JPH0115578B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0115578B2 JPH0115578B2 JP57126263A JP12626382A JPH0115578B2 JP H0115578 B2 JPH0115578 B2 JP H0115578B2 JP 57126263 A JP57126263 A JP 57126263A JP 12626382 A JP12626382 A JP 12626382A JP H0115578 B2 JPH0115578 B2 JP H0115578B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbide
- content
- wear resistance
- particle size
- carbides
- 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.)
- Expired
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
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泥砂摩耗にさらさ
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基焼結材料に関するものである。 従来、この種の構造部材の製造には、クロム鋳
鉄やCr―Mo鋳鉄、さらにCr―Mo―Ｖ鋳鉄など
の白鉄系鋳鉄が使用されているが、これらの白鉄
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。 一方、これら構造部材の製造に際して、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ツトなどのチツプをろ
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、さらにろう付け強度にも問題があつて十
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、特に土砂摩耗や泥
砂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
つた結果、焼結材料を、重量％で、Cr：４〜25
％、Ｃ：1.5〜５％、Mo：0.1〜20％、Mn：0.1〜
10％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
からなる素地にビツカース硬さで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：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、上記炭化物によつ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
度比によつて高強度および高靭性が確保されるよ
うになり、したがつて、この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
しく長期に亘つ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る。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、成分組成，炭化物の面積比，および
密度比を上記の通りに限定した理由を以下に説明
する。 Ａ 成分組成 (a) Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して、これを強化する
と共に、Cr，さらにMoと結合してビツカース硬
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15％未満とな
ると共に、5μm以上の平均粒径をもつた炭化物の
量も炭化物全体に対する面積比で10％未満となつ
てしまい、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％未満となつてしまつて所望の強度およ
び耐摩耗性を確保することができず、一方５％を
越えて含有させると、材料が極端に脆化するよう
になつて所望の強度および靭性を確保するのが困
難になることから、その含有量を1.5〜５％と定
めた。 (b) Cr Cr成分には、素地に固溶して、これを強化す
ると共に、上記のようにＣと結合して高強度を有
するCr炭化物を形成し、かつMoと複炭化物を形
成し、もつ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％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材料が脆化するように
なることから、その含有量を４〜25％と定めた。 (c) Mo Mo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、もつて材料の耐摩耗性を一段
と向上させる作用があるが、その含有量が0.1％
未満では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一
方20％を越えて含有させると材料に脆化傾向が現
われるようになることから、その含有量を0.1〜
20％と定めた。 (d) Mn Mn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
があるが、その含有量が0.1％未満では前記作用
に所望の向上効果が得られず、一方10％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、その含有量を0.1
〜10％と定めた。 Ｂ 密度比 密度比が92％未満では、空孔多過に原因する剥
離摩耗が生ずるようになるばかりでなく、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基焼結材料を実施例に
より具体的に説明する。 実施例 原料粉末として、粒度−100meshのFe粉末、
いずれも粒度−100meshを有し、かつCr含有量が
それぞれ５％、13％、25％、35％、および65％の
５種類のFe―Cr合金粉末、同−100meshのカー
ボン粉末、平均粒径：3μmを有するMo粉末、粒
度：−100meshのFe―Mn合金（Mn：75％含有）
酷な摩耗条件である土砂摩耗や泥砂摩耗にさらさ
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基焼結材料に関するものである。 従来、この種の構造部材の製造には、クロム鋳
鉄やCr―Mo鋳鉄、さらにCr―Mo―Ｖ鋳鉄など
の白鉄系鋳鉄が使用されているが、これらの白鉄
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。 一方、これら構造部材の製造に際して、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ツトなどのチツプをろ
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、さらにろう付け強度にも問題があつて十
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、特に土砂摩耗や泥
砂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
つた結果、焼結材料を、重量％で、Cr：４〜25
％、Ｃ：1.5〜５％、Mo：0.1〜20％、Mn：0.1〜
10％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
からなる素地にビツカース硬さで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：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、上記炭化物によつ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
度比によつて高強度および高靭性が確保されるよ
うになり、したがつて、この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
しく長期に亘つ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る。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、成分組成，炭化物の面積比，および
密度比を上記の通りに限定した理由を以下に説明
する。 Ａ 成分組成 (a) Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して、これを強化する
と共に、Cr，さらにMoと結合してビツカース硬
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15％未満とな
ると共に、5μm以上の平均粒径をもつた炭化物の
量も炭化物全体に対する面積比で10％未満となつ
てしまい、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％未満となつてしまつて所望の強度およ
び耐摩耗性を確保することができず、一方５％を
越えて含有させると、材料が極端に脆化するよう
になつて所望の強度および靭性を確保するのが困
難になることから、その含有量を1.5〜５％と定
めた。 (b) Cr Cr成分には、素地に固溶して、これを強化す
ると共に、上記のようにＣと結合して高強度を有
するCr炭化物を形成し、かつMoと複炭化物を形
成し、もつ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％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材料が脆化するように
なることから、その含有量を４〜25％と定めた。 (c) Mo Mo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、もつて材料の耐摩耗性を一段
と向上させる作用があるが、その含有量が0.1％
未満では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一
方20％を越えて含有させると材料に脆化傾向が現
われるようになることから、その含有量を0.1〜
20％と定めた。 (d) Mn Mn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
があるが、その含有量が0.1％未満では前記作用
に所望の向上効果が得られず、一方10％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、その含有量を0.1
〜10％と定めた。 Ｂ 密度比 密度比が92％未満では、空孔多過に原因する剥
離摩耗が生ずるようになるばかりでなく、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基焼結材料を実施例に
より具体的に説明する。 実施例 原料粉末として、粒度−100meshのFe粉末、
いずれも粒度−100meshを有し、かつCr含有量が
それぞれ５％、13％、25％、35％、および65％の
５種類のFe―Cr合金粉末、同−100meshのカー
ボン粉末、平均粒径：3μmを有するMo粉末、粒
度：−100meshのFe―Mn合金（Mn：75％含有）
【表】
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／cm2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
つて、実質的に配合組成と同一の成分組成をもつ
た本発明焼結合金１〜14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
積比およびビツカース硬さを測定すると共に、共
づり形式で、粒度−30meshの土砂を25容量％含
有する泥水中、荷重：４Kg／cm2、回転速度：
180r.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１表に示した。また、第１表には比較
の目的で従来Cr鋳鉄（Ｃ：3.4％、Si：2.1％、
Mn：0.7％、Cr：0.9％含有）の同一条件による
摩耗試験結果も示した。 第１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
ぐれた耐摩耗性を有し、かつ高強度、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、この発明の焼結材料は、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、特に土砂摩耗や泥砂摩耗などの
苛酷な摩耗環境にさらされる建設機械や鉱山機械
の構造部材として使用した場合にも著しく長期に
亘つてすぐれた性能を発揮するのである。
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／cm2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
つて、実質的に配合組成と同一の成分組成をもつ
た本発明焼結合金１〜14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
積比およびビツカース硬さを測定すると共に、共
づり形式で、粒度−30meshの土砂を25容量％含
有する泥水中、荷重：４Kg／cm2、回転速度：
180r.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１表に示した。また、第１表には比較
の目的で従来Cr鋳鉄（Ｃ：3.4％、Si：2.1％、
Mn：0.7％、Cr：0.9％含有）の同一条件による
摩耗試験結果も示した。 第１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
ぐれた耐摩耗性を有し、かつ高強度、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、この発明の焼結材料は、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、特に土砂摩耗や泥砂摩耗などの
苛酷な摩耗環境にさらされる建設機械や鉱山機械
の構造部材として使用した場合にも著しく長期に
亘つてすぐれた性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Cr：４〜25％、Ｃ：1.5〜５％、 Mo：0.1〜20％、Mn：0.1〜10％、 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％）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、ビツ
カース硬さで1200以上を有する炭化物が面積比で
15％以上分散した組成を有し、 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。
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 JPS5916951A (ja) | 1984-01-28 |
| JPH0115578B2 true 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) |
Families Citing this family (5)
| 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 |
| JP5355527B2 (ja) * | 2010-10-18 | 2013-11-27 | 台耀科技股▲ふん▼有限公司 | チタン含有工具鋼金属粉末及びその焼結体 |
| KR20200019184A (ko) * | 2017-06-13 | 2020-02-21 | 오를리콘 메트코 (유에스) 아이엔씨. | 높은 경질상 분율 비자성 합금 |
| US20210164081A1 (en) | 2018-03-29 | 2021-06-03 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Reduced carbides ferrous alloys |
| CN114341385A (zh) | 2019-07-09 | 2022-04-12 | 欧瑞康美科（美国）公司 | 针对耐磨性和耐腐蚀性设计的铁基合金 |
Family Cites Families (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5916951A (ja) | 1984-01-28 |
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