JPH04231404A - 最適化２回プレス−２回焼結粉末冶金方法 - Google Patents

最適化２回プレス−２回焼結粉末冶金方法

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JPH04231404A
JPH04231404A JP3138654A JP13865491A JPH04231404A JP H04231404 A JPH04231404 A JP H04231404A JP 3138654 A JP3138654 A JP 3138654A JP 13865491 A JP13865491 A JP 13865491A JP H04231404 A JPH04231404 A JP H04231404A
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JP3138654A
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William B James
ウィリアム・ブライアン・ジェイムズ
Robert J Causton
ロバート・ジョン・コーストン
John J Fulmer
ジョン・ジェフリ・フルマー
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Hoeganaes Corp
Original Assignee
Hoeganaes Corp
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    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合金粉末の焼結方法に
関するものであり、特には選択された２回プレス−２回
焼結プロセスパラメータを使用して従来より一層高い密
度及び強度を実現することに関係する。
【０００２】
【従来の技術】粉末冶金加工処理技術における最近の進
歩は、厳しい機械的性質と高い品質とが必要とされる航
空・宇宙産業及び原子力エネルギー産業におけるような
特殊な用途での金属材料の使用を可能ならしめてきた。 これら加工技術は、適正な合金粉末の選択及び生成、圧
縮（凝集）、予備焼結、焼結並びに圧縮後の成形を含ん
でいる。例えば、Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　
ｆｏｒＭｅｔａｌｓ　出版（１９８４年）メタルズ・ハ
ンドブック、９編７巻「粉末冶金」並びにＡｍｅｒｉｃ
ａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｅｔａｌｓ　出版（
１９６９年）メタルズ・ハンドブック、８編４巻「成形
」を参照されたい。
【０００３】高度の機械的性質と高い密度とを必要とす
る部品設計に対しては、ＡＮＣＯＲＳＴＥＥＬ１０００
Ｂ及び４６００Ｖ（Ｈｏｅｇａｎａｅｓ　Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎ　商品名）のような予備合金粉末が選択され
る材料の代表例である。これら粉末は、溶融金属の水噴
霧化により製造されそして均質な組成を有している。
【０００４】従来からの粉末冶金加工においては、鉄基
粉末は、圧縮に先立って、潤滑剤及びグラファイト並び
に合金化添加材と混合される。代表的な圧縮圧力は、約
２５〜７０ｔｓｉ（トン／ｉｎ２　）（３．８８〜１０
．８５トン／ｃｍ２　）の範囲でありそして約６．３〜
７．０ｇ／ｃｍ３　の生の密度をもたらす。
【０００５】冶金業界で知られるように、予備焼結は、
生の圧縮体から混合した潤滑剤を除去（ｄｅｌｕｂｅ）
即ち燃焼揮散しそして生の圧縮体に取扱のために充分の
強度を付与するのに使用される。通常、潤滑剤除去のた
めの予備焼結は、約４３０〜６５０℃の範囲の温度で約
３０分行なわれる（前記文献参照）。予備焼結はまた、
本焼結に先立って大きな気孔を閉成することにより生の
鉄圧粉体の密度を増大する目的のために約２０００°Ｆ
（１０９０℃）を超える温度を使用したこともある（前
記文献参照）。
【０００６】予備焼結に続いて、再プレスを予備焼結体
に付与することが出来、ここでは圧縮が最初の圧縮段階
と同様にして実施される。ダイ及び（或いは）予備成形
体は通常潤滑される。
【０００７】その後、予備成形体は、連続或いはバッチ
型式の焼結炉において分解アンモニア雰囲気中で２００
０〜２４００°Ｆ（１０９０〜１３２０℃）の温度にお
いて約１時間に至るまで焼結される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】こうした２回プレス−
２回焼結鉄粉末に対する従来からの加工処理技術は密度
における従ってそれに伴う機械的性質における僅かの増
大を与えたが、特殊な用途に対しては更に一層の改善へ
の要望がいまだ存在している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、鉄基粉末混合
物から焼結部品を調製するための新規な方法を提供する
。本発明方法において、鉄基粉末混合物は、ダイ装置（
セット）において少なくとも２５ｔｓｉ（３．８８トン
／ｃｍ２）の圧力で圧縮されて生の圧縮体を生成する。 生の圧縮体はその後、約１１００〜１６００°Ｆ（５９
３〜８７０℃）、好ましくは１３００〜１５００°Ｆ（
７００〜８１５℃）の温度において少なくとも５分の時
間予備焼結されて予備焼結成形体を生成する。これら温
度範囲は、経験的に、一層高い横破断強度と関連して最
適の密度を得るために重要であることが判明した。
【００１０】予備焼結に続いて、予備焼結成形体は、少
なくとも約２５ｔｓｉ（３．８８トン／ｃｍ２　）の圧
力で再加圧されて２回プレス予備焼結体を生成し、これ
は次いで少なくとも約１８３０°Ｆ（１０００℃）の温
度で少なくとも５分間焼結されて焼結部品を生成する。
【００１１】
【作用】本発明方法は、最終部品における焼結密度を最
適化し、併せて機械的性質において顕著な改良を与える
ために特定の予備焼結温度、圧縮圧力及び焼結温度を含
めて綿密に制御されたパラメータを提供する。特定の理
論に縛られるわけではないが、本発明の予備焼結温度の
選択範囲は、圧縮予備成形体からの潤滑剤の有効な蒸発
を可能ならしめると考えられる。微量の潤滑剤すべてを
実質上排除することは空隙を占有している可能性のある
有機物質を排除することにより部品の生成密度を増大す
る。これら微量の潤滑剤を排除することにより、この空
隙は鉄で充填されるようになる。
【００１２】予備焼結段階の選択された温度はまた、生
の圧縮体における変形金属の一層有効な焼鈍を可能なら
しめる。高度の圧縮中、鉄含有粉末は、著しい加工硬化
を受け、鉄含有粒子の硬度における相応の増大を生じる
。従来からの４３０〜６５０℃での潤滑剤除去予備焼結
温度では、生の圧縮体を充分に焼鈍せず、従ってその後
のプレス段階はその鉄含有粒子の硬度増加により制約を
受け、最適値より低い最終部品しかもたらさなかった。 予備焼結熱処理中、圧縮予備成形体を一層充分に焼鈍す
ることにより、鉄含有粒子はもっと軟らくなり、従って
第２圧縮段階において一層容易に変形して、焼結段階前
の２回プレス予備成形体に増大せる密度を提供する。
【００１３】本発明の選択された予備焼結温度範囲の上
限側に関しては、実験結果は焼結密度が予備焼結温度が
約１５００°Ｆ（８１５℃）を超えるとき予備合金粉末
サンプルにおいて低下し始めることを示し、約１６００
°Ｆ（８７１℃）を超える予備焼結温度において密度に
おける顕著な損失が見いだされた。この結果は、部分的
に粉末の軟質鉄相中への炭素その他の合金成分の拡散が
増大し、これが一層硬質の相を生みだすものと考えられ
る。これら硬質相は再加圧中予備成形体の突固めを一層
困難たらしめ、これが最終部品における焼結密度の低下
をもたらす。有意な水準の合金化添加材を伴わずに純鉄
粉末に適用された１０９０℃（２０００°Ｆ）を超える
先行技術の予備焼結温度は、合金添加材が存在しないた
めに硬質相が発現しないから、本発明の予備焼結温度範
囲を示唆するものではない。
【００１４】従って、焼結部品の強度及び密度に対する
改善は、２回プレス−２回焼結粉末冶金プロセスにおい
て予備焼結温度を注意深く選定することにより達成され
る。本発明方法は、予備合金化拡散結合鉄粉末並びに別
個の遊離した合金化成分と混合された鉄粉末にいずれに
対しても有効に使用され、密度及び性能の同様の増大を
もたらす。
【００１５】
【実施例】本発明は、鉄基粉末混合物から焼結部品を調
製する方法であって、少なくとも１種の合金化成分を含
む鉄粉末混合物をダイ設備において少なくとも約２５ｔ
ｓｉ（３．８８トン／ｃｍ２　）の圧力で圧縮して生の
圧縮体を生成する段階と、この生の圧縮体を約１１００
〜１６００°Ｆ（５９３〜８７１℃）の温度で少なくと
も約５分間予備焼結して予備焼結された予備成形体を生
成する段階と、この予備焼結された予備成形体を少なく
とも２５ｔｓｉ（３．８８トン／ｃｍ２　）の圧力で圧
縮して２回プレス済の予備焼結された予備成形体を生成
する段階と、この２回プレス済の予備焼結された予備成
形体を少なくとも１８３０°Ｆ（１０００℃）の温度で
少なくとも約５分間焼結して焼結部品を生成する段階と
を含む鉄基粉末混合物から焼結部品を調製する方法を提
供する。 こうして生成された本発明の焼結部品は密度及び横破断
強度において顕著な改善を示した。
【００１６】本発明の別の具体例において、約１重量％
未満のグラファイト、約１重量％未満の潤滑剤そして残
部好ましくは約０．５〜２．５重量％Ｍｏを含む鉄基予
備合金化粉末から成る粉末混合物を用意することを含む
焼結部品調製方法が提供される。粉末混合物は約３０〜
６０ｔｓｉ（４．６５〜９．３０トン／ｃｍ２　）の圧
力で圧縮されて生の圧縮体を生成し、その後生の圧縮体
は約１３００〜１５００°Ｆ（７００〜８１５℃）の温
度で約２５〜３０分間予備焼結されて予備焼結された予
備成形体を生成する。この予備焼結された予備成形体は
、約３０〜６０ｔｓｉ（４．６５〜９．３０トン／ｃｍ
２　）の圧力で圧縮されて２回プレス済の予備焼結され
た予備成形体を生成し、この２回プレス済の予備焼結さ
れた予備成形体が２０００〜２４００°Ｆ（１０９０〜
１３２０℃）の温度で約１５〜６０分間焼結されて焼結
部品を生成する。
【００１７】より特定した本発明方法において、焼結部
品は、約０．６重量％のグラファイト及び約０．５重量
％の潤滑剤を含みそして残部が低合金鋼粉末を含む予備
合金化粉末混合物から作製される。この粉末混合物は、
約５０ｔｓｉ（７．７５トン／ｃｍ２　）の圧力で圧縮
されて生の圧縮体を生成し、その後生の圧縮体は約１４
００°Ｆ（７６０℃）の温度で約３０分の時間予備焼結
されて予備焼結された予備成形体を生成する。この予備
焼結された予備成形体は、約５０ｔｓｉ（７．７５トン
／ｃｍ２　）の圧力で圧縮されて２回プレス済の予備焼
結された予備成形体を生成し、この２回プレス済の予備
焼結された予備成形体が少なくとも２０００°Ｆ（１０
９０℃）の温度で約３０分の時間焼結されて焼結部品を
生成する。
【００１８】本発明の粉末混合物は好ましくは、鉄或い
は鋼を主成分とし、その良い例は拡散結合されそして予
備合金化された低合金鋼である。但し、別個の遊離した
合金成分を有する鉄粉末もまた許容し得る。大半の低合
金鋼粉末は水噴霧技術により容易に製造することができ
る。本発明方法に従って焼結部品に製造することのでき
る多くの粉末の内の一部を以下の表１に掲げる。
【００１９】
【表１】
【００２０】本発明に従って加工処理されうる特に好ま
しい粉末組成物について、鉄粉末がＭｏと単に予備合金
化されるだけで、生成粉末の圧縮性は、合金化した（溶
解した）ＭｏがＮｉ或いは他のこれまで使用された合金
化元素より著しく大きな原子寸法を有し従って本来なら
予備合金化粉末の硬度を増大するものと予想されるにも
かかわらず、純鉄粉末の圧縮性と著しくは異ならないこ
とが見いだされた。追加的に、Ｍｏ含有粉末は、もっと
高い濃度のＭｎ及びＮｉを含むサンプルに比較して密度
及び横破断強度における顕著な改善を示した。最終焼結
製品の表面硬さが実用上有用な値に達するためには、最
少含有量として０．５重量％Ｍｏがそうした粉末混合物
において予備合金化或いは別の形で存在することが必要
である。２．５重量％のＭｏ含有量において、仕上がり
部品の密度要件に関して予備合金化されるべきＭｏ量に
対する実用上の上限に達する。更に、２．５重量％を超
える含有量は、焼結中の一層大きな収縮、従って仕上が
り部品に対する寸法精度を乏しいものとする。こうして
、圧縮性、寸法精度及びコストの理由から約２．５重量
％Ｍｏの上限が確立された。好ましいＭｏ量は約０．７
５〜２．０重量％である。約０．７５〜１．５重量％Ｍ
ｏがより好ましい。約０．８〜０．９重量％Ｍｏ、特に
０．８５重量％Ｍｏを有する組成が、ここで記載する操
作及び目的に対して特に有用であることが見いだされた
。この範囲において、良好な圧縮性、表面硬さ及び硬化
能が実現される。本発明の好ましいＭｏ含有合金粉末に
おいて、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＡｌのよう
な不純物の合計重量は、０．４重量％を超えるべきでは
なく、同時にＭｎ自体は０．２５重量％以下とすべきで
ある。更に、Ｃ含有量は０．０２重量％を超えるべきで
はない。
【００２１】本発明の２回プレス−２回焼結方法一般に
関して、鉄基或いは鋼粉末と適当な潤滑剤及びグラファ
イトとの混合は、２回プレス−２回焼結プロセスの最初
の圧縮段階前であることが好ましい。ステアリン酸、ワ
ックスのような標準的な潤滑剤が約０．２〜１．０重量
％までの量において一般に使用される。フレーク粉末形
態のグラファイトが好ましくは、全量でなくとも、最終
製品における所望の炭素含有量を得るために約０．２〜
１．０重量％までの量において添加される。従って、炭
素は元の鉄粉末中に導入される必要はない。但し、いく
つかの場合にはこれが所望されよう。添加されるグラフ
ァイトの量は、焼結予備成形体の炭素含有量＋粉末中の
酸化物含有分により生ぜしめられる損失を補償するため
の少量の追加量にほぼ等しい。これら損失は焼結プロセ
スの炭素−酸素還元反応によるものである。成分の混合
は混合機（ブレンダ）において約３０分〜１時間混合す
ることにより達成される。但し、良好な結果はＡＮＣＯ
ＲＢＯＮＤ　（商品名）結着予備混合物を使用してもま
た得られた。
【００２２】混合に続いて、粉末は、閉成された、囲い
込まれたダイ設備を代表的に使用して圧縮される。好ま
しくは、圧縮圧力は、生の圧縮体を生成するべく少なく
とも約２５ｔｓｉ（３．８８トン／ｃｍ２　）、好まし
くは２５〜７０ｔｓｉ（３．８８〜１０．８５トン／ｃ
ｍ２　）、より好ましくは３０〜６０ｔｓｉ（４．６５
〜９．３０トン／ｃｍ２　）、最も好ましくは５０ｔｓ
ｉ（７．７５トン／ｃｍ２　）以上に設定される。複動
或いは多数回運動式フロートダイ設備が生の圧縮体の密
度勾配を最小限にするために一般に推奨される。
【００２３】圧縮後、生の圧縮体は、約１１００〜１６
００°Ｆ（５９３〜８７１℃）、好ましくは約１３００
〜１５００°Ｆ（７００〜８１５℃）、最も好ましくは
約１４００°Ｆ（７６０℃）の温度で少なくとも約５分
、好ましくは約２５〜３５分、最も好ましくは約３０分
予備焼結されて、予備焼結された予備成形体を生成する
。
【００２４】予備焼結後、予備成形体は、完全焼結に先
立って、予備成形体の多孔度を減じるべく圧縮される。 予備焼結された予備圧縮成形体は、少なくとも約２５ｔ
ｓｉ（３．８８トン／ｃｍ２　）、好ましくは２５〜７
０ｔｓｉ（３．８８〜１０．８５トン／ｃｍ２　）、よ
り好ましくは３０〜６０ｔｓｉ（４．６５〜９．３０ト
ン／ｃｍ２　）、最も好ましくは５０ｔｓｉ（７．７５
トン／ｃｍ２　）以上の圧力下で圧縮されて２回プレス
された予備焼結済み予備成形体を生成する。本発明の好
ましい具体例において、２回プレスプロセスの第１及び
第２プレス圧縮段階に対する圧縮圧力は同じ圧力を使用
する。
【００２５】２回プレスされた予備焼結済み予備成形体
はその後、焼結操作を施される。これは連続或いはバッ
チ式焼結炉において実施され得る。予備成形体は、好ま
しくは非酸化性、好ましくは還元性環境において、例え
ば吸熱性ガス、水素、合成窒素或いは分解アンモニア基
雰囲気において加熱される。焼結温度は、少なくとも１
８３０°Ｆ（１０００℃）、好ましくは約２０００〜２
４００°Ｆ（１０９０〜１３２０℃（２０００〜２４０
０°Ｆ）、最も好ましくは約１２６０℃（２３００°Ｆ
）の温度とすべきである。予備成形体は、少なくとも約
５分、好ましくは約１５〜６０分、最も好ましくは約３
０分焼結されて焼結部品を生成する。
【００２６】焼結に続いて、完全或いは完全に近い密度
が必要とされるなら、追加再圧縮或いは団結操作を行う
ことができる。代表的な焼結後成形操作としては、コイ
ニング、押出、熱間鍛造等が挙げられる。
【００２７】本発明の理解のために実施例を呈示する。
【００２８】（実施例Ｉ）０．６重量％グラファイト（
商品名Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　１６５１　）及び０
．５重量％潤滑剤（商品名Ｌｏｎｚａ　Ａｃｒａｗａｘ
−Ｃ　）と予備混合したＨＯＥＧＡＮＡＥＳ　ＡＮＣＯ
ＲＳＴＥＥＬ　２０００　（商品名）粉末を使用して実
験用の予備混合物を調製した。成分を秤量し、その後実
験室用混合器（ブレンダ）において１５分間予備混合し
た。予備秤量した試験予備混合物を圧縮してＭＰＩＦ基
準４１（１９８５−６）に従って横破断試験片とした。 試験片をＴｉｎｉｕｓ　Ｏｌｓｅｎ　　圧縮試験機を使
用して４５ｔｓｉにおいて圧縮した。試験片の重量と寸
法とを測定した。個々の試験片をその後、１０００°Ｆ
（５９３℃）、１２００°Ｆ（６４９℃）、１３００°
Ｆ（７０４℃）、１４００°Ｆ（７６０℃）、１５００
°Ｆ（８１６℃）及び１６００°Ｆ（８７１℃）の温度
でそれぞれ予備焼結し、その後各温度において分解アン
モニア雰囲気の下で保持した。
【００２９】室温への冷却に際して、バーの密度を評価
し、その後再度重量及び寸法を測定した。予備焼結バー
を再度Ｔｉｎｉｕｓ　Ｏｌｓｅｎ　　圧縮試験機を使用
して４５ｔｓｉ（６．９８トン／ｃｍ２　）において圧
縮した。再加圧後の密度を焼結前に測定した。第２圧縮
段階に続いて、再加圧したバーを１２６０℃（２３００
°Ｆ）において３０分間分解アンモニア雰囲気下で焼結
した。室温への冷却に際して、バーの密度を再度計算し
た。バーを試験機に装着のためにわずかに機械加工しそ
して後Ｔｉｎｉｕｓ　Ｏｌｓｅｎ　５０００　試験機を
使用して３点曲げで破断試験した。横破断応力（ＴＲＳ
）をＭＰＩＦ基準４１（１９８５−６）に従って計算し
た。以下に掲げた値はＴＲＳを除くすべての結果に対し
て試験条件当たり５つの測定値の平均を計算することに
より得た。ＴＲＳは試験条件当たり２つのバーを使用し
た。
【００３０】
【表２】
【００３１】（実施例ＩＩ）ＨＯＥＧＡＮＡＥＳ　ＡＮ
ＣＯＲＳＴＥＥＬ　４６００Ｖ低合金鋼基粉末を使用し
て、例Ｉに記載したのと同じプロセスパラメータ及び同
数のサンプルを用いて実験用予備混合物を調製した。次
の結果を得た。
【００３２】
【表３】
【００３３】（実施例ＩＩＩ）ＨＯＥＧＡＮＡＥＳ　Ａ
ＮＣＯＲＳＴＥＥＬ　８５　ＨＰ低合金鋼（０．８５重
量％Ｍｏ）基粉末を使用して、例Ｉに記載したのと同じ
プロセスパラメータ及び同数のサンプルを用いて実験用
予備混合物を調製した。次の結果を得た。
【００３４】
【表４】
【００３５】（実施例ＩＶ）ＨＯＥＧＡＮＡＥＳ　ＡＮ
ＣＯＲＳＴＥＥＬ　８５　ＨＰ低合金鋼（０．８５重量
％Ｍｏ）基粉末を使用して、例Ｉに記載したのと実質上
同じプロセスパラメータ及び同数のサンプルを用いて実
験用予備混合物を調製した。 しかし、再プレスしたバーを約２０５０°Ｆ（１１２０
℃）において３０分間分解アンモニア雰囲気中で焼結し
た。次の結果を得た。
【００３６】
【表５】
【００３７】ここで、図１〜４を参照して、２回プレス
−２回焼結低合金鋼焼結部品の最終焼結密度への予備焼
結温度の影響に関してこれら実験パラメータの結果を考
察する。約１４００°Ｆ（７６０℃）の最適予備焼結温
度がこれら合金に対して存在することが判明した。この
温度での予備焼結は、約１１００〜１６００°Ｆ（５９
３℃〜８７１℃）の範囲における他の温度に比べて、最
終部品密度を約０．２ｇ／ｃｍ３　増大した。この密度
の増大は、焼結試験片の横破断応力を著しく増大した。
【００３８】最初の圧縮及び予備焼結後の予備焼結密度
は、図３に示すように、０．８５重量％Ｍｏ鋼圧縮体に
対しては１３００〜１６００°Ｆ（７０４℃から８７１
℃）まで予備焼結温度の増大と共に僅かに増大した。Ａ
２０００及びＡ４６００Ｖ圧縮体に対しては、予備焼結
温度は約１５００°Ｆ（８１６℃）で最大に達し、その
後１６００°Ｆ（８７１℃）で僅かに低下した。
【００３９】最終密度、即ち再加圧及び焼結後の密度は
、図１に示されるように、Ａ２０００及び０．８５重量
％Ｍｏ鋼粉末サンプル両方に対して約１４００°Ｆ（７
６０℃）で最大値に達した。Ａ４６００Ｖサンプルに対
しては、最大密度は約１５００°Ｆ（８１６℃）におい
て達成された。Ａ２０００及び０．８５重量％Ｍｏ鋼粉
末サンプルに対しては、最大最終密度は、最大予備焼結
密度を生み出した予備焼結温度より僅かに低い予備燒結
温度において達成された。
【００４０】横破断応力値への予備焼結温度の影響を図
２に例示する。０．８５重量％Ｍｏ鋼及びＡ２０００に
対しては約７６０℃での予備焼結が最大ＴＲＳ値を与え
た。Ａ４６００Ｖに対しては、最大ＴＲＳ値は８１６℃
において得た。図４に示されるように、すべての鋼に対
して、ＴＲＳ値は最終密度の増大と共に顕著に増大する
。０．８５重量％Ｍｏ鋼のＴＲＳ値はＡ２０００及びＡ
４６００Ｖ両方に対して達成された密度より著しく高い
。密度及びＴＲＳ値における増大は最終焼結温度を約２
０５０°Ｆ（１１２０℃）に低減した場合でさえ著しく
減少を示すようには思われない（表４及び５を比較され
たい。）。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、２回プレス−２回焼結鉄ある
いは低合金鋼粉末において達成される最終密度を顕著に
増大するための最適予備焼結温度範囲を確立した。更に
、焼結横破断応力が、本発明の選択された予備焼結温度
により実現される圧縮性の増大の直接の結果として、最
終密度の増大と共に上昇することも実証された。
【図面の簡単な説明】
【図１】０．８５重量％Ｍｏ（ＡＮＣＯＲＳＴＥＥＬ　
８５　ＨＰ）、Ａ２０００（ＡＮＣＯＲＳＴＥＥＬ　２
０００　）及びＡ４６００Ｖ（ＡＮＣＯＲＳＴＥＥＬ　
４６００Ｖ）粉末に対する最終焼結密度対予備焼結温度
の関係を示すグラフである。
【図２】図１の粉末に対して横破断強度対予備焼結温度
の関係を示すグラフである。
【図３】図１の粉末に対して再加圧前の予備焼結密度対
予備焼結温度の関係を示すグラフである。
【図４】図１の粉末に対して横破断強度対最終焼結密度
の関係を示すグラフである。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　鉄基粉末混合物から焼結部品を調製す
    る方法であって、（ａ）少なくとも１種の合金化成分を
    含む鉄粉末混合物を用意する段階と、（ｂ）　前記粉末
    混合物をダイ設備において少なくとも約２５ｔｓｉ（３
    ．８８トン／ｃｍ２　）の圧力で圧縮して生の圧縮体を
    生成する段階と、（ｃ）　前記生の圧縮体を約１１００
    〜１６００°Ｆ（５９３〜８７１℃）の温度で少なくと
    も約５分の時間予備焼結して予備焼結された予備成形体
    を生成する段階と、（ｄ）　前記予備焼結された予備成
    形体を少なくとも約２５ｔｓｉ（３．８８トン／ｃｍ２
    　）の圧力で圧縮して２回プレス済の予備焼結された予
    備成形体を生成する段階と、（ｅ）　前記２回プレス済
    の予備焼結された予備成形体を少なくとも１８３０°Ｆ
    （１０００℃）の温度で少なくとも約５分間焼結して焼
    結部品を生成する段階とを含む鉄基粉末混合物から焼結
    部品を調製する方法。
  2. 【請求項２】　　粉末混合物が約１重量％未満のグラフ
    ァイト及び約１重量％未満の潤滑剤を含み、残部が予備
    合金化低合金鋼粉末を含む請求項１の方法。
  3. 【請求項３】　　圧縮段階（ｂ）　が約３０〜６０ｔｓ
    ｉ（４．６５〜９．３０トン／ｃｍ２　）の圧力を適用
    することを含みそして予備焼結段階（ｃ）　が約１３０
    ０〜１５００°Ｆ（７００〜８１６℃）において行われ
    る請求項２の方法。
  4. 【請求項４】　　予備焼結段階（ｃ）　が約２５〜３５
    分間行われる請求項３の方法。
  5. 【請求項５】　　圧縮段階（ｄ）　が約３０〜６０ｔｓ
    ｉ（４．６５〜９．３０トン／ｃｍ２　）の圧力を適用
    することを含む請求項４の方法。
  6. 【請求項６】　　焼結段階（ｅ）　が還元雰囲気中で約
    ２０００〜２４００°Ｆ（１０９０〜１３２０℃）の温
    度に加熱することを含む請求項５の方法。
  7. 【請求項７】　　焼結段階（ｅ）　が約１５〜６０分の
    時間行われる請求項６の方 法。
  8. 【請求項８】　　粉末混合物が実質上合金化材として約
    ０．５〜２．５重量％の量の溶解モリブデンを含有する
    噴霧化予備合金化鉄来粉末から成る請求項１の方法。
  9. 【請求項９】　　噴霧化粉末が約０．７５〜２．０重量
    ％モリブデンを含有する請求項８の方法。
  10. 【請求項１０】　　噴霧化粉末が約０．８〜０．９重量
    ％モリブデンを含有する請求項８の方法。
  11. 【請求項１１】　　噴霧化粉末が約０．０２重量％未満
    の炭素を含む請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】　　噴霧化粉末が総量で約０．４重量％
    以下のマンガン、クロム、珪素、銅、ニッケル及びアル
    ミニウムの１種以上しか含有しない請求項１１の方法。
  13. 【請求項１３】　　鉄基粉末混合物から焼結部品を調製
    する方法であって、（ａ）　約１重量％未満のグラファ
    イト及び約１重量％未満の潤滑剤を含み、残部が予備合
    金化粉末を含む粉末混合物を用意する段階と、（ｂ）　
    前記粉末混合物をダイ設備において少なくとも約３０〜
    ６０ｔｓｉ（４．６５〜９．３０トン／ｃｍ２　）の圧
    力で圧縮して生の圧縮体を生成する段階と、（ｃ）　前
    記生の圧縮体を約１３００〜１５００°Ｆ（７００〜８
    １６℃）の温度で２５〜３０分間予備焼結して予備焼結
    された予備成形体を生成する段階と、（ｄ）　前記予備
    焼結された予備成形体を約３０〜６０ｔｓｉ（４．６５
    〜９．３０トン／ｃｍ２　）の圧力で圧縮して２回プレ
    ス済の予備焼結された予備成形体を生成する段階と、（
    ｅ）　前記２回プレス済の予備焼結された予備成形体を
    ２０００〜２４００°Ｆ（１０９０〜１３２０℃）の温
    度で約１５〜６０分間焼結して焼結部品を生成する段階
    とを含む鉄基粉末混合物から焼結部品を調製する方法。
  14. 【請求項１４】　　低合金鋼粉末が約０．３重量％Ｍｎ
    、０．６０重量％Ｍｏ及び約０．４５重量％Ｎｉを含む
    請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】　　低合金鋼粉末が約０．２３重量％Ｍ
    ｎ、０．４８重量％Ｍｏ及び約１．７７重量％Ｎｉを含
    む請求項１３の方法。
  16. 【請求項１６】　　低合金鋼粉末が約０．２重量％未満
    のＭｎ及び約０．８５重量％Ｍｏを含む請求項１３の方
    法。
  17. 【請求項１７】　　請求項１の方法により製造された焼
    結部品。
  18. 【請求項１８】　　請求項１３の方法により製造された
    焼結部品。
  19. 【請求項１９】　　予備合金化粉末混合物から焼結部品
    を調製する方法であって、（ａ）　約０．６重量％のグ
    ラファイト及び約０．５重量％の潤滑剤を含み、残部が
    低合金鋼粉末を含む粉末混合物を用意する段階と、（ｂ
    ）　前記粉末混合物を少なくとも約５０ｔｓｉ（７．７
    ５トン／ｃｍ２　）の圧力で圧縮して生の圧縮体を生成
    する段階と、（ｃ）　前記生の圧縮体を約１５００°Ｆ
    （７６０℃）の温度で約３０分の時間予備焼結して予備
    焼結された予備成形体を生成する段階と、（ｄ）　前記
    予備焼結された予備成形体を少なくとも約５０ｔｓｉ（
    ７．７５トン／ｃｍ２　）の圧力で圧縮して２回プレス
    済の予備焼結された予備成形体を生成する段階と、（ｅ
    ）　前記２回プレス済の予備焼結された予備成形体を少
    なくとも２０００°Ｆ（１０９０℃）の温度で約３０分
    間焼結して焼結部品を生成する段階とを含む予備合金化
    粉末混合物から焼結部品を調製する方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020069395A (ko) * 2001-02-26 2002-09-04 발레오만도전장시스템스코리아 주식회사 스타터의 플라네트리 기어 제조방법
WO2012060452A1 (ja) 2010-11-04 2012-05-10 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013154145A1 (ja) 2012-04-12 2013-10-17 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013154146A1 (ja) 2012-04-12 2013-10-17 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161744A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161745A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161746A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161747A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法、高密度成形装置および高密度３層構造圧粉体
EA019822B1 (ru) * 2010-09-10 2014-06-30 БЁРДЖЕСС-НОРТОН ЭмЭфДжи. КО., ИНК. Зажим топливного инжектора и способ его формирования
KR20190104570A (ko) 2017-02-02 2019-09-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 분말 야금용 혼합분, 소결체, 및 소결체의 제조 방법
KR20190104571A (ko) 2017-02-02 2019-09-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 분말 야금용 혼합분, 소결체, 및 소결체의 제조 방법

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9102290D0 (en) * 1991-02-02 1991-03-20 Mixalloy Ltd Production of flat products
JP3117817B2 (ja) * 1991-11-27 2000-12-18 アスモ株式会社 超音波モータのステータ及びその製造方法
US5334341A (en) * 1992-05-27 1994-08-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for controlling carbon content of injection molding steels during debinding
ATE195276T1 (de) * 1992-12-21 2000-08-15 Stackpole Ltd Verfahren zur herstellung von lagern
JP3572078B2 (ja) * 1993-09-16 2004-09-29 クーエムペー・メタル・パウダーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 焼結部品を製造する方法
US5445787A (en) * 1993-11-02 1995-08-29 Friedman; Ira Method of extruding refractory metals and alloys and an extruded product made thereby
US5594186A (en) * 1995-07-12 1997-01-14 Magnetics International, Inc. High density metal components manufactured by powder metallurgy
EP0934134A4 (en) * 1996-05-13 2003-07-30 Gkn Sinter Metals Inc METHOD FOR PRODUCING HIGH-PERFORMANCE IRON METALS
US5782953A (en) * 1997-01-23 1998-07-21 Capstan Inland Surface hardened powdered metal stainless steel parts
TW415859B (en) * 1998-05-07 2000-12-21 Injex Kk Sintered metal producing method
US6372348B1 (en) 1998-11-23 2002-04-16 Hoeganaes Corporation Annealable insulated metal-based powder particles
US6068813A (en) * 1999-05-26 2000-05-30 Hoeganaes Corporation Method of making powder metallurgical compositions
RU2171159C2 (ru) * 1999-09-28 2001-07-27 Государственное Унитарное предприятие Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" Способ получения износостойкой конструкционной порошковой стали
JP2003514112A (ja) * 1999-11-04 2003-04-15 ヘガネス・コーポレーシヨン 改善された冶金用粉末組成物およびその製造法並びに使用
PL191806B1 (pl) * 1999-12-31 2006-07-31 Inst Obrobki Plastycznej Sposób otrzymywania elementów kształtowych
US6485540B1 (en) 2000-08-09 2002-11-26 Keystone Investment Corporation Method for producing powder metal materials
US6338747B1 (en) 2000-08-09 2002-01-15 Keystone Investment Corporation Method for producing powder metal materials
DE10203283C5 (de) * 2002-01-29 2009-07-16 Gkn Sinter Metals Gmbh Verfahren zur Herstellung von gesinterten Bauteilen aus einem sinterfähigen Material und gesintertes Bauteil
US7585459B2 (en) * 2002-10-22 2009-09-08 Höganäs Ab Method of preparing iron-based components
US20040115084A1 (en) * 2002-12-12 2004-06-17 Borgwarner Inc. Method of producing powder metal parts
US20050147520A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-07 Guido Canzona Method for improving the ductility of high-strength nanophase alloys
US20050163645A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Borgwarner Inc. Method to make sinter-hardened powder metal parts with complex shapes
US20060182648A1 (en) * 2006-05-09 2006-08-17 Borgwarner Inc. Austempering/marquenching powder metal parts
JP5604981B2 (ja) * 2009-05-28 2014-10-15 Ｊｆｅスチール株式会社 粉末冶金用鉄基混合粉末
CN102917819B (zh) * 2010-05-07 2015-04-01 赫格纳斯公司 改进的压实方法
US10544941B2 (en) 2016-12-07 2020-01-28 General Electric Company Fuel nozzle assembly with micro-channel cooling
PL234774B1 (pl) * 2018-02-05 2020-03-31 Altha Powder Metallurgy Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Sposób wytwarzania rdzeni magnetycznych metodą prasowania i spiekania
CN117300131B (zh) * 2023-10-09 2026-02-06 苏州唯创特精密机械有限公司 一种电动射钉枪枪嘴的粉末成型方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE317522B (ja) * 1968-04-16 1969-11-17 Hoeganaes Ab
CA935305A (en) * 1968-06-26 1973-10-16 A.O. Smith-Inland Method of making alloy steel powder
US3720512A (en) * 1970-05-06 1973-03-13 Mitsubishi Metal Mining Co Ltd Closed die forging method of making high density ferrous sintered alloys
SE344968C (sv) * 1970-08-28 1976-02-02 Hoeganaes Ab Pulvermaterial for framstellning av hoglegerat stal med god anlopningsbestendighet och varmhardhet
US3798022A (en) * 1971-02-17 1974-03-19 Federal Mogul Corp Pre-alloyed nickel-free silicon-free minimal oxide low alloy iron powder
US3889350A (en) * 1971-03-29 1975-06-17 Ford Motor Co Method of producing a forged article from prealloyed water-atomized ferrous alloy powder
US3901661A (en) * 1972-04-06 1975-08-26 Toyo Kohan Co Ltd Prealloyed steel powder for formation of structural parts by powder forging and powder forged article for structural parts
JPS5179606A (en) * 1974-11-09 1976-07-12 Toyo Kogyo Co Kotansotetsukeishudobuzaino shoketsuhoho
SE7612279L (sv) * 1976-11-05 1978-05-05 British Steel Corp Finfordelat glodgat stalpulver, samt sett att framstella detta.
JPS5810962B2 (ja) * 1978-10-30 1983-02-28 川崎製鉄株式会社 圧縮性、成形性および熱処理特性に優れる合金鋼粉
JPS61117202A (ja) * 1984-11-10 1986-06-04 Toyota Motor Corp 焼結用低合金鉄粉末
JPS61163239A (ja) * 1985-01-15 1986-07-23 Toyota Motor Corp 高強度焼結合金の製造方法
KR910002918B1 (ko) * 1987-03-13 1991-05-10 미쯔비시마테리알 가부시기가이샤 Fe계 소결합금제 변속기용 동기링
CA1337468C (en) * 1987-08-01 1995-10-31 Kuniaki Ogura Alloyed steel powder for powder metallurgy

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020069395A (ko) * 2001-02-26 2002-09-04 발레오만도전장시스템스코리아 주식회사 스타터의 플라네트리 기어 제조방법
EA019822B1 (ru) * 2010-09-10 2014-06-30 БЁРДЖЕСС-НОРТОН ЭмЭфДжи. КО., ИНК. Зажим топливного инжектора и способ его формирования
WO2012060452A1 (ja) 2010-11-04 2012-05-10 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013154145A1 (ja) 2012-04-12 2013-10-17 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013154146A1 (ja) 2012-04-12 2013-10-17 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161744A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161745A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161746A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法および高密度成形装置
WO2013161747A1 (ja) 2012-04-23 2013-10-31 アイダエンジニアリング株式会社 混合粉末の高密度成形方法、高密度成形装置および高密度３層構造圧粉体
KR20190104570A (ko) 2017-02-02 2019-09-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 분말 야금용 혼합분, 소결체, 및 소결체의 제조 방법
KR20190104571A (ko) 2017-02-02 2019-09-10 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 분말 야금용 혼합분, 소결체, 및 소결체의 제조 방법
US11414731B2 (en) 2017-02-02 2022-08-16 Jfe Steel Corporation Mixed powder for powder metallurgy, sintered body, and method for producing sintered body

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