JPH04218607A - 表面に気孔を有する焼結体 - Google Patents
表面に気孔を有する焼結体Info
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- JPH04218607A JPH04218607A JP40329390A JP40329390A JPH04218607A JP H04218607 A JPH04218607 A JP H04218607A JP 40329390 A JP40329390 A JP 40329390A JP 40329390 A JP40329390 A JP 40329390A JP H04218607 A JPH04218607 A JP H04218607A
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- Japan
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- iron
- sintered body
- phase
- layer
- nitride layer
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、粉末冶金等で得られ
た表面に気孔を有する焼結体に関する。
た表面に気孔を有する焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】粉末冶
金は、金属粉末を適宜の手段で成形して圧粉体を形成し
、これを焼結して部材を得る技術である。この技術は、
溶製が困難の部材の製造、複雑形状の加工部材の製造等
に適している。粉末冶金技術による鉄系の焼結体は、機
械構成部品及び電磁気部品に応用されている。しかし、
この粉末冶金技術により得られた焼結体は、通常完全な
緻密体とはならず、表面に若干の気孔が残存している。 従って、粉末冶金技術により製造された金属部材は、耐
食性及び耐磨耗性が劣るという欠点を有している。
金は、金属粉末を適宜の手段で成形して圧粉体を形成し
、これを焼結して部材を得る技術である。この技術は、
溶製が困難の部材の製造、複雑形状の加工部材の製造等
に適している。粉末冶金技術による鉄系の焼結体は、機
械構成部品及び電磁気部品に応用されている。しかし、
この粉末冶金技術により得られた焼結体は、通常完全な
緻密体とはならず、表面に若干の気孔が残存している。 従って、粉末冶金技術により製造された金属部材は、耐
食性及び耐磨耗性が劣るという欠点を有している。
【０００３】このような欠点を解消するため、従来、粉
末冶金により作製した焼結体の表面にメッキ層又は樹脂
層を形成したり、鉄系の焼結体の場合にはスチーム処理
を施して黒皮を形成したりしている。
末冶金により作製した焼結体の表面にメッキ層又は樹脂
層を形成したり、鉄系の焼結体の場合にはスチーム処理
を施して黒皮を形成したりしている。
【０００４】しかしながら、メッキ層又は樹脂層を形成
する場合には均一形成が困難であり、製造コストも高い
。またスチーム処理の場合には耐食性が不十分となって
しまう。
する場合には均一形成が困難であり、製造コストも高い
。またスチーム処理の場合には耐食性が不十分となって
しまう。
【０００５】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、耐食性及び耐磨耗性に優れ、かつ安価に製
造できる表面に気孔を有する焼結体を提供することを目
的とする。
のであって、耐食性及び耐磨耗性に優れ、かつ安価に製
造できる表面に気孔を有する焼結体を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明に係る
表面に気孔を有する焼結体は、鉄を含み、その表面に開
気孔を有する焼結体本体と、この焼結体本体の表面に形
成され、Ｆｅｘ Ｎ（２≦ｘ≦３）、Ｆｅ４ Ｎ又はＦ
ｅ１６Ｎ２ を主体とする窒化鉄層とを有することを特
徴とする。このような焼結体は、ステッピングモータの
ケーシング等に適用される。
表面に気孔を有する焼結体は、鉄を含み、その表面に開
気孔を有する焼結体本体と、この焼結体本体の表面に形
成され、Ｆｅｘ Ｎ（２≦ｘ≦３）、Ｆｅ４ Ｎ又はＦ
ｅ１６Ｎ２ を主体とする窒化鉄層とを有することを特
徴とする。このような焼結体は、ステッピングモータの
ケーシング等に適用される。
【０００７】ここで用いられる焼結体本体は、例えば、
従来から行われている粉末冶金技術により形成されるも
のであり、表面に気孔を有しており、鉄を含んでいる。 具体的材料としては純鉄系材料、鉄合金等が挙げられる
。
従来から行われている粉末冶金技術により形成されるも
のであり、表面に気孔を有しており、鉄を含んでいる。 具体的材料としては純鉄系材料、鉄合金等が挙げられる
。
【０００８】窒化鉄層は、Ｆｅｘ Ｎ（２≦ｘ≦３）、
Ｆｅ４ Ｎ又はＦｅ１６Ｎ２ を主体とするものであり
、その厚さは５〜１０μｍの範囲内であることが好まし
い。５μｍより薄いとその効果が不十分になる傾向にあ
り、１０μｍより厚いと寸法精度が悪くなり、また経済
性も低下するからである。この窒化鉄層は焼結体本体に
窒化処理を施すことにより形成することができる。窒化
処理としては通常行われているガス窒化法が好適である
。次に、この窒化層を構成するＦｅｘ Ｎ、Ｆｅ４ Ｎ
及びＦｅ１６Ｎ２ について説明する。
Ｆｅ４ Ｎ又はＦｅ１６Ｎ２ を主体とするものであり
、その厚さは５〜１０μｍの範囲内であることが好まし
い。５μｍより薄いとその効果が不十分になる傾向にあ
り、１０μｍより厚いと寸法精度が悪くなり、また経済
性も低下するからである。この窒化鉄層は焼結体本体に
窒化処理を施すことにより形成することができる。窒化
処理としては通常行われているガス窒化法が好適である
。次に、この窒化層を構成するＦｅｘ Ｎ、Ｆｅ４ Ｎ
及びＦｅ１６Ｎ２ について説明する。
【０００９】図１は、鉄−窒素系の状態図である。この
状態図の中でγ´相がＦｅ４ Ｎであり、α’’相がＦ
ｅ１６Ｎ２ 、ε相がＦｅｘ Ｎ（２＜ｘ≦３）、ζ相
がＦｅ２ Ｎである。Ｆｅ４ Ｎは、鉄のｆｃｃ相の体
心位置に窒素原子が入ったペロブスカイト型結晶格子を
有している。この相は常温でも安定であり、Ｔｃ＝４８
８℃の強磁性体である。常温での飽和磁化は１９５ｅｍ
ｕ／ｇと純鉄より若干低い程度であり、磁性材料として
有望である。一方、Ｆｅ１６Ｎ２ は準安定相であり、
ｂｃｃ格子を母体としたｂｃｔ結晶格子を有する。この
ｂｃｔ構造はｂｃｃ構造の鉄の体心位置に規則的に窒素
原子が入り込んだ型となっている。この相の常温での飽
和磁化は２６０ｅｍｕ／ｇと純鉄の１．２倍であり、こ
れも磁性材料として有望である。Ｆｅｘ Ｎ（２＜ｘ≦
３）は窒素量がかなり多い六方晶型の窒化物であり、Ｎ
原子はこの格子中に、［００１］軸に対して垂直な層を
形成して存在している。Ｆｅ２ Ｎはε相よりもさらに
窒素量が多い六方晶型の窒化物である。
状態図の中でγ´相がＦｅ４ Ｎであり、α’’相がＦ
ｅ１６Ｎ２ 、ε相がＦｅｘ Ｎ（２＜ｘ≦３）、ζ相
がＦｅ２ Ｎである。Ｆｅ４ Ｎは、鉄のｆｃｃ相の体
心位置に窒素原子が入ったペロブスカイト型結晶格子を
有している。この相は常温でも安定であり、Ｔｃ＝４８
８℃の強磁性体である。常温での飽和磁化は１９５ｅｍ
ｕ／ｇと純鉄より若干低い程度であり、磁性材料として
有望である。一方、Ｆｅ１６Ｎ２ は準安定相であり、
ｂｃｃ格子を母体としたｂｃｔ結晶格子を有する。この
ｂｃｔ構造はｂｃｃ構造の鉄の体心位置に規則的に窒素
原子が入り込んだ型となっている。この相の常温での飽
和磁化は２６０ｅｍｕ／ｇと純鉄の１．２倍であり、こ
れも磁性材料として有望である。Ｆｅｘ Ｎ（２＜ｘ≦
３）は窒素量がかなり多い六方晶型の窒化物であり、Ｎ
原子はこの格子中に、［００１］軸に対して垂直な層を
形成して存在している。Ｆｅ２ Ｎはε相よりもさらに
窒素量が多い六方晶型の窒化物である。
【００１０】これら窒化物はいずれも表面に緻密なα−
Ｆｅ２ Ｏ３ が形成されるので、表面にＦｅ３ Ｏ４
が形成されるＦｅよりも耐食性に優れている。また、
窒化物であるから鉄よりもかなり硬く耐磨耗性に優れて
いる。従って、このような窒化鉄層を焼結体表面に形成
することにより、焼結体の耐食性及び耐磨耗性を向上さ
せることができる。
Ｆｅ２ Ｏ３ が形成されるので、表面にＦｅ３ Ｏ４
が形成されるＦｅよりも耐食性に優れている。また、
窒化物であるから鉄よりもかなり硬く耐磨耗性に優れて
いる。従って、このような窒化鉄層を焼結体表面に形成
することにより、焼結体の耐食性及び耐磨耗性を向上さ
せることができる。
【００１１】また、上述のようにＦｅ４ Ｎ及びＦｅ１
６Ｎ２ は強磁性体であるから、これらで窒化層を構成
することにより、耐食性及び耐磨耗性が優れた磁性部品
を得ることができる。
６Ｎ２ は強磁性体であるから、これらで窒化層を構成
することにより、耐食性及び耐磨耗性が優れた磁性部品
を得ることができる。
【００１２】さらに、この窒化鉄層は、上述のようにガ
ス反応により形成することができるので、均一形成が可
能である。さらにまた、窒化処理によって窒化鉄層を形
成するので、メッキ処理や樹脂層を形成する場合に比較
して低コストである。なお、Ｆｅ１６Ｎ２ は準安定層
であるから、形成後急冷する必要がある。また、上記各
種窒化鉄層は、窒素供給量、温度等の窒化条件を適宜規
定することによって、目的に合わせていずれかを選択的
に形成することができる。
ス反応により形成することができるので、均一形成が可
能である。さらにまた、窒化処理によって窒化鉄層を形
成するので、メッキ処理や樹脂層を形成する場合に比較
して低コストである。なお、Ｆｅ１６Ｎ２ は準安定層
であるから、形成後急冷する必要がある。また、上記各
種窒化鉄層は、窒素供給量、温度等の窒化条件を適宜規
定することによって、目的に合わせていずれかを選択的
に形成することができる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【００１４】先ず、出発原料としてヘガネス鉄粉を用い
、これを圧粉成形し、この成形体を窒素ガス雰囲気中に
おいて１１３０℃で３０分間焼成した。その結果、９３
％程度の密度の焼結体が得られた。次に、この焼結体に
対して窒化処理を施した。この処理は３種類の条件で行
った。先ず、ＮＨ３ １００％のガスを処理容器内に導
入して６００℃で３０分間保持した後急冷し、ＦｅｘＮ
層を形成した。次に、ＮＨ３ ／Ｈ２ を３０／７０に
設定して５５０℃で１０〜９０分間保持してＦｅ４ Ｎ
層を形成した。さらに、ガスを再びＮＨ３ １００％に
設定して５００℃で３０分間保持してＦｅ２ Ｎ層を形
成した。これらの層を形成した焼結体の表面の硬度（ビ
ッカース硬度）を測定した結果を以下に示す。 Ｆｅ４ Ｎ（窒化時間１０分間）
Ｈｖ１３０〜１４０ Ｆｅ４ Ｎ（窒化時間９０分間
） Ｈｖ１７０〜１８０ Ｆｅ２ Ｎ
Ｈｖ１４０〜１７０ Ｆｅｘ Ｎ
Ｈｖ４
８０〜５５０このように、いずれもＦｅのＨｖ６０より
も高い硬度を示した。
、これを圧粉成形し、この成形体を窒素ガス雰囲気中に
おいて１１３０℃で３０分間焼成した。その結果、９３
％程度の密度の焼結体が得られた。次に、この焼結体に
対して窒化処理を施した。この処理は３種類の条件で行
った。先ず、ＮＨ３ １００％のガスを処理容器内に導
入して６００℃で３０分間保持した後急冷し、ＦｅｘＮ
層を形成した。次に、ＮＨ３ ／Ｈ２ を３０／７０に
設定して５５０℃で１０〜９０分間保持してＦｅ４ Ｎ
層を形成した。さらに、ガスを再びＮＨ３ １００％に
設定して５００℃で３０分間保持してＦｅ２ Ｎ層を形
成した。これらの層を形成した焼結体の表面の硬度（ビ
ッカース硬度）を測定した結果を以下に示す。 Ｆｅ４ Ｎ（窒化時間１０分間）
Ｈｖ１３０〜１４０ Ｆｅ４ Ｎ（窒化時間９０分間
） Ｈｖ１７０〜１８０ Ｆｅ２ Ｎ
Ｈｖ１４０〜１７０ Ｆｅｘ Ｎ
Ｈｖ４
８０〜５５０このように、いずれもＦｅのＨｖ６０より
も高い硬度を示した。
【００１５】次に、これら窒化鉄層を形成した焼結体を
温度６０℃、相対湿度９９％の環境下で１週間保持した
ところ、いずれも全くさびが発生していないことが確認
された。
温度６０℃、相対湿度９９％の環境下で１週間保持した
ところ、いずれも全くさびが発生していないことが確認
された。
【００１６】
【発明の効果】この発明によれば、耐食性および対磨耗
性に優れた表面に気孔を有する焼結体を安価に提供する
ことができる。特に、窒化鉄層をＦｅ４ Ｎ又はＦｅ１
６Ｎ２ を主体とするものとすることにより耐食性およ
び対磨耗性に優れた磁性部品を得ることができる。
性に優れた表面に気孔を有する焼結体を安価に提供する
ことができる。特に、窒化鉄層をＦｅ４ Ｎ又はＦｅ１
６Ｎ２ を主体とするものとすることにより耐食性およ
び対磨耗性に優れた磁性部品を得ることができる。
【図１】第１図は鉄−窒素系の状態図。
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄を含み、その表面に開気孔を有する
焼結体本体と、この焼結体本体の表面に形成され、Ｆｅ
ｘ Ｎ（２≦ｘ≦３）、Ｆｅ４ Ｎ又はＦｅ１６Ｎ２を
主体とする窒化鉄層とを有することを特徴とする表面に
気孔を有する焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40329390A JPH04218607A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 表面に気孔を有する焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40329390A JPH04218607A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 表面に気孔を有する焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218607A true JPH04218607A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=18513039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40329390A Pending JPH04218607A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 表面に気孔を有する焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04218607A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008007575A1 (en) | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Mitsui Chemicals, Inc. | Thermoplastic resin composition, multilayer laminate made of the same, article obtained by having the thermoplastic resin composition adhered thereto, and method for protecting surface of article |
| EP2216368A2 (en) | 2002-05-20 | 2010-08-11 | Mitsui Chemicals, Inc. | Resin composition for sealant, laminate, and container obtained therefrom |
| JP2019085634A (ja) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結合金材及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP40329390A patent/JPH04218607A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2216368A2 (en) | 2002-05-20 | 2010-08-11 | Mitsui Chemicals, Inc. | Resin composition for sealant, laminate, and container obtained therefrom |
| WO2008007575A1 (en) | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Mitsui Chemicals, Inc. | Thermoplastic resin composition, multilayer laminate made of the same, article obtained by having the thermoplastic resin composition adhered thereto, and method for protecting surface of article |
| JP2019085634A (ja) * | 2017-11-10 | 2019-06-06 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結合金材及びその製造方法 |
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