[发明专利]合金钢粉

说明书

本发明提供一种即便不含有Ni、Cr、Si也具备优异的流动性、成型性和压缩性的合金钢粉。该合金钢粉由含有Mo的铁基合金构成，上述铁基合金中的Mo含量为0.4～1.8质量％，重量基准的中值粒径D50为40μm以上，在上述合金钢粉中含有的粒子中，对于圆当量直径为50～200μm的粒子，定义为(粒子截面积/包络线内面积)的面积包络度的个数平均值为0.70～0.86。

技术领域

本发明涉及一种合金钢粉，特别涉及一种即便不含有Ni、Cr、Si也具备优异的流动性、成型性和压缩性的合金钢粉。

背景技术

粉末冶金技术中，能够以极其接近产品形状的形状(所谓的近终型形状)而且以高尺寸精度制造复杂形状的部件。因此，通过利用粉末冶金技术来制作部件，能够大幅减少切削成本。因此，由粉末冶金技术制造的粉末冶金产品可作为各种机械用部件应用于众多方面。此外，最近，为了应对部件的小型化、轻型化和复杂化，对粉末冶金技术的要求进一步提高。

在如上所述的背景下，对用于粉末冶金的合金钢粉的要求也不断提高。例如，为了确保将粉末冶金用合金钢粉填充于模具进行成型时的作业性，对合金钢粉要求流动性优异。

另外，要求将合金钢粉烧结而得到的烧结部件的机械特性优异，因此，要求提高压缩性以确保疲劳强度而，而且要求提高成型性以防止复杂形状部件的缺损。

此外，还强烈要求降低部件制造成本，从这样的观点考虑，对合金钢粉要求能够在无需追加工序的条件下通过现有的粉末制造工艺进行制造。另外，一般使粉末冶金用合金钢粉含有提高淬透性的元素作为合金成分，但要求不含有合金成本最高的Ni的合金钢粉。

作为不含有Ni的合金钢粉，广泛使用添加了Mo、Cr、Si和Cu中的至少一者的合金钢粉。然而，这些元素中的Cr和Si存在在烧结部件制造工艺中通常作为烧结的气氛气体使用的RX气体(吸热型变成气体)气氛下氧化的问题。因此，将使用含有Cr、Si的合金钢粉制造的成型体烧结时，需要在使用N₂或H₂的高度的气氛控制下进行烧结处理。其结果，存在即便能够通过不使用Ni而降低原料成本，也会导致部件制造成本增加，结果不能降低总成本的问题。

综上所述，近年来的对合金钢粉的要求为以下的(1)～(4)。

(1)流动性优异。

(2)压缩性良好。

(3)成型性高。

(4)成本低。

在粉末冶金用合金钢粉中，使用Mo作为淬透性提高元素的Mo系合金钢粉不存在如上述Cr和Si中出现的氧化的担忧，因元素添加所致的压缩性的降低也较小，因此适于高压缩性、复杂形状部件。另外，Mo与Ni相比淬透性优异，因此即便少量添加也发挥优异的淬透性。出于以上理由，认为Mo系合金钢粉是满足上述(1)～(4)的要求的最合适的合金体系。

作为关于Mo系合金钢粉的技术，例如，专利文献1中提出了使0.2～10.0质量％的Mo扩散附着于含有Mn的铁基粉末的表面的、具有优异的压缩性和冷锻性的合金钢粉。

另一方面，关于成型性的提高，对非Mo系合金钢粉进行了如下的各种尝试。

专利文献2中公开了一种关于可得到适于淬火强度部件等的烧结体的Fe－Si－Mn－C系合金钢粉的技术。上述合金钢粉的作为成型性的指标的拉托拉值在以6t/cm²的成型压力成型时为0.31％这样极低且良好的值。

专利文献3中公开了一种关于使Ni部分扩散于铁基粉末的合金钢粉的技术，以6t/cm²成型时的拉托拉值显示0.4％这样良好的值。

专利文献4中公开了一种关于实施真空还原的Fe－Mn－Cr系合金钢粉的技术，以6t/cm²成型时的拉托拉值显示0.35％这样良好的值。