JPS60218459A - 圧縮性・焼結性に優れた耐摩耗性焼結部品用鉄系合金粉末 - Google Patents

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】 上の１１用　野 本発明は、特に、内燃機関のロッカーアーム、ロッカー
アームのしゅう動部などの耐摩耗を要求され且つ相手材
を損傷しない特性を有する炭化物分散強化型鉄系焼結合
金部品の製造に供される圧縮性・焼結性に優れた耐摩耗
性焼結部品用鉄系合金粉末に関するものである。

１１へ１１ 従来、耐摩耗性炭化物分散強化型鉄系焼結合金粉末とし
ては、水アトマイズ法による低Ｃ１３Ｃｒを基材とし、
これに、Ｍｏ、Ｖ％Ｎｂなどの炭化物生成元素を合金化
した粉末に、焼結時に炭化物を生成させるための黒鉛粉
末及び焼結助剤としてのＰ、Ｂなどを含む合金粉末を配
合したものが使用されている。

更に、水アトマイズ法よる低Ｃｒｌａ系粉米粉末その製
法により０．２〜０．３％の酸素を含有している。

しかしながら、こ・のような合金粉末においては、黒鉛
粉末の配合により、混線の際に黒鉛粉末の分布が不均一
となり、焼結後、Ｃ偏析の原因となり、また、寸法ひず
みの原因となる。

また、酸素含有量が高いことにより、焼結時の相互拡散
の障害となるため、相当量の焼結助剤の存在の下でなけ
れば、焼結により高（・理論密度比を得ることは困難で
あった。

更に、焼結あためには、焼結助剤は、冶金的には、有害
成分であり、焼結部品の使用条件に制約を与えることに
なる。また、従来の７トマイズ法により、この種の成分
にＣを合金化して粉末を製造した場合、Ｃが高（なｉに
従ν・、圧縮性が低下し、実用上成形圧力、焼結部品形
状に制約を生じるなどの不都合が生じていた。

明が解決しようとする問題点 そこで、本発明は、従来公知の耐摩耗性炭化物分散強化
型鉄系焼結合金粉末における上記のような焼結後の偏析
、寸法ひずみの発生、あるし・は、成形圧力、焼結部品
形状における制約などの種々の困難に鑑み、このような
困難がなく、圧縮性や、焼結性にも優れた耐摩耗性炭化
物分散強化型鉄系焼結合金粉末を得ることを、その目的
とするものである。

本発明においては、このＯ的を達成するために、水アト
マイズ法によりｇＩ造したＣプレアロイ粉末（Ｃ：０．
４〜３．０％）は、従来の配合粉末に生じるような成分
偏析がなく、低Ｃ粉末に匹敵する圧縮性・成形性を有し
、しかも、焼結性も良好であり、焼結により高い理論密
度比を与え、炭化物が均一に分散した焼結体を与えるこ
とに着目し、重量比でＣ０，４−３，０％、Ｃｒ３−３
０％、ＳｉＯ，２〜１．０％、ＭｎＯ，１−１％、ＯＯ
，１５％以下を含有し、残部がＦｅと不可避不純物とか
ら成る圧縮性・焼結性に優れ耐摩耗性焼結部品用鉄系合
金粉末を特徴とするものである。

なお、本発明による合金粉末は、上記の成分に追加して
、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂの内の１種又は２種以上を０．５
〜３．０％を含有することもで鯵る。

間　を　するための 以下、本発明をその実施例などに基づいて詳細に説明す
る。

まず、本発明は、上記のような組成を有することを特徴
とするものであるが、本発明による合金粉末において、
上記のようの各種合金及び含有量を選定した理由につい
て説明する６ Ｃ： Ｃ成分には、素地に固溶してこれを強化し且つＣｒ％Ｍ
ｏ、ＷｌＶ、Ｎｂと結合して炭化物を形成し、合金の耐
摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が、０．
４％未満では、炭化物生成のために更に配合する黒鉛の
量が多くなり、焼結後のＣ偏析、不均一収縮の原因とな
り、また、還元により脱酸するために必要なＣが不足す
、る。一方、３．０％を越えて含有させると、炭化物の
析出量が多くなり過ぎると共にこれが粗大化し、合金が
もろくなる恐れがあるので、その含有量を０．４〜３．
０％と定めた。

Ｃｒ： Ｃｒ成分には、素地に固溶して、これを強化し且っＣと
結合して高硬度を有するＣ「炭化物を形成し、合金の耐
摩耗性を向上させる作用があるが、焼結体の用途を考慮
し、その含有量を３〜３０％と定めた。

Ｓｉ： Ｓｉ成分には、素地に固溶して、これを強化し且つ焼結
を活性化する作用があるが、過度に含有すれば、粉末粒
子を球状化し、成形性を低下させると共に焼結後の合金
をもろくさせる作用があるため、その含有量を０．２〜
１．０％と定めたＭｎ： Ｍｎ成分は、アトマイズのために溶融している合金中に
存在し、酸素と結合して溶鋼の過酸化を防止し、溶鋼の
健全性を向上させる作用があるが、その含有量が、０．
１％未満ではその効果が得られず、一方、１％を越えて
含有させると、結晶粒が粗大化しやすく、合金強度を低
下゛°させる傾向があるため、その含有量を０．１〜１
．０％と定めた。

Ｍｏ及びＷ： Ｍｏ及びＷ成分は、素地に固溶し、これを強化する他、
Ｃと結合して炭化物を形成し、合金の耐摩耗性を向上さ
せる作用を持つので、優れた耐摩耗性を与えるために含
有させるが、その含有量が０．５％未満では、その効果
が得られず、また、経済性を考慮し、その含有量を０．
５〜３．０％と定めた。

■及びＮｂ： ■及びＮｂ成分は、素地に固溶しこれを強化する他、Ｃ
と結合して炭化物を形成し、合金の耐摩耗性を向上させ
る作用を持ち、更に、焼結に際して、初期に生成するオ
ーステナイト結晶粒子を微細化する作用を有するが、そ
の含有量が、０．５％未満では、その効果は得られず、
また、３％を越えて含有しても一層の向上の効果は得ち
れないので、経済性も考慮し、その含有量を０．５〜３
．０％と定めた。

０： Ｏ成分は、主として、粉末粒子表面に、金属酸化物皮膜
として存在し、焼結時の粉末粒子相互拡散の障壁となり
、焼結性を着しく阻害する原因となり、あるいは、焼結
中、粉末組成中のＳｉ、Ｍｎと反応し、あるいは、酸化
物系非金属介在物を形成し、焼結体の耐摩耗性を着しく
劣化させる原因となるため、その含有量を０．１５以下
と定めた。

本発明による鉄系合金粉末は、上記のような理由によっ
て各成分及びその含有範囲を決定したものであるが、こ
のような成分を有することにより、本発明合金粉末は、
９５％以上の理論密度比が得られるものであり、低密度
比のものに見られるような大きな空孔の持つ切欠き効果
による素地の破壊から生じるピッチング摩耗の防止を期
待することができるものである。

次に、本発明によ合金粉末の実施例を説明する。

実施例 原料粉末として、粒度１００メγシエの水アトマイズ法
による　Ｆｅ−Ｃ−Ｃ，ｒ−８ｉ−Ｍｎ−（Ｍｏ−Ｗ−
Ｖ−Ｎｂ）＝Ｏ合金粉末を用意しく化学組成は、表に示
すとおりである）、これを６ｔ／ｃＩ１１２の成形圧（
潤滑剤なし）にて成形し、次いで、前記粉末を、ｌＸｌ
０−’ｔｏｒｒ以上の真空中で、温度１．１５０−１，
２５０°Ｃに６０分間保持して焼結することにより、本
発明による鉄扇焼結合金Ｎｏ、１〜１０を製造した。ま
た、比較例としては、Ｎｏ、１１としで、実施例と同じ
製造過程により作られ、Ｓｉ成分の下限を外れたものを
同じ条件の下で成形・焼結したもの、Ｎｏ、　１２とし
て、粒度１００メツシユの水アトマイズＦｅ−Ｃｒ−Ｍ
ｏ−ＷＮ＆合金粉末にリン片状黒鉛粉末を通常条件で混
合し、本発明品と同じ条件の下に成形・焼結したものを
それぞれ製造した。

表から分かるように、本発明品Ｎｏ、１〜１０と、比較
品Ｎ’ｏ、　１２とを比較することによって、本発明品
Ｎｏ、１〜１０においては、圧縮密度は、５．９％以上
であり、従来の低Ｃの合金粉末の圧縮密度に匹敵してい
る。

また、焼結密度比は、本発明品Ｎｏ、１〜１０は、９５
％以上のものが得られるのに対し、比較品Ｎｏ、１１は
、Ｓ　ｉ下限外れのために、また、Ｎｏ、１２は、０上
限外れのために、それぞれ、低い密度比にとどまってい
る。

また、炭化物寸法は比較品においては、焼結密度を高め
る目的で焼結温度を高くしているため、粗大化が認めら
れている。

また、炭化物の偏析は、多量の黒鉛粉末を配合した比較
品Ｎｏ、１２にだけ認められている。

１１勉羞米。

以上のように、本発明によると、圧縮性及び焼結性に優
れた耐摩耗性焼結部品用鉄系合金粉末が得られ、特に、
内燃機関のロッカーアーム、ロッカーアームのしゅう動
部品などの耐摩耗性を要求されると共に相手材に損傷を
与えないことを要求される炭化物分散型鉄系焼結合金部
品の製造用の鉄系合金粉末として最適とものを提供する
ものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量比でＣ０，４−３，０％、Ｃｒ３−３０％、Ｓ
   ｉ０．２−１．０％、Ｍｎ０．１−１％、ＯＯ，１５％
   以下を含有し、残部がＦｅと不可避不純物とから成るこ
   とを特徴とする圧縮性・焼結性に優れた耐摩耗性焼結部
   品用鉄系合金粉末。 ２、重量比でＣｏ、４−３．０％ｔｃｒ３−３０％、Ｓ
   ｉ０．２−１．０％、Ｍｎ０．１−１％、００．１５％
   以下、Ｎｏ％Ｗ、Ｖ。 Ｎｂの内の１種又は２種以上を０５〜３．０％を含有し
   、残部がＦｅと不可避不純物とから成ることを特徴とす
   る圧縮性・焼結性に優れた耐摩耗性焼結部品用鉄系合金
   粉末６