JP3611661B2 - Method for producing high-density sintered body of austenitic stainless steel - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体の製造方法に係り、特に従来材と比較して高密度であり、強度及び緻密性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、オーステナイト系ステンレス鋼は耐食性及び表面性状が優れているために種々の用途に使用されている。かかる用途の内で比較的小さい機械部品は、機械工作に時間を要し、そのため焼結した製品が使用されている。例えば、鍵（ロック）、商品販売機のコイン投入口、水道の水栓部品等の機械部品等に使用されている。
【０００３】
しかしながら、かかる焼結したオーステナイト鋼は従来高密度の部品が製造されていなく、通常部品内に残留する空孔により孔食が生じやすく、溶製品と比較して耐食性が劣っており、また、強度と靱性が劣る。また、この空孔は通常連通しており、例えば、水道用部品に使用した場合には水が漏れ、あるいはガス用の栓として用いた場合にはガスが漏洩する等の問題がある。
【０００４】
従って、焼結体に残留する空孔が連通していない高密度焼結体が望まれている。そこで、特開平５−５１６８９号公報においては、オーステナイト合金粉末に２〜１４重量％のＮｉ粉末を添加し、圧縮成形後、これを焼結して高密度の焼結ステンレス材の製造法を提案している。
【０００５】
ここで、素材となる主成分であるオーステナイト鋼の粉末はＮｉ：６〜２２％、Ｃｒ：１１．５〜２６％を主成分としたオーステナイト系ステンレス鋼を用いている。しかしながら、このオーステナイト系ステンレス鋼の粉末を圧縮焼結したとしてもオーステナイト系ステンレス鋼自体の焼結における拡散速度が、例えばフェライト系ステンレス鋼の拡散速度に比較して小さく高密度焼結体の製造方法が極めて困難である。
【０００６】
フェライト系ステンレス鋼の粉末と比較し、オーステナイト系ステンレス鋼の粉末の焼結体速度が遅いことについては、例えば、「粉体および粉末冶金」第１７巻第５号第２８頁〜３６頁において、詳細に報告されている。オーステナイト系ステンレス鋼粉末の拡散速度が遅い理由として、この報告においてはオーステナイト系ステンレス鋼の焼結の活性化エネルギーが例えば９６ｋａｌ／ｍｏｌであることを報告している。
【０００７】
他方、フェライト系ステンレス鋼の焼結の活性化エネルギーは５３．５ｋａｌ／ｍｏｌであり、その活性化エネルギーは小さく、焼結速度が大きいことが報告されている。
【０００８】
また、金属学会誌、第５５巻第８号８８７頁〜８９２頁において２相系ステンレス鋼の焼結特性について報告があるが、この報告においてもγ層の多い２相系ステンレスにおいてはγ層の少ない２相系ステンレス鋼に比べて緻密化、即ち焼結特性が劣ると報告されている。更に「粉体及び粉末冶金」第３８巻第４号第５２９頁〜５３４頁においてオーステナイト系ステンレス鋼粉の焼結特性が劣るため、硼化物を添加し、その焼結速度を向上させる技術が開示されている。
【０００９】
以上これらの報告からも明らかな通り、オーステナイト鋼粉末の焼結速度はフェライト系ステンレス鋼粉末の焼結速度に対して著しく劣ることが開示されている。
【００１０】
これらの点を更に具体的に示す例を述べると以下の通りである。即ち、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼の粉末を混合し成形・焼結すると、例えば、その見かけ比重は７．１ｇ／ｃｍ３ であり、このような部品を例えば水道用の栓の部品とした場合において、その焼結体内に存在する空孔は連通しており水漏れが生ずる。また、空孔が連通しているために、その内部に孔食が生じ水道用部品として使用することが不可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、オーステナイト系ステンレス鋼の高密度の焼結体を従来の製造工程及び市販されている粉末素材を用いて、より経済的に製造することを課題とする。
【００１２】
ここで、オーステナイト系ステンレス鋼とはＪＩＳ Ｇ ４３０４に規定されたオーステナイト鋼を含む他、更に一般的には図１に示す所謂シェフラーの状態図においてオーステナイト相が５０％以上であるオーステナイト鋼を言うものとする。
【００１３】
また、ここで高密度焼結体とは空孔が連通せず閉気孔化し、その真比重に対して約９３％以上の密度を有する焼結体であって、例えば見かけ比重が７．３ｇ／ｃｍ３ 以上である焼結体と言うものとする。
【００１４】
また、かかる焼結体を経済的に製造するために、原料としては通常市販されているフェライト系ステンレス鋼の粉末を使用し、また、その製造工程においては通常使用されている攪拌混合工程、あるいは焼結設備を使用する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
発明者等は、オーステナイト系ステンレス鋼の粉末を素材として用いた場合には、通常の工程では高密度化が得られないが、フェライト系ステンレス鋼の粉末を用いると、その焼結速度が速いことに着目した。そして、主原料として市販されているフェライト系ステンレス鋼の粉末を使用し、これにＮｉ元素を加えることができるＮｉ及び／又はＮｉ合金の粉末を混合攪拌して焼結することにより前述の高密度オーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体が得られるとの着想に基づき、下記の発明をするに到った。
【００１６】
第１の発明は、下記の工程を備えたオーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体の製造方法を提供する。
（ａ）Ｎｉ粉末及び／又はＮｉ合金粉末でＮｉを６重量％以上、残部をフェライト系ステンレス鋼の粉末として均一混合した素材に、更に潤滑材を加え、
（ｂ）前記潤滑材を加えた素材を圧縮成形し、
（ｃ）前記圧縮成形した素材を脱脂し、
（ｄ）前記脱脂した素材を焼結する。
【００１７】
Ｎｉ粉末及び／又はＮｉ合金粉末でＮｉを６重量％以上、残部をフェライト系ステンレス鋼の粉末として均一混合した素材を焼結すると、焼結過程においてフェライト系ステンレス鋼の速い拡散が行われ、また、Ｎｉ粉末及び／又はＮｉ合金粉末中のＮｉがステンレス鋼中に拡散し、最終的な金属組織はオーステナイト組織になる。また、上記拡散速度が速いために、金属組織が緻密となり金属組織内に存在する気孔が閉気孔化する。
【００１８】
第２の発明は、前記Ｎｉ粉末が平均粒径１０μｍ以下のカーボニルニッケルであり、前記フェライト系ステンレス鋼の粉末の平均粒度が１００メッシュ以下であることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体の製造方法を提供する。
【００１９】
Ｎｉ粉末が平均粒径１０μｍ以下のカーボニルニッケルと上記フェライト系ステンレス鋼の平均粒度が１００メッシュ以下の粉末も通常市販されており、容易に入手できるので、オーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体の製造上便利である。
【００２０】
第３の発明は、前記焼結を真空で行うことを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体の製造方法を提供する。
焼結方法には圧力焼結、ガス雰囲気焼結等があるが、真空焼結においては、焼結体中のに含まれているガスが容易に外部に排出されるので、高密度焼結体の製造が容易にできる。
【００２１】
第４の発明は、前記真空下での焼結を１２００〜１３５０℃で行うことを特徴とする請求項３記載のオーステナイト系ステンレス鋼の高密度焼結体の製造方法を提供する。
高密度焼結体を経済的に製造するためには、限られた焼結時間内で作業を行う必要があり、そのためには上記温度が適当である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明に係る製造工程の概要を説明する。
本発明においては、オーステナイト系ステンレス鋼の粉末の焼結速度が劣ることに鑑み、主原料としてフェライト系ステンレス鋼の粉末と、焼結後において組織がオーステナイト系ステンレス鋼となるようにＮｉ及び／又はＮｉ合金の粉末を混合し、通常用いられている潤滑材を加えて、これを圧縮成形し、例えば、７００℃×３０分の脱脂工程を行い、その後通常の真空焼結設備を使用し、約１３００℃において焼結する方法を採用する。
【００２３】
以下、本発明に係る工程について詳細に述べる。
ここで主原料であるフェライト系ステンレス鋼の粉末であるが、ここで言うフェライト系ステンレスとはＪＩＳ Ｇ ４３０４において規定するフェライト系ステンレス鋼を含む他、更に前述の所謂シェフラーの状態図においてフェライト相が５０％以上であるステンレス鋼でもよい。
【００２４】
フェライト相以外の相としてはオーステナイト相でもマルテンサイト相でもよい。更に、焼結温度においてフェライト相が５０％以上あるフェライト系ステンレス鋼も含む。この様なフェライト系ステンレス鋼であれば焼結の拡散速度はオーステナイト鋼の拡散速度よりも十分早いからである。
【００２５】
従って、一般的にはＮｉの含有量は６重量（ｗｔ）％未満であるフェライト系ステンレス鋼である。このフェライト系ステンレス鋼の粉末の粒度は市販材において通常１００メッシュ以下である。このような粒度であれば十分拡散速度が速く本発明の実施上何ら問題はない。
【００２６】
