JP2597108B2 - 耐摩耗部材 - Google Patents
耐摩耗部材Info
- Publication number
- JP2597108B2 JP2597108B2 JP62260678A JP26067887A JP2597108B2 JP 2597108 B2 JP2597108 B2 JP 2597108B2 JP 62260678 A JP62260678 A JP 62260678A JP 26067887 A JP26067887 A JP 26067887A JP 2597108 B2 JP2597108 B2 JP 2597108B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear
- build
- boron carbide
- layer
- graphite particles
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧延ロール，ガイドローラ等として有用な
高硬度・潤滑性による改良された耐摩耗性を有すると共
に、良好な強靭性を備えた耐摩耗部材に関する。
高硬度・潤滑性による改良された耐摩耗性を有すると共
に、良好な強靭性を備えた耐摩耗部材に関する。
圧延ロール、ガイドローラまたはサイドガイドプレー
ト等の耐摩耗性を必要とする構造部材として、従来より
高Ｃ高Cr系鋳鉄、例えば高C13Cr系耐摩耗鋳鉄（C:2.4〜
3.6％,Si:1％以下,Cr:11〜15％,Mo:3％以下,Ni:1.5％以
下,Cu:1.2％以下，残部Fe）、高C27Cr系耐摩耗鋳鉄（C:
2.3〜2.9％,Si:0.5〜1.5％,Mn:0.5〜1.5％,Cr:24〜28
％,Ni:0.2％以下,Mo:1.2％以下，残部Fe）等が使用され
てきた。これらの高Ｃ高Cr系鋳鉄は、オーステナイトお
よびマルテンサイト基地による高い硬度を有し、比較的
良好な耐摩耗性を示す。
ト等の耐摩耗性を必要とする構造部材として、従来より
高Ｃ高Cr系鋳鉄、例えば高C13Cr系耐摩耗鋳鉄（C:2.4〜
3.6％,Si:1％以下,Cr:11〜15％,Mo:3％以下,Ni:1.5％以
下,Cu:1.2％以下，残部Fe）、高C27Cr系耐摩耗鋳鉄（C:
2.3〜2.9％,Si:0.5〜1.5％,Mn:0.5〜1.5％,Cr:24〜28
％,Ni:0.2％以下,Mo:1.2％以下，残部Fe）等が使用され
てきた。これらの高Ｃ高Cr系鋳鉄は、オーステナイトお
よびマルテンサイト基地による高い硬度を有し、比較的
良好な耐摩耗性を示す。
しかし、圧延ロール等のように厚肉・大型サイズの部
材の場合は、鋳造時の冷却凝固速度が緩慢となることに
より、オーステナイトおよびマルテンサイト基地を確保
することが困難となり、硬度の不足とそれによる耐摩耗
性の不足をきたす。また、硬度の高いマルテンサイト基
地を有する場合でも、使用条件によっては必ずしも十分
な耐摩耗性を保証することができない。更に、硬質耐摩
耗材料の通性として靭性に乏しく、機械衝撃が加わる用
途に供される部材である場合は、設計上の制約を受ける
ことが多い。
材の場合は、鋳造時の冷却凝固速度が緩慢となることに
より、オーステナイトおよびマルテンサイト基地を確保
することが困難となり、硬度の不足とそれによる耐摩耗
性の不足をきたす。また、硬度の高いマルテンサイト基
地を有する場合でも、使用条件によっては必ずしも十分
な耐摩耗性を保証することができない。更に、硬質耐摩
耗材料の通性として靭性に乏しく、機械衝撃が加わる用
途に供される部材である場合は、設計上の制約を受ける
ことが多い。
本発明は上記に鑑み、従来の高Ｃ高Cr系鋳鉄を凌ぐ高
い摩耗抵抗性を有し、かつ靭性を備えた耐摩耗部材を提
供しようとするものである。
い摩耗抵抗性を有し、かつ靭性を備えた耐摩耗部材を提
供しようとするものである。
本発明の耐摩耗部材は、13Cr系マルテンサイト型ステ
ンレス鋼からなるマトリックスに、分散相として１〜20
重量％の炭化硼素安定化グラファイト粒が混在する複合
組織を有する溶接肉盛層または溶射肉盛層で部材表面を
被覆してなるものである。
ンレス鋼からなるマトリックスに、分散相として１〜20
重量％の炭化硼素安定化グラファイト粒が混在する複合
組織を有する溶接肉盛層または溶射肉盛層で部材表面を
被覆してなるものである。
本発明の耐摩耗部材の被覆保護層である複合組織を有
する肉盛層（複合肉盛層）のマトリックスは、13Cr系ス
テンレス鋼からなるマルテンサイト組織を有し、それ自
身高硬度であり、これに混在するグラファイト粒の分散
強化作用とが相まって従来の高Ｃ高Cr系鋳鉄製部材を凌
ぐ高い硬度を有し、かつグラファイト粒の分散による適
度の潤滑性が与えられ、これらの相乗効果として卓抜し
た摩耗抵抗性を示す。
する肉盛層（複合肉盛層）のマトリックスは、13Cr系ス
テンレス鋼からなるマルテンサイト組織を有し、それ自
身高硬度であり、これに混在するグラファイト粒の分散
強化作用とが相まって従来の高Ｃ高Cr系鋳鉄製部材を凌
ぐ高い硬度を有し、かつグラファイト粒の分散による適
度の潤滑性が与えられ、これらの相乗効果として卓抜し
た摩耗抵抗性を示す。
本発明の耐摩耗部材の複合肉盛層は、マトリックスと
なる13Cr系鋳鋼の粉末と、炭化硼素（B4C）安定化グラ
ファイト粒からなる粉末混合物を肉盛材料として、溶接
肉盛法、溶射法等により基材の表面に形成される。
なる13Cr系鋳鋼の粉末と、炭化硼素（B4C）安定化グラ
ファイト粒からなる粉末混合物を肉盛材料として、溶接
肉盛法、溶射法等により基材の表面に形成される。
炭化硼素安定化グラファイト粒は、グラファイトにB4
Cを約５重量％以上（通常５〜50重量％）含有させると
こにより、グラファイトを化学的・物理的に安定化させ
たものである。分散相粒子として、炭化硼素安定化グラ
ファイト粒を使用することとしたのは、溶接肉盛法等に
よる複合肉盛層の形成工程におけるグラファイト粒の劣
化・消耗（分解，酸化，マトリックス金属中への溶解
等）を抑制防止するためである。通常のグラファイト粒
を用いたのでは、肉盛層形成工程においてグラファイト
粒の少なからぬ量が劣化・消耗するが、炭化硼素安定化
グラファイト粒の使用により、そのような不具合をきた
すことなく、所期の複合組織を有する肉盛層を形成する
ことが可能となる。
Cを約５重量％以上（通常５〜50重量％）含有させると
こにより、グラファイトを化学的・物理的に安定化させ
たものである。分散相粒子として、炭化硼素安定化グラ
ファイト粒を使用することとしたのは、溶接肉盛法等に
よる複合肉盛層の形成工程におけるグラファイト粒の劣
化・消耗（分解，酸化，マトリックス金属中への溶解
等）を抑制防止するためである。通常のグラファイト粒
を用いたのでは、肉盛層形成工程においてグラファイト
粒の少なからぬ量が劣化・消耗するが、炭化硼素安定化
グラファイト粒の使用により、そのような不具合をきた
すことなく、所期の複合組織を有する肉盛層を形成する
ことが可能となる。
複合肉盛層における炭化硼素安定化グラファイト粒の
占める割合（混在比率）は１〜20重量％とする。１重量
％を下限とするのは、それより少ないと、炭化硼素安定
化グラファイト粒の分散効果である潤滑性および高硬度
化が不足するからであり、他方20重量％を上限とするの
は、それを超えると、潤滑性は増大するものの、肉盛層
の靭性の不足をきたすからである。炭化硼素安定化グラ
ブァイト粒の粒径は特に限定しないけれども、粒子分散
強化および潤滑性の均一化の点から、約20〜200μｍの
範囲が適当である。
占める割合（混在比率）は１〜20重量％とする。１重量
％を下限とするのは、それより少ないと、炭化硼素安定
化グラファイト粒の分散効果である潤滑性および高硬度
化が不足するからであり、他方20重量％を上限とするの
は、それを超えると、潤滑性は増大するものの、肉盛層
の靭性の不足をきたすからである。炭化硼素安定化グラ
ブァイト粒の粒径は特に限定しないけれども、粒子分散
強化および潤滑性の均一化の点から、約20〜200μｍの
範囲が適当である。
複合肉盛層のマトリックスを13Cr系ステンレス鋼とす
るのは、前記のように高硬度で強靭性のマルテンサイト
基地を得るためである。その好ましい鋼組成として、C:
0.01〜0.5％.Si:2％以下,Mn:2％以下,Cr:11〜15％,Ni:1
％以下,Mo:5％以下，残部Feからなるものが挙げられ
る。Ｃは、マトリックスを強化し、またマルテンサイト
組織を形成するための焼入れ性を高める元素である。但
し過度に増量するとマトリックスの靭性が低下する。Si
は脱酸元素、Mnは脱酸・脱硫元素である。Crは、マルテ
ンサイト組織の形成に不可欠な元素である。但し、過度
の増量はフェライト相の生成に因る硬度低下を招く。Ni
は靭性の改善に奏効する。この元素は高価であるので多
量の添加は経済性を損なう。Moは強度，耐摩耗性を高め
る元素である。但し過度の添加はδフェライトの生成に
よる脆化を招く。
るのは、前記のように高硬度で強靭性のマルテンサイト
基地を得るためである。その好ましい鋼組成として、C:
0.01〜0.5％.Si:2％以下,Mn:2％以下,Cr:11〜15％,Ni:1
％以下,Mo:5％以下，残部Feからなるものが挙げられ
る。Ｃは、マトリックスを強化し、またマルテンサイト
組織を形成するための焼入れ性を高める元素である。但
し過度に増量するとマトリックスの靭性が低下する。Si
は脱酸元素、Mnは脱酸・脱硫元素である。Crは、マルテ
ンサイト組織の形成に不可欠な元素である。但し、過度
の増量はフェライト相の生成に因る硬度低下を招く。Ni
は靭性の改善に奏効する。この元素は高価であるので多
量の添加は経済性を損なう。Moは強度，耐摩耗性を高め
る元素である。但し過度の添加はδフェライトの生成に
よる脆化を招く。
複合肉盛層により被覆保護される基材の材種は、目的
とする耐摩耗部材の用途、要求性能に応じて任意に選択
される。その基材と複合肉盛層との組合せ及び設計上要
求される基材表面の所要領域に対する複合肉盛層の肉盛
施工により、硬質耐摩耗材料の一般的通性である脆さを
解消し、高度の耐摩耗性と強靭性を備えた耐摩耗部材を
得ることができる。
とする耐摩耗部材の用途、要求性能に応じて任意に選択
される。その基材と複合肉盛層との組合せ及び設計上要
求される基材表面の所要領域に対する複合肉盛層の肉盛
施工により、硬質耐摩耗材料の一般的通性である脆さを
解消し、高度の耐摩耗性と強靭性を備えた耐摩耗部材を
得ることができる。
13Cr系ステンレス鋳鋼粉末〔C:0.2％,Si:0.6％,Mn:0.
6％,Cr:13％,Ni:0.3％,Mo:1％,Fe:Bal〕と、炭化硼素安
定化グラファイト粉末（B4C:グラファイト＝1:1,重量
比）との混合粉末を肉盛材料とし、基材（炭素鋼）の表
面に溶接肉盛を施工し、層厚約10mmの複合肉盛層を形成
した。炭化硼素安定化グラファイト粒の粒径は50μｍで
あり、複合組織中の混在比率は10重量％である。
6％,Cr:13％,Ni:0.3％,Mo:1％,Fe:Bal〕と、炭化硼素安
定化グラファイト粉末（B4C:グラファイト＝1:1,重量
比）との混合粉末を肉盛材料とし、基材（炭素鋼）の表
面に溶接肉盛を施工し、層厚約10mmの複合肉盛層を形成
した。炭化硼素安定化グラファイト粒の粒径は50μｍで
あり、複合組織中の混在比率は10重量％である。
上記供試材（as weld品）について機械性質、および
ロール接触摩耗試験法による比摩耗量の測定を行った。
試験結果を、従来材の高C13Cr系鋳鋼（2.9％ C−13.2％
Cr−１％ Mo）および高C27Cr系鋳鋼（2.4％ C−26.5％
Cr−0.9％ Mo）と比較して第１表に示す。発明例のも
のは、良好な強靭性を有すると共に、改良された高摩耗
抵抗性を有している。
ロール接触摩耗試験法による比摩耗量の測定を行った。
試験結果を、従来材の高C13Cr系鋳鋼（2.9％ C−13.2％
Cr−１％ Mo）および高C27Cr系鋳鋼（2.4％ C−26.5％
Cr−0.9％ Mo）と比較して第１表に示す。発明例のも
のは、良好な強靭性を有すると共に、改良された高摩耗
抵抗性を有している。
〔発明の効果〕 本発明の耐摩耗部材は、高硬度・潤滑性による卓抜し
た摩耗抵抗性を有し、かつ高硬質でありながら良好な靭
性を備えている。本発明の複合肉盛層で被覆される基材
の材質の選択は任意であるので、基材の材種の選択によ
り、用途・使用条件に応じた機械強度等を兼備させるこ
とができる。従って、本発明の耐摩耗部材は、これらの
諸特性が要求される構造部材、例えば圧延ロール、ガイ
ドローラ等として有用であり、これらの部材の耐久性の
向上，メンテナンスの軽減等に奏効するものである。
た摩耗抵抗性を有し、かつ高硬質でありながら良好な靭
性を備えている。本発明の複合肉盛層で被覆される基材
の材質の選択は任意であるので、基材の材種の選択によ
り、用途・使用条件に応じた機械強度等を兼備させるこ
とができる。従って、本発明の耐摩耗部材は、これらの
諸特性が要求される構造部材、例えば圧延ロール、ガイ
ドローラ等として有用であり、これらの部材の耐久性の
向上，メンテナンスの軽減等に奏効するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−275511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−12211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−118848（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−21551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−137909（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−104154（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−61916（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】13Cr系マルテンサイト型ステンレス鋼から
なるマトリックスに、分散相として１〜20重量％の炭化
硼素安定化グラファイト粒が混在する複合組織を有する
溶接肉盛層または溶射肉盛層で部材表面を被覆してなる
耐摩耗部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260678A JP2597108B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 耐摩耗部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260678A JP2597108B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 耐摩耗部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104407A JPH01104407A (ja) | 1989-04-21 |
| JP2597108B2 true JP2597108B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=17351254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62260678A Expired - Lifetime JP2597108B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 耐摩耗部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597108B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6023111A (en) * | 1997-05-20 | 2000-02-08 | Howa Machinery, Ltd. | Linear actuator |
| JP2003340511A (ja) * | 2002-05-27 | 2003-12-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温材搬送用ローラ |
| CN105736566A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-07-06 | 钱国臣 | 一种轨道导向装置 |
| CN105952787A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-09-21 | 青岛洼特帽业有限公司 | 一种可运行顺畅的轨道式导向结构 |
| CN105952793A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-09-21 | 青岛洼特帽业有限公司 | 一种新型导向装置 |
| CN107245713B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-02-26 | 中北大学 | 激光熔覆修复球墨铸铁轧辊表面用合金粉末 |
| EP3655184A4 (en) * | 2017-07-20 | 2021-05-26 | ESCO Group LLC | HARD SURFACE PRODUCTS INTENDED FOR ABRASIVE APPLICATIONS AND THEIR MANUFACTURING PROCESSES |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS517460B2 (ja) * | 1972-06-26 | 1976-03-08 | ||
| JPS51137909A (en) * | 1975-05-24 | 1976-11-29 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Vane(s) of rotary compressor |
| DE3147461C2 (de) * | 1981-12-01 | 1983-10-13 | Goetze Ag, 5093 Burscheid | Verschleißfeste Gußeisenlegierung hoher Festigkeit mit sphärolithischer Graphitausscheidung, ihr Herstellungsverfahren und ihre Verwendung |
| JPS62180043A (ja) * | 1986-02-01 | 1987-08-07 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐熱衝撃割れ感受性、耐食性および機械的性質にすぐれるオ−ステナイト・フエライト２相ステンレス鋳鋼 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62260678A patent/JP2597108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01104407A (ja) | 1989-04-21 |
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