JPH0115580B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0115580B2 JPH0115580B2 JP12272181A JP12272181A JPH0115580B2 JP H0115580 B2 JPH0115580 B2 JP H0115580B2 JP 12272181 A JP12272181 A JP 12272181A JP 12272181 A JP12272181 A JP 12272181A JP H0115580 B2 JPH0115580 B2 JP H0115580B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear resistance
- alloy
- corrosion
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- less
- 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、すぐれた耐摩耗性およびなじみ性
を有し、かつ耐食性も兼ね備え、特にこれらの特
性が要求される水中ポンプのシールリングや、ア
ルコール、アルコール含有ガソリン、変質ガソリ
ンなどの燃料の輸送用あるいは噴射用ポンプにお
けるロータやハウジングなどの構造部材、さらに
水中摺動部材などとして使用するのに適したFe
基焼結合金に関するものである。 従来、上記種類の部材の製造には、一般に耐食
性、耐摩耗性、およびなじみ性などの特性が要求
されることから、これらの特性を具備したステン
レス鋼などの材料が使用れているが、近年、より
苛酷な条件下での使用が強いられるようになるに
したがつて、これらの従来材料では十分満足する
使用寿命が得られなくなつているのが現状であ
る。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、上記種類の部材の苛酷な条件下での使用に際
しても長期に亘つての使用が可能な耐摩耗性、耐
食性、およびなじみ性にすぐれた材料を開発すべ
く研究を行なつた結果、 Cr：２〜10％未満、Nb：１〜20％、 Ni：１〜25％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Mo：0.3〜10％、 Ｐ：0.1〜２％、 Ｂ：0.01〜１％、 のうちの１種または２種以上、 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％、以下％は重量％を示す）を有す
るFe基焼結合金は、NiとNbとで形成された著し
く硬い金属間化合物、さらに必要に応じてMoを
含有する場合には、Mo成分も加わつて形成され
た著しく硬い金属間化合物が素地中に均一に分散
析出した組織をもつため、すぐれた耐摩耗性およ
び摺動特性（なじみ性）を有し、さらにCr固溶
の素地によつて耐食性にもすぐれるという知見を
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、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) Cr Cr成分には合金に耐食性および耐酸性を付与
すると共に、素地を強化する作用があるが、その
含有量が２％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方その含有量が10％以上になると、靭
性に低下傾向が現われるようになることから、そ
の含有量を２〜10％末満と定めた。 (b) Nb Nb成分には、上記のようにNi、さらにはMo
と結合して著しく硬質の金属間化合物を形成し、
これが素地中に均一に析出分散するので、合金の
耐摩耗性および摺動特性が著しく向上するように
なるほか、Ni、さらにMoと共晶を形成し、この
結果比較的低温で液相が発生するようになること
から、合金の密度を向上せしめる均等的作用があ
るが、その含有量が１％末満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方20％を越えて含有させる
と、靭性に劣化傾向が現われるようになるばかり
でなく、より一層の向上効果も得られないことか
ら、その含有量を１〜20％と定めた。 (c) Ni 上記のように、Niには、著しく硬い金属間化
合物を形成して耐摩耗性および摺動特性を向上さ
せると共に、共晶を形成して焼結性を改善するほ
か、素地に固溶して、素地の強化と耐食性の向上
をはかる作用があるが、その含有量が１％末満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方25％を
越えて含有させても前記作用により一層の向上効
果は得られず、経済性を考慮し、その含有量を１
〜25％と定めた。 (d) Mo Mo成分には、NbおよびNiと金属間化合物お
よび複化合物を形成して合金を硬化すると共に、
素地に固溶して、これを強化する作用があるの
で、さらに一段とすぐれた耐摩耗性が要求される
場合に、必要に応じて含有されるが、その含有量
が0.3％未満では前記作用に所望の改善効果が得
られず、一方10％を越えて含有させると、靭性が
低下するようになることから、その含有量を0.3
〜10％と定めた。 (e) ＰおよびＢ これらの成分には、焼結性を改善して合金を高
密度化し、もつて耐食性をより一層向上させるほ
か、素地に固溶して、これを強化する均等的作用
があるので、特にこれらの特性が要求される場合
に必要に応じて含有されるが、それぞれＰ：0.1
％未満、およびＢ：0.01未満の含有では前記作用
に所望の効果が得られず、一方、Ｐ：２％、Ｂ：
１％をそれぞれ越えて含有させると、靭性および
耐食性が劣化するようになることから、それぞれ
の含有量を、Ｐ：0.1〜２％、Ｂ：0.01〜１％と
定めた。 なお、この発明のFe基焼結合金における不可
避不純物のうちＣ成分は、Ni，Mo成分に比して
上記Nbとの反応性が強く、したがつてこのNbと
優先的に反応して炭化物を形成してしまい、この
合金本来のもつすぐれた特性を確保することがで
きなくなることから、0.5％を越えて含有させて
はならない。 つぎに、この発明のFe基焼結合金を実施例に
より比較例と対比して説明する。 実施例 原料粉末として、水噴霧法により形成され、所
定量のCr、およびNbを含有する粒度：−
150meshの各種のFe―Cr―Nb合金粉末、さらに
それぞれ平均粒径：3μmを有するNi粉末および
Mo粉末、並びにそれぞれ粒度：−150meshを有
するFe―Ｐ合金（Ｐ：27％含有）粉末およびFe
―Ｂ合金（Ｂ：21％含有）粉末を用意し、これら
の原料粉末を第１表に示される配合組成にそれぞ
れ配合し、マイニユートミキサにて30分間混合
し、6ton／cm2の圧力にて圧粉体を成形し、ついで
真空炉にて1230〜1300℃の温度範囲内の所定温度
に加熱して焼結し、950〜1050℃の温度範囲内の
所定温度から急冷し、最終的に480〜540℃の温度
範囲内の所定温度に1.5時間保持の時効処理を施
すことによつて、実質的に配合組成と同一の最終
成分組成をもつた本発明焼結合金１〜23および比
較焼結合金１〜３をそれぞれ製造した。なお、比
較焼結合金１〜３は、いずれも構成成分のうちの
１種の成分（第１表に※印を付して表示）がこの
発明の範囲から低い方に外れた組成を有するもの
である。 ついで、この結果得られた本発明焼結合金１〜
23および比較焼結合金１〜３について、密度を測
定すると共に、耐摩耗性試験および耐食性試験を
行なつた。 なお、耐摩耗性試験は、上記各種焼結合金から
を有し、かつ耐食性も兼ね備え、特にこれらの特
性が要求される水中ポンプのシールリングや、ア
ルコール、アルコール含有ガソリン、変質ガソリ
ンなどの燃料の輸送用あるいは噴射用ポンプにお
けるロータやハウジングなどの構造部材、さらに
水中摺動部材などとして使用するのに適したFe
基焼結合金に関するものである。 従来、上記種類の部材の製造には、一般に耐食
性、耐摩耗性、およびなじみ性などの特性が要求
されることから、これらの特性を具備したステン
レス鋼などの材料が使用れているが、近年、より
苛酷な条件下での使用が強いられるようになるに
したがつて、これらの従来材料では十分満足する
使用寿命が得られなくなつているのが現状であ
る。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、上記種類の部材の苛酷な条件下での使用に際
しても長期に亘つての使用が可能な耐摩耗性、耐
食性、およびなじみ性にすぐれた材料を開発すべ
く研究を行なつた結果、 Cr：２〜10％未満、Nb：１〜20％、 Ni：１〜25％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Mo：0.3〜10％、 Ｐ：0.1〜２％、 Ｂ：0.01〜１％、 のうちの１種または２種以上、 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％、以下％は重量％を示す）を有す
るFe基焼結合金は、NiとNbとで形成された著し
く硬い金属間化合物、さらに必要に応じてMoを
含有する場合には、Mo成分も加わつて形成され
た著しく硬い金属間化合物が素地中に均一に分散
析出した組織をもつため、すぐれた耐摩耗性およ
び摺動特性（なじみ性）を有し、さらにCr固溶
の素地によつて耐食性にもすぐれるという知見を
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、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) Cr Cr成分には合金に耐食性および耐酸性を付与
すると共に、素地を強化する作用があるが、その
含有量が２％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方その含有量が10％以上になると、靭
性に低下傾向が現われるようになることから、そ
の含有量を２〜10％末満と定めた。 (b) Nb Nb成分には、上記のようにNi、さらにはMo
と結合して著しく硬質の金属間化合物を形成し、
これが素地中に均一に析出分散するので、合金の
耐摩耗性および摺動特性が著しく向上するように
なるほか、Ni、さらにMoと共晶を形成し、この
結果比較的低温で液相が発生するようになること
から、合金の密度を向上せしめる均等的作用があ
るが、その含有量が１％末満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方20％を越えて含有させる
と、靭性に劣化傾向が現われるようになるばかり
でなく、より一層の向上効果も得られないことか
ら、その含有量を１〜20％と定めた。 (c) Ni 上記のように、Niには、著しく硬い金属間化
合物を形成して耐摩耗性および摺動特性を向上さ
せると共に、共晶を形成して焼結性を改善するほ
か、素地に固溶して、素地の強化と耐食性の向上
をはかる作用があるが、その含有量が１％末満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方25％を
越えて含有させても前記作用により一層の向上効
果は得られず、経済性を考慮し、その含有量を１
〜25％と定めた。 (d) Mo Mo成分には、NbおよびNiと金属間化合物お
よび複化合物を形成して合金を硬化すると共に、
素地に固溶して、これを強化する作用があるの
で、さらに一段とすぐれた耐摩耗性が要求される
場合に、必要に応じて含有されるが、その含有量
が0.3％未満では前記作用に所望の改善効果が得
られず、一方10％を越えて含有させると、靭性が
低下するようになることから、その含有量を0.3
〜10％と定めた。 (e) ＰおよびＢ これらの成分には、焼結性を改善して合金を高
密度化し、もつて耐食性をより一層向上させるほ
か、素地に固溶して、これを強化する均等的作用
があるので、特にこれらの特性が要求される場合
に必要に応じて含有されるが、それぞれＰ：0.1
％未満、およびＢ：0.01未満の含有では前記作用
に所望の効果が得られず、一方、Ｐ：２％、Ｂ：
１％をそれぞれ越えて含有させると、靭性および
耐食性が劣化するようになることから、それぞれ
の含有量を、Ｐ：0.1〜２％、Ｂ：0.01〜１％と
定めた。 なお、この発明のFe基焼結合金における不可
避不純物のうちＣ成分は、Ni，Mo成分に比して
上記Nbとの反応性が強く、したがつてこのNbと
優先的に反応して炭化物を形成してしまい、この
合金本来のもつすぐれた特性を確保することがで
きなくなることから、0.5％を越えて含有させて
はならない。 つぎに、この発明のFe基焼結合金を実施例に
より比較例と対比して説明する。 実施例 原料粉末として、水噴霧法により形成され、所
定量のCr、およびNbを含有する粒度：−
150meshの各種のFe―Cr―Nb合金粉末、さらに
それぞれ平均粒径：3μmを有するNi粉末および
Mo粉末、並びにそれぞれ粒度：−150meshを有
するFe―Ｐ合金（Ｐ：27％含有）粉末およびFe
―Ｂ合金（Ｂ：21％含有）粉末を用意し、これら
の原料粉末を第１表に示される配合組成にそれぞ
れ配合し、マイニユートミキサにて30分間混合
し、6ton／cm2の圧力にて圧粉体を成形し、ついで
真空炉にて1230〜1300℃の温度範囲内の所定温度
に加熱して焼結し、950〜1050℃の温度範囲内の
所定温度から急冷し、最終的に480〜540℃の温度
範囲内の所定温度に1.5時間保持の時効処理を施
すことによつて、実質的に配合組成と同一の最終
成分組成をもつた本発明焼結合金１〜23および比
較焼結合金１〜３をそれぞれ製造した。なお、比
較焼結合金１〜３は、いずれも構成成分のうちの
１種の成分（第１表に※印を付して表示）がこの
発明の範囲から低い方に外れた組成を有するもの
である。 ついで、この結果得られた本発明焼結合金１〜
23および比較焼結合金１〜３について、密度を測
定すると共に、耐摩耗性試験および耐食性試験を
行なつた。 なお、耐摩耗性試験は、上記各種焼結合金から
【表】
【表】
直径：26mmφ×厚さ：５mmの寸法を有する回転
部材を成形し、この回転部材を、ロツクウエル硬
さHRＣ：44を有するJIS・SCM―３の浸炭材か
らなるリング部材（相手部材）に嵌め込んだ状態
で、H2O：２％、エタノール：10％含有のガソ
リン中に浸漬し、面圧：４Kg／cm2、回転数：
2100r.p.m.、試験時間：500hrの条件で行ない、
試験後、上記回転部材およびリング部材のそれぞ
れの摺動面における平均摩耗深さを測定した。 また、耐食性試験は、それぞれ温度：30℃、湿
度：90％の雰囲気中に24時間放置の場合と、極度
に劣化したガソリン中に50時間浸漬の場合につい
て行ない、試験後、湿気雰囲気試験では錆発生状
況を観察し、錆発生が全くない場合を◎印、わず
かにある場合を〇印、全面にある場合を×印に
て、またガソリン浸漬試験では変色なしを〇印、
変色ありを×印にて評価した。これらの結果を第
１表に合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明焼結合金１
〜23は、いずれもすぐれた耐摩耗性、なじみ性、
および耐食性を有するものであるのに対して、比
較焼結合金１〜３においては、耐摩耗性、なじみ
性、および耐食性のうち少なくとも１つの特性が
劣つたものになつている。 上述のように、この発明のFe基焼結合金は、
すぐれた耐摩耗性および摺動特性を有し、かつ耐
食性をも有しているので、これらの特性が要求さ
れる各種ポンプの構造部材や各種摺動部材、さら
にタービンデイスクや時計側などの製造に用いた
場合にすぐれた性能を発揮するのである。
部材を成形し、この回転部材を、ロツクウエル硬
さHRＣ：44を有するJIS・SCM―３の浸炭材か
らなるリング部材（相手部材）に嵌め込んだ状態
で、H2O：２％、エタノール：10％含有のガソ
リン中に浸漬し、面圧：４Kg／cm2、回転数：
2100r.p.m.、試験時間：500hrの条件で行ない、
試験後、上記回転部材およびリング部材のそれぞ
れの摺動面における平均摩耗深さを測定した。 また、耐食性試験は、それぞれ温度：30℃、湿
度：90％の雰囲気中に24時間放置の場合と、極度
に劣化したガソリン中に50時間浸漬の場合につい
て行ない、試験後、湿気雰囲気試験では錆発生状
況を観察し、錆発生が全くない場合を◎印、わず
かにある場合を〇印、全面にある場合を×印に
て、またガソリン浸漬試験では変色なしを〇印、
変色ありを×印にて評価した。これらの結果を第
１表に合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明焼結合金１
〜23は、いずれもすぐれた耐摩耗性、なじみ性、
および耐食性を有するものであるのに対して、比
較焼結合金１〜３においては、耐摩耗性、なじみ
性、および耐食性のうち少なくとも１つの特性が
劣つたものになつている。 上述のように、この発明のFe基焼結合金は、
すぐれた耐摩耗性および摺動特性を有し、かつ耐
食性をも有しているので、これらの特性が要求さ
れる各種ポンプの構造部材や各種摺動部材、さら
にタービンデイスクや時計側などの製造に用いた
場合に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：２〜10％未満、Nb：１〜20％、 Ni：１〜25％、 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％）を有することを特徴とする耐摩
耗性にすぐれた耐食性Fe基焼結合金。 ２ Cr：２〜10％未満、Nb：１〜20％、 Ni：１〜25％、 を含有し、さらに、 Mo：0.3〜10％、 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％）を有することを特徴とする耐摩
耗性にすぐれた耐食性Fe基焼結合金。 ３ Cr：２〜10％未満、Nb：１〜20％、 Ni：１〜25％、 を含有し、さらに、 Ｐ：0.1〜２％およびＢ：0.01〜１％のうちの
１種または２種， 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％）を有することを特徴とする耐摩
耗性にすぐれた耐食性Fe基焼結合金。 ４ Cr：２〜10％未満、Nb：１〜20％、 Ni：１〜25％、 を含有し、さらに、 Mo：0.3〜10％と、 Ｐ：0.1〜２％およびＢ：0.01〜１％のうちの
１種または２種、 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％）を有することを特徴とする耐摩
耗性にすぐれた耐食性Fe基焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12272181A JPS5825459A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 耐摩耗性にすぐれた耐食性Ｆｅ基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12272181A JPS5825459A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 耐摩耗性にすぐれた耐食性Ｆｅ基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825459A JPS5825459A (ja) | 1983-02-15 |
| JPH0115580B2 true JPH0115580B2 (ja) | 1989-03-17 |
Family
ID=14842939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12272181A Granted JPS5825459A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 耐摩耗性にすぐれた耐食性Ｆｅ基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825459A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3269924A1 (de) * | 2016-07-14 | 2018-01-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Läuferwelle und verfahren zum herstellen einer läuferwelle |
-
1981
- 1981-08-05 JP JP12272181A patent/JPS5825459A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5825459A (ja) | 1983-02-15 |
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