JP2005000940A - Brazing filler of multi-layer lamination type, and method for brazing-repair - Google Patents

Brazing filler of multi-layer lamination type, and method for brazing-repair Download PDF

Info

Publication number
JP2005000940A
JP2005000940A JP2003165646A JP2003165646A JP2005000940A JP 2005000940 A JP2005000940 A JP 2005000940A JP 2003165646 A JP2003165646 A JP 2003165646A JP 2003165646 A JP2003165646 A JP 2003165646A JP 2005000940 A JP2005000940 A JP 2005000940A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing
layer
brazing material
defect
multilayer laminated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003165646A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masako Nakabashi
昌子 中橋
Yuji Yasuda
祐司 安田
Takashi Tokunaga
隆志 徳永
Satoru Asai
知 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Plant Systems and Services Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Plant Systems and Services Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2003165646A priority Critical patent/JP2005000940A/en
Publication of JP2005000940A publication Critical patent/JP2005000940A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brazing filler, which has adequate properties in terms of hardness, padding property, permeability, and the like as a brazing filler used for repairing a defect generated in a wear-resistant member such as a valve. <P>SOLUTION: In order to repair a groove-shaped defect 16a generated on the surface of a wear-resistant member 12 with which a base material 11 is coated, a brazing filler, whose melting point is lower than that of the member 12, is applied to the surface of the member 12. The brazing filler has a multi-layer lamination structure comprising a plurality of layers of brazing filler. The brazing filler has an inside brazing-filler layer 14a, which is applied directly to a region including the groove-shaped defect 16a existing on the surface of the wear-resistant member 12, and an outside brazing-filler layer 14b, which is applied so as to be in contact with the inside brazing-filler layer 14a and arranged outside the layer 14a. A mixed metallic material constituting the outside brazing-filler layer 14b has a melting point higher than that of a mixed metallic material constituting the inside brazing-filler layer 14a. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁の摩耗や欠陥に効果的な補修を施工し、弁を高品質に維持させる多層積層型ろう材およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属材料により製造される基材において、特に圧力負荷の高い部分や、硬度（耐摩耗性）を必要とされる部分には、機械的性質の向上のため高硬度の材質を有する金属材料を耐摩耗部材として肉盛り施工される場合がある。
【０００３】
火力，原子力等の発電プラントを構成する弁の弁座表面を肉盛り施工させると、閉弁の際、弁体と弁座表面の肉盛り施工部とが水密的に当接されるので、弁のシール効果を向上させる。ただし、弁の長期使用の結果、基材に肉盛り施工された耐摩耗部材には摩耗や欠陥（溝）等が形成され、弁体と弁座とのシール性が劣化する。
【０００４】
耐摩耗部材に形成される摩耗や欠陥の補修方法として、耐摩耗部材を構成する金属材料と同質の金属材料を用いて耐摩耗部材の摩耗や欠陥に溶接補修施工を行なうものがある。この方法では、弁体と弁座とのシール性を再び維持させることができる。
【０００５】
しかし、耐摩耗部材を構成する金属材料と同質の金属材料を用いて溶接補修施工を実施すると、加熱によって溶接用の金属材料の溶融を行なうため、溶接用の金属材料だけでなく、耐摩耗部材を構成する金属材料自体が部分的に溶融する。そして、耐摩耗部材の溶融部分と非溶融部分との境界面に発生する残留応力が要因になって、欠陥近傍に再度、摩耗や欠陥が発生する。よって、弁の補修効率が悪く、長期間シール効果を維持できない。
【０００６】
また、耐摩耗部材に形成される欠陥の補修方法として、肉盛り施工部分を全面補修することも行われる。全面補修では、残留応力は局部的に残らないが、一旦肉盛り施工部分を機械加工により除去した後、再び肉盛り施工をする必要がある。よって、限られた作業空間内での補修作業に困難性を有し、労力的、時間的な問題がある。
【０００７】
そこで、耐摩耗部材に形成される欠陥の補修方法として、溶接補修施工に代わり、耐摩耗部材を構成する金属材料より融点の低い金属材料を肉盛り施工部の欠陥にろう付させる補修方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
耐摩耗部材を構成する金属材料より融点の低い金属材料を欠陥にろう付させる補修方法にて、耐摩耗部材の表面を覆い、ぬれ性の低下原因である酸化皮膜を除去するために、還元ガス・フラックスを使用する。しかし、大気中で肉盛り施工するため、フラックスの残渣や、還元ガス・フラックスが酸化皮膜と反応した結果生成される反応生成物（金属塩）が、肉盛り部に堆積する等の不具合を十分に避けることができず、補修部の品質が劣化してしまう。
【０００９】
そこで、肉盛り施工の際、補修部を真空あるいは不活性ガス雰囲気にて行ない、酸化皮膜の蒸発・熱解離を促進させ、不具合を防止する加熱方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
図６は、従来のろう材およびろう付補修方法であって、欠陥を補修するろう材を示す概略図である。
【００１１】
図６（ａ）は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の基材１と、基材１にプラズマアーク溶接によって肉盛り施工して被着させた耐摩耗部材２とを示す。そして、耐摩耗部材２には、長期間の使用により、所要の深さをもつ複数の欠陥３が発生して成長する。
【００１２】
図６（ｂ）に示されたように、欠陥３を備えた耐摩耗部材２の表面であって、欠陥３を含む領域にろう材４を被着させる。このろう材４の材料として、耐摩耗部材２より融点が低く、主成分材料をＡｕ、副成分材料をＣｕとする混合金属材料（合金，粒状，粉末状等）を用いる。
【００１３】
さらに、不活性ガス雰囲気中または真空中において、図６（ｃ）に示されたように、ろう材４を所要の温度に加熱してろう材４を溶融させ、溶融されたろう材４を欠陥３の内部に浸透させる。ろう材４の加熱方法としては、欠陥３を局部的に加熱する方法が望ましく、加熱方法として、高周波誘導加熱・高エネルギビームを照射する方法等が挙げられる。
【００１４】
そして、所要時間加熱後、加熱を停止してろう材４を冷却し、ろう材４の温度が融点以下になると、欠陥３の内部に浸透したろう材４が凝固される。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１１−１２３６１７号公報（第４頁、図１−図５）
【００１６】
【特許文献２】
特開２００３−１４０２号公報（第３頁−第５頁、図１，２）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示された従来の耐摩耗部材２の補修手順によると、耐摩耗部材２に被着されたろう材４を高周波誘導加熱・高エネルギビームを照射することによって加熱する。耐摩耗部材２の欠陥３にろう材４を浸透させるためには、欠陥３の最奥部までろう材４の融点以上に加熱してろう材４の浸透性を向上させる必要がある。しかし、ろう材４の表面を加熱すると、ろう材４の表面から欠陥３の最奥部までゆっくりと熱伝導されるため、欠陥３の最奥部が十分に加熱されるまで長時間を要する。
【００１８】
溶融されたときの浸透性の高い金属材料にて基材または耐摩耗部材に形成された欠陥を補修しようとすると、溶融された金属材料が欠陥にて凝固されたときの硬度、肉盛り性に乏しい。
【００１９】
一方、発電プラントを構成する弁の弁座表面の基材または耐摩耗部材は、長期使用に耐えうる硬度（耐摩耗性）を必要とする。すなわち、弁を長期間使用した結果、基材または耐摩耗部材には摩耗や欠陥が発生する。よって、基材または耐摩耗部材に形成された欠陥を高硬度を有する金属材料にて補修しようとすると、溶融された金属材料の浸透性が乏しく、溶融された金属材料が十分に欠陥に浸透されず、欠陥不良が十分に解消されない恐れがある。
【００２０】
弁の弁座表面の基材または耐摩耗部材に形成される欠陥を補修する金属材料としては、溶融されたときの浸透性と、溶融後に凝固されたときの硬度とが共に優れたものを選択する必要がある。しかし、現実には、補修後の弁座の長期使用を可能にする程度の浸透性と硬度とを共に満足する金属材料は存在しない。
【００２１】
本発明は、上述したような事情を考慮してなされたものであり、融点，浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性の性質を異にする複数のろう材層によって、肉盛り部を含む欠陥全体を効果的に補修することができる多層積層型ろう材およびろう付補修方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多層積層型ろう材は、上述した課題を解決するために請求項１に記載したように、基材またはこの基材に被着された耐摩耗部材の表面に発生した欠陥を補修するために、前記基材または耐摩耗部材より融点が低く、かつ、前記基材または耐摩耗部材の表面に被着されるろう材において、前記ろう材は、複数のろう材層からなる多層積層構造を有し、前記ろう材は、前記基材または耐摩耗部材の表面の欠陥を含む領域に直接被着される内側ろう材層と、前記内側ろう材層上に積層され、前記内側ろう材層の外側に設けられる外側ろう材層とを備えると共に、前記内側ろう材層から外側ろう材層にかけて融点が順に高くなるような純金属材料または混合金属材料にて構成されたことを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項２に記載したように、前記基材またはこの基材に被着された耐摩耗部材の表面が平面部を有さない場合、前記基材または耐摩耗部材の表面形状に沿って前記ろう材を配置させることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項３に記載したように、前記ろう材層を構成する材料として混合金属材料を採用し、前記混合金属材料の主成分材料として金を採用する場合、前記混合金属材料の副成分材料は、銅，コバルト，鉄，ゲルマニウム，ニッケルおよびケイ素の少なくとも一方から構成されたことを特徴とする。
【００２５】
加えて、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項４に記載したように、前記混合金属材料の副成分材料の含有量が、１重量％〜４０重量％であることを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項５に記載したように、前記ろう材層を構成する純金属材料または混合金属材料は、前記純金属材料または混合金属材料の溶融・凝固によって硬度の高い析出物を形成させる添加材料を含むことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項６に記載したように、前記ろう材層を構成する純金属材料、または、混合金属材料の主成分材料として金を採用する場合、前記添加材料は、アルミニウム，クロム，チタンおよびジルコニウムの少なくとも一方から構成されたことを特徴とする。
【００２８】
加えて、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項７に記載したように、前記添加材料の含有量が、１重量％〜４０重量％であることを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項８に記載したように、前記ろう材層を構成する純金属材料または混合金属材料は、前記純金属材料または混合金属材料の溶融・凝固によって状態変化しない硬質材料を含むことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項９に記載したように、前記硬質材料は、コバルト基合金，ニッケル基合金，耐火金属，炭化物，ホウ化物および窒化物の少なくとも一方から構成されたことを特徴とする。
【００３１】
加えて、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項１０に記載したように、前記硬質材料の含有量が、１体積％〜４０体積％であることを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項１１に記載したように、前記ろう材層を構成する純金属材料または混合金属材料は、前記純金属材料または混合金属材料の溶融時に純金属材料または混合金属材料を構成する液相の浸透を助長する浸透性促進材料を含むことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項１２に記載したように、前記浸透性促進材料は、銀およびリチウムの少なくとも一方から構成されたことを特徴とする。
【００３４】
加えて、本発明に係る多層積層型ろう材は、請求項１３に記載したように、前記浸透性促進材料の含有量が、０．０１重量％〜２０重量％であることを特徴とする。
【００３５】
さらに、本発明に係るろう付補修方法は、請求項１４に記載したように、基材またはこの基材に被着された耐摩耗部材の表面に欠陥が発生した際、前記基材または耐摩耗部材にろう材を被着させて、ろう材部分を局部的に不活性なガス雰囲気または真空中に維持させながら前記ろう材を前記欠陥に浸透させるろう付補修方法において、前記ろう材として、内側ろう材層の材料を前記基材または耐摩耗部材に被着し、前記内側ろう材層の材料より融点が高い材料からなる外側ろう材層を前記内側ろう材層の最外側に多層積層構造を形成するように被着させる工程と、前記ろう材を所要の温度に加熱して、融点の低い材料からなる内側ろう材層にて外側ろう材層より多くの液相を生成させる工程と、前記基材または耐摩耗部材表面に形成される欠陥の奥部に、多くの液相を有する内側ろう材層の材料を優先的に溶融・浸透させる一方、前記欠陥の入口部付近に、多くの固相を有する外側ろう材層の材料を溶融・浸透させる工程とを有することを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３７】
図１は、本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材を示す概略図である。
【００３８】
図１は、基材１１と、この基材１１の表面に被着された耐摩耗部材としてのコバルト基合金（０．２５重量％Ｃ，２．５重量％Ｎｉ，２７重量％Ｃｒ，１重量％Ｆｅ，５重量％Ｍｏ，１重量％Ｗ，残部Ｃｏ）１２とが備えられる。基材１１およびコバルト基合金１２は、火力，原子力等の発電プラントを構成する弁の弁座表面を模擬したものである。
【００３９】
コバルト基合金１２の表面には、欠陥１６である幅０．１ｍｍ、深さ０．１〜２ｍｍの溝状欠陥１６ａが設けられ、コバルト基合金１２の表面であって、溝状欠陥１６ａを含む領域には、レーザ光を照射して被着させた多層積層型ろう材１４を備える。
【００４０】
ここで、多層積層型ろう材１４は、複数のろう材層からなり、複数のろう材層の最内側であって溝状欠陥１６ａを含む領域に被着される内側ろう材層１４ａと、複数のろう材層の最外側に被着される外側ろう材層１４ｂとによって多層積層型が形成される。多層積層型ろう材１４、例えば、２層積層型ろう材１４Ｘでは、溝状欠陥１６ａを含む領域に被着される内側ろう材層１４ａと、内側ろう材層１４ａに接するように被着される外側ろう材層１４ｂとによって構成される。
【００４１】
２層積層型ろう材１４Ｘは、内側ろう材層１４ａと外側ろう材層１４ｂとの厚さを共に、例えば、０．３ｍｍとして積層される。なお、内側ろう材層１４ａと外側ろう材層１４ｂとの厚さを共に０．３ｍｍとしたが、この寸法に限定されるものではなく、また、内側ろう材層１４ａと外側ろう材層１４ｂとが異なった厚さ寸法でもよい。また、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａと外側ろう材層１４ｂとは、一つの平面を形成させて積層されているが、平面状に限定するものではなく、例えば、曲面等を形成させてもよい。
【００４２】
図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａと外側ろう材層１４ｂとは、それぞれ、主成分材料と副成分材料とからなる混合金属材料（合金，粒状，粉末状等）にて構成される。混合金属材料の選択方法としてはコバルト基合金１２の融点より低融点のものをそれぞれ選択する。
【００４３】
加えて、多層積層型ろう材１４を形成する複数のろう材層を構成する混合金属材料は、内側ろう材層１４ａから外側ろう材層１４ｂにかけて順に融点が高くなるようなものを選択する。すなわち、２層積層型ろう材１４Ｘにおいては、内側ろう材層１４ａを構成する混合金属材料より外側ろう材層１４ｂを構成する金属材料が高融点になるようなものを選択する。
【００４４】
表１の多層積層型ろう材１４（Ａ）は、本発明に係る多層積層型ろう材の第１の実施形態を示す。
【００４５】
【表１】

Figure 2005000940
【００４６】
図１に示されたろう材層１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａは、表１の多層積層型ろう材１４（Ａ）に示された混合金属材料で構成される。内側ろう材層１４ａとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を選択する。また、副成分材料であるＮｉ粉末の含有量を１８重量％とするＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を用いる。
【００４７】
一方、外側ろう材層１４ｂは、表１の多層積層型ろう材１４（Ａ）に示された混合金属材料で構成される。外側ろう材層１４ｂとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を選択する。また、副成分材料であるＮｉ粉末の含有量を１５重量％とするＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を用いる。
【００４８】
続いて、２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法について説明する。
【００４９】
まず、図１に示された欠陥１６としての溝状欠陥１６ａを含むコバルト基合金１２の表面をアセトン、トリクレン等によって脱脂して洗浄する。この洗浄によって、コバルト基合金１２と２層積層型ろう材１４Ｘとの接触面や接触面近傍の酸化皮膜、油、その他汚れ等を除去できる。洗浄は、２層積層型ろう材１４Ｘとコバルト基合金１２とが十分なじむように行われ、コバルト基合金１２のぬれ性を向上させる。
【００５０】
また、洗浄は、ワイヤブラシ、サンドペーパ等を用いて行なう機械的な洗浄、あるいは、酸・アルカリ中和による化学的な洗浄でもよい。
【００５１】
次いで、図１に示されたコバルト基合金１２の表面であって、溝状欠陥１６ａを含む領域に波長約１μｍ、出力５００Ｗ〜７００Ｗ、移動速度毎分０．１ｍ〜０．５ｍの条件にてレーザ光を照射して２層積層型ろう材１４Ｘを被着させる。
【００５２】
２層積層型ろう材１４Ｘの被着プロセスにおいて、例えば、コバルト基合金１２の溝状欠陥１６ａがコバルト基合金１２の表面に対して垂直方向の場合、２層積層型ろう材１４Ｘの粘度不足による充填不良が起きる場合がある。その場合、２層積層型ろう材１４Ｘに適度な浸透性を付与するため、有機物バインダー（担持体）を添加してもよい。
【００５３】
