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    公开号:WO1989002802A1
    申请号:PCT/JP1988/001007
    申请日:1988-09-30
    公开日:1989-04-06
    发明作者:Shigeaki; Takajo；Osamu; Furukimi；Kuniaki; Ogura；Keiichi; Maruta；Teruyoshi; Abe；Ichio; Sakurada
    申请人:Kawasaki Steel Corporation；
    IPC主号:C22C33-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 複 合 合 金鋼 粉 お よ び焼 結 合 金 鋼 技 術分 野
    [0003] こ の 発 明 は 、 粉 末 冶 金 に よ る 焼 結 部 品 の 製 造 に 供 さ れ る 合 金 鋼 粉 お よ び 焼 結 後 に 熱 処理 を 施 し て 使 用 さ れ る 高 強 度 焼結 合 金鋼 に 関 す る も の で あ る 。 背 景 技 術
    [0004] 鉄 系 焼 結 材料 は 自 動 車 部 品 な ど に 多 く 利 用 さ れ て い る ， 最 近 こ れ ら 部 品 の 軽量 化 が 指 向 さ れ 、 高 強度 化 が 要 さ れ て い る 。
    [0005] ' 焼 結部 を 高 強 度 と す る た め 、 種 々 の 合 金 鋼粉 を 用 い る こ と は 周 知 の 技術 で あ る .。 こ れ.ら の 高 強度焼 結部 ロロ は 、 S3 ¾Γ 度 で あ る こ と を 要求 さ れ る こ と が 多 い 。 完 全に 均 一 な 合 金鋼 粉 は 鐧 粉 粒 子 が 固 く な る の で 、 鉄 粉 粒 子 面 に 合 金 元 素 の 粉 末 を 部 分 的 に 拡 散 付 着 さ せ た 、'. 複 合 合 金 鋼 粉 と し て 、 鋼 粉の 圧 縮性 を 高 め る 努 力 が'な さ れ て い る 。
    [0006] し か-し 、- こ の よ う な 複 合 合 金 鋼 粉 を ¾ い る 方 法 に お い て も 、 そ の合金組 成 や 製 造 方 法 お よ び 使 用 方 法 が 適 切 で な い 場 合 に は 、 十 分 な 焼結 体 特 性 を 期 待 す る こ と が で き な い
    [0007] 特開 昭 .6 1 - 2 3 1 1 0 2 号 公 報 で は 、 合 金 組成 を 高 合 金化 す る こ と に よ っ て 、 焼 結 材 料 の 強度 を 高 め る 試 み が な さ れ て い る し ； し 、 N i を 了 ％ 以 上含 む 高 合 金組成 で あ る た め 、 コ ス ト が高 い こ と の ほ か 、 焼結 し た 状態 で 硬 さ が 高 く な り 、 サ イ ジ ン グ や 切 削 加 ェ が 不 可 能 と な る 。 ま た 焼結後 、 残 留 才 一 ス テ ナ イ 卜 が 多 く な り 、 引 張強 さ を 1 3 0 k g f Z m rf 以 上 の 高 強度 と す る た め に は 、 サ ブ ゼ ロ 処理 な ど の 特 別 の 熱 処理 が 必 要 と な っ て コ ス ト 上 昇 の 要 因 に な る な ど 問 題 が 多 い 。 ま た 、 残 留 オ ー ス テ ナ イ 卜 が 時 間 の 経 過 と 共 に 分 解 し 、 部 品 の 変形 な ど の 経 時変 化 を も た ら す こ と な ど も 問 題 と な る 。
    [0008] 特 公 昭 4 5 — 9 6 4 9 号公報 で は 、 成 形 後 の 熱 処理 に 際 し て 寸 法 変化 が 少 な く 、 高 強度 の 焼結 体 を 与 え る 低 合金鋼 粉 が 開 示 さ れ て い る 。 こ の 低 合 金 鋼 粉 は 鉄粉 と N i 、 M cTお よ び C u の 化合 物 と の 混 合 物 を 加 熱 し て 合 金 成 分 を 拡 付 着 さ せ 、 集 合 化 し た 粒 子 を 粉 砕 し 、 さ ら に焼鈍 する こ と に よ り 得 ら れ る も の で あ る 。 し か し 、 こ の 低合金鋼 粉 は C u を 0. 5 0 〜 2- 0 0 重量 % 含 ん で お り 、 C u が 粒界 に 偏 折 し て ε — C u 脆 化層 を 生 成 し 、 機械 的 特性 を 劣 化 さ せ る の で / 好 ま し く な い 。
    [0009] ま た 、 本 発 明 者 ら の 一人 は 、 特 に 焼結 .の ま ま で 、 そ の 後 の 熱処理 な し に 用 い ら れ る 場 合 に 好 適 な 、 複 合 合 金鋼，粉 の 組成 を提案 し て 、 る （ 特 開 昭 6 3 — 8 9 6 0 1 ) 。 こ の 合金鋼 粉 は N i お よ び ノ ま た は C u と Μ ο と を 含 み 、 高 い 焼 結 体 硬 さ と 焼 結 の 際 の 寸 法 安 定 性 を 与 え る 合 金 組成 を 有 し て い る 。 し 力 し 、 焼 結 体 の 引 張 強 さ が 1 3 0 k g f ノ m rrf 以 上 を 実 現 し う る も の で は な い 。
    [0010] さ ら に 、 本 発 明 者 ら の -- 人 ら は 、 鐧 粉 表 面 に 2 種以 上 の 合 金 成 分 が 拡散 付着 さ れ 、 か つ 4 4 μ m 以 下 の 粒 度 に お け る 各 合 金 成 分 の 含 有 量 が そ れ ぞ れ 鋼 粉 全 体 の 平 均 含 有 量 の 0. 9 〜 1. 9 倍 の 範 囲 に あ る 複 合 合 金 鋼 粉 を 提 案 し て い る （ 特 開 昭 6 1 — 1 3 0 4 0 1 号 公 報 ） 。 し か し 、 こ の 合 金 鋼 粉 を 用 い て 製 造 し た 焼 結 体 は . 引 張 時 に オ ー ス テ ナ ィ ト カ ら マ ル テ ン サ イ 卜 へ の 歪 誘 起 変態 が起 こ ら ず . ま た 圧縮 性 不 足 で 密 度 が 十分 で な い た め 、 引 張 強 さ 1 3 0 k. g f ノ m n 以 上 を 実現 す る 'こ と は で'き な い 。
    [0011] 焼 結部 品 に.浸 炭.焼 入 れ 処 理 を 施 し た も の は 、 部 品 内 部 の 靱性 が 高 い と 共 に 、 表 面部 は 硬 く て 耐 摩 耗性 に 富 . み 、 一般 に 疲 労 強 度 も 高 い 。 従 っ て 、 歯 車 な ど の 高 強 度部 品 と し て 最 も 実 用 的 価 値 が 高 い 。 し 力 し な 力 s ら 、 ■ 従 来 の 焼 結体 を 単 .に 浸 炭 焼 入 れ す る の み で は 、 引 張 強 ： さ 1 3 0 k g f Z m nf 以上 の 高 強 度 を 得 る こ と は 困 難 で め る a
    [0012] 問 題 の ひ と つ は 、 焼結 体が 空 孔 を 有 す る た め 、 浸 炭 挙動 が通常 の 鋼 材 と 異 な り 、 適 切 な 炭 素 濃 度 分 布 が 得 に く い こ と で あ る 。 そ の た め 強度 が 不 十 分 と な る 。 こ れ を 解決 す る た め 、 焼結 体 の 密 度 を 十 分 高 め て か ら 浸 炭 す る 試 み が な さ れ た 。 焼結鍛 造 は そ の ひ と つ で 、 高 強度 材 料 が得 ら れ て い る 。 し カゝ し 、 こ の 方 法 は 特殊 な 設 備 を 必要 と し 、 熱 間 鍛 造 に 甩 い る 金 型 の 寿 命 が 短 い た め コ ス ト が 嵩 む 場 合 が 多 く 、 適 用 は 限 定 さ れ て い る 3
    [0013] 一 方 、 焼結 体 を 冷 間 鍛 造 あ る い は コ イ ニ ン グ し 、 密 度 を 7· S 〜 了. 8 g ノ c m3 と 高 め て 高 強 度 材 を 得 る こ と も 試 み ら れ た （ 特 公 昭 4 9 一 1 6 3 2 5 号 公 報 ） こ の 方 法 は 熱 間 鍛造設備 が 不 要 で あ る と い う 利 点 を 持 つ が ·. 7- 6 g ノ c rrf 以 上 の 高密度 と す る た め に 、 冷 間 鍛 造 ま た は コ イ ニ ン グ の 圧 力 を 高 圧 力 と す る 必 要 が あ り 、 金 型寿 命 が 短 い と い う 問題 を 有 す る 。
    [0014] さ ら に 、 熟.処 理 を 行 う 焼 結 部 品 に お い て 、 高 合 金 化 、 高密 度ィヒ に よ り 、 高 強度 を 得 て い る 例 は 多 い 。 し 力、 し 、 特 開 昭 6 · 2 — 1 6 2 0 3 で 開 示 さ れ た 熱処理 焼結 体 の 引 張強 さ は 1 2 0 k g ΐ m nf 以 下 で あ り 、 そ れ以上 の 高 強度化 の 要望 に 対 し て は 満 足 で き な い 。
    [0015] ま た へ特 開 昭 5 4 — 5 0 4 0 9 で は 、 密 度 が 7- 6 g Z' m3 の 焼 結 熱 処 理 材 を 製 造 し 、 . 引 張 強 さ 1 .6 0 k g: f / m nf を 得る 技 衛 が 開 示 さ れ て い る が 、 衝撃値 は 2. 5 k g" f - m / c rf 以 下 で あ っ て 、 靭性 は 低 い 。
    [0016] 最近 、 焼結部 品 の 高 強度化 に 対 す る 要 請 は ま す ま す 強 く な り . そ の 結果 、 焼結.後 に 熱処理 を 施 す 使 用 方法 が 重要性 を 増 し て い る 。 こ の 場 合 、 熱 処理後 は 焼結体 が き わ め て 硬 ぐ な る の で 、 切 削 サ イ ジ ン グ に よ る 寸 法矯正 が 困 難 と な る 3 そ こ で 、 熱処 理 前 に こ れ ら の 工 程 を 力!] え る こ と に な る 力ゝ ら 、 切 削 や サ イ ジ ン グ を で き る 限 り 容 易 に す る よ う に 、 焼 結 体 の 熱 処理 前 の 硬 さ 従 っ て 強 度 を 低 く お さ え 、 そ の 後 の 熱 処 理 で高 強 度 （ 高 硬 度 ） と す る 必 要 が あ る 。
    [0017] こ れ ま で の 複 合 合 金 鋼 粉 で は 、 こ の よ う な 力 Π ェ に 適 し た 仕 様 が十 分 に 検 討 さ れ て お ら ず 、 新 し い 仕 様 を 有 す る 合 金 鋼 粉 の 出 現 が待 た れ て い た も の で あ る 。
    [0018] 本 発 明 の 目 的 は 、 高 合 金 組 成 と す る こ と な く 、 ま た 特殊 な 設 備 を 必要 と す る こ と な く 、 比 較 的 低 合 金 組成 で 高 強 度 、 高靭 性 の 焼結 合 金 鋼 を 得 る た め の 粉 末 冶 金 用 複 合 合 金鋼 粉 お よ び熱 処 理焼 結 鋼 を 提 供 す る こ と に あ る 。 こ の こ と に よ っ て 焼結 体 の 熱処理 前 の 切 肖 U な い し サ イ ジ ン グ を 容 易 に す る と 共 に 、 焼 結 処 理 後 に 高強 度 、 高 靭 性 の 焼 結 ¾ を 得 る と い う 相 反 す る 技 術 を 同 時 に 実現 す る 'こ と 力 S で き る 。 発 明 の 開 .. , ■
    [0019] 本 発 明 者 ら は 、 焼結体 の 高 強度 化 な ら び に 高 靭 性化 に つ い て 鋭意研 究 し た 結果 、 用 い る 鋼 粉 .の 組成 お よ び 焼結体 の 密 度 の 両 者 が焼 結体 の 高 強 度 化 、 高 靭 性 化 に 著 し く 影響 す る こ と を 見 出 し た 。
    [0020] 本 発 明 者 ら の 着 眼点 は 、 N i — M o 系 複 合 合 金 鋼 粉 に お い て 、 焼結 に 引 続 い て 浸炭 焼 入 れ を 行 う 場 合 の 組 成 を 適 正 ィヒ す る こ と で あ る 。 す な わ ち 、 浸 炭 焼 入 れ は 、 低炭素 の 焼結鋼 に 炭素 を 拡散 さ せ な が ら 焼 入 れ す る 手 法 で あ る か ら 、 熱処理 前 の 切 削 性 や サ イ ジ ン グ性 を 与 え る に は 、 低 炭 素 の 合 金 鋼 と し て 組 成 を 選 択 し 、 そ の 組成 が熱処理後 、 炭素 を 含 む 状態 で 所 望 の 強 度 を 与 え る も の で あ れ ば よ い 。
    [0021] 本 発 明 者 ら の 知 見 に よ れ ば 、 炭 素 が 共 存 し な い 状態 で は 、 M o や N i に 比 べ て 焼 結 体 を 硬 く し に く い た め 、 熱処理 前 の 焼結 体 の 切 削 や サ イ ジ ン グ を 考 え た 場 合 、 N i よ り も 自 由 に 増量 す る こ と が で き る 。 一 方 、 浸 炭 後 の 強 度 上 昇 に は M o は N i よ り も 寄 与 が 大 き い 。 そ こ で 、 こ れ ま で に 存在 す る N i - M o 系複 合 合 金鐧 粉 の 組成 （ M o を W で 置 き か え た 場 合 も 含 む ） よ り も 、 N i に ぐ ら べ て M o を よ り 多量 に 使 用 す る こ と に よ り 、 き わ め て 良 い 結果 が得 ら.れ る と 考 え た の で あ る 。
    [0022] 本 発 明 者 ら が得 た 焼結体 の 強 度 お よ び 靱 性 と 組 成 お' よ び 密度 と の 関 係 を 述 べ る 。
    [0023] N i と M o .の 含 有量 が そ れぞれ 、
    [0024] (- X ) 0. 5 8 % N i - 3. 2 I % M o
    [0025] ( Y ) 1. 0 了 ％ N i — 3. 4 2 % Μ ο
    [0026] ( Ζ ) 1. 0 9 % Ν i - 0. 6 % Μ ο
    [0027] の 組 成 の 複 合 合 金 鋼 粉 を 用 い 、 こ れ に 黒 鉛 と 潤 滑 剤 ( ス テ ア リ ン 酸亜 鉛 ） を 添加 し 、 仮 焼結 し た の ち 、 成 形圧 力 を 変化 し て 再圧縮 を行 い 密度 を 変化 さ せ た 。
    [0028] ぞの 後 、 本焼結 （ 1 2 5 0 で Χ 3 0 分 、 ア ン モ ニ ア 分 解 ガ ス.中 ） し 、 油 焼 入 れ （ 8 7 0 aC X 6 0 分 、 不 活 性 ガ ス 中 加 熱 ） 、 1 8 0 °C X 6 0 分 の 焼 戻 し を 行 つ た 。 こ れ ら の 焼 結 体 の 密 度 と 引 張 強1さ お よ び シ ャ ^ ピ ー 衝 撃 値 と の 関 係 を 第 1 図 、 第 2 図 に 示 す 。 密 度 了. 0 g ノ c m3 以 上 で 上 記 （ X ) 、 ( Y ) の 焼 結 体 は 引 張 強 さ 1 3 0 k g f Z m rf 以 上 を 有 す る と 共 に 高 靭 性 で あ る こ と が わ か る 。 さ ら に .、 密度 を 7. 3 g ノ c m3 以 上 に す る と 、 引 張 強 さ を 1 5 0 k g f / m nf 以 上 に す る こ と が で き る 。
    [0029] 本 発 明 は 上 記 の 知 見 を も と に 構 成 さ れ た も の で あ る 。 す な わ ち 本 発 明 は 、
    [0030] ( 1 ) 合 金成分 が粉未状 に 鉄.粉粒 子 表 面 に 部 分的 に 拡 散 付 着 さ れ た 複 合 合 金 鋼 粉 で あ っ て 、 -合 金 成 分 と し て 、 N i と 、 M o ま た は W の う ち の 少 な く と も 一 方 と を 含 み 、 合 金組 成 が .
    [0031] N i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    [0032] M o + 1 ノ 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重 量 ％
    [0033] で 、 残部 が ,e お よ び 不 可 避 不 純物か ら 成 り 、 か つ 該 ' 鋼 粉 の う ち 4 5 u— m 以 下 の 拉 度 に お け る N i お よ び M o + 1 / 2 W の 含有 量 が そ れ ぞ れ 該鋼 粉 全 体 の 平均 含 有 量 の 2. 0 〜 4. 2 倍 の 範 囲 に あ る こ と を 特 徴 と す る 粉 末 冶 金 用 複合 合 金 鋼 粉 。
    [0034] ( 2 ) 最 終製 品-合 金 成 分 と し て N i と ， M o ま た は W の う ち の 少 な く と も 一方 と を 含 み 、 合 金 組 成 が
    [0035] N i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％ M o + 1 / 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％ で 、 残部 力 s F e ， C お よ び不 可避 不純物 か ら 成 り 、 か つ 密度 が 7. 0 g Z c m3 以上 で 、 浸 炭 焼 入れ 焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ 力 1 3 0 k g f / m rf 以 上 を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 高 強 度 焼結 合金 鋼 。
    [0036] ( 3 ) 最終製 品 合 金 成 分 と し て （： 、 N i と 、 M o ま た は Wの う ち _の 少 な く と も 一方 と を 含 み 、 合 金組成 力 s' C ： 0. 3 〜 0. 8 重量 ％
    [0037] N i : 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0038] M o + 1 / 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0039] で 、 残部力 s F e お よ び不 可避不 純物 か ら 成 り 、 かつ 密 度が 7. 0 g Z c m3以 上 で 、 焼入 れ 焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ が 1 3 0 k s f Z m rf 以上 を 有 す る こ と を 特徵 と す る 高強 ·度.高靭 性焼結 合 金鋼 。
    [0040] ( ) 発明 （ 1 ) に記載の 複 合合 金鋼粉 を 用 い て製造 し た 焼 結 合 金 鋼 で あ 'つ て 、 最 終 製 品 合 金 成 分 と し て · N i と 、 M o ま た は Wの う ち の 少 な く と も 一方 と を 含 み 、： 合 金組成力 s ： . . ·
    [0041] N i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0042] M o + 1 / 2 W ： 0, 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0043] で 、 残部が F e 、 C お よ び不可避不 純物 か ら 成 り 、 か つ 密度 が 了. 0 g Z c n 以上で 、 浸 炭焼入れ 焼戻 し 後 の 引 張強さ 力 1 3 0 k g f Z m n 以上 を 有 す る こ と を特 徴 と す る 高強度焼結合金鋼 。
    [0044] ( 5 ) 発 明 （ 1 ) に記載 の 複合 合 金 鋼 粉 を 用 い て 製造 し た 焼 結 合 金 鋼 で あ っ て 、 最 終 製 品 合 金 成.分 と し て C , N i と 、 M o ま た は W の う ち の 少 な く と も 一 方 と を 含 み 、 合 金 組成 が
    [0045] C ： 0. 3 〜 0. 8 重 量 ％
    [0046] N i : 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    [0047] M o + 1 / 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重 量 ％
    [0048] で 、 残部 が F e お よ び 不 可 避 不 純 物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 7. 0 g ノ c m3 以 上 で 、 焼 入 れ 焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ 力； 1 S O k g f Z m rf 以 上 を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 高 強度 高 靭 性 焼結 合 金 鋼 。
    [0049] で あ る 。
    [0050] な お 、 本 発 明 に お い て 複 合 合 金 鋼 粉 と は 、 鉄粉 粒 子 表面 に 合金 元素 、 例 え ば N i . M o や W が 部 分 的 に '拡 散付着 さ れ た 鋼 粉 を 言 う 。
    [0051] 上記数 値 限 定 の 意 義 に つ い て 説 明 す る 。
    [0052] N i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0053] ' N i は F e 基 地 に 固 溶 し て 焼 結 体 を 強 化 し 、 ま た 靭 性 を 向 上 さ せ る の 役立 つ 。 0. 5 0 重 量 ％ 未 満 で あ る と 固 溶 強 化 お よ び焼 入 れ性 向 上 に よ る 高 強 度 化 と マ 卜 リ ツ ク ス の 靭 性 改善効 果 が 得 ら れ な い 。 一 方 、 3. 5 0 重量 ％ を 超 え る と 、 過 剰 な オ ー ス テ ナ ィ ト 相 が 生 成 し 、 強度 低下 が 生 じ る 。
    [0054] M o ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0055] M o は ？ 6 基 地 中 に 固 溶 し 、 焼 結 体 を 強 化 す る と 共 に 、 炭 化 物 を 形 成 し て 強 度 お よ び 硬 さ を 向 上 さ せ る ほ か ： 焼 入 れ性 の 上昇 に も 効 果 が 大 き い 。
    [0056] 0. 6 5 重量 ％ 未 満 で あ る と 固 溶 強 化 お よ び 焼 入 れ性 向 上 に よ る 高 強度 化 が得 ら れ な い 。 一方 、 3. 5 Ό 重量 % を 超 え る と 靭 性 力； 阻 害 さ れ る 。 な お 、 M o 量 は 0. 6 5 重量 ％ 以 上 で 高 強度 が 得 ら れ る 力5 , 0. 8 5 重量 % 以 上 に す る と 、 一 層 の 高 強 度 化 が 達 成 で き 好 ま し 以上 、 基本合 金 成 分 と し て N i と M o に つ い て 迩 べ た が 、 M o の 一部 ま た は 全 部 を そ の 2 ！ 'き の 重 量 の W で 置 き か え る こ と が で き る 。 こ こ で W の 重 量 を 2 f§ と す る の は 、 焼結鋼 の 特性 変化 に 及 ぼ す W の 効 果 は 、 そ の 1 ノ 2 重量 の M o の 効 果 に 等 し い か ら で あ る 。
    [0057] C : 0. 3 〜 0. 8 重量 ％
    [0058] C は 安価 な 強化 元素 で あ る が 、 熱 処理焼結体 の c 量 が 0. 3 重量 ％ 未満 で は 、 引 張強 さ 1 3 0 k g f ん m ΠΓ 以上 の 高 強度 が 得 ら れ な い 。 多量 含 有 す る と 化物 を 形 成 し て 強 度靭性 を低下 さ せ 、 ま た オ ー ス テ ナ イ ト 生 成 の 要 因 と な る た め 、. 熱 処 理 焼 結 体 の C 量 を 0. 3 〜 0. 8 重量 ％ の 範 囲 と し た 。 C 量 の 影 響 に つ い て 本 発 明 者 ら が得 た 結果 を 、 以下 に 述 べ る 。 '
    [0059] Ν ί . Μ ο が 上 記 範 囲 に あ る 複 合 合 金 鋼 粉 に つ ！ハ て 、 製 品 C 量 が 0. 1 〜 1. 0 重量 ％ に な る よ う に 黒 鉛量 を 変 え て 添カ卩 し 、 さ ら に 潤 滑剤 と し-て 1 重量 ％ の ス テ ア リ ン 酸亜 鉛 を添加 し て 混 合粉 を製造 し た 。 こ れ ら の 鐧 粉 に つ い て 成 型焼結 し た 後 、 油焼 入 れ （ 8 了 0 °C X 3 0 分 ） 後 1 8 0 °C x 6 0 分焼戻 し て 熱 処 理 焼結鋼 を 製 造 し 、 引 張 試 験 と シ ャ ル ピ ー 衝 撃 試験 を 行 っ た 。 そ の 結 果 を 第 3 図 お よ び 第 4 図 に 示 す 。 C 量 が 0. 3 〜 0. 8 重 量 ％ の 範 囲 に お い て 高 強 度 、 高 靭 性 が 得 ら れ る 。
    [0060] C の 添 加 は ， 部 品 の 使 用 目 的 に よ り 焼 結 時 に 黒 鉛 粉 を 合 金 鋼 粉 に 混 合 し て 添加 す る 場 合 と 、 焼 結 後 に 浸 炭 焼 入 れ に よ り 添 加 す る 場 合 が あ る 。
    [0061] 浸 炭 焼 入 れ の 場 合 に は 、 部 品 断面 で C 含 有 量 の 分 布 が 生 じ る が 、 C 含 有 量 は 必 ず し も 全 断 面 で 上 記範 囲 内 に あ る 必 要 は な く 、 浸 炭 部 に お い て 満 足 す れ ば 良 い ：
    [0062] 高 い 密 度 の 焼 結製 品 を 得 る に は 、 原 料 と な る 合 金鋼 粉 の 圧縮 性 が 高 い 必 要 が あ る 。
    [0063] そ の た め に は 、 N i と M o お よ び ノ ま た は W と 鉄 粉 粒子 表 面 に 拡 散 付着 さ. れ た 、 い わ ゆ る 複 合 合 金鋼 粉 が 適 し て い る ， 完全 に 均一 な プ リ ァ ロ イ 鋼 粉 ば 、 一 般.に 圧. '縮 ·性 が 低 く ， 高 密 度 と す る の に 不 利 で あ る ，
    [0064] 通 常 の 鉄 粉 と N i 粉 、 M o 粉 お よ び Z ま た は W.粉 と の 混 合 粉 末 で は 、 焼 結 中 の 合 金 元 素 の 拡 散 が 不 十 分 で 、 強度 の 上昇 が 不 十 分 で あ る 。 複 合合 金鋼 粉 で あ つ て も'、 拡散 合 金化 の 程 度 が 低 け れ ば 、 や は り 焼結 体 の 強度 が 不 足 す る 。 拡 散 合 金 化 の 進 行程 度 を 見 る た め 、 合 金 鋼 粉 の う ち 4 5 w m 以 下 の 粒 度 の も の に お け る N i ま た は M o 4- 1 ノ 2 W の 含 有量 が 鋼 粉 全 体 の 平均 の N i ま た は M o + 1 ノ 2 W の 含有量 の そ れ ぞ れ 何倍 で あ る か を 調-ベ 、 こ れ を 「 拡散偏 祈 度 」 と し て 指 標 に 用 い る 》
    [0065] - N i . M o + I ノ 2 W に つ い て の こ の 拡散偏 析度 が そ れ ぞ れ 4. 2 を越 え る と 、 熱処 理焼 結 体 の 強 度 お よ び 圧縮性 が 低下 す る 。 ま た 、 前 述 の よ う に 、 拡 散 偏 析 度 が 2- 0 未 満 で も 、 圧縮性 が 不 足 し 、 さ ら に オ ー ス テ ナ イ ト が マ ル テ ン.サ イ 卜 に 歪 誘起 変 態 し な い た め 、 引 張 強 さ が 不 十 分 で あ る 。 よ っ て 、 拡 散 偏 析 度 の 範 囲 を 2. 0 〜 4. 2 と す る 。 こ れ は 鉄粉 や 合 金成 分 の 粒 度 お よ び れ ら の 加 熱 温 度 を 調 節 す る こ と に よ り 達 成 さ れ る
    [0066] 複 合 合 金鋼 粉組 成 は 、 焼結体 の 組 成 に 適合 さ せ て 、 N i .が 0. . 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％ .、 M o + 1 X 2 が 0. 6 5 〜 3- 5 0 重量 ％ 残部 は F e と 不 可避不純物 で あ る 。
    [0067] 不 ！ ¾物 の 許容範 囲 は 、
    [0068] C ： . 0. o 3 重量 ％ ΰ 内 、 .好 ま し く は 0 1.
    [0069] 重量 ％ 以 内
    [0070] S i ： 1 重量 ％ 以 内 好 ま し く は 0- 0 5
    [0071] 重量 ％ 以 内
    [0072] M n ： Q. 4 重量 ％ 以 内 好 ま し ぐ は 0·
    [0073] 重 量 ％ 以 内
    [0074] C r -: 0. 3 重量 ％ 以 内
    [0075] C u ： 3 重量 ％ 以 内 A 0. 1 重 量 ％ 以 内
    [0076] P 0. 0 2 重 量 ％ 以 内
    [0077] S 0. 0 2 重量 ％ 以 内
    [0078] 0 0. 2 5 重量 ％ 以 内 好 ま く は 1 5
    [0079] % 以 内
    [0080] N ： 0. 0 1 重 量 ％ 以 内 好 ま し く は
    [0081] 0. 0 0 2 重 量 ％ 以 内
    [0082] で あ る o _t ad 7C 素 の う ち 、 M n 、 C r な ど は 、 許 容範 囲 以 内 な ら ば 、 む し ろ 強 度 を 向 上 さ せ る 場 合 が あ り 、 む や み に 低 く す る こ と ば か り が 得 策 で は な い 。
    [0083] ま た 焼 結 体 の 強 度 確保 の た め に 複 合 合 金 鋼 粉 の 粒 度 は 、 1 8 0 jLi m 以 上 の 粒度 の 重 量 割合 を 1 0 % 以 内 と す る こ と 力 好 ま し い 。
    [0084] 次 に 熱 処 理 に つ い て 説 明 す る 。 高 強 度 を 得 る た め に 、 焼結 後 、 熱処 理 を 行 う 。 - 熱処理 は 、 表面付近 で 高 硬 度 を 得 た い 時 は 浸炭 焼 入 れ 焼 戻 し 処理.を 用 い る 。 均 一 な 強度 を 得 た い 時 は 焼 結 時 に 黒 鉛 粉 禾 に よ り 複 合 合 金.鋼 粉 に C を 添 加 し 、 通常 の 焼 入 れ 焼戻 し 処 理 を行 う 。 '
    [0085] こ の 熱 処理 に よ り 、 組 織 が 焼 戻 し マ ル テ ン サ イ 卜 と な り 、 高 強 度 、 高 靭 性 鋼 が 得 ら れ る 。 焼 入 れ 温 度 は 8 0 0 〜 9 3 0 °C が好 ま し く 、 8 0 ϋ °C 未満 で は 加 熱 時 に 均 ― な 才 ― ス テ ナ イ 卜 組織 に な ら ず 、 強 度 、 靭 性 が 低下 す る 。 ま た 、 9 3 0 °C を 超 え る と オ ー ス テ ナ ィ 卜 が粗 大 化 し 、 強度 、 靭 性 が 低下 す る 。 焼 戻 し 温度 は 1 0 0 〜 2 5 0 C が好 ま し く 、 1 0 0 °C 未 満 で は 靭 性 が 低 く 、 2 5 0 °C を 超 え る と 強度 が 低 ' 下 す るヽ 成 形 お よ び焼結 は 、 密 度 向 上 の た め に 、 1 回 以 上 繰返 し て も 良 い 。
    [0086] す な わ ち 、 成形 一 焼結 ー コ イ ニ ン グ （ サ イ ジ ン グ ） あ る い は 、 成 形 一 予 備 焼 結 ー コ イ ニ ン グ （ サ イ ジ ン グ ） 一 本焼結 と い っ た 再圧縮 法 が有 用 で あ る 。 図 面 の 簡 単 な 説 明 - 第 1 図 は 本 発 明 者 ら が 得 た 熱処理焼結体 の 組 成 に 対 す る 密度 と 引 張 強 さ と の 関 係 を 説 明 す る グ ラ フ 、
    [0087] 第 2 図 は 第 1 図 と 同 じ 焼結 体 の 組成 に 対 す る 密度 と シ ャ ル ピ ー衝撃値 と の 関係 を 説 明 す る グ ラ フ 、
    [0088] - 第 3 図 は N i 、 M o の 含有量 が 本 発 明 の 範 囲 内 に あ る 熱 処理焼結体の C 量 と 引 張強 さ と の 関 係 を 説 明 す る グ ラ フ 、
    [0089] 第 4 図 は 第 3 図 と 同 じ 焼結 体 の C 量 と シ ャ ル ビ ー 衝 撃値 と の 関係 を 説 明 す る グ ラ フ で あ る 。 発 明 を実施 す る た め の 最良 の 形態
    [0090] 実施例 1 〜 3 、 比較 例 1 〜 3
    [0091] は じ め に 原 料 と な る 複 合.合 金鋼 粉 の 製造 に つ い て 、 実施例 と 比較例 を 示 す 。
    [0092] ま- ず 、 一 8 0 メ ッ シ ュ の ア ト マ イ ズ 純 鉄 粉 に 、 一 3 2 5 メ ッ シ ュ の 酸化 ニ ッ ケ ル 粉末 、 一 3 2 5 メ ッ シ ュ の 三 酸化 モ リ ブ デ ン 粉 末 を 所 定 量 混 合 し 、 水 素 ガ ス 中 8 0 0 V で 1 2 0 分 間 加 熱 し で 、 酸 化 ニ ッ ケ ル と 三 酸 化,モ リ ブ デ ン を 還 元 し 、 鉄 粉 粒 子 の ま わ り に N i と M o を 拡散付着 さ せ た 複 合 合 金 鋼 粉 を 得 た 。
    [0093] I 拡 散 偏 析 度 」 の 影 響 を 調 べ る 目 的 で 、 上 記 純 鉄 粉 に 、 一 3 2 5 メ ッ シ ュ の 金 属 N i 粉 末 お よ び 金 属 M o 粉 末 を 所 定 量 混 合 し 、 水 素 ガ ス 中 の 加 熱 温 度 を 7 0 0 。C 、 7 5 0 V 、 8 0 0 V 1 8 5 0 °C 、 1 0 5 0 て と 変
    [0094] 5
    [0095] 化 さ せ て 、 複 合 合 金鋼 粉 を 作製 し た
    [0096] こ の 複 合 合 金 鋼 粉 の 組 成 は 、
    [0097] N 1 ： 2. 1 0 〜 2. 1 8 重量 ％
    [0098] M o ： 1. 1 2 〜 ； L . 2 3 重 量 ％ で あ り ほ お に 、
    [0099] G ： 0 0 0 2 重量 %
    [0100] S ： 0 0 4 重量 ％
    [0101] . M n .' : 0. 0 了 重 量 ％
    [0102] C 11 ： 0 0' 1 重 量 ％
    [0103] P ： 0 0 0 S 重量 %
    [0104] S パ 0 0 0 6 重 量 %
    [0105] 0 ： ひ 0 了 〜 0. 1 3 S量 ％
    [0106] N ： 0 0 0 0 7 〜 0. 0 0 1 9 重 量 ％
    [0107] を含 有 し て い た'。 ま た 、 何 れ の 鑭 粉 も 1 8 0 μ m 以 上 の 粒 度 の 含有 量 は 0. 9 〜 2. 5 重 量 ％' で あ っ た ':
    [0108] こ れ ら の 合 金鋼 粉 に 、 潤 滑剤 と し て ス テ ア リ ン 酸亜 鉛 を 0. 9 重 鬍 % 添 加 し 、 圧 力 了 t / c rrf で 成 形 し 、 9 0 0 °C で 3 0 分 間 、 水素 ガ ス 中 で 仮焼 結 し 、 了 t / c rf で コ イ ニ ン グ の 後 、 1 2 5 0 で で 9 0 分 間 、 水 素 ガ ス 中 で 本焼結 し 、 密 度 了. 2 8 〜 了- 5 I g ノ c m3 の 焼 結 ί本 を 得 た 。
    [0109] こ れ を 力 一 ボ ン ポ テ ン シ ャ ル 0. 8 重 量 ％ 、 9 0 0 °C で 6. 5 時 間 浸 炭 し 、 直 ち に 油 焼 入 し 、 1 8 0 °C で 1 · 2 0 分 間 焼戻 し た 。 強度測 定 は 、 平行 部 5 m m Φ の 引 張試験 片 に よ っ た 。 結果 を ま と め て 第 1 表 に 示 す ， 第 1 表 に 見 ら れ る よ う に 、 拡 散偏 析 度 が 2. 0 〜 4. 2 の 範 囲 内 で あ れ ば 強 度 が 大 き い 。
    [0110] I
    [0111] 複 合 合 金 鋼 粉 焼 結
    [0112] N i 源 M o 源 加熱温度 拡散 II Ϊ析度 N i量 Mol
    [0113] (で） N-i Mo ( 実施例 1 酸化ニッケル 三酸化モリブデン 800 3.47 3.29 2.15 1.18 実施例 2 金属二ッケル 金属モリブデン 800 4.1 B 3.29 2.16 1.23 実施例 3 ノノ 〃 850 3.85 3.62 2.13 1.20 比較例 1 " ノノ 700 4.86 4.22 2.10 1.12 比鲛例 2 ノノ ノノ 750 4.27 4.01 2.18 1.16 比較例 3 ガ ■■〃 1050 1.82 1.81 2.1 1 1.20
    [0114] ] 8 . '■- 実施 例 4 〜 1 6 、 比鲛例 4 〜 6
    [0115] ァ 卜 マ イ ズ 純 鉄 粉 に 酸 ィヒ ニ ッ ケ ル と 三 駿 化 モ リ ブ デ ン を 配 合 し 、 第. 2 表 に 示 す よ う な N i , M o お よ び ノ ま た は W量 の 異 な る 1 5 種 の 複 合 合金鋼 粉 を 作 製 し た 。 合 金鋼 粉 作製時 の 加 熱 温度 は 8 0 0 と し た ， さ ら に . N i 、 M o お よ び C u を 含 む 合金 鋼 粉 を 加熱 温 度 8 5 ϋ で 作 成 し た （ 比 較 例 6 ) 。 合 金 鋼 粉 の 1 8 0 ii m よ り も 粗 い 粒度 の 含 有量 は 、 何 れ も 0. 5 〜 3- 0 重量 ％ の 範 囲 内 で あ っ た 。 焼結 浸炭 お よ び焼 入 れ 焼戻 し 条件 は 実施例 1 〜 3 と 同 様 で あ る => 試験 結 果 を ま と め て 第 2 表 に 示 す 。
    [0116] 第 2 表 に 見 ら れ る よ う に 、 化学組 成 が
    [0117] N i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0118] M ひ ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％
    [0119] の 範 囲 内 で か つ 拡 散 偏 析 度 が 適 切 で あ れ ば 、 1 3 .0 k g f Z m rf 以 上 の 引 張 強 さ を 示 し た ， 特 に M o が 0. 8 5 重量 ％ 以上力 s さ ら に 好 ま し い 結 果 を 示 し た 。
    [0120]
    [0121] 第 2 表 b.
    [0122] 焼 結 体 浸炭焼入れ材
    [0123] N i量 M 0量' I W量 C u量 密 度 引 張 強 さ
    [0124] ( % ) ( % ) ( % ) ( % ) ( g / c m3 ) ( k g f /mtrf )
    [0125] 0.52 1, 09 7.54 1 3 5
    [0126] 0.98 1.1 7 7, 52 1 38
    [0127] 1, 92 1.1 8 7.50 1 5 5
    [0128] 2.96 1.03 7.47 1 5 2
    [0129] 3.1 2 1.08 7.47 1 47
    [0130] 2, 0 1 0, 67 7.49 1 33
    [0131] 2.0 1 0.83 一 7, 48 1 3 5
    [0132] 1.89 0.86 7.49 1 48
    [0133] 2.07 1.46 7.48 1 5 2
    [0134] 2.1 6 1.95 一 ― 7.46 1 48
    [0135] 1, 89 2.43 ― ― 7.46 1 35
    [0136] 1.90 1.1 3 2.5 1 ― 7.43 1 4 1
    [0137] 1, 93 4.90 7.44 1 37
    [0138] 0.47 1.1 4 7.54 1 2 2
    [0139] 1, 97 0.62 7.49 1 2 1
    [0140] 1.95 0.60 0.72 7.5 1 1 03
    [0141] 実 施例 1 了 〜 2 4 、 比 較例 7
    [0142] , こ こ で は 、 焼結 密 度 と 引 張 強 さ の 関 係 に つ い て 、 実 施 例 と 比 較 例 .を 示 す 。
    [0143] 合 金 鋼 粉 と し て は 、 実 施 例 1 で 用 い た 、 2. 1 5 % i — 1. 1 8 % M o 複 合 合 金 鋼 粉 を 使 用 し た 。 こ の 合 金 鋼 粉 に 、 黒 鉛粉 を 添 加 し 、 ま た は 添 加 せ ず 、 ス テ ア リ ン 酸亜鉛 を 0. 9 重量 ％ 添 力 D し 、 所 定 の 圧 力 で 第 1 次 成 形 '（ 通 常 の 成形 ） を 行 い 、 H 2 ガ ス 中 、 所 定 の 温 度 で 6 0 分 、 第 1 次焼結 （ 仮 焼結 ま た は 通 常 の 焼結 ） を 行 い 、 場 合 に よ っ て は 第 2 次 の 成 形 （ コ ィ 二 ン グ ま た は サ イ ジ ン グ ） を 所 定 .の 圧 力 で 行 い 、 さ ら に 場 合 に よ っ て は 第 2 次 の 焼 結 （ 本 焼 結 ） を 、 H 2 ガ ス 中 、 1 3 0 0 C で 6 0 分行 い 、 実 施 例 1 と 同 じ 条 件 で 浸 炭 お よ .び 焼 入 れ 焼 戻 し を 施 し て 、 引 張 強 .さ を 測 定 し た 3 結 果 を ま と め て 第 3 表 に 示 す 。
    [0144] こ .の よ う に 密 度 は 7. 0 s ノ c rrf 以 上 で あ れ ば 、 引 張 強 さ は 1 .3 ' 0 k g f / m nf が 得 ら れ 、 7. 3 g Z c m3 以 上'な ら ば 一層高 い 強度 が得 ら れ た 。
    [0145] 第 3 表
    [0146] 一 - ' ■
    [0147] 黒鉛添加量 1次卿圧力 1次焼結温度 2麵励 2纖纖 密 度 引 張強 さ
    [0148] (%) (t/crrf) (°C) (t/cma) (°C) (g/cm3) (k f mm2) 比較例 7 0 4 1300 無 6,97 125 実雌 17 0 4,5 〃 〃 » 7,04 136 実施例 18 0 6 〃 „ ノノ 7.17 139 実施例 19 0 6.5 ノノ » 7,23 146 実施例 20 0 7 ノノ „ ノノ 7.31 152 実施例 21 0 7 ノノ 7 1300 7.42 157 実施例 22 0.3 6 880 7 ノノ 7.54 160 実施例 23 0,3 6 〃 9.5 » 7.64 153 実施例 24 0 7 820 9.5 〃 7.60 151
    [0149] 実 施例 2 5 〜 ： 3 1 、 比 較 例 8 〜 1 4
    [0150] - 複 合 M P c s 合 金 鋼 粉 を 次 の 手 順 で 作 成 し た 。 原 料 鉄 粉 と し て 、 水 ア n U1： • - ト マ イ ズ 純 鉄 粉 を 用 い た 。 粒 度 は 一 8 0 メ ッ シ ュ 、 化 学 組 成 は
    [0151] C : 0. 0 0 2 重 量 ％
    [0152] 0. 0 3 重 量 ％
    [0153] 0. 0 4 重 量 ％
    [0154] 0. 0 1 重 量 ％
    [0155] 0. 0 0 5 重量 ％
    [0156] S : 0. 0 0 了 重量 ％
    [0157] 0 ： 0. 0 8 6 重 量 ％
    [0158] N ： 0. 0 0 0 8 重 量 ％
    [0159] で あ っ た 。 合金原 料 と し て は 、 N i に つ レ、 て は 、 力 一 ポ 二 ル ニ ッ ケ ル 粉 、 · M o に つ い て は 三 酸 ィヒ モ リ ブ デ ン ( M o 0 3 ) 、 W に つ い .て は 三 酸 化 タ ン グ ス テ ン ( W 0 3 ) を 用 い た 。 い ず れ の 合 金 成 分 原 料 も ， 3 2 o ■ッ シ ュ で■ あ っ た 。
    [0160] 鉄粉 合 金成 分 原 料 と を 後 に 示. す 所 定 の 組 成 に な る よ う に 均 一 に 混 合 し 、 水 '素 ガ ス 雰 囲 気 中 、 8 5 0 で •6 0 分加 熱 し 、 鉄 粉粒子 に 合金 元素 粉 末 を 部 分 的 に 拡 散付着 さ せ 、 そ の 後 解 砕 し て 、 複 合 合 金鐧 粉 と し た 。 • こ れ ら の 合 金鋼 粉 に 、 ス テ ァ リ ン 酸亜 鉛. 1 重量 ％ を 添 加 し 、 金型 中 成 形 圧 力 6 t ノ c rf で 成 形 し た 。 引 続 き 、 ア ン モ ニ ア 分 解 ガ ス 雰 囲 気 中 、 . 1 2 5 0 °C で 6 0 分 の 焼結 を 行 っ て 、 焼結体 を 得 た 。 熱 処 理 前 の 加 工 性 を 知 る た め の 指標 と し て 、 こ れ ら の 焼結 体 の 引 張強 さ を 求 め た 。 .
    [0161] 次 に 焼結'体 の 熱 処 理 を 行 っ た 。 こ れ は 8 8 0 に お い て カ ー ボ ン ポ テ ン シ ャ ル 0. 8 5 % で 2 0 0 分 の 浸 炭 を 行 い 、 油 中 に 焼 入 れ し た 。 そ の 後 、 1 8 0 °C で 6 0 分 の 焼戻 し を 行 っ た 。 熱処理 後 の 強 度 の 指標 と し て 、 引 張 強 さ を 求 め た 。
    [0162] 作 成 し た 複 合 合 金 鋼 粉 の 組成 を 第 4 表 に ま と め て 示 す 。 実施 例 2 5 〜 3 1 お よ び 比 較例 8 〜 1 3 は 、 本 発 明 の 組成範 囲 お よ び そ の 周 辺 の 組 成 を 選 ん で お り 、 比 鲛 例 I 4 は 従来 の 標準 的 な 複 合 合.金鋼粉 組 成 で あ る 、 第 5 表 に こ れ ら の 鋼 粉 を 試験 し た 結果 を 示 す 。 圧縮 性 は 6 t Z c n の 成形圧 力 で 了. 0 5 g Z c rf 程 度 の 密 度 が高密度焼結.体 用 鋼粉 と し て 望 ま れ る 。 本 発 明 の 高 M o 低 N i 組 成 の 熱処理後 の 焼結体 は 、 6 t ノ c ir の 成形圧 力 で 1 0 了 〜 ： 1 2 6 k g- f Z m nf の 引 張 強 さ を 示 し た - ま た 、 熱 処 理 前 の 焼 結 体 の 引 張 強 さ が 4 0 k g f Z m n 程度以 内 な ら ば 、 切 削 や サ イ ジ ン グ を 困 難 な く 行 う こ と が で き る 。
    [0163] 第 4 表
    [0164]
    [0165] 卜 00Ϊ0/88Α§ S8S/68
    [0166] 0) lift ^ % 11 ·π U ί ½ ¾· ¾ E u t
    [0167]
    [0168] g
    [0169] 実 施 例 A 〜 E 、 比 較 例 F 〜 K
    [0170] 何 れ も ー 3 2 5 メ ッ シ ュ の N i 粉 、 M o 酸 化 物 粉 （ M o 0 3 ) を 一 8 0 メ ッ シ ュ の F e 粉 と 所 定 の 割 合 で 混 合 し 、 水 素 ガ ス 雰 囲 気 中 に て 1 0 0 0 て で 1 時 間 還 元焼 鈍 後 解 砕 し て 複 合 合 金 鋼 粉 を 製 造 し た 。 こ の 時 の 化 学 組 成 お よ び 拡 散 偏 析度 を 第 S 表 に 比 較 例 と 共 に 示 す 。
    [0171] こ れ ら の 鋼 粉 に 0. 了 5 重 量 ％ の 黒 鉛 粉 と 潤 滑剤 と し て の ス テ ア リ ン 酸 亜 鉛 を 1 重 量 ％ 添 加 し て 、 了 t /' c rf の 圧 力 で 成 形 し た 。
    [0172] 次 に 8 5 0 °C で 3 0 分 間 ア ン モ ニ ア 分 解 ガ ス 雰 囲 気 中 で 焼 結 し 、 7 t /. c rrf の 圧 力 で 再 圧 縮 成 形 を 行 つ た 。 そ の 後 、 1 2 5 ϋ C で 3 0 分 間 ア ン モ ニ ア 分 解 ガ ス 雰 囲 気 中 で 焼結 し た 。 さ ら に 8 了 0 °C で 6 0 分 間 不 活 性 ガ ス 中 で 加熱 し 油 焼 入 れ 、 引 き 続 き 8 0 °C で 6. 0 分間 オ イ ル バ ス 中 で 力 B 熱 し 空 冷 す る 焼 入 れ焼 戻 し 処 理 を 施 し'、 引 張 試 験 と シ ャ ル ピ 一 衝 撃 試 験 に 供 し た 。 焼結 体 の 化学組 成 、 密.度 、 引 張 強 さ お よ び 衝撃値 の 実 験結 果 を 第 了 表 に 示 す 。
    [0173] 本 発 明 範 囲 の 化 学 組 成 お よ び 密 度 に お い て 1 5 . 0 k g f / m m2以上 の ^張 強 さ と 4 k g f · m Z c nf 以 上 の シ ャ ル ピ 一 衝撃 値 を 示 す こ と が わ か る ：」
    [0174] 実施例 L 〜 P 、 比鲛 例 Q 〜 V
    [0175] 第 6 表 に 示 す 複 合 合 金鋼 粉 に 、 0. 7 5 重 量 ％ の 黒鉛 粉 と 潤 滑剤 と し て の ス テ ア リ ン 酸亜 鉛 を 1 重 量 ％ 添加 し て 、 7 t ノ c nf の 圧 力 で 成形 し 、 1 2 5 0 °C で 3 Q 分 間 ア ン モ ニ ア 分解 ガ ス 雰 囲 気 中 で 焼結 し た 。 さ ら に 8 了 0 °C で 6 0 分 間 不 活性 ガ ス 中 で 力 Π 熱 し 油 焼 入 れ、 引 き 続 き 1 8 0 °C で 6 0 分 間 オ イ ル.バ ス 中 で 力 Π 熱 し 空 冷 す る 焼 入 れ 焼 戻 し 処 理 を 施 し 、 引 張 試 験 と シ ャ ル ピ ー衝撃試験 に 供 し た 。
    [0176] 実験 結果 を 第 8 表 に 示 す 。 本 発 明 の 化学組成範 囲 に お い て 1 3 0 k g f ノ m m2 以 上 の 引 張 強 さ と 3. 5 k g f · πι Ζ ο ιη2以上 の シ ャ ル ピ ー 衝撃値 を 示 す 。
    [0177]
    [0178] 6 2
    [0179] £00I0/88df/XDd Z08Z0/68 OA 7 表 焼結体の化字組成お よび機械的性質
    [0180] C Ν ί M o 密 度 ，引 張 強 さ 衝 颦
    [0181] 記号
    [0182] (重量％) (重量 6) (重量％) ( s/c m3) ( k s f /mid) ( k g f · m/cmz)
    [0183] 施例 A 0 β 4 0.57 3. Δ 1 Ι , Ζ V I A U
    [0184] B 0.6 3 1.09 3.40 7.42 1 84 4. 1
    [0185] C 0.64 2.1 3 1.00 7.43 1 92 4.9
    [0186] D 0.67 2， 94 2.1 0 7.46 1 98 5.2
    [0187] 〇
    [0188] E 0.65 3.43 0.7 1 7.4 1 1 6 2 5.6
    [0189] 比較例 F 0.68 1.07 0.62 7.40 1 1 1 2.1
    [0190] G 0. D D J. ο
    [0191] b ο Ο. ίί
    [0192] H 0. Β 5 0.46 4.00 7.43 1 06 1.9
    [0193] 1 0.64 3.70 1.02 7.40 1 0 2 2.8
    [0194] J 0,6 3 3.69 3.67 7.4 1 1 2 4 2.6
    [0195] K 0.66 0.40 0.49 7.40 • 96 2.7
    [0196] 第 8 表 焼結体の化学組成お よび機械的性質
    [0197] C N i M o 密 度 引 張 強 さ 衝 撃 値
    [0198] |5
    [0199] (重量％) (重量％) (重鼂％) ( g/cni) ( k g f /mnf) ( k g f - m / c rrt'" ) 実施例 L 0.65 0.54 3.2 G 7.1 1 40 3.5
    [0200] M 0.63 1.03 3.39 7.1 2 1 49 3.8
    [0201] N 0.6 2 2. 1 0 i.O 4 7. 5 1 47 3.2
    [0202] 0 0.7 0 2.92 2.1 2 7.1 8 1 48 3.1
    [0203] P 0.68 3.42 0.70 7.1 9 1 33 3.2 比較例 Q 0.66 1.07 0.60 7.2 2 1 02 1.8
    [0204] H 0.6 3 3.6 2 3.67 7.1 8 94 2. 1
    [0205] S 0.65 0.42 4.02 7.2 1 90 1.8
    [0206] T 0. B 4 3.6 5 1.00 7.2 2 92 2.4
    [0207] U 0.6 6 3.67 3.66 7.2 0 1 I 2 2.3
    [0208] V 0.67 0.4 1 0.48 7.2 2 ' 85 2.0
    [0209] 産業上 の 利 用 可能性
    [0210] 以 上 の 説 明 か ら 明 ら か な よ う に 、 本 発 明 の 熱 @理焼 結. は 、 極 め て 高 い 強度 と 靭 性 を 兼 ね 備 え る も の で あ り 、 高強度 、 高靭 性 が必 要 な焼 結部 品 に 有 用 で あ る 。 本発 明 に よ る 合 金鋼 粉 は ， 今 後 の 焼結部 品 の 高 強度化 方 向 に 合 致 し 、 し か も 高密 度 と 加 工性 の 両 者 が要 求 さ れ る 場合 に 、 き わ め て 優 れ た 適 性 を 示 す も の で あ る 。 従 っ て 、 今 ま で よ り も 高 負 荷 で 形状 の 複雑 な 機械 部品 を 粉末 冶 金 に よ っ て 製造 す る こ と が 容 易 に な る と 考 え ら れ 、 大 き な 効果 を 期 待 す る こ と が で き る 。
    权利要求:
    Claims請求 の 範 囲
    1 . 合 金 成 分 が 粉 末 状 に 鉄 粉 粒子表面 に 部 分 的 に 拡散 付着 さ れ た 複 合 合 金 鋼 粉 に お い て 、 合 金 成 分 と し て 、 N i と M o と を 含 み 、 合 金 組成 が
    N i : 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    M o : 0. 6 5 ~ 3. 5 0 重 量 ％
    で 、 残 部 が F e お よ び 不 可 避 不 純 物 カゝ ら 成 り 、 か つ 該 鋼 粉 の う ち 4 5 AX m 以 下 の 粒 度 に お け る N i お よ び M o の 含 有 量 が そ れ ぞ れ 該 鋼 粉 全 体 の 平 均 含 有 量 の
    2. 0 〜 4. 2 倍 め 範 囲 に あ る こ と を 特 徴 と す る 粉 末 冶金 用 複 合 合 金 鋼 粉 。
    2 . 最終製 品合金成 分 と し て N i と M o と を 含 み 、 合 金組成 が
    N i : 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    M o ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％
    で 、 残部 が F e , C お よ び 不 可避不 純 物 か ら 成 り 、 か つ密度 が Ί. 0 g ノ c m3 以 上 で 、 焼 入 れ 焼.戻 し.後 の 引 張 強さ が 1 3 0. k g" f ノ m nf 以 上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強 度焼結 合金鋼 。 .
    3 . 最終 製 品 合 金 成 分 と し て （： 、 N i と M o と を 含 み 、 合 金組成 が
    C : 0. 3 〜 0. 8 重量 ％
    N i .： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％ M o ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％
    で 、 残部 が F e お よ び 不可避不純物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 0 g ノ c nf 以 上 で 、 焼 入 れ焼戻 し 後 の 引 張 強 さ が ： I 3 0 k s f Z m rrf 以上 で あ る こ と を 特 徵 と す る 高 強度 高 靭 性焼結 合 金鋼 。
    4 - 請求範 囲 1 に 記載 の 複 合 合 金鋼 粉 を 用 い て 製造 し た 焼結 合 金鋼 で あ っ て 、 最 終製 品 合 金成 分 と し て N i と M o と を 含 み 、 合 金 組成 が
    . N i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    M o : 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％
    で 、 残部 が F e . C お よ び 不可避不 純物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 7. 0 g ノ c m3 以 上 で 浸 炭焼 入 れ焼戻 し 後 の 引 張 強 さ が 1 3 0 k g f Z m rf 以上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強度焼結合金鐧 。 δ - 請 求範囲 1 に 記載 の 複 合 合金鋼 粉 を 用 い て 製造 し - た焼結 合金鋼 で あ'つ て 、 最終製品 合 金成 分 と し て C .
    N i と'' Μ ο と を 含 み 、 合金組成 が
    C ： 0. 3 〜 0. 8 重量 ！ ½
    N i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    M o ： 0. 6 5 〜- 3。
    5 0 重量 ％
    で 、 残部 が F e お よ び不 可避不 純物 か ら-成 り 、 か つ 密 度 が 7. 0 g ノ c m3 以 上 で 、 焼 入 れ焼戻 し 後 の 引 張強 さ が 1 3 0 k g f Z m n 以 上 で あ る こ と を 特 徴 と す-る 高 強 度 高 靭 性 焼結 合 金鋼 。
    6 . 合'金 成 分 が 粉 末 状 に 鉄 粉粒 子 表 面 に 部 分 的 に 拡 散 付 着 さ れ た 複 合 合 金 鋼 粉 に お い て 、 合 金 成 分 と し て N i と M o お よ び W と を 含 み ， 合 金 組 成 が
    i ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    M o + 1 / 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重 量 ％ で 、 残部 が F e お よ び 不 可 避 不 純 物 か ら 成 り 、 か つ 該 鋼 粉 の う ち 4 5 u m 以 下 の 粒 度 に お け る N i お よ び M o + 1 / 2 W の 含 有 量 が そ れ ぞ れ 該鋼 粉 全 体 の 平 均 含 有 量 の 2. 0 〜 4. 2 倍 の 範 囲 あ る こ と を 特 徴 と す る 粉 末 冶金 用 複 合 合 金 鋼粉 。
    7 . 最 終 製.品 合 金 成 分 が N i と M o お よ び W と を 含 み 、 合 金 組成 力 s
    N i. ： 0. 5 0 〜 3. 5 ひ 重 量 ％
    M o + I'ノ 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重 量 ％ ' で 、 残 が F e , C お よ び 不 可 避不 純 物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が ケ。' 0 g ノ c m3 以 上 で 、 浸炭 焼 入 れ 焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ が 1 3 0 k g f Z m rrf 以 上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強度 焼 結合 金 鋼 。
    8 . 最終製 品 合金 成分 が C： 、 と M o お よ び W と を 含 み 、 合 金組 成が
    C ： 0. 3 〜 α 8 重量 ％ i : 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    M o + 1 ノ 2 W : 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％ で . 残部 が F e お よ び 不可避 不 純物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 0 g ノ c 以上 で 、 焼 入 れ焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ 力 s i 3 0 k g f ノ m nf 以上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強度 高靭 性焼結 合 金鋼 。
    9 - 請求範 囲 6 に 記 載 の 複 合 合 金鋼 粉 を 用 い て 製 造 し た 焼結合'金鐧 で あ っ て 、 最 終 製 品 合 金 成 分 と し て N i と M o お よ び W と を 含 み 、 残部 が F e お よ び 不 可 避不 純物 か ら 成 り 、 合 金組成 が
    ' N i : 0- 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    M o + 1 / 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重 量 ％ で 、 残部 が F e . C お よ び不可 避不 純物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 7- 0 g Z c m3 以上 で 、 浸炭焼 入 れ焼戻 し 後の 引 張強 さ が 1 3 0 k g- f ノ m irf 以 上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強度焼結 合 金鋼 。
    1 0 - 請求範 囲 6 に記 載 の 複 合 合金鑭 粉 を 用 い て製造 し た 焼 結 合 金鋼 で あ っ て 、 最終 製 品 合 金 成 分 と し て C N i と M o お よ び W と を 含 み 、 合 金組成 が
    C ： CL 3 〜 0. 8 重量 ％
    N i ： 0- 5 0 3. 5 0 重量 ％
    M o + 1 / 2 W ： 0. 6 5 〜 3. 5 0 重量 ％ で 、 ¾部 が F e お よ び 不 可避不純物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 7. 0 g / c m3 以 上 で 、 焼 入 れ焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ 力 s 1 3 0 k s f ノ m irf 以 上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強 度'高 靭 性 焼 結合 金 鋼 。
    1 1 . 合 金 成 分 が 粉 末状 に 鉄 粉 粒 子 表 面 に 部 分 的 に 拡 散 吋 着 さ れ た 複 合 合 金 鋼 粉 に お い て 、 合 金 成 分 と し て 、 N i と W と を-含 み 、 合 金 組 成 が
    N ,i ： 0- 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    W ： 1. 3 0 〜 了. 0 0 重量 ％
    で 、 残 部 が F e お よ び 不 可 避 不 純 物 か ら 成 り 、 か つ 該 鋼 粉 の う ち 4 5 m 以 下 の 粒 度 に お け る N ί お よ び W の 含 有量がそ れ ぞ れ 該鋼 粉 全 体 の 平 均 含有量 の 2. 0 〜 4. 2 倍 の 範 囲 ίこ あ る こ と を 特徴 と す る 粉 末 冶'金 用 複 合 合 金鐧 粉 。
    1 2 - 最 終製 品 合 金 成 分 と し て N i と W と を 含 み 、 合 金組 成 が ,
    . . Γ· ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    W ： 1. 3 0 〜 了. 0 0 重 量 : %
    で 、 残部 力 s F e , C お よ び 不 可 避 不 純物カ ら 成 り ,、 か つ 密 度 が 7. 0 g ノ c nf 以 上 で 、 浸 炭 焼 入 れ焼戻 し 後 の 引 張 強 さ が 1 3 0 k g f Z m nf.以 上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強度焼結 合 金 鋼 。
    1 3 . 最 終 製 品 合 金 成 分 と し て C 、 N i と W と を 含 み 合 金組 成 が
    C ： 0. 3 〜 0. 8 重量 ％
    N i : 0. 5 0 〜 3. 5 0 重 量 ％
    W ： 1. 3 0 〜 了. Q 0 重量 ％
    で 残 部 が F e お よ び 不 可避 不 純物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 7- 0 g ノ c m3 以上 で 、 焼 入 れ焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ が 1 3 0 k g f ノ m rf 以上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高 強度 高靭 性焼結 合 金鋼 。
    1 4 . 請求範 囲 1 1 に 記 載 の 複 合 合 金鋼 粉 を 用 い て 製 造 し た 焼結合金鋼 で あ っ て 、 最終製品 合金成 分 と し て N i と W と を 含 み 、 合 金組成 が
    N ί ： 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    W ： 1. 3 0 〜 了… 0 0 重量 ％ ― で 、 翠部 が F e . C お よ び 不 可避 不 純物 力 ら 成 り. 、 か つ 密度 が 7. 0 g ノ c m3以上 で .. 浸炭焼 入 れ焼戻 し 後 の 引 張 強 さ が 丄 3 0 k g / m irf 以上 で あ る こ と を 特徴 と す る 高強度焼結合 金鐧 。
    1 5 - 請求範-囲 i 1 に 記載 の 複 合合金鋼 粉 を 用 い て 製 造 し た焼結合 金鋼 で あ っ て 、 最終製品合 金成分 と し て N i と W と を 含 み 、 合 金組成が
    C ： 0. 3 〜 0。 8 重量 .％
    N i : 0. 5 0 〜 3. 5 0 重量 ％
    W ： 1. 3 0 〜 7. 0 0 重量 ％ で 、 残部 が F e お よ び 不 可 避 不 純物 か ら 成 り 、 か つ 密 度 が 了 . 0 g ノ c m3 以 上 で 、 焼 入 れ焼 戻 し 後 の 引 張 強 さ が 1 3 0 k g f Z m rf 以 上 で あ る こ と を 特 徵 と す る 高 強 度 高靭 性焼 結 合 金 鋼 。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3853000D1|1995-03-23|
    KR890701791A|1989-12-21|
    KR950004681B1|1995-05-04|
    DE3853000T2|1995-06-01|
    US4954171A|1990-09-04|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-04-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1989-04-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-05-30| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988908393 Country of ref document: EP |
    1989-10-04| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988908393 Country of ref document: EP |
    1995-02-08| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988908393 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62/244074||1987-09-30||
    JP24407487||1987-09-30||
    JP13740088||1988-06-06||
    JP63/137400||1988-06-06||DE3853000T| DE3853000T2|1987-09-30|1988-09-30|Zusammengesetztes legierungsstahlpulver und gesinterter legierungsstahl.|
    DE3853000A| DE3853000D1|1987-09-30|1988-09-30|Zusammengesetztes legierungsstahlpulver und gesinterter legierungsstahl.|
    EP88908393A| EP0334968B1|1987-09-30|1988-09-30|Composite alloy steel powder and sintered alloy steel|
    KR89700958A| KR950004681B1|1987-09-30|1988-09-30|복합합금강분 및 소결 합금강|
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