JPH0472905B2 - - Google Patents
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- JPH0472905B2 JPH0472905B2 JP9898983A JP9898983A JPH0472905B2 JP H0472905 B2 JPH0472905 B2 JP H0472905B2 JP 9898983 A JP9898983 A JP 9898983A JP 9898983 A JP9898983 A JP 9898983A JP H0472905 B2 JPH0472905 B2 JP H0472905B2
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は粉末治金法で得られる焼結鍛造鋼の改
良技術に関するものである。 従来技術 近年、Mn，Cr，Mo，Cu，Niの中の２種類以
上を含有させて焼入性を高めた合金粉末を原料と
し、所定の形に圧粉成形した後、焼結鍛造するい
わゆる焼結鍛造法により自動車部品などをつくる
ことがこころみられている。 例えば上記の合金粉末に潤滑剤としてステアリ
ン酸亜鉛及び黒鉛粉などを所定の割合に添加、混
合し、密度6.0ないし7.2ｇ／cm2に圧粉成形し、焼
結後、熱間で鍛造してほゞ真密度に密度を高め、
通常は焼戻しあるいは焼ならし工程を経て機械加
工を施こし、更に焼入れまたは浸炭焼入れなどの
熱処理工程を通して高強度の焼結鍛造部品とする
こゝろみである。 しかるにこのようにして得た焼結鍛造部品には
原料の成分ならびに工程に由来する欠隔があり該
部品の利用の途を制限しているのが現状である。
すなわち第一に、従来の焼結鍛造鋼は機械加工の
際の被削性が悪く、製造コストの節減効果を減殺
する。第二に上記の焼結鍛造部品の製造工程にお
ける熱処理、特に焼入れ工程または浸炭焼入れ工
程における寸法収縮すなわち熱処理歪のばらつき
が大きいため、部品機能の発揮に不可欠な寸法精
度内におさめることが困難である。そこで寸法精
度を高めるために、焼入れ工程または浸炭焼入れ
工程の後に、通常はさらに焼戻し工程をはさんで
機械加工により補正するので製造コストの大巾な
上昇がさけられない。 以上、二つの問題点があるため焼結鍛造法は、
他の製造法、例えば溶解材からの塑性加工法に比
べて、製造コストが所期のようには安くならず開
発が進んでいない。 発明の目的 本発明は上記の問題を解決し、被削性が改善さ
れ、且つ熱処理歪の安定した焼結鍛造部品の提供
を目的とするものである。 発明の構成 本発明者等は熱処理歪の発生原因及びその防止
策につき考究し、Nb，Al，Ｖ等の窒化物または
炭化物形成金属がオーステナイトの結晶成長を抑
制する傾向のあることに想到した。そしてまた硫
化マンガン、硫化銅等の硫化物が存在すると切削
屑が連続せず、切削処理性が良好であるとともに
工具の摩耗の少ないことに着目して本発明を完成
した。 すなわち本発明の焼結鍛造部品は重量比で
Mn0.1ないし0.9％、Cr0.1〜1.2％、Mo0.1〜1.0
％、Cu0.1〜2.0％、Ni0.1〜2.0％の金属のなかの
２種以上及びNb0.01〜0.2％、Al0.005〜0.1％、
V0.02〜0.2％のなかの１種以上及びS0.03〜0.3％
を含有し、残部Fe及びC0.4％以下及びSi0.05％以
下からなる合金粉末を原料としてなることを特徴
とするものである。 作 用 一般に焼結合金は鉄を主成分として、Mn，
Cr，Mo，Ni等の鉄系金属をそれぞれ数％、ある
いは10％を超える比率で含有し、さらに通常0.4
％以下のＣ、0.05％以下のSiを含む合金粉末から
製造されるが焼結鍛造部品の場合には空孔部がな
いのでMn，Cr，Mo，Ni等は上記程の量を必要
としない。かえつて成形に困難を来たすことがあ
るので重量比にして0.1ないし数％の範囲が好ま
しい。但し鍛造部品の焼入れ性を高めるために
は、上記Mn，Cr，Mo，Ni及びCuのなかの２種
以上含有することが必要である。従つて、本発明
部品の原料としては、重量比でMn0.1〜0.9％、
Cr0.1〜1.2％、Mo0.1〜1.0％、Cu0.1〜2.0％、
Ni0.1〜2.0％のなかの２種以上を含有することが
必要である。 Nb含有量は0.01％未満では浸炭焼入れ歪のば
らつきの低減効果がなく、また0.2％を越えると
難還元性の酸化物が多くなり、特に衝撃値の大巾
な低下が明らかとなつたため、Nbの含有量は
0.01〜0.2％とした。また高周波焼入れ時の歪の
ばらつきについても同様の効果が認められた。次
にAl及びＶの添加量についても同様の効果が認
められAlの含有量を0.005〜0.1％、Ｖの含有量を
0.02〜0.2％とした。 さらにＳの含有量については、0.03％未満では
被削性の改善効果がなく、0.3％を越えると引張
強度の大巾な低下が明らかになつたため0.03〜
0.3％とした。 以下本発明を実施例を用いて更に詳細に説明す
る。 実施例 実施例 １ 第１表に示す如く、Nb及びＳ以外はほゞ一定
の組成の合金粉末を用いて焼結鍛造部品を製造
し、熱処理歪のばらつきに対する影響を比較し
た。
良技術に関するものである。 従来技術 近年、Mn，Cr，Mo，Cu，Niの中の２種類以
上を含有させて焼入性を高めた合金粉末を原料と
し、所定の形に圧粉成形した後、焼結鍛造するい
わゆる焼結鍛造法により自動車部品などをつくる
ことがこころみられている。 例えば上記の合金粉末に潤滑剤としてステアリ
ン酸亜鉛及び黒鉛粉などを所定の割合に添加、混
合し、密度6.0ないし7.2ｇ／cm2に圧粉成形し、焼
結後、熱間で鍛造してほゞ真密度に密度を高め、
通常は焼戻しあるいは焼ならし工程を経て機械加
工を施こし、更に焼入れまたは浸炭焼入れなどの
熱処理工程を通して高強度の焼結鍛造部品とする
こゝろみである。 しかるにこのようにして得た焼結鍛造部品には
原料の成分ならびに工程に由来する欠隔があり該
部品の利用の途を制限しているのが現状である。
すなわち第一に、従来の焼結鍛造鋼は機械加工の
際の被削性が悪く、製造コストの節減効果を減殺
する。第二に上記の焼結鍛造部品の製造工程にお
ける熱処理、特に焼入れ工程または浸炭焼入れ工
程における寸法収縮すなわち熱処理歪のばらつき
が大きいため、部品機能の発揮に不可欠な寸法精
度内におさめることが困難である。そこで寸法精
度を高めるために、焼入れ工程または浸炭焼入れ
工程の後に、通常はさらに焼戻し工程をはさんで
機械加工により補正するので製造コストの大巾な
上昇がさけられない。 以上、二つの問題点があるため焼結鍛造法は、
他の製造法、例えば溶解材からの塑性加工法に比
べて、製造コストが所期のようには安くならず開
発が進んでいない。 発明の目的 本発明は上記の問題を解決し、被削性が改善さ
れ、且つ熱処理歪の安定した焼結鍛造部品の提供
を目的とするものである。 発明の構成 本発明者等は熱処理歪の発生原因及びその防止
策につき考究し、Nb，Al，Ｖ等の窒化物または
炭化物形成金属がオーステナイトの結晶成長を抑
制する傾向のあることに想到した。そしてまた硫
化マンガン、硫化銅等の硫化物が存在すると切削
屑が連続せず、切削処理性が良好であるとともに
工具の摩耗の少ないことに着目して本発明を完成
した。 すなわち本発明の焼結鍛造部品は重量比で
Mn0.1ないし0.9％、Cr0.1〜1.2％、Mo0.1〜1.0
％、Cu0.1〜2.0％、Ni0.1〜2.0％の金属のなかの
２種以上及びNb0.01〜0.2％、Al0.005〜0.1％、
V0.02〜0.2％のなかの１種以上及びS0.03〜0.3％
を含有し、残部Fe及びC0.4％以下及びSi0.05％以
下からなる合金粉末を原料としてなることを特徴
とするものである。 作 用 一般に焼結合金は鉄を主成分として、Mn，
Cr，Mo，Ni等の鉄系金属をそれぞれ数％、ある
いは10％を超える比率で含有し、さらに通常0.4
％以下のＣ、0.05％以下のSiを含む合金粉末から
製造されるが焼結鍛造部品の場合には空孔部がな
いのでMn，Cr，Mo，Ni等は上記程の量を必要
としない。かえつて成形に困難を来たすことがあ
るので重量比にして0.1ないし数％の範囲が好ま
しい。但し鍛造部品の焼入れ性を高めるために
は、上記Mn，Cr，Mo，Ni及びCuのなかの２種
以上含有することが必要である。従つて、本発明
部品の原料としては、重量比でMn0.1〜0.9％、
Cr0.1〜1.2％、Mo0.1〜1.0％、Cu0.1〜2.0％、
Ni0.1〜2.0％のなかの２種以上を含有することが
必要である。 Nb含有量は0.01％未満では浸炭焼入れ歪のば
らつきの低減効果がなく、また0.2％を越えると
難還元性の酸化物が多くなり、特に衝撃値の大巾
な低下が明らかとなつたため、Nbの含有量は
0.01〜0.2％とした。また高周波焼入れ時の歪の
ばらつきについても同様の効果が認められた。次
にAl及びＶの添加量についても同様の効果が認
められAlの含有量を0.005〜0.1％、Ｖの含有量を
0.02〜0.2％とした。 さらにＳの含有量については、0.03％未満では
被削性の改善効果がなく、0.3％を越えると引張
強度の大巾な低下が明らかになつたため0.03〜
0.3％とした。 以下本発明を実施例を用いて更に詳細に説明す
る。 実施例 実施例 １ 第１表に示す如く、Nb及びＳ以外はほゞ一定
の組成の合金粉末を用いて焼結鍛造部品を製造
し、熱処理歪のばらつきに対する影響を比較し
た。
【表】
水噴霧法で製造した第１表に示す成分系で粒度
が60メツシユ以下の合金粉にカーボン粉末と潤滑
剤であるステアリン酸亜鉛をそれぞれ0.3％、0.6
％混合し、密度6.8ｇ/cm3の小円盤に圧粉成形し
た。次にRXガス中1150℃で30分間加熱後、1050
℃にて軸方向に熱間鍛造し真密度に密度を上昇せ
しめ直ちに油中で冷却した。さらに窒素雰囲気
中、400℃で60分間焼戻し、直径50mm厚さ15mmの
円盤を製造した。そしてこの円盤を用いて被削性
試験を行ない、また別の円盤をネービーＣリング
の形に機械加工して熱処理試験を行なつた。 被削性試験 上記の円盤を用い、切削速度100m／分、送り
0.25m／rev.、切り込み2.0mmで５分間外周を旋削
し、超硬バイト横逃げ面の最大摩耗巾を測定しそ
の結果を第１図に示した。 熱処理試験 円盤に機械加工を施こして、第４図に示す内径
d127mm、外径d244mm、リングの開口巾a5mm、内外
径の中心間距離b7.5mm、厚さ10mmのネービーＣリ
ングをそれぞれの合金粉について20個製造した。
次にすべてのネービーＣリングをRX雰囲気中、
920℃で60分間浸炭焼入れ処理し、直ちに油焼入
れした後、開口巾ａを測定して当初の値との差、
すなわち熱処理歪を測定し、各測定値間のばらつ
き（6σ）を算出し、第１図に示した。 第１図に示す如く、比較例では横逃げ面の最大
摩耗巾が約0.3mmであるのに対し実施例では0.1な
いし0.16mmに減少した。また熱処理歪のばらつき
は比較例が6σで125μであるのに対し、実施例で
は約50μに減少した。さらに他の成分系の合金粉
についてもNb及びＳの同様の添加効果が認めら
れた。 実施例 ２ 水噴霧法で製造した第２表に示すようにAl及
びＳ以外はほゞ一定の成分系では粒度が60メツシ
ユ以下の合金粉にカーボン粉末と潤滑剤であるス
テアリン酸亜鉛をそれぞれ0.55％、0.6％混合し、
密度6.5ｇ/cm3の小円盤に圧粉成形した。次にAX
ガス中、1300℃で10分間加熱後1050℃にて軸方向
に熱間鍛造し真密度に密度を上昇せしめ直ちに油
中で冷却した。さらに窒素雰囲気中、400℃で60
分間焼戻し、直径50mm、厚さ15mmの円盤を製造し
た。そしてこの円盤を用いて実施例１と同様に被
削性と熱処理歪のばらつきに関する試験を行ない
その結果を第２図に示した。
が60メツシユ以下の合金粉にカーボン粉末と潤滑
剤であるステアリン酸亜鉛をそれぞれ0.3％、0.6
％混合し、密度6.8ｇ/cm3の小円盤に圧粉成形し
た。次にRXガス中1150℃で30分間加熱後、1050
℃にて軸方向に熱間鍛造し真密度に密度を上昇せ
しめ直ちに油中で冷却した。さらに窒素雰囲気
中、400℃で60分間焼戻し、直径50mm厚さ15mmの
円盤を製造した。そしてこの円盤を用いて被削性
試験を行ない、また別の円盤をネービーＣリング
の形に機械加工して熱処理試験を行なつた。 被削性試験 上記の円盤を用い、切削速度100m／分、送り
0.25m／rev.、切り込み2.0mmで５分間外周を旋削
し、超硬バイト横逃げ面の最大摩耗巾を測定しそ
の結果を第１図に示した。 熱処理試験 円盤に機械加工を施こして、第４図に示す内径
d127mm、外径d244mm、リングの開口巾a5mm、内外
径の中心間距離b7.5mm、厚さ10mmのネービーＣリ
ングをそれぞれの合金粉について20個製造した。
次にすべてのネービーＣリングをRX雰囲気中、
920℃で60分間浸炭焼入れ処理し、直ちに油焼入
れした後、開口巾ａを測定して当初の値との差、
すなわち熱処理歪を測定し、各測定値間のばらつ
き（6σ）を算出し、第１図に示した。 第１図に示す如く、比較例では横逃げ面の最大
摩耗巾が約0.3mmであるのに対し実施例では0.1な
いし0.16mmに減少した。また熱処理歪のばらつき
は比較例が6σで125μであるのに対し、実施例で
は約50μに減少した。さらに他の成分系の合金粉
についてもNb及びＳの同様の添加効果が認めら
れた。 実施例 ２ 水噴霧法で製造した第２表に示すようにAl及
びＳ以外はほゞ一定の成分系では粒度が60メツシ
ユ以下の合金粉にカーボン粉末と潤滑剤であるス
テアリン酸亜鉛をそれぞれ0.55％、0.6％混合し、
密度6.5ｇ/cm3の小円盤に圧粉成形した。次にAX
ガス中、1300℃で10分間加熱後1050℃にて軸方向
に熱間鍛造し真密度に密度を上昇せしめ直ちに油
中で冷却した。さらに窒素雰囲気中、400℃で60
分間焼戻し、直径50mm、厚さ15mmの円盤を製造し
た。そしてこの円盤を用いて実施例１と同様に被
削性と熱処理歪のばらつきに関する試験を行ない
その結果を第２図に示した。
【表】
第２図に示す如く比較例では横逃げ面の最大摩
耗巾が約0.4mmであるのに対し、実施例では0.15
ないし0.2mmに減少した。また歪のばらつきは比
較例が6σで150μであるのに対し実施例では50な
いし70μに減少した。さらに他の成分系の合金粉
についてもＳ及びAlの同様の添加効果が認めら
れた。 実施例 ３ 水噴霧法で製造した第３表に示すようにＶ及び
Ｓ以外はほゞ一定の成分系で粒度が60メツシユ以
下の合金粉にカーボン粉末と潤滑剤であるステア
リン酸亜鉛をそれぞれ0.3％、0.6％混合し、密度
6.6ｇ/cm3の小円盤に圧粉成形した。次にAXガス
中、1200℃で20分間加熱後1000℃にて軸方向に熱
間鍛造し真密度に密度を上昇せしめ直ちに油中で
冷却した。さらに窒素雰囲気、400℃で60分間焼
戻し、直径50mm、厚さ15mmの円盤を製造した。そ
してこの円盤を用いて実施例１と同様に被削性と
熱処理歪のばらつきに関する試験を行ないその結
果を第３図に示した。 以上の実施例はすべて小円盤とネービーＣリン
グによる結果であるがコネクチングロツドや各種
ギア等の部品に対しても同様の効果が期待でき
る。 発明の効果 上記の如く本発明の焼結鍛造部品は被削性が改
善されているため切削工具の摩耗が少なく、動力
費も節減される。また焼入れ工程あるいは浸炭焼
入れ工程において生ずる熱処理歪のばらつきが少
ないことも歪補正のための機械加工を不要にし、
被削性の改善と相俟つて製造コストを大巾に低下
せしめた。これらの効果は溶解材からの鍛造部品
に比較して、もともと製造コストの安価な焼結鍛
造部品に広い利用の途をひらくものである。
耗巾が約0.4mmであるのに対し、実施例では0.15
ないし0.2mmに減少した。また歪のばらつきは比
較例が6σで150μであるのに対し実施例では50な
いし70μに減少した。さらに他の成分系の合金粉
についてもＳ及びAlの同様の添加効果が認めら
れた。 実施例 ３ 水噴霧法で製造した第３表に示すようにＶ及び
Ｓ以外はほゞ一定の成分系で粒度が60メツシユ以
下の合金粉にカーボン粉末と潤滑剤であるステア
リン酸亜鉛をそれぞれ0.3％、0.6％混合し、密度
6.6ｇ/cm3の小円盤に圧粉成形した。次にAXガス
中、1200℃で20分間加熱後1000℃にて軸方向に熱
間鍛造し真密度に密度を上昇せしめ直ちに油中で
冷却した。さらに窒素雰囲気、400℃で60分間焼
戻し、直径50mm、厚さ15mmの円盤を製造した。そ
してこの円盤を用いて実施例１と同様に被削性と
熱処理歪のばらつきに関する試験を行ないその結
果を第３図に示した。 以上の実施例はすべて小円盤とネービーＣリン
グによる結果であるがコネクチングロツドや各種
ギア等の部品に対しても同様の効果が期待でき
る。 発明の効果 上記の如く本発明の焼結鍛造部品は被削性が改
善されているため切削工具の摩耗が少なく、動力
費も節減される。また焼入れ工程あるいは浸炭焼
入れ工程において生ずる熱処理歪のばらつきが少
ないことも歪補正のための機械加工を不要にし、
被削性の改善と相俟つて製造コストを大巾に低下
せしめた。これらの効果は溶解材からの鍛造部品
に比較して、もともと製造コストの安価な焼結鍛
造部品に広い利用の途をひらくものである。
第１図は実施例１の試験結果を示すグラフを表
わし、第２図は実施例２の試験結果を示すグラフ
を表わし、第３図は実施例３の試験結果を示すグ
ラフを表わし、第４図はネービーＣリングの平面
図を表わす。
わし、第２図は実施例２の試験結果を示すグラフ
を表わし、第３図は実施例３の試験結果を示すグ
ラフを表わし、第４図はネービーＣリングの平面
図を表わす。
Claims (1)
- １ 重量比でMn0.1〜0.9％、Cr0.1〜1.2％、
Mo0.1〜1.0％、Cu0.1〜2.0％、Ni0.1〜2.0％の金
属のなかの２種以上及びNb0.01〜0.2％、Al0.005
〜0.1％、V0.02〜0.2％のなかの１種以上及び
S0.03〜0.3％を含有し、かつC0.4％以下、Si0.05
％以下、残部Feと一部の不純物とからなること
を特徴とする熱処理歪の安定した快削性焼結鍛造
部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9898983A JPS59226153A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 熱処理歪の安定した快削性焼結鍛造部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9898983A JPS59226153A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 熱処理歪の安定した快削性焼結鍛造部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226153A JPS59226153A (ja) | 1984-12-19 |
| JPH0472905B2 true JPH0472905B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=14234401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9898983A Granted JPS59226153A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 熱処理歪の安定した快削性焼結鍛造部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226153A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1048290C (zh) * | 1993-09-01 | 2000-01-12 | 川崎制铁株式会社 | 切削性和尺寸精度优良的雾化钢粉 |
-
1983
- 1983-06-03 JP JP9898983A patent/JPS59226153A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1048290C (zh) * | 1993-09-01 | 2000-01-12 | 川崎制铁株式会社 | 切削性和尺寸精度优良的雾化钢粉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59226153A (ja) | 1984-12-19 |
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