有機物バインダーは、例えば、Ｃ，Ｈ，Ｏから構成されるポリマー状化合物と溶剤とから構成される。Ｃ，Ｈ，Ｏから構成されるポリマー状化合物は、２層積層型ろう材１４Ｘに与える化学的な影響が少ない。有機物バインダーを混練した２層積層型ろう材１４Ｘは、粘度や固着性が向上され、溝状欠陥１６ａへの２層積層型ろう材１４Ｘの浸透を良好にする。
【００５４】
続いて、不活性ガス雰囲気または真空もしくは真空に近い減圧下にて、高周波誘導加熱、レーザ加熱、アーク放電等の加熱源を用いて、２層積層型ろう材１４Ｘ付近を加熱する。２層積層型ろう材１４Ｘ付近を加熱すると、２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａと外側ろう材層１４ｂとでは、融点の違いによる状態変化の差異が現れる。すなわち、２層積層型ろう材１４Ｘを、２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａと外側ろう材層１４ｂとが溶融する温度、例えば、約９６０℃に加熱した場合、融点の低い内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末は、一部は混合粉末状（固相）のままであるが、大部分は液相（以下、「多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉ」という。）に状態変化する。
【００５５】
そして、多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉは、生成された液相により粘性が少なく、溝状欠陥１６ａへの浸透性やぬれ性に優れる。浸透性やぬれ性に優れる多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉはコバルト基合金１２の溝状欠陥１６ａの壁面を表面張力によって伝って溝状欠陥１６ａの奥部まで浸透する。
【００５６】
一方、融点の高い外側ろう材層１４ｂを構成するＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末は、約９６０℃に加熱した場合、大部分は混合粉末状（固相）であるが、相対的に少量の液相（以下、「多固相Ａｕ−１５重量％Ｎｉ」という。）に状態変化する。そして、多固相Ａｕ−１５重量％Ｎｉは、浸透性に乏しい一方、凝固したときの硬度，肉盛り性が大きい。浸透性に乏しい多固相Ａｕ−１５重量％Ｎｉはコバルト基合金１２の溝状欠陥１６ａの入口部付近まで表面張力によって浸透する。
【００５７】
加熱を停止して、２層積層型ろう材１４Ｘの温度が冷却されると、まず、融点の高い多固相Ａｕ−１５重量％Ｎｉが溝状欠陥１６ａ入口部付近にて凝固する。溝状欠陥１６ａの入口部付近にろう材としてのＡｕ−１５重量％Ｎｉ合金（Ａｕ，Ｎｉの単体もしくは合金）がろう付される。
【００５８】
さらに冷却が進むと、融点の低い多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉが溝状欠陥１６ａ奥部にて凝固し、溝状欠陥１６ａの奥部にろう材としてのＡｕ−１８重量％Ｎｉ合金（Ａｕ，Ｎｉの単体もしくは合金）がろう付される。
【００５９】
図１に示された２層積層ろう材層１４Ｘをそれぞれ構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末とＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末との融点，浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性の差異を利用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なった結果、溝状欠陥１６ａの奥部に浸透され、内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に相当する多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉの浸透性は良好であった。
【００６０】
また、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成され、外側ろう材層１４ｂを構成するＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末に相当するＡｕ−１５重量％Ｎｉ合金は高硬度であり、ビッカース硬度で２５０〜３５０Ｈｖ以上が測定された。さらに、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成されるＡｕ−１５重量％Ｎｉ合金は、プラントにおける弁座として十分な高さの肉盛り部を形成した。
【００６１】
図１に示された多層積層型ろう材１４として、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ａ）に示す混合金属材料による２層積層型を採用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なう。内側ろう材層１４ａに相当し、相対的に融点が低く液相の浸透性の良好な多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉを溝状欠陥１６ａの奥部に十分に溶融・浸透・凝固させ、Ａｕ−１８重量％Ｎｉ合金としてろう付できる。次いで、外側ろう材層１４ｂに相当し、相対的に融点が高く硬度・肉盛り性に優れた多固相Ａｕ−１５重量％Ｎｉを溝状欠陥１６ａの入口部付近に凝固させ、Ａｕ−１５重量％Ｎｉ合金としてろう付できる。よって、肉盛り部を含む溝状欠陥１６ａ全体を効果的に補修することができる。
【００６２】
なお、基材１１に直接に溝状欠陥１６ａが形成され、基材１１に形成される溝状欠陥１６ａにろう付を行なった場合にも、コバルト基合金１２に形成された溝状欠陥１６ａにろう付を行なった場合と同様のろう付結果が得られる。
【００６３】
表１の多層積層型ろう材１４（Ｂ）は、本発明に係る多層積層型ろう材の第２の実施形態を示す。
【００６４】
図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘは、表１の多層積層型ろう材１４（Ｂ）に示された混合金属材料で構成される。２層積層型ろう材１４Ｘを形成し、外側ろう材層１４ｂより低融点の内側ろう材層１４ａとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を選択する。また、副成分材料であるＮｉ粉末の含有量を１８重量％とするＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を用いる。
【００６５】
一方、２層積層型ろう材１４Ｘを形成し、内側ろう材層１４ａよりより高融点の外側ろう材層１４ｂとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を選択する。また、副成分材料であるＮｉ粉末の含有量を１５重量％とするＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末を用いる。さらに、Ａｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末に添加材料を添加する。
【００６６】
ここで、Ａｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末に添加される添加材料は、Ａｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末の溶融の際に溶融され、凝固することによってＡｕまたはＮｉと合金化する。合金化された析出物は高硬度の合金を形成する。Ａｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末に添加材料、例えば、Ｔｉ粉末を１〜４０重量％添加して、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を作製する。
【００６７】
表１の多層積層型ろう材１４（Ｂ）に示されたＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末と、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末とによって構成される２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法は、表１の多層積層型ろう材１４（Ａ）に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様により、溝状欠陥１６ａにろう付を行なう。
【００６８】
図１に示された２層積層ろう材層１４Ｘをそれぞれ構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末とＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末との融点，浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性の差異を利用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なった結果、溝状欠陥１６ａの奥部に浸透される多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉの浸透性は良好であった。
【００６９】
また、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成されるＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ合金（Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉの単体もしくはそれぞれの組合せによる合金）は高硬度であり、ビッカース硬度で２５０〜３５０Ｈｖ以上が測定された。さらに、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成されるＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ合金は、プラントにおける弁座として十分な高さの肉盛り部を形成した。
【００７０】
図１に示された多層積層型ろう材１４として、多層積層型ろう材１４（Ｂ）に示す混合金属材料による２層積層型を採用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なう。内側ろう材層１４ａに相当し、相対的に融点が低く液相の浸透性の良好な多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉを溝状欠陥１６ａの奥部に十分に溶融・浸透・凝固させ、Ａｕ−１８重量％Ｎｉ合金としてろう付できる。次いで、外側ろう材層１４ｂに相当し、相対的に融点が高く硬度・肉盛り性に優れた多固相Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉを溝状欠陥１６ａの入口部付近に凝固させ、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ合金としてろう付できる。よって、肉盛り部を含む溝状欠陥１６ａ全体を効果的に補修することができる。
【００７１】
なお、添加材料として、表１の多層積層型ろう材１４（Ｂ）に示された添加材料を用いたが、特に、表１に示された添加材料に限らない。例えば、２層積層型ろう材１４Ｘを構成する混合金属材料の主成分材料としてＡｕを用いた場合、添加材料として、Ｔｉ以外に１〜４０重量％の含有量のＡｌ，Ｃｒ，Ｚｒ等をそれぞれ用いることができる。
【００７２】
また、外側ろう材層１４ｂを構成するＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末に添加材料であるＴｉ粉末を添加したが、内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に所要の量を添加してもよい。その場合、内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末の生成する液相が所要の浸透性をもち、凝固したときに所要の硬度をもつように添加量が設計される。
【００７３】
表１の多層積層型ろう材１４（Ｃ）は、本発明に係る多層積層型ろう材の第３の実施形態を示す。
【００７４】
図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘは、表１の多層積層型ろう材１４（Ｃ）に示された混合金属材料で構成される。２層積層型ろう材１４Ｘを形成し、外側ろう材層１４ｂより低融点の内側ろう材層１４ａとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を選択する。また、副成分材料であるＮｉ粉末の含有量を１８重量％とするＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を用いる。
【００７５】
一方、２層積層型ろう材１４Ｘを形成し、内側ろう材層１４ａより高融点の外側ろう材層１４ｂとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を選択する。また、副成分材料であるＮｉ粉末の含有量を１５重量％とするＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末を用いる。さらに、Ａｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末に添加材料であるＴｉを添加してＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末とし、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末に、融点が極端に大きく、加熱（約９６０℃）では溶融しない硬質材料を添加する。
【００７６】
ここで、加熱によって溶融されるＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末は、大部分は混合粉末状（固相）であるが、相対的に少量の液相に状態変化する。大部分の固相は高硬度を有するが、液相は、凝固後に低硬度を有するので、液相部分が欠陥全体の硬度を低下させる。よって、液相部分に混入させ、凝固後の液相部分を硬化させる目的で硬質材料を添加する。
【００７７】
Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末に添加される硬質材料として、粒径が１μｍより小さいオーダーが小さい場合、硬質材料の粉末同士の距離が小さく、ろう付した際にほぼ均質した合金層を得ることができる。しかし、粒径が所要より小さい硬質材料を使用すると、硬質材料と混合金属材料とが化学反応し、硬質材料の硬度低下や、混合金属材料の溝状欠陥１６ａへの浸透性の低下等の不具合を生じる場合がある。硬質材料の粉末の粒径が１μｍより小さいと２層積層型ろう材１４Ｘの肉盛り性が低下する。
【００７８】
また、硬質材料の粉末の粒径が数百μｍよりも大きいオーダーの場合、硬質材料の粉末の粒子間の距離が大きくなり、ろう付した際の硬度の均質性が損なわれる。硬質材料の粉末の粒径としては、１μｍ〜数百μｍが好適であることが分かっている。
【００７９】
また、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末に対する硬質材料の添加割合は、１体積％〜４０体積％が好適であることが分かっている。さらに、硬質材料の含有量が５体積％〜３０体積％であると、２層積層型ろう材１４Ｘの肉盛り性が良好となり、硬度が特に向上する。
【００８０】
なお、硬質材料の含有量が１体積％より少ない場合、２層積層型ろう材１４Ｘの硬度および肉盛り性に乏しい。一方、硬質材料の含有量が４０体積％を超えると、２層積層型ろう材１４Ｘの浸透性が低下する。
【００８１】
すなわち、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末に、粒径５μｍ〜１００μｍの硬質材料、例えば、コバルト基合金の基合金粉末を添加する。コバルト基合金粉末の添加量は、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末に対して含有量が５〜３０体積％になるように実施して、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を作製する。
【００８２】
表１の多層積層型ろう材１４（Ｃ）に示されたＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末と、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金混合粉末とによって構成される２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法は、表１の多層積層型ろう材１４（Ａ）に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様により、溝状欠陥１６ａにろう付を行なう。
【００８３】
図１に示された２層積層ろう材層１４Ｘをそれぞれ構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末とＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金混合粉末との融点，浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性の差異を利用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なった結果、溝状欠陥１６ａの奥部に浸透される多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉの浸透性は良好であった。
【００８４】
また、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成されるＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金の合金（Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉの単体もしくはそれぞれの組合せによる合金およびコバルト基合金）は高硬度であり、ビッカース硬度で２５０〜３５０Ｈｖ以上が測定された。さらに、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成されるＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金の合金は、プラントにおける弁座として十分な高さの肉盛り部を形成した。
【００８５】
図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘとして、多層積層型ろう材１４（Ｃ）に示された混合金属材料による２層積層型を採用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なう。内側ろう材層１４ａに相当し、相対的に融点が低く液相の浸透性の良好な多液相Ａｕ−１８重量％Ｎｉを溝状欠陥１６ａの奥部に十分に溶融・浸透・凝固させ、Ａｕ−１８重量％Ｎｉ合金としてろう付できる。次いで、外側ろう材層１４ｂに相当し、相対的に融点が高く硬度・肉盛り性に優れた多固相Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金を溝状欠陥１６ａの入口部付近に凝固させ、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金の合金としてろう付できる。よって、肉盛り部を含む溝状欠陥１６ａ全体を効果的に補修することができる。
【００８６】
なお、硬質材料として、表１に示された硬質材料を用いたが、特に、表１に示された硬質材料に限らない。例えば、硬質材料として、コバルト基合金以外に１〜４０体積％の含有量のニッケル基合金，耐火金属，炭化物，ホウ化物，窒化物等をそれぞれ用いることができる。
【００８７】
また、外側ろう材層１４ｂを構成するＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ混合粉末に硬質材料であるコバルト基合金粉末を添加したが、内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に所要の量を添加してもよい。その場合、内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−Ｎｉ／コバルト基合金混合粉末の生成する液相が所要の浸透性をもち、凝固したときに所要の硬度をもつように添加量が設計される。
【００８８】
表１の多層積層型ろう材１４（Ｄ）は、本発明に係る多層積層型ろう材の第４の実施形態を示す。
【００８９】
図１に示された多層積層型ろう材１４は、表１の多層積層型ろう材１４（Ｄ）に示された混合金属材料で構成される。２層積層型ろう材１４Ｘを形成し、外側ろう材層より低融点の内側ろう材層１４ａとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を選択する。また、副成分材料であるＮｉ粉末の含有量を１８重量％とするＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末を用いる。
【００９０】
ここで、補修しようとする溝状欠陥１６ａが深く、細い形状を有する場合、２層積層型ろう材１４Ｘが溝状欠陥１６ａの細部に浸透せず、良好な補修が為されない場合がある。２層積層型ろう材１４Ｘに浸透性促進材料を添加することにより、溝状欠陥１６ａへのＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末の浸透性を促進させる。
【００９１】
Ａｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に対する浸透性促進材料の添加量は、０．０１重量％〜２０重量％が好適であることが分かっている。Ａｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に対して添加量が０．０１重量％より小さいと、浸透性を向上する効果が小さく、また、添加量が２０重量％より大きい場合、補修用材料の機械的強度に影響を及ぼす等の不具合がある。
【００９２】
すなわち、Ａｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に浸透性促進材料、例えば、Ａｇ粉末を添加する。Ａｇ粉末の添加量は、Ａｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に対して０．０１重量％〜２０重量％になるように実施して、Ａｕ−Ｎｉ−Ａｇ混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を作製する。
【００９３】
一方、２層積層型ろう材１４Ｘを形成し、内側ろう材層１４ａより高融点の外側ろう材層１４ｂとして、混合金属材料の主成分材料をＡｕ粉末、副成分材料をＮｉ粉末とするＡｕ−Ｎｉ混合粉末を採用する。また、副成分材料であるＮｉ粉末を１５重量％とするＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末を用いる。さらに、Ａｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末に添加材料であるＴｉ、硬質材料であるコバルト基合金粉末を添加して、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金混合粉末（粒径５μｍ〜１００μｍ）を作製する。
【００９４】
表１の多層積層型ろう材１４（Ｄ）に示されたＡｕ−Ｎｉ−Ａｇ混合粉末と、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金混合粉末とによって構成される２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法は、表１の多層積層型ろう材１４（Ａ）に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様により、溝状欠陥１６ａにろう付を行なう。
【００９５】
図１に示された２層積層ろう材層１４Ｘをそれぞれ構成するＡｕ−Ｎｉ−Ａｇ混合粉末とＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金混合粉末との融点，浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性の差異を利用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なった結果、溝状欠陥１６ａの奥部に浸透される多液相Ａｕ−Ｎｉ−Ａｇの浸透性は、浸透性促進材料であるＡｇが付加されない多液相Ａｕ−１８％Ｎｉより良好であった。
【００９６】
また、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成されるＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金の合金（Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉの単体もしくはそれぞれの組合せによる合金およびコバルト基合金）は高硬度であり、ビッカース硬度で２５０〜３５０Ｈｖ以上が測定された。さらに、溝状欠陥１６ａの入口部付近に形成されるＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金の合金は、プラントにおける弁座として十分な高さの肉盛り部を形成した。
【００９７】
図１に示された多層積層型ろう材１４として、多層積層型ろう材１４（Ｄ）に示された混合金属材料による２層積層型を採用して溝状欠陥１６ａにろう付を行なう。内側ろう材層１４ａに相当し、相対的に融点が低く液相の浸透性の良好な多液相Ａｕ−Ｎｉ−Ａｇを溝状欠陥１６ａの奥部に十分に溶融・浸透・凝固させ、Ａｕ−Ｎｉ−Ａｇ合金としてろう付できる。次いで、外側ろう材層１４ｂに相当し、相対的に融点が高く硬度・肉盛り性に優れた多固相Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金を溝状欠陥１６ａの入口部付近に凝固させ、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金の合金としてろう付できる。よって、肉盛り部を含む溝状欠陥１６ａ全体を効果的に補修することができる。
【００９８】
なお、浸透性促進材料として、表１に示された浸透性促進材料を用いたが、特に、表１に示された浸透性促進材料に限らない。例えば、浸透性促進材料として、Ａｇ以外に０．０１〜２０重量％の含有量のＬｉ等を用いることができる。
【００９９】
また、内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末に浸透促進材料であるＡｇ粉末を添加したが、外側ろう材層１４ｂを構成するＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ／コバルト基合金混合粉末に所要の量を添加してもよい。その場合、外側ろう材層１４ｂを構成するＡｕ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｇ／コバルト基合金混合粉末の生成する液相が所要の浸透性をもち、凝固したときに所要の硬度をもつように添加量が設計される。
【０１００】
図２は、本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第１変形例を示す概略図である。
【０１０１】
図２に示された２層積層型ろう材１４Ｘは、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘの変形例を示すもので、２層積層型ろう材１４Ｘを形成する外側ろう材層１４ｂが、内側ろう材層１４ａ全体を被覆するように設置される。なお、図２において、図１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂには、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ａ）の混合金属材料がそれぞれ適用される。すなわち、内側ろう材層１４ａはＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末、外側ろう材層１４ｂはＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末によって構成される。
【０１０３】
図２に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法では、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様の動作が行なわれる。図２に示された２層積層型ろう材１４Ｘによって溝状欠陥１６ａにろう付を行なうと、溝状欠陥１６ａの奥部にはＡｕ−１８重量％Ｎｉ合金が、入口部付近にはＡｕ−１５重量％Ｎｉ合金がそれぞれろう付される。
【０１０４】
図２に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法によると、図１に示されたろう付結果と類似し、浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性に優れたろう付結果が得られる。
【０１０５】
また、図２に示された２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ｂ）〜（Ｄ）の混合金属材料を適用して、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様の動作を行なわせる。図２に示された内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ｂ）〜（Ｄ）の混合金属材料を適用してろう付を行なうと、図１に示されたろう付結果と類似し、浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性に優れたろう付結果が得られる。
【０１０６】
図３は、本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第２変形例を示す概略図である。
【０１０７】
図３に示された２層積層型ろう材１４Ｘは、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘの変形例を示すもので、図１に示されたコバルト基合金１２の表面に形成される溝状欠陥１６ａを含む領域にろう溜り部１８が形成される。コバルト基合金１２の表面の溝状欠陥１６ａの深さ、あるいは幅が比較的大きく、２層積層型ろう材１４Ｘの成分を多く溝状欠陥１６ａに浸透させるときに有効である。なお、図３において、図１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０８】
２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂには、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ａ）の混合金属材料がそれぞれ適用される。すなわち、内側ろう材層１４ａはＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末、外側ろう材層１４ｂはＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末によって構成される。
【０１０９】
図３に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法では、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様の動作が行なわれる。図３に示された２層積層型ろう材１４Ｘによって溝状欠陥１６ａにろう付を行なうと、溝状欠陥１６ａの奥部にはＡｕ−１８重量％Ｎｉ合金が、入口部付近にはＡｕ−１５重量％Ｎｉ合金がそれぞれろう付される。
【０１１０】
図３に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法によると、図１に示されたろう付結果と類似し、浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性に優れたろう付結果が得られる。
【０１１１】
また、図３に示された２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ｂ）〜（Ｄ）の混合金属材料を適用して、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様の動作を行なわせる。図３に示された内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ｂ）〜（Ｄ）の混合金属材料を適用してろう付を行なうと、図１に示されたろう付結果と類似し、浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性に優れたろう付結果が得られる。
【０１１２】
図４は、本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第３変形例を示す斜視図である。
【０１１３】
図４は、基材１１と、基材１１の表面に被着された耐摩耗部材としてのコバルト基合金１２とが備えられる。コバルト基合金１２はコバルト基合金１２の断面が台形形状を有するように被着される。コバルト基合金１２の多層積層型ろう材１４被着面側は、１５ｍｍ×１５ｍｍの面を有する。基材１１およびコバルト基合金１２は、火力，原子力等の発電プラントを構成する弁の弁座表面を模擬したものである。
【０１１４】
コバルト基合金１２の表面には、欠陥１６である幅０．１ｍｍ、深さ１ｍｍの亀裂状欠陥１６ｂを設けられ、コバルト基合金１２の表面であって、亀裂状欠陥１６ｂを含むすべての領域には、レーザ光を照射して被着させた多層積層型ろう材１４を備える。すなわち、コバルト基合金１２の斜面であって、亀裂状欠陥１６ｂを含む領域に、斜面に沿って多層積層型ろう材１４を密着させる。なお、図４において、図１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１５】
２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂには、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ａ）の混合金属材料がそれぞれ適用される。
【０１１６】
図４に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法では、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様の動作が行なわれる。図４に示された２層積層型ろう材１４Ｘによって亀裂状欠陥１６ｂにろう付を行なうと、亀裂状欠陥１６ｂの奥部にはＡｕ−１８重量％Ｎｉ合金が、入口部付近にはＡｕ−１５重量％Ｎｉ合金がそれぞれろう付される。
【０１１７】
図４に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法によると、図１に示されたろう付結果と類似し、浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性に優れたろう付結果が得られる。
【０１１８】
また、２層積層型ろう材１４Ｘを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ｂ）〜（Ｄ）の混合金属材料を適用して、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様の動作を行なわせる。図４に示された内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ｂ）〜（Ｄ）の混合金属材料を適用してろう付を行なうと、図１に示されたろう付結果と類似し、浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性に優れたろう付結果が得られる。
【０１１９】
図５は、本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第４変形例を示す概略図である。
【０１２０】
図５に示された３層積層型ろう材１４Ｙは、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘの変形例を示すもので、多層積層型ろう材１４としての３層積層型ろう材１４Ｙを示す。この３層積層型ろう材１４Ｙは、３層のろう材層の最内側であって溝状欠陥１６ａを含む領域に被着される内側ろう材層１４ａと、３層のろう材層の中間であって内側ろう材層１４ａに被着される中間ろう材層１４ｃと、３層のろう材層の最外側であって中間ろう材層１４ｃに被着される外側ろう材層１４ｂとによって構成される。
【０１２１】
図５ではコバルト基合金１２の表面であって、コバルト基合金１２に形成された溝状欠陥１６ａを含む領域に被着させた３層積層型ろう材１４Ｙを示したが、特に３層積層構造に限定するものではなく、４層以上の積層構造でもよい。なお、図５において、図１と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
３層積層型ろう材１４Ｙを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂには、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ａ）の混合金属材料がそれぞれ適用される。
【０１２３】
３層積層型ろう材１４Ｙを形成する中間ろう材層１４ｃには、内側ろう材層１４ａを構成するＡｕ−１８重量％Ｎｉ混合粉末より高融点であり、かつ、外側ろう材層１４ｂを構成するＡｕ−１５重量％Ｎｉ混合粉末より低融点である混合金属材料を選択する。なお、多層積層型ろう材１４が、４層以上の積層構造にて構成されるときは、内側ろう材層１４ａから外側ろう材層１４ｂにかけて融点が順に高くなるような混合金属材料をそれぞれ選択する。
【０１２４】
図５に示された３層積層型ろう材１４Ｙのろう付補修方法では、図１に示された２層積層型ろう材１４Ｘのろう付補修方法と同様の動作が行なわれる。図５に示された３層積層型ろう材１４Ｙによって溝状欠陥１６ａにろう付を行なうと、溝状欠陥１６ａの奥部にはＡｕ−１８重量％Ｎｉ合金が、入口部付近にはＡｕ−１５重量％Ｎｉ合金がそれぞれろう付される。
【０１２５】
図５に示された３層積層型ろう材１４Ｙのろう付補修方法によると、図１に示されたろう付結果と類似し、浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性に優れたろう付結果が得られる。
【０１２６】
また、３層積層型ろう材１４Ｙを形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ｂ）〜（Ｄ）の混合金属材料を適用してもよい。
【０１２７】
なお、図１〜５に示された多層積層型ろう材１４を形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ａ）〜（Ｄ）を用いたが、表１に示された多層積層型ろう材１４（Ａ）〜（Ｄ）に限定されるものではない。図１〜５に示された多層積層型ろう材１４を形成する内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂとして、例えば、純金属材料、または、表２に示された多層積層型ろう材１４を構成する混合金属材料（合金，粒状，粉末状等）を用いてもよい。ここで、純金属材料とは、一般的に析出できない不純物を含む金属材料であり、純度１００％を必要とするものではない。
【０１２８】
【表２】
Figure 2005000940
【０１２９】
表２によると、図１〜５に示された多層積層型ろう材１４を形成し、内側ろう材層１４ａ，外側ろう材層１４ｂを構成する混合金属材料として、主成分材料にＡｕを用いる。副成分材料として、Ｎｉ以外に１〜４０重量％の含有量のＣｕ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｓｉ等をそれぞれ用いることができる。また、混合金属材料の主成分材料にＡｇを用いると、副成分材料として、Ｃｕ等を用いることができる。さらに、混合金属材料の主成分材料としてＣｕを用いると、副成分材料として、Ｍｎ，Ｐ等をそれぞれ用いることができる。加えて、混合金属材料の主成分材料としてＮｉを用いると、副成分材料として、Ｂｉ，Ｃ，Ｐ，Ｓｉ等をそれぞれ用いることができる。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法によれば、融点，浸透性，硬度（耐摩耗性），肉盛り性の性質を異にする複数のろう材層のうち、相対的に融点が低く液相の浸透性の良好な純金属材料または混合金属材料を欠陥の奥部に十分に溶融・浸透・凝固させ、相対的に融点が高く硬度の大きい純金属材料または混合金属材料を欠陥の入口部付近にて凝固させることができ、肉盛り部を含む欠陥全体を効果的に補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材を示す概略図。
【図２】本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第１変形例を示す概略図。
【図３】本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第２変形例を示す概略図。
【図４】本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第３変形例を示す斜視図。
【図５】本発明に係る多層積層型ろう材およびろう付補修方法の第１の実施形態を示すもので、欠陥を補修する多層積層型ろう材の第４変形例を示す概略図。
【図６】従来のろう材およびろう付補修方法を示すもので、欠陥を補修するろう材を示す概略図。
【符号の説明】
１１ 基材
１２ コバルト基合金
１４ 多層積層型ろう材
１４Ｘ ２層積層型ろう材
１４Ｙ ３層積層型ろう材
１４ａ 内側ろう材層
１４ｂ 外側ろう材層
１６ 欠陥[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer laminated brazing material and a method thereof for performing effective repairs on valve wear and defects and maintaining the valve with high quality.
[0002]
[Prior art]
In a base material made of a metal material, in particular, a part with high pressure load or a part that requires hardness (abrasion resistance) is resistant to a metal material having a high hardness material in order to improve mechanical properties. There is a case where build-up work is performed as a wear member.
[0003]
When the valve seat surface of a valve constituting a power plant such as thermal power or nuclear power is overlaid, the valve body and the overlaid portion of the valve seat surface are in watertight contact when the valve is closed. Improve the sealing effect. However, as a result of long-term use of the valve, wear and defects (grooves) or the like are formed on the wear-resistant member that is built up on the base material, and the sealing performance between the valve body and the valve seat deteriorates.
[0004]
As a method for repairing wear and defects formed on the wear-resistant member, there is a method in which welding repair work is performed on the wear or defect of the wear-resistant member using a metal material of the same quality as the metal material constituting the wear-resistant member. In this method, the sealing performance between the valve body and the valve seat can be maintained again.
[0005]
However, when welding repair work is performed using a metal material that is the same as the metal material that constitutes the wear-resistant member, the metal material for welding is melted by heating, so that not only the metal material for welding but also the wear-resistant member The metal material itself constituting the metal melts partially. Then, the residual stress generated at the boundary surface between the melted portion and the non-melted portion of the wear-resistant member is a factor, and wear and defects are generated again near the defects. Therefore, the valve repair efficiency is poor and the sealing effect cannot be maintained for a long time.
[0006]
In addition, as a method for repairing defects formed in the wear-resistant member, repairing the entire surface of the build-up construction part is also performed. In full surface repair, residual stress does not remain locally, but it is necessary to build up again after removing the build-up construction part once by machining. Therefore, there are difficulties in repair work in a limited work space, and there are labor and time problems.
[0007]
Therefore, as a repair method for defects formed in the wear-resistant member, there is a repair method in which a metal material having a melting point lower than that of the metal material constituting the wear-resistant member is brazed to the defect in the build-up construction part instead of welding repair work. (For example, refer to Patent Document 1).
[0008]
In order to remove the oxide film, which covers the surface of the wear-resistant member and removes the wettability, it is reduced by a repair method in which a metal material having a lower melting point than the metal material constituting the wear-resistant member is brazed to the defect.・ Use flux. However, due to the build-up work in the atmosphere, there are sufficient defects such as flux residue and reaction products (metal salts) generated as a result of the reaction of the reducing gas / flux with the oxide film deposit on the build-up part. Inevitably, the quality of the repaired part deteriorates.
[0009]
Therefore, there is a heating method in which the repairing part is performed in a vacuum or an inert gas atmosphere during the build-up construction to promote evaporation / thermal dissociation of the oxide film and prevent problems (see, for example, Patent Document 2).
[0010]
FIG. 6 is a schematic view showing a brazing material and a brazing repair method, which are conventional brazing materials and repair defects.
[0011]
Fig.6 (a) shows the base material 1 of Cr-Mo steel, and the wear-resistant member 2 deposited on the base material 1 by overlaying by plasma arc welding. The wear-resistant member 2 grows with a plurality of defects 3 having a required depth due to long-term use.
[0012]
As shown in FIG. 6B, the brazing material 4 is attached to the surface of the wear-resistant member 2 having the defect 3 and including the defect 3. As the material of the brazing material 4, a mixed metal material (alloy, granular, powder, etc.) having a melting point lower than that of the wear resistant member 2, Au as the main component material, and Cu as the subcomponent material is used.
[0013]
Further, as shown in FIG. 6C, the brazing filler metal 4 is heated to a required temperature in the inert gas atmosphere or in a vacuum to melt the brazing filler metal 4, and the melted brazing filler metal 4 is transformed into the defect 3. Infiltrate inside. As a heating method of the brazing material 4, a method of locally heating the defect 3 is desirable, and examples of the heating method include a method of high frequency induction heating and irradiation with a high energy beam.
[0014]
Then, after heating for the required time, the heating is stopped to cool the brazing material 4, and when the temperature of the brazing material 4 becomes lower than the melting point, the brazing material 4 penetrating into the inside of the defect 3 is solidified.
[0015]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-123617 (Page 4, FIGS. 1 to 5)
[0016]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-1402 (page 3 to page 5, FIGS. 1 and 2)
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
According to the conventional repair procedure for the wear-resistant member 2 shown in FIG. 6, the brazing material 4 attached to the wear-resistant member 2 is heated by irradiation with high-frequency induction heating / high energy beam. In order to infiltrate the brazing material 4 into the defect 3 of the wear-resistant member 2, it is necessary to improve the permeability of the brazing material 4 by heating the innermost part of the defect 3 to the melting point of the brazing material 4 or higher. However, when the surface of the brazing material 4 is heated, heat conduction is slowly performed from the surface of the brazing material 4 to the innermost part of the defect 3, and therefore it takes a long time until the innermost part of the defect 3 is sufficiently heated.
[0018]
When trying to repair defects formed on a base material or wear-resistant member with a metal material with high permeability when melted, the hardness and build-up properties when the molten metal material is solidified by the defect poor.
[0019]
On the other hand, the base material or the wear-resistant member on the valve seat surface of the valve constituting the power plant requires a hardness (wear resistance) that can withstand long-term use. That is, as a result of using the valve for a long time, the base material or the wear-resistant member is worn or defective. Therefore, when a defect formed on the base material or wear-resistant member is repaired with a metal material having high hardness, the molten metal material has poor permeability, and the molten metal material is sufficiently penetrated into the defect. Therefore, there is a possibility that the defect is not sufficiently solved.
[0020]
As a metal material that repairs defects formed in the base material or wear-resistant member of the valve seat surface, select a material that has both excellent permeability when melted and hardness when solidified after melting. There is a need to. However, in reality, there is no metal material that satisfies both the permeability and hardness to the extent that the valve seat after repair can be used for a long time.
[0021]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and is formed by a plurality of brazing material layers having different melting point, permeability, hardness (abrasion resistance), and build-up properties. It is an object of the present invention to provide a multilayer laminated brazing material and a brazing repair method capable of effectively repairing the entire defect including the solder.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the multilayer laminated brazing material according to the present invention repairs defects generated on the surface of the base material or the wear-resistant member attached to the base material. Therefore, in the brazing material having a melting point lower than that of the base material or the wear-resistant member, and being applied to the surface of the base material or the wear-resistant member, the brazing material is a multi-layer laminate composed of a plurality of brazing material layers. The brazing material has a structure, and is laminated on the inner brazing material layer, the inner brazing material layer being directly applied to a region including defects on the surface of the base material or the wear-resistant member, and the inner brazing material An outer brazing material layer provided on the outer side of the layer, and composed of a pure metal material or a mixed metal material whose melting point increases in order from the inner brazing material layer to the outer brazing material layer. .
[0023]
Furthermore, as described in claim 2, the multilayer laminated brazing material according to the present invention has the above-mentioned base when the surface of the substrate or the wear-resistant member attached to the substrate does not have a flat surface. The brazing material is arranged along the surface shape of the material or wear-resistant member.
[0024]
Moreover, the multilayer laminated brazing material according to the present invention employs a mixed metal material as a material constituting the brazing material layer and adopts gold as a main component material of the mixed metal material as described in claim 3. In this case, the subcomponent material of the mixed metal material is composed of at least one of copper, cobalt, iron, germanium, nickel and silicon.
[0025]
In addition, the multilayer laminated brazing material according to the present invention is characterized in that the content of the subcomponent material of the mixed metal material is 1% by weight to 40% by weight as described in claim 4. .
[0026]
Further, according to the multilayer laminated brazing material of the present invention, as described in claim 5, the pure metal material or the mixed metal material constituting the brazing material layer is a melt / solidification of the pure metal material or the mixed metal material. And an additive material that forms a precipitate having high hardness.
[0027]
The multilayer laminated brazing material according to the present invention, as described in claim 6, when gold is used as the main component material of the pure metal material or mixed metal material constituting the brazing material layer, The additive material is composed of at least one of aluminum, chromium, titanium, and zirconium.
[0028]
In addition, the multilayer laminated brazing material according to the present invention is characterized in that the content of the additive material is 1 wt% to 40 wt% as described in claim 7.
[0029]
Further, according to the multilayer laminated brazing material of the present invention, as described in claim 8, the pure metal material or the mixed metal material constituting the brazing material layer is a melt / solidification of the pure metal material or the mixed metal material. It is characterized by including a hard material that does not change its state.
[0030]
In the multilayer laminated brazing material according to the present invention, the hard material is composed of at least one of a cobalt base alloy, a nickel base alloy, a refractory metal, a carbide, a boride, and a nitride. It is characterized by that.
[0031]
In addition, the multilayer laminated brazing material according to the present invention is characterized in that the content of the hard material is 1% by volume to 40% by volume as described in claim 10.
[0032]
Further, according to the multilayer laminated brazing material according to the present invention, the pure metal material or the mixed metal material constituting the brazing material layer is pure when the pure metal material or the mixed metal material is melted. It includes a permeability promoting material that promotes penetration of a liquid phase constituting the metal material or mixed metal material.
[0033]
The multilayer laminated brazing material according to the present invention is characterized in that, as described in claim 12, the permeability promoting material is composed of at least one of silver and lithium.
[0034]
In addition, the multilayer laminated brazing material according to the present invention is characterized in that the content of the permeability promoting material is 0.01% by weight to 20% by weight as described in claim 13.
[0035]
Furthermore, the brazing repair method according to the present invention provides the base material or the wear resistance when a defect occurs on the surface of the base material or the wear-resistant member attached to the base material. In the brazing repair method in which a brazing material is adhered to a member and the brazing material is infiltrated into the defect while maintaining the brazing material portion in a locally inert gas atmosphere or vacuum, A material of a brazing material layer is applied to the base material or the wear-resistant member, and an outer brazing material layer made of a material having a melting point higher than that of the inner brazing material layer is formed on the outermost side of the inner brazing material layer. Depositing to form, heating the brazing material to a required temperature to produce more liquid phase in the inner brazing material layer of a lower melting point material than in the outer brazing material layer, Chips formed on the surface of the substrate or wear-resistant member The material of the inner brazing filler metal layer having a lot of liquid phase is preferentially melted and penetrated into the inner part of the inner part, while the material of the outer brazing filler metal layer having a lot of solid phase is melted and introduced near the entrance of the defect. And a step of infiltrating.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a multilayer laminated brazing material and a brazing repair method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0037]
FIG. 1 shows a first embodiment of a multilayer laminated brazing material and a brazing repair method according to the present invention, and is a schematic view showing a multilayer laminated brazing material for repairing a defect.
[0038]
FIG. 1 shows a substrate 11 and a cobalt-based alloy (0.25 wt% C, 2.5 wt% Ni, 27 wt% Cr, 1 wt%) as a wear-resistant member deposited on the surface of the substrate 11. % Fe, 5 wt% Mo, 1 wt% W, balance Co) 12. The base material 11 and the cobalt-based alloy 12 simulate the valve seat surface of a valve constituting a power plant such as thermal power and nuclear power.
[0039]
A groove-like defect 16a having a width of 0.1 mm and a depth of 0.1 to 2 mm, which is a defect 16, is provided on the surface of the cobalt-based alloy 12, and the surface of the cobalt-based alloy 12 includes the groove-like defect 16a. The region is provided with a multilayer laminated brazing material 14 that is deposited by irradiating with laser light.
[0040]
Here, the multilayer laminated brazing material 14 is composed of a plurality of brazing material layers, and an inner brazing material layer 14a that is applied to the innermost region of the plurality of brazing material layers and includes the groove-like defect 16a, and a plurality of brazing material layers 14a. A multilayer laminate type is formed by the outer brazing material layer 14b deposited on the outermost side of the brazing material layer. In the multilayer laminated brazing material 14, for example, the two-layer laminated brazing material 14X, the inner brazing material layer 14a is deposited on the region including the groove-like defect 16a, and the inner brazing material layer 14a is adhered. The outer brazing material layer 14b.
[0041]
The two-layer laminated brazing material 14X is laminated such that the inner brazing material layer 14a and the outer brazing material layer 14b have a thickness of, for example, 0.3 mm. The inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b are both 0.3 mm thick. However, the thickness is not limited to this, and the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b May have different thickness dimensions. Further, the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b that form the two-layer laminated brazing filler metal 14X shown in FIG. 1 are laminated in a single plane, but are limited to a planar shape. For example, a curved surface or the like may be formed.
[0042]
The inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X shown in FIG. 1 are mixed metal materials (alloy, granular, Powder). As a method for selecting the mixed metal material, one having a melting point lower than that of the cobalt-based alloy 12 is selected.
[0043]
In addition, the mixed metal material constituting the plurality of brazing filler metal layers forming the multilayer laminated brazing filler metal 14 is selected such that the melting point increases in order from the inner brazing filler metal layer 14a to the outer brazing filler metal layer 14b. That is, in the two-layer laminated brazing material 14X, a material is selected such that the metal material constituting the outer brazing filler metal layer 14b has a higher melting point than the mixed metal material constituting the inner brazing filler metal layer 14a.
[0044]
A multilayer laminated brazing material 14 (A) in Table 1 shows a first embodiment of a multilayer laminated brazing material according to the present invention.
[0045]
[Table 1]
Figure 2005000940
[0046]
The inner brazing filler metal layer 14a forming the brazing filler metal layer 14X shown in FIG. 1 is composed of a mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing filler metal 14 (A) of Table 1. As the inner brazing material layer 14a, an Au—Ni mixed powder in which the main component material of the mixed metal material is Au powder and the subcomponent material is Ni powder is selected. Further, Au-18 wt% Ni mixed powder (particle size: 5 μm to 100 μm) in which the content of Ni powder as a subcomponent material is 18 wt% is used.
[0047]
On the other hand, the outer brazing filler metal layer 14b is made of a mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing filler metal 14 (A) in Table 1. As the outer brazing material layer 14b, an Au—Ni mixed powder in which the main component material of the mixed metal material is Au powder and the subcomponent material is Ni powder is selected. Further, an Au-15 wt% Ni mixed powder (particle size: 5 μm to 100 μm) in which the content of Ni powder as a subcomponent material is 15 wt% is used.
[0048]
Next, a brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X will be described.
[0049]
First, the surface of the cobalt-based alloy 12 including the groove-like defect 16a as the defect 16 shown in FIG. 1 is degreased with acetone, trichlene or the like and cleaned. By this cleaning, the contact surface between the cobalt base alloy 12 and the two-layer laminated brazing material 14X, the oxide film near the contact surface, oil, and other dirt can be removed. The cleaning is performed so that the two-layer laminated brazing material 14X and the cobalt base alloy 12 are sufficiently blended, and the wettability of the cobalt base alloy 12 is improved.
[0050]
The cleaning may be mechanical cleaning using a wire brush, sandpaper, or the like, or chemical cleaning by acid / alkali neutralization.
[0051]
Next, on the surface of the cobalt-based alloy 12 shown in FIG. 1, in the region including the groove-like defect 16a, the wavelength is about 1 μm, the output is 500 W to 700 W, and the moving speed is 0.1 m to 0.5 m per minute. The two-layer laminated brazing material 14X is deposited by irradiating laser light.
[0052]
In the deposition process of the two-layer laminated brazing material 14X, for example, when the groove-like defect 16a of the cobalt-based alloy 12 is perpendicular to the surface of the cobalt-based alloy 12, the viscosity of the two-layer laminated brazing material 14X is insufficient. Poor filling may occur. In that case, an organic binder (support) may be added to impart appropriate permeability to the two-layer laminated brazing material 14X.
[0053]
The organic binder is composed of, for example, a polymer compound composed of C, H, and O and a solvent. The polymer compound composed of C, H, and O has little chemical influence on the two-layer laminated brazing material 14X. The two-layer laminated brazing material 14X kneaded with the organic binder has improved viscosity and adhesiveness, and makes the penetration of the two-layer laminated brazing material 14X into the groove-like defect 16a favorable.
[0054]
Subsequently, the vicinity of the two-layer laminated brazing material 14X is heated using a heating source such as high-frequency induction heating, laser heating, or arc discharge in an inert gas atmosphere or in a vacuum or a reduced pressure close to vacuum. When the vicinity of the two-layer laminated brazing filler metal 14X is heated, a difference in state change due to a difference in melting point appears between the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X. That is, when the two-layer laminated brazing material 14X is heated to a temperature at which the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X melt, for example, about 960 ° C., A part of the Au-18 wt% Ni mixed powder constituting the lower brazing filler metal layer 14a remains in a mixed powder form (solid phase), but most of it is in a liquid phase (hereinafter referred to as “multi-liquid phase Au-18”). The state changes to “weight% Ni”.
[0055]
The multi-liquid phase Au-18 wt% Ni is less viscous due to the generated liquid phase, and has excellent permeability and wettability to the groove-like defect 16a. The multi-liquid phase Au-18 wt% Ni, which has excellent permeability and wettability, penetrates the wall surface of the groove-like defect 16a of the cobalt-based alloy 12 by the surface tension and penetrates to the back of the groove-like defect 16a.
[0056]
On the other hand, the Au-15 wt% Ni mixed powder constituting the outer brazing filler metal layer 14b having a high melting point is mostly mixed powder (solid phase) when heated to about 960 ° C. The state changes to a liquid phase (hereinafter referred to as “multi-solid phase Au-15 wt% Ni”). Multi-solid phase Au-15 wt% Ni is poor in permeability, but has high hardness and buildup when solidified. Multi-phase Au-15 wt% Ni having poor permeability penetrates to the vicinity of the entrance of the groove-like defect 16 a of the cobalt-based alloy 12 by surface tension.
[0057]
When the heating is stopped and the temperature of the two-layer laminated brazing material 14X is cooled, first, multi-phase Au-15 wt% Ni having a high melting point solidifies near the entrance of the groove-like defect 16a. An Au-15 wt% Ni alloy (Au or Ni simple substance or alloy) as a brazing material is brazed in the vicinity of the entrance of the groove-like defect 16a.
[0058]
As the cooling further proceeds, the multi-liquid phase Au-18 wt% Ni having a low melting point solidifies in the deep part of the groove-like defect 16a, and an Au-18 weight% Ni alloy (as a brazing material in the deep part of the groove-like defect 16a) Au, Ni simple substance or alloy) is brazed.
[0059]
Melting point, permeability, hardness (abrasion resistance), build-up of Au-18 wt% Ni mixed powder and Au-15 wt% Ni mixed powder constituting the two-layered brazing filler metal layer 14X shown in FIG. As a result of brazing the groove-like defect 16a using the difference in properties, it is penetrated into the deep part of the groove-like defect 16a and corresponds to the Au-18 wt% Ni mixed powder constituting the inner brazing material layer 14a. The permeability of the liquid phase Au-18 wt% Ni was good.
[0060]
Further, an Au-15 wt% Ni alloy corresponding to the Au-15 wt% Ni mixed powder formed near the entrance of the groove-like defect 16a and constituting the outer brazing filler metal layer 14b has a high hardness and a Vickers hardness of 250. ˜350 Hv or more was measured. Furthermore, the Au-15 wt% Ni alloy formed in the vicinity of the inlet portion of the groove-like defect 16a formed a built-up portion having a height sufficient as a valve seat in the plant.
[0061]
As the multilayer laminated brazing material 14 shown in FIG. 1, a two-layer laminated type using a mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing material 14 (A) shown in Table 1 is adopted and brazed to the groove-like defect 16a. To do. It is equivalent to the inner brazing filler metal layer 14a, and a multi-liquid phase Au-18 wt% Ni having a relatively low melting point and good liquid phase permeability is sufficiently melted, permeated and solidified in the back of the groove-like defect 16a. It can be brazed as an Au-18 wt% Ni alloy. Next, multi-solid phase Au-15 wt% Ni, which corresponds to the outer brazing material layer 14b and has a relatively high melting point and excellent hardness and build-up, is solidified in the vicinity of the entrance of the groove-like defect 16a, and Au-15 It can be brazed as a weight% Ni alloy. Therefore, the entire groove-like defect 16a including the build-up portion can be effectively repaired.
[0062]
In addition, when the groove-like defect 16a is directly formed on the base material 11 and brazing is performed on the groove-like defect 16a formed on the base material 11, the groove-like defect 16a formed on the cobalt-based alloy 12 is also removed. A brazing result similar to that when brazing is performed is obtained.
[0063]
A multilayer laminated brazing material 14 (B) in Table 1 shows a second embodiment of the multilayer laminated brazing material according to the present invention.
[0064]
The two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1 is composed of the mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing material 14 (B) in Table 1. An Au—Ni mixture in which a two-layered brazing filler metal 14X is formed and an inner brazing filler metal layer 14a having a melting point lower than that of the outer brazing filler metal layer 14b is used. Select powder. Further, Au-18 wt% Ni mixed powder (particle size: 5 μm to 100 μm) in which the content of Ni powder as a subcomponent material is 18 wt% is used.
[0065]
On the other hand, a two-layered brazing filler metal 14X is formed, and the outer brazing filler metal layer 14b having a melting point higher than that of the inner brazing filler metal layer 14a is used. -Select Ni mixed powder. Further, an Au-15 wt% Ni mixed powder in which the content of Ni powder as a subcomponent material is 15 wt% is used. Further, an additive material is added to the Au-15 wt% Ni mixed powder.
[0066]
Here, the additive material added to the Au-15 wt% Ni mixed powder is melted and solidified when the Au-15 wt% Ni mixed powder is melted and alloyed with Au or Ni. The alloyed precipitate forms a hard alloy. An additive material, for example, Ti powder is added in an amount of 1 to 40 wt% to the Au-15 wt% Ni mixed powder to prepare an Au—Ni—Ti mixed powder (particle size: 5 μm to 100 μm).
[0067]
A brazing repair method for a two-layer laminated brazing material 14X composed of an Au-18 wt% Ni mixed powder and an Au-Ni-Ti mixed powder shown in the multilayer laminated brazing material 14 (B) of Table 1 Is brazed to the groove-like defect 16a in the same manner as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in the multilayer laminated brazing material 14 (A) in Table 1.
[0068]
Melting point, permeability, hardness (abrasion resistance), and build-up property of Au-18 wt% Ni mixed powder and Au-Ni-Ti mixed powder constituting the two-layered brazing filler metal layer 14X shown in FIG. As a result of brazing the groove-like defect 16a using this difference, the permeability of the multi-liquid phase Au-18% by weight Ni penetrating into the inner part of the groove-like defect 16a was good.
[0069]
The Au—Ni—Ti alloy (Au, Ni, Ti alone or in combination) formed near the entrance of the groove-like defect 16a has a high hardness, and a Vickers hardness of 250 to 350 Hv or more is measured. It was done. Further, the Au—Ni—Ti alloy formed in the vicinity of the inlet portion of the groove-like defect 16a formed a built-up portion having a height sufficient as a valve seat in the plant.
[0070]
As the multilayer laminated brazing material 14 shown in FIG. 1, a two-layer laminated type using a mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing material 14 (B) is adopted to braze the groove-like defect 16a. It is equivalent to the inner brazing filler metal layer 14a, and a multi-liquid phase Au-18 wt% Ni having a relatively low melting point and good liquid phase permeability is sufficiently melted, permeated and solidified in the back of the groove-like defect 16a. It can be brazed as an Au-18 wt% Ni alloy. Next, multi-solid phase Au—Ni—Ti, which corresponds to the outer brazing filler metal layer 14b and has a relatively high melting point and excellent hardness and build-up, is solidified near the entrance of the groove-like defect 16a, and Au—Ni— It can be brazed as a Ti alloy. Therefore, the entire groove-like defect 16a including the build-up portion can be effectively repaired.
[0071]
In addition, although the additive material shown by the multilayer laminated brazing material 14 (B) of Table 1 was used as an additive material, it is not restricted to the additive material shown in Table 1 in particular. For example, when Au is used as the main component material of the mixed metal material constituting the two-layer laminated brazing filler metal 14X, Al, Cr, Zr, etc. having a content of 1 to 40% by weight in addition to Ti are added as additive materials. Can be used.
[0072]
Further, Ti powder as an additive material was added to the Au-15 wt% Ni mixed powder constituting the outer brazing filler metal layer 14b, but the required amount to the Au-18 wt% Ni mixed powder constituting the inner brazing filler metal layer 14a. May be added. In that case, the addition amount is designed so that the liquid phase produced by the Au—Ni—Ti mixed powder constituting the inner brazing filler metal layer 14a has the required permeability and has the required hardness when solidified.
[0073]
A multilayer laminated brazing material 14 (C) in Table 1 shows a third embodiment of the multilayer laminated brazing material according to the present invention.
[0074]
The two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1 is composed of the mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing material 14 (C) in Table 1. An Au—Ni mixture in which a two-layered brazing filler metal 14X is formed and an inner brazing filler metal layer 14a having a melting point lower than that of the outer brazing filler metal layer 14b is used. Select powder. Further, Au-18 wt% Ni mixed powder (particle size: 5 μm to 100 μm) in which the content of Ni powder as a subcomponent material is 18 wt% is used.
[0075]
On the other hand, a two-layered brazing filler metal 14X is formed, and the Au— Ni mixed powder is selected. Further, an Au-15 wt% Ni mixed powder in which the content of Ni powder as a subcomponent material is 15 wt% is used. Further, Ti as an additive material is added to Au-15 wt% Ni mixed powder to obtain Au-Ni-Ti mixed powder. The Au-Ni-Ti mixed powder has an extremely large melting point and is heated (about 960 ° C.). Then, a hard material that does not melt is added.
[0076]
Here, most of the Au—Ni—Ti mixed powder melted by heating is in the form of a mixed powder (solid phase), but changes its state to a relatively small amount of liquid phase. Most solid phases have high hardness, but the liquid phase has low hardness after solidification, so the liquid phase portion reduces the hardness of the entire defect. Therefore, a hard material is added for the purpose of mixing in the liquid phase part and curing the liquid phase part after solidification.
[0077]
As the hard material added to the Au-Ni-Ti mixed powder, when the particle size is smaller than 1 μm, the distance between the hard material powders is small, and an almost homogeneous alloy layer can be obtained when brazed. it can. However, if a hard material having a smaller particle size is used, the hard material and the mixed metal material chemically react with each other, causing problems such as a decrease in the hardness of the hard material and a decrease in the permeability of the mixed metal material to the groove-like defect 16a. May occur. When the particle size of the hard material powder is smaller than 1 μm, the build-up property of the two-layer laminated brazing material 14X is lowered.
[0078]
When the particle size of the hard material powder is on the order of more than several hundred μm, the distance between the particles of the hard material powder increases, and the homogeneity of the hardness when brazed is impaired. It has been found that the particle size of the hard material powder is preferably 1 μm to several hundred μm.
[0079]
Further, it is known that the addition ratio of the hard material to the Au—Ni—Ti mixed powder is preferably 1% by volume to 40% by volume. Furthermore, when the content of the hard material is 5% by volume to 30% by volume, the build-up property of the two-layer laminated brazing material 14X becomes good, and the hardness is particularly improved.
[0080]
When the content of the hard material is less than 1% by volume, the hardness and build-up property of the two-layer laminated brazing material 14X are poor. On the other hand, if the content of the hard material exceeds 40% by volume, the permeability of the two-layer laminated brazing material 14X decreases.
[0081]
That is, a hard material having a particle diameter of 5 μm to 100 μm, for example, a base alloy powder of a cobalt base alloy is added to the Au—Ni—Ti mixed powder. The cobalt-based alloy powder was added in an amount of 5 to 30% by volume with respect to the Au-Ni-Ti mixed powder, and the Au-Ni-Ti / cobalt-based alloy mixed powder (particle size 5 μm). ˜100 μm).
[0082]
A two-layer laminated brazing material 14X composed of the Au-18 wt% Ni mixed powder shown in the multilayer laminated brazing material 14 (C) of Table 1 and the Au-Ni-Ti / cobalt-based alloy mixed powder. The brazing repair method brazes the groove-like defect 16a in the same manner as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in the multilayer laminated brazing material 14 (A) in Table 1.
[0083]
Melting point, permeability, hardness (abrasion resistance) of Au-18 wt% Ni mixed powder and Au-Ni-Ti / cobalt based alloy mixed powder constituting the two-layered brazing filler metal layer 14X shown in FIG. As a result of brazing the groove-like defect 16a using the difference in build-up property, the permeability of the multi-liquid phase Au-18% by weight Ni penetrating into the inner part of the groove-like defect 16a was good. .
[0084]
Further, an alloy of Au—Ni—Ti / cobalt base alloy (an alloy of Au, Ni, Ti alone or a combination thereof and a cobalt base alloy) formed near the entrance of the groove-like defect 16a has high hardness, A Vickers hardness of 250 to 350 Hv or more was measured. Further, the alloy of Au—Ni—Ti / cobalt base alloy formed in the vicinity of the inlet portion of the groove-like defect 16a formed a built-up portion having a sufficient height as a valve seat in the plant.
[0085]
As the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1, a two-layer laminated type using a mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing material 14 (C) is adopted to braze the groove-like defect 16a. It is equivalent to the inner brazing filler metal layer 14a, and a multi-liquid phase Au-18 wt% Ni having a relatively low melting point and good liquid phase permeability is sufficiently melted, permeated and solidified in the back of the groove-like defect 16a. It can be brazed as an Au-18 wt% Ni alloy. Next, a multi-phase Au—Ni—Ti / cobalt base alloy corresponding to the outer brazing filler metal layer 14b and having a relatively high melting point and excellent hardness and build-up is solidified near the entrance of the groove-like defect 16a, It can be brazed as an alloy of Au-Ni-Ti / cobalt base alloy. Therefore, the entire groove-like defect 16a including the build-up portion can be effectively repaired.
[0086]
In addition, although the hard material shown in Table 1 was used as a hard material, it is not restricted to the hard material especially shown in Table 1. For example, as a hard material, a nickel base alloy, a refractory metal, a carbide, a boride, a nitride, or the like having a content of 1 to 40% by volume can be used in addition to a cobalt base alloy.
[0087]
Also, cobalt-based alloy powder, which is a hard material, was added to the Au—Ni—Ti mixed powder constituting the outer brazing filler metal layer 14b, but required for the Au-18 wt% Ni mixed powder constituting the inner brazing filler metal layer 14a. An amount may be added. In that case, the addition amount is designed so that the liquid phase produced by the Au—Ni / cobalt base alloy mixed powder constituting the inner brazing filler metal layer 14a has the required permeability and has the required hardness when solidified. .
[0088]
A multilayer laminated brazing material 14 (D) in Table 1 shows a fourth embodiment of the multilayer laminated brazing material according to the present invention.
[0089]
The multilayer laminated brazing material 14 shown in FIG. 1 is composed of a mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing material 14 (D) of Table 1. An Au—Ni mixed powder in which a two-layer laminated brazing material 14X is formed, an inner brazing material layer 14a having a melting point lower than that of the outer brazing filler metal layer is used. Select. Further, an Au-18 wt% Ni mixed powder in which the content of Ni powder as a subcomponent material is 18 wt% is used.
[0090]
Here, when the groove-like defect 16a to be repaired is deep and has a thin shape, the two-layer laminated brazing filler metal 14X may not penetrate into the details of the groove-like defect 16a, and good repair may not be performed. By adding a permeability promoting material to the two-layer laminated brazing material 14X, the permeability of the Au-18 wt% Ni mixed powder into the groove-like defect 16a is promoted.
[0091]
It has been found that the addition amount of the permeability promoting material to the Au-18 wt% Ni mixed powder is preferably 0.01 wt% to 20 wt%. When the added amount is less than 0.01% by weight with respect to the Au-18 wt% Ni mixed powder, the effect of improving the permeability is small, and when the added amount is larger than 20% by weight, the mechanical properties of the repair material There are problems such as affecting strength.
[0092]
That is, a permeability promoting material, for example, Ag powder is added to Au-18 wt% Ni mixed powder. The addition amount of the Ag powder is 0.01 wt% to 20 wt% with respect to the Au-18 wt% Ni mixed powder, and the Au-Ni-Ag mixed powder (particle size 5 μm to 100 μm) is used. Make it.
[0093]
On the other hand, a two-layered brazing filler metal 14X is formed, and the Au— Ni mixed powder is adopted. Further, an Au-15 wt% Ni mixed powder containing 15 wt% of Ni powder as a subcomponent material is used. Further, Ti as additive material and cobalt-based alloy powder as hard material are added to Au-15 wt% Ni mixed powder to produce Au-Ni-Ti / cobalt-based alloy mixed powder (particle size 5 μm to 100 μm). To do.
[0094]
A brazing of a two-layer laminated brazing material 14X composed of the Au—Ni—Ag mixed powder shown in the multilayer laminated brazing material 14 (D) of Table 1 and the Au—Ni—Ti / cobalt base alloy mixed powder. The brazing repair method brazes the groove-like defect 16a in the same manner as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in the multilayer laminated brazing material 14 (A) in Table 1.
[0095]
Melting point, permeability, hardness (abrasion resistance) of Au—Ni—Ag mixed powder and Au—Ni—Ti / cobalt based alloy mixed powder respectively constituting the two-layer laminated brazing filler metal layer 14X shown in FIG. As a result of brazing the groove-like defect 16a using the difference in build-up property, the permeability of the multi-liquid phase Au-Ni-Ag penetrating into the deep part of the groove-like defect 16a is a permeability promoting material. It was better than multi-liquid phase Au-18% Ni without any Ag added.
[0096]
Further, an alloy of Au—Ni—Ti / cobalt base alloy (an alloy of Au, Ni, Ti alone or a combination thereof and a cobalt base alloy) formed near the entrance of the groove-like defect 16a has high hardness, A Vickers hardness of 250 to 350 Hv or more was measured. Further, the alloy of Au—Ni—Ti / cobalt base alloy formed in the vicinity of the inlet portion of the groove-like defect 16a formed a built-up portion having a sufficient height as a valve seat in the plant.
[0097]
As the multilayer laminated brazing material 14 shown in FIG. 1, a two-layer laminated type using a mixed metal material shown in the multilayer laminated brazing material 14 (D) is adopted to braze the groove-like defect 16a. Corresponding to the inner brazing filler metal layer 14a, a multi-liquid phase Au—Ni—Ag having a relatively low melting point and good liquid phase permeability is sufficiently melted, permeated and solidified in the inner part of the groove-like defect 16a. -It can be brazed as a Ni-Ag alloy. Next, a multi-phase Au—Ni—Ti / cobalt base alloy corresponding to the outer brazing filler metal layer 14b and having a relatively high melting point and excellent hardness and build-up is solidified near the entrance of the groove-like defect 16a, It can be brazed as an alloy of Au-Ni-Ti / cobalt base alloy. Therefore, the entire groove-like defect 16a including the build-up portion can be effectively repaired.
[0098]
Although the permeability promoting material shown in Table 1 was used as the permeability promoting material, it is not limited to the permeability promoting material shown in Table 1 in particular. For example, Li having a content of 0.01 to 20% by weight other than Ag can be used as the permeability promoting material.
[0099]
In addition, Ag powder as a penetration promoting material was added to Au-18 wt% Ni mixed powder constituting the inner brazing filler metal layer 14a, but Au—Ni—Ti / cobalt base alloy mixed powder constituting the outer brazing filler metal layer 14b. The required amount may be added. In that case, the added amount is such that the liquid phase produced by the Au—Ni—Ti—Ag / cobalt base alloy mixed powder constituting the outer brazing filler metal layer 14b has the required permeability and has the required hardness when solidified. Is designed.
[0100]
FIG. 2 shows a first embodiment of the multilayer laminated brazing material and the brazing repair method according to the present invention, and is a schematic view showing a first modification of the multilayer laminated brazing material for repairing a defect.
[0101]
The two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 2 is a modification of the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1, and is an outer brazing filler metal layer forming the two-layer laminated brazing material 14X. 14b is installed so as to cover the entire inner brazing filler metal layer 14a. In FIG. 2, the same parts as those in FIG.
[0102]
The mixed metal material of the multilayer laminated brazing material 14 (A) shown in Table 1 is applied to the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X. That is, the inner brazing material layer 14a is composed of Au-18 wt% Ni mixed powder, and the outer brazing material layer 14b is composed of Au-15 wt% Ni mixed powder.
[0103]
The brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 2 performs the same operation as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. When the groove defect 16a is brazed by the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 2, an Au-18 wt% Ni alloy is formed at the back of the groove defect 16a, and an Au— is formed near the inlet. Each 15 wt% Ni alloy is brazed.
[0104]
According to the brazing repair method of the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 2, the brazing result is similar to the brazing result shown in FIG. 1, and has excellent permeability, hardness (wear resistance), and build-up property. Results are obtained.
[0105]
Further, as the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X shown in FIG. 2, the multilayer laminated brazing filler metals 14 (B) to (D) shown in Table 1 are used. The mixed metal material is applied to perform the same operation as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. As the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b shown in FIG. 2, brazing is performed by applying the mixed metal material of the multilayer laminated brazing filler metals 14 (B) to (D) shown in Table 1. 1 is similar to the brazing result shown in FIG. 1, and a brazing result excellent in permeability, hardness (abrasion resistance) and build-up property is obtained.
[0106]
FIG. 3 shows the first embodiment of the multilayer laminated brazing material and the brazing repair method according to the present invention, and is a schematic view showing a second modification of the multilayer laminated brazing material for repairing a defect.
[0107]
A two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 3 is a modification of the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1, and is formed on the surface of the cobalt-based alloy 12 shown in FIG. A brazing reservoir 18 is formed in a region including the groove-like defect 16a. The depth or width of the groove-like defect 16a on the surface of the cobalt-based alloy 12 is relatively large, which is effective when a large amount of the components of the two-layer laminated brazing filler metal 14X penetrate into the groove-like defect 16a. In FIG. 3, the same parts as those in FIG.
[0108]
The mixed metal material of the multilayer laminated brazing material 14 (A) shown in Table 1 is applied to the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X. That is, the inner brazing material layer 14a is composed of Au-18 wt% Ni mixed powder, and the outer brazing material layer 14b is composed of Au-15 wt% Ni mixed powder.
[0109]
In the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 3, the same operation as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1 is performed. When the groove defect 16a is brazed by the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 3, Au-18 wt% Ni alloy is formed at the back of the groove defect 16a, and Au— is formed near the inlet. Each 15 wt% Ni alloy is brazed.
[0110]
According to the brazing repair method of the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 3, the brazing result is similar to the brazing result shown in FIG. 1, and has excellent permeability, hardness (wear resistance), and build-up property. Results are obtained.
[0111]
Further, as the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X shown in FIG. 3, the multilayer laminated brazing filler metals 14 (B) to (D) shown in Table 1 are used. The mixed metal material is applied to perform the same operation as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. As the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b shown in FIG. 3, brazing is performed by applying the mixed metal material of the multilayer laminated brazing filler metals 14 (B) to (D) shown in Table 1. 1 is similar to the brazing result shown in FIG. 1, and a brazing result excellent in permeability, hardness (abrasion resistance) and build-up property is obtained.
[0112]
FIG. 4 shows a first embodiment of the multilayer laminated brazing material and the brazing repair method according to the present invention, and is a perspective view showing a third modified example of the multilayer laminated brazing material for repairing a defect.
[0113]
FIG. 4 includes a base material 11 and a cobalt-based alloy 12 as a wear-resistant member attached to the surface of the base material 11. The cobalt base alloy 12 is deposited such that the cross section of the cobalt base alloy 12 has a trapezoidal shape. The surface on which the multilayer laminated brazing material 14 of the cobalt base alloy 12 is attached has a surface of 15 mm × 15 mm. The base material 11 and the cobalt-based alloy 12 simulate the valve seat surface of a valve constituting a power plant such as thermal power and nuclear power.
[0114]
A crack-like defect 16b having a width of 0.1 mm and a depth of 1 mm, which is a defect 16, is provided on the surface of the cobalt-based alloy 12, and the surface of the cobalt-based alloy 12 is formed in all regions including the crack-like defect 16b. Comprises a multilayer laminated brazing material 14 applied by irradiation with laser light. That is, the multilayer laminated brazing filler metal 14 is brought into close contact with the slope of the cobalt base alloy 12 along the slope. In FIG. 4, the same parts as those in FIG.
[0115]
The mixed metal material of the multilayer laminated brazing material 14 (A) shown in Table 1 is applied to the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14X.
[0116]
In the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 4, the same operation as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1 is performed. When the crack-like defect 16b is brazed with the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 4, Au-18 wt% Ni alloy is formed at the back of the crack-like defect 16b, and Au— Each 15 wt% Ni alloy is brazed.
[0117]
According to the brazing repair method of the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 4, the brazing result is similar to the brazing result shown in FIG. 1, and has excellent permeability, hardness (abrasion resistance), and build-up property. Results are obtained.
[0118]
Moreover, the mixed metal material of the multilayer laminated brazing materials 14 (B) to (D) shown in Table 1 is applied as the inner brazing filler metal layer 14 a and the outer brazing filler metal layer 14 b forming the two-layer laminated brazing filler metal 14 X. Then, the same operation as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1 is performed. As the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b shown in FIG. 4, brazing is performed by applying the mixed metal material of the multilayer laminated brazing filler metals 14 (B) to (D) shown in Table 1. 1 is similar to the brazing result shown in FIG. 1, and a brazing result excellent in permeability, hardness (abrasion resistance) and build-up property is obtained.
[0119]
FIG. 5 shows a first embodiment of the multilayer laminated brazing material and the brazing repair method according to the present invention, and is a schematic view showing a fourth modification of the multilayer laminated brazing material for repairing a defect.
[0120]
A three-layer laminated brazing material 14Y shown in FIG. 5 shows a modification of the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 14Y is shown. This three-layer laminated brazing material 14Y is located between the inner brazing filler metal layer 14a applied to the innermost region of the three brazing filler metal layers and including the groove-like defect 16a, and between the three brazing filler metal layers. The intermediate brazing filler metal layer 14a is attached to the inner brazing filler metal layer 14a, and the outer brazing filler metal layer 14b is the outermost brazing filler metal layer and is attached to the intermediate brazing filler metal layer 14c. The
[0121]
FIG. 5 shows the three-layer laminated brazing material 14Y deposited on the surface of the cobalt-based alloy 12 and the region including the groove-like defect 16a formed in the cobalt-based alloy 12. It is not limited to this, and a laminated structure of four or more layers may be used. In FIG. 5, the same parts as those in FIG.
[0122]
The mixed metal material of the multilayer laminated brazing material 14 (A) shown in Table 1 is applied to the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the three-layer laminated brazing filler metal 14Y.
[0123]
The intermediate brazing filler metal layer 14c forming the three-layer laminated brazing filler metal 14Y has a higher melting point than the Au-18 wt% Ni mixed powder constituting the inner brazing filler metal layer 14a and constitutes the outer brazing filler metal layer 14b. A mixed metal material having a lower melting point than Au-15 wt% Ni mixed powder is selected. When the multilayer laminated brazing material 14 has a laminated structure of four or more layers, mixed metal materials are selected so that the melting points increase in order from the inner brazing material layer 14a to the outer brazing material layer 14b. .
[0124]
In the brazing repair method for the three-layer laminated brazing material 14Y shown in FIG. 5, the same operation as the brazing repair method for the two-layer laminated brazing material 14X shown in FIG. 1 is performed. When the groove defect 16a is brazed with the three-layer laminated brazing material 14Y shown in FIG. 5, an Au-18 wt% Ni alloy is formed at the back of the groove defect 16a, and an Au— is formed near the inlet. Each 15 wt% Ni alloy is brazed.
[0125]
According to the brazing repair method for the three-layer laminated brazing material 14Y shown in FIG. 5, the brazing result is similar to the brazing result shown in FIG. 1, and has excellent permeability, hardness (wear resistance), and build-up property. Results are obtained.
[0126]
Moreover, the mixed metal material of the multilayer laminated brazing materials 14 (B) to (D) shown in Table 1 is applied as the inner brazing filler metal layer 14 a and the outer brazing filler metal layer 14 b forming the three-layer laminated brazing filler metal 14 Y. May be.
[0127]
As the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the multilayer laminated brazing filler metal 14 shown in FIGS. 1 to 5, the multilayer laminated brazing filler metals 14 (A) to (D) shown in Table 1 are used. However, the present invention is not limited to the multilayer laminated brazing material 14 (A) to (D) shown in Table 1. As the inner brazing filler metal layer 14a and the outer brazing filler metal layer 14b forming the multilayer laminated brazing material 14 shown in FIGS. 1 to 5, for example, a pure metal material or the multilayer laminated brazing material 14 shown in Table 2 is used. Mixed metal materials (alloys, granules, powders, etc.) constituting the material may be used. Here, a pure metal material is a metal material containing impurities that cannot generally be precipitated, and does not require a purity of 100%.
[0128]
[Table 2]
Figure 2005000940
[0129]
According to Table 2, the multilayer laminated brazing material 14 shown in FIGS. 1 to 5 is formed, and Au is used as a main component material as a mixed metal material constituting the inner brazing material layer 14a and the outer brazing material layer 14b. As subcomponent materials, Cu, Co, Fe, Ge, Si, etc. with a content of 1 to 40% by weight can be used in addition to Ni. Further, when Ag is used as the main component material of the mixed metal material, Cu or the like can be used as the subcomponent material. Further, when Cu is used as the main component material of the mixed metal material, Mn, P, or the like can be used as the subcomponent material. In addition, when Ni is used as the main component material of the mixed metal material, Bi, C, P, Si, or the like can be used as the subcomponent material.
[0130]
【The invention's effect】
According to the multilayer laminated brazing material and the brazing repair method according to the present invention, among a plurality of brazing material layers having different melting point, permeability, hardness (abrasion resistance), and build-up properties, Pure metal material or mixed metal material with low melting point and good liquid phase permeability is fully melted, penetrated and solidified in the back of the defect, and pure metal material or mixed metal material with relatively high melting point and high hardness It can be solidified in the vicinity of the entrance of the defect, and the entire defect including the built-up portion can be effectively repaired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a multilayer laminated brazing material for repairing a defect, showing a first embodiment of a multilayer laminated brazing material and a brazing repair method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a first modification of the multilayer laminated brazing material for repairing a defect, showing the first embodiment of the multilayer laminated brazing material and the brazing repair method according to the present invention.
FIG. 3 shows a first embodiment of a multilayer laminated brazing material and a brazing repair method according to the present invention, and is a schematic view showing a second modification of the multilayer laminated brazing material for repairing a defect.
FIG. 4 is a perspective view showing a third modification of the multilayer laminated brazing material for repairing defects, showing the first embodiment of the multilayer laminated brazing material and the brazing repair method according to the present invention.
FIG. 5 shows a first embodiment of a multilayer laminated brazing material and a brazing repair method according to the present invention, and is a schematic diagram showing a fourth modification of the multilayer laminated brazing material for repairing a defect.
FIG. 6 shows a conventional brazing material and a brazing repair method, and is a schematic diagram showing a brazing material for repairing a defect.
[Explanation of symbols]
11 Base material
12 Cobalt base alloy
14 Multi-layered brazing filler metal
14X 2-layer laminated brazing material
14Y 3-layer laminated brazing material
14a Inner brazing filler metal layer
14b Outer brazing material layer
16 Defects

Claims (14)

基材またはこの基材に被着された耐摩耗部材の表面に発生した欠陥を補修するために、前記基材または耐摩耗部材より融点が低く、かつ、前記基材または耐摩耗部材の表面に被着されるろう材において、
前記ろう材は、複数のろう材層からなる多層積層構造を有し、
前記ろう材は、前記基材または耐摩耗部材の表面の欠陥を含む領域に直接被着される内側ろう材層と、
前記内側ろう材層上に積層され、前記内側ろう材層の外側に設けられる外側ろう材層とを備えると共に、
前記内側ろう材層から外側ろう材層にかけて融点が順に高くなるような純金属材料または混合金属材料にて構成されたことを特徴とする多層積層型ろう材。In order to repair defects generated on the surface of the base material or the wear-resistant member attached to the base material, the melting point is lower than that of the base material or the wear-resistant member, and on the surface of the base material or the wear-resistant member. In the brazing material to be applied,
The brazing material has a multilayer laminated structure composed of a plurality of brazing material layers,
The brazing material is an inner brazing material layer that is applied directly to a region containing defects on the surface of the substrate or wear-resistant member;
An outer brazing material layer laminated on the inner brazing material layer and provided outside the inner brazing material layer;
A multilayer laminated brazing material comprising a pure metal material or a mixed metal material whose melting point increases in order from the inner brazing material layer to the outer brazing material layer. 前記基材またはこの基材に被着された耐摩耗部材の表面が平面部を有さない場合、前記基材または耐摩耗部材の表面形状に沿って前記ろう材を配置させることを特徴とする請求項１記載の多層積層型ろう材。When the surface of the substrate or the wear-resistant member attached to the substrate does not have a flat portion, the brazing material is arranged along the surface shape of the substrate or wear-resistant member. The multilayer laminated brazing material according to claim 1. 前記ろう材層を構成する材料として混合金属材料を採用し、前記混合金属材料の主成分材料として金を採用する場合、前記混合金属材料の副成分材料は、銅，コバルト，鉄，ゲルマニウム，ニッケルおよびケイ素の少なくとも一方から構成されたことを特徴とする請求項１記載の多層積層型ろう材。When a mixed metal material is adopted as the material constituting the brazing material layer and gold is adopted as the main component material of the mixed metal material, the subcomponent materials of the mixed metal material are copper, cobalt, iron, germanium, nickel The multilayer laminated brazing material according to claim 1, comprising at least one of silicon and silicon. 前記混合金属材料の副成分材料の含有量が、１重量％〜４０重量％であることを特徴とする請求項１記載の多層積層型ろう材。2. The multilayer laminated brazing material according to claim 1, wherein the content of the subcomponent material of the mixed metal material is 1% by weight to 40% by weight. 前記ろう材層を構成する純金属材料または混合金属材料は、前記純金属材料または混合金属材料の溶融・凝固によって硬度の高い析出物を形成させる添加材料を含むことを特徴とする請求項１記載の多層積層型ろう材。2. The pure metal material or mixed metal material constituting the brazing filler metal layer includes an additive material that forms a precipitate having high hardness by melting and solidifying the pure metal material or mixed metal material. Multi-layer laminated brazing material. 前記ろう材層を構成する材料として純金属材料、または、混合金属材料の主成分材料として金を採用する場合、前記添加材料は、アルミニウム，クロム，チタンおよびジルコニウムの少なくとも一方から構成されたことを特徴とする請求項５記載の多層積層型ろう材。When gold is adopted as the main component material of the pure metal material or the mixed metal material as the material constituting the brazing filler metal layer, the additive material is composed of at least one of aluminum, chromium, titanium and zirconium. 6. The multilayer laminated brazing material according to claim 5, 前記添加材料の含有量が、１重量％〜４０重量％であることを特徴とする請求項５記載の多層積層型ろう材。The multilayer laminated brazing material according to claim 5, wherein the content of the additive material is 1 wt% to 40 wt%. 前記ろう材層を構成する純金属材料または混合金属材料は、前記純金属材料または混合金属材料の溶融・凝固によって状態変化しない硬質材料を含むことを特徴とする請求項１記載の多層積層型ろう材。2. The multilayer laminated brazing material according to claim 1, wherein the pure metal material or mixed metal material constituting the brazing material layer includes a hard material that does not change its state by melting and solidification of the pure metal material or mixed metal material. Wood. 前記硬質材料は、コバルト基合金，ニッケル基合金，耐火金属，炭化物，ホウ化物および窒化物の少なくとも一方から構成されたことを特徴とする請求項８記載の多層積層型ろう材。9. The multilayer laminated brazing material according to claim 8, wherein the hard material is composed of at least one of a cobalt base alloy, a nickel base alloy, a refractory metal, a carbide, a boride, and a nitride. 前記硬質材料の含有量が、１体積％〜４０体積％であることを特徴とする請求項８記載の多層積層型ろう材。The multilayer laminated brazing material according to claim 8, wherein the content of the hard material is 1% by volume to 40% by volume. 前記ろう材層を構成する純金属材料または混合金属材料は、前記純金属材料または混合金属材料の溶融時に純金属材料または混合金属材料を構成する液相の浸透を助長する浸透性促進材料を含むことを特徴とする請求項１記載の多層積層型ろう材。The pure metal material or mixed metal material constituting the brazing filler metal layer includes a permeability promoting material that promotes penetration of a liquid phase constituting the pure metal material or mixed metal material when the pure metal material or mixed metal material is melted. The multilayer laminated brazing material according to claim 1. 前記浸透性促進材料は、銀およびリチウムの少なくとも一方から構成されたことを特徴とする請求項１１記載の多層積層型ろう材。12. The multilayer laminated brazing material according to claim 11, wherein the permeability promoting material is composed of at least one of silver and lithium. 前記浸透性促進材料の含有量が、０．０１重量％〜２０重量％であることを特徴とする請求項１１記載の多層積層型ろう材。The multilayer laminated brazing material according to claim 11, wherein the content of the permeability promoting material is 0.01 wt% to 20 wt%. 基材またはこの基材に被着された耐摩耗部材の表面に欠陥が発生した際、前記基材または耐摩耗部材にろう材を被着させて、ろう材部分を局部的に不活性なガス雰囲気または真空中に維持させながら前記ろう材を前記欠陥に浸透させるろう付補修方法において、
前記ろう材として、内側ろう材層の材料を前記基材または耐摩耗部材に被着し、前記内側ろう材層の材料より融点が高い材料からなる外側ろう材層を前記内側ろう材層の最外側に多層積層構造を形成するように被着させる工程と、
前記ろう材を所要の温度に加熱して、融点の低い材料からなる内側ろう材層にて外側ろう材層より多くの液相を生成させる工程と、
前記基材または耐摩耗部材表面に形成される欠陥の奥部に、多くの液相を有する内側ろう材層の材料を優先的に溶融・浸透させる一方、前記欠陥の入口部付近に、多くの固相を有する外側ろう材層の材料を溶融・浸透させる工程とを有することを特徴とするろう付補修方法。When a defect occurs on the surface of the base material or the wear-resistant member attached to the base material, a brazing material is deposited on the base material or the wear-resistant member, and the brazing material portion is locally inert gas. In a brazing repair method in which the defect penetrates the defect while being maintained in an atmosphere or vacuum,
As the brazing material, the material of the inner brazing material layer is applied to the base material or the wear-resistant member, and the outer brazing material layer made of a material having a melting point higher than that of the inner brazing material layer is disposed on the innermost brazing material layer. Depositing to form a multi-layer laminate structure on the outside;
Heating the brazing material to a required temperature to produce more liquid phase in the inner brazing material layer made of a material having a lower melting point than in the outer brazing material layer;
While the material of the inner brazing filler metal layer having a large liquid phase is preferentially melted and penetrated into the inner part of the defect formed on the surface of the base material or the wear-resistant member, And a step of melting and infiltrating the material of the outer brazing filler metal layer having a solid phase.
JP2003165646A 2003-06-10 2003-06-10 Brazing filler of multi-layer lamination type, and method for brazing-repair Pending JP2005000940A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003165646A JP2005000940A (en) 2003-06-10 2003-06-10 Brazing filler of multi-layer lamination type, and method for brazing-repair

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003165646A JP2005000940A (en) 2003-06-10 2003-06-10 Brazing filler of multi-layer lamination type, and method for brazing-repair

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005000940A true JP2005000940A (en) 2005-01-06

Family

ID=34092066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003165646A Pending JP2005000940A (en) 2003-06-10 2003-06-10 Brazing filler of multi-layer lamination type, and method for brazing-repair

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005000940A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007105795A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 General Electric Co <Ge> Gold-nickel-copper-titanium brazing alloy for brazing wc-co to titanium alloy
JP2007160392A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Honda Motor Co Ltd Die repairing method
JP2007268603A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Jfe Steel Kk Laser brazing method of lap fillet welded joint
JP2008110511A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Honda Motor Co Ltd Mold repairing method
JP2009502503A (en) * 2005-07-22 2009-01-29 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Method for repairing parts having base material of directional microstructure and the parts
JP2014111278A (en) * 2012-11-06 2014-06-19 Toshiba Corp Defect repair device and defect repair method
WO2016051902A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 株式会社リアリティ・デンタル・ラボラトリー Implant upper part structure
US10180292B2 (en) 2013-09-26 2019-01-15 Alfa Laval Corporate Ab Plate heat exchanger
US10576587B2 (en) 2013-09-26 2020-03-03 Alfa Laval Corporate Ab Brazing concept
US20230108587A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-06 General Electric Company Backwall strike braze repair

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009502503A (en) * 2005-07-22 2009-01-29 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Method for repairing parts having base material of directional microstructure and the parts
JP2007105795A (en) * 2005-10-13 2007-04-26 General Electric Co <Ge> Gold-nickel-copper-titanium brazing alloy for brazing wc-co to titanium alloy
JP4663508B2 (en) * 2005-12-16 2011-04-06 本田技研工業株式会社 Mold repair method
JP2007160392A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Honda Motor Co Ltd Die repairing method
JP2007268603A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Jfe Steel Kk Laser brazing method of lap fillet welded joint
JP4704315B2 (en) * 2006-10-30 2011-06-15 本田技研工業株式会社 Mold repair method
JP2008110511A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Honda Motor Co Ltd Mold repairing method
JP2014111278A (en) * 2012-11-06 2014-06-19 Toshiba Corp Defect repair device and defect repair method
US10180292B2 (en) 2013-09-26 2019-01-15 Alfa Laval Corporate Ab Plate heat exchanger
US10323890B2 (en) 2013-09-26 2019-06-18 Alfa Laval Corporate Ab Method for joining metal parts
US10576587B2 (en) 2013-09-26 2020-03-03 Alfa Laval Corporate Ab Brazing concept
WO2016051902A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 株式会社リアリティ・デンタル・ラボラトリー Implant upper part structure
US20230108587A1 (en) * 2021-10-04 2023-04-06 General Electric Company Backwall strike braze repair
US11951557B2 (en) * 2021-10-04 2024-04-09 General Electric Company Backwall strike braze repair

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7946467B2 (en) Braze material and processes for making and using
JP6099771B2 (en) How to repair parts made of superalloy materials
US8342386B2 (en) Braze materials and processes therefor
US7541561B2 (en) Process of microwave heating of powder materials
JP3166856B2 (en) Powder metallurgy repair method
EP0238433B1 (en) Titanium-copper-nickel braze filler metal
JP6177925B2 (en) Composite welding wire
KR101791113B1 (en) Deposition of superalloys using powdered flux and metal
JP2016511697A (en) Selective laser melting / sintering using powdered flux
JP2016513200A (en) Local repair of superalloy parts
JP5138879B2 (en) Material composite
US11717889B2 (en) Multi-metallic articles of manufacture
JP7018603B2 (en) Manufacturing method of clad layer
JPH1029088A (en) Nickel base brazing filler metal
KR20080043365A (en) Amorphous iron-nikel-based brazing foil and brazing method
JP2005000940A (en) Brazing filler of multi-layer lamination type, and method for brazing-repair
Chen et al. Electron beam hybrid welding-brazing of WC-Co/40Cr dissimilar materials
WO2012086490A1 (en) Rotary tool
JP7527754B2 (en) Brazing Method
KR20150111352A (en) Laser microcladding using powdered flux and metal
JP5138149B2 (en) Surface oxide welding penetration strengthening method and article
JPH055585B2 (en)
EP1930116A2 (en) Method of diffusion brazing with nonoparticle alloys
JP2013063458A (en) Jointing method and jointing component
JP2006320673A (en) Bonding method for heterogeneous metal member of golf club head