JP2022086865A - 鉄基合金焼結体及びその製造方法 - Google Patents
鉄基合金焼結体及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022086865A JP2022086865A JP2020199130A JP2020199130A JP2022086865A JP 2022086865 A JP2022086865 A JP 2022086865A JP 2020199130 A JP2020199130 A JP 2020199130A JP 2020199130 A JP2020199130 A JP 2020199130A JP 2022086865 A JP2022086865 A JP 2022086865A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- less
- powder
- iron
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 119
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 56
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 34
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 29
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 27
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 11
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 15
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 15
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 9
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 9
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- ZJOLCKGSXLIVAA-UHFFFAOYSA-N ethene;octadecanamide Chemical compound C=C.CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O ZJOLCKGSXLIVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 ethylene bisstearate amide Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M lithium stearate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
例えば、特許文献1では、高強度化のために、焼結後の焼入れにおいて、冷却速度:2℃/sec以上の条件で急冷する方法が提案されている。また、この文献には、急冷により得られる組織は焼入れ組織であり、急冷後に焼き戻しを行うことで、高強度となることが示されている。
特許文献2、3では、焼結体の機械的特性を向上させるために、焼結後に浸炭、焼入れ、焼戻しなどの熱処理を行う方法が提案されている。これらの文献には、焼結後に浸炭、焼入れ、焼戻しなどの追加熱処理を施すことで、焼結ままよりも、高強度となることが示されている。
特許文献4では、焼入れ性元素を合金化した合金鋼粉を使用することで、焼結体の高強度化が可能となる方法が提案されている。
特許文献1は、急冷するための付帯設備が必要でコストがかかる上、急冷によって得られる焼入れ組織が硬くて脆いため、高強度化のため、焼き戻しを必要とするという問題があった。
特許文献2、3は、高強度化のため、浸炭・焼入れ・焼戻しといった追加熱処理が必要であり、そのための熱処理装置が別途用意しなければならず、また、製造プロセスも増えるなどの問題があった。
特許文献4は、Niを必須とするため、コスト高であり、加えて供給不安や価格変動が大きいというデメリットがあった。
[1]成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C: 0.2質量%以上1.2質量%以下を含み、
残部がFeと不可避不純物からなり、
ミクロ組織が、下部ベイナイト、下部ベイナイトとマルテンサイト、下部ベイナイトと上部ベイナイト又は下部ベイナイトと上部ベイナイトとマルテンサイトからなり、
前記ミクロ組織が、0から100Hv刻みで1000Hvまで階級を設けたビッカース硬さの相対度数分布において、400Hv以上500Hv未満、500Hv以上600Hv未満、600Hv以上700Hv未満、700Hv以上800Hv未満又は800Hv以上900Hv未満のいずれかの階級に最も大きい相対度数を有し、該最も大きい相対度数が0.50超である、鉄基合金焼結体。
[2]粉末冶金用鉄基混合粉を成形し、焼結した後、冷却する工程を含む、鉄基合金焼結体の製造方法であって、
前記粉末冶金用鉄基混合粉が、MoとCuを合金化した合金鋼粉、Cu粉及び黒鉛粉を含み、
前記粉末冶金用鉄基混合粉の成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C:0.2質量%以上1.2質量%以下を含み
残部がFe及び不可避的不純物からなり、
前記粉末冶金用鉄基混合粉中のCu粉の量が0.3質量%以上であり、
前記冷却する工程が、焼結温度から200℃以上350℃以下の温度まで10℃/分以上40℃/分以下の平均冷却速度で冷却し、該温度で30分以上120分以下保持することを含む、
鉄基合金焼結体の製造方法。
[3]前記粉末冶金用鉄基混合粉が、さらに潤滑剤を含む、[2]の鉄基合金焼結体の製造方法。
本発明の製造方法は、急冷するための付帯設備を用いることなく、また、焼結後の追加熱処理を施すことなく、高強度かつ高靭性の鉄基合金焼結体が得られるため、有利である。また、本発明の鉄基合金焼結体は、Niを含まずに、高強度かつ高靭性を有するため、経済的な貢献も大きい。
本発明の一態様である鉄基合金焼結体の製造方法は、粉末冶金用鉄基混合粉を成形し、焼結した後、冷却する工程を含む。
本発明の製造方法に用いられる粉末冶金用鉄基混合粉(以下、「混合粉」ともいう。)は、MoとCuを合金化した合金鋼粉、Cu粉及び黒鉛粉を含み、
前記粉末冶金用鉄基混合粉の成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C:0.2質量%以上1.2質量%以下を含み
残部がFe及び不可避的不純物からなり、
前記粉末冶金用鉄基混合粉中のCu粉の量が0.3質量%以上である。
ここで、「鉄基」とは、Feを50質量%以上含有することをいう。
MoとCuを合金化した合金鋼粉(以下、「合金鋼粉」ともいう。)は、MoとCuを必須成分として含有する鉄基合金からなる。以下、合金鋼粉の成分組成は、合金鋼粉100質量%に対するものである。
焼結ままで十分な引張強度を有するためには、焼入れ性向上元素の合金化が必要である。
焼入れ性向上元素が有する焼入れ性向上効果は、高い方から順に、Mn>Mo>P>Cr>Si>Ni>Cu>Sである。
さらに、一般的な合金鋼粉の製造では、アトマイズ法が採用されることが多く、アトマイズ法で製造した粉末には、熱処理(仕上還元)が施される。上記の焼入れ性向上元素のうち、仕上還元の一般的な条件である950℃、H2雰囲気における還元されやすさは、高い方から順に、Mo>Cu>S>Niである。
MnとCrは、仕上還元の一般的な条件である950℃、H2雰囲気で還元することができない。
これらの点から、Mo及びCuを合金化元素として選んだ。
Moは、焼入れ性向上元素であり、焼入れ性向上効果を発揮させるために、Mo含有量は0.5質量%以上とすることができ、好ましくは0.7質量%以上であり、より好ましくは1.0質量%以上である。一方、Mo含有量が大きくなりすぎると、高合金化によりプレス時における合金鋼粉の圧縮性が低下し、成形体密度が低下して、焼入れ性向上による強度上昇が、密度低下による強度低下に打ち消され、結果的に焼結体の強度が低下する。このような事態を回避するため、Mo含有量は2.0質量%以下とすることができ、好ましくは1.5質量%以下である。
Cuは、焼入れ性向上元素であり、焼入れ性向上効果を十分に発揮させるため、Cu含有量は1.5質量%以上とすることができ、好ましくは2.0質量%以上であり、より好ましくは3.0質量%以上である。一方、Cu含有量が大きくなりすぎると、高合金化によりプレス時における合金鋼粉の圧縮性が低下し、成形体密度が低下して、焼入れ性向上による強度上昇が、密度低下による強度低下に打ち消され、結果的に焼結体の強度が低下する。このような事態を回避するため、Cu含有量は10.0質量%以下とすることができ、好ましくは8.0質量%以下、より好ましくは4.0質量%以下である。
C:0.02質量%以下
O:0.3質量%以下、より好ましくは0.25質量%以下
N:0.004質量%以下
S:0.03質量%以下
Mn:0.2質量%以下、より好ましくは0.15質量%以下
Cr:0.2質量%以下、より好ましくは0.10質量%以下
Cu粉は、焼入れ性向上により、焼結体の強度を高める効果を有し、焼結時に溶融して液相となり、合金鋼粉の粒子を互いに固着させる作用も有している。この点から、粉末冶金用鉄基混合粉中のCu粉の量は0.3質量%以上であり、好ましくは0.7質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上とする。一方、Cu粉の量が4.0質量%を超えると、Cuの膨張による焼結密度低下により焼結体の引張強度が低下する。したがって、Cu粉の量は4.0質量%以下、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下とする。
黒鉛粉を構成するCは、焼結時にFeに固溶し、固溶強化、焼入れ性向上により、焼結体の強度をさらに向上させる。この点から、粉末冶金用鉄基混合粉中の黒鉛粉の量は0.2質量%以上であり、好ましくは0.4質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上とする。一方、黒鉛粉の量が1.2質量%を超えると過共析になるため、セメンタイトが多く析出し、かえって焼結体の強度が低下する。そのため、黒鉛粉の量は1.2質量%以下であり、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8%質量以下とする。
黒鉛粉の平均粒子径は1μm以上50μm以下とすることが好ましい。
混合粉は、成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C:0.2質量%以上1.2質量%以下を含み
残部がFe及び不可避的不純物となるように、合金鋼粉、Cu粉及び黒鉛粉を配合したものであることができる。ただし、混合粉中のCu粉の量は0.3質量%以上とする。
成分組成におけるCuは、3.5質量%以上が好ましく、また、8.0質量%以下が好ましい。Cuは、Cu粉又はMoとCuを合金化した合金鋼粉に由来するものであることができる。
成分組成におけるMoは、0.7質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく、また、1.5質量%以下がより好ましい。
成分組成におけるCは、0.4質量%以上がより好ましく、また、1.0質量%以下がより好ましい。Cは、黒鉛粉に由来するものであることができる。
混合粉における不可避的不純物は、例えば、C、S、O、N、Mn、Crからなる群より選択される1又は2以上を含有することができ、不可避的不純物としての前記元素の含有量は特に限定されないが、それぞれ以下の範囲であることが好ましい。
C:0.02質量%以下
O:0.3質量%以下、より好ましくは0.25質量%以下
N:0.004質量%以下
S:0.03質量%以下
Mn:0.2質量%以下、より好ましくは0.15質量%以下
Cr:0.2質量%以下、より好ましくは0.10質量%以下
粉末冶金用鉄基混合粉は、さらに潤滑剤を含有することができる。潤滑剤を含有させることで、成形体の金型からの抜出を容易にすることができる。潤滑剤は、特に限定されない。例えば、有機潤滑剤を使用することができ、脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸ビスアミド及び金属石鹸からなる群より選択される1又は2以上を用いることができる。金属石鹸(例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛)、アミド系潤滑剤(例えば、エチレンビスステアリン酸アミド)等が好ましい。
本発明の鉄基合金焼結体の製造方法は、粉末冶金用鉄基混合粉を成形する工程を含む。潤滑剤を含有する混合粉を用いることが好ましい。
成形の際の温度は、常温(約20℃)以上160℃以下が好ましい。常温を下回る温度とするには、そのような温度に冷却する設備が必要になる一方、温度の上昇と共に成形密度は増加するため、常温を下回る温度で成形するメリットが薄い。160℃超では、付帯設備が必要となり、経済的な負荷が増える。
本発明の鉄基合金焼結体の製造方法は、上記の成形工程により得られた成形体を焼結する工程を含む。焼結の際の焼結温度は、1100℃以上1300℃以下が好ましい。1100℃未満であると、焼結が十分に進行せず、引張強度が低下し得る。1300℃超であると、焼結体の引張強度は増加するが、製造コストの増加を招く。
焼結時間は、15分以上50分以下が好ましい。15分未満であると、焼結が十分に行われず、焼結不足となり、引張強度が低下し得る。50分以上であると、焼結に必要な製造コストの増加が顕著となる。
本発明の鉄基合金焼結体の製造方法における、焼結後の冷却工程は、焼結ままで高強度かつ高靭性な焼結体を得る上で重要である。冷却工程は、焼結温度から200℃以上350℃以下の温度まで10℃/分以上40℃/分以下の平均冷却速度で冷却し、該温度で30分以上120分以下保持することを含む。
本発明の別態様である鉄基合金焼結体は、
成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C: 0.2質量%以上1.2質量%以下を含み、
残部がFeと不可避不純物からなり、
ミクロ組織が、下部ベイナイト、下部ベイナイトと上部ベイナイト、下部ベイナイトとマルテンサイト又は下部ベイナイトと上部ベイナイトとマルテンサイトからなり、
ミクロ組織が、0から100刻みで1000まで階級を設けたビッカース硬さの相対度数分布において、400Hv以上500Hv未満、500Hv以上600Hv未満、600Hv以上700Hv未満、700Hv以上800Hv未満又は800Hv以上900Hv未満のいずれかの階級に最も大きい相対度数を有し、該最も大きい相対度数が0.50超である。このような鉄基合金焼結体は、高強度であり、かつ高靭性を有し、本発明の鉄基合金焼結体の製造方法により得ることができる。
本発明の鉄基合金焼結体のミクロ組織は、下部ベイナイト、下部ベイナイトと上部ベイナイト、下部ベイナイトとマルテンサイト又は下部ベイナイトと上部ベイナイトとマルテンサイトからなる。このようなミクロ組織を「所定のミクロ組織」という。下部ベイナイトを必須とし、任意で上部ベイナイト及びマルテンサイトの一方又は両方を含む組織とすることにより、強度と靭性の両方の向上を図ることができる。
本発明の鉄基合金焼結体のミクロ組織は、マイクロビッカース硬度測定の測定値について、0から100刻みで1000まで階級を設けた相対度数分布において、400Hv以上500Hv未満、500Hv以上600Hv未満、600Hv以上700Hv未満、700Hv以上800Hv未満又は800Hv以上900Hv未満のいずれかの階級に最も大きい相対度数を有し、該最も大きい相対度数が0.50超である。このような相対度数分布を「所定の相対度数分布」という。ここで、相対度数分布における0から100刻みで1000までの階級は、100Hv未満、100Hv以上200Hv未満、200Hv以上300Hv未満、300Hv以上400Hv未満、400Hv以上500Hv未満、500Hv以上600Hv未満、600Hv以上700Hv未満、700Hv以上800Hv未満又は800Hv以上900Hv未満、900Hv以上1000Hv未満であり、全階級の度数の合計は1である。
一方、900Hv以上1000Hv未満の相対度数が最も大きい場合、硬質なミクロ組織のため、かえって強度が低下する。
焼結体の断面の中央部に、圧子(対面角136度のダイヤモンド正四角錐)を、押し込み荷重98N、保持時間10秒で打痕する。打痕は気孔から5μm以上離れているものとし、打痕予定位置に気孔が存在する場合は打痕せず、次の打痕予定位置で打痕を行う。
上記のようにして、30点以上についてビッカース硬さの測定を行い、0から100刻みで1000までの階級に属すデータの数により、ビッカース硬さの相対度数分布を得る。
鉄基焼結体は、成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C:0.2質量%以上1.2質量%以下を含み、
残部がFe及び不可避的不純物である。
成分組成におけるCuは、3.5質量%以上が好ましく、また、8.0質量%以下が好ましい。Cuは、Cu粉又はMoとCuを合金化した合金鋼粉に由来するものであることができる。
成分組成におけるMoは、0.7質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく、また、1.5質量%以下がより好ましい。
成分組成におけるCは、0.4質量%以上がより好ましく、また、1.0質量%以下がより好ましい。Cは、黒鉛粉に由来するものであることができる。
混合粉における不可避的不純物は、例えば、C、S、O、N、Mn、Crからなる群より選択される1又は2以上を含有することができ、不可避的不純物としての前記元素の含有量は特に限定されないが、それぞれ以下の範囲であることが好ましい。
C:0.02質量%以下
O:0.3質量%以下、より好ましくは0.25質量%以下
N:0.004質量%以下
S:0.03質量%以下
Mn:0.2質量%以下、より好ましくは0.15質量%以下
Cr:0.2質量%以下、より好ましくは0.10質量%以下
混合粉100質量部に対し、潤滑剤としてエチレンビスステアリン酸アミド(EBS)0.5質量部を添加し、成形体製造用混合粉を得た。
成形体製造用混合粉を、所定形状の金型に装入し、密度が7.0Mg/m3と一定になる条件で加圧し、成形体を得た。
得られた成形体を、RXガス(プロパン変性ガス)雰囲気中で、1130℃、20分間の条件で焼結し、表1に示す冷却条件で冷却し、棒状焼結体(長さ:55mm、幅:10mm、厚さ:10mm)及びJIS Z 2550に規定される平板引張試験片を得た。
平板引張試験片を用いて、焼結体の強度をJIS Z 2550に基づき、引張強度試験で評価した。
棒状焼結体を用いて、焼結体の靭性をJIS Z 2242に基づき、シャルピー衝撃試験で評価した。
棒状焼結体のビッカース硬さを、マイクロビッカース硬度測定により、以下のようにして評価した。
棒状焼結体の中央部を切断して研磨し、断面中央部の6mm×6mmの範囲に対して、上述のようにして、マイクロビッカース硬度測定を実施した。打痕は、0.1mmの一定間隔で行ったが、打痕予定位置が気孔の場合は打痕を行わず、次の打痕予定位置を打痕そた。合計30点のビッカース硬さを測定し、0から100刻みで1000までの階級の属すデータの数により、ビッカース硬さの相対度数分布を得た。
棒状焼結体の中央部を切断して研磨し、断面を光学顕微鏡(倍率40倍)によって観察し、ミクロ組織を構成する析出相を評価した。
一方、焼結体を製造する際の冷却条件が本発明の範囲外の比較例は、所定のミクロ組織及び所定の相対度数分布の少なくともいずれかを有さず、引張強度及び衝撃値は、発明例に及ばなかった。
Claims (3)
- 成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C: 0.2質量%以上1.2質量%以下を含み、
残部がFeと不可避不純物からなり、
ミクロ組織が、下部ベイナイト、下部ベイナイトと上部ベイナイト、下部ベイナイトとマルテンサイト又は下部ベイナイトと上部ベイナイトとマルテンサイトからなり、
前記ミクロ組織が、0から100Hv刻みで1000Hvまで階級を設けたビッカース硬さの相対度数分布において、400Hv以上500Hv未満、500Hv以上600Hv未満、600Hv以上700Hv未満、700Hv以上800Hv未満又は800Hv以上900Hv未満のいずれかの階級に最も大きい相対度数を有し、該最も大きい相対度数が0.50超である、鉄基合金焼結体。 - 粉末冶金用鉄基混合粉を成形し、焼結した後、冷却する工程を含む、鉄基合金焼結体の製造方法であって、
前記粉末冶金用鉄基混合粉が、MoとCuを合金化した合金鋼粉、Cu粉及び黒鉛粉を含み、
前記粉末冶金用鉄基混合粉の成分組成が、
Mo:0.5質量%以上2.0質量%以下、
Cu:1.8質量%以上10.2質量%以下、及び
C:0.2質量%以上1.2質量%以下を含み
残部がFe及び不可避的不純物からなり、
前記粉末冶金用鉄基混合粉中のCu粉の量が0.3質量%以上であり、
前記冷却する工程が、焼結温度から200℃以上350℃以下の温度まで10℃/分以上40℃/分以下の平均冷却速度で冷却し、該温度で30分以上120分以下保持することを含む、
鉄基合金焼結体の製造方法。 - 前記粉末冶金用鉄基混合粉が、さらに潤滑剤を含む、請求項2記載の鉄基合金焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020199130A JP7354996B2 (ja) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 鉄基合金焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020199130A JP7354996B2 (ja) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 鉄基合金焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022086865A true JP2022086865A (ja) | 2022-06-09 |
JP7354996B2 JP7354996B2 (ja) | 2023-10-03 |
Family
ID=81894135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020199130A Active JP7354996B2 (ja) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 鉄基合金焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7354996B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118007029A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 广东美的制冷设备有限公司 | 用于3d打印注塑模具的铁铜钼合金模具钢及其制备方法和应用 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03291361A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-12-20 | Etab Supervis | 粉末冶金で製造する焼結合金製の成形部品、特にカ ムおよびその製造方法 |
JP2001316780A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 内燃機関用バルブシートおよびその製造方法 |
JP2005530037A (ja) * | 2002-06-14 | 2005-10-06 | ホガナス アクチボラゲット | プレアロイ鉄ベース粉及び1種以上の焼結部品の製造方法 |
JP2014080642A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Sumitomo Denko Shoketsu Gokin Kk | 焼結部品の製造方法 |
JP2016145418A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-08-12 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結合金およびその製造方法 |
WO2019188833A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | Jfeスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉および粉末冶金用鉄基混合粉末 |
-
2020
- 2020-11-30 JP JP2020199130A patent/JP7354996B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03291361A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-12-20 | Etab Supervis | 粉末冶金で製造する焼結合金製の成形部品、特にカ ムおよびその製造方法 |
JP2001316780A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 内燃機関用バルブシートおよびその製造方法 |
JP2005530037A (ja) * | 2002-06-14 | 2005-10-06 | ホガナス アクチボラゲット | プレアロイ鉄ベース粉及び1種以上の焼結部品の製造方法 |
JP2014080642A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Sumitomo Denko Shoketsu Gokin Kk | 焼結部品の製造方法 |
JP2016145418A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-08-12 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結合金およびその製造方法 |
WO2019188833A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | Jfeスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉および粉末冶金用鉄基混合粉末 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118007029A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-05-10 | 广东美的制冷设备有限公司 | 用于3d打印注塑模具的铁铜钼合金模具钢及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7354996B2 (ja) | 2023-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5920984B2 (ja) | 鉄基粉末組成物 | |
JP5958144B2 (ja) | 粉末冶金用鉄基混合粉および高強度鉄基焼結体ならびに高強度鉄基焼結体の製造方法 | |
JP6688287B2 (ja) | プレアロイ鉄基粉末、プレアロイ鉄基粉末を含有する鉄基粉末混合物、及び鉄基粉末混合物からプレス成形および焼結した部品を製造する方法 | |
US20080202651A1 (en) | Method For Manufacturing High-Density Iron-Based Compacted Body and High-Density Iron-Based Sintered Body | |
KR20040070318A (ko) | 소결성 재료로 소결 부품을 제조하는 방법 | |
JP2011094187A (ja) | 高強度鉄基焼結体の製造方法 | |
JP6819624B2 (ja) | 粉末冶金用鉄基混合粉末およびその製造方法ならびに引張強さと耐衝撃性に優れた焼結体 | |
JP7354996B2 (ja) | 鉄基合金焼結体及びその製造方法 | |
JP6743720B2 (ja) | 粉末冶金用鉄基混合粉末およびその製造方法ならびに引張強さと耐衝撃性に優れた焼結体 | |
EP3722022B1 (en) | A pre-alloyed water atomized steel powder | |
JP7036216B2 (ja) | 鉄基合金焼結体及び粉末冶金用鉄基混合粉 | |
JP7039692B2 (ja) | 粉末冶金用鉄基混合粉末および鉄基焼結体 | |
US11236411B2 (en) | Alloyed steel powder for powder metallurgy and iron-based mixed powder for powder metallurgy | |
JP5929320B2 (ja) | 粉末冶金用合金鋼粉、及び粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 | |
JPH1180803A (ja) | 粉末冶金用鉄基混合粉 | |
JP2016145418A (ja) | 鉄基焼結合金およびその製造方法 | |
JP5923023B2 (ja) | 粉末冶金用混合粉末、および焼結材料の製造方法 | |
JP7060101B2 (ja) | 粉末冶金用合金鋼粉、粉末冶金用鉄基混合粉及び焼結体 | |
JP2023121011A (ja) | 粉末冶金用鉄基混合粉および鉄基焼結体 | |
JPH07103442B2 (ja) | 高強度焼結合金鋼の製造方法 | |
JP2022074553A (ja) | 粉末高速度工具鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220628 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230511 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230822 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230904 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7354996 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |