JPH05287452A - 高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼粉および焼結体 - Google Patents

高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼粉および焼結体

Info

Publication number
JPH05287452A
JPH05287452A JP12793992A JP12793992A JPH05287452A JP H05287452 A JPH05287452 A JP H05287452A JP 12793992 A JP12793992 A JP 12793992A JP 12793992 A JP12793992 A JP 12793992A JP H05287452 A JPH05287452 A JP H05287452A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strength
less
sintered compact
alloy steel
toughness
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
Application number
JP12793992A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3224417B2 (ja
Inventor
Shigeru Unami
繁 宇波
Osamu Furukimi
古君  修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP12793992A priority Critical patent/JP3224417B2/ja
Publication of JPH05287452A publication Critical patent/JPH05287452A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3224417B2 publication Critical patent/JP3224417B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 引張強度、疲労強度ならびに靱性を向上させ
たCr系高強度焼結体用合金鋼粉および焼結体の提供。 【構成】 合金鋼粉の組成を重量%で、C: 0.1%以
下、Mn:0.08%以下、Cr:0.5 〜3%、Mo: 0.1〜2
%、S:0.01%以下、P:0.01%以下、O: 0.2%以下
とし、さらに必要に応じてNi: 0.2〜 2.5%およびCu:
0.5〜 2.5%の1種以上とし、残部不可避的不純物とFe
とし、焼結体はCのみを特に 0.2〜1.2 %に限定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度、高疲労強度
および高靱性が要求される焼結体用合金鋼粉および焼結
体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】焼結材は、溶製材に比較してコスト的に
有利であり、自動車用部品、OA機器用部品などに広く
用いられている。しかしながら、焼結材には空孔が存在
することなどから強度、疲労強度および靱性が低いとい
う欠点を有している。したがって、焼結材の用途を拡大
するうえからも強度、疲労強度および靱性の向上を図る
ことが肝要である。
【0003】焼結材料の強度向上をはかるため、Cr-Mn
系合金鋼粉(特公昭58-10962号公報)が用いられてき
た。Cr、Mnは焼入性が高いため、熱処理後の強度が高く
なるという長所があるが、易酸化性元素であるため、Cr
-Mn 複合酸化物を生成し、疲労強度および靱性を低下さ
せる欠点がある。本出願人はすでに、Mnを低減し、Nb、
Vを添加したCr系合金鋼粉(特願平2−285982号)を開
発している。しかしながら、これは、Nb、Vの炭窒化物
析出強化機構によって焼結体強度を高めているため、炭
窒化物が破壊の起点となり、疲労強度および靱性を低下
させる欠点があることが本発明者らの研究により明らか
になった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の焼結材料の問題点を解決し、高強度、高疲労強度
および高靱性を達成する焼結体用合金鋼粉および焼結体
を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量%にて、
C: 0.1%以下、Mn:0.08%以下、Cr: 0.5〜3%、M
o: 0.1〜2%、S:0.01%以下、P:0.01%以下、
O: 0.2%以下を含有し、さらに必要に応じてNi: 0.2
〜 2.5%およびCu: 0.5〜 2.5%のいずれか1種または
両方とも含有し、残部は不可避的不純物およびFeからな
ることを特徴とする高強度、高疲労強度および高靱性を
有する焼結体用合金鋼粉であり、また本発明は、重量%
にて、C: 0.2〜1.2 %、Mn:0.08%以下、Cr: 0.5〜
3%、Mo: 0.1〜2%、S:0.01%以下、P:0.01%以
下、O: 0.2%以下を含有し、さらに必要に応じてNi:
0.2〜 2.5%およびCu: 0.5〜 2.5%のいずれか1種ま
たは両方とも含有し、残部は不可避的不純物およびFeか
らなることを特徴とする高強度、高疲労強度および高靱
性を有する焼結体である。
【0006】なお、本発明の合金鋼粉は、上記組成に調
整した溶鋼を水アトマイズすることにより容易に製造す
ることができる。また本発明の焼結体は、本発明の合金
鋼粉に目標量の黒鉛粉を加え、さらにステアリン酸亜鉛
粉等の潤滑剤を添加混合したのち、圧縮成形したのち、
焼結することにより容易に製造することができる。ま
た、この焼結体にさらに浸炭処理を行い、引き続き油焼
入れしたのち焼戻し処理を施すこともできる。
【0007】
【作用】この発明の合金鋼粉ならびに焼結体の成分限定
理由を以下に述べる。 C: 0.1%以下(合金鋼粉) Cは鋼中に侵入型に固溶してフィライト地を硬化させる
元素である。 0.1重量%(以下単に%と記す)を超えて
含有させると粉末の硬化が著しくなり、圧縮性が低下す
る。したがって、その含有量は 0.1%以下とする。
【0008】C: 0.2〜1.2 %(焼結体) Cは、鋼の強度を向上させる元素であるが、これらの効
果を得るためには焼結体中の含有量は0.2 %以上を必要
とする。しかし、1.2 %を超えるとセメンタイトが析出
し、強度、靱性を低下させる。したがって、その含有量
は0.2 〜1.2 %とする。添加方法は、黒鉛粉を混合した
り、浸炭熱処理を施したりして焼結体中に残存させる。
浸炭熱処理した場合、焼結体内にC量分布があるが、総
量で請求範囲内であればよい。
【0009】次に以下に述べる成分は合金鋼粉ならびに
焼結体に共通に適用される。 Mn:0.08%以下 Mnは、焼入性向上、固溶強化などによって、鋼の強度を
向上させるが、0.08%を超えて含有させると酸化物の生
成が多くなり、これが破壊の起点となって、疲労強度お
よび靱性を低下させる。したがって、その含有量は0.08
%以下とする。
【0010】Cr: 0.5〜3% Crは、焼入性を向上させて、引張強度および疲労強度を
向上させ、さらに熱処理後の硬さを高め耐摩耗性を向上
させる効果がある。これらの効果を得るためには含有量
は 0.5%以上を必要とする。しかし、焼結体は粉末を素
材とするため3%を超えて含有させると酸化物の生成が
多くなり、これが疲労破壊の起点となって、疲労強度を
低下させる。したがって、その含有量は 0.5〜3%とす
る。
【0011】Mo: 0.1〜2% Moは、焼入性向上、固溶強化、析出強化などによって、
鋼の強度を向上させるが、含有量が 0.1%未満であると
その効果は小さく、2%を超えると靭性が低下する。し
たがって、その含有量は 0.1〜2%とする。 S:0.01%以下 Sの低減はこの発明の特徴の一つであるが、Mnを0.08%
以下にすることによって、MnSが減少し固溶Sが増加す
る。Sの含有量が0.01%を超えると固溶Sが増え、粒界
強度が低下する。したがって、その含有量は0.01%以下
とする。
【0012】P:0.01%以下 Pの低減はこの発明の特徴の一つであるが、Mn、Sの含
有量が多いときは靭性に影響を及ぼさないが、Mnが0.08
%以下、Sが0.01%以下のときは、Pを0.01%以下にす
ることによって、粒界強度が増加し、靭性が向上する。
したがって、その含有量は0.01%以下とする。 O:0.2%以下 Oは、焼結体の機械的特性に大きな影響を及ぼす元素
で、低ければ低いほど良く0.05%以下が好ましい。一
方、含有量が 0.2%を超えると多量の酸化物が生成され
る。したがって、その含有量は 0.2%以下とする。
【0013】Ni: 0.2〜 2.5% Niは、焼入性向上、固溶強化などによって、鋼の強度を
向上させ、さらに靭性をも向上させるが、含有量が 0.2
%未満であるとその効果は小さく、 2.5%を超えると過
剰のオーステナイトが生成され、むしろ強度が低下す
る。したがって、その含有量は 0.2〜 2.5%とする。 Cu: 0.5〜 2.5% Cuは、焼入性向上、固溶強化などによって、鋼の強度を
向上させるが、含有量が 0.5%未満であるとその効果は
小さく、 2.5%を超えると強度、靭性が低下する。した
がって、その含有量は 0.5〜 2.5%とする。
【0014】本発明では、以上のように合金鋼粉ならび
に焼結体の組成を限定したので、焼結体としたとき靱性
の向上がはかれ、また、疲労破壊の起点が少ないものが
でき、その結果、疲労強度の向上がはかれた。また引張
り強度の向上はCr、Mo等を含有させていることにより十
分達成されている。
【0015】
【実施例】
実施例1 化学成分組成を種々に変化させて、水アトマイズ法にて
製造し、仕上還元した後の表1に示す合金鋼粉に、黒鉛
粉:0.15重量%およびステアリン酸亜鉛粉:1重量%を
添加混合したのち、圧縮成形により、密度:7.10g/cm
3 の成形体を作製した。これらの成形体を窒素雰囲気
中、1250℃、60分間の条件での焼結を行ったのち、 890
℃で 120分間の浸炭処理(雰囲気のカーボンポテンシャ
ル: 0.9%)に続いて油焼入れしたのち、 150℃で60分
間の焼戻し処理を施した。このようにして得られた浸炭
熱処理焼結体について、引張強さ、耐久疲れ強さならび
にシャルピー衝撃値を調べた。これらの実験結果を表2
に示す。この表から明らかなようにこの発明の適合例は
すべて引張強さ、耐久疲れ強さ、シャルピー衝撃値とも
それぞれ125kgf/mm2、45kgf/mm2 、1.0kgf・m/cm2 以上
と良好な値を示している。なお、耐久疲れ強さは、小野
式回転曲げ試験機を用い、応力−繰り返し数曲線より求
めた107 回の繰り返し数を示す応力とした。またシャル
ピー衝撃値はノッチなしで室温で試験した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】実施例2 化学成分組成を種々に変化させた表3に組成を示す合金
鋼粉に、黒鉛粉: 0.9重量%およびステアリン酸亜鉛
粉:1重量%を添加混合したのち、圧縮成形により、密
度:7.0g/cm3の成形体を作製した。これらの成形体を、
窒素雰囲気中、1250℃、60分間の条件で焼結を行った。
このようにして得られた焼結体について、引張強さ、耐
久疲れ強さならびにシャルピー衝撃値を実施例1と同様
に調べた。これらの実験結果を表4に示す。この表から
明らかなように、この発明の適合例はすべて引張強さ、
耐久疲れ強さ、シャルピー衝撃値ともにそれぞれ80kgf/
mm2、35kgf/mm2 、2.0kgf・m/cm2 以上と良好な値を示
している。
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】実施例3 化学成分組成を種々に変化させた表3に組成を示す合金
鋼粉に、ステアリン酸亜鉛粉:1重量%を添加混合した
のち、圧縮成形により密度:7.0g/cm3の成形体を作製し
た。これらの成形体を、窒素雰囲気中、1250℃、60分間
の条件で焼結を行ったのち、890 ℃で 120分間の浸炭処
理(カーボンポテンシャル0.9 %に続いて油焼入れした
のち、150 ℃で60分間の焼戻し処理を施した。このよう
にして得られた浸炭熱処理焼結体について、実施例1と
同様に引張強さ、耐久疲れ強さならびにシャルピー衝撃
値を調べた。これらの実験結果を表5に示す。この表か
ら明らかなように、この発明の適合例はすべて引張強
さ、耐久疲れ強さ、シャルピー衝撃値ともにそれぞれ12
5kgf/mm2、45kgf/mm2 、1.0kgf・m/cm2 以上と良好な値
を示している。
【0022】
【表5】
【0023】実施例4 表3に示す粉末記号Aの合金鋼粉に、黒鉛粉:0.1 〜1.
3 重量%およびステアリン酸亜鉛粉:1重量%を添加混
合したのち、圧縮成形により、密度:7.0g/cm3の成形体
を作製した。これらの成形体を、窒素雰囲気中、1250
℃、60分間の条件で焼結を行った。このようにして得ら
れた焼結体について、実施例1と同様に引張強さ、耐久
疲れ強さならびにシャルピー衝撃値を調べた。これらの
実験結果を表6に示す。この表から明らかなように、こ
の発明の適合例はすべて引張強さ、耐久疲れ強さ、シャ
ルピー衝撃値ともにそれぞれ80kgf/mm2 、35kgf/mm2
2.0kgf・m/cm2 以上と良好な値を示している。
【0024】
【表6】
【0025】
【発明の効果】この発明は、合金鋼粉の化学成分組成、
特にMn量、S量、P量を適正化することにより、焼結体
の引張強度、疲労強度、靱性を向上させたものであり、
高強度焼結部品の用途を拡大するものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%にて、C: 0.1%以下、Mn:0.08
    %以下、Cr: 0.5〜3%、Mo: 0.1〜2%、S:0.01%
    以下、P:0.01%以下、O: 0.2%以下を含有し、残部
    は不可避的不純物およびFeからなることを特徴とする高
    強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼
    粉。
  2. 【請求項2】 重量%にて、C: 0.1%以下、Mn:0.08
    %以下、Cr: 0.5〜3%、Mo: 0.1〜2%、S:0.01%
    以下、P:0.01%以下、O: 0.2%以下を含有し、さら
    にNi: 0.2〜 2.5%およびCu: 0.5〜 2.5%のいずれか
    1種または両方とも含有し、残部は不可避的不純物およ
    びFeからなることを特徴とする高強度、高疲労強度およ
    び高靱性を有する焼結体用合金鋼粉。
  3. 【請求項3】 重量%にて、C: 0.2〜1.2 %、Mn:0.
    08%以下、Cr: 0.5〜3%、Mo: 0.1〜2%、S:0.01
    %以下、P:0.01%以下、O: 0.2%以下を含有し、残
    部は不可避的不純物およびFeからなることを特徴とする
    高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体。
  4. 【請求項4】 重量%にて、C: 0.2〜1.2 %、Mn:0.
    08%以下、Cr: 0.5〜3%、Mo: 0.1〜2%、S:0.01
    %以下、P:0.01%以下、O: 0.2%以下を含有し、さ
    らにNi: 0.2〜 2.5%およびCu: 0.5〜 2.5%のいずれ
    か1種または両方とも含有し、残部は不可避的不純物お
    よびFeからなることを特徴とする高強度、高疲労強度お
    よび高靱性を有する焼結体。
JP12793992A 1992-02-14 1992-04-22 高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼粉および焼結体 Expired - Fee Related JP3224417B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12793992A JP3224417B2 (ja) 1992-02-14 1992-04-22 高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼粉および焼結体

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2763792 1992-02-14
JP4-27637 1992-02-14
JP12793992A JP3224417B2 (ja) 1992-02-14 1992-04-22 高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼粉および焼結体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05287452A true JPH05287452A (ja) 1993-11-02
JP3224417B2 JP3224417B2 (ja) 2001-10-29

Family

ID=26365595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12793992A Expired - Fee Related JP3224417B2 (ja) 1992-02-14 1992-04-22 高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼粉および焼結体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3224417B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010035853A1 (ja) 2008-09-24 2010-04-01 Jfeスチール株式会社 粉末冶金法による焼結体の製造方法
JP2013181198A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Jfe Steel Corp 粉末冶金用合金鋼粉
WO2014103999A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 株式会社神戸製鋼所 高疲労強度焼結体用プレアロイ型鋼粉および浸炭焼入れ材
WO2017043091A1 (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 Jfeスチール株式会社 焼結部材原料用合金鋼粉の製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017056509A1 (ja) 2015-09-30 2017-04-06 Jfeスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法
WO2017056510A1 (ja) 2015-09-30 2017-04-06 Jfeスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法
JP6112282B1 (ja) 2015-09-30 2017-04-12 Jfeスチール株式会社 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010035853A1 (ja) 2008-09-24 2010-04-01 Jfeスチール株式会社 粉末冶金法による焼結体の製造方法
JP2013181198A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Jfe Steel Corp 粉末冶金用合金鋼粉
WO2014103999A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 株式会社神戸製鋼所 高疲労強度焼結体用プレアロイ型鋼粉および浸炭焼入れ材
JP2014141743A (ja) * 2012-12-28 2014-08-07 Kobe Steel Ltd 高疲労強度焼結体用プレアロイ型鋼粉および浸炭焼入れ材
CN104884659A (zh) * 2012-12-28 2015-09-02 株式会社神户制钢所 高疲劳强度烧结体用预合金型钢粉和渗碳淬火材
WO2017043091A1 (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 Jfeスチール株式会社 焼結部材原料用合金鋼粉の製造方法
JPWO2017043091A1 (ja) * 2015-09-11 2017-09-07 Jfeスチール株式会社 焼結部材原料用合金鋼粉の製造方法
KR20180021150A (ko) * 2015-09-11 2018-02-28 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 소결 부재 원료용 합금강분의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP3224417B2 (ja) 2001-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0600421A1 (en) Low alloy sintered steel and method of preparing the same
JP2004169177A (ja) 合金工具鋼及びその製造方法、並びにそれを用いた金型
JP3504786B2 (ja) 焼入れ組織を呈する鉄系焼結合金の製造方法
US5666634A (en) Alloy steel powders for sintered bodies having high strength, high fatigue strength and high toughness, sintered bodies, and method for manufacturing such sintered bodies
JP2001073072A (ja) 耐ピッチング性に優れた浸炭窒化部品
EP0677591B1 (en) Alloy steel powders, sintered bodies and method
JPH06293939A (ja) 高温転動疲労性に優れた軸受部品
JP3565960B2 (ja) 軸受用鋼、軸受および転がり軸受
JPH05287452A (ja) 高強度、高疲労強度および高靱性を有する焼結体用合金鋼粉および焼結体
JP4403624B2 (ja) 軟窒化用非調質鋼及び軟窒化非調質クランク軸とその製造方法
JP3272886B2 (ja) 高強度焼結体用合金鋼粉および高強度焼結体の製造方法
US4804409A (en) Alloy steel powder for powder metallurgy
JP2991064B2 (ja) 窒化非調質鍛造用鋼および窒化非調質鍛造品
EP0010442A1 (en) Powder metal composition
KR101745196B1 (ko) 초고강도 스프링강
JP3471576B2 (ja) 表面高硬度、高耐食性、高靭性マルテンサイト系ステンレス鋼
JP2625773B2 (ja) 粉末高速度鋼
JPH0617225A (ja) 転動疲労性に優れた浸炭軸受部品
JP3205194B2 (ja) 炭化物分散浸炭鋼部品
JPH09157805A (ja) 高強度鉄基焼結合金
JP3476097B2 (ja) 浸炭用鋼および浸炭部材
JP3303026B2 (ja) 高強度鉄基焼結合金およびその製造方法
JPH0598400A (ja) 焼結鍛造鉄系合金部材
JP3396285B2 (ja) 高強度・高靱性焼結材料用合金鋼粉およびその焼結鋼
KR100946045B1 (ko) 고온 이물 피로수명이 우수한 베어링강의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070824

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080824

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080824

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090824

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090824

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees