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JFEスチールは、高温焼結せずに高い回転曲げ疲労強度*1)を発現する焼結部品の製造に使える新しい合金鋼粉を開発した。新しい合金鋼粉は、現在4％Ni系合金鋼粉を高温焼結している駆動系やエンジン系の部品などに適用できる。汎用焼結炉で生産できるため、焼結メーカーの製造コスト低減にもつなげることができる。同社の東日本製鉄所で年間86,000t程度の製造を予定している。
同社は2004年に汎用焼結炉による気孔の微細化を実現し、高い面圧疲労強度を発現する合金鋼粉*2)を開発済み。今回はこの気孔微細化技術を発展させて、合金成分に工夫を加え、回転曲げ疲労強度を高めた合金鋼粉の開発に成功した。今後、この合金鋼粉を商品ラインナップに加え、繰り返し応力に対する、回転曲げへの疲労強度が必要な部品など、ニーズの高まりに対応していく。
部材内部に大きな気孔が存在すると回転曲げ疲労強度が低下してしまう。そのため、高い疲労強度を得るには、より緻密な焼結体を製造しなければならない。従来は特殊な高温焼結炉で焼結反応を促進させて、粗大な気孔の形成を抑制していたが、この方法は汎用焼結炉に比べて生産性が低く、製造コストが高くなる点が課題だった。
新しい合金鋼粉なら高温焼結が不要なため汎用焼結炉でも製造できる。そのため焼結メーカー側でも製造コストを低減でき、従来の合金鋼粉よりも疲労強度を高めている。
従来の合金鋼粉と新開発の合金鋼粉との比較は以下の通り。
【新合金鋼粉】
- 焼結温度：1,130℃
- 焼結密度：7.3Mg／立法m
- 回転曲げ疲労強度：490MPa
【既開発合金鋼粉】
- 焼結温度：1,130℃
- 焼結密度：7.3Mg／立法m
- 回転曲げ疲労強度：430MPa
【従来型4％Ni系合金鋼粉】
- 焼結温度：1,250℃
- 焼結密度：7.3Mg／立法m
- 回転曲げ疲労強度：450MPa
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