JP4696795B2 - 肉盛用溶接材及びこれを用いて硬装した掘削工具並びに摩耗防止用プレート - Google Patents
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Description
本実施例の肉盛用溶接材1において、焼結超硬合金粒子3は、炭化タングステンをコバルトの結合相に分散させて形成されたものである。また、鋼管2の内部に充填された焼結超硬合金粒子3は、7メッシュ〜63メッシュの範囲の粒径を備えるものの割合が質量比率で20Mass%、63メッシュ〜80メッシュの範囲の粒径を備えるものの割合が質量比率で80Mass%とされている。さらに、結合相は、焼結超硬合金粒子3の質量に対して質量比率が5Mass%とされている。
本実施例で使用した研磨材は、7号珪砂10kgとバレル石10kgと水5リットルとを混同したものである。7号珪砂は、その粒径が0.2mm以下で、その組成は、SiO2が94%以上、Al2O3が2.5%以下、Fe2O3が1.0%以下、MgOが0.2%以下、CaOが0.2%以下とされている。また、バレル石は、宇治電化学工業株式会社製の軽研削用トサリットCABを用いている。
上記の研磨材中に、Case1〜Case9の肉盛用溶接材1を用いてそれぞれ硬化肉盛層12を形成した掘削工具40を埋設させ、ボール盤回転数83回転/minで120時間の撹拌を行なっている。このとき、掘削工具40の硬質刃体41の周速は53m/minであり、120時間の撹拌によって硬化肉盛層12と研磨材の摺動距離は、約381.6kmとされる。
まず、Case1の試験前の掘削工具40の質量と試験後の掘削工具40の質量を測定して、Case1の摩耗量を確認する。そして、このCase1の摩耗量に対する他のCase2からCase9の摩耗量の割合を求め、基準としたCase1の摩耗量とCase2からCase9のそれぞれの摩耗量の大小を比較することで評価を行なうこととした。すなわち、Case1の摩耗量の割合を1として、Case2からCase9の摩耗量のCase1に対する割合が1よりも小さい場合に、Case1よりも耐摩耗性に優れると判定し耐摩耗性の評価を行なっている。
この一方で、焼結超硬合金粒子3の質量比率を75Mass%としたCase9では、摩耗量の相対比率が1.12となり、Case1よりも耐摩耗性に劣るという結果となった。
この一方で、7メッシュ〜63メッシュの範囲の粒径を備える焼結超硬合金粒子3の質量比率を25〜40Mass%(63メッシュ〜80メッシュの範囲の粒径を備える焼結超硬合金粒子3の質量比率を60〜75Mass%)とした場合には、Case3及びCase8の耐摩耗性が低下する結果となった。
さらに、本実施例では、焼結超硬合金粒子3にTiC、NbC及びCrを質量比率で0.6Mass%添加している。
2 鋼管
3 焼結超硬合金粒子
10掘削工具
10a 工具本体
10b 外面
11硬質刃体
12硬化肉盛層
20シールドカッタ(掘削工具)
21硬質刃体
22シャンク部(工具本体)
30ローラーカッタ(掘削工具)
31カッタ本体(工具本体)
32切刃部
35硬質刃体
40アースオーガー用カッタ(掘削工具)
41硬質刃体
42シャンク部(工具本体)
50インナーリング(掘削工具)
51工具本体
52硬質刃体
60アウターリング(掘削工具)
61工具本体
62硬質刃体
70摩耗防止用プレート
Claims (7)
- 軟質の鉄系金属からなる鋼管と、鋼管の内部に充填された焼結超硬合金粒子とからなる肉盛用溶接材において、
前記焼結超硬合金粒子は、コバルトあるいはコバルトとニッケルの結合相中に炭化タングステンを分散配置させたものであるとともに、炭化チタン、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化バナジウム及びクロムのうちの1種または2種以上を、前記焼結超硬合金粒子の質量に対して0.4〜5.0Mass%含むものとされ、前記結合相を前記焼結超硬合金粒子の質量に対して2.0〜20.0Mass%とされ、かつ該焼結超硬合金粒子の粒径が7メッシュ〜80メッシュの範囲のものとされて、前記肉盛用溶接材の質量に対する前記焼結超硬合金粒子の質量比率が45〜70Mass%とされていることを特徴とする肉盛用溶接材。 - 請求項1記載の肉盛用溶接材において、
前記焼結超硬合金粒子は、フェロマンガン及びフェロシリコンの1種または2種を、前記肉盛用溶接材の質量に対する質量比率で0.5〜5.0Mass%含むことを特徴とする肉盛用溶接材。 - 請求項1または請求項2に記載の肉盛用溶接材において、
前記焼結超硬合金粒子は、その硬度がHRAで86〜95とされていることを特徴とする肉盛用溶接材。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の肉盛用溶接材において、
前記焼結超硬合金粒子は、63メッシュ〜80メッシュの範囲に留まる粒径を備えたものの質量比率が、少なくとも80Mass%以上であることを特徴とする肉盛用溶接材。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の肉盛用溶接材において、
前記鋼管の内部には、前記焼結超硬合金粒子とともに珪酸ソーダが充填され、該珪酸ソーダの前記肉盛用溶接材の質量に対する質量比率が、0.5〜3.0Mass%とされていることを特徴とする肉盛用溶接材。 - 鋼製の工具本体の先端側に硬質刃体が植設された掘削工具において、
前記硬質刃体を除く掘削工具の外面の少なくとも一部に、請求項1から請求項5のいずれかに記載の肉盛用溶接材が肉盛溶接されて硬装されていることを特徴とする掘削工具。 - 硬質刃体を除く掘削工具の外面の少なくとも一部に固着して前記掘削工具を硬装するための摩耗防止用プレートであって、
請求項1から請求項5のいずれかに記載の肉盛用溶接材が肉盛溶接されていることを特徴とする摩耗防止用プレート。
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