JP4860320B2 - Wear-resistant particles and wear-resistant structural members - Google Patents

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Description

本発明は、耐摩耗粒子及び耐摩耗構造部材に係わり、特に、溶融池に略均一に分散できる耐摩耗粒子に関し、また、本発明は、耐摩耗粒子が略均一に分散された肉盛層を備えた耐摩耗構造部材に関する。   The present invention relates to wear-resistant particles and wear-resistant structural members, and more particularly to wear-resistant particles that can be dispersed substantially uniformly in a molten pool.The present invention also provides a built-up layer in which wear-resistant particles are dispersed substantially uniformly. The present invention relates to a wear-resistant structural member.

従来の耐摩耗粒子である硬質粒子を分散させた耐摩耗構造部材を作製するプロセスの例としては主に次の三つがある。一つは、消耗電極式アーク溶接、Tig溶接、ガス溶着、プラズマ粉体溶接などにより肉盛部に溶融池を形成し、この溶融池に硬質粒子である炭化物粒子を添加しながら肉盛することにより耐摩耗肉盛層を形成する方法である。二つ目は、予め被覆アーク溶接棒の被覆剤に炭化物粒子を埋め込んでおく、あるいはアーク棒を中空にし、この中に炭化物粒子を封入しておく方法がある。三つ目は、鋳型に炭化物粒子をセッティングして溶湯を注入する鋳ぐるみ法がある。   There are mainly the following three examples of processes for producing a wear-resistant structural member in which hard particles, which are conventional wear-resistant particles, are dispersed. One is to form a molten pool in the overlay by consumable electrode arc welding, Tig welding, gas welding, plasma powder welding, etc., and build up while adding carbide particles, which are hard particles, to this molten pool This is a method for forming a wear-resistant build-up layer. Secondly, there is a method in which carbide particles are embedded in the coating agent of the coated arc welding rod in advance, or the arc rod is made hollow and the carbide particles are enclosed therein. The third is a cast-in method in which carbide particles are set in a mold and molten metal is injected.

(アーク溶接、ガス溶着の場合)
硬質粒子として最も性能が優れているのはタングステンカーバイド(WC、WC)系である。ところが、WC系は、どの母材と比べても比重が大きく粒径に関わらず耐摩耗肉盛層内で硬質粒子が沈下してしまい、図23に示すように下層に凝集してしまう。また、粒径の大きいものほど沈下しやすく、その結果、耐摩耗肉盛層の下層は耐摩耗性が高く、上層は低くなる。また、硬質粒子の凝集部は亀裂が発生し、その亀裂が進展しやすく、耐摩耗肉盛層の剥離箇所となりやすい。
(For arc welding and gas welding)
The tungsten carbide (WC, W 2 C) system has the best performance as the hard particles. However, the WC system has a larger specific gravity than any base material, and the hard particles settle in the wear-resistant build-up layer regardless of the particle size, and aggregate in the lower layer as shown in FIG. In addition, the larger the particle size, the easier it is to sink, and as a result, the lower layer of the wear-resistant buildup layer has higher wear resistance and the upper layer becomes lower. In addition, cracks are generated in the agglomerated part of the hard particles, and the cracks are likely to progress, and are easily peeled off from the wear-resistant build-up layer.

WCはFeに対して溶解しやすいため、耐摩耗肉盛層においてFe−Wの共晶炭化物が析出し脆くなり亀裂が発生しやすい上、耐衝撃性にも劣る。近年、タングステン鉱石が高騰しており、WCは硬質粒子の中でも非常に高価な粒子となっており、Kg単価が鋼板の百数十倍もするのでコスト面で不利であり、限定的な用途にしか使用できないという面もある。WCはFeに溶解しやすいので硬質粒子とマトリックスの界面に脆い化合物が生成しやすい。従って、WCを分散させた耐摩耗肉盛層を形成するときのポイントは、できるだけ硬質粒子を加熱しないこと、硬質粒子と溶融池との接触時間を短くすることである。少々WCがマトリックスに溶出してもその量が適切なものであれば、マトリックスは適度に硬化し耐摩耗性は向上する。また、長時間の加熱によって炭化物中にFe原子が進入して硬質粒子が変質し硬度が著しく低下することがある。   Since WC is easily dissolved in Fe, the eutectic carbide of Fe—W precipitates in the wear-resistant build-up layer and becomes brittle and easily cracks, and is inferior in impact resistance. In recent years, tungsten ore has soared, WC has become a very expensive particle among hard particles, the Kg unit price is hundreds of times that of a steel plate, which is disadvantageous in terms of cost, and limited use There is also an aspect that can only be used. Since WC is easily dissolved in Fe, a brittle compound is easily generated at the interface between the hard particles and the matrix. Therefore, the points when forming a wear-resistant buildup layer in which WC is dispersed are not to heat the hard particles as much as possible and to shorten the contact time between the hard particles and the molten pool. Even if WC is slightly eluted in the matrix, if the amount is appropriate, the matrix is appropriately cured and the wear resistance is improved. In addition, Fe atoms may enter the carbide by heating for a long time, and the hard particles may be altered and the hardness may be significantly reduced.

クロムカーバイド(Cr)は安価なため、最も量的に使用される硬質粒子であるが、Feに対して比重が軽いため溶融池で浮いてしまい、図24に示すように上層に凝集してしまう。また、Feに容易に溶解してしまうので、大粒で未溶融の硬質粒子が残存しにくく、耐摩耗肉盛層の耐摩耗性が低くなることがある。 Chromium carbide (Cr 3 C 2 ) is the most hard particle used because it is inexpensive, but it floats in the molten pool because of its low specific gravity relative to Fe, and agglomerates in the upper layer as shown in FIG. Resulting in. Moreover, since it dissolves easily in Fe, large and unmelted hard particles are unlikely to remain, and the wear resistance of the wear-resistant build-up layer may be lowered.

炭化チタン(TiC)または炭化窒化チタン(TiCN)は、炭化タングステン(WC)についで耐摩耗性が優れているとされており、硬度も高く、熱的にも安定でFeと反応しにくいので、耐摩耗肉盛層に未溶融の高硬度高靭性の粒子として残し易い利点を持っている。しかし、比重が軽いため、溶融池内で浮いてしまい、図25に示すように耐摩耗肉盛層の表層のみに分布する傾向にある。未溶融で粒径の大きい硬質粒子であるほど浮力も大きくなるため浮く傾向にある。また、TiCまたはTiCNは濡れ性が悪いためマトリックスとの結合力が弱い場合がある。マトリックスに軟鋼を用いた場合、TiC成分は僅かにしか溶出しないためマトリックスが硬くならず耐摩耗性が低くなる。   Titanium carbide (TiC) or titanium carbonitride (TiCN) is said to have excellent wear resistance following tungsten carbide (WC), because it has high hardness, is thermally stable and hardly reacts with Fe, It has an advantage that it is easily left as unmelted particles of high hardness and toughness in the wear-resistant overlay. However, since the specific gravity is light, it floats in the molten pool and tends to be distributed only on the surface layer of the wear-resistant overlay as shown in FIG. A hard particle that is unmelted and has a large particle size tends to float because buoyancy increases. In addition, TiC or TiCN has poor wettability and thus may have a weak bond with the matrix. When mild steel is used for the matrix, the TiC component elutes only slightly, so the matrix is not hardened and wear resistance is reduced.

(被覆アーク溶接棒の場合)
ジュール熱によりアーク棒自体が加熱されることに加え、硬質粒子が直接アークに曝されるため硬質粒子の溶解が激しく未溶融の硬質粒子が残りにくい。TiCの硬質粒子を用いた場合、TiCはFeとの反応性が小さく、熱的にも安定であるが、スラグとして外部に排出されてしまう量が多いので、耐摩耗性向上に有効に働かないことがある。比重差に伴う未溶融粒子の分布が不均一になるのは上記と同様である。
(For coated arc welding rods)
In addition to the arc rod itself being heated by Joule heat, the hard particles are directly exposed to the arc, so that the hard particles are melted so hard that unmelted hard particles remain. When TiC hard particles are used, TiC has low reactivity with Fe and is thermally stable, but it does not work effectively to improve wear resistance because it is discharged to the outside as slag. Sometimes. Similar to the above, the distribution of unmelted particles due to the difference in specific gravity becomes non-uniform.

(鋳ぐるみの場合)
比重が異なる硬質粒子を固定する必要があるため、金網、水ガラスなどを用いて強制的に型に固定している。しかし、溶湯が注入される際の圧力に対してはこれらの物理的な固定も十分ではなく、硬質粒子の配置が崩れることがある。鋳ぐるみの場合は、硬質粒子が溶湯に長時間曝されるので溶出することが多い。この点では熱的に安定でFeと反応しにくいTiC系は有利である。
(In the case of casting)
Since it is necessary to fix hard particles having different specific gravities, they are forcibly fixed to the mold using a wire mesh or water glass. However, these physical fixations are not sufficient with respect to the pressure at which the molten metal is injected, and the arrangement of the hard particles may collapse. In the case of casting, the hard particles are often eluted because they are exposed to the molten metal for a long time. In this respect, a TiC system which is thermally stable and hardly reacts with Fe is advantageous.

図26は、他の従来の耐摩耗構造部材の製造方法を示す模式図である。この製造方法は、硬質粒子とマトリックスとの比重差によって硬質粒子の分布が不均一になる問題を解決しようとするものである。   FIG. 26 is a schematic view showing another conventional method for producing a wear-resistant structural member. This manufacturing method is intended to solve the problem of uneven distribution of hard particles due to the difference in specific gravity between the hard particles and the matrix.

図26に示される肉盛層形成機構により母材2上に耐摩耗肉盛層が形成される。この機構において25mm突き出される溶接ワイヤからなるアーク電極1が、水平に配されている軟鋼の母材2の直角方向に対して角度θ1(トーチ角=30°)をなすように傾斜して配されている。このアーク電極1による溶接電流は280A、溶接電圧は28Vとされ、溶接ワイヤの供給速度は100g/分とされ、溶接領域にシールドガスとして二酸化炭素が毎分30リッター供給される。また、アーク電極1から発生されるアークによって形成される溶融池3には粒径1.2mmのWC−7%Co粒子(密度14.5g/cm)からなる硬質粒子4と粒径1.7mmの鋼球(密度7.8g/cm)からなる第2粒子5とが二股ノズル6を通して供給される。この二股ノズル6は1.5Hzの三角波により溶接進行に対して、すなわち図26において図面に対して前後方向にウィービング(振動幅30mm)され、そこに硬質粒子4と第2粒子5とがそれぞれ毎分172g,28gの割合(体積混合比1:0.3)で供給される。 A wear-resistant build-up layer is formed on the base material 2 by the build-up layer forming mechanism shown in FIG. In this mechanism, an arc electrode 1 made of a welding wire protruding 25 mm is arranged so as to be inclined at an angle θ1 (torch angle = 30 °) with respect to a perpendicular direction of a horizontal base material 2 of mild steel. Has been. The welding current by the arc electrode 1 is 280 A, the welding voltage is 28 V, the welding wire supply speed is 100 g / min, and carbon dioxide is supplied to the welding region as a shielding gas by 30 liters per minute. The molten pool 3 formed by the arc generated from the arc electrode 1 has hard particles 4 made of WC-7% Co particles having a particle size of 1.2 mm (density 14.5 g / cm 3 ) and particle sizes of 1. Second particles 5 made of 7 mm steel balls (density 7.8 g / cm 3 ) are supplied through a bifurcated nozzle 6. This bifurcated nozzle 6 is weaved (vibration width 30 mm) in the front-rear direction with respect to the progress of welding by a triangular wave of 1.5 Hz, that is, in FIG. It is supplied at a ratio of 172 g and 28 g (volume mixing ratio 1: 0.3).

前述のような条件で溶接が図中の右方向に向かって毎分22cmの速度で行われる。なお、硬質粒子4および第2粒子5が供給される前の溶融池3の溶融金属の密度は7.06〜7.21g/cmである。 Under the conditions described above, welding is performed at a speed of 22 cm / min toward the right in the drawing. In addition, the density of the molten metal of the molten pool 3 before the hard particle | grains 4 and the 2nd particle | grains 5 are supplied is 7.06-7.21 g / cm < 3 >.

図26に示されているように、硬質粒子4と第2粒子5とは、アーク電極1の延長上の直線と母材2の表面を通る平面とが交わる位置より溶接進行方向の後方(左)側に供給される。この供給される部分の溶融池3の溶融金属部分はアークの作用により押し上げられつつあるので、硬質粒子4が沈降することなくその溶融金属部分は固化してしまい、また押し上げられるうちに硬質粒子4、第2粒子が混合され、したがって硬化して得られる肉盛層7中には硬質粒子4が均一に分散されており、肉盛層7は好ましい耐摩耗性を有するものとなる(例えば特許文献1参照)。   As shown in FIG. 26, the hard particles 4 and the second particles 5 are rearward in the welding direction from the position where the straight line on the extension of the arc electrode 1 and the plane passing through the surface of the base material 2 intersect (left ) Side. Since the molten metal portion of the molten pool 3 in the supplied portion is being pushed up by the action of the arc, the molten metal portion is solidified without settling of the hard particles 4, and the hard particles 4 are being pushed up while being pushed up. The hard particles 4 are uniformly dispersed in the built-up layer 7 obtained by mixing the second particles and thus cured, and the built-up layer 7 has preferable wear resistance (for example, Patent Documents). 1).

特開平8−47774号公報(第39段落〜第41段落、図2)JP-A-8-47774 (paragraphs 39 to 41, FIG. 2)

上述したように従来の耐摩耗構造部材の製造方法では、肉盛層内に2種類の比重の異なる粒子である硬質粒子4と第2粒子5を溶融池に添加することによって、硬質粒子を肉盛層内に均一に分散させようとしている。   As described above, in the conventional method for manufacturing a wear-resistant structural member, the hard particles 4 are added to the molten pool by adding the hard particles 4 and the second particles 5 which are two kinds of particles having different specific gravities in the built-up layer. It is trying to disperse uniformly in the built-up layer.

しかし、上記従来の製造方法には次のような欠点がある。比重の小さい第2粒子5がタイミングよく添加されて比重の大きい硬質粒子4の下部に存在した場合には、比重の大きい硬質粒子の沈下を防止できるが、常にそのようなタイミングで粒子が添加されるとは限らず、必ず不均一に粒子が分散した部位が形成される。   However, the conventional manufacturing method has the following drawbacks. When the second particles 5 having a small specific gravity are added in a timely manner and exist below the hard particles 4 having a large specific gravity, the settling of the hard particles having a large specific gravity can be prevented, but the particles are always added at such a timing. However, this is not necessarily the case, and a part where particles are dispersed non-uniformly is always formed.

また、溶融池内で比重の重い硬質粒子4は下層に沈下し、比重の軽い第2粒子5は上層に浮上する傾向にある。このため、硬質粒子と第2粒子が下層と上層に分離して異なる性質の粒子の偏在が生じ、この偏在に耐摩耗性や耐衝撃性が依存することとなり、上層から下層まで均一な特性が得られない部位が形成される。   Further, the hard particles 4 having a high specific gravity in the molten pool sink to the lower layer, and the second particles 5 having a low specific gravity tend to float to the upper layer. For this reason, hard particles and second particles are separated into a lower layer and an upper layer, resulting in uneven distribution of particles having different properties, and wear resistance and impact resistance depend on this uneven distribution, and uniform characteristics from the upper layer to the lower layer Unobtainable sites are formed.

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、溶融池に略均一に分散できる耐摩耗粒子を提供することにある。また、本発明の他の目的は、耐摩耗粒子が略均一に分散された肉盛層を備えた耐摩耗構造部材を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide wear-resistant particles that can be dispersed substantially uniformly in a molten pool. Another object of the present invention is to provide a wear-resistant structural member having a built-up layer in which wear-resistant particles are dispersed substantially uniformly.

上記課題を解決するため、本発明に係る耐摩耗粒子は、母相金属に分散させて耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子において、
芯部と、
前記芯部を被覆する外層と、
を具備し、
前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the wear-resistant particles according to the present invention are dispersed in a parent phase metal to improve wear resistance.
The core,
An outer layer covering the core,
Comprising
It consists of the material which mix | blended the 1st hard material which has a specific gravity smaller than the said parent phase metal, and the 2nd hard material which has a specific gravity larger than the said parent phase metal.

また、本発明に係る耐摩耗粒子において、前記外層の厚さが100μm超とすることが好ましい。   In the wear-resistant particles according to the present invention, the thickness of the outer layer is preferably more than 100 μm.

また、本発明に係る耐摩耗粒子において、前記芯部と前記外層との間に配置された中間層をさらに具備することも可能である。   The wear-resistant particles according to the present invention may further include an intermediate layer disposed between the core portion and the outer layer.

また、本発明に係る耐摩耗粒子において、前記母相金属は、Fe系、Ni系、Co系及びCu系のいずれかであることが好ましい。   In the wear-resistant particles according to the present invention, it is preferable that the parent phase metal is any of Fe-based, Ni-based, Co-based, and Cu-based.

また、本発明に係る耐摩耗粒子において、前記母相金属がFe系の材料であり、前記第1硬質材料が炭化チタン、炭化窒化チタン、炭化バナジウム、炭化窒化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化窒化ジルコニウム、炭化クロム、及び炭化窒化クロムのうち少なくとも1つを有し、前記第2硬質材料が炭化モリブデン、炭化窒化モリブデン、炭化タンタル、炭化窒化タンタル、炭化タングステン、及び炭化窒化タングステンのうち少なくとも1つを有することも可能である。   Further, in the wear-resistant particles according to the present invention, the matrix metal is an Fe-based material, and the first hard material is titanium carbide, titanium carbonitride, vanadium carbide, vanadium carbonitride, zirconium carbide, zirconium carbonitride, At least one of chromium carbide and chromium carbonitride, and the second hard material has at least one of molybdenum carbide, molybdenum carbonitride, tantalum carbide, tantalum carbonitride, tungsten carbide, and tungsten carbonitride. It is also possible.

また、本発明に係る耐摩耗粒子において、前記母相金属がCo系、Ni系、Cu系の材料のいずれかであり、前記第1硬質材料が炭化チタン、炭化窒化チタン、炭化バナジウム、炭化窒化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化窒化ジルコニウム、炭化クロム、炭化窒化クロム、炭化ニオブ、及び炭化窒化ニオブのうち少なくとも1つを有し、前記第2硬質材料が炭化モリブデン、炭化窒化モリブデン、炭化タンタル、炭化窒化タンタル、炭化タングステン、及び炭化窒化タングステンのうち少なくとも1つを有することも可能である。   Further, in the wear-resistant particles according to the present invention, the matrix metal is any one of a Co-based material, a Ni-based material, and a Cu-based material, and the first hard material is titanium carbide, titanium carbonitride, vanadium carbide, carbonitrided. At least one of vanadium, zirconium carbide, zirconium carbonitride, chromium carbide, chromium carbonitride, niobium carbide, and niobium carbonitride, and the second hard material is molybdenum carbide, molybdenum carbonitride, tantalum carbide, carbonitride It is also possible to have at least one of tantalum, tungsten carbide, and tungsten carbonitride.

また、本発明に係る耐摩耗粒子において、前記母相金属が鋼であり、前記芯部の主成分が炭化チタンまたは炭化窒化チタンと炭化タングステンを配合したものであり、前記外層の主成分が炭化タングステンであることが好ましい。   In the wear-resistant particles according to the present invention, the parent metal is steel, the main component of the core is a mixture of titanium carbide or titanium carbonitride and tungsten carbide, and the main component of the outer layer is carbonized. Tungsten is preferable.

また、本発明に係る耐摩耗粒子において、前記母相金属の比重をTとし、前記母相金属との比重の差をtとすると、t/Tが20%〜−15%の範囲内であることが好ましい。   In the wear-resistant particles according to the present invention, t / T is in the range of 20% to -15%, where T is the specific gravity of the matrix metal and t is the difference in specific gravity with the matrix metal. It is preferable.

本発明に係る耐摩耗構造部材は、母相金属と、
前記母相金属に分散された上述した耐摩耗粒子と、
を具備することを特徴とする。
The wear-resistant structural member according to the present invention includes a parent metal and
The above-mentioned wear-resistant particles dispersed in the matrix metal;
It is characterized by comprising.

また、本発明に係る耐摩耗構造部材において、前記耐摩耗粒子が分散された母相金属は耐摩耗肉盛層であり、該耐摩耗肉盛層は母材に肉盛されていることも可能である。   In the wear-resistant structural member according to the present invention, the parent phase metal in which the wear-resistant particles are dispersed is a wear-resistant buildup layer, and the wear-resistant buildup layer can be built up on the base material. It is.

また、本発明に係る耐摩耗構造部材において、前記母相金属における略重力方向に沿った断面を、略重力方向に対して直交する線によって上下に1/2ずつの面積で分離し、前記断面の上層に存在する前記耐摩耗粒子の数をaとし、前記断面の下層に存在する前記耐摩耗粒子の数をbとした場合、a/bが0.38以上であることが好ましい。   Further, in the wear-resistant structural member according to the present invention, the cross section of the matrix metal along the substantially gravitational direction is separated by a line perpendicular to the gravitational direction in an area of ½ each above and below, When the number of the wear-resistant particles present in the upper layer is a and the number of the wear-resistant particles present in the lower layer of the cross section is b, a / b is preferably 0.38 or more.

また、本発明に係る耐摩耗構造部材において、前記母相金属における前記上層及び前記下層それぞれの硬度がHv700〜1000であることが好ましい。   In the wear-resistant structural member according to the present invention, it is preferable that the hardness of each of the upper layer and the lower layer in the matrix metal is Hv 700 to 1000.

また、本発明に係る耐摩耗構造部材は、破砕機の歯板、打撃子、せん断刃、チークプレート、ズリフィーダバー、ビット、ブルドーザのトラックブッシュ、スプロケットティース、シューラグ、油圧ショベルのバケット、ツースアダプタ、リップ、ツース間シュラウド、コーナーガード、GET(Ground Engaging Tool)部品のカッティングエッジ、エンドビット、ツース、リッパポイント、プロテクタ、ウエアプレート、シャンク、トラッシュコンパクタの鉄輪のチョッパのいずれかに用いられることも可能である。   In addition, the wear-resistant structural member according to the present invention includes a crusher tooth plate, a hammer, a shear blade, a cheek plate, a slip feeder bar, a bit, a bulldozer track bush, a sprocket tooth, a shoe lug, a hydraulic excavator bucket, and a tooth adapter. , Lip, tooth shroud, corner guard, GET (Ground Engaging Tool) cutting edge, end bit, tooth, ripper point, protector, wear plate, shank, trash compactor chopper Is possible.

以上説明したように本発明によれば、溶融池に略均一に分散できる耐摩耗粒子を提供することができる。また、他の本発明によれば、耐摩耗粒子が略均一に分散された肉盛層を備えた耐摩耗構造部材を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide wear-resistant particles that can be dispersed substantially uniformly in the molten pool. In addition, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide a wear-resistant structural member including a built-up layer in which wear-resistant particles are dispersed substantially uniformly.

耐摩耗構造部材は以下の特性を有することが好ましい。
(耐摩耗性)
最も耐摩耗性に影響が大きいのは硬質粒子の硬度と靭性で、硬いほど耐摩耗性は高く、靭性が高いほど粒子の欠損脱落がないので耐摩耗性は向上する。従って、硬質粒子は高硬度で靭性が高いことが好ましい。
次に耐摩耗性に影響するのは硬質粒子を把持している母相金属部(以下、マトリックスという)の硬度と靭性である。従って、マトリックス中に脆弱な化合物の析出や亀裂の発生を避けることが好ましい。
The wear-resistant structural member preferably has the following characteristics.
(Abrasion resistance)
The hardness and toughness of the hard particles have the greatest influence on the wear resistance. The harder the hardness, the higher the wear resistance, and the higher the toughness, the more the particles do not fall off and the wear resistance is improved. Therefore, it is preferable that the hard particles have high hardness and high toughness.
Next, it is the hardness and toughness of the matrix metal part (hereinafter referred to as the matrix) that holds the hard particles that affect the wear resistance. Therefore, it is preferable to avoid precipitation of fragile compounds and generation of cracks in the matrix.

硬質粒子の含有量も耐摩耗性に大きく影響し、量が多いほど耐摩耗性は高いが、多すぎると耐摩耗材全体としても靭性が低下する。従って、多くの硬質粒子を含有させても靭性が低下しないことが好ましく、そのためには硬質粒子そのものが高い靭性を有し、硬質粒子が強固にマトリックスと結合することが好ましい。
また、硬質粒子とマトリックスとの親和性も重要で、濡れ性が悪くて冶金的に接合しない、あるいは脆弱な化合物を界面に形成するような材料の組み合わせでは硬質粒子が脱落するし、耐摩耗肉盛層に大きな亀裂等があれば、そこが起点となって欠損を生じる。従って、硬質粒子とマトリックスとの親和性、濡れ性が良く、冶金的に接合しやすく、脆弱な化合物が界面に形成されないような材料の組み合わせが好ましい。
The content of hard particles also greatly affects the wear resistance. The higher the amount, the higher the wear resistance. However, if the amount is too large, the toughness of the wear-resistant material as a whole decreases. Therefore, it is preferable that the toughness does not decrease even if a large amount of hard particles are contained. For that purpose, the hard particles themselves have high toughness, and it is preferable that the hard particles are firmly bonded to the matrix.
Also, the affinity between the hard particles and the matrix is important, and in combination with materials that are poorly wettable and do not metallurgically bond or form fragile compounds at the interface, the hard particles fall off and wear resistant If there is a large crack or the like in the built-up layer, it will become a starting point and cause a defect. Therefore, a combination of materials that has good affinity and wettability between the hard particles and the matrix, is easily metallurgically bonded, and does not form a fragile compound at the interface is preferable.

(耐衝撃性)
岩石が衝突したときの衝撃に耐えうる靭性を維持するには次のような特性を必要とする。靭性には、硬質粒子とマトリックスの靭性そのものに加え硬質粒子の分布が影響される。例えば、硬質粒子が肉盛層の下部に沈下凝集していると、この部分から剥離を生じることがある。硬質粒子が径0.1mm以下の微粒子の場合も粒子の凝集が生じるため同様に亀裂が発生しやすい。耐摩耗肉盛層の亀裂は耐衝撃性を劣化させる。従って、硬質粒子は均一に分散していることが好ましい。
また、マトリックスの浸透不良に伴う空隙も応力集中部となり耐衝撃性を劣化させる。従って、マトリックスと硬質粒子の濡れ性が優れていることが好ましい。
(Impact resistance)
The following characteristics are required to maintain the toughness that can withstand the impact of rock collision. The toughness is affected by the hard particle distribution in addition to the hard particles and matrix toughness itself. For example, if hard particles are settled and aggregated in the lower part of the built-up layer, peeling may occur from this part. In the case where the hard particles are fine particles having a diameter of 0.1 mm or less, since the particles are aggregated, cracks are likely to occur similarly. Cracks in the wear-resistant build-up layer degrade the impact resistance. Therefore, it is preferable that the hard particles are uniformly dispersed.
In addition, voids due to poor penetration of the matrix also become stress concentrated portions and degrade impact resistance. Therefore, it is preferable that the wettability between the matrix and the hard particles is excellent.

(加工容易性)
耐摩耗肉盛層は、耐摩耗構造部材の必要な部位に必要な厚みと形状で容易に形成できることが好ましい。肉盛層の厚みを厚くするために多層盛を行うことが多いが、多層盛を行っても割れないこと、予熱や後熱を加えなくても割れないことなどの施工が容易なことが重要である。また、加工が容易であるとコスト面でも優位である。
(Ease of processing)
It is preferable that the wear-resistant build-up layer can be easily formed with a necessary thickness and shape at a required portion of the wear-resistant structural member. In order to increase the thickness of the build-up layer, multi-layer build-up is often performed, but it is important that it is easy to construct such that it does not crack even if multi-layer build-up is performed, and it does not break even if preheating or post-heating is not applied. It is. In addition, the ease of processing is advantageous in terms of cost.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による耐摩耗粒子を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing wear-resistant particles according to Embodiment 1 of the present invention.

