(57)【要約】                                                                        【課題】  本発明は、金属粉末を分級により非金属介在物を除去した強度、靱性に優れた合金工具鋼を提供する。【解決手段】  アトマイズにより製造された金属粉末を分級により介在物を除去し、該金属粉末を固化成形する強度、靱性に優れた合金工具鋼。また上記の金属粉末を２００〜６００μｍの篩にて分級することにより介在物を除去した後該金属粉末を固化成形する強度、靱性に優れた合金工具鋼。さらに、上記金属粉末を分級により介在物を除去し、歩留り９５％以上になるように粉末の分布調整した強度、靱性に優れた合金工具鋼。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アトマイズにより製造された金属粉末を分級により介在物を除去し、該金属粉末を固化成形することを特徴とする強度、靱性に優れた合金工具鋼。
【請求項２】
請求項１に記載の金属粉末を２００〜６００μｍの篩にて分級することにより介在物を除去した後該金属粉末を固化成形することを特徴とする強度、靱性に優れた合金工具鋼。
【請求項３】
請求項１または２に記載の金属粉末を分級により介在物を除去し、歩留り９５％以上になるように粉末の分布調整したことを特徴とする強度、靱性に優れた合金工具鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末を分級により非金属介在物を除去した強度、靱性に優れた合金工具鋼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属粉末を製造するためのアトマイズに使用される溶解炉からのダンディッシ  ュなどの注湯装置においては、耐火物内で合金を溶解する際、脱落した耐火物が溶湯内に混入したり、また、発生した酸化物等の非金属介在物が鋼内に混入し、さらには、この耐火物および酸化物が注湯と共に噴霧されて粉末中に介在物となり、この介在物が合金内に混入し、材料の強度、靱性を低下させている。このため、耐火物材質の改善や溶解中の酸化防止等の操業改善をしてきたが、非金属介在物の低減には限界となっていた。
【０００３】
上記した問題の対策の一つとして、例えば特開平２−２５５６５号公報（特許文献１）に開示されているように、スパッタリングターゲット用の各種組成の合金の粒径１ｍｍ以下の粉末を可鍛性金属容器に封入後、これを上記合金の融点より低い温度に加熱して２０００ｋｇ／ｃｍ2 以上の圧力で加圧してスパッタリングターゲット材料を製造する場合に、合金を溶解、アトマイズすることにより金属粉末を作製し、これを分級することにより介在物を除去する方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２５５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されているように、１ｍｍ以下の粉末に分級するとあるが、この方法では２５０〜６５０μｍの大きさの介在物を除去することは出来ないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、アトマイズにより製造された金属粉末を分級により２００〜６００μｍに調整することにより、非金属介在物を除去し、その後の製品への混入を低減させ、また、歩留り低下を９５％以上の歩留りとなるようアトマイズ後の粉末の粒度分布を調整することにある。すなわち、製品に悪影響を及ぼす非金属介在物粒度は２００μｍ以上であり、分級による歩留りを考慮して６００μｍまでの介在物除去を条件としたものである。
【０００７】
その発明の要旨とするところは、
（１）アトマイズにより製造された金属粉末を分級により介在物を除去し、該金属粉末を固化成形することを特徴とする強度、靱性に優れた合金工具鋼。
（２）前記（１）に記載の金属粉末を２００〜６００μｍの篩にて分級することにより介在物を除去した後該金属粉末を固化成形することを特徴とする強度、靱性に優れた合金工具鋼。
（３）前記（１）または（２）に記載の金属粉末を分級により介在物を除去し、歩留り９５％以上になるように粉末の分布調整したことを特徴とする強度、靱性に優れた合金工具鋼にある。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように、本発明により非金属介在物の極めて少ない金属粉末を使用した合金工具鋼は、強度および靱性に優れた工具鋼を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、アトマイズにより製造された金属粉末径とその割合を示す分布図である。この図に示すように、図１（ａ）は従来のアトマイズにより製造された金属粉末の径の分布である。また、図１（ｂ）は本発明によるアトマイズにより製造された金属粉末の径の分布を示し、また、図１（ｃ）は本発明によるアトマイズ条件を調整した上で分級した場合の金属粉末の径とその割合を示している。この図（ｂ）から分かるように、分級により歩留り低下を５％以下に抑えるため、分級前の金属粉末の平均粒径を５０〜１５０μｍになるように、アトマイズ条件を、例えば、ノズル径φ６をφ２．５に調整することによって行った。
【００１０】
上述のように、アトマイズのノズル条件を調整することにより、分級する前の金属粉末の平均粒径を小さくした。その結果、図１（ｂ）に示すような金属粉末径の分布状況となり、この金属粉末を分級することで、図１（ｃ）に示す金属粉末の分布状態が得られる。この場合、本発明においては、ガスアトマイズ法によって得た金属粉末を２００〜６００μｍの篩にて分級することにより上記介在物の除去を行うものである。この分級に際して篩を２００〜６００μｍに限定した理由は、２００μｍ未満の場合は歩留りが悪く、コスト高になる。一方、６００μｍを超えると得られた合金製品の強度、靱性が得られないことから、その範囲を２００〜６００μｍとした。
【００１１】
上述したように、粒度分布調整したガスアトマイズ法によって得た金属粉末を２００〜６００μｍの篩にて分級することにより、上記介在物の除去を行うものである。その分級した金属粉末をキャニングした後ＨＩＰ処理（熱間高圧下処理）なるホットプレスによる高温下での高い圧力にてプレスした後鍛造・圧延して強度、靱性の優れた合金工具鋼を得るか、または、分級した金属粉末を熱間押出しによって強度、靱性の優れた合金工具鋼を得るか等の熱間加工については特に限定するものではない。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
アルゴンガス雰囲気での高周波誘導溶解を用いて、１．３％Ｃ−４％Ｃｒ−５％Ｍｏ−６％Ｗ−３％Ｖ−８％Ｃｏ−残部Ｆｅなる合金を溶解し、アルゴンガスアトマイズ法により、ノズル径φ２．５ｍｍを用いて噴霧して、平均粒径１５０μｍの粉末を得る。この粉末を、３００〜５００ｍｍの篩で分級した後の分級粒径を表１に示す。この表１に示す各粒度に分級した粉末をφ６０に熱間押出し、この一部を試験片として切出し試験を行った。この試験片の試験結果を表１に示す。なお、表１に示す、抵抗強度試験条件としては、４ｍｍ×８ｍｍ×Ｌ４０ｍｍに調整した試験片の支点間距離を２０ｍｍとし、その中央部に荷重をかけ試験片は破断するに要したエネルギーを算出した。また、シャルピー衝撃値試験条件としてはＪＩＳ  Ｚ  ２２４２に準じて行った。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜６は本発明例であり、Ｎｏ．７〜１０は比較例である。比較例Ｎｏ．７は分級を行わない場合であり、抵抗強度およびシャルピー衝撃値が低い値を示している。比較例Ｎｏ．８は分級粒径が１０００μｍの場合であり、比較例Ｎｏ．７と同様に、抵抗強度およびシャルピー衝撃値が低い値を示している。比較例Ｎｏ．９は分級粒径が７００μｍの場合であり、比較例Ｎｏ．７、８と同様に、抵抗強度およびシャルピー衝撃値が低い値を示している。比較例Ｎｏ．１０は分級粒径が１００μｍの場合であり、粉末歩留りが悪い値を示している。これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜６はいずれも粉末歩留りを９５％以上保ち、かつ、抵抗強度およびシャルピー衝撃値の優れていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】アトマイズにより製造された金属粉末径とその割合を示す分布図である。
【図１】
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