JPH05295406A - 鉄系焼結鍛造材料の製造方法 - Google Patents
鉄系焼結鍛造材料の製造方法Info
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- JPH05295406A JPH05295406A JP9978792A JP9978792A JPH05295406A JP H05295406 A JPH05295406 A JP H05295406A JP 9978792 A JP9978792 A JP 9978792A JP 9978792 A JP9978792 A JP 9978792A JP H05295406 A JPH05295406 A JP H05295406A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 鉄系焼結鍛造・浸炭材料の製造に際し、水ア
トマイズ鉄系粉末の成形体を、焼結後、室温まで冷却し
たのち、鍛造に先立つ加熱処理時に、1000℃以上、1200
℃以下の温度範囲にて、カーボンポテンシャル 0.7％以
上、 1.1％以下の条件下で浸炭処理を施す。その後直ち
に鍛造、焼入れし、しかるのち焼戻し処理を施すことを
特徴とする鉄系焼結鍛造材料の製造方法。 【効果】 浸炭処理を短時間でできるだけでなく、酸化
が抑制され、また鍛造後の熱処理を省略できるので、高
密度、高強度さらには高耐摩耗性の鉄系焼結鍛造材料が
安価に得られる。
トマイズ鉄系粉末の成形体を、焼結後、室温まで冷却し
たのち、鍛造に先立つ加熱処理時に、1000℃以上、1200
℃以下の温度範囲にて、カーボンポテンシャル 0.7％以
上、 1.1％以下の条件下で浸炭処理を施す。その後直ち
に鍛造、焼入れし、しかるのち焼戻し処理を施すことを
特徴とする鉄系焼結鍛造材料の製造方法。 【効果】 浸炭処理を短時間でできるだけでなく、酸化
が抑制され、また鍛造後の熱処理を省略できるので、高
密度、高強度さらには高耐摩耗性の鉄系焼結鍛造材料が
安価に得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄系焼結鍛造材料の
製造方法に関し、とくに高密度、高強度の鉄系焼結鍛造
材料を安価にしかも表面酸化の抑制下に製造しようとす
るものである。
製造方法に関し、とくに高密度、高強度の鉄系焼結鍛造
材料を安価にしかも表面酸化の抑制下に製造しようとす
るものである。
【０００２】
【従来の技術】焼結材料又は焼結体をさらに鍛造した焼
結鍛造材料は、主に自動車部品をその用途としている
が、近年における、自動車の熱費向上及びエンジンの高
出力化に対応すべく、かかる焼結材料には一層の高密度
・高強度化さらには高耐摩耗性が要求されている。高密
度化には、焼結鍛造プロセスが適していることが知られ
ていて（例えば特開昭49-65908号公報）、かかるプロセ
スを用いることにより、7.6 g/cm3 以上の密度の鉄系材
料が得られている。そして最近では、より一層焼結鍛造
に適した鋼粉の開発が進められている（例えば特開昭60
−169501号公報）。
結鍛造材料は、主に自動車部品をその用途としている
が、近年における、自動車の熱費向上及びエンジンの高
出力化に対応すべく、かかる焼結材料には一層の高密度
・高強度化さらには高耐摩耗性が要求されている。高密
度化には、焼結鍛造プロセスが適していることが知られ
ていて（例えば特開昭49-65908号公報）、かかるプロセ
スを用いることにより、7.6 g/cm3 以上の密度の鉄系材
料が得られている。そして最近では、より一層焼結鍛造
に適した鋼粉の開発が進められている（例えば特開昭60
−169501号公報）。
【０００３】しかしながら、従来の焼結鍛造プロセス
は、混粉→成形→焼結→（再加熱）→鍛造→（熱処理）
（括弧内は不要の場合もある）と工数が嵩むことから、
コストが焼結材料よりも高くなる。しかも、鍛造に際し
ては、材料が高温の大気中に曝されることから、この時
の酸化が材料特性に悪影響を及ぼす。そしてこのような
酸化は、高耐摩耗性材料として注目されているCr系材料
でとくに問題となる。
は、混粉→成形→焼結→（再加熱）→鍛造→（熱処理）
（括弧内は不要の場合もある）と工数が嵩むことから、
コストが焼結材料よりも高くなる。しかも、鍛造に際し
ては、材料が高温の大気中に曝されることから、この時
の酸化が材料特性に悪影響を及ぼす。そしてこのような
酸化は、高耐摩耗性材料として注目されているCr系材料
でとくに問題となる。
【０００４】この問題の解決策として、黒鉛を塗布する
技術が提案（特開平３-56602号公報）されているが、や
はりコスト的な不利は否めない。
技術が提案（特開平３-56602号公報）されているが、や
はりコスト的な不利は否めない。
【０００５】その他、特開昭58-73702号公報には、油ア
トマイズ粉を用いた粉末鍛造品の製造方法が開示されて
いるが、油アトマイズ粉はＣ量が高いために圧縮性が低
く、高圧力で成形する必要があることから、金型寿命を
低下させるだけでなく、コストの上昇を招く。また特開
昭58-73702号公報に開示されている、焼結後、直ちに浸
炭処理を施す技術は、焼結冷却過程におけるγ→α変態
による細粒化が期待できず、材料特性の点で不利が残
る。
トマイズ粉を用いた粉末鍛造品の製造方法が開示されて
いるが、油アトマイズ粉はＣ量が高いために圧縮性が低
く、高圧力で成形する必要があることから、金型寿命を
低下させるだけでなく、コストの上昇を招く。また特開
昭58-73702号公報に開示されている、焼結後、直ちに浸
炭処理を施す技術は、焼結冷却過程におけるγ→α変態
による細粒化が期待できず、材料特性の点で不利が残
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
現状に鑑み開発されたもので、鍛造時における酸化を効
果的に抑制することにより、高密度、高強度さらには高
耐摩耗性の鉄系焼結鍛造材料を安価に得ることができる
製造方法を提案することを目的とする。
現状に鑑み開発されたもので、鍛造時における酸化を効
果的に抑制することにより、高密度、高強度さらには高
耐摩耗性の鉄系焼結鍛造材料を安価に得ることができる
製造方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、水
アトマイズ鉄系粉末の成形体を、焼結後、室温まで冷却
したのち、鍛造に先立つ加熱処理時に、1000℃以上、12
00℃以下の温度範囲にて、カーボンポテンシャル 0.7％
以上、 1.1％以下の条件下で浸炭処理を施し、その後直
ちに鍛造、焼入れし、しかるのち焼戻し処理を施すこと
を特徴とする鉄系焼結鍛造材料の製造方法である。この
発明において、鉄系焼結材料としては、Crを 0.5〜3.0
wt％（以下単に％で示す）含有するものがとりわけ有利
に適合する。
アトマイズ鉄系粉末の成形体を、焼結後、室温まで冷却
したのち、鍛造に先立つ加熱処理時に、1000℃以上、12
00℃以下の温度範囲にて、カーボンポテンシャル 0.7％
以上、 1.1％以下の条件下で浸炭処理を施し、その後直
ちに鍛造、焼入れし、しかるのち焼戻し処理を施すこと
を特徴とする鉄系焼結鍛造材料の製造方法である。この
発明において、鉄系焼結材料としては、Crを 0.5〜3.0
wt％（以下単に％で示す）含有するものがとりわけ有利
に適合する。
【０００８】
【作用】高強度焼結鍛造材料を得るためには、一般に焼
結鍛造後、浸炭処理が施されるが、かかる浸炭処理は鍛
造材の密度が高くなるに伴い長時間を必要とする。この
点この発明では、鍛造時の加熱プロセスにおいて浸炭処
理を行うものであるから、低密度において浸炭が実施で
き、従って浸炭時間を短くできると共に、鍛造後の熱処
理を省略することができ、製造プロセス及び製造コスト
上極めて有利である。また鍛造時には材料表面が高炭素
化されているために、酸化も抑制される。さらに焼結
後、一旦室温まで冷却するので、結晶粒の微細化も実現
できる。
結鍛造後、浸炭処理が施されるが、かかる浸炭処理は鍛
造材の密度が高くなるに伴い長時間を必要とする。この
点この発明では、鍛造時の加熱プロセスにおいて浸炭処
理を行うものであるから、低密度において浸炭が実施で
き、従って浸炭時間を短くできると共に、鍛造後の熱処
理を省略することができ、製造プロセス及び製造コスト
上極めて有利である。また鍛造時には材料表面が高炭素
化されているために、酸化も抑制される。さらに焼結
後、一旦室温まで冷却するので、結晶粒の微細化も実現
できる。
【０００９】以下、この発明を具体的に説明する。 焼結体の組成；この発明において、焼結体の原料粉末組
成については、とくに限定されることはなく、従来公知
の焼結鍛造用鉄系粉末であれば、いずれもが適合する
が、Crは酸化作用が強い元素であるから、この発明の効
果は、特にCr系合金鋼粉において大きい。ここにCr系合
金鋼粉において、Cr量が 0.5％未満では耐摩耗性の改善
が十分とはいえず、一方 3.0％を超えると表面酸化量が
多くなるので、Crは 0.5〜3.0 ％程度含有させることが
好ましい。なおこの発明において、原料粉末を水アトマ
イズ粉に限定したのは、製造コストが低いことと、油ア
トマイズ粉ではＣを脱炭するのに長時間の加熱が必要
で、とくにＣ量の高い粉末では圧縮性が上がらないこと
もあって、酸化量が増大することの理由による。
成については、とくに限定されることはなく、従来公知
の焼結鍛造用鉄系粉末であれば、いずれもが適合する
が、Crは酸化作用が強い元素であるから、この発明の効
果は、特にCr系合金鋼粉において大きい。ここにCr系合
金鋼粉において、Cr量が 0.5％未満では耐摩耗性の改善
が十分とはいえず、一方 3.0％を超えると表面酸化量が
多くなるので、Crは 0.5〜3.0 ％程度含有させることが
好ましい。なおこの発明において、原料粉末を水アトマ
イズ粉に限定したのは、製造コストが低いことと、油ア
トマイズ粉ではＣを脱炭するのに長時間の加熱が必要
で、とくにＣ量の高い粉末では圧縮性が上がらないこと
もあって、酸化量が増大することの理由による。
【００１０】焼結体の浸炭条件；浸炭処理の際の加熱温
度は、1000℃以上、1200℃以下とする。というのは1000
℃に満たないと鍛造時における塑性変形抵抗が大きく、
健全な材料が得られないだけでなく、高密度化が達成で
きず、一方1200℃を超えると漸進的効果がなく、液相生
成により浸炭性が低下するなどの問題を生じるからであ
る。またカーボンポテンシャルは、0.7 ％以上、1.1 ％
以下とする。というのは、0.7 ％未満では表面硬さ及び
引張強さが低下し、一方 1.1％を超えると過浸炭とな
り、やはり表面硬さ及び引張強さの低下を招くからであ
る。なお成形体密度が 6.4 g/cm3未満では酸化量が大き
くなり、一方 7.0 g/cm3を超えると浸炭に長時間を要す
るので、成形体密度は 6.4〜7.0 g/cm3 程度とするのが
好ましい。
度は、1000℃以上、1200℃以下とする。というのは1000
℃に満たないと鍛造時における塑性変形抵抗が大きく、
健全な材料が得られないだけでなく、高密度化が達成で
きず、一方1200℃を超えると漸進的効果がなく、液相生
成により浸炭性が低下するなどの問題を生じるからであ
る。またカーボンポテンシャルは、0.7 ％以上、1.1 ％
以下とする。というのは、0.7 ％未満では表面硬さ及び
引張強さが低下し、一方 1.1％を超えると過浸炭とな
り、やはり表面硬さ及び引張強さの低下を招くからであ
る。なお成形体密度が 6.4 g/cm3未満では酸化量が大き
くなり、一方 7.0 g/cm3を超えると浸炭に長時間を要す
るので、成形体密度は 6.4〜7.0 g/cm3 程度とするのが
好ましい。
【００１１】
実施例１ Ni：1.1 ％、Mo：0.3 ％及びCu：0.3 ％を含み、残部は
実質的にFeの組成になる水アトマイズ合金鋼粉に、黒
鉛：0.1 ％と、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛：0.8 ％
を添加し、Ｖ型混合機で混合した後、密度：6.8 g/cm3
に成形してから、Axガス中にて1150℃, 60 minの焼結を
行ったのち、室温まで冷却した。ついでこの焼結体を、
900〜1200℃の温度範囲にて、カーボンポテンシャル：
0.9 ％の条件下で浸炭後、鍛造・焼入れ処理した後、 1
70℃、16 minの焼戻し処理を施した。また比較のため、
焼結後、室温まで冷却せず直ちに浸炭処理を施した材料
についても実験を行った。かくして得られた焼結浸炭材
の強度及び密度について調べた結果を、図１、図２にそ
れぞれ示す。図１から明らかなように、この発明に従い
製造したものは、室温まで冷却しなかったものに比べ
て、格段に優れた強度が得られている。また図２から明
らかなように、この発明範囲でとりわけ優れた密度が得
られている。
実質的にFeの組成になる水アトマイズ合金鋼粉に、黒
鉛：0.1 ％と、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛：0.8 ％
を添加し、Ｖ型混合機で混合した後、密度：6.8 g/cm3
に成形してから、Axガス中にて1150℃, 60 minの焼結を
行ったのち、室温まで冷却した。ついでこの焼結体を、
900〜1200℃の温度範囲にて、カーボンポテンシャル：
0.9 ％の条件下で浸炭後、鍛造・焼入れ処理した後、 1
70℃、16 minの焼戻し処理を施した。また比較のため、
焼結後、室温まで冷却せず直ちに浸炭処理を施した材料
についても実験を行った。かくして得られた焼結浸炭材
の強度及び密度について調べた結果を、図１、図２にそ
れぞれ示す。図１から明らかなように、この発明に従い
製造したものは、室温まで冷却しなかったものに比べ
て、格段に優れた強度が得られている。また図２から明
らかなように、この発明範囲でとりわけ優れた密度が得
られている。
【００１２】実施例２ Cr：1.1 ％、Mn：0.7 ％及びMo：0.3 ％を含み、残部は
実質的にFeの組成になる水アトマイズ合金鋼粉に、黒
鉛：0.1 ％と、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛：0.8 ％
を添加し、Ｖ型混合機で混合した後、密度：6.8 g/cm3
に成形してから、Axガス中にて1150℃, 60 minの焼結を
行ったのち、室温まで冷却した。ついでこの焼結体を、
1050℃の温度で浸炭処理した。このとき浸炭炉のカーボ
ンポテンシャルは 0.6〜1.3 ％に変化させて浸炭し、引
き続く鍛造・焼入れ後、170 ℃、60 minの焼戻し処理を
施した。かくして得られた焼結浸炭材の強度について調
べた結果を、図３に示す。同図より明らかなように、こ
の発明に従い製造したものはいずれも、優れた引張強さ
が得られている。なおこれらの試料の密度はいずれも、
7.84〜7.86 g/cm3と高い値を示した。
実質的にFeの組成になる水アトマイズ合金鋼粉に、黒
鉛：0.1 ％と、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛：0.8 ％
を添加し、Ｖ型混合機で混合した後、密度：6.8 g/cm3
に成形してから、Axガス中にて1150℃, 60 minの焼結を
行ったのち、室温まで冷却した。ついでこの焼結体を、
1050℃の温度で浸炭処理した。このとき浸炭炉のカーボ
ンポテンシャルは 0.6〜1.3 ％に変化させて浸炭し、引
き続く鍛造・焼入れ後、170 ℃、60 minの焼戻し処理を
施した。かくして得られた焼結浸炭材の強度について調
べた結果を、図３に示す。同図より明らかなように、こ
の発明に従い製造したものはいずれも、優れた引張強さ
が得られている。なおこれらの試料の密度はいずれも、
7.84〜7.86 g/cm3と高い値を示した。
【００１３】実施例３ Cr：0.3 〜4.0 ％、Mn：0.7 ％及びMo：0.3 ％を含み、
残部は実質的にFeの組成になる水アトマイズ合金鋼粉
に、黒鉛：0.1 ％と、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛：
0.8 ％を添加し、Ｖ型混合機で混合した後、密度：6.8
g/cm3 に成形してから、Axガス中にて1150℃, 60 minの
焼結を行ったのち、室温まで冷却した。ついでこの焼結
体を、温度：1050℃、カーボンポテンシャル：0.9 ％の
条件で浸炭後、鍛造・焼入れし、引き続き 170℃、60 m
inの焼戻し処理を施した。かくして得られた焼結浸炭材
の引張強さ、及び大越式摩耗試験で評価した距離10,000
ｍのときの摩耗量を、それぞれ図４及び表１に示す。
残部は実質的にFeの組成になる水アトマイズ合金鋼粉
に、黒鉛：0.1 ％と、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛：
0.8 ％を添加し、Ｖ型混合機で混合した後、密度：6.8
g/cm3 に成形してから、Axガス中にて1150℃, 60 minの
焼結を行ったのち、室温まで冷却した。ついでこの焼結
体を、温度：1050℃、カーボンポテンシャル：0.9 ％の
条件で浸炭後、鍛造・焼入れし、引き続き 170℃、60 m
inの焼戻し処理を施した。かくして得られた焼結浸炭材
の引張強さ、及び大越式摩耗試験で評価した距離10,000
ｍのときの摩耗量を、それぞれ図４及び表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】図４及び表１より明らかなように、この発
明に従い製造したものはいずれも、優れた引張強さ並び
に耐摩耗性が得られている。なおこれらの試料の密度は
いずれも、7.84〜7.86 g/cm3と高い値を呈した。
明に従い製造したものはいずれも、優れた引張強さ並び
に耐摩耗性が得られている。なおこれらの試料の密度は
いずれも、7.84〜7.86 g/cm3と高い値を呈した。
【００１６】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、浸炭処理を
短時間でできるだけでなく、酸化が抑制され、また鍛造
後の焼入れ処理を省略できるので、高密度、高強度さら
には高耐摩耗性の鉄系焼結鍛造材料を安価に得ることが
できる。
