을 사용함으로써, 이들 금속을 기공내에 함침시킬 수 있다.Lead, copper, copper alloy or acrylic resin can be infiltrated or impregnated in the pores of the wear resistant small binder alloy of the present invention. Specifically, lead, copper or copper alloy powder is added to the mixed powder to sinter the molded body of the powder so that these metals can be infiltrated or impregnated in the pores. Alternatively, the acrylic resin can be filled (impregnated) into the pores by filling the sealed acrylic resin with the wear-resistant small binder and depressurizing the inside of the sealed container. In addition, these metals can be impregnated into the pores by using molten lead or copper or a copper alloy instead of an acrylic resin.

심냉처리Deep cooling

본 발명의 내마모성 소결합금에 심냉처리를 함으로써, 상온에서 잔류하는 오스테나이트의 일부가 강도가 높은 마르텐사이트로 변태하여, 강도, 내마모성을 더욱 향상시킬 수 있다. 그러나, 상술한 아크릴 수지의 함침을 실시하는 경우에는, 심냉처리에 의해 함침한 수지가 열화하는 것을 막기 위해, 수지를 함침하기 전에 심냉처리를 실시할 필요가 있다.By deep-cooling the wear-resistant small binder of the present invention, part of the austenite remaining at room temperature is transformed into high strength martensite, whereby the strength and wear resistance can be further improved. However, when impregnating the acrylic resin described above, in order to prevent the impregnated resin from deteriorating by deep cooling, it is necessary to perform deep cooling before impregnating the resin.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

[제 1 실시예][First Embodiment]

기지형성용 분말로서, 표 1에 나타낸 Ni 부분확산 Fe 분말, 표 2에 나타낸 Fe-Ni 합금분말(프레알로이 분말), 단일 Ni 분말, 단일 Fe 분말 및 흑연 분말을 준비한다. 또한, 경질상 형성분말로서, 표 3에 나타낸 합금분말을 준비한다.As the matrix powder, Ni partial diffusion Fe powder shown in Table 1, Fe-Ni alloy powder (prealloy powder) shown in Table 2, single Ni powder, single Fe powder and graphite powder were prepared. In addition, an alloy powder shown in Table 3 is prepared as a hard phase forming powder.

이들 분말을 표 4 및 표 5에 나타낸 배합비로 혼합하여, 혼합분말(합금번호 1∼76)을 제조한다. 이들 혼합분말을 성형압력 6.5 ton/㎠으로 외경 50㎜, 내경 45㎜, 높이 10㎜의 원통상으로 성형하여, 암모니아 분해 가스 분위기 중 1180℃에서 60분간 소결하여, 표 6 및 표 7에 나타낸 성분조성을 갖는 합금(합금번호 1∼76)을 얻는다. 또한, 대부분의 합금을 액체질소에 침지하는 심냉처리를 행한다. 침지시간(분)은 표 4 및 표 5에 나타낸다.These powders are mixed at the compounding ratios shown in Tables 4 and 5 to prepare mixed powders (alloys Nos. 1 to 76). These mixed powders were molded into a cylindrical shape having an outer diameter of 50 mm, an inner diameter of 45 mm and a height of 10 mm at a molding pressure of 6.5 ton / cm 2, and sintered at 1180 ° C. for 60 minutes in an ammonia decomposition gas atmosphere, and the components shown in Tables 6 and 7 An alloy (alloy numbers 1 to 76) having a composition is obtained. Further, a deep cooling treatment in which most alloys are immersed in liquid nitrogen is performed. Immersion time (minutes) is shown in Table 4 and Table 5.

상기 합금의 표면을 나이탈로 부식하고, 이의 현미경 사진으로부터 금속조직중의 오스테나이트의 면적비율을 측정하여 표 6 및 표 7에 나타낸다.The surface of the alloy was corroded with nital, and the area ratio of austenite in the metal structure was measured from the micrographs thereof, and is shown in Tables 6 and 7.

상기 합금에 대하여 압환강도의 측정과 간이 마모시험을 행하여, 그 결과를 표 8 및 표 9, 도 2∼도 11에 나타낸다. 또한, 간이 마모시험은 알루미늄 합금제 하우징에 밸브 시트 형상으로 가공한 소결합금을 프레스하여 끼워 맞춰, 밸브를 모터 구동에 의한 편심 캠의 회전으로 상하 피스톤 운동시킴으로써, 밸브의 면과 밸브 시트의 시트면을 반복 충돌시키는 시험이다. 또한, 이 시험에서의 온도 설정은 밸브의 베벨을 버너로 가열함으로써, 간이적으로 엔진실내에서의 사용환경을 시뮬레이트한 시험으로 하였다. 이번 시험에서는 편심 캠의 회전수를 2700 rpm, 밸브 시트부분의 시험온도를 250℃, 반복 시간을 15시간으로 설정하여, 시험후의 밸브 시트 및 밸브의 마모량을 측정하여 평가한다.The alloy is subjected to measurement of the rolling strength and a simple abrasion test, and the results are shown in Tables 8 and 9 and FIGS. 2 to 11. In addition, the simple abrasion test presses and fits a small alloy processed into a valve seat shape into an aluminum alloy housing, and moves the valve up and down by rotating the eccentric cam by a motor drive, thereby causing the valve face and the seat face of the valve seat. This test is repeated collision. In addition, the temperature setting in this test was made into the test which simulates the use environment in an engine room simply by heating the bevel of a valve with a burner. In this test, the number of rotations of the eccentric cam is set to 2700 rpm, the test temperature of the valve seat portion is set to 250 ° C., and the repetition time is set to 15 hours.

(1) Ni 양의 영향(1) Influence of Ni amount

도 2는 Ni 양이 서로 다른 각 합금(합금 1∼7)의 마모량과 강도 사이의 관계를 비교한 그래프이며, 도 3은 해당 각 합금의 Ni 함유량과 오스테나이트의 양(면적%)의 관계를 나타낸 그래프이다. 합금 1∼7은 심냉처리를 10분간 행한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 오스테나이트 양은 Ni 함유량에 대하여 거의 직선적으로 변화하며, Ni의 함유량을 6∼25 중량%으로 함으로써, 오스테나이트 양이 5∼30%의 범위로 되는 것이 확인되었다.FIG. 2 is a graph comparing the relationship between the wear amount and the strength of each alloy having different amounts of Ni (alloys 1 to 7), and FIG. 3 shows the relationship between the Ni content of the respective alloys and the amount of austenite (area%). The graph shown. Alloys 1 to 7 were subjected to deep cooling for 10 minutes. As shown in FIG. 3, the amount of austenite changes almost linearly with respect to the Ni content, and the amount of austenite is increased by setting the Ni content to 6 to 25% by weight. It was confirmed that it became 5 to 30% of range.

도 2로부터 명백한 바와 같이, Ni 양의 증가에 따라, 오스테나이트와 함께 마르텐사이트의 양이 증가하기 때문에, Ni 양의 증가에 따라 밸브 시트의 내마모성과 강도가 높아지지만, 특정값을 초과하면 마르텐사이트의 증가에 의한 강도, 내마모성의 향상 효과보다도 오스테나이트의 증가에 의한 기지강도의 저하의 영향이 커져 밸브 시트의 내마모성과 강도가 저하된다.As is apparent from Fig. 2, as the amount of Ni increases, the amount of martensite increases with austenite, so that the wear resistance and strength of the valve seat increase as the amount of Ni increases. The effect of the decrease in the known strength due to the increase of austenite is greater than the effect of improving the strength and the wear resistance due to the increase of, and the wear resistance and the strength of the valve seat are lowered.

Ni 양이 6 중량% 미만인 합금 1에서는 마르텐사이트의 양이 불충분하기 때문에, 밸브 시트(VS)의 마모량이 많고, 또한 압환강도가 낮게 되어 있다. 또한, Ni 양이 25 중량%를 초과하는 합금 7에서는 도 3에서 명백하듯이, 연질인 오스테나이트의 양이 지나치게 증가한 결과, 강도가 저하함과 동시에 밸브 시트의 마모량이 현저하게 증가된다. 이에 대하여, Ni 양이 본 발명에서 규정하는 6∼25 중량%의 범위이고, 오스테나이트 양이 본 발명에서 규정하는 5∼30 중량%의 범위에 있는 합금 2∼6에서는, 밸브 시트와 밸브의 마모량이 적고, 압환강도도 충분한 범위로 유지된다.In alloy 1 having an amount of Ni of less than 6% by weight, the amount of martensite is insufficient, so that the amount of wear of the valve seat VS is large, and the rolling strength is low. In addition, in the alloy 7 in which the Ni amount is more than 25% by weight, as is apparent from FIG. 3, as the amount of soft austenite is excessively increased, the strength decreases and the amount of wear of the valve seat is significantly increased. In contrast, in the alloys 2 to 6 in which the amount of Ni is in the range of 6 to 25% by weight defined in the present invention and the amount of austenite is in the range of 5 to 30% by weight specified in the present invention, the amount of wear of the valve seat and the valve is reduced. There is little, and the ring strength is maintained in a sufficient range.

(2) 오스테나이트 양의 영향(2) the effect of austenite content

도 4는 2종 성분계에 있어서, 동일한 성분조성에서 심냉처리시의 액체질소 침지시간을 변화시켜 오스테나이트 양만이 서로 다르도록 조정한 각 합금의 마모량을 비교한 그래프이다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 오스테나이트 양이 5 중량% 미만인 합금 19에서는 상대부품인 밸브에 대한 공격성이 높고, 그 때문에 밸브(V)의 마모량이 많아지게 되어, 그 마모분말이 연마용 입자로서 작용하여 밸브 시트(VS)의 마모량도 많아진다. 또한, 오스테나이트 양이 30 중량%를 초과하는 합금 23 및 24에서는 연질인 오스테나이트의 양이 많아지므로, 밸브 시트의 마모량이 꽤 많아지고, 밸브도 오스테나이트의 응착에 의해 마모가 증가된다. 이에 대하여, 합금 6, 16, 21에서는 오스테나이트 양이 5∼30 중량%의 범위이기 때문에, 마모량이 적고 우수한 내마모성을 나타낸다. 또한, 합금 22는 오스테나이트 양이 30.4%로 거의 상한값이기 때문에, 내마모성은 충분하다.FIG. 4 is a graph comparing the amount of wear of each alloy in which two austenitic components are adjusted so that only the austenite content is different by varying the liquid nitrogen soaking time during the deep cooling treatment in the same composition. As can be seen from Fig. 4, in alloy 19 having an austenite content of less than 5% by weight, the aggressiveness against the valve, which is a counterpart, is high, and thus, the wear amount of the valve V is increased, and the wear powder becomes abrasive grain. It acts as an increase in the amount of wear of the valve seat VS. In addition, in alloys 23 and 24 in which the amount of austenite exceeds 30% by weight, the amount of soft austenite increases, so that the amount of wear of the valve seat increases considerably, and the valve also increases wear due to the adhesion of austenite. On the other hand, in the alloys 6, 16, and 21, the amount of austenite is in the range of 5 to 30% by weight, so the amount of wear is small and excellent wear resistance is shown. In addition, since alloy 22 has an austenite content of about 30.4% and is almost the upper limit, wear resistance is sufficient.

(3) 흑연분말 첨가량의 영향(3) Influence of Graphite Powder Addition

도 5는 흑연분말 첨가량이 서로 다른 각 합금의 마모량을 비교한 그래프이다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 흑연의 C는 기지를 고용강화함과 동시에 탄화물을 형성하기 때문에, 그 첨가량의 증가에 따라 밸브 시트의 내마모성이 증가되지만, 상대부품에 대한 공격성이 높아져 밸브 마모량이 증가한다. 또한, 어떤 값을 초과하면, 시멘타이트의 석출이 증가하여 기지가 취화하여 내마모성과 강도가 저하하는 것과, 밸브의 마모분말이 연마용 입자로서 작용함으로써 밸브 시트의 마모를 촉진하게 된다. 흑연분말 첨가량이 0.5 중량% 미만인 합금 25에서는 기지의 고용강화와 경질상의 형성이 불충분하기 때문에, 밸브 시트(VS)의 마모량이 많고, 또한 압환강도가 낮다. 또한, 흑연분말 첨가량이 1.4 중량%를 초과하는 합금 30에서는 시멘타이트가 석출한 결과, 밸브 시트 및 밸브의 마모량이 증가하고, 또한 압환강도도 낮다. 이에 대하여, 흑연 첨가량이 본 발명에서 규정하는 0.5∼1.4 중량%의 범위인 합금 26∼29에서는 밸브 시트와 밸브의 마모량이 적고, 압환강도도 충분한 범위로 유지된다.5 is a graph comparing the amount of wear of each alloy having a different amount of graphite powder added. As can be seen from FIG. 5, since C of the graphite strengthens the matrix and forms carbide at the same time, the wear resistance of the valve seat increases with the increase in the amount of addition thereof, but the abrasion resistance against the counterpart increases, and the valve wear amount increases. do. In addition, when a certain value is exceeded, precipitation of cementite increases, the matrix becomes brittle, the wear resistance and the strength decrease, and the wear powder of the valve acts as abrasive particles, thereby promoting wear of the valve seat. In alloy 25 having an graphite powder content of less than 0.5% by weight, the solid solution strengthening and formation of a hard phase are insufficient, so that the amount of wear of the valve seat VS is large, and the rolling strength is low. Further, in the alloy 30 in which the amount of graphite powder added exceeds 1.4 wt%, cementite precipitates, resulting in an increase in the wear amount of the valve seat and the valve, and also low rolling strength. On the other hand, in the alloys 26 to 29, in which the graphite addition amount is in the range of 0.5 to 1.4% by weight in the present invention, the wear amount of the valve seat and the valve is small, and the ring strength is maintained in a sufficient range.

(4) 경질상 형성분말 첨가량의 영향(4) Effect of the amount of hard phase forming powder added

도 6은 경질상 형성분말 첨가량이 서로 다른 각 합금의 마모량을 비교한 그래프이다. 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 경질상 형성분말 첨가량이 증가함에 따라 연질인 페라이트와 오스테나이트의 혼합상의 양이 증가함과 동시에, 분말이 경화되어 압축성이 저하함으로써, 합금의 밀도가 저하하기 때문에, 합금의 강도가 서서히 저하된다. 또한, 연질인 혼합상이 지나치게 많으면, 밸브 시트의 내마모성이 저하하는 것도 도 6으로부터 알 수 있다. 경질상 형성분말 첨가량이 15 중량% 미만인 합금 31에서는, 경질상의 형성이 불충분하기 때문에, 밸브 시트(VS)의 마모량이 많아진다. 또한, 경질상 형성분말 첨가량이 35 중량%를 초과하는 합금 35에서는 경질상의 증가에 의한 밸브로의 공격성의 증가에 의해 밸브가 마모함과 동시에, 마모분말이 연마용 입자로서 작용하고, 연질인 혼합상이 증가하며, 기지의 강도가 저하함으로써, 밸브 시트의 마모량이 많아진다. 이에 대하여, 경질상 형성분말 첨가량이 본 발명에서 규정하는 15∼35 중량%의 범위인 합금 32∼34에서는 압환강도도 충분한 범위로 유지되며, 밸브 시트와 밸브의 마모량이 적어진다.6 is a graph comparing the amount of wear of each alloy having different amounts of hard phase forming powder. As can be seen from Fig. 6, as the amount of hard phase forming powder is increased, the amount of the mixed phase of soft ferrite and austenite increases, and at the same time, the powder hardens and the compressibility decreases, so that the density of the alloy decreases. , The strength of the alloy gradually decreases. In addition, when too many soft mixed phases show that wear resistance of a valve seat falls, it turns out from FIG. In alloy 31 in which the amount of hard phase-forming powder added is less than 15% by weight, since the hard phase is insufficient, the amount of wear of the valve seat VS increases. In addition, in the alloy 35 in which the amount of hard phase forming powder is more than 35% by weight, the valve wears due to the increase in aggressiveness to the valve due to the increase in hard phase, and at the same time, the wear powder acts as abrasive particles and soft mixing. As the phase increases and the known strength decreases, the amount of wear of the valve seat increases. On the other hand, in alloys 32 to 34 in the amount of hard phase forming powder added in the range of 15 to 35% by weight specified in the present invention, the ring strength is maintained in a sufficient range, and the amount of wear of the valve seat and the valve is reduced.

(5) 경질상 형성분말 중의 Cr 양의 영향(5) Effect of Cr content in hard phase forming powder

도 7은 경질상 형성분말 중의 Cr 양이 서로 다른 각 합금의 마모량을 비교한 그래프이다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 경질상 형성분말 중의 Cr 양이 증가함에 따라 분말의 경도가 증대하여 압축성이 저하하기 때문에, 합금의 압환강도가 서서히 저하한다. 또한, Cr 양이 지나치게 많으면, Cr 탄화물의 양이 증가하여 밸브의 마모를 촉진하여, 그것에 의하여 밸브 시트의 마모도 촉진되는 것도 도 7로부터 알 수 있다. 경질상 형성분말 중의 Cr 양이 4 중량% 미만인 합금 36에서는 Cr 탄화물의 생성이 불충분하기 때문에, 밸브 시트(VS)의 마모량이 많아진다. 또한, Cr 양이 25 중량%를 초과하는 합금 42에서는 분말의 압축성 저하에 의한 기지 강도 저하와 동시에, 밸브 공격성 증가에 의한 밸브 마모 증가 및 밸브 마모 분말에 의한 밸브 시트 마모 증가에 의해, 밸브 시트 및 밸브의 마모량이 많아진다. 이에 대하여, Cr 양이 본 발명에서 규정하는 4∼25 중량%의 범위인 합금 37∼41에서는 밸브 시트와 밸브의 마모량이 적고, 압환강도도 충분한 범위로 유지된다.7 is a graph comparing the amount of wear of each alloy having different Cr amounts in the hard phase forming powder. As can be seen from FIG. 7, as the amount of Cr in the hard phase forming powder increases, the hardness of the powder increases and the compressibility decreases, so that the rolling strength of the alloy gradually decreases. In addition, when the Cr amount is too large, it can be seen from FIG. 7 that the amount of Cr carbide is increased to promote the wear of the valve, thereby promoting the wear of the valve seat. In alloy 36 in which the amount of Cr in the hard phase forming powder is less than 4% by weight, the formation of Cr carbide is insufficient, so that the amount of wear of the valve seat VS increases. In addition, in alloy 42 having an amount of Cr exceeding 25% by weight, at the same time as the decrease in the known strength due to the decrease in compressibility of the powder, the increase in valve wear due to the increase in valve aggressiveness and increase in valve seat wear due to the valve wear powder, The amount of wear on the valve increases. On the other hand, in alloys 37 to 41 where the Cr amount is in the range of 4 to 25% by weight specified in the present invention, the wear amount of the valve seat and the valve is small, and the rolling strength is maintained in a sufficient range.

(6) 경질상 형성분말 중의 C 양의 영향(6) Effect of C content in hard phase forming powder

도 8은 경질상 형성분말 중의 C 양이 서로 다른 각 합금의 마모량을 비교한 그래프이다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 경질상 형성분말 중의 C 양이 증가함에 따라 분말의 경도가 증대하여 압축성이 저하하기 때문에, 합금의 압환강도가 서서히 저하된다. 또한, C 양이 지나치게 많으면, 탄화물 증가에 의해 밸브의 마모를 촉진하여, 그것에 의하여 밸브 시트의 마모도 촉진되는 것도 도 8로부터 알 수 있다. 경질상 형성분말 중의 C 양이 0.25 중량% 미만인 합금 43에서는 탄화물의 생성이 불충분하기 때문에, 밸브 시트(VS)의 마모량이 많아진다. 또한, C 양이 2.4중량%를 초과하는 합금 49에서는 분말의 압축성이 저하하기 때문에, 압환강도가 낮고, 또한 기지 강도의 저하, 및 밸브의 마모에 기인하여 밸브 시트의 마모량이 많아진다. 이에 대하여, C 양이 본 발명에서 규정하는 0.25∼2.4 중량%의 범위인 합금 44∼48에서는 밸브 시트와 밸브의 마모량이 적고, 압환강도도 충분한 범위로 유지된다.8 is a graph comparing the amount of wear of each alloy having a different amount of C in the hard phase forming powder. As can be seen from Fig. 8, as the amount of C in the hard phase forming powder increases, the hardness of the powder increases and the compressibility decreases, so that the rolling strength of the alloy gradually decreases. In addition, when the amount of C is too large, it can be seen from FIG. 8 that the wear of the valve is promoted by the increase of carbides, thereby promoting the wear of the valve seat. In the alloy 43 in which the amount of C in the hard phase forming powder is less than 0.25% by weight, the generation of carbides is insufficient, so that the amount of wear of the valve seat VS increases. In addition, in the alloy 49 where the amount of C exceeds 2.4% by weight, the compressibility of the powder is lowered, so that the rolling strength is low, and the wear amount of the valve seat is increased due to the decrease in the known strength and the wear of the valve. In contrast, in alloys 44 to 48 having a C content in the range of 0.25 to 2.4% by weight in the present invention, the amount of wear of the valve seat and the valve is small, and the ring strength is maintained in a sufficient range.

