JPH11140509A - 複合特性部品の製造方法 - Google Patents
複合特性部品の製造方法Info
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- JPH11140509A JPH11140509A JP33757797A JP33757797A JPH11140509A JP H11140509 A JPH11140509 A JP H11140509A JP 33757797 A JP33757797 A JP 33757797A JP 33757797 A JP33757797 A JP 33757797A JP H11140509 A JPH11140509 A JP H11140509A
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Abstract
(57)【要約】
高合金圧粉体の緻密化を行うにあたり、基体となる溶製
材の高温における塑性変形を利用することで、高価な高
合金粉末の使用量を最低限に抑えることが可能となり、
高合金粉末の特性を最大限に発揮できるような圧密度の
高い焼結部を有し、かつ基体と焼結部との接合強度の高
い部品を廉価に製造することができる。 【課題】 耐摩耗性に優れた複合部品を効率的に廉価に
製造することは、従来の工法では困難であった。 【解決手段】 高合金圧粉体と基体となる溶製材を、高
合金粉末の融点×０．５倍以上の温度で一次加熱して接
着させ、製造効率を落とすことのない短時間で高合金粉
末の融点×０．５倍以上の温度まで再加熱して、最終部
品に近い形状に加工（鍛造、プレス、圧延、押出し）す
る。
材の高温における塑性変形を利用することで、高価な高
合金粉末の使用量を最低限に抑えることが可能となり、
高合金粉末の特性を最大限に発揮できるような圧密度の
高い焼結部を有し、かつ基体と焼結部との接合強度の高
い部品を廉価に製造することができる。 【課題】 耐摩耗性に優れた複合部品を効率的に廉価に
製造することは、従来の工法では困難であった。 【解決手段】 高合金圧粉体と基体となる溶製材を、高
合金粉末の融点×０．５倍以上の温度で一次加熱して接
着させ、製造効率を落とすことのない短時間で高合金粉
末の融点×０．５倍以上の温度まで再加熱して、最終部
品に近い形状に加工（鍛造、プレス、圧延、押出し）す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶製材と高合金圧
粉体からなる複合製品の製法に関し、基体となる溶製材
の塑性変形を利用して、耐摩耗性に優れた高合金粉末か
らなる圧粉体を圧密化するとともに、基体と高合金粉末
を接合し、焼結体部の緻密化により焼結体部の特性の向
上が図れるとともに、高合金粉末使用量の削減および工
程削減により製造コストを低減することのできる、耐摩
耗性に優れた複合特性部品の製造方法に関する。
粉体からなる複合製品の製法に関し、基体となる溶製材
の塑性変形を利用して、耐摩耗性に優れた高合金粉末か
らなる圧粉体を圧密化するとともに、基体と高合金粉末
を接合し、焼結体部の緻密化により焼結体部の特性の向
上が図れるとともに、高合金粉末使用量の削減および工
程削減により製造コストを低減することのできる、耐摩
耗性に優れた複合特性部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐摩耗性部品コストの削減を目的に、耐
摩耗性を必要とする部位にのみ耐摩耗性に優れた高合金
粉末を使用し、基体を低廉な溶製材とする複合部品の製
造が行われている。ここで、高合金圧粉体の焼結には、
熱間静水圧加圧処理が適用されている。たとえば、この
方法で円筒部品の外側に高合金粉末焼結体を配した複合
特性部品を製造する方法には次のようなものがある。
摩耗性を必要とする部位にのみ耐摩耗性に優れた高合金
粉末を使用し、基体を低廉な溶製材とする複合部品の製
造が行われている。ここで、高合金圧粉体の焼結には、
熱間静水圧加圧処理が適用されている。たとえば、この
方法で円筒部品の外側に高合金粉末焼結体を配した複合
特性部品を製造する方法には次のようなものがある。
【０００３】まず、金属容器内に基体となる溶製材を装
着し、溶製材と金属容器間に高合金粉末を充填しキャニ
ングする。これを熱間静水圧加圧処理により焼結と拡散
接合する。しかし、ここで予め基体を最終部品形状に近
づけておくと、キャニングに用いた金属容器を除去する
ための工程が煩雑になってしまう。また、基体が単純形
状のものでは、最終部品形状とするための、圧延、鍛
造、押出しなどの工程が増えることになる。したがっ
て、熱間静水圧加圧処理を用いて複合特性部品を製造す
るためには多大な費用を要すことから、同処理の適用部
品は限定されている。
着し、溶製材と金属容器間に高合金粉末を充填しキャニ
ングする。これを熱間静水圧加圧処理により焼結と拡散
接合する。しかし、ここで予め基体を最終部品形状に近
づけておくと、キャニングに用いた金属容器を除去する
ための工程が煩雑になってしまう。また、基体が単純形
状のものでは、最終部品形状とするための、圧延、鍛
造、押出しなどの工程が増えることになる。したがっ
て、熱間静水圧加圧処理を用いて複合特性部品を製造す
るためには多大な費用を要すことから、同処理の適用部
品は限定されている。
【０００４】一方、従来技術の一つであるホットプレス
も、特殊用途に限定される部品にのみ適用されている。
これはホットプレスでは不活性ガスの装置内で高温長時
間で焼結を行うため、装置費用が高価な上に、単位時間
当たりの製品生産量が低いことから、汎用部品の大量生
産に不向きなことが適用範囲の狭い理由に挙げられる。
も、特殊用途に限定される部品にのみ適用されている。
これはホットプレスでは不活性ガスの装置内で高温長時
間で焼結を行うため、装置費用が高価な上に、単位時間
当たりの製品生産量が低いことから、汎用部品の大量生
産に不向きなことが適用範囲の狭い理由に挙げられる。
【０００５】また、基体となる溶製材を塑性変形させる
方法として、溶製材と粉末を室温で加圧成形して、高温
で焼結を行う方法も考案されている。しかし、加工後の
圧密度は十分に高いとはいえず、また粉末と溶製材との
接合強度も低いことも知られている。
方法として、溶製材と粉末を室温で加圧成形して、高温
で焼結を行う方法も考案されている。しかし、加工後の
圧密度は十分に高いとはいえず、また粉末と溶製材との
接合強度も低いことも知られている。
【０００６】これに対し、基体となる溶製材の金属管中
に高合金粉末を充填して、金属管の口を溶接で密閉し、
１０００℃以上の高温に１時間程度加熱後、押出し加工
し、さらに１０００℃以上で圧延し、その後、軟化熱処
理を施して最終部品形状に加工して調質する方法が特告
平４−４７０２２号に開示されている。この方法によれ
ば、複合特性部品の製造が可能となるが、押出し前の加
熱時間が長い上に、最終部品形状に加工するまでさらに
複数の工程を追加するために、生産性が低いという問題
がある。
に高合金粉末を充填して、金属管の口を溶接で密閉し、
１０００℃以上の高温に１時間程度加熱後、押出し加工
し、さらに１０００℃以上で圧延し、その後、軟化熱処
理を施して最終部品形状に加工して調質する方法が特告
平４−４７０２２号に開示されている。この方法によれ
ば、複合特性部品の製造が可能となるが、押出し前の加
熱時間が長い上に、最終部品形状に加工するまでさらに
複数の工程を追加するために、生産性が低いという問題
がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術で説明したと
おり、耐摩耗性に優れた複合部品を効率的に製造するこ
とは、従来の工法では困難であった。本発明の目的は、
緻密化された粉末焼結部による優れた耐摩耗性と、粉末
焼結部と溶製材との高い接合強度を有する複合部品を効
率よく廉価に製造する方法を提供することにある。
おり、耐摩耗性に優れた複合部品を効率的に製造するこ
とは、従来の工法では困難であった。本発明の目的は、
緻密化された粉末焼結部による優れた耐摩耗性と、粉末
焼結部と溶製材との高い接合強度を有する複合部品を効
率よく廉価に製造する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、高合金圧粉体
の緻密化を行うにあたり、基体となる溶製材の高温にお
ける塑性変形を利用した。すなわち、圧粉体と基体とな
る溶製材を、高合金粉末の融点×０．５倍以上の温度で
一次加熱して接着させ、製造効率を落とすことのない短
時間で再加熱して、最終部品に近い形状まで同時に加工
（鍛造、プレス、圧延、押出し）することで、粉体部が
均一に緻密化され、かつ粉末焼結部と基体との接合強度
が高い複合特性部品を製造できることを見いだして本発
明を為した。
の緻密化を行うにあたり、基体となる溶製材の高温にお
ける塑性変形を利用した。すなわち、圧粉体と基体とな
る溶製材を、高合金粉末の融点×０．５倍以上の温度で
一次加熱して接着させ、製造効率を落とすことのない短
時間で再加熱して、最終部品に近い形状まで同時に加工
（鍛造、プレス、圧延、押出し）することで、粉体部が
均一に緻密化され、かつ粉末焼結部と基体との接合強度
が高い複合特性部品を製造できることを見いだして本発
明を為した。
【０００９】本発明によれば、このようにして加工した
部品を焼結炉で加熱することで、焼結密度９８％以上の
焼結部を有する複合特性部品の製造が可能になる。そし
て、これらの複合特性部品の粉末焼結部と基体溶製材と
の接合強度は、溶製材の塑性変形と粉末が溶製材に食い
込むことによる機械的なかしめ作用と粉末と溶製材の拡
散接合により、溶製材を塑性変形させないで粉末と接合
させた場合に比して著しく高いため、種々の部品の製造
に適用できる。
部品を焼結炉で加熱することで、焼結密度９８％以上の
焼結部を有する複合特性部品の製造が可能になる。そし
て、これらの複合特性部品の粉末焼結部と基体溶製材と
の接合強度は、溶製材の塑性変形と粉末が溶製材に食い
込むことによる機械的なかしめ作用と粉末と溶製材の拡
散接合により、溶製材を塑性変形させないで粉末と接合
させた場合に比して著しく高いため、種々の部品の製造
に適用できる。
【００１０】また、高合金粉末の融点×０．５以上の温
度域で、基体に塑性変形を生じさせながら高合金圧粉体
を圧密化させ、さらに高合金粉末の融点×０．７以上の
温度域で基体に塑性変形を生じさせながら焼結と拡散接
合することにより、焼結工程や熱間静水圧加圧処理を経
ることなく、真密度に近い焼結部を有する複合部品が製
造可能となる。
度域で、基体に塑性変形を生じさせながら高合金圧粉体
を圧密化させ、さらに高合金粉末の融点×０．７以上の
温度域で基体に塑性変形を生じさせながら焼結と拡散接
合することにより、焼結工程や熱間静水圧加圧処理を経
ることなく、真密度に近い焼結部を有する複合部品が製
造可能となる。
【００１１】ここで、耐摩耗性に優れた高合金粉末は、
炭窒化物を含む冷間工具鋼、ハイスなどが望ましいが、
基体の溶製材よりも耐摩耗性に優れており、所望の耐摩
耗性を有するものであれば、粉末の種類を問わないこと
はいうまでもない。なお、粉末の大きさは平均粒径が１
００μｍ以下であることが望ましいが、それ以上であっ
ても、加熱温度の適正化により使用できる。基体と接す
る粉末の状態は、粉体、圧粉体のいずれでもかまわな
い。基体の溶製材は、Ｆｅ基材料が好ましいが、製造部
品の耐熱性や耐食性、軽量化を考慮してＮｉ基、Ｔｉ基
の材料にも適用が可能である。
炭窒化物を含む冷間工具鋼、ハイスなどが望ましいが、
基体の溶製材よりも耐摩耗性に優れており、所望の耐摩
耗性を有するものであれば、粉末の種類を問わないこと
はいうまでもない。なお、粉末の大きさは平均粒径が１
００μｍ以下であることが望ましいが、それ以上であっ
ても、加熱温度の適正化により使用できる。基体と接す
る粉末の状態は、粉体、圧粉体のいずれでもかまわな
い。基体の溶製材は、Ｆｅ基材料が好ましいが、製造部
品の耐熱性や耐食性、軽量化を考慮してＮｉ基、Ｔｉ基
の材料にも適用が可能である。
【００１２】一次加熱温度は、高合金粉末の融点の０．
５倍以上が望ましい。これは圧粉体と溶製材とを突き合
わせた状態で、加熱さらに加工するための部品搬送中
に、圧粉体の脱落を防止するために、圧粉体と溶製材と
を接着させる必要があるためである。ここで、加熱温度
が低すぎると圧粉体と溶製材との接着ができない。この
加熱には雰囲気調整の可能な焼結炉を用いることが望ま
しいが、真空炉で加熱したり、大気中で低〜高周波誘導
装置などで加熱しても構わない。
５倍以上が望ましい。これは圧粉体と溶製材とを突き合
わせた状態で、加熱さらに加工するための部品搬送中
に、圧粉体の脱落を防止するために、圧粉体と溶製材と
を接着させる必要があるためである。ここで、加熱温度
が低すぎると圧粉体と溶製材との接着ができない。この
加熱には雰囲気調整の可能な焼結炉を用いることが望ま
しいが、真空炉で加熱したり、大気中で低〜高周波誘導
装置などで加熱しても構わない。
【００１３】加工時の加熱温度は、高合金粉末の融点の
０．５倍以上の温度とする必要がある。これより低温で
は、高合金粉末自身の変形抵抗が高いために塑性変形量
が小さくなることにより、加工後の粉末同士の接触面積
が広くならないため焼結が十分に進行しないことと、基
体となる溶製材の変形抵抗も下がらないことにより最終
部品形状まで基体の加工量（加工ひずみ）を増大できな
いこと、さらに金型の寿命が低下することにより効率的
な生産が困難になる。
０．５倍以上の温度とする必要がある。これより低温で
は、高合金粉末自身の変形抵抗が高いために塑性変形量
が小さくなることにより、加工後の粉末同士の接触面積
が広くならないため焼結が十分に進行しないことと、基
体となる溶製材の変形抵抗も下がらないことにより最終
部品形状まで基体の加工量（加工ひずみ）を増大できな
いこと、さらに金型の寿命が低下することにより効率的
な生産が困難になる。
【００１４】加工温度までの再加熱時間が６００秒を越
える場合には、部品の生産効率が著しく落ちることから
１００秒以内で加熱することが望ましい。加熱方法は低
〜高周波誘導加熱方法が適しているが、このとき、加熱
雰囲気としては真空や不活性ガス雰囲気中が望ましい
が、大気中であっても粉末や圧粉体が大気に暴露されて
いないか、一部が暴露されていても圧粉体と溶製材との
接触面が暴露されていなければ差し支えない。なお、大
気中で加熱する場合、高合金粉末中に酸素ゲッター用と
してＴｉ系の粉末を混合することもある。
える場合には、部品の生産効率が著しく落ちることから
１００秒以内で加熱することが望ましい。加熱方法は低
〜高周波誘導加熱方法が適しているが、このとき、加熱
雰囲気としては真空や不活性ガス雰囲気中が望ましい
が、大気中であっても粉末や圧粉体が大気に暴露されて
いないか、一部が暴露されていても圧粉体と溶製材との
接触面が暴露されていなければ差し支えない。なお、大
気中で加熱する場合、高合金粉末中に酸素ゲッター用と
してＴｉ系の粉末を混合することもある。
【００１５】加工方法は鍛造加工により最終部品形状
か、それに準じた形状とすることが望ましいが、圧延や
押出し、伸線加工してもかまわない。この際、少なくと
も理論上、圧粉体が真密度となるような加工ひずみを付
与する。
か、それに準じた形状とすることが望ましいが、圧延や
押出し、伸線加工してもかまわない。この際、少なくと
も理論上、圧粉体が真密度となるような加工ひずみを付
与する。
【００１６】これらの加工を施した後、再度、高合金粉
末の融点×０．７以上の温度域で基体に塑性変形を生じ
させると、粉末焼結部および接合部の強化をそれぞれ図
ることができる。しかし、高合金粉末の融点×０．７よ
りも低い温度に加熱して加工した場合、繰返し加工の効
果は認められない。
末の融点×０．７以上の温度域で基体に塑性変形を生じ
させると、粉末焼結部および接合部の強化をそれぞれ図
ることができる。しかし、高合金粉末の融点×０．７よ
りも低い温度に加熱して加工した場合、繰返し加工の効
果は認められない。
【００１７】以上のようにして成形した最終部品形状の
加工品には、適宜必要な熱処理を施したり、最終部品形
状に準じた加工品には、切削や研削により最終部品形状
に加工した後に熱処理を施したり、必要な熱処理を施し
た後に切削や研削により最終部品形状に加工したりする
ことができる。なお、ここでの熱処理とは、焼入れ、焼
もどし、焼なまし、焼結、ＨＩＰなどであり、それらを
組み合わせてもかまわない。
加工品には、適宜必要な熱処理を施したり、最終部品形
状に準じた加工品には、切削や研削により最終部品形状
に加工した後に熱処理を施したり、必要な熱処理を施し
た後に切削や研削により最終部品形状に加工したりする
ことができる。なお、ここでの熱処理とは、焼入れ、焼
もどし、焼なまし、焼結、ＨＩＰなどであり、それらを
組み合わせてもかまわない。
【００１８】
【実施例１】熱間工具鋼（０．４％Ｃ−１．１％Ｓｉ−
５．２％Ｃｒ−１．２％Ｍｏ−０．５５％Ｖ）からなる
基体とハイス圧粉体（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．
０％Ｍｏ る）に示すように設置した後、焼結炉中で１１５０℃に
加熱し、炉から取り出した接着品を高周波誘導加熱で１
２００℃とし、密閉型内でプレス加工して基体を塑性変
形せしめ、ハイス圧粉体を圧密化した。この複合体を１
１８０℃、１０ｋｇ／ｃｍ２で１時間保持してハイスを
焼結させた。さらに、１１５０℃から焼入れて５５０℃
の焼もどし後、研削加工により切削用チップを作製し
た。
５．２％Ｃｒ−１．２％Ｍｏ−０．５５％Ｖ）からなる
基体とハイス圧粉体（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．
０％Ｍｏ る）に示すように設置した後、焼結炉中で１１５０℃に
加熱し、炉から取り出した接着品を高周波誘導加熱で１
２００℃とし、密閉型内でプレス加工して基体を塑性変
形せしめ、ハイス圧粉体を圧密化した。この複合体を１
１８０℃、１０ｋｇ／ｃｍ２で１時間保持してハイスを
焼結させた。さらに、１１５０℃から焼入れて５５０℃
の焼もどし後、研削加工により切削用チップを作製し
た。
【００１９】
【比較例１】熱間工具鋼（０．４％Ｃ−１．１％Ｓｉ−
５．２％Ｃｒ−１．２％Ｍｏ−０．５５％Ｖ）からなる
基体とハイス圧粉体（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．
０％Ｍｏ−１４．８％Ｗ−５．１％Ｖ−７．９％Ｃｏ）
を図１に示すように設置した後、１２００℃に加熱した
炭素鋼を基体の穴部に差し込み、基体の温度が１０００
℃に到達した時点（炭素鋼を差し込み後、３０秒経過）
で密閉型内でプレス加工して基体を塑性変形せしめ、ハ
イス圧粉体を圧密化した。この複合体を１１８０℃、１
０ｋｇ／ｃｍ２で１時間保持してハイスを焼結させた。
さらに、１１５０℃から焼入れて５５０℃の焼もどし
後、研削加工により切削用チップを作製した。
５．２％Ｃｒ−１．２％Ｍｏ−０．５５％Ｖ）からなる
基体とハイス圧粉体（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．
０％Ｍｏ−１４．８％Ｗ−５．１％Ｖ−７．９％Ｃｏ）
を図１に示すように設置した後、１２００℃に加熱した
炭素鋼を基体の穴部に差し込み、基体の温度が１０００
℃に到達した時点（炭素鋼を差し込み後、３０秒経過）
で密閉型内でプレス加工して基体を塑性変形せしめ、ハ
イス圧粉体を圧密化した。この複合体を１１８０℃、１
０ｋｇ／ｃｍ２で１時間保持してハイスを焼結させた。
さらに、１１５０℃から焼入れて５５０℃の焼もどし
後、研削加工により切削用チップを作製した。
【００２０】
【比較例２】実施例１と比較例１に示したチップと、汎
用のハイス製チップ（比較例）を使用して、断続切削を
行った結果を表−１に示す。
用のハイス製チップ（比較例）を使用して、断続切削を
行った結果を表−１に示す。
【００２１】
【表−１】 被削材：ＳＣＭ４４０（硬さ：２８０ＨＶ）、被削材形
状：φ９０ｍｍ、幅１０ｍｍ溝７本 切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、切り込み：１．５ｍｍ、
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ 寿命判定基準：逃げ面摩耗量が０．２ｍｍとなるまでの
切削時間（ｍｉｎ）
状：φ９０ｍｍ、幅１０ｍｍ溝７本 切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、切り込み：１．５ｍｍ、
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ 寿命判定基準：逃げ面摩耗量が０．２ｍｍとなるまでの
切削時間（ｍｉｎ）
【００２２】
【実施例２】Ｔｉ合金（６．２％Ａｌ−４．１％Ｖ−残
部Ｔｉ）からなる基体と冷間工具鋼圧粉体（２．８％Ｃ
−１７％Ｃｒ−２．９％Ｍｏ−０．３％Ｖ）を図２（冷
間工具鋼 から取り出した接着品の粉末充填近傍を高周波誘導加熱
により５秒で１２００℃に加熱し、プレス加工して基体
を塑性変形せしめ、冷間工具鋼粉体を圧密化した。その
後、１２００℃から焼入れ、５８０℃で焼もどしして、
焼結部を研削加工してタペットを作製した。
部Ｔｉ）からなる基体と冷間工具鋼圧粉体（２．８％Ｃ
−１７％Ｃｒ−２．９％Ｍｏ−０．３％Ｖ）を図２（冷
間工具鋼 から取り出した接着品の粉末充填近傍を高周波誘導加熱
により５秒で１２００℃に加熱し、プレス加工して基体
を塑性変形せしめ、冷間工具鋼粉体を圧密化した。その
後、１２００℃から焼入れ、５８０℃で焼もどしして、
焼結部を研削加工してタペットを作製した。
【００２３】
【比較例３】Ｔｉ合金（６．２％Ａｌ−４．１％Ｖ−残
部Ｔｉ）からなる基体と冷間工具鋼圧粉体（２．８％Ｃ
−１７％Ｃｒ−２．９％Ｍｏ−０．３％Ｖ）を図２に示
すように設置した後、粉末充填近傍を高周波誘導加熱で
２０秒で１２００℃に加熱て、プレス加工により基体を
塑性変形せしめ、冷間工具鋼粉体を圧密化した。その
後、１２００℃から焼入れ、５８０℃で焼もどしして、
焼結部を研削加工してタペットを作製した。
部Ｔｉ）からなる基体と冷間工具鋼圧粉体（２．８％Ｃ
−１７％Ｃｒ−２．９％Ｍｏ−０．３％Ｖ）を図２に示
すように設置した後、粉末充填近傍を高周波誘導加熱で
２０秒で１２００℃に加熱て、プレス加工により基体を
塑性変形せしめ、冷間工具鋼粉体を圧密化した。その
後、１２００℃から焼入れ、５８０℃で焼もどしして、
焼結部を研削加工してタペットを作製した。
【００２４】
【比較例４】実施例２と比較例３に示したタペットと、
汎用の焼結ハイス（２．１％Ｃ−４．０％Ｃｒ−５．９
％Ｍｏ−１４．０％Ｗ−５．５％Ｖ−１１．９％Ｃｏ）
を浸炭肌焼鋼（０．２％Ｃ−１．１％Ｃｒ−０．１５％
Ｍｏ）にろう付けしたタペット（比較例４）を使用し
て、摩耗試験を行った結果を表−２に示す。なお、タペ
ット冠面における粗さは０．３ａ以内とした。
汎用の焼結ハイス（２．１％Ｃ−４．０％Ｃｒ−５．９
％Ｍｏ−１４．０％Ｗ−５．５％Ｖ−１１．９％Ｃｏ）
を浸炭肌焼鋼（０．２％Ｃ−１．１％Ｃｒ−０．１５％
Ｍｏ）にろう付けしたタペット（比較例４）を使用し
て、摩耗試験を行った結果を表−２に示す。なお、タペ
ット冠面における粗さは０．３ａ以内とした。
【００２５】
【表−２】 カム接触回数：５０００ｒｐｍ、負荷面圧：１．５ＧＰ
ａ、耐久時間：１５０時間
ａ、耐久時間：１５０時間
【００２６】
【実施例３】Ｎｉ合金（１８．２％Ｃｒ−２．９％Ｍｏ
−５２％Ｎｉ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．０％Ｍｏ−１４．８
％Ｗ− 設置した後、焼結炉中で１１５０℃に加熱し、炉から取
り出した接着品を高周波誘導加熱により５秒で１２００
℃に加熱し、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、
ハイス圧粉体を圧密化した。さらに、直ちに高周波誘導
加熱で５秒で１２００℃に再加熱した後、プレス加工し
て基体を塑性変形せしめ、ハイス圧粉体の圧密度を増し
た。引き続き１２００℃から焼入れ、５４０℃で焼もど
しして、焼結部を研削加工して円筒状のラジアル軸受形
状とした。
−５２％Ｎｉ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．０％Ｍｏ−１４．８
％Ｗ− 設置した後、焼結炉中で１１５０℃に加熱し、炉から取
り出した接着品を高周波誘導加熱により５秒で１２００
℃に加熱し、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、
ハイス圧粉体を圧密化した。さらに、直ちに高周波誘導
加熱で５秒で１２００℃に再加熱した後、プレス加工し
て基体を塑性変形せしめ、ハイス圧粉体の圧密度を増し
た。引き続き１２００℃から焼入れ、５４０℃で焼もど
しして、焼結部を研削加工して円筒状のラジアル軸受形
状とした。
【００２７】
【比較例５】Ｎｉ合金（１８．２％Ｃｒ−２．９％Ｍｏ
−５２％Ｎｉ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．０％Ｍｏ−１４．８
％Ｗ−５．１％Ｖ−７．９％Ｃｏ）を図３に示すように
設置した後、高周波誘導加熱で１０秒で１２００℃に加
熱し、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、ハイス
粉体を圧密化した。さらに、直ちに高周波誘導加熱で２
０秒で１２００℃に加熱して、再度プレス加工して基体
を塑性変形せしめ、ハイス粉体の圧密度を増した。引き
続き１２００℃から焼入れ、５４０℃で焼もどしして、
焼結部を研削加工して円柱状のラジアル軸受形状とし
た。
−５２％Ｎｉ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．７％Ｃ−４．１％Ｃｒ−２．０％Ｍｏ−１４．８
％Ｗ−５．１％Ｖ−７．９％Ｃｏ）を図３に示すように
設置した後、高周波誘導加熱で１０秒で１２００℃に加
熱し、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、ハイス
粉体を圧密化した。さらに、直ちに高周波誘導加熱で２
０秒で１２００℃に加熱して、再度プレス加工して基体
を塑性変形せしめ、ハイス粉体の圧密度を増した。引き
続き１２００℃から焼入れ、５４０℃で焼もどしして、
焼結部を研削加工して円柱状のラジアル軸受形状とし
た。
【００２８】
【比較例６】実施例３と比較例５に示したラジアル軸受
試験体と、Ｍ５０（０．７８％Ｃ−０．３％Ｓｉ−４．
１％Ｃｒ−４．２％Ｍｏ１．０％Ｖ）製ラジアル軸受
（比較６）を使用して、転動疲労試験を行った結果を表
−３に示す。
試験体と、Ｍ５０（０．７８％Ｃ−０．３％Ｓｉ−４．
１％Ｃｒ−４．２％Ｍｏ１．０％Ｖ）製ラジアル軸受
（比較６）を使用して、転動疲労試験を行った結果を表
−３に示す。
【００２９】
【表−３】 面圧：５．２ＧＰａ、回転数：１８００ｒｐｍ、潤滑
油：オートマチックフルード、油温：１８０℃ 寿命判定：１０％累積破損確立に至る繰返し数
油：オートマチックフルード、油温：１８０℃ 寿命判定：１０％累積破損確立に至る繰返し数
【００３０】
【実施例４】炭素鋼（０．２％Ｃ−０．２５％Ｓｉ−
０．５％Ｍｎ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．５％Ｃ−０．２％Ｓｉ−４．１％Ｃｒ−５．０％
Ｍｏ−３． 中で１０００℃に加熱し、炉から取り出した接着品を粉
末充填近傍を高周波誘導加熱で５秒で１２００℃に加熱
して、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、ハイス
粉体を圧密化した。その後、直ちに高周波誘導加熱によ
り５秒で１２００℃に再加熱して、プレス加工して基体
を塑性変形せしめ、ハイス圧粉体の圧密度を増した。引
き続き１１８０℃から焼入れ、５４０℃で焼もどしし
て、焼結部を研削加工して歯車の歯形を成形した。
０．５％Ｍｎ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．５％Ｃ−０．２％Ｓｉ−４．１％Ｃｒ−５．０％
Ｍｏ−３． 中で１０００℃に加熱し、炉から取り出した接着品を粉
末充填近傍を高周波誘導加熱で５秒で１２００℃に加熱
して、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、ハイス
粉体を圧密化した。その後、直ちに高周波誘導加熱によ
り５秒で１２００℃に再加熱して、プレス加工して基体
を塑性変形せしめ、ハイス圧粉体の圧密度を増した。引
き続き１１８０℃から焼入れ、５４０℃で焼もどしし
て、焼結部を研削加工して歯車の歯形を成形した。
【００３１】
【比較例７】炭素鋼（０．２％Ｃ−０．２５％Ｓｉ−
０．５％Ｍｎ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．５％Ｃ−０．２％Ｓｉ−４．１％Ｃｒ−５．０％
Ｍｏ−３．１％Ｖ）を図４に示すように設置した後、粉
末充填近傍を高周波誘導加熱で１０秒で１２００℃に加
熱し、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、ハイス
粉体を圧密化した。その後、１１８０℃から焼入れ、５
４０℃で焼もどしして、焼結部を研削加工して歯車の歯
形を成形した。
０．５％Ｍｎ−残部Ｆｅ）からなる基体とハイス圧粉体
（１．５％Ｃ−０．２％Ｓｉ−４．１％Ｃｒ−５．０％
Ｍｏ−３．１％Ｖ）を図４に示すように設置した後、粉
末充填近傍を高周波誘導加熱で１０秒で１２００℃に加
熱し、プレス加工により基体を塑性変形せしめ、ハイス
粉体を圧密化した。その後、１１８０℃から焼入れ、５
４０℃で焼もどしして、焼結部を研削加工して歯車の歯
形を成形した。
【００３２】
【比較例８】実施例４と比較例７に示した歯車と、肌焼
鋼を浸炭した歯車（比較例８）を使用して、歯車疲労試
験を行った結果を表−４に示す。
鋼を浸炭した歯車（比較例８）を使用して、歯車疲労試
験を行った結果を表−４に示す。
【００３３】
【表−４】 歯形：並歯、モジュール：２．５、歯数：２８ 潤滑油：オートマチックフルード、油温：９０℃ 疲れ限度：１０７回繰返しで未破損歯車の歯元曲げ応力
【００３４】
【発明の効果】本発明によって、高価な高合金粉末の使
用量を最低限に抑えることが可能となり、高合金粉末の
特性を最大限に発揮できるような圧密度の高い焼結部を
有し、基体と焼結部との接合強度の高い部品を歩留まり
高く、廉価に製造することができる。また、このような
複合特性部品の適用は、高合金粉末焼結部の優れた特性
により、たとえば部品自体の小型化、軽量化を達成せし
め、これにより同部品が適用される機械構造体の小型
化、軽量化も可能となる。さらに工具などに適用すれ
ば、経済性、省資源の見地からも効果が大きい。
用量を最低限に抑えることが可能となり、高合金粉末の
特性を最大限に発揮できるような圧密度の高い焼結部を
有し、基体と焼結部との接合強度の高い部品を歩留まり
高く、廉価に製造することができる。また、このような
複合特性部品の適用は、高合金粉末焼結部の優れた特性
により、たとえば部品自体の小型化、軽量化を達成せし
め、これにより同部品が適用される機械構造体の小型
化、軽量化も可能となる。さらに工具などに適用すれ
ば、経済性、省資源の見地からも効果が大きい。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
Claims (2)
- 【請求項１】 耐摩耗性に優れた高合金粉末からなる圧
粉体と、基体となる溶製材とからなり、高合金圧粉体と
基体とを接した状態で、高合金粉末の融点×０．５倍以
上の温度で一次加熱して両者を接着させ、製造効率を落
とすことのない短時間で再加熱して、基体に塑性変形を
生じさせながら高合金圧粉体を圧密化することを特徴と
する複合特性部品の製造方法。 - 【請求項２】 耐摩耗性に優れた高合金粉末からなる圧
粉体と、基体となる溶製材とからなり、高合金圧粉体と
基体とを接した状態で、高合金粉末の融点×０．５倍以
上の温度で一次加熱して両者を接着させ、製造効率を落
とすことのない短時間で再加熱して、基体に塑性変形を
生じさせながら高合金圧粉体を圧密化させ、さらに高合
金粉末の融点×０．７以上の温度域で基体に塑性変形を
生じさせながら焼結と拡散接合することを特徴とする複
合特性部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33757797A JPH11140509A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 複合特性部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33757797A JPH11140509A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 複合特性部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140509A true JPH11140509A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18309967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33757797A Pending JPH11140509A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 複合特性部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140509A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114231825A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种高碳高合金钢产品及其制备方法 |
| CN119588938A (zh) * | 2024-12-25 | 2025-03-11 | 张家口三信同达机械制造有限公司 | 一种通过粉末冶金工艺实现异种材料扩散连接的工艺 |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP33757797A patent/JPH11140509A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114231825A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种高碳高合金钢产品及其制备方法 |
| CN119588938A (zh) * | 2024-12-25 | 2025-03-11 | 张家口三信同达机械制造有限公司 | 一种通过粉末冶金工艺实现异种材料扩散连接的工艺 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040930 |
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