短時間でできるだけでなく、酸化が抑制され、また鍛造
後の焼入れ処理を省略できるので、高密度、高強度さら
には高耐摩耗性の鉄系焼結鍛造材料を安価に得ることが
できる。
【図１】焼結鍛造・浸炭材の、引張強さと浸炭処理温度
との関係を示したグラフである。
との関係を示したグラフである。
【図２】焼結鍛造・浸炭材の、密度と浸炭処理温度との
関係を示したグラフである。
関係を示したグラフである。
【図３】焼結鍛造・浸炭材の、引張強さと浸炭処理時の
カーボンポテンシャルとの関係を示したグラフである。
カーボンポテンシャルとの関係を示したグラフである。
【図４】焼結鍛造・浸炭材の、Cr含有量と引張強さとの
関係を示したグラフである。
関係を示したグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 水アトマイズ鉄系粉末の成形体を、焼結
後、室温まで冷却したのち、鍛造に先立つ加熱処理時
に、1000℃以上、1200℃以下の温度範囲にて、カーボン
ポテンシャル 0.7％以上、 1.1％以下の条件下で浸炭処
理を施し、その後直ちに鍛造、焼入れし、しかるのち焼
戻し処理を施すことを特徴とする鉄系焼結鍛造材料の製
造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、鉄系焼結材料が、Cr
を 0.5〜3.0 wt％含有するものである鉄系焼結鍛造材料
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9978792A JPH05295406A (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 鉄系焼結鍛造材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9978792A JPH05295406A (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 鉄系焼結鍛造材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295406A true JPH05295406A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14256647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9978792A Pending JPH05295406A (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | 鉄系焼結鍛造材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05295406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010537048A (ja) * | 2007-08-17 | 2010-12-02 | ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー | 鍛造浸炭金属粉末部品の製造方法 |
| CN103537679A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-29 | 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 | 粉末冶金汽车连杆及其制备方法 |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP9978792A patent/JPH05295406A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010537048A (ja) * | 2007-08-17 | 2010-12-02 | ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー | 鍛造浸炭金属粉末部品の製造方法 |
| CN103537679A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-29 | 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 | 粉末冶金汽车连杆及其制备方法 |
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