JP7537491B2 - Manufacturing method of iron-based sintered body - Google Patents
Manufacturing method of iron-based sintered body Download PDFInfo
- Publication number
- JP7537491B2 JP7537491B2 JP2022511433A JP2022511433A JP7537491B2 JP 7537491 B2 JP7537491 B2 JP 7537491B2 JP 2022511433 A JP2022511433 A JP 2022511433A JP 2022511433 A JP2022511433 A JP 2022511433A JP 7537491 B2 JP7537491 B2 JP 7537491B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dewaxing
- iron
- sintered body
- sintering
- mass
- 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.)
- Active
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 98
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 103
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 66
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 61
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 40
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 34
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 60
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 8
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Images
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
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
本発明の一実施形態は、鉄基焼結体の製造方法に関する。One embodiment of the present invention relates to a method for producing an iron-based sintered body.
原料粉末を金型内で圧縮成形して得られた圧粉体を焼結する、いわゆる粉末冶金法は、ニアネットシェイプに造形できるので、後の機械加工による削り代が少なく材料損失が小さいこと、また一度金型を作製すれば同じ形状の製品が多量に生産できること等の理由から経済性に優れている。また、粉末冶金法は、通常の溶解によって製造される合金で得ることができない特殊な合金を製造できること等の理由から合金設計の幅が広い。このため自動車部品を始めとする機械部品に広く適用されている。The so-called powder metallurgy method, in which raw powder is compressed and molded in a die, and the resulting green compact is sintered, can produce near-net shapes, which means less cutting allowance and less material loss in subsequent machining, and it is economical because products of the same shape can be mass-produced once the die is made. Powder metallurgy also allows for a wide range of alloy design, as it can produce special alloys that cannot be obtained with alloys produced by normal melting. For this reason, it is widely used in mechanical parts, including automobile parts.
粉末冶金法では、鉄基合金等の原料粉末を各種の成形方法によって成形し、得られる成形体を焼結することで、焼結体を得ることができる。
成形方法の一方法として加圧成形では、成形性を高めるために、原料粉末に潤滑剤を添加した混合粉末を用いて成形体を得ることができる。成形体に含まれる潤滑剤は、主に有機成分であるため、その後の熱処理において熱分解されて、焼結体から除去され得る。成形体を焼結するために高温で熱処理する前に、成形体から潤滑剤等を熱分解して除去するために比較的低温で熱処理して脱ろうする方法がある。
In the powder metallurgy method, a raw material powder such as an iron-based alloy is molded by various molding methods, and the obtained molded body is sintered to obtain a sintered body.
In one method of molding, pressure molding can obtain a molded body using a mixed powder in which a lubricant is added to a raw material powder in order to improve moldability. The lubricant contained in the molded body is mainly an organic component, so it can be thermally decomposed in the subsequent heat treatment and removed from the sintered body. There is a method of dewaxing the molded body by heat treating it at a relatively low temperature in order to thermally decompose and remove the lubricant, etc. from the molded body before heat treating it at a high temperature to sinter it.
脱ろう方法の一つとして、焼結炉にブタンガスを供給してバーナーで燃焼し、その燃焼排ガスによって成形体を直接加熱する方法がある。しかし、この方法では、炉内雰囲気を均一に加熱するように制御することが難しい問題がある。炉内雰囲気が均一であれば、脱ろうをより正確に制御することができるため、脱ろうにおいて成形体から潤滑剤等を適切に除去可能とし、さらに、得られる焼結体において均質な組成を得ることができる。One method of dewaxing is to supply butane gas to a sintering furnace, burn it with a burner, and directly heat the green body with the combustion exhaust gas. However, this method has the problem that it is difficult to control the atmosphere inside the furnace so that it is heated uniformly. If the atmosphere inside the furnace is uniform, the dewaxing can be controlled more accurately, making it possible to properly remove lubricants and the like from the green body during dewaxing, and furthermore, a homogeneous composition can be obtained in the resulting sintered body.
一方で、脱ろうの炉内に供給されるガス種類についても検討されている。
特許文献1(特開平8-260002号公報)には、焼結体の表面にMnS由来の汚れが発生することを防止するために、鉄系圧粉成形体の脱ろう及び焼結において露点管理することが提案されている。
On the other hand, the type of gas supplied to the dewaxing furnace is also being considered.
Patent Document 1 (JP Patent Publication 8-260002 A) proposes controlling the dew point during dewaxing and sintering of an iron-based powder compact in order to prevent the generation of MnS-derived stains on the surface of the sintered compact.
しかし、脱ろうにおいてステアリン酸亜鉛の熱分解を促進して、焼結体表面に汚れが残らないようにするためには、さらに脱ろう条件の検討が必要とされる。また、単純に脱ろう条件を強化してステアリン酸亜鉛の熱分解を促進する場合では、鉄基焼結体の金属組織に影響を及ぼす問題がある。
本発明の一実施形態は、表面の汚れが少ない鉄基焼結体を製造することを一目的とする。
However, in order to accelerate the thermal decomposition of zinc stearate during dewaxing and prevent stains from remaining on the surface of the sintered body, further consideration of the dewaxing conditions is required. In addition, simply strengthening the dewaxing conditions to accelerate the thermal decomposition of zinc stearate may have a problem of affecting the metal structure of the iron-based sintered body.
An object of one embodiment of the present invention is to produce an iron-based sintered body with little surface contamination.
本発明の一実施形態は、以下の通りである。
[1]鉄基粉末を含む原料粉末及びステアリン酸亜鉛を含む成形体を脱ろうすること、及び前記脱ろうした成形体を焼結することを含み、前記脱ろうは、窒素と、水蒸気とを含み、露点が0℃以上30℃以下である水蒸気含有窒素雰囲気を用意すること、前記水蒸気含有窒素雰囲気を100℃以上に加熱し脱ろう部に供給すること、及び前記脱ろう部で前記成形体を800℃以下で熱処理することを含む、鉄基焼結体の製造方法。
[2]前記水蒸気含有窒素雰囲気を、水蒸気と窒素雰囲気とを混合して用意することを含み、前記窒素雰囲気は、窒素が95体積%以上である、[1]に記載の鉄基焼結体の製造方法。
[3]前記脱ろう部の雰囲気は、水素が5体積%未満である、[1]又は[2]に記載の鉄基焼結体の製造方法。
[4]前記脱ろう部は、前記水蒸気含有窒素雰囲気を250℃以上に加熱し脱ろうすることを含む、[1]から[3]のいずれかに記載の鉄基焼結体の製造方法。
One embodiment of the present invention is as follows.
[1] A method for producing an iron-based sintered body, comprising: dewaxing a molded body containing a raw material powder including an iron-based powder and zinc stearate; and sintering the dewaxed molded body, the dewaxing comprising: preparing a water vapor-containing nitrogen atmosphere containing nitrogen and water vapor and having a dew point of 0°C or higher and 30°C or lower; heating the water vapor-containing nitrogen atmosphere to 100°C or higher and supplying it to a dewaxing section; and heat-treating the molded body at 800°C or lower in the dewaxing section.
[2] The method for producing an iron-based sintered body according to [1], further comprising preparing the water vapor-containing nitrogen atmosphere by mixing water vapor with a nitrogen atmosphere, the nitrogen atmosphere containing 95 volume % or more of nitrogen.
[3] The method for producing an iron-based sintered body according to [1] or [2], wherein the atmosphere in the dewaxing section contains less than 5 volume % of hydrogen.
[4] The method for producing an iron-based sintered body according to any one of [1] to [3], wherein the dewaxing section includes heating the water vapor-containing nitrogen atmosphere to 250° C. or higher to perform dewaxing.
[5]前記成形体の原料粉末は、0質量%超過20質量%以下のCuを含み、残部鉄及び不可避不純物からなる、[1]から[4]のいずれかに記載の鉄基焼結体の製造方法。
[6]前記成形体の原料粉末は、Mn及びSが合計量で0.2質量%以下である、[1]から[5]のいずれかに記載の鉄基焼結体の製造方法。
[7]前記成形体の原料粉末は、0質量%超過5質量%以下のCをさらに含む、[1]から[6]のいずれかに記載の鉄基焼結体の製造方法。
[8]前記ステアリン酸亜鉛は、原料粉末100質量部に対して0.05~5質量部である、[1]から[7]のいずれかに記載の鉄基焼結体の製造方法。
[9]前記脱ろうと前記焼結とを連続焼結炉で行う、[1]から[8]のいずれかに記載の鉄基焼結体の製造方法。
[5] The method for producing an iron-based sintered body according to any one of [1] to [4], wherein the raw powder of the compact contains Cu in an amount of more than 0 mass% and not more than 20 mass%, with the remainder being iron and unavoidable impurities.
[6] The method for producing an iron-based sintered body according to any one of [1] to [5], wherein the raw powder of the compact contains Mn and S in a total amount of 0.2 mass % or less.
[7] The method for producing an iron-based sintered body according to any one of [1] to [6], wherein the raw material powder of the compact further contains C of more than 0 mass % and 5 mass % or less.
[8] The method for producing an iron-based sintered body according to any one of [1] to [7], wherein the zinc stearate is 0.05 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder.
[9] The method for producing an iron-based sintered body according to any one of [1] to [8], wherein the dewaxing and sintering are carried out in a continuous sintering furnace.
一実施形態によれば、表面の汚れが少ない鉄基焼結体を製造することができる。According to one embodiment, an iron-based sintered body with minimal surface contamination can be produced.
以下、本発明の一実施形態について説明するが、以下の例示によって本発明は限定されない。 One embodiment of the present invention is described below, but the present invention is not limited to the following examples.
一実施形態による鉄基焼結体の製造方法は、鉄基粉末を含む原料粉末及びステアリン酸亜鉛を含む成形体を脱ろうすること、及び脱ろうした成形体を焼結することを含み、脱ろうは、窒素と、水蒸気とを含み、露点が0℃以上30℃以下である水蒸気含有窒素雰囲気を用意すること、水蒸気含有窒素雰囲気を100℃以上に加熱し脱ろう部に供給すること、及び脱ろう部で成形体を800℃以下で熱処理することを含むことを特徴とする。
これによれば、表面汚れが少ない鉄基焼結体を製造することができる。さらに、一実施形態によれば、焼結体の強度をより高めることができる。
A method for producing an iron-based sintered body according to one embodiment includes dewaxing a molded body including a raw material powder including an iron-based powder and zinc stearate, and sintering the dewaxed molded body, and the dewaxing includes preparing a water vapor-containing nitrogen atmosphere including nitrogen and water vapor and having a dew point of 0° C. or more and 30° C. or less, heating the water vapor-containing nitrogen atmosphere to 100° C. or more and supplying it to a dewaxing section, and heat-treating the molded body at 800° C. or less in the dewaxing section.
According to this, an iron-based sintered body with little surface contamination can be manufactured. Furthermore, according to one embodiment, the strength of the sintered body can be further increased.
一実施形態によれば、成形体を脱ろうする雰囲気のガス種類及び露点を特定することで、成形体に含まれるステアリン酸亜鉛の熱分解を促進し、得られる焼結体表面の汚れを低減することができる。焼結体表面に残る汚れは、主にステアリン酸亜鉛等の有機成分が焼結体表面に残ることで観察される。
また、一実施形態によれば、成形体を脱ろうする雰囲気のガス種類及び露点を特定することで、得られる焼結体において、ある程度の炭素成分が残るようにして、フェライト相の生成を抑制して、焼結体の強度をより高めることができる。
また、一実施形態によれば、成形体を脱ろうする雰囲気のガス種類及び露点を特定すればよいため、脱ろうの熱処理の熱源としてバーナー燃焼の他にも、より均一に炉内を加熱可能なラジアントチューブバーナ等の間接加熱方式を用いることができる。そのため、炉内の温度をより簡便に管理することが可能となる。
According to one embodiment, by specifying the type of gas and the dew point of the atmosphere in which the molded body is dewaxed, it is possible to promote the thermal decomposition of zinc stearate contained in the molded body and reduce the stains on the surface of the obtained sintered body. The stains remaining on the surface of the sintered body are mainly observed as organic components such as zinc stearate remaining on the surface of the sintered body.
Moreover, according to one embodiment, by specifying the type of gas and the dew point of the atmosphere in which the molded body is dewaxed, a certain amount of carbon components remain in the resulting sintered body, thereby suppressing the formation of ferrite phase and further increasing the strength of the sintered body.
According to one embodiment, since it is only necessary to specify the gas type and dew point of the atmosphere in which the molded body is dewaxed, it is possible to use an indirect heating method such as a radiant tube burner, which can heat the inside of the furnace more uniformly, in addition to burner combustion, as the heat source for the heat treatment of dewaxing, and therefore it becomes possible to more easily control the temperature inside the furnace.
一実施形態において、成形体は、鉄基粉末を含む原料粉末及びステアリン酸亜鉛を含むことができる。
鉄基粉末は、鉄粉末、鉄合金粉末、又はこれらの組み合わせであってよい。鉄基粉末には、不可避不純物が含まれてもよい。
In one embodiment, the compact may include a raw powder including an iron-based powder and zinc stearate.
The iron-based powder may be an iron powder, an iron alloy powder, or a combination thereof. The iron-based powder may include unavoidable impurities.
原料粉末において、全体組成は、鉄を主成分として含むことが好ましい。例えば、原料粉末全量に対し、鉄は、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。In the raw material powder, the overall composition preferably contains iron as a main component. For example, the iron content of the total amount of the raw material powder is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.
原料粉末において、全体組成は、Cuを含み、残部が鉄であってよい。この場合、Cuは、原料粉末全量に対し、0質量%超過20質量%以下で含むことが好ましい。
Cuは、Feに拡散して材料強度を高める作用を有する。
Cuは、焼結中に一部がFeの基地中に拡散し、一部はFeを溶かし混んで銅合金を形成する。よって、焼結合金を冷却すると、鉄基焼結体の基地に銅相又は銅合金相の形態で分散した組織状態になる。
また、Cuは、Cと併用した場合に、鉄基地の焼入れ性を改善して、パーライトを微細にして強度を高めたり、焼結の際に通常の冷却速度で強度の高いベイナイトやマルテンサイトを得ることを促進したりすることができる。
Cuは、必須元素ではないが、0.01%以上が好ましく、より好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは1%以上である。Cuは、材料強度の低下を防止する観点から、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましい。さらに、Cuは、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましく、3%以下がさらに好ましい。これによって、軟質なCu相の発生を抑制して、材料強度の低下をより防止することができ、また、焼結の際にCu液相の発生を抑制して、製品全体の寸法精度をより高めることができる。
The raw material powder may have an overall composition containing Cu with the remainder being iron. In this case, it is preferable that the Cu content is more than 0 mass % and 20 mass % or less with respect to the total amount of the raw material powder.
Cu has the effect of diffusing into Fe to increase the strength of the material.
During sintering, part of Cu diffuses into the Fe matrix, and part of Cu dissolves and mixes with the Fe to form a copper alloy. Therefore, when the sintered alloy is cooled, the structure is in a state where Cu is dispersed in the form of a copper phase or a copper alloy phase in the matrix of the iron-based sintered body.
In addition, when Cu is used in combination with C, it can improve the hardenability of the iron-based material, refine pearlite to increase strength, and promote the formation of high-strength bainite or martensite at a normal cooling rate during sintering.
Cu is not an essential element, but is preferably 0.01% or more, more preferably 0.1% or more, and even more preferably 1% or more. From the viewpoint of preventing a decrease in material strength, Cu is preferably 20% or less, and more preferably 15% or less. Furthermore, Cu is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, and even more preferably 3% or less. This makes it possible to suppress the generation of a soft Cu phase, thereby preventing a decrease in material strength, and also to suppress the generation of a Cu liquid phase during sintering, thereby improving the dimensional accuracy of the entire product.
原料粉末において、全体組成は、Cをさらに含んでもよい。この場合、Cは0質量%超過5質量%以下で含むことが好ましい。
Cは、その一部がFeに固溶して強度を向上させることができる。Cが過剰に配合されると、脆いセメンタイトがネットワーク状に析出する問題がある。このため、Cは0~5%が好ましく、0.1~3%がより好ましく、0.5~1%がさらに好ましい。また、Cの全量が基地中に固溶もしくは金属炭化物として析出していることが好ましい。この金属炭化物は、基地中に分散して含まれることが好ましい。
The raw material powder may further contain C in its overall composition. In this case, it is preferable that C is contained in an amount of more than 0 mass % and 5 mass % or less.
C can improve strength by dissolving a part of it in Fe. If an excessive amount of C is added, there is a problem that brittle cementite precipitates in a network shape. For this reason, C is preferably 0 to 5%, more preferably 0.1 to 3%, and even more preferably 0.5 to 1%. It is also preferable that the entire amount of C is dissolved in the matrix or precipitated as metal carbide. It is preferable that the metal carbide is dispersed and contained in the matrix.
さらに、原料粉末において、全体組成は、Cr、Mn、Mo、W、Ni、Co、V、及びNbからなる群から選択される少なくとも1種を含んでもよい。この場合、各元素は合計量として15質量%以下で含まれることが好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
また、原料粉末において、全体組成は、Si、P、S、O、N等を、1種単独で、又は2種以上を組み合わせてさらに含んでもよい。
Furthermore, the raw material powder may have an overall composition that includes at least one element selected from the group consisting of Cr, Mn, Mo, W, Ni, Co, V, and Nb. In this case, each element is preferably included in a total amount of 15 mass% or less, more preferably 10 mass% or less, and even more preferably 5 mass% or less.
The raw material powder may further contain, in its overall composition, one or more of Si, P, S, O, N, etc., either singly or in combination.
Cuは、鉄合金粉末として、原料粉末に配合することができる。また、Cuは、原料粉末に銅粉末、銅合金粉末、又はこれらの組み合わせとして配合することができる。
Cu以外の他の金属は、原料粉末に配合される鉄合金粉末として、例えば、鉄と、Cr、Mn、Mo、W、Ni、Co、V、及びNbからなる群から選択される少なくとも1種との合金粉末として配合することができる。また、Cu以外の金属は、これらの金属単体の金属粉末として配合することができる。
Cu can be blended into the raw material powder as iron alloy powder, or Cu can be blended into the raw material powder as copper powder, copper alloy powder, or a combination thereof.
Metals other than Cu can be blended as iron alloy powder blended into the raw material powder, for example, as alloy powder of iron and at least one selected from the group consisting of Cr, Mn, Mo, W, Ni, Co, V, and Nb. Metals other than Cu can be blended as metal powder of these metals alone.
Cは、鉄粉末及び/又は鉄合金粉末に固溶した状態で、原料粉末に配合することができる。また、Cは、成形体の圧縮性を高めるために、黒鉛粉末として原料粉末に配合することができる。さらに、Cは、ステアリン酸亜鉛等の有機成分として原料粉末に配合することができる。ステアリン酸亜鉛等の有機成分は、脱ろう、焼結によって熱分解されるが、その一部のCが焼結体に残り、鉄基地に固溶すると考えられる。C can be blended into the raw powder in a state of solid solution in iron powder and/or iron alloy powder. C can also be blended into the raw powder as graphite powder to increase the compressibility of the compact. C can also be blended into the raw powder as an organic component such as zinc stearate. Organic components such as zinc stearate are thermally decomposed by dewaxing and sintering, but it is believed that some of the C remains in the sintered compact and becomes solid-soluble in the iron matrix.
原料粉末は、不可避不純物を含み得る。原料粉末全量に対し、不可避不純物は、合計量として1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以下がさらに好ましい。
なかでも、原料粉末において、原料としてMn及びSが添加されない場合に、Mn及びSの合計量は、原料粉末全量に対し、0.2質量%以下が好ましく、0.1質量%以下がより好ましい。
The raw material powder may contain unavoidable impurities. The total amount of the unavoidable impurities is preferably 1 mass % or less, more preferably 0.5 mass % or less, and even more preferably 0.1 mass % or less, based on the total amount of the raw material powder.
In particular, when Mn and S are not added as raw materials to the raw material powder, the total amount of Mn and S is preferably 0.2 mass % or less, and more preferably 0.1 mass % or less, based on the total amount of the raw material powder.
原料粉末の平均粒子径は、特に限定されないが、成形性及び焼結性の観点から、20~200μmがより好ましい。
ここで、平均粒子径は、体積基準の平均粒子径であり、具体的には、レーザ回折法によって測定することができる。
The average particle size of the raw material powder is not particularly limited, but from the viewpoint of moldability and sinterability, it is more preferably 20 to 200 μm.
Here, the average particle size is a volume-based average particle size, and specifically, can be measured by a laser diffraction method.
成形体にはステアリン酸亜鉛が含まれる。
成形体は、ステアリン酸亜鉛と原料粉末とを混合した混合粉末の状態で、成形型に充填されて成形されることが好ましい。
原料粉末にステアリン酸亜鉛が混合されることで、原料粉末の粒子間の摩擦を低減して、成形型への充填に際し、原料粉末に流動性を与えて、粒子の凝集を防止して、充填性を高めることができる。
また、原料粉末にステアリン酸亜鉛が混合されることで、成形型に充填した原料粉末の圧縮過程で原料粉末と成形型の壁との摩擦を低減し、成形型の摩耗を防止することができる。
また、原料粉末にステアリン酸亜鉛が混合されることで、原料粉末が成形型に充填されて圧縮される際に、圧力分布が均一になるため、より均一な密度分布で、強度に優れた成形体を得ることができる。
The molding includes zinc stearate.
The molded body is preferably formed by filling a mixed powder state of zinc stearate and a raw material powder into a molding die.
By mixing zinc stearate into the raw material powder, friction between particles of the raw material powder is reduced, giving the raw material powder fluidity when it is filled into a molding die, preventing particle aggregation, and improving filling properties.
In addition, by mixing zinc stearate with the raw material powder, friction between the raw material powder and the wall of the mold during the compression process of the raw material powder filled in the mold can be reduced, preventing wear on the mold.
In addition, by mixing zinc stearate into the raw material powder, the pressure distribution becomes more uniform when the raw material powder is filled into a mold and compressed, making it possible to obtain a molded body with a more uniform density distribution and excellent strength.
ステアリン酸亜鉛は、原料粉末100質量部に対して、0.05~5質量部で配合されることが好ましく、0.1~2質量部がより好ましく、0.5~1質量部がさらに好ましい。
ステアリン酸亜鉛は、原料粉末100質量部に対して、0.05質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。これによって、上記したように成形性をより高めることができる。
また、ステアリン酸亜鉛は、原料粉末100質量部に対して、5質量部以下が好ましく、2質量部以下がより好ましく、1質量部以下がさらに好ましい。これによって、脱ろう、焼結による熱処理によって、ステアリン酸亜鉛が熱分解されて、焼結体に残る有機成分量を低減することができる。
Zinc stearate is preferably blended in an amount of 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 2 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of the raw material powder.
The amount of zinc stearate is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and even more preferably 0.5 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the raw material powder, which can further improve the moldability as described above.
The amount of zinc stearate is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or less, relative to 100 parts by mass of the raw material powder, so that the amount of organic components remaining in the sintered body can be reduced by thermally decomposing the zinc stearate through the heat treatments of dewaxing and sintering.
成形体には、その他の添加剤が含まれてもよい。その他の添加剤として、例えば、ステアリン酸亜鉛以外の潤滑剤として、アミド系潤滑剤等が挙げられる。The molded body may contain other additives. Examples of other additives include amide-based lubricants as lubricants other than zinc stearate.
成形体は、鉄基粉末を含む原料粉末と、ステアリン酸亜鉛とを混合し、混合粉末を成形して得ることができる。成形方法としては、乾式及び湿式のいずれであってもよいが、乾式が好ましい。乾式の成形方法としては、圧粉成形等の加圧成形を好ましく用いることができる。The molded body can be obtained by mixing a raw material powder containing an iron-based powder with zinc stearate and molding the mixed powder. The molding method may be either a dry method or a wet method, but a dry method is preferred. As a dry molding method, pressure molding such as powder compaction can be preferably used.
成形条件としては、成形体の組成、サイズ等に応じて適宜設定すればよく、例えば、成形圧力300~1000MPaであってよく、また、加圧の保持時間は0.2~2秒であってよい。
成形体の見掛け密度は、成形体の組成等に応じて適宜設定すればよく、例えば、1~8g/m3であってよく、5~7g/m3であってもよい。
The molding conditions may be appropriately set depending on the composition, size, etc. of the molded body. For example, the molding pressure may be 300 to 1000 MPa, and the pressure holding time may be 0.2 to 2 seconds.
The apparent density of the molded body may be appropriately set depending on the composition of the molded body, and may be, for example, 1 to 8 g/ m3 , or 5 to 7 g/ m3 .
次に、成形体を脱ろうする工程について説明する。
脱ろうは、以下の工程を含むことが好ましい。
(1)窒素と、水蒸気とを含み、露点が0℃以上30℃以下である水蒸気含有窒素雰囲気を用意すること。
(2)水蒸気含有窒素雰囲気を100℃以上に加熱し脱ろう部に供給すること。
(3)脱ろう部で成形体を800℃以下で熱処理すること。
Next, the step of dewaxing the molded body will be described.
Preferably, winterization comprises the following steps:
(1) A water vapor-containing nitrogen atmosphere containing nitrogen and water vapor and having a dew point of 0° C. or higher and 30° C. or lower is prepared.
(2) Heating a water vapor-containing nitrogen atmosphere to 100°C or higher and supplying it to the dewaxing section.
(3) Heat treating the molded body at a temperature of 800°C or less in the dewaxing section.
脱ろうは、窒素と水蒸気とを含む水蒸気含有窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
水蒸気含有窒素雰囲気の露点は、0℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましく、12℃以上がさらに好ましい。これによって、焼結体に残存するステアリン酸亜鉛由来の未分解物の量を低減し、未分解物に由来する焼結体表面の汚れを低減することができる。これは、脱ろうの雰囲気に、ある程度の水蒸気が含まれることで、成形体に含まれる有機成分の酸化が促進され、ステアリン酸亜鉛の熱分解が進行するからと考えられる。
脱ろうの雰囲気の露点は、30℃以下が好ましく、20℃以下がより好ましく、18℃以下がさらに好ましく、16℃以下が一層好ましい。これによって、焼結体から炭素成分が過剰に離脱することを防止し、焼結体に十分な量の炭素が残存するようにして、フェライト相の形成を抑制し、これによって高強度の焼結体を得ることができる。
脱ろうの雰囲気の露点は、炉内に供給される雰囲気の管理の観点から、15℃±5℃が好ましく、15℃±3℃がより好ましく、15℃±2℃がさらに好ましい。
The dewaxing is preferably carried out in a water vapor-containing nitrogen atmosphere containing nitrogen and water vapor.
The dew point of the water vapor-containing nitrogen atmosphere is preferably 0° C. or higher, more preferably 10° C. or higher, and even more preferably 12° C. or higher. This reduces the amount of undecomposed matter derived from zinc stearate remaining in the sintered body, and reduces the dirt on the surface of the sintered body derived from the undecomposed matter. This is thought to be because the inclusion of a certain amount of water vapor in the dewaxing atmosphere promotes the oxidation of organic components contained in the compact, and the thermal decomposition of zinc stearate progresses.
The dew point of the dewaxing atmosphere is preferably 30° C. or less, more preferably 20° C. or less, even more preferably 18° C. or less, and even more preferably 16° C. or less, which prevents the carbon component from being excessively removed from the sintered body and allows a sufficient amount of carbon to remain in the sintered body, suppressing the formation of a ferrite phase, and thereby enabling a sintered body with high strength to be obtained.
From the viewpoint of controlling the atmosphere supplied to the furnace, the dewaxing atmosphere has a dew point of preferably 15°C±5°C, more preferably 15°C±3°C, and even more preferably 15°C±2°C.
ここで、雰囲気の露点は、水蒸気を含む雰囲気を冷却するときに凝結が開始する温度であり、JISZ8806:2001の湿度-測定方法にしたがって求めることができる。具体的には、雰囲気の露点は露点計を用いて測定することができる。焼結炉の雰囲気の供給部に露点計を設置することで、焼結炉へ供給される雰囲気の露点を管理することができる。 Here, the dew point of the atmosphere is the temperature at which condensation begins when cooling an atmosphere containing water vapor, and can be determined in accordance with the humidity measurement method of JIS Z8806:2001. Specifically, the dew point of the atmosphere can be measured using a dew point meter. By installing a dew point meter in the atmosphere supply section of the sintering furnace, it is possible to manage the dew point of the atmosphere supplied to the sintering furnace.
水蒸気含有雰囲気は、水蒸気と窒素雰囲気とを混合して用意されることが好ましい。この場合に、窒素雰囲気は、窒素が95体積%以上が好ましく、98体積%以上がより好ましい。The water vapor-containing atmosphere is preferably prepared by mixing water vapor with a nitrogen atmosphere. In this case, the nitrogen atmosphere preferably contains 95% or more by volume of nitrogen, more preferably 98% or more by volume.
脱ろうの雰囲気は、水蒸気及び窒素とともに、不活性ガスをさらに含んでもよい。不活性ガスは、例えば、Arガス、Heガス等が挙げられる。
脱ろうの雰囲気は、有機成分の酸化を促進するために、還元性ガスの使用量を制限することが好ましい。還元性ガスとしては、H2ガス、COガス等が挙げられる。なかでも、脱ろうの雰囲気は、H2ガスが5体積%未満が好ましく、3体積%以下がより好ましく、1体積%以下がさらに好ましい。
脱ろうと焼結とを連続焼結炉を通して行う場合は、焼結工程で用いられる雰囲気が脱ろう工程に逆流して混入することがある。例えば、焼結工程において還元性のH2ガスを用いる場合では、脱ろう工程においてH2ガスが混入することがある。この場合においても、脱ろうの雰囲気は、H2ガスが5体積%未満が好ましく、3体積%以下がより好ましく、1体積%以下がさらに好ましい。
The dewaxing atmosphere may further contain an inert gas, such as Ar gas or He gas, in addition to the water vapor and nitrogen.
In order to promote the oxidation of organic components, it is preferable to limit the amount of reducing gas used in the dewaxing atmosphere. Examples of reducing gas include H2 gas and CO gas. In particular, the dewaxing atmosphere preferably contains less than 5% by volume of H2 gas, more preferably 3% by volume or less, and even more preferably 1% by volume or less.
When dewaxing and sintering are performed through a continuous sintering furnace, the atmosphere used in the sintering process may flow back into the dewaxing process and be mixed in. For example, when reducing H2 gas is used in the sintering process, H2 gas may be mixed in the dewaxing process. Even in this case, the dewaxing atmosphere preferably contains less than 5% by volume of H2 gas, more preferably 3% by volume or less, and even more preferably 1% by volume or less.
脱ろう部へ供給する水蒸気含有窒素雰囲気は、脱ろう部に供給する前に加熱されていることが好ましい。例えば、脱ろう部に供給される水蒸気含有窒素雰囲気は、100℃以上に加熱された状態で、脱ろう部に供給されることが好ましい。この温度は、100~500℃が好ましく、300~500℃がより好ましい。It is preferable that the water vapor-containing nitrogen atmosphere supplied to the dewaxing section is heated before being supplied to the dewaxing section. For example, it is preferable that the water vapor-containing nitrogen atmosphere supplied to the dewaxing section is supplied to the dewaxing section in a state heated to 100°C or higher. This temperature is preferably 100 to 500°C, more preferably 300 to 500°C.
脱ろうにおいて、焼結炉に供給する雰囲気の流量は、例えば、0.5m3/h以上が好ましく、1m3/h以上がより好ましく、2m3/h以上がさらに好ましい。
脱ろうにおいて、焼結炉に供給する雰囲気の流量は、例えば、60m3/h以下が好ましく、50m3/h以下がより好ましく、45m3/h以下がさらに好ましい。
ここで、焼結炉に供給する雰囲気の流量は、焼結炉に供給するガス管の配管を通過するガスの流量である。
In the dewaxing, the flow rate of the atmosphere supplied to the sintering furnace is, for example, preferably 0.5 m 3 /h or more, more preferably 1 m 3 /h or more, and even more preferably 2 m 3 /h or more.
In the dewaxing, the flow rate of the atmosphere supplied to the sintering furnace is, for example, preferably 60 m 3 /h or less, more preferably 50 m 3 /h or less, and even more preferably 45 m 3 /h or less.
Here, the flow rate of the atmosphere supplied to the sintering furnace is the flow rate of the gas passing through the piping of the gas pipe supplying the gas to the sintering furnace.
脱ろうにおいて、脱ろう温度は、100℃以上が好ましく、250℃以上が好ましく、350℃以上がより好ましく、550℃以上がさらに好ましい。これによって、成形体に含まれる、ステアリン酸亜鉛等の有機成分の熱分解をより促進することができる。
脱ろうにおいて、脱ろう温度は、800℃以下が好ましく、600℃以下がより好ましく、580℃以下がさらに好ましい。これによって、過剰なエネルギーを消費することなく、ステアリン酸亜鉛を十分に熱分解することができる。また、引き続く焼結工程において、焼結が進行するため、脱ろう温度は800℃以下であってよい。
脱ろう温度は、焼結炉内の温度を熱電対で測定して求めることができる。熱電対の設置箇所は、成形体の載置位置に近いところが好ましい。連続焼結炉において、脱ろう温度に勾配をつけて脱ろうする場合は、連続焼結炉の脱ろう部において最高温度になる箇所の脱ろう温度が上記した範囲となることが好ましい。
In the dewaxing, the dewaxing temperature is preferably 100° C. or higher, more preferably 250° C. or higher, more preferably 350° C. or higher, and even more preferably 550° C. or higher, which can further promote the thermal decomposition of organic components such as zinc stearate contained in the molded body.
In the dewaxing, the dewaxing temperature is preferably 800° C. or less, more preferably 600° C. or less, and even more preferably 580° C. or less. This allows zinc stearate to be sufficiently pyrolyzed without consuming excessive energy. In the subsequent sintering step, sintering progresses, so the dewaxing temperature may be 800° C. or less.
The dewaxing temperature can be determined by measuring the temperature in the sintering furnace with a thermocouple. The thermocouple is preferably installed near the position where the molded body is placed. When dewaxing is performed in a continuous sintering furnace with a gradient of the dewaxing temperature, it is preferable that the dewaxing temperature at the highest temperature in the dewaxing section of the continuous sintering furnace is within the above-mentioned range.
脱ろうの時間は、成形体の組成、サイズ等に応じて適宜設定可能であり、例えば、10~60分間であってよく、20~40分間であってもよい。少なくとも脱ろう温度が100℃以上になる時間が、この範囲となることが好ましい。
脱ろうの圧力は、成形体の組成、サイズ等に応じて適宜設定可能であり、例えば、1~500Paであってよく、5~100Paであってもよい。
The dewaxing time can be appropriately set depending on the composition, size, etc. of the molded body, and may be, for example, 10 to 60 minutes, or 20 to 40 minutes. It is preferable that the time required for the dewaxing temperature to reach 100° C. or higher is within this range.
The dewaxing pressure can be appropriately set depending on the composition, size, etc. of the molded body, and may be, for example, 1 to 500 Pa, or may be 5 to 100 Pa.
脱ろう後は、連続焼結炉を用いて、冷却せずに焼結工程を行ってもよい。また、バッチ式の焼結炉を用いる場合は、脱ろう後に、冷却してから焼結工程を行ってもよい。
脱ろうの際に焼結炉から排出される排ガスは、環境面を考慮して、燃焼処理をして有機成分をさらに熱分解してから排気することができる。
After dewaxing, a sintering step may be carried out without cooling using a continuous sintering furnace, or, when a batch-type sintering furnace is used, the sintering step may be carried out after cooling after dewaxing.
In consideration of the environmental aspects, the exhaust gas discharged from the sintering furnace during dewaxing can be subjected to a combustion treatment to further pyrolyze the organic components before being discharged.
次に、脱ろうした成形体を焼結する工程について説明する。
焼結において、焼結温度は、1000℃以上が好ましく、1100℃以上がより好ましく、1130℃以上がさらに好ましい。これによって、焼結体において、鉄基粉末の粒子間の焼結を促進して、焼結性をより高めることができる。
焼結において、焼結温度は、1400℃以下が好ましく、1300℃以下がより好ましく、1200℃以下がさらに好ましい。これによって、過剰なエネルギーを消費することなく、焼結性が良好な焼結体を得ることができる。また、過剰な加熱が防止されるため、焼結体から炭素成分が過剰に離脱することを防止し、フェライト相の形成を抑制し、より高強度の焼結体を得ることができる。
焼結温度は、焼結炉内の温度を熱電対で測定して求めることができる。熱電対の設置箇所は、成形体の載置位置に近いところが好ましい。連続焼結炉において、焼結温度に勾配をつけて焼結する場合は、連続焼結炉の焼結部において最高温度になる箇所の焼結温度が上記した範囲となることが好ましい。
Next, the step of sintering the dewaxed compact will be described.
In the sintering, the sintering temperature is preferably 1000° C. or higher, more preferably 1100° C. or higher, and even more preferably 1130° C. or higher. This can promote sintering between particles of the iron-based powder in the sintered body, thereby further improving the sinterability.
In the sintering, the sintering temperature is preferably 1400° C. or less, more preferably 1300° C. or less, and even more preferably 1200° C. or less. This makes it possible to obtain a sintered body with good sinterability without consuming excessive energy. In addition, since excessive heating is prevented, the carbon component is prevented from being excessively removed from the sintered body, the formation of a ferrite phase is suppressed, and a sintered body with higher strength can be obtained.
The sintering temperature can be determined by measuring the temperature in the sintering furnace with a thermocouple. The thermocouple is preferably installed near the position where the molded body is placed. When sintering is performed in a continuous sintering furnace with a gradient of sintering temperature, it is preferable that the sintering temperature at the point where the temperature is highest in the sintering section of the continuous sintering furnace is within the above-mentioned range.
焼結の雰囲気は、酸化性ガス、還元性ガス、不活性ガス、又はこれらの混合ガスであってよい。なかでも、焼結を促進するために還元性ガスを好ましく用いることができる。
焼結の雰囲気は、例えば、ブタン変成ガス、アンモニア分解ガス、H2ガス等が挙げられる。なかでも、H2ガス、又はH2ガスと不活性ガスとの混合ガスが好ましい。不活性ガスとしては、N2ガス、Arガス等が挙げられる。
例えば、焼結の雰囲気として、H2ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いる場合は、H2ガスは2~75体積%が好ましく、4~50体積%がより好ましい。
The sintering atmosphere may be an oxidizing gas, a reducing gas, an inert gas, or a mixture of these gases. Among these, a reducing gas is preferably used to promote sintering.
The sintering atmosphere may be, for example, butane converted gas, ammonia decomposition gas, H2 gas, etc. Among them, H2 gas or a mixed gas of H2 gas and an inert gas is preferable. Examples of the inert gas include N2 gas and Ar gas.
For example, when a mixed gas of H2 gas and an inert gas is used as the sintering atmosphere, the H2 gas content is preferably 2 to 75% by volume, more preferably 4 to 50% by volume.
焼結の雰囲気の露点は、水蒸気混入による焼結体の酸化を防止するために、10℃未満が好ましく、0℃以下がより好ましく、-10℃以下がさらに好ましい。
焼結の雰囲気の露点の下限値は、特に制限されないが、低いほどガスの露点管理が難しく管理費が高額となる観点から、-80℃以上が好ましく、-60℃以上がより好ましい。
The dew point of the sintering atmosphere is preferably less than 10° C., more preferably 0° C. or lower, and even more preferably −10° C. or lower, in order to prevent oxidation of the sintered body due to the inclusion of water vapor.
The lower limit of the dew point of the sintering atmosphere is not particularly limited, but from the viewpoint that the lower the dew point, the more difficult it is to control the gas dew point and the higher the control costs become, the lower the dew point is preferably −80° C. or higher, and more preferably −60° C. or higher.
焼結において、焼結炉に供給する雰囲気の流量は、例えば、0.5m3/h以上が好ましく、1m3/h以上がより好ましく、2m3/h以上がさらに好ましい。
焼結において、焼結炉に供給する雰囲気の流量は、例えば、80m3/h以下が好ましく、75m3/h以下がより好ましく、70m3/h以下がさらに好ましい。
ここで、焼結炉に供給する雰囲気の流量は、焼結炉に供給するガス管の配管を通過するガスの流量である。
In sintering, the flow rate of the atmosphere supplied to the sintering furnace is, for example, preferably 0.5 m 3 /h or more, more preferably 1 m 3 /h or more, and even more preferably 2 m 3 /h or more.
In sintering, the flow rate of the atmosphere supplied to the sintering furnace is, for example, preferably 80 m 3 /h or less, more preferably 75 m 3 /h or less, and even more preferably 70 m 3 /h or less.
Here, the flow rate of the atmosphere supplied to the sintering furnace is the flow rate of the gas passing through the piping of the gas pipe supplying the gas to the sintering furnace.
焼結の時間は、成形体の組成、サイズ等に応じて適宜設定可能であり、例えば、15分~120分間であってよく、30分~60分間であってもよい。少なくとも焼結温度が1000℃以上になる時間が、この範囲となることが好ましい。
焼結の圧力は、成形体の組成、サイズ等に応じて適宜設定可能であり、例えば、1~500Paであってよく、5~100Paであってもよい。
The sintering time can be appropriately set depending on the composition, size, etc. of the molded body, and may be, for example, 15 to 120 minutes, or 30 to 60 minutes. It is preferable that the time required for the sintering temperature to reach 1000° C. or higher is within this range.
The sintering pressure can be appropriately set depending on the composition, size, etc. of the molded body, and may be, for example, 1 to 500 Pa, or may be 5 to 100 Pa.
焼結後は、空冷してもよいし、冷却速度を制御してもよい。例えば、焼結後の冷却速度は、1~100℃/分であってよく、5~50℃/分であってもよい。
焼結の際に焼結炉から排出される排ガスは、環境面を考慮して、燃焼処理をして有機成分をさらに熱分解してから排気することができる。
After sintering, the mixture may be air-cooled or the cooling rate may be controlled. For example, the cooling rate after sintering may be 1 to 100° C./min, or 5 to 50° C./min.
In consideration of the environmental aspects, the exhaust gas discharged from the sintering furnace during sintering can be subjected to a combustion treatment to further pyrolyze the organic components before being discharged.
以下、焼結炉の一例について説明する。
一実施形態において、脱ろう及び焼結は、連続焼結炉で行ってもよいし、バッチ式の焼結炉で行ってもよい。
連続焼結炉としては、例えば、メッシュベルト炉、ローラーハース炉、トレイプッシャ炉、ウォーキングビーム炉等を用いることができる。
連続焼結炉としては、脱ろう部と、焼結部と、冷却部とが連続してトンネル状の炉内に配置され、搬送手段によって成形体が脱ろう部から冷却部へと搬送される焼結炉を用いることができる。成形体は、トレイに載置されて搬送されてもよい。
脱ろう部と焼結部との間は、搬送手段と成形体とが通過可能な程度に、仕切りを設けて置き、脱ろう部と焼結部とを区切って温度調節が可能なようにし、また、炉内雰囲気が互いに混入しないようにするとよい。焼結部と冷却部との間も同様である。
An example of the sintering furnace will be described below.
In one embodiment, the dewaxing and sintering may be carried out in a continuous or batch sintering furnace.
As the continuous sintering furnace, for example, a mesh belt furnace, a roller hearth furnace, a tray pusher furnace, a walking beam furnace, or the like can be used.
The continuous sintering furnace may be a sintering furnace in which a dewaxing section, a sintering section, and a cooling section are continuously arranged in a tunnel-shaped furnace, and the molded bodies are transported from the dewaxing section to the cooling section by a transport means. The molded bodies may be transported while being placed on a tray.
Between the dewaxing section and the sintering section, a partition should be provided to allow the conveying means and the compacts to pass through, so that the dewaxing section and the sintering section can be separated to allow temperature control and to prevent the atmospheres in the furnace from mixing with each other. The same applies between the sintering section and the cooling section.
脱ろう部は、搬送手段、加熱部、雰囲気供給部、排気部、熱電対を備える。
脱ろう部の加熱部は、炉内を均一に加熱するために複数個配置されてもよい。加熱部としては、ラジアントチューブバーナ、金属ヒーター、SiC等のセラミックヒーター、ブタンガス等を用いるカップバーナー等が挙げられる。なかでも、排ガスによる劣化が少なく、炉内雰囲気に影響を受けにくい間接加熱であり、保守管理が簡便であることから、ラジアントチューブバーナを好ましく用いることができる。
脱ろう部の雰囲気供給部は、水蒸気を含ませた窒素雰囲気を所定温度で炉内に供給するものであって、炉内に均一に雰囲気を供給するために複数個配置されてもよい。
脱ろう部の雰囲気供給部に流量計を設けて、炉内に供給される雰囲気の流量を調節するとよい。
The dewaxing section is equipped with a conveying means, a heating section, an atmosphere supplying section, an exhaust section, and a thermocouple.
The dewaxing section may have a plurality of heating sections to uniformly heat the inside of the furnace. Examples of the heating section include radiant tube burners, metal heaters, ceramic heaters such as SiC, and cup burners using butane gas, etc. Among them, radiant tube burners are preferably used because they are less deteriorated by exhaust gas, are indirect heating that is less affected by the atmosphere inside the furnace, and are easy to maintain.
The atmosphere supplying section of the dewaxing section supplies a nitrogen atmosphere containing water vapor at a predetermined temperature into the furnace, and a plurality of such sections may be provided to uniformly supply the atmosphere into the furnace.
It is advisable to provide a flow meter in the atmosphere supply section of the dewaxing section to adjust the flow rate of the atmosphere supplied into the furnace.
脱ろう部は、温度及び雰囲気が均一な1つの空間において成形体を加熱するものであってもよいし、温度及び雰囲気が異なる区切られた複数の空間に成形体を通過させることで加熱するものであってもよい。
脱ろう部の一例としては、成形体の搬送方向に沿って、搬送方向上流側から、第1脱ろう部、第2脱ろう部、及び第3脱ろう部が配置される。各脱ろう部は、搬送手段及び成形体が通過可能な程度に仕切りによって区切られ、各脱ろう部において、温度及び雰囲気の調節が可能になっている。なお、脱ろう部が区切られる空間はこの個数に限定されない。
そして、搬送方向上流側の脱ろう部の温度を低くし、搬送方向下流側の脱ろう部の温度を高くして、温度に傾斜を設けることで、成形体を徐々に加熱し、ステアリン酸亜鉛等の有機成分の除去を緩やかに進行させて、成形体のひび割れ等の形状不良を防止することができる。
また、搬送方向上流側の脱ろう部の雰囲気の流量を少なくし、搬送方向下流側の脱ろう部の雰囲気の流量を多くし、流量に傾斜を設けることで、成形体を徐々に酸化し、ステアリン酸亜鉛等の有機成分に由来する炭素の除去量を調節し、ある程度の炭素が焼結体に残るようにして、焼結体の強度向上に寄与させることができる。
The dewaxing section may heat the molded body in a single space with uniform temperature and atmosphere, or may heat the molded body by passing it through multiple separated spaces with different temperatures and atmospheres.
In one example of the dewaxing section, a first dewaxing section, a second dewaxing section, and a third dewaxing section are arranged from the upstream side in the conveying direction of the molded bodies along the conveying direction. Each dewaxing section is separated by a partition to an extent that the conveying means and the molded bodies can pass through, and the temperature and atmosphere can be adjusted in each dewaxing section. Note that the number of spaces into which the dewaxing sections are separated is not limited to this.
By lowering the temperature of the dewaxing section upstream in the conveying direction and raising the temperature of the dewaxing section downstream in the conveying direction, thereby creating a temperature gradient, the molded body can be gradually heated, allowing the removal of organic components such as zinc stearate to proceed slowly, and preventing shape defects such as cracks in the molded body.
In addition, by reducing the flow rate of the atmosphere in the dewaxing section upstream in the conveying direction and increasing the flow rate of the atmosphere in the dewaxing section downstream in the conveying direction, thereby providing a gradient in the flow rate, the molded body can be gradually oxidized, and the amount of carbon removed that originates from organic components such as zinc stearate can be adjusted so that a certain amount of carbon remains in the sintered body, which contributes to improving the strength of the sintered body.
また、搬送方向に複数の脱ろう部が配置される場合は、焼結炉に隣接する脱ろう部には、水蒸気含有窒素雰囲気の流量を少なくするか、水蒸気含有窒素雰囲気を供給しなくてもよい。これによって、露点の高い雰囲気が焼結部に混入することを防止して、より高温で処理される焼結部において、焼結体の酸化が過剰に進行することを抑制することができる。
複数の脱ろう部において、水蒸気含有窒素雰囲気は、設備の簡略化のため同じ供給源から供給されることが好ましく、露点及びガス種類は同じであってよい。
In addition, when multiple dewaxing sections are arranged in the conveying direction, the flow rate of the water vapor-containing nitrogen atmosphere may be reduced or no water vapor-containing nitrogen atmosphere may be supplied to the dewaxing section adjacent to the sintering furnace, which prevents an atmosphere with a high dew point from being mixed into the sintering section and suppresses excessive oxidation of the sintered body in the sintering section that is treated at a higher temperature.
In the multiple dewaxing sections, the water vapor-containing nitrogen atmosphere is preferably supplied from the same supply source in order to simplify the equipment, and the dew point and gas type may be the same.
脱ろう部の雰囲気供給部において、水蒸気生成方法としては、定量供給ポンプと電気ヒーター加熱による方法、ボイラ加熱、超音波振動等を用いることができる。なかでも、水蒸気生成量を調節しやすく、保守管理が簡便であることから、定量供給ポンプと電気ヒーター加熱による方法を好ましく用いることができる。In the atmosphere supply section of the dewaxing section, methods of generating steam that can be used include a constant-volume supply pump and electric heater heating, boiler heating, ultrasonic vibration, etc. Among these, a constant-volume supply pump and electric heater heating is preferably used because it is easy to adjust the amount of steam generated and maintenance is simple.
水蒸気生成装置の他の例としては、水タンク部、水定量供給ポンプ部、気化器、気化器に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部、水蒸気雰囲気排出部を備える。
この例では、まず、水タンクから水定量供給ポンプ部によって水を気化器に供給する。水は、純水等のイオン性の不純物が除去された水を用いることが好ましい。気化器を100℃以上、好ましくは200℃以上、より好ましくは250℃以上とすることで水蒸気を生成することができる。窒素ガス供給部から気化器に窒素ガスを供給し水蒸気を含む窒素雰囲気を生成することができる。この水蒸気を含む窒素雰囲気を水蒸気雰囲気排出部から排出して、脱ろう部に供給することができる。
水蒸気雰囲気排出部から脱ろう部への配管は、60~100℃に保温しておくことが好ましい。
Another example of the water vapor generating device includes a water tank unit, a water constant volume supply pump unit, a vaporizer, a nitrogen gas supply unit that supplies nitrogen gas to the vaporizer, and a water vapor atmosphere exhaust unit.
In this example, first, water is supplied from a water tank to the vaporizer by a water constant-feed pump. It is preferable to use water from which ionic impurities such as pure water have been removed. Water vapor can be generated by heating the vaporizer to 100°C or higher, preferably 200°C or higher, and more preferably 250°C or higher. Nitrogen gas can be supplied from the nitrogen gas supply unit to the vaporizer to generate a nitrogen atmosphere containing water vapor. This nitrogen atmosphere containing water vapor can be discharged from the water vapor atmosphere discharge unit and supplied to the dewaxing unit.
The piping from the water vapor atmosphere exhaust section to the dewaxing section is preferably kept at a temperature of 60 to 100°C.
焼結部は、搬送手段、加熱部、雰囲気供給部、排気部、熱電対を備える。
焼結部の加熱部は、特に限定されず、上記した脱ろう部で説明したものの中から適宜選択して用いることができる。
焼結部の雰囲気供給部は、雰囲気を所定温度で炉内に供給するものであって、炉内に均一に雰囲気を供給するために複数個配置されてもよい。
焼結部の雰囲気供給部に流量計を設けて、炉内に供給される雰囲気の流量を調節するとよい。
The sintering section includes a conveying means, a heating section, an atmosphere supplying section, an exhaust section, and a thermocouple.
The heating section of the sintering section is not particularly limited, and can be appropriately selected from those explained in the dewaxing section above.
The atmosphere supplying section of the sintering section supplies the atmosphere at a predetermined temperature into the furnace, and a plurality of such supplying sections may be provided in order to uniformly supply the atmosphere into the furnace.
It is advisable to provide a flow meter in the atmosphere supply section of the sintering section to adjust the flow rate of the atmosphere supplied into the furnace.
冷却部は、特に限定されずに、通常の焼結炉に適用可能なものを用いればよい。
連続焼結炉において、搬送手段は駆動モータによって駆動させることができる。また、連続焼結炉において、脱ろう部及び焼結部には1個又は複数個の排気部を設けることができ、成形体から熱分解された有機成分を含む排ガスを排気することができる。また、連続焼結炉において、脱ろう部及び焼結部には1個又は複数個の熱電対を設けることができ、各区画において、炉内温度の管理をすることができる。
The cooling section is not particularly limited, and may be any cooling section that is applicable to a normal sintering furnace.
In the continuous sintering furnace, the conveying means can be driven by a drive motor. In addition, in the continuous sintering furnace, one or more exhaust sections can be provided in the dewaxing section and the sintering section, and exhaust gas containing organic components pyrolyzed from the molded body can be exhausted. In the continuous sintering furnace, one or more thermocouples can be provided in the dewaxing section and the sintering section, and the furnace temperature can be controlled in each section.
一実施形態によって製造される焼結体は、この限りでないが、以下の物性を備えることが好ましい。The sintered body produced in one embodiment preferably has the following physical properties, although this is not limited to these:
焼結体は、ロックウェル硬さが20~70HRBが好ましい。
焼結体のロックウェル硬さは、20HRB以上が好ましく、30HRB以上がより好ましく、40HRB以上がさらに好ましい。これによって、より高強度の焼結体を提供することができる。
焼結体のロックウェル硬さは、特に限定されないが、例えば、100HRB以下であってよい。
The sintered body preferably has a Rockwell hardness of 20 to 70 HRB.
The Rockwell hardness of the sintered body is preferably 20 HRB or more, more preferably 30 HRB or more, and even more preferably 40 HRB or more. This makes it possible to provide a sintered body with higher strength.
The Rockwell hardness of the sintered body is not particularly limited, but may be, for example, 100 HRB or less.
ここで、焼結体のロックウェル硬さは、JIS Z 2245に規定されている方法にしたがって測定することができる。Here, the Rockwell hardness of the sintered body can be measured according to the method specified in JIS Z 2245.
焼結体は、引張強さが220~590MPaが好ましい。
焼結体の引張強さは、220MPa以上が好ましく、250MPa以上がより好ましく、300MPa以上がさらに好ましい。これによって、より高強度の焼結体を提供することができる。
焼結体の引張強さは、特に限定されないが、例えば、600MPa以下であってよい。
The sintered body preferably has a tensile strength of 220 to 590 MPa.
The tensile strength of the sintered body is preferably 220 MPa or more, more preferably 250 MPa or more, and even more preferably 300 MPa or more. This makes it possible to provide a sintered body with higher strength.
The tensile strength of the sintered body is not particularly limited, but may be, for example, 600 MPa or less.
ここで、焼結体の引張強さは、試験片としてASTM:E8-69を作製して、試験方法はJIS Z2241に規定されている方法に従って測定することができる。Here, the tensile strength of the sintered body can be measured by preparing a test piece of ASTM: E8-69 and following the test method specified in JIS Z2241.
焼結体は、金属組織において、フェライト相の面積比が50面積%以下が好ましく、40面積%以下がより好ましく、30面積%以下がさらに好ましく、20面積%以下が一層好ましい。フェライト相をより低減することで、より高強度の焼結体を得ることができる。焼結体は、金属組織において、パーライト相が形成されることが好ましく、パーライト相が60~90面積%がより好ましい。
焼結体の金属組織は、走査型電子顕微鏡によって観察することができる。
In the sintered body, the area ratio of the ferrite phase in the metal structure is preferably 50 area % or less, more preferably 40 area % or less, even more preferably 30 area % or less, and even more preferably 20 area % or less. By further reducing the ferrite phase, a sintered body with higher strength can be obtained. In the sintered body, it is preferable that a pearlite phase is formed in the metal structure, and the pearlite phase is more preferably 60 to 90 area %.
The metal structure of the sintered body can be observed with a scanning electron microscope.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
脱ろう、焼結後の試験片の微細組織、強度、外観について評価した。
「成形」
原料粉末として、C:0.8質量%、Cu:2.0質量%、残部鉄からなる組成の鉄基粉末を用意した。鉄基粉末100質量部に0.8質量部のステアリン酸亜鉛(株式会社ADEKA製「ZNS-730」)を添加し、V型ミキサーで30分間混合した。この混合粉末を外径90mm、内径15mm、高さ15mmの円環状に圧粉して成形体を得た。成形体の質量は、590gであり、密度は6.9g/cm3であった。
After dewaxing and sintering, the test pieces were evaluated for microstructure, strength, and appearance.
"Molding"
As the raw material powder, an iron-based powder having a composition of 0.8% by mass of C, 2.0% by mass of Cu, and the remainder being iron was prepared. 0.8 parts by mass of zinc stearate ("ZNS-730" manufactured by ADEKA CORPORATION) was added to 100 parts by mass of the iron-based powder, and mixed for 30 minutes in a V-type mixer. This mixed powder was pressed into a circular ring having an outer diameter of 90 mm, an inner diameter of 15 mm, and a height of 15 mm to obtain a molded body. The mass of the molded body was 590 g, and the density was 6.9 g/ cm3 .
「脱ろう」
脱ろう及び焼結は、ローラーハース炉(NR-1号炉)に成形体を通すことで行った。
ローラーハース炉の脱ろう炉の断面概略図を図1に示す。
この図において、脱ろう炉10は、搬送ローラ1を備え、搬送ローラ1上に試験片を載置して試験片を搬送するカーボントレイTと、搬送方向の上流側から脱ろう部2a、脱ろう部2b、及び脱ろう部2cとを備える。それぞれの脱ろう部2a、2b、2cが仕切り板によって区分けされ、それぞれの脱ろう部2a、2b、2cに配置されたラジアントチューブバーナ3a、3b、3c、それぞれの脱ろう部2a、2b、2cに水蒸気含有窒素雰囲気を供給するためのガス導入口部4a、4b、4c、脱ろう部2b、2cからの排気を排出する排気口部5を備える。
脱ろう炉内はラジアントチューブバーナで温度が制御され、搬送方向Xに、搬送ローラでカーボントレイ上の成形体が搬送される。水蒸気含有窒素雰囲気は炉内床面の導入口部から供給され、成形体を脱ろうする。脱ろう部から排出される排気は、排気口部に設けられた排ガス燃焼装置で燃焼処理し、排気フード・ダクト6から排出される。
熱源のラジアントチューブバーナは間接加熱方式で炉内と隔離しており、炉内雰囲気を一定に保つことができる。
"Let's take it off."
Dewaxing and sintering were carried out by passing the compact through a roller hearth furnace (NR-1 furnace).
A schematic cross-sectional view of a roller hearth dewaxing furnace is shown in FIG.
In this figure, a
The temperature inside the dewaxing furnace is controlled by radiant tube burners, and the molded bodies on the carbon trays are transported by transport rollers in the transport direction X. A nitrogen atmosphere containing water vapor is supplied from an inlet on the floor of the furnace to dewax the molded bodies. The exhaust gas discharged from the dewaxing section is combusted in an exhaust gas combustion device installed at the exhaust port, and is discharged from an exhaust hood duct 6.
The radiant tube burner, which is the heat source, is an indirect heating system and is isolated from the inside of the furnace, allowing the atmosphere inside the furnace to be kept constant.
ローラーハース炉の脱ろう炉の条件は、以下の通りとした。
不図示の気化器によって水蒸気を発生させ、発生させた水蒸気と、窒素100体積%の窒素雰囲気とを混合して、表1に示す露点の水蒸気含有雰囲気を用意した。
気化器温度を300℃、脱ろう部2a、2b、2cの温度をそれぞれ250℃、350℃、550℃で一定とした。また、気化器から脱ろう部2a、2b、2cへの水蒸気含有窒素雰囲気の流量をそれぞれ2m3/h、4m3/h、0m3/hで一定とした。成形体の投入数は1トレイに9個で一定とした。
その他の脱ろう条件は、以下の通りとした。
脱ろう圧力:5Pa。
脱ろう時間:30分。
The conditions of the roller hearth dewaxing furnace were as follows:
Water vapor was generated by a vaporizer (not shown), and the generated water vapor was mixed with a nitrogen atmosphere containing 100% by volume of nitrogen to prepare a water vapor-containing atmosphere having a dew point shown in Table 1.
The vaporizer temperature was constant at 300° C., and the temperatures of
Other dewaxing conditions were as follows:
Dewaxing pressure: 5 Pa.
Dewaxing time: 30 minutes.
「焼結」
次いで、ローラーハース炉の焼結炉に成形体を通した。焼結条件は、以下の通りとした。
焼結温度:1130℃。
焼結圧力:10Pa。
焼結雰囲気:4体積%H2+96体積%N2。
焼結雰囲気の露点:-60℃。
ガス流量:N2ガス34m3/h。AXガス2m3/h。
焼結時間:40分。
冷却速度:室温まで40℃/分。
"Sintering"
The compact was then passed through a roller hearth sintering furnace under the following sintering conditions:
Sintering temperature: 1130°C.
Sintering pressure: 10 Pa.
Sintering atmosphere: 4 vol.% H2 + 96 vol.% N2 .
Dew point of sintering atmosphere: -60°C.
Gas flow rate: N2 gas 34 m3 /h. AX gas 2 m3/h.
Sintering time: 40 min.
Cooling rate: 40° C./min to room temperature.
脱ろう部2a、2b、2cの水素濃度は、焼結炉から流入する雰囲気に含まれるH2ガスを含む数値である。脱ろう部のN2ガス流量と、焼結炉のN2ガス流量及びAXガス流量との合計ガス流量に対して、AXガス流量のH2割合が、5体積%未満となるように制御した。これによって、焼結炉から脱ろう炉へ流入するH2ガスを考慮しても、脱ろう炉の水素濃度を5体積%未満とすることができた。AXガスは、75体積%H2と25%N2を含むアンモニア分解ガスである。
The hydrogen concentration in the
「評価」
得られた焼結体について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(焼結体の汚れ)
焼結体の表面を目視で観察し、以下の基準で焼結体の汚れを評価した。
A:汚れが観察されなかった。
B:汚れが少し観察された。
"evaluation"
The obtained sintered bodies were subjected to the following evaluations. The results are shown in Table 1.
(Contamination of sintered body)
The surface of the sintered body was visually observed, and the staining of the sintered body was evaluated according to the following criteria.
A: No stains were observed.
B: A small amount of dirt was observed.
(焼結体の強度)
焼結体の引張強さを以下の条件で測定した。
焼結体の引張強さは、試験片としてASTM:E8-69を作製し、試験方法はJIS Z2241に規定されている方法に従って測定した。
(Strength of sintered body)
The tensile strength of the sintered body was measured under the following conditions.
The tensile strength of the sintered body was measured by preparing a test piece of ASTM: E8-69 and following the test method specified in JIS Z2241.
(焼結体の微細構造)
焼結体の金属組織を走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察した。SEM写真を図2に示す。また、SEM写真から、脱炭の指標となるフェライト相の面積比を算出した。
(Microstructure of sintered body)
The metal structure of the sintered body was observed by a scanning electron microscope (SEM). The SEM photograph is shown in Figure 2. In addition, the area ratio of the ferrite phase, which is an index of decarburization, was calculated from the SEM photograph.
表1に示す通り、各実施例の焼結体は、表面汚れが少なく、高強度であった。例1では、脱ろうの雰囲気の露点が10℃と低く、焼結体の表面汚れが若干発生した。例4及び5では、脱ろうの雰囲気の露点が20℃、30℃と高く、焼結体の強度が若干低下した。As shown in Table 1, the sintered bodies of each Example had little surface contamination and high strength. In Example 1, the dew point of the dewaxing atmosphere was low at 10°C, and some surface contamination occurred on the sintered body. In Examples 4 and 5, the dew points of the dewaxing atmosphere were high at 20°C and 30°C, and the strength of the sintered body was slightly reduced.
Claims (9)
前記脱ろうは、窒素と、水蒸気とを含み、露点が0℃以上30℃以下である水蒸気含有窒素雰囲気を用意すること、前記水蒸気含有窒素雰囲気を300℃~500℃に加熱し脱ろう部に供給すること、及び前記脱ろう部で前記成形体を580℃以下で熱処理することを含む、鉄基焼結体の製造方法。 The method includes dewaxing a molded body containing a raw material powder including an iron-based powder and zinc stearate, and sintering the dewaxed molded body,
The dewaxing step includes the steps of: preparing a water vapor-containing nitrogen atmosphere containing nitrogen and water vapor and having a dew point of 0°C or higher and 30°C or lower; heating the water vapor-containing nitrogen atmosphere to 300°C to 500°C and supplying the nitrogen atmosphere to a dewaxing section; and heat-treating the compact at 580 °C or lower in the dewaxing section.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/014983 WO2021199370A1 (en) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | Method for manufacturing iron-based sintered body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2021199370A1 JPWO2021199370A1 (en) | 2021-10-07 |
| JP7537491B2 true JP7537491B2 (en) | 2024-08-21 |
Family
ID=77929902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022511433A Active JP7537491B2 (en) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | Manufacturing method of iron-based sintered body |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7537491B2 (en) |
| WO (1) | WO2021199370A1 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH079004B2 (en) * | 1985-11-08 | 1995-02-01 | 株式会社神戸製鋼所 | Sintering method for iron-based powder compacts |
| JPH10121108A (en) * | 1996-10-09 | 1998-05-12 | Osaka Oxygen Ind Ltd | Production of sintered metal and its device |
-
2020
- 2020-04-01 JP JP2022511433A patent/JP7537491B2/en active Active
- 2020-04-01 WO PCT/JP2020/014983 patent/WO2021199370A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2021199370A1 (en) | 2021-10-07 |
| WO2021199370A1 (en) | 2021-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5671526B2 (en) | High strength low alloy sintered steel | |
| US6358298B1 (en) | Iron-graphite composite powders and sintered articles produced therefrom | |
| JP6722511B2 (en) | Carburized Sintered Steel, Carburized Sintered Member and Manufacturing Methods Thereof | |
| EP2200769B1 (en) | Method of producing a sinter-hardened component | |
| US6533996B2 (en) | Method and apparatus for metal processing | |
| JP3679508B2 (en) | Sintered parts manufacturing method and apparatus | |
| JP7537491B2 (en) | Manufacturing method of iron-based sintered body | |
| JP2013076545A (en) | Degreasing furnace and degreasing method | |
| US8986605B2 (en) | Method and atmosphere for extending belt life in sintering furnace | |
| US3891473A (en) | Heat treating atmospheres | |
| JP5929084B2 (en) | Alloy steel powder for powder metallurgy, iron-based sintered material and method for producing the same | |
| Schade et al. | MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF A BAINITIC POWDER METALLURGY STEEL. | |
| JP2020122212A (en) | Method for producing spheroidal graphite cast iron product | |
| CN102676979A (en) | Method for improving strength and hardness of powder metallurgy stainless steel | |
| Danninger et al. | Powder metallurgy steels for highly loaded precision parts | |
| JP2015004099A (en) | METHOD FOR PRODUCING Fe-Cu-C BASED SINTERING MATERIAL | |
| JP2003239002A (en) | Iron based powdery mixture and method of producing iron based sintered compact | |
| JP6112280B1 (en) | Method for producing alloy steel powder for powder metallurgy | |
| JPWO2020202805A1 (en) | Iron-based mixed powder for powder metallurgy and iron-based sintered body | |
| JP2797166B2 (en) | Method for controlling carbon content of metal powder compact | |
| JP3429870B2 (en) | Surface hardening method for sintered parts | |
| JP6112277B1 (en) | Method for producing alloy steel powder for powder metallurgy | |
| JP6112282B1 (en) | Method for producing alloy steel powder for powder metallurgy | |
| JP2024178700A (en) | Spheroidal graphite cast iron member and method for manufacturing the same | |
| WO2024042744A1 (en) | Method for manufacturing carburized sintered body and apparatus for manufacturing carburized sintered body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240305 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240404 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240709 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240722 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7537491 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |