JPH02274801A - Ｃｒ系合金鋼粉の仕上熱処理方法 - Google Patents
Ｃｒ系合金鋼粉の仕上熱処理方法Info
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- JPH02274801A JPH02274801A JP1096986A JP9698689A JPH02274801A JP H02274801 A JPH02274801 A JP H02274801A JP 1096986 A JP1096986 A JP 1096986A JP 9698689 A JP9698689 A JP 9698689A JP H02274801 A JPH02274801 A JP H02274801A
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- Powder Metallurgy (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、Ｃｒおよび炭素を予合金化させたアトマイズ
鉄粉などを原料とし、これを仕上還元焼鈍することによ
り、低酸素合金鋼粉を得るための還元焼鈍後の新規な冷
却方法に関する。
鉄粉などを原料とし、これを仕上還元焼鈍することによ
り、低酸素合金鋼粉を得るための還元焼鈍後の新規な冷
却方法に関する。
〈従来の技術〉
鉄粉焼結部品の需要は年々増加の一途をたどってきたが
、近年その傾向は鈍フてきた。
、近年その傾向は鈍フてきた。
しかしながら、高強度、高靭性が要求される部品に対応
した合金鋼粉は需要が増大する傾向にある。 強化合金
元素としては安価なＭｎ、Ｃｒが適している。 しかし
Ｍｎ、Ｃｒを予合金化した銅粉を従来法の水アトマイズ
−ガス還元法で製造すると、これらの元素は酸素との親
和力が強いために銅粉中のＯ量を低減することが困難で
あった。 そこでこのようなＭｎ。
した合金鋼粉は需要が増大する傾向にある。 強化合金
元素としては安価なＭｎ、Ｃｒが適している。 しかし
Ｍｎ、Ｃｒを予合金化した銅粉を従来法の水アトマイズ
−ガス還元法で製造すると、これらの元素は酸素との親
和力が強いために銅粉中のＯ量を低減することが困難で
あった。 そこでこのようなＭｎ。
Ｃｒを含む合金鋼粉の脱酸を行う方法として真空還元法
が提案され（特開昭６１−１９００４および６３−７３
０１参照）、現在低酸素鋼粉が製造されている。
が提案され（特開昭６１−１９００４および６３−７３
０１参照）、現在低酸素鋼粉が製造されている。
これらの提案に係る熱処理炉はＣｒおよび炭素を含む原
料粉末を予熱、乾燥するための予熱室、予熱後の原料粉
末を含有炭素の利用により脱酸し、焼鈍する段階の還元
焼鈍室および還元焼鈍粉末を冷却するための冷却室に区
画されている。 これらは横並びに連続配置され、それ
ら各室の境界にはそれぞれ可動扉が設けられ、各室が独
立した空間となるように構成されている。 それら各室
にはそれぞれ減圧用排気装置を設けた構成によってなる
金属粉末の還元焼鈍炉である。
料粉末を予熱、乾燥するための予熱室、予熱後の原料粉
末を含有炭素の利用により脱酸し、焼鈍する段階の還元
焼鈍室および還元焼鈍粉末を冷却するための冷却室に区
画されている。 これらは横並びに連続配置され、それ
ら各室の境界にはそれぞれ可動扉が設けられ、各室が独
立した空間となるように構成されている。 それら各室
にはそれぞれ減圧用排気装置を設けた構成によってなる
金属粉末の還元焼鈍炉である。
また特開昭６３−７３０１においては還元焼鈍後の粉を
冷却室において非酸化性雰囲気中で圧縮性に影響を及ぼ
さない８００℃までファンを回転させて急冷を行い、次
に同じ非酸化性雰囲気中で２０ Ｔｏｒｒ、以下まで真
空ポンプにより減圧を行い、４００℃までの間は２５０
℃／ｈｒ以下の冷却速度で徐冷を行い、最後に圧縮性に
影響を及ぼさない４００℃〜室温まで非酸化性雰囲気中
でファンを回転させて急冷処理を行う技術が開示されて
いる。
冷却室において非酸化性雰囲気中で圧縮性に影響を及ぼ
さない８００℃までファンを回転させて急冷を行い、次
に同じ非酸化性雰囲気中で２０ Ｔｏｒｒ、以下まで真
空ポンプにより減圧を行い、４００℃までの間は２５０
℃／ｈｒ以下の冷却速度で徐冷を行い、最後に圧縮性に
影響を及ぼさない４００℃〜室温まで非酸化性雰囲気中
でファンを回転させて急冷処理を行う技術が開示されて
いる。
一方、銅粉の圧縮性を支配する冷却時の冶金的要因は銅
粉内部に存在する結晶粒の大きさである。 この結晶を
粗大化させれば結晶粒界の周長が大となって粉末冶金法
による圧縮成形時に塑性変形を起し易くなり、その結果
として圧縮性の良好な銅粉を得ることができる。
粉内部に存在する結晶粒の大きさである。 この結晶を
粗大化させれば結晶粒界の周長が大となって粉末冶金法
による圧縮成形時に塑性変形を起し易くなり、その結果
として圧縮性の良好な銅粉を得ることができる。
〈発明が解決しようとする課題〉
この還元焼鈍炉を用い還元焼鈍後の鋼粉を冷却室中の非
酸化性雰囲気下で自然冷却すると、その冷却に長時間を
必要とし、予熱−還元焼鈍−冷却工程のうち冷却段階が
律速となり、生産性低下を招く。
酸化性雰囲気下で自然冷却すると、その冷却に長時間を
必要とし、予熱−還元焼鈍−冷却工程のうち冷却段階が
律速となり、生産性低下を招く。
また、特開昭６３−７３０１に基く冷却方法によると途
中で冷却速度を急激に変化させるため金属粉末をトレイ
に充填した際の充填層表面部と中心部の性状にバラツキ
を生じて品質低下を招く問題点を抱えていた。
中で冷却速度を急激に変化させるため金属粉末をトレイ
に充填した際の充填層表面部と中心部の性状にバラツキ
を生じて品質低下を招く問題点を抱えていた。
そこで本発明の目的は、ｌ）圧縮性が高く、２）冷却時
間の短縮を図って生産性を向上させると共に、３）充填
層表面部と中心部が均一な品質になる銅粉を製造するの
に好適な金属粉未還元焼鈍後の冷却方法を提案するとこ
ろにある。
間の短縮を図って生産性を向上させると共に、３）充填
層表面部と中心部が均一な品質になる銅粉を製造するの
に好適な金属粉未還元焼鈍後の冷却方法を提案するとこ
ろにある。
〈課題を解決するための手段〉
すなわち、本発明は、Ｃｒおよび炭素を含むアトマイズ
された合金鋼粉用原料粉末を減圧雰囲気中で８００℃〜
１３００℃の還元温度で仕上還元焼鈍し、引き続いて冷
却するに際して、前記仕上還元温度から８００℃までの
間を非酸化性雰囲気中で８００℃／ ｈ ｒ以上の速度
で冷却し、その後８００℃〜３００℃までの間を水素雰
囲気中で２８０〜ｂ 冷却し、さらに３００℃以下を非酸化性雰囲気中で８０
０℃／ ｈ ｒ以上の速度で冷却するととを特徴とする
合金銅粉の仕上還元方法を提供するものである。
された合金鋼粉用原料粉末を減圧雰囲気中で８００℃〜
１３００℃の還元温度で仕上還元焼鈍し、引き続いて冷
却するに際して、前記仕上還元温度から８００℃までの
間を非酸化性雰囲気中で８００℃／ ｈ ｒ以上の速度
で冷却し、その後８００℃〜３００℃までの間を水素雰
囲気中で２８０〜ｂ 冷却し、さらに３００℃以下を非酸化性雰囲気中で８０
０℃／ ｈ ｒ以上の速度で冷却するととを特徴とする
合金銅粉の仕上還元方法を提供するものである。
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明はＣｒ系合金鋼粉の仕上還元後の冷却方法に関す
るものである。
るものである。
従来では仕上還元後の粉末は冷却室において非酸化性雰
囲気中で圧縮性に影響を及ぼさない８００℃までファン
を回転させ、急冷を行う。
囲気中で圧縮性に影響を及ぼさない８００℃までファン
を回転させ、急冷を行う。
次に同じ非酸化性雰囲気中２０ Ｔｏｒｒ、以下まで真
空ポンプによる減圧を行い、４００℃までの間は２５０
℃／ ｈ ｒ以下の冷却速度で徐冷を行い、最後に圧縮
性に影響を及ぼさない４００℃〜室温まで非酸化性雰囲
気中でファンを回転させ急冷処理を行っているのは前述
の通りである。
空ポンプによる減圧を行い、４００℃までの間は２５０
℃／ ｈ ｒ以下の冷却速度で徐冷を行い、最後に圧縮
性に影響を及ぼさない４００℃〜室温まで非酸化性雰囲
気中でファンを回転させ急冷処理を行っているのは前述
の通りである。
本発明はこの２０ Ｔｏｒｒ、以下の減圧状態で４００
℃まで徐冷する区間を減圧せずに水素中で徐冷するので
より低い温度状態（３００℃）まで従来（冷却速度２５
０℃／ ｈ ｒ以下）より短い冷却時間（冷却速度２８
０℃〜６００℃／ｈｒ）で圧縮性が向上できることを見
い出してなされたものである。
℃まで徐冷する区間を減圧せずに水素中で徐冷するので
より低い温度状態（３００℃）まで従来（冷却速度２５
０℃／ ｈ ｒ以下）より短い冷却時間（冷却速度２８
０℃〜６００℃／ｈｒ）で圧縮性が向上できることを見
い出してなされたものである。
本発明において、仕上還元焼鈍は、８００℃以下では還
元が不完全であり、１３００℃以上では焼結が進むため
８００℃〜１３００℃の間で行う。 このとき２０ Ｔ
ｏｒｒ、以下の減圧雰囲気中で還元を行なう。
元が不完全であり、１３００℃以上では焼結が進むため
８００℃〜１３００℃の間で行う。 このとき２０ Ｔ
ｏｒｒ、以下の減圧雰囲気中で還元を行なう。
引続いて冷却を行うが、還元温度からの８００℃までの
冷却速度は圧縮性に影響を与えないので、コスト面より
８００℃／ ｈ ｒ以上の冷却速度で冷却する。 この
とき、雰囲気は水素などの非酸化性雰囲気を用いると、
酸化防止の理由から好ましい。
冷却速度は圧縮性に影響を与えないので、コスト面より
８００℃／ ｈ ｒ以上の冷却速度で冷却する。 この
とき、雰囲気は水素などの非酸化性雰囲気を用いると、
酸化防止の理由から好ましい。
次に圧縮性に影響を及ぼす８００℃〜３００℃の冷却で
あるが、この温度範囲はＣｒ系合金鋼粉の変態点を含み
、また結晶粒に影響を与える温度域である。 この領域
を２８０℃／ ｈ ｒ以下の冷却速度で冷却すれば製造
時間がかかり、コスト高となる。 また、６００℃／
ｈ ｒ以上とすると、品質のバラツキの原因となり、
圧縮性の低下が起る。 そこで８００〜３００℃の間の
冷却速度は２８０〜ｂ する。 このとき、雰囲気として水素を用いるのは酸
化防止の理由からも好ましい。
あるが、この温度範囲はＣｒ系合金鋼粉の変態点を含み
、また結晶粒に影響を与える温度域である。 この領域
を２８０℃／ ｈ ｒ以下の冷却速度で冷却すれば製造
時間がかかり、コスト高となる。 また、６００℃／
ｈ ｒ以上とすると、品質のバラツキの原因となり、
圧縮性の低下が起る。 そこで８００〜３００℃の間の
冷却速度は２８０〜ｂ する。 このとき、雰囲気として水素を用いるのは酸
化防止の理由からも好ましい。
３００℃以下の温度範囲では冷却速度は圧縮性に影響を
与えないので、非酸化性雰囲気中で８００℃／ ｈ ｒ
以上の冷却速度で冷却する。
与えないので、非酸化性雰囲気中で８００℃／ ｈ ｒ
以上の冷却速度で冷却する。
また、本発明において前述したように冷却を水素雰囲気
中で行うことは、本発明の特徴のひとつで、Ｃ１０、Ｎ
の低減効果が期待できる。
中で行うことは、本発明の特徴のひとつで、Ｃ１０、Ｎ
の低減効果が期待できる。
なお水素雰囲気の圧力は爆発防止のために１．０５気圧
以上とするのがよい。
以上とするのがよい。
なお本発明で対象とするＣｒ系合金鋼粉の適用例として
はＣｒ：０．１〜５．０％に適宜Ｍｎ：０．１ 〜 ！
、０ ％ 、 Ｍｏ：０．１ 〜０．５％を含むもの
を例示することができる。
はＣｒ：０．１〜５．０％に適宜Ｍｎ：０．１ 〜 ！
、０ ％ 、 Ｍｏ：０．１ 〜０．５％を含むもの
を例示することができる。
〈実施例〉
以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例１）
本実施例で使用した銅粉の化学組成を表１に示す。 こ
のアトマイズ生粉を第１図に示すようにステンレス製の
８枚の受皿に充填し、それらを黒鉛製の台車に積み炉内
に搬入して還元を行った。
のアトマイズ生粉を第１図に示すようにステンレス製の
８枚の受皿に充填し、それらを黒鉛製の台車に積み炉内
に搬入して還元を行った。
還元温度は１２００℃とし、還元焼鈍された鋼粉はＨ２
ガスを供給した非酸化性雰囲気下で８００℃まで冷却室
内に設置されているファンを回転させて冷却速度１００
０℃／ ｈ ｒで冷却を行った。 次に同じ水素含有雰
囲気中で２０ Ｔｏｒｒ、以下まで真空ポンプによる減
圧を行い４００℃までの間は２３０℃／ ｈ ｒの冷却
速度で徐冷を行った。 次いで圧縮性に影響を及ぼさな
い４００℃〜室温までは同じ＜１．０５気圧以上の上記
非酸化性雰囲気で再度冷却のファンを回転させて冷却速
度１０００℃／ ｈ ｒで冷却を行った。 以上は従来
法に基づく還元処理後の冷却方法である（第２ａ図参照
）。
ガスを供給した非酸化性雰囲気下で８００℃まで冷却室
内に設置されているファンを回転させて冷却速度１００
０℃／ ｈ ｒで冷却を行った。 次に同じ水素含有雰
囲気中で２０ Ｔｏｒｒ、以下まで真空ポンプによる減
圧を行い４００℃までの間は２３０℃／ ｈ ｒの冷却
速度で徐冷を行った。 次いで圧縮性に影響を及ぼさな
い４００℃〜室温までは同じ＜１．０５気圧以上の上記
非酸化性雰囲気で再度冷却のファンを回転させて冷却速
度１０００℃／ ｈ ｒで冷却を行った。 以上は従来
法に基づく還元処理後の冷却方法である（第２ａ図参照
）。
次に本発明で開示した条件において同様な銅粉を用いて
第２ｂ図に示すようにして冷却を行った。 まず還元さ
れた鋼粉をＨ２ガスを供給した非酸化性雰囲気下で冷却
室内に設置されているファンを回転させて、冷却速度１
０００ｔ ／ ｈ ｒで冷却を行った。 次に１．０５
気圧以上の水素雰囲気中でａＯＯ℃〜３００℃までの間
を４００℃／ ｈ ｒの速度で徐冷し、次いで圧縮性に
影響を及ぼさない３００℃〜室温までは１．０５気圧以
上の上記非酸化性雰囲気中で再度冷却のファンを回転さ
せて冷却速度１０００℃／ ｈ ｒで冷却を行った。
第２ｂ図に示すようにして冷却を行った。 まず還元さ
れた鋼粉をＨ２ガスを供給した非酸化性雰囲気下で冷却
室内に設置されているファンを回転させて、冷却速度１
０００ｔ ／ ｈ ｒで冷却を行った。 次に１．０５
気圧以上の水素雰囲気中でａＯＯ℃〜３００℃までの間
を４００℃／ ｈ ｒの速度で徐冷し、次いで圧縮性に
影響を及ぼさない３００℃〜室温までは１．０５気圧以
上の上記非酸化性雰囲気中で再度冷却のファンを回転さ
せて冷却速度１０００℃／ ｈ ｒで冷却を行った。
従来法および本発明法の冷却過程を示す第２ａ図および
第２ｂ図の比較かられかるように、本発明により還元時
間が短縮できる。
第２ｂ図の比較かられかるように、本発明により還元時
間が短縮できる。
また、上述したようにして得られた従来法および本発明
による合金鋼粉について、第１図に示す各受皿の合金鋼
粉の圧粉密度を求めた。
による合金鋼粉について、第１図に示す各受皿の合金鋼
粉の圧粉密度を求めた。
従来法の結果を第３ａ図に、本発明法の結果を第３ｂ図
に示す。 これらの図から本発明法によれば圧粉密度を
相当増大させることができることがわかる。
に示す。 これらの図から本発明法によれば圧粉密度を
相当増大させることができることがわかる。
なお、圧粉密度は還元した粉を解砕後、潤滑剤としてス
テアリン酸亜鉛を１％混粉後、７ｔ／ｃＩ１１２の圧力
にて直径１１．３ｍｍ、高さ！１〜ｆ２ｍｍの円柱状に
圧粉したときの圧粉体の体積（ｃｍ’）と重量（ｇ）の
比から表される密度比である。
テアリン酸亜鉛を１％混粉後、７ｔ／ｃＩ１１２の圧力
にて直径１１．３ｍｍ、高さ！１〜ｆ２ｍｍの円柱状に
圧粉したときの圧粉体の体積（ｃｍ’）と重量（ｇ）の
比から表される密度比である。
（実施例２）
実施例１に示した本発明法の条件中表１に示すように化
学組成を変えて８００〜３００℃の冷却速度を２００〜
ｂ て、圧縮性を実施例１と同様に測定した。 得られた結
果を第４図に示す。 この図から判かるように、本発明
範囲の冷却速度において圧縮性の優れた鋼粉を得ること
ができる。
学組成を変えて８００〜３００℃の冷却速度を２００〜
ｂ て、圧縮性を実施例１と同様に測定した。 得られた結
果を第４図に示す。 この図から判かるように、本発明
範囲の冷却速度において圧縮性の優れた鋼粉を得ること
ができる。
（実施例３）
実施例１に示した本発明法の条件中表１に示すように化
学組成を変えて還元温度を７００〜１３５０℃に変化さ
せて、圧縮性を実施例１と同様に測定した。 得られた
結果を第５図に示す。 本発明の加熱温度において、圧
縮性の優れた銅粉を得ることができた。
学組成を変えて還元温度を７００〜１３５０℃に変化さ
せて、圧縮性を実施例１と同様に測定した。 得られた
結果を第５図に示す。 本発明の加熱温度において、圧
縮性の優れた銅粉を得ることができた。
表 １ 化学組成（重量％）
〈発明の効果〉
以上説明したように本発明法によれば、従来法で得られ
た銅粉と比較して圧粉密度が向上し、冷却時間が短くで
き、経済性が向上する。
た銅粉と比較して圧粉密度が向上し、冷却時間が短くで
き、経済性が向上する。
またバラツキの少ないＣｒ系合金鋼粉を得ることができ
る。
る。
第１図は還元炉内の試料設置方法を示す線図である
第２ａ図および第２ｂ図はそれぞれ従来法および本発明
法の冷却条件を比較して示す図である。 第３ａ図および第３ｂ図はそれぞれ従来法および本発明
法の圧粉密度測定結果を示す図である。 第４図は冷却速度と圧粉密度の関係を示す図である。 第５図は還元温度と圧粉密度の関係を示す図ＦＩＧ、１ である。 Ｆ Ｉ Ｇ、 ２ａ ８寺 間 （ｈｒ） Ｆ Ｉ Ｇ、 ３ａ 受皿番号 ＦＩＧ、３ｂ 受皿番号 ＦＩ Ｇ、 ２ｂ 日づｒ 間（ｈｒ） ＦＩＧ、４ 冷去１１４Ｊ！Ｌ、ｙｔ（’Ｃ／ｈｒ ）ＦＩＧ、５
法の冷却条件を比較して示す図である。 第３ａ図および第３ｂ図はそれぞれ従来法および本発明
法の圧粉密度測定結果を示す図である。 第４図は冷却速度と圧粉密度の関係を示す図である。 第５図は還元温度と圧粉密度の関係を示す図ＦＩＧ、１ である。 Ｆ Ｉ Ｇ、 ２ａ ８寺 間 （ｈｒ） Ｆ Ｉ Ｇ、 ３ａ 受皿番号 ＦＩＧ、３ｂ 受皿番号 ＦＩ Ｇ、 ２ｂ 日づｒ 間（ｈｒ） ＦＩＧ、４ 冷去１１４Ｊ！Ｌ、ｙｔ（’Ｃ／ｈｒ ）ＦＩＧ、５
Claims (2)
- （１）Ｃｒおよび炭素を含むアトマイズされた合金鋼粉
用原料粉末を減圧雰囲気中で８００℃〜１３００℃の還
元温度で仕上還元焼鈍し、引き続いて冷却するに際して
、前記仕上還元温度から８００℃までの間を非酸化性雰
囲気中で８００℃／ｈｒ以上の速度で冷却し、その後８
００℃〜３００℃までの間を水素雰囲気中で２８０〜６
００℃／ｈｒの速度で冷却し、さらに３００℃以下を非
酸化性雰囲気中で８００℃／ｈｒ以上の速度で冷却する
ことを特徴とする合金鋼粉の仕上還元方法。 - （２）水素雰囲気は１．０５気圧以上とする請求項に記
載の合金鋼粉の仕上還元方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096986A JPH0645801B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Ｃｒ系合金鋼粉の仕上熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096986A JPH0645801B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Ｃｒ系合金鋼粉の仕上熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02274801A true JPH02274801A (ja) | 1990-11-09 |
| JPH0645801B2 JPH0645801B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=14179537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1096986A Expired - Lifetime JPH0645801B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Ｃｒ系合金鋼粉の仕上熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645801B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508807A (ja) * | 1997-06-17 | 2002-03-19 | ホガナス アクチボラゲット | ステンレス鋼粉末 |
| US6764557B2 (en) * | 2000-01-22 | 2004-07-20 | Vulcan Strahltechnik Gmbh | Method for producing angular, stainless shot-blasting abrasives based on an fe-cr-c alloy |
| JP2013204112A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd | 鉄系焼結合金及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61110702A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-29 | Kawasaki Steel Corp | 生産性に優れる鉄鋼粉の熱処理方法 |
| JPS61139601A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Toyota Motor Corp | 焼結用低合金鉄粉末及びその製造方法 |
| JPS62107001A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Kawasaki Steel Corp | 還元鉄粉の仕上熱処理方法 |
-
1989
- 1989-04-17 JP JP1096986A patent/JPH0645801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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| JP2013204112A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd | 鉄系焼結合金及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0645801B2 (ja) | 1994-06-15 |
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