JPH0356647A

JPH0356647A - 焼結クロム・モリブデン合金

Info

Publication number: JPH0356647A
Application number: JP19130589A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Matsui; 孝行松井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1991-03-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、焼結クロム・モリブデン合金、さらに詳細に
は、浸炭鋼の特性を粉末冶金法の手段で得、安価で精度
のある機械要素及び構造用部品を製造できる焼結クロム
・モリブデン合金に関する。

［従来の技術］浸炭鋼の特性とは、機械構造用に規格化されている鋼種
ＳＣＭ４１５に相当する物理的特性であり、鋼種ＳＣＭ
４１５は、炭素が０．１３〜０．１８％、珪素が０．１
５〜０．３５％、マンガンが０．６０−０．８５％、ク
ロムが０．９０〜１．２０％、モリブデンが０．１５〜
０．３０％の組成を有する。この材料は、鍛造、切削加
工し、熱処理を施し製造されるもので、クラッチ、ピニ
オンなど強度、耐摩耗性の要求される金属材料としてそ
の用途を持っている。現在の粉末冶金法で得られる焼結
ｗ４種ではこのような特性を有するものは、殆どない。

［発明が解決しようとする課題］浸炭鋼の特性を、現在の粉末冶金法の技術で得ようとす
ると、類似の特性しか得られず、また、例え得られたと
しても、製造工程が複雑で費用がかかりすぎるため、高
価な合金となってしまって市場性は殆どなくなってしま
う．従って、本発明は、このような点に鑑みてなされたもの
で、浸炭鋼の特性を粉末冶金法の手段で得、安価で精度
のある機械要素及び構造用部品をＩｎできる焼結クロム
・モリブデン合金を提供することを目的とする．［課題を解決するための手段］このような問題点を解決するために、本発明では、重量
比でクロムが１〜３％、モリブデンが０．１〜０．５％
、炭化バナジウムが０．１〜０．５％、残りが鉄の組成
を有し、気泡含有量が６〜１３％である構成を採用した
．［作　用］このような構成では、低密度焼結体として気泡含有量が
６〜１３％程度の安定した物性値を持つ焼結体を得るこ
とができ、しかも２次的な特性として浸炭処理後の物性
値が得られる．このように浸炭鋼の特性を粉末冶金法の
手段で得ることができ、安価で精度のある機械要素及び
構造用部品を製造できる焼結クロム・モリブデン合金が
えられる。

［実施例］以下、好ましい実施例に基づき本発明を詳細に説明する
。

まず、本実施例では、クロム鋼粉をマトリックスとして
モリブデン、バナジウム等の金属粉末を添加する。この
場合、焼結体の特性を上げるため添加する金属をその化
合物または金属間化合物の微粉末となし、クロム鋼粉を
主成分に滑剤を混合して圧粉成型用の原料粉末を作る。

次にこの混合粉末を加圧成型して圧粉体（グリーン）と
する．なお、この場合、寸法秤量を単量で±０．０１５
ｇの精度で行なう。続いて、この圧粉体を真空加熱炉に
入れて、真空焼結する。

焼結工程は、脱蝋、予備加熱（第１焼結）、焼結（第２
焼結）、冷却の各工程からなり、それぞれを同室のゾー
ン内で行う．この場合の条件は、脱蝋工程は常温〜２２０℃迄１０〜
２　０　ｍｍＪＩｇの減圧下で排気速度６００リットル
／ｍｉｎで行ない、然る後、加熱昇温５℃／ｍｉｎで行
いａｏｏ℃でキーブ真空度１０−’Ｔｏｒｒ迄約２０〜
３０分、更に加熱昇温１，２２０〜１，２４０℃で焼結
を行う．昇温加熱時、９００℃〜Ａｒガスを導入真空度
を１　０−’Ｔｏｒｒを２〜ＪＴｏｒｒ迄下げ圧粉体か
らの揮発分昇華及び炉内の炭素雰囲気の発生を押える。

この間の時間は炉内の圧粉体の挿入量により異なるが約
３０分前後で真空度は安定して焼結は終了する。

続いて、ガス浸炭を行なう．この工程で、一酸化炭素と
炭酸ガスの混合雰囲気の中で焼結体を９００〜ｔｏｏｏ
℃に加熱して浸炭を行ない、８３０〜８８０℃の温度で
急冷し焼入れを行なう。

上記工程中において、初期の脱蝋工程を２２０℃で行う
ことは酸素量の少ない減圧中で滑剤の主成分である蝋分
のハルツレイション、ザルツレイションによる沸点上昇
を避け完全脱蝋を行うことにある。更に本発明の大きな
特徴は、添加金属として混合されているバナジウムが折
出されずに粒界拡散が行われる温度範囲にある。

なお、本実施例では、合金の成分は、重量比でクロムが
１〜３％、モリブデンが０．１−０．５％、炭化バナジ
ウムが０．１〜０．５％、残りが鉄の組成を有する。こ
の場合、気泡含有量は６〜１３％である。クロムが上記
成分より少ないと、浸炭の抗張力が得られず、また多す
ぎると高価になりすぎる。更に、モリブデン、炭化バナ
ジウムが上記成分より少なすぎると硬度が得られず、多
すぎると同様高価になりすぎてしまう．気泡含有量は、
少なすぎると寸法精度が悪くなり、多すぎると強度が落
ちるので、上記のような範囲に制限される。本実施例で
は、気泡含有率を上記範囲に設定したので、低密度安定
した物性値をもつ焼結体が得られる。

更に、焼結後の寸法変化をできるだけ少なくするため滑
剤（ワックス類）の種類、添加量の適正選択、焼結温度
、真空度（Ａｒ）の選定も材料特性Ｃ影響することが大
きいこぶもかっている。

浸炭焼き入れ前の組織を顕微鏡写真として第１図に、ま
た本発明の焼結体とＳＣＭ４１５の強度及び耐摩耗性に
ついて比較結果を第２図に示す。

また、上記実施例で作成した圧粉体（焼結条件１２４０
℃／６０ＩＩｌｉｎ）を油圧式ｌＯＯトンプレスで密度
、引っ張り強さ、伸び、硬度に関し、本実施例による焼
結体（実線）と焼結の規格品ＳＭＦ２０２５　（点線）
を比較して得た結果について第３図から第５図にその結
果を示す。

本発明の焼結体は、従来の焼結体（ＳＭＦ２０２５），
ＳＣＭ４１５等の材料と比較すると、比重は低く、多孔
質であるため抗張力は弱いが、浸炭焼入れによる浸炭層
が２倍以上にできる。また、焼入れ硬度はＨＲＣ４５〜
６０と非常に高く耐摩耗性ははるかに向上する．焼入れ
前の組織はフエライトで低炭素で構成しているので、伸
びのある柔らかな多孔質が得られ寸法変化は極めて少な
いという特徴が得られる。また、浸炭は所望ガス浸炭を
行なうため毛細気孔にも浸透し深い焼入れを行なうこと
ができる。

また、ＳＣＭ４１５は、焼入性が悪く、金型等の繰り返
し摩耗に耐えられる部品を作る場合、表面に窒化処理を
施して金型、クラッチ、ピニオン等の部品を製造するが
、窒化層には、０．１ｍｍ程度と浅いため長期使用には
耐えられないが、本発明は、このような欠点を補いＳＣ
Ｍ４１５相当品の品質向上と焼結法によるコスト低減を
満足させる材料となる．［発明の効果］以上説明したように、本発明では、浸炭鋼の特性を粉末
冶金法の手段で得ることができ、安価で精度のある機械
要素及び構造用部品を製造できる焼結クロム・モリブデ
ン合金を堤供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の焼結合金の浸炭焼き入れ前の顕微鏡
写真（倍率１００倍）であり、金属組織を示す組織図、
第２図は、本発明の焼結合金とＳＣＭ４１５の性能を比
較した表図、第３図から第５図は、本発明の焼結合金と
焼結体規格品ＳＭＦ２０２５の性能を比較した特性図で
ある。斂叡ｇ　／ｃｃ　）第３図Ｚ厖（９／ＣＣ）第５図鍔（（］／ＣＣ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１）重量比でクロムが１〜３％、モリブデンが０．１〜
０．５％、炭化バナジウムが０．１〜０．５％、残りが
鉄の組成を有し、気泡含有量が６〜１３％であることを
特徴とする焼結クロム・モリブデン合金。