耐摩耗粒子としての硬質粒子をマトリックスと略等しいか近い比重、マトリックスとの比重差が、20%〜−15%の範囲内に調整することにより、マトリックスに硬質粒子を略均一に分散させることが可能となる。このため、硬質粒子の凝集による耐摩耗性能の不均一を抑制でき、凝集部での亀裂の発生や剥離の発生を抑制でき、さらに耐衝撃性を向上させることができる。   By adjusting the specific gravity of hard particles as wear-resistant particles to be approximately equal to or close to that of the matrix and the specific gravity difference with the matrix within the range of 20% to -15%, the hard particles can be dispersed substantially uniformly in the matrix. It becomes possible. For this reason, the nonuniformity of the wear resistance performance due to the aggregation of the hard particles can be suppressed, the generation of cracks and peeling at the aggregated portion can be suppressed, and the impact resistance can be further improved.

図1に示す耐摩耗粒子13は、球形状または球に近い形状であって多層構造からなり、芯部11とその芯部11を被覆する外層12とから構成されている。角張った粒子は融合不良を生じやすく、小さな穴を生じて強度低下を招いたり、また角があるとその角に応力が集中して亀裂の発生や耐摩耗粒子の欠けを生じるため、球形状または球に近い形状が望ましい。また、外層12の厚さは100μm超であるため、外層12がマトリックスに全て溶出することはなく、芯部11の表面に外層12が残される。これにより、芯部11がマトリックスと接触することを防止でき、芯部11の変質を抑制することができる。   The wear-resistant particles 13 shown in FIG. 1 have a spherical shape or a shape close to a sphere, have a multilayer structure, and include a core portion 11 and an outer layer 12 that covers the core portion 11. Angular particles are prone to poor fusion, causing small holes to reduce strength, and if there are corners, stress concentrates on the corners, causing cracking and chipping of wear-resistant particles. A shape close to a sphere is desirable. Further, since the thickness of the outer layer 12 is more than 100 μm, the outer layer 12 is not completely eluted into the matrix, and the outer layer 12 remains on the surface of the core portion 11. Thereby, it can prevent that the core part 11 contacts with a matrix, and can suppress the quality change of the core part 11. FIG.

外層12は、Fe系のマトリックス(例えば鋼)に対して濡れ性の良い材料、例えばタングステンカーバイド系(WC系)を主成分とし、芯部11はマトリックスに対して濡れ性は悪いが高硬度の材料、例えばセラミックス系(TiCN系)を主成分とする。これにより、外層12は、マトリックスと馴染みが良いので、耐摩耗粒子13がマトリックスに良好に溶着し溶着強度を向上させるとともに芯部は高硬度を維持して耐摩耗性を向上させることができる。   The outer layer 12 is mainly composed of a material having good wettability with respect to an Fe-based matrix (for example, steel), for example, tungsten carbide (WC), and the core 11 has high hardness but poor wettability with respect to the matrix. The main component is a material such as ceramics (TiCN). Thereby, since the outer layer 12 is familiar with the matrix, the wear-resistant particles 13 are well welded to the matrix to improve the welding strength, and the core can maintain high hardness and improve the wear resistance.

また、耐摩耗粒子の他の例としては、外層12をFe系のマトリックスに若干溶出する材料、例えばタングステンカーバイド系を主成分とすることにより、マトリックスの硬度を調整して耐摩耗構造部材全体の耐摩耗性を向上させることができる。   Further, as another example of the wear-resistant particles, a material that slightly elutes the outer layer 12 into the Fe-based matrix, for example, a tungsten carbide-based material is used as a main component so that the hardness of the matrix can be adjusted and the entire wear-resistant structural member. Abrasion resistance can be improved.

また、耐摩耗粒子の他の例としては、高電流(溶接電流350A以上)に肉盛する場合、あるいは鋳ぐるみの場合は、WC系を主成分とする材料では溶出と変質が著しく、硬度の低下やマトリックス内に脆弱なFe−W−C共晶析出物を生じる。このような場合は、外層12を溶湯との反応性が小さく耐熱性の高いTiCN系、芯部11をWC系などの超硬とすることにより、外層12がマトリックスと芯部11との直接接触を妨げる。よって、超硬の芯部11が溶出や変質することを抑制し、マトリックスに脆弱な相が形成されることを抑制できる。   In addition, as another example of wear-resistant particles, in the case of building up to a high current (welding current of 350 A or more), or in the case of cast-in, the elution and alteration are remarkable in the material mainly composed of the WC system. Decreases and produces brittle Fe-WC eutectic precipitates in the matrix. In such a case, the outer layer 12 is made of a hard material such as TiCN that has low reactivity with the molten metal and has high heat resistance, and the core 11 is made of WC or other carbide, so that the outer layer 12 is in direct contact between the matrix and the core 11. Disturb. Therefore, it can suppress that the superhard core part 11 elutes and changes in quality, and can suppress that a weak phase is formed in a matrix.

また、耐摩耗粒子の他の例としては、外層12を溶湯との反応性が小さい炭化ニオブ系(NbC系)を主成分とし、芯部を溶湯への溶出が著しいクロム系(Cr系)を主成分とすることにより、外層12がマトリックスと芯部11との直接接触を妨げる。よって、芯部11が溶出や変質することを抑制し、未溶融の状態で分散される。また、Cr炭化物は安価なためコスト面でも有利である。 Further, as another example of the wear-resistant particles, the outer layer 12 is mainly composed of niobium carbide (NbC) having a low reactivity with the molten metal, and the core is chromium-based (Cr 3 C 2 ) which is remarkably eluted into the molten metal. The outer layer 12 prevents direct contact between the matrix and the core 11 by using the main component (system) as a main component. Therefore, the core portion 11 is prevented from being eluted or altered and dispersed in an unmelted state. Further, since Cr carbide is inexpensive, it is advantageous in terms of cost.

上述したように芯部11と外層12の主成分の材料は種々の組み合わせを適用することが可能である。例えば芯部11をマトリックスより比重の小さい材料、例えばTiC(密度:4.85〜4.93g/m)、VC(密度:5.36〜5.77g/m)、ZrC(密度:6.66g/m)、Cr(密度:6.68〜6.74g/m)を主成分とし、外層12をマトリックスより比重の大きい材料、例えばMoC(密度:9.18g/m)、TaC(密度:14.4g/m)、WC(密度:15.6〜15.7g/m)、WC(密度:17.2g/m)を主成分にする。または、芯部11をマトリックスより比重の大きい材料を主成分とし、外層12をマトリックスより比重の小さい材料を主成分にする。または、芯部11と外層12のそれぞれの比重をマトリックスと略等しいか近い比重、例えばマトリックスとの比重差が、20%〜−15%の範囲内に調整する。これにより、耐摩耗粒子全体の比重をマトリックスの比重に略等しいか近い比重に調整することができる。さらに、外層12をマトリックスと相性の良い材料、例えばマトリックスに対して濡れ性が良い材料とし、芯部11をマトリックスと相性は悪いが安価な材料または硬質粒子化や比重調整に適した材料を主成分にすることにより、耐摩耗粒子の比重を調整するだけでなく耐摩耗粒子の機能性を高めることも可能である。 As described above, various combinations of the main component materials of the core 11 and the outer layer 12 can be applied. For example, the core 11 is made of a material having a specific gravity smaller than that of the matrix, for example, TiC (density: 4.85 to 4.93 g / m 3 ), VC (density: 5.36 to 5.77 g / m 3 ), ZrC (density: 6). .66 g / m 3 ), Cr 3 C 2 (density: 6.68 to 6.74 g / m 3 ) as main components, and the outer layer 12 is a material having a specific gravity greater than that of the matrix, for example, Mo 2 C (density: 9.18 g). / M 3 ), TaC (density: 14.4 g / m 3 ), WC (density: 15.6 to 15.7 g / m 3 ), W 2 C (density: 17.2 g / m 3 ) as main components. To do. Alternatively, the core 11 is mainly composed of a material having a specific gravity greater than that of the matrix, and the outer layer 12 is mainly composed of a material having a specific gravity smaller than that of the matrix. Alternatively, the specific gravity of each of the core portion 11 and the outer layer 12 is adjusted to be within a range of 20% to −15%, for example, the specific gravity difference between the core portion 11 and the outer layer 12 is substantially equal to or close to the matrix. Thereby, the specific gravity of the whole wear-resistant particles can be adjusted to a specific gravity that is substantially equal to or close to the specific gravity of the matrix. Further, the outer layer 12 is mainly made of a material compatible with the matrix, for example, a material having good wettability with respect to the matrix, and the core 11 is mainly made of an inexpensive material or a material suitable for making hard particles or adjusting the specific gravity. By using it as a component, it is possible not only to adjust the specific gravity of the wear-resistant particles, but also to increase the functionality of the wear-resistant particles.

例えば、芯部11にWCとTiC又はVCを混合した材料を用い、外層12にWCを用いることも可能である。これにより、外層12はマトリックスとの馴染みが良くなり、芯部11のTiC又はVCによって比重を調整することができる。   For example, it is possible to use a material in which WC and TiC or VC are mixed for the core 11 and WC for the outer layer 12. Thereby, the outer layer 12 becomes familiar with the matrix, and the specific gravity can be adjusted by TiC or VC of the core 11.

上記の耐摩耗粒子は、炭化物のバインダとしてCo、Ni、Fe、Cr、Mo等の金属バインダを用い、改質剤としてMo、MoCやCrを添加し、焼結することによって高靭性の硬質粒子となる。このような硬質粒子を分散させて耐摩耗構造部材を作製した場合、硬質粒子が欠損脱落することが抑制される。例えば従来の硬質粒子の一例であるWCの単体を用いた場合、硬度は高いが靭性に乏しいので耐摩耗構造部材から欠損脱落し易いものとなるが、上記の高靭性の硬質粒子では欠損脱落が起こりにくい。 The above wear-resistant particles use a metal binder such as Co, Ni, Fe, Cr, or Mo as a carbide binder, and add Mo, Mo 2 C, or Cr as a modifier, and then sinter to provide high toughness. Hard particles. When such a hard particle is dispersed to produce a wear-resistant structural member, it is possible to suppress the hard particle from falling off. For example, when a simple substance of W 2 C, which is an example of conventional hard particles, is used, the hardness is high but the toughness is poor, so that the wear-resistant structural member is likely to drop off. Dropout is unlikely to occur.

また、耐摩耗粒子の材料としてTiC、TiCNを用いるとコスト面で有利である。タングステンは主に中国から産出する希少金属で非常に高価であるが、Tiは多量に存在する元素であり、また比重をタングステンと比べると小さいので体積比較すれば、安価だからである。   Further, if TiC or TiCN is used as the material of the wear-resistant particles, it is advantageous in terms of cost. Tungsten is a rare metal mainly produced from China and is very expensive. However, Ti is an element that exists in large quantities, and its specific gravity is small compared to tungsten, so it is inexpensive when compared in volume.

次に、耐摩耗粒子に用いる材料成分の役割について説明する。
TiCNのNは炭化物結晶を微細化し、硬質粒子の強度を向上させるものである。TiCNは、Feに対して安定で溶出しにくいため未溶融の状態で粒子が残存しやすい。ただし、成分の溶出が少ないためにマトリックスの硬度がHv400程度しか上昇しない条件があり、マトリックスの耐摩耗性が劣る。Tiはマトリックスの結晶粒を微細にする効果があり、耐摩耗材の靭性向上に寄与している。TiCNは溶出は少ないものの微小結晶の状態でマトリックスに溶出しており、マトリックスはTiCN分散強化材料となっている。この点でも耐摩耗性と靭性が向上されていることが考えられる。
Next, the role of material components used for the wear resistant particles will be described.
TiCN N refines carbide crystals and improves the strength of hard particles. Since TiCN is stable to Fe and difficult to elute, particles are likely to remain in an unmelted state. However, since there is little elution of the components, there is a condition that the hardness of the matrix increases only by about Hv400, and the wear resistance of the matrix is inferior. Ti has the effect of making the crystal grains of the matrix finer, and contributes to improving the toughness of the wear-resistant material. Although TiCN is little dissolved, it is eluted in the form of microcrystals, and the matrix is a TiCN dispersion strengthening material. In this respect, it is considered that the wear resistance and toughness are improved.

WCは、焼結性を向上させて、硬質粒の強度を向上させる。また、WCは、マトリックスに適量溶出してマルテンサイトを生成し、マトリックスの硬度を上昇させ、耐摩耗性を向上させる。   WC improves the sinterability and improves the strength of the hard particles. In addition, WC dissolves in an appropriate amount in the matrix to produce martensite, increases the hardness of the matrix, and improves the wear resistance.

炭化物のバインダとして用いられるNiは、主成分の炭化物に対して非常に濡れ性が良く、焼結欠陥が発生しにくい。Ni量で硬度を調整できる。Niを増やすと硬度が低下する。適正なNi量としては8%程度である。   Ni used as a carbide binder has very good wettability with respect to the main component carbide and hardly causes sintering defects. The hardness can be adjusted by the amount of Ni. Increasing Ni decreases the hardness. An appropriate amount of Ni is about 8%.

炭化物のバインダとして用いられるCoは、主成分の炭化物に対して非常に濡れ性が良く、焼結欠陥が発生しにくい。
炭化物のバインダまたは改質剤として用いられるCrは添加により抗折力が向上する。
炭化物のバインダまたは改質剤として用いられるMoCは、微量の添加(3%)により焼結性が向上し、抗折力が向上し、硬度も上昇する。
Co used as a carbide binder has very good wettability with respect to the main component carbide and hardly causes sintering defects.
The bending strength is improved by adding Cr as a carbide binder or modifier.
Mo 2 C used as a carbide binder or modifier improves the sinterability, the bending strength, and the hardness by adding a small amount (3%).

次に、図1に示す耐摩耗粒子13の製造方法について説明する。
まず、芯部11の原料となるWC、TiC、Co、Ni粉末にアセトンを加えてアトライタと称する低速回転翼を内蔵したミルで数十時間撹拌混合する。次いで、混合後乾燥させ、ケーキ状にした原料を砕いて、数%のパラフィン系潤滑剤とアセトンとの混合液を加えて、泥状にする。泥状にされた原料を乾燥させると造粒された原料粉ができる。これを核として振動させながら転がし、原料粉をふりかけることにより粒子を大きく成長させ、所望の粒径に形成する。そして、最終造粒工程で前記同様に混合した外層12の原料粉WC−Coをふりかけて外層を形成する。形成された耐摩耗粒子は、先ず500℃くらいまでしばらく保持し、潤滑剤を揮発させ、その後、液相が発生する温度まで昇温、保持し、焼結され耐摩耗粒子ができあがる。
Next, the manufacturing method of the abrasion-resistant particle | grains 13 shown in FIG. 1 is demonstrated.
First, acetone is added to the WC, TiC, Co, and Ni powders that are the raw material of the core 11, and the mixture is stirred and mixed for several tens of hours in a mill incorporating a low-speed rotary blade called an attritor. Next, the raw material that has been dried after mixing and crushed is crushed, and a mixed solution of several percent of a paraffinic lubricant and acetone is added to form a mud. Drying the mud raw material will produce granulated raw material powder. This is rolled while being vibrated as a nucleus, and by sprinkling the raw material powder, the particles are greatly grown to form a desired particle size. And the raw material powder WC-Co of the outer layer 12 mixed in the same manner as described above in the final granulation step is sprinkled to form the outer layer. The formed wear-resistant particles are first held for about 500 ° C. for a while to volatilize the lubricant, and then heated to a temperature at which a liquid phase is generated and held, and sintered to produce wear-resistant particles.

(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2による耐摩耗粒子を示す断面図である。
本実施の形態においても耐摩耗粒子としての硬質粒子をマトリックスと略等しいか近い比重に調整する点は実施の形態1と同様である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing wear-resistant particles according to Embodiment 2 of the present invention.
Also in the present embodiment, the point that the hard particles as the wear-resistant particles are adjusted to a specific gravity substantially equal to or close to that of the matrix is the same as in the first embodiment.

図2に示す耐摩耗粒子17は、球形状または球に近い形状であって多層構造からなり、芯部14とその芯部14を被覆する中間層15とその中間層15を被覆する外層16とから構成されている。例えば、外層16と芯部14については実施の形態1と同様の材料を用い、外層16と芯部14の中間的性質(例えば線膨張係数)を有する材料を中間層15に用いることにより、耐摩耗粒子の割れを抑制することができる。   The wear-resistant particles 17 shown in FIG. 2 have a spherical shape or a shape close to a sphere and have a multilayer structure, and a core portion 14, an intermediate layer 15 covering the core portion 14, and an outer layer 16 covering the intermediate layer 15. It is composed of For example, the outer layer 16 and the core portion 14 are made of the same material as in the first embodiment, and the intermediate layer 15 is made of a material having an intermediate property (for example, linear expansion coefficient) between the outer layer 16 and the core portion 14. It is possible to suppress cracking of the wear particles.

耐摩耗粒子の他の例としては、外層16に実施の形態1と同様の材料を用い、実施の形態1の芯部に用いた材料を芯部14又は中間層15に用いることもできる。   As another example of the wear-resistant particles, the same material as that of the first embodiment can be used for the outer layer 16, and the material used for the core portion of the first embodiment can be used for the core portion 14 or the intermediate layer 15.

例えば、芯部14にCrを用い、中間層15にTiCを用い、外層16にWCを用いることも可能である。外層16のWCによってFe系のマトリックスとの馴染みを良くすることができ、中間層15のTiCはマトリックスとの馴染みが悪く溶融しないが耐摩耗性に寄与し、芯部14のCrは耐摩耗性が良く安価で入手性が良い利点を有する。 For example, Cr 3 C 2 can be used for the core portion 14, TiC can be used for the intermediate layer 15, and WC can be used for the outer layer 16. Can improve the compatibility with the Fe-based matrix of the WC of the outer layer 16, although TiC intermediate layer 15 is not familiar melted poor with the matrix to contribute to the wear resistance, Cr 3 C 2 of the core 14 It has the advantage of good wear resistance, low cost and good availability.

次に、図2に示す耐摩耗粒子17の製造方法について説明する。
前述と同様、芯部14の原料となるCr、Ni粉末、中間層15の原料となるTiC、Ni粉末、外層16の原料となるWC、Coを混合し原料粉を作製する。次いで、芯部14の核となる粒子を振動させ転がしながら芯部14の原料粉で粒径を成長させ、次に中間層15の原料粉をふりかけ中間層を形成させる。そして、最後に外層16の原料粉をふりかけて所望の粒径に形成する。形成された耐摩耗粒子は前述と同様に処理される。
Next, the manufacturing method of the abrasion-resistant particle | grains 17 shown in FIG. 2 is demonstrated.
Similarly to the above, Cr 3 C 2 and Ni powder as raw materials for the core portion 14, TiC and Ni powder as raw materials for the intermediate layer 15, and WC and Co as raw materials for the outer layer 16 are mixed to prepare raw material powder. Next, the particle diameter is grown with the raw material powder of the core portion 14 while vibrating and rolling the particles serving as the core of the core portion 14, and then the intermediate layer 15 is sprinkled with the raw material powder of the intermediate layer 15 to form an intermediate layer. Finally, the raw material powder of the outer layer 16 is sprinkled to form a desired particle size. The formed wear-resistant particles are treated in the same manner as described above.

(実施の形態3)
図3は、本発明の実施の形態3による耐摩耗構造部材の製造方法を示す模式図である。図3には肉盛層形成機構が示されており、この機構により耐摩耗肉盛層が形成される。この機構において25mm突き出される溶接ワイヤからなるアーク電極1が、水平に配されているCrMo鋼の母材2の直角方向に対して角度θ1(トーチ角=30°)をなすように傾斜して配されている。このアーク電極1による溶接電流は230A、溶接電圧は17Vとされ、溶接ワイヤの供給速度は100g/分とされ、溶接領域にシールドガスとして100%アルゴンが毎分30リッター供給される。また、アーク電極1から発生されるアークによって形成される溶融池3には粒径が例えば0.25〜0.85mmの実施の形態1又は2からなる耐摩耗粒子(密度は母材の密度に略一致させている )13がノズル26を通して供給される。このノズル26は1.5Hzの三角波により溶接進行に対して、すなわち図3において図面に対して前後方向にウィービング(振動幅30mm)され、そこに耐摩耗粒子13が毎分70gで供給される。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for manufacturing a wear-resistant structural member according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 3 shows a build-up layer forming mechanism, and the wear-resistant build-up layer is formed by this mechanism. In this mechanism, the arc electrode 1 made of a welding wire protruding 25 mm is inclined so as to form an angle θ1 (torch angle = 30 °) with respect to the perpendicular direction of the base material 2 of the CrMo steel arranged horizontally. It is arranged. The welding current by the arc electrode 1 is 230 A, the welding voltage is 17 V, the welding wire supply speed is 100 g / min, and 100% argon is supplied as a shielding gas to the welding region at 30 liters per minute. In addition, the weld pool 3 formed by the arc generated from the arc electrode 1 has wear-resistant particles according to Embodiment 1 or 2 having a particle diameter of, for example, 0.25 to 0.85 mm (the density is equal to the density of the base material). 13) is supplied through the nozzle 26. The nozzle 26 is weaved (vibration width 30 mm) in the front-rear direction with respect to the welding progress by a triangular wave of 1.5 Hz, that is, in FIG. 3, and the wear-resistant particles 13 are supplied thereto at 70 g per minute.

前述のような条件で溶接が図中の右方向に向かって毎分22cmの速度で行われる。なお、耐摩耗粒子13が供給される前の溶融池3の溶融金属の密度は7.8g/cmである。 Under the conditions described above, welding is performed at a speed of 22 cm / min toward the right in the drawing. In addition, the density of the molten metal of the molten pool 3 before the abrasion-resistant particle | grains 13 are supplied is 7.8 g / cm < 3 >.

図3に示すように、耐摩耗粒子13は、アーク電極1の延長上の直線と母材2の表面を通る平面とが交わる位置より溶接進行方向の後方(左)側に供給される。略1800℃の溶融池3に供給された耐摩耗粒子13の外層12は、すべて溶融金属と反応し、耐摩耗粒子13の周りに合金層を形成し、芯部11は溶融金属中に残存する。   As shown in FIG. 3, the wear-resistant particles 13 are supplied to the rear (left) side in the welding progress direction from the position where the straight line on the extension of the arc electrode 1 and the plane passing through the surface of the base material 2 intersect. All the outer layers 12 of the wear-resistant particles 13 supplied to the molten pool 3 at approximately 1800 ° C. react with the molten metal to form an alloy layer around the wear-resistant particles 13, and the core 11 remains in the molten metal. .

上記実施の形態2によれば、母材2と略等しい比重に耐摩耗粒子13を調整しているため、耐摩耗粒子13の凝集を抑制でき、耐摩耗粒子13が偏って沈降することも偏って浮上することもなく、その溶融金属部分が固化される。従って、硬化して得られる肉盛層7中には耐摩耗粒子13が略均一に分散されており、肉盛層7は好ましい耐摩耗性及び耐衝撃性を有するものとなる。
なお、母材2と耐摩耗粒子13とで比重に差がある場合は、肉盛層7中に耐摩耗粒子13が略均一に分散されるようにアーク電極1のトーチ角θ1を調整する。
According to the second embodiment, since the wear-resistant particles 13 are adjusted to have a specific gravity substantially equal to that of the base material 2, the aggregation of the wear-resistant particles 13 can be suppressed, and the wear-resistant particles 13 are also unevenly settled. The molten metal portion is solidified without rising. Therefore, the wear-resistant particles 13 are dispersed substantially uniformly in the build-up layer 7 obtained by curing, and the build-up layer 7 has preferable wear resistance and impact resistance.
When there is a difference in specific gravity between the base material 2 and the wear-resistant particles 13, the torch angle θ <b> 1 of the arc electrode 1 is adjusted so that the wear-resistant particles 13 are dispersed substantially uniformly in the built-up layer 7.

上記のように耐摩耗構造部材の耐摩耗肉盛層に耐摩耗粒子を略均一に分散させた場合の粒子の分布状況について説明する。
耐摩耗粒子の比重をマトリックスのそれに合わせることにより均一に分散させるものであるから、耐摩耗粒子の上下方向(略重力方向)の分布によって均一性を確認することができる。
The state of particle distribution when the wear-resistant particles are substantially uniformly dispersed in the wear-resistant overlay of the wear-resistant structural member as described above will be described.
Since the specific gravity of the wear-resistant particles is uniformly dispersed by matching with that of the matrix, the uniformity can be confirmed by the vertical distribution (substantially in the direction of gravity) of the wear-resistant particles.

耐摩耗肉盛層の上下方向(略重力方向)に切断した断面の面積をYとし、前記断面を略重力方向に対して直交する線によって上下に1/2ずつの面積で分離し、前記断面の上層(面積:Y/2)に存在する耐摩耗粒子の数をaとし、前記断面の下層(面積:Y/2)に存在する耐摩耗粒子の数をbとし、耐摩耗粒子の中央断面積をXとした場合、前記上層に対する耐摩耗粒子の含有面積率(上層面積率)Stop(略してSt)及び前記下層に対する耐摩耗粒子の含有面積率(下層面積率)Sbottom(略してSb)は下記式(1)、(2)によって求められる。均一分散を表わす指数は、St/Sbとし、1ならば完全に均一に分散しているとみなし、0ならば全て下層に沈下しているとみる。   The area of the cross section cut in the vertical direction (substantially the gravitational direction) of the wear-resistant build-up layer is Y, and the cross section is separated by an area of ½ in the vertical direction by a line orthogonal to the substantially gravitational direction. The number of wear-resistant particles present in the upper layer (area: Y / 2) is a, and the number of wear-resistant particles present in the lower layer (area: Y / 2) of the cross section is b. When the area is X, the wear-resistant particle content area ratio (upper layer area ratio) Top (abbreviated St) to the upper layer and the wear-resistant particle content area ratio (lower layer area ratio) Sbottom (abbreviated Sb) to the lower layer Is obtained by the following formulas (1) and (2). The index representing the uniform dispersion is St / Sb. If it is 1, it is considered that the dispersion is completely uniform, and if it is 0, it is assumed that all have settled in the lower layer.

St=aX/(Y/2)=2aX/Y ・・・(1)
Sb=bX/(Y/2)=2bX/Y ・・・(2)
St/Sb=a/b ・・・(3)
St = aX / (Y / 2) = 2aX / Y (1)
Sb = bX / (Y / 2) = 2bX / Y (2)
St / Sb = a / b (3)

また、耐摩耗肉盛層に含有する耐摩耗粒子の量が少ない場合と多い場合とでは、少ない場合の方が均一に分散させること、即ち均一分散指数St/Sbを1に近づけることが難しい。従って、耐摩耗肉盛層の上下方向に切断した断面の全体に対する耐摩耗粒子の含有面積率(全面積率)Sは下記式(4)によって求められ、この全面積率Sが小さい場合は全面積率Sが大きい場合に比べて均一分散指数St/Sbが1から遠くても略均一に分散しているとみなすことができる。   In addition, when the amount of wear-resistant particles contained in the wear-resistant build-up layer is small or large, it is more difficult to uniformly disperse, that is, to bring the uniform dispersion index St / Sb close to 1. Therefore, the content ratio (total area ratio) S of the wear-resistant particles with respect to the entire cross-section cut in the vertical direction of the wear-resistant build-up layer is obtained by the following formula (4). Compared to the case where the area ratio S is large, it can be considered that the uniform dispersion index St / Sb is substantially uniformly dispersed even if it is far from 1.

S=(a+b)X/Y ・・・(4)   S = (a + b) X / Y (4)

次に、直径1mmの耐摩耗粒子を分散させた場合の例について説明する。
図4は、耐摩耗肉盛層の上下方向に切断した断面を10mm角の断面とし、全面積率Sを10%〜60%にした場合において、略均一に分散しているとみなす最低(限界)の均一分散指数St/Sbと最高の均一分散指数St/Sb=1の耐摩耗粒子の分布状態を示す断面図である。なお、耐摩耗肉盛層の上下方向に切断した断面の面積の面積Yが100mmであり、粒子径φが1mmであり、耐摩耗粒子の中央断面積Xが0.785398163mmである。
Next, an example in which wear-resistant particles having a diameter of 1 mm are dispersed will be described.
FIG. 4 shows a minimum (limit) that is considered to be substantially uniformly dispersed when the cross section cut in the vertical direction of the wear-resistant build-up layer is a 10 mm square cross section and the total area ratio S is 10% to 60%. Is a cross-sectional view showing a distribution state of wear-resistant particles having a uniform dispersion index St / Sb and a maximum uniform dispersion index St / Sb = 1. The area Y of the cross-sectional area cut in the vertical direction of the wear-resistant build-up layer is 100 mm 2 , the particle diameter φ is 1 mm, and the central cross-sectional area X of the wear-resistant particles is 0.785398163 mm 2 .

表1は、図4に示す限界の均一分散指数St/Sb及びそれを導出するための数値(全粒子数、全面積率S、上層粒子数、上層面積率St、下層面積率Sb)を記載したものである。
図5は、表1に示す全面積率Sと限界の均一分散指数St/Sbとの関係を示すグラフである。
Table 1 shows the uniform dispersion index St / Sb at the limit shown in FIG. 4 and numerical values for deriving it (total number of particles, total area ratio S, number of upper layer particles, upper layer area ratio St, lower layer area ratio Sb). It is what.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the total area ratio S shown in Table 1 and the limit uniform dispersion index St / Sb.

図4、図5及び表1に示すように、耐摩耗粒子の比重をマトリックスのそれに合わせても全面積率Sが小さいほど均一分散指数St/Sbは小さくなる。従って、均一分散指数が0.38以上または0.38〜0.85であれば耐摩耗粒子が均一に分散しているといえる。   As shown in FIGS. 4 and 5 and Table 1, the uniform dispersion index St / Sb decreases as the total area ratio S decreases even if the specific gravity of the wear-resistant particles is adjusted to that of the matrix. Therefore, if the uniform dispersion index is 0.38 or more or 0.38 to 0.85, it can be said that the wear-resistant particles are uniformly dispersed.

詳細には、全面積率Sが10%の場合、均一分散指数が0.38以上であれば耐摩耗粒子が略均一に分散しており、均一分散指数が0.38未満であれば耐摩耗粒子が均一に分散していないと判断できる。同様に、全面積率Sが20%、30%、40%、50%、60%それぞれの場合、均一分散指数がそれぞれ0.55以上、0.65以上、0.73以上、0.80以上、0.85以上であれば耐摩耗粒子が略均一に分散しており、均一分散指数がそれぞれ0.55未満、0.65未満、0.73未満、0.80未満、0.85未満であれば耐摩耗粒子が均一に分散していないと判断できる。   Specifically, when the total area ratio S is 10%, the wear-resistant particles are substantially uniformly dispersed when the uniform dispersion index is 0.38 or more, and when the uniform dispersion index is less than 0.38, the wear resistance. It can be determined that the particles are not uniformly dispersed. Similarly, when the total area ratio S is 20%, 30%, 40%, 50%, and 60%, the uniform dispersion index is 0.55 or more, 0.65 or more, 0.73 or more, 0.80 or more, respectively. If it is 0.85 or more, the wear-resistant particles are dispersed substantially uniformly, and the uniform dispersion index is less than 0.55, less than 0.65, less than 0.73, less than 0.80, and less than 0.85, respectively. If there is, it can be judged that the wear-resistant particles are not uniformly dispersed.

より詳細には、全面積率Sに対して均一分散指数が図5に示す限界の均一分散指数のグラフより上であれば耐摩耗粒子が略均一に分散しており、均一分散指数が図5に示すグラフより下であれば耐摩耗粒子が均一に分散していないと判断できる。
なお、耐摩耗肉盛層のマトリックスにおける前記上層及び前記下層それぞれの硬度はHv700〜1000であることが好ましい。
More specifically, if the uniform dispersion index with respect to the total area ratio S is above the limit uniform dispersion index graph shown in FIG. 5, the wear-resistant particles are dispersed substantially uniformly, and the uniform dispersion index is as shown in FIG. It can be determined that the wear-resistant particles are not uniformly dispersed if it is below the graph shown in FIG.
In addition, it is preferable that the hardness of each of the upper layer and the lower layer in the matrix of the wear-resistant built-up layer is Hv 700 to 1000.

(実施の形態4)
図6には、本発明の実施の形態4に係るブルドーザの足回り装置の部分拡大断面図が示されている。本実施の形態では、硬質粒子は実施の形態1の耐摩耗粒子と同様のものを用いる。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows a partially enlarged cross-sectional view of a bulldozer suspension device according to Embodiment 4 of the present invention. In the present embodiment, hard particles similar to the wear-resistant particles of the first embodiment are used.

本実施の形態において、履帯31は、互いに対向する一対のリンク32,32の一端に設けられた孔にブッシュ33の端部を圧入し、このブッシュ33に挿通した履帯ピン34の両端を前後のリンク32,32に圧入することによってリンクチェーンとし、このリンクチェーンに履板35を固着することにより構成されている。こうして、履帯31がスプロケット36とアイドラ(図示せず)とに巻回され、スプロケット36を駆動することで、このスプロケット36の歯溝部37がブッシュ33に噛み合い、このブッシュ33がスプロケット36の歯面上を滑りを伴いながら移動することにより、履帯31が回転されてブルドーザが走行するようになっている。   In the present embodiment, the crawler belt 31 presses the end of the bush 33 into a hole provided at one end of a pair of links 32, 32 facing each other, and both ends of the crawler belt pin 34 inserted through the bush 33 are connected to the front and rear. A link chain is formed by press-fitting into the links 32 and 32, and a crawler plate 35 is fixed to the link chain. Thus, the crawler belt 31 is wound around the sprocket 36 and the idler (not shown), and the sprocket 36 is driven so that the tooth groove portion 37 of the sprocket 36 is engaged with the bush 33, and the bush 33 is engaged with the tooth surface of the sprocket 36. The crawler belt 31 is rotated so that the bulldozer travels by moving while sliding along.

このブルドーザの走行時には、スプロケット36の歯面とブッシュ33との間に土砂や岩石を巻き込んで滑り接触を繰り返しながら使用され、これらスプロケット36およびブッシュ33の各表面は極めて摩耗し易い条件で使用されることになる。このようなことから、スプロケット36の歯部およびブッシュ33の外周面には所要箇所に肉盛溶接が施され、これによって耐摩耗性の向上が図られている。   During running of this bulldozer, sand and rocks are involved between the tooth surface of the sprocket 36 and the bush 33 and repeatedly used in sliding contact. The surfaces of the sprocket 36 and the bush 33 are used under conditions that are extremely susceptible to wear. Will be. For this reason, build-up welding is applied to the tooth portion of the sprocket 36 and the outer peripheral surface of the bush 33 at required locations, thereby improving wear resistance.

ここで、耐摩耗肉盛層の形成に際しては、図7に示されるように、溶接ワイヤ(例えば、KOBE・JFEウェルディング「KC−50」)からなるアーク電極38が、水平に配置されている母材39の表面に対して所定のトーチ角(=45°〜55°)をなすように傾斜して配され、溶接領域にシールドガスとして100%アルゴンが供給され、またアーク電極38と母材39との間に発生されるアークによって形成される溶融池40に硬質粒子41がノズル42を介して供給される。このような溶接を矢印Aの方向に向かって所定速度で行うことにより、母材39の表面に肉盛層43が形成される。この場合、硬質粒子41が肉盛層43の表面に出ないように、かつ肉盛層43の深部において密にかつ均一に分布させるために、この硬質粒子41の落下位置をアーク直上とし、アークの手前には落とさないようにするのが好ましい。   Here, when forming the wear-resistant build-up layer, as shown in FIG. 7, arc electrodes 38 made of welding wires (for example, KOBE / JFE welding “KC-50”) are horizontally arranged. Arranged so as to form a predetermined torch angle (= 45 ° to 55 °) with respect to the surface of the base material 39, 100% argon is supplied as a shielding gas to the welding region, and the arc electrode 38 and the base material Hard particles 41 are supplied via a nozzle 42 to a molten pool 40 formed by an arc generated between the nozzles 39 and 39. By performing such welding at a predetermined speed in the direction of arrow A, the overlay layer 43 is formed on the surface of the base material 39. In this case, in order to prevent the hard particles 41 from appearing on the surface of the built-up layer 43 and to distribute the hard particles 41 densely and uniformly in the deep part of the built-up layer 43, the falling position of the hard particles 41 is directly above the arc. It is preferable not to drop it before this.

次に、スプロケット36およびブッシュ33の各部品毎の肉盛層形成方法について詳述する。   Next, a method for forming a built-up layer for each part of the sprocket 36 and the bush 33 will be described in detail.

スプロケット36における肉盛層形成方法についてスプロケット36の歯部(スプロケットティース)に対して肉盛層を形成する際には、図8(a)に示されるように、スプロケット36の回転方向と交差する方向、好ましくは直交する方向(矢印B方向)に、ブッシュ33との当たり面および歯先が全面肉盛される。ここで、各歯面については、歯先部から歯元部に至る方向(矢印C方向)に順次並列に肉盛層を形成するのがビード外観を均一にする上でも、肉盛品質を安定化する上でも望ましい。なぜなら、もし、逆の方向、すなわち歯元部から歯先部に至る方向(矢印Cと反対の方向)に肉盛層を形成した場合、溶接の熱が母材に蓄積し、歯先部の温度が高温になり、溶け込み深さや粒子の含有量や分布、母相金属の組織が変化してしまうので、連続して肉盛層を形成することができないからである。また、図8(b)に示されるように、歯先部近傍(約30mm)の範囲においては、余盛り高さを他の箇所より低くし(3〜4mm)、また歯頂部には肉盛層の欠損防止のために硬質粒子を添加しないようにするのが望ましい。さらに、前記硬質粒子は、歯元部と歯先部との中間部の含有量を歯元部および歯先部のそれぞれの含有量よりも多くして供給するのが好ましい。   Concerning Method for Forming Build-up Layer in Sprocket 36 When a build-up layer is formed on the tooth portion (sprocket teeth) of the sprocket 36, as shown in FIG. 8 (a), it intersects with the rotation direction of the sprocket 36. In the direction, preferably the direction orthogonal to the direction (arrow B direction), the contact surface with the bush 33 and the tooth tip are entirely built up. Here, for each tooth surface, the build-up layer is formed in parallel in the direction from the tooth tip portion to the tooth root portion (the direction of arrow C), so that the build-up quality is stable even in order to make the bead appearance uniform. It is also desirable to make Because, if the build-up layer is formed in the opposite direction, that is, the direction from the tooth root portion to the tooth tip portion (the direction opposite to the arrow C), the heat of welding accumulates in the base material, This is because, since the temperature becomes high and the penetration depth, the content and distribution of particles, and the structure of the matrix metal change, it is impossible to continuously form a built-up layer. In addition, as shown in FIG. 8 (b), in the vicinity of the tip of the tooth (about 30 mm), the extra height is made lower than that of other parts (3 to 4 mm), and the tooth top is overlaid. It is desirable not to add hard particles to prevent layer loss. Furthermore, it is preferable that the hard particles are supplied with the content of the intermediate portion between the tooth root portion and the tooth tip portion being larger than the respective contents of the tooth root portion and the tooth tip portion.

前述のように肉盛層の分布並びに硬質粒子の分布を規定することで、歯元部と歯先部とには主として靭性を持たせ、歯元部と歯先部との中間部には主として耐摩耗性を持たせることができるので、歯先部の剥離、欠損を防止することができて肉盛層の耐久性を安定化させることができる。肉盛層形成時に肉盛層には図8(a)に示されるようにビードに直交する方向に亀裂が発生することがあるが、この亀裂発生方向が両者の噛合時における引張応力発生方向(矢印B'方向)と一致しているので、その亀裂の口が開くのを防ぐことができる。   By defining the distribution of the build-up layer and the distribution of hard particles as described above, the tooth root part and the tooth tip part mainly have toughness, and the intermediate part between the tooth root part and the tooth tip part mainly has a toughness. Since wear resistance can be imparted, peeling and chipping of the tooth tip can be prevented, and the durability of the build-up layer can be stabilized. As shown in FIG. 8 (a), when the overlay layer is formed, cracks may occur in the direction perpendicular to the bead as shown in FIG. 8 (a). Since it coincides with the direction of arrow B ′, the opening of the crack can be prevented.

ブッシュ33における肉盛層形成方法についてブッシュ33の外周面に肉盛層を形成する際には、図9に示されるように、スプロケット36の回転方向(ブッシュ33の摺動方向(図9(a)の矢印D'方向))と交差する方向、好ましくは直交する方向(矢印D方向)に、スプロケット36との当たり面としてのブッシュ外周面の略半周にわたって肉盛される。この肉盛層形成範囲をブッシュ外周面の全周にした場合には、この肉盛層形成時等に発生する熱応力や変態応力の逃げ場がなく母材が変形を起こしたり、割れが発生したりするという欠点がある。これに対して、本実施の形態のように所要部のみに肉盛層を形成するようにすれば、肉盛層形成後のブッシュ母材の内径加工が不要になるなどの利点がある。なお、この肉盛層形成範囲は、本実施の形態のように略半周(180°)に限らず、必要最小限の角度範囲(例えば120°)とすることもできる。   Regarding the method for forming the built-up layer in the bush 33, when the built-up layer is formed on the outer peripheral surface of the bush 33, as shown in FIG. 9, the rotational direction of the sprocket 36 (the sliding direction of the bush 33 (FIG. 9A ) In the direction intersecting with arrow D ′)), preferably in the direction perpendicular to (arrow D direction) over the substantially half circumference of the outer peripheral surface of the bush as a contact surface with the sprocket 36. When this build-up layer formation range is the entire circumference of the outer peripheral surface of the bush, there is no escape for thermal stress and transformation stress that occurs during the build-up layer formation, etc., and the base material is deformed or cracked. There is a drawback that. On the other hand, if the built-up layer is formed only in the required part as in the present embodiment, there is an advantage that the inner diameter processing of the bush base material after the built-up layer is formed becomes unnecessary. In addition, this build-up layer formation range is not limited to a substantially half circumference (180 °) as in the present embodiment, but may be a necessary minimum angle range (for example, 120 °).

(実施の形態5)
図10は、本発明の実施の形態5による打撃子を示す正面図である。図11は、図10に示す破砕機用打撃子の背面図である。本実施の形態では、硬質粒子は実施の形態1の耐摩耗粒子と同様のものを用いる。
(Embodiment 5)
FIG. 10 is a front view showing a striker according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a rear view of the crusher striker shown in FIG. 10. In the present embodiment, hard particles similar to the wear-resistant particles of the first embodiment are used.

打撃子は、主として木材等の産業廃棄物の破砕に使用されるものであり、図10及び図11中で梨地状に表わした部分は、耐摩耗性を向上させるため硬質粒子を肉盛りした肉盛層50である。また、先端部分には超硬体が嵌合されている。フランジの一部を切り欠いてフラットにした部分を下向きとして回転ハンマー等に取り付けられ、木材等を打撃して破砕する。   The striker is mainly used for crushing industrial waste such as wood, and the portion shown in a satin-like shape in FIGS. 10 and 11 is a meat in which hard particles are built up to improve wear resistance. It is a built-up layer 50. Further, a super hard body is fitted to the tip portion. It is attached to a rotating hammer or the like with a part of the flange cut out and flattened downward, and hits and crushes wood or the like.

(実施の形態6)
図12(A)は、本発明の実施の形態6による破砕機の歯板を示す図であり、図12(B)は、図12(A)に示す歯板の歯の断面組織である。本実施の形態では、耐摩耗材は実施の形態1の耐摩耗粒子と同様のものを用いる。
(Embodiment 6)
FIG. 12 (A) is a view showing a tooth plate of a crusher according to Embodiment 6 of the present invention, and FIG. 12 (B) is a sectional structure of teeth of the tooth plate shown in FIG. 12 (A). In the present embodiment, the wear resistant material is the same as the wear resistant particles of the first embodiment.

破砕機は、主としてコンクリートガラ、アスファルトなどの産廃物を歯板によって破砕するものである。図12(B)に示すように歯板の歯の内部には耐摩耗材が埋め込まれ溶着されている。   The crusher mainly crushes industrial waste such as concrete glass and asphalt with a tooth plate. As shown in FIG. 12 (B), a wear-resistant material is embedded and welded inside the teeth of the tooth plate.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態1または2による耐摩耗粒子を鋳ぐるみ法に用いた場合でも、外層に濡れ性の良い材料を用いることにより溶湯の浸透が容易になる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, even when the wear-resistant particles according to Embodiment 1 or 2 are used in the cast-in method, the penetration of the molten metal is facilitated by using a material with good wettability for the outer layer.

また、上記実施の形態1または2による耐摩耗粒子を鋳物の製造に用いた場合、溶湯と略等しい比重の耐摩耗粒子を前記溶湯に添加して攪拌することにより耐摩耗粒子が均一に分散した鋳物を製作することができ、この鋳物をそのまま耐摩耗部品としても良いし、溶接やボルト締結によって必要部位に装着しても良い。   Further, when the wear-resistant particles according to Embodiment 1 or 2 described above are used for manufacturing a casting, the wear-resistant particles having a specific gravity substantially equal to that of the molten metal are added to the molten metal and stirred to uniformly disperse the wear-resistant particles. A casting can be manufactured, and this casting may be used as a wear-resistant part as it is, or may be attached to a necessary part by welding or bolt fastening.

また、上記実施の形態では、マトリックスにFe系の材料を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、マトリックスに他の材料、例えばNi系(例えばコルモノイなど)、Co系(例えばステライトなど)及びCu系(例えばアルミ青銅、リン青銅など)のいずれかの材料を用いることも可能である。   In the above embodiment, the Fe-based material is used for the matrix. However, the present invention is not limited to this, and other materials for the matrix, such as Ni-based (for example, Colmonoy), Co-based ( For example, any material such as stellite) and Cu-based materials (such as aluminum bronze and phosphor bronze) may be used.

また、上記実施の形態4から6以外に、破砕機のせん断刃、チークプレート、ズリフィーダバー、ビット、ブルドーザーのシューラグ、油圧ショベルのバケット、ツースアダプタ、リップ、ツース間シュラウド、コーナーガード、GET(Ground Engaging Tool)部品のカッティングエッジ、エンドビット、ツース、リッパポイント、プロテクタ、ウエアプレート、シャンク、トラッシュコンパクタの鉄輪のチョッパ等に実施してもよい。   In addition to Embodiments 4 to 6, the shearing blade of the crusher, the cheek plate, the slip feeder bar, the bit, the bulldozer shoe lug, the bucket of the hydraulic excavator, the tooth adapter, the lip, the inter-tooth shroud, the corner guard, the GET ( (Ground Engaging Tool) The cutting edge of the part, the end bit, the tooth, the ripper point, the protector, the wear plate, the shank, and the iron wheel chopper of the trash compactor may be used.

(実施例1)
図13は、実施例1による耐摩耗構造部材を示す断面図である。この耐摩耗構造部材は、図1に示す実施の形態1と同様の耐摩耗粒子を用い、図3に示す実施の形態3と同様の製造方法によって耐摩耗肉盛層が形成されたものであるので、詳細な説明は省略する。
Example 1
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the wear-resistant structural member according to the first embodiment. This wear-resistant structural member uses wear-resistant particles similar to those in the first embodiment shown in FIG. 1, and a wear-resistant buildup layer is formed by the same manufacturing method as that in the third embodiment shown in FIG. Therefore, detailed description is omitted.

母材2にCrMo鋼を用い、溶接ワイヤに軟鋼を用い、シールドガスにAr−20%COを用い、230Aの溶接電流、17Vの溶接電圧を用いた。耐摩耗粒子13としては、芯部11の材料にTiCNを用い、外層12の材料にWCを用いて作製した45TiCN−8Ni−47(WC−7Co)粒子を用いた。この粒子の粒径は0.25〜0.85mmであり、粒子の比重は7.82であった。 CrMo steel was used for the base material 2, mild steel was used for the welding wire, Ar-20% CO 2 was used for the shielding gas, a welding current of 230 A, and a welding voltage of 17 V were used. As the wear-resistant particles 13, 45TiCN-8Ni-47 (WC-7Co) particles produced using TiCN as the material of the core 11 and WC as the material of the outer layer 12 were used. The particle diameter of the particles was 0.25 to 0.85 mm, and the specific gravity of the particles was 7.82.

上記実施例1によれば、母材2と略等しい比重に耐摩耗粒子13を調整することにより、耐摩耗粒子の凝集を抑制でき、硬化して得られる肉盛層中に耐摩耗粒子13を略均一に分散させることができることが確認された。   According to Example 1 described above, by adjusting the wear-resistant particles 13 to have a specific gravity substantially equal to that of the base material 2, the aggregation of the wear-resistant particles can be suppressed, and the wear-resistant particles 13 are placed in the built-up layer obtained by curing. It was confirmed that it could be dispersed substantially uniformly.

図14は、実施例1に対する比較例としての耐摩耗構造部材を示す断面図である。この耐摩耗構造部材は、図3に示す実施の形態3と同様の製造方法によって耐摩耗肉盛層が形成されたものである。但し、耐摩耗粒子には従来の硬質粒子であるWC−8Co粒子を用い、この粒子の粒径は0.25〜0.85mmであり、粒子の比重は14.5であった。   14 is a cross-sectional view showing a wear-resistant structural member as a comparative example with respect to Example 1. FIG. In this wear-resistant structural member, a wear-resistant build-up layer is formed by the same manufacturing method as in Embodiment 3 shown in FIG. However, WC-8Co particles, which are conventional hard particles, were used as the wear-resistant particles. The particle diameter of the particles was 0.25 to 0.85 mm, and the specific gravity of the particles was 14.5.

上記比較例では、硬質粒子が肉盛層の下部に沈下して凝集している。従って、硬質粒子の比重を母材に合わせていないと均一に分散させることができないことが確認された。   In the comparative example, the hard particles are sunk and aggregated in the lower part of the built-up layer. Therefore, it was confirmed that the hard particles cannot be uniformly dispersed unless the specific gravity of the hard particles matches that of the base material.

図15は、図13に示す実施例1の耐摩耗構造部材の肉盛層における表面から深さ方向の硬度を測定した結果であり、深さ方向の距離と硬度との関係を示すグラフである。
図15によれば、肉盛層の硬度が上層から下層にわたりHv700〜1000であり、肉盛層が高硬度を維持していることが確認された。
FIG. 15 is a graph showing the results of measuring the hardness in the depth direction from the surface of the built-up layer of the wear-resistant structural member of Example 1 shown in FIG. 13 and showing the relationship between the distance in the depth direction and the hardness. .
According to FIG. 15, the hardness of the built-up layer was Hv 700 to 1000 from the upper layer to the lower layer, and it was confirmed that the built-up layer maintained high hardness.

図16は、図14に示す比較例の耐摩耗構造部材の肉盛層における表面から深さ方向の硬度を測定した結果であり、深さ方向の距離と硬度との関係を示すグラフである。
図16によれば、肉盛層の上層の硬度がHv700より低く、実施例1の耐摩耗構造部材の肉盛層のような高硬度を上層において維持できないことが確認された。
FIG. 16 is a graph showing the result of measuring the hardness in the depth direction from the surface of the build-up layer of the wear-resistant structural member of the comparative example shown in FIG. 14, and is a graph showing the relationship between the distance in the depth direction and the hardness.
According to FIG. 16, the hardness of the upper layer of the built-up layer was lower than Hv700, and it was confirmed that high hardness like the built-up layer of the wear-resistant structural member of Example 1 cannot be maintained in the upper layer.

図17は、図13に示す実施例1の耐摩耗構造部材の肉盛層における結晶組織を示す写真である。この結晶組織は、残留オーステナイトとマルテンサイトを有し、TiCN炭化物(白い粒)が均一に分散したものである。この結晶組織の部分の硬度はHv800であった。図17においても、肉盛層中にTiCN炭化物からなる耐摩耗粒子を略均一に分散させることができることが確認された。   FIG. 17 is a photograph showing the crystal structure in the built-up layer of the wear-resistant structural member of Example 1 shown in FIG. This crystal structure has retained austenite and martensite, and TiCN carbide (white grains) is uniformly dispersed. The hardness of this crystal structure portion was Hv800. Also in FIG. 17, it was confirmed that the wear-resistant particles made of TiCN carbide can be dispersed substantially uniformly in the build-up layer.

図18は、図14に示す比較例の耐摩耗構造部材の肉盛層における結晶組織を示す写真である。この結晶組織は、残留オーステナイトとFe−W共晶析出物を有するものである。この結晶組織の部分の硬度はHv500程度であり、実施例1の肉盛層に比べて硬度が低いものであった。   FIG. 18 is a photograph showing the crystal structure of the build-up layer of the wear-resistant structural member of the comparative example shown in FIG. This crystal structure has retained austenite and Fe—W eutectic precipitates. The hardness of the crystal structure portion was about Hv 500, which was lower than that of the build-up layer of Example 1.

図19は、図13に示す実施例1及び図14に示す比較例それぞれの耐摩耗構造部材に対して抗折試験を行った結果を示すグラフである。実施例1の耐摩耗構造部材と同様の試料を4つ用意するとともに比較例の耐摩耗構造部材を用意し、それぞれについて抗折試験を行い、その結果を図19において新粒子(1)、新粒子(2)、新粒子(3)、新粒子(4)及び比較例と記載している。   FIG. 19 is a graph showing the results of a bending test performed on the wear-resistant structural members of Example 1 shown in FIG. 13 and the comparative example shown in FIG. Four samples similar to the wear-resistant structural member of Example 1 were prepared and the wear-resistant structural member of the comparative example was prepared. A bending test was performed for each of the samples. The results are shown in FIG. It is described as Particle (2), New Particle (3), New Particle (4) and Comparative Example.

図19によれば、実施例1の耐摩耗構造部材には高い抗折力が保持されていることが確認され、比較例の耐摩耗構造部材の抗折力は低いことが確認された。   According to FIG. 19, it was confirmed that the wear-resistant structural member of Example 1 has a high bending strength, and the wear-resistant structural member of the comparative example has a low bending strength.

上記抗折試験は、抗折試験装置を用いて次の方法によって行った(JIS H 5501参照)。
1.抗折試験装置の支点間距離は20mm又は30mmとし、それぞれの支点及び荷重点先端の丸味半径を約2mm及び3mmとし、支点及び荷重点には超硬合金を使用する。なお、荷重点は支点間の中央とする。また、この試験において試料の破断面に割れ・穴などがあってこれが試験成績に影響を及ぼしたと判定される場合は、その成績は無効とし、同時につくった他の試料について再試験する。
The bending test was performed by the following method using a bending test apparatus (see JIS H5501).
1. The distance between fulcrums of the bending test apparatus is 20 mm or 30 mm, the round radii of the respective fulcrum and load point are about 2 mm and 3 mm, and cemented carbide is used for the fulcrum and load point. The load point is the center between the fulcrums. In addition, if there are cracks or holes in the fracture surface of the sample in this test, and it is determined that this has affected the test results, the results will be invalid and other samples made at the same time will be retested.

