[發明專利]鐵基合金及鐵基合金的制造方法

有效

• 申請號: 201980057137.1
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN112639148B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 山中謙太;千葉晶彥
• 申請（專利權）人: 國立大學法人東北大學
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C21D6/00;C22C37/08;C22C38/22;C22C38/44
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;謝順星

本發明提供一種具備優異的耐腐蝕性及高強度的鐵基合金及鐵基合金的制造方法。所述鐵基合金包含Cr：10～22質量％、W：1～12質量％、C：0.1～2.3質量％，剩余部分由不可避免的雜質及Fe組成，且所述鐵基合金由具有以奧氏體為主體的組織的鑄造材料構成，或由具有以馬氏體為主體且析出了碳化物的組織的淬火材料構成。進一步，也可含有Cu：0.5～6質量％、和/或Ni：0.5～2.5質量％、還可含有1～3質量％的Al、Mo及Si中的至少一種。

技術領域

本發明涉及一種鐵基合金及鐵基合金的制造方法。

背景技術

在樹脂市場中，強度及耐熱性優異的超級工程塑料的市場以汽車產業及電子產業為首正在急速擴張。尤其是各汽車制造商在為了達成削減CO₂排放(提高燃油效率)而致力于車體的輕量化之中，正在積極地進行被認為占車體重量的6～7成的鋼材的材料替代，作為其最有力的手段，正在進行部件的樹脂化。此外，以改善舒適性和安全性為目的而追求“車輛電子化”，并隨處采用耐熱性和耐久性優異的高性能超級工程塑料。

超級工程塑料中有聚酰胺11、12(PA11、12)或聚苯硫醚(PPS)樹脂、氟樹脂等類別，可根據強度或使用溫度、耐化學品性等所需的使用環境而靈活使用。在汽車領域所使用的超級工程塑料樹脂中，繼PA11、12之后最常使用PPS樹脂，其被用于點火線圈護套、前燈反射器、燃油泵葉輪等的用途。此外，PPS樹脂由于耐熱性/耐熱裂性/耐化學品性也優異，因此近年來在傳感器或ECU殼體等電子元件中的需求不斷增加。對于用于電氣電子領域的超級工程塑料樹脂，在世界范圍內精密成型性/阻燃性優異的PPS樹脂的需求最大，被用于微動開關或CD驅動光學拾取器等。另一方面，在汽車和電子產業興盛的日本國，PPS樹脂的需求與PA11、12的需求逆轉，PPS樹脂的需求一直占據首位。

這種附加價值高且有望在世界市場和日本國內市場急速擴張的PPS樹脂，在其成型工序中，成型機部件的使用壽命被視為最大的技術問題。PPS樹脂由于增塑熔融時會產生腐蝕性的“二氧化硫氣體(SO₂)”，因此可耐受嚴酷的使用環境的裝置構件的開發成為技術問題。此外，還有為了提高部件強度而添加硬質填料(玻璃纖維：GF)從而導致磨損嚴重的例子。因此，成型用增塑裝置或模具等與熔融樹脂接觸的金屬部件受到顯著的腐蝕磨損損傷，招致早期具有塑化不良或填充不良、形狀缺陷等問題。近年來，一味地增加填料的填充率，使得該風險日益嚴重。

為了解決上述問題，對于以往的PPS樹脂成型用增塑裝置，使用了耐腐蝕性良好且可通過淬火而固化的Fe-Cr系合金(SKD11、SUS420J2、SUS440C等)、硬質鍍鉛或基于氮化鈦等的涂覆。然而，由于SKD11等Fe-Cr系合金未必具有充分的耐腐蝕性或耐磨損性，因此目前制定了以下對策，在定期測量增塑裝置部件尺寸而磨損達到基準值以上的情況、通過肉眼確認到表面粗糙的情況、或基于實際操作情況而使用了一定次數等情況下，在發生不良情況前進行更換。此外，涂覆等表面處理由于存在剝離問題，因此難以長期使用。

因此，為了替代SKD11等Fe-Cr系合金或涂覆，提出了一種使用馬氏體系不銹鋼作為樹脂成型用的增塑裝置或模具的材料的方案(例如，參考專利文獻1～3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4952888號公報

專利文獻2：日本特表2017-512253號公報

專利文獻3：日本特開2017-166066號公報

發明內容

本發明要解決的技術問題

然而，專利文獻1～3中的馬氏體系不銹鋼存在，雖然具備可耐受由PPS樹脂熔融時產生的二氧化硫氣體引起的腐蝕的耐腐蝕性、及可耐受由硬質填料(玻璃纖維：GF)引起的磨粒磨損的高強度(耐磨損性)中的任一種性能，但并不同時具備這兩種性能的技術問題。