JPS6229481B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6229481B2 JPS6229481B2 JP57193633A JP19363382A JPS6229481B2 JP S6229481 B2 JPS6229481 B2 JP S6229481B2 JP 57193633 A JP57193633 A JP 57193633A JP 19363382 A JP19363382 A JP 19363382A JP S6229481 B2 JPS6229481 B2 JP S6229481B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy steel
- steel powder
- high carbon
- carbon alloy
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/14—Treatment of metallic powder
- B22F1/142—Thermal or thermo-mechanical treatment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
この発明は、粉末冶金用原料粉末として使用し
た場合にすぐれた焼結性、すなわち広い焼結温度
範囲を有する高炭素合金鋼粉末の製造法に関する
ものである。 通常、例えばバルブシートやロツカーアームチ
ツプなどの自動車用耐摩耗部品や動弁部品、スロ
ーアウエイチツプ、ホブ、ドリル、タツプ、およ
びダイスなどの切削工具、圧延ロールや型ロール
などの耐摩工具、さらに各種金型を粉末冶金法に
て製造するに際しては、原料粉末として、Ｗ、
Mo、Ｖ、Nb、およびCrなどの炭化物形成元素を
含有する高炭素合金鋼粉末が使用されている。 一般に、上記高炭素合金鋼粉末としては、製造
コストおよび大量生産性の点から、水噴霧法によ
り形成されたものが広く用いられている。一方水
噴霧法により形成された高炭素合金鋼粉末は、溶
湯より急冷されたものであるために硬質であるば
かりでなく、表面部分に酸化物層が形成され、
0.6〜1.2重量％（以下％はすべて重量％を示す）
の高い含有量の酸素を含有することから、焼鈍お
よび脱酸の目的で、真空、不活性ガス、あるいは
還元性ガス雰囲気中で焼鈍還元処理が施される。
この場合前記高炭素合金鋼粉末の構成成分である
Cr、Ｖ、およびNbなどは酸素との親和力が強
く、したがつてこれらの元素を還元するために比
較的高温の900〜1100℃の温度範囲内での焼鈍還
元処理が行なわれている。 しかし、上記条件で焼鈍還元された高炭素合金
鋼粉末においては、酸素含有量が0.05〜0.1％に
低減する反面、炭化物の析出および粒成長が著し
く、通常その平均粒径は0.5〜1.5μｍになつてい
る。このため、この高炭素合金鋼粉末を原料粉末
として用いて焼結を行なつた場合、前記粗大炭化
物の形成により基地中の炭素および合金成分の含
有量が低下し、この結果焼結性の悪化は避けられ
ず、したがつて高密度の焼結体を得るには高温焼
結を予儀なくされ、しかもこの場合焼結上限温度
は自ずから限定されるから、その焼結温度範囲は
著しく狭いものとならざるを得ず、この結果焼結
体の特性にバラツキが生じ易くなるばかりでな
く、結晶粒の成長も著しいことから、焼結体の機
械的強度の低下もまぬがれないなどの問題点が生
ずるものであつた。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、粉末冶金用原料粉末として使用した場合にす
ぐれた焼結性を示す高炭素合金鋼粉末を得べく研
究を行なつた結果、原料として酸素含有量が0.6
〜1.2重量％の水噴霧法により形成した高炭素含
有の合金鋼粉末を用い、これに真空、不活性ガ
ス、および還元性ガスのいずれかの雰囲気中で、
650〜850℃の温度範囲内の所定温度に所定時間加
熱保持の条件にて焼鈍還元処理を施すと、析出す
る炭化物の平均粒径が0.3μｍ以下となることか
ら、基地中の炭素および合金成分の含有量が高い
状態に保持され、この結果ほぼ焼鈍還元前の急冷
凝固時に生成した過飽和オーステナイト状態が保
持され、さらに前記のように低温焼鈍還元のため
に前記合金鋼粉末中の含有炭素による還元反応が
完全に進行せず、したがつて0.1〜0.5％の酸素が
残留する高炭素合金鋼粉末が得られ、しかもこの
高炭素合金鋼粉末を粉末冶金用原料粉末として使
用すると、基地中の高含有量の炭素および合金成
分による融点降下作用によつてすぐれた焼結性を
示し、さらに焼結時に表面部分に残留した酸化物
が高炭素合金鋼粉末中の炭素や還元性雰囲気ガス
と反応して還元されることに伴う粉末表面の活性
化によりすぐれた焼結性を示すようになり、この
結果、比較的低温での焼結、すなわち広い焼結温
度範囲で高密度にして微細組織の焼結体が得られ
るようになるという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、焼鈍還元温度を650〜850℃に限定し
たのは、650℃未満の温度では、酸素含有量が0.5
％を越えて多く残留し、焼結時に完全に脱酸する
ことが不可能となることから、高密度の焼結体が
得られず、一方850℃を越えた温度にすると、炭
化物の析出および粒成長が急激に促進して粗大炭
化物が形成されるようになり、この結果基地中の
炭素および合金成分の含有量が低下して焼結性が
劣化するようになるばかりでなく、焼結時の酸化
物の還元にもとづく表面活性化焼結効果も低下す
るようになるという理由にもとづくものである。 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 実施例 通常の溶解法にて、それぞれ第１表に示される
成分組成をもつた高炭素合金鋼の溶湯：10Kgづつ
を溶製した後、これら溶湯を、所定温度にて、不
活性ガス雰囲気中、噴霧水圧：200Kg／cm2、噴霧
角度：80度の条件で水噴霧を行なつて粉末とし、
ついで、これらの粉末にそれぞれ第１表に示され
る条件にて焼鈍還元処理を施すことによつて本発
明方法１〜28および比較方法１〜12をそれぞれ実
施した。なお、比較方法１〜12は、焼鈍還元温度
がこの発明の範囲から外れた条件で実施したもの
である。 この結果得られた各種の高炭素合金鋼粉末の炭
素含有量、酸素含有量および炭化物平均粒径を測
定し、この測定結果を第１表に示した。 さらに、この結果の各種高炭素合金鋼粉末の焼
結性を評価する目的で、通常の条件で粉砕混合し
た後、5ton／cm2の圧力で５mm×５mm×10mmの寸法
をもつた圧粉体に成形し、ついで真空中、
た場合にすぐれた焼結性、すなわち広い焼結温度
範囲を有する高炭素合金鋼粉末の製造法に関する
ものである。 通常、例えばバルブシートやロツカーアームチ
ツプなどの自動車用耐摩耗部品や動弁部品、スロ
ーアウエイチツプ、ホブ、ドリル、タツプ、およ
びダイスなどの切削工具、圧延ロールや型ロール
などの耐摩工具、さらに各種金型を粉末冶金法に
て製造するに際しては、原料粉末として、Ｗ、
Mo、Ｖ、Nb、およびCrなどの炭化物形成元素を
含有する高炭素合金鋼粉末が使用されている。 一般に、上記高炭素合金鋼粉末としては、製造
コストおよび大量生産性の点から、水噴霧法によ
り形成されたものが広く用いられている。一方水
噴霧法により形成された高炭素合金鋼粉末は、溶
湯より急冷されたものであるために硬質であるば
かりでなく、表面部分に酸化物層が形成され、
0.6〜1.2重量％（以下％はすべて重量％を示す）
の高い含有量の酸素を含有することから、焼鈍お
よび脱酸の目的で、真空、不活性ガス、あるいは
還元性ガス雰囲気中で焼鈍還元処理が施される。
この場合前記高炭素合金鋼粉末の構成成分である
Cr、Ｖ、およびNbなどは酸素との親和力が強
く、したがつてこれらの元素を還元するために比
較的高温の900〜1100℃の温度範囲内での焼鈍還
元処理が行なわれている。 しかし、上記条件で焼鈍還元された高炭素合金
鋼粉末においては、酸素含有量が0.05〜0.1％に
低減する反面、炭化物の析出および粒成長が著し
く、通常その平均粒径は0.5〜1.5μｍになつてい
る。このため、この高炭素合金鋼粉末を原料粉末
として用いて焼結を行なつた場合、前記粗大炭化
物の形成により基地中の炭素および合金成分の含
有量が低下し、この結果焼結性の悪化は避けられ
ず、したがつて高密度の焼結体を得るには高温焼
結を予儀なくされ、しかもこの場合焼結上限温度
は自ずから限定されるから、その焼結温度範囲は
著しく狭いものとならざるを得ず、この結果焼結
体の特性にバラツキが生じ易くなるばかりでな
く、結晶粒の成長も著しいことから、焼結体の機
械的強度の低下もまぬがれないなどの問題点が生
ずるものであつた。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、粉末冶金用原料粉末として使用した場合にす
ぐれた焼結性を示す高炭素合金鋼粉末を得べく研
究を行なつた結果、原料として酸素含有量が0.6
〜1.2重量％の水噴霧法により形成した高炭素含
有の合金鋼粉末を用い、これに真空、不活性ガ
ス、および還元性ガスのいずれかの雰囲気中で、
650〜850℃の温度範囲内の所定温度に所定時間加
熱保持の条件にて焼鈍還元処理を施すと、析出す
る炭化物の平均粒径が0.3μｍ以下となることか
ら、基地中の炭素および合金成分の含有量が高い
状態に保持され、この結果ほぼ焼鈍還元前の急冷
凝固時に生成した過飽和オーステナイト状態が保
持され、さらに前記のように低温焼鈍還元のため
に前記合金鋼粉末中の含有炭素による還元反応が
完全に進行せず、したがつて0.1〜0.5％の酸素が
残留する高炭素合金鋼粉末が得られ、しかもこの
高炭素合金鋼粉末を粉末冶金用原料粉末として使
用すると、基地中の高含有量の炭素および合金成
分による融点降下作用によつてすぐれた焼結性を
示し、さらに焼結時に表面部分に残留した酸化物
が高炭素合金鋼粉末中の炭素や還元性雰囲気ガス
と反応して還元されることに伴う粉末表面の活性
化によりすぐれた焼結性を示すようになり、この
結果、比較的低温での焼結、すなわち広い焼結温
度範囲で高密度にして微細組織の焼結体が得られ
るようになるという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、焼鈍還元温度を650〜850℃に限定し
たのは、650℃未満の温度では、酸素含有量が0.5
％を越えて多く残留し、焼結時に完全に脱酸する
ことが不可能となることから、高密度の焼結体が
得られず、一方850℃を越えた温度にすると、炭
化物の析出および粒成長が急激に促進して粗大炭
化物が形成されるようになり、この結果基地中の
炭素および合金成分の含有量が低下して焼結性が
劣化するようになるばかりでなく、焼結時の酸化
物の還元にもとづく表面活性化焼結効果も低下す
るようになるという理由にもとづくものである。 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 実施例 通常の溶解法にて、それぞれ第１表に示される
成分組成をもつた高炭素合金鋼の溶湯：10Kgづつ
を溶製した後、これら溶湯を、所定温度にて、不
活性ガス雰囲気中、噴霧水圧：200Kg／cm2、噴霧
角度：80度の条件で水噴霧を行なつて粉末とし、
ついで、これらの粉末にそれぞれ第１表に示され
る条件にて焼鈍還元処理を施すことによつて本発
明方法１〜28および比較方法１〜12をそれぞれ実
施した。なお、比較方法１〜12は、焼鈍還元温度
がこの発明の範囲から外れた条件で実施したもの
である。 この結果得られた各種の高炭素合金鋼粉末の炭
素含有量、酸素含有量および炭化物平均粒径を測
定し、この測定結果を第１表に示した。 さらに、この結果の各種高炭素合金鋼粉末の焼
結性を評価する目的で、通常の条件で粉砕混合し
た後、5ton／cm2の圧力で５mm×５mm×10mmの寸法
をもつた圧粉体に成形し、ついで真空中、
【表】
【表】
1220℃、1230℃、1240℃、1250℃、1260℃、およ
び1270℃の各温度に60分間保持の条件で焼結し、
焼結後の焼結体の各焼結温度ごとの密度をそれぞ
れ測定し、密度比を算出した。 第１表に示される結果から、本発明方法１〜28
により製造された高炭素合金鋼粉末を原料粉末と
して用いた場合には広い焼結温度範囲に亘つて高
密度の焼結体が得られるのに対して、比較方法
１、３、５、７、９、および11により製造された
高炭素合金鋼粉末を用いた場合には、粉末の酸素
含有量が高すぎることに原因して、いずれの焼結
温度でも高密度の焼結体は得られず、また比較方
法２、４、６、10、および12により製造された高
炭素合金鋼粉末を用いた場合には、粗大炭化物が
形成されることに原因して基地中の炭素および合
金成分の含有量が低下して焼結性が悪くなるばか
りでなく、粉末中の酸素含有量の低下による焼結
活性化効果の低下によつても焼結性が悪くなり、
高密度の焼結体は高温側のきわめて狭い焼結温度
範囲でしか得られないことが明らかである。 上述のように、この発明の方法によれば、広い
焼結温度範囲で高密度の焼結体を製造することが
できる焼結性のすぐれた高炭素合金鋼粉末を製造
することができ、したがつてこの高炭素合金鋼粉
末を用いれば、低温焼結が可能となるので、均一
微細組織の高密度焼結体を製造することができる
ばかりでなく、焼結温度範囲が広いために製造さ
れる焼結体の特性にバラツキがなくなり、歩留向
上がはかれるなど工業上有用な効果がもたらされ
るのである。
び1270℃の各温度に60分間保持の条件で焼結し、
焼結後の焼結体の各焼結温度ごとの密度をそれぞ
れ測定し、密度比を算出した。 第１表に示される結果から、本発明方法１〜28
により製造された高炭素合金鋼粉末を原料粉末と
して用いた場合には広い焼結温度範囲に亘つて高
密度の焼結体が得られるのに対して、比較方法
１、３、５、７、９、および11により製造された
高炭素合金鋼粉末を用いた場合には、粉末の酸素
含有量が高すぎることに原因して、いずれの焼結
温度でも高密度の焼結体は得られず、また比較方
法２、４、６、10、および12により製造された高
炭素合金鋼粉末を用いた場合には、粗大炭化物が
形成されることに原因して基地中の炭素および合
金成分の含有量が低下して焼結性が悪くなるばか
りでなく、粉末中の酸素含有量の低下による焼結
活性化効果の低下によつても焼結性が悪くなり、
高密度の焼結体は高温側のきわめて狭い焼結温度
範囲でしか得られないことが明らかである。 上述のように、この発明の方法によれば、広い
焼結温度範囲で高密度の焼結体を製造することが
できる焼結性のすぐれた高炭素合金鋼粉末を製造
することができ、したがつてこの高炭素合金鋼粉
末を用いれば、低温焼結が可能となるので、均一
微細組織の高密度焼結体を製造することができる
ばかりでなく、焼結温度範囲が広いために製造さ
れる焼結体の特性にバラツキがなくなり、歩留向
上がはかれるなど工業上有用な効果がもたらされ
るのである。
Claims (1)
- １ 原料として酸素含有量が0.6〜1.2重量％の水
噴霧法により形成した高炭素含有の合金鋼粉末を
用い、これに真空、不活性ガス、あるいは還元性
ガスの雰囲気中、650〜850℃の温度範囲内の所定
温度に加熱保持の条件にて焼鈍還元処理を施し
て、前記合金鋼粉末中の含有炭素による還元反応
にて酸素含有量を0.1〜0.5重量％とし、かつ炭化
物の平均粒径が0.3μｍ以下の高炭素合金鋼粉末
を製造することを特徴とする焼結性のすぐれた高
炭素合金鋼粉末の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193633A JPS5983701A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 焼結性のすぐれた高炭素合金鋼粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193633A JPS5983701A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 焼結性のすぐれた高炭素合金鋼粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983701A JPS5983701A (ja) | 1984-05-15 |
| JPS6229481B2 true JPS6229481B2 (ja) | 1987-06-26 |
Family
ID=16311183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57193633A Granted JPS5983701A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | 焼結性のすぐれた高炭素合金鋼粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983701A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS613810A (ja) * | 1984-06-18 | 1986-01-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 合金粉末の製造方法 |
| JPH0417640A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-22 | Kobe Steel Ltd | 粉末工具鋼の製造方法 |
| JP2704064B2 (ja) * | 1991-07-04 | 1998-01-26 | 三菱製鋼株式会社 | 焼結用鉄系粉末およびその製造方法 |
| US11685982B2 (en) | 2016-10-17 | 2023-06-27 | Tenneco Inc. | Free graphite containing powders |
| CN107363257B (zh) * | 2017-07-24 | 2019-05-14 | 中南钻石有限公司 | 一种聚晶金刚石坯料真空净化方法 |
-
1982
- 1982-11-04 JP JP57193633A patent/JPS5983701A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5983701A (ja) | 1984-05-15 |
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