耐热烧结合金材料制造技术

本发明专利技术提供适合于涡轮增压器用部件等的耐热烧结合金材料。耐热烧结合金材料，其具有：以质量%计包含C：1.0～3.5%、Si：2.0～3.5%、P：0.3～1.0%、Cr：15～32%、Ni：14～25%、Mo：1.5～4.9%、Nb：0.5～4.0%、W：0.5～6.1%、或者进一步含有Cu：1.0～3.5%、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；以及基体相为奥氏体相、且碳化物析出、或者进一步分散有固体润滑剂颗粒的组织，硬度以HRA计为55～75，密度为7.2g/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐热烧结合金材料
本专利技术涉及烧结合金材料，特别是涉及适合于附设在内燃机上的涡轮增压器用部件等的耐热烧结合金材料。
技术介绍
近年来，废气管制加强，特别是强烈要求提高汽车的燃料消耗率。在这样的状况下，利用内燃机(发动机)的废气使涡轮旋转、并驱动与涡轮设置在同轴上的压缩机以向发动机供给高压空气的涡轮增压器在提高内燃机(发动机)的燃料消耗率方面具有较大的效果，对于内燃机(发动机)而言成为重要的装置。最近，面向内燃机的高速化、高输出化，强烈要求进一步提高涡轮增压器的可靠性、耐久性。因此，特别是要求提高暴露在高温气体环境下的涡轮增压器用部件的耐热性、高温耐磨耗性等高温特性。针对这样的要求，例如使用DIN规范中规定为EN10295的耐热铸造物或各种耐热烧结合金。作为使用了耐热烧结合金的例子，专利文献1中提出了“涡轮增压器用涡轮部件”。专利文献1所记载的涡轮部件是涡轮增压器用涡轮部件，其特征在于：以质量比计由Cr：23.8～44.3%、Mo：1.0～3.0%、Si：1.0～3.0%、P：0.1～1.0%、C：1.0～3.0%、且余量为Fe和不可避免的杂质构成的组成，密度比为95%以上，碳化物分散在基体中。由此，耐腐蚀性大幅提高，可提高涡轮部件的耐磨损性和耐氧化性。另外，专利文献2中提出了“由金属粉末制造部件的方法”。专利文献2所记载的技术是具备下述工序的部件的制造方法：提供以重量%计包含0～0.6%的碳、0.5～5.0%的硅、0.5～6.0%的镍、0.5～1.5%的钼、0～0.7%的锰和12～20%的铬的金属粉末的工序；以35～65tsi的压力压缩金属粉末而获得未烧结的压粉体的工序；以及以获得压粉体的微细组织(结构)为由铁氧体和奥氏体相构成的两相的组织、或者仅由铁氧体相构成的单相的组织的方式，在2100～2400˚F的温度下将压粉体加热20～90分钟的工序。由此，可获得耐热性和耐腐蚀性优异的部件。另外，在专利文献3中提出了“烧结机械部件的制造方法”。专利文献3所记载的技术是下述的烧结机械部件的制造方法：使用在以质量比计由Cr：25～45%、Ni：8～16.0%、Mo：0.8～2.8%、Si：0.8～2.8%、C：0.5～3.0%、余量为Fe和不可避免的杂质构成的组成的Fe合金粉末中添加1.0～5.0质量%的P为10～30质量%的Fe-P粉末、0.5～3.0质量%的石墨粉末进行混合而得到的混合粉末，将该混合粉末成型后进行烧结。由此，获得呈现在奥氏体基体中分散微细的粒状碳化物的金属组织的烧结机械部件，可使高温强度与耐热性、耐腐蚀性和耐磨损性一同提高，还可获得显示与奥氏体系耐热钢同等的热膨胀系数的部件。另外，在专利文献4中提出了“烧结合金”。专利文献4所记载的烧结合金是以显示出下述的金属组织为特征的烧结合金：以质量%计由Cr：11.75～39.98%、Ni：5.58～24.98%、Si：0.16～2.54%、P：0.1～1.5%、C：0.58～3.62%、以及余量为Fe和不可避免的杂质构成，析出有平均粒径为10～50μm的金属碳化物的相A和析出有平均粒径为10μm以下的金属碳化物的相B呈斑状分布，同时在上述相A中析出的金属碳化物的平均粒径DA和在上述相B中析出的金属碳化物的平均粒径DB为DA>DB。需要说明的是，在专利文献4所记载的烧结合金中，可进一步包含5%以下的选自Mo、V、W、Nb和Ti的至少1种。由此，在具有高温下的优异的耐热性、耐腐蚀性和耐磨损性的同时具有优异的切削性，显示出与奥氏体系耐热钢同等的热膨胀系数，部件设计变得容易。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-226955号公报；专利文献2：日本特开2005-171382号公报；专利文献3：日本特开2009-263710号公报；专利文献4：日本特开2013-57094号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，DIN规范中规定的耐热铸造物被高度合金化，加工性差，而且价格高，存在着无法应对近年来低价格化的要求的问题。另一方面，专利文献1、2所记载的技术是关于铁氧体系的材料的技术，作为涡轮增压器用部件等要求耐热性的部件用，存在着热膨胀系数与周围的奥氏体系材料不同，部件设计变难的问题。另外，根据专利文献3、4所记载的技术，可获得具有奥氏体基体的材料，显示出与奥氏体系耐热钢同等的热膨胀系数，可使部件设计变得容易。然而，在专利文献3、4所记载的技术中，随着最近的废气温度的进一步上升，存在着高温时的耐磨损性不足的问题。本专利技术是鉴于所涉及的以往技术问题而进行的专利技术，其目的在于提供适合于附设在内燃机上的涡轮增压器用部件等的耐磨损性优异的耐热烧结合金材料。最近，对提高汽车的燃料消耗率的要求很高，因此，在涡轮增压器用部件中废气温度变高，从而导致在以往的部件材料中特别是高温下的耐磨损性不足。因此，本专利技术以提供特别是高温下的耐磨损性已有所提高的耐热烧结合金材料为目的。用于解决课题的手段为了达到上述的目的，本专利技术人对影响耐热烧结合金材料的高温耐磨损性的各种因素进行了深入研究。其结果，首先想到了以下情况是重要的，即，含有适当量的Cr、Ni等合金元素，使基体组织作为奥氏体相以提高耐热性，并且为了提高高温下的耐磨损性，还要减少空孔以形成具有规定值以上的密度的烧结体。因此，想到了需要将P、C的含量(添加量)调整至适当量，使发生液相烧结，还需要使Cr碳化物、以及Nb、W的碳化物微细地分散在奥氏体基体相中。另外，还想到了含有Mo、或者进一步含有Cu，通过提高硬度来兼具优异的高温强度。本专利技术是根据所述的见解，进一步加以研究而完成的专利技术。即，本专利技术的宗旨如下。(1)耐热烧结合金材料，其特征在于，具有：以质量%计包含C：1.0～3.5%、Si：2.0～3.5%、P：0.3～1.0%、Cr：15～32%、Ni：14～25%、Mo：1.5～4.9%、Nb：0.5～4.0%、W：0.5～6.1%、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；以及基体相为奥氏体相、且碳化物析出的组织，硬度以HRA计为55～75，密度为7.2g/cm3以上。(2)(1)所述的耐热烧结合金材料，其特征在于：使上述组织形成基体相为奥氏体相、且碳化物析出、并进一步分散有固体润滑剂颗粒的组织。(3)(2)所述的耐热烧结合金材料，其特征在于：除上述组成以外，以质量%计，形成进一步含有Mn：3.2%以下和S：2.0%以下的组成。(4)(2)所述的耐热烧结合金材料，其特征在于：除上述组成以外，以质量%计，形成进一步含有S：2.0%以下的组成。(5)(1)～(4)中任一项所述的耐热烧结合金材料，其特征在于：除上述组成以外，以质量%计，形成进一步含有Cu：1.0～3.5%的组成。(6)涡轮增压器部件，其是(1)～(5)中任一项所述的耐热烧结合金材料制造的涡轮增压器部件。专利技术效果根据本专利技术，可容易地制造耐热性、高温下的耐磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 耐热烧结合金材料，其特征在于，具有：/n以质量%计包含：C：1.0～3.5%、Si：2.0～3.5%、P：0.3～1.0%、Cr：15～32%、Ni：14～25%、Mo：1.5～4.9%、Nb：0.5～4.0%、W：0.5～6.1%、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；以及/n基体相为奥氏体相、且碳化物析出的组织，/n硬度以HRA计为55～75，密度为7.2g/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180904 JP 2018-1653211.耐热烧结合金材料，其特征在于，具有：
以质量%计包含：C：1.0～3.5%、Si：2.0～3.5%、P：0.3～1.0%、Cr：15～32%、Ni：14～25%、Mo：1.5～4.9%、Nb：0.5～4.0%、W：0.5～6.1%、且余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；以及
基体相为奥氏体相、且碳化物析出的组织，
硬度以HRA计为55～75，密度为7.2g/cm3以上。


2.权利要求1所述的耐热烧结合金材料，其特征在于：使上述组织形成基体相为奥氏体相、且碳化物析出、...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹野瑞成，鹰木清介，
申请(专利权)人：日本活塞环株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP