JP2516645B2 - 硬化肉盛溶接用複合ワイヤ - Google Patents
硬化肉盛溶接用複合ワイヤInfo
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- JP2516645B2 JP2516645B2 JP62240674A JP24067487A JP2516645B2 JP 2516645 B2 JP2516645 B2 JP 2516645B2 JP 62240674 A JP62240674 A JP 62240674A JP 24067487 A JP24067487 A JP 24067487A JP 2516645 B2 JP2516645 B2 JP 2516645B2
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- Japan
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- welding
- composite wire
- wear resistance
- hardfacing
- hardfacing welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭，石炭岩，高炉スラグ等の粉砕ミルのロ
ール，ブルリングの製作に使用される硬化肉盛溶接用複
合ワイヤに関する。
ール，ブルリングの製作に使用される硬化肉盛溶接用複
合ワイヤに関する。
〔従来の技術〕 石炭や石灰岩などの粉砕ロールにおいては、耐摩耗性
が要求されることから、ニハード鋳鉄，高クロム鋳鉄等
の鋳造品が主に使用されているが、鋳造時の割れ、引け
巣等の欠陥を生じ易く製品としての歩留りが非常に悪
い。また最近では粉砕能力向上のために粉砕機は大型化
されつつあるが、特に大型の粉砕ロールの製作は現在の
鋳造技術では困難であつた。
が要求されることから、ニハード鋳鉄，高クロム鋳鉄等
の鋳造品が主に使用されているが、鋳造時の割れ、引け
巣等の欠陥を生じ易く製品としての歩留りが非常に悪
い。また最近では粉砕能力向上のために粉砕機は大型化
されつつあるが、特に大型の粉砕ロールの製作は現在の
鋳造技術では困難であつた。
また、この業界においてはさらに耐用度の優れた粉砕
ロールが強く望まれている。そのため、最近では普通鋳
鋼品の表面に硬化肉盛溶接を施したいわゆる肉盛ロール
が採用されるようになつてきた。このような硬化肉盛溶
接を行うための溶接材料としては種々のものがあるが、
主として高クロム鋳鉄系の溶接ワイヤが使用されてい
る。しかし、一般市販の高クロム鋳鉄系溶接ワイヤでは
１〜３層肉盛溶接用に設計されており、肉盛厚みを20mm
以上にすると剥離を生じたり、期待される耐用度が得ら
れない等の欠点を有し、目的性能が得られないのが現状
であつた。
ロールが強く望まれている。そのため、最近では普通鋳
鋼品の表面に硬化肉盛溶接を施したいわゆる肉盛ロール
が採用されるようになつてきた。このような硬化肉盛溶
接を行うための溶接材料としては種々のものがあるが、
主として高クロム鋳鉄系の溶接ワイヤが使用されてい
る。しかし、一般市販の高クロム鋳鉄系溶接ワイヤでは
１〜３層肉盛溶接用に設計されており、肉盛厚みを20mm
以上にすると剥離を生じたり、期待される耐用度が得ら
れない等の欠点を有し、目的性能が得られないのが現状
であつた。
本発明は、上記問題点を解決しようとするものであ
り、その目的は20mm以上の厚肉に多層肉盛溶接ができ、
従来の硬質鋳鉄よりも耐摩耗性が優れる肉盛溶接金属を
得ることのできる硬化肉盛溶接用複合ワイヤを提供する
ことにある。
り、その目的は20mm以上の厚肉に多層肉盛溶接ができ、
従来の硬質鋳鉄よりも耐摩耗性が優れる肉盛溶接金属を
得ることのできる硬化肉盛溶接用複合ワイヤを提供する
ことにある。
本発明は、低炭素鋼フープと充填材からなる粉砕ミル
の硬化肉盛溶接用複合ワイヤにおいて、その充填材の化
学成分が重量％でC;5〜７％,Si;2％以下,Mn;0.3〜2.5
％,Cr;20〜30％を含有し、さらにMo;1〜５％,Nb;4〜８
％,V;2〜８％,B;0.2〜0.4％の元素の少なくとも２種以
上を含有し、かつAl＋Ti;0.05〜１％を必須元素として
含有し残部をFeとしてなることを特徴とする粉砕ミルの
硬化肉盛溶接用複合ワイヤである。
の硬化肉盛溶接用複合ワイヤにおいて、その充填材の化
学成分が重量％でC;5〜７％,Si;2％以下,Mn;0.3〜2.5
％,Cr;20〜30％を含有し、さらにMo;1〜５％,Nb;4〜８
％,V;2〜８％,B;0.2〜0.4％の元素の少なくとも２種以
上を含有し、かつAl＋Ti;0.05〜１％を必須元素として
含有し残部をFeとしてなることを特徴とする粉砕ミルの
硬化肉盛溶接用複合ワイヤである。
上記各成分の範囲は次の理由による。
C:炭素はこの成分系の主要元素であり、Cr,Mo,Nb,V,B
等の炭化物形成元素と結合して高硬度の炭化物を析出
し、耐摩耗性の向上に寄与するが、５％未満の含有量で
は炭化物の析出が少なく、粉砕ロールとしての十分な耐
摩耗性を有することができず、また７％を超えると炭化
物の析出量が過多となり、肉盛層の剥離が生じ易くなる
ので、５〜７％の範囲とする。
等の炭化物形成元素と結合して高硬度の炭化物を析出
し、耐摩耗性の向上に寄与するが、５％未満の含有量で
は炭化物の析出が少なく、粉砕ロールとしての十分な耐
摩耗性を有することができず、また７％を超えると炭化
物の析出量が過多となり、肉盛層の剥離が生じ易くなる
ので、５〜７％の範囲とする。
Si;Siは脱酸に有効な合金元素である。しかし、２％
よりも多い添加は溶接金属の靭性を低下させる傾向があ
るので２％以下とする。
よりも多い添加は溶接金属の靭性を低下させる傾向があ
るので２％以下とする。
Mn:Mnは脱酸に有効な合金元素であり脱酸効果を得る
には0.3％以上必要である。しかしMnはオーステナイト
化を促進する性質があり、2.5％より多くの添加はマト
リツクスの硬さ低下をきたし所定の耐摩耗性が得られな
くなるので0.3〜2.5％の範囲とする。
には0.3％以上必要である。しかしMnはオーステナイト
化を促進する性質があり、2.5％より多くの添加はマト
リツクスの硬さ低下をきたし所定の耐摩耗性が得られな
くなるので0.3〜2.5％の範囲とする。
Cr:Crは炭素と結合し硬さの高いクロム炭化物を析出
し耐摩耗性を増加させる合金元素である。Crの含有量が
20％未満では析出する炭化物量が少なく十分な耐摩耗性
を発揮することができず、また30％を超えると析出する
炭化物量が過多となつて溶接金属が脆化するので20〜30
％の範囲とする。
し耐摩耗性を増加させる合金元素である。Crの含有量が
20％未満では析出する炭化物量が少なく十分な耐摩耗性
を発揮することができず、また30％を超えると析出する
炭化物量が過多となつて溶接金属が脆化するので20〜30
％の範囲とする。
Mo:Moは炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させ、また
マトリックスの靭性を高める。マトリックスの靭性を高
めるためには１％以上の添加が必要であるが、炭化物形
成元素として他の元素の方が効果があるので経済的な面
から１〜５％の範囲とする。
マトリックスの靭性を高める。マトリックスの靭性を高
めるためには１％以上の添加が必要であるが、炭化物形
成元素として他の元素の方が効果があるので経済的な面
から１〜５％の範囲とする。
Nb:Nbは炭素との親和力が大きく炭化物を形成し耐摩
耗性を向上させる元素である。しかし４％未満であれば
炭化物の析出量が少なく十分な特性を発揮することがで
きず、また８％を超える場合はNb添加量に比してその効
果があまり認められなくなるので経済性の面から４〜８
％の範囲とする。
耗性を向上させる元素である。しかし４％未満であれば
炭化物の析出量が少なく十分な特性を発揮することがで
きず、また８％を超える場合はNb添加量に比してその効
果があまり認められなくなるので経済性の面から４〜８
％の範囲とする。
V:Vは炭素との親和力が大きく、炭化物を生成し耐摩
耗性を向上させる有効な合金元素である。しかし２％未
満であれば炭化物の析出量が少なく十分な特性を発揮す
ることができず、また８％を超えるとＶ添加量に比して
その効果があまり認められなくなるとともに溶接作業性
の劣化が著しくなるので２〜８％の範囲とする。
耗性を向上させる有効な合金元素である。しかし２％未
満であれば炭化物の析出量が少なく十分な特性を発揮す
ることができず、また８％を超えるとＶ添加量に比して
その効果があまり認められなくなるとともに溶接作業性
の劣化が著しくなるので２〜８％の範囲とする。
B:Bは高硬度のほう化物を析出しマトリツクスを硬化
させ耐摩耗性を向上させる有効な元素である。しかし、
0.2％未満ではその効果があまり認められず、また0.4％
を超える場合は溶接金属の靭性が劣化するとともに溶接
作業性の劣化が著しくなるので、0.2〜0.4％の範囲とす
る。
させ耐摩耗性を向上させる有効な元素である。しかし、
0.2％未満ではその効果があまり認められず、また0.4％
を超える場合は溶接金属の靭性が劣化するとともに溶接
作業性の劣化が著しくなるので、0.2〜0.4％の範囲とす
る。
なおMo;1〜５％,Nb;4〜８％,V;2〜８％,B;0.2〜0.4％
は、実験の結果、このうちの少なくとも２種以上が必要
であることを確認した。
は、実験の結果、このうちの少なくとも２種以上が必要
であることを確認した。
Al＋Ti:Al＋Tiは高クロム鋳鉄系の多層肉盛溶接を可
能とした重要な元素である。しかし、0.05％未満では十
分な特性を発揮することができず、多層肉盛溶接すると
剥離を生じ易く、また１％を超えると溶接金属の靭性が
劣化するので0.05〜１％の範囲とする。なお、ここにお
いてAlまたはTiは０でもよい。
能とした重要な元素である。しかし、0.05％未満では十
分な特性を発揮することができず、多層肉盛溶接すると
剥離を生じ易く、また１％を超えると溶接金属の靭性が
劣化するので0.05〜１％の範囲とする。なお、ここにお
いてAlまたはTiは０でもよい。
本発明で特に硬化肉盛溶接用ワイヤとして低炭素鋼の
フープと充填材よりなる複合ワイヤを採用しているのは
上記のような合金組成の高い材料は加工しにくいため、
ソリッドワイヤの製造が困難であるが複合ワイヤによれ
ば充填剤の成分を調整することによつて比較的その製造
が容易であるという理由と複合ワイヤにすれば、周知の
ように半自動溶接用にも、また自動溶接用にも使用可能
であり、その溶接能率を向上することが可能であるとい
う理由によるものである。
フープと充填材よりなる複合ワイヤを採用しているのは
上記のような合金組成の高い材料は加工しにくいため、
ソリッドワイヤの製造が困難であるが複合ワイヤによれ
ば充填剤の成分を調整することによつて比較的その製造
が容易であるという理由と複合ワイヤにすれば、周知の
ように半自動溶接用にも、また自動溶接用にも使用可能
であり、その溶接能率を向上することが可能であるとい
う理由によるものである。
なお、本発明の硬化肉盛溶接用複合ワイヤの断面形状
として、第１図の（ａ）〜（ｅ）に示すような任意の形
状を採ることが可能である。
として、第１図の（ａ）〜（ｅ）に示すような任意の形
状を採ることが可能である。
第１表は種々の高炭素、高クロム系複合ワイヤを試作
し、多層肉盛溶接試験と衝撃試験を行つた結果を示すも
のである。複合ワイヤのワープには、JIS G3141に規定
されている冷間圧延鋼帯SPCCを用い、その厚さは0.4m
m、幅は16mmとした。なお、複合ワイヤフープには、上
記のSPCC以外にもSPCD,SPCEを用いることができる。
し、多層肉盛溶接試験と衝撃試験を行つた結果を示すも
のである。複合ワイヤのワープには、JIS G3141に規定
されている冷間圧延鋼帯SPCCを用い、その厚さは0.4m
m、幅は16mmとした。なお、複合ワイヤフープには、上
記のSPCC以外にもSPCD,SPCEを用いることができる。
複合ワイヤは直径4.0mmとし、多層肉盛溶接は直径350
mmの鋼管表面にサブマージアーク溶接により40mm高さ肉
盛溶接した。その時の溶接条件は溶接電流430A,溶接電
圧33V,溶接速度600mm/minとした。衝撃試験は4kgの鋼製
ハンマを6m/sの速度で30回肉盛溶接部表面に衝突させて
行つた。なお、複合ワイヤの充填率は、添加する合金成
分の量に応じて42〜48％の範囲で選択した。
mmの鋼管表面にサブマージアーク溶接により40mm高さ肉
盛溶接した。その時の溶接条件は溶接電流430A,溶接電
圧33V,溶接速度600mm/minとした。衝撃試験は4kgの鋼製
ハンマを6m/sの速度で30回肉盛溶接部表面に衝突させて
行つた。なお、複合ワイヤの充填率は、添加する合金成
分の量に応じて42〜48％の範囲で選択した。
第１表に示されるように、Cr量が30％を超すと耐衝撃
性が劣化し（試番１参照）、Ｇ量が７％を超すと多層肉
盛溶接によつて一部剥離が発生する（試番４参照）。ま
たAl＋Ti量が0.05％以下では多層肉溶接によつて剥離が
発生するため、厚肉の多層肉盛溶接はできない（試番5,
6参照）。一方、Al＋Ti量が１％を超すと多層肉盛溶接
部の耐衝撃性が劣化する（試番９参照）。また、Ｂ量が
0.4％以上では多層肉盛溶接部の耐衝撃性が劣化し（試
番11参照）、Si量が２％を超しても多層肉盛溶接部の耐
衝撃性が劣下する（試番13参照）。
性が劣化し（試番１参照）、Ｇ量が７％を超すと多層肉
盛溶接によつて一部剥離が発生する（試番４参照）。ま
たAl＋Ti量が0.05％以下では多層肉溶接によつて剥離が
発生するため、厚肉の多層肉盛溶接はできない（試番5,
6参照）。一方、Al＋Ti量が１％を超すと多層肉盛溶接
部の耐衝撃性が劣化する（試番９参照）。また、Ｂ量が
0.4％以上では多層肉盛溶接部の耐衝撃性が劣化し（試
番11参照）、Si量が２％を超しても多層肉盛溶接部の耐
衝撃性が劣下する（試番13参照）。
第１表から厚肉の多層肉盛溶接が可能で、その溶接部
の耐衝撃性が劣下しない化学成分範囲が明らかとなる。
の耐衝撃性が劣下しない化学成分範囲が明らかとなる。
第２表は種々の高炭素、高クロム系複合ワイヤによる
多層肉盛溶接部の摩耗試験結果を示すものである。摩耗
試験は、摩耗試験用に製作した小形ローラミルロールの
表面に第２表に示した複合ワイヤによつて多層肉盛溶接
を行い、これを200時間の石炭粉砕試験に供し、摩耗し
た部分の最大深さを計測した。
多層肉盛溶接部の摩耗試験結果を示すものである。摩耗
試験は、摩耗試験用に製作した小形ローラミルロールの
表面に第２表に示した複合ワイヤによつて多層肉盛溶接
を行い、これを200時間の石炭粉砕試験に供し、摩耗し
た部分の最大深さを計測した。
第２表により、Ｃ量が５％以上,Cr量20％以上,Moは１
％以上,Nbは４％以上,Vは２％以上,Bは0.2％以上が耐摩
耗性を確保するために必要であることがわかる。また、
Mo,Nb,V及びＢのうち少なくとも２種以上の添加が耐摩
耗性を確保するために必要であることがわかる。
％以上,Nbは４％以上,Vは２％以上,Bは0.2％以上が耐摩
耗性を確保するために必要であることがわかる。また、
Mo,Nb,V及びＢのうち少なくとも２種以上の添加が耐摩
耗性を確保するために必要であることがわかる。
〔発明の効果〕 以上のように本発明の効果肉盛溶接用複合ワイヤは厚
肉の多層肉盛溶接を可能とし、かつ耐衝撃性及び耐摩耗
性にも優れ、石炭，スラグ等の粉砕ミルのロールやプル
リング等の製作等に適用することによつて摩耗寿命を著
しく延長し、信頼性も高いことから産業上非常に有効で
ある。
肉の多層肉盛溶接を可能とし、かつ耐衝撃性及び耐摩耗
性にも優れ、石炭，スラグ等の粉砕ミルのロールやプル
リング等の製作等に適用することによつて摩耗寿命を著
しく延長し、信頼性も高いことから産業上非常に有効で
ある。
第１図は本発明硬化肉盛溶接用複合ワイヤの採り得る形
状の断面図を示す。
状の断面図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 納富 啓 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 東 雅弘 兵庫県尼崎市昭和通２丁目２番27号 (72)発明者 江本 幸朗 兵庫県尼崎市昭和通２丁目２番27号 (56)参考文献 特開 昭60−12296（ＪＰ，Ａ) 特公 昭41−9167（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭43−9822（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】低炭素鋼フープと充填材からなる粉砕ミル
の硬化肉盛溶接用複合ワイヤにおいて、その充填材の化
学成分が重量％で、C:5〜７％、Si:2％以下、Mn:0.3〜
2.5％、Cr:20〜30％含有し、さらに、Mo:1〜５％、Nb:4
〜８％、V:2〜８％、B:0.2〜0.4％の元素の少なくとも
２種以上を含有し、かつ、Al＋Ti:0.05〜１％を必須成
分として含有し、残部をFeとしてなることを特徴とする
粉砕ミルの硬化肉盛溶接用複合ワイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240674A JP2516645B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 硬化肉盛溶接用複合ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62240674A JP2516645B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 硬化肉盛溶接用複合ワイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6483397A JPS6483397A (en) | 1989-03-29 |
| JP2516645B2 true JP2516645B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17063018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62240674A Expired - Lifetime JP2516645B2 (ja) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | 硬化肉盛溶接用複合ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2516645B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102335798A (zh) * | 2011-08-31 | 2012-02-01 | 吉林大学 | 一种高铬合金铸铁堆焊新材料 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4923221B2 (ja) * | 2006-05-12 | 2012-04-25 | 株式会社イー・エム・テクノ | 磁性素子 |
| US8186564B1 (en) * | 2011-01-07 | 2012-05-29 | Exedy America Corporation | Brazing preform manufacture |
| CN102152020B (zh) * | 2011-01-31 | 2013-05-08 | 山东博润工业技术股份有限公司 | 一种低碳钢表面粉末埋弧堆焊用涂覆粉末及其应用方法 |
| US9475154B2 (en) | 2013-05-30 | 2016-10-25 | Lincoln Global, Inc. | High boron hardfacing electrode |
| CN103785970B (zh) * | 2014-01-23 | 2016-06-08 | 江苏科技大学 | 一种钒铌复合强化耐磨堆焊用无渣自保护药芯焊丝 |
| CN106271204B (zh) * | 2016-08-31 | 2019-07-12 | 北京智双科技发展有限公司 | 一种用于钻具耐磨带堆焊的含钛药芯焊丝 |
| CN107775211B (zh) * | 2017-09-01 | 2020-04-03 | 苏州优霹耐磨复合材料有限公司 | 一种用于耐磨硬面堆焊的药芯焊丝 |
| CN116275682B (zh) * | 2023-05-25 | 2023-09-08 | 西安热工研究院有限公司 | 原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592596A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-09 | Toshiba Corp | 超電導発電機の初期励磁装置 |
| JPS5916952A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-28 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性にすぐれたＦｅ基焼結材料 |
| JPS5941451A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-07 | Mitsubishi Metal Corp | 自己潤滑性を有する耐摩耗性Ｆｅ基焼結合金 |
| JPS59141396A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-14 | Nippon Steel Corp | 潜弧溶接用高クロム鉄系チユ−ブワイヤ |
| JPS6012296A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-22 | Sumikin Yousetsubou Kk | サブマージアーク硬化肉盛溶接用複合ワイヤ |
| JPS613870A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-09 | Hitachi Metals Ltd | 耐摩耗部品およびその製造方法 |
| JPS61283489A (ja) * | 1985-06-06 | 1986-12-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 肉盛溶接用複合ワイヤ |
-
1987
- 1987-09-28 JP JP62240674A patent/JP2516645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102335798A (zh) * | 2011-08-31 | 2012-02-01 | 吉林大学 | 一种高铬合金铸铁堆焊新材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6483397A (en) | 1989-03-29 |
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