JPH07228954A - 耐酸化性粉末焼結体とその製造方法 - Google Patents
耐酸化性粉末焼結体とその製造方法Info
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- JPH07228954A JPH07228954A JP6020539A JP2053994A JPH07228954A JP H07228954 A JPH07228954 A JP H07228954A JP 6020539 A JP6020539 A JP 6020539A JP 2053994 A JP2053994 A JP 2053994A JP H07228954 A JPH07228954 A JP H07228954A
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- sintering
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金においてその焼結性
を改善し、比較的短時間の焼結によって高い相対密度と
優れた強度をもつ耐酸化性粉末焼結体を提供し、また、
その製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％、Ａｌ：
５．０〜２５．０ｗｔ％、Ｙ、Ｈｆ、希土類元素のうち
いずれか１種以上を合計で０．０１〜０．５ｗｔ％、残
部不可避的不純物およびＦｅからなる合金粉末に、焼結
助剤としてＢ：０．０１〜１．０ｗｔ％、ＣｒＢ：０．
０５〜２．０ｗｔ％、ＮｉＢ：０．０５〜２．０ｗｔ
％、ＦｅＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％のいずれか１種以
上を添加して焼結する。
を改善し、比較的短時間の焼結によって高い相対密度と
優れた強度をもつ耐酸化性粉末焼結体を提供し、また、
その製造方法を提供する。 【構成】 Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％、Ａｌ：
５．０〜２５．０ｗｔ％、Ｙ、Ｈｆ、希土類元素のうち
いずれか１種以上を合計で０．０１〜０．５ｗｔ％、残
部不可避的不純物およびＦｅからなる合金粉末に、焼結
助剤としてＢ：０．０１〜１．０ｗｔ％、ＣｒＢ：０．
０５〜２．０ｗｔ％、ＮｉＢ：０．０５〜２．０ｗｔ
％、ＦｅＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％のいずれか１種以
上を添加して焼結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンやボ
イラー等の排気ガスのフィルタ用のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金焼結体とその製造方法に関する。
イラー等の排気ガスのフィルタ用のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
合金焼結体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用エンジンやボイラー等の
排気ガスのような高温のガスに含まれる固体粒子を濾過
するために、しばしばセラミックスフィルタが用いられ
ているが、セラミックスは強度が低く、脆いため例えば
自動車排気ガス処理用フィルタのように機械的振動や衝
撃力の作用する用途に用いるには、振動や衝撃力をやわ
らげるために緩衝装置を用いるなどの処置が必要であっ
た。耐熱性、耐酸化性の高い金属をフィルタ材とすれば
強靱性が高いものが得られ、自動車やボイラー等の排気
ガス処理用フィルタ等として用いるのに好適である。
排気ガスのような高温のガスに含まれる固体粒子を濾過
するために、しばしばセラミックスフィルタが用いられ
ているが、セラミックスは強度が低く、脆いため例えば
自動車排気ガス処理用フィルタのように機械的振動や衝
撃力の作用する用途に用いるには、振動や衝撃力をやわ
らげるために緩衝装置を用いるなどの処置が必要であっ
た。耐熱性、耐酸化性の高い金属をフィルタ材とすれば
強靱性が高いものが得られ、自動車やボイラー等の排気
ガス処理用フィルタ等として用いるのに好適である。
【０００３】金属粉末、例えばステンレス鋼粉末を焼結
した多孔質焼結体をフィルタとして用いることが行われ
ている。一方、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は耐酸化性材料
として知られており、このＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末
を用いた多孔質焼結体は前記の自動車排気ガス処理用フ
ィルタ等として用いるのに好適と考えられる。Ｆｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系合金粉末については、例えば特開平５−９８
４０１号公報に示されるように、ヒーター用材料などと
して用いられている。 しかしながら、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金粉末は焼結性が劣っており、焼結体の高密度
化、高強度化のためには、たとえフィルタ材のような焼
結密度の低い焼結品を製造する場合においてさえも、高
温長時間の焼結を必要とするという問題があった。
した多孔質焼結体をフィルタとして用いることが行われ
ている。一方、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は耐酸化性材料
として知られており、このＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末
を用いた多孔質焼結体は前記の自動車排気ガス処理用フ
ィルタ等として用いるのに好適と考えられる。Ｆｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系合金粉末については、例えば特開平５−９８
４０１号公報に示されるように、ヒーター用材料などと
して用いられている。 しかしながら、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ系合金粉末は焼結性が劣っており、焼結体の高密度
化、高強度化のためには、たとえフィルタ材のような焼
結密度の低い焼結品を製造する場合においてさえも、高
温長時間の焼結を必要とするという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の現状を
背景としてなされたもので、その目的とするところは、
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金においてその焼結性を改善し、
比較的短時間の焼結によって高い相対密度と優れた強度
をもつ耐酸化性粉末焼結体を提供し、また、その製造方
法を提供することにある。
背景としてなされたもので、その目的とするところは、
Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金においてその焼結性を改善し、
比較的短時間の焼結によって高い相対密度と優れた強度
をもつ耐酸化性粉末焼結体を提供し、また、その製造方
法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の耐酸化性粉末焼結体は、Ｃｒ：１５．０
〜３０．０ｗｔ％、Ａｌ：５．０〜２５．０ｗｔ％、
Ｙ、Ｈｆ、希土類元素のうちいずれか１種以上を合計で
０．０１〜０．５ｗｔ％、残部不可避的不純物およびＦ
ｅからなる合金粉末に、Ｂ：０．０１〜１．０ｗｔ％、
ＣｒＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％、ＮｉＢ：０．０５〜
２．０ｗｔ％、ＦｅＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％のいず
れか１種以上を添加して焼結することを特徴とする。
めに、本発明の耐酸化性粉末焼結体は、Ｃｒ：１５．０
〜３０．０ｗｔ％、Ａｌ：５．０〜２５．０ｗｔ％、
Ｙ、Ｈｆ、希土類元素のうちいずれか１種以上を合計で
０．０１〜０．５ｗｔ％、残部不可避的不純物およびＦ
ｅからなる合金粉末に、Ｂ：０．０１〜１．０ｗｔ％、
ＣｒＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％、ＮｉＢ：０．０５〜
２．０ｗｔ％、ＦｅＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％のいず
れか１種以上を添加して焼結することを特徴とする。
【０００６】また、本発明の耐酸化性粉末焼結体の製造
方法は、Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％、Ａｌ：５．
０〜２５．０ｗｔ％、Ｙ、Ｈｆ、希土類元素のうちいず
れか１種以上を合計で０．０１〜０．５ｗｔ％、残部不
可避的不純物およびＦｅからなる合金粉末と、Ｂ：０．
０１〜１．０ｗｔ％、ＣｒＢ：０．０５〜２．０ｗｔ
％、ＮｉＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％、ＦｅＢ：０．０
５〜２．０ｗｔ％の粉末のいずれか１種以上と、有機系
バインダとを混合する工程と、成形する工程と、乾燥す
る工程と、脱脂する工程と、焼結する工程とからなるこ
とを特徴とする。
方法は、Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％、Ａｌ：５．
０〜２５．０ｗｔ％、Ｙ、Ｈｆ、希土類元素のうちいず
れか１種以上を合計で０．０１〜０．５ｗｔ％、残部不
可避的不純物およびＦｅからなる合金粉末と、Ｂ：０．
０１〜１．０ｗｔ％、ＣｒＢ：０．０５〜２．０ｗｔ
％、ＮｉＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％、ＦｅＢ：０．０
５〜２．０ｗｔ％の粉末のいずれか１種以上と、有機系
バインダとを混合する工程と、成形する工程と、乾燥す
る工程と、脱脂する工程と、焼結する工程とからなるこ
とを特徴とする。
【０００７】次に本発明における合金粉末の成分限定理
由を説明する。 Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％ Ｃｒは本系合金に耐酸化性を付与する元素であり、含有
率が１５ｗｔ％未満では耐酸化性は不十分である。しか
し、Ｃｒ含有率が３０．０ｗｔ％を越えるとこの効果は
飽和するので、上限を３０．０ｗｔ％とする。
由を説明する。 Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％ Ｃｒは本系合金に耐酸化性を付与する元素であり、含有
率が１５ｗｔ％未満では耐酸化性は不十分である。しか
し、Ｃｒ含有率が３０．０ｗｔ％を越えるとこの効果は
飽和するので、上限を３０．０ｗｔ％とする。
【０００８】Ａｌ： ５．０〜２５．０ｗｔ％ ＡｌはＣｒと同様に耐酸化性を付与する元素であり、含
有率が５．０ｗｔ％未満では耐酸化性が不足する。しか
し、Ａｌ含有率が２５．０ｗｔ％を越えるとアトマイズ
法による合金粉末製造時にノズル閉塞を生じるなどの障
害をもたらし、粉末製造が困難となるので、含有率の上
限を２５．０ｗｔ％とする。
有率が５．０ｗｔ％未満では耐酸化性が不足する。しか
し、Ａｌ含有率が２５．０ｗｔ％を越えるとアトマイズ
法による合金粉末製造時にノズル閉塞を生じるなどの障
害をもたらし、粉末製造が困難となるので、含有率の上
限を２５．０ｗｔ％とする。
【０００９】Ｙ、Ｈｆ、希土類元素いずれか１種以上を
合計で０．０１〜０．５ｗｔ％ Ｙ、Ｈｆ、希土類元素は本系合金の表面に生成される酸
化被膜の剥離を防ぐ作用をもち、これによって合金の耐
酸化性を向上する元素である。そのためには、Ｙ、Ｈ
ｆ、希土類元素のうちいずれか１種以上を合計で０．０
１以上含有する必要がある。しかし、これらの含有量が
０．５ｗｔ％を越えても耐酸化性向上効果は飽和するう
え、粉末製造時における粉末の酸化が著しくなり、粉末
の焼結性を損うので含有量の上限を０．５ｗｔ％とす
る。
合計で０．０１〜０．５ｗｔ％ Ｙ、Ｈｆ、希土類元素は本系合金の表面に生成される酸
化被膜の剥離を防ぐ作用をもち、これによって合金の耐
酸化性を向上する元素である。そのためには、Ｙ、Ｈ
ｆ、希土類元素のうちいずれか１種以上を合計で０．０
１以上含有する必要がある。しかし、これらの含有量が
０．５ｗｔ％を越えても耐酸化性向上効果は飽和するう
え、粉末製造時における粉末の酸化が著しくなり、粉末
の焼結性を損うので含有量の上限を０．５ｗｔ％とす
る。
【００１０】また、本発明における合金粉末は、Ｎｉと
Ｃｕの含有率をあわせて２．０ｗｔ％以下とすることが
好ましい。その理由は、これらの元素の含有率が２．０
ｗｔ％を越えると耐酸化性が不足することによる。本発
明における合金粉末は主として噴霧法によって得られ
る。Ｂ、ＣｒＢ、ＮｉＢおよびＦｅＢは上記合金粉末の
焼結を促進するために焼結助剤として添加される。その
効果を発揮するためには、Ｂにあっては０．０１ｗｔ％
以上、ＣｒＢ、ＮｉＢ、ＦｅＢにあっては０．０５ｗｔ
％以上の量を１種以上添加することが必要である。しか
し、Ｂにあっては１．０ｗｔ％を越えて、またＣｒＢ、
ＮｉＢ、ＦｅＢにあっては２．０ｗｔ％を越えて添加し
ても焼結促進効果は飽和してしまうばかりでなく、焼結
体の耐熱性を損なうので、Ｂ添加量の上限は１．０ｗｔ
％、ＣｒＢ、ＮｉＢ、ＦｅＢ添加量の上限は２．０ｗｔ
％とする。
Ｃｕの含有率をあわせて２．０ｗｔ％以下とすることが
好ましい。その理由は、これらの元素の含有率が２．０
ｗｔ％を越えると耐酸化性が不足することによる。本発
明における合金粉末は主として噴霧法によって得られ
る。Ｂ、ＣｒＢ、ＮｉＢおよびＦｅＢは上記合金粉末の
焼結を促進するために焼結助剤として添加される。その
効果を発揮するためには、Ｂにあっては０．０１ｗｔ％
以上、ＣｒＢ、ＮｉＢ、ＦｅＢにあっては０．０５ｗｔ
％以上の量を１種以上添加することが必要である。しか
し、Ｂにあっては１．０ｗｔ％を越えて、またＣｒＢ、
ＮｉＢ、ＦｅＢにあっては２．０ｗｔ％を越えて添加し
ても焼結促進効果は飽和してしまうばかりでなく、焼結
体の耐熱性を損なうので、Ｂ添加量の上限は１．０ｗｔ
％、ＣｒＢ、ＮｉＢ、ＦｅＢ添加量の上限は２．０ｗｔ
％とする。
【００１１】本発明の耐酸化性粉末焼結体は、前記の合
金粉末と焼結助剤および有機系バインダとから、通常の
粉末冶金法の手法に従って混合、成形、乾燥、脱脂、焼
結の各工程を経て製造される。成形は、プレス成形、型
流し込み、金属粉末射出成形などの方法によって行われ
る。また、焼結は１２５０℃〜１４００℃、好ましくは
１２８０℃〜１３５０℃、さらに好ましくは１３００℃
において１〜１０ｈ、真空中あるいは不活性ガス中で行
われる。
金粉末と焼結助剤および有機系バインダとから、通常の
粉末冶金法の手法に従って混合、成形、乾燥、脱脂、焼
結の各工程を経て製造される。成形は、プレス成形、型
流し込み、金属粉末射出成形などの方法によって行われ
る。また、焼結は１２５０℃〜１４００℃、好ましくは
１２８０℃〜１３５０℃、さらに好ましくは１３００℃
において１〜１０ｈ、真空中あるいは不活性ガス中で行
われる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。表１に示す化学組成を有する合金粉末を水噴霧法
によって製造した。この合金粉末に表１に示す焼結助剤
と、有機系バインダとしてメチルセルロースを溶剤に溶
かしたものを重量比で粉末１に対してメチルセルロース
分０．３の割合で添加し、攪拌器で０．５ｈ混合した。
この混合物を３０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍの型に流し込
み、乾燥脱脂後、１３００℃で１０ｈ真空中で焼結し密
度測定および強度測定用供試材を得た。
する。表１に示す化学組成を有する合金粉末を水噴霧法
によって製造した。この合金粉末に表１に示す焼結助剤
と、有機系バインダとしてメチルセルロースを溶剤に溶
かしたものを重量比で粉末１に対してメチルセルロース
分０．３の割合で添加し、攪拌器で０．５ｈ混合した。
この混合物を３０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍの型に流し込
み、乾燥脱脂後、１３００℃で１０ｈ真空中で焼結し密
度測定および強度測定用供試材を得た。
【００１３】密度測定は３０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍの
試験片についてアキメデス法によって行い、相対密度を
求めた。強度測定は長さ３０ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ２
ｍｍの試験片について、支点間距離１６ｍｍとして３点
曲げ試験を行って曲げ強さを求めた。
試験片についてアキメデス法によって行い、相対密度を
求めた。強度測定は長さ３０ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚さ２
ｍｍの試験片について、支点間距離１６ｍｍとして３点
曲げ試験を行って曲げ強さを求めた。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】表１、表２から明らかなように、同一の化
学組成を有する合金粉末を同一の焼結条件で焼結した場
合でもであっても、Ｂ、ＣｒＢ、ＮｉＢ、ＦｅＢ等の焼
結助剤を添加していない比較例に較べて、本発明の実施
例では高い相対密度を示し、また、曲げ強さも高くなっ
ていることが判る。
学組成を有する合金粉末を同一の焼結条件で焼結した場
合でもであっても、Ｂ、ＣｒＢ、ＮｉＢ、ＦｅＢ等の焼
結助剤を添加していない比較例に較べて、本発明の実施
例では高い相対密度を示し、また、曲げ強さも高くなっ
ていることが判る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明により、自動
車用エンジンやボイラーの排気ガス処理用フィルタ材な
どとして優れた特性を持つＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金にお
いてその焼結性が改善され、比較的短時間の焼結によっ
て高い気孔率と優れた強度をもつ耐酸化性粉末焼結体が
得られるという効果がある。
車用エンジンやボイラーの排気ガス処理用フィルタ材な
どとして優れた特性を持つＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金にお
いてその焼結性が改善され、比較的短時間の焼結によっ
て高い気孔率と優れた強度をもつ耐酸化性粉末焼結体が
得られるという効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 ＺＡＢ ３０１ Ｚ
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％、Ａ
ｌ： ５．０〜２５．０ｗｔ％、Ｙ、Ｈｆ、希土類元素
のうちいずれか１種以上を合計で０．０１〜０．５ｗｔ
％、残部不可避的不純物およびＦｅからなる合金粉末
に、Ｂ：０．０１〜１．０ｗｔ％、ＣｒＢ：０．０５〜
２．０ｗｔ％、ＮｉＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｆｅ
Ｂ：０．０５〜２．０ｗｔ％のいずれか１種以上を添加
して焼結することを特徴とする耐酸化性粉末焼結体。 - 【請求項２】 Ｃｒ：１５．０〜３０．０ｗｔ％、Ａ
ｌ： ５．０〜２５．０ｗｔ％、Ｙ、Ｈｆ、希土類元素
のうちいずれか１種以上を合計で０．０１〜０．５ｗｔ
％、残部不可避的不純物およびＦｅからなる合金粉末
と、Ｂ：０．０１〜１．０ｗｔ％、ＣｒＢ：０．０５〜
２．０ｗｔ％、ＮｉＢ：０．０５〜２．０ｗｔ％、Ｆｅ
Ｂ：０．０５〜２．０ｗｔ％の粉末のいずれか１種以上
と、有機系バインダとを混合する工程と、成形する工程
と、乾燥する工程と、脱脂する工程と、焼結する工程と
からなることを特徴とする耐酸化性粉末焼結体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020539A JPH07228954A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 耐酸化性粉末焼結体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020539A JPH07228954A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 耐酸化性粉末焼結体とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07228954A true JPH07228954A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12029968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6020539A Pending JPH07228954A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 耐酸化性粉末焼結体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07228954A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921204A1 (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Ferrite stainless steel powder for a sintered body |
-
1994
- 1994-02-17 JP JP6020539A patent/JPH07228954A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921204A1 (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Ferrite stainless steel powder for a sintered body |
| EP0921205A1 (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-09 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Corrosion resistant sintered body, sensor ring using same, and engagement part using same |
| US6110252A (en) * | 1997-12-05 | 2000-08-29 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Powder for corrosion resistant sintered body having excellent ductility |
| US6149706A (en) * | 1997-12-05 | 2000-11-21 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Norrosion resistant sintered body having excellent ductility, sensor ring using the same, and engagement part using the same |
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