JPS5916951A - 耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料 - Google Patents
耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料Info
- Publication number
- JPS5916951A JPS5916951A JP12626382A JP12626382A JPS5916951A JP S5916951 A JPS5916951 A JP S5916951A JP 12626382 A JP12626382 A JP 12626382A JP 12626382 A JP12626382 A JP 12626382A JP S5916951 A JPS5916951 A JP S5916951A
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- Japan
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- carbides
- sintered material
- wear resistance
- area ratio
- carbide
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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】
この発明は、すぐれた耐摩耗性を有し、特に苛酷な摩耗
条件である土砂摩耗や混抄摩耗にさらされる建設機械や
鉱山機械の構造部材の製造に用いるのに適したFe基焼
結拐材料関するものである。
条件である土砂摩耗や混抄摩耗にさらされる建設機械や
鉱山機械の構造部材の製造に用いるのに適したFe基焼
結拐材料関するものである。
従来、この種の構造部拐の製造には、クロム鋳鉄やQr
−MO鋳鉄、さらKCr −MO−V鋳鉄などの白銑系
鋳鉄が使用されているが、これらの白銑系鋳鉄は、いず
れも硬くて脆い炭化物が針状、板状。
−MO鋳鉄、さらKCr −MO−V鋳鉄などの白銑系
鋳鉄が使用されているが、これらの白銑系鋳鉄は、いず
れも硬くて脆い炭化物が針状、板状。
あるいは網目状に析出した組織をもつものであるため、
高硬度をもつものの強度および靭性が著しく劣り、この
結果実用に際しては比較的短かい使用寿命しか示さず、
また鋳造性もきわめて悪く、巣の発生の著しいものであ
るため、安定的量産性に欠けるという問題点があるもの
である。
高硬度をもつものの強度および靭性が著しく劣り、この
結果実用に際しては比較的短かい使用寿命しか示さず、
また鋳造性もきわめて悪く、巣の発生の著しいものであ
るため、安定的量産性に欠けるという問題点があるもの
である。
一方、これら構造部拐の製造に際して、摩耗部分に耐摩
耗性のすぐれた炭化タングステン基超硬合金や炭化チタ
ン基サーメットなどのチップをろう付けする試みもなさ
れているが、これらの材料は高価であるばかりでなく、
耐衝撃性などに問題があり、さらにろう伺は強度にも問
題があって十分満足する信頼性が得られていないのが現
状である。
耗性のすぐれた炭化タングステン基超硬合金や炭化チタ
ン基サーメットなどのチップをろう付けする試みもなさ
れているが、これらの材料は高価であるばかりでなく、
耐衝撃性などに問題があり、さらにろう伺は強度にも問
題があって十分満足する信頼性が得られていないのが現
状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、すぐれ
た耐摩耗性を有し、特に土砂摩耗や混抄摩耗などの苛酷
な摩耗条件にさらされる構造部材の製造に適した材料を
安定的量産性の可能な粉末冶金法を用いて、コスト安く
得べく研究を行なった結果、焼結材料を、重量係で、C
!r:4〜25係。
た耐摩耗性を有し、特に土砂摩耗や混抄摩耗などの苛酷
な摩耗条件にさらされる構造部材の製造に適した材料を
安定的量産性の可能な粉末冶金法を用いて、コスト安く
得べく研究を行なった結果、焼結材料を、重量係で、C
!r:4〜25係。
0:1.5〜5%を含有し、さらに必要に応じてMo、
W 、 Nbl Ti、 V l およびZrのうち
の1種または2種以上:0.1〜20%と、Ni、 C
o、 Ou、およびMnのうちの1種または2種以上:
O,1〜10%のいずれか、または両方を含有し、残
りがFeと不可避不純物からなる組成を有すると共に、
主としてマルテンサイトからなる素地にビッカース硬さ
で1200以上を有する炭化物が面積比で15係以上分
散した組織を有し、かつ前記炭化物のうち、炭化物全体
に対する面積比で10係以上が平均粒径:5μm以上を
有する炭化物で占められ、さらに9z係以上の密度比を
有するもので構成すると、前記Fe基焼結材料において
は、上記炭化物によってすぐれた耐摩耗性が確保され、
また上記マルテンサイト素地および密度比によって高強
度および高靭性が確保されるようになシ、したがって、
とのFe基焼結材料を上記のような苛酷な摩耗環境下で
使用した場合、著しく長期に亘ってすぐれた性能を発揮
するようになるという知見を得たのであり− る。
W 、 Nbl Ti、 V l およびZrのうち
の1種または2種以上:0.1〜20%と、Ni、 C
o、 Ou、およびMnのうちの1種または2種以上:
O,1〜10%のいずれか、または両方を含有し、残
りがFeと不可避不純物からなる組成を有すると共に、
主としてマルテンサイトからなる素地にビッカース硬さ
で1200以上を有する炭化物が面積比で15係以上分
散した組織を有し、かつ前記炭化物のうち、炭化物全体
に対する面積比で10係以上が平均粒径:5μm以上を
有する炭化物で占められ、さらに9z係以上の密度比を
有するもので構成すると、前記Fe基焼結材料において
は、上記炭化物によってすぐれた耐摩耗性が確保され、
また上記マルテンサイト素地および密度比によって高強
度および高靭性が確保されるようになシ、したがって、
とのFe基焼結材料を上記のような苛酷な摩耗環境下で
使用した場合、著しく長期に亘ってすぐれた性能を発揮
するようになるという知見を得たのであり− る。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、成分組成、炭化物の面積比、および密度比を上記の
通シに限定した理由を以下に説明する。
て、成分組成、炭化物の面積比、および密度比を上記の
通シに限定した理由を以下に説明する。
A、成分組成
(a) O
C成分には、素地に固溶して、これを強化すると共に、
Or、さらに必要に応じて含有されたMo。
Or、さらに必要に応じて含有されたMo。
W、 Nb、 Ti、 V、およびZrと結合してビッ
カース硬さで1200以上を有する硬い炭化物を形成し
て材料の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有
量が1.5%未満では、素地中に分散析出する炭化物の
量が少なすぎて、全体面積比で15eI)未満となると
共に、5μm以上の平均粒径をもった炭化物の量も炭化
物全体に対する面積比で10男未満となつ−r Lまい
、土砂などによる摩耗が著しく、所望のすぐれた耐摩耗
性を確保することができず、さらに素地を構成するマル
テンサイトの割合も全体面積比で70%未満となってし
まって所望の強度および耐摩耗性を確保することができ
ず、一方5気を越えて含有させると、桐材が極端に脆化
するようになって所望−の強度および靭性を確保するの
が困難になることがら、その含有量を]5〜5%と定め
た。
カース硬さで1200以上を有する硬い炭化物を形成し
て材料の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有
量が1.5%未満では、素地中に分散析出する炭化物の
量が少なすぎて、全体面積比で15eI)未満となると
共に、5μm以上の平均粒径をもった炭化物の量も炭化
物全体に対する面積比で10男未満となつ−r Lまい
、土砂などによる摩耗が著しく、所望のすぐれた耐摩耗
性を確保することができず、さらに素地を構成するマル
テンサイトの割合も全体面積比で70%未満となってし
まって所望の強度および耐摩耗性を確保することができ
ず、一方5気を越えて含有させると、桐材が極端に脆化
するようになって所望−の強度および靭性を確保するの
が困難になることがら、その含有量を]5〜5%と定め
た。
(+))Or
cr酸成分は、素地に固溶して、これを強化すると共に
、上記のようにCと結合して高硬度を有するOr炭化物
全形成し、かつMo、 W 、 Nb、 Ti、 V
。
、上記のようにCと結合して高硬度を有するOr炭化物
全形成し、かつMo、 W 、 Nb、 Ti、 V
。
およびZrを含有する場合には、これと複炭化物を形成
し、もって材料の耐摩耗性を向上させる作用があるが、
その含有量が4係未満では、C成分の場合と同様に所定
の炭化物を所定の量、分散析出させることができず、一
方25%を越えて含有させると、C成分の場合と同様に
口材が脆化するよう[なることから、その含有量′ff
:4〜25チと定めた。
し、もって材料の耐摩耗性を向上させる作用があるが、
その含有量が4係未満では、C成分の場合と同様に所定
の炭化物を所定の量、分散析出させることができず、一
方25%を越えて含有させると、C成分の場合と同様に
口材が脆化するよう[なることから、その含有量′ff
:4〜25チと定めた。
(c) Mo、 Vlf 、 Nb、 Ti、 V
、およびZrこれらの成分には、素地に固溶して、これ
を強化するほか、Cと結合してきわめて硬い炭化物およ
び複炭化物を形成し、もって桐材の耐摩耗性を一段と向
上させる作用があるので、必要に応じて含有させるが、
その含有量が01%未満では所望の耐摩耗性向上効果が
得られず、一方20係を越えて含有させると桐材に脆化
傾向が現われるようになることから、その含有量を01
〜20%と定めた。
、およびZrこれらの成分には、素地に固溶して、これ
を強化するほか、Cと結合してきわめて硬い炭化物およ
び複炭化物を形成し、もって桐材の耐摩耗性を一段と向
上させる作用があるので、必要に応じて含有させるが、
その含有量が01%未満では所望の耐摩耗性向上効果が
得られず、一方20係を越えて含有させると桐材に脆化
傾向が現われるようになることから、その含有量を01
〜20%と定めた。
(d) Ni、 Co、 Ou、およびMnこれらの
成分には、素地に固溶して、これを一段と強化し、かつ
材料の靭性を著しく向上させる作用があるので、特に強
度および靭性が要求される場合に必要に応じて含有させ
るが、その含有量が01係未満では前記作用に所望の向
上効果が得られず、一方10係を越えて含有させてもよ
り一層の向上効果は現われないことから、経済性をも考
慮して、その含有量全0.1〜10係と定めた。
成分には、素地に固溶して、これを一段と強化し、かつ
材料の靭性を著しく向上させる作用があるので、特に強
度および靭性が要求される場合に必要に応じて含有させ
るが、その含有量が01係未満では前記作用に所望の向
上効果が得られず、一方10係を越えて含有させてもよ
り一層の向上効果は現われないことから、経済性をも考
慮して、その含有量全0.1〜10係と定めた。
B、密度比
密度比が92係未満では、空孔寝過に原因する剥離摩耗
が生ずるようになるばかりでなぐ、所望の高強度を確保
することが困難となることから、密度比の下限値を92
%と定めた。
が生ずるようになるばかりでなぐ、所望の高強度を確保
することが困難となることから、密度比の下限値を92
%と定めた。
つぎに、この発明のFe基焼結拐桐材実施例により具体
的に説F−jAする。
的に説F−jAする。
実施例
原料粉末として、粒度−100meshのFe粉末、い
ずれも粒度−100mesh f有し、かつCr含有量
がそれぞれ5係、13%、25%、35%、および65
係の5種のFe−Cr合金粉末、同一100 mesh
のカーボン粉末、いずれも平均粒径:3μmを有するM
o粉末、Ni粉末、W粉末、およびco粉末、いずれも
粒度−150meshのTic粉末、VC粉末、NbC
粉末、およびW C粉末、同一100 meshノcu
粉末、同一100 meshのFe−Cr −Mo −
Nb合金(Cr:13%、Mo:1%、Nbニア%含含
有粉粉末同一100meshのFe−Zr合金(Zr:
6096含有)粉末、同100 mesbのFe−Mn
合金(MnnニアS金含有粉末。
ずれも粒度−100mesh f有し、かつCr含有量
がそれぞれ5係、13%、25%、35%、および65
係の5種のFe−Cr合金粉末、同一100 mesh
のカーボン粉末、いずれも平均粒径:3μmを有するM
o粉末、Ni粉末、W粉末、およびco粉末、いずれも
粒度−150meshのTic粉末、VC粉末、NbC
粉末、およびW C粉末、同一100 meshノcu
粉末、同一100 meshのFe−Cr −Mo −
Nb合金(Cr:13%、Mo:1%、Nbニア%含含
有粉粉末同一100meshのFe−Zr合金(Zr:
6096含有)粉末、同100 mesbのFe−Mn
合金(MnnニアS金含有粉末。
および同一1. OOmeshのFe −Cr−Mn−
Mo−Ni合金(Cr:10%、Mn: 1%、Mo:
1%、Ni:3%含有)粉末を用意し、これら原料粉末
をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合し、湿式ボ
ールミルにて混合し、乾燥した後、4〜6ton/ff
lの圧力にて圧粉体に成形し、ついでこの圧粉体を真空
中、1150〜1350℃の温度範囲内の所定温度で焼
結し、引続いて焼結後850〜1050℃の温度範囲内
の所定温度から油焼入れし、最終的に150〜250℃
の温度範囲内の所定温度で焼戻し処理を行なうことによ
って、実質的に配合組成と同一の成分組成をもった本発
明焼結合金]〜34をそれぞれ製造した。
Mo−Ni合金(Cr:10%、Mn: 1%、Mo:
1%、Ni:3%含有)粉末を用意し、これら原料粉末
をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合し、湿式ボ
ールミルにて混合し、乾燥した後、4〜6ton/ff
lの圧力にて圧粉体に成形し、ついでこの圧粉体を真空
中、1150〜1350℃の温度範囲内の所定温度で焼
結し、引続いて焼結後850〜1050℃の温度範囲内
の所定温度から油焼入れし、最終的に150〜250℃
の温度範囲内の所定温度で焼戻し処理を行なうことによ
って、実質的に配合組成と同一の成分組成をもった本発
明焼結合金]〜34をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果得られた本発明焼結合金1〜34につ
いて、密度比、炭化物面積比、平均粒径:5μm以上を
有する炭化物の炭化物全体に占める面積比およびビッカ
ース硬さを測定すると共に、共づり形式で1粒度−3Q
meshの土砂を25容量係含有する泥水中、荷重:
4Kg/crd、回転速度:180 r、p、m、、試
験時間:25時間の条件で摩耗試験を行ない、その摩耗
深さを測定した。これらの測定結果を第今表に示した。
いて、密度比、炭化物面積比、平均粒径:5μm以上を
有する炭化物の炭化物全体に占める面積比およびビッカ
ース硬さを測定すると共に、共づり形式で1粒度−3Q
meshの土砂を25容量係含有する泥水中、荷重:
4Kg/crd、回転速度:180 r、p、m、、試
験時間:25時間の条件で摩耗試験を行ない、その摩耗
深さを測定した。これらの測定結果を第今表に示した。
!、た、第2表には比較の目的で従来Or鋳鉄(C:3
.4%、Si:2.1% 、 Mn : 0.7%、C
r:0.9cI)含有)の同一条件による摩耗試験結果
も示した。
.4%、Si:2.1% 、 Mn : 0.7%、C
r:0.9cI)含有)の同一条件による摩耗試験結果
も示した。
第2表に示される結果から、本発明焼結合金1〜34は
、いずれも従来Cr鋳鉄に比して著しくすぐれた耐摩耗
性と有し、〃・つ高強度、高硬度、および高靭性をもつ
ことが明らかである。
、いずれも従来Cr鋳鉄に比して著しくすぐれた耐摩耗
性と有し、〃・つ高強度、高硬度、および高靭性をもつ
ことが明らかである。
上述のように、この発明の焼結桐材は、すぐれた耐摩耗
性を有し、かつ高強度および高靭性を有するので、これ
らの特性が要求される分野での使用は勿論のこと、特に
土砂摩耗や混抄摩耗などの苛酷な摩耗環境にさらされる
建設機械や鉱山機械の構造部拐として使用した場合にも
著しく長期に面ってすぐれた性能を発揮するのである。
性を有し、かつ高強度および高靭性を有するので、これ
らの特性が要求される分野での使用は勿論のこと、特に
土砂摩耗や混抄摩耗などの苛酷な摩耗環境にさらされる
建設機械や鉱山機械の構造部拐として使用した場合にも
著しく長期に面ってすぐれた性能を発揮するのである。
出願人 三菱金属株式会社
Claims (4)
- (1) Cr: 4〜25%、 O: 1.5〜5%
’i含有し、残9がFeと不可避不純物からなる組成(
以上重量%)を有すると共に、主としてマルテンサイト
からなる素地にビッカース硬さで1200以上を有する
炭化物が面積比で15係以上分散した組織を有し、かつ
前記炭化物のうち、炭化物全体に対する面積比で10%
以上が平均粒径:5μm以上を有する炭化物で占められ
、さらに92%以上の密度比を有することを特徴とする
耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料。 - (2) Or : 4〜.25%、 c : 1.5
〜5%に含有し、さらにMo、 W、 Nb、 Ti
、 V、およびZrのうちの1種または2種以上:0
.1〜20係を含有し、残りがFeと不可避不純物から
なる組成(以上重量幅〕を有すると共に、主としてマル
テンサイトからなる素地にビッカース硬さで1200以
上を有する炭化物が面積比で15%以上分散した組織を
有し、かつ前記炭化物のうち、炭化物全体に対する面積
比で10係以上が平均粒径:5μm以上を有する炭化物
で占められ、さらに92%以上の密度比を有することを
特徴とする耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料。 - (3) Or: 4〜25 %、 O: 1.5〜5
%f金含有、さらにNi、 C!o、 C!u、およ
びMnのうちの1種または2種以上:01〜10%を含
有し、残シがFeと不可避不純物からなる組成C以上重
量幅)を有すると共に、主としてマルテンサイトからな
る素地にビッカース硬さで1200以上を有する炭化物
が面積比で15%以上分散した組織を有し、かつ前記炭
化物のうち、炭化物全体に対する面積比で10係以上が
平均粒径:5μm以上を有する炭化物で占められ、さら
に92チ以上の密度比を有することを特徴とする耐摩耗
性にすぐれたFe基焼結1i’ l’)。 - (4) Cr: 4〜25%、 O: 1.5〜59
1に含有し。 さらにMo、 W 、 Nb、 Ti、 V 、および
Zrのうちの1種捷たは2種以上:0.1〜20%と、
Ni、 Co、 Ou 。 およびMnのうちの1種または2種以上二0.1〜10
%とを含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成
(以上重量係)を有すると共に、主としてマルテンサイ
トからなる素地にピンカース硬さで1200以上を有す
る炭化物が面積比で15%以上分散した組織を有し、か
つ前記炭化物のうち、炭化物全体に対する面積比で10
%以上が平均粒径: 57z m以上を有する炭化物で
占められ、さらに9zチ以上の密度比を有することを特
徴とする耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12626382A JPS5916951A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12626382A JPS5916951A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5916951A true JPS5916951A (ja) | 1984-01-28 |
JPH0115578B2 JPH0115578B2 (ja) | 1989-03-17 |
Family
ID=14930851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12626382A Granted JPS5916951A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 耐摩耗性にすぐれたFe基焼結材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5916951A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63266047A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-02 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性のすぐれた炭化物分散型Fe基焼結合金 |
JP2012087340A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Taiwan Powder Technologies Co Ltd | 合金鋼金属粉末及びその焼結体 |
JP2020523479A (ja) * | 2017-06-13 | 2020-08-06 | エリコン メテコ(ユーエス)インコーポレイテッド | 高硬質相分率非磁性合金 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5387912A (en) * | 1977-01-13 | 1978-08-02 | Toshiba Corp | Wear-resisting sintered alloy |
JPS5486410A (en) * | 1977-12-23 | 1979-07-10 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Ferrous sintered alloy material for valve seat |
-
1982
- 1982-07-20 JP JP12626382A patent/JPS5916951A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5387912A (en) * | 1977-01-13 | 1978-08-02 | Toshiba Corp | Wear-resisting sintered alloy |
JPS5486410A (en) * | 1977-12-23 | 1979-07-10 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Ferrous sintered alloy material for valve seat |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63266047A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-02 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性のすぐれた炭化物分散型Fe基焼結合金 |
JP2012087340A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Taiwan Powder Technologies Co Ltd | 合金鋼金属粉末及びその焼結体 |
JP2020523479A (ja) * | 2017-06-13 | 2020-08-06 | エリコン メテコ(ユーエス)インコーポレイテッド | 高硬質相分率非磁性合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0115578B2 (ja) | 1989-03-17 |
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