JPS59200743A - 焼結工具鋼 - Google Patents
焼結工具鋼Info
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- JPS59200743A JPS59200743A JP7451483A JP7451483A JPS59200743A JP S59200743 A JPS59200743 A JP S59200743A JP 7451483 A JP7451483 A JP 7451483A JP 7451483 A JP7451483 A JP 7451483A JP S59200743 A JPS59200743 A JP S59200743A
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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】
本発明は、耐摩耗性と耐熱性にすぐれ、高速度工具鋼ま
たは熱間・冷間工具鋼として好適な焼結合金鋼に関する
。
たは熱間・冷間工具鋼として好適な焼結合金鋼に関する
。
工具鋼に要求される耐摩耗性と耐熱性とを高めるために
は、硬質かつ耐熱性の炭化物、窒化物または炭窒化物（
以下、「炭化物」で代表させる。）を、できるだけ多量
に鋼中に存在させなければならない。 このＪ：うな工
具鋼を溶製法で製造しようとしても、熱間加工性、被研
削性あるいは靭性の点で、工具への加工および使用に制
約があるので、焼結法が好んで採用される。 粉末冶金
に、よれば、溶製法にくらべて微細な炭化物を均一に分
散させ得るという有利さもある。
は、硬質かつ耐熱性の炭化物、窒化物または炭窒化物（
以下、「炭化物」で代表させる。）を、できるだけ多量
に鋼中に存在させなければならない。 このＪ：うな工
具鋼を溶製法で製造しようとしても、熱間加工性、被研
削性あるいは靭性の点で、工具への加工および使用に制
約があるので、焼結法が好んで採用される。 粉末冶金
に、よれば、溶製法にくらべて微細な炭化物を均一に分
散させ得るという有利さもある。
しかし、粉末鋼においても、炭化物の粒径や分布状態は
、粉末’ＩＩＪ造における凝固時の冷却速度ににって左
右され、冷却がおそいと、炭化物の粒子が成長してしま
う。 このことは、粉末鋼の製造に当って、微細な炭化
物を均一に分散させたものを青ようとづると、粉末も微
細なものしか使用できず、粒径の大きいものはふるい分
けて除かなければならず、収率が低くなることを意味す
る。
、粉末’ＩＩＪ造における凝固時の冷却速度ににって左
右され、冷却がおそいと、炭化物の粒子が成長してしま
う。 このことは、粉末鋼の製造に当って、微細な炭化
物を均一に分散させたものを青ようとづると、粉末も微
細なものしか使用できず、粒径の大きいものはふるい分
けて除かなければならず、収率が低くなることを意味す
る。
炭化物の粒径は添加合金量によっても異なり、高合金は
ど大きくなりやすい。 また、一般に炭化物の量が多い
ほど鍛造加工性は低くなるが、同じ邑であれば鍛造加工
性の低下は、その粒径が大きいほど茗しい。
ど大きくなりやすい。 また、一般に炭化物の量が多い
ほど鍛造加工性は低くなるが、同じ邑であれば鍛造加工
性の低下は、その粒径が大きいほど茗しい。
このようなわけで、従来製造され使用されてきた焼結鋼
は、合金の程度および炭化物の含イーｉωにおいて、溶
製鋼のそれを大幅に上回ることはでさなかった。
は、合金の程度および炭化物の含イーｉωにおいて、溶
製鋼のそれを大幅に上回ることはでさなかった。
本発明はこのような問題を解決し、従来Ｊ：り高合金に
することにより鋼中に多量の炭化物を存在させても炭化
物の粒子が大ぎくならず、しかも均一に分布する粉末合
金鋼を得ること、ま１ζ、°粉末の粒径による制約が少
なく、使用でさる粉末の収率を高（すること、そしてこ
れを焼結して冑た素材が鍛造加工性にすぐれ、製品工具
が高い耐摩耗性と耐熱性とを示す焼結合金鋼を提供づる
ことを目的とする。
することにより鋼中に多量の炭化物を存在させても炭化
物の粒子が大ぎくならず、しかも均一に分布する粉末合
金鋼を得ること、ま１ζ、°粉末の粒径による制約が少
なく、使用でさる粉末の収率を高（すること、そしてこ
れを焼結して冑た素材が鍛造加工性にすぐれ、製品工具
が高い耐摩耗性と耐熱性とを示す焼結合金鋼を提供づる
ことを目的とする。
本発明の焼結合金鋼は、基本的組成として、Ｃ；０．３
５〜１０．０％、Ｓｌ 、０．１〜２．０％、Ｍｎ ：
０．１〜１．５％、Ｃｒ ：３．Ｏ〜２０゜０％、ＲＥ
Ｍ（希］−力゛１元累）の１種まＩＪは２種以上（２杆
以、にのどさは含１１口Ｐり：０．００１〜０゜６０％
を含有し、Ｎ：０．３０％以下、０：０゜０３％以下で
あって、炭窒化物：５〜７５％が存在し、残余がＦｅＡ
ｊよび不純物からなる合金鋼を対象とし、その粉末を焼
結してなるものである。
５〜１０．０％、Ｓｌ 、０．１〜２．０％、Ｍｎ ：
０．１〜１．５％、Ｃｒ ：３．Ｏ〜２０゜０％、ＲＥ
Ｍ（希］−力゛１元累）の１種まＩＪは２種以上（２杆
以、にのどさは含１１口Ｐり：０．００１〜０゜６０％
を含有し、Ｎ：０．３０％以下、０：０゜０３％以下で
あって、炭窒化物：５〜７５％が存在し、残余がＦｅＡ
ｊよび不純物からなる合金鋼を対象とし、その粉末を焼
結してなるものである。
ここで、ｒＲＥＭＪとは、ｌａ、Ｃｅ、ｐｒ。
Ｎｄ 、Ｓｍを代表と゛づるランタニド系希土類元素を
意味りる。
意味りる。
ＩｔｌＥＭは、鋼が溶融状態にある１ ４． Ｏ０〜１
５００℃の温度域で、溶鋼中から直接に炭化物を形成Ｊ
８ｏ この希土類炭化物はきわめて微細に析出し、鋼中
の一部分に偏析することがなく、かつこれが粉末の凝固
時に炭化物生成反応の核となって」（晶反応を短時間で
終了させる。 そのため、多聞の炭化物を含有させた場
合でも、そのデンドライトアーム間隔を小さく、また粒
状品の平均粒問距舶を小さくすることができる。 これ
が、ＲＥＭ添加の効果が発現づる様４１４ど考えられる
。
５００℃の温度域で、溶鋼中から直接に炭化物を形成Ｊ
８ｏ この希土類炭化物はきわめて微細に析出し、鋼中
の一部分に偏析することがなく、かつこれが粉末の凝固
時に炭化物生成反応の核となって」（晶反応を短時間で
終了させる。 そのため、多聞の炭化物を含有させた場
合でも、そのデンドライトアーム間隔を小さく、また粒
状品の平均粒問距舶を小さくすることができる。 これ
が、ＲＥＭ添加の効果が発現づる様４１４ど考えられる
。
また、上記のようにしてできた希土類炭化物を核とした
共晶炭化物は分解し一″′Ｊづく、後の加工や熱処理に
よりＴ５度微細化Ｊるので、焼結合金鋼中で多足の炭化
物が微細かつ均一に分散して存在Ｊる。 この事実は、
製品のミクロ組織を鏡検することにより確められた。
共晶炭化物は分解し一″′Ｊづく、後の加工や熱処理に
よりＴ５度微細化Ｊるので、焼結合金鋼中で多足の炭化
物が微細かつ均一に分散して存在Ｊる。 この事実は、
製品のミクロ組織を鏡検することにより確められた。
溶製工具鋼においてＲＥＶの添加か炭化物を微細化する
効果をもつことは、出願人が見出して、づでに開示した
ところである（特願昭５６、−２７６１１号、５６−２
７６１２号ａ＞ 、Ｊ：０５６−８００６２号）。 今
回、このＲＥＭ添加の９ノ甲が；）２結工具鋼において
、その固有の問題である冷ＩＪＩ速度の影響、換言すれ
ば粉末の粒径の制約を免れさせ、粉末Ｌ！！迄性を高め
るとともに、Ｊ、す’ｄ’ｓ合金の鋼の使用を可能にし
て、焼結合金工具鋼の限界を打破し、ざらに改良された
工具製品をちぇることを知って、ここに提案する次第で
ある。
効果をもつことは、出願人が見出して、づでに開示した
ところである（特願昭５６、−２７６１１号、５６−２
７６１２号ａ＞ 、Ｊ：０５６−８００６２号）。 今
回、このＲＥＭ添加の９ノ甲が；）２結工具鋼において
、その固有の問題である冷ＩＪＩ速度の影響、換言すれ
ば粉末の粒径の制約を免れさせ、粉末Ｌ！！迄性を高め
るとともに、Ｊ、す’ｄ’ｓ合金の鋼の使用を可能にし
て、焼結合金工具鋼の限界を打破し、ざらに改良された
工具製品をちぇることを知って、ここに提案する次第で
ある。
前記した基本組成の各合金成分の役割とその限定理由は
、つき”のとおりである。
、つき”のとおりである。
Ｃ：０．３５＝１０．０％
ｃ ｔｉｔ、Ｏｒ、ＭＯｌＷＸＶｌＴｌ、Ｚｒ１ＲＥ
Ｍなとの元素と結合して硬い複炭化物を形成し、］二↓
１に必要な耐摩耗性の向上に寄与覆るとともに、基地中
に固溶して、やはり工具に要求される硬さを与える。
適切な添加量は炭化物形成元糸との関係で５５１なるが
、０．３５％より低いとぎは焼入時に基地中に固溶づる
Ｃ量が不足し、１９０５８以上の焼もどし硬さを得るこ
とが困難になる。 一方、多足に添加Ｊるほど耐摩耗性
は増大するが、鍛造性ｄ３よび靭性が低下するので、１
０％までに止める。
Ｍなとの元素と結合して硬い複炭化物を形成し、］二↓
１に必要な耐摩耗性の向上に寄与覆るとともに、基地中
に固溶して、やはり工具に要求される硬さを与える。
適切な添加量は炭化物形成元糸との関係で５５１なるが
、０．３５％より低いとぎは焼入時に基地中に固溶づる
Ｃ量が不足し、１９０５８以上の焼もどし硬さを得るこ
とが困難になる。 一方、多足に添加Ｊるほど耐摩耗性
は増大するが、鍛造性ｄ３よび靭性が低下するので、１
０％までに止める。
Ｓｉ ：０．１〜２．０％
Ｓｌは脱酸剤として添加し、通常０．１〜０゜５％含有
させるが、さらに多くの量を加えれば炭化物の析出反応
を促進させて、その微細化をはかることかできる。 ま
た、焼入性を向上させるとともに固溶基地を強化して降
伏点を高め、高温における表面酸化を防ぐとともに疲労
限界を向上させる効果をもつ。 ただし、過大になると
、熱伝導度の低下と靭性の低下が工具メｆ命を知くづる
ので、２．０％を上限とした。
させるが、さらに多くの量を加えれば炭化物の析出反応
を促進させて、その微細化をはかることかできる。 ま
た、焼入性を向上させるとともに固溶基地を強化して降
伏点を高め、高温における表面酸化を防ぐとともに疲労
限界を向上させる効果をもつ。 ただし、過大になると
、熱伝導度の低下と靭性の低下が工具メｆ命を知くづる
ので、２．０％を上限とした。
Ｍｎ ：０．１〜１．５％
これもＳｉ同様に脱酸剤として添加づるが、焼入性の向
上にも寄与づる。、 説酸夕」宋をあ【ノ′るためには
、少なくとも０．１％の添加を必要どりるが、多聞にす
ぎると、１ｖｌｎ化合物の析出に、Ｊ、り靭性や焼もど
し軟化抵抗性が低下し、；した加−［硬化が著しくなっ
て被削性が落ちるので、１ ：〕％以下にした。
上にも寄与づる。、 説酸夕」宋をあ【ノ′るためには
、少なくとも０．１％の添加を必要どりるが、多聞にす
ぎると、１ｖｌｎ化合物の析出に、Ｊ、り靭性や焼もど
し軟化抵抗性が低下し、；した加−［硬化が著しくなっ
て被削性が落ちるので、１ ：〕％以下にした。
Ｃｒ ：３．０〜２０．０％
ＣｒはＣと結合して複合炭化物を形成し、耐摩耗性の向
上に大いに役立つほか、ｌｉＬ地中にｂ多（６に固溶し
て焼入性を高めるとともに、６１Ｍ（Ｌ↑１１をもＪ：
（する。 これらの効果は、ｈ］少３．０％の添加から
得られるが、もちろん多聞になるはと高い。 ただし、
あまり高含石化になると、靭性や焼もどし軟化抵抗性の
増大効果は頭打ちどなり、かえって脆化の傾向がみられ
る。 本発明に従って、Ｒ［Ｅ ｌｖｉを添加づると、
Ｃ「か多量であっても脆化は緩和され、熱間加二［性か
明瞭（こ改善される。
上に大いに役立つほか、ｌｉＬ地中にｂ多（６に固溶し
て焼入性を高めるとともに、６１Ｍ（Ｌ↑１１をもＪ：
（する。 これらの効果は、ｈ］少３．０％の添加から
得られるが、もちろん多聞になるはと高い。 ただし、
あまり高含石化になると、靭性や焼もどし軟化抵抗性の
増大効果は頭打ちどなり、かえって脆化の傾向がみられ
る。 本発明に従って、Ｒ［Ｅ ｌｖｉを添加づると、
Ｃ「か多量であっても脆化は緩和され、熱間加二［性か
明瞭（こ改善される。
これは、ＲＥＶの存在が、）山トルは巨人別状結晶とな
るＭ７’Ｃ３型共品炭化物をごく微細なしのとし、かつ
均一に分散さｌるためと思われる。 この効果が認めら
れるＯｒ含有量の上限か、２０゜０％である。
るＭ７’Ｃ３型共品炭化物をごく微細なしのとし、かつ
均一に分散さｌるためと思われる。 この効果が認めら
れるＯｒ含有量の上限か、２０゜０％である。
ＲＥＭ：０．００１〜０．６０％
１１も述のように、希土類炭化物を形成する、重要な元
素である。 この炭化物はきわめて微量ｌかつ均一に分
散し、安定であって、ＭＣ，Ｍ２Ｏおよびｌｖｌ ２３
Ｃ６型の炭化物の析出反応にも影響を及ぼし、その析
出の核の役［１をはたづ。 その結果、全体の炭化物か
微細かつ均一に分散し、耐摩耗性を高めるとと−しに、
靭性や硬度の低下が防げるのである。 この効果は、Ｌ
ａ 、Ｃｅ 、Ｐｒ 、Ｎｄ、Ｓｍその他のＲＥＶから
えらんだ元素の１種または２種以上（２種以上の場合は
合計量で）少なくとも０．００５％あれば得られる。
多量に添加１−ると熱間加工性が劣るから、０．６０％
を限度と定めた。
素である。 この炭化物はきわめて微量ｌかつ均一に分
散し、安定であって、ＭＣ，Ｍ２Ｏおよびｌｖｌ ２３
Ｃ６型の炭化物の析出反応にも影響を及ぼし、その析
出の核の役［１をはたづ。 その結果、全体の炭化物か
微細かつ均一に分散し、耐摩耗性を高めるとと−しに、
靭性や硬度の低下が防げるのである。 この効果は、Ｌ
ａ 、Ｃｅ 、Ｐｒ 、Ｎｄ、Ｓｍその他のＲＥＶから
えらんだ元素の１種または２種以上（２種以上の場合は
合計量で）少なくとも０．００５％あれば得られる。
多量に添加１−ると熱間加工性が劣るから、０．６０％
を限度と定めた。
不純物としてのＮ ａ−＞ 、ｌ：びＯは、次の即用で
、それぞれ前記した限界内に規制りる必要かある。
、それぞれ前記した限界内に規制りる必要かある。
Ｎ：０．３０％以下
Ｎは、窒化物を形成し、この限界をこえると巨大な炭窒
化物を鋼中に存イ［させること（こなって、工具の性能
をそこなう。
化物を鋼中に存イ［させること（こなって、工具の性能
をそこなう。
０：０．０３％以下
ＯＬＪ酸化物を形成し、この限界をこえると焼結性を劣
化させるため、やはり工具の性１ｊシをそこなう。
化させるため、やはり工具の性１ｊシをそこなう。
本発明の焼結合金鋼は、」−記した基本組成【こ加えて
種々の合金元素を添加した組成かあり１１する。。
種々の合金元素を添加した組成かあり１１する。。
第一の態＋１ ！；Ｌ Ｘ基本組成に対して、Ｍｏ：０
゜１０〜２０．０％、ｗ：ｏ、ｉｏへ、２０．０％、Ｖ
：Ｑ、０１〜３０．０％、（、ｏ：０．０１〜３０．０
％、Ｎｂ ：Ｑ、０１〜３０．０％、−１−ｄ；ｏ、ｏ
ｉ〜１０．０％、７ｒ：０．００１〜・１００％、Ｔｉ
：Ｑ、００１〜１０．０％、＋−＋ｒ：ｏ。
゜１０〜２０．０％、ｗ：ｏ、ｉｏへ、２０．０％、Ｖ
：Ｑ、０１〜３０．０％、（、ｏ：０．０１〜３０．０
％、Ｎｂ ：Ｑ、０１〜３０．０％、−１−ｄ；ｏ、ｏ
ｉ〜１０．０％、７ｒ：０．００１〜・１００％、Ｔｉ
：Ｑ、００１〜１０．０％、＋−＋ｒ：ｏ。
００１〜２．０％、ＳＯ：Ｑ、００１〜２０％Ｊ５よび
Ｙ：０．００１〜２．０％からえらｌνた１種または２
種以上をを加えたちのである。
Ｙ：０．００１〜２．０％からえらｌνた１種または２
種以上をを加えたちのである。
これらの元素はいＪれも鋼の基地を強化し、耐熱性、耐
１ｖ耗性、靭’ｔ！ｌ ｉ；どを向−にさせるという共
通の効果を６つが、その作用（，１，いくつかのグルー
プに分（すて理解づることが便頁なので、以下に説明り
る。。
１ｖ耗性、靭’ｔ！ｌ ｉ；どを向−にさせるという共
通の効果を６つが、その作用（，１，いくつかのグルー
プに分（すて理解づることが便頁なので、以下に説明り
る。。
ＭＯＪＪよび＼ｌＶ：０．１０−２０．０％Ｍｏ、ｔ＞
よひＷｉＪ、Ｃど結合して微細なＭ ２ Ｃ型またはＭ
ＳＣ型の複合炭化物を形成し、かつ基地中に固溶してこ
れを強化づるので、耐摩耗性や高温硬さを高めるととｂ
に、焼もどし軟化抵抗性の、向上や耐ヒートチェック性
の改善に罰卜する。
よひＷｉＪ、Ｃど結合して微細なＭ ２ Ｃ型またはＭ
ＳＣ型の複合炭化物を形成し、かつ基地中に固溶してこ
れを強化づるので、耐摩耗性や高温硬さを高めるととｂ
に、焼もどし軟化抵抗性の、向上や耐ヒートチェック性
の改善に罰卜する。
これらの添加により′ｔｆ４厚耗性と焼入性は高１ｕ２
素高クロム鋼のそれと同等またはそれ以」二になる。
素高クロム鋼のそれと同等またはそれ以」二になる。
０．１０％程庶の少量でも効果か認められ、一方、２０
％を超えて添加してもそれ以上りＪ果が増さないので、
上記の範囲をえら／Ｖだ。
％を超えて添加してもそれ以上りＪ果が増さないので、
上記の範囲をえら／Ｖだ。
Ｖ：０．０１〜３０．０％
Ｃど結合して硬く固溶しにくいＭＣ型炭化物を生成する
ので、耐摩耗性の向」−と焼しどしく快さの増大に寄与
し、さらに結晶粒を微細化りるれ１１宋、靭性向上ｔこ
もプラス（こはたらく。 この効果にＬ、少な（とも０
．０１％の添加を必要とＪる。
ので、耐摩耗性の向」−と焼しどしく快さの増大に寄与
し、さらに結晶粒を微細化りるれ１１宋、靭性向上ｔこ
もプラス（こはたらく。 この効果にＬ、少な（とも０
．０１％の添加を必要とＪる。
ＭＣ型炭化物ににる耐摩耗性の向上に伴いがら４Ｉ：被
削性や靭性の低下（ま、ＳｌやＲＥ ｆｖｌの存イ］に
よるＭＣ型炭化物の微細化および均一分散のクツ宋（こ
より大いに緩和されるから、■をかイｆり多ｉ’ｒｌに
、上記３０％程度まで添加りることか−（さる、。
削性や靭性の低下（ま、ＳｌやＲＥ ｆｖｌの存イ］に
よるＭＣ型炭化物の微細化および均一分散のクツ宋（こ
より大いに緩和されるから、■をかイｆり多ｉ’ｒｌに
、上記３０％程度まで添加りることか−（さる、。
Ｃｏ ：０．０１〜３０．０％
基地中に固溶してこれを強化し、炭化物の４ｉ’ｌ ：
１および凝集をあくらゼ、高温に、Ｉバー〕る硬さと？
ｉ４力とを向上さゼる。 従って、耐熱性、耐ｌＩｆ耗
ｆ１の向上に著しい効果がある。 この効果は０．０１
％という微量から認められる。 多ｆｄになると、固溶
からＣＯ単独相の晶出か起つＣ内部歪を人さくし、靭性
に悪影響かあるの（，３０，０％の一１限を設けた。
１および凝集をあくらゼ、高温に、Ｉバー〕る硬さと？
ｉ４力とを向上さゼる。 従って、耐熱性、耐ｌＩｆ耗
ｆ１の向上に著しい効果がある。 この効果は０．０１
％という微量から認められる。 多ｆｄになると、固溶
からＣＯ単独相の晶出か起つＣ内部歪を人さくし、靭性
に悪影響かあるの（，３０，０％の一１限を設けた。
Ｎｂ ：０．０１〜３０．０％、［ａ：ｏ、ｏ”１〜
１０．０％ともに高融点の微細な特殊炭化物を形成・Ｊ
るため、椴）告、圧延、りｋ入れの際の温度トン１′か
びさ、１３こＪ結晶粒の粗大化を防く。 ＲＥ ｌｖｌ
どの複合４へ１１１＋ １；Ｉ、高融Ｊｊα（微細なＮ
ｌｌ／ＲＥＭ−が！化物Ｊ、た（、Ｌ］畳＋／ＲＩＥＭ
−炭化物の生成をもたらＪｏ これらの炭化物は、Ｍ２
Ｏ，；型、ＭＣ型、〜１６Ｃ型ｃ１−３よひＭ ２３
Ｃ６型炭化物の析出反応にも関与し、それらの形成核の
１９割をはだす結果、炭化物の微細かつ均一な分イ［１
かｊＩＩられる。 ０．０１％以上のＮｂ、、１．た＋
Ｊ −ｒ ａがこの効架を与える。
１０．０％ともに高融点の微細な特殊炭化物を形成・Ｊ
るため、椴）告、圧延、りｋ入れの際の温度トン１′か
びさ、１３こＪ結晶粒の粗大化を防く。 ＲＥ ｌｖｌ
どの複合４へ１１１＋ １；Ｉ、高融Ｊｊα（微細なＮ
ｌｌ／ＲＥＭ−が！化物Ｊ、た（、Ｌ］畳＋／ＲＩＥＭ
−炭化物の生成をもたらＪｏ これらの炭化物は、Ｍ２
Ｏ，；型、ＭＣ型、〜１６Ｃ型ｃ１−３よひＭ ２３
Ｃ６型炭化物の析出反応にも関与し、それらの形成核の
１９割をはだす結果、炭化物の微細かつ均一な分イ［１
かｊＩＩられる。 ０．０１％以上のＮｂ、、１．た＋
Ｊ −ｒ ａがこの効架を与える。
上限は、焼すとし軟化抵抗・＼ｂ靭性の低下にらとつい
て定め１Ｊ０ ＺｒＪ＞よび−ｒ： ：ｏ、ｏｏ１〜１ｏ、ｏ％、Ｈ
，ｆ。
て定め１Ｊ０ ＺｒＪ＞よび−ｒ： ：ｏ、ｏｏ１〜１ｏ、ｏ％、Ｈ
，ｆ。
ＳＣおよびＹ：０．００１〜２．０％
これらの元系はＮを固定してＭＣ型炭化物の微卯［析出
に間接的に貢献づるどとしに、結晶粒の微細化効果をも
つので、靭性を向上させる。 その’Ａ＋宋は、いずれ
も０．００１％という微量から得られる。 ただし、多
量に１きるとＭＣ型の炭化物が巨大になり、またこれら
元素の結晶粒界への優先析出が起って脆化現象がみられ
る。 上限はこの観点から定めたものである。
に間接的に貢献づるどとしに、結晶粒の微細化効果をも
つので、靭性を向上させる。 その’Ａ＋宋は、いずれ
も０．００１％という微量から得られる。 ただし、多
量に１きるとＭＣ型の炭化物が巨大になり、またこれら
元素の結晶粒界への優先析出が起って脆化現象がみられ
る。 上限はこの観点から定めたものである。
本発明の焼結合金鋼のり゛にの変更態様は、前記の基本
１］成に対して、Ｎ１ °０．２５・〜２．０％、Ｃｕ
：０．２５〜２．０％ｄ３よひ［３：０．００１〜
０．０５０％の１種、２種まｌＪは３種を加えたもので
ある。 これらの添加元素（よ、いＪ゛れｂ焼入性を向
上させて靭１４をＣ」めるものであるか、固有の性質を
組成範囲の限定理由ととｂ ＋、−示（！（［、つきの
とＪ５っである。
１］成に対して、Ｎ１ °０．２５・〜２．０％、Ｃｕ
：０．２５〜２．０％ｄ３よひ［３：０．００１〜
０．０５０％の１種、２種まｌＪは３種を加えたもので
ある。 これらの添加元素（よ、いＪ゛れｂ焼入性を向
上させて靭１４をＣ」めるものであるか、固有の性質を
組成範囲の限定理由ととｂ ＋、−示（！（［、つきの
とＪ５っである。
ｘｒ ：’Ｑ、＋２！５〜２．０％
焼入性の向上に加えて結晶粒微細化の作用もあるので、
靭性を高める効果が大きいが、そのためには少なくとも
０．２５％の添加を必要どりる。
靭性を高める効果が大きいが、そのためには少なくとも
０．２５％の添加を必要どりる。
多量になると残留Ａ−ステナイ１へ品のだ１激な助人に
より焼もどし軟化抵抗性と靭１ηの１１（十をさたりと
同時に、被削性が劣ってくるので、２，０％を限界とづ
る。
より焼もどし軟化抵抗性と靭１ηの１１（十をさたりと
同時に、被削性が劣ってくるので、２，０％を限界とづ
る。
Ｃ１：０．２５−２．０％
焼入性の向上に加えて初期炭化物の析出を抑制すること
により、靭性を高める。 この効果は００２５％以上の
含イ」１ｊ令−Ｃ１！７られる。 一方、２．０％を超
えるＣＬＩは、月利の表層部に淵偏析して結晶粒界を脆
化さＵる。
により、靭性を高める。 この効果は００２５％以上の
含イ」１ｊ令−Ｃ１！７られる。 一方、２．０％を超
えるＣＬＩは、月利の表層部に淵偏析して結晶粒界を脆
化さＵる。
Ｂ：Ｏ，ＯＯ１〜０．０５０％
」］記の０．００１％のような極微量でも、Ｂは焼入性
を若しく向上させる。 これは、焼入れ時の冷却過程で
Ａ−ステティ１〜結晶粒界への初析炭化物の析出を抑制
御る作用による。 多量のＢの添加は、多量のホウ化物
の生成をひきおこして鍛造性を損なうので、０．０５０
％を上限界とする。
を若しく向上させる。 これは、焼入れ時の冷却過程で
Ａ−ステティ１〜結晶粒界への初析炭化物の析出を抑制
御る作用による。 多量のＢの添加は、多量のホウ化物
の生成をひきおこして鍛造性を損なうので、０．０５０
％を上限界とする。
本発明の焼結合金鋼の第三の変更態様は、上述した第一
および第二の変更態様の組み合わせｐある。 ′１Ｊな
りち、前記の基本組成に加えて、Ｍｏ。
および第二の変更態様の組み合わせｐある。 ′１Ｊな
りち、前記の基本組成に加えて、Ｍｏ。
０．１０〜２０．０％、Ｗ：０．１０〜２０．０％、ｖ
：ｏ、０１〜３０．０％、Ｃｏ：０．０１〜３０．０％
、Ｎｂ ：０．０１〜３０．０％、Ｔａ：０．０１〜１
０．０％、Ｚｒ：０．００１〜１０．０％、Ｔ１ ：Ｑ
、００１〜１０，０％、トＩｆ ：０． ００１
〜２．０９６ 、 Ｓｃ ：０． ００１
〜２．０％オＪ：ヒＹ ： ０．００１〜２．０％１７
） １種または２種以上、ならびに、Ｎｉ ：Ｑ、２
５〜２．０％、Ｃ０：０．２５〜２．０％お上ひＥ：３
゜０．００１〜０．０５０％の１任、２ｆ！トまたは３
種を含有する合金鋼の粉末を焼結してなる焼結合金鋼で
ある。
：ｏ、０１〜３０．０％、Ｃｏ：０．０１〜３０．０％
、Ｎｂ ：０．０１〜３０．０％、Ｔａ：０．０１〜１
０．０％、Ｚｒ：０．００１〜１０．０％、Ｔ１ ：Ｑ
、００１〜１０，０％、トＩｆ ：０． ００１
〜２．０９６ 、 Ｓｃ ：０． ００１
〜２．０％オＪ：ヒＹ ： ０．００１〜２．０％１７
） １種または２種以上、ならびに、Ｎｉ ：Ｑ、２
５〜２．０％、Ｃ０：０．２５〜２．０％お上ひＥ：３
゜０．００１〜０．０５０％の１任、２ｆ！トまたは３
種を含有する合金鋼の粉末を焼結してなる焼結合金鋼で
ある。
本発明の焼結合金鋼を形成りる合金鋼粉末は、その製造
に当って、凝固速度を極端に速くづる必要がないから、
粉末粒径を極微細にＪるといった制約を受けない。 粉
末製造法として従来４ｆｆ立されているところに従って
、所望の合金元系を含む溶鋼を、水噴霧、ガス（アルゴ
ン、窒素など）噴霧、あるいは両者の組み合わせなと、
イｆだｔの技術をえらんでア１−マイズ処理すればよい
１□そのようにして（ｑた合金鋼粉末の焼れ１□ｂ 、
シた、既知の手段により実施できる。 好ましい方？人
は、粉末を軟鋼製カプセルに充填して；１（１気後、必
要ならば窒化処理を行ない、圧縮成形しく製品形状を与
えることである。 圧縮成形（Ｊ、近４１ｒ！；及が一
ハしい熱間静水圧プレスが好適であるが、タイブレスや
鍛造によってもよい。 焼結およびその１ρの熱処理は
、含金↓し）成分に応して）パ択１べきであろう。
に当って、凝固速度を極端に速くづる必要がないから、
粉末粒径を極微細にＪるといった制約を受けない。 粉
末製造法として従来４ｆｆ立されているところに従って
、所望の合金元系を含む溶鋼を、水噴霧、ガス（アルゴ
ン、窒素など）噴霧、あるいは両者の組み合わせなと、
イｆだｔの技術をえらんでア１−マイズ処理すればよい
１□そのようにして（ｑた合金鋼粉末の焼れ１□ｂ 、
シた、既知の手段により実施できる。 好ましい方？人
は、粉末を軟鋼製カプセルに充填して；１（１気後、必
要ならば窒化処理を行ない、圧縮成形しく製品形状を与
えることである。 圧縮成形（Ｊ、近４１ｒ！；及が一
ハしい熱間静水圧プレスが好適であるが、タイブレスや
鍛造によってもよい。 焼結およびその１ρの熱処理は
、含金↓し）成分に応して）パ択１べきであろう。
４ｊお、本発明のＩＪｋ ｔ＋’、ｉ含金鋼に快削↑コ
をもたせたい）ＫＡ Ｑには、Ｓ、△ｌ 、Ｃａ、Ｍ（
１、Ｐｂ、−ｒｅなどの法削元索を１種または２種以」
−１０，２％以下含右させることがでさ゛、このような
焼結合金＃Ａし本発明の範囲にΩＪ、れる。
をもたせたい）ＫＡ Ｑには、Ｓ、△ｌ 、Ｃａ、Ｍ（
１、Ｐｂ、−ｒｅなどの法削元索を１種または２種以」
−１０，２％以下含右させることがでさ゛、このような
焼結合金＃Ａし本発明の範囲にΩＪ、れる。
′−”施例、１３よび比較例
表に示づ合金組成（残余はＩ”ｅおよび不純物）の鋼を
溶解調製し、この溶鋼を・・・噴霧法によりアトマイズ
処］！ｌ！ して粉末粒径が５×１０１−〜５×１０３
μの範囲である粉末を含む合金鋼粉末４得た。 人中、
Ｎ０１１〜１５は本発明の実施例であり、Ｎｏ、１６＊
Ｊ３よび１７＊は比較例である。
溶解調製し、この溶鋼を・・・噴霧法によりアトマイズ
処］！ｌ！ して粉末粒径が５×１０１−〜５×１０３
μの範囲である粉末を含む合金鋼粉末４得た。 人中、
Ｎ０１１〜１５は本発明の実施例であり、Ｎｏ、１６＊
Ｊ３よび１７＊は比較例である。
各サンプルについて、その中に含まれている炭化物を定
量するとともに、炭化物の二次デンドライトアーム間隔
を測定した。
量するとともに、炭化物の二次デンドライトアーム間隔
を測定した。
粉末粒径と二次デンドライトアーム間隔との関係を第１
図に、また粒径１０３μの粉末における炭化物量と二次
デンドライトアーム間隔との関係を第２図に、それぞれ
示した。 本発明に従う組成の合金１１Ｑは、比較鋼よ
り二次テンドソイ１−アーム間隔が短く、炭化物の粒子
が小さいことがわかる。 炭化物微粒子の分散は、本発
明に、にるｂのは、いずれも高度に均一であった。
図に、また粒径１０３μの粉末における炭化物量と二次
デンドライトアーム間隔との関係を第２図に、それぞれ
示した。 本発明に従う組成の合金１１Ｑは、比較鋼よ
り二次テンドソイ１−アーム間隔が短く、炭化物の粒子
が小さいことがわかる。 炭化物微粒子の分散は、本発
明に、にるｂのは、いずれも高度に均一であった。
次に、ＮＯ，１５，１８４；、７．１７：ｌ＝、１１．
１６＊のサンプルを軟鋼製カプセルに入れ、湿度１１７
０〜１２００℃、圧力１０００ Ｋｇ／ｃｍ２の熱間静
水圧プレス成形により直径３５０ ｎｖの円柱状に成形
すると同時に焼結した。 続いて熱間で鍛造してから圧
延仕上げし、最ｌＩ３！装晶のｒ１仔２３ｍｍの丸棒と
した。 この製品を抗折試験にかりて、つぎのような成
績を得た。
１６＊のサンプルを軟鋼製カプセルに入れ、湿度１１７
０〜１２００℃、圧力１０００ Ｋｇ／ｃｍ２の熱間静
水圧プレス成形により直径３５０ ｎｖの円柱状に成形
すると同時に焼結した。 続いて熱間で鍛造してから圧
延仕上げし、最ｌＩ３！装晶のｒ１仔２３ｍｍの丸棒と
した。 この製品を抗折試験にかりて、つぎのような成
績を得た。
ＮＯｌ ＨＰＣ抗折 （Ｋ ｇｆ／ ｍｍ′））１５
６５ ５５０ １８＊ ６０ ４３０ ７ ６９ ５８０ １７＊ ６４ ３８０ １１ ６２ ４．１０ １６＊ ５８ ３５０
６５ ５５０ １８＊ ６０ ４３０ ７ ６９ ５８０ １７＊ ６４ ３８０ １１ ６２ ４．１０ １６＊ ５８ ３５０
９１１図は、本発明の焼結合金鋼の製造に用いる粉末鋼
の粒径と、その中の炭化物の二次デンドライトアーム間
隔との関係を、比較鋼のそれとともに、−例ずつ示した
グラフである。 第２図は、やはり本発明の焼結合金鋼に用いる粉末鋼の
炭化物量と二次デンドライトアーム間隔との関係を、比
較鋼のそれとともに示したグラフである。 いずれの図においても、数字は試料番号をあられす。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
の粒径と、その中の炭化物の二次デンドライトアーム間
隔との関係を、比較鋼のそれとともに、−例ずつ示した
グラフである。 第２図は、やはり本発明の焼結合金鋼に用いる粉末鋼の
炭化物量と二次デンドライトアーム間隔との関係を、比
較鋼のそれとともに示したグラフである。 いずれの図においても、数字は試料番号をあられす。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
Claims (5)
- （１） Ｃ：０．３５□〜１０．０％、３ｉ：Ｑ。 １〜２．０％、ｆｖｌｎ ：０．１〜１．５％、Ｃｒ
：３３．０〜２０．０％、ＲＥＭ（希土類元素）の１村
また（よ２（・１以上〈２セＦ以上のときは合計量）：
０．００１〜０．６０％を含有し、Ｎ：０゜３０％以下
、Ｏ：０．０３％以下であって、炭窒化物：５〜７５％
が存在し、残余がＦｅおよび不純物で（へつる合金鋼の
粉末を焼結してなる焼結合金鋼、。 - （２） Ｃ：０．３５〜１０．０％、Ｓｉ ：０゜
１〜２．０％、Ｍｎ ：０．１−１．５％、Ｏｒ 〜３
．０〜２０．０％、ＲＥＶの１種または２種以上（２種
以上のときは合ｉｉ［員）：Ｑ、００１〜０．６０％に
加えて、Ｍｏ：０．１０〜２０゜０％、Ｗ： ０．
１ ０〜２０． ０％、 Ｖ：０．０１〜３０．０％、
Ｃｏ：０．０１〜３０ ０％、Ｎｂ ：０． ０１〜
３０． ０％、Ｔａ ：０． ０１〜１０．０％、
Ｚｒ ：０． ００１〜１０． ０％、ｒ； ：ｏ
、ｏｏ１〜１０．０％、ｌｌ ： ０．００１〜２．
０％、Ｓｃ ：０． ００１〜２ ０％ａ３よｉｆ、
ｌ’Ｙ：０．００１・−２，０％からえらン／コ１種ま
たは２種以上をａイｊし、Ｎ：０．３０％以下、Ｏ：０
．０３％以−１・てあって、炭窒化物＝５〜７５％が存
在し、残余かＦＯｄ３よひ不純物である合金鋼の粉末を
焼結してなる焼結合金鋼。 - （３） Ｃ：０．３５〜１０．０％、３ｉ：Ｑ。 １〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｃ１゛：３．
０〜２０，０％、ＲＥＭの１種または２種以上（２種以
上のとぎは含ｎ１惜）：０．００１〜０．６０％、に加
え、Ｎ１ °０．２５〜２０％、Ｃ１：０．２５〜２．
０＝にｉ、Ｉ； Ｊ： ヒｆ３ ： ０００１〜０．０
５０％の１種、２種また（、１３種を含有し、Ｎ：０．
３０％」メ下、Ｏ：０．０３％以下であって、炭窒化物
５〜７５％か存在し、残余がＦｅおよび不純物である合
金鋼の粉末を焼結してなる焼結合金鋼。 - （４） Ｃ：０．３５〜１０．０％、５ｉ１０゜１〜
２．０％、Ｍｎ ：０．１〜１．５％、Ｃｒ：３．０〜
２０．０％、ＲＥＭの１種または２種以上（２種以上の
とぎは合計ｆｆ１） ：０．００１〜０．６０％に加え
、ＭＯ：０．１０〜２０゜０％、Ｗ： ０．１０〜２０
．０％、Ｖ：０．０１〜３０．０％、Ｃｏ ：０．０１
〜３０．０％、Ｎｂ ：０．０１〜３０．０％、Ｔａ
：Ｑ、０１〜１０，０％、Ｚｒ ：０．００１〜１０．
０％、Ｔｉ ：０．００１〜１０．０％、ｌｌ：ｏ、
、００１〜２．０％、Ｓｃ ：０．００１〜２．Ｏ％ｄ
３よびＹ：Ｏ，ＯＯ１〜２．０％の１種または２種以上
、ならびに、Ｎｉ ：Ｑ、２５〜２．０％、Ｃｕ ：
Ｑ、２５〜２．０％およびＢ：０゜００１〜０．０５０
％の１ｇ！、２［ｉまたは３種を含有し、Ｎ：０．３０
％以下、Ｏ：０．０３％以下であって、炭窒化物：５〜
７５％が存在し、残余がＦｅおよび不純物である合金鋼
の粉末を焼結してなる焼結合金鋼。 - （５） 高速度工具鋼、冷間または熱間鍛造用工具鋼で
ある特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかの焼
結合金鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7451483A JPS59200743A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 焼結工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7451483A JPS59200743A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 焼結工具鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59200743A true JPS59200743A (ja) | 1984-11-14 |
| JPH0512424B2 JPH0512424B2 (ja) | 1993-02-18 |
Family
ID=13549513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7451483A Granted JPS59200743A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 焼結工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59200743A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169361A (ja) * | 1986-12-30 | 1988-07-13 | ウツデホルム トウーリング アクツイエボラーグ | 工具鋼 |
| JPS63274740A (ja) * | 1987-05-02 | 1988-11-11 | Nissan Motor Co Ltd | 耐摩耗性鉄基焼結合金 |
| JPH09263874A (ja) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高温強度に優れたＦｅおよびＮｉ基耐熱合金 |
| KR101085777B1 (ko) | 2007-12-26 | 2011-11-21 | 다이도 토쿠슈코 카부시키가이샤 | 소결체용 경질 입자 분말 및 소결체 |
| CN103422031A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-04 | 苏州长盛机电有限公司 | 一种耐腐蚀钢材料 |
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| RU2650942C1 (ru) * | 2017-12-19 | 2018-04-18 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сталь |
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-
1983
- 1983-04-26 JP JP7451483A patent/JPS59200743A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0512424B2 (ja) | 1993-02-18 |
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