制造耐磨性铁基烧结合金的方法技术

制造由混合粉末制成的耐磨性铁基烧结合金，所述混合粉末包括第一硬质颗粒、第二硬质颗粒、石墨颗粒和铁颗粒。所述第一硬质颗粒为Fe‑Mo‑Ni‑Co‑Mn‑Si‑C合金颗粒。所述第二硬质颗粒为Fe‑Mo‑Si合金颗粒。当将以上颗粒的总量设为100质量％时，所述混合粉末包括5质量％至50质量％的第一硬质颗粒、1质量％至8质量％的第二硬质颗粒和0.5质量％至1.5质量％的石墨颗粒。在烧结工序中，进行烧结使得所述第一硬质颗粒的硬度变为400至600Hv并且所述第二硬质颗粒的硬度超过600Hv。然后，进行氧化处理使得所述氧化处理前后的烧结体的密度差变为0.05g/cm

Method for manufacturing wear resistant iron-based sintered alloy

A wear-resistant iron-based sintered alloy made from a mixed powder comprising a first hard particle, a second hard particle, a graphite particle and an iron particle is manufactured. The first hard particles are Fe, Mo, Ni, Co, Mn, Si, and C alloy particles. The second hard particles are Fe Mo Si alloy particles. When the total amount of the above particles is set to 100 mass percent, the mixed powder comprises a first hard particle of 5 to 50 mass percent, a second hard particle of 1 to 8 mass percent, and a graphite particle of 0.5 to 1.5 mass percent. In the sintering process, the hardness of the first hard particle becomes 400 to 600 Hv and the hardness of the second hard particle exceeds 600 Hv. Then, the oxidation treatment makes the density difference of the sintered body before and after oxidation treatment change to 0.05g/cm

【技术实现步骤摘要】
制造耐磨性铁基烧结合金的方法专利技术背景1.
本专利技术涉及制造耐磨性铁基烧结合金的方法，所述耐磨性铁基烧结合金包括适合于改进烧结合金耐磨性的硬质颗粒。2.现有技术描述基于铁的烧结合金可应用于阀座等。可在烧结合金中包括硬质颗粒以便进一步改进耐磨性。当包括硬质颗粒时，将石墨颗粒和铁颗粒混合至硬质颗粒中以形成粉末，并且将混合粉末压缩成型成烧结合金用成型体。然后通常加热所述烧结合金用成型体并因此其被烧结并变成烧结合金。作为制造这样的烧结合金的方法，已经提出了制造耐磨性铁基烧结合金的方法，其中将混合了硬质颗粒、石墨颗粒和铁颗粒的混合粉末压缩成型成烧结合金用成型体，并且烧结该烧结合金用成型体且使该烧结合金用成型体中石墨颗粒的C扩散至硬质颗粒和铁颗粒中(例如参照日本未审查专利申请公开号2004-156101(JP2004-156101A)。此处，硬质颗粒包括Mo：20质量％至70质量％、C：0.2质量％至3质量％和Mn：1质量％至15质量％，余量包括不可避免的杂质和Co。当将硬质颗粒、石墨颗粒和铁颗粒的总量设为100质量％时，混合粉末包括10质量％至60质量％的硬质颗粒和0.2质量％至2质量％的石墨颗粒。因为硬质颗粒分散至这样的烧结合金中，所以可以防止磨损。
技术实现思路
然而，在JP2004-156101A中所描述的制造方法中制造的耐磨性铁基烧结合金中连接硬质颗粒的基体材料软，因为该基体材料是Fe-C材料，其中石墨颗粒的C已经扩散至铁颗粒中。因此，当耐磨性铁基烧结合金和与其接触的滑动对应部件的金属性材料相互为金属接触时，耐磨性铁基烧结合金的接触表面可能塑性变形，并且在接触表面上易发生黏着磨损。为了防止这样的问题，需要提高耐磨性铁基烧结合金的硬度。然而，存在耐磨性铁基烧结合金的切削性因此劣化的风险，并难以同时实现耐黏着磨损性和切削性。本专利技术提供制造耐磨性铁基烧结合金的方法，通过该方法可确保切削性同时防止黏着磨损。本专利技术人预期如上所述当耐磨性铁基烧结合金的铁基体塑性变形时接触表面的黏着磨损将加速。在这方面，专利技术人研究了除到目前为止已经通过其防止摩擦磨损的硬质颗粒之外添加通过其可以防止铁基体的塑性变形的其他硬质颗粒。因此，专利技术人聚焦于钼作为硬质颗粒的主要组分，并且发现当烧结过程中析出的碳化钼和铁-钼金属间化合物散布在铁基体中时，可以控制铁基体的塑性变形。除此之外，专利技术人获得了新的发现：当将来源于铁颗粒的铁基体中一部分铁氧化为四氧化三铁时，可以改进它的耐磨性而不劣化烧结合金的切削性。本专利技术的一个方面涉及制造耐磨性铁基烧结合金的方法，包括：成型工序，在该成型工序中将包括硬质颗粒、石墨颗粒和铁颗粒的混合粉末压缩成型成烧结合金用成型体；和烧结工序，在该烧结工序中烧结所述烧结合金用成型体并且使所述烧结合金用成型体中石墨颗粒的C扩散至所述硬质颗粒和所述铁颗粒中，其中所述硬质颗粒包括第一硬质颗粒和第二硬质颗粒，其中当将所述第一硬质颗粒的量设为100质量％时，所述第一硬质颗粒包括Mo：20质量％至70质量％、Ni：5质量％至40质量％、Co：5质量％至40质量％、Mn：1质量％至20质量％、Si：0.5质量％至4.0质量％和C：0.5质量％至3.0质量％，余量包括Fe和不可避免的杂质，其中当将所述第二硬质颗粒的量设为100质量％时，所述第二硬质颗粒包括Mo：60质量％至70质量％和Si：2.0质量％或更少，余量包括Fe和不可避免的杂质，其中当将所述第一硬质颗粒、所述第二硬质颗粒、所述石墨颗粒和所述铁颗粒的总量设为100质量％时，所述混合粉末包括5质量％至50质量％的所述第一硬质颗粒、1质量％至5质量％的所述第二硬质颗粒和0.5质量％至1.5质量％的所述石墨颗粒，和其中在所述烧结工序中，进行烧结使得所述第一硬质颗粒的硬度变为400至600Hv，并且所述第二硬质颗粒的硬度超过600Hv，在所述烧结工序之后，对由所述烧结合金用成型体所烧结的烧结体进行氧化处理，使得来源于所述铁颗粒的铁基体中所含一部分铁变为四氧化三铁，和进行所述氧化处理使得氧化处理之前所述烧结体的密度与氧化处理之后所述烧结体的密度之间的差变为0.05g/cm3或更多。根据本专利技术，可以确保切削性同时防止黏着磨损。附图简要描述以下将参照附图描述本专利技术示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，其中相似的附图标记代表相似的要素，并且其中：图1是实施例和比较例中使用的磨损试验的示意概念图；图2是实施例和比较例中使用的切削性试验的示意概念图；图3A是显示实施例1-3与比较例1和9中相对于第一硬质颗粒的添加量而言的磨损试验磨损量比例的结果的图；图3B是显示实施例1-3与比较例1和9中相对于第一硬质颗粒的添加量而言的工具磨损量比例的结果的图；图4A是显示实施例1、4和5与比较例3、4和9中相对于第二硬质颗粒的添加量而言的磨损试验磨损量比例的结果的图；图4B是显示实施例1、4和5与比较例3、4和9中相对于第二硬质颗粒的添加量而言的工具磨损量比例的结果的图；图5A是显示实施例1、6和7与比较例5、6和9中相对于石墨颗粒的添加量而言的磨损试验磨损量比例的结果的图；图5B是显示实施例1、6和7与比较例5、6和9中相对于石墨颗粒的添加量而言的工具磨损量比例的结果的图；图6A是显示实施例1、3、5和8与比较例8和9中相对于第一硬质颗粒的硬度而言的磨损试验磨损量比例的结果的图；图6B是显示实施例1、3、5和8与比较例8和9中相对于第一硬质颗粒的硬度而言的工具磨损量比例的结果的图；图7A是显示实施例1-8与比较例7和9中相对于烧结体的密度差而言的磨损试验磨损量比例的结果的图；图7B是显示实施例1-8与比较例7和9中相对于烧结体的密度差而言的工具磨损量比例的结果的图；图8A是磨损试验之后根据实施例1的试验件的表面照片；图8B是磨损试验之后根据比较例7的试验件的表面照片；图9A是根据实施例1的试验件的组织照片；图9B是根据比较例5的试验件的组织照片；图9C是根据比较例6的试验件的组织照片；图10A是显示实施例1和9与比较例10中磨损试验磨损量比例的结果的图；和图10B是显示实施例1和9与比较例10中工具磨损量比例的结果的图。实施方案的详细描述以下将详细描述本专利技术的实施方案。通过压缩成型下面将要描述的包括第一和第二硬质颗粒、石墨颗粒和铁颗粒的混合粉末获得了根据本实施方案的烧结合金用成型体(以下称作成型体)。通过烧结成型体并且使石墨颗粒的C扩散至硬质颗粒和铁颗粒中获得了耐磨性铁基烧结合金(以下称作烧结合金)。以下将描述硬质颗粒、通过压缩成型其中混合了硬质颗粒的混合粉末而获得的成型体、和通过烧结成型体而获得的烧结合金。1.第一硬质颗粒第一硬质颗粒是作为原材料混合至烧结合金中并且相对于铁颗粒和烧结合金的铁基体而言具有高硬度的颗粒，并因此防止烧结合金的摩擦磨损。第一硬质颗粒是由Co-Mo-Ni-Fe-Mn-Si-C合金制成的颗粒。具体地，当将第一硬质颗粒的量设为100质量％时，第一硬质颗粒包括Mo：20质量％至70质量％，Ni：5质量％至40质量％，Co：5质量％至40质量％，Mn：1质量％至20质量％，Si：0.5质量％至4.0质量％，和C：0.5质量％至3.0质量％，余量包括Fe和不可避免的杂质。另外，必本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制造耐磨性铁基烧结合金的方法，包括：成型工序，在该成型工序中将包括硬质颗粒、石墨颗粒和铁颗粒的混合粉末压缩成型成烧结合金用成型体；和烧结工序，在该烧结工序中烧结所述烧结合金用成型体，并且使所述烧结合金用成型体中石墨颗粒的C扩散至所述硬质颗粒和所述铁颗粒中，所述制造耐磨性铁基烧结合金的方法，其特征在于所述硬质颗粒包括第一硬质颗粒和第二硬质颗粒，其中当将所述第一硬质颗粒的量设为100质量％时，所述第一硬质颗粒包括Mo：20质量％至70质量％、Ni：5质量％至40质量％、Co：5质量％至40质量％、Mn：1质量％至20质量％、Si：0.5质量％至4.0质量％和C：0.5质量％至3.0质量％，余量包括Fe和不可避免的杂质，其中当将所述第二硬质颗粒的量设为100质量％时，所述第二硬质颗粒包括Mo：60质量％至70质量％和Si：2.0质量％或更少，余量包括Fe和不可避免的杂质，其中当将所述第一硬质颗粒、所述第二硬质颗粒、所述石墨颗粒和所述铁颗粒的总量设为100质量％时，所述混合粉末包括5质量％至50质量％的所述第一硬质颗粒、1质量％至5质量％的所述第二硬质颗粒和0.5质量％至1.5质量％的所述石墨颗粒，和其中在所述烧结工序中，进行烧结使得所述第一硬质颗粒的硬度变为400至600Hv并且所述第二硬质颗粒的硬度超过600Hv，在所述烧结工序之后，对由所述烧结合金用成型体所烧结的烧结体进行氧化处理，使得来源于所述铁颗粒的铁基体中所含一部分铁变为四氧化三铁，并且进行所述氧化处理使得所述氧化处理之前所述烧结体的密度与所述氧化处理之后所述烧结体的密度之间的差变为0.05g/cm3或更大。...

【技术特征摘要】
2017.04.04 JP 2017-0742551.制造耐磨性铁基烧结合金的方法，包括：成型工序，在该成型工序中将包括硬质颗粒、石墨颗粒和铁颗粒的混合粉末压缩成型成烧结合金用成型体；和烧结工序，在该烧结工序中烧结所述烧结合金用成型体，并且使所述烧结合金用成型体中石墨颗粒的C扩散至所述硬质颗粒和所述铁颗粒中，所述制造耐磨性铁基烧结合金的方法，其特征在于所述硬质颗粒包括第一硬质颗粒和第二硬质颗粒，其中当将所述第一硬质颗粒的量设为100质量％时，所述第一硬质颗粒包括Mo：20质量％至70质量％、Ni：5质量％至40质量％、Co：5质量％至40质量％、Mn：1质量％至20质量％、Si：0.5质量％至4.0质量％和C：0.5质量％至3.0质量％，余量包括Fe和不可避免的杂质，其中当将所述第二硬质颗粒的量设为100质量％时，所述第二硬质颗粒包括Mo：60质量％至70质量％和Si：2.0质量％或更少，余量包括F...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱原伸幸，鸭雄贵，植田义久，米田贵则，中村竹志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社精密烧结合金，
类型：发明
国别省市：日本,JP