KR20060105499A

KR20060105499A - 내마모성 소결 부재 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060105499A
Application number: KR1020060028035A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 가와타; 히로키 후지츠카
Original assignee: 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2006-10-11
Also published as: CN101260496B; DE102006014291A1; GB2424652B; GB2424652A; US7575619B2; GB0606149D0; CN1847442A; CN101260496A; DE102006014291B4; KR100795273B1; US20060219054A1; CN100441719C

Abstract

본 발명의 내마모성 소결 부재는, 철기 합금 기지와, 합금 기지 중에 경질 입자가 석출 분산되는 경질상으로 이루어지고, 상기 철기 합금 기지 중에 상기 경질상이 분산되는 내마모성 소결 부재로서, 기지 조직의 전면에 걸쳐 결정립 내에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 균일하게 분산되는 동시에, 경질상의 상기 합금 기지 중에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 분산되는 금속 조직을 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

내마모성 소결 부재 및 그 제조 방법{AN ABRASION RESISTANT SINTERED MEMBER AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

도 1은, 본 발명의 내마모성 소결 부재의 금속 조직을 도시하는 모식도,

도 2는, 종래의 내마모성 소결 부재의 금속 조직을 도시하는 모식도,

도 3은, 본 발명의 내마모성 소결 부재의 현미경 관찰에 의한 금속 조직 사진,

도 4는, 본 발명의 내마모성 소결 부재의 전자 현미경 관찰에 의한 금속 조직 사진이다.

본 발명은, 소결 부재의 강도의 저하를 초래하지 않고 피삭성을 향상시킨 내마모성 소결 부재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 예를 들면, 내연 기관의 밸브 시트 등의 내마모성과 함께 피삭성이 요구되는 부재에 적합한 기술이다.

분말 야금법에 의해 제조되는 내마모성 소결 부재는, 통상의 용제법(溶製法)에 의해 제조 불가능한, 원하는 각종 경질상을, 원하는 기지 중에 분산시킬 수 있으므로, 각종 슬라이딩 부재에 적용되어 있다. 예를 들면, 일본국 특공평 05- 055593호 공보(이하, 특허문헌 1)에서 사용되고 있는 경질상은, 질량비로, Mo : 26∼30%, Cr : 7∼9%, Si : 1.5∼2.5%, 및 Co 잔부의 조성을 갖는 것으로, 이 경질상을 5∼25질량% 분산시키는 것이 기재되어 있다. 이 종류의 경질상은 각종 기지 조직과의 조합이 다수 제안되어 있다.

한편, 특허문헌 1에서 기재된 내마모성 소결 합금은, 기지 및 경질상에 고가인 Co를 포함하는 것으로, 저가격화의 요구에 대해, 고가인 Co를 포함하지 않은 내마모성 소결 합금으로서 일본국 특개평 09-195012호 공보(이하, 특허문헌 2)의 내마모성 소결 합금이 제안, 실시되어 있다. 이 특허문헌 2 등에 있어서 개시된 경질상은, 성분 조성이, 질량비로, Cr : 4.0∼25%, C : 0.25∼2.4%를 필수로 하고, 잔부가 Fe, 및 불가피적 불순물로 이루어지는 경질상 형성 분말을 사용하는 것으로, 추가 원소로서 Mo : 0.3∼3.0%, V : 0.2∼2.2% 및 W : 1.0∼5.0%의 1종 또는 2종 이상을 원하는 바에 따라 선택할 수 있는 것이 기재되어 있다. 이러한 경질상 형성 분말을 사용한 경질상은, 원래의 경질상 형성 분말 부분에 주로 Cr 탄화물로 이루어지는 경질 입자군이 석출되는 동시에, 경질상 형성 분말 중의 Cr가 기지로 확산됨으로써, Fe 기지의 담금질성을 향상시키는 결과 기지 조직을 마르텐사이트로 하는 동시에, 원래의 경질상 형성 분말에 가까운 부분은 Cr 농도가 높아져 페라이트를 형성하는 조직을 나타내는 경질상을 형성한다. 즉, 원래의 경질상 형성 분말 부분에 내마모성을 향상시키는 Cr 탄화물 입자군이 석출되어, 그 주위를 Cr 농도가 높은 페라이트로 덮음으로써 Cr 탄화물 입자군의 탈락을 방지하고, 또한 그 외주에서는 기지 조직이 마르텐사이트를 나타냄으로써 기지의 내마모성을 향상시킨다. 이 특허문헌 2의 경질상 형성 기술도 각종 기지와의 조합이 다수 제안되고, 특허문헌 1의 경질상과 조합한 내마모성 소결 합금도 몇 가지 제안되어 있다.

이렇게 해서 내마모성을 향상시키도록 각종의 경질상이 제안되어 있지만, 보다 최근의 내연 기관의 고효율화의 요구에 따라, 일본국 특개 2002-356704호 공보(이하, 특허문헌 3)나 일본국 특개 2005-154798호 공보(이하, 특허문헌 4)의 경질상 형성용 합금 분말 및 이것을 사용한 내마모성 소결 부재가 제안되어 있다. 특허문헌 3은, 상기 특허문헌 1에서 사용한 경질상이나, 이 경질 입자의 기지를 Fe기 합금으로 바꾼 경질상의 개량에 해당되는 것으로, 질량비로, Si : 1.0∼12%, Mo : 20∼50%, Mn : 0.5∼5.0%, 및 잔부가 Fe, Ni, Co 중 적어도 1종과 불가피적 불순물로 이루어지는 내마모성 경질상 형성용 합금 분말을 제안하는 것이다. 특허문헌 3에서는 이와 같이 기지에 Mn을 추가하여 부여함으로써, 기지 강화, 고착성 양호화의 효과를 달성해, 내마모성을 향상시킨 것이 기재되어 있다.

또, 특허문헌 4는, 상기의 특허문헌 1에서 사용한 경질상의 개량에 있어서, 전체 조성이, 질량비로, Mo : 48∼60%, Cr : 3∼12%, Si : 1∼5%이고, 잔부가 Co 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는 경질상 형성용 합금 분말을 제안하는 것이다. 특허문헌 4에서는, Mo의 함유량을 많게 하여 Mo 규화물량을 증대시켜 일체화한 Mo 규화물을 석출시킴으로써, 소성 유동, 응착의 발생을 최소한으로 억제하여 내마모성을 개선하는 것이 기재되어 있다.

이렇게 해서 내연 기관의 고출력화의 요구에 따라, 내마모성 소결 부재용의 경질상에 대해서도 개량이 거듭되어, 내마모성의 향상을 도모해 왔다. 그런데, 이 러한 내마모성 소결 부재는, 니어 넷 쉐이프(near net shape)로 조형할 수 있다는 이점을 갖지만, 일부의 슬라이딩 부재에 있어서는, 고정밀도화의 요구 하에서, 절삭 가공이 필수로 되어 있다. 예를 들면 내연 기관에 사용되는 밸브 시트는 엔진의 헤드에 압입되어 사용되지만, 동일하게 압입되는 밸브 가이드와의 동심도가 요구되어, 밸브 가이드 가공용의 절삭 공구와 밸브 시트 가공용의 절삭 공구가 일체로 된 공구로 가공됨으로써 밸브 가이드와 동심으로 가공된다. 이러한 내마모성 소결 부재는, 그 내마모성 때문에 피삭성이 나빠, 가공하기 어렵다는 특징을 갖고 있다. 이 때문에, 내마모성 소결 부재의 피삭성 향상의 방책도 각종 제안이 이루어져 실시되어 오고 있다.

가장 일반적인 수법은, 상기의 특허문헌 2의 청구항 4 및 9나, 특허문헌 3의 청구항 5에 기재되어 있는 바와 같이, 원료 분말에 MnS 분말 등의 피삭성을 개선하기 위한 분말을 첨가 혼합하여 이용하고, 소결 합금의 기공 및 분말 입계에 MnS 입자 등의 피삭성 개선 물질 입자를 분산시키는 수법이다. 일본국 특개평 04-157139호 공보(이하, 특허문헌 5)는, 이 수법의 1종으로, 피삭성 개선 물질로서, 메타규산 마그네슘계 광물과 오르토규산 마그네슘계 광물의 적어도 1종을 사용하는 것을 제안한 것으로, 질화 붕소와 황화 망간의 적어도 1종과 함께 사용하는 것을 개시하고 있다. 이들의 신규인 피삭성 개선 물질은, 벽개성(cleavage)을 갖기 때문에, 피삭성을 향상시키는 작용을 갖는 것이다. 또한, 이 특허문헌 5의 기술을 상기 특허문헌 1의 합금에 적용한 것이 일본국 특개평 04-157138호 공보(이하, 특허문헌 6)이다.

또, 상기의 피삭성 개선 물질 첨가에 의한 수법과는 다른 피삭성 개선 수법도 제안되어 있다. 일본국 특개 2000-064002호 공보(이하, 특허문헌 7)는, 상기 특허문헌 2의 경질상 형성 분말을 사용하는데 있어서, MoS2 분말, WS2 분말, FeS 분말, CuS 분말의 적어도 1종으로 이루어지는 황화물 분말을 병용함으로써, 소결시에 황화물 분말을 분해하여, Cr 탄화물과 함께 Cr 황화물을 석출시킴으로써 경질상 부분의 내마모성과 피삭성을 향상시키는 기술을 개시하고 있다. 또한, 일본국 특개 2002-332552호 공보(이하, 특허문헌 8)에는, Mn : 0.1∼8질량%를 함유하는 강 분말에 S이 0.04∼5질량%가 되는 양의 금속 황화물 분말을 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 금형 내에서 압축 성형하고, 그 성형체를 900∼1300℃의 온도 범위에서 소결함으로써, 기지 조직의 전면에 걸쳐 결정립 내에 10㎛ 이하의 MnS 입자 0.15∼10질량%를 균일하게 석출 분산시킨 소결 부재로 하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 8에는, 이들의 수법은 피삭성을 향상시키는 황화물을 석출시킴으로써 피삭성을 개선하는 것으로, 상기의 피삭성 개선 물질 첨가법과 병용할 수 있는 것, 및 이들의 수법을 병용함으로써 보다 한층 피삭성을 개선할 수 있는 것이 기재되어 있다.

상기한 바와 같이 내마모성 소결 부재는 시대의 요청에 따라, 보다 내마모성을 향상시키는 동시에, 그 피삭성에 대해서도 각종의 개선이 이루어져 왔다. 그러나, 최근에는 한층 더 피삭성 개선의 요구가 높아져 오고 있고, 상기의 피삭성 개선 기술만으로는, 그 요구에 대응할 수 없게 되어 오고 있다. 즉, 상기의 특허문헌 8에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 피삭성을 개선하는 MnS의 석출이 철기 합금 기지 부분만이고, 상기 특허문헌 3이나 특허문헌 4와 같은 내마모성 향상의 관 점으로부터 한층 경질로 되고 있는 경질상에 대해서는 피삭성이 불충분해지는 사태가 발생하고 있다.

본 발명은, 높은 내마모성을 나타내는 동시에 피삭성에도 우수한 내마모성 소결 부재를 제공하는 동시에, 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 상기 특허문헌 8을 기초로 검토를 행하여, 도 1에 도시하는 바와 같이, 철기 합금 기지 부분 뿐만 아니라, 경질상 부분에도 망간 황화물을 분산시켜 경질상 부분의 피삭성을 개량함으로써, 내마모성 소결 부재의 피삭성을 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다. 또, 이 망간 황화물의 생성을 안정하게 행할 수 있는 제조 조건을 발견하였다. 즉, 기지 및 경질상의 Mn과 결합시키기 위한 S 공급원이 되는, 소결시에 분해하기 쉬운 황화물의 종류를 특정하였다. 또한, 황화물 분말의 크기가 황화물의 분해에 영향을 미치는 것을 발견하여, 그 입경을 특정함으로써, 안정된 망간 황화물의 생성을 행할 수 있는 것을 발견하였다. 또, 이러한 시책 하에서 얻어진 내마모성 소결 부재는, 기지 부분 뿐만 아니라 경질상 부분에도 망간 황화물이 석출하여, 피삭성의 향상이 확인되었다.

본 발명은 그 결과로서 이루어진 것으로, 구체적으로는, 본 발명의 내마모성 소결 부재는, 철기 합금 기지와, 합금 기지 중에 경질 입자가 석출 분산되는 경질상으로 이루어지고, 상기 철기 합금 기지 중에 상기 경질상이 분산되는 내마모성 소결 부재에 있어서, 상기 기지 조직의 전면에 걸쳐 결정립 내에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 균일하게 분산되는 동시에, 상기 경질상의 상기 합금 기지 중에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 분산되는 금속 조직을 나타내는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 내마모성 소결 부재의 제조 방법은, Mn : 0.2∼3질량%를 함유하는 기지 형성용 강 분말에, Mn : 0.5∼5질량%를 함유하는 경질상 형성용 합금 분말과, 이황화몰리브덴 분말, 이황화텅스텐 분말, 황화철 분말, 황화구리 분말 중 적어도 1종으로 이루어지는 동시에, S이 0.04∼5질량%가 되는 양의 황화물 분말을 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 금형 내에서 압축 성형하여, 그 성형체를 1000∼1300℃의 온도 범위에서 소결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 내마모성 소결 부재에 의하면, 기지 부분 뿐만 아니라 경질상 부분에도 미세한 망간 황화물을 석출 분산시킴으로써, 종래에 비해, 내마모성 소결 부재의 피삭성을 크게 향상하는 것이 가능해진다. 또, 본 발명의 내마모성 소결 부재의 제조 방법에 의하면, 상기의 망간 황화물을 안정하게 석출시킴으로써, 상기의 내마모성 소결 부재의 피삭성 개선 효과를 안정하게 부여하는 것이 가능해진다.

본 발명은, 기지 부분과 경질상 부분(석출물 분산형 경질상의 합금 기지 부분)에 각각 Mn을 고용(固溶)시켜 부여해 두고, 별도 첨가하는 황화물 분말로부터 소결시에 분해하여 생기는 S과 Mn을 반응시켜, 도 1에 도시하는 바와 같이, 기지 부분과 경질상 부분에 각각 미세한 망간 황화물을 석출시키는 것이다. 이 때, 석출되는 망간 황화물의 크기가 크면, 망간 황화물이 편재하게 되어 내마모성 소결 부재에 균일하게 피삭성을 부여할 수 없게 되기 때문에, 석출되는 망간 황화물의 크기는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.

그런데, 금속 황화물은 모두 안정하다는 인식이 있었지만, 실제로는, 일부의 금속 황화물은, 소결시에 분해되는 것이, 상기 특허문헌 7, 8 등에 의해 확인되어 있다. 실제로, 참고 문헌 1(화학대사전 9 축쇄판 교리츠출판주식회사 쇼와 39년 3월 15일 발행)에 의하면, 하기의 사항이 기재되어 있다. 즉, 금속 황화물 중, 황화망간(MnS)은 융점이 1610℃로 높고, 수소와 1200℃에서 가열해도 침해되지 않는 것이 기재되어, 황화망간(MnS)은 분해하기 어려운 것을 알 수 있다. 또, 황화크롬(CrS)은 융점이 높고, 수소와 1200℃에서도 환원되지 않는다고 기재되어, 분해하기 어려운 금속 황화물인 것을 알 수 있다.

한편, 이황화몰리브덴(MoS₂)에 대해서는, 전기로에서 가열하면 Mo2S3을 거쳐 금속몰리브덴이 되고, 공기 중에서 가열하면 550℃에서 산소와 반응하여 삼산화몰리브덴과 이산화유황으로 분해되거나, 수증기와 적열(赤熱)에서 반응하거나 하는 것이 기재되어 있어, 분해하기 쉬운 것을 알 수 있다. 또, 이황화텅스텐(WS₂)에 대해서는, 진공 중에서 가열하면 1100℃에서 분해를 시작하고, 수소에서는 800℃에서 텅스텐이 되는 것이 기재되어 있으며, 이것도 분해하기 쉬운 것이다. 또한, 황화철(FeS)에 대해서는, 공기 중에서 가열하면 약 200℃에서 산화철이 되거나, 수소 기류 내에서 세게 가열하면 철이 되거나, 탄소와 1200℃ 이상으로 가열하면 철과 이황화탄소가 되거나 하는 것이 기재되어, 분해하기 쉬운 것이다. 또, 황화구리 (CuS)에 대해서는, 가열 220℃에서 분해가 시작되어 황화제1구리(Cu₂S)를 발생하여 S이 생기는 것이 기재되어, 이것도 분해하기 쉬운 것이다.

이상의 이황화몰리브덴, 황화텅스텐, 황화철, 및 황화구리는 특정한 조건 하에서 분해하기 쉬운 것이 기재되어 있지만, 실제의 소결 과정에 있어서는, 분위기 내에 포함되는 수분, 산소, 수소 및 철분 표면에 흡착되는 수분이나 산소의 탈착에 의해 분해 조건이 만족되어 분해되는 경우가 있다고 생각된다. 또 상기의 참고 문헌 1에 기재된 조건은, 어디까지나 황화물 단체로 존재한 경우의 분해 조건에 대한 것이고, 금속 분말과 황화물 분말의 혼합물의 소결 과정에 있어서, 황화물이 고온에서 활성이 된 금속 표면과 반응하거나, 고온에서 활성이 된 금속 표면이 촉매로서 작용하여 황화물의 분해를 촉진하는 것은 충분히 생각할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기의 분해하기 쉬운 이황화몰리브덴, 황화텅스텐, 황화철, 및 황화구리를 분말의 형태로 원료 분말에 첨가함으로써, 소결 과정에서 황화물 분말의 분해를 발생시켜, S을 기지 및 경질상에 확실하게 공급한다. 또, 이들의 황화물 분말이 분해되어 생성되는 금속 성분은 기지 중으로 확산되어 기지의 강화에 작용한다. 이들의 황화물 분말 중, 특히 이황화몰리브덴 분말을 사용하는 것이 적합하다.

상기의 황화물 분말을 사용하여, 기지 부분 및 경질상 부분에 충분한 양의 망간 황화물 입자를 석출 분산시키기 위해서는, 황화물 분말의 첨가량은, S분으로서 0.04질량% 이상이 필요해진다. 한편, 과대한 황화물 분말의 첨가는, 분해 후에 잔류하는 기공량이 증대함으로써 내마모성 소결 부재의 강도 저하를 일으켜, 이것에 기인하여 내마모성의 저하를 초래하게 되므로, 그 상한을 S분으로서 5질량%가 되는 양으로 억제해야 한다.

원료 분말에 부여한 황화물 분말을 소결 과정에서 완전히 분해하기 위해서는, 소결 온도를 1000℃ 이상으로 할 필요가 있다. 이 온도 영역에서는 소결 과정에서 활성이 된 금속 분말 표면과 황화물 분말이 반응하여 황화물 분말의 분해를 확실하게 행할 수 있다. 단, 1300℃를 초과해 가열하면 노(爐)의 손모(損耗) 등이 커져 경제적이지 않기 때문에, 소결 온도 상한은 1300℃로 하였다.

또, 원료 분말에 부여한 황화물 분말을 소결 과정에서 완전히 분해하기 위해서는, 황화물 분말의 입경이 중요하다. 즉, 금속 분말에 접촉된 부분에서 분해 반응이 활성이 되기 때문에, 큰 황화물 분말의 형태로 부여하면, 일부에서 분해 반응이 불충분해져, S 공급량에 편차가 발생하여, 기지 부분 및 경질상 부분에서 석출되는 망간 황화물의 양이 안정하지 않게 된다. 따라서 이 사태를 피하기 위해서는 황화물 분말의 입경은 작은 것이 적합하고, 구체적으로는, 최대 입경이 100㎛ 이하이고, 평균 입경이 50㎛ 이하인 분말이면, 첨가한 황화물 분말의 분해를 확실하게 행할 수 있어, 안정한 망간 황화물의 생성이 가능해진다. 또한, 입경이 큰 황화물 분말을 사용한 경우, 황화물 분말이 분해되어 소실된 후, 원래의 분말 부분이 거칠기가 큰 커켄달(coarse Kirkendall) 기공으로서 잔류하여, 강도 및 내마모성 저하의 원인이 되는 것으로부터도, 상기의 입경 범위의 황화물의 사용이 요구된다.

또한, 황화물 분말의 분해에 있어서는, 소결 분위기의 영향이 크고, 금속 분말 표면을 활성화하기 위해서, 소결 분위기를, 진공 분위기 내 또는 이슬점이 -10℃ 이하인 분해 암모니아 가스, 질소 가스, 수소 가스, 아르곤 가스 중 어느 하나 의 분위기로 하면, 금속 분말 표면이 청정해져 활성화되어, 황화물 분말의 분해를 확실하게 행할 수 있게 된다. 한편, 산소분을 어느 정도 이상 포함하는 소결 분위기이면, 금속 분말 표면이 산화되어 활성인 상태가 되지 않고, 또 황화물 분말이 분해되어도 용이하게 산소와 결합하여 유해한 SO_x가 발생하기 쉽게 되므로, 이것은 피해야 한다.

본 발명에 있어서의 경질상에는, 석출물 분산형의 경질상이 적합하고, 상기 특허문헌 1, 3 및 4에 사용되고 있는 것과 같은 Mo 규화물 석출형의 경질상, 상기 특허문헌 2 등에 사용되고 있는 것과 같은 Cr 탄화물 석출형의 경질상, 종래로부터 사용되고 있는 고속도 공구강계의 경질상(W, Mo, Cr 등 탄화물 석출형) 등을 적용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 이들의 석출물 분산형의 경질상의 합금 기지 부분에 Mn을 고용하여 부여함으로써, 별도 첨가하는 황화물 분말로부터 소결시에 분해되어 발생한 S과 합금 기지 부분의 Mn이 결합하여, 결정립 내에 10㎛ 이하가 미세한 망간 황화물 입자를 생성한다. 석출 분산형의 경질상의 합금 기지 부분은 상기 특허문헌 1, 3 및 4에 사용되고 있는 Co기 합금, 특허문헌 2 및 3에 사용되고 있는 Fe기 합금 등으로 할 수 있다.

또한, 황화물의 형 성능(ability of forming)은 전기 음성도와 상관이 있고, S은 전기 음성도가 낮은 원소와 결합하여 황화물을 형성하기 쉽다는 경향을 갖는다. 여기에서, 각 원소의 전기 음성도는,

Mn(1.5)<Cr(1.6)<Fe, Ni, Co, Mo(1.8)<Cu(1.9)

의 순으로 되어 있고, Mn이 가장 결합하기 쉽기 때문에, 선택적으로 망간 황 화물을 석출시킬 수 있다. 이 서열은 상기의 참고 문헌 1의 기재와도 일치한다.

이러한 석출물 분산형의 경질상은, 경질상을 형성하는 성분을 합금화한 합금 분말을 원료 분말에 첨가함으로써 용이하게 형성할 수 있다. 경질상 형성용 합금 분말의 첨가량은 기지 형성용 강 분말보다도 적고, 원래의 분말 경도도 단단한 것이 사용되고 있기 때문에, Mn을 함유함으로써 분말 경도가 증가해도, 기지 형성 강 분말의 경우만큼, 원료 분말의 압축성에 미치는 영향은 적다. 또, 경질상에 있어서는 경질 입자가 석출되므로 피삭성이 나쁘지만, 이러한 경질상의 피삭성을 개선하기 위해서는, 기지 부분보다도 다량의 망간 황화물이 필요해진다. 이 때문에, 경질상 부분(석출물 분산형의 경질상의 합금 기지 부분)에 피삭성 개선에 필요한 망간 황화물을 석출시키기 위해서는 경질상 부분에 고용되는 Mn량을 0.5질량% 이상으로 할 필요가 있다. 한편으로 과잉의 Mn의 첨가는, 경질상 형성용 합금 분말의 경도를 증가시켜 압축성을 손상하기 때문에, 그 첨가량을 5질량% 이하로 할 필요가 있다.

구체적으로는, Mo 규화물 석출형의 경질상을 형성하는 경우에는, 조성이, 질량비로, Mo : 10∼50%, Si : 0.5∼10%, Mn : 0.5∼5%, 및 잔부가 Fe 또는 Co와 불가피적 불순물로 이루어지는 합금 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또, Cr 탄화물 석출형의 경질상을 형성하는 경우에는, 조성이, 질량비로, Cr : 4∼25%, Mn : 0.5∼5%, C : 0.25∼2.4%를 함유하고, 원하는 바에 따라 Mo : 0.3∼3%, V : 0.2∼2.2%, W : 1∼5% 중 1종 또는 2종 이상을 함유하며, 잔부가 Fe와 불가피적 불순물로 이루어지는 합금 분말을 사용하는 동시에, 원료 분말에 Cr 탄화물 형성용의 소 정량의 흑연 분말을 동시에 부여하는 것이 바람직하다. 또한 고속도 공구강계의 경질상을 형성하는 경우에는, 조성이, 질량비로, Cr : 3∼5%, W : 1∼20%, V : 0.5∼6%, Mn : 0.5∼5%, C : 0.6∼1.7%를 함유하고, 원하는 바에 따라 Mo 또는 Co의 적어도 1종 : 20% 이하를 함유하며, 잔부가 Fe과 불가피적 불순물로 이루어지는 합금 분말을 사용하는 동시에, 원료 분말에 Cr, W, V, Mo 등의 탄화물 형성용의 소정량의 흑연 분말을 동시에 부여하는 것이 바람직하다.

이러한 석출물 분산형의 경질상은, 내마모성 소결 부재의 내마모성의 관점으로부터, 원료 분말 중으로의 경질상 형성용 합금 분말의 첨가량을 2∼40질량%로 하고, 내마모성 소결 부재 중의 분산량을 2∼40질량%로 하면 적합하다. 즉, 경질상의 분산량이 2질량%에 미치지 않으면 내마모성 향상의 효과가 부족하고, 한편, 경질상의 분산량이 40질량%를 초과하면, 원료 분말의 압축성이 저하하는 결과, 내마모성 소결 부재의 강도가 저하하고, 그 때문에 내마모성의 저하가 발생하게 된다.

또, 상기의 석출물 분산형 경질상 중, Mo 규화물 분산형의 경질상은, Mo 규화물이 자기 윤활성을 갖는 것이 종래로부터 알려져 있고, 상대 공격성 및 자기의 내마모성의 관점으로부터 특히 추천된다.

내마모성 소결 부재의 기지 부분은, 상기 특허문헌 8과 같이, Mn을 고용하여 부여함으로써, 별도 첨가하는 황화물 분말로부터 소결시에 분해되어 발생한 S과 합금 기지 부분의 Mn이 결합하여 결정립 내에 10㎛ 이하의 미세한 망간 황화물 입자를 생성하는 것이지만, 이 망간 황화물을 확실하게 석출시키기 위해서는 기지 부분에 고용되는 Mn량을 0.2질량% 이상으로 할 필요가 있다. 한편, 기지 중에 경질 입 자가 분산되는 내마모성 소결 부재에 있어서는, 기지 형성용 강 분말보다도 경질인 경질상 형성용 합금 분말이 첨가된다. 따라서, 원료 분말로서의 압축성을 어느 정도 확보하기 위해서는, 경질상이 분산되지 않은 소결 부재에 비해, 원료 분말의 대부분을 차지하는 기지 형성용 강 분말의 압축성을 어느 정도 확보하는 것이 중요하다. 이 때문에, 경질상이 분산되지 않은 소결 부재의 경우보다도, 기지 형성용 강 분말에 고용되는 Mn량을 억제할 필요가 있다. 구체적으로는, 기지 형성용 강 분말로 3질량%를 초과하여 Mn을 부여하면, 기지 형성용 강 분말의 경도가 높아져 원료 분말 전체의 압축성이 손상되기 때문에, 기지 형성용 강 분말로의 Mn 첨가량을 3질량% 이하로 할 필요가 있다.

또, 상기한 바와 같이 기지 형성용 강 분말에 부여하는 Mn량은 0.2∼3질량%, 및 경질상 형성용 합금 분말에 부여하는 Mn량은 0.5∼5질량%이지만, 내마모성 소결 부재의 피삭성의 점으로부터, 경질 또한 피삭성이 나쁜 경질상 부분에 보다 다량의 망간 황화물을 부여하는 쪽이 피삭성 개선의 효과가 높고, 이 때문에 기지 형성용 강 분말에 함유되는 Mn량보다도 경질상 형성용 합금 분말에 함유되는 Mn량을 많이 부여하는 것이 추천된다.

그리고 내마모성 소결 부재의 철기 합금 기지에 대해 고찰하면, 내마모성 소결 부재의 자기의 내마모성 및 상대 공격성의 관점, 및 자기의 강도의 관점으로부터 철기 합금 기지의 조직을 베이나이트로 하면 적합하다. 이러한 기지 조직의 베이나이트화에는 Mo, Ni, Cr 등의 합금 원소의 첨가가 유효하고, 이 효과를 기지 조직 전면에 균일하게 미치게 하기 위해서, 이들의 합금 성분을 Fe에 합금화시킨 Fe 합금 분말을 사용하는 것이 추천된다. 구체적으로는, 기지 형성용 강 분말의 조성으로서, 질량비로, Ni : 0.5∼4.5%, Mo : 0.5∼5.0%, Cr : 0.1∼3.0%, Mn : 0.2∼3.0%, 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 합금 분말을 사용하는 것이 추천된다. 즉, Ni : 0.5질량% 미만, Mo : 0.5질량%미만, Cr : 0.1질량% 미만에서는 기지의 베이나이트화가 불충분해진다. 한편, Ni : 4.5질량% 초과에서는 기지의 담금질성이 향상하는 결과 조직의 일부가 딱딱한 마르텐사이트가 되어, 슬라이딩하는 상대 부재의 마모를 촉진하게 된다. 또, Cr : 3.0질량% 초과에서는 합금 분말 표면에 Cr의 부동태(不動態) 막이 형성되게 되어, 소결성이 악화하여 강도 및 내마모성 저하가 발생하게 된다. 또한, Ni : 4.5질량% 초과, Mo : 5.0질량% 초과, Cr : 3.0질량% 초과에서는 합금 분말의 경도가 높아져 압축성이 저하하고, 이 때문에 강도 및 내마모성 저하가 발생하게 된다.

단, 내마모성 소결 부재에 있어서는 철기 합금 기지 중에 경질상이 분산되는 구성으로 되어 있고, 경질상 형성용 합금 분말로부터 일부 성분이 기지 형성용 강 분말로 확산되어, 철기 합금 기지의 경질상 주위의 일부가 베이나이트 이외의 조직으로 되는 경우가 있지만, 이것은 경질상의 영향으로 피할 수 없는 것이므로 허용한다. 즉, 기지 조직 전체를 베이나이트로 할 필요는 없으며, 기지의 대부분이 베이나이트가 되면 되고, Ni 분말 첨가 등을 행하여 적극적으로 다른 금속 조직(이 예의 경우는 마르텐사이트와 오스테나이트)을 형성하지 않으면 된다.

원료 분말에 부여하는 흑연 분말은, 기지 조직의 강화에 작용하고, 탄화물 석출형 경질상을 사용하는 경우에 탄화물 형성을 위한 C공급원으로서 작용한다. 기지 강화를 위해서 필요한 C분은 0.3질량% 이상이고, 흑연 분말로서 0.3질량%의 첨가가 필요해진다. 또 C분이 과잉인 경우에는, 기지 조직 중에 시멘타이트(cementite) 등의 경질 또한 무른 FeC 화합물이 석출되게 되어, 강도 및 내마모성 저하를 초래하므로, 규화물 석출형 경질상을 사용하는 경우에는 그 상한을 1.2질량%로 하고, 탄화물 석출형 경질상을 사용하는 경우에는 그 상한을 2.0질량%로 해야 한다.

이상의 기지 형성용 강 분말이 추천되는 조성 및 경질상 형성용 합금 분말이추천되는 조성으로부터, 추천되는 내마모성 소결 부재의 구체적인 합금 조성으로서는, Mo 규화물 석출 분산형 경질상의 합금 기지 부분으로서 Fe기 합금을 선택하고, 황화물 분말로서 황화철 분말을 선택한 경우에, 전체 조성이, 질량비로, Ni : 0.23∼4.39%, Mo : 0.62∼22.98%, Cr : 0.05∼2.93%, Mn : 0.18∼3.79%, Si : 0.01∼4.0%, S : 0.04∼5.0%, C : 0.3∼1.2%, 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 내마모성 소결 합금이 된다. 또 상기에 있어서 황화물 분말로서 황화철 분말 대신에 이황화몰리브덴 분말을 사용하는 경우는, 황화물 분말을 분해하여 생성된 성분이 기지 성분에 추가되기 때문에, 상기 조성에 Mo : 0.13∼6.86질량%가 추가되고, 전체 조성 중의 Mo량은 0.75∼29.84질량%가 된다. 또한 상기에 있어서 황화물 분말로서 황화철 분말 대신에 이황화텅스텐 분말 또는 황화구리 분말을 사용하는 경우는, 동일하게, 상기 조성에, W : 0.12∼14.33질량% 또는 Cu : 0.08∼9.91질량%를 더 추가하여 포함하는 조성이 된다.

Mo 규화물 석출 분산형 경질상의 합금 기지 부분으로서 Co기 합금을 선택하 고, 황화물 분말로서 황화철 분말을 선택한 경우에, 전체 조성이, 질량비로, Co : 0.7∼35.6%, Ni : 0.23∼4.39%, Mo : 0.62∼22.98%, Cr : 0.05∼2.93%, Mn : 0.18∼3.79%, Si : 0.01∼4.0%, S : 0.04∼5.0%, C : 0.3∼1.2%, 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 내마모성 소결 합금이 된다. 또 상기에 있어서 황화물 분말로서 황화철 분말 대신에 이황화몰리브덴 분말을 사용하는 경우는, 상기 조성에 Mo : 0.13∼6.86질량%가 추가되고, 전체 조성 중의 Mo량은 0.75∼29.84질량%가 된다. 또한 상기에 있어서 황화물 분말로서 황화철 분말 대신에 이황화텅스텐 분말 또는 황화구리 분말을 사용하는 경우는, 동일하게, 상기 조성에, W : 0.12∼14.33질량% 또는 Cu : 0.08∼9.91질량%를 더 추가하여 포함하는 조성이 된다.

Cr 탄화물 석출형의 경질상을 선택하고, 황화물 분말로서 황화철 분말을 선택한 경우에, 전체 조성이, 질량비로, Ni : 0.22∼4.39%, Mo : 0.22∼4.88%, Cr : 0.16∼11.79%, Mn : 0.18∼3.79%, S : 0.04∼5.0%, C : 0.3∼2.0%이고, 원하는 바에 따라 상기 조성에 Mo : 0.06∼0.12%, V : 0.004∼0.88% 및 W : 0.02∼2.0% 중 적어도 1종 이상을 추가하여 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 내마모성 소결 합금이 된다. 또 황화물 분말로서 이황화몰리브덴 분말, 이황화텅스텐 분말 또는 황화구리 분말을 선택한 경우는, 전체 조성은 상기 조성에, 질량비로, Mo : 0.13∼6.86%, W : 0.12∼14.33%, 및 Cu : 0.08∼9.91% 중 적어도 1종을 더 추가하여 포함하는 조성이 된다.

고속도 공구강계의 경질상을 선택하고, 황화물 분말로서 황화철 분말을 선택한 경우에, 전체 조성이, 질량비로, Ni : 0.22∼4.39%, Mo : 0.22∼4.88%, Cr : 0.14∼3.79%, Mn : 0.18∼3.79%, W : 0.02∼8.0%, V : 0.01∼2.4%, S : 0.04∼5.0%, C : 0.3∼2.0%이고, 원하는 바에 따라 상기 조성에 Mo 또는 Co의 적어도 1종 이상을 8.0% 이하 추가하여 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 내마모성 소결 합금이 된다. 또 황화물 분말로서 이황화몰리브덴 분말, 이황화텅스텐 분말 또는 황화구리 분말을 선택한 경우는, 전체 조성은 상기 조성에, 질량비로, Mo : 0.13∼6.86%, W : 0.12∼14.33%, 및 Cu : 0.08∼9.91% 중 적어도 1종을 더 추가하여 포함하는 조성이 된다.

이상과 같이, 기지 형성용 강 분말에 0.2∼3질량%의 Mn을 고용시켜 부여하고, 또한 경질상 형성용 합금 분말에 0.5∼5질량%의 Mn을 고용시켜 부여하는 동시에, S분으로서 0.04∼5질량%의 황화물 분말을 흑연 분말과 함께 부여하여 소결시에 황화물 분말을 분해시켜 S 공급을 행하여 양자에게 망간 황화물을 석출 분산시키면, 기지 조직의 전면에 걸쳐 결정립 내에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 균일하게 분산되는 동시에, 석출물 분산형 경질상의 합금 기지 중에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 분산되는 금속 조직이 얻어진다. 또, 그 때의 망간 황화물 입자의 분산량은, 기지 부분 및 경질상 부분을 합친 내마모성 소결 부재 중, 0.3∼4.5질량%가 되어, 피삭성의 향상에 기여한다.

본 발명의 내마모성 소결 부재에 있어서는, 종래로부터 행해지고 있는 피삭성 개선 물질 첨가법을 병용할 수 있고, 상기의 내마모성 소결 부재의 기공 내 또는 분말 입계에, 규산 마그네슘계 광물, 질화 붕소, 황화 망간, Ca 불화물, 비스무트, 황화 크롬, 납 중 적어도 1종을 분산시킬 수 있다. 이들의 피삭성 개선 물질 은 고온에서도 안정하고, 분말의 형태로 원료 분말에 첨가해도 소결 과정에서 분해되지 않으며, 피삭성 개선 물질로서 상기의 개소로 분산되어 피삭성을 개선할 수 있다. 이 피삭성 개선 물질 첨가법의 병용에 의해, 보다 한층 내마모성 소결 부재의 피삭성 개선을 행할 수 있다. 또, 피삭성 개선 물질 첨가법을 병용하는 경우의 피삭성 개선 물질 분말의 첨가량은, 과잉으로 첨가하면 내마모성 소결 부재의 강도를 손상하여, 내마모성의 저하를 초래하기 때문에, 상한을 2.0질량%로 억제해야 한다.

또한, 본 발명의 내마모성 소결 부재에 있어서는, 상기 특허문헌 2 등에서 사용되고 있는 것과 같은, 상기 내마모성 소결 부재의 기공을, 납 또는 납 합금, 구리 또는 구리 합금, 아크릴 수지 중 어느 하나로 채우는, 피삭성의 개선 기술을 병용할 수 있다. 즉, 아크릴 수지, 납 또는 납 합금, 구리 또는 구리 합금은 기공 내에 존재하고, 절삭시에 절삭 형태를 단속 절삭으로부터 연속 절삭으로 변화시켜, 공구에 주는 충격을 감소시켜 공구 칼날 끝의 손상을 방지하고, 피삭성을 향상시키는 효과가 있다. 또, 납 또는 납 합금, 구리 또는 구리 합금은 연질이기 때문에, 공구 칼날면에 부착되어 공구의 칼날 끝을 보호하고, 피삭성 및 공구의 수명을 향상시키는 동시에, 사용시에 밸브 시트와 밸브의 페이스면과의 사이에서 고체 윤활제로서 작용하여, 쌍방의 마모를 감소시키는 기능이 있다. 또한, 구리 또는 구리 합금은 열 전도율이 높아, 절삭시에 칼날 끝에서 발생하는 열을 외부로 빼내어, 칼날 끝부에 열의 축적을 방지하여 칼날 끝부의 손상을 경감하는 효과가 있다.

실시예

1. 실시예 1

표 1에 나타내는 분말 조성의 기지 형성용 강 분말을 준비하였다. 또, 분말 조성이, 질량비로, Mo : 35%, Si : 3%, Mn : 2%, 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 경질상 형성용 합금 분말과, 최대 입경이 100㎛이고, 평균 입경이 50㎛인 이황화몰리브덴 분말, 및 흑연 분말을 준비하였다. 이들의 분말을 표 1에 나타내는 비율로, 성형 윤활제(스테아린산 아연 0.8질량%)와 함께 배합하여 혼합한 혼합 분말을 성형 압력 650㎫로 φ30×φ20×h10의 링으로 성형하였다. 다음에, 이들 성형체를, 암모니아 분해 가스 분위기 내에서 1160℃에서 60분간 소결하여, 표 2에 나타내는 조성의 시료 01∼06을 제작하였다. 이상의 시료에 대해, 금속 조직 관찰에 의해 망간 황화물의 석출량에 대해서 단면 면적비의 측정을 행하여, 이것을 질량비로 환산한 값을 표 3의「MnS량」의 란에 나타낸다. 또, 이상의 시료에 대해, 내마모성의 평가를 간이 마모 시험에 의해 행하여, 표 3의「밸브 마모량」, 「밸브 시트 마모량」으로 나타내는 동시에, 이들의 총합을「합계 마모량」의 란에 나타낸다. 또한, 피삭성의 평가를 간이 피삭성 시험에 의해 행한 결과를 표 3의「가공 구멍수」의 란에 나타낸다.

간이 마모 시험은, 고온 하에서 두드림과 슬라이딩의 입력이 가해진 상태로 행하였다. 구체적으로는, 상기 링형상 시험편을, 내경면에 45°의 테이퍼면을 갖는 밸브 시트 형상으로 가공하여, 소결 합금을 알루미늄 합금제 하우징에 압입하여 끼워 맞추었다. 그리고, SUH-36 소재로 제작한 외형면에 일부 45°의 테이퍼면을 갖는 원반형상의 상대재(밸브)를, 모터 구동에 의한 편심 캠의 회전에 의해서 상하 피스톤 운동시킴으로써, 소결 합금과 상대재의 테이퍼면끼리를 반복하여 충돌시켰다. 즉, 밸브의 동작은, 모터 구동에 의해 회전하는 편심 캠에 의해서 밸브 시트로부터 떨어지는 개방 동작과, 밸브 스프링에 의한 밸브 시트로의 착석 동작을 반복하여, 상하 피스톤 운동이 실현된다. 또한, 이 시험에서는, 상대재를 버너로 가열하여 소결 합금이 300℃가 되도록 온도 설정하고, 간이 마모 시험 두드림 횟수를 2800회/분, 반복 시간을 15시간으로 하였다. 이렇게 해서, 시험 후의 밸브 시트의 마모량 및 밸브의 마모량을 측정하여 평가를 행하였다.

간이 피삭성 시험은, 5㎜ 두께의 판형상으로 가공한 시료에 대해 φ3㎜의 초경칩 드릴로 구멍을 뚫는 시험으로, 칩 드릴 1개, 5kN의 일정 하중의 조건 하에서 뚫을 수 있는 구멍의 수를 측정하였다. 가공한 구멍의 수가 많으면 많을수록 피삭성이 좋다는 평가이다.

(표 1)

(표 2)

(표 3)

표 1의 시료 번호 03의 시료에 대해, 현미경으로 관찰한 금속 조직 사진을 도 3에, 전자 현미경으로 관찰한 금속 조직 사진을 도 4에 도시한다. 도 3 및 도 4 중, 흰 빛을 띠는 미세한 입자군이 응집한 것과 같은 상을 나타내는 부분이 경질상이고, 흰 빛을 띤 미세한 입자가 몰리브덴 규화물 석출 입자이다. 이 몰리브덴 규화물 석출 입자 사이의 간극이 경질상의 합금 기지 부분이다. 또, 도 3 및 도 4의 철기 합금 기지 중 및 경질상 내에 회색의 입자가 보이지만, 이 입자는 별도로 면 분석을 행한 결과, 이 부분에서 Mn과 S가 농화하여 검출되고 있고, 망간 황화물을 형성하고 있는 것을 확인하였다. 또, S의 분산 개소와, Mo의 분산 개소가 일치하지 않고, 이황화몰리브덴이 소결시에 분해되는 것, 및 분해되어 발생한 S은 기지 에 부여한 Mn과 선택적으로 결합하는 것을 확인하였다. 또한, 회색의 망간 황화물의 입경은 도 4의 게이지(10μ의 표시의 가로 2개의 흰 선 사이의 거리가 10㎛)를 참조하면, 모두 10㎛ 이하의 미세한 것임을 확인할 수 있다. 그리고 도 3으로부터 철기 합금 기지의 조직은 베이나이트이고, 경질상 주위는 경질상으로부터의 성분의 확산에 의해 일부 다른 금속 조직으로 되어 있는 것을 확인할 수 있다.

표 1∼3으로부터, 기지 형성용 강 분말 중의 Mn량이 증가함에 따라, 망간 황화물의 석출량이 증가하지만, 기지 형성용 강 분말 중의 Mn량이 2.0질량% 이상에서는, 일정한 석출량으로 되어 있다. 이것은, Mn과 결합하는 S가 전체 조성 중 0.4질량%로 일정하기 때문에, 이 S과 결합하여 생성되는 망간 황화물의 양이 일정하고, 그것보다 과잉의 Mn이 존재해도 일정량 이상의 망간 황화물은 석출할 수 없기 때문이라고 생각된다. 따라서, 시료 번호 05 및 06의 시료로에서, 과잉의 Mn은 기지에 고용되어 있는 것으로 생각된다.

이 때문에, 기지 형성용 강 분말 중의 Mn량이 증가함에 따라, 밸브 시트 마모량은 저감하지만, Mn이 과잉으로 되어 기지에 고용되는 양이 증가하면, 기지가 딱딱해져 오히려 밸브 시트 마모량은 증가한다. 또한, 기지 형성용 강 분말 중의 Mn량이 5질량%를 초과하는 시료 번호 06의 시료에서는, 다량의 Mn을 기지 형성용 강 분말 중에 고용하여 부여한 결과, 분말의 압축성이 손상되고, 성형체 밀도의 저하, 및 이것에 수반되는 소결체 밀도의 저하가 발생해 기지의 강도가 저하하여 밸브 시트의 마모량이 증대되는 동시에, 기지가 너무 딱딱해져 상대재의 밸브의 공격성이 높아져 밸브 마모량이 증대하여 합계 마모량이 급격하게 증대하고 있는 것을 알 수 있다.

피삭성(가공 구멍수)도 내마모성과 동일한 경향이고, 기지 형성용 강 분말 중에 Mn을 함유하지 않은 시료 번호 01의 시료에서는, 기지 중에 망간 황화물이 석출되지 않고, 가공 구멍수가 적으며, 피삭성이 낮은 것을 알 수 있지만, 기지 형성용 강 분말에 Mn을 0.2질량% 함유시키면 기지 중에 망간 황화물이 석출되고 피삭성이 개선되어 가공 구멍수가 비약적으로 늘어나고 있다. 또, 기지 형성용 강 분말 중의 Mn량이 증가함에 따라, 기지에 석출되는 망간 황화물의 양이 증가해, 가공 구멍수는 더 증대하고 있다. 단, 기지 형성용 강 분말 중의 Mn량이 3.0질량%를 초과하는 시료 번호 06의 시료에서는, 기지에 고용되는 Mn이 과잉으로 되어, 대폭적인 피삭성의 저하가 발생하고 있다.

이상으로부터, 기지 형성용 강 분말에 0.2질량% 이상의 Mn을 함유시키면 기지 중에 망간 황화물이 석출되어 피삭성이 개선되는 동시에 내마모성도 개선되는 것이 확인되었다. 또, 기지 형성용 강 분말에 함유되는 Mn은 3.0질량%를 초과하면 기지에 고용되는 Mn이 과잉으로 되어, 피삭성 개선 효과 및 내마모성 개선 효과를 오히려 손상하는 것이 확인되었다.

또, 금속 조직 관찰시에 확인한 바, 시료 번호 01∼06의 시료에 있어서, 석출되는 망간 황화물의 크기는 모두 10㎛ 이하이고, 기지 중에 균일하게 분산되어 있는 것을 확인하였다.

2. 실시예 2

실시예 1의 시료 번호 03에서 사용한 기지 형성용 강 분말(Mn 함유량 : 0.5 질량%)을 사용해, 이 분말에, 표 4에 나타내는 조성의 경질상 형성용 합금 분말을 5질량%와, 흑연 분말 1.0질량%와, 최대 입경이 100㎛이고 평균 입경이 50㎛인 이황화몰리브덴 분말 1.0질량%를, 성형 윤활제(스테아린산 아연 0.8질량%)와 함께 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 실시예 1과 같은 시료 제작 조건으로, 표 5에 나타내는 전체 조성의 시료 번호 07∼11의 시료를 제작하였다. 이들에 대해, 실시예 1과 같은 평가 조건으로 평가를 행하여, 이 결과를 표 6에 나타내었다. 또, 표 4∼6에, 실시예 1의 시료 번호 03의 시료의 데이터를 병기한다.

(표 4)

(표 5)

(표 6)

표 4∼6으로부터, 경질상 형성용 합금 분말 중의 Mn량이 증가함에 따라, 망간 황화물의 석출량이 증가하지만, 경질상 형성용 합금 분말 중의 Mn량이 2.0질량% 이상에서는 일정한 석출량으로 되어 있다. 이것은, 실시예 1의 경우와 동일하게, S량이 일정하므로, 경질상 형성용 합금 분말 중의 Mn이 일정량을 초과하면 과잉으로 되기 때문이고, 이 때문에 시료 번호 10 및 11의 시료에서는, 과잉의 Mn은 기지에 고용되어 있다.

내마모성의 경향도 실시예 1의 경우와 동일하게, 경질상 형성용 합금 분말 중의 Mn량이 증가함에 따라 밸브 시트 마모량은 저감하지만, 일정량 이상의 첨가는, 경질상의 합금 기지 중에 고용되는 Mn이 과잉으로 되어, Mn량이 5질량%를 초과하면, 상대재의 밸브의 공격성이 높아지고 밸브 마모량이 증대하여 합계 마모량도 증대하고 있는 것을 알 수 있다.

피삭성도 실시예 1의 경우와 동일한 경향을 나타내지만, 경질상 형성용 합금 분말 중에 Mn을 함유하지 않은 시료 번호 07의 시료(특허문헌 8에서 개시된 종래 기술)에서는, 경질상 중에 망간 황화물이 석출되지 않고, 망간 황화물의 양은 시료 번호 08의 시료와 큰 차이는 없지만, 가공 구멍수가 적고, 피삭성이 낮은 것을 알 수 있다. 한편, Mn을 0.5질량% 함유시키면 경질상의 합금 기지 중에 망간 황화물이 석출되어 피삭성이 개선되어 가공 구멍수가 증가하고 있다. 또, 경질상 형성용 합금 분말 중의 Mn량이 증가함에 따라, 경질상의 합금 기지에 석출되는 망간 황화물의 양이 증가해, 가공 구멍수는 더욱 증대하고 있다. 단, 경질상 형성용 합금 분말 중의 Mn량이 5질량%를 초과하는 시료 번호 11의 시료에서는, 경질상의 합금 기지에 고용되는 Mn이 과잉으로 되어, 대폭적인 피삭성의 저하가 발생하고 있다.

이상으로부터, 경질상의 합금 기지 부분에도 망간 황화물을 석출시킴으로써, 특허문헌 8에 개시된 것보다 피삭성을 향상시킬 수 있는 것이 확인되어, 본 발명의 효과를 확인할 수 있었다. 또, 그 경우, 경질상 형성용 합금 분말에 0.5질량% 이상의 Mn을 함유시킴으로써 피삭성 및 내마모성도 개선할 수 있지만, 경질상 형성용 합금 분말에 함유되는 Mn이 5질량%를 초과하면 기지에 고용되는 Mn이 과잉으로 되어, 피삭성 개선 효과 및 내마모성 개선 효과를 오히려 손상하는 것이 확인되었다.

또한, 시료 번호 07∼11의 시료에 있어서도, 금속 조직 관찰시에 망간 황화물의 크기를 확인한 바, 모두 10㎛ 이하이고, 기지 중에 균일하게 분산되어 있는 것을 확인하였다.

3. 실시예 3

실시예 1의 시료 번호 03에서 사용한 기지 형성용 강 분말과 경질상 형성용 합금 분말을 사용해, 이들의 분말에, 1.0질량%의 흑연 분말과, 최대 입경이 100㎛ 이고 평균 입경이 50㎛이며, 표 7에 나타내는 첨가량의 이황화몰리브덴 분말을, 성형 윤활제(스테아린산 아연 0.8질량%)와 함께 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 실시예 1과 같은 시료 제작 조건으로 시료 제작을 행하여, 표 8에 나타내는 전체 조성의 시료 번호 12∼16의 시료를 얻었다. 이들에 대해, 실시예 1과 같은 평가 조건으로 평가를 행하여, 이 결과를 표 9에 나타내었다. 또, 표 7∼9에, 실시예 1의 시료 번호 03의 시료의 데이터를 병기한다.

(표 7)

(표 8)

(표 9)

표 7∼9로부터, 이황화몰리브덴 분말의 첨가량이 증가함에 따라, 망간 황화물의 석출량이 증가하지만, 첨가량이 1질량% 이상에서는 석출량이 일정하게 되어 있다. 이것은, 기지 및 경질상에 함유되는 Mn량이 일정하기 때문에, 이 Mn량과 결합할 수 있는 S량을 초과하여 황화물 분말을 부여해도 Mn량을 초과하는 석출량은 얻어지지 않기 때문이다.

이러한 상황 하이기는 하나, 이황화몰리브덴 분말의 첨가량이 증가함에 따라 가공 구멍수는 계속 증가하여, 실시예 1 및 실시예 2에 보여진 것과 같은 가공 구멍수의 저하는 보이지 않는다. 이것은 실시예 1 및 실시예 2에서 검증한 Mn은, 기지에 고용되어 기지 경도를 상승시킨다는 작용이 있으며, 이 작용에 의해 피삭성을 손상시키는 방향으로 작용하는 결과, 잉여의 Mn은 망간 황화물 석출에 의한 피삭성 개선의 효과가 상쇄되어 일정량 이상의 Mn의 부여는 역효과가 되지만, S은 상기한 바와 같은 네거티브한 작용은 적고, 잉여의 S은, Mn에 이어서 황화물을 형성하기 쉬운 Cr이나, 그 다음에 황화물을 형성하기 쉬운 Fe, Co, Ni, Mo 등과 황화물을 형 성하여 피삭성의 향상에 기여하기 때문이라고 생각된다.

한편, 내마모성은, 망간 황화물의 석출량이 일정량까지는 밸브 시트 마모량이 향상하여 양호한 내마모성을 나타내지만, 그것을 초과하면 서서히 밸브 시트 마모량이 증가하여, 이황화몰리브덴 분말의 첨가량이 12.65질량%(전체 조성 중의 S량이 5질량%)를 초과하여 과잉이 되면, 기지 강도가 저하하는 결과, 급격한 마모를 일으키고 있는 것을 알 수 있다.

이상으로부터 전체 조성 중의 S량으로 0.2질량% 이상의 황화물 분말의 첨가는, 피삭성 개선의 효과 및 내마모성 개선의 효과가 있지만, 전체 조성 중의 S량으로 5질량%를 초과하는 첨가는, 기지 강도가 저하하는 결과, 내마모성이 저하하는 것을 알 수 있었다.

4. 실시예 4

기지 형성용 강 분말로서, 실시예 1의 시료 번호 02, 05에서 사용한 기지 형성용 강 분말 및 이들에 대해 Mn 이외의 조성이 같고 Mn을 함유하지 않은 기지 형성용 강 분말을 준비하였다. 또, 경질상 형성용 합금 분말로서, 실시예 2의 시료 번호 08, 10에서 사용한 경질상 형성용 합금 분말 및 Mn 이외의 조성이 같고 Mn을 함유하지 않은 경질상 형성용 합금 분말을 준비하였다. 이들의 분말에, 표 10에 나타내는 바와 같이, 흑연 분말 1.0질량%와, 최대 입경이 100㎛이고 평균 입경이 50㎛이며, 표 10에 나타내는 조성의 이황화몰리브덴 분말을, 성형 윤활제(스테아린산 아연 0.8질량%)와 함께 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 실시예 2와 같은 시료 제작 조건으로 시료 제작을 행하여, 표 11에 나타내는 전체 조성의 시료 번호 17∼19의 시료를 얻었다. 이들에 대해서, 실시예 1과 같은 평가 조건으로 평가를 행하여, 이 결과를 표 12에 나타내었다.

(표 10)

(표 11)

(표 12)

표 10∼12로부터, 실시예 1∼3에서 구한 최소의 Mn량의 기지 형성용 강 분 말, 및 최소의 Mn량의 경질상 형성용 합금 분말을 사용해, 최소량의 황화물 분말을 첨가한 시료 번호 18의 시료와, 기지 형성용 강 분말 및 경질상 형성용 합금 분말에 Mn을 함유하지 않고, 황화물 분말의 첨가도 행하지 않은 시료 번호 17을 비교하면, 시료 번호 18의 시료는, 망간 황화물의 석출량이 0.3질량%이고, 이 양이라 해도 망간 황화물이 분산되지 않은 시료 번호 17의 시료에 비교하여 내마모성 및 피삭성(가공 구멍수)이 향상하고 있어, 본 발명의 효과가 확인되었다. 또, 시료 번호 19의 시료는, 실시예 1∼3에서 구한 최대의 Mn량의 기지 형성용 강 분말, 및 최대의 Mn량의 경질상 형성용 합금 분말을 사용해, 최대량의 황화물 분말을 첨가한 예이지만, 이 경우의 망간 황화물의 석출량은 4.5질량%이고, 상기의 실시예 1∼3에서 각 조건이 과잉인 경우의 실시예에 있어서 보여진 것과 같은, 특성의 대폭적인 저하는 보이지 않으며, 또한 대단히 우수한 피삭성을 나타내고 있는 것이 확인되었다.

5. 실시예 5

기지 형성용 강 분말로서 실시예 1의 시료 번호 03에서 사용한 기지 형성용 강 분말을 준비하는 동시에, 경질상 형성용 합금 분말로서 표 13에 나타내는 조성의 경질상 형성용 합금 분말을 준비하였다. 이들의 분말에, 표 13에 나타내는 바와 같이, 흑연 분말 1.0질량%와, 최대 입경이 100㎛이고 평균 입경이 50㎛인 이황화몰리브덴 분말 1.0질량%를, 성형 윤활제(스테아린산 아연 0.8질량%)와 함께 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 실시예 1과 같은 시료 제작 조건으로 시료 제작을 행하여, 표 14에 나타내는 전체 조성의 시료 번호 20∼22의 시료를 얻었다. 이들에 대 해, 실시예 1과 같은 평가 조건으로 평가를 행하여, 이 결과를 표 15에 나타내었다. 또 표 13∼15에는, 비교를 위해서, 실시예 1의 시료 번호 03의 시료 및 실시예 4의 시료 번호 17의 시료(망간 황화물이 분산되지 않은 예)의 데이터를 병기하였다.

또한, 시료 번호 20의 시료에서 사용한 경질상 형성용 합금 분말은, 시료 번호 03의 시료에서 사용한 경질상 형성용 합금 분말의 모재를 Fe에서 Co로 변경한 Co 합금상 중에 Mo 규화물이 석출 분산되는 경질상의 예, 시료 번호 21의 시료에서 사용한 경질상 형성용 합금 분말은 Cr 탄화물 석출형의 경질상의 예, 시료 번호 22의 시료에서 사용한 경질상 형성용 합금 분말은 고속도 공구강계의 경질상(W, Mo, Cr 등 탄화물 석출형)의 예이다.

(표 13)

(표 14)

(표 15)

표 13∼15에 의해, 경질상의 종류를 변경해도, 망간 황화물이 미분산의 시료(시료 번호 17)에 비해, 높은 내마모성과 우수한 피삭성을 실현하고 있으며, 어느 경우나 거의 동등한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 석출물 분산형 경질상에 있어서 Mn을 함유시켜 경질상의 합금 기지 부분에 망간 황화물을 석출시키는 본 발명의 기술은, 상기의 실시예 제1∼4의 Fe 기지 중에 몰리브덴 규화물이 석출 분산되는 경질상 뿐만 아니라, 다른 석출 분산형 경질상에 있어서도 동일한 피삭성 및 내마모성의 개선 효과를 갖는 것이 확인되었다.

6. 실시예 6

기지 형성용 강 분말로서 실시예 1의 시료 번호 03에서 사용한 기지 형성용 강 분말과 경질상 형성용 합금 분말을 준비하고, 흑연 분말을 준비하였다. 또, 황화물 분말로서, 이황화텅스텐 분말, 황화철 분말 및 황화구리 분말을 준비하였다. 이들의 분말을, 성형 윤활제(스테아린산 아연 0.8질량%)와 함께 표 16에 나타내는 비율로 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 실시예 1과 같은 시료 제작 조건으로 시료 제작을 행하여, 표 17에 나타내는 전체 조성의 시료 번호 23∼25의 시료를 얻었다. 이들에 대해, 실시예 1과 같은 평가 조건으로 평가를 행하여, 이 결과를 표 18에 나타내었다. 또, 표 16∼18에는, 황화물 분말로서 이황화몰리브덴 분말을 사용한 실시예 1의 시료 번호 03의 시료의 데이터를 병기하였다. 또한, 황화물 분말의 첨가량에 대해서는, 전체 조성 중의 S량이 0.4질량%가 되도록 조정하여 첨가를 행하였다.

(표 16)

(표 17)

(표 18)

시료 번호 23∼25의 시료에 대해 금속 조직 관찰을 행한 결과, 황화물 분말의 종류를 이황화몰리브덴 분말에서 이황화텅스텐 분말, 황화철 분말, 또는 황화구리 분말로 변경해도, 이황화몰리브덴 분말의 경우와 동일하게 기지 및 경질상의 합금 기지 부분에 망간 황화물이 석출 분산되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또 이들의 시료에 있어서 석출되고 있는 망간 황화물의 입경은 모두 10㎛ 이하의 미세한 것인 것도 확인하였다.

표 16∼18에 의해, 황화물 분말의 첨가량을, 전체 조성 중의 S량이 0.4질량%가 되도록 조정하여 첨가한 결과, 망간 황화물의 석출량은 거의 같아지고 있고, 어느 시료에 있어서도 양호한 피삭성과 내마모성을 나타내고 있다. 이상으로부터, 망간 황화물의 석출에 유효한 황화물 분말은, 이황화몰리브덴 분말에 한정되지 않고, 이황화텅스텐 분말, 황화철 분말, 또는 황화구리 분말로 변경해도 피삭성 및 내마모성을 개선하는 효과가 있는 것이 확인되어, 분해하기 쉬운 황화물 분말이면 동일한 효과가 있다고 생각된다.

실시예 7

표 19에 나타내는 바와 같이 이황화몰리브덴 분말의 입경을 변경한 것 이외에는 실시예 1의 시료 번호 03의 시료와 같은 분말을 사용해, 실시예 1과 같은 시료 제작 조건에서 시료 제작을 행하여, 전체 조성이, 질량비로, Ni : 1.49%, Mo : 3.28%, Cr : 0.19%, Mn : 0.57%, Si : 0.15%, C : 1%, S : 0.4% 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이 되는 시료 번호 26 및 27의 시료를 얻었다. 이들에 대해, 실시예 1과 같은 평가 조건으로 평가를 행하여, 이 결과를 표 20에 나타내었다. 또, 표 19 및 20에는, 실시예 1의 시료 번호 03의 시료의 데이터를 병기하였다.

(표 19)

(표 20)

표 19 및 표 20으로부터, 황화물 분말의 입경이, 최대 입경 100㎛ 이하 및 평균 입경 50㎛ 이하의 범위에서는, 첨가한 황화물 분말의 분해가 충분히 행해져, 피삭성 및 내마모성은 양호한 값을 나타내지만, 최대 입경 100㎛ 및 평균 입경 50㎛를 초과하는 황화물 분말을 사용한 시료 번호 27의 시료에서는, 망간 황화물의 석출량이 감소하고 있기 때문에, 황화물 분말의 분해가 불충분하다고 생각된다. 이 때문에 시료 번호 27의 시료에서는 내마모성 향상의 효과가 불충분하고 밸브 시트 마모량이 증가하는 동시에, 피삭성 향상의 효과도 불충분하고 가공 구멍수의 대폭적인 감소가 발생하고 있다. 이상으로부터, 황화물 분말로서 최대 입경이 100㎛ 이하, 및 평균 입경이 50㎛ 이하의 것을 사용함으로써, 첨가한 황화물 분말을 충분히 분해하고, 망간 황화물을 충분히 석출시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은, 경질 입자가 분산되는 내마모성 소결 부재의 피삭성을 개선하는 기술에 관한 것으로, 예를 들면, 내연 기관의 밸브 시트 등의 내마모성과 함께 피삭성이 요구되는 부재에 활용할 수 있다.

Claims

철기 합금 기지와, 합금 기지 중에 경질 입자가 석출 분산되는 경질상으로 이루어지고, 상기 철기 합금 기지 중에 상기 경질상이 분산되는 내마모성 소결 부재에 있어서,

상기 기지 조직의 전면에 걸쳐 결정립(結晶粒) 내에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 균일하게 분산되는 동시에, 상기 경질상의 상기 합금 기지 중에 10㎛ 이하의 망간 황화물 입자가 분산되는 금속 조직을 나타내는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 상기 철기 합금 기지 및 상기 경질상의 상기 합금 기지 중에 분산되는 망간 황화물 입자의 양이, 내마모성 소결 부재 중, 0.3∼4.5질량%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 상기 철기 합금 기지의 Mn량이 0.2∼3질량%이고, 또한 상기 경질상의 Mn량이 0.5∼5질량%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 상기 철기 합금 기지 중에 분산되는 상기 경질상의 양이, 내마모성 소결 부재 중, 2∼40질량%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 상기 철기 합금 기지의 조직이 베이나이트인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 상기 경질상의 상기 합금 기지가 Fe기 합금 또는 Co기 합금이고, 상기 경질상의 상기 경질 입자가 Mo 규화물인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 전체 조성이, 질량비로, Ni : 0.23∼4.39%, Mo : 0.62∼22.98%, Cr : 0.05∼2.93%, Mn : 0.18∼3.79%, Si : 0.01∼4.0%, S : 0.04∼5.0%, C : 0.3∼1.2% 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 소결 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 7에 있어서, 상기 소결 합금의 전체 조성 중에, 질량비로, Mo : 0.13∼6.86%, W : 0.12∼14.33%, 및 Cu : 0.08∼9.91% 중 적어도 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 전체 조성이, 질량비로, Co : 0.7∼35.6%, Ni : 0.23∼4.39%, Mo : 0.62∼22.98%, Cr : 0.05∼2.93%, Mn : 0.18∼3.79%, Si : 0.01∼4.0%, S : 0.04∼5.0%, C : 0.3∼1.2%, 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 소결 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 9에 있어서, 상기 소결 합금의 전체 조성 중에, 질량비로, Mo : 0.13∼6.86%, W : 0.12∼14.33%, 및 Cu : 0.08∼9.91% 중 적어도 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 상기 내마모성 소결 부재의 기공 내 또는 분말 입계에, 규산 마그네슘계 광물, 질화 붕소, 황화 망간, Ca 불화물, 비스무트, 황화 크롬, 납 중 적어도 1종이 분산되는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
청구항 1에 있어서, 상기 내마모성 소결 부재의 기공이 납 또는 납 합금, 구리 또는 구리 합금, 아크릴 수지 중 어느 하나로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재.
Mn : 0.2∼3질량%를 함유하는 기지 형성용 강 분말에, Mn : 0.5∼5질량%를 함유하는 경질상 형성용 합금 분말과, 이황화몰리브덴 분말, 이황화텅스텐 분말, 황화철 분말, 황화구리 분말 중 적어도 1종으로 이루어지는 동시에, S가 0.04∼5질량%가 되는 양의 황화물 분말과, 흑연 분말을 배합하여 혼합한 혼합 분말을, 금형 내에서 압축 성형하여, 그 성형체를 1000∼1300℃의 온도 범위에서 소결하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 황화물 분말은, 최대 입경이 100㎛ 이하이고, 평균 입경이 50㎛ 이하의 분말인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13항에 있어서, 상기 경질상 형성용 합금 분말의 첨가량이 2∼40질량%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 소결을, 진공 분위기 내 또는 이슬점이 -10℃ 이하인 분해 암모니아 가스, 질소 가스, 수소 가스, 아르곤 가스 중 어느 하나의 분위기 내에서 행하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 경질상 형성용 합금 분말의 조성이, 질량비로, Mo : 10∼50%, Si : 0.5∼10%, Mn : 0.5∼5%, 및 잔부가 Fe 또는 Co와 불가피적 불순물로 이루어지는 동시에, 상기 흑연 분말의 첨가량이 0.3∼1.2질량%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 경질상 형성용 합금 분말의 조성이, 질량비로, Cr : 4∼25%, Mn : 0.5∼5%, C : 0.25∼2.4%, 및 잔부가 Fe와 불가피적 불순물로 이루어지는 동시에, 상기 흑연 분말의 첨가량이 0.3∼2.0질량%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 18에 있어서, 상기 경질상 형성용 합금 분말의 조성이, 질량비로, Mo : 0.3∼3%, V : 0.2∼2.2%, W : 1∼5% 중 1종 또는 2종 이상을 추가하여 함유하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 경질상 형성용 합금 분말의 조성이, 질량비로, Cr : 3∼5%, W : 1∼20%, V : 0.5∼6%, Mn : 0.5∼5%, C : 0.6∼1.7%를 함유하고, 잔부가 Fe와 불가피적 불순물로 이루어지는 동시에, 상기 흑연 분말의 첨가량이 0.3∼2.0질량%인 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 20에 있어서, 상기 경질상 형성용 합금 분말의 조성이, 질량비로, Mo 또는 Co의 적어도 1종 : 20% 이하를 추가하여 함유하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 기지 형성용 강 분말의 조성이, 질량비로, Ni : 0. 5∼4.5%, Mo : 0.5∼5.0%, Cr : 0.1∼3.0%, Mn : 0.2∼3.0%, 및 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 혼합 분말에, 규산 마그네슘계 광물, 질화 붕소, 황화 망간, Ca 불화물, 비스무트, 황화 크롬, 납 중 적어도 1종의 분말을 첨가하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 소결의 후에, 납 또는 납 합금, 구리 또는 구리 합금, 아크릴 수지 중 어느 하나를 용침(溶浸) 또는 함침하는 것을 특징으로 하는 내마모성 소결 부재의 제조 방법.