(7) 경질상 형성분말 중의 Mo 양의 영향(7) Effect of Mo content in hard phase forming powder

도 9는 경질상 형성분말 중의 Mo 양이 서로 다른 각 합금의 마모량과 압환강도 사이의 관계를 비교한 그래프이다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 경질상 형성분말 중의 Mo 양이 증가함에 따라 분말의 경도가 증대하여 압축성이 저하하기 때문에, 합금의 압환강도가 서서히 저하한다. 또한, Mo 양이 지나치게 많으면, 탄화물의 증가에 의해 밸브의 마모를 촉진하여, 그것에 의하여 밸브 시트의 마모도 촉진되는 것도 도 9로부터 이해할 수 있다. Mo 양이 본 발명에서 규정하는 0.3∼3 중량%의 범위인 합금 51∼57에서는 밸브 시트와 밸브의 마모량은 꽤 낮은 값으로 안정되고, 압환강도도 충분한 범위로 유지된다. 이에 대하여, 경질상 형성분말 중의 Mo 양이 0.3 중량% 미만인 합금 39에서는 탄화물의 생성이 적당하지 않기 때문에, 밸브 시트(VS)의 마모량이 비교적 많다. 또한, Mo 양이 3 중량%를 초과하는 합금 58에서는 분말의 압축성 저하에 의해 압환강도가 낮고, 또한 기지 강도의 저하, 및 밸브의 마모에 기인하여 밸브 시트의 마모량도 많아진다.9 is a graph comparing the relationship between the wear amount and the rolling strength of each alloy having different Mo amounts in the hard phase forming powder. As can be seen from Fig. 9, as the amount of Mo in the hard phase forming powder increases, the hardness of the powder increases and the compressibility decreases, so that the rolling strength of the alloy gradually decreases. It is also understood from FIG. 9 that if the amount of Mo is too large, the wear of the valve is promoted by the increase of carbide, thereby promoting the wear of the valve seat. In alloys 51 to 57, in which the Mo content is in the range of 0.3 to 3% by weight in the present invention, the wear amount of the valve seat and the valve is stabilized to a fairly low value, and the rolling strength is also maintained in a sufficient range. On the other hand, in the alloy 39 in which the amount of Mo in the hard phase forming powder is less than 0.3% by weight, the generation of carbides is not suitable, so that the amount of wear of the valve seat VS is relatively large. In addition, in alloy 58 in which the Mo content exceeds 3% by weight, the compressive strength is low due to the decrease in compressibility of the powder, and the amount of wear of the valve seat also increases due to the decrease in the known strength and the wear of the valve.

(8) 경질상 형성분말 중의 V 양의 영향(8) Effect of V content in hard phase forming powder

도 10은 경질상 형성분말 중의 V 양이 서로 다른 각 합금의 마모량과 압환강도 사이의 관계를 비교한 그래프이다. 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 경질상 형성분말 중의 V 양이 증가함에 따라 분말의 경도가 증대하여 압축성이 저하하기 때문에, 합금의 압환강도가 서서히 저하된다. 또한, V 양이 지나치게 많으면, 탄화물의 증가에 의해 밸브의 마모를 촉진하여, 그것에 의하여 밸브 시트의 마모도 촉진되는 것도 도 10로부터 알 수 있다. V 양이 본 발명에서 규정하는 0.2∼2.2 중량%의 범위인 합금 59∼65에서는 밸브 시트와 밸브의 마모량은 꽤 낮은 값으로 안정하고, 압환강도도 충분한 범위로 유지된다. 이에 대하여, 경질상 형성분말 중의 V 양이 0.2 중량% 미만인 합금 39에서는 탄화물의 생성이 적당하지 않기 때문에, 밸브 시트(VS)의 마모량이 비교적 많다. 또한, V 양이 2.2 중량%를 초과하는 합금 66에서는 분말의 압축성 저하에 의해 압환강도가 낮고, 또한 기지 강도의 저하 및 밸브의 마모에 기인하여 밸브 시트의 마모량도 많아진다.FIG. 10 is a graph comparing the relationship between the wear amount and the rolling strength of each alloy having different amounts of V in the hard phase forming powder. FIG. As can be seen from Fig. 10, as the amount of V in the hard phase forming powder increases, the hardness of the powder increases and the compressibility decreases, so that the rolling strength of the alloy gradually decreases. Also, it can be seen from FIG. 10 that when the amount of V is excessively large, the wear of the valve is promoted by the increase of carbides, thereby promoting the wear of the valve seat. In alloys 59 to 65 in which the amount of V is in the range of 0.2 to 2.2% by weight specified in the present invention, the amount of wear of the valve seat and the valve is stabilized to a fairly low value, and the rolling strength is maintained in a sufficient range. In contrast, in the alloy 39 where the amount of V in the hard phase forming powder is less than 0.2% by weight, the generation of carbide is not suitable, so the amount of wear of the valve seat VS is relatively large. Further, in alloy 66 in which the amount of V exceeds 2.2% by weight, the compressive strength is low due to the decrease in compressibility of the powder, and the amount of wear of the valve seat also increases due to the decrease in the known strength and the wear of the valve.

(9) 경질상 형성분말 중의 W 양의 영향(9) Effect of W content in hard phase forming powder

도 11은 경질상 형성분말 중의 W 양이 서로 다른 각 합금의 마모량과 압환강도 사이의 관계를 비교한 그래프이다. 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 경질상 형성분말 중의 W 양이 증가함에 따라 분말의 경도가 증대하여 압축성이 저하하기 때문에, 합금의 압환강도가 서서히 저하된다. 또한, W 양이 지나치게 많으면, 탄화물의 증가에 의해 밸브의 마모를 촉진하여, 그것에 의하여 밸브 시트의 마모도 촉진되는 것도 도 11로부터 알 수 있다. W 양이 본 발명에서 규정하는 1∼5 중량%의 범위인 합금 68∼72에서는 밸브 시트와 밸브의 마모량은 꽤 낮은 값이고, 압환강도도 적절한 범위로 유지된다. 이에 대하여, 경질상 형성분말 중의 W 양이 5 중량%를초과하는 합금 73에서는 분말의 압축성 저하에 의해 압환강도가 낮고, 또한 기지 강도의 저하, 및 밸브의 마모에 기인하여 밸브 시트의 마모량도 많아진다.FIG. 11 is a graph comparing the relationship between the wear amount and the rolling strength of each alloy having different amounts of W in the hard phase forming powder. FIG. As can be seen from Fig. 11, as the amount of W in the hard phase forming powder increases, the hardness of the powder increases and the compressibility decreases, so that the rolling strength of the alloy gradually decreases. In addition, when the amount of W is too large, it can be seen from FIG. 11 that the wear of the valve is promoted by the increase of carbide, thereby promoting the wear of the valve seat. In alloys 68 to 72, in which the amount of W is in the range of 1 to 5% by weight in the present invention, the amount of wear of the valve seat and the valve is quite low, and the rolling strength is maintained in an appropriate range. On the other hand, in the alloy 73 in which the amount of W in the hard phase forming powder exceeds 5% by weight, the compressive strength is low due to the decrease in compressibility of the powder, and also the amount of wear of the valve seat is large due to the decrease in the known strength and the wear of the valve. Lose.

(10) 경질상 형성분말의 Mo 등의 다수 성분 함유의 영향(10) Effect of Containing Multiple Components such as Mo in Hard Phase Forming Powder

합금 76은 경질상 형성분말 중에 Mo 3중량%, V 2.2 중량%, W 5 중량%를 함유하는데, 이들 값은 본 발명의 수치한정의 상한값이다. 따라서, 그 마모량과 압환강도에 미치는 영향에 관해 검토한다. 표 9에 의하면, 합금 76의 압환강도는 947 MPa, 밸브 시트 마모량은 31㎛, 밸브 마모량은 18㎛이다. 이로부터, Mo, V, W를 다수 종류 함유하더라도, 압환강도에는 약간의 저하가 확인되지만, 내마모성에 있어서는 유리함을 알았다.Alloy 76 contains 3 wt% Mo, 2.2 wt% V, and 5 wt% W in the hard phase forming powder, which is the upper limit of the numerical limitation of the present invention. Therefore, the influence on the amount of wear and the compressive strength is examined. According to Table 9, the rolling strength of alloy 76 is 947 MPa, the valve seat wear amount is 31 micrometers, and the valve wear amount is 18 micrometers. From this, even if it contains many types of Mo, V, and W, although slight fall was seen in the rolling strength, it turned out that it is advantageous in abrasion resistance.

[제 2 실시예]Second Embodiment

(1) 시료 제조(1) sample preparation

기지형성용 분말로서, 단일 Ni 분말, 단일 Fe 분말 및 흑연분말과, 경질상 형성 분말로서 표 3에 나타낸 합금분말을 준비하여, 이들 분말과, 황화망간 분말, 납 분말, 메타규산마그네슘계 광물 분말로서 MgSiO3분말 중 어느 하나를 표 10에 나타낸 배합비로 혼합하여, 제 1 실시예와 동일한 조건으로 성형 및 소결을 하여, 표 11에 나타낸 성분조성을 갖는 합금 77∼101을 제조한다. 합금 96∼101의 기공 중에 납, 구리 또는 아크릴 수지를 용침 또는 함침하였다. 또한, 모든 합금에 대하여 액체질소에 침지하는 심냉처리를 하고, 그 침지시간(분)을 표 10에 병기한다.As the powder for matrix formation, a single Ni powder, a single Fe powder and a graphite powder, and an alloy powder shown in Table 3 as a hard phase forming powder were prepared, and these powders, manganese sulfide powder, lead powder, and magnesium metasilicate mineral powder were prepared. As an example, any one of the MgSiO 3 powders was mixed at the compounding ratio shown in Table 10, and the mixtures were sintered and sintered under the same conditions as those in the first embodiment to prepare alloys 77 to 101 having the composition shown in Table 11. Lead, copper or acrylic resin was infiltrated or impregnated into the pores of the alloys 96-101. In addition, all the alloys are subjected to the deep cooling treatment of immersion in liquid nitrogen, and the immersion time (minutes) is written in Table 10 together.

(2) 강도 및 피삭성의 평가(2) evaluation of strength and machinability

상기 합금에 대하여 압환강도의 측정, 간이 마모시험 및 피삭성 시험을 하였다. 그 결과를 표 12 및 도 12∼도 15에 나타낸다. 또한, 피삭성 시험은 벤치 드릴을 사용하여 일정한 하중으로 드릴로 시료에 구멍을 뚫어, 가능한 가공수를 비교하는 시험이고, 이번 시험에서는 하중은 1.0 kg, 사용 드릴은 ø3 초경 드릴(cemented carbide drill), 시료의 두께를 3 ㎜로 설정하여 행하였다.The alloy was subjected to measurement of rolling strength, simple abrasion test and machinability test. The results are shown in Table 12 and FIGS. 12 to 15. In addition, the machinability test uses a bench drill to drill a sample with a constant load and compares the number of possible machining. In this test, the load is 1.0 kg and the drill used is a cemented carbide drill. It carried out by setting the thickness of the sample to 3 mm.

(3) 황화망간 분말 첨가의 영향(3) Effect of Manganese Sulfide Powder Addition

도 12는 피삭성 개선성분인 황화망간 분말의 첨가량이 서로 다른 각 합금의 마모량과 압환강도 사이의 관계를 비교한 그래프이고, 도 13은 가공 기공수를 비교한 그래프이다. 도 13으로부터 알 수 있는 바와 같이, 황화망간 분말 첨가량의 증가에 따라, 기지 중에 분산한 황화망간 입자의 효과로 피삭성은 향상하지만, 도 12에 의하면, 황화망간 분말이 소결시에 분말끼리의 확산을 저해하므로, 기지강도가 저하되기 때문에, 압환강도가 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 밸브 시트 마모량은 황화망간 분말의 첨가량이 2.0 중량% 까지는 약간의 증가경향을 나타내나 낮은 값으로, 양호한 내마모성을 나타내지만, 2.0 중량%을 초과하면 기지 강도저하의 영향에 의해 마모량이 증대한다. 이로부터, 황화망간 분말의 첨가량이 2.0 중량% 이하인 경우에, 강도, 내마모성을 손상하지 않는 범위로 피삭성을 개선할 수 있는 것을 알았다.12 is a graph comparing the relationship between the wear amount of each alloy with the addition amount of the manganese sulfide powder as the machinability improving component and the rolling strength, and FIG. 13 is a graph comparing the number of processed pores. As can be seen from Fig. 13, with the increase in the amount of manganese sulfide powder added, the machinability is improved by the effect of the manganese sulfide particles dispersed in the matrix, but according to Fig. 12, the diffusion of powders between the manganese sulfide powders during sintering is improved. Since it suppresses, a known strength falls and it turns out that a rolling strength falls. In addition, as can be seen from FIG. 12, the valve seat wear amount tends to increase slightly up to 2.0% by weight of manganese sulfide powder, but at a low value, it shows good wear resistance, but exceeds 2.0% by weight. The amount of wear increases due to the influence of the decrease. From this, when the addition amount of manganese sulfide powder was 2.0 weight% or less, it turned out that machinability can be improved in the range which does not impair strength and abrasion resistance.

(4) 납 분말 첨가의 영향(4) Effect of Lead Powder Addition

다음에, 도 14는 피삭성 개선성분인 납 분말의 첨가량이 서로 다른 각 합금의 마모량과 압환강도 사이의 관계를 비교한 그래프이고, 도 15는 가공 기공수를 비교한 그래프이다. 도 15로부터, 납 분말의 첨가량의 증가에 따라 피삭성이 향상하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 납 분말의 첨가량이 2.0 중량% 미만이면, 기지 중에 미세한 납상이 분산한 금속조직이 되어, 강도, 내마모성과 함께 무첨가의 경우와 거의 동등한 양호한 특성값을 나타내지만, 납 분말의 첨가량이 2.0 중량%를 초과하면, 내마모성이 저하하는 경향을 나타낸다. 그 이유는 아래와 같이 생각된다. 즉, 납 분말을 2.0 중량%를 초과하여 첨가하면, 납 분말이 응집하여 기지 중에 조대한 납상이 생긴다. 이 기지 중의 조대한 납상에 의해, 고온하에 있어서 납의 팽창 현상에 의해 기지를 눌러 확대하고자 하는 힘이 커져, 그 결과, 기지의 강도가 저하하는 것으로 생각된다. 그러나, 이 경향은 상온하에서의 압환시험에서는 현저하게 나타나지 않는다. 이로부터, 납 분말을 2.0 중량% 이하로 첨가함으로써, 강도, 내마모성을 손상하는 일없이 피삭성을 개선할 수있음을 알 수 있다.Next, FIG. 14 is a graph comparing the relationship between the wear amount and the rolling strength of each alloy in which the addition amount of the lead powder as the machinability improving component is different, and FIG. 15 is a graph comparing the number of processed pores. 15, it turns out that machinability improves with the increase of the addition amount of lead powder. As can be seen from Fig. 14, when the amount of lead powder added is less than 2.0% by weight, it becomes a metal structure in which fine lead phase is dispersed in the matrix, and exhibits a good characteristic value almost the same as in the case of no addition with strength and wear resistance. However, when the addition amount of lead powder exceeds 2.0 weight%, it shows the tendency for abrasion resistance to fall. The reason is considered as follows. In other words, when the lead powder is added in excess of 2.0% by weight, the lead powder aggregates to form coarse lead in the matrix. The coarse lead phase in this matrix causes the force to press and expand the matrix due to the expansion of lead under high temperature, and as a result, the strength of the matrix is considered to decrease. However, this tendency is not remarkable in the pressure test at room temperature. From this, it can be seen that by adding the lead powder at 2.0 wt% or less, the machinability can be improved without compromising the strength and the wear resistance.

(5) MgSiO3분말 첨가의 영향(5) Effect of MgSiO 3 Powder Addition

다음에, 도 16은 피삭성 개선성분인 MgSiO3분말의 첨가량이 서로 다른 각 합금의 마모량과 압환강도 사이의 관계를 비교한 그래프이고, 도 17은 가공 기공수를 비교한 그래프이다. 도 17로부터, MgSiO3분말 첨가량의 증가에 따라 기지 중에 분산한 MgSiO3입자의 효과로 피삭성이 향상함을 알 수 있다. 또한, 도 16으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, MgSiO3분말의 첨가량의 증가에 따라, 소결시에 분말끼리의 확산을 저해하므로, 기지 강도가 저하되기 때문에 압환강도가 저하됨을 알 수 있다. 또한, 도 16으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 밸브 시트 마모량은 MgSiO3분말 첨가량이 2.0 중량% 미만이면, 약간의 증가경향을 보이지만 낮은 값으로, 양호한 내마모성을 보이지만, 2.0 중량%를 넘으면 기지 강도저하의 영향에 의해 마모량이 증대한다. 이로부터, MgSiO3분말을 2.0 중량% 이하로 첨가함으로써, 강도, 내마모성을 손상하지 않는 범위로 피삭성을 개선할 수 있음을 알 수 있다.Next, FIG. 16 is a graph comparing the relationship between the wear amount of each alloy having a machinability improving component MgSiO 3 powder and the rolling strength, and FIG. 17 is a graph comparing the number of processed pores. It can be seen from FIG. 17 that the machinability is improved by the effect of MgSiO 3 particles dispersed in a matrix as the amount of MgSiO 3 powder added increases. In addition, as can be understood from FIG. 16, it is understood that the increase in the added amount of the MgSiO 3 powder inhibits the diffusion of the powders during sintering, so that the rolling strength is lowered because the known strength is lowered. As can be understood from FIG. 16, the valve seat wear amount tends to increase slightly when the amount of MgSiO 3 powder added is less than 2.0% by weight, but a low value shows good wear resistance, but exceeds 2.0% by weight. The amount of wear increases by the influence. From this, it can be seen that by adding the MgSiO 3 powder at 2.0 wt% or less, the machinability can be improved in a range that does not impair strength and wear resistance.

(6) 납 등의 용침의 영향(6) Effect of infiltration such as lead

다음에, 도 18은 납 등을 용침 또는 함침한 합금의 마모량과 가공 기공수 사이의 관계를 비교한 그래프이다. 또한, 비교를 위해 용침 등을 행하지 않은 합금 3의 마모량과 가공 기공수를 병기한다. 도 18로부터 알 수 있는 바와 같이, 납, 구리, 아크릴 수지를 용침 또는 함침함으로써, 내마모성은 용침 또는 함침하지 않은경우와 동등 이상이고, 양호한 내마모성을 유지한 채로 피삭성을 대폭으로 개선할 수 있다.Next, FIG. 18 is a graph comparing the relationship between the wear amount of the alloy infiltrated or impregnated with lead and the like, and the number of processing pores. In addition, for comparison, the amount of wear and the number of pores of alloy 3 which have not been infiltrated or the like are written together. As can be seen from Fig. 18, by infiltrating or impregnating lead, copper, and acrylic resin, the wear resistance is equal to or higher than that in the case of infiltration or impregnation, and the machinability can be significantly improved while maintaining good wear resistance.

또한, 본 발명의 내마모성 소결합금은 상기 실시예와 같은 밸브 시트에 한정되는 것이 아니라, 내마모성이 요구되는 모든 부품에 적용가능하다.Further, the wear-resistant small alloy of the present invention is not limited to the valve seat as in the above embodiment, but can be applied to all parts requiring wear resistance.

이상 설명한 대로, 본 발명의 내마모성 소결합금 및 그 제조방법에서는 내연기관의 밸브 시트용 소결합금으로서, 종래의 기술과 비교하여 높은 내마모성을 부여할 수 있다. 또한, 황화망간 분말, 납 분말, 질소화붕소 분말 또는 메타규산마그네슘계 광물 분말의 첨가, 또는 납, 구리, 구리합금 또는 아크릴 수지를 용침 또는 함침함으로써, 양호한 내마모성을 유지하면서 피삭성을 개선할 수 있다.As described above, in the wear-resistant small-kneading alloy of the present invention and the method for producing the same, high wear resistance can be imparted as the small-kneading alloy for valve seat of the internal combustion engine as compared with the conventional art. In addition, by adding manganese sulfide powder, lead powder, boron nitride powder or magnesium metasilicate mineral powder, or by infiltrating or impregnating lead, copper, copper alloy or acrylic resin, the machinability can be improved while maintaining good wear resistance. have.

Claims (20)

Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75중량%, C 0.54∼2.24 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에 Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산된 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산된 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내고, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금.It has a total composition consisting of 6.0 to 25.0 wt% of Ni, 0.6 to 8.75 wt% of Cr, 0.54 to 2.24 wt% of C, and the remainder of Fe, and Cr diffuses around the core of Cr carbide in the mixed structure of martensite and austenite. A ferrite phase or a hard phase surrounded by a mixed phase of austenite in which ferrite and Cr are dispersed is dispersed, and the area ratio of austenite in the mixed structure in the metal structure is 5 to 30%. Wear-resistant small bonds made. Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75 중량%, C 0.54∼2.24 중량%를 함유함과 동시에, Mo 0.05∼1.05 중량%, V 0.03∼0.77 중량%, W 0.15∼1.75 중량% 중 1 종 이상을 함유하고, 잔여부가 Fe로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에, 주로 Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산한 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산한 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내고, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금.Containing 6.0 to 25.0 wt% Ni, 0.6 to 8.75 wt% Cr, 0.54 to 2.24 wt% C, and at least one of 0.05 to 1.05 wt% Mo, 0.03 to 0.77 wt% Mo, and 0.15 to 1.75 wt% W And a remainder having a total composition consisting of Fe, and in a mixed structure of martensite and austenite, a ferrite phase in which Cr diffused mainly around Cr nuclei or a mixture of austenite in which ferrite and Cr diffused The wear-resistant small bond alloy which shows the metal structure which the hard phase which a phase surrounds disperse | distributes, and the area ratio of austenite in the mixed structure in the said metal structure is 5 to 30%. Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75중량%, C 0.54∼2.24 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트와, 베이나이트 및 소르바이트 중 하나 이상으로 된 혼합조직 중에, Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산된 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산된 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내고, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금.In a mixed structure consisting of martensite and austenite, bainite and sorbite, having a total composition consisting of 6.0 to 25.0 wt% Ni, 0.6 to 8.75 wt% Cr, 0.54 to 2.24 wt% C, and Fe residues. Represents a metallic structure in which a ferrite phase in which Cr is diffused or a hard phase surrounded by a mixed phase of the ferrite and austenite in which Cr is diffused is dispersed around the nucleus of Cr carbide, and the austenite in the mixed structure in the metal structure. Abrasion resistant small bonds, characterized in that the area ratio of 5 to 30%. Ni 6.0∼25.0 중량%, Cr 0.6∼8.75 중량%, C 0.54∼2.24 중량%를 함유함과 동시에, Mo 0.05∼1.05 중량%, V 0.03∼0.77 중량%, W 0.15∼1.75 중량% 중 1 종 이상을 함유하고, 잔여부가 Fe로 이루어지는 전체조성을 가지며, 마르텐사이트와 오스테나이트와, 베이나이트 및 소르바이트 중 하나 이상으로 된 혼합조직 중에, 주로 Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산한 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산한 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 나타내며, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율이 5∼30%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금.Containing 6.0 to 25.0 wt% Ni, 0.6 to 8.75 wt% Cr, 0.54 to 2.24 wt% C, and at least one of 0.05 to 1.05 wt% Mo, 0.03 to 0.77 wt% Mo, and 0.15 to 1.75 wt% W A ferrite phase in which Cr is diffused around a nucleus composed mainly of Cr carbide in a mixed structure composed of one or more of martensite, austenite, bainite and sorbite; The hard structure surrounded by the hard phase surrounded by the mixed phase of the austenitic ferrite and Cr diffused austenite is dispersed, and the area ratio of the austenite in the mixed structure in the metal structure is 5 to 30%. . 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 납, 황화망간, 질소화붕소 및 메타규산마그네슘계 광물 중의 1종 이상이 0.1∼2.0 중량%로 상기 금속조직 중에 분산하고 있는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of lead, manganese sulfide, boron nitride, and magnesium metasilicate mineral is dispersed in the metal structure at 0.1 to 2.0 wt%. Abrasion resistant small bonds. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소결합금의 기공 중에 납, 구리 또는 구리합금, 또는 아크릴 수지로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금.The wear-resistant small binder according to any one of claims 1 to 4, wherein the pores of the small binder are filled with lead, copper or a copper alloy, or an acrylic resin. 혼합분말 전체에 대하여, 흑연분말 0.5∼1.4 중량%, Ni 6.0∼25.0 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어진 조성의 기지형성분말에, Cr 4.0∼25.0 중량%, C 0.25∼2.4 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어진 조성의 경질상 형성분말 15.0∼35.0%를 혼합한 혼합분말을 제조하는 단계, 이 혼합분말을 성형하여 소결하는 단계, 및 마르텐사이트와 오스테나이트의 혼합조직 중에, Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산된 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산된 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 형성하는 단계로 구성되며, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율을 5∼30%로 하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.Cr-based component powder composed of 0.5-1.4 wt% of graphite powder, 6.0-25.0 wt% of Ni, and Fe residue, based on the whole mixed powder, Cr 4.0-25.0 wt%, C 0.25-2.4 wt%, and Fe residue Preparing a mixed powder comprising 15.0 to 35.0% of a hard phase forming powder having a negative composition, forming and sintering the mixed powder, and surrounding the nucleus of Cr carbide in the mixed structure of martensite and austenite. Forming a metal structure in which a ferrite phase in which Cr is diffused or a hard phase surrounded by a mixed phase of ferrite and Cr in which austenite is dispersed is dispersed, and the area ratio of austenite in the mixed structure in the metal structure A method for producing a wear-resistant small bond alloy, characterized in that 5 to 30%. 혼합분말 전체에 대하여, 흑연분말 0.5∼1.4 중량%, Ni 6.0∼25.0 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어진 조성의 기지형성분말에, Cr 4.0∼25.0 중량%, C 0.25∼2.4 중량%, 및 Fe 잔여부로 이루어진 조성의 경질상 형성분말 15.0∼35.0%를 혼합한 혼합분말을 제조하는 단계, 이 혼합분말을 성형하여 소결하는 단계, 및 마르텐사이트와 오스테나이트와, 베이나이트 및 소르바이트 중 하나 이상으로 된 혼합조직 중에, Cr 탄화물로 된 핵의 주위를 Cr가 확산된 페라이트상 또는 이 페라이트와 Cr가 확산된 오스테나이트의 혼합상이 둘러싸는 경질상이 분산하는 금속조직을 형성하는 단계로 구성되며, 상기 금속조직에 있어서의 혼합조직 중의 오스테나이트의 면적비율을 5∼30%로 하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.Cr-based component powder composed of 0.5-1.4 wt% of graphite powder, 6.0-25.0 wt% of Ni, and Fe residue, based on the whole mixed powder, Cr 4.0-25.0 wt%, C 0.25-2.4 wt%, and Fe residue Preparing a mixed powder comprising 15.0 to 35.0% of a hard phase forming powder having a negative composition; forming and sintering the mixed powder; and at least one of martensite, austenite, bainite, and sorbite. And forming a metal structure in which a hard phase surrounded by Cr diffused ferrite phase or a mixed phase of ferrite and austenite diffused Cr is dispersed around the nucleus of Cr carbide in the mixed structure. The area ratio of the austenite in the mixed structure in the above is 5 to 30%. 제 7 항에 있어서, 상기 경질상 형성분말이 Cr 4.0∼25.0 중량%, C 0.25∼2.0 중량%를 함유함과 동시에, Mo 0.3∼3.0 중량%, V 0.2∼2.2 중량%, W 1.0∼5.0 중량% 중 1 종 이상을 함유하고, Fe 잔여부로 이루어지는 조성의 합금분말인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.8. The method of claim 7, wherein the hard phase forming powder contains 4.0 to 25.0 wt% of Cr, 0.25 to 2.0 wt% of C, and 0.3 to 3.0 wt% of Mo, 0.2 to 2.2 wt% of V, and 1.0 to 5.0 wt of W. A method for producing a wear-resistant small binder containing at least one of% and an alloy powder having a composition consisting of Fe remaining portions. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합분말에는 납 분말, 황화망간 분말, 질소화붕소 분말, 메타규산마그네슘계 광물 분말 중 1 종 이상이 상기 혼합분말 전체에 대하여 0.1∼2.0 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.The mixed powder according to any one of claims 7 to 9, wherein at least one of lead powder, manganese sulfide powder, boron nitride powder, and magnesium metasilicate mineral powder is 0.1 to 2.0 based on the whole mixed powder. A method for producing a wear-resistant small bond alloy, characterized in that added by weight%. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 혼합분말을 사용하여 제조한 내마모성 소결합금의 기공 중에, 납, 구리, 구리합금 또는 아크릴 수지를 용침 또는 함침하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.10. Preparation of wear-resistant small bonds characterized by infiltration or impregnation of lead, copper, copper alloys or acrylic resins in the pores of the wear-resistant small bonds prepared using the mixed powder according to any one of claims 7 to 9. Way. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법으로 제조한 내마모성 소결합금을 추가로 심냉처리를 행하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.A process for producing a wear-resistant small bond alloy, which is further subjected to deep cooling treatment of the wear-resistant small bond alloy produced by the production method according to any one of claims 7 to 9. 제 5 항에 있어서, 상기 소결합금의 기공 중에 납, 구리 또는 구리합금, 또는 아크릴 수지로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금.The wear resistant small binder according to claim 5, wherein the pores of the small binder are filled with lead, copper or a copper alloy, or an acrylic resin. 제 8 항에 있어서, 상기 경질상 형성분말이 Cr 4.0∼25.0 중량%, C 0.25∼2.0 중량%를 함유함과 동시에, Mo 0.3∼3.0 중량%, V 0.2∼2.2 중량%, W 1.0∼5.0 중량% 중 1 종 이상을 함유하고, Fe 잔여부로 이루어지는 조성의 합금분말인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.9. The method according to claim 8, wherein the hard phase forming powder contains 4.0 to 25.0% by weight of Cr, 0.25 to 2.0% by weight of C, while 0.3 to 3.0% by weight of Mo, 0.2 to 2.2% by weight and 1.0 to 5.0% by weight of W. A method for producing a wear-resistant small binder containing at least one of% and an alloy powder having a composition consisting of Fe remaining portions. 제 14 항에 있어서, 상기 혼합분말에는 납 분말, 황화망간 분말, 질소화붕소 분말, 메타규산마그네슘계 광물 분말 중 1 종 이상이 상기 혼합분말 전체에 대하여 0.1∼2.0 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.15. The method of claim 14, wherein at least one of lead powder, manganese sulfide powder, boron nitride powder, and magnesium metasilicate mineral powder is added to the mixed powder in an amount of 0.1 to 2.0 wt% based on the whole of the mixed powder. Method for producing a wear-resistant small binder to be. 제 10 항에 기재된 혼합분말을 사용하여 제조한 내마모성 소결합금의 기공 중에, 납, 구리, 구리합금 또는 아크릴 수지를 용침 또는 함침하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.A method for producing a wear resistant small bond alloy, wherein the lead, copper, copper alloy or acrylic resin is infiltrated or impregnated in the pores of the wear resistant small bond alloy produced using the mixed powder according to claim 10. 제 14 항에 기재된 혼합분말을 사용하여 제조한 내마모성 소결합금의 기공 중에, 납, 구리, 구리합금 또는 아크릴 수지를 용침 또는 함침하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.A method for producing a wear resistant small bond alloy, wherein the lead, copper, copper alloy or acrylic resin is infiltrated or impregnated in the pores of the wear resistant small bond alloy produced using the mixed powder according to claim 14. 제 10 항에 기재된 제조방법으로 제조한 내마모성 소결합금을 추가로 심냉처리를 행하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.The method for producing a wear resistant small bond alloy is further subjected to deep cooling treatment of the wear resistant small bond alloy produced by the production method according to claim 10. 제 11 항에 기재된 제조방법으로 제조한 내마모성 소결합금을 추가로 심냉처리를 행하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.The method for producing a wear-resistant small bond alloy is further subjected to deep cooling treatment of the wear-resistant small bond alloy produced by the production method according to claim 11. 제 14 항에 기재된 제조방법으로 제조한 내마모성 소결합금을 추가로 심냉처리를 행하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결합금의 제조방법.The method for producing a wear-resistant small bond alloy is further subjected to deep cooling treatment of the wear-resistant small bond alloy produced by the production method according to claim 14.
KR1019990053923A 1999-11-30 1999-11-30 Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor KR100338058B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990053923A KR100338058B1 (en) 1999-11-30 1999-11-30 Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990053923A KR100338058B1 (en) 1999-11-30 1999-11-30 Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010049011A KR20010049011A (en) 2001-06-15
KR100338058B1 true KR100338058B1 (en) 2002-05-24

Family

ID=37528442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990053923A KR100338058B1 (en) 1999-11-30 1999-11-30 Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100338058B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010049011A (en) 2001-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7601196B2 (en) Alloy powder for forming hard phase and ferriferous mixed powder using the same, and manufacturing method for wear resistant sintered alloy and wear resistant sintered alloy
KR101194079B1 (en) Sintered valve guide and method for manufacturing the same
KR100412204B1 (en) A sintered valve seat for an internal combustion engine and a method for manufacturing the same
JP3447031B2 (en) Wear resistant sintered alloy and method for producing the same
US5824922A (en) Wear-resistant sintered alloy, and its production method
US5870989A (en) Abrasion resistant valve seat made of sintered alloy for internal combustion engines
KR100499896B1 (en) A sintered member having an abrasion resistance and a method for producing the same
JP4455390B2 (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same
JP4179550B2 (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same
US5952590A (en) Sintered alloy having superb wear resistance and process for producing the same
JP2002285293A (en) Valve seat material for high load engine and production method therefor
JP3719630B2 (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same
US6251157B1 (en) Sintered alloy having superb wear resistance and process for producing the same
KR100338058B1 (en) Sintered alloy having superior wear resistance and process of manufacture therefor
JP5253132B2 (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same
JP4716366B2 (en) Sintered valve seat manufacturing method
JP2000064003A (en) Wear resistant sintered alloy and its production
JP5358131B2 (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same
JP2010144235A (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same
JP5253131B2 (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same
JPH09195014A (en) Wear resistant sintered alloy and its production
JP2010144237A (en) Wear-resistant sintered alloy and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20060315

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee