JP2000239770A - 鋳造合金及び複合シリンダの製造方法 - Google Patents

鋳造合金及び複合シリンダの製造方法

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Rangasuweimii Saburamaniamu
サブラマニアム・ランガスウェイミー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成型又は押出しに用いられる複合バレル
の耐摩耗ライニングを製造するための材料及び方法を提
供すること。 【解決手段】 押出し又は射出成型に用いられる複合バ
レル１０が開示されている。複合バレル１０は、円筒状
ボア２０を備えた外側筐体１２を有しており、その円筒
状ボア２０は外側筐体１２の全長に亘って形成されてい
る。耐摩耗ライニング２２は、円筒状ボア２０を区画形
成する内表面１８上に設けられている。そのライニング
２２は、母材およびリンを含んだ合金３２で構成され、
ライニング２２は、タングステン炭化物のような硬質の
耐摩耗性粒子４２を含んでいてもよい。母材は、ニッケ
ル材、コバルト材、又はニッケルとコバルトの混合材で
ある。合金３２は、一般的に、遠心鋳造によって製造さ
れ、窒素リッチガス雰囲気下で鋳造され、望ましくない
ライニング気孔を生じさせない。そのライニング２２
は、真空下又はアルゴンガス雰囲気下で鋳造されていた
従来のライニングのコストの何分の一かで製造すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属表面を保護す
るための材料及び方法に係り、特に、射出成型又は押出
しに用いられる複合バレルの耐摩耗ライニングを製造す
るための材料及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】射出成型および押出しは、プラスチック
製品成形のための方法として広く用いられている。単ス
クリュー押出しにおいて、固体ポリマー粒剤は、温度を
調節されたバレルの円筒状のボア内を回転するスクリュ
ーの一端へ供給される。スクリューの回転によって、ポ
リマー粒剤は、スクリューのフライト（flights ）と円
筒状ボアを区画形成する内壁との間をバレルに沿って前
進する。高温及び高圧のため、ポリマー粒剤は、バレル
内を下流に向かって進むにつれて溶融する。液状（溶
融）ポリマーは、ダイを通じてバレルから排出され、急
速に冷やされて固化する。そのポリマーが、切断される
か、圧延されるか、第２の成形操作がなされるかは、用
途次第である。
【０００３】押出しと同様に、射出成型は、ポリマー粒
剤を溶融し、固化するために温度が調節されたバレル内
で回転するスクリューを有している。しかしながら、多
くの射出成型機において、スクリューは射出ラムとして
も作用する。成形ステップの間、スクリューは、回転
し、スクリューの先端に近接した箇所にあるバレル内の
空洞（cavity）を液状ポリマーで満たす。固化ポリマー
の栓でシールされた小口（port）は、空洞と型を連結す
るものである。成形ステップの間に発生する圧力は、ポ
リマーの栓を押し出すのに不十分であるが、後の射出ス
テップの間、スクリューの回転を停止してスクリューを
前方に移動させることで、液状ポリマーが型に押し込ま
れる。スクリューの先端近くに位置するチェックリング
は、液状ポリマーが、スクリューのフライト間で逆流す
るのを防いでいる。
【０００４】押出し又は射出成型の間、バレル内圧は１
００ＭＰａ又はそれ以上に達する。このような高圧に耐
えるために、バレルは、一般的に、炭素鋼、合金鋼、ま
たはステンレス鋼で形成される。回転するスクリューと
バレル内壁との間の隙間は小さく（約０．０１ｃｍ）、
その結果、バレル内で処理されるポリマーは、ボア表面
に極めて高い剪断力を与える。これらの高剪断力は、高
いバレル温度、腐食性を有したポリマー成分、および、
ＴｉＯ2 、粘土、シリカ、炭素繊維といった研磨性の添
加剤と一緒になって、従来の鋼合金を急速に腐食（侵
食）させる。この理由によって、多くのバレルは、ボア
表面に固着された耐摩耗層又はライニングを有してい
る。バレルは、鋼製の外側筐体および耐摩耗ライニング
で構成され、そのようなバレルは複合バレル又はバイメ
タルバレルとして知られている。
【０００５】複合バレルのライニングは、一般的に、遠
心鋳造として知られる方法を用いて取付られる。この方
法において、ライニングの成分（例えば、金属合金及び
硬質の耐摩耗性の粒子）は、酸化を最小限にするために
必要なある量のフラックスと一緒に、鋼製の外側筐体の
円筒状ボア内に配置される。外側筐体の両端に、ライニ
ング成分を封入するために蓋が取付けられる。いくつか
の場合、内側ボアは、空気が抜かれ、アルゴンガスがパ
ージされる。バレルは、高温の炉又は誘導コイル内に配
置され、ライニングの金属合金成分を溶融させるために
十分な温度に加熱される。加熱中、バレルは、ライニン
グ成分を均一に分散させるために、しばしば、ゆっくり
と回転される。金属が溶融した後、バレルは、高温の炉
から取り出され、筐体の内壁表面のライニング成分を均
一に分散させるために、急速に回転される。外側筐体が
冷却されるにつれ、金属は、固化して外側筐体の内壁に
固着し、耐摩耗層を形成する。蓋が取り外された後、複
合バレルのボアは、所望の直径にホーニングされる。
【０００６】遠心鋳造は、複合バレル用の耐摩耗ライニ
ングを形成するために広く用いられているとはいえ、そ
の方法はコストがかかり、その方法の成功はたくさんの
要因に依存している。例えば、ライニングの均一性、形
態、および硬度は、ライニング成分の投入の仕方、バレ
ルの加熱及び冷却速度、使用したフラックスの量、およ
び、加熱中にボア内部の空気を抜いていたか又はボア内
部にアルゴンガスをパージしていたかに依存する。さら
に、アルゴンの使用が、遠心鋳造法のコストを劇的に上
昇させている。窒素ガス（アルゴンガスよりはかなり安
い）は、公知のライニング材料を用いる遠心鋳造用とし
ては不適当である。なぜなら、窒素ガスが存在すると、
ライニングの品質が許容限度以下になってしまうからで
ある。そのことは気孔、ボイド、酸化粒子、介在物など
によって明らかである。このように、遠心鋳造はたくさ
んの要因に依存しているため、バレルは、しばしば作り
直されたり（re-spun ）又は不合格とされたりし、これ
が遠心鋳造法のコストを上昇させている。
【０００７】本発明は、前述した問題の１つ又は２つ以
上を、克服するため或いは少なくとも要因を減じるべ
く、創案されたものである。
【０００８】
【発明の概要】本発明によれば、耐摩耗ライニング製造
のための合金が提供される。本合金は、窒素ガスリッチ
雰囲気で、金属表面に形成することができ、気孔のよう
な有用でないライニング欠陥を生ずることがない。本発
明の耐摩耗ライニングは、従来のアルゴンガスで構成さ
れる調整雰囲気下で鋳造される同様なライニングの何分
の一のコストで製造することができる。
【０００９】本発明の第１の態様によれば、筐体で構成
される複合バレルが提供され、その筐体は、第１の端
と、第２の端と、筐体の第１の端から筐体の第２の端ま
で延びる円筒状ボアを区画形成する内表面とを備えてい
る。複合バレルは、筐体の内表面上に設けられる耐摩耗
ライニングを有している。そのライニングは、母材と約
０．５〜１２ｗｔ％のリンとの合金からなる。その母材
は、ニッケル材、コバルト材、又はニッケルとコバルト
の混合材である。一般的に、合金は又、約０．１〜２６
ｗｔ％のクロム、約０．１〜３ｗｔ％のボロン、約０．
１〜５ｗｔ％のシリコン、約０．１〜０．８ｗｔ％のカ
ーボン、および約０．１〜５ｗｔ％のモリブデンを含有
している。その合金は又、最大で約２ｗｔ％の鉄、最大
で約５ｗｔ％のニオブ、最大で約３ｗｔ％の銅、および
最大で約８ｗｔ％のタングステンを含有していてもよ
い。耐摩耗性の向上のため、そのライニングは、一般
に、１つ又は２つ以上の耐摩耗性化合物を含有してい
る。これらの化合物は、タングステン炭化物、バナジウ
ム炭化物、又はクロム炭化物の、単体或いはそれらの混
合体を含有している。タングステン炭化物は、特に有用
であり、化合物の６０ｗｔ％程を構成していてもよい。
【００１０】本発明の第２の態様によれば、全長に亘る
円筒状ボアを備えている外側筐体で構成される複合バレ
ルの製造方法が提供される。その方法は、ボアを区画形
成する内表面上に耐摩耗ライニングを形成するステップ
（一般的に、遠心鋳造法による）を含んでいる。耐摩耗
ライニングは、金属合金、および前段落で述べた任意の
硬質の耐摩耗性の混合物で構成される。形成ステップの
間、円筒状ボアは、窒素ガスリッチの雰囲気でパージさ
れている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明に係る複合バレルは、第１の端と、第２の端と、上
記第１の端から第２の端まで延びる円筒状ボアを区画形
成する内表面とを備えた筐体、および、該筐体の内表面
上に設けられる耐摩耗ライニングで構成され、該耐摩耗
ライニングが、母材と約０．５〜１２ｗｔ％のリンとの
合金からなり、該母材が、ニッケル又はコバルトの単
材、或いはそれらの混合材から構成されている。
【００１２】また、上記合金が、更に、約０．１〜２６
ｗｔ％のクロム、約０．１〜３ｗｔ％のボロン、約０．
１〜５ｗｔ％のシリコン、約０．１〜０．８ｗｔ％のカ
ーボン、および、約０．１〜５ｗｔ％のモリブデンを含
有していてもよい。
【００１３】また、上記合金が、更に最大で約２ｗｔ％
の鉄、最大で約５ｗｔ％のニオブ、最大で約３ｗｔ％の
銅、および、最大で約８ｗｔ％のタングステンを含有し
ていてもよい。
【００１４】また、上記耐摩耗ライニングが、更に、硬
質の耐摩耗性化合物を含有していてもよい。
【００１５】また、上記硬質の耐摩耗性化合物が、バナ
ジウム炭化物、クロム炭化物、又はタングステン炭化物
の、単体或いはそれらの混合体であってもよい。
【００１６】また、上記硬質の耐摩耗性化合物が、タン
グステン炭化物であってもよい。
【００１７】また、上記耐摩耗ライニングが、最大で約
６０ｗｔ％のタングステン炭化物を含有していてもよ
い。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基いて説明する。
【００１９】図１及び図２は、それぞれ複合バレル１０
の側面図及び端面図を示している。複合バレル１０は、
第１の端１４及び第２の端１６を備えた外側筐体１２で
構成される。外側筐体１２は、一般的に、炭素鋼、合金
鋼、又はステンレス鋼で製造される。内表面１８は、外
側筐体１２の第１の端１４から第２の端１６まで延びる
円筒状ボア２０を区画形成する。耐摩耗層又はライニン
グ２２は、外側筐体１２の内表面１８上に設けられてい
る。複合バレル１０は、たいてい円筒状の外表面２４を
有しているであろうが、外側筐体１２はいかなる形状で
あってもよい。
【００２０】一般的に、リンは合金中に約６ｗｔ％又は
それ以下しか含まれていないにも関わらず、耐摩耗ライ
ニング２２は、母材と約０．５〜１２ｗｔ％のリンとの
合金で構成されている。母材は、ニッケル材、コバルト
材、又はニッケルとコバルトの混合材である。一般的
に、合金は又、約０．１〜２６ｗｔ％のクロム、約０．
１〜３ｗｔ％のボロン、約０．１〜５ｗｔ％のシリコ
ン、約０．１〜０．８ｗｔ％のカーボン、および約０．
１〜５ｗｔ％のモリブデンを含有している。通常、クロ
ムは、合金中に約１０ｗｔ％又はそれ以下しか含まれて
いない。また、その合金は、最大で約２ｗｔ％の鉄、最
大で約５ｗｔ％のニオブ、最大で約３ｗｔ％の銅、およ
び最大で約８ｗｔ％のタングステンを含有していてもよ
い。
【００２１】その金属合金は、周知の粉末製造法（ガス
アトマイズ法を含んでいる）によって製造することがで
きる。ボロン及びシリコンを含有するニッケル−リン合
金を含んだ合金の詳細な製造方法は、米国特許第５，２
３４，５１０号に開示されており、この特許は、本明細
書に組み込まれたものとする。
【００２２】耐摩耗性の改善のため、ライニング２２
は、一般に、１つ又は２つ以上の硬質の耐摩耗性化合物
を含有している。これらの材料は、ライニング製造の
間、実質上未溶融の状態で残る。その例としては、タン
グステン炭化物、バナジウム炭化物、又はクロム炭化物
が挙げられ、これらの中でも、タングステン炭化物が特
に有用である。硬質の耐摩耗性化合物には、約２００μ
ｍから約４５μｍ未満までのサイズの微細粉末として入
手可能である。タングステン炭化物という用語は、全て
の形態の市販のタングステン炭化物の粉末を指してお
り、限定するものではないが、コバルト材、ニッケル
材、又はコバルトとニッケルの混合材で接着されたタン
グステン炭化物も含んでいる。ライニング２２は、タン
グステン炭化物を６０ｗｔ％程含有していてもよい。
【００２３】図１及び図２を再び参照するに、耐摩耗ラ
イニング２２は、通常、遠心鋳造により外側筐体１２の
内表面上に設けられる。この方法では、ライニング２２
の成分は、酸化を最小限にするために必要な所定量のフ
ラックスと一緒に、外側筐体１２の円筒状ボア２０内に
配置される。ライニング成分は、粉末、鋳塊、棒、ロッ
ド等の様々な形態で、円筒状ボア２０内に供給される。
外側筐体１２の第１の端１４及び第２の端１６は、ライ
ニング成分を封入するために、鋼板（図示せず）で蓋が
なされている。次に、円筒状ボア２０は、任意に鋼板の
１つ又は２つ以上の開口を通じて空気が抜かれ、窒素ガ
スがパージされる。そのバレルは、ライニングの金属合
金成分を溶融させるのに十分な温度（一般に約８４３℃
（華氏1550度）〜１２６０℃（華氏2300度）の間）の高
温にされた炉又は誘導コイル内に配置される。高温炉内
に配置されている間、バレルは、ライニング成分を均一
に分散させるために約１５ｒｐｍで回転される。投入物
の金属合金が溶融した後、バレルは、高温炉から取り出
され、ローラー上に配置されると共に、筐体１２の内壁
１８の表面にライニング成分を均一に分散させるために
急速に回転される。一般的に、これは、投入物上に約７
０Ｇの向心力を生じさせるバレル角速度に相当する。外
側筐体１２及びライニング成分が回転中に冷却されるに
つれ、合金が、固化して、外側筐体１２の内壁１８に固
着し、耐摩耗層又はライニング２２を形成する。一旦合
金が固化すれば、複合バレル１０を絶縁媒質（砂、バー
ミキュライト等）内に配置し、ライニング２２を、ライ
ニング２２の割れを防ぐのに十分なゆっくりとした速度
で冷却する。複合バレル１０が室温まで冷却された後、
鋼板は取り外され、複合バレル１０のボア２０は、所望
の直径にホーニングされる。
【００２４】開示された方法は、従来の鋳造方法よりも
確固で（robust）、安価なものである。例えば、開示さ
れた方法は、窒素ガスリッチ雰囲気での遠心鋳造が可能
であり、真空雰囲気又はアルゴンガスのような不活性雰
囲気での鋳造と比較して、簡易、かつ、安価である。驚
くべきことに、ライニング中における０．５〜１２ｗｔ
％のリンの存在が、窒素ガスリッチ雰囲気における従来
の合金の遠心鋳造において通常発生する気孔を減少させ
る。特定の理論に拘束されないが、リンは、溶融粘性
（melt viscosity）および合金の気孔を増加させるボロ
ン窒化物の発生を減少させると考えられていた。
【００２５】開示されたリン合金は、複合バレルのライ
ニングに用いる以外にも、通常は窒素ガスフリーの雰囲
気での炉処理を必要とする他の耐摩耗面を製造するのに
用いることができる。そのような処理を含む例として、
限定するものではないが、高温ろう付け及びニッケル基
合金の溶融硬質相の肉盛りが挙げられる。
【００２６】
【実施例】以下の例は、例証として意図するものであ
り、限定するものではなく、かつ、本発明の特定の実施
例を表している。
【００２７】（実施例１）２．２ｗｔ％のリン、１．２
ｗｔ％のボロン、０．２ｗｔ％のカーボン、４．０ｗｔ
％のクロム、２．８ｗｔ％のシリコン、３．０ｗｔ％の
モリブデン、残部ニッケルを含有する金属合金の粉末試
料１００ｇを、アルミナ製のルツボ内に配置し、２５０
０ｃｃ／分の速度でパージされる窒素ガスの雰囲気下で
１５６６℃（華氏2850度）まで加熱し、１０分間保持す
る。加熱は、底注入タイプの電気抵抗炉内でなされる。
冷却後、鋳造によって生じた鋳造体は、検量され、切断
される。その鋳造体は約１００ｇの重さがあり、このこ
とは、金属合金が未溶融粒子を含んでおらず、均一に鋳
造されていることを示している。
【００２８】図３は、鋳造体３０の倍率１００の断面顕
微鏡写真である。鋳造体３０は、ほとんど気孔を有さな
い金属合金３２の均一層で構成される（顕微鏡写真中に
おける黒っぽいエリア３４が気孔である）。
【００２９】（実施例２）２．２ｗｔ％のリン、１．２
ｗｔ％のボロン、０．２ｗｔ％のカーボン、４．０ｗｔ
％のクロム、２．８ｗｔ％のシリコン、３．０ｗｔ％の
モリブデン、残部ニッケルを含有する金属合金の粉末試
料６０ｇを、４０ｇのタングステン炭化物と混ぜ合わせ
る。その混合物は、移動速度が約３５．６ｃｍ／分（１
４インチ／分）の水平ベルト炉（horizontal belt furn
ace ）内で、Ｎ2 ／Ｈ2 の比が約８５／１５の混合ガス
雰囲気下、１０９６℃（華氏2005度）で１時間近く加熱
される。冷却後、鋳造によって生じた鋳造体は、検量さ
れ、切断される。その鋳造体は約１００ｇの重さがあ
り、このことは、金属合金が未溶融粒子を含んでおら
ず、均一に鋳造されていることを示している。
【００３０】図４は、鋳造体４０の倍率１００の断面顕
微鏡写真である。鋳造体４０は、金属合金４４の均一マ
トリックス中に分散したタングステン炭化物粒子４２で
構成される。顕微鏡写真中における黒っぽい領域４６で
示された気孔は、鋳造体４０の断面領域全体の２％未満
である。
【００３１】（比較例１）３．２ｗｔ％のボロン、７．
０ｗｔ％のクロム、４．８ｗｔ％のシリコン、残部ニッ
ケルを含有する金属合金の粉末試料１００ｇを、アルミ
ナ製のルツボ内に配置し、２５００ｃｃ／分の速度でパ
ージされる窒素ガスの雰囲気下で１５６６℃（華氏2850
度）まで加熱し、１０分間保持する。加熱は、底注入タ
イプの電気抵抗炉内でなされる。冷却後、鋳造によって
生じた鋳造体は、検量され、切断される。その鋳造体は
約７５ｇの重さがあり、このことは、ルツボ投入物の約
２５ｗｔ％が合金化しなかったことを示している。鋳造
体の試験によれば、かなりの量の未溶融の粉末材料が見
られる。
【００３２】図５は、鋳造体５０の倍率１００の断面顕
微鏡写真である。図３と比較すると、鋳造体５０は、多
数の気孔を有する金属合金５２の不均一層で構成される
（顕微鏡写真中における黒っぽいエリア５４が気孔であ
る）。
【００３３】（比較例２）３．２ｗｔ％のボロン、７．
０ｗｔ％のクロム、４．８ｗｔ％のシリコン、残部ニッ
ケルを含有する金属合金の粉末試料６０ｇを、４０ｇの
タングステン炭化物と混ぜ合わせる。金属合金とタング
ステン炭化物との混合物は、移動速度が約３５．６ｃｍ
／分（１４インチ／分）の水平ベルト炉内で、Ｎ2 ／Ｈ
2 の比が約８５／１５の混合ガス雰囲気下、１０９６℃
（華氏2005度）で１時間近く加熱される。
【００３４】図６は、ある鋳造体６０の倍率１００の断
面顕微鏡写真である。図４と比較すると、鋳造体６０
は、金属合金６２の不均一マトリックスで構成される
（いくつかのタングステン炭化物粒子６４が観察され
る）。顕微鏡写真中における黒っぽい領域６６で示され
た気孔は、鋳造体６０の断面領域全体の約４２％を占め
ている。
【００３５】上記記載は、例証として意図するものであ
り、これに限定されるものでないと理解されるべきであ
る。当業者が、上記記載を読むことで、多くの他の実施
形態に想到できることは明らかである。本発明の範囲
は、上記記載を参照した結果で決めるべきではなく、特
許請求の範囲を参照することで決めるべきであり、全て
の均等物は本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合バレルの側面図である。
【図２】図１に示した複合バレルの端面図である。
【図３】窒素ガスリッチ雰囲気で鋳造された、リンを含
む金属合金の断面顕微鏡写真である。
【図４】窒素ガスリッチ雰囲気で鋳造された、金属合金
とタングステン炭化物との混合体の断面顕微鏡写真であ
る。
【図５】窒素ガスリッチ雰囲気で鋳造された、Ｐを含ま
ない金属合金の断面顕微鏡写真である。
【図６】窒素ガスリッチ雰囲気で鋳造された、Ｐを含ま
ない金属合金とタングステン炭化物との混合体の断面顕
微鏡写真である。
【符号の説明】
１０ 複合バレル １２ 外側筐体（筐体） １４ 第１の端 １６ 第２の端 １８ 内表面 ２０ 円筒状ボア ２２ 耐摩耗ライニング ３２，４４ 金属合金（合金） ４２ タングステン炭化物粒子（耐摩耗性化合物）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｃ 45/62 Ｂ２９Ｃ 45/62 47/66 47/66 (71)出願人 500066089 30261 Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ Ｈｉｇｈ ｗａｙ，Ｍａｄｉｓｏｎ Ｈｅｉｇｈｔ ｓ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓ ｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 サミュエル・コンラッド・デュボイス アメリカ合衆国 ミシガン州 マディソ ン・ハイツ グローブランド・ストリート 26085 (72)発明者 サブラマニアム・ランガスウェイミー アメリカ合衆国 ミシガン州 ロチェスタ ー・ヒルズ シェルボーン・ドライブ 642

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の端と、第２の端と、上記第１の端
    から第２の端まで延びる円筒状ボアを区画形成する内表
    面とを備えた筐体、および、 該筐体の内表面上に設けられる耐摩耗ライニングで構成
    され、該耐摩耗ライニングが、母材と約０．５〜１２ｗ
    ｔ％のリンとの合金からなり、 該母材が、ニッケル又はコバルトの単材、或いはそれら
    の混合材であることを特徴とする複合バレル。
  2. 【請求項２】 上記合金が、更に、 約０．１〜２６ｗｔ％のクロム、 約０．１〜３ｗｔ％のボロン、 約０．１〜５ｗｔ％のシリコン、 約０．１〜０．８ｗｔ％のカーボン、および、 約０．１〜５ｗｔ％のモリブデンを含有している請求項
    １記載の複合バレル。
  3. 【請求項３】 上記合金が、更に最大で約２ｗｔ％の
    鉄、 最大で約５ｗｔ％のニオブ、 最大で約３ｗｔ％の銅、および、 最大で約８ｗｔ％のタングステンを含有している請求項
    ２記載の複合バレル。
  4. 【請求項４】 上記耐摩耗ライニングが、更に、硬質の
    耐摩耗性化合物を含有している請求項１記載の複合バレ
    ル。
  5. 【請求項５】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、バナジウ
    ム炭化物、クロム炭化物、又はタングステン炭化物の、
    単体或いはそれらの混合体である請求項４記載の複合バ
    レル。
  6. 【請求項６】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、タングス
    テン炭化物である請求項５記載の複合バレル。
  7. 【請求項７】 上記耐摩耗ライニングが、最大で約６０
    ｗｔ％のタングステン炭化物を含有している請求項６記
    載の複合バレル。
  8. 【請求項８】 第１の端と、第２の端と、上記第１の端
    から第２の端まで延びる円筒状ボアを区画形成する内表
    面とを備えた筐体、および、 該筐体の内表面上に分散される耐摩耗ライニングとで構
    成され、該耐摩耗ライニングが、硬質の耐摩耗性化合物
    および合金からなり、該合金が、母材、 約０．５〜１２ｗｔ％のリン、 約０．１〜２６ｗｔ％のクロム、 約０．１〜３ｗｔ％のボロン、 約０．１〜５ｗｔ％のシリコン、 約０．１〜０．８ｗｔ％のカーボン、 約０．１〜５ｗｔ％のモリブデン、 最大で約２ｗｔ％の鉄、 最大で約５ｗｔ％のニオブ、 最大で約３ｗｔ％の銅、および、 最大で約８ｗｔ％のタングステンで構成され、 上記母材が、ニッケル又はコバルトの単材、或いはそれ
    らの混合材であることを特徴とする複合バレル。
  9. 【請求項９】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、バナジウ
    ム炭化物、クロム炭化物、又はタングステン炭化物の、
    単体或いはそれらの混合体である請求項８記載の複合バ
    レル。
  10. 【請求項１０】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、タング
    ステン炭化物である請求項９記載の複合バレル。
  11. 【請求項１１】 上記耐摩耗ライニングが、最大で約６
    ０ｗｔ％のタングステン炭化物を含有している請求項１
    ０記載の複合バレル。
  12. 【請求項１２】 第１の端と、第２の端と、上記第１の
    端から第２の端まで延びる円筒状ボアを区画形成する内
    表面とを備えた筐体で構成された複合バレルの製造方法
    において、 上記筐体の内表面上に耐摩耗ライニングを形成する形成
    ステップを備え、該耐摩耗ライニングが母材および約
    ０．５〜１２ｗｔ％のリンの合金で構成され、 上記円筒状ボアが、上記形成ステップの間、窒素リッチ
    ガスでパージされ、上記母材が、ニッケル又はコバルト
    の単材、或いはそれらの混合材であることを特徴とする
    複合バレルの製造方法。
  13. 【請求項１３】 上記合金が、更に、 約０．１〜２６ｗｔ％のクロム、 約０．１〜３ｗｔ％のボロン、 約０．１〜５ｗｔ％のシリコン、 約０．１〜０．８ｗｔ％のカーボン、および、 約０．１〜５ｗｔ％のモリブデンを含有している請求項
    １２記載の複合バレルの製造方法。
  14. 【請求項１４】 上記合金が、更に最大で約２ｗｔ％の
    鉄、 最大で約５ｗｔ％のニオブ、 最大で約３ｗｔ％の銅、および、 最大で約８ｗｔ％のタングステンを含有している請求項
    １３記載の複合バレルの製造方法。
  15. 【請求項１５】 上記耐摩耗ライニングが、更に、硬質
    の耐摩耗性化合物を含有している請求項１２記載の複合
    バレルの製造方法。
  16. 【請求項１６】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、バナジ
    ウム炭化物、クロム炭化物、又はタングステン炭化物
    の、単体或いはそれらの混合体である請求項１５記載の
    複合バレルの製造方法。
  17. 【請求項１７】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、タング
    ステン炭化物である請求項１６記載の複合バレルの製造
    方法。
  18. 【請求項１８】 上記耐摩耗ライニングが、最大で約６
    ０ｗｔ％のタングステン炭化物を含有している請求項１
    ７記載の複合バレルの製造方法。
  19. 【請求項１９】 上記形成ステップが、遠心鋳造法であ
    る請求項１２記載の複合バレルの製造方法。
  20. 【請求項２０】 高温炉内で上記筐体を加熱する加熱ス
    テップを更に備えた請求項１９記載の複合バレルの製造
    方法。
  21. 【請求項２１】 誘導加熱によって上記筐体を加熱する
    加熱ステップを更に備えた請求項１９記載の複合バレル
    の製造方法。
  22. 【請求項２２】 第１の端と、第２の端と、上記第１の
    端から第２の端まで延びる円筒状ボアを区画形成する内
    表面とを備えた筐体で構成された複合バレルの製造方法
    において、 上記筐体の内表面上に耐摩耗ライニングを形成する形成
    ステップを備え、該耐摩耗ライニングが、硬質の耐摩耗
    性化合物および合金からなり、該合金が、母材、 約０．５〜１２ｗｔ％のリン、 約０．１〜２６ｗｔ％のクロム、 約０．１〜３ｗｔ％のボロン、 約０．１〜５ｗｔ％のシリコン、 約０．１〜０．８ｗｔ％のカーボン、 約０．１〜５ｗｔ％のモリブデン、 最大で約２ｗｔ％の鉄、 最大で約５ｗｔ％のニオブ、 最大で約３ｗｔ％の銅、および、 最大で約８ｗｔ％のタングステンで構成され、 上記円筒状ボアが、上記形成ステップの間、窒素リッチ
    ガスでパージされ、上記母材が、ニッケル又はコバルト
    の単材、或いはそれらの混合材であることを特徴とする
    複合バレルの製造方法。
  23. 【請求項２３】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、バナジ
    ウム炭化物、クロム炭化物、又はタングステン炭化物
    の、単体或いはそれらの混合体である請求項２２記載の
    複合バレルの製造方法。
  24. 【請求項２４】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、タング
    ステン炭化物である請求項２３記載の複合バレルの製造
    方法。
  25. 【請求項２５】 上記耐摩耗ライニングが、最大で約６
    ０ｗｔ％のタングステン炭化物を含有している請求項２
    ４記載の複合バレルの製造方法。
  26. 【請求項２６】 上記形成ステップが、遠心鋳造法であ
    る請求項２２記載の複合バレルの製造方法。
  27. 【請求項２７】 高温炉内で上記筐体を加熱する加熱ス
    テップを更に備えた請求項２６記載の複合バレルの製造
    方法。
  28. 【請求項２８】 誘導加熱によって上記筐体を加熱する
    加熱ステップを更に備えた請求項２６記載の複合バレル
    の製造方法。
  29. 【請求項２９】 合金中に分散された硬質の耐摩耗性粒
    子からなる混合物において、上記合金が、母材、 約０．５〜１２ｗｔ％のリン、 約０．１〜２６ｗｔ％のクロム、 約０．１〜３ｗｔ％のボロン、 約０．１〜５ｗｔ％のシリコン、 約０．１〜０．８ｗｔ％のカーボン、および約０．１〜
    ５ｗｔ％のモリブデンで構成され、 上記母材が、ニッケル又はコバルトの単材、或いはそれ
    らの混合材であることを特徴とする混合物。
  30. 【請求項３０】 上記合金が、更に、 最大で約２ｗｔ％の鉄、 最大で約５ｗｔ％のニオブ、 最大で約３ｗｔ％の銅、および、 最大で約８ｗｔ％のタングステンを含有している請求項
    ２９記載の混合物。
  31. 【請求項３１】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、バナジ
    ウム炭化物、クロム炭化物、又はタングステン炭化物
    の、単体或いはそれらの混合体である請求項２９記載の
    混合物。
  32. 【請求項３２】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、タング
    ステン炭化物である請求項３１記載の混合物。
  33. 【請求項３３】 上記混合物が、最大で約６０ｗｔ％の
    タングステン炭化物を含有している請求項３２記載の混
    合物。
  34. 【請求項３４】 金属表面上に合金を被覆する被覆ステ
    ップを有し、その合金が、母材、 約０．５〜１２ｗｔ％のリン、 約０．１〜２６ｗｔ％のクロム、 約０．１〜３ｗｔ％のボロン、 約０．１〜５ｗｔ％のシリコン、 約０．１〜０．８ｗｔ％のカーボン、および約０．１〜
    ５ｗｔ％のモリブデンで構成され、 該合金および上記金属表面を合金の固相線温度以上にを
    加熱することによって、金属表面に合金を融着する融着
    ステップを備え、 上記金属表面および合金が、該融着ステップの間、窒素
    リッチ雰囲気の高温炉内に配置され、上記母材が、ニッ
    ケル又はコバルトの単材、或いはそれらの混合材である
    ことを特徴とする金属表面の保護方法。
  35. 【請求項３５】 上記合金が、更に、 最大で約２ｗｔ％の鉄、 最大で約５ｗｔ％のニオブ、 最大で約３ｗｔ％の銅、および、 最大で約８ｗｔ％のタングステンを含有している請求項
    ３４記載の金属表面の保護方法。
  36. 【請求項３６】 上記融着ステップの前に、上記金属表
    面に硬質の耐摩耗性化合物を供給する供給ステップを更
    に備えた請求項３４記載の金属表面の保護方法。
  37. 【請求項３７】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、バナジ
    ウム炭化物、クロム炭化物、又はタングステン炭化物
    の、単体或いはそれらの混合体である請求項３６記載の
    金属表面の保護方法。
  38. 【請求項３８】 上記硬質の耐摩耗性化合物が、タング
    ステン炭化物である請求項３７記載の金属表面の保護方
    法。
  39. 【請求項３９】 上記合金が、最大で約６０ｗｔ％のタ
    ングステン炭化物を含有している請求項３８記載の金属
    表面の保護方法。
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