JP4679942B2 - 熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末および熱間用金型 - Google Patents
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Description
その発明の要旨とするところは、
(1)質量%で、C:0.1%以下、Cr:10〜15%、Mo:8〜15%、W:5%以下、Co:15%以下、Al:1〜5%、Ti:1〜5%を含み、残部Niおよび不可避的不純物よりなることを特徴とする熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末。
(3)前記(1)または(2)に記載の成分組成において、S:0.005%以下に抑えたことを特徴とする熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末。
(4)前記(1)または(2)に記載の成分組成に加え、Nb:3%以下、Ta:6%以下とすることを特徴とする熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末。
(5)前記(1)〜(4)に記載の粉末を用いたことを特徴とする熱間用金型にある。
C:0.1%以下
Cは、結晶粒界にTi、Cr、Mo、W等と炭化物を形成し粒界強化を図るものである。しかし、0.1%を超えると粒内のTi、Cr、Mo、W濃度が低下し、耐力、耐酸化性に悪影響を及ぼす。従って、その上限を0.1%とした。
Crは、高温における耐酸化性を確保するため、10%以上の添加が必要である。しかし、15%を超えると脆性な金属間化合物が析出し延性が低下する。従って、その範囲を10〜15%とした。
Mo:8〜15%
Moは、γ相中に固溶し高温耐力を向上する効果、熱膨張係数を低くする効果をもつ元素である。しかし、8%未満ではその効果が小さく、また、15%を超えると脆性な金属間化合物が析出し延性が低下する。従って、その範囲を8〜15%とした。
Wは、γ相中に固溶し高温耐力を向上する効果、熱膨張係数を低くする効果があるため、5%以下の範囲で添加してもよい。しかし、5%を超えると脆性な金属間化合物が析出し延性が低下する。従って、その上限を5%とした。
Co:15%以下
Coは、延性を改善する効果をもつ元素である。しかし、15%を超えるとその効果が飽和し、コストアップとなる。従って、その上限を15%とした。
Alは、γ´相を形成し高温耐力を向上する元素である。しかし、1%未満では効果が十分でなく、また、5%を超えると延性が低下する。従って、その範囲を1〜5%とした。 Ti:1〜5%
Tiは、γ´相中のAlと置換しγ´相を強化する。しかし、1%未満ではその効果が十分でなく、また、5%を超えると延性が低下する。従って、その範囲を1〜5%とした。
Si、Mnは、肉盛時の湯流れ性をよくするが、しかし、0.5%を超えると酸化物等の介在物が析出し衝撃値等の機械特性を低下させる。従って、その上限をそれぞれ0.5%とした。
S:0.005%以下
Sは、0.005%以下に抑えることで、肉盛時の高温割れを抑制することができる。それ故に、その上限を0.005%とした。
Nb、Taは、γ´相中に固溶し、耐力を向上する効果がある。しかし、それぞれ3%、6%を超えると延性が低下する。従って、その上限をそれぞれ3%、6%とした。
上述したNi基肉盛粉体を用いて製造された熱間で使用される金型の代表例としては、例えばダイス、パンチ、マンドレル、ダイキャスト用金型、さらには、鍛造用マンマー等に使用される。
供試材として、25kgの母材をAr雰囲気中にて誘導溶解し、φ5のノズルから1600℃にて出湯し、Arガスでアトマイズし、表1に示す成分の粉末を得た。これを−250/+63μmに分級し低合金基材に粉体プラズマアーク肉盛溶接した(10層)。この肉盛層より引張試験片、熱膨張試験片を作製し、600℃−4hの熱処理を行った。引張試験(600℃)として、0.2%耐力(MPa)、および伸び(%)を、また、熱膨張特性(RT〜600℃)として、熱膨張係数を示す。その結果を表1に示す。
特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊
Claims (5)
- 質量%で、
C:0.1%以下、
Cr:10〜15%、
Mo:8〜15%、
W:5%以下、
Co:15%以下、
Al:1〜5%、
Ti:1〜5%
を含み、残部Niおよび不可避的不純物よりなることを特徴とする熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末。 - 請求項1に記載の成分組成に加え、Si:0.5%以下、Mn:0.5%以下とすることを特徴とする熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末。
- 請求項1または2に記載の成分組成において、S:0.005%以下に抑えたことを特徴とする熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末。
- 請求項1または2に記載の成分組成に加え、Nb:3%以下、Ta:6%以下とすることを特徴とする熱間で使用する金型用Ni基肉盛粉末。
- 請求項1〜4に記載の粉末を用いたことを特徴とする熱間用金型。
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