PL189271B1 - Rozpylony wodą, wyżarzony proszek oraz sposób wytwarzania wyrobu spiekanego - Google Patents
Rozpylony wodą, wyżarzony proszek oraz sposób wytwarzania wyrobu spiekanegoInfo
- Publication number
- PL189271B1 PL189271B1 PL99341981A PL34198199A PL189271B1 PL 189271 B1 PL189271 B1 PL 189271B1 PL 99341981 A PL99341981 A PL 99341981A PL 34198199 A PL34198199 A PL 34198199A PL 189271 B1 PL189271 B1 PL 189271B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- powder
- content
- iron
- manganese
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
- C21D3/02—Extraction of non-metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
1 Rozpylony woda, wyzarzony proszek na bazie zelaza, zawierajacy wagowo 2,5-3,5% chrom u, 0,3-0,7% m olibde- nu, nie wiecej niz 0,10% krzem u, nie wiecej niz 0,25% tlenu, nie wiecej niz 0,01% w egla oraz m angan, miedz, nikiel, wanad, azot, zelazo i nieuniknione zanieczyszcze- nia, znamienny tym, ze zaw iera 0,09-0,3% m anganu, nie wiecej niz 0,1% m iedzi, nie wiecej niz 0,15% niklu, nie wiecej niz 0,02% fosforu, nie wiecej niz 0,01% azotu, nie wiecej niz 0,10% wolfram u, przy czym bilansem jest zawartosc zelaza i nieuniknionych zanieczyszczen w yno- szaca nie wiecej niz 0,5% 3 Sposób wytwarzania wyrobu spiekanego o w ytrzy- malosci na rozciaganie co najmniej 750 M Pa, znamienny tym, ze rozpyla sie w oda proszek na bazie zelaza zawie- raiacy nastepujace pierwiastki stopow e 2,5-3,5% wago- wych chromu, 0,3-0,7% wagowych m olibdenu i mangan w ilosci 0,09-0,3% wagowych, wyzarza sie rozpylony woda proszek, dodaje grafit i opcjonalnie co najm niej jeden pier- wiastek stopowy wybrany z grupy obejm ujacej miedz, fosfor, bor, niob, wanad, nikiel i wolfram w odpowiedniej ilosci, prasuje sie wyzarzony proszek przy cisnieniu w yno- szacym co najm niej 600 M Pa i poddaje sie sprasow ana m ase spiekaniu PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest rozpylony wodą, wyżarzony proszek oraz sposób wytwarzania wyrobu spiekanego, w szczególności stopowy proszek stalowy na bazie chromu, a zwłaszcza niskotlenowy, niskowęglowy stopowy proszek stalowy, który może być stosowany do wytwarzania części konstrukcyjnych.
189 271
Znane są, ostatnio opracowane różne techniki wzmacniania materiałów do spiekanych części maszyn wytwarzanych z różnych proszków ze stali stopowej drogą metalurgii proszków. Zastosowanie pierwiastków stopowych, takich jak chrom, molibden i mangan, w niskowęglowych żelaznych proszkach ujawniono na przykład w amerykańskim opisie patentowym nr US 4266974 i europejskim opisie patentowym nr EP 0653262. Materiałem podstawowym proszków w obydwu publikacjach jest proszek rozpylony wodą i wyżarzony redukcyjnie. Z publikacji amerykańskiej wiadomo, że najważniejszym etapem uzyskania proszku o niskiej zawartości tlenu i węgla jest etap wyżarzania, który powinno prowadzić się korzystnie pod zmniejszonym ciśnieniem, specyficznie przez ogrzewanie indukcyjne pod zmniejszonym ciśnieniem. Z powołanego wyżej amerykańskiego opisu patentowego jest wiadomo, że inne sposoby wyżarzania redukcyjnego pociągają za sobą niedogodności związane z ich stosowaniem na skalę handlową. W opisie do zgłoszenia europejskiego nie ujawniono wyżarzania redukcyjnego. Skuteczne ilości pierwiastków stopowych według amerykańskiego opisu patentowego wynoszą wagowo od 0,2 do 5,0% chromu, od 0,1 do 7,0% molibdenu i od 0,35 do 1,50% manganu. Publikacja europejska podaje, że skuteczne ilości powinny wynosić wagowo od 0,5 do 3% chromu, od 0,1 do 2% molibdenu i co najwyżej 0,08% manganu. Celem wynalazku według amerykańskiego opisu patentowego jest opracowanie proszku spełniającego wymagania wysokiej ściśliwości i podatności na prasowanie oraz dobrych właściwości obróbki cieplnej, takich jak nawęglanie i hartowność, w spiekanej masie. Poważną niedogodnością przy stosowaniu rozwiązania ujawnionego (w zgłoszeniu europejskim) jest to, że nie można stosować taniego złomu, ponieważ taki złom zawiera normalnie więcej niż 0,08% wagowo manganu. W tym kontekście w europejskim zgłoszeniu patentowym podaje się, że specyficzna obróbka nie może być stosowana do zmniejszania zawartości manganu do poziomu nie wyzszego niż 0,08% wagowo. Inny problem polega na tym, że nie ujawnia się wyżarzania redukcyjnego i możliwości uzyskania niskiej zawartości tlenu i węgla w żelaznych proszkach rozpylonych wodą, zawierających pierwiastki wrażliwe na utlenianie, takie jak chrom i mangan. Jedyną informacją podaną w tym względzie wydaje się być informacja podana w przykładzie I tego opisu, w którym podaje się, że musi być prowadzona redukcja końcowa.
Znany jest sposób, który można stosować do wytwarzania niskotlenowych, niskowęglowych proszków opartych na żelazie, zawierających małe ilości łatwo utleniających się pierwiastków stopowych, ujawniony w będącym w toku szwedzkim zgłoszeniu patentowym nr 98001530. Ten sposób obejmuje następujące etapy: ładowanie gazoszczelnego pieca proszkiem rozpylonym wodą w zasadzie w atmosferze gazu obojętnego i zamykanie pieca, zwiększanie temperatury pieca, korzystnie drogą bezpośredniego ogrzewania elektrycznego albo gazowego, do temperatury 800-1350°C, kontrolowanie wzrostu wytwarzania się gazowego tlenku węgla CO i usuwanie gazu z pieca, gdy obserwuje się znaczny wzrost wytwarzania się tlenku węgla CO, oraz chłodzenie proszku, gdy wzrost wytwarzania się gazowego tlenku węgla CO zmniejsza się.
Rozpylony wodą, wyżarzony proszek na bazie żelaza, zawierający wagowo 2,5-3,5% chromu, 0,3-0,7% molibdenu, nie więcej niż 0,10% krzemu, nie więcej niż 0,25% tlenu, nie więcej niż 0,01 % węgla oraz mangan, miedź, nikiel, wanad, azot, żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera 0,09-0,3% manganu, nie więcej niż 0,1% miedzi, nie więcej niż 0,15% niklu, nie więcej niż 0,02% fosforu, nie więcej niz 0,01% azotu, nie więcej niż 0,10% wolframu, przy czym bilansem jest zawartość zelaza i nieuniknionych zanieczyszczeń wynosząca nie więcej niż 0,5% w szczególności proszek zawiera, korzystnie, 2,7-3,3% chromu, 0,4-0,6% molibdenu, 0,09-0,25% manganu, nie więcej niz 0,15% tlenu i nie więcej niż 0,007% węgla, przy czym bilansem jest zawartość żelaza i nieuniknionych zanieczyszczeń wynosząca nie więcej niż 0,2%.
Sposób wytwarzania wyrobu spiekanego o wytrzymałości na rozciąganie co najmniej 750 MPa, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rozpyla się wodą proszek na bazie zelaza, zawierający wagowo następujące pierwiastki stopowe 2,5-3,5% chromu, 0,3-0,7% molibdenu i mangan w ilości 0,09-0,3%, wyżarza się rozpylony wodą proszek, dodaje grafit i opcjonalnie co najmniej jeden pierwiastek stopowy wybrany z grupy obejmującej miedź, fosfor, bor, niob, wanad, nikiel i wolfram w odpowiedniej ilości, prasuje się wyżarzony proszek przy ciśnieniu wynoszącym co najmniej 600 MPa i poddaje się sprasowaną masę spiekaniu,
189 271 przy czym prowadzi się ponadto redukcję pod ciśnieniem atmosferycznym w atmosferze redukującej w obecności wodoru H2 i regulowanej ilości wody H2 O.
Zaleca się ponadto prowadzenie redukcji pod niskim ciśnieniem, w zasadzie w obojętnej atmosferze i z odprowadzaniem tlenku węgla CO.
W procesie według wynalazku w szczególności stosuje się rozpylony wodą proszek, który ma przed wyżarzaniem stosunek wagowy zawartości tlenu do zawartości węgla od 1 do 4, korzystnie od 1,5 do 3,5, a zwłaszcza od 2 do 3, przy czym zawartość węgla wynosi od 0,1 do 0,9% wagowych, ponadto przed etapem prasowania dodaje się do proszku grafit w ilości od 0,25 do 0,65% wagowych, korzystnie od 0,3 do 0,5% wagowych.
W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku w przypadku, kiedy stosuje się proszki o zawartości chromu od 3 do 3,5% wagowych ilość grafitu wynosi od 0,25 do 0,5% wagowych. Ponadto stosuje się temperaturę spiekania wynoszącą co najwyżej 1220°C, korzystnie mniej niż 1200°C, a zwłaszcza mniej niż 1150°C, oraz czasy spiekania krótsze niż 60 minut, korzystnie krótsze niż 50 minut, a zwłaszcza krótsze niz 40 minut, przy czym łączna zawartość węgla w wytwarzanym wyrobie spiekanym wynosi co najmniej 0,25% wagowych, a zwłaszcza co najmniej 0,3% wagowych.
Zaleta rozwiązania według wynalazku polega na tym, że zaproponowano oparty na chromie, niskotlenowy, niskowęglowy proszek żelazny, zawierający wagowo od 2,5 do 3,5% chromu, od 0,3 do 0,7% molibdenu i od 0,09 do 0,3% manganu. Taki skład umożliwia wytwarzanie spiekanych części konstrukcyjnych, które mają doskonałe właściwości mechaniczne, z taniego, rozpylonego wodą, wyżarzonego redukcyjnie surowca.
Niespodziewanie ustalono, że spiekane produkty wytworzone z proszku według wynalazku wyróżniają się zarówno wysoką wytrzymał ością na rozciąganie, jak i wysoką wiązkością oraz wysoką dokładnością wymiarów. Jeszcze bardziej zadziwiający jest fakt, że te właściwości można uzyskać bez obróbki termicznej spiekanych produktów. Stąd ustalono, że spiekane produkty łączące w sobie wytrzymałość na rozciąganie co najmniej 800 MPa i udarność co najmniej 19 J można otrzymać w niekosztownym urządzeniu do spiekania, takim jak piece taśmowe o wysokiej wydajności, pracujące w temperaturze około 1120°C, przy zastosowanych czasach spiekania około 10 minut.
Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania objaśniono na załączonym rysunku, który przedstawia wykres wytrzymałości na rozciąganie TS w funkcji zawartości chromu Cr, oraz wykres energii udamościowej w funkcji zawartości chromu Cr dla wyrobu spiekanego według wynalazku.
W korzystnym przykładzie wykonania rozpylonego wodą, wyzarzonego proszku na bazie żelaza według wynalazku ilość chromu zmienia się wagowo korzystnie od 2,7 do 3,3% ilość molibdenu Mo zmienia się od 0,4 do 0,6%, a ilość manganu Mn zmienia się od 0,09 do 0,3%.
Proszek ze stali stopowej według wynalazku można łatwo wytwarzać poddając stal przeznaczoną na wlewki, przygotowaną w taki sposób, aby miała powyższy skład pierwiastków stopowych, jakiemukolwiek znanemu procesowi rozpylania wodą. Korzystne jest otrzymywanie proszku rozpylonego wodą w taki sposób, aby przed wyżarzaniem proszek rozpylony wodą miał stosunek wagowy tlenu do węgla O : C wynoszący od 1 do 4, korzystnie od 1,5 do 3,5, a zwłaszcza od 2 do 3, a zawartość węgla wynoszącą od 0,1 do 0,9% wagowo. W celu dalszego przetwarzania według niniejszego wynalazku ten rozpylony wodą proszek powinien być wyżarzany, np. znanymi ze stanu techniki sposobami opisanymi w opisie do zgłoszenia międzynarodowego nr PCT/SE97/01292 (włączonym tu tytułem referencji), który bardziej specyficznie dotyczy sposobu obejmującego następujące etapy: przygotowanie rozpylonego wodą proszku, składającego się w zasadzie z żelaza i ewentualnie co najmniej jednego pierwiastka stopowego wybranego z grupy obejmującej chrom, mangan, miedź, nikiel, wanad, niob, bor, krzem, molibden i wolfram, wyżarzanie proszku w atmosferze zawierającej co najmniej gazowy H2 i H2 O, pomiar stężenia co najmniej jednego z tlenków węgła utworzonego w procesie odwęglania, albo pomiar potencjału tlenowego w zasadzie jednocześnie co najmniej w dwóch punktach znajdujących się w określonej odległości względem siebie w kierunku wzdłuznym pieca, albo pomiar stężenia co najmniej jednego z tlenków węgla w połączeniu z pomiarem potencjału tlenowego co najmniej w jednym punkcie pieca, nastawianie za pomocą pomiaru zawartości gazowej H2 O w atmosferze odwęglającej.
189 271
Wyżarzony, niskotlenowy, niskowęglowy proszek miesza się następnie z proszkiem grafitowym i ewentualnie co najmniej z jednym pierwiastkiem stopowym wybranym z grupy obejmującej miedź Cu, fosfor P, bor B, niob Nb, wolfram V, nikiel Ni i wanad W w ilości, która jest określona przez końcowe zastosowanie spiekanego produktu. Ilość dodanego grafitu zmienia się zwykle od 0,15 do 0,65% wagowo proszku opartego na żelazie, a ilość środka smarującego, takiego jak stearynian cynkowy albo wosk (H-wax) wynosi do 1%o wagowo proszku opartego na żelazie. Następnie tę mieszaninę prasuje się przy zwykłych ciśnieniach prasowania, to jest pod ciśnieniami od 400 do 800 MPa, i spieka w temperaturach od 1100° do 1300°C. Korzystnie jednak i zupełnie niespodziewanie produkty wytworzone z proszku według wynalazku wykazują jednak doskonałe właściwości mechaniczne także i wtedy, gdy proszki spieka się w niskich temperaturach, to jest w temperaturach poniżej około 1220°C, korzystnie poniżej 1200°C, a nawet poniżej około 1150°C, i porównywalnie krótkich czasach spiekania, to jest w czasach spiekania poniżej 1 godziny, takich jak 45 minut. Czas spiekania wynosi zwykle około 30 minut.
Zawartość odnośnych składników w proszku ze stali stopowej i spiekanej masie według wynalazku jest ograniczona pewnym przedziałem.
Powód, dla którego zawartość węgla w proszku ze stali stopowej nie jest większa niz 0,01%, wynika stąd, że węgiel jest pierwiastkiem, który służy do utwardzania osnowy ferrytowej drogą tworzenia stałego roztworu, gdy wnika on do stali. Jeżeli zawartość węgla przekracza 0,01% wagowo, to proszek znacznie utwardza się, co daje w wyniku zbyt niską ściśliwość proszku przeznaczonego do zastosowania handlowego.
Ilość węgla w spiekanym wyrobie jest wyznaczona ilością proszku grafitowego zmieszanego z proszkiem ze stali stopowej według wynalazku. Ilość grafitu dodanego do proszku wynosi typowo od 0,15 do 0,65% wagowo. W przypadku proszków o zawartości węgla od 3 do 3,5% zawartość dodanego grafitu jest cokolwiek nizsza i wynosi korzystnie od 0,15 do 0,5% wagowo. Ilość węgla w spieczonym produkcie jest w zasadzie taka sama jak ilość grafitu dodanego do proszku.
Ograniczone ilości następujących składników są wspólne zarówno dla proszku ze stali stopowej, jak i spieczonej masy.
Dodatek składnika manganu zwiększa wytrzymałość stali przez zwiększenie hartowności i skrośne hartowanie roztworu. Jeżeli jednak ilość manganu przekracza 0,3%, to twardość ferrytu zwiększa skrośne hartowanie stałego roztworu, a to z kolei daje w wyniku proszki, które mają niską ściśliwość. Jeżeli ilość manganu jest mniejsza niż 0,08% wagowych, to nie jest możliwe wykorzystywanie taniego złomu, który normalnie ma zawartość manganu powyżej 0,08% wagowych, jeżeli nie prowadzi się specyficznej obróbki w celu zmniejszenia zawartości manganu w czasie wytwarzania stali. Stąd korzystna ilość manganu według niniejszego wynalazku wynosi 0,09-0,3%. W połączeniu z zawartościami węgla poniżej 0,007% wagowych ten przedział zawartości manganu daje wyniki najbardziej interesujące.
Składnik chrom jest odpowiednim pierwiastkiem stopowym w proszkach stalowych, ponieważ daje spiekane produkty, które mają lepszą hartowność, lecz nie znacznie zwiększoną twardość ferrytową. Dla uzyskania wystarczającej wytrzymałości po spiekaniu korzystna jest zawartość chromu 2,5% wagowo albo wyzsza. Zawartości chromu powyżej 3,5% wagowych stwarzają problemy z tworzeniem się tlenków i ewentualnie węglików, a poza tym, jeżeli zawartość chromu przekracza 3,5% wagowo, to hartowność staje się zbyt wysoka dla praktycznego stosowania spiekanych wyrobów. Punkt krytyczny wyboru wąskiego przedziału 2,5-3,5% wagowo zawartości chromu dla uzyskania połączenia wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i udarności jest ponadto pokazany na załączonym rysunku.
Składnik molibden służy do zwiększenia wytrzymałości stali poprzez polepszenie hartowności, a także hartowania skrośnego i wydzieleniowego. Zawartość składnika molibdenu poniżej 0,3% wagowych ma tylko nieznaczny wpływ na właściwości. Korzystne jest ponadto, aby ilość molibdenu nie przekraczała 0,7% wagowych na skutek kosztów tego pierwiastka stopowego. W celu uzyskania mas o wysokiej wytrzymałości i proszków o wysokiej ściśliwości wymagane są na ogół małe ilości siarki i fosforu, to jest ilości poniżej 0,01%, przy czym ilości siarki i fosforu w proszkach stosowanych według niniejszego wynalazku wynoszą poniżej 0,01% wagowo.
189 271
Składnik tlen ma duży wpływ na mechaniczną wytrzymałość spiekanej masy i na ogół jest korzystne, gdy ilość tlenu jest utrzymywana na możliwie niskim poziomie. Tlen tworzy trwałe tlenki z chromem i to powoduje przeciwdziałanie właściwemu mechanizmowi spiekania. Ilość tlenu nie powinna zatem przekraczać 0,2% wagowo. Jeżeli ta ilość przekracza 0,25% wagowo, to wytwarzają się duże ilości tlenków.
Spiekanie sprasowanej masy prowadzi się korzystnie w temperaturze niższej niż 1220°C, korzystnie niższej niż 1220°C, a zwłaszcza niższej niż 1150°C. Jak opisano w poniższych przykładach realizacji wynalazku, niespodziewanie dobrą wytrzymałość na rozciąganie, bez dalszej obróbki cieplnej, uzyskuje się wtedy, gdy spiekanie prowadzi się w temperaturach tak niskich jak 1120°C w ciągu okresu czasu wynoszącego tylko 30 minut. W wysokich temperaturach, to jest w temperaturach powyżej 1220°C, koszty spiekania wzrastają w sposób niepożądany, co powoduje, że proszki i sposób według niniejszego wynalazku stają się bardzo atrakcyjne z punktu widzenia przemysłowego.
Szybkość chłodzenia poniżej 0,5°C/sek daje w wyniku tworzenie się ferrytu, natomiast szybkości chłodzenia przekraczające 2°C/sek dają w wyniku tworzenie się martenzytu. W zależności między innymi od składu proszku żelaza i ilości dodanego grafitu szybkości chłodzenia typowe dla pieców taśmowych, to jest 0,5-2°C/sek, prowadzą do struktur całkowicie bainitycznych, co jest pożądane dla dobrego połączenia wytrzymałości i wiązkości. W tym kontekście należy także wspomnieć, że proces spiekania według niniejszego wynalazku prowadzi się korzystnie w piecach taśmowych.
Wynalazek zilustrowano poniżej następującymi zalecanymi przykładami wykonania.
Przykład I
Proszki stalowe o zawartości wagowo chromu od 2 do 3%, zawartości molibdenu 0,5% i zawartości manganu 0,11% poddawano rozpylaniu wodą i wyzarzaniu w znany sposób (np. opisany w zgłoszeniu patentowym nr PCT/SE97/01292). Następnie dodawano grafit (C-UF4) w ilościach zmieniających się od 0,3 do 0,7% wagowo, jak również 0,8% wagowo środka smarującego w postaci wosku (H-wax). Proszki prasowano pod ciśnieniem 700 MPa, a następnie spiekano w atmosferze 90% azotu N2/10% wodoru H2 w ciągu 30 minut w temperaturze 1120°C. W poniższych tabelach 1, 2 i 3 przedstawiono gęstość w stanie wilgotnym (GD), zmianę wymiarów (d1/L), twardość (Hv10), wytrzymałość na rozciąganie (TS), umowną granicę plastyczności (YS) i energię udarnościową (Charpy) wytworzonych produktów.
Tabela 1
Proszek: 2Cr, 0,5Mo, 0,11Mn
| Dodany grafit, % | GD g/cm3 | Dl/L | Hv10 | TS, MPa | YS, MPa | Charpy, J |
| 0,3 | 7,14 | ~0,072 | 200 | 669 | 521 | 23,5 |
| 0,4 | 7,11 | ~0,085 | 210 | 720 | 538 | 20,8 |
| 0,5 | 7,12 | ~0,072 | 221 | 761 | 576 | 21,2 |
| 0,6 | 7,10 | ~0,056 | 237 | 808 | 612 | 18,6 |
| 0,7 | 7,12 | ~0,025 | 261 | 861 | 698 | 16,8 |
Tabela 2
Proszek: 2,5Cr, 0,5Mo, 0,11 Mn
| Dodany grafit, % | GD g/cm3 | Dl/L | Hv10 | TS, MPa | YS, MPa | Charpy, J |
| 0,3 | 7,13 | ~0,089 | 218 | 731 | 534 | 25,8 |
| 0,4 | 7,12 | ~0,077 | 227 | 762 | 561 | 22,1 |
| 0,5 | 7,11 | ~0,065 | 251 | 814 | 595 | 20,4 |
| 0,6 | 7,11 | ~0,044 | 268 | 877 | 679 | 18,5 |
| 0,7 | 7,07 | ~0,019 | 361 | 1007 | 732 | 16,1 |
189 271
Tabela 3
Proszek. 3Cr, 0,5Mo, 0,11 Mn
| Dodany grafit, % | GD g/cm3 | Dl/L | Hv10 | TS, MPa | YS, MPa | Charpy, J |
| 0,3 | 7,10 | ~0,106 | 234 | 754 | 526 | 24,0 |
| 0,4 | 7,10 | ~0,076 | 247 | 804 | 563 | 20,7 |
| 0,5 | 7,10 | ~0,034 | 257 | 856 | 623 | 18,0 |
| 0,6 | 7,09 | ~0,001 | 315 | 969 | 704 | 16,4 |
| 0,7 | 7,04 | 508 | 685 | 15,6 |
Przykład II
Zbyt wysoka zawartość manganu ma ujemny wpływ na ściśliwość na skutek wzrostu twardości ferrytowej i skrośnego utwardzania stałego roztworu. Jest to zilustrowane w tabeli 4, w której przedstawiono ściśliwość proszku Fe-3Cr-0,5Mo za pomocą nasmarowanego tłocznika przy nacisku 600 MPa.
Tabela 4
| Proszek | C (%) | O (%) | Mn (%) | GD (g/cm3) |
| A | 0,003 | 0,12 | 0,09 | 7,00 |
| B | 0,004 | 0,14 | 0,12 | 6,98 |
| C | 0,004 | 0,13 | 0,18 | 6,90 |
| D | 0,004 | 0,13 | 0,28 | 6,81 |
189 271
C h a r p y (energia udarowa)
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.
Cena 2,00 zł
Claims (11)
- Zastrzeżenia patentowe1. Rozpylony wodą, wyżarzony proszek na bazie żelaza, zawierający wagowo 2,5-3,5% chromu, 0,3-0,7% molibdenu, nie więcej niż 0,10% krzemu, nie więcej niz 0,25% tlenu, nie więcej niż 0,01% węgla oraz mangan, miedź, nikiel, wanad, azot, zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, znamienny tym, ze zawiera 0,09-0,3% manganu, nie więcej niz 0,1% miedzi, nie więcej niż 0,15% niklu, nie więcej niż 0,02% fosforu, nie więcej niż 0,01% azotu, nie więcej niż 0,10% wolframu, przy czym bilansem jest zawartość żelaza i nieuniknionych zanieczyszczeń wynosząca nie więcej niz 0,5%.
