KR20100075571A

KR20100075571A - 야금용 분말 조성물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20100075571A
Application number: KR1020107009359A
Authority: KR
Inventors: 올라 베르그만; 폴 두드필드 누르텐
Original assignee: 회가내스 아베
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-07-02
Also published as: TW200925295A; TWI400341B; EP2207907B1; CA2700056C; RU2010116699A; PL2207907T3; EP2207907A1; JP2010540772A; RU2462524C2; JP5481380B2; BRPI0817619B1; CN101809180B; CN101809180A; BRPI0817619A2; ES2659979T3; CA2700056A1; WO2009040369A1; KR101551453B1

Abstract

본 발명은 높은 내마모성을 갖는 압축하고 소결시킨 부품의 제조에 적합한 어닐링된 분무합금(pre-alloyed) 물 원자화된(water atomised) 철-기재 분말에 관한 것이다. 철-기재 분말은 10 내지 18 중량% 미만의 Cr, 각각 0.5-5 중량%의 하나 이상의 Mo, W, V 및 Nb, 및 0.5-2 중량%, 바람직하게 0.7-2 중량% 및 가장 바람직하게는 1-2 중량%의 C를 포함한다. 분말은 10 중량% 미만의 Cr을 포함하는 매트릭스를 가지며, 큰 M₂₃C₆ _-타입 카바이드 및 M₇C₃ _- 타입 카바이드의 조합을 포함한다. 본 발명은 또한 철-기재 분말의 제조방법뿐 아니라 높은 내마모성을 갖는 압축하고 소결시킨 부품 및 높은 내마모성을 갖는 부품의 제조방법에 관한 것이다.

Description

야금용 분말 조성물 및 이의 제조방법{METALLURGICAL POWDER COMPOSITION AND METHOD OF PRODUCTION}

본 발명은 철-기재(iron-based) 분말에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 내마모성 제품 예컨대 밸브 시트 인서트(VSI)뿐 아니라 분말로 제조된 부품의 제조에 적합한 분말에 관한 것이다.

높은 내마모성을 갖는 제품들은 광범위하게 사용되며 기존 제품들과 동일하거나 더 나은 성능을 갖는 덜 비싼 제품들에 대한 끊임없는 요구가 있다. 밸브 시트 인서트만 연간 1,000,000,000개를 초과하는 양의 부품이 생산된다.

높은 내마모성을 갖는 제품의 제조는 예를 들어 카바이드(carbide)의 형태로 탄소를 포함하는 분말, 예컨대 철 또는 철-기재 분말을 기재로 할 수 있다.

카바이드는 매우 단단하며 높은 녹는점 및 많은 적용에서 이들에 높은 내마모성을 주는 특성을 갖는다. 이 내마모성은 종종 스틸, 예를 들어 높은 내마모성이 요구되는 고속 스틸(HSS), 예컨대 드릴, 선반, 밸브 시트 인서트 등을 위한 스틸에서 카바이드를 바람직한 구성요소가 되게 한다.

연소 기관에서 VSI는 작동 동안 밸브가 실린더 헤드와 접촉하는 곳에 삽입되는 고리이다. VSI는 실린더 헤드에서 밸브에 의한 마모를 막는데 사용된다. 이는 밸브에서 마모됨이 없이, 실린더 헤드 물질보다 더욱 마모에 강할 수 있는 VSI에 사용된 물질에 의한 것이다. VSI에 사용하기 위한 물질은 캐스트 물질 또는 보다 압축되고 소결된 PM 물질이다.

분말 야금으로의 밸브 시트 인서트 제조는 VSI의 조성물에서 넓은 가요성 및 매우 비용 효율적인 제품을 제공한다. PM 밸브 시트 인서트의 제작 방법은 최종 부품에 요구되는 모든 성분들을 포함하는 혼합물의 제조로 시작된다. 가장 일반적인 분말 혼합물은 최종 부품에서 매트릭스의 역할을 하는 철 또는 저 합금된 분말, 매트릭스 물질로 보다 적거나 광범위하게 분산되고 강도 및 경도를 강화시키는 기본적 합금 성분 C, Cu, Ni, Co 등을 포함한다. 더욱이 카바이드 및 유사한 상들(phases)을 함유하는 단단한 상(hard phases)의 물질이 첨가되어 상기 합금의 내마모성을 증가시킬 수 있다. 또한, 완성된 제품을 기계 가공시 도구 마모를 감소시키도록 첨가되는 절삭성 개선제뿐 아니라 기관에서 제공되는 동안 윤활을 돕기 위한 고체 윤활제를 갖는 것이 일반적이다. 더욱이, 모든 압축 준비된 혼합물에서 증발성 윤활제가 압축된 부품의 압축 및 사출을 돕기 위해 첨가된다. 분말 야금에 의해 제조된 공지된 VSI 물질은 매트릭스 물질을 함유한 카바이드로서 고속 스틸 분말을 기재로 한다. 보통 사용되는 모든 분말은 180 μm 미만의 입자 크기를 갖는다. 혼합물의 평균 입자 크기는 통상 혼합물을 흐르도록 하고 제조를 촉진하도록 50 내지 100 μm이다. 많은 경우에 합금 및 윤활유 첨가제는 매트릭스 분말과 비교하여 입자 크기가 더욱 미세하여 분말 혼합물 및 최종 부품에서 합금되는 성분의 분산을 개선한다.

후에 분말 혼합물이 VSI 고리의 형상을 갖는 도구 캐비티로 공급된다. 400-900 MPa의 축방향 압력이 적용되었고, 그 결과 6.4-7.3 g/cm³의 밀도를 갖는 본래의 형상과 유사한 금속성 VSI 부품이 된다. 몇몇 예에서 이중 압축이 사용되어 비싼 합금 성분의 사용을 감소시킨다. 이중 압축에서는 두 개의 서로 다른 분말 혼합물이 사용된다. 우수한 마모 특성을 갖는 더욱 값비싼 것은 밸브와 마주보는 VSI의 마모 표면을 생성시키며 비교적 싼 것은 부품의 바람직한 높이를 제공한다. 압축 후, 개개의 그레인은 냉각 용접을 통해 단지 느슨하게 결합되고, 이후의 소결 공정은 개개의 입자들이 함께 분산되고 합금 성분이 분포되도록 하는 것이 필요하다. 소결은, 통상 질소 및 수소를 기반으로 감압하에서, 일반적으로 112O℃ 내지 115O℃의 온도에서 수행되지만 1300℃에 이르는 온도가 사용될 수도 있다. 소결 동안 또는 후에, 구리가 부품의 기공에 침투하여 경도 및 강도를 증가시킬 뿐 아니라 열 전도성 및 마모 특성을 개선할 수 있다. 많은 경우에서 이후의 열처리가 수행되어 최종 특성에 도달한다. VSI의 바람직한 기하학적 정확도를 달성하기 위해 이는 바람직한 크기로 가공된다. 많은 경우에 최종 가공은 VSI가 실린더 헤드에 설치된 후 수행된다. 최종 가공은 VSI 및 반전 밸브 프로파일을 제공하고 작은 차원의 변화를 갖도록 수행된다.

높은 내마모성을 갖는 전형적인 철-기재 분말의 예들은 미세하게 분산된 카바이드를 갖는 도구 스틸 분말을 포함하는 분말 혼합물에 관한 미국특허 제6,679,932호 및 스테인레스 스틸 분말에 관한 미국특허 제5,856,625호에 기재되었다.

W, V, Mo, Ti 및 Nb는 강력한 카바이드 생성 성분이며 이들 성분들은 특히 내마모성 제품의 제조에 관련된다. Cr은 또 하나의 카바이드 형성 성분이다. 그러나, 대부분의 이들 일반적인 카바이드 형성 금속은 값비싸며 적절치 못하게 높은 가격의 제품을 만든다. 따라서, 분말 야금용 산업에서 예컨대 밸브 시트 등에 적용하기에 충분한 내마모성을 갖는 덜 비싼 철-기재 분말, 또는 고속 스틸에 관한 요구가 있다.