次にＮｉの原料であるが、純Ｎｉに関しては通常市販されている粒径１０μｍ以下のカーボニルニッケルが適当である。その他のＮｉ原料として、Ｎｉ合金等の粉末の粒度は、望ましい焼結速度を得るため２５０メッシュ（粒径６１μｍ）以下程度が望ましい。しかし、粉末の粒子全体があまり細かすぎると混合した素材の流動性が劣り、圧縮成形工程で支障がでる。
【００２７】
Ｎｉの原料としてはカーボニルニッケルに限定されることはない。例えば、Ｎｉ合金粉末でもよい。例えば、Ｎｉ約３６ｗｔ％のパーマロイ、ハステロイ合金、ナイモニック合金、インコネルＸ等を使用できる。更に、市販されたものとして、例えば４９．４ｗｔ％Ｃｒ−１．２ｗｔ％Ｓｉ−残部ニッケルＮｉであるＮｉ合金も使用できる。しかし、その粒度は前述の通り２５０メッシュ以下が焼結速度を大きくするために望ましい。
【００２８】
これらの配合に関しては、最終的にオーステナイト相が５０％以上であるオーステナイト鋼が得られればよい。そのためには、これらの混合素材中のＮｉが６ｗｔ％以上であることが必要である。
【００２９】
次に、この素材を焼結するためには、ＮｉもしくはＮｉ合金の粉末をフェライト系ステンレス鋼の粉末と混合し、更に通常使用されている潤滑材、例えばステアリン酸亜鉛を１％程度加え、攪拌混合して素材を作成する。次に、混合した粉末素材を圧縮成形する。圧縮のための圧縮強度は、例えば４〜８ｔｏｎ／ｃｍ２ であることが望ましい。この範囲外においては焼結体の密度が小さいか、またはより大きな設備が必要だからである。
【００３０】
更に、通常この成形体を脱脂する。脱脂の工程は通常の水素ガス、窒素ガス、又はこれらの混合ガス雰囲気の炉を用い７００℃で約３０分間加熱し、潤滑材を除去する。次に脱脂した成形体を焼結炉に装入し、例えば１２００〜１３５０℃において２〜５時間焼結を行う。この温度範囲より温度は低い場合には焼結時間が延びて実用的ではない。
【００３１】
他方、より高温度で焼結するためには特別に設計した高価な焼結設備が必要であり、実用的ではない。炉の雰囲気としては不活性ガスでもよいが望ましくは真空焼結がよい。真空焼結においては、圧縮成形体に内包されているガスを除去し、より密度の高い焼結体の製造が容易だからである。尚、窒素ガス雰囲気で焼結すると窒素が金属組織に吸収され、焼結温度におけるオーステナイト相の生成を活性化する。
【００３２】
【実施例】
以下本発明に方法により水道用の栓の部品を製造した。表１に比較例と共にその結果を示す。表１ではＮｏ１〜７において本発明の方法により製造した場合を示し、Ｎｏ８〜１６に比較例を示した。Ｎｏ８〜１０においてはフェライト相の多いステンレス鋼を焼結した場合であり、焼結部品の密度は高いがニッケルが少ないため、オーステナイト相の多い金属組織となっていない。
【００３３】
次にＮｏ１１及び１２はオーステナイト系ステンレス鋼の粉末のみを焼結した場合であり、密度は７．１前後である。また、Ｎｏ１３〜１６においてはオーステナイト系ステンレス鋼及びフェライト系ステンレス鋼の粉末にカーボニルニッケルの粉末、または、ＳＵＳ３１６Ｌ（表中のＢ）の細かい粉末を添加して焼結した場合である。この場合金属組織はオーステナイト相であるが若干密度が小さい（Ｎｏ１３，１４，１６）。
【００３４】
上記例においては焼結温度は１３５０℃で５時間焼結した場合である。本発明の実施例においては焼結体の密度は何れも７．３以上であり、しかも焼結体の空孔は所謂閉気孔であり、気密性が得られた。
【００３５】
また、表２には焼結温度を１３００℃とし、５時間焼結した場合を示す。Ｎｏ１７〜１９はフェライト系ステンレス鋼の粉末にニッケル粉末を加えて焼結した場合である。焼結温度が低いために密度がやや低いが、７．３ｇ／ｃｍ３ は確保されている。尚、表１及び表２においてＡとはニッケル約４９．４ｗｔ％−クロム４９ｗｔ％−Ｓｉ１．２ｗｔ％の特殊なＮｉ合金粉末である。
【００３６】
Ｎｏ２０〜２３はオーステナイト系若しくはフェライト系ステンレス鋼にニッケルを加え若しくは単独で焼結した場合である。この場合何れも焼結密度は低い。但し、フェライト系ステンレス鋼の粉末のみを焼結した場合には焼結密度は約７．４であって焼結密度は高い。但し、金属組織はフェライト組織であり、その意味でオーステナイト系焼結体と比べて耐食性が劣っている。
【００３７】
以上実施例で述べた通り、本発明の方法によれば少くとも焼結密度は７．３以上であって緻密性が高くしかも耐食性に優れた焼結部品が得られた。
【００３８】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
以上述べた通り、フェライト系ステンレス鋼の粉末にニッケルもしくはニッケルを多く含む合金の粉末を添加し、従来の成形・焼結工程を経ることにより高密度であるオーステナイト系ステンレス鋼の焼結体が得られる。このオーステナイト系高密度焼結体は気密性及び水密性があり、従って気密性等が必要な特殊な機械部品として使用できる部品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シェフラーの状態図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a high-density sintered body of austenitic stainless steel, and in particular, a high-density sintered body of austenitic stainless steel having a higher density and superior strength and compactness compared to conventional materials. It relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In general, austenitic stainless steel is used in various applications because of its excellent corrosion resistance and surface properties. Among such applications, relatively small machine parts take time to machine and, therefore, sintered products are used. For example, it is used for a machine part such as a lock, a coin slot of a merchandise vending machine, and a faucet part of a water supply.
[0003]
However, such sintered austenitic steel has not been manufactured with high-density parts in the past, and is usually prone to pitting corrosion due to voids remaining in the parts, and is inferior in corrosion resistance compared to molten products. And inferior toughness. In addition, these holes are normally communicated, and there is a problem that, for example, when used as a water supply component, water leaks, or when used as a gas plug, gas leaks.
[0004]
Therefore, a high-density sintered body in which voids remaining in the sintered body are not in communication is desired. Therefore, in JP-A-5-51689, a method for producing a high-density sintered stainless material is proposed by adding 2 to 14% by weight of Ni powder to the austenite alloy powder, sintering it after compression molding. doing.
[0005]
Here, the austenitic steel powder, which is the main component as a raw material, uses austenitic stainless steel mainly composed of Ni: 6 to 22% and Cr: 11.5 to 26%. However, even if this austenitic stainless steel powder is compression-sintered, the diffusion rate in the sintering of the austenitic stainless steel itself is small compared to the diffusion rate of ferritic stainless steel, for example. Is extremely difficult.
[0006]
Compared with the ferritic stainless steel powder, the fact that the sintered body speed of the austenitic stainless steel powder is slow, for example, in “Powder and Powder Metallurgy” Vol. 17, No. 5, pp. 28-36, It has been reported in detail. As a reason why the diffusion rate of the austenitic stainless steel powder is slow, this report reports that the activation energy of sintering of the austenitic stainless steel is, for example, 96 kal / mol.
[0007]
On the other hand, the activation energy of sintering of ferritic stainless steel is 53.5 kal / mol, and it is reported that the activation energy is small and the sintering rate is large.
[0008]
In addition, there is a report on the sintering characteristics of the duplex stainless steel in the Journal of the Japan Society of Metals, Vol. 55, No. 8, pages 887 to 892. In this report as well, in the duplex stainless steel with many γ layers, the γ layer It has been reported that densification, that is, inferior sintering properties, is inferior to a small number of duplex stainless steels. Furthermore, “Powder and Powder Metallurgy” Vol. 38, No. 4, pp. 529 to 534 discloses a technique for improving the sintering rate by adding boride since the sintering characteristics of austenitic stainless steel powder are inferior. Has been.
[0009]
As is apparent from these reports, it has been disclosed that the sintering rate of austenitic steel powder is significantly inferior to that of ferritic stainless steel powder.
[0010]
An example showing these points more specifically is as follows. That is, when SUS316L stainless steel powder is mixed, molded, and sintered, for example, its apparent specific gravity is 7.1 g / cm 3 , and when such a part is used as a part of a tap for water, for example, The holes present in the body are in communication and water leakage occurs. Moreover, since the pores communicate with each other, pitting corrosion occurs in the interior, making it impossible to use as a water supply component.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to produce a high-density sintered body of austenitic stainless steel more economically by using a conventional production process and a commercially available powder material.
[0012]
Here, the austenitic stainless steel includes austenitic steel defined in JIS G 4304, and more generally refers to austenitic steel whose austenitic phase is 50% or more in the so-called Schaeffler phase diagram shown in FIG. And
[0013]
Here, the high-density sintered body is a sintered body having pores not communicating but closed pores and having a density of about 93% or more with respect to the true specific gravity, for example, an apparent specific gravity of 7.3 g / It shall be referred to as a sintered body, which is a cm 3 or more.
[0014]
In addition, in order to economically manufacture such a sintered body, a commercially available ferritic stainless steel powder is used as a raw material, and a stirring and mixing process that is usually used in the manufacturing process, or Use sintering equipment.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
When the austenitic stainless steel powder is used as a raw material, the inventors cannot obtain a high density in the normal process, but when using a ferritic stainless steel powder, the sintering speed is high. Focused on. Then, using the ferritic stainless steel powder that is commercially available as the main raw material, Ni and / or Ni alloy powder that can be added Ni element to this is mixed and stirred to sinter and the above-mentioned high density Based on the idea that a high-density sintered body of austenitic stainless steel can be obtained, the inventors have made the following invention.
[0016]
1st invention provides the manufacturing method of the high density sintered compact of the austenitic stainless steel provided with the following process.
(A) Ni powder and / or Ni alloy powder, Ni is 6% by weight or more, and the remaining material is uniformly mixed as ferritic stainless steel powder.
(B) compression molding the material to which the lubricant is added,
(C) Degreasing the compression molded material,
(D) The degreased material is sintered.
[0017]
Sintering a material that is uniformly mixed with Ni powder and / or Ni alloy powder with Ni being 6% by weight or more and the remainder being ferritic stainless steel powder results in rapid diffusion of the ferritic stainless steel during the sintering process. Ni in the Ni powder and / or Ni alloy powder diffuses into the stainless steel, and the final metal structure becomes an austenite structure. In addition, since the diffusion rate is high, the metal structure becomes dense and pores existing in the metal structure are closed.
[0018]
In a second aspect of the invention, the Ni powder is carbonyl nickel having an average particle size of 10 μm or less, and the average particle size of the ferritic stainless steel powder is 100 mesh or less. Provided is a method for producing a knot.
[0019]
Since Ni powder has a mean particle size of 10 μm or less and nickel ferrite and the above ferritic stainless steel has an average particle size of 100 mesh or less, it is usually commercially available and can be easily obtained. Convenient in manufacturing.
[0020]
3rd invention provides the manufacturing method of the high density sintered compact of the austenitic stainless steel characterized by performing the said sintering in a vacuum.
Sintering methods include pressure sintering, gas atmosphere sintering, etc., but in vacuum sintering, the gas contained in the sintered body is easily discharged to the outside, so a high-density sintered body Can be easily manufactured.
[0021]
4th invention provides the manufacturing method of the high density sintered compact of the austenitic stainless steel of Claim 3 which performs sintering in the said vacuum at 1200-1350 degreeC.
In order to economically manufacture a high-density sintered body, it is necessary to work within a limited sintering time. For this purpose, the above temperature is appropriate.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the outline of the manufacturing process according to the present invention will be described.
In the present invention, in view of the inferior sintering rate of the austenitic stainless steel powder, ferrite and stainless steel powder as the main raw material, and Ni and / or so that the structure after the sintering becomes austenitic stainless steel Mix the powder of Ni alloy, add a commonly used lubricant, compression mold it, for example, perform a degreasing process at 700 ° C. for 30 minutes, and then use a normal vacuum sintering facility, A method of sintering at 1300 ° C. is adopted.
[0023]
Hereinafter, the process according to the present invention will be described in detail.
Here, it is a powder of ferritic stainless steel which is a main raw material. The ferritic stainless steel mentioned here includes the ferritic stainless steel specified in JIS G 4304, and further the ferrite phase in the so-called Schaeffler phase diagram. Stainless steel of 50% or more may be used.
[0024]
The phase other than the ferrite phase may be an austenite phase or a martensite phase. Furthermore, ferritic stainless steel having a ferrite phase of 50% or more at the sintering temperature is also included. This is because with such a ferritic stainless steel, the diffusion rate of sintering is sufficiently faster than the diffusion rate of austenitic steel.
[0025]
Therefore, in general, the ferritic stainless steel has a Ni content of less than 6% by weight (wt). The particle size of the ferritic stainless steel powder is usually 100 mesh or less in commercially available materials. With such a particle size, the diffusion rate is sufficiently high and there is no problem in the practice of the present invention.
[0026]
Next, Ni is a raw material. For pure Ni, carbonyl nickel having a particle diameter of 10 μm or less which is commercially available is suitable. As other Ni raw materials, the particle size of the powder of Ni alloy or the like is preferably about 250 mesh (particle size 61 μm) or less in order to obtain a desired sintering rate. However, if the entire powder particles are too fine, the fluidity of the mixed material is inferior, which hinders the compression molding process.
[0027]
The Ni raw material is not limited to carbonyl nickel. For example, Ni alloy powder may be used. For example, permalloy, Hastelloy alloy, Nimonic alloy, Inconel X, etc. with Ni of about 36 wt% can be used. Further, as a commercially available product, for example, an Ni alloy of 49.4 wt% Cr-1.2 wt% Si-balance nickel Ni can be used. However, as described above, the particle size is preferably 250 mesh or less in order to increase the sintering speed.
[0028]
Regarding these blends, it is only necessary to finally obtain an austenitic steel having an austenite phase of 50% or more. For that purpose, Ni in these mixed materials needs to be 6 wt% or more.
[0029]
Next, in order to sinter this material, Ni or Ni alloy powder is mixed with ferritic stainless steel powder, and a commonly used lubricant such as zinc stearate is added to about 1%, followed by stirring. Mix to create material. Next, the mixed powder material is compression molded. The compressive strength for compression is desirably 4 to 8 ton / cm 2 , for example. Outside this range, the density of the sintered body is small or larger equipment is required.
[0030]
Furthermore, this molded body is usually degreased. In the degreasing step, the lubricant is removed by heating at 700 ° C. for about 30 minutes using an ordinary furnace of hydrogen gas, nitrogen gas, or a mixed gas atmosphere thereof. Next, the degreased compact is charged into a sintering furnace and sintered at, for example, 1200 to 1350 ° C. for 2 to 5 hours. When the temperature is lower than this temperature range, the sintering time is extended, which is not practical.
[0031]
On the other hand, in order to sinter at a higher temperature, a specially designed expensive sintering equipment is required, which is not practical. The atmosphere of the furnace may be an inert gas, but vacuum sintering is desirable. This is because, in vacuum sintering, the gas contained in the compression molded body is removed, and it is easy to produce a sintered body having a higher density. Note that when sintering is performed in a nitrogen gas atmosphere, nitrogen is absorbed into the metal structure and activates the formation of the austenite phase at the sintering temperature.
[0032]
【Example】
In the following, tap parts for water supply were produced by the method of the present invention. Table 1 shows the results together with comparative examples. In Table 1, the case where it manufactured with the method of this invention in No1-7 was shown, and the comparative example was shown to No8-16. In Nos. 8 to 10, stainless steel having a large amount of ferrite phase is sintered. Since the sintered parts have a high density but a small amount of nickel, the metal structure is not abundant with an austenite phase.
[0033]
Next, Nos. 11 and 12 are cases where only austenitic stainless steel powder is sintered, and the density is around 7.1. In Nos. 13 to 16, a powder of carbonyl nickel or a fine powder of SUS316L (B in the table) is added to the powder of austenitic stainless steel and ferritic stainless steel and sintered. In this case, the metal structure is an austenite phase, but the density is slightly small (No 13, 14, 16).
[0034]
In the above example, the sintering temperature is 1350 ° C. for 5 hours. In the examples of the present invention, the density of each sintered body was 7.3 or more, and the pores of the sintered body were so-called closed pores, and airtightness was obtained.
[0035]
Table 2 shows a case where the sintering temperature is 1300 ° C. and sintering is performed for 5 hours. Nos. 17 to 19 are cases where nickel powder is added to the powder of ferritic stainless steel and sintered. Although the density is somewhat low due to the low sintering temperature, 7.3 g / cm 3 is secured. In Tables 1 and 2, “A” is a special Ni alloy powder of about 49.4 wt% nickel—49 wt% chromium—1.2 wt% Si.
[0036]
Nos. 20 to 23 are cases where nickel is added to austenitic or ferritic stainless steel or sintered alone. In either case, the sintered density is low. However, when only ferritic stainless steel powder is sintered, the sintered density is about 7.4 and the sintered density is high. However, the metal structure is a ferrite structure, and in that sense, the corrosion resistance is inferior to that of an austenitic sintered body.
[0037]
As described above in the Examples, according to the method of the present invention, a sintered part having a sintered density of 7.3 or more, high density and excellent corrosion resistance was obtained.
[0038]
[Table 1]
[Table 2]
【The invention's effect】
As described above, a high-density sintered body of austenitic stainless steel can be obtained by adding nickel or a nickel-rich alloy powder to ferritic stainless steel powder and passing through conventional molding and sintering processes. It is done. This austenitic high-density sintered body has airtightness and watertightness, and thus a part that can be used as a special machine part requiring airtightness or the like is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a state diagram of Schaeffler.
Claims (4)
（ａ）Ｎｉ粉末及び／又はＮｉ合金粉末でＮｉを６重量％以上、残部をフェライト系ステンレス鋼の粉末として均一混合した素材に、更に潤滑材を加え、
（ｂ）前記潤滑材を加えた素材を圧縮成形し、
（ｃ）前記圧縮成形した素材を脱脂し、
（ｄ）前記脱脂した素材を焼結する。A method for producing a high-density sintered body of austenitic stainless steel, comprising the following steps.
(A) Ni powder and / or Ni alloy powder, Ni is 6% by weight or more, and the remaining material is uniformly mixed as ferritic stainless steel powder.
(B) compression molding the material to which the lubricant is added,
(C) Degreasing the compression molded material,
(D) The degreased material is sintered.
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| JP05265696A JP3611661B2 (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Method for producing high-density sintered body of austenitic stainless steel |
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