JPH0543907A - 射出成形法による高強度鋼部材並びにその製造方法 - Google Patents
射出成形法による高強度鋼部材並びにその製造方法Info
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- JPH0543907A JPH0543907A JP3224552A JP22455291A JPH0543907A JP H0543907 A JPH0543907 A JP H0543907A JP 3224552 A JP3224552 A JP 3224552A JP 22455291 A JP22455291 A JP 22455291A JP H0543907 A JPH0543907 A JP H0543907A
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Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 現行のFe−Ni−C合金と比較して、製品
の伸び率をさほど低減する事なく、その引張破断強度を
向上させた射出成形法による高強度鋼部材の供給を可能
にする。 【構成】 1〜10重量%のCuと、0.3〜1.0重
量%のCと、残部が不可避的不純物を含んだFeとから
なり,射出成形法により製造された高強度鋼部材。その
製造法は、平均粒径が10ミクロン以下であるカーボニ
ルFe粉と、平均粒径が20ミクロン以下であるCu粉
と,天然黒鉛粉とを調合して1〜10重量%のCuと、
0.3〜1.0重量%のCと、残部が不可避的不純物を
含んだFeとからなる合金組成の金属原料粉を得,その
91.8重量%〜92.2重量%に対し,有機バインダ
ー7.8〜8.2重量%を加え,混練した物を金型に射
出成形した後、摂氏300度迄の不活性雰囲気中で脱バ
インダー成形体とし、さらに、真空焼結炉中で焼結処理
して得る。
の伸び率をさほど低減する事なく、その引張破断強度を
向上させた射出成形法による高強度鋼部材の供給を可能
にする。 【構成】 1〜10重量%のCuと、0.3〜1.0重
量%のCと、残部が不可避的不純物を含んだFeとから
なり,射出成形法により製造された高強度鋼部材。その
製造法は、平均粒径が10ミクロン以下であるカーボニ
ルFe粉と、平均粒径が20ミクロン以下であるCu粉
と,天然黒鉛粉とを調合して1〜10重量%のCuと、
0.3〜1.0重量%のCと、残部が不可避的不純物を
含んだFeとからなる合金組成の金属原料粉を得,その
91.8重量%〜92.2重量%に対し,有機バインダ
ー7.8〜8.2重量%を加え,混練した物を金型に射
出成形した後、摂氏300度迄の不活性雰囲気中で脱バ
インダー成形体とし、さらに、真空焼結炉中で焼結処理
して得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、OA機器、精密機器、
自動車部品等に利用される高強度鋼部材の改良並びにそ
の製造法に関する。
自動車部品等に利用される高強度鋼部材の改良並びにそ
の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】OA機器、精密機器、自動車部品等に利
用される鋼部材は3次元的に複雑な形状を有するものが
多く、品質の安定と量産とを併せて確保する目的から、
近年、射出成形法による高強度鋼部材の供給が為されて
いる。
用される鋼部材は3次元的に複雑な形状を有するものが
多く、品質の安定と量産とを併せて確保する目的から、
近年、射出成形法による高強度鋼部材の供給が為されて
いる。
【0003】しかしながら、この場合、市販されている
粉末冶金用の原料粉末の種類が限定されて居るばかり
か、射出成形法に適する原料粉末となるとさらに入手が
厳しい事もあって、強度の高い事が要求される部品に対
してはFe−Ni−C合金の利用が限度とされている。
粉末冶金用の原料粉末の種類が限定されて居るばかり
か、射出成形法に適する原料粉末となるとさらに入手が
厳しい事もあって、強度の高い事が要求される部品に対
してはFe−Ni−C合金の利用が限度とされている。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】射出成形法により製
造されたFe−Ni−C合金は、焼結処理が終了した時
点に於ける引張破断強度が50Kg/mm2 前後にしか
ならない為、形状をより小さくして部品取り付けの為の
容積を狭くする事が強く要求される現代にあっては,こ
の課題を解決しようとした場合には、より強度の高い部
品を入手する事が課題として与えられていた。
造されたFe−Ni−C合金は、焼結処理が終了した時
点に於ける引張破断強度が50Kg/mm2 前後にしか
ならない為、形状をより小さくして部品取り付けの為の
容積を狭くする事が強く要求される現代にあっては,こ
の課題を解決しようとした場合には、より強度の高い部
品を入手する事が課題として与えられていた。
【0005】本発明は、上記の経過から、現行のFe−
Ni−C合金と比較して、製品の伸び率をさほど低減す
る事なく、その引張破断強度を向上させた射出成形法に
よる高強度鋼部材の供給を可能にする事を目的とする。
Ni−C合金と比較して、製品の伸び率をさほど低減す
る事なく、その引張破断強度を向上させた射出成形法に
よる高強度鋼部材の供給を可能にする事を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究し
た結果、上記の課題は、1〜10重量%のCuと、0.
3〜1.0重量%のCと、残部が不可避的不純物を含ん
だFeとからなる合金組成で配合され、射出成形法によ
り製造されている高強度鋼部材を採用する事によって解
決される事を見出だし、本発明に至ったものである。
た結果、上記の課題は、1〜10重量%のCuと、0.
3〜1.0重量%のCと、残部が不可避的不純物を含ん
だFeとからなる合金組成で配合され、射出成形法によ
り製造されている高強度鋼部材を採用する事によって解
決される事を見出だし、本発明に至ったものである。
【0007】
【作用】本発明にあって、高強度鋼にCuを添加したの
は、焼結体の素地であるFe相を強化する為であり、C
は高強度鋼の焼結性を向上させる為に用いたものであ
る。
は、焼結体の素地であるFe相を強化する為であり、C
は高強度鋼の焼結性を向上させる為に用いたものであ
る。
【0008】この場合、Cuの配合量を1〜10重量%
と規定したのは、Cuの配合量が1重量%未満では高強
度鋼の強度が充分でなく、逆に、Cuの配合量が10重
量%を超えると、製品の材料伸びが著しく低下してしま
うからである。そして本発明の組成範囲の Cu,C及
びFeに於いて従来のFe-Ni-C合金に比較して伸び率
をさほど低下することなく引張破断強度を向上すること
が出来る。
と規定したのは、Cuの配合量が1重量%未満では高強
度鋼の強度が充分でなく、逆に、Cuの配合量が10重
量%を超えると、製品の材料伸びが著しく低下してしま
うからである。そして本発明の組成範囲の Cu,C及
びFeに於いて従来のFe-Ni-C合金に比較して伸び率
をさほど低下することなく引張破断強度を向上すること
が出来る。
【0009】また、Cの配合量を0.3〜1.0重量%
と規定したのは、Cの配合量が0.3重量%未満では高
強度鋼の強度が充分でなく、逆に、Cの配合量が1.0
重量%を超えると、製品の材料伸びが著しく低下してし
まうからである。
と規定したのは、Cの配合量が0.3重量%未満では高
強度鋼の強度が充分でなく、逆に、Cの配合量が1.0
重量%を超えると、製品の材料伸びが著しく低下してし
まうからである。
【0010】次に本発明の製造法は,平均粒径が10ミ
クロン以下であるカーボニルFe粉と、平均粒径が20
ミクロン以下であるCu粉と,天然黒鉛粉とを調合して
1〜10重量%のCuと、0.3〜1.0重量%のC
と、残部が不可避的不純物を含んだFeとからなる合金
組成の金属原料粉を得ること,この金属原料粉91.8
重量%〜92.2重量%に対し有機バインダー7.8〜
8.2重量%を加えて混練機により混練すること,この
混練物を予め用意した型に射出成形して得た成形体を摂
氏300度迄の不活性雰囲気中で加熱する事によって成
形体より有機バインダーを除去すること,その後この脱
バインダー成形体を真空焼結炉中で焼結処理することを
特徴とする。
クロン以下であるカーボニルFe粉と、平均粒径が20
ミクロン以下であるCu粉と,天然黒鉛粉とを調合して
1〜10重量%のCuと、0.3〜1.0重量%のC
と、残部が不可避的不純物を含んだFeとからなる合金
組成の金属原料粉を得ること,この金属原料粉91.8
重量%〜92.2重量%に対し有機バインダー7.8〜
8.2重量%を加えて混練機により混練すること,この
混練物を予め用意した型に射出成形して得た成形体を摂
氏300度迄の不活性雰囲気中で加熱する事によって成
形体より有機バインダーを除去すること,その後この脱
バインダー成形体を真空焼結炉中で焼結処理することを
特徴とする。
【0011】上記方法に於いて,バインダ−の配合量を
7.8〜8.2重量%に限定したのは,バインダ−の配
合量が7.8重量%未満では原料を射出成型する場合の
原料の流動性が不足してまい,製品の成型性を低下させ
ことが多くなるためであり,逆に,バインダ−の配合量
が8.2重量%をこえると,脱バインダ−処理を施した
後の製品表面に発泡部や亀裂などの欠陥が発生し易くな
るためである。
7.8〜8.2重量%に限定したのは,バインダ−の配
合量が7.8重量%未満では原料を射出成型する場合の
原料の流動性が不足してまい,製品の成型性を低下させ
ことが多くなるためであり,逆に,バインダ−の配合量
が8.2重量%をこえると,脱バインダ−処理を施した
後の製品表面に発泡部や亀裂などの欠陥が発生し易くな
るためである。
【0012】また,脱バインダ−処理温度を300度迄
としたのは,300度を,超えた脱バインダ−処理を実
施するとバインダ−がぬけ過ぎてしまいその取扱い強度
が低くなつてくることから,脱バインダ−半製品の取扱
いとして,脱バインダ−処理品を次工程へ搬送する際の
取扱い不良率が高くなつてしまうからである。
としたのは,300度を,超えた脱バインダ−処理を実
施するとバインダ−がぬけ過ぎてしまいその取扱い強度
が低くなつてくることから,脱バインダ−半製品の取扱
いとして,脱バインダ−処理品を次工程へ搬送する際の
取扱い不良率が高くなつてしまうからである。
【0013】C原料としてカ−ボニル鉄以外には天然黒
鉛が望ましい。それは天然黒鉛が鱗片状であることと,
本質的に高温でガス化して後に製品に浸炭拡散し,爾
後,その組成となることにあるためで,ここより不純物
の少ない天然黒鉛であることを要するも,粒径に関して
は限定する必要はない。
鉛が望ましい。それは天然黒鉛が鱗片状であることと,
本質的に高温でガス化して後に製品に浸炭拡散し,爾
後,その組成となることにあるためで,ここより不純物
の少ない天然黒鉛であることを要するも,粒径に関して
は限定する必要はない。
【0014】
【実施例】超高圧アトマイズ法で得られた平均粒径8ミ
クロンの純Cu微粉末と,Cを0.05重量%含有する
平均粒径5ミクロンのカ−ボニル鉄粉と,Cを0.9重
量含有する平均粒径5ミクロンのカ−ボニル鉄粉と,C
を0,01重量%以下含有する平均粒径5ミクロンのカ
ーボニルニッケル粉と、平均粒径22ミクロンの天然黒
鉛粉末とを用いて、表1に提示した組成になる様に金属
原料を秤量すると共に、この金属原料の92重量部に対
して8重量部に当たる重量の有機バインダー(この場
合、当該有機バインダ−はポリエチレン30重量%,パ
ラフィンワックス60重量%及びステアリン酸10重量
%となる様に秤量した)総量10Kgの原料を、直径が
300mmであるプラネタリーミキサーの混練槽に逐次
投入し、回転数を20rpmに設定した後、摂氏100
度で1時間の混練処理を施し,さらに、この混練物を直
径5mmのペレットに造粒して成形原料とした。
クロンの純Cu微粉末と,Cを0.05重量%含有する
平均粒径5ミクロンのカ−ボニル鉄粉と,Cを0.9重
量含有する平均粒径5ミクロンのカ−ボニル鉄粉と,C
を0,01重量%以下含有する平均粒径5ミクロンのカ
ーボニルニッケル粉と、平均粒径22ミクロンの天然黒
鉛粉末とを用いて、表1に提示した組成になる様に金属
原料を秤量すると共に、この金属原料の92重量部に対
して8重量部に当たる重量の有機バインダー(この場
合、当該有機バインダ−はポリエチレン30重量%,パ
ラフィンワックス60重量%及びステアリン酸10重量
%となる様に秤量した)総量10Kgの原料を、直径が
300mmであるプラネタリーミキサーの混練槽に逐次
投入し、回転数を20rpmに設定した後、摂氏100
度で1時間の混練処理を施し,さらに、この混練物を直
径5mmのペレットに造粒して成形原料とした。
【0015】上記の成形原料を、射出圧力を600Kg
/cm2 、射出速度を30mm/sec、射出温度を摂
氏90度の設定条件下にて金型に射出成形し、材料引っ
張り試験片の成形体を製作した。
/cm2 、射出速度を30mm/sec、射出温度を摂
氏90度の設定条件下にて金型に射出成形し、材料引っ
張り試験片の成形体を製作した。
【0016】上記の成形体を窒素雰囲気中で摂氏300
度に加熱することによって、先ず成形体より有機バイン
ダーを除去し、その後、真空度を5×10-2Torrに
設定した半連続式の真空焼結炉を用いて、摂氏1250
度で1時間の焼結処理を施し、JSPM標準2−64に
基づいた粉末焼結体引っ張り試験片を得た。
度に加熱することによって、先ず成形体より有機バイン
ダーを除去し、その後、真空度を5×10-2Torrに
設定した半連続式の真空焼結炉を用いて、摂氏1250
度で1時間の焼結処理を施し、JSPM標準2−64に
基づいた粉末焼結体引っ張り試験片を得た。
【0017】次いで、上記の引っ張り試験片を各組成の
成形原料について10本づつ用意し、島津オートグラフ
AE−5000を用いて試験片の引張破断強度と伸びを
測定して表1を得た。
成形原料について10本づつ用意し、島津オートグラフ
AE−5000を用いて試験片の引張破断強度と伸びを
測定して表1を得た。
【0018】
【表1】
【0019】この表1より従来、高強度鋼部材として利
用されていたFe−Ni−C系合金の部材に比較して、
本発明合金は伸びは多少減少するものの,引張破断強度
は大幅に改善されている事が明らかになった。また,C
u,Cが本発明範囲外の合金(表中△印は範囲外値を示
す・・・比較例1乃至3)は引張破断強度もしくは伸び
のいずれに於いて市場の要求値を満たさず(表中*印は
要求値以下を示す)実用性のないことが判明した。
用されていたFe−Ni−C系合金の部材に比較して、
本発明合金は伸びは多少減少するものの,引張破断強度
は大幅に改善されている事が明らかになった。また,C
u,Cが本発明範囲外の合金(表中△印は範囲外値を示
す・・・比較例1乃至3)は引張破断強度もしくは伸び
のいずれに於いて市場の要求値を満たさず(表中*印は
要求値以下を示す)実用性のないことが判明した。
【0020】尚、上記の試験片について別途に測定した
相対密度比は何れも92〜95%の値を示して居り、本
発明品を利用する分野に於いては充分にその機能を満足
するものであった。
相対密度比は何れも92〜95%の値を示して居り、本
発明品を利用する分野に於いては充分にその機能を満足
するものであった。
【0021】
【発明の効果】本発明の実施により、従来品を上回る性
能を持つた射出成形高強度鋼部材を供給する事が可能に
なり、当該部材を組み込んでいる製品の機能性向上並び
に形状縮小化に対して貢献するところ大なるものがあ
る。
能を持つた射出成形高強度鋼部材を供給する事が可能に
なり、当該部材を組み込んでいる製品の機能性向上並び
に形状縮小化に対して貢献するところ大なるものがあ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/00 304 7217−4K 38/16
Claims (4)
- 【請求項1】 1〜10重量%のCuと、0.3〜1.
0重量%のCと、残部が不可避的不純物を含んだFeと
からなる合金組成で配合され、射出成形法により製造さ
れている事を特徴とする射出成形法による高強度鋼部
材。 - 【請求項2】 平均粒径が10ミクロン以下であるカー
ボニルFe粉と、平均粒径が20ミクロン以下であるC
u粉と,天然黒鉛粉とを調合して1〜10重量%のCu
と、0.3〜1.0重量%のCと、残部が不可避的不純
物を含んだFeとからなる合金組成の金属原料粉を得る
こと,この金属原料粉91.8重量%〜92.2重量%
に対して有機バインダー7.8〜8.2重量%を加えて
混練機により混練すること,この混練物を予め用意した
型に射出成形して得た成形体を摂氏300度迄の不活性
雰囲気中で加熱することによって成形体より有機バイン
ダーを除去すること,その後この脱バインダー成形体を
真空焼結炉中で焼結処理することを特徴とする射出成形
法による高強度部材の製造方法。 - 【請求項3】 有機バインダーがポリエチレン30重量
%と、パラフィンワックス60重量%と、ステアリン酸
10重量%とからなる事を特徴とする請求項2記載の射
出成形法による高強度鋼部材の製造方法。 - 【請求項4】 Cuの組成原料は超高圧水アトマイズ法
で製造された平均粒径が20ミクロン以下であるCu粉
であり、FeとCの組成原料は平均粒径が10ミクロン
以下であるカーボニルFe粉である事を特徴とする請求
項1記載の射出成形法による高強度鋼部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3224552A JP2745889B2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 射出成形法による高強度鋼部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3224552A JP2745889B2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 射出成形法による高強度鋼部材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0543907A true JPH0543907A (ja) | 1993-02-23 |
JP2745889B2 JP2745889B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=16815575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3224552A Expired - Lifetime JP2745889B2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 射出成形法による高強度鋼部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2745889B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004063409A1 (ja) * | 2003-01-08 | 2004-07-29 | Mitsubishi Materials Corporation | 鉄基焼結合金、鉄基焼結合金部材、それらの製造方法、およびオイルポンプローター |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53128513A (en) * | 1977-04-16 | 1978-11-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Process for producing sintered steel |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP3224552A patent/JP2745889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2745889B2 (ja) | 1998-04-28 |
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