JP2000515070A - 高硬質で耐磨耗性のフラックス入りワイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイヤが開示されている。このフラックスコアは重量比において、モリブデン１−１０％、タングステン１−１０％、黒鉛１−１０％、ニッケル１−７％、バナジウム２−１０％、クロム２０−４０％、弗化珪素ナトリウム５−１５％、ニオバイト１−１０％、硼素１０−１５％、石英２−１０％、希土類１−８％の組成を有している。これら成分は粉末化され、均質に混合されて厚みが０.２５−０.６ｍｍの鋼帯上に載せられる。さらに、押出装置によってワイヤ状に加工され、ワイヤ牽引装置によって最終製品である高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイヤが得られる。このワイヤは硬度がＨＲＣ６２−６５のコールドロールの修理と溶接に亀裂を発生させることなく利用が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 高硬質で耐磨耗性のフラックス入りワイヤ 発明の技術分野 本願発明は高硬質(high hardness)で耐磨耗性(wear-resistant)のフラックス 入り溶接ワイヤ(flux cored welding wire)に関しており、特にコールドロール( cold roll)の修理及び溶接のための溶接ワイヤに関する。 背景技術 従来のスタック溶接材料(stack welding material)は主としてニッケル、クロ ム、ニオビウム、コバルト、等々のレアメタル及び貴金属を主成分とし、追加的 成分として炭素を含んだものである。従来技術は、これら金属材料の入手の困難 性とコスト高の問題を抱えている。炭素は硬度を向上させるために使用されてい るが、硬度がＨＲＣ５８に到達すると亀裂が発生する。硬度を向上させるために たとえ焼入れ処理を施そうとも硬度はＨＲＣ５８に到達するだけであり、不成功 に終わって材料の無駄となることもある。コールドロールにおいては硬度はＨＲ Ｃ６０を越えるであろう。ある米国の研究者はスタック溶接材料(stack welding material)がＨＲＣ６０に達することは不可能であると結論した。ロシアの専門 家も、スタック溶接材料の硬度がＨＲＣ６０に到達すると亀裂が発生すると考え ている。 上海市のステライト溶接材料会社(Stellite Welding Material Co.,Ltd.)が製 造する炭化タングステンから成る溶接ワイヤ(welding wire)の硬度はせいぜいＨ ＲＣ５２から５８程度である。これ以上の硬度になると亀裂が 生じる。 中国の河南省ルオへ(Luohe)市ジングルオ溶接ワイヤ会社(Jingluo Welding Wi re Company)が製造するＴＬ−８７０５タイプの炭化タングステンで成るスタッ ク溶接フラックス入りワイヤ(stack welding flux cored wire)はＨＲＣ５２か ら５８を有している。硬度がそれ以上になると亀裂が発生する。 さらに、前出の２種類のスタック溶接材料の硬度は焼入れ処理によって向上す るが、ＨＲＣ６０には到達できない。それらの最大硬度はＨＲＣ５８に過ぎない 。焼入れ処理時間は長く、消費電気量は多い。結果として製造コスト高となる。 この種のスタック溶接材料はホットロールにおいてのみ利用が可能である。コー ルドロールの修理には現在のところ適したスタック溶接材料は存在しない。 発明の目的 本願発明の１目的は前述の弱点を克服するための高硬度で耐磨耗性であるフラ ックス入りワイヤの提供である。そのようなワイヤの硬度はＨＲＣ６２から６５ 、さらにはＨＲＣ６６から６９にまで到達することができ、従ってコールドロー ルの修理においても利用が可能である。よって、利用価値が高い。 本願発明の別目的は高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイヤの製造方法を提 供することである。この方法で提供されたワイヤはコールドロールの修理に利用 が可能である。 発明の概要 前述の目的を達成するため、本願発明の１つの特徴によってフラッ クスコア(flux core)と表層(skin layer)とを含んだ高硬度で耐磨耗性のフラッ クス入り溶接ワイヤが提供される。このフラックスコアは重量比で以下の組成を 有している。 モリブデン１−１０％、タングステン１０−１％、黒鉛１０−１％、ニッケル １−７％、バナジウム１０−２％、クロム４０−２０％、弗化珪素ナトリウム(s odium silicon fluoride:Na2SiF6)５−１５％、ニオバイト(niobite)１０−１％ 、硼素１０−２５％、珪砂２−１０％及び希土類１−８％。 ワイヤの直径は約１.０から４.０ｍｍである。その表層は０.２５から０.６ｍ ｍであり、低炭素鋼製(low carbon steel)であり、好適にはＨ０８Ａのものであ る。 本願発明の別な特徴によれば高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイヤの製造 方法が提供される。これは、前出の組成に従ったフラックスコアの原料を準備す るステップと、その原料をフラックスコア粉末にするステップと、均質に混合す るステップと、低炭素鋼帯を準備するステップと、そのフラックスコア粉末をそ の鋼帯上に載せるステップと、それを柱状ワイヤ(cylindrical wire)状に押出し 及びプレス加工するステップと、その柱状ワイヤをワイヤ牽引装置で引っ張って ワイヤを製造するステップとを含んでいる。 このワイヤは常温(ambient temperature)で亀裂を発生することなくコールド ロールの修理及び溶接に利用できる。その物性は標準的な要求を満たす。修理と 溶接処理後にコールドロールは旋盤や研磨機で処理されて要求される寸法及び形 状とされる。 本願発明の利点 従来のものとは異なり、本願発明の高硬度で耐磨耗性のフラックス 入りワイヤは以下のごとき優れた特徴を備えている。 １．低コストでのコールドロールの修理と溶接に利用が可能。 ２．亀裂が発生しない。 ３．ＨＲＣ６２から６５の高硬度。ＨＲＣ６６から６９も可能。良好な耐磨耗 性。 ４．処理工程が簡単で低コスト。 好適実施例の詳細な説明 実施例１ 次のごとくの重量比と組成で原料を準備する。モリブデン１０％、タングステ ン１％、黒鉛１％、ニッケル７％、バナジウム２％、クロム２０％、弗化珪素ナ トリウム(sodium silicon fluoride)１５％、ニオバイト(niobite)１％、硼素２ ５％、珪砂１０％、希土類(rare earth)８％。これらの材料を粉末化して均質に 混合し、０.３ｍｍの厚みの低炭素鋼帯（Ｈ０８Ａ）上に載せる。押出装置を利 用してワインド加工(winding)とプレス加工(pressing)とを施して柱状ワイヤと する。その後にワイヤ牽引装置で引き出すと１.０から４.０ｍｍの直径のワイヤ が得られる。 実施例２ 次のごとくの重量比と組成で原料を準備する。モリブデン１％、タングステン １０％、黒鉛５％、ニッケル１％、バナジウム１０％、クロム４０％、弗化珪素 ナトリウム５％、ニオバイト１０％、硼素１％、珪砂２％、希土類１％。これら 材料を粉末化し、均質に混合して０.５ｍｍの厚みの低炭素鋼帯（Ｈ０８Ａ）上 に載せる。押出装置でワイ ンド加工とプレス加工とを施して柱状ワイヤにする。次にワイヤ牽引装置で引き 出し、直径が４ｍｍのワイヤを得る。 実施例３ 次の重量比と組成で原料を準備する。モリブデン５％、タングステン８％、黒 鉛３％、ニッケル８％、バナジウム７％、クロム３９％、弗化珪素ナトリウム１ ３％、ニオバイト６％、硼素９％、珪砂５％、希土類４％。これら材料を粉末化 して均質に混合し、厚み０.５ｍｍの低炭素鋼帯（Ｈ０８Ａ）上に載せる。それ を押出装置でワインド加工とプレス加工を施して柱状ワイヤとする。次にワイヤ 牽引装置で引き出して直径が４ｍｍのワイヤを得る。 これら３実施例の溶接ワイヤでコールドロールを修理及び溶接する実験から、 各ワイヤの硬度はＨＲＣ６２以上であり、良好な修理結果が得られることが判明 した。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年８月１３日（１９９８．８．１３） 【補正内容】 ンド加工とプレス加工とを施して柱状ワイヤにする。次にワイヤ牽引装置で引き 出し、直径が４ｍｍのワイヤを得る。 実施例３ 次の重量比と組成で原料を準備する。モリブデン５％、タングステン８％、黒 鉛３％、ニッケル８％、バナジウム７％、クロム３９％、弗化珪素ナトリウム１ ３％、ニオバイト６％、硼素９％、珪砂５％、希土類４％。これら材料を粉末化 して均質に混合し、厚み０.５ｍｍの低炭素鋼帯（Ｈ０８Ａ）上に載せる。それ を押出装置でワインド加工とプレス加工を施して柱状ワイヤとする。次にワイヤ 牽引装置で引き出して直径が４ｍｍのワイヤを得る。 以上の実施例で得られた溶接ワイヤを使用したコールドロールの修理及び溶接 の実験から、ワイヤの硬度はＨＲＣ６２以上であり、良好な結果が得られること が証明された。 請求の範囲 １．フラックスコアと表層とを含んだ高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイ ヤであって、該フラックスコアは重量比において、 モリブデン１−１０％、タングステン１０−１％、黒鉛１０−１％、ニッケル １−７％、バナジウム１０−２％、クロム４０−２０％、弗化珪素ナトリウム５ −１５％、ニオバイト１０−１％、硼素１０−２５％、珪砂２−１０％、及び希 土類１−８％の組成であり、 前記表層は低炭素鋼である、 ことを特徴とするフラックス入りワイヤ。 ２．前記表層は厚さ０.６ｍｍの低炭素鋼Ｈ０８Ａで提供されていることを特 徴とする請求項１記載のワイヤ。 ３．前記フラックスコアの組成は、モリブデン１０％、タングステン１％、黒 鉛１％、ニッケル７％、バナジウム２％、クロム２０％、弗化珪素ナトリウム１ ５％、ニオバイト１％、硼素２５％、珪砂１０％、及び希土類８％であることを 特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ。 ４．高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイヤの製造方法であって、 請求項１に記載の組成を有したフラックスコアの原料を準備するステップと、 該原料を粉末化して均質に混合するステップと、 低炭素鋼帯を準備して前記フラックスコアの粉末を載せるステップと、 押出し加工とプレス加工とを施して柱状ワイヤにするステップと、 ワイヤ牽引装置で該柱状ワイヤを引っ張ってフラックス入りワイヤを得るステ ップと、 を含んでいることを特徴とする製造方法。 ５．前記鋼帯は低炭素鋼Ｈ０８Ａで提供されていることを特徴とする請求項４ 記載の製造方法。 ６．前記フラックス入りワイヤの直径は１.０から４.０ｍｍであることを特徴 とする請求項４記載の製造方法。 ７．前記フラックスコアは重量比で、モリブデン１０％、タングステン１％、 黒鉛１％、ニッケル７％、バナジウム２％、クロム２０％、弗化珪素ナトリウム １５％、ニオバイト１％、硼素２５％、珪砂１０％、及び希土類８％の組成であ ることを特徴とする請求項４記載の製造方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フラックスコアと表層とを含んだ高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイ ヤであって、該フラックスコアは重量比において、 モリブデン１−１０％、タングステン１０−１％、黒鉛１０−１％、ニッケル １−７％、バナジウム１０−２％、クロム４０−２０％、弗化珪素ナトリウム５ −１５％、ニオバイト１０−１％、硼素１０−２５％、珪砂２−１０％、及び希 土類１−８％の組成であり、 前記表層は低炭素鋼である、 ことを特徴とするフラックス入りワイヤ。 ２．前記表層は厚さ０.６ｍｍの低炭素鋼Ｈ０８Ａで提供されていることを特 徴とする請求項１記載のワイヤ。 ３．前記フラックスコアの組成は、モリブデン１０％、タングステン１％、黒 鉛１％、ニッケル７％、バナジウム２％、クロム２０％、弗化珪素ナトリウム１ ５％、ニオバイト１％、硼素２５％、珪砂１０％、及び希土類８％であることを 特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ。 ４．前記フラックスコアの組成は、モリブデン１％、タングステン１０％、黒 鉛５％、ニッケル１％、バナジウム１０％、クロム４０％、弗化珪素ナトリウム ５％、ニオバイト１０％、硼素１％、珪砂２％、及び希土類１％であることを特 徴とする請求項１または２に記載のワイヤ。 ５．前記フラックスコアの組成は、モリブデン５％、タングステン ８％、黒鉛３％、ニッケル８％、バナジウム７％、クロム３９％、弗化珪素ナト リウム１３％、ニオバイト６％、硼素９％、珪砂５％、及び希土類４％であるこ とを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ。 ６．高硬度で耐磨耗性のフラックス入りワイヤの製造方法であって、 請求項１に記載の組成を有したフラックスコアの原料を準備するステップと、 該原料を粉末化して均質に混合するステップと、 低炭素鋼帯を準備して前記フラックスコアの粉末を載せるステップと、 押出し加工とプレス加工とを施して柱状ワイヤにするステップと、 ワイヤ牽引装置で該柱状ワイヤを引っ張ってフラックス入りワイヤを得るステ ップと、 を含んでいることを特徴とする製造方法。 ７．前記鋼帯は低炭素鋼Ｈ０８Ａで提供されていることを特徴とする請求項６ 記載の製造方法。 ８．前記フラックス入りワイヤの直径は１.０から４.０ｍｍであることを特徴 とする請求項６記載の製造方法。