粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末以及烧结体制造技术

本发明专利技术提供粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末以及烧结体。本发明专利技术的粉末冶金用金属粉末的特征在于，Fe为主成分，并以按质量计10％以上30％以下的比例含有Cr，以按质量计0.15％以上1.5％以下的比例含有C，以按质量计0.3％以上1％以下的比例含有Si，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Zr，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Nb，以按质量计合计为0.05％以上1.6％以下的比例含有Mn和Ni。并且，优选具有马氏体类不锈钢的结晶结构。

【技术实现步骤摘要】
粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末以及烧结体
本专利技术涉及粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末以及烧结体。
技术介绍
在粉末冶金法中，将含有金属粉末和粘合剂的组合物成形为期望的形状而获得成形体之后，对成形体进行脱脂、烧结，从而制造烧结体。在这种烧结体的制造过程中，在金属粉末的粒子彼此之间产生原子的扩散现象，由此，成形体逐渐地致密化，从而达到烧结。例如，在专利文献1中，提出了一种含有Zr及Si、其余部分由选自由Fe、Co及Ni所组成的组中的至少1种和不可避免元素构成的粉末冶金用金属粉末。根据这种粉末冶金用金属粉末，通过Zr的作用，烧结性提高，能够容易地制造高密度的烧结体。近年来，通过如此获得的烧结体正在被广泛地应用于各种机械部件和结构件等。可是，根据烧结体的用途不同，有时也需要更进一步的致密化。在这种情况下，对烧结体再进行热等静压处理(HIP处理)这样的附加处理，以谋求高密度化，但是，导致工作量大幅增加，同时不可避免地导致高成本化。因此，对于不实施附加处理等即可制造高密度的烧结体的金属粉末的实现，期待正在不断地提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-87416号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于，提供能够制造高密度烧结体的粉末冶金用金属粉末、复合物及造粒粉末、以及使用所述粉末冶金用金属粉末而制造的高密度烧结体。用于解决技术问题的方案上述目的通过下述的本专利技术而达到：根据本专利技术的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，在所述粉末冶金用金属粉末中，Fe为主成分，并且，以按质量计10％以上30％以下的比例含有Cr，以按质量计0.15％以上1.5％以下的比例含有C，以按质量计0.3％以上1％以下的比例含有Si，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Zr，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Nb，以按质量计合计为0.05％以上1.6％以下的比例含有Mn和Ni。由此，通过适度添加Zr和Nb，从而获得烧结时晶粒的显著生长被抑制、在烧结体中不易生成空孔、且晶粒的肥大化被防止、能够制造高密度烧结体的粉末冶金用金属粉末。在本专利技术的粉末冶金用金属粉末中，优选，具有马氏体类不锈钢的结晶结构。马氏体类不锈钢的结晶结构是C、N过饱和固溶的体心立方晶格，因此，与通常的体心立方晶格相比，处于稍微歪扭的状态。因此，具有这样的结晶结构的粉末冶金用金属粉末可制造反映了该结晶结构的歪扭(歪み)的高硬度的烧结体。在本专利技术的粉末冶金用金属粉末中，优选，Zr的含有率与Nb的含有率之比Zr/Nb为0.3以上3以下。由此，能够在以Nb碳化物为核的区域和以Zr碳化物为核的区域间使结晶生长开始的时机最优化地错开。其结果，能够将残留于成形体中的空孔犹如从内侧依次扫除样地排出。由此，能够将烧结体中产生的空孔抑制到最小限度。因此，通过将Zr/Nb设定在所述范围内，从而能够获得可制造高密度且机械特性卓越的烧结体的金属粉末。在本专利技术的粉末冶金用金属粉末中，优选，Zr的含有率与Nb的含有率按质量计合计为0.05％以上0.6％以下。由此，被制造的烧结体的高密度化必要且充分。在本专利技术的粉末冶金用金属粉末中，优选，在将Zr的含有率与Nb的含有率合计设为(Zr+Nb)时，(Zr+Nb)与Si的含有率之比(Zr+Nb)/Si为0.1以上0.7以下。由此，添加了Si时的韧性的下降等可以通过Zr以及Nb的添加来充分地弥补。其结果，获得可制造高密度、韧性等机械特性卓越、且由来于Si的耐腐蚀性也卓越的烧结体的金属粉末。在本专利技术的粉末冶金用金属粉末中，优选，以按质量计0.01％以上1.25％以下的比例含有Mn。由此，获得高密度且机械特性卓越的烧结体。在本专利技术的粉末冶金用金属粉末中，优选，以按质量计0.05％以上0.6％以下的比例含有Ni。由此，获得机械特性长期卓越的烧结体。在本专利技术的粉末冶金用金属粉末中，优选，平均粒径为0.5μm以上30μm以下。由此，残存于烧结体中的空孔变得极少，因而能够制造特别高密度且机械特性卓越的烧结体。根据本专利技术的复合物，其特征在于，含有：本专利技术的粉末冶金用金属粉末；以及将所述粉末冶金用金属粉末的粒子彼此粘结的粘合剂。由此，获得能够制造高密度的烧结体的复合物。根据本专利技术的造粒粉末，其特征在于，通过对本专利技术的粉末冶金用金属粉末造粒而得。由此，获得能够制造高密度的烧结体的造粒粉末。根据本专利技术的烧结体，其特征在于，通过对粉末冶金用金属粉末进行烧结而制得，在所述粉末冶金用金属粉末中，Fe为主成分，并且，以按质量计10％以上30％以下的比例含有Cr，以按质量计0.15％以上1.5％以下的比例含有C，以按质量计0.3％以上1％以下的比例含有Si，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Zr，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Nb，以按质量计合计为0.05％以上1.6％以下的比例含有Mn和Ni。由此，获得高密度的烧结体。在本专利技术的烧结体中，优选，相对密度为97％以上，且表面的维氏硬度为570以上。由此，尽管是具有无限接近于目标形状的形状的烧结体，但仍具有与熔炼材料(溶製材)相媲美的卓越的机械特性，因此，几乎不用实施后加工即得到可适用于各种机械部件、结构件等的烧结体。具体实施方式以下，对本专利技术的粉末冶金用金属粉末、复合物、造粒粉末以及烧结体进行详细说明。[粉末冶金用金属粉末]首先，对本专利技术的粉末冶金用金属粉末进行说明。在粉末冶金中，通过在将含有粉末冶金用金属粉末和粘合剂的组合物成形为期望的形状之后进行脱脂、烧结，从而能够获得期望形状的烧结体。根据这种粉末冶金技术，与其它的冶金技术相比，具有能够以近终型(接近于最终形状的形状)制造复杂且细微形状的烧结体的优点。作为被用于粉末冶金的粉末冶金用金属粉末，在现有技术中，进行了通过适当改变其组成来谋求所被制造的烧结体的高密度化的尝试。然而，由于在烧结体中易于形成空孔，因而要获得与铸块材料(溶製材)同等的机械特性，就必须谋求更一步的高密度化。于是，在现有技术中，通过对所获得的烧结体进一步实施热等静压处理(HIP处理)等附加处理来谋求高密度化。然而，这种附加处理伴随太多的繁琐和成本，因此成为扩大烧结体用途时的束缚。鉴于上述问题，本专利技术人对不实施附加处理即获得高密度烧结体的条件反复进行了认真研究。其结果，发现：通过使构成金属粉末的合金的组成最优化，可以谋求烧结体的高密度化，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术的粉末冶金用金属粉末是一种下述的金属粉末：其中，Fe为主要成分，以按质量计10％以上30％以下的比例含有Cr，以按质量计0.15％以上1.5％以下的比例含有C，以按质量计0.3％以上1％以下的比例含有Si，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Zr，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Nb，并且，Mn和Ni以按质量计合计为0.05％以上1.6％以下的比例而被含有。根据这样的金属粉末，实现了合金组成的最优化，其结果，能够特别地提高烧结时的致密化。因此，不实施附加处理即可制造高密度的烧结体。而且，通过谋求烧结体的高密度化，从而获得机械特性卓越的烧结体。这样的烧结体也可以广泛用于诸如机械部件、结构件等被施加有外力(负荷)的用途。以下，对本专利技术的粉末冶金用金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末冶金用金属粉末，其特征在于，在所述粉末冶金用金属粉末中，Fe为主成分，并且，以按质量计10％以上30％以下的比例含有Cr，以按质量计0.15％以上1.5％以下的比例含有C，以按质量计0.3％以上1％以下的比例含有Si，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Zr，以按质量计0.01％以上0.5％以下的比例含有Nb，以按质量计合计为0.05％以上1.6％以下的比例含有Mn和Ni。

【技术特征摘要】
2013.10.31 JP 2013-226545;2014.03.04 JP 2014-041331.一种粉末冶金用金属粉末，其特征在于，在所述粉末冶金用金属粉末中，Fe为主成分，并且，以按质量计10%以上30%以下的比例含有Cr，以按质量计0.15%以上1.5%以下的比例含有C，以按质量计0.3%以上1%以下的比例含有Si，以按质量计0.01%以上0.5%以下的比例含有Zr，以按质量计0.01%以上0.5%以下的比例含有Nb，以按质量计合计为0.05%以上1.6%以下的比例含有Mn和Ni，其余部分仅由Fe和不可避免的杂质构成，在将Zr的含有率与Nb的含有率合计设为（Zr＋Nb）时，（Zr＋Nb）与Si的含有率之比（Zr＋Nb）／Si为0.1以上0.5以下。2.根据权利要求1所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，所述粉末冶金用金属粉末具有马氏体类不锈钢的结晶结构。3.根据权利要求1或2所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，Zr的含有率与Nb的含有率之比Zr/Nb为0.3以上3以下。4.根据权利要求1或2所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，Zr的含有率与Nb的含有率按质量计合计为0.05%以上0.6%以下。5.根据权利要求1或2所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，所述粉末冶金用金属粉末以按质量计0.01%以上1.25%以下的比例含有Mn。6.根据权利要求1或2所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，所述粉末冶金用金属粉末以按质量计0.05%以上0.6%以下的比例含有Ni。7.根据权利要求1或2所述的粉末冶金用金属粉末，其特征在于，所述粉末冶金用金属粉末的平均粒径为0.5μm以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：石上秀树，中村英文，盐原幸彦，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP