JPH026827B2

JPH026827B2 -

Info

Publication number: JPH026827B2
Application number: JP9597382A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Iijima; Hidetoshi Akutsu; Kazuyuki Hoshino
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1990-02-14
Also published as: JPS58213859A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた耐食性を有する鉄系焼結
材料に関するものである。近年、電子コピー等の事務機部品、コンピユー
ター部品、計測器部品、あるいは時計外装部品等
として、耐食性にすぐれた焼結材料に対する需要
が次第に高まつて来ている。従来、耐食性のすぐれた焼結材料として知られ
ているものは、JIS規格におけるSUS 316やSUS
304に代表されるステンレス鋼の成分組成を有し
ているものがほとんどであるが、このような成分
組成のものでは、通常の粉末冶金の手法を用いて
製造すると、空孔量10容量％よりも多いものしか
得ることができず、したがつて、所期の耐食性を
呈さないという問題点があつた。さらに、このような空孔を少なくする方法とし
て、得られた焼結材料に冷間あるいは熱間で鍛造
を加えたり、HIP（静水圧プレス）処理等を施す
ことが考えられているが、この場合、格別な装置
を必要とするうえ、作業が繁雑となり、しかも鍛
造時の割れや欠け発生の問題が未解決であるとい
うのが現状であつた。本発明者等は、上述のような観点から、材料の
空孔量が低く、耐食性のよりすぐれた鉄系焼結材
料を得べく鋭意研究を行なつた結果、上述のよう
なステンレス鋼の成分組成をベースとして、これ
に特定量のCoとＢとを添加して焼結したものは、
焼結の過程でCoとＢとを含む液相が生じてこれ
が空孔を埋めるように基地（マトリツクス）中に
均一に分散するので、得られる焼結材料の空孔量
が10容量％よりも少なくなつて耐食性が向上する
との知見を得るに至つたのである。そして、本発明者等は、CoとＢとを含有せし
めて耐食性を向上させた上述のような焼結材料の
諸特性の詳細な検討の段階で、該焼結材料にさら
にMo，Cu，Nb，TiおよびTaの１種または２種
以上を含有せしめると、焼結材料の強度や耐食性
がより向上することをも見出したのである。したがつて、この発明は、上記知見に基いてな
されたもので、耐食性焼結材料を、 Cr：10.0〜25.0％（以下、組成割合を示す％は
重量％とする）、 Ni：4.0〜20.0％、 Co：0.5〜10.0％、Ｂ：0.01〜1.00％、を含有し、さらに必要に応じて、 (a) MoおよびCuのうちの１種または２種：0.01
〜５％、 (b) Nb，Ti，およびTaのうちの１種または２種
以上：0.01〜１％、上記(a)および(b)のいずれか、または両方を含有
し、残りがFeと不可避不純物からなる成分組成
で構成すことにより、空孔量を10容量％以下と
し、しかも素地中にCoとＢとを含む化合物が均
一に分散する組織を形成せしめて、耐食性の一層
の向上をはかつた点に特徴を有するものである。つぎに、この発明の耐食性焼結材料において、
各成分組成範囲並びに空孔量を上記のように限定
した理由を説明する。 (a) Cr Cr成分には、焼結材料に耐食性および耐酸化
性を付与する作用があるが、その含有量が10.0％
未満では所望のすぐれた耐食性および耐酸化性を
確保することができず、一方25.0％を越えて含有
させても、より一層の向上効果が現われないこと
から、その含有量を10.0〜25.0％と定めた。 (b) Ni Ni成分は、Ms点を低下してオーステナイトを
安定化し、したがつて、靭性、耐食性、耐酸化性
を向上させる作用があるが、その含有量が4.0％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、20％を越えて含有させてもそれ以上の向上効
果が得られないことから、経済性をも考慮して、
その含有量を4.0〜20.0％と定めた。 (c) Co Coはオーステナイト生成元素であり、さらに
Co自体が金属間化合物を作つて析出硬化を示し、
また素地に固溶してこれを強化する作用がある。
そのうえ、Ｂと共存することによつて共晶を作
り、焼結性を著しく改善して、空孔量を減少させ
る作用も有しているが、その含有量が0.5％未満
では前記作用に所望の効果を得ることができず、
一方10.0％を越えて含有させてもより一層の向上
効果は得られず、経済性をも考慮して、その含有
量を0.5〜10.0％と定めた。 (d) ＢＢ成分はCoと共晶を作つて焼結性を改善し、
この結果、耐食性がより一層向上したものになる
ほか、素地中に固溶してこれを強化する作用があ
り、さらに、CoおよびＢを含む化合物を分散さ
せて材料を硬化させる作用もあるが、その含有量
が0.01％未満では所望の効果を得ることができ
ず、一方1.00％を越えて含有させると靭性および
耐食性が劣化することになるため、その含有量を
0.01〜1.00％と定めた。 (e) Mo，Cu，Nb，Ta、およびTi これらの成分には、焼結材料の強度を向上する
とともに、耐食性を改善するという均等な作用が
あるので、これらの特性の向上が要求される場合
に必要に応じて添加されるものであるが、特に、
MoおよびCu成分は素地に固溶してこれを強化す
る作用が著しく、またNb，TaおよびTiは炭化物
を固定して耐食性を改善する効果にすぐれるもの
であるが、MoまたはCuの１種または２種の合計
の含有量が５％を越えると衝撃値や耐食性を劣化
するようになり、一方、Nb，TaおよびTiの１種
または２種以上の含有量の合計が１％を越えても
それ以上の向上効果が得られないので、その含有
量を、MoまたはCuの１種以上では５％以下、
Nb，TaまたはTiの１種以上では１％以下と定め
た。なお、これら各成分は、わずかな添加によつ
ても前記各特性の向上効果を認めることができる
ものであるが、いずれの成分もその含有量が0.01
％未満になると添加効果の急激な低下を示すの
で、0.01％以上含有させるのが好ましい。 (f) 空孔量焼結材料の空孔量が10容量％を越えると、材料
自体耐食性が急激に劣化することとなり、耐食性
材料としての用途に供するのが不適当となるため
に、その量を10容量％以下と定めた。なお、この
発明の焼結材料の成分組成となるように、各添加
元素を配合して通常の焼結を行なえば、必然的に
その空孔量が10容量％未満のものが得られるので
ある。また、この発明の焼結材料中に随伴される不純
物としては、Mn，Si，Ｐ，Ｓ，Ｃ等があげられ
るが、耐食性や焼結性の観点から、これらの不純
物は2.0％以下であることが望ましい。ついで、この発明の耐食性焼結材料を実施例に
より比較例と対比して説明する。実施例原料粉末として、いずれも粒度−150meshを有
するFe―Cr合金、およびFe―Cr―Ni合金粉末を
各種用意し、さらにそれぞれ平均粒径3μｍのNi
粉末、Co粉末、Mo粉末、Nb粉末、Ti粉末、Ta
粉末、Cu粉末、並びに−200meshを有するFe―
Ｂ合金（Ｂ：20％含有）粉末を用意し、これらの
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ーにて30分間混合し、５
〜7ton／cm²の圧力にて圧粉体を成形し、ついで真
空炉にて1250〜1300℃の温度範囲の所定温度に加
熱して焼結することによつて、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材料１〜２
９および比較焼結材料３０を製造した。なお、比
較焼結材料３０は、SUS 304の成分組成に相当
する組成を有するものである。この結果得られた本発明材料および比較材料に
ついて、空孔量、耐高温酸化性、および耐食性を
測定し、その結果も第１表に併せて示した。耐高温酸化性は、寸法：10×10×10の各試料
を、大気中にて800℃に加熱し、50時間

【表】

【表】保持後の重量増加率で評価し、耐食性は、
JIS20Hに規格されている塩水噴霧試験にて評価
した。なお、塩水噴霧試験結果は、△：錆発生あ
り、○：錆発生若干あり、◎：錆発生なし、の３
段階で行なつた。第１表に示される結果からも、本発明の耐食性
焼結材料はいずれもすぐれた特性を兼ね備えてい
ることが明白である。上述のように、この発明によれば、格別な後処
理等を要することなく、すぐれた耐食性を備えた
焼結材料を得ることができ、事務機部品、コンピ
ユータ部品、計測器部品はもちろんのこと、特に
外観仕上げ状態に厳しい要求がなされている時計
用外装部品等の用途にすぐれた性能を発揮するう
え、これをさらに、冷間あるいは熱間鍛造に付せ
ばその密度はより向上し、性能のさらにすぐれた
材料となるなど、工業上有用な効果がもたらされ
るのである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Cr：10〜25％、Ni：４〜20％、 Co：0.5〜10％、Ｂ：0.01〜１％、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％）、素地中にCoとＢとを含む化合
物が均一に分散した組織、および10容量％以下の
空孔量を有することを特徴とする耐食性焼結材
料。２ Cr：10〜25％、Ni：４〜20％、 Co：0.5〜10％、Ｂ：0.01〜１％、を含有し、さらに、 MoおよびCuのうちの１種または２種：0.01〜
５％、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％）、素地中にCoとＢとを含む化合
物が均一に分散した組織、および10容量％以下の
空孔量を有することを特徴とする耐食性焼結材
料。３ Cr：10〜25％、Ni：４〜20％、 Co：0.5〜10％、Ｂ：0.01〜１％、を含有し、さらに、 Nb，Ti，およびTaのうちの１種または２種以
上：0.01〜１％、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％）、素地中にCoとＢとを含む化合
物が均一に分散した組織、および10容量％以下の
空孔量を有することを特徴とする耐食性焼結材
料。４ Cr：10〜25％、Ni：４〜20％、 Co：0.5〜10％、Ｂ：0.01〜１％、を含有し、さらに、 MoおよびCuのうちの１種または２種：0.01〜
５％と、 Nb，Ti，およびTaのうちの１種または２種以
上：0.01〜１％、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％）、素地中にCoとＢとを含む化合
物が均一に分散した組織、および10容量％以下の
空孔量を有することを特徴とする耐食性焼結材
料。