[发明专利]粉末冶金用混合粉、烧结体及烧结体的制造方法

说明书

提供具有比部分扩散合金钢粉高的压缩性、可以得到高成形密度的粉末冶金用混合粉。一种粉末冶金用混合粉，其含有：(a)含有Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的铁基粉末、以及(b)含有Mo：0.3～4.5质量％、Si：0～0.2质量％和Mn：0～0.4质量％且余量为Fe和不可避免的杂质的合金钢粉，(b)合金钢粉相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为50～90质量％，Mo相对于上述(a)铁基粉末和(b)合金钢粉的合计的比率为0.20质量％以上且小于2.20质量％。

技术领域

本发明涉及粉末冶金用混合粉(mixed powder for powder metallurgy)，特别是涉及压缩性(compressibility)优良的粉末冶金用混合粉。另外，本发明涉及使用了上述粉末冶金用混合粉的烧结体(sintered body)及烧结体的制造方法。

背景技术

粉末冶金技术是能够以极其接近制品形状的形状进行成形(所谓的近净成形)、而且能够以高尺寸精度制造复杂形状的部件的方法，根据粉末冶金技术，能够大幅降低切削成本。因此，粉末冶金制品作为各种机械、部件被用在很多领域。

此外，近年来，为了部件的小型化、轻量化，强烈期望提高粉末冶金制品的强度，特别是对铁基粉末加压成形制品、铁基粉末烧结制品的高强度化的要求强。

为了应对该高强度化的要求，进行了对铁基粉末添加具有提高淬透性等效果的合金元素。例如，作为在原料粉的阶段添加了合金元素的粉末，已知有(1)预合金钢粉(pre-alloyed steel powder)、(2)部分扩散合金钢粉(partially diffusion-alloyed steelpowder)。

(1)预合金钢粉是预先使合金元素完全地合金化后的粉末。通过使用该预合金钢粉，能够完全地防止合金元素的偏析，因此，烧结体的组织变得均匀。其结果是，能够使制成加压成形制品、烧结制品时的机械特性稳定。但是，完全合金化使粉末的颗粒整体发生固溶硬化，因此，粉末的压缩性低，其结果是存在加压成形时成形密度难以提高的问题。

(2)部分扩散合金钢粉是使各合金元素粉末在纯铁粉或预合金钢粉的表面局部地附着扩散而成的粉末。部分扩散合金钢粉通过将合金元素的金属粉末或其氧化物等与纯铁粉或预合金钢粉混合并在非氧化性或还原性的气氛下加热而使合金元素粉末在上述纯铁粉或预合金钢粉的表面扩散接合来制造。利用部分扩散合金钢粉，能够使组织比较均匀，因此，能够与使用了上述(1)预合金钢粉的情况同样地使制品的机械特性稳定。此外，部分扩散合金钢粉在其内部具有不含合金元素或者合金元素的量少的部分，因此，与(1)预合金钢粉相比加压成形时的压缩性优良。

作为在上述预合金钢粉或部分扩散合金钢粉中使用的基本的合金成分，广泛使用具有使淬透性提高的效果的Mo。这是因为：作为具有提高淬透性的效果的合金元素，虽然已知除了Mo以外还有Mn、Cr、Si等，但是，这些元素中，Mo比较不易氧化，因此，合金钢粉的制造是容易的。例如，若将添加了Mo作为合金元素的钢水通过水雾化法制成粉末并实施在通常的氢气气氛下的最终还原，则能够容易地制造预合金钢粉。另外，若将Mo氧化物与纯铁粉或合金钢粉混合并实施在通常的氢气气氛下的最终还原，则能够容易地制造部分扩散合金钢粉。

通过这样添加具有提高淬透性的效果的Mo，淬火处理时铁素体的生成被抑制，生成贝氏体或马氏体，母相发生相变强化。此外，Mo分配在母相中而使母相发生固溶强化，并且在母相中形成微细碳化物而使母相发生析出强化。另外，Mo的气体渗碳性良好并且是非晶界氧化元素，因此，还具有渗碳强化的作用。

作为使用了Mo的合金钢粉的例子，例如可以列举专利文献1和2。

在专利文献1中，提出了在含有Mo作为合金元素的预合金钢粉的表面进一步使Mo扩散附着而成的合金钢粉。