JPH0499157A - 耐摩耗性および靭性のすぐれた焼結合金鋼 - Google Patents
耐摩耗性および靭性のすぐれた焼結合金鋼Info
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- JPH0499157A JPH0499157A JP20855990A JP20855990A JPH0499157A JP H0499157 A JPH0499157 A JP H0499157A JP 20855990 A JP20855990 A JP 20855990A JP 20855990 A JP20855990 A JP 20855990A JP H0499157 A JPH0499157 A JP H0499157A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、素地に分散する炭化物の主体を微細にして
硬質のＭＣ型炭化物で構成することによりすぐれた耐摩
耗性と靭性を具備せしめた焼結合金鋼に関するものであ
る。
硬質のＭＣ型炭化物で構成することによりすぐれた耐摩
耗性と靭性を具備せしめた焼結合金鋼に関するものであ
る。
従来、例えば特公昭５７−５５７８２号公報や特開昭５
８−１８１８４８号公報などに記載されるように、重量
？０で（以下Ｏｏは重量％を示す）、 Ｃ： ｌ 、 ５〜４ 、５％、 Ｃｒ：２〜６
％、Ｗ： ０．５〜ＩＯ％、 Ｍｏ ： ５〜
１５％、ｖ ： ３〜ｔｏ９ｏ、 Ｔｌ
： ２〜１２％、Ｎ ： ０．３〜３ 、５％、 を含有し、さらに必要に応じて１ １．ρＪｉｊ、ζｒ １〜１５％、 を含有し、残りがＦｅと不１−ＩＪ避不純物からなる組
成、 並びに、焼戻しマルテンサイトを主体とした素地に、炭
化物と窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）が分散した組織
、 をａする焼結合金鋼が知られており、さらにこれら焼結
合金鋼か、熱間および冷間圧延ロールや転造ダイスなど
の耐摩工具や、各種切削工具などとして用いられている
ことも良く知られるところである。
８−１８１８４８号公報などに記載されるように、重量
？０で（以下Ｏｏは重量％を示す）、 Ｃ： ｌ 、 ５〜４ 、５％、 Ｃｒ：２〜６
％、Ｗ： ０．５〜ＩＯ％、 Ｍｏ ： ５〜
１５％、ｖ ： ３〜ｔｏ９ｏ、 Ｔｌ
： ２〜１２％、Ｎ ： ０．３〜３ 、５％、 を含有し、さらに必要に応じて１ １．ρＪｉｊ、ζｒ １〜１５％、 を含有し、残りがＦｅと不１−ＩＪ避不純物からなる組
成、 並びに、焼戻しマルテンサイトを主体とした素地に、炭
化物と窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）が分散した組織
、 をａする焼結合金鋼が知られており、さらにこれら焼結
合金鋼か、熱間および冷間圧延ロールや転造ダイスなど
の耐摩工具や、各種切削工具などとして用いられている
ことも良く知られるところである。
一方、上記の従来焼結合金鋼においては、素地に分散す
る炭化物がＭＣ型以外に、Ｍ６Ｃ。
る炭化物がＭＣ型以外に、Ｍ６Ｃ。
ＭＣおよびＭ２Ｃ型などの多数の形態の炭２３６ 。
化物で構成されており、一般にＭＣ型炭化物以外は映さ
が低く、かつ粗大化し易いために、十分な耐摩耗性を得
ることができず、靭性の而でも満足する結果を示さない
のが現状である。
が低く、かつ粗大化し易いために、十分な耐摩耗性を得
ることができず、靭性の而でも満足する結果を示さない
のが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
焼結合金鋼の素地に分散する炭化物に着［１し研究をｊ
Ｔなった結果、 上記従来焼結合金鋼に合金成分としてＮｂおよびＴａの
うちの１種または２種を２〜１０％の割合で含Ｈさせる
と、素地中に分散する炭化物は、その主体がＭＣ型とな
り、かつ平均粒径で０．５〜５〜と微細化し、したがっ
てこの結果の焼結合金鋼はすぐれた耐Ｙ粍性と靭性を具
備するようになるという研究結果を得たのである。
焼結合金鋼の素地に分散する炭化物に着［１し研究をｊ
Ｔなった結果、 上記従来焼結合金鋼に合金成分としてＮｂおよびＴａの
うちの１種または２種を２〜１０％の割合で含Ｈさせる
と、素地中に分散する炭化物は、その主体がＭＣ型とな
り、かつ平均粒径で０．５〜５〜と微細化し、したがっ
てこの結果の焼結合金鋼はすぐれた耐Ｙ粍性と靭性を具
備するようになるという研究結果を得たのである。
この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたしので
あって、 Ｃ：１．５〜４．５％、 Ｃｒ：２〜６％、Ｗ
： ０．５〜１０°６、 Ｍｏ ： ５〜１５
％、■＝３〜ＩＯ？０１ ＴＩ ：２〜１２
％、Ｎ ： ０．３〜３ 、５％、 ＮｂおよびＴａのうちの１ｆ１！または２種：２〜ｌｏ
％、を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｏ ： １〜１５’６、 を含有し、残りがＦ（３と不ｎ〕避不純物からなる組成
、 並びに、焼戻しマルテンサイトを主体とした素地に、甲
均粒径二〇、５〜５μｓのＭＣ型炭化物を主体とする炭
化物とＴｉＮが均一に分散した組織、を白°する耐摩耗
性および靭性のすぐれた焼結合金鋼に特徴を白゛するも
のである。
あって、 Ｃ：１．５〜４．５％、 Ｃｒ：２〜６％、Ｗ
： ０．５〜１０°６、 Ｍｏ ： ５〜１５
％、■＝３〜ＩＯ？０１ ＴＩ ：２〜１２
％、Ｎ ： ０．３〜３ 、５％、 ＮｂおよびＴａのうちの１ｆ１！または２種：２〜ｌｏ
％、を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｏ ： １〜１５’６、 を含有し、残りがＦ（３と不ｎ〕避不純物からなる組成
、 並びに、焼戻しマルテンサイトを主体とした素地に、甲
均粒径二〇、５〜５μｓのＭＣ型炭化物を主体とする炭
化物とＴｉＮが均一に分散した組織、を白°する耐摩耗
性および靭性のすぐれた焼結合金鋼に特徴を白゛するも
のである。
つぎに、この発明の焼結合金鋼において、成分組成を上
記の通りに限定した理由を説明する。
記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Ｃ
Ｃ成分には、素地に固溶して、これの硬さおよび強攻を
向上させるほか、Ｃｒ 、Ｗ、ＭｏおよびＶ、さらにＮ
ｂ、Ｔａと結合して炭化物を形成し、鋼の耐摩耗性を向
上させる作用があるが、その含有量が１°６未満では前
記作用に所望の効果がｉりらレス、−ｈ゛この含有量が
４．５％を越えると鋼の靭性が０（ドするようになるこ
とから、その含有量を１．５〜４ 、５９ｏと定めた。
向上させるほか、Ｃｒ 、Ｗ、ＭｏおよびＶ、さらにＮ
ｂ、Ｔａと結合して炭化物を形成し、鋼の耐摩耗性を向
上させる作用があるが、その含有量が１°６未満では前
記作用に所望の効果がｉりらレス、−ｈ゛この含有量が
４．５％を越えると鋼の靭性が０（ドするようになるこ
とから、その含有量を１．５〜４ 、５９ｏと定めた。
（ｂ） Ｃｒ 、 Ｗ、 Ｍｏ 、および■これらの
成分には、いずれもその一部が素地に開演してこれを強
化するほか、上記の通りＣと結合して炭化物を形成し、
鋼の耐摩耗性を向上させる作ＪＴＩがあるが、その金白
゛息がＣｒ 、 Ｗ、 Ｍｏ 。
成分には、いずれもその一部が素地に開演してこれを強
化するほか、上記の通りＣと結合して炭化物を形成し、
鋼の耐摩耗性を向上させる作ＪＴＩがあるが、その金白
゛息がＣｒ 、 Ｗ、 Ｍｏ 。
およびＶのうちのいずれかでも、それぞれＣｒ：２％未
満、Ｗ：０．５％未満、Ｍｏ：５％未満、およびＶ：３
％未満になると前記作用に所望の効果が得られず、一方
Ｃｒ 、 Ｗ、 Ｍ□ 、およびＶのうちのいずれかの
含Ｈ量でも、それぞれＣｒ：６％、Ｗ：ｌＱ％、Ｍｏ：
Ｉ５’ｏ、およびＶ ： １０％を越えると、炭化物生
酸量が多くなりすぎて鋼の靭性が低下するようになるこ
とから、そのａ Ｈｍを、それぞれＣ「：２〜６％、Ｗ
： ０．５〜ＩＯ％、Ｍｏ： ５〜１５％、オヨびＶ
：３〜１０？６と定めた。
満、Ｗ：０．５％未満、Ｍｏ：５％未満、およびＶ：３
％未満になると前記作用に所望の効果が得られず、一方
Ｃｒ 、 Ｗ、 Ｍ□ 、およびＶのうちのいずれかの
含Ｈ量でも、それぞれＣｒ：６％、Ｗ：ｌＱ％、Ｍｏ：
Ｉ５’ｏ、およびＶ ： １０％を越えると、炭化物生
酸量が多くなりすぎて鋼の靭性が低下するようになるこ
とから、そのａ Ｈｍを、それぞれＣ「：２〜６％、Ｗ
： ０．５〜ＩＯ％、Ｍｏ： ５〜１５％、オヨびＶ
：３〜１０？６と定めた。
（ｃ）ＴｉおよびＮ
これら２成分は、主体が素地に分散するＴｉＮを構成す
るものであり、このＴｉＮの分散含有によって鋼の耐摩
耗性、被加工材との耐溶亡性、および耐熱性か向上する
ようになるか、その含有量かそれぞれＴｉ：２％未満お
よびＮ ： ０．３％未満ては、分散相としてのＴｉＮ
の割合が少なすぎて前記作用に所望の効果か得られず、
一方その含有量がＴｉ：Ｉ２００およびＮ ： ３．５
％を越えると、ＴｉＮの割合が多くなりすぎて鋼の靭性
が低下するようになることから、これら成分の含有量を
、Ｔｉ：２〜１２０ｏ、 Ｎ ： ０．３〜３．５％と
定めた。
るものであり、このＴｉＮの分散含有によって鋼の耐摩
耗性、被加工材との耐溶亡性、および耐熱性か向上する
ようになるか、その含有量かそれぞれＴｉ：２％未満お
よびＮ ： ０．３％未満ては、分散相としてのＴｉＮ
の割合が少なすぎて前記作用に所望の効果か得られず、
一方その含有量がＴｉ：Ｉ２００およびＮ ： ３．５
％を越えると、ＴｉＮの割合が多くなりすぎて鋼の靭性
が低下するようになることから、これら成分の含有量を
、Ｔｉ：２〜１２０ｏ、 Ｎ ： ０．３〜３．５％と
定めた。
（ｄ）Ｎｂ、Ｔａ
これらの成分には、Ｃｒ 、Ｗ、Ｍｏ 、および■と同
様に素地に固溶して、これを強化すると共に、Ｃｒ 、
Ｗ、Ｍｏ 、および■と微細な固溶体炭化物を形成して
、その形態を硬質のＭＣ型にする作用があり、この結果
として鋼はすぐれた耐摩耗性と靭性を具備するようにな
るが、その含有量が２％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方その含有量か１０％を越えても鋼には
靭性に低下傾向か現われるようになることから、その含
有量を２〜１０％と定めた。
様に素地に固溶して、これを強化すると共に、Ｃｒ 、
Ｗ、Ｍｏ 、および■と微細な固溶体炭化物を形成して
、その形態を硬質のＭＣ型にする作用があり、この結果
として鋼はすぐれた耐摩耗性と靭性を具備するようにな
るが、その含有量が２％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方その含有量か１０％を越えても鋼には
靭性に低下傾向か現われるようになることから、その含
有量を２〜１０％と定めた。
（ｃ） Ｃ。
Ｃｏ成分には、素地に固溶して、鋼の耐熱性を向上させ
る効果があるので必要に応じて含有させるが、その含有
量が１％未満では所望の耐熱性向上効果が得られず、一
方その含有量が１５％を越えてもより一層の向上効果は
現われずト経済性を考慮して、その含６ｍを１〜１５％
と定めた。
る効果があるので必要に応じて含有させるが、その含有
量が１％未満では所望の耐熱性向上効果が得られず、一
方その含有量が１５％を越えてもより一層の向上効果は
現われずト経済性を考慮して、その含６ｍを１〜１５％
と定めた。
なお、この発明の焼結合金鋼は、通常の粉末冶金法にて
、原料粉末として、Ｃ粉末、Ｃ「粉末、Ｗ粉末、Ｍｏ粉
末、■粉末、Ｎｂ粉末、およびＴａ粉末、並びにこれら
の炭化物粉末のうちの所要粉末と、Ｃｏ粉末の要素粉末
とＴｉＮ粉末を用い、これらを所定の組成で混合するか
、あるいは所定組成の合金鋼粉末にＴｉＮ粉末と混合す
るか、さらにＴｉＮ粉末を除く、構成成分の酸化物粉末
を用い、まず、所定組成の合金鋼に対応した組成に、こ
れら金属酸化物粉末を配合し、還元用Ｃ粉末を加えた状
態で、水素雰囲気中で共還元処理を施し、これにＴｉＮ
粉末と、必要に応じて上記要素粉末の１種以上を加えて
成分調整して、混合するかしくこの場合、ＴｉＮ粉末を
最初から金属酸化物粉末と混合した状態で加えておき、
これに共還元処理を施してもよい）、ついで圧粉体にプ
レス成形し、これを通常の条件で焼結することによって
製造されるものである。
、原料粉末として、Ｃ粉末、Ｃ「粉末、Ｗ粉末、Ｍｏ粉
末、■粉末、Ｎｂ粉末、およびＴａ粉末、並びにこれら
の炭化物粉末のうちの所要粉末と、Ｃｏ粉末の要素粉末
とＴｉＮ粉末を用い、これらを所定の組成で混合するか
、あるいは所定組成の合金鋼粉末にＴｉＮ粉末と混合す
るか、さらにＴｉＮ粉末を除く、構成成分の酸化物粉末
を用い、まず、所定組成の合金鋼に対応した組成に、こ
れら金属酸化物粉末を配合し、還元用Ｃ粉末を加えた状
態で、水素雰囲気中で共還元処理を施し、これにＴｉＮ
粉末と、必要に応じて上記要素粉末の１種以上を加えて
成分調整して、混合するかしくこの場合、ＴｉＮ粉末を
最初から金属酸化物粉末と混合した状態で加えておき、
これに共還元処理を施してもよい）、ついで圧粉体にプ
レス成形し、これを通常の条件で焼結することによって
製造されるものである。
つぎに、この発明の焼結合金鋼を実施例により具体的に
説明する。
説明する。
まず、上記の共還元法にて、所定の割合に配合した金属
酸化物粉末と黒鉛粉末（Ｃ粉末）の混合粉末から、それ
ぞれ第１表に示される組成、並びに軽い粉砕を加えて平
均粒径を１〜２ｍとした合金鋼粉末を調製し、これに平
均粒径二２ｐのＴｉＮ粉末および必要に応じて構成成分
粉末を同しく第１表に示される割合で配合し、ボールミ
ルで混合した後、６ｉｏｎ／ｃｄの圧力で圧粉体にプレ
ス成形し、この圧粉体を、真空中、１２００〜１２５０
℃の温度で焼結し、ついで得られた焼結体に、Ａ「雰囲
気中、圧カニ １０００気圧、温度： １２００〜１２
５０℃の条件てＨＩＰ処理を施した後、１２００℃から
塩浴中に焼入れし、引続いて温度：５６０℃で３回の焼
戻し処理を施すことにより本発明焼結合金鋼１〜９およ
び従来焼結合金鋼１〜２をそれぞれ製造した。
酸化物粉末と黒鉛粉末（Ｃ粉末）の混合粉末から、それ
ぞれ第１表に示される組成、並びに軽い粉砕を加えて平
均粒径を１〜２ｍとした合金鋼粉末を調製し、これに平
均粒径二２ｐのＴｉＮ粉末および必要に応じて構成成分
粉末を同しく第１表に示される割合で配合し、ボールミ
ルで混合した後、６ｉｏｎ／ｃｄの圧力で圧粉体にプレ
ス成形し、この圧粉体を、真空中、１２００〜１２５０
℃の温度で焼結し、ついで得られた焼結体に、Ａ「雰囲
気中、圧カニ １０００気圧、温度： １２００〜１２
５０℃の条件てＨＩＰ処理を施した後、１２００℃から
塩浴中に焼入れし、引続いて温度：５６０℃で３回の焼
戻し処理を施すことにより本発明焼結合金鋼１〜９およ
び従来焼結合金鋼１〜２をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた各種の焼結合金鋼について、
組織観察とＸ線回折により炭化物の平均粒径と、炭化物
に占めるＭＣ型炭化物の割合を測定すると共に、成分組
成を測定し、さらに耐摩耗性と靭性を評価する目的でロ
ックウェル硬さ（Ｃスケール）と抗折力を測定した。こ
れらの測定結果を第２表に示した。
組織観察とＸ線回折により炭化物の平均粒径と、炭化物
に占めるＭＣ型炭化物の割合を測定すると共に、成分組
成を測定し、さらに耐摩耗性と靭性を評価する目的でロ
ックウェル硬さ（Ｃスケール）と抗折力を測定した。こ
れらの測定結果を第２表に示した。
第２表に示される結果から、本発明焼結合金鋼１〜９は
、いずれもＮｂおよび／またはＴａの含Ｈによって焼戻
しマルテンサイトを主体とする素地中に分散する炭化物
が微細で、かつ炭化物の主体がＭＣ型で占められており
、この結果高硬度と高靭性を示すのに対して、従来焼結
合金鋼１〜２は、いずれも素地の焼戻しマルテンサイト
中に分散する炭化物の粒径が相対的に大きく、炭化物の
主体かＭＣ型以外のＭ ＣやＭ２３Ｃ６、さらにＭ２
Ｃ型などからなり、したかって硬さおよび靭性とも相χ
・Ｉ的に低いことか明らかである。
、いずれもＮｂおよび／またはＴａの含Ｈによって焼戻
しマルテンサイトを主体とする素地中に分散する炭化物
が微細で、かつ炭化物の主体がＭＣ型で占められており
、この結果高硬度と高靭性を示すのに対して、従来焼結
合金鋼１〜２は、いずれも素地の焼戻しマルテンサイト
中に分散する炭化物の粒径が相対的に大きく、炭化物の
主体かＭＣ型以外のＭ ＣやＭ２３Ｃ６、さらにＭ２
Ｃ型などからなり、したかって硬さおよび靭性とも相χ
・Ｉ的に低いことか明らかである。
上述のように、この発明の焼結合金鋼は、特に炭化物が
均一微細で、かつその主体が硬質のＭＣ型で占められて
いるので、硬さおよび靭性ともすくれたものになってお
り、したがって各種の耐摩工具や切削工具などの製造に
適用した場合に長期に亘ってすぐれた性能を発揮するの
である。
均一微細で、かつその主体が硬質のＭＣ型で占められて
いるので、硬さおよび靭性ともすくれたものになってお
り、したがって各種の耐摩工具や切削工具などの製造に
適用した場合に長期に亘ってすぐれた性能を発揮するの
である。
Claims (2)
- （１）Ｃ：１．５〜４．５％、Ｃｒ：２〜６％、Ｗ：０
．５〜１０％、Ｍｏ：５〜１５％、 Ｖ：３〜１０％、Ｔｉ：２〜１２％、 Ｎ：０．３〜３．５％、 ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種： ２〜１０％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）、並びに、 焼戻しマルテンサイトを主体とした素地に、平均粒径：
０．５〜５μｍのＭＣ型炭化物を主体とする炭化物と窒
化チタンが均一に分散した組織、を有することを特徴と
する耐摩耗性および靭性のすぐれた焼結合金鋼。 - （２）Ｃ：１．５〜４．５％、Ｃｒ：２〜６％、Ｗ：０
．５〜１０％、Ｍｏ：５〜１５％、 Ｖ：３〜１０％、Ｔｉ：２〜１２％、 Ｎ：０．３〜３．５％、 ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種： ２〜１０％、 を含有し、さらに、 Ｃｏ：１〜１５％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）、並びに、 焼戻しマルテンサイトを主体とした素地に、平均粒径：
０．５〜５μｍのＭＣ型炭化物を主体とする炭化物と窒
化チタンが均一に分散した組織、を有することを特徴と
する耐摩耗性および靭性のすぐれた焼結合金鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20855990A JPH0499157A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 耐摩耗性および靭性のすぐれた焼結合金鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20855990A JPH0499157A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 耐摩耗性および靭性のすぐれた焼結合金鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499157A true JPH0499157A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16558192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20855990A Pending JPH0499157A (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 耐摩耗性および靭性のすぐれた焼結合金鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499157A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105420629A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-03-23 | 重庆川深金属新材料股份有限公司 | 适用于高速线材轧制的高塑性硬质材料辊环及制造方法 |
| CN113981331A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-01-28 | 山东瑞尔达科技集团股份有限公司 | 一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料 |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP20855990A patent/JPH0499157A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105420629A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-03-23 | 重庆川深金属新材料股份有限公司 | 适用于高速线材轧制的高塑性硬质材料辊环及制造方法 |
| CN113981331A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-01-28 | 山东瑞尔达科技集团股份有限公司 | 一种用于刀具的粉末冶金高速钢材料 |
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