JPS61139604A - 中高炭素金属粉末の製造方法 - Google Patents

中高炭素金属粉末の製造方法

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JPS61139604A
JPS61139604A JP59261458A JP26145884A JPS61139604A JP S61139604 A JPS61139604 A JP S61139604A JP 59261458 A JP59261458 A JP 59261458A JP 26145884 A JP26145884 A JP 26145884A JP S61139604 A JPS61139604 A JP S61139604A
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Toshihiko Kubo
敏彦 久保
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一伊達 稔
Kazutaka Asabe
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、噴霧媒として浸炭能力ある炭素分含有溶液を
用いたアトマイズ法による金属粉末の製造方法、特に油
アトマイズ法により得たアトマイズ金属粉を脱炭処理す
ることにより炭素O11〜0゜6%程度の中高炭素金属
粉末の製造方法に関する。
(従来の技術) 粉末のI!!!造技術造水術成形技術の進歩にともない
、粉末冶金の特徴が着目され、今日、粉末冶金法が物品
の成形手段として広く使用卒れるようになっできた。
粉末冶金法の原IIである粉末の製造法にもかかる用途
の拡大に応じて多くの改善がなされつつあるが、そのう
ちいわゆるアトマイズ法としては現在それを分類すると
ガス7トマイズ法、水アトマイズ法、油アトマイズ法が
ある。
ガスアトマイズ法: 噴霧媒としてN2、Ar等の不活性ガスを使用して鋼粉
を製造する方法である。不活性ガスを使用するため酸化
のような汚染が少ないが、ガス冷却のため冷却速度が遅
く、得られた製品の粒子形状が球状となり冷間成・形が
困難であり、ダハ間成形が必要である。しかし、熱間成
形は多くの制約を受はコスト高となる。さらに本方法で
はガスアトマイズ時において多量のガスを使用するため
アトマイズにおけるコストは著しく高く、後述する油ア
トマイズの場合と比較して10倍辺上となる。したがっ
て、本方法は特殊な目的には実用化されてはいるが、粉
末冶金として最も需要の多い焼結、焼結鍛造用鋼粉とし
ては殆ど使用されていない。
水アトマイズ法: 噴霧媒体として水を使用する方法である。
生成粉末がアトマイズ媒体である水によって酸化汚染さ
れるため、その酸化量は大であり成分設計上、大きな制
約がある。特にCrs Mn、■、Wb、 B、 Si
等の易酸化性元素を含む鋼粉は酸化されやすく、得られ
たアトマイズ鋼粉を還元工程で必要な量まで酸素量を下
げることは困難である。
一方、アトマイズ条件および雰囲気に特別な考慮をして
0.5%程度の酸素含有量に抑えても、1150℃辺」
二の高温で長時間処理しないと目的の鋼粉を得ることが
できない。さらにたとえ得られても高温で長時間処理す
るため粒子同志が固着する傾向にあり、かなり強力な解
砕工程が必要となるうえ、解砕時に粒子形状、粒度分布
も変わるため圧縮性、成型性、焼結性といった品質面で
問題がある。
これらの問題を解決する方法として、真空中で高温加熱
することによりc + o−coの反応で酸素を除去す
るという方法が、提案されているが、酸素を下げるため
にはやはり1100℃以上の高温を必要とし、前述の方
法と同様な問題点がある。さらに、本方法特有の問題は
、酸素を下げるため、最終成品鋼粉中の炭素量が同一に
減少してしまい、炭素量のコントロールが困りWである
ことである。
油アトマイズ法: 油アトマイズ法は油を噴霧媒として鋼粉を製造する方法
であって、水アトマイズ法に比べて得られた鋼粉に酸化
が生じていないという点においてすぐれているが、アト
マイズ時に噴霧媒である油から浸炭するため、脱炭処理
を施さなければならない。
(発明が解決すべき問題点) 上述の従来のアトマイズ法のうち、油アトマイズ法につ
いて本件出願仄は特公昭56−51203号としてずで
に開示して′いるが、そこにおいて開示されたのは低炭
素の低杏金鋼粉の製造法であり、また脱炭方法もN2−
1120雰囲気を使用した方法で風9た。
ここに、本発明者らは、今日、焼結鍛造用あるいは熱間
押出用の金属粉末として中高炭素鋼粉が求められている
ことから、油アトマイズ法でそれらの鋼粉の製造を試み
たところ脱炭処理に困難があった。
すなわち、第1図に油アトマイズ鋼粉のN2−I420
脱炭特性を示すが、N2−N20雰囲気下では、第1図
に示す如く、脱炭速度が早いので、できる限り炭素を低
くすることを目的とした低炭素鋼粉の製造には通してい
るが、脱炭を途中で止める必要がある中高炭素鋼粉の製
造には、コントロール性の点から適していないのである
例えば、C:0,4%の鋼粉を得る場合、Po、。=0
゜04.800℃の条件下で脱炭処理すると、炭素含有
量が0.4%にまで低下するための所要時間は約1.5
分であり、これでは実際問題として処理することはでき
ない。このように処理時間は長すぎても短すぎても実操
業の観点からは炭素含有量のコントロールは不可能とな
る。
(問題点を解決するための手段) よって、本発明の目的は、例えば炭素含有量0゜1〜0
.6%のいわゆる中高炭素金属粉末を製造する方法、特
に油アトマイズ法と脱炭処理を組合せた方法による中高
炭素鋼粉末の製造方法を提供することである。
ここに、本発明の要旨とするところは、アトマイズ法に
よる粉末製造法において噴霧媒として、浸炭能力を持つ
炭素分含有溶液を用いて金属溶湯を粉化して、炭素含有
量0.1%以上、酸素含有量0.2%以下のアトマイズ
金属粉を製造した後、H2雰囲気およびco−CO2雰
囲気から選んだ脱炭性雰囲気において酸化を抑制しなが
ら脱炭処理を行って、前記アトマイズ金属粉の炭素含有
量を調整すること特徴とする中高炭素金属粉末製造方法
である。
上記脱炭性雰囲気としてI(2雰囲気の場合、好ましく
は650〜1250℃の温度範囲で、CO−CO2雰囲
気の場合、好ましくは630−1250℃の温度範囲で
脱炭処理を行い、後者の場合さらに好ましくは40 (
10Pco −5) 2+25 (T150 19) 
236 (10Pco −5)  (T/50−19)
≦676、望ましくは、52 (10Pco −5) 
2+73 (T/50−18) 272 (10Pco
 −5)  (T/50−18)≦625で囲まれる温
度、Pco範囲にてCO−002脱炭を行う。但し、式
中Tは温度(℃)、Pcoは00分圧である。
なお、浸炭能力を持つ炭素含有溶液は例えば鉱物油等の
いわゆる油であるが、その種類および操作条件等につい
てはすでに当業界において油アトマイズ法として公知で
あるから、これ以上の言及はさける。
(作用) まず、本発明にあっては油アトマイズ法により炭素含有
量0.1%以上、酸素含有量0.2%以下のアトマイズ
金属粉を得るが、本発明における油アトマイズ法は、例
えば先に述べた特公昭56−51203 J8+に開示
されているものと同一であってもよく、油アトマイズ法
それ自体は公知であって、それによって本発明が制限さ
れるものではない。また、油アトマイズ金属粉を本発明
にあっては炭素含有量0.1%以上、酸素含有量0.2
%以下、好ましくは0.15%以下に制限するが、これ
は通常の油アトマイズ法によって得られる程度のもので
ある。
本発明に係る方法である油アトマイズ−H2脱炭法、油
アトマイズ−(CO−CO2)脱炭法における脱炭操作
について以下に更に説明する。
(i)油アトマイズ−H2脱炭法: 第2図に本発明に係る方法によって得られた油アトマイ
ズ鋼粉のH22脱炭線を示す。これは、鋼種はATSI
 51’40でアトマイズ時の炭素含有量が0.58%
のものについての脱炭曲線である。
H2脱炭の場合、第2図に示す如<、0.4%の中炭素
鋼粉を得るためには、900℃で約90分または100
0℃で50分であり、炭素含有量のti&量コントロー
ルが可能である。
ところで、第2図に示すごと(CO0℃未満では、また
一般には650℃未満では、殆ど脱炭反応は発生ぜず、
一方、1250℃超では粉末同志の相互固着が急速に強
固になり、それに応じた脱炭処理後の粉砕が困難となり
、実用上得策でない。
よって、油アトマイズ−H2雰囲気脱炭の場合、温度:
CO0℃以上、好ましくは650℃以上、1250℃以
下に限定する。
(ii)油アトマイズ−(CO−CO2)脱炭法:第3
図はPcoおよびPco 2を変えたときの温度に対す
る脱炭特性をグラフに示したもので、出発粉末の種類、
炭素含有量は第2図の場合に同じである。
CO−002脱炭の適正域は第3図に示すごとく温度、
Pcoによって決定され、Pco−0,05以上、温度
630〜1250℃に適正領域がある。この適正領域は
、図中、斜線領域で示す。最適範囲は、図中、破線で示
す。
しかしながら、これよりCQ分圧が高く、温度が低いと
脱炭反応が発生せず、逆に00分圧が低く、温度が高い
と脱炭速度が早くなりすぎる。
第4図はCO−002雰囲気下での脱炭曲線を示す。
参考までにH2−H20雰囲気下でのそれも併せて示す
。なお、鋼種はATSI 5140 、出発粉末の炭素
含有量は0.56%であった。
このように、第4図に示すごと(Pco=0.7、Pc
o2−0.3の条件で脱炭処理を行う場合、炭素含有量
0.4%の中炭素鋼粉を得ようとすると、750℃で1
0分間とコントロール可能な時間で脱炭することができ
ることが分かる。H2−)(26雰囲気の場合、800
℃で0.4%まで脱炭するのに1.5分しかかからない
ため、実際上コントロールは困難である。
ここに、第3図の結果を数値化して示すと、本発明にお
ける脱炭条件として好ましくは温度範囲が630〜12
50℃、co分圧が0.05〜1.0であり、より厳密
には、図中、斜線を引いた領域で表わされ、これは、酸
素含有量0.2%以下であって:40 (10Pco 
−5) 2+25 (T/50−19) ” −36(
1’0Pco −5)  (T/50−19)≦676
但し、T:温度(℃)、Pco ’: CO分圧であり
、最適条件としては温度範囲が720〜1080℃、0
0分圧が0.07〜0.93であり、より厳密には、図
中、破線で示すwI域として表わされ、酸素含有量0.
15%以下であって、これは:   。
52、(10Pco −5) 2+73 (4)50−
18) 2−72(]0Pco −5>  (T/50
−18)≦625但し、T;温度(’C) 、Pco 
: 00分圧である。
次に、実施例により本発明をさらに説明する。
てノこ2b令11りIll 本例は、焼結粉鍛造用の耐摩耗鋼粉の!!!造例であっ
て、脱炭性雰囲気としてはH2雰囲気を使った。
本発明の方法を用いて0.4%炭素を含有するSCM4
40相当の低合金鋼粉を得たが、これは先ず炭素含有量
0.02%の母材を溶解後、噴霧蝉として鉱物油を用い
て、アトマイズ処理し第1表に示す炭素含有量0.58
%の低合金鋼粉を製造後、第2表に示す条件においてH
2脱炭後第3表および第4表にその鋼組成、粒度分布お
よび粉末特性を示すSCM440相当の低合金鋼粉を製
造した。
第2表 脱炭条件 第4表 粒度分布および粉末性状 第3表、第4表に示す如く、本発明方法によれば炭素含
量、粒径公吏、見掛密度、流動度とも適正なSCM 4
40鋼粉を得ることができた。
であって、脱炭性雰囲気としてはco−co2雰囲気を
使った。
本発明の方法を用いて、0.27%の炭素を含有するS
CI+ 16相当の耐熱耐摩耗鋼粉を得た。炭素含有量
0.02%の母材を熔解後、噴霧蝶として鉱物油を用い
て、アトマイズを行い、第5表に示す炭素含有量0.6
2%の合金鋼粉を製造後、第6表に示す条件においてc
o−co2雰囲気下で脱炭処理後第7表に示すSCH1
6相当の耐熱耐摩耗鋼粉を得た。
第6表 脱炭条件 第8表 粒度分布および粉末性状 第7表、第8表に示す如く、本発明方法によれば鋼組成
、粒径分布、見掛密度、流動度とも旧P成形用に適した
SC816相当品を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、油アトマイズ鋼粉のH2−H20脱炭曲線; 第2図は、油アトマイズ鋼粉のH2脱炭曲線;および 第34図および第4図は、油アトマイズ鋼粉のCO−C
O2説炭曲線である。 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  弁理士 広 瀬 章 −(他1名)16  
 ゛ (ンこンO°り (スフク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アトマイズ法による粉末製造法において噴霧媒と
    して、浸炭能力を持つ炭素分含有溶液を用いて金属溶湯
    を粉化して、炭素含有量0.1%以上、酸素含有量0.
    2%以下のアトマイズ金属粉を製造した後、H_2雰囲
    気およびCO−CO_2雰囲気から選んだ脱炭性雰囲気
    において酸化を抑制しながら脱炭処理を行って、前記ア
    トマイズ金属粉の炭素含有量を0.1〜0.6%に調整
    することを特徴とする中高炭素金属粉末製造方法。
  2. (2)650℃以上、1250℃以下の温度範囲にて、
    脱炭性雰囲気としてH_2雰囲気下で脱炭を行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の中高炭素金属粉
    末製造方法。
  3. (3)630℃以上、1250℃以下の温度範囲にて脱
    炭性雰囲気としてPco=0.05以上のCO−CO_
    2雰囲気下で脱炭を行うことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の中高炭素金属粉末製造方法。
  4. (4)40(10Pco−5)^2+25(T/50−
    19)^2−36(10Pco−5)(T/50−19
    )≦676で囲まれる温度、Pco範囲にてCO−CO
    _2雰囲気下で脱炭を行うことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の中高炭素金属粉末製造方法。但し、式
    中Tは温度(℃)、PcoはCO分圧。
  5. (5)52(10Pco−5)^2+73(T/50−
    18)^2−72(10Pco−5)(T/50−18
    )≦625で囲まれる温度、Pco範囲にてCO−CO
    _2雰囲気下で脱炭を行うことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の中高炭素金属粉末製造方法。但し、式
    中Tは温度(℃)、PcoはCO分圧。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003528419A (ja) * 1998-08-27 2003-09-24 スーペリア マイクロパウダーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 金属−炭素複合粉体、該粉体の製造方法、及び該粉体から製造される装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5745443A (en) * 1980-09-01 1982-03-15 Hitachi Ltd Electromagnetic ultrasonic flaw detector
JPS586902A (ja) * 1981-07-03 1983-01-14 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属粉末の処理方法
JPS5819402A (ja) * 1981-07-24 1983-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属粉末の処理方法およびその装置
JPS5819401A (ja) * 1981-07-24 1983-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属粉末の処理方法およびその装置
JPS58120701A (ja) * 1982-01-12 1983-07-18 Kawasaki Steel Corp 成形性に優れた粉末冶金用アトマイズ鋼粉の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5745443A (en) * 1980-09-01 1982-03-15 Hitachi Ltd Electromagnetic ultrasonic flaw detector
JPS586902A (ja) * 1981-07-03 1983-01-14 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属粉末の処理方法
JPS5819402A (ja) * 1981-07-24 1983-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属粉末の処理方法およびその装置
JPS5819401A (ja) * 1981-07-24 1983-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属粉末の処理方法およびその装置
JPS58120701A (ja) * 1982-01-12 1983-07-18 Kawasaki Steel Corp 成形性に優れた粉末冶金用アトマイズ鋼粉の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003528419A (ja) * 1998-08-27 2003-09-24 スーペリア マイクロパウダーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 金属−炭素複合粉体、該粉体の製造方法、及び該粉体から製造される装置

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