JP2019218606A - Self-lubricating composite - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スベリ軸受など無潤滑状態で使用される機械部品用の自己潤滑複合材に関する。 The present invention relates to a self-lubricating composite material for machine parts used in a non-lubricated state such as a sliding bearing.
一般に、機械部品の損耗原因は、腐食、摩耗、焼付きに大別される。このうち、腐食と摩耗については、各種の防食処理や硬化肉盛等によって対策がほぼ確立されている。一方で、焼付きを防止する対策としては、水、油等の流体潤滑材もしくは有機系Ｍｏやグラファイトを用いることが知られている。 Generally, the causes of wear of mechanical parts are roughly classified into corrosion, wear, and seizure. Among them, countermeasures against corrosion and abrasion have been almost established by various anticorrosion treatments and hardfacing. On the other hand, as a countermeasure to prevent seizure, it is known to use a fluid lubricant such as water or oil, or organic Mo or graphite.
例えば、特許文献１（特開平１０−２０４５６９号公報）には、Ｃｏ基合金に２０〜４０体積％のＢＮを分散させた自己潤滑複合材が開示されている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-204569) discloses a self-lubricating composite material in which 20 to 40% by volume of BN is dispersed in a Co-based alloy.
しかし、高温、高面圧下での乾式摺動に対して肉盛方法での焼付き防止に関しては十分な効果が得られていない。また、膜厚を確保するために、溶接、溶射などの表面改質処理を行うが、比重が軽く、しかも融点が低いことが影響して、さらに、金属との反応性が非常に大きいことから，緻密で十分な厚さの被膜を形成することが困難であった。 However, a sufficient effect has not been obtained with respect to the prevention of seizure by the build-up method for dry sliding under high temperature and high surface pressure. Also, in order to secure the film thickness, surface modification treatment such as welding and thermal spraying is performed, but due to the low specific gravity and low melting point, the reactivity with metal is very large. It was difficult to form a dense and sufficiently thick coating.
また、摺動部材の損耗要因の１つに摺動部分の摩擦係数が大きいことがあげられる。その１つが焼き付け現象である。焼き付けについての従来の対策として、潤滑剤などの使用があげられるが、高温部材では使用できない場合もあった。一方、潤滑剤が使用できない条件では使用条件を緩くするしかなかった。自己潤滑剤が肉盛り施工できれば、部材の寿命延命のために条件を上げることができ、新たな製品の開発にもつながる。 Further, one of the causes of wear of the sliding member is that the friction coefficient of the sliding portion is large. One of them is the burning phenomenon. As a conventional countermeasure against baking, use of a lubricant or the like can be cited, but in some cases, it cannot be used for high-temperature members. On the other hand, under the condition that the lubricant cannot be used, the use condition has to be relaxed. If the self-lubricating material can be built up, the conditions for extending the life of the member can be raised, which leads to the development of a new product.
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、高温、高面圧下での乾式摺動部材の焼付き防止に最適な自己潤滑複合材を提供することである。 Accordingly, a technical problem to be solved by the present invention is to provide a self-lubricating composite material that is optimal for preventing seizure of a dry sliding member under high temperature and high surface pressure.
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の自己潤滑複合材を提供する。 The present invention provides a self-lubricating composite having the following constitution in order to solve the above technical problems.
本発明の第１態様によれば、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ系基金属もしくはこれらの合金を用いた金属粉末材料と、
自己潤滑剤粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドした潤滑材料と、
を有し、基材金属中に分散させたことを特徴とする自己潤滑複合材を提供する。
According to the first aspect of the present invention, a metal powder material using a Ni, Co, Cu base metal or an alloy thereof,
A lubricating material in which at least one of Ni and Cr is applied or tungsten clad on the surface of the self-lubricating powder;
And a self-lubricating composite material characterized by being dispersed in a base metal.
本発明の第２態様によれば、前記自己潤滑剤粉末は、グラファイト粉末、ＢＮ，ＭｏＳ2，ＷＳ2，ＣｒＯ3の群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする、第１態様の自己潤滑複合材を提供する。 According to a second aspect of the present invention, the self-lubricating powder is at least one selected from the group consisting of graphite powder, BN, MoS 2 , WS 2 and CrO 3. To provide a self-lubricating composite material.
本発明の第３態様によれば、さらに、ＮｂＣ，ＷＣ，ＺｒＣの少なくとも１つの炭化物から構成される金属炭化物を含むことを特徴とする、第１又は第２態様の自己潤滑複合材を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is further provided the self-lubricating composite material according to the first or second aspect, further comprising a metal carbide composed of at least one carbide of NbC, WC and ZrC. .
本発明の第４態様によれば、前記金属粉末端末は７０〜３０体積％、前記潤滑材料は３０〜４０体積％、前記金属炭化物は、０〜３０体積％含むことを特徴とする、第１態様の自己潤滑複合材を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, the metal powder end contains 70 to 30% by volume, the lubricating material contains 30 to 40% by volume, and the metal carbide contains 0 to 30% by volume. An embodiment provides a self-lubricating composite.
本発明の第５態様によれば、前記潤滑材料は、３０〜１５０μｍの粒度のグラファイト粉末を用いて、５０〜２５０μｍの大きさに構成されていることを特徴とする、第１又は第２態様の自己潤滑複合材を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, the lubricating material is configured to have a size of 50 to 250 μm using graphite powder having a particle size of 30 to 150 μm, wherein the lubricating material is configured to have a size of 50 to 250 μm. To provide a self-lubricating composite material.
本発明の第６態様によれば、
Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ系基金属もしくはこれらの合金を用いた金属粉末材料と、
自己潤滑剤粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドした潤滑材料と、
ＮｂＣ，ＷＣ，ＺｒＣの少なくとも１つの炭化物から構成される金属炭化物を、
基材の溶融プール上に落下させて肉盛層を形成させることを特徴とする、肉盛層の形成方法を提供する。基材の溶融プールは、レーザ溶接法又はプラズマ溶接法により形成される。
According to a sixth aspect of the present invention,
A metal powder material using a Ni, Co, Cu base metal or an alloy thereof;
A lubricating material in which at least one of Ni and Cr is applied or tungsten clad on the surface of the self-lubricating powder;
A metal carbide composed of at least one carbide of NbC, WC and ZrC;
Provided is a method for forming a build-up layer, characterized in that the build-up layer is formed by being dropped on a molten pool of a base material. The molten pool of the substrate is formed by a laser welding method or a plasma welding method.
本発明によれば、グラファイトなどの自己潤滑剤粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッド潤滑剤量を用いることで、自己潤滑剤表面の金属がバリアとなり自己潤滑剤の劣化を防ぐことができる。また、肉盛層の形成にレーザ溶接法又はプラズマ溶接法を用いることで、施工中に溶剤にかかる温度を低く抑えることができ、グラファイトの分解と耐摩耗用の炭化物と反応を制御することができる。 According to the present invention, by coating at least one of Ni and Cr on the surface of a self-lubricating powder such as graphite or using a tungsten clad lubricant amount, the metal on the self-lubricating surface becomes a barrier and the self-lubricating agent deteriorates. Can be prevented. In addition, by using laser welding or plasma welding to form the build-up layer, the temperature applied to the solvent during construction can be kept low, and the decomposition of graphite and the reaction with carbides for wear resistance can be controlled. it can.
以下、本発明の自己潤滑複合材及び基材の表面に係止する肉盛層の形成方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method for forming a self-lubricating composite material and a build-up layer to be locked on the surface of a substrate according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態にかかる自己潤滑複合材は、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ系基金属もしくはこれらの合金を用いた金属粉末材料と、グラファイト粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドしたグラファイト材料と、ＮｂＣ，ＷＣ，ＺｒＣの少なくとも１つの炭化物から構成される金属炭化物を有する。そして、この自己潤滑複合材は、レーザ溶接法又はプラズマ溶接法により基材に形成された溶融プール上に落下させることにより、基材表面に肉盛層として形成される。なお、上記構成において、グラファイト材料は、潤滑材料の一例に相当し、グラファイト粉末は、自己潤滑材粉末の一例に相当する。潤滑材料に用いられる自己潤滑材料としては、グラファイト粉末のほか、ＢＮ，ＭｏＳ2，ＷＳ2，ＣｒＯ3などの粉末材料から少なくとも１つを用いることができる。 The self-lubricating composite material according to the present embodiment includes a metal powder material using a Ni, Co, Cu base metal or an alloy thereof, and graphite in which at least one of Ni and Cr is applied or tungsten clad on the surface of graphite powder. It has a material and a metal carbide composed of at least one carbide of NbC, WC and ZrC. Then, the self-lubricating composite material is formed as a build-up layer on the surface of the base material by being dropped onto a molten pool formed on the base material by a laser welding method or a plasma welding method. In the above configuration, the graphite material corresponds to an example of a lubricating material, and the graphite powder corresponds to an example of a self-lubricating powder. As the self-lubricating material used for the lubricating material, at least one of powder materials such as BN, MoS 2 , WS 2 and CrO 3 can be used in addition to graphite powder.
図１は、本実施形態にかかる肉盛層の形成方法に用いられるプラズマ溶接トーチを示す断面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing a plasma welding torch used in the method for forming a buildup layer according to the present embodiment.
プラズマ粉体溶接法は、図１に示すように、溶接トーチ１０の中心孔１１にタングステン電極１２を設け、タングステン電極１２と母材１５との間に電源１６から電圧をかける。また、中心孔１１にアルゴンガスを供給することで、タングステン電極１２と母材１５との間に、ガスプラズマを発生させる。溶接トーチ１０の先端からはパイロットアーク及びメインアークが噴出する。同時に、溶接トーチ１０の粉末供給孔１３から上記の材料粉末を供給する。この粉末はメインアークによって溶融し、母材１５の表面に形成された溶融プールと混合し、肉盛層１５ａになる。また、溶接トーチ１０のガス供給孔１４からはシールドガス（通常、アルゴンガス）が供給される。
In the plasma powder welding method, as shown in FIG. 1, a
これにより、母材１５の表面に形成された溶融プールと材料粉末が混合し、これが冷却することで、母材１５の表面に肉盛層が形成される。
As a result, the molten pool and the material powder formed on the surface of the
このようなプラズマ粉体溶接法は、以下の特徴を有している。まず、母材への溶け込み深さが小さい。従って、１層で目標の化学成分の肉盛金属が得られる。また、肉盛材料として粉末を用いるため、材料をワイヤやロッドに形成する必要がなく、一般金属の他各種炭化物を主成分とする超硬複合合金の肉盛も容易に行うことができ、炭化物含有量の調整も自由である。さらに、アルゴンガス中での自動溶接であるため、ブローホール等の欠陥が少ない。溶融溶接であるため、母材との結合は冶金結合であり、剥離等の問題はない。 Such a plasma powder welding method has the following features. First, the penetration depth into the base material is small. Therefore, the overlay metal of the target chemical component can be obtained in one layer. In addition, since powder is used as the overlay material, it is not necessary to form the material into a wire or a rod, and it is easy to overlay a cemented carbide composite alloy containing various metals as well as general metals. The content can be freely adjusted. Furthermore, since the welding is performed automatically in argon gas, there are few defects such as blow holes. Since it is fusion welding, the connection with the base material is metallurgical bonding and there is no problem such as peeling.
また、本実施形態の肉盛層は、レーザ溶接によっても形成することができる。レーザ溶接は、図２に示すように、母材１５にレーザ１７を照射することで、母材表面に溶融プールを形成する。また、レーザ１７の周囲には、シールドガス供給孔１８からシールドガスを吐出し、レーザ１７の周囲にシールドガス１９を形成する。同時に、粉末供給孔１３から上記の材料粉末を供給する。この粉末はレーザと母材表面に形成した溶融プールに送給することにより肉盛層を形成する。
Further, the build-up layer of the present embodiment can also be formed by laser welding. In the laser welding, as shown in FIG. 2, a
このようなレーザ溶接法は、低温度での肉盛りが可能であり、溶剤にかかる温度を低く抑えることができ、材料粉末中の炭素と炭化物形成元素との反応を抑制することができるという効果を奏する。 Such a laser welding method can build up at a low temperature, can reduce the temperature applied to the solvent, and can suppress the reaction between carbon in the material powder and the carbide forming element. To play.
本実施形態にかかる自己潤滑複合材は、上記の通り、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ系基金属もしくはこれらの合金を用いた金属粉末材料と、グラファイト粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドしたグラファイト材料と、ＮｂＣ，ＷＣ，ＺｒＣの少なくとも１つの炭化物から構成される金属炭化物を有する。 As described above, the self-lubricating composite material according to the present embodiment includes a metal powder material using a Ni, Co, Cu base metal or an alloy thereof, and at least one of Ni and Cr applied or coated on the surface of a graphite powder. It has a tungsten-clad graphite material and a metal carbide composed of at least one of NbC, WC and ZrC.
金属粉末材料は、マトリックス材として配合されるものであり、Ｎｉ，Ｃｏ，ＣＵ系基金属もしくはこれらの合金を粉末にしたものを用いる。金属粉の粒度は５０〜２５０μｍであることが好ましい。 The metal powder material is compounded as a matrix material, and a powder of Ni, Co, CU base metal or an alloy thereof is used. The particle size of the metal powder is preferably 50 to 250 μm.
金属粉末材料は、体積比で７０〜３０％の比率で混合することが好ましい。金属粉末材料が少なくなると、溶接が困難になり、肉盛層の形成が難しくなる。 The metal powder material is preferably mixed at a ratio of 70 to 30% by volume. When the amount of the metal powder material is reduced, welding becomes difficult, and formation of the overlay layer becomes difficult.
グラファイト材料は、溶接材料として配合されるものであり、グラファイト粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドしたものが用いられる。 The graphite material is blended as a welding material, and a material in which at least one of Ni and Cr is applied or tungsten clad on the surface of a graphite powder is used.
グラファイト材料は、粒度３０〜１５０μｍのグラファイト粉末を用い、メッキなどによりグラファイト粉末の表面にＮｉ，Ｃｒなどの金属を塗布、あるいは、グラファイト粉末の表面にタングステンクラッドすることにより、５０〜２５０μｍの粒度に構成される。 The graphite material has a particle size of 50 to 250 μm by using a graphite powder having a particle size of 30 to 150 μm and applying a metal such as Ni or Cr to the surface of the graphite powder by plating or by tungsten cladding on the surface of the graphite powder. Be composed.
グラファイト材料は、原料となるグラファイト粉末に対し、重量比で６０〜８０％程度の金属を塗布あるいはタングステン粉末をクラッドすることにより得られる。タングステンクラッドは、グラファイト粉末の表面にタングステン粉末を、圧力を加えて接合する。両者の接合には有機結合剤を用いることができる。 The graphite material can be obtained by applying a metal at a weight ratio of about 60 to 80% to the graphite powder as a raw material or cladding a tungsten powder. Tungsten cladding joins tungsten powder to the surface of graphite powder by applying pressure. An organic binder can be used for joining the two.
グラファイト材料は、体積比で２０〜６０％の比率で配合することが好ましい。グラファイト材料が少ないと、周同時に肉盛層の焼き付けをおこしやすくなる。 The graphite material is preferably blended at a ratio of 20 to 60% by volume. When the amount of the graphite material is small, baking of the overlay is easy to occur simultaneously.
金属炭化物は、ＮｂＣ，ＷＣ，ＺｒＣの少なくとも１つを含む。炭化物の粒度は、５０〜２５０μｍであることが好ましい。また、炭化物は、体積比で０〜３０％の比率で配合することが好ましい。金属炭化物が少ないと耐摩耗性が悪くなりやすい。 The metal carbide contains at least one of NbC, WC and ZrC. The particle size of the carbide is preferably 50 to 250 μm. Moreover, it is preferable to mix the carbide at a ratio of 0 to 30% by volume. If the amount of metal carbide is small, the wear resistance tends to deteriorate.
（自己潤滑複合材）
下記の金属粉末材料、潤滑材料としてのグラファイト材料、金属炭化物を、Ｖ型混合器により混合し、目的とする自己潤滑複合材を得た。この自己潤滑複合材としての実施例１〜４と比較例１〜４の成分を下記表１に示す。
(Self-lubricating composite)
The following metal powder material, graphite material as a lubricating material, and metal carbide were mixed by a V-type mixer to obtain a target self-lubricating composite material. The components of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4 as this self-lubricating composite material are shown in Table 1 below.
（肉盛層の形成)
上記各実施例及び比較例の自己潤滑複合材を、母材（軟鋼）に対しレーザ溶接法によって母材１５の表面に肉盛層１５ａを形成したサンプル片を作成した。レーザ溶接の溶接条件を表２に示す。なお、得られたサンプル片は、それぞれ実施例サンプル１〜８，比較例サンプル１〜４とした。
(Formation of overlay)
Using the self-lubricating composite materials of the above Examples and Comparative Examples, a sample piece was prepared by forming a build-up
これらの各実施例及び比較例の自己潤滑複合材について、レーザ溶接法により、母材表面に肉盛層が形成された。ただし、金属粉末材料が２０％である比較例２及び３については、肉盛層が均一に形成できず、ムラのある肉盛層となった。 With respect to the self-lubricating composite materials of these Examples and Comparative Examples, a build-up layer was formed on the surface of the base material by a laser welding method. However, in Comparative Examples 2 and 3 in which the metal powder material was 20%, the build-up layers could not be formed uniformly, resulting in uneven build-up layers.
また、上記各実施例及び比較例の材料を、母材（軟鋼）に対しプラズマ溶接法によって母材１５の表面に肉盛層１５ａを形成したサンプル片を作成した。プラズマ溶溶接の溶接条件を表３に示す。なお、得られたサンプル片は、それぞれ実施例サンプル９〜１６，比較例サンプル５〜８とした。
Further, using the materials of the above Examples and Comparative Examples, sample pieces were prepared by forming a build-up
これらの各実施例及び比較例の自己潤滑複合材について、プラズマ溶接法によっても、母材表面に肉盛層が形成された。ただし、レーザ溶接法と同様に、金属粉末材料が２０％である比較例２及び３については、肉盛層が均一に形成できず、ムラのある肉盛層となった。 With respect to the self-lubricating composite materials of these Examples and Comparative Examples, a build-up layer was formed on the surface of the base material also by the plasma welding method. However, as in the case of the laser welding method, in Comparative Examples 2 and 3 in which the metal powder material was 20%, the build-up layers could not be formed uniformly, resulting in uneven build-up layers.
（摩耗試験１：円筒突合せ式摩耗試験）
上記のようにして得られた実施例サンプル１〜８及び比較例サンプル１〜４を用いて、図３に示すように試験機に固定し、一定負荷で相手材２（Ｓ４５Ｃ）を押しつけた状態で回転させ、摩擦傾数を求めた。また、試験前後の外観状況を比較した。実験条件は、表４に示す通りである。
(Wear test 1: Cylindrical butt wear test)
Using the example samples 1 to 8 and the comparative examples 1 to 4 obtained as described above, the sample was fixed to a testing machine as shown in FIG. 3, and the mating material 2 (S45C) was pressed with a constant load. And the frictional gradient was determined. The appearance before and after the test was compared. The experimental conditions are as shown in Table 4.
実施例サンプルはいずれも、摩擦係数の増加が確認できなかった。一方で、比較例サンプルは、試験途中に焼き付けが生じ、摩擦係数が増加した。また、試験後の試験片及び相手材の表面状態を視認したところ、実施例サンプルには、いずれも焼き付けが確認されなかった。 No increase in the coefficient of friction could be confirmed in any of the example samples. On the other hand, in the comparative sample, burning occurred during the test, and the coefficient of friction increased. Further, when the surface conditions of the test piece and the mating material after the test were visually checked, no burning was confirmed in any of the example samples.
（摩耗試験２：ピンオンディスク摩耗試験）
上記のようにして得られた実施例サンプル及び比較例サンプル１を用いて、図４に示すように、一定負荷で相手材３（エメリー紙４を貼り付けた回転ディスク）に押しつけた状態で、回転ディスクを回転させ、肉盛り層の摩耗量を求めた。実験条件は、表５に示す通りである。試験結果を表６に示す。
(Wear test 2: Pin-on-disk wear test)
Using the example sample and the comparative example sample 1 obtained as described above, as shown in FIG. The rotating disk was rotated to determine the amount of wear of the overlay. The experimental conditions are as shown in Table 5. Table 6 shows the test results.
（摩擦係数）
実施例２，３，６及び比較例１のサンプルについて、摩擦係数を測定した。摩擦係数の測定は、図３に示す円筒突合せ式摩耗試験機において、表面から１５ｍｍの深さに熱電対を埋め込み、当該熱電対の温度に基づいて計測した。なお、試験条件は、回転側試験片の回転数が５５０ｒｐｍ、突き合わせ荷重が１０ｋｇ／ｃｍ2、突合せ面はドライの状態で行い、６０秒後の温度に基づいて摩擦係数を計測した。結果は、表７の通りであった。
(Coefficient of friction)
The friction coefficients of the samples of Examples 2, 3, and 6 and Comparative Example 1 were measured. The coefficient of friction was measured based on the temperature of the thermocouple by embedding a thermocouple at a depth of 15 mm from the surface in a cylindrical butt-type abrasion tester shown in FIG. The test conditions were as follows: the rotational speed of the rotating test piece was 550 rpm, the butt load was 10 kg / cm 2 , the butt surface was dry, and the friction coefficient was measured based on the temperature after 60 seconds. The results were as shown in Table 7.
上記摩耗試験の結果によれば、本実施形態にかかる実施例サンプルは、焼き付きを防止し、また、耐摩耗性にも優れていることが分かった。これは、グラファイトの表面に金属を塗布又はタングステンクラッドすることにより、グラファイト表面の金属がバリアとなりグラファイトの劣化を防ぐことができ、グラファイトとＮｂＣ，ＷＣ，ＺｒＣなどの耐摩耗用炭化物とを共に共存させた肉盛層を形成することができるためと考えられる。 According to the results of the abrasion test, it was found that the example samples according to the present embodiment prevent seizure and have excellent abrasion resistance. This is because the metal on the graphite surface becomes a barrier and prevents the deterioration of graphite by coating the metal on the surface of the graphite or cladding with tungsten, and the graphite coexists with the wear-resistant carbide such as NbC, WC and ZrC. It is considered that the overlaid layer can be formed.
また、実施例サンプル２，３，６，７に示すように、グラファイト材料の粒径及び表面にＷクラッド又はＮｉメッキを付した双方の実施例において、自己潤滑性の確保及び焼き付きの防止に効果があることが分かった。 In addition, as shown in Examples 2, 3, 6, and 7, both the particle diameter of the graphite material and the W-clad or Ni-plated surface are effective in securing self-lubricating properties and preventing seizure. I found that there was.
一方で、比較例サンプル１に示すように、グラファイト材料及び金属炭化物を含まない肉盛層は、焼き付き防止及び耐摩耗性に優れたものとはならなかった。また、金属粉末材料が２０％の比較例サンプル２及び３は、焼き付き防止及び耐摩耗性の向上には効果が表れたが、肉盛層をムラなく形成することが困難であった
比較例サンプル４に示すように、グラファイト材料は、体積％で２０％より少なくなると、自己潤滑性に劣り、焼き付きなどが発生することが分かった。
On the other hand, as shown in Comparative Example Sample 1, the cladding layer containing no graphite material and no metal carbide did not have excellent seizure prevention and abrasion resistance. In
また、実施例１乃至５との比較に示すように、金属炭化物を含めることで、耐摩耗性を向上させることができ、その分量の増加とともに、耐摩耗性が向上することが分かった。 Also, as shown in comparison with Examples 1 to 5, it was found that the wear resistance was improved by including the metal carbide, and the wear resistance was improved with the increase in the amount.
また、摩擦係数についても、潤滑材料を３０％以上含めることで、潤滑材料を含まない比較例１に比べて約半分の数値となることが判明した。すなわち、金属粉末材料に、グラファイトなどから構成された潤滑剤量を追加することで、摩擦係数を小さくすることができ、焼き付き、耐摩耗性の向上を図ることが分かった。また、潤滑材料は自己潤滑材料であるグラファイトの表面にタングステンクラッドなどの手段を施すことにより、自己潤滑剤と炭化物形成元素との反応を抑制することができ、肉盛層中に含めることができる。 It was also found that the friction coefficient was reduced to about half when the lubricating material was included in an amount of 30% or more as compared with Comparative Example 1 not including the lubricating material. That is, it was found that by adding an amount of a lubricant composed of graphite or the like to the metal powder material, the friction coefficient could be reduced, and the seizure and wear resistance were improved. The lubricating material can suppress the reaction between the self-lubricating agent and the carbide-forming element by applying means such as tungsten cladding to the surface of graphite, which is a self-lubricating material, and can be included in the build-up layer. .
以上説明したように、本実施形態にかかる自己潤滑複合材を用いた肉盛層は、グラファイトの表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドすることで、自己潤滑剤表面の金属がバリアとなり自己潤滑剤の劣化を防ぐことができる。また、肉盛層の形成にレーザ溶接法又はプラズマ溶接法を用いることで、施工中に溶剤にかかる温度を低く抑えることができ、グラファイトの分解と耐摩耗用の炭化物と反応を制御することができる。 As described above, the build-up layer using the self-lubricating composite material according to the present embodiment has a structure in which at least one of Ni and Cr is applied to the surface of graphite or tungsten-clad, thereby reducing the metal on the surface of the self-lubricating agent. It becomes a barrier and can prevent deterioration of the self-lubricating agent. In addition, by using laser welding or plasma welding to form the build-up layer, the temperature applied to the solvent during construction can be kept low, and the decomposition of graphite and the reaction with carbides for wear resistance can be controlled. it can.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、
することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in various other modes. For example,
can do.
また、上記実施形態は、自己潤滑材粉末として、グラファイト粉末を用いているが、
ことができる。
In the above embodiment, the graphite powder is used as the self-lubricating powder.
be able to.
本発明の自己潤滑複合材は、母材の表面に肉盛り加工することにより、滑り軸受やガイドローラに用いることで、自己潤滑性、耐摩耗性などを向上させることができる。 The self-lubricating composite material of the present invention can improve the self-lubricating property, wear resistance and the like by being used for a sliding bearing and a guide roller by performing a build-up process on the surface of the base material.
１ サンプル片
２ 相手材
３ 相手材
４ エメリー紙
１０ 溶接トーチ
１１ 中心孔
１２ タングステン電極
１３ 粉末供給孔
１４ ガス供給孔
１５ 母材
１５ａ 肉盛層
１６ 電源
１７ レーザ
１８ シールドガス供給孔
１９ シールドガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
自己潤滑剤粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドした潤滑材料と、
を有し、基材金属中に分散させたことを特徴とする自己潤滑複合材。 A metal powder material using a Ni, Co, Cu base metal or an alloy thereof;
A lubricating material in which at least one of Ni and Cr is applied or tungsten clad on the surface of the self-lubricating powder;
And a self-lubricating composite material dispersed in a base metal.
自己潤滑剤粉末の表面にＮｉ，Ｃｒの少なくとも１つを塗布又はタングステンクラッドした潤滑材料と、
ＮｂＣ，ＷＣ，ＺｒＣの少なくとも１つの炭化物から構成される金属炭化物を、
基材の溶融プール上に落下させて肉盛層を形成させることを特徴とする、肉盛層の形成方法。 A metal powder material using a Ni, Co, Cu base metal or an alloy thereof;
A lubricating material in which at least one of Ni and Cr is applied or tungsten clad on the surface of the self-lubricating powder;
A metal carbide composed of at least one carbide of NbC, WC and ZrC;
A method for forming a build-up layer, wherein the build-up layer is formed by dropping the material on a molten pool of a base material.
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