JPS58110656A - 複合材料の製造方法 - Google Patents
複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS58110656A JPS58110656A JP20902481A JP20902481A JPS58110656A JP S58110656 A JPS58110656 A JP S58110656A JP 20902481 A JP20902481 A JP 20902481A JP 20902481 A JP20902481 A JP 20902481A JP S58110656 A JPS58110656 A JP S58110656A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron
- silicon nitride
- composite material
- weight
- powder
- 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
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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】
本発明は、耐摩耗性や耐熱強度の優れた窒化けい素−鉄
系複合材料およびその製造方法に関するものである。
系複合材料およびその製造方法に関するものである。
従来、セラミックス−金属系の複合材料には、七フォッ
クス分散型合金として1.μ、O,−AA系、The、
−Ni合金系などがあり、サーメットとして、WC−C
o系、 WC−TIC−CO系、 Tic −Ni系。
クス分散型合金として1.μ、O,−AA系、The、
−Ni合金系などがあり、サーメットとして、WC−C
o系、 WC−TIC−CO系、 Tic −Ni系。
Cr、C,−Ni系、 At、O,−Cr系などがある
。しかしながら、窒化けい素−鉄系の複合材料は未だ実
用化されていない。この理由は、窒化けい素と鉄が焼結
中に反応してしまい、窒化けい素質セラミックス相と鉄
系金属相とが安定して存在しないためである。例えば、
窒化けい素(Sl、N4)粉末と鉄(Fe )粉末とを
混合したのち成形し、通常の焼結冶金の手法に従って真
空中で1150〜1250℃の温度に加熱して焼結する
と、81.N4は消失してしまい、所望の複合材料を得
ることができない。これは、従来焼結に用いられていた
酸化および窒化防止用の真空、不活性ガスI H,等の
雰囲気中において、Sl、N4は約1100℃以上の温
度で分解してしまうためである。
。しかしながら、窒化けい素−鉄系の複合材料は未だ実
用化されていない。この理由は、窒化けい素と鉄が焼結
中に反応してしまい、窒化けい素質セラミックス相と鉄
系金属相とが安定して存在しないためである。例えば、
窒化けい素(Sl、N4)粉末と鉄(Fe )粉末とを
混合したのち成形し、通常の焼結冶金の手法に従って真
空中で1150〜1250℃の温度に加熱して焼結する
と、81.N4は消失してしまい、所望の複合材料を得
ることができない。これは、従来焼結に用いられていた
酸化および窒化防止用の真空、不活性ガスI H,等の
雰囲気中において、Sl、N4は約1100℃以上の温
度で分解してしまうためである。
他方、81.N、粒子はFe系金属との濡れ性において
一般に酸化物よりもすぐれていることに着目し、窒化け
い素質セラミックスと鉄または鉄合金との複合材料を得
ることを目的として種々の研究を積重ねたところ、上記
複合材料を開発するKtつ九。
一般に酸化物よりもすぐれていることに着目し、窒化け
い素質セラミックスと鉄または鉄合金との複合材料を得
ることを目的として種々の研究を積重ねたところ、上記
複合材料を開発するKtつ九。
すなわち、本発明による窒化けい素−鉄系複合材料は、
窒化けい素質セラミックス0.1〜80重量−と、鉄ま
たは鉄合金99.9〜20重量−とからなることt4I
黴としている。
窒化けい素質セラミックス0.1〜80重量−と、鉄ま
たは鉄合金99.9〜20重量−とからなることt4I
黴としている。
この場合、窒化けい素質セラミックスが80重重量層過
でかつ鉄または鉄合金が20重量−未満であると、結合
相となるべき鉄系マトリックスが不足し、結合が不十分
となるので望ましくない。
でかつ鉄または鉄合金が20重量−未満であると、結合
相となるべき鉄系マトリックスが不足し、結合が不十分
となるので望ましくない。
ま九、窒化は一素質七うミックスが0.1重量−未満で
かつ鉄または鉄合金が99.9重量−超過であると、窒
化けい素質セラミックスのもつ優れた耐摩耗性ならびに
耐熱性を活かすことができなくなるので望ましくない。
かつ鉄または鉄合金が99.9重量−超過であると、窒
化けい素質セラミックスのもつ優れた耐摩耗性ならびに
耐熱性を活かすことができなくなるので望ましくない。
上記のうち、窒化けい素質セラミックスとしては、S
l 、N、単体のほか、81□N、−MgO系、 81
.N4− AA、0.系、 81sN、 −Y、O,系
その他の81.N4−酸化物系のものなどが使用され、
さらにはAAzOBを焼結助剤としての含有量以上に高
めて固溶させた5ilN4−14101系(81−AL
−0−N系)が使用され、そのほか、81.N4− S
IC、WCt cr、c。
l 、N、単体のほか、81□N、−MgO系、 81
.N4− AA、0.系、 81sN、 −Y、O,系
その他の81.N4−酸化物系のものなどが使用され、
さらにはAAzOBを焼結助剤としての含有量以上に高
めて固溶させた5ilN4−14101系(81−AL
−0−N系)が使用され、そのほか、81.N4− S
IC、WCt cr、c。
等の8 ’ 8N4−炭化物系や、Si、N、 −BN
、 TIN 。
、 TIN 。
幻R等のS’1N4−窒化物系が使用される。
他方、鉄または鉄合金としては、Fe単体のはか、強靭
鋼、耐食鋼あるいは耐熱鋼などの特殊鋼さらにはFe
−Cr系t Fe −MO系、Fe −0r−Ni系な
どのFe基合金等が使用される。
鋼、耐食鋼あるいは耐熱鋼などの特殊鋼さらにはFe
−Cr系t Fe −MO系、Fe −0r−Ni系な
どのFe基合金等が使用される。
上記のような複合材料を製造するに際して本発明におい
ては、窒化けい素質セラミックス粉末0.1〜80重量
%と、鉄ま九は鉄合金粉末99.9〜20重量−とを均
一に混合したのち成形し、窒素分圧が2 X l G−
”〜3.8Torrの非酸化性雰囲気下で1080〜1
250℃の温度で焼結するようにしたことを特徴として
いる。
ては、窒化けい素質セラミックス粉末0.1〜80重量
%と、鉄ま九は鉄合金粉末99.9〜20重量−とを均
一に混合したのち成形し、窒素分圧が2 X l G−
”〜3.8Torrの非酸化性雰囲気下で1080〜1
250℃の温度で焼結するようにしたことを特徴として
いる。
この場合、焼結雰囲気中の窒素分圧の制御は、窒化けい
素質セラミックス相と鉄系金属相とを安定して存在させ
るための必須要件である。すなわち、焼結雰囲気中の窒
素分圧が2 X 10 Torrよりも小さすぎると
、81.N4の分解傾向が強すぎるので望ましくなく、
他方、窒素分圧がa、+s TOrrよりも大きすぎる
とF・およびF・合金が強く窒化してしまい、複合材料
の特性會劣化させてしまうので望ましくない。
素質セラミックス相と鉄系金属相とを安定して存在させ
るための必須要件である。すなわち、焼結雰囲気中の窒
素分圧が2 X 10 Torrよりも小さすぎると
、81.N4の分解傾向が強すぎるので望ましくなく、
他方、窒素分圧がa、+s TOrrよりも大きすぎる
とF・およびF・合金が強く窒化してしまい、複合材料
の特性會劣化させてしまうので望ましくない。
また、焼結温度が1080℃よりも低すぎると焼結が不
十分で647.1250℃よりも高すぎるとSt、N、
O分解傾向が強くなるため好ましくない。
十分で647.1250℃よりも高すぎるとSt、N、
O分解傾向が強くなるため好ましくない。
そして、より好ましい焼結温度範囲は1150〜120
0℃である。
0℃である。
さらに、窒化けい素質セラミックス粉末と鉄または鉄合
金粉末とVS合するに際し、適宜な成形用バインダーや
焼結−剤などを混合することも場合によっては望ましい
。
金粉末とVS合するに際し、適宜な成形用バインダーや
焼結−剤などを混合することも場合によっては望ましい
。
実施例 1
平均粒径2110813N4粉末5重量−と、−250
meaah OSO2304L粉末95重量−と金ポリ
エチレン製Of−ル建ル容器中に入れ、h−ヘキサン中
で湿式混合した。このn−ヘキサンを飛散させた□後直
後50mの成形空間を有する金型内に移し、5 t@1
1 / glll(”の圧力で成形し喪。この成形体の
密度は5.8f/ex”であった。次いでこの成形体を
真空炉内に入れ、1170℃X30分の加熱を行ったの
ち炉冷し、この間雰囲気中の窒素分圧がQ、l Tor
rとなるように制御しながら焼結した。
meaah OSO2304L粉末95重量−と金ポリ
エチレン製Of−ル建ル容器中に入れ、h−ヘキサン中
で湿式混合した。このn−ヘキサンを飛散させた□後直
後50mの成形空間を有する金型内に移し、5 t@1
1 / glll(”の圧力で成形し喪。この成形体の
密度は5.8f/ex”であった。次いでこの成形体を
真空炉内に入れ、1170℃X30分の加熱を行ったの
ち炉冷し、この間雰囲気中の窒素分圧がQ、l Tor
rとなるように制御しながら焼結した。
この結果、密度6.8f/cm”(理論密度比87慢)
の8M体を得た。次いで、この焼結体を切断してミクロ
組織を鐵祭したところ、ステンレス鋼のマトリックス中
に513N4粒子が均一に分散している風合な複合組織
を呈していた。
の8M体を得た。次いで、この焼結体を切断してミクロ
組織を鐵祭したところ、ステンレス鋼のマトリックス中
に513N4粒子が均一に分散している風合な複合組織
を呈していた。
比較例 1
実施例1と同様にして得た成形体t−5XIOTorr
の真空中において1170℃の温度で焼結し、得られた
焼結体を切断してミクロ組織を観察したところ、St、
N4相の存在は認められず、Fe合金!トリックス中の
81量が約3%(母材中の81量0.9 % )に増加
していた。
の真空中において1170℃の温度で焼結し、得られた
焼結体を切断してミクロ組織を観察したところ、St、
N4相の存在は認められず、Fe合金!トリックス中の
81量が約3%(母材中の81量0.9 % )に増加
していた。
比較例 2
実施例1と同様にして得た成形体を窒素分圧10〜50
Torrの非酸化性雰囲気中で1170℃の温度で焼
結したところ、焼結体中にSl、N4相はほぼ完全に残
留していたものの、゛その他に針状のCr窒化物が全体
に生成していた。このCr窒化物の生成はF・合金ff
)9ツクス中のCr量を低下畜せ、耐酸化性を劣化させ
るため、耐熱焼結体としては不適烏なものとなる。
Torrの非酸化性雰囲気中で1170℃の温度で焼
結したところ、焼結体中にSl、N4相はほぼ完全に残
留していたものの、゛その他に針状のCr窒化物が全体
に生成していた。このCr窒化物の生成はF・合金ff
)9ツクス中のCr量を低下畜せ、耐酸化性を劣化させ
るため、耐熱焼結体としては不適烏なものとなる。
実施例 2
平均粒径2声の81.N、粉末5重量−と、平均粒径0
.5μの^1,0.粉末2重量饅と、−25Q mes
hのSUS 304Lt末93重量−とをポリエチレン
製のボールミル容器中に入れ、n−へキサン中で湿式混
合した。こon−へキサンを飛散させ念後直径50−の
成形空間を有する金型内に移し、5ton / as”
の圧力で成形した。次いでこの成形体を真空炉内に入れ
、1170℃×30分の加熱管行ったのち炉冷し、この
間雰囲気中の窒素分圧が0.1 Torrとなるように
制御しながら焼結した。
.5μの^1,0.粉末2重量饅と、−25Q mes
hのSUS 304Lt末93重量−とをポリエチレン
製のボールミル容器中に入れ、n−へキサン中で湿式混
合した。こon−へキサンを飛散させ念後直径50−の
成形空間を有する金型内に移し、5ton / as”
の圧力で成形した。次いでこの成形体を真空炉内に入れ
、1170℃×30分の加熱管行ったのち炉冷し、この
間雰囲気中の窒素分圧が0.1 Torrとなるように
制御しながら焼結した。
そして、得られた焼結体を切断してきり四組織を観察し
たところ、St、N4粒子シよびμson粒子が共にF
@金合金マトリックス中均一に分散している良好な焼結
体を得ることができた。
たところ、St、N4粒子シよびμson粒子が共にF
@金合金マトリックス中均一に分散している良好な焼結
体を得ることができた。
実施例 3
平均粒径2 postsN4粉末1011t%ト、−2
50m@sh f)インコロイsoo合金(32%Ni
−20%Cr−0,396Cu−Fe)l)末90重量
−とをボールミルを用いてn−ヘキサン中で湿式混合し
、とのn−へキサンを飛散させた後金型内に移し、5
ton / (yll”の圧力で成形した。この成形体
の密度は5−1 t / t3”であっ念。次いで、A
r:N、=99:1(体積比)の混合ガスにより炉内を
約100 Torrに保持した真空炉内に装入し、12
00’CX1時間保持の条件で焼結を行った。得られ九
焼結体の密度は6.8 f / as” (11論密度
比911)であり、その組織を観察したところ、F・合
金マトリックス中に81.N4粒子が均一に分散してい
る良好な組織を呈してい念。
50m@sh f)インコロイsoo合金(32%Ni
−20%Cr−0,396Cu−Fe)l)末90重量
−とをボールミルを用いてn−ヘキサン中で湿式混合し
、とのn−へキサンを飛散させた後金型内に移し、5
ton / (yll”の圧力で成形した。この成形体
の密度は5−1 t / t3”であっ念。次いで、A
r:N、=99:1(体積比)の混合ガスにより炉内を
約100 Torrに保持した真空炉内に装入し、12
00’CX1時間保持の条件で焼結を行った。得られ九
焼結体の密度は6.8 f / as” (11論密度
比911)であり、その組織を観察したところ、F・合
金マトリックス中に81.N4粒子が均一に分散してい
る良好な組織を呈してい念。
実施例 4
平均粒径2μのSi、N4粉末70重量%と、−250
mesh (D SUS 410 L粉末30重量−と
をボールミルを用いてn−ヘキサン中で湿式混合し、と
のn−へキサンを飛散させ念後金型内に移し、金型予備
成形→ラバープレス成形によって密度2.2 f /
as”の直径20■×長さ15■の成形体を得た。次に
、窒素分圧を1.Q ’l’orrに保持した真空炉中
に上記成形体を入れ、1150’CX2時間の焼結を行
って密度4.1f7611”の焼結体を傅た。その後、
焼結体の組織観察を行ったところ、焼結体中のはとんど
の81.N、粒子がSUS 410Lの結合層を伴なっ
た均一な組織を有していた。
mesh (D SUS 410 L粉末30重量−と
をボールミルを用いてn−ヘキサン中で湿式混合し、と
のn−へキサンを飛散させ念後金型内に移し、金型予備
成形→ラバープレス成形によって密度2.2 f /
as”の直径20■×長さ15■の成形体を得た。次に
、窒素分圧を1.Q ’l’orrに保持した真空炉中
に上記成形体を入れ、1150’CX2時間の焼結を行
って密度4.1f7611”の焼結体を傅た。その後、
焼結体の組織観察を行ったところ、焼結体中のはとんど
の81.N、粒子がSUS 410Lの結合層を伴なっ
た均一な組織を有していた。
以上詳述したように、本発明によれば、従来実用化され
なかった窒化けい素−鉄系複合材料を得ることができ、
耐摩耗性や耐熱強度が要求される例えば各種燃焼装置、
燃焼機関、工具、W、予力機器等の部品の票材として活
用することが可能であるという非常にすぐれた効果を有
する。
なかった窒化けい素−鉄系複合材料を得ることができ、
耐摩耗性や耐熱強度が要求される例えば各種燃焼装置、
燃焼機関、工具、W、予力機器等の部品の票材として活
用することが可能であるという非常にすぐれた効果を有
する。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
Claims (2)
- (1) 窒化けい素質セラミックス0.1〜80重量
−と、鉄まえは鉄合金99.9〜20重量−とからなる
こと1特徴とする窒化けい素−鉄系複合材料。 - (2) 窒化けい素質セラミックス粉末0.1〜80
重量嘩と、鉄を光は鉄合金粉末99.9〜20重量−と
を均−Kfi合し友のち成形し、窒素分圧が2×10〜
3.@T・rrの非酸化性雰囲気下で1080〜125
0cO温度で焼結することを特徴とする窒化けい素−鉄
系複合社科の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20902481A JPS58110656A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20902481A JPS58110656A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 複合材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58110656A true JPS58110656A (ja) | 1983-07-01 |
JPH0251970B2 JPH0251970B2 (ja) | 1990-11-09 |
Family
ID=16565999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20902481A Granted JPS58110656A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58110656A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003073757A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Otsuka Chem Co Ltd | 金属複合組成物の製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5388610A (en) * | 1977-01-14 | 1978-08-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Friction material of sintered alloy |
JPS5457411A (en) * | 1977-10-18 | 1979-05-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Wear-resisting sintered alloy |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP20902481A patent/JPS58110656A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5388610A (en) * | 1977-01-14 | 1978-08-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Friction material of sintered alloy |
JPS5457411A (en) * | 1977-10-18 | 1979-05-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Wear-resisting sintered alloy |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003073757A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Otsuka Chem Co Ltd | 金属複合組成物の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0251970B2 (ja) | 1990-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2687125B2 (ja) | エンジン用バルブ部品に用いる焼結金属コンパクトおよびその製造方法。 | |
KR20040066937A (ko) | 소결 부품을 제조하기 위한 소결성 금속 분말 혼합물 | |
JPS6376803A (ja) | 水噴霧化粉末冶金製品の製法 | |
US6019937A (en) | Press and sinter process for high density components | |
GB1598816A (en) | Powder metallurgy process and product | |
JPH10504353A (ja) | クロム、モリブデンおよびマンガンを含む鉄基粉末 | |
US5298052A (en) | High temperature bearing alloy and method of producing the same | |
JPH0583514B2 (ja) | ||
JPS634031A (ja) | 耐摩耗性合金の製造法 | |
JP4060092B2 (ja) | 粉末冶金用合金鋼粉およびその焼結体 | |
JPS58110656A (ja) | 複合材料の製造方法 | |
US6967001B2 (en) | Method for sintering a carbon steel part using a hydrocolloid binder as carbon source | |
US4198234A (en) | Sintered metal articles | |
JPS591764B2 (ja) | 鉄−銅複合粉末およびその製造方法 | |
WO2000039353A1 (fr) | Melange de poudre metallique destine a la metallurgie des poudres | |
JPH0751721B2 (ja) | 焼結用低合金鉄粉末 | |
JPH0364402A (ja) | 金属射出品の炭素量コントロール方法 | |
JPH0472004A (ja) | 多孔質金型の製造方法 | |
JPS5895658A (ja) | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 | |
JPH0478713B2 (ja) | ||
JPS59197544A (ja) | 焼結高速度鋼の製造法 | |
JPS5794549A (en) | Solidified body of cubic system boron nitride and its manufacture | |
JPH0257613A (ja) | 焼結金属材料の製造方法およびその原料粉末 | |
JPH09279202A (ja) | 金属射出成形用金属粉末、この粉末を使用した焼結浸炭製品およびその製造方法 | |
JPH03229832A (ja) | Nb―Al金属間化合物の製造方法 |