JP2018145462A - Iron-based sintered alloy and manufacturing method therefor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an iron-based sintered alloy capable of suppressing dimensional change with time of a member even when used for the member used under high temperature environment for long time.SOLUTION: An iron-based sintered alloy has a chemical composition containing at least Fe, Cu and C, and a sintered structure containing retained austenite and martensite. In the sintered structure, a Cu element dissolved in the martensite is deposited in advance. In a manufacturing method of the iron-based sintered alloy, a Cu deposition treatment for depositing the Cu element dissolved in the martensite in advance is performed on a sintered alloy having the chemical composition containing at least Fe, Cu and C and the sintered structure containing the retained austenite and the martensite before use to obtain the iron-based sintered alloy.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、鉄系焼結合金およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an iron-based sintered alloy and a method for producing the same.

従来、硬さ、靱性が求められる鉄系焼結合金製の焼結部材では、残留オーステナイトを多くするためにＮｉ元素が添加されたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｏ系合金が用いられている。しかし、Ｎｉ元素は高価なため、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｏ合金系の鉄系焼結合金は、コストが高いという欠点がある。そこで、近年では、高価なＮｉ元素を低減させたＦｅ−Ｃｕ−Ｃ系合金等の検討がなされている。   Conventionally, in a sintered member made of an iron-based sintered alloy that requires hardness and toughness, an Fe—Ni—Cu—Mo-based alloy to which Ni element is added is used in order to increase retained austenite. However, since Ni element is expensive, the Fe-Ni-Cu-Mo alloy-based iron-based sintered alloy has a drawback of high cost. Thus, in recent years, studies have been made on Fe-Cu-C alloys and the like in which expensive Ni elements are reduced.

なお、先行する特許文献１には、Ｎｉを用いることなく、焼結後の焼結体が焼入れ組織を呈するとともに、寸法精度に優れた鉄系焼結合金が開示されている。同文献には、具体的には、質量比で、Ｃｒ：２．５〜３．５％、Ｍｏ：０．４〜０．６％、Ｃｕ：０．５〜１．５％、Ｃ：０．４〜０．６％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、焼結後の金属組織として、気孔を除く基地がマルテンサイト相、もしくは断面面積率で２〜２０％のベイナイト相と残部がマルテンサイト相の混合組織からなる焼入れ組織を呈する鉄系焼結合金が記載されている。   Prior Patent Document 1 discloses an iron-based sintered alloy in which a sintered body after sintering exhibits a quenched structure and is excellent in dimensional accuracy without using Ni. Specifically, in the same literature, by mass ratio, Cr: 2.5-3.5%, Mo: 0.4-0.6%, Cu: 0.5-1.5%, C: 0 .4 to 0.6%, the balance consisting of Fe and inevitable impurities, and as a metal structure after sintering, the base excluding pores is a martensite phase, or a bainite phase having a cross-sectional area ratio of 2 to 20%. An iron-based sintered alloy having a quenched structure composed of a mixed structure of martensite phase as the balance is described.

特開２００９−１８５３２８号公報JP 2009-185328 A

従来技術には、次の課題がある。Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系合金からなる鉄系焼結合金を、高い寸法精度が要求され、かつ、高温環境下で長時間使用されるエンジン周りの部材等に用いると、経時的に部材の寸法が変化してしまう。   The prior art has the following problems. When an iron-based sintered alloy made of an Fe-Cu-C-based alloy is used for a member around an engine that requires high dimensional accuracy and is used for a long time in a high-temperature environment, the size of the member will increase over time. It will change.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、高温環境下で長時間使用される部材に用いられた場合でも、部材の経時的な寸法変化を抑制可能な鉄系焼結合金を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a problem, and provides an iron-based sintered alloy capable of suppressing a dimensional change of a member over time even when used for a member used for a long time in a high temperature environment. It is something to try.

本発明の一態様は、Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成と、
残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織とを有しており、
上記焼結組織中に、上記マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素が予め析出させてある、鉄系焼結合金にある。 One embodiment of the present invention includes a chemical composition containing at least Fe, Cu, and C;
Having a sintered structure containing retained austenite and martensite,
In the sintered structure, there is an iron-based sintered alloy in which the Cu element dissolved in the martensite is precipitated in advance.

本発明の他の態様は、Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成と、残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織とを有する焼結合金に対して、その使用前に、
上記マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させるＣｕ析出処理を施し、鉄系焼結合金を得る、鉄系焼結合金の製造方法にある。 Another aspect of the present invention relates to a sintered alloy having a chemical composition containing at least Fe, Cu, and C and a sintered structure containing retained austenite and martensite before use.
There exists in the manufacturing method of the iron-type sintered alloy which gives the Cu-type sintered alloy by giving Cu precipitation process which deposits Cu element previously dissolved in the said martensite in advance.

上記鉄系焼結合金は、上記構成を有している。特に、上記鉄系焼結合金では、残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織中に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素が予め析出させてある。そのため、上記鉄系焼結合金より構成される部材が高温環境下で長時間使用された場合でも、部材の経時的な寸法変化を抑制することができる。これは、高温環境下での使用前に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させておくことで、高温環境下での使用中に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素の析出が抑制され、圧縮応力の緩和による残留オーステナイトのマルテンサイト変態が抑制されるためであると考えられる。   The iron-based sintered alloy has the above configuration. In particular, in the iron-based sintered alloy, Cu element that has been dissolved in martensite is preliminarily precipitated in a sintered structure containing residual austenite and martensite. Therefore, even when the member comprised from the said iron-type sintered alloy is used for a long time in a high temperature environment, the dimensional change of a member with time can be suppressed. It was dissolved in martensite during use in a high temperature environment by preliminarily precipitating Cu element that had been dissolved in martensite before use in a high temperature environment. This is considered to be because precipitation of Cu element is suppressed and martensitic transformation of retained austenite due to relaxation of compressive stress is suppressed.

上記鉄系焼結合金の製造方法は、上記構成を有している。そのため、上記鉄系焼結合金の製造方法によれば、高温環境下で長時間使用される部材に用いられた場合でも、部材の経時的な寸法変化を抑制可能な鉄系焼結合金を得ることができる。   The manufacturing method of the iron-based sintered alloy has the above configuration. Therefore, according to the method for producing an iron-based sintered alloy, an iron-based sintered alloy capable of suppressing the dimensional change of the member over time even when used for a member used for a long time in a high temperature environment is obtained. be able to.

実験例１で作製した試験体の焼結組織であり、（ａ）は、２２５℃でＣｕ析出処理した初期の試験体１の焼結組織、（ｂ）は、耐久試験後の試験体１の焼結組織である。It is a sintered structure of the test body produced in Experimental Example 1, (a) is a sintered structure of the initial test body 1 subjected to Cu deposition treatment at 225 ° C., and (b) is a sintered structure of the test body 1 after the durability test. It is a sintered structure. 実験例１で作製した試験体の焼結組織であり、（ａ）は、１８０℃でＣｕ析出処理した初期の試験体２の焼結組織、（ｂ）は、耐久試験後の試験体２の焼結組織である。It is the sintered structure of the test body produced in Experimental Example 1, (a) is the sintered structure of the initial test body 2 subjected to Cu precipitation treatment at 180 ° C., and (b) is the test body 2 after the durability test. It is a sintered structure. 実験例１における、２２５℃でＣｕ析出処理した初期の試験体１、耐久試験後の試験体１についてのＸ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）解析による吸収スペクトルである。It is an absorption spectrum by the X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis about the initial test body 1 which carried out Cu precipitation processing at 225 degreeC, and the test body 1 after an endurance test in Experimental example 1. FIG. 実験例１における、１８０℃でＣｕ析出処理した初期の試験体２、耐久試験後の試験体２についてのＸ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）解析による吸収スペクトルである。It is an absorption spectrum by the X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis about the test body 2 of the initial stage which carried out Cu precipitation processing at 180 degreeC in Experiment example 1, and the test body 2 after an endurance test. 実験例１における、Ｃｕ析出処理時の処理温度と寸法変化率との関係を示したグラフである。6 is a graph showing a relationship between a processing temperature and a dimensional change rate during Cu deposition processing in Experimental Example 1.

（実施形態１）
実施形態１の鉄系焼結合金について説明する。本実施形態の鉄系焼結合金は、Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成と、残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織とを有しており、焼結組織中に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素が予め析出させてある。以下、これを詳説する。 (Embodiment 1)
The iron-based sintered alloy of Embodiment 1 will be described. The iron-based sintered alloy of the present embodiment has a chemical composition containing at least Fe, Cu and C, and a sintered structure containing retained austenite and martensite, and in the martensite The Cu element that was solid-dissolved in was previously precipitated. This will be described in detail below.

鉄系焼結合金は、Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成を有している。化学組成は、他にも、Ｍｏ、Ｎｉ等の元素を含むことができる。したがって、鉄系焼結合金は、具体的には、Ｃｕ、Ｃを少なくとも含むＦｅ基合金、Ｃｕ、Ｃ、Ｍｏを含むＦｅ基合金、Ｃｕ、Ｃ、Ｍｏ、Ｎｉを含むＦｅ基合金などより構成されることができる。これらＦｅ基合金としては、より具体的には、Ｃｕ、Ｃを含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有するもの、Ｃｕ、Ｃ、Ｍｏを含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有するもの、Ｃｕ、Ｃ、Ｍｏ、Ｎｉを含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有するものなどを例示することができる。   The iron-based sintered alloy has a chemical composition including at least Fe, Cu, and C. The chemical composition can also contain other elements such as Mo and Ni. Therefore, the iron-based sintered alloy specifically includes an Fe-based alloy including at least Cu and C, an Fe-based alloy including Cu, C, and Mo, and an Fe-based alloy including Cu, C, Mo, and Ni. Can be done. More specifically, these Fe-based alloys include Cu and C, with the remainder having a chemical composition consisting of Fe and unavoidable impurities, and containing Cu, C and Mo, with the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities. Examples thereof include those having a composition, those having a chemical composition including Cu, C, Mo, and Ni with the balance being Fe and inevitable impurities.

上記化学組成において、Ｃｕ含有量は、具体的には、１．０質量％以上３．０質量％以下とすることができる。Ｃｕ含有量が１．０質量％以上であると、部材強度を確保しやすくなる。Ｃｕ含有量が３．０質量％以下であると、強度向上効果と原料コストとのバランスに優れる。Ｃｕ含有量は、好ましくは、１．２質量％以上２．８質量％以下、より好ましくは、１．５質量％以上２．５質量％以下とすることができる。また、Ｃ含有量は、具体的には、０．４質量％以上１．１質量％以下とすることができる。Ｃ含有量が０．４質量％以上であると、成型後の焼結による焼入れ性を確保しやすくなるので、部材強度、部材硬さを確保しやすくなる。Ｃ含有量が１．１質量％以下であると、焼結組織中にセメンタイトが形成され難く、靱性の確保に有利である。Ｃ含有量は、好ましくは、０．５質量％以上１．０質量％以下、より好ましくは、０．６質量％以上０．９質量％以下とすることができる。また、Ｍｏ含有量は、具体的には、０．２質量％以上０．７質量％以下とすることができる。Ｍｏ含有量が０．２質量％以上であると、成型後の焼結による焼入れ性を確保しやすくなるので、部材強度、部材硬さを確保しやすくなる。Ｍｏ含有量が０．７質量％以下であると、強度向上効果と原料コストとのバランスに優れる。Ｍｏ含有量は、好ましくは、０．３質量％以上０．６質量％以下、より好ましくは、０．３５質量％以上０．５５質量％以下とすることができる。Ｎｉは、高価な元素であるため、少ないほど好ましいが、残留オーステナイトの形成に寄与する元素でもある。そのため、Ｎｉは、積極的に添加させる必要性は小さいが、上記化学組成中に含まれていてもよい。Ｎｉ含有量は、好ましくは、０．２０質量％以下、より好ましくは、０．１５質量％以下、さらに好ましくは、０．１０質量％以下とすることができる。Ｎｉ低減の観点から、Ｎｉは、不可避不純物として含まれる程度がよい。   In the above chemical composition, the Cu content can specifically be 1.0 mass% or more and 3.0 mass% or less. It becomes easy to ensure member strength as Cu content is 1.0 mass% or more. When the Cu content is 3.0% by mass or less, the balance between strength improvement effect and raw material cost is excellent. The Cu content can be preferably 1.2 mass% or more and 2.8 mass% or less, more preferably 1.5 mass% or more and 2.5 mass% or less. Moreover, specifically, the C content can be 0.4 mass% or more and 1.1 mass% or less. If the C content is 0.4% by mass or more, it becomes easy to ensure the hardenability by sintering after molding, so that it is easy to ensure the member strength and the member hardness. When the C content is 1.1% by mass or less, cementite is hardly formed in the sintered structure, which is advantageous for securing toughness. The C content can be preferably 0.5% by mass or more and 1.0% by mass or less, more preferably 0.6% by mass or more and 0.9% by mass or less. Moreover, specifically, the Mo content can be 0.2 mass% or more and 0.7 mass% or less. When the Mo content is 0.2% by mass or more, it becomes easy to ensure the hardenability by sintering after molding, so that the member strength and the member hardness are easily ensured. When the Mo content is 0.7% by mass or less, the balance between strength improvement effect and raw material cost is excellent. The Mo content is preferably 0.3% by mass or more and 0.6% by mass or less, and more preferably 0.35% by mass or more and 0.55% by mass or less. Since Ni is an expensive element, it is preferable that it is small, but it is also an element that contributes to the formation of retained austenite. Therefore, Ni needs to be positively added, but may be contained in the chemical composition. The Ni content is preferably 0.20% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or less, and still more preferably 0.10% by mass or less. From the viewpoint of reducing Ni, Ni is preferably contained as an inevitable impurity.

鉄系焼結合金は、残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織とを有している。焼結組織は、鉄系焼結合金の断面をナイタール液でエッチング後、金属顕微鏡にて組織観察することにより把握することができる。   The iron-based sintered alloy has a sintered structure containing retained austenite and martensite. The sintered structure can be grasped by observing the structure with a metal microscope after etching the cross section of the iron-based sintered alloy with a nital solution.

マルテンサイトにおけるＣｕ含有量は、０．５質量％未満とすることができる。なお、マルテンサイトにおけるＣｕ含有量は、高温環境下で使用される前の試料について、透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分析（ＴＥＭ−ＥＤＸ分析）にて測定される値である。この構成によれば、高温環境下での使用時におけるマルテンサイトからのＣｕ元素の析出抑制を確実なものとすることができる。そのため、この構成によれば、部材の経時的な寸法変化を抑制しやすい鉄系焼結合金が得られる。マルテンサイトにおけるＣｕ含有量は、上記効果をより確実なものとするなどの観点から、好ましくは、０．４質量％以下、より好ましくは、０．３質量％以下、さらに好ましくは、０．２質量％以下、さらにより好ましくは、０．１５質量％以下、さらにより一層好ましくは、０．１質量％以下とすることができる。   The Cu content in martensite can be less than 0.5% by mass. In addition, Cu content in a martensite is a value measured by the energy dispersive X-ray analysis (TEM-EDX analysis) using a transmission electron microscope about the sample before using in a high temperature environment. According to this configuration, it is possible to reliably suppress Cu element precipitation from martensite during use in a high-temperature environment. Therefore, according to this configuration, an iron-based sintered alloy that can easily suppress the dimensional change of the member over time can be obtained. The Cu content in martensite is preferably 0.4% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, and still more preferably 0.2% by mass from the viewpoint of making the above effect more reliable. It can be set to 0.1% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or less, and still more preferably 0.1% by mass or less.

鉄系焼結合金では、焼結組織中に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素が予め析出させてある。つまり、鉄系焼結合金の製造時に、焼入れ工程で生じたマルテンサイトに一旦固溶したＣｕ元素は、鉄系焼結合金が高温環境下で使用される前に、予め焼結組織中に析出した状態とされる。もっとも、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素の全てが焼結組織中に予め析出されていなくてもよく、高温環境下での使用中に経時的な寸法変化を抑制できる限り、マルテンサイト中にＣｕ元素が一部固溶したまま残されていてもよい。   In an iron-based sintered alloy, Cu element that has been solid-solved in martensite is precipitated in advance in the sintered structure. In other words, during the manufacture of the iron-based sintered alloy, Cu element once dissolved in the martensite generated in the quenching process is precipitated in the sintered structure in advance before the iron-based sintered alloy is used in a high temperature environment. It is assumed that However, not all of the Cu element dissolved in martensite may be pre-deposited in the sintered structure, and martensite can be used as long as dimensional changes over time can be suppressed during use in a high temperature environment. The Cu element may be left partially in solid solution.

鉄系焼結合金において、焼結組織中に予め析出させてあるＣｕ元素は、具体的には、Ｃｕの金属間化合物として析出している構成とすることができる。この構成によれば、析出した周囲に歪を与え、ミクロ部分の硬さを増すことができるなどの利点がある。Ｃｕの金属間化合物は、より具体的には、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物を含むことができる。この構成によれば、酸化物等の非金属介在物としてＣｕが析出しないため、鉄系焼結合金の機械強度を低下させ難いなどの利点がある。   In the iron-based sintered alloy, the Cu element preliminarily precipitated in the sintered structure can be specifically deposited as an intermetallic compound of Cu. According to this configuration, there is an advantage that strain can be applied to the surrounding area and the hardness of the micro portion can be increased. More specifically, the intermetallic compound of Cu can include an Fe—Cu intermetallic compound. According to this structure, since Cu does not precipitate as non-metallic inclusions such as oxides, there is an advantage that it is difficult to reduce the mechanical strength of the iron-based sintered alloy.

鉄系焼結合金において、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物のピークの面積強度は、０．１２５以上とすることができる。なお、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物のピークの面積強度は、高温環境下で使用される前の試料を用い、Ｘ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ：X-ray Absorption Fine Structure）解析によるＣｕのＫ殻におけるエネルギー吸収端（Ｃｕ Ｋ−ｅｄｇｅ）に見られるＦｅ−Ｃｕ金属間化合物のピークについて求めた面積強度のことである。この構成によれば、部材の経時的な寸法変化を抑制可能な鉄系焼結合金を確実なものとすることができる。Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物のピークの面積強度は、上記効果をより確実なものとする観点から、好ましくは、０．１２７以上、より好ましくは、０．１３０以上、さらに好ましくは、０．１３２以上とすることができる。なお、上記において、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物の吸収スペクトルにおけるピークは、通常、２．０Å以上２．５Å以下の範囲に現れる。   In the iron-based sintered alloy, the peak area intensity of the Fe—Cu intermetallic compound can be 0.125 or more. In addition, the area intensity of the peak of the Fe-Cu intermetallic compound was measured in the K shell of Cu by X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis using a sample before being used in a high temperature environment. It is the area intensity | strength calculated | required about the peak of the Fe-Cu intermetallic compound seen in an energy absorption edge (Cu K-edge). According to this configuration, an iron-based sintered alloy capable of suppressing the dimensional change of the member over time can be ensured. The area intensity of the peak of the Fe—Cu intermetallic compound is preferably 0.127 or more, more preferably 0.130 or more, and further preferably 0.132 or more, from the viewpoint of ensuring the above effect. It can be. In the above, the peak in the absorption spectrum of the Fe—Cu intermetallic compound usually appears in the range of 2.0 to 2.5 cm.

鉄系焼結合金において、Ｆｅ−Ｃｕ固溶体のピークの面積強度は、１．６２０以下とすることができる。なお、Ｆｅ−Ｃｕ固溶体のピークの面積強度は、高温環境下で使用される前の試料を用い、上記Ｘ線吸収微細構造解析によるＣｕのＫ殻におけるエネルギー吸収端に見られるＦｅ−Ｃｕ固溶体のピークについて求めた面積強度のことである。この構成によれば、部材の経時的な寸法変化を抑制可能な鉄系焼結合金を確実なものとすることができる。Ｆｅ−Ｃｕ固溶体のピークの面積強度は、上記効果をより確実なものとするなどの観点から、好ましくは、１．６１５以下、より好ましくは、１．６１０以下、さらに好ましくは、１．６０５以下、さらにより好ましくは、１．６００以下とすることができる。なお、上記において、Ｆｅ−Ｃｕ固溶体の吸収スペクトルにおけるピークは、通常、２．２５Å以上２．７５Å以下の範囲に現れる。   In the iron-based sintered alloy, the peak area intensity of the Fe—Cu solid solution can be 1.620 or less. The area intensity of the peak of the Fe—Cu solid solution is the same as that of the Fe—Cu solid solution found at the energy absorption edge in the Cu K shell by the X-ray absorption fine structure analysis using a sample before being used in a high temperature environment. It is the area intensity obtained for the peak. According to this configuration, an iron-based sintered alloy capable of suppressing the dimensional change of the member over time can be ensured. The peak area intensity of the Fe—Cu solid solution is preferably 1.615 or less, more preferably 1.610 or less, and even more preferably 1.605 or less, from the viewpoint of ensuring the above effect. Even more preferably, it can be 1.600 or less. In the above, the peak in the absorption spectrum of the Fe-Cu solid solution usually appears in the range of 2.25 to 2.75.

鉄系焼結合金は、例えば、自動車のエンジン周りの部材（エンジン部材を含む）、空調冷熱機器用の部材（エアコン・コンプレッサー用のベーン、軸受け等）など、高い寸法精度が要求され、高温環境下で使用される部材に好適に用いることができる。自動車のエンジン周りの部材は、高い寸法精度が要求され、５０℃〜１８０℃程度の高温環境下で使用されることが多い。そのため、鉄系焼結合金を自動車のエンジン周りの部材に適用した場合には、自動車の信頼性向上に寄与することができる。   Iron-based sintered alloys require high dimensional accuracy, such as members around automobile engines (including engine members), air-conditioning / cooling equipment members (air-conditioner / compressor vanes, bearings, etc.), and high-temperature environments. It can use suitably for the member used below. Members around the engine of an automobile are required to have high dimensional accuracy and are often used in a high temperature environment of about 50 ° C to 180 ° C. Therefore, when an iron-based sintered alloy is applied to a member around an automobile engine, it can contribute to improving the reliability of the automobile.

本実施形態の鉄系焼結合金は、上記構成を有している。特に、本実施形態の鉄系焼結合金では、残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織中に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素が予め析出させてある。そのため、本実施形態の鉄系焼結合金より構成される部材が高温環境下で長時間使用された場合でも、部材の経時的な寸法変化を抑制することができる。これは、高温環境下での使用前に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させておくことで、高温環境下での使用中に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素の析出が抑制され、圧縮応力の緩和による残留オーステナイトのマルテンサイト変態が抑制されるためであると考えられる。   The iron-based sintered alloy of the present embodiment has the above configuration. In particular, in the iron-based sintered alloy of the present embodiment, Cu element that has been dissolved in martensite is precipitated in advance in a sintered structure containing retained austenite and martensite. Therefore, even when the member comprised from the iron-type sintered alloy of this embodiment is used for a long time in a high temperature environment, the dimensional change of a member with time can be suppressed. It was dissolved in martensite during use in a high temperature environment by preliminarily precipitating Cu element that had been dissolved in martensite before use in a high temperature environment. This is considered to be because precipitation of Cu element is suppressed and martensitic transformation of retained austenite due to relaxation of compressive stress is suppressed.

（実施形態２）
実施形態２の鉄系焼結合金の製造方法について説明する。 (Embodiment 2)
A method for producing the iron-based sintered alloy of the second embodiment will be described.

本実施形態の鉄系焼結合金の製造方法は、Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成と、残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織とを有する焼結合金に対して、その使用前に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させるＣｕ析出処理を施し、鉄系焼結合金を得るものである。   The method for producing an iron-based sintered alloy of the present embodiment is applied to a sintered alloy having a chemical composition containing at least Fe, Cu and C and a sintered structure containing retained austenite and martensite before use. In addition, a Cu precipitation treatment for precipitating Cu element that has been dissolved in martensite in advance is performed to obtain an iron-based sintered alloy.

なお、本実施形態の鉄系焼結合金の製造方法は、実施形態１の鉄系焼結合金を製造しうる方法であり、本実施形態の解釈に当たり、適宜、実施形態１の記載を参照することができる。例えば、Ｃｕ析出処理を施す前の焼結合金の化学組成、焼結組織などについては、実施形態１を参照できる。また、予め析出させるＣｕ元素は、具体的には、Ｃｕの金属間化合物として析出させることができ、Ｃｕの金属間化合物は、具体的には、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物を含む構成とすることができる。これらについても、実施形態１を参照できる。また、Ｃｕ析出処理を施す前の焼結合金は、所定の化学組成を得るための原料粉末を含む焼結合金粉末を成型後、得られた成型体を焼結、焼入れすることによって準備することができる。なお、焼結合金粉末は、金型離型性向上等の目的で、焼結時に消失する潤滑剤などを含むこともできる。焼結合金粉末の製造、成型方法、上記焼結組織を得るための焼入れ条件等については、公知の粉末製法、方法、条件を適宜採用することができる。   In addition, the manufacturing method of the iron-based sintered alloy according to the present embodiment is a method capable of manufacturing the iron-based sintered alloy according to the first embodiment. For the interpretation of the present embodiment, the description of the first embodiment is appropriately referred to. be able to. For example, Embodiment 1 can be referred to for the chemical composition and sintered structure of the sintered alloy before the Cu precipitation treatment. In addition, the Cu element to be deposited in advance can be specifically deposited as an intermetallic compound of Cu, and the intermetallic compound of Cu is specifically configured to include an Fe—Cu intermetallic compound. Can do. The first embodiment can also be referred to for these. In addition, the sintered alloy before the Cu precipitation treatment is prepared by forming a sintered alloy powder containing raw material powder for obtaining a predetermined chemical composition, and then sintering and quenching the obtained molded body. Can do. The sintered alloy powder can also contain a lubricant that disappears during sintering for the purpose of improving mold releasability. Regarding the production of the sintered alloy powder, the forming method, the quenching conditions for obtaining the above sintered structure, etc., known powder manufacturing methods, methods and conditions can be appropriately employed.

Ｃｕ析出処理を施す前の焼結合金の焼結組織において、マルテンサイトのＣｕ含有量は、具体的には、０．５質量％以上とすることができる。この構成によれば、Ｃｕの固溶により残留オーステナイトを安定化させやすいなどの利点がある。なお、上記マルテンサイトのＣｕ含有量は、Ｃｕ析出処理を施す前の焼結合金の試料について、上述したＴＥＭ−ＥＤＸ分析にて測定される値である。   In the sintered structure of the sintered alloy before the Cu precipitation treatment, specifically, the Cu content of martensite can be 0.5% by mass or more. According to this structure, there exists an advantage of being easy to stabilize a retained austenite by solid solution of Cu. In addition, Cu content of the said martensite is a value measured by the TEM-EDX analysis mentioned above about the sample of the sintered alloy before performing Cu precipitation process.

また、Ｃｕ析出処理を施した後の焼結組織において、マルテンサイトのＣｕ含有量は、具体的には、０．５質量％未満とすることができる。なお、上記マルテンサイトのＣｕ含有量は、Ｃｕ析出処理を施した後の焼結合金（つまり、得られた高温使用前の鉄系焼結合金）の試料について、上述したＴＥＭ−ＥＤＸ分析にて測定される値である。この構成によれば、高温環境下での使用時におけるマルテンサイトからのＣｕ元素の析出抑制を確実なものとすることができるので、部材の経時的な寸法変化を抑制しやすい鉄系焼結合金が得られる。上記マルテンサイトにおけるＣｕ含有量は、上記効果をより確実なものとする観点から、好ましくは、０．４質量％以下、より好ましくは、０．３質量％以下、さらに好ましくは、０．２質量％以下、さらにより好ましくは、０．１５質量％以下、さらにより一層好ましくは、０．１質量％以下とすることができる。   Further, in the sintered structure after the Cu precipitation treatment, the Cu content of martensite can be specifically less than 0.5% by mass. In addition, Cu content of the said martensite is the above-mentioned TEM-EDX analysis about the sample of the sintered alloy after giving Cu precipitation processing (namely, the iron-type sintered alloy before high temperature use obtained). The value to be measured. According to this configuration, since it is possible to reliably suppress the precipitation of Cu element from martensite when used in a high temperature environment, an iron-based sintered alloy that easily suppresses dimensional changes of members over time. Is obtained. The Cu content in the martensite is preferably 0.4% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, and further preferably 0.2% by mass from the viewpoint of ensuring the above effect. % Or less, still more preferably 0.15% by mass or less, still more preferably 0.1% by mass or less.

Ｃｕ析出処理は、具体的には、熱処理により実施することができる。より具体的には、Ｃｕ析出処理は、鉄系焼結合金より構成される焼結部材の使用温度と部材寿命とから求められる熱エネルギーと同等の熱エネルギーを与える温度による熱処理とすることができる。この構成によれば、焼結部材がその使用温度で部材寿命まで使用された際に当該焼結部材に加えられる全熱エネルギーと同等の熱エネルギーを与える温度による熱処理を予め施し、これにより焼結組織中にマルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させることができる。そのため、この構成によれば、焼結部材の使用開始から部材寿命までの間にわたって、部材の経時的な寸法変化を抑制することが可能な鉄系焼結合金が得られる。   Specifically, the Cu precipitation treatment can be performed by heat treatment. More specifically, the Cu precipitation treatment can be a heat treatment at a temperature that gives a thermal energy equivalent to the thermal energy required from the use temperature and the life of the sintered member composed of the iron-based sintered alloy. . According to this configuration, when the sintered member is used at its operating temperature up to the lifetime of the member, heat treatment is performed in advance at a temperature that gives thermal energy equivalent to the total thermal energy applied to the sintered member, thereby sintering. Cu element which was dissolved in martensite in the structure can be precipitated in advance. Therefore, according to this configuration, an iron-based sintered alloy capable of suppressing the dimensional change of the member over time from the start of use of the sintered member to the member life can be obtained.

Ｃｕ析出処理時の処理温度は、寸法変化の抑制効果が大きくなるなどの観点から、好ましくは、２００℃以上、より好ましくは、２０５℃以上、さらに好ましくは、２１０℃以上、さらにより好ましくは、２１５℃以上、さらにより一層好ましくは、２２０℃以上とすることができる。なお、Ｃｕ析出処理時の処理温度は、寸法変化の抑制効果の飽和、省エネルギー化などの観点から、例えば、３００℃以下、好ましくは、２５０℃以下とすることができる。   The treatment temperature during the Cu precipitation treatment is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 205 ° C. or higher, still more preferably 210 ° C. or higher, even more preferably, from the viewpoint of increasing the effect of suppressing dimensional change. 215 ° C. or higher, and even more preferably, 220 ° C. or higher. In addition, the process temperature at the time of Cu precipitation process can be 300 degrees C or less, for example from a viewpoint of saturation of the suppression effect of a dimensional change, energy saving, etc., Preferably, it can be 250 degrees C or less.

本実施形態の鉄系焼結合金の製造方法は、上記構成を有している。そのため、本実施形態の鉄系焼結合金の製造方法によれば、高温環境下で長時間使用される部材に用いられた場合でも、部材の経時的な寸法変化を抑制可能な鉄系焼結合金を得ることができる。   The method for manufacturing an iron-based sintered alloy according to this embodiment has the above-described configuration. Therefore, according to the method for producing an iron-based sintered alloy of the present embodiment, even when used for a member that is used for a long time in a high-temperature environment, the iron-based sintered bond capable of suppressing the dimensional change of the member over time. You can get money.

以下、上記鉄系焼結合金およびその製造方法について、実験例を用いてより具体的に説明する。
＜実験例１＞
水アトマイズ法を用いて作製したＦｅ−Ｍｏ合金粉末に、Ｃｕ粉、黒鉛粉、金型離型用の潤滑剤を添加することにより、焼結合金粉末を準備した。準備した焼結合金粉末は、焼結時に消失する潤滑剤成分を除外すると、Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成を有している。具体的には、焼結合金粉末は、Ｃｕ：２．０質量％、Ｃ：０．７５質量％、Ｍｏ：０．４５質量％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有している。原料に用いた上記Ｆｅ−Ｍｏ合金粉末の平均粒子径ｄ５０は、７０〜８０μｍ、上記銅粉の平均粒子径ｄ５０は、１５〜２０μｍ、上記黒鉛粉の平均粒子径ｄ５０は、１５〜２０μｍであった。上記にいう平均粒子径ｄ５０は、レーザー回折・散乱法により測定した体積基準の累積度数分布が５０％を示すときの粒子径（直径）である。 Hereinafter, the iron-based sintered alloy and the manufacturing method thereof will be described more specifically using experimental examples.
<Experimental example 1>
A sintered alloy powder was prepared by adding a Cu powder, a graphite powder, and a mold release lubricant to the Fe-Mo alloy powder produced using the water atomization method. The prepared sintered alloy powder has a chemical composition including at least Fe, Cu, and C, excluding the lubricant component that disappears during sintering. Specifically, the sintered alloy powder contains Cu: 2.0% by mass, C: 0.75% by mass, Mo: 0.45% by mass, and the balance has a chemical composition consisting of Fe and inevitable impurities. doing. The average particle diameter d50 of the Fe—Mo alloy powder used as a raw material was 70 to 80 μm, the average particle diameter d50 of the copper powder was 15 to 20 μm, and the average particle diameter d50 of the graphite powder was 15 to 20 μm. It was. The average particle diameter d50 mentioned above is a particle diameter (diameter) when the volume-based cumulative frequency distribution measured by the laser diffraction / scattering method shows 50%.

得られた焼結合金粉末をプレス成型機にて成型し、円板状の成形体を得た。この成形体を１１００℃以上１１５０℃以下で１５分間焼結した後、６００℃／分の速度以上で焼入れの冷却を行った。なお、Ｃｕ元素は、焼入れにより生じるマルテンサイト中に固溶される。その後、得られた焼結合金よりなる円板状部材に対して所定の条件でＣｕ析出処理を施し、試験体を得た。具体的には、焼結合金よりなる円板状部材を、室温から昇温速度３℃／分で２２５℃まで昇温し、２２５℃で１時間保持した後、降温速度３℃／分で室温まで冷却するという条件で熱処理して得られたものを、試験体１とした。また、焼結合金よりなる円板状部材を、室温から昇温速度３℃／分で１８０℃まで昇温し、１８０℃で１時間保持した後、降温速度３℃／分で室温まで冷却するという条件で熱処理して得られたものを、試験体２とした。   The obtained sintered alloy powder was molded by a press molding machine to obtain a disk-shaped molded body. The molded body was sintered at 1100 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower for 15 minutes, and then quenched and cooled at a rate of 600 ° C./minute or higher. Cu element is dissolved in martensite generated by quenching. Thereafter, the disk-shaped member made of the obtained sintered alloy was subjected to Cu precipitation treatment under predetermined conditions to obtain a test body. Specifically, a disk-shaped member made of a sintered alloy is heated from room temperature to 225 ° C. at a temperature rising rate of 3 ° C./min, held at 225 ° C. for 1 hour, and then cooled to 3 ° C./min at room temperature. A specimen 1 obtained by heat treatment under the condition of cooling to a temperature of 1 was used. Further, a disk-shaped member made of a sintered alloy is heated from room temperature to 180 ° C. at a temperature rising rate of 3 ° C./min, held at 180 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature at a temperature falling rate of 3 ° C./min. A specimen 2 obtained by heat treatment under the conditions of

また、各試験体について、１３０℃で１００時間保持するという耐久試験を実施した。なお、この耐久試験は、高温環境下で長時間使用された場合を簡易的に模擬したものである。以上により、２２５℃でＣｕ析出処理した初期の試験体１、上記耐久試験後の試験体１、１８０℃でＣｕ析出処理した初期の試験体２、上記耐久試験後の試験体２を得た。   In addition, an endurance test was held for each test specimen, which was held at 130 ° C. for 100 hours. This durability test is a simple simulation of a long-term use in a high temperature environment. Thus, an initial test body 1 subjected to Cu precipitation treatment at 225 ° C., a test body 1 after the endurance test, an initial test body 2 subjected to Cu precipitation treatment at 180 ° C., and a test body 2 after the endurance test were obtained.

金属顕微鏡（倍率１０００倍）を用いて、各試験体の焼結組織を観察した。図１（ａ）に、２２５℃でＣｕ析出処理した初期の試験体１の焼結組織を、図１（ｂ）に耐久試験後の試験体１の焼結組織を示す。同様に、図２（ａ）に、１８０℃でＣｕ析出処理した初期の試験体２の焼結組織を、図２（ｂ）に耐久試験後の試験体２の焼結組織を示す。なお、図１（ａ）および図２（ａ）の焼結組織で示すように、符号Ａは、残留オーステナイトであり、符号Ｍは、マルテンサイトであり、符号Ｐは、成型時に生じた孔である。   The sintered structure of each specimen was observed using a metal microscope (magnification 1000 times). FIG. 1A shows a sintered structure of the initial test body 1 subjected to Cu precipitation treatment at 225 ° C., and FIG. 1B shows a sintered structure of the test body 1 after the durability test. Similarly, FIG. 2A shows a sintered structure of the initial test body 2 subjected to Cu precipitation treatment at 180 ° C., and FIG. 2B shows a sintered structure of the test body 2 after the durability test. As shown in the sintered structures of FIGS. 1 (a) and 2 (a), symbol A is retained austenite, symbol M is martensite, and symbol P is a hole generated during molding. is there.

Ｃｕ析出処理した初期の試験体１および試験体２、耐久試験後の試験体１および試験体２について、Ｘ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）解析によりＣｕのＫ殻におけるエネルギー吸収端の吸収スペクトルを求めた。ＸＡＦＳ測定機器には、あいちシンクロトン光センター あいちＳＲ（ビームライン：ＢＬ１１Ｓ２、名称：硬Ｘ線ＸＡＦＳ ＩＩ、測定手法：硬Ｘ線ＸＡＦＳ）を用いた。測定条件は、キャリブレーション条件：Ｃｕフェルミ順位、測定方法：蛍光収量法、検出器：７ｃｈＳＤＤ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｒｉｆｔ Ｄｅｔｅｃｔｅｒ）、測定範囲：８６８４ｅＶ〜１００００ｅＶとした。その結果を、図３および図４に示す。   With respect to the initial specimen 1 and specimen 2 subjected to Cu precipitation treatment, and the specimen 1 and specimen 2 after the endurance test, the absorption spectrum at the energy absorption edge in the K shell of Cu is obtained by X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis. It was. As the XAFS measuring apparatus, Aichi Synchroton Optical Center Aichi SR (beam line: BL11S2, name: hard X-ray XAFS II, measurement method: hard X-ray XAFS) was used. The measurement conditions were calibration conditions: Cu Fermi rank, measurement method: fluorescence yield method, detector: 7chSDD (Silicon drift Detector), measurement range: 8684 eV to 10000 eV. The results are shown in FIG. 3 and FIG.

図３および図４によれば、焼結、焼入れ後に実施したＣｕ析出処理によって、各焼結合金の焼結組織中に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させることができていることがわかる。また、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素は、具体的には、Ｃｕの金属間化合物、より具体的には、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物として析出していることもわかる。また、初期と耐久試験後の各試験体について、図３および図４におけるＦｅ−Ｃｕ固溶体、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物のピークの面積強度を求めた。その結果を、表１に示す。   According to FIG. 3 and FIG. 4, Cu element dissolved in martensite can be precipitated in advance in the sintered structure of each sintered alloy by the Cu precipitation treatment performed after sintering and quenching. You can see that It can also be seen that the Cu element dissolved in martensite is specifically deposited as an intermetallic compound of Cu, more specifically as an Fe-Cu intermetallic compound. Moreover, about each test body after an initial stage and an endurance test, the area intensity of the peak of the Fe-Cu solid solution in FIG. 3 and FIG. 4 and the Fe-Cu intermetallic compound was calculated | required. The results are shown in Table 1.

表１によれば、焼結、焼入れ後のＣｕ析出処理の段階で、つまり、高温環境下に曝される前の段階で、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を焼結組織中により多く析出させておくことにより、高温環境下に曝された後のＦｅ−Ｃｕ固溶体の変化量を少なくできることがわかる。つまり、高温環境下に曝される前に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させておくことで、高温環境下に曝された時に、マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素の析出が抑制され、圧縮応力の緩和による残留オーステナイトのマルテンサイト変態が抑制されることがわかる。また、この結果によれば、Ｃｕ析出処理を、焼結部材の使用温度と部材寿命とから求められる熱エネルギーと同等の熱エネルギーを与える温度による熱処理にて行うことで、部材使用中における経時的な寸法変化を抑制することが可能になることがわかる。   According to Table 1, at the stage of Cu precipitation treatment after sintering and quenching, that is, before being exposed to a high temperature environment, Cu element dissolved in martensite is more concentrated in the sintered structure. It can be seen that the amount of change in the Fe—Cu solid solution after being exposed to a high temperature environment can be reduced by precipitating a large amount. That is, before being exposed to a high temperature environment, Cu element that had been dissolved in martensite was precipitated in advance, so that it was dissolved in martensite when exposed to a high temperature environment. It can be seen that precipitation of Cu element is suppressed and martensitic transformation of retained austenite due to relaxation of compressive stress is suppressed. Further, according to this result, the Cu deposition treatment is performed by heat treatment at a temperature that gives a thermal energy equivalent to the thermal energy required from the use temperature of the sintered member and the lifetime of the member. It can be seen that it is possible to suppress dimensional changes.

次に、焼結、焼入れ後に行うＣｕ析出処理の処理温度を変化させ、上述した耐久試験前後における試験体の同じ箇所における寸法変化率を測定した。なお、寸法測定には、３次元寸法測定器（東京精密社製、「ＸＹＺＡＸ ＳＶＡ ｆｕｓｉｏｎ９／６／６」）を用いた。その結果を、図５に示す。   Next, the processing temperature of the Cu precipitation treatment performed after sintering and quenching was changed, and the dimensional change rate at the same location of the specimen before and after the above-described durability test was measured. Note that a three-dimensional dimension measuring device (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., “XYZAX SVA fusion 9/6/6”) was used for dimension measurement. The result is shown in FIG.

図５によれば、Ｃｕ析出処理の処理温度が高くなるほど、高温環境下での使用時における部材の経時的な寸法変化を抑制しやすくなることがわかる。また、Ｃｕ析出処理の処理温度を２１０℃以上とすることで、寸法変化率を低い状態で安定化させやすくなることもわかる。また、図５の結果と、上述の表１の結果とから、高温環境下で使用される前において、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物のピークの面積強度を０．１２５以上、Ｆｅ−Ｃｕ固溶体のピークの面積強度を１．６２０以下としておくことで、高温環境下での使用時における部材の経時的な寸法変化を抑制可能な鉄系焼結合金を確実なものとすることが可能になることがわかる。   According to FIG. 5, it can be seen that the higher the processing temperature of the Cu deposition process, the easier it is to suppress the dimensional change of the member over time during use in a high temperature environment. Moreover, it turns out that it becomes easy to stabilize in a state with a low dimensional change rate by setting the process temperature of Cu precipitation process to 210 degreeC or more. Further, from the results of FIG. 5 and the results of Table 1 above, the peak area intensity of the Fe—Cu intermetallic compound peak is 0.125 or more and the peak of the Fe—Cu solid solution before being used in a high temperature environment. By setting the area strength of the steel to 1.620 or less, it is possible to ensure an iron-based sintered alloy capable of suppressing the dimensional change of the member over time when used in a high temperature environment. Recognize.

次に、上述した２２５℃でＣｕ析出処理した初期の試験体１、耐久試験後の試験体１、１８０℃でＣｕ析出処理した初期の試験体２、耐久試験後の試験体２について、ＴＥＭ−ＥＤＸ分析により、マルテンサイトのＣｕ含有量を測定した。その結果、２２５℃でＣｕ析出処理した初期の試験体１におけるマルテンサイトのＣｕ含有量は、０．１質量％であった。２２５℃でＣｕ析出処理した試験体１の耐久試験後におけるマルテンサイトのＣｕ含有量は、０．１質量％であった。１８０℃でＣｕ析出処理した初期の試験体２におけるマルテンサイトのＣｕ含有量は、０．５質量％であった。１８０℃でＣｕ析出処理した試験体２の耐久試験後におけるマルテンサイトのＣｕ含有量は、０．１質量％であった。   Next, regarding the above-described initial test body 1 subjected to Cu precipitation treatment at 225 ° C., test body 1 after endurance test, initial test body 2 subjected to Cu precipitation treatment at 180 ° C., and test body 2 after endurance test, TEM− The Cu content of martensite was measured by EDX analysis. As a result, the Cu content of martensite in the initial specimen 1 subjected to Cu precipitation treatment at 225 ° C. was 0.1% by mass. The Cu content of the martensite after the durability test of the specimen 1 subjected to Cu precipitation treatment at 225 ° C. was 0.1% by mass. The Cu content of martensite in the initial specimen 2 subjected to Cu precipitation treatment at 180 ° C. was 0.5% by mass. The Cu content of the martensite after the durability test of the specimen 2 subjected to Cu precipitation treatment at 180 ° C. was 0.1% by mass.

上記結果から、高温環境下で使用される前において、マルテンサイトのＣｕ含有量を０．５質量％未満としておくことで、高温環境下での使用時におけるマルテンサイトからのＣｕ元素の析出抑制を確実なものとすることが可能となり、部材の経時的な寸法変化を抑制しやすい鉄系焼結合金が得られるといえる。   From the above results, before being used in a high temperature environment, the Cu content of martensite is set to less than 0.5 mass%, thereby suppressing the precipitation of Cu element from martensite during use in a high temperature environment. It can be ensured, and it can be said that an iron-based sintered alloy that easily suppresses the dimensional change of the member over time can be obtained.

本発明は、上記各実施形態、各実験例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、各実施形態、各実験例に示される各構成は、それぞれ任意に組み合わせることができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and experimental examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Moreover, each structure shown by each embodiment and each experiment example can be combined arbitrarily, respectively.

Claims (10)

Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成と、
残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織とを有しており、
上記焼結組織中に、上記マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素が予め析出させてある、鉄系焼結合金。 A chemical composition comprising at least Fe, Cu and C;
Having a sintered structure containing retained austenite and martensite,
An iron-based sintered alloy in which the Cu element that has been dissolved in the martensite is precipitated in advance in the sintered structure. 上記Ｃｕ元素は、Ｃｕの金属間化合物として析出している、請求項１に記載の鉄系焼結合金。   The iron-based sintered alloy according to claim 1, wherein the Cu element is precipitated as an intermetallic compound of Cu. 上記Ｃｕの金属間化合物は、Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物を含む、請求項２に記載の鉄系焼結合金。   The iron-based sintered alloy according to claim 2, wherein the intermetallic compound of Cu includes an Fe—Cu intermetallic compound. Ｘ線吸収微細構造解析によるＣｕのＫ殻におけるエネルギー吸収端に見られる上記Ｆｅ−Ｃｕ金属間化合物のピークの面積強度が０．１２５以上である、請求項３に記載の鉄系焼結合金。   The iron-based sintered alloy according to claim 3, wherein the area intensity of the peak of the Fe-Cu intermetallic compound seen at the energy absorption edge in the Cu K shell by X-ray absorption fine structure analysis is 0.125 or more. Ｘ線吸収微細構造解析によるＣｕのＫ殻におけるエネルギー吸収端に見られるＦｅ−Ｃｕ固溶体のピークの面積強度が１．６２０以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄系焼結合金。   The iron system according to any one of claims 1 to 4, wherein the area intensity of the peak of the Fe-Cu solid solution found at the energy absorption edge in the Cu K shell by X-ray absorption fine structure analysis is 1.620 or less. Sintered alloy. 透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分析にて測定される上記マルテンサイトにおけるＣｕ含有量が０．５質量％未満である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の鉄系焼結合金。   The iron system according to any one of claims 1 to 5, wherein the Cu content in the martensite measured by energy dispersive X-ray analysis using a transmission electron microscope is less than 0.5 mass%. Sintered alloy. 自動車のエンジン周りの部材に用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の鉄系焼結合金。   The iron-based sintered alloy according to any one of claims 1 to 6, which is used for a member around an automobile engine. Ｆｅ、ＣｕおよびＣを少なくとも含む化学組成と、残留オーステナイトとマルテンサイトとを含む焼結組織とを有する焼結合金に対して、その使用前に、
上記マルテンサイト中に固溶されていたＣｕ元素を予め析出させるＣｕ析出処理を施し、鉄系焼結合金を得る、鉄系焼結合金の製造方法。 For a sintered alloy having a chemical composition containing at least Fe, Cu and C and a sintered structure containing retained austenite and martensite, before use,
The manufacturing method of the iron-type sintered alloy which gives the Cu-type sintered alloy by giving Cu precipitation process which deposits Cu element previously dissolved in the said martensite in advance. 上記Ｃｕ析出処理は、上記鉄系焼結合金より構成される焼結部材の使用温度と部材寿命とから求められる熱エネルギーと同等の熱エネルギーを与える温度による熱処理である、請求項８に記載の鉄系焼結合金の製造方法。   The said Cu precipitation process is heat processing by the temperature which gives the thermal energy equivalent to the thermal energy calculated | required from the use temperature and member lifetime of the sintered member comprised from the said iron-type sintered alloy, A method for producing an iron-based sintered alloy. 上記Ｃｕ析出処理を施した後の焼結組織における、透過型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分析にて測定される上記マルテンサイトのＣｕ含有量が０．５質量％未満である、請求項８または９に記載の鉄系焼結合金の製造方法。   In the sintered structure after the Cu precipitation treatment, the Cu content of the martensite measured by energy dispersive X-ray analysis using a transmission electron microscope is less than 0.5% by mass. Item 10. A method for producing an iron-based sintered alloy according to Item 8 or 9.