크롬이 높은 내마모성을 갖는 일반적인 분말 및 단단한 상에 사용되는 다른 기존의 금속보다 싸고 보다 쉬운 유용한 카바이드 형성 금속이므로, 주된 카바이드 형성 금속으로서 크롬을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이런 식으로 분말 및 이에 따른 압축된 제품은 보다 싸게 제조될 수 있다.

통상의 고속 스틸의 카바이드는 일반적으로 아주 작지만, 본 발명에 따르면 예상외로 예를 들어 밸브 시트에 적용하기 위한, 동일한 이로운 내마모성을 갖는 분말이 주된 카바이드 형성 금속으로서 크롬으로 얻어질 수 있으며, 충분한 양의 큰 카바이드가 존재하는 경우, 소량의 더욱 미세하고 단단한 카바이드에 의해 지지됨을 보여준다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 높은 내마모성을 갖는 분말 야금용 제품의 제조를 위한 값싼 철-기재 분말을 제공하기 위한 것이다.

이 목적뿐 아니라 아래 논의로부터 분명한 다른 목적들은 본 발명에 따른 10 내지 18 중량% 미만의 Cr, 각각 0.5-5 중량%의 하나 이상의 Mo, W, V 및 Nb, 0.5-2 중량%, 바람직하게 0.7-2 중량% 및 가장 바람직하게는 1-2 중량%의 C를 포함하는 어닐링된 분무합금(pre-alloyed) 물 원자화된 철-기재 분말을 통해 달성되며, 여기서 상기 철-기재 분말은 10 중량% 미만의 Cr을 포함하는 매트릭스를 갖는다. 더욱이, 상기 철-기재 분말은 큰 크롬 카바이드 및 더욱 미세하고 단단한 크롬 카바이드를 포함한다.

분말 내에서 높은 Cr의 양은 큰 타입의 카바이드 예를 들어 M₂₃C₆ _-타입의 형성을 촉진하므로, 18 중량% 및 이를 초과하는 Cr은 매우 적은 함량의 미세하고 단단한 크롬 카바이드만을 제공할 것이다.

상술한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 이 신규의 분말은, 철-기재 분말 입자를 얻기 위해 10 내지 18 중량% 미만의 Cr, 각각 0.5-5 중량%의 하나 이상의 Mo, W, V 및 Nb, 0.5-2 중량%, 바람직하게 0.7-2 중량% 및 가장 바람직하게는 1-2 중량%의 C를 포함하는 철-기재 멜트(melt)를 물 원자화(water atomization) 시키고, 입자 내에 목적하는 카바이드를 함유하기에 충분한 온도 및 시간의 주기에서 상기 분말 입자를 어닐링하는 것을 포함하는 철-기재 분말을 제조하는 방법을 통해 얻을 수 있다.

바람직한 구체예에서, 900-1100℃ 범위의 온도 및 15-72 시간 범위의 어닐링 시간이 입자 내에 목적하는 카바이드를 함유하기에 충분한 것으로 밝혀졌다.

발명의 상세한 설명

본 발명의 분무합금 분말은 크롬, 10 내지 18 중량% 미만, 하나 이상의 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐 및 니오븀, 각각 0.5-5중량%, 및 탄소, 0.5-2중량%, 바람직하게 0.7-2중량% 및 가장 바람직하게 1-2중량%, 나머지로 철, 임의의 다른 합금 성분 및 불가피한 불순물을 함유한다.

분무합금 분말은 임의적으로 다른 합금 성분, 예컨대 실리콘, 2중량% 이하를 포함할 수 있다. 다른 합금 성분 또는 첨가물이 또한 임의적으로 포함될 수 있다.

매우 값비싼 카바이드 형성 금속 니오븀 및 티타늄이 본 발명의 분말에 필요하지 않다는 점을 특히 주목해야 한다.

분무합금 분말은 바람직하게 40-100 μm의 범위, 바람직하게 약 80 μm의 평균 입자 크기를 갖는다.

바람직한 구체예에서 분무합금 분말은 12- 17중량%의 Cr, 예컨대 15-17중량%의 Cr, 예를 들어 16중량%의 Cr을 포함한다.

바람직한 구체예에서 분무합금 분말은 12 내지 18 중량% 미만의 Cr, 1-3 중량%의 Mo, 1-3.5 중량%의 W, 0.5-1.5 중량%의 V, 0.2-1 중량%의 Si, 1-2 중량%의 C 및 나머지 Fe를 포함한다.

가장 바람직한 구체예에서 분무합금 분말은 14 내지 18 중량% 미만의 Cr, 1-2 중량%의 Mo, 1-2 중량%의 W, 0.5-1.5 중량%의 V, 0.2-1 중량%의 Si, 1-2 중량%의 C 및 나머지 Fe를 포함한다.

다른 가장 바람직한 구체예에서 분무합금 분말은 12 내지 15 중량% 미만의 Cr, 1-2 중량%의 Mo, 2-3 중량%의 W, 0.5-1.5 중량%의 V, 0.2-1 중량%의 Si, 1-2 중량%의 C 및 나머지 Fe를 포함한다.

바람직한 구체예에서, 큰 크롬 카바이드는 M₂₃C₆ _-타입(M = Cr, Fe, Mo, W)이며, 즉, 카바이드 형성을 조절하는 성분으로서 Cr 곁에 하나 이상의 Fe, Mo 및 W가 존재할 수 있다.

바람직한 구체예에서, 더욱 미세하고 단단한 크롬 카바이드는 M₇C₃ _- 타입(M = Cr, Fe, V)이며, 즉, 카바이드 형성을 조절하는 성분으로서 Cr 곁에 하나 이상의 Fe 및 V가 존재할 수 있다. 두 타입의 카바이드는 또한 상기 특정 카바이드 형성 성분 이외의 것을 소량으로 함유할 수 있다. 분말은 상기 카바이드 타입 이외의 것을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 분말의 큰 카바이드는 바람직하게 8-45 μm의 범위, 보다 바람직하게 8-30 μm의 범위 내의 평균 크기, 약 1100-1300 마이크로비커의 경도를 가지며 바람직하게 전체 분말의 10-30 부피%를 차지한다.

본 발명의 분말의 M₇C₃ _- 타입의 보다 작은 카바이드는 M₂₃C₆ _-타입의 큰 카바이드보다 더욱 작고 단단하다. 본 발명의 분말의 M₇C₃ _- 타입의 보다 작은 카바이드는 바람직하게 8 μm 미만의 평균 크기, 약 1400-1600 마이크로비커의 경도를 가지며 바람직하게 전체 분말의 3-10 부피%를 차지한다.

카바이드가 불균일한 모양을 가지기 때문에, "크기"는 현미경에서 측정되는 것으로서 가장 긴 부분으로 정의된다.

이들 큰 카바이드들을 얻기 위해, 분무합금 분말은 바람직하게 진공하에서 장기간 어닐링된다. 어닐링은 바람직하게 900-1100℃의 범위, 가장 바람직하게 약 1000℃에서 수행되는데, 이는 분무합금 분말의 크롬이 탄소와 반응하여 크롬 카바이드를 형성하는 온도이다.

어닐링 동안, 신규의 카바이드가 형성되고 증가하며 존재하는 카바이드는 크롬 및 탄소 사이의 반응을 통해 계속 증가한다. 목적하는 크기의 카바이드를 얻기 위해 어닐링은 바람직하게 15-72 시간 동안, 보다 바람직하게는 48 시간을 초과하여 계속된다. 보다 긴 어닐링 주기는, 보다 큰 카바이드 그레인을 증가시킨다. 그러나, 어닐링은 많은 에너지를 소비하며 오랜 기간 계속하는 경우에는 제조 플로우 병목이 될 수 있다. 따라서, 약 20-30 μm의 큰 크롬 카바이드의 평균 크롬 카바이드 그레인 크기가 최선일 수 있지만, 우선성에 따라, 경제적인 관점에서 어닐링을 보다 빨리 끝내기 위해서는, 큰 크롬 카바이드의 평균 크롬 카바이드 그레인 크기가 약 10 μm인 경우가 보다 편리할 수 있다.

어닐링 온도로부터 바람직하게 12 시간을 초과하는, 매우 느린 냉각이 적용된다. 보다 큰 양의 카바이드가 보다 낮은 온도에서 열동력학적으로 안정하므로, 느린 냉각은 카바이드의 추가적인 성장을 허용할 것이다. 느린 냉각은 또한 매트릭스가 페라이트로 되고, 이것이 분말의 압축률에 중요하다는 것을 확신시켜 준다.

분말을 어닐링하는 것은 카바이드의 성장 이외에 다른 이점도 갖는다.

어닐링 동안 또한 매트릭스 그레인이 성장하며, 물 원자화의 결과로서 얻어지는, 분말 입자의 고유의 압력이 완화된다. 이들 인자는 분말을 덜 단단하게 하며, 예를 들어 분자에 보다 큰 압축률을 주어 압축되기 쉽게 만든다.

어닐링 동안, 분말의 탄소 및 산소의 함량은 조절될 수 있다. 산소 함량은 낮게 유지하는 것이 일반적으로 바람직하다. 어닐링 동안 탄소는 산소와 반응하여 기체성 탄소산화물을 형성하며, 이는 분말의 산소 함유량을 감소시킨다. 카바이드를 형성하고 산소 함량을 감소시키기 위한 분무합금 분말 자체 내의 탄소가 충분하지 않다면 추가의 탄소가, 그라파이트 분말의 형태로, 어닐링을 위해 제공될 수 있다.

어닐링 동안, 분무합금 분말의 많은 크롬이 매트릭스로부터 카바이드로 이동하므로, 결과적으로 어닐링된 분말의 매트릭스가 매트릭스의 10 중량% 미만, 바람직하게 9 중량% 미만, 및 가장 바람직하게 8 중량% 미만의 용해된 크롬의 함량을 가지게 되고, 분말은 스테인레스가 아니게 된다.

분말의 매트릭스 조성물은 소결하는 동안 페라이트가 오스테나이트로 변형되도록 디자인된다. 이로 인해, 오스테나이트는 소결 후 냉각에 의해 마텐자이트로 변형될 수 있다. 마텐자이트성 매트릭스에서 큰 카바이드 및 보다 작고 단단한 카바이드의 조합은 우수한 내마모성의 압축되고 소결된 부품을 제공할 것이다.

본 발명의 어닐링된 분말은 압축 및 소결 이전에 다른 분말 구성요소, 예컨대 다른 철-기재 분말, 그라파이트, 증발성 윤활제, 고체 윤활제, 절삭성 증강제 등과 혼합되어 높은 내마모성을 갖는 제품을 제조할 수 있다. 한 예로 본 발명의 분말과 순수한 철 분말 및 그라파이트 분말, 또는 스테인레스 스틸 분말을 혼합할 수 있다. 소결시키는 동안 압축을 촉진하고 증발하는 윤활제, 예컨대 왁스, 스테아레이트, 금소 소프(soap) 등뿐만 아니라 소결된 제품의 사용 동안 마찰을 감소시키고 이의 절삭성을 증강시킬 수도 있는 고체 윤활제, 예컨대 MnS, CaF₂, MoS₂이 첨가될 수 있다. 또한, 분말 야금용 분야의 다른 일반적인 첨가제뿐 아니라 다른 절삭성 증강제가 첨가될 수 있다.

우수한 압축률에 기인하여 얻어진 혼합물은 모따기된(chamfered) 반전 밸브 프로파일을 가진 원래 모양에 가까운 VSI 부품으로 압축하기에 적당하다.

도 1은 OB1 기재 시험 물질의 미세구조를 보여준다.
도 2는 M3/2 기재 시험 물질의 미세구조를 보여준다.

실시예 1

16.0 중량% Cr, 1.5 중량% Mo, 1.5 중량% W, 1 중량% V, 0.5 중량% Si, 1.5 중량% C 및 나머지 Fe의 멜트를 물 원자화시켜 분무합금 분말을 형성시켰다. 이후 얻어진 분말을 1000℃에서 약 48 시간 동안 진공 어닐링하였고, 전체 어닐링 시간은 약 60 시간이었으며, 후에 상기 분말 입자는 페라이트성 매트릭스에서 약 10 μm의 평균 그레인 크기의 약 20 부피%의 M₂₃C₆ _- 타입 카바이드 및 약 3 μm의 평균 그레인 크기의 약 5 부피%의 M₇C₃ _- 타입 카바이드를 함유한다.

얻어진 분말(이하에서 "OB1")을 0.5 중량% 그라파이트 및 0.75 중량%의 휘발성 윤활제와 혼합하였다. 혼합물을 700 MPa의 압력에서 테스트 바(bars)로 압축하였다. 얻어진 샘플을 1120℃의 온도에서 90N₂/10H₂의 대기하에 소결시켰다. 소결 후에 상기 샘플을 액체 질소에서 저온 냉각시키고 후에 550℃에서 템퍼링하였다.

공지된 HSS 분말 M3/2를 기재로 하는 유사한 혼합물을 제조하고 상술한 바와 같은 동일한 공정을 사용하여 테스트 바를 제조하였다.

테스트 바는 비커스 방법에 따라 경도를 시험하였다. 고온 경도는 세 가지의 서로 다른 온도(300/400/500℃)에서 시험하였다. 결과를 아래 표에 요약하였다.

OB1 시험 물질(도 1 참조)의 미세구조는 마텐자이트성 매트릭스에서 바람직한 크고 작은 카바이드의 혼합물로 이루어진다. 대조 물질(도 2 참조)은 유사한 미세구조를 갖지만 OB1 물질보다 작은 카바이드를 갖는다.

OB1 물질은 M3/2 물질보다 약간 높은 다공성을 가지며, 이는 OB1 미세경도가 M3/2의 그것보다 높지만 왜 OB1 경도값(HV5)이 M3/2의 그것보다 더욱 낮은지를 설명한다. PM VSI 부품의 제조에서, 다공성은 일반적으로 소결시키는 동안 구리 침투(infiltration)에 의해 제거되고 이러한 효과는 따라서 도외시될 수 있다. 이점을 고려하여, OB1 물질의 경도값을 대조 M3/2 물질의 그것과 비교할 수 있으며, 이는 물질이 비슷한 내마모성을 가져야만 한다는 좋은 암시를 준다. 특히, 상승된 온도에서 경도를 유지하는 것은 VSI 적용에서 내마모성을 위해 중요하다. 고온 경도 시험 결과는 OB1 물질이 이들 요건을 충족시킴을 보여준다.

실시예 2

14.5 중량% Cr, 1.5 중량% Mo, 2.5 중량% W, 1 중량% V, 0.5 중량% Si, 1.5 중량% C 및 나머지 Fe의 멜트를 물 원자화시켜 분무합금 분말을 형성시켰다. 이후 얻어진 분말을 1000℃에서 약 48 시간 동안 진공 어닐링하였고, 전체 어닐링 시간은 약 60 시간이었으며, 후에 상기 분말 입자는 페라이트성 매트릭스에서 약 10 μm의 평균 그레인 크기의 약 20 부피%의 M₂₃C_6- 타입 카바이드 및 약 3 μm의 평균 그레인 크기의 약 5 부피%의 M₇C₃ _- 타입 카바이드를 함유한다.

이 분말을 0.5 중량% 그라파이트 및 0.75 중량%의 휘발성 윤활제와 혼합 처리하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 테스트 바를 제조하였고, 그 결과 미세구조는 도 1의 그것과 매우 유사하다.

Claims

어닐링된 분무합금(pre-alloyed) 물 원자화된(water atomised) 철-기재 분말로서,
10 내지 18 중량% 미만의 Cr;
각각 0.5-5 중량%의 하나 이상의 Mo, W, V 및 Nb; 및
0.5-2 중량%, 바람직하게 0.7-2 중량% 및 가장 바람직하게는 1-2 중량%의 C를 포함하고,
여기서 상기 철-기재 분말이 10 중량% 미만의 Cr을 포함하는 매트릭스를 가지며, 여기서 상기 철-기재 분말이 큰 크롬 카바이드 및 더욱 작고 단단한 크롬 카바이드를 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항에 있어서, 8-45 μm의 평균 크기를 갖는 큰 크롬 카바이드 및 8 μm 미만의 평균 크기를 갖는 더욱 작고 단단한 크롬 카바이드를 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항에 있어서, 8-30 μm의 평균 크기를 갖는 큰 크롬 카바이드 및 8 μm 미만의 평균 크기를 갖는 더욱 작고 단단한 크롬 카바이드를 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 10-30 부피%의 큰 크롬 카바이드 및 3-10 부피%의 더욱 작고 단단한 크롬 카바이드를 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스가 스테인레스가 아닌 철-기재 분말.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 분말이 0-2 중량% Si를 추가로 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 40-100 μm의 중량 평균 입자 크기를 갖는 철-기재 분말.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 12 내지 18 중량% 미만의 Cr, 1-3 중량%의 Mo, 1-3.5 중량%의 W, 0.5-1.5 중량%의 V, 0.2-1 중량%의 Si, 1-2 중량%의 C 및 나머지 Fe를 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 12 내지 15 중량% 미만의 Cr, 1-2 중량%의 Mo, 2-3 중량%의 W, 0.5-1.5 중량%의 V, 0.2-1 중량%의 Si, 1-2 중량%의 C 및 나머지 Fe를 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 14 내지 18 중량% 미만의 Cr, 1-2 중량%의 Mo, 1-2 중량%의 W, 0.5-1.5 중량%의 V, 0.2-1 중량%의 Si, 1-2 중량%의 C 및 나머지 Fe를 포함하는 철-기재 분말.
제 1 항에 있어서, 큰 크롬 카바이드가 M₂₃C₆ _-타입이고, 여기서 M = Cr, Fe, Mo, W인 철-기재 분말.
제 1 항에 있어서, 더욱 작고 단단한 크롬 카바이드가 M₇C₃ _- 타입이고, 여기서 M = Cr, Fe, V인 철-기재 분말.
철-기재 분말 입자를 얻기 위해, 10 내지 18 중량% 미만의 Cr, 각각 0.5-5 중량%의 하나 이상의 Mo, W, V 및 Nb, 0.5-2 중량%, 바람직하게 0.7-2 중량% 및 가장 바람직하게는 1-2 중량%의 C를 포함하는 철-기재 멜트(melt)를 물 원자화시키고;
입자 내에 큰 크롬 카바이드 및 더욱 작고 단단한 크롬 카바이드를 얻기에 충분한 온도 및 시간의 주기에서 상기 분말 입자를 어닐링하는 것을 포함하는,
10 중량% 미만의 Cr을 가지는 매트릭스를 포함하는 철-기재 분말을 제조하는 방법.
적어도 제 1 항에 따른 분말로부터 제조된 압축하고 소결시킨 부품.
제 14 항에 있어서, C-함유량의 일부가 소결시키는 동안 합금되는 압축하고 소결시킨 부품.
제 14 항에 있어서, 압축하고 소결시킨 부품이 제 1 항에 따른 분말 및 하나 이상의 철-기재 분말, 그라파이트, 휘발성 윤활제, 고체 윤활제, 절삭성 증강제(enhancing agent)를 포함하는 분말 조성물로부터 제조되는 압축하고 소결시킨 부품.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 압축하고 소결시킨 부품이 밸브 시트 인서트인 압축하고 소결시킨 부품.
제 17 항에 있어서, 압축 동안 형성된 반전(inverted) 밸브 프로파일을 갖는 모따기된 정합(chamfered mating) 표면을 포함하는 압축하고 소결시킨 부품.