2.各試料の製造単位ごとに次の試料をつくり、試料の表面は1.5−S程度に長さの方向に4面を平滑に研削する。ただし、この試料の厚さの偏差は0.1mm以下とする。
(1)支点間の距離20mmの場合
24mm(長さ)×8mm(幅)×4mm(厚さ)
(2)支点間の距離30mmの場合
35mm(長さ)×10mm(幅)×6mm(長さ)
2. The next sample is made for each production unit of each sample, and the surface of the sample is smoothly ground on four sides in the length direction to about 1.5-S. However, the thickness deviation of this sample is 0.1 mm or less.
(1) When the distance between fulcrums is 20 mm 24 mm (length) x 8 mm (width) x 4 mm (thickness)
(2) When the distance between fulcrums is 30 mm 35 mm (length) x 10 mm (width) x 6 mm (length)

3.測定方法は、抗折試験装置の支点上に試料をのせ荷重を厚さの方向に加えて徐々に荷重を増し破断したときの荷重目盛を読む。   3. The measuring method is that a sample is placed on the fulcrum of the bending test apparatus, the load is applied in the direction of thickness, the load is gradually increased, and the load scale when it breaks is read.

4.抗折力の算出は、次の式による。
抗折力=3pl/2bt(kgf/mm{N/mm})
ここに p:破断したときの荷重(kgf{N})
b:試料の幅(mm)
t:試料の厚さ(mm)
l:両支点間の距離(mm)
4). The bending strength is calculated by the following formula.
Folding force = 3 pl / 2 bt 2 (kgf / mm 2 {N / mm 2 })
Where p: load at break (kgf {N})
b: Width of sample (mm)
t: sample thickness (mm)
l: Distance between both fulcrums (mm)

図20は、ノッチレスで実施したシャルピー衝撃試験の結果を示すグラフである。実施例1の耐摩耗構造部材と同様の試験片を4つ用意し、比較例の耐摩耗構造部材の試験片を3つ用意するとともに比較のための高Cr鋳鉄(28Cr−2.8C)の試験片を3つ用意し、それぞれについてシャルピー衝撃試験を行い、その結果を図20において(1)、(2)、(3)、(4)、比較例(1)、比較例(2)、比較例(3)及び高Cr鋳鉄(1)、高Cr鋳鉄(2)、高Cr鋳鉄(3)と記載している。   FIG. 20 is a graph showing the results of a Charpy impact test performed with a notchless. Four test pieces similar to the wear-resistant structural member of Example 1 were prepared, three test pieces of the wear-resistant structural member of the comparative example were prepared, and high Cr cast iron (28Cr-2.8C) for comparison was prepared. Three test pieces were prepared, and Charpy impact tests were performed on each of the test pieces. The results are shown in FIG. 20 as (1), (2), (3), (4), Comparative Example (1), Comparative Example (2), It describes as Comparative Example (3) and high Cr cast iron (1), high Cr cast iron (2), and high Cr cast iron (3).

上記シャルピー衝撃試験は、ノッチレスの試験片をその両端で支持し、一定の条件のもとで、ハンマーのひと振りによって試験片を破断し特性を求めるものである(JIS Z 2242参照)。   In the Charpy impact test, a notchless test piece is supported at both ends, and the test piece is broken by a hammer stroke under a certain condition to obtain characteristics (see JIS Z 2242).

試験片を破断するのに要したエネルギーは、次の式によって算出する。
K=M(cosβ−cosα)
ここに、K:試験片を破断するのに要したエネルギー(J)
M:ハンマーの回転軸の周りのモーメント(N・m)
M=W・r
W:ハンマーの質量による負荷(N)
r:ハンマーの回転軸中心から重心までの距離(m)
α:ハンマーの持上げ角度(°)
β:試験片破断後のハンマーの振上がり角度(°)
The energy required to break the test piece is calculated by the following formula.
K = M (cosβ-cosα)
Where K: energy required to break the specimen (J)
M: Moment around the rotation axis of the hammer (N · m)
M = W · r
W: Load due to hammer mass (N)
r: Distance from the center of rotation of the hammer to the center of gravity (m)
α: Hammer lifting angle (°)
β: Hammer swing angle after specimen breakage (°)

図20によれば、実施例1の耐摩耗構造部材には高いエネルギーを加えなければ破断しないことが確認され、比較例及び高Cr鋳鉄の耐摩耗構造部材には低いエネルギーで破断することが確認された。   According to FIG. 20, it is confirmed that the wear-resistant structural member of Example 1 does not break unless high energy is applied, and the wear-resistant structural member of the comparative example and the high Cr cast iron breaks with low energy. It was done.

図21は、試験片に対して摩耗試験を行う装置を概略的に示す図である。図22は、図21に示す装置で摩耗試験を行った結果を示すものであり、平均硬度と1/摩耗体積比との関係を示すグラフである。   FIG. 21 is a diagram schematically showing an apparatus for performing a wear test on a test piece. FIG. 22 shows the result of the wear test performed by the apparatus shown in FIG. 21, and is a graph showing the relationship between the average hardness and the 1 / wear volume ratio.

摩耗試験を行う試験片としては、実施例1の耐摩耗構造部材の試験片(発明品)及びそれと比較する試験片を用意した。比較する試験片としては、代表的な耐摩耗鋼板であるスウェーデン鋼のHARDOX500、JIS鋼材であるSKD11、SKH51、高Cr鋳鉄肉盛1層盛、高Cr鋳鉄肉盛2層盛、タングステンカーバイド粒子をガス溶着したもの、超硬粒分散材(従来型)を用意した。   As a test piece for performing the wear test, a test piece (invention product) of the wear-resistant structural member of Example 1 and a test piece to be compared therewith were prepared. As test specimens to be compared, HARDOX 500 of Swedish steel which is a representative wear-resistant steel plate, SKD11 and SKH51 which are JIS steel materials, 1-layer high-Cr cast iron overlay, 2-layer high-Cr cast iron overlay, tungsten carbide particles A gas-welded material and a super hard particle dispersion material (conventional type) were prepared.

図21に示すように、ラバーホイールを回転させ、このラバーホイールに試験片を試験荷重によって押し付け、この試験片とラバーホイールとの間に珪砂を珪砂ホッパーから落下させ、1/摩耗体積比を測定する。試験条件は、以下のとおりである。   As shown in FIG. 21, a rubber wheel is rotated, a test piece is pressed against the rubber wheel by a test load, and silica sand is dropped from the quartz sand hopper between the test piece and the rubber wheel, and a 1 / wear volume ratio is measured. To do. The test conditions are as follows.

(試験条件)
(1)使用珪砂 20〜48メッシュ
(2)試験荷重 13.26kg
(3)珪砂供給量 300g/min
(4)ラバーホイール周速 100m/min
(5)試験時間 20分
(6)試験片寸法12t×25w×75L
(7)ホイール厚み 12.7mm
(Test conditions)
(1) Use silica sand 20-48 mesh (2) Test load 13.26kg
(3) Silica sand supply amount 300g / min
(4) Rubber wheel peripheral speed 100m / min
(5) Test time 20 minutes (6) Test piece dimensions 12t x 25w x 75L
(7) Wheel thickness 12.7mm

図22によれば、発明品である実施例1の耐摩耗構造部材は、比較例に比べて高い耐摩耗性を有していることが確認された。   According to FIG. 22, it was confirmed that the wear-resistant structural member of Example 1 which is an invention has higher wear resistance than the comparative example.

本発明の実施の形態1による耐摩耗粒子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the abrasion-resistant particle | grains by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による耐摩耗粒子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the abrasion-resistant particle | grains by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による耐摩耗構造部材の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the wear-resistant structural member by Embodiment 3 of this invention. 耐摩耗肉盛層の上下方向に切断した断面を10mm角の断面とし、全面積率Sを10%〜60%にした場合において、略均一に分散しているとみなす最低(限界)の均一分散指数St/Sbと最高の均一分散指数St/Sb=1の耐摩耗粒子の分布状態を示す断面図である。The lowest (limit) uniform dispersion that is considered to be substantially uniformly dispersed when the section cut in the vertical direction of the wear-resistant cladding layer is a 10 mm square section and the total area ratio S is 10% to 60%. It is sectional drawing which shows the distribution state of the wear-resistant particle | grains of index St / Sb and the highest uniform dispersion index St / Sb = 1. 表1に示す全面積率Sと限界の均一分散指数St/Sbとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the total area ratio S shown in Table 1, and the limit uniform dispersion index St / Sb. 本発明の実施の形態4に係るブルドーザの足回り装置を示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows the underbody apparatus of the bulldozer which concerns on Embodiment 4 of this invention. 肉盛層の形成機構説明図である。It is formation mechanism explanatory drawing of a build-up layer. (a)、(b)は、スプロケットの肉盛層形成状態説明図である。(A), (b) is a built-in layer formation state explanatory drawing of a sprocket. (a)(b)(c)は、ブッシュの肉盛層形成状態説明図である。(A) (b) (c) is an explanatory drawing of the built-up layer formation state of a bush. 本発明の実施の形態5による破砕機用打撃子を示す正面図である。It is a front view which shows the striker for crushers by Embodiment 5 of this invention. 図10に示す破砕機用打撃子の背面図である。It is a rear view of the crusher striker shown in FIG. (A)は、本発明の実施の形態6による破砕機の歯板を示す図であり、(B)は、(A)に示す歯板の歯の断面組織である。(A) is a figure which shows the tooth plate of the crusher by Embodiment 6 of this invention, (B) is a cross-sectional structure | tissue of the tooth of the tooth plate shown to (A). 実施例1による耐摩耗構造部材を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a wear-resistant structural member according to Example 1. FIG. 実施例1に対する比較例としての耐摩耗構造部材を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a wear-resistant structural member as a comparative example with respect to Example 1. FIG. 図13に示す実施例1の耐摩耗構造部材の肉盛層における深さ方向の距離と硬度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance of the depth direction in the build-up layer of the wear-resistant structural member of Example 1 shown in FIG. 13, and hardness. 図14に示す比較例の耐摩耗構造部材の肉盛層における深さ方向の距離と硬度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance of the depth direction in the build-up layer of the abrasion-resistant structural member of the comparative example shown in FIG. 14, and hardness. 図13に示す実施例1の耐摩耗構造部材の肉盛層における結晶組織を示す写真である。It is a photograph which shows the crystal structure in the built-up layer of the abrasion-resistant structural member of Example 1 shown in FIG. 図14に示す比較例の耐摩耗構造部材の肉盛層における結晶組織を示す写真である。It is a photograph which shows the crystal structure in the build-up layer of the abrasion-resistant structural member of the comparative example shown in FIG. 図13に示す実施例1及び図14に示す比較例それぞれの耐摩耗構造部材に対して抗折試験を行った結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having performed the bending test with respect to the abrasion-resistant structural member of Example 1 shown in FIG. 13, and each comparative example shown in FIG. ノッチレスで実施したシャルピー衝撃試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the Charpy impact test implemented by the notchless. 試験片に対して摩耗試験を行う装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the apparatus which performs an abrasion test with respect to a test piece. 図21に示す装置で摩耗試験を行った結果を示すものであり、平均硬度と1/摩耗体積比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having done the abrasion test with the apparatus shown in FIG. 21, and shows the relationship between average hardness and 1 / wear volume ratio. WC粒子を分散させた肉盛合金の断面マクロ組織を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional macro structure of the overlaying alloy which disperse | distributed WC particle | grains. Cr粒子を分散させた肉盛合金の断面マクロ組織を示す図である。The cr 3 C 2 particles is a diagram showing a cross-sectional macrostructure of the dispersed allowed the cladding alloy. TiC粒子を分散させた肉盛合金の断面マクロ組織を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional macro structure of the overlaying alloy which disperse | distributed TiC particle | grains. 他の従来の耐摩耗構造部材の製造方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing method of the other conventional abrasion-resistant structure member.

符号の説明Explanation of symbols

1 アーク電極
2 母材
3 溶融池
4 硬質粒子
5 第2粒子
6 二股ノズル
7 肉盛層
11,14 芯部
12,16 外層
13 耐摩耗粒子
15 中間層
17 耐摩耗粒子
26 ノズル
31 履帯
32 リンク
33 ブッシュ
34 履帯ピン
35 履板
36 スプロケット
37 歯溝部
38 アーク電極
39,39' 母材
40 溶融池
41 超硬粒子
43,43'、50 肉盛層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arc electrode 2 Base material 3 Molten pool 4 Hard particle 5 2nd particle 6 Forked nozzle 7 Overlay layer 11,14 Core part 12,16 Outer layer 13 Abrasion-resistant particle 15 Intermediate layer 17 Abrasion-resistant particle 26 Nozzle 31 Crawler belt 32 Link 33 Bush 34 Track pin 35 Track plate 36 Sprocket 37 Tooth groove 38 Arc electrode 39, 39 'Base material 40 Molten pool 41 Carbide particles 43, 43', 50 Overlay layer

Claims (20)

母相金属に分散させて耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子において、
芯部と、
前記芯部を被覆する外層と、
を具備し、
前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記外層の厚さが100μm超とすることを特徴とする耐摩耗粒子。
In wear-resistant particles that are dispersed in the matrix metal to improve wear resistance,
The core,
An outer layer covering the core,
Comprising
A first rigid material having a specific gravity lower than that of the mother phase metal, Ri Do a material blended with a second rigid material having a greater specific gravity than the mother phase metal,
A wear-resistant particle, wherein the outer layer has a thickness of more than 100 µm .
母相金属に分散させて耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子において、
芯部と、
前記芯部を被覆する外層と、
を具備し、
前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記母相金属がFe系の材料であり、前記第1硬質材料が炭化チタン、炭化窒化チタン、炭化バナジウム、炭化窒化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化窒化ジルコニウム、炭化クロム、及び炭化窒化クロムのうち少なくとも1つを有し、前記第2硬質材料が炭化モリブデン、炭化窒化モリブデン、炭化タンタル、炭化窒化タンタル、炭化タングステン、及び炭化窒化タングステンのうち少なくとも1つを有することを特徴とする耐摩耗粒子。
In wear-resistant particles that are dispersed in the matrix metal to improve wear resistance,
The core,
An outer layer covering the core,
Comprising
A first rigid material having a specific gravity lower than that of the mother phase metal, Ri Do a material blended with a second rigid material having a greater specific gravity than the mother phase metal,
The matrix metal is an Fe-based material, and the first hard material is at least one of titanium carbide, titanium carbonitride, vanadium carbide, vanadium carbonitride, zirconium carbide, zirconium carbonitride, chromium carbide, and chromium carbonitride. And the second hard material includes at least one of molybdenum carbide, molybdenum carbonitride, tantalum carbide, tantalum carbonitride, tungsten carbide, and tungsten carbonitride .
母相金属に分散させて耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子において、
芯部と、
前記芯部を被覆する外層と、
を具備し、
前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記母相金属がCo系、Ni系、Cu系の材料のいずれかであり、前記第1硬質材料が炭化チタン、炭化窒化チタン、炭化バナジウム、炭化窒化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化窒化ジルコニウム、炭化クロム、炭化窒化クロム、炭化ニオブ、及び炭化窒化ニオブのうち少なくとも1つを有し、前記第2硬質材料が炭化モリブデン、炭化窒化モリブデン、炭化タンタル、炭化窒化タンタル、炭化タングステン、及び炭化窒化タングステンのうち少なくとも1つを有することを特徴とする耐摩耗粒子。
In wear-resistant particles that are dispersed in the matrix metal to improve wear resistance,
The core,
An outer layer covering the core,
Comprising
A first rigid material having a specific gravity lower than that of the mother phase metal, Ri Do a material blended with a second rigid material having a greater specific gravity than the mother phase metal,
The matrix metal is any one of Co-based, Ni-based and Cu-based materials, and the first hard material is titanium carbide, titanium carbonitride, vanadium carbide, vanadium carbonitride, zirconium carbide, zirconium carbonitride, chromium carbide. , Chromium carbonitride, niobium carbide, and niobium carbonitride, and the second hard material is molybdenum carbide, molybdenum carbonitride, tantalum carbide, tantalum carbonitride, tungsten carbide, and tungsten carbonitride Abrasion-resistant particles characterized by having at least one .
母相金属に分散させて耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子において、
芯部と、
前記芯部を被覆する外層と、
を具備し、
前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記母相金属が鋼であり、前記芯部の主成分が炭化チタンまたは炭化窒化チタンと炭化タングステンを配合したものであり、前記外層の主成分が炭化タングステンであることを特徴とする耐摩耗粒子。
In wear-resistant particles that are dispersed in the matrix metal to improve wear resistance,
The core,
An outer layer covering the core,
Comprising
A first rigid material having a specific gravity lower than that of the mother phase metal, Ri Do a material blended with a second rigid material having a greater specific gravity than the mother phase metal,
The wear-resistant particles, wherein the matrix metal is steel, the main component of the core is a mixture of titanium carbide or titanium carbonitride and tungsten carbide, and the main component of the outer layer is tungsten carbide. .
母相金属に分散させて耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子において、
芯部と、
前記芯部を被覆する外層と、
を具備し、
前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記母相金属の比重をTとし、前記母相金属との比重の差をtとすると、t/Tが20%〜−15%の範囲内であることを特徴とする耐摩耗粒子。
In wear-resistant particles that are dispersed in the matrix metal to improve wear resistance,
The core,
An outer layer covering the core,
Comprising
A first rigid material having a specific gravity lower than that of the mother phase metal, Ri Do a material blended with a second rigid material having a greater specific gravity than the mother phase metal,
A wear-resistant particle characterized in that t / T is in the range of 20% to -15%, where T is the specific gravity of the matrix metal and t is the difference in specific gravity with the matrix metal .
請求項2から5のいずれか一項において、前記外層の厚さが100μm超とすることを特徴する耐摩耗粒子。 The wear-resistant particle according to any one of claims 2 to 5 , wherein the outer layer has a thickness of more than 100 µm. 請求項1から3、5、6のいずれか一項において、前記芯部と前記外層との間に配置された中間層をさらに具備することを特徴とする耐摩耗粒子。 The wear-resistant particle according to any one of claims 1 to 3, 5, and 6, further comprising an intermediate layer disposed between the core portion and the outer layer. 請求項1または5において、前記母相金属は、Fe系、Ni系、Co系及びCu系のいずれかであることを特徴とする耐摩耗粒子。 In according to claim 1 or 5, wherein the mother phase metal, Fe-based, Ni-based, wear particles characterized in that either a Co-based and Cu-based. 請求項1において、前記母相金属がFe系の材料であり、前記第1硬質材料が炭化チタン、炭化窒化チタン、炭化バナジウム、炭化窒化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化窒化ジルコニウム、炭化クロム、及び炭化窒化クロムのうち少なくとも1つを有し、前記第2硬質材料が炭化モリブデン、炭化窒化モリブデン、炭化タンタル、炭化窒化タンタル、炭化タングステン、及び炭化窒化タングステンのうち少なくとも1つを有することを特徴とする耐摩耗粒子。 Oite to claim 1, wherein a material of the mother phase metal is Fe system, the first hard material is titanium carbide, titanium carbonitride, vanadium carbide, vanadium carbide nitride, zirconium carbide, carbonitride, zirconium, chromium carbide, and It has at least one of chromium carbonitride, and the second hard material has at least one of molybdenum carbide, molybdenum carbonitride, tantalum carbide, tantalum carbonitride, tungsten carbide, and tungsten carbonitride. Wear-resistant particles. 請求項1において、前記母相金属がCo系、Ni系、Cu系の材料のいずれかであり、前記第1硬質材料が炭化チタン、炭化窒化チタン、炭化バナジウム、炭化窒化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化窒化ジルコニウム、炭化クロム、炭化窒化クロム、炭化ニオブ、及び炭化窒化ニオブのうち少なくとも1つを有し、前記第2硬質材料が炭化モリブデン、炭化窒化モリブデン、炭化タンタル、炭化窒化タンタル、炭化タングステン、及び炭化窒化タングステンのうち少なくとも1つを有することを特徴とする耐摩耗粒子。 Oite to claim 1, wherein the mother phase metal is Co-based, Ni-based, is any of Cu-based material, the first hard material is titanium carbide, titanium carbonitride, vanadium carbide, vanadium carbide nitride, zirconium carbide , Zirconium carbonitride, chromium carbide, chromium carbonitride, niobium carbide, and niobium carbonitride, and the second hard material is molybdenum carbide, molybdenum carbonitride, tantalum carbide, tantalum carbonitride, tungsten carbide , And at least one of tungsten carbonitride. 請求項1において、前記母相金属が鋼であり、前記芯部の主成分が炭化チタンまたは炭化窒化チタンと炭化タングステンを配合したものであり、前記外層の主成分が炭化タングステンであることを特徴とする耐摩耗粒子。 Oite to claim 1, wherein a mother phase metal is steel, which main component of the core portion was blended tungsten carbide and titanium carbide or titanium nitride, that the main component of the outer layer is a tungsten carbide Wear-resistant particles characterized by. 請求項1から4、9から11のいずれか一項において、前記母相金属の比重をTとし、前記母相金属との比重の差をtとすると、t/Tが20%〜−15%の範囲内であることを特徴とする耐摩耗粒子。 In any one of claims 1 to from 4,9 11, the specific gravity of the mother phase metal is T, when the difference in specific gravity between the matrix metal and t, t / T is 20% to-15% Wear-resistant particles characterized by being in the range of 母相金属と、
前記母相金属に分散された耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子と、
を具備し、
前記耐摩耗粒子は、芯部と、前記芯部を被覆する外層と、を具備し、前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記母相金属は耐摩耗肉盛層であり、該耐摩耗肉盛層は母材に肉盛されていることを特徴とする耐摩耗構造部材。
A matrix metal,
Wear- resistant particles that improve wear resistance dispersed in the matrix metal;
Equipped with,
The wear-resistant particles include a core portion and an outer layer covering the core portion, a first hard material having a specific gravity smaller than that of the matrix metal, and a second hard material having a specific gravity larger than that of the matrix metal. It consists of materials blended with materials,
The wear- resistant structural member, wherein the matrix metal is a wear-resistant buildup layer, and the wear-resistant buildup layer is built up on a base material .
母相金属と、
前記母相金属に分散された耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子と、
を具備し、
前記耐摩耗粒子は、芯部と、前記芯部を被覆する外層と、を具備し、前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記母相金属における略重力方向に沿った断面を、略重力方向に対して直交する線によって上下に1/2ずつの面積で分離し、前記断面の上層に存在する前記耐摩耗粒子の数をaとし、前記断面の下層に存在する前記耐摩耗粒子の数をbとした場合、a/bが0.38以上であることを特徴とする耐摩耗構造部材。
A matrix metal,
Wear- resistant particles that improve wear resistance dispersed in the matrix metal;
Equipped with,
The wear-resistant particles include a core portion and an outer layer covering the core portion, a first hard material having a specific gravity smaller than that of the matrix metal, and a second hard material having a specific gravity larger than that of the matrix metal. It consists of materials blended with materials,
The cross section of the matrix metal along the substantially gravitational direction is separated in a vertical area of 1/2 by a line perpendicular to the gravitational direction, and the number of the wear-resistant particles present in the upper layer of the cross section is determined. A wear-resistant structural member , wherein a / b is 0.38 or more, where a is a and b is the number of wear-resistant particles present in the lower layer of the cross section .
母相金属と、
前記母相金属に分散された耐摩耗性を向上させる耐摩耗粒子と、
を具備する耐摩耗構造部材であって、
前記耐摩耗粒子は、芯部と、前記芯部を被覆する外層と、を具備し、前記母相金属より小さい比重を有する第1硬質材料と、前記母相金属より大きい比重を有する第2硬質材料とを配合した材料からなり、
前記耐摩耗構造部材は、破砕機の歯板、打撃子、せん断刃、チークプレート、ズリフィーダバー、ビット、ブルドーザのトラックブッシュ、スプロケットティース、シューラグ、油圧ショベルのバケット、ツースアダプタ、リップ、ツース間シュラウド、コーナーガード、GET(Ground Engaging Tool)部品のカッティングエッジ、エンドビット、ツース、リッパポイント、プロテクタ、ウエアプレート、シャンク、トラッシュコンパクタの鉄輪のチョッパのいずれかに用いられることを特徴とする耐摩耗構造部材。
A matrix metal,
Wear- resistant particles that improve wear resistance dispersed in the matrix metal;
A wear-resistant structural member comprising :
The wear-resistant particles include a core portion and an outer layer covering the core portion, a first hard material having a specific gravity smaller than that of the matrix metal, and a second hard material having a specific gravity larger than that of the matrix metal. It consists of materials blended with materials,
The wear-resistant structural members include crusher tooth plate, hammer, shear blade, cheek plate, slip feeder bar, bit, bulldozer track bush, sprocket teeth, shoe lug, hydraulic excavator bucket, tooth adapter, lip, tooth Wear resistance characterized by being used for shrouds, corner guards, cutting edges of GET (Ground Engaging Tool) parts, end bits, teeth, ripper points, protectors, wear plates, shanks, and trash compactors. Structural member.
母相金属と、
前記母相金属に分散された請求項1乃至12のいずれか一項に記載の耐摩耗粒子と、
を具備することを特徴とする耐摩耗構造部材。
A matrix metal,
The wear-resistant particles according to any one of claims 1 to 12 , dispersed in the matrix metal,
A wear-resistant structural member characterized by comprising:
請求項16において、前記耐摩耗粒子が分散された母相金属は耐摩耗肉盛層であり、該耐摩耗肉盛層は母材に肉盛されていることを特徴とする耐摩耗構造部材。 The wear-resistant structural member according to claim 16 , wherein the matrix metal in which the wear-resistant particles are dispersed is a wear-resistant buildup layer, and the wear-resistant buildup layer is built up on the base material. 請求項16または17において、前記母相金属における略重力方向に沿った断面を、略重力方向に対して直交する線によって上下に1/2ずつの面積で分離し、前記断面の上層に存在する前記耐摩耗粒子の数をaとし、前記断面の下層に存在する前記耐摩耗粒子の数をbとした場合、a/bが0.38以上であることを特徴とする耐摩耗構造部材。 According to claim 16 or 17, a cross section along a substantially gravity direction in the mother phase metal, up and down by a line perpendicular to substantially gravitational direction to separate the area of the halves, present in the upper layer of the cross section A wear-resistant structural member, wherein a / b is 0.38 or more, where a is the number of wear-resistant particles and b is the number of wear-resistant particles present in the lower layer of the cross section. 請求項13、14および18のいずれか一項において、前記母相金属における前記上層及び前記下層それぞれの硬度がHv700〜1000であることを特徴とする耐摩耗構造部材。 The wear-resistant structural member according to any one of claims 13, 14, and 18 , wherein the hardness of each of the upper layer and the lower layer in the matrix metal is Hv 700 to 1000. 請求項13、14、16乃至19のいずれか一項の耐摩耗構造部材は、破砕機の歯板、打撃子、せん断刃、チークプレート、ズリフィーダバー、ビット、ブルドーザのトラックブッシュ、スプロケットティース、シューラグ、油圧ショベルのバケット、ツースアダプタ、リップ、ツース間シュラウド、コーナーガード、GET(Ground Engaging Tool)部品のカッティングエッジ、エンドビット、ツース、リッパポイント、プロテクタ、ウエアプレート、シャンク、トラッシュコンパクタの鉄輪のチョッパのいずれかに用いられることを特徴とする耐摩耗構造部材。 The wear-resistant structural member according to any one of claims 13, 14, 16 to 19 includes a crusher tooth plate, a striker, a shear blade, a cheek plate, a slip feeder bar, a bit, a bulldozer track bush, a sprocket tooth, Shoe lugs, excavator buckets, tooth adapters, lips, tooth shrouds, corner guards, cutting edges of GET (Ground Engaging Tool) parts, end bits, teeth, ripper points, protectors, wear plates, shank, trash compactor wheels A wear-resistant structural member characterized by being used in any of choppers.
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