- 2. Proszek według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 2,7-3,3% wagowych chromu, 0,4-0,6% wagowych molibdenu, Mn 0,09-0,25% wagowych manganu, nie więcej niż, 0,15% wagowych tlenu i nie więcej niż 0,007% wagowych węgla, przy czym bilansem jest zawartość żelaza i nieuniknionych zanieczyszczeń wynosząca nie więcej niż 0,2% wagowych.
- 3. Sposób wytwarzania wyrobu spiekanego o wytrzymałości na rozciąganie co najmniej 750 MPa, znamienny tym, że rozpyla się wodą proszek na bazie zelaza, zawierający następujące pierwiastki stopowe 2,5-3,5% wagowych chromu, 0,3-0,7% wagowych molibdenu i mangan w ilości 0,09-0,3% wagowych, wyżarza się rozpylony wodą proszek, dodaje grafit i opcjonalnie co najmniej jeden pierwiastek stopowy wybrany z grupy obejmującej miedź, fosfor, bor, niob, wanad, nikiel i wolfram w odpowiedniej ilości, prasuje się wyżarzony proszek przy ciśnieniu wynoszącym co najmniej 600 MPa i poddaje się sprasowaną masę spiekaniu.
- 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że prowadzi się ponadto redukcję pod ciśnieniem atmosferycznym w atmosferze redukującej w obecności wodoru H2 i regulowanej ilości wody H2 O.
- 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że prowadzi się ponadto redukcję pod niskim ciśnieniem, w zasadzie w obojętnej atmosferze i z odprowadzaniem tlenku węgla CO.
- 6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się rozpylony wodą proszek, który ma przed wyżarzaniem stosunek wagowy zawartości tlenu do zawartości węgla od 1 do 4, korzystnie od 1,5 do 3,5, a zwłaszcza od 2 do 3, przy czym zawartość węgla wynosi od 0,1 do 0,9% wagowych.
- 7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że przed etapem prasowania dodaje się do proszku grafit w ilości od 0,25 do 0,65% wagowych, korzystnie od 0,3 do 0,5% wagowych.
- 8. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że w przypadku, kiedy stosuje się proszki o zawartości chromu od 3 do 3,5% wagowych ilość grafitu wynosi od 0,25 do 0,5% wagowych.
- 9. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się temperaturę spiekania wynoszącą co najwyżej 1220°C, korzystnie mniej niż 1200°C, a zwłaszcza mniej niż 1150°C.
- 10. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się czasy spiekania krótsze niz 60 minut, korzystnie krótsze niż 50 minut, a zwłaszcza krótsze niż 40 minut.
- 11. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że łączna zawartość węgla w wytwarzanym wyrobie spiekanym wynosi co najmniej 0,25% wagowych, a zwłaszcza co najmniej 0,3% wagowych.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9800154A SE9800154D0 (sv) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | Steel powder for the preparation of sintered products |
| PCT/SE1999/000092 WO1999037424A1 (en) | 1998-01-21 | 1999-01-21 | Steel powder for the preparation of sintered products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL341981A1 PL341981A1 (en) | 2001-05-07 |
| PL189271B1 true PL189271B1 (pl) | 2005-07-29 |
Family
ID=20409929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL99341981A PL189271B1 (pl) | 1998-01-21 | 1999-01-21 | Rozpylony wodą, wyżarzony proszek oraz sposób wytwarzania wyrobu spiekanego |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6348080B1 (pl) |
| EP (1) | EP1049552B1 (pl) |
| JP (2) | JP4909460B2 (pl) |
| KR (1) | KR100601498B1 (pl) |
| CN (1) | CN1116944C (pl) |
| AT (1) | ATE256520T1 (pl) |
| AU (1) | AU738667B2 (pl) |
| BR (1) | BR9907190A (pl) |
| CA (1) | CA2318112C (pl) |
| DE (1) | DE69913650T2 (pl) |
| ES (1) | ES2212523T3 (pl) |
| PL (1) | PL189271B1 (pl) |
| RU (1) | RU2216433C2 (pl) |
| SE (1) | SE9800154D0 (pl) |
| TW (1) | TW450855B (pl) |
| WO (1) | WO1999037424A1 (pl) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261514B1 (en) | 2000-05-31 | 2001-07-17 | Höganäs Ab | Method of preparing sintered products having high tensile strength and high impact strength |
| US6514307B2 (en) * | 2000-08-31 | 2003-02-04 | Kawasaki Steel Corporation | Iron-based sintered powder metal body, manufacturing method thereof and manufacturing method of iron-based sintered component with high strength and high density |
| SE0201824D0 (sv) * | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Hoeganaes Ab | Pre-alloyed iron based powder |
| CN1410208B (zh) * | 2002-11-25 | 2011-01-19 | 莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司 | 水雾化合金钢粉的制造方法 |
| US20060226729A1 (en) * | 2003-09-05 | 2006-10-12 | Du Hung T | Field assemblies and methods of making same with field coils having multiple coils |
| US7211920B2 (en) * | 2003-09-05 | 2007-05-01 | Black & Decker Inc. | Field assemblies having pole pieces with axial lengths less than an axial length of a back iron portion and methods of making same |
| US7146706B2 (en) | 2003-09-05 | 2006-12-12 | Black & Decker Inc. | Method of making an electric motor |
| US7205696B2 (en) * | 2003-09-05 | 2007-04-17 | Black & Decker Inc. | Field assemblies having pole pieces with ends that decrease in width, and methods of making same |
| US20050189844A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-09-01 | Du Hung T. | Field assemblies having pole pieces with dovetail features for attaching to a back iron piece(s) and methods of making same |
| WO2006096708A2 (en) | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Black & Decker Inc. | Power tools with motor having a multi-piece stator |
| US7078843B2 (en) * | 2003-09-05 | 2006-07-18 | Black & Decker Inc. | Field assemblies and methods of making same |
| SE0401535D0 (sv) * | 2004-06-14 | 2004-06-14 | Hoeganaes Ab | Sintered metal parts and method for the manufacturing thereof |
| US20060002812A1 (en) * | 2004-06-14 | 2006-01-05 | Hoganas Ab | Sintered metal parts and method for the manufacturing thereof |
| BRPI0813447A2 (pt) * | 2007-06-14 | 2014-12-23 | Hoeganaes Ab Publ | Pó à base de ferro e composição do mesmo. |
| CN101809180B (zh) * | 2007-09-28 | 2013-04-03 | 霍加纳斯股份有限公司 | 冶金粉末组合物及生产方法 |
| JP2011508090A (ja) * | 2007-12-27 | 2011-03-10 | ホガナス アクチボラグ (パブル) | 低合金鋼粉末 |
| BRPI0821850A2 (pt) | 2007-12-27 | 2017-06-06 | Höganäs Ab (Publ) | pó de aço de baixa liga |
| RU2359056C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-06-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Износостойкий спеченный сплав на основе железа |
| PL2285996T3 (pl) * | 2008-06-06 | 2018-01-31 | Hoeganaes Ab Publ | Proszek stopowy na bazie żelaza |
| US9469890B2 (en) * | 2009-03-20 | 2016-10-18 | Hoganas Ab (Publ) | Iron vanadium powder alloy |
| TWI482865B (zh) | 2009-05-22 | 2015-05-01 | 胡格納斯股份有限公司 | 高強度低合金之燒結鋼 |
| RU2391434C1 (ru) * | 2009-06-03 | 2010-06-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Износостойкий спеченный сплав на основе железа |
| KR20180072876A (ko) * | 2010-06-04 | 2018-06-29 | 회가내스 아베 (피유비엘) | 질화된 소결 강 |
| CN103537677A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-29 | 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 | 一种含铬的粉末冶金合金及其制备方法 |
| US10465268B2 (en) | 2014-09-16 | 2019-11-05 | Höganäs Ab (Publ) | Pre-alloyed iron-based powder, an iron-based powder mixture containing the pre-alloyed iron-based powder and a method for making pressed and sintered components from the iron-based powder mixture |
| JP6417573B2 (ja) * | 2014-12-24 | 2018-11-07 | 住友電工焼結合金株式会社 | 焼結材料 |
| CN104858444B (zh) * | 2015-06-11 | 2017-04-26 | 四川理工学院 | 一种低氧含锰水雾化钢粉的还原工艺 |
| KR102064146B1 (ko) | 2015-09-11 | 2020-01-08 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 소결 부재 원료용 합금강분의 제조 방법 |
| KR102074121B1 (ko) | 2015-09-24 | 2020-02-06 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 소결 부재 원료용 합금 강분의 제조 방법 |
| KR101869152B1 (ko) * | 2016-07-19 | 2018-06-20 | 한국생산기술연구원 | 혼합 환원가스를 이용한 Fe-Cr계 합금 분말의 제조방법 |
| KR102288887B1 (ko) * | 2017-04-10 | 2021-08-12 | 현대자동차주식회사 | 철계분말의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 철계분말 |
| CN108746647A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-06 | 北京金物科技发展有限公司 | 一种粉末高速钢的制备方法及粉末高速钢 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4382818A (en) * | 1975-12-08 | 1983-05-10 | Ford Motor Company | Method of making sintered powder alloy compacts |
| JPS58481B2 (ja) * | 1976-03-12 | 1983-01-06 | 川崎製鉄株式会社 | 低酸素鉄系金属粉末の製造方法および装置 |
| US4069044A (en) * | 1976-08-06 | 1978-01-17 | Stanislaw Mocarski | Method of producing a forged article from prealloyed-premixed water atomized ferrous alloy powder |
| JPS5810962B2 (ja) * | 1978-10-30 | 1983-02-28 | 川崎製鉄株式会社 | 圧縮性、成形性および熱処理特性に優れる合金鋼粉 |
| JPS5935602A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低酸素低炭素合金鋼粉の製造方法 |
| JPS59173201A (ja) * | 1983-03-19 | 1984-10-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高圧縮性合金鋼粉の製造方法 |
| DE4030054C2 (de) * | 1990-09-20 | 1995-11-02 | Mannesmann Ag | Verfahren und Anlage zum Reduktionsglühen von Eisenpulver |
| JPH06306403A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-01 | Kawasaki Steel Corp | 高強度、高靱性Cr合金鋼粉焼結体およびその製造方法 |
| JP3258765B2 (ja) * | 1993-06-02 | 2002-02-18 | 川崎製鉄株式会社 | 高強度鉄系焼結体の製造方法 |
| RU2043868C1 (ru) * | 1993-07-06 | 1995-09-20 | Тамара Ароновна Пумпянская | Способ получения спеченных изделий из диффузионно-легированных железных порошков |
| SE9602835D0 (sv) * | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Hoeganaes Ab | Process for the preparation of an iron-based powder |
-
1998
- 1998-01-21 SE SE9800154A patent/SE9800154D0/xx unknown
- 1998-07-15 TW TW087111489A patent/TW450855B/zh not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-01-21 EP EP99904004A patent/EP1049552B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-21 ES ES99904004T patent/ES2212523T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-21 DE DE1999613650 patent/DE69913650T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-21 CN CN99802316A patent/CN1116944C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-21 AU AU24466/99A patent/AU738667B2/en not_active Ceased
- 1999-01-21 RU RU2000121966/02A patent/RU2216433C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-01-21 PL PL99341981A patent/PL189271B1/pl unknown
- 1999-01-21 CA CA002318112A patent/CA2318112C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-21 AT AT99904004T patent/ATE256520T1/de active
- 1999-01-21 JP JP2000528389A patent/JP4909460B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-21 WO PCT/SE1999/000092 patent/WO1999037424A1/en not_active Ceased
- 1999-01-21 BR BR9907190-8A patent/BR9907190A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-01-21 KR KR1020007007945A patent/KR100601498B1/ko not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-07-18 US US09/618,939 patent/US6348080B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2010
- 2010-02-15 JP JP2010029952A patent/JP2010159495A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2212523T3 (es) | 2004-07-16 |
| WO1999037424A1 (en) | 1999-07-29 |
| PL341981A1 (en) | 2001-05-07 |
| CA2318112A1 (en) | 1999-07-29 |
| JP2002501122A (ja) | 2002-01-15 |
| EP1049552A1 (en) | 2000-11-08 |
| US6348080B1 (en) | 2002-02-19 |
| KR20010052151A (ko) | 2001-06-25 |
| AU2446699A (en) | 1999-08-09 |
| AU738667B2 (en) | 2001-09-20 |
| SE9800154D0 (sv) | 1998-01-21 |
| JP2010159495A (ja) | 2010-07-22 |
| RU2216433C2 (ru) | 2003-11-20 |
| KR100601498B1 (ko) | 2006-07-19 |
| ATE256520T1 (de) | 2004-01-15 |
| BR9907190A (pt) | 2000-10-17 |
| DE69913650T2 (de) | 2004-11-18 |
| CN1288402A (zh) | 2001-03-21 |
| JP4909460B2 (ja) | 2012-04-04 |
| CA2318112C (en) | 2008-12-30 |
| CN1116944C (zh) | 2003-08-06 |
| TW450855B (en) | 2001-08-21 |
| EP1049552B1 (en) | 2003-12-17 |
| DE69913650D1 (de) | 2004-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL189271B1 (pl) | Rozpylony wodą, wyżarzony proszek oraz sposób wytwarzania wyrobu spiekanego | |
| JP6093405B2 (ja) | 窒素含有低ニッケル焼結ステンレス鋼 | |
| RU2753717C2 (ru) | Порошок нержавеющей стали для получения дуплексной спеченной нержавеющей стали | |
| US10926334B2 (en) | Powder metal material for wear and temperature resistance applications | |
| JPS5810962B2 (ja) | 圧縮性、成形性および熱処理特性に優れる合金鋼粉 | |
| EP1513640A1 (en) | Prealloyed iron-based powder, a method of producing sintered components and a component | |
| EP0813617A1 (en) | Stainless steel powders and articles produced therefrom by powder metallurgy | |
| EP1398391B1 (en) | Iron-graphite composite powders and sintered articles produced therefrom | |
| US5605559A (en) | Alloy steel powders, sintered bodies and method | |
| JP5929084B2 (ja) | 粉末冶金用合金鋼粉ならびに鉄基焼結材料およびその製造方法 | |
| WO2014149932A1 (en) | Powder metal compositions for wear and temperature resistance applications and method of producing same | |
| US20090142220A1 (en) | Sinter-hardening powder and their sintered compacts | |
| US6652618B1 (en) | Iron based mixed power high strength sintered parts | |
| JP2012126972A (ja) | 粉末冶金用合金鋼粉ならびに鉄基焼結材料およびその製造方法 | |
| JP3303026B2 (ja) | 高強度鉄基焼結合金およびその製造方法 | |
| MXPA00007198A (en) | Steel powder for the preparation of sintered products |