JPH04362103A

JPH04362103A - ステンレス鋼焼結体の製造方法

Info

Publication number: JPH04362103A
Application number: JP3163419A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Otsubo; 宏大坪; Keiichi Maruta; 慶一丸田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1992-12-15

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、粉末冶金による高密度
ステンレス鋼焼結体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金法は、溶解鋳造法では製造に長
い複雑な工程を要する部材を、短い工程で容易に大量生
産することができる。従来の粉末冶金では、粒径６０〜
１００μｍの粉末を使用して圧縮成形していたが、焼結
体の焼結密度比が高々９０％程度で、溶解鋳造品に比べ
ると、機械的特性や磁気特性が劣っていた。

【０００３】一方、最近の粉末冶金の技術進歩によって
、微粉の使用が容易になり、平均粒径２０μｍ以下の微
粉を使用すると焼結性が良くなり、９０％以上、さらに
は９５％以上の焼結密度比を得ることができるようにな
った。この場合、成形方法としては圧縮成形、射出成形
、スリップキャスティングなどがあり、それぞれ原料微
粉を金型充填性の良い造粒処理、熱可塑性樹脂などによ
る射出成形可能なコンパウンド化処理、スラリ−化処理
をし、工業的な成形を可能にしている。

【０００４】このような微粉を成形・焼結して高密度の
焼結体を製造するにあたり、焼結体の形状を健全に保つ
ことが難しいという問題点がある。従来の粉末冶金であ
れば金属粉末粒子どうしが圧縮成形において高い圧力に
よって密着し、ある程度の強度をもった成形体ができる
。その成形体が焼結されるとき、常に成形体の初期強度
程度の強度を保って焼結が始まるので、形が崩れること
が少ない。ところが、微粉の場合、成形のときはバイン
ダ−を助剤として成形体強度が保たれているが、焼結工
程において、昇温途上初期にバインダ−が除去されるの
で、その後高温で焼結が開始するまでに成形体強度がき
わめて脆弱となる段階を通過する。とくに水アトマイズ
ステンレス鋼粉の場合には、その表面がＣｒ、Ｍｎ、Ｓ
ｉなどの難還元性の酸化皮膜で覆われるため、バインダ
−除去後焼結が高温まで開始しないので、その間に、成
形体の自重、不均一な熱応力などによって、好ましくな
い変形が起こり、最終的な焼結体の形状が変形してしま
うという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ステンレス
鋼焼結体の製造に際し、バインダー除去後焼結が開始す
る前の成形体が脆弱となる段階において、成形体の強度
を上げるための技術を提供するためになされたものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明者らは鋭意研究を進めた結果、ステンレス鋼
粉末に微細な鉄粉を混合し成形・焼結すれば、鉄粉の表
面の酸化物は容易に還元されるため、焼結が進み、ステ
ンレス鋼粉末の粒子の付着剤として働き、その時点で成
形体の強度を改善して、自重などによる変形を未然に防
ぐことができることを見出し、この知見に基づいて本発
明をなすにいたった。

【０００７】すなわち、本発明は平均粒径１〜２０μｍ
の水アトマイズステンレス鋼粉１００重量部に対して、
平均粒径１〜１５μｍの鉄粉を１〜２０重量部添加し、
成形・焼結するステンレス焼結体の製造方法である。

【０００８】

【作用】本発明の構成、作用を以下に説明する。本発明
を実施するにあたって、最終焼結体の化学組成が目標値
になるように、ステンレス鋼粉のＣｒ，Ｎｉ，Ｍｏなど
の含有率を混合前に調整しておく。そしてステンレス鋼
粉末１００重量部に対する鉄粉の添加量は１〜２０重量
部とする。

【０００９】使用するステンレス鋼粉は、平均粒径が１
μｍより小さいと製造コストが高くなり、一方、平均粒
径が１〜２０μｍをこえると焼結性が不十分であるから
平均粒径を１〜２０μｍの範囲とする。添加する鉄粉は
、平均粒径が１μｍより小さいと製造コストが高くなり
、一方平均粒径が１５μｍを越えると焼結性が低下し、
期待する効果が十分得られないので、平均粒径を１〜１
５μｍとした。添加量は、１００重量部に対して、１重
量部未満では、焼結途中の強度向上の効果が見られず、
一方２０重量部をこえてもその効果は飽和するので、添
加量は１〜２０重量部の範囲とする。

【００１０】

【実施例】（実施例１）平均粒径　　１．３、　　４．
９、　　８．３、　　１１．６、１７．０、　　２３．
６μｍの高圧水アトマイズＳＵＳ３０４ステンレス鋼粉
と平均粒径４．５μｍのカーボニル鉄粉を用意した。各
ステンレス鋼粉に鉄粉を添加しないもの（比較例）と、
ステンレス鋼粉１００重量部にたいして、鉄粉を３．０
重量部添加したもの（実施例）を用意した。各ステンレ
ス鋼粉の化学組成は、鉄粉３．０重量部混合したとき、
Ｃｒ：１８重量％（以下％と略す），Ｎｉ：８．５％に
なるように、調整してある。それぞれの混合物に樟脳を
２％添加し、２ｔ／ｃｍ２　の圧力で、長さ３５ｍｍ、
幅１０ｍｍ、高さ５ｍｍの直方体の成形体を成形した。

【００１１】成形体を、２５ｍｍ間隔で立たせたアルミ
ナ角棒に跨がるように載せ、真空中、１００　Ｃ／ｍｉ
ｎの速度で昇温し、１２５００Ｃで２時間保持した。冷
却後、焼結体の密度をアルキメデス法で測定した。自重
により焼結体の長手方向の中央部が下方に沈んだ距離を
変形量として測定した。表１に測定結果を示す。鉄粉を
添加した実施例の場合には自重による変形が抑制され、
かつ焼結体の密度比が高い。

【００１２】

【表１】

【００１３】（実施例２）平均粒径９〜１１μｍの高圧
水アトマイズステンレス鋼粉と２．１、　　７．５、　
　１３．４、　　２０．３μｍの鉄粉を高圧水アトマイ
ズステンレス鋼粉１００重量部に対し３．０重量部添加
したものを用意した。高圧水アトマイズステンレス鋼粉
は、鉄粉を添加した後、Ｃｒ：１８％、Ｎｉ：８．５％
になるように調整してある。なお、鉄粉は銑鉄を粉砕し
、所定の粒度に揃え、脱炭したものを使用している。実
施例１と同様に成形・焼結して密度と変形量を測定した
。表２に結果を示す。表２から本発明の実施例のみが変
形抑制効果があることが明らかである。

【００１４】

【表２】（注）実施例の鉄粉添加量は３．０重量部である。

【００１５】（実施例３）平均粒径９〜１１μｍの高圧
水アトマイズステンレス鋼粉に平均粒径４．５μｍのカ
−ボニル鉄粉を、ステンレス鋼粉１００重量部に対し、
０．５、　　２、５、　　１５、　　２０重量部添加し
たものを用意した。ステンレス鋼粉は、混合後、Ｃｒ：
１８重量％：Ｎｉ：８．５重量％となるように調整して
ある。それぞれを実施例１と同様に成形・焼結して密度を測定
した。結果を表３に示す。表３から、本発明の実施例の
みが変形抑制効果があることが明らかである。

【００１６】

【表３】（注）添加鉄粉の平均粒径は４．５μｍである。

【００１７】

【発明の効果】以上に示した通り、本発明によれば、寸
法精度が良く、高密度のステンレス鋼焼結体を製造でき
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　平均粒径１〜２０μｍの水アトマイズ
ステンレス鋼粉１００重量部に対して、平均粒径、１〜
１５μｍの鉄粉を１〜２０重量部添加し、成形・焼結す
るステンレス鋼焼結体の製造方法。