JPH01254367A - Surface modified part and its manufacture - Google Patents

Surface modified part and its manufacture

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JPH01254367A
JPH01254367A JP23245988A JP23245988A JPH01254367A JP H01254367 A JPH01254367 A JP H01254367A JP 23245988 A JP23245988 A JP 23245988A JP 23245988 A JP23245988 A JP 23245988A JP H01254367 A JPH01254367 A JP H01254367A
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JP
Japan
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metal
mold
cast
casting
modified
Prior art date
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Application number
JP23245988A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Kamata
鎌田 邦雄
Tatsuo Natori
名取 達雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01254367A publication Critical patent/JPH01254367A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the wear resistance and toughness of a part by forming a complex dispersing ceramics particles on a metal on the surface layer of the part for a pump, etc., and constituting the inner part of the part by a metal. CONSTITUTION:The mixture adding a binder to a ceramics particle is formed by filling it in the gap between dies 3a, 3b and a dry hardened layer 4 is formed. The dry hardened layer 4 is then set inside a ceramics mold 5, a molten metal 8 is poured from the upper part and the molten metal 8 is infiltrated among ceramics particles sucking it by reducing the pressure from the lower part. The wax pattern 11A contg. this complex 9 is made, a molten metal 14 is cast with the heating and pressure reducing suction of the complex 9 inside a mold 13 and a part mold 15 is obtd. The metallic complex 9 dispersing the ceramics particles on the surface layer is formed and the casting 15 filled with a metal at the part inner part is improved on the surface layer part at its wear resistance and the toughness is improved by the core part metal.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面改質部品とその製造方法に係り、特に耐摩
耗性を必要とするポンプの羽根車やケーシングに好適な
表面改質部品及びその製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a surface-modified component and a method for manufacturing the same, and in particular to a surface-modified component and a method for manufacturing the same, which are suitable for pump impellers and casings that require wear resistance. It relates to its manufacturing method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

たとえば、ポンプ部品の耐摩耗性を向上させるためには
、部品材質そのものを耐摩耗性のあるものとする方法(
第1の方法)、部品表面に耐摩耗コーティングを施す方
法(第2の方法)、表面のみに焼入れなどの熱処理を施
して硬化する方法(第3の方法)、金属とセラミックス
粒子との複合材で部品をつくる方法(第4の方法)など
が挙げられる。
For example, in order to improve the wear resistance of pump parts, there is a method of making the parts material itself wear-resistant (
1st method), a method of applying a wear-resistant coating to the surface of the part (2nd method), a method of hardening by applying heat treatment such as quenching only to the surface (3rd method), composite material of metal and ceramic particles For example, there is a method of making parts using a method (fourth method).

第1の方法に属するものとして、たとえば鋳鉄の場合に
は高Cruj鉄、鋳鋼の場合には高M n !8鋼(ハ
ツトフィールド鋼)などがあげられる。後者は加工硬化
による表面硬化を狙ったものである。
As belonging to the first method, for example, high Cruj iron in the case of cast iron, high M n ! in the case of cast steel! Examples include 8 steel (Hutfield steel). The latter is aimed at surface hardening through work hardening.

いずれも、耐摩耗性を向上させるための合金元素を添加
する方法であり、これによって部品全体の硬さが向上す
る。
Both methods involve adding alloying elements to improve wear resistance, which improves the hardness of the entire part.

第2の方法に属するものとして部品表面への硬質クロー
ムメツキ、セラミックス粒子を分散させた無電解Niメ
ツキ、セラミックス溶射などが挙げられる。
Examples of methods belonging to the second method include hard chrome plating on the surface of parts, electroless Ni plating with dispersed ceramic particles, and ceramic spraying.

第3の方法に属するものとして、高周波加熱やプラズマ
加熱などによる表面焼入れ、浸炭もしくは窒化焼入れな
ど、要するに鉄のマルテンサイト変態を利用して金属表
面を硬化する方法がある。
As belonging to the third method, there are methods of hardening the metal surface by utilizing the martensitic transformation of iron, such as surface hardening, carburizing, or nitriding hardening by high frequency heating, plasma heating, etc.

第4の方法に属するものとして、金属粉末にセラミック
ス微粒子を混合して成形し、これを焼結させる方法があ
る。
As a method belonging to the fourth method, there is a method in which fine ceramic particles are mixed with metal powder, molded, and then sintered.

この第4の方法に属するものとして、例えばアルミナと
鉄粉をバインダを用いて焼結した超硬工具があげられる
An example of a tool belonging to the fourth method is a cemented carbide tool made by sintering alumina and iron powder using a binder.

なお、この種のものとしてたとえば特開昭60−216
968号、特開昭60−223655号、特開昭62−
127158号、特開昭59−147769号、特開昭
56−66369号等があげられる。
Incidentally, as an example of this kind, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 60-216
No. 968, JP-A-60-223655, JP-A-62-
127158, JP-A-59-147769, and JP-A-56-66369.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前述の方法は、ポンプ部品、特にしゅんせつポンプ、海
水ポンプ、汚水ポンプなどにおいて土砂などによる摩耗
を防止するためには問題を有する。
The above-mentioned method has problems in preventing wear caused by sand and the like in pump parts, particularly dredging pumps, seawater pumps, sewage pumps, etc.

すなわち1部品全体を耐摩耗性のあるものとする第1の
方法は、ビッカース硬さ(以下rHvJと略す)で、せ
いぜい5oo(Hv5oo)である。
That is, the first method of making one entire part wear resistant is the Vickers hardness (hereinafter abbreviated as rHvJ) of at most 5oo (Hv5oo).

これに対し、珪砂はHv4700〜800なので硬さの
面で劣る。
On the other hand, silica sand has an Hv of 4700 to 800, so it is inferior in terms of hardness.

さらに、この方法の表面層のみならず内面も硬化してい
るので、耐摩耗性が良好であっても2部品全体の耐衝撃
性の低下を招く。
Furthermore, since not only the surface layer but also the inner surface is hardened in this method, even if the wear resistance is good, the impact resistance of the two parts as a whole is reduced.

一般に材料は硬くなると脆くなるからである。This is because, in general, the harder a material becomes, the more brittle it becomes.

従ってこの方法は表面層には耐摩耗性を必要とし、部品
全体としては強じん性を必要とする用途には適合しない
、また、全体を高品質とするためコストも上昇する。
Therefore, this method requires abrasion resistance for the surface layer, and is not suitable for applications requiring toughness for the entire component, and also increases costs because the entire component is of high quality.

部品表面に耐摩耗のメツキやセラミックス溶射などのコ
ーティングを施す第2の方法には次の問題がある。溶射
は厚さの均一性を得るのが雛しい。
The second method of applying a coating such as wear-resistant plating or ceramic spraying to the surface of a component has the following problems. The key to thermal spraying is to achieve uniform thickness.

メツキの厚さは比較的に均一であり、特に無電解メツキ
の厚さ均一性は優れている。そして硬質クロームメツキ
も「複合メツキ」も皮膜自体の硬さは前者が)(v90
0、後者がHv 1300はどあり普通鋼がHv200
〜300程度であるのと比べると5〜7倍もの硬さを有
しており、皮膜の耐摩耗性はすぐれている。
The thickness of plating is relatively uniform, and the thickness uniformity of electroless plating is particularly excellent. And for both hard chrome plating and "composite plating", the hardness of the film itself is the former) (v90
0, the latter is Hv 1300, and ordinary steel is Hv 200
The hardness of the film is 5 to 7 times higher than that of 300, and the abrasion resistance of the film is excellent.

しかし、これらの薄い皮膜(通常メツキは、50μm以
下、溶射は500μm以下)が摩耗に耐えられる条件以
下であれば良いが、条件が更に苛酷で皮膜が消失するよ
うな場合には、その背後の素地の摩耗損傷は急激に増大
し、終局的には部品がその用を果たさなくなる。
However, it is fine as long as these thin films (generally 50 μm or less for plating and 500 μm or less for thermal spraying) can withstand wear, but if the conditions are more severe and the film disappears, the Abrasion damage to the substrate increases rapidly, and eventually the part no longer serves its purpose.

例えば鋳鉄面に上記メツキ(20μm)を施し、水と砂
の混合物を試験面に高速噴射したところ0.5分程度で
メツキは全て摩耗剥離してしまった。
For example, when the above plating (20 μm) was applied to a cast iron surface and a mixture of water and sand was sprayed at high speed onto the test surface, all the plating was worn off in about 0.5 minutes.

表面熱処理などによる第3の方法は、加熱によって製品
の形状寸法が狂うこと、割れの発生などがみられる。し
たがってその後、再度の機械加工を要する。
The third method, which involves surface heat treatment, causes problems such as the shape and dimensions of the product being distorted and cracks occurring due to heating. Therefore, machining is required again after that.

特に素材が鋳鉄の場合には黒鉛の膨張により製品に割れ
が発生するためこの方法は殆んど行われていない。
Especially when the material is cast iron, this method is rarely used because cracks occur in the product due to expansion of graphite.

金属粉末にセラミックス微粒子を混合して成形し、これ
を焼結させる第4の方法は、第1の寸法と同じように部
品全体を高硬度化することになる。
The fourth method, in which fine ceramic particles are mixed with metal powder, molded, and sintered, increases the hardness of the entire part in the same way as in the first dimension.

すなわち、この方法は表面層のみならず内面も高硬度化
してしまうので耐摩耗性は良好なのであるが、反面この
ことは部品全体の耐摩耗性の低下を招きやすい、また、
全体を高品質にするのでコスト上昇も大きい、従って、
この方法は表面層には耐摩耗性を必要とし、部品全体と
しては強じん性を必要とする用途には適合しない。
In other words, this method increases the hardness of not only the surface layer but also the inner surface, so the wear resistance is good, but on the other hand, this tends to lead to a decrease in the wear resistance of the entire part.
Since the overall quality is high, the cost will increase significantly, so
This method requires abrasion resistance in the surface layer and is not suitable for applications that require toughness of the part as a whole.

また、セラミックスを鋳ぐるむ方法もあるが、この方法
の場合、形状がパイプ状のものに限られる上、金属を外
側に位置させる必要があり、極めて限定的な用途にしか
適用できない。
There is also a method of casting ceramics, but this method is limited to pipe-like shapes and requires the metal to be placed on the outside, so it can only be applied to extremely limited applications.

異種金属、または同系の金属で特殊成分を含む部材を鋳
ぐるむ方法もある。しかし、この方法では母材溶湯と鋳
ぐるみ部材との接合を十分にするため部材の予備加熱工
程が必要となってくる。また、この部材を挿入した形の
鋳型は寸法精度が出にくい、さらに、製造工程も複雑と
なるなどの欠点がある。
There is also a method of casting parts containing special components with dissimilar metals or metals of the same type. However, this method requires a preheating step for the parts to ensure sufficient bonding between the molten base metal and the cast member. Furthermore, a mold into which this member is inserted has drawbacks such as difficulty in achieving dimensional accuracy and the manufacturing process being complicated.

本発明の目的は、特別な予備加熱工程を必要とすること
なく、母材と鋳ぐるみ部材との接合を十分に行うことが
できる表面改質部品の製造方法を得ることにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a surface-modified component that can sufficiently bond a base material and a cast member without requiring a special preheating step.

本発明の他の目的は、土砂など高硬度の粒子を含む流体
を取扱う水中ポンプ用部材として耐摩耗性及び靭性に優
れた表面改質部品を得ることにある。
Another object of the present invention is to obtain a surface-modified component with excellent wear resistance and toughness as a component for a submersible pump that handles fluids containing highly hard particles such as earth and sand.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の特徴は、鋳型用ワックス模型と鋳ぐるみ材を一
体成形し、これを鋳型中に埋設し、その後前記鋳ぐるみ
材を加熱して前記ワックス模型を消失させ、同時に前記
鋳ぐるみ部材を鋳込金属の融点以上に加熱し、その後金
属溶湯を鋳込み、それによって高温加熱された鋳ぐるみ
材と金属溶湯とを溶融密着させる表面改質部品の製造方
法にある。
The present invention is characterized by integrally molding a wax model for a mold and a casting material, embedding this in a mold, and then heating the casting material to eliminate the wax model, and at the same time molding the casting material. The method of manufacturing a surface-modified part includes heating the casting material to a temperature higher than the melting point of the metal, then casting the molten metal, thereby melting and adhering the high-temperature-heated casting material and the molten metal.

本発明の他の特徴は、中子材と鋳ぐるみ材を一体成形し
、これを鋳型中に埋設し、その後前記鋳ぐるみ材を加熱
して前記中子材を消失させ、同時に鋳ぐるみ部材を高温
に加熱した状態で金属溶湯を鋳込み、それによって高温
加熱された鋳ぐるみ材と金属溶湯とを溶融密着させる表
面改質部品の製造方法にある。
Another feature of the present invention is that the core material and the cast material are integrally molded, this is embedded in a mold, and then the core material is heated to eliminate the core material, and at the same time the cast material is The present invention provides a method for manufacturing a surface-modified part, in which a molten metal is cast while heated to a high temperature, thereby melting and adhering the molten metal to a casting material that has been heated to a high temperature.

本発明の更に他の特徴は、鋳型用ワックス模型と鋳ぐる
み材を一体成形し、前記模型の湯口部を固体鋳込金属と
接触させて鋳型中に埋設し、その後高周波誘導誘導加熱
して前記鋳ぐるみ材及び鋳込金属を加熱し、その熱によ
って前記ワックス模型を消失除去させ、同時に形成され
た鋳型空洞中に前記固体鋳込金属を溶融して鋳込み、高
温加熱された鋳ぐるみ材と溶融鋳込金属とを溶融密着さ
せる表面改質部品の製造方法にある。
Still another feature of the present invention is that the wax model for the mold and the casting material are integrally molded, the sprue of the model is brought into contact with the solid casting metal and embedded in the mold, and then the wax model is heated by high frequency induction. The casting material and the cast metal are heated, the wax model is vanished and removed by the heat, and the solid casting metal is melted and cast into the mold cavity formed at the same time, and the solid casting material and the heated casting material are melted. A method of manufacturing a surface-modified part by melting and adhering it to a cast metal.

本発明の更に他の特徴は、セラミックス粒子の成形体の
粒子間隙に溶融金属を浸入させて作った複合体を鋳型空
洞の内壁の所定箇所に設置し、前記複合体の温度を鋳込
金属の融点以上とし、その後複合体と鋳型との間に形成
される鋳型空洞に溶融金属を鋳込む表面改質部品の製造
方法にある。
Still another feature of the present invention is that a composite made by infiltrating molten metal into the interparticle gaps of a molded body of ceramic particles is installed at a predetermined location on the inner wall of the mold cavity, and the temperature of the composite is adjusted to the temperature of the cast metal. The method of manufacturing a surface-modified component includes heating the metal to a temperature above the melting point and then casting the molten metal into a mold cavity formed between the composite and the mold.

本発明の他の特徴は、高硬度粒子を含む液体に直接接触
するポンプ用部品の表面層を高硬度部材とし、前記部品
の内部を金属とし、表面高硬度部材と前記金属との間の
境界部は前記高硬度部材と前記金属との複合層であるポ
ンプ用表面改質部品にある。
Another feature of the present invention is that the surface layer of a pump component that directly contacts a liquid containing high-hardness particles is a high-hardness member, the interior of the component is a metal, and the boundary between the surface-high-hardness member and the metal is Part is a surface-modified part for a pump that is a composite layer of the high-hardness member and the metal.

本発明の更に他の特徴は、土砂を含む流体を扱うポンプ
において、前記流体に直接接触するポンプ用部品の表面
層を高マンガン鋳鉄、高マンガン鋳鋼、 5US304
.高Cr鋳鉄のうちいずれかとし、前記部品の内部を耐
wfi撃性に優れ引張り強さの大きい鋳鋼などの金属で
構成したポンプ用表面改質部品にある。
Still another feature of the present invention is that in a pump that handles fluid containing earth and sand, the surface layer of the pump parts that come into direct contact with the fluid is made of high manganese cast iron or high manganese cast steel 5US304.
.. The surface-modified part for a pump is made of high Cr cast iron, and the inside of the part is made of a metal such as cast steel, which has excellent WFI impact resistance and high tensile strength.

本発明の他の特徴は、高硬度粒子を含む流体に直接接触
するポンプ用部品の表面層を金属にセラミックス粒子を
分散させた複合体とし、前記部品の内部を金属としたポ
ンプ用表面改質部品にある。
Another feature of the present invention is that the surface layer of a pump component that comes into direct contact with a fluid containing highly hard particles is made of a composite material in which ceramic particles are dispersed in metal, and the interior of the component is made of metal. It's in the parts.

〔作用〕[Effect]

上記本発明の表面改質部品の製造方法において。 In the above method for manufacturing a surface-modified component of the present invention.

ワックス模型など加熱によって消失する部材を中子材と
して使用するものでは、中子材を消失させるための加熱
工程あるいは鋳ぐるみ部材の加熱工程において、中子材
の消失と鋳ぐるみ部材の加熱の両方を同一の加熱装置で
同時に行うことができる。すなわち、中子材を消失させ
るために与えた熱を鋳ぐるみ部材の加熱にも利用でき、
鋳ぐるみ部材を加熱するための特別な加熱工程及び加熱
装置が不要になる。
In products such as wax models that use parts that disappear when heated as the core material, both the core material disappears and the cast parts are heated during the heating process to destroy the core material or the heating process of the cast parts. can be performed simultaneously using the same heating device. In other words, the heat applied to eliminate the core material can also be used to heat the cast members.
A special heating process and heating device for heating the cast member become unnecessary.

また、本発明の表面改質部品は、表面層は高硬度で、内
部は靭性が優れているので、これを高硬度粒子を含む流
体に直接接触するポンプ用部品として使用すれば、ポン
プ用部品の寿命及び強度を大幅に改善できる。
In addition, the surface-modified parts of the present invention have a high hardness on the surface layer and excellent toughness on the inside, so if this is used as a pump part that comes into direct contact with a fluid containing high-hardness particles, it can be used as a pump part. can significantly improve the lifespan and strength of

さらに、本発明の製造方法によれば、上記のような優れ
た表面改質部品が得られるだけでなく。
Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, not only the above-mentioned excellent surface-modified parts can be obtained.

表面層を形成する複合体または鋳ぐるみ部材の温度を鋳
込金属の融点以上に加熱した状態で溶融金属を鋳込むの
で、複合体中の金属も溶融して溶融鋳込金属と一体とな
る。また、鋳ぐるみ部材の場合には、幼ぐるみ部材の接
合面をのこ刃状など複雑な形状としておくことにより、
溶融金属はその粘度が鋳ぐるみ部材と接する部分の粘度
が更に低下するので、溶融金属を鋳ぐるみ部材の複雑な
接合面によく行きれたらせることができる。したがって
、高度の高い表面部材と靭性の優れた母材金属とが強固
に結合した表面改質部品が得られる。
Since the molten metal is cast while the temperature of the composite or cast member forming the surface layer is heated to a temperature higher than the melting point of the cast metal, the metal in the composite also melts and becomes integrated with the molten cast metal. In addition, in the case of cast parts, by making the joining surface of the cast parts into a complex shape such as a saw blade shape,
Since the viscosity of the molten metal is further reduced at the portion where it contacts the cast member, the molten metal can easily reach the complex joint surfaces of the cast member. Therefore, a surface-modified component in which a highly sophisticated surface member and a base metal having excellent toughness are firmly bonded can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

まず、表面改質部品の基本的な構造について説明すると
、耐摩耗性を必要とする金属部品の表面層は第1図(a
)のような構造となっている。
First, to explain the basic structure of surface-modified parts, the surface layer of metal parts that require wear resistance is shown in Figure 1 (a).
) has a structure like this.

すなわち表面層、たとえば表面から5mmていどの厚さ
(この厚さは場合によって変化させる)はSiCやBs
C、AQz08などのセラミックスの高硬度粒子と素地
としての金属の複合体とし、それ以外の部分は金属層と
する。素地金属1をスチール、高硬度粒子2をSiC粒
子とした場合、スチール1とSiC粒子2の複合層(第
1図(a))に土砂などの硬い粒子が衝突すると、土砂
類は一般に硬さがHv 700程度なので素地金属であ
るスチール(Hv200〜300)1は、SiCと比べ
れば軟いので選択的に摩耗し、高硬度のSiC粒子2の
頂部が突出した形になる(第1図(b)参照)。
In other words, the thickness of the surface layer, for example 5 mm from the surface (this thickness varies depending on the case), is SiC or Bs.
It is a composite of high hardness ceramic particles such as C and AQz08 and metal as a base, and the other part is a metal layer. When the base metal 1 is steel and the high-hardness particles 2 are SiC particles, when hard particles such as earth and sand collide with the composite layer of steel 1 and SiC particles 2 (Fig. 1 (a)), the earth and sand generally harden. Since the steel (Hv 200-300) 1 is softer than SiC, it wears selectively, and the tops of the highly hard SiC particles 2 protrude (Fig. 1). b)).

次に、土砂は突出したSiC粒子2のみに衝突するが、
これはHv″F2600もあり素地金属と比べて硬さが
9〜13倍もあるので殆んど摩耗しない。
Next, the earth and sand collide only with the protruding SiC particles 2,
It has Hv″F2600 and is 9 to 13 times harder than the base metal, so it hardly wears out.

この原理により、ポンプ部品において必要な箇所の耐摩
耗性は大幅に向上する。かつこの部品は素地が金属(ス
チール)なので、オールセラミックス製品にありがちな
脆性を示すことがなく高速回転体であっても安心して使
用できる。
This principle significantly improves the wear resistance of pump parts where necessary. Moreover, since this component is made of metal (steel), it does not exhibit the brittleness that is common with all-ceramic products, and can be used with confidence even in high-speed rotating objects.

したがって1部品の耐久寿命は大幅に向上する。Therefore, the durability of one part is greatly improved.

次に上述した表面改質部品の製造方法の全体ブロセスを
第2図により説明する。
Next, the entire process of manufacturing the above-mentioned surface-modified component will be explained with reference to FIG.

(1)SiC粒子などのセラミックス粒子にバインダー
(コロイダルシリカなどの無機バインダー)を夕景添加
した混合物を金型3a、3bによって形成された間隙に
つき固め成形し、乾燥硬化層4を形成させる(第2図(
、))。
(1) A mixture obtained by adding a binder (an inorganic binder such as colloidal silica) to ceramic particles such as SiC particles is hardened and molded in the gap formed by the molds 3a and 3b to form a dry hardened layer 4 (second figure(
,)).

(2)次に、金枠5a内に予め成形したセラミックス紡
型5中に前記乾燥硬化層4をセットし、上部より溶融金
属8(スチール溶湯)を注入する。
(2) Next, the dry hardened layer 4 is set in the ceramic spinning mold 5 previously formed in the metal frame 5a, and molten metal 8 (molten steel) is poured from above.

このとき、鋳型5の下部に設けたフィルタ6を通して減
圧箱7から真空吸引し、SiC粒子の隙間にスチール溶
湯8を浸透させる(第2図(a))、その後直ちに余剰
分の溶湯8を型外に除去する。これによりSiC粒子と
スチールの複合体9をつくる。
At this time, vacuum suction is applied from the vacuum box 7 through the filter 6 provided at the bottom of the mold 5, and the molten steel 8 is infiltrated into the gaps between the SiC particles (Fig. 2 (a)). Remove outside. This creates a composite 9 of SiC particles and steel.

(3)次にこの複合体9をSiゴムでつくったメス型1
0中の所要箇所にはめ込む(第2図(c))。
(3) Next, this composite 9 is made of a female mold 1 made of Si rubber.
0 (Fig. 2(c)).

(4)さらに湯口上部より溶融ワックス11を注入し、
必要箇所に複合体9を含んだワックス模型をつくる(第
2図(c))。
(4) Furthermore, molten wax 11 is injected from the upper part of the sprue,
A wax model containing the complex 9 at the required locations is made (FIG. 2(c)).

模型材としてはワックスが良い、インサート材を埋設し
たSiゴム鋳型10の空洞に溶融ワックスを注入させた
のちワックスが凝固するのをまって、Siゴム型10を
除去する。これにより、耐摩耗を要する必要箇所に複合
体が設置されたワックスの一体模型11A(第2図(d
)参照)を得ることができる。
Wax is a good model material. After injecting molten wax into the cavity of the Si rubber mold 10 in which the insert material is embedded, the Si rubber mold 10 is removed after waiting for the wax to solidify. As a result, the wax integrated model 11A (Fig. 2(d)
) can be obtained.

(5)次に、この模型11Aを枠体12中に設置し。(5) Next, install this model 11A in the frame 12.

周囲に鋳型材を充填する(第2図(d))。Fill the surrounding area with mold material (Fig. 2(d)).

(6)加熱することによりワックスを溶融し鋳型13外
に除去する。したがって複合体9を内包した鋳型空洞が
形成される。
(6) The wax is melted by heating and removed from the mold 13. A mold cavity containing the composite 9 is thus formed.

(7) &I型13を高温雰囲気内におくことによって
複合体9を加熱し、鋳型下部より減圧吸引しつつ湯口上
部よりスチール溶湯14を鋳込み(第2図(e)) 、
複合体9と溶湯を融着させ一体化した鋳物15を得る(
第2図(f))、ai込金金属Fs、AQ、Cu、もし
くはこれらの合金などいかなるものであってもかまわな
い。
(7) The composite body 9 is heated by placing the &I type 13 in a high-temperature atmosphere, and the molten steel 14 is poured from the upper part of the sprue while vacuum suction is applied from the lower part of the mold (Fig. 2 (e)).
The composite body 9 and the molten metal are fused together to obtain an integrated casting 15 (
As shown in FIG. 2(f)), any material such as ai-containing metal Fs, AQ, Cu, or an alloy thereof may be used.

上記実施例において、乾燥硬化層4はSiC粒子の他に
、A n z○89−B4Cあるいは工業用ダイヤモン
ドなど素地金属に比べ高硬度の粒子(硬質。
In the above embodiment, the dry hardened layer 4 includes, in addition to SiC particles, particles having higher hardness than the base metal, such as Anz○89-B4C or industrial diamond.

粒子)であれば良い。これらの粒子の硬さの概略値は、
AQzOsがHv初1000〜1300゜SiCがHv
42600.B4CがHv 44000゜ダイヤモンド
がHv畔8000である。
particles) is fine. The approximate hardness of these particles is
AQzOs is Hv first 1000~1300°SiC is Hv
42600. B4C has an Hv of 44,000 degrees, and diamond has an Hv of 8,000.

また、複合体とは、粒子2の成形体に形成された間隙に
溶融金属を含浸させたもので、粒子2を無機バインダー
(コロイダルシリカetc)などと共に混合し、これを
金型による所定の空洞に充填し、その後溶融金属を粒子
間隙に注入充填したものである。なお、バインダーは鋳
込み金属の融点との関連で決められる。すなわち、鋳込
み金属の融点において粘結力を喪失しないバインダーな
ら何でも良い、望ましいものとしてコロイダルシリカな
どの高融点バインダーがあるが、エチルシリケートでも
水ガラスでも時には使用できるし、例えば鋳込み金属が
Snならば有機粘結剤のフラン樹脂などでもよい、この
バインダーは少量で粘結力を発現できるものが望ましい
In addition, a composite is one in which the gaps formed in a molded body of particles 2 are impregnated with molten metal, and the particles 2 are mixed with an inorganic binder (colloidal silica, etc.), and this is inserted into a predetermined cavity by a mold. After that, molten metal was injected into the gaps between the particles. Note that the binder is determined in relation to the melting point of the cast metal. In other words, any binder that does not lose its cohesive strength at the melting point of the cast metal may be used. A high melting point binder such as colloidal silica is preferable, but ethyl silicate or water glass can also be used sometimes. For example, if the cast metal is Sn, An organic binder such as furan resin may be used, but it is desirable that the binder can exhibit binding strength even in a small amount.

鋳型材13の材質としては、溶融金属を鋳込むことがで
き、かつ空洞中に内包した複合体を加熱する際の温度に
耐えられるものならば、いかなる骨材、バインダーを用
いた鋳型であってもかまわない、具体的にはCOz鋳型
などの無機鋳型の応用が広いがフラン型などの有機鋳型
であっても鋳鉄鋳込なとでは差しつかえない、なお鋳型
は必ずしも一体鋳型でなくてよい。
The mold material 13 may be made of any aggregate or binder as long as it can cast molten metal and withstand the temperature when heating the composite enclosed in the cavity. Specifically, inorganic molds such as COz molds have a wide range of applications, but organic molds such as furan molds can also be cast iron, and the molds do not necessarily have to be integral molds.

また雰囲気加熱の場合、峙型壁の厚さはできるだけ薄肉
であることが望ましい。
Furthermore, in the case of atmospheric heating, it is desirable that the facing wall be as thin as possible.

鋳型の加熱方法としては、雰囲気加熱が一般的である。Atmospheric heating is a common method for heating the mold.

しかし高周波誘導加熱をすれば迅速に加 。However, high-frequency induction heating heats up quickly.

熱できる。It can be heated.

次に、本発明の具体例を述べる。Next, a specific example of the present invention will be described.

(例1) 第3図に示すように2分割の無機自硬性鋳型16のキャ
ビティの内壁に第2図に示す方法で別途成形した1 0
0meshビークのSiC粒子とスチールとの複合体1
7を設置した。
(Example 1) As shown in FIG. 3, 10 was separately molded on the inner wall of the cavity of the two-part inorganic self-hardening mold 16 by the method shown in FIG.
Composite 1 of SiC particles with 0 mesh beak and steel
7 was installed.

次に、この鋳型16を金枠18,19内にセツトし、上
金枠19の中央部の開口19aから600℃の熱風を吹
込みSiC粒子層を約500℃に加熱した。
Next, this mold 16 was set in metal frames 18 and 19, and hot air at 600°C was blown through the opening 19a in the center of the upper metal frame 19 to heat the SiC particle layer to about 500°C.

ソノ後、1400℃の鋳鉄T!?i湯2oを鋳型16の
頂部から注入した。
After sono, 1400℃ cast iron T! ? 2 o of hot water was injected from the top of the mold 16.

溶湯20が凝固したのち鋳型16を除去した所、鋳物表
面下O〜5m鳳のところがSiC粒子の鋳鉄の複合層と
なっている部品を得ることができた。
When the mold 16 was removed after the molten metal 20 had solidified, a part was obtained in which a composite layer of cast iron of SiC particles was formed 0 to 5 m below the surface of the casting.

(例2) 第4図に示すように多分割鋳型21 (300■ash
の鉄粉:100重量部、3帯水ガラス=6重量部のCO
z鋳型)の内壁に4m+sの厚さに150■ashのS
iC粒子と黄銅の複合体22を設置する。
(Example 2) As shown in Figure 4, the multi-segment mold 21 (300 ash
iron powder: 100 parts by weight, 3 aquifer glass = 6 parts by weight of CO
S of 150 ash on the inner wall of z mold) with a thickness of 4 m + s.
A composite body 22 of iC particles and brass is installed.

この複合体22は、150maghS i C粒子=1
00重量部、10%PVA (ポリビニルアルコール)
水溶液7重量部の均一混合物を乾燥させたものと黄銅の
複合体である。
This composite 22 has 150maghS i C particles=1
00 parts by weight, 10% PVA (polyvinyl alcohol)
This is a composite of a dried homogeneous mixture of 7 parts by weight of an aqueous solution and brass.

鋳型21の外側に高周波コイル23を設置し、高周波に
よって鉄粉鋳型21を誘導加熱し約800℃に加熱し、
その熱をSiC複合体22に伝えることにより、複合体
22を同様の温度とする。
A high frequency coil 23 is installed outside the mold 21, and the iron powder mold 21 is heated by induction to about 800° C. using high frequency.
By transmitting the heat to the SiC composite 22, the composite 22 is brought to the same temperature.

次に、金枠24を、鋳型21の上部に設置し、湯口部よ
り黄銅溶湯25を鋳込み、その後ただちに、場面に3気
圧の加圧空気を掛けることにより、溶湯25と複合体2
2とは緊密に接触し一体化する。
Next, the metal frame 24 is installed on the upper part of the mold 21, and the molten brass metal 25 is poured from the sprue. Immediately thereafter, pressurized air of 3 atmospheres is applied to the scene, so that the molten metal 25 and the composite 2
2 and are in close contact and integrated.

溶湯25の凝固後、型ばらしをして、表面に耐摩耗層を
有する黄銅部品を得た。
After solidifying the molten metal 25, the mold was demolded to obtain a brass component having a wear-resistant layer on the surface.

第4図の例で得られた表面改質部品は水中ポンプに使用
されるインデューサであって、このインデューサの水中
ポンプへの適用例を第5図〜第8図により説明する。
The surface-modified part obtained in the example of FIG. 4 is an inducer used in a submersible pump, and an example of application of this inducer to a submersible pump will be explained with reference to FIGS. 5 to 8.

図において、26はケーシング、27はケーシング26
内に設けられた遠心羽根車、28は吸込口、29は吸込
口28中で羽根車27と共に回転するインデューサで、
第4図の例で得られたものである。30は圧力逃し弁で
、この圧力逃し弁30はインデューサ両側に接続され、
インデューサ29を出入口の圧力差が予め決められたレ
ベル以上になったとき、流体をインデューサ29の上流
端へ戻すように開放されるものである。
In the figure, 26 is a casing, 27 is a casing 26
28 is a suction port, 29 is an inducer that rotates together with the impeller 27 in the suction port 28,
This is what was obtained in the example shown in FIG. 30 is a pressure relief valve, this pressure relief valve 30 is connected to both sides of the inducer,
When the pressure difference between the inlet and outlet of the inducer 29 exceeds a predetermined level, the inducer 29 is opened to return the fluid to the upstream end of the inducer 29.

本発明の表面改質部品の適用部分は、インデュ。The applied part of the surface-modified parts of the present invention is indu.

−サ29の他に1本実施例では羽根車27およびケーシ
ング26にも適用されている。すなわち、第6図〜第8
図に示すように、それぞれのポンプ部品(羽根車27、
インデューサ29.ケーシング26)に表面改質層27
a、29a、26aがそれぞれ形成されている。なお、
上記表面改質部品の改質層はSiC粒子で、100■a
shと300■ashの1:1混合粒と鋳鋼(545C
)の複合体となっており、その層の厚さは約2I1ml
以下である。
- In addition to the sensor 29, this embodiment also applies to the impeller 27 and the casing 26. That is, Figures 6 to 8
As shown in the figure, each pump part (impeller 27,
Inducer 29. Surface modified layer 27 on casing 26)
a, 29a, and 26a are formed, respectively. In addition,
The modified layer of the above-mentioned surface-modified parts is made of SiC particles and has a thickness of 100
1:1 mixed grain of sh and 300 ash and cast steel (545C
), and the thickness of the layer is approximately 2I1ml.
It is as follows.

さらに、上記表面改質部品の母材は鋳鋼である。Furthermore, the base material of the surface-modified component is cast steel.

このような表面改質部品で構成された水中ポンプを、土
砂などの粒子を含む流体用として使用したところ、ポン
プ部品の耐摩耗性は著しく良好であり、かつ内部を金属
としているので、靭性も良好であった。
When a submersible pump constructed with such surface-modified parts was used for fluids containing particles such as earth and sand, the wear resistance of the pump parts was extremely good, and since the inside was made of metal, toughness was also improved. It was good.

このように1本発明の表面改質部品は、土砂など高硬度
の粒子を含む流体を取扱う水中ポンプ用部品として耐摩
耗性及び靭性に優れている。
As described above, the surface-modified component of the present invention has excellent wear resistance and toughness as a component for a submersible pump that handles fluids containing highly hard particles such as earth and sand.

次に、本発明の表面改質部品の他の例を述べる。Next, another example of the surface-modified component of the present invention will be described.

上記実施例では表面改質層をセラミックスなどの高硬度
粒子で構成したが、以下述べる例では鋳鋼などの母材金
属の表面に異種酸部分の部材(例えば高Mn鋼など)を
鋳ぐるみの手段で結合し、厚さ511!1程度の硬質層
をつくるようにしたものである。このようなものであっ
ても、これを上記実施例と同様ポンプ部品に適用するこ
とができ、部品表面の例えば高Mn鋼に土砂などの硬い
粒子が筒突すると高Mn鋼は応力を受けて加工硬化する
ので、はとんど摩耗しない、また、母材金属は鋳鋼など
の金属を使用しているのでN撃性及び引張り強さについ
ても優れている。さらに、本実施例では表面のみが高M
n鋼であるので、高Mn鋼に特有な難加工性を示すこと
もない。
In the above embodiments, the surface modified layer was composed of high hardness particles such as ceramics, but in the following example, a member with a dissimilar acid portion (for example, high Mn steel) is cast on the surface of a base metal such as cast steel. The two are bonded together to form a hard layer with a thickness of approximately 511!1. Even if this is the case, it can be applied to pump parts in the same way as in the above embodiment. When hard particles such as earth and sand collide with the high Mn steel on the surface of the part, the high Mn steel receives stress. Since it is work hardened, it hardly wears out, and since the base metal is cast steel or other metal, it has excellent N impact resistance and tensile strength. Furthermore, in this example, only the surface has a high M.
Since it is an n-steel, it does not exhibit the difficult workability characteristic of high-Mn steels.

上記表面層を構成する部材としては、高M n fJ鉄
、高Mn鋳鋼、 5US304.高Cr (25%)鋳
鉄などが耐摩耗上好適である。特に5US304耐食性
にも優れている。
The members constituting the surface layer include high Mn fJ iron, high Mn cast steel, and 5US304. High Cr (25%) cast iron is suitable for wear resistance. In particular, 5US304 has excellent corrosion resistance.

なお、上記のような表面改質部品の製作に当っては、鎚
ぐるみ部材(表面層を形成する部材)31の結合面を第
9図に示すように、凹凸部31aに加工しておくのがよ
い、また、第10図に示すように、凹凸部31aに貫通
孔31bを形成しておくとより好適である。
In manufacturing the above-mentioned surface-modified parts, it is necessary to process the bonding surface of the rounded member 31 (the member forming the surface layer) into an uneven portion 31a as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 10, it is more preferable to form a through hole 31b in the uneven portion 31a.

鋳込金属(母材金属)としては鋳鋼もしくは鋳鉄溶湯で
あれば何でも良い。
The cast metal (base metal) may be any cast steel or molten cast iron.

鋳型は、鋳ぐるみ材の加熱温度、鋳込金属の融点を考慮
してその種類を決める。
The type of mold is determined by considering the heating temperature of the casting material and the melting point of the cast metal.

鋳型の加熱方法としては、鋳型全体を炉中にセットする
雰囲気加熱が一般的であるが、鋳込直前に熱風発生機な
どによって局部加熱しても良い。
The general method for heating the mold is to set the entire mold in a furnace and heat it in an atmosphere, but it is also possible to locally heat the mold using a hot air generator or the like immediately before casting.

特に有効なのは、最も高温加熱できる高周波、中周波な
どによる電磁誘導加熱方式である。但し、この場合、鉄
系金属でなければ加熱は出来ない。
Particularly effective is an electromagnetic induction heating method using high frequency, medium frequency, etc., which can heat at the highest temperature. However, in this case, heating is not possible unless it is a ferrous metal.

(!sぐるみ材、もしくは鋳型中に埋設された固体鋳込
金属の近傍に鉄など誘導電流が流れる材質のものを設置
すれば鉄系金属でなくても加熱す、)次に第11図によ
り、上述した表面改質部品の製造方法を説明する。
(If you install a material such as iron that conducts an induced current near the surrounding material or the solid cast metal buried in the mold, it will heat even if it is not a ferrous metal.) Next, according to Figure 11, , a method for manufacturing the above-mentioned surface-modified component will be explained.

まず(a)図に示すように、5O3304@の鋳ぐるみ
部材32を用意する。これを所定形状の空洞を有する分
割鋳型中に設置し、前記空洞にポリエチレングリコール
(#4000)(以下PEGと略す)を注入して凝固さ
せ、(b)図に示すように鋳ぐるみ部材32とPEG3
7の合体した模型33をつくる。
First, as shown in Figure (a), a cast member 32 of 5O3304@ is prepared. This is placed in a split mold having a cavity of a predetermined shape, and polyethylene glycol (#4000) (hereinafter abbreviated as PEG) is injected into the cavity and solidified, and a cast member 32 is formed as shown in FIG. PEG3
Create a model 33 that combines 7.

次に(、)図に示すように、模型33の周囲に鋳物砂3
4を充填し鋳型35をつくる6次に。
Next, as shown in the figure, molding sand 3 is placed around the model 33.
6th step to fill 4 and make mold 35.

(d)図に示すように、高周波誘導コイル36に通電し
て、鋳ぐるみ部材32を徐々に加熱するとその熱により
PE037は溶は出し、約250℃で気化するので、鋳
型35内に空洞が形成される。
(d) As shown in the figure, when the high-frequency induction coil 36 is energized and the cast member 32 is gradually heated, the PE037 melts due to the heat and vaporizes at about 250°C, creating a cavity in the mold 35. It is formed.

その後もコイル36に電流を流し部材32を溶融点近く
まで加熱する。溶融点近くまで加熱された後、(8)図
に示すように、鋳型35内空洞に1700℃の普通鋼溶
湯38を鋳込んで、そのまま凝固させる。その結果、部
材32の下部は溶湯38と反応し、相互に溶は合って普
通鋼表面の所定部と5US304の部材32とが完全に
一体化する((f)図)、その後、鋳物砂34などを除
去することにより、(g)図に示すように、S[l53
04製の鋳ぐるみ部材32と母材金属38aが強固に一
体化された表面改質部品が得られる。この部品は耐摩耗
性及び耐食性に優れている。
Thereafter, current is passed through the coil 36 to heat the member 32 to near its melting point. After being heated to near the melting point, as shown in FIG. As a result, the lower part of the member 32 reacts with the molten metal 38 and melts into each other, so that a predetermined part of the common steel surface and the 5US304 member 32 are completely integrated (Figure (f)). By removing S[l53
A surface-modified part in which the cast member 32 made of 04 and the base metal 38a are firmly integrated is obtained. This part has excellent wear and corrosion resistance.

本発明の表面改質部品の製造法の他の例を第12図によ
り説明する。
Another example of the method for manufacturing the surface-modified component of the present invention will be explained with reference to FIG.

(1)別途成形した高Mn鋼の鋳ぐるみ部材39を2分
割金型(メス金型)40中の所要箇所にハメこみ、さら
に湯口上部より溶融したワックス41を注入する((a
)図)。これによって、(b)図に示したようなワック
ス模型42が得られる。
(1) A separately molded cast member 39 made of high Mn steel is fitted into a two-part mold (female mold) 40 at the required location, and molten wax 41 is injected from the upper part of the sprue ((a)
)figure). As a result, a wax model 42 as shown in Figure (b) is obtained.

(2)次に、ワックス模型42を枠体中に設置して周囲
に鋳型材(鋳物砂)44を充填し、鋳型43をつくる(
(C)図)。
(2) Next, the wax model 42 is placed in the frame and the surrounding area is filled with molding material (molding sand) 44 to create the mold 43 (
(C) Figure).

(3)次に、(d)図に示すように、鋳型43の外側に
設置した高周波コイル45に通電し、ujぐるみ部材3
9に誘導電流を発生させることにより1部材39を昇温
させ、同時にワックス41を溶融し、鋳型43外に除去
する。この結果。
(3) Next, as shown in figure (d), the high frequency coil 45 installed outside the mold 43 is energized to
By generating an induced current in 9, the temperature of 1 member 39 is raised, and at the same time, wax 41 is melted and removed from mold 43. As a result.

鋳ぐるみ部材39を内包した鋳型空洞が得られる。A mold cavity containing the cast member 39 is obtained.

(4)その後直ちに鋳型43を反転し、コイル45によ
る加熱を継続し、鋳ぐるみ部材39が約1200℃に昇
温した時点で普通鋼46を鋳込む((e)図)。
(4) Immediately thereafter, the mold 43 is reversed, heating by the coil 45 is continued, and when the temperature of the cast member 39 rises to about 1200° C., ordinary steel 46 is poured (see Figure (e)).

(5) !?通銅鋼46凝固した時点で鋳型材44を除
去することにより、(f)図に示すように、耐摩耗性の
高Mn鋼39が先端に鋳ぐるまれた普通鋼鋳物(この実
施例では、ポンプ部品としてのインデューサ)が得られ
た。
(5)! ? By removing the mold material 44 when the copper-conducting steel 46 solidifies, a common steel casting (in this example, An inducer (as a pump component) was obtained.

次に1本発明の表面改質部品の製造法の更に他の例を第
13図により説明する。
Next, still another example of the method of manufacturing a surface-modified component according to the present invention will be explained with reference to FIG.

(1)別途成形した高Cr鋳鉄部材47を2分割の金型
40中の所要箇所に設置し、さらに湯口上部よりPE0
48を注入し、下部に鋳ぐるみ部材47を含んだワック
ス模型49をつくる((a)及び(b)図)。
(1) Separately molded high Cr cast iron members 47 are installed at required locations in the two-part mold 40, and then PE0
48 is injected to create a wax model 49 including a cast member 47 at the bottom (Figures (a) and (b)).

(2)次に、これを枠体中に設置し、周囲に鋳型材44
を充填する。なお、鋳型材44の充填時に、鋳込金属(
鋳鉄:Fe12)のブロック50の一端の湯口部に接触
するように設置し、その周囲にも鋳型材44を充填し鋳
型51をつくる((C)図)。
(2) Next, install this in the frame and surround it with mold material 44.
Fill it. Note that when filling the mold material 44, the cast metal (
A block 50 of cast iron (Fe12) is installed so as to be in contact with the sprue at one end, and the surrounding area is also filled with mold material 44 to form a mold 51 (Figure (C)).

(3)鋳型3の外側に設置した中周波コイル52に通電
し、部材47及び金属ブロック50に誘導電流を発生さ
せることにより、部材47と金属ブロック50を昇温さ
せ、この熱をもってPEG48を溶融し鋳型51外に除
去し鋳型空洞を形成する((d)図)。
(3) By energizing the medium frequency coil 52 installed outside the mold 3 and generating an induced current in the member 47 and the metal block 50, the temperature of the member 47 and the metal block 50 is raised, and this heat melts the PEG 48. It is removed outside the mold 51 to form a mold cavity (Figure (d)).

(4)その後、鋳型51を反転し、更にコイル52に電
流を流し、金属ブロック50の加熱をつづけ、溶融状態
に至らしめ鋳込適正温度まで昇温させる0次に若干鋳型
51を傾けることによって、鋳型51の空洞に溶湯50
aを鋳込む。この時1部材47は同時に昇温(約100
0℃)されているので、溶湯と互いに溶けあい金属的に
接合する((e)図)。
(4) Thereafter, the mold 51 is reversed, and a current is further applied to the coil 52 to continue heating the metal block 50 until it reaches a molten state and is heated to the appropriate casting temperature. Next, by slightly tilting the mold 51. , molten metal 50 is placed in the cavity of the mold 51.
Cast a. At this time, the temperature of the first member 47 increases (approximately 100
0°C), they melt together with the molten metal and form a metallic bond (Figure (e)).

(5)その結果、(f)図に示すように耐摩耗性の高い
高Cr鋳鉄(25%Cr)47が鋳ぐるまれた普通鋳鉄
部品(ポンプ用のインデューサ)が得られる。
(5) As a result, as shown in Fig. (f), a normal cast iron part (inducer for a pump) in which high Cr cast iron (25% Cr) 47 with high wear resistance is cast is obtained.

第11図〜第13図に示した製造法で得られた表面改質
部品は、前記第5図〜第8図に示した実施例と全く同様
に、水中ポンプ用部品として適用できる。この場合にも
第5図〜第8図の場合と同様の効果が得られる。
The surface-modified parts obtained by the manufacturing method shown in FIGS. 11 to 13 can be used as parts for submersible pumps in exactly the same way as the embodiments shown in FIGS. 5 to 8. In this case as well, the same effects as in the case of FIGS. 5 to 8 can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、表面層は高硬度もしくは加工硬化性の
特殊耐摩耗性を有し、内部は通常の鋳鋼(鋳鉄)等、特
殊表面特性を有する普通鋳鋼品(普通鋳鉄品)の表面改
質部品を得ることができ、このような表面改質部品は耐
摩耗性と靭性を併せもつ優れたものであり、特に土砂な
ど高硬度粒子を含む流体を扱うポンプ用部品として極め
て優れたものである。
According to the present invention, the surface layer has special wear resistance due to high hardness or work hardening, and the inside is a surface modified ordinary cast steel product (ordinary cast iron product) having special surface characteristics, such as ordinary cast steel (cast iron). These surface-modified parts have excellent wear resistance and toughness, and are especially excellent as parts for pumps that handle fluids containing highly hard particles such as earth and sand. be.

また、本発明の表面改質部品の製造方法によれば、ポン
プ用として優れた表面改質部品が得られるだけでなく、
表面層を形成する複合体の温度を鋳込金属の融点以上に
加熱した状態で溶融金属を鋳込むので、高度の高い表面
部材と靭性の優れた母材金属とが強固に結合した表面改
質部品が得られるという効果がある。
Further, according to the method for manufacturing surface-modified parts of the present invention, not only can surface-modified parts excellent for use in pumps be obtained, but also
Molten metal is cast while the temperature of the composite that forms the surface layer is heated to above the melting point of the cast metal, resulting in surface modification that creates a strong bond between the highly sophisticated surface material and the base metal with excellent toughness. This has the effect that parts can be obtained.

さらに1本発明において、ワックス模型を使用する製造
方法においては、ワックス模型を消失させる加熱工程で
同時に鋳ぐるみ部材の加熱も行うので、鋳ぐるみ部材の
加熱のための特別な加熱装置や加熱工程が不要であると
いう効果が得られる。
Furthermore, in the present invention, in the manufacturing method using a wax model, the cast member is heated at the same time as the heating process to eliminate the wax model, so a special heating device or heating process is required for heating the cast member. The effect is that it is unnecessary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の表面改質部品の使用過程を説明する図
、第2図は本発明の表面改質部品の製造工程の説明図、
第3図は本発明の製造方法の具体例を説明する図、第4
図は本発明の製造方法の他の具体例を説明する図、第5
図は本発明の表面改質部品をポンプ部品に適用した場合
の例を示す縦断面図、第6図は第5図のVI−VI線矢
視方向に見た羽根車の断面図、第7図は第5図のA部拡
大図、第8図は第5図のB部拡大図、第9図及び第10
図はそれぞれ本発明の他の例の表面改質部品の峙ぐるみ
部材を拡大して示す要部断面図、第11図〜第13図は
それぞれ鋳ぐるみ部材を用いる表面改質部品の製造工程
の各側を示す説明図である。 1・・・スチール、2・・・高硬度粒子、8・・・溶湯
、9゜22・・・複合体、11A・・・ワックス模型、
29・・・インデューサ、26a、27a、29a・・
・表面改質層、31,32,39,47・・・鋳ぐるみ
部材。 50・・・固体鋳込金属。 代理人 弁理士 小川勝男j・・、二\□゛二・(譬−
7 −,,−7 第 l 因 (CL) 2Sac@号鳴破蔑紗躬 第2図 6フイルク   9 4吟゛型 7 沫足情 第 3 図 弔斗記 ネfl!1      鴇tの 第 7 の         葛 8 口為4哀3 衣
I!ffct’w4 $ 9 口 3/  @<’SλwP巷 第1/ε (幻 場1 )2 l!1
FIG. 1 is a diagram illustrating the process of using the surface-modified component of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the manufacturing process of the surface-modified component of the present invention,
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the manufacturing method of the present invention, and FIG.
Figure 5 is a diagram illustrating another specific example of the manufacturing method of the present invention.
The figure is a longitudinal cross-sectional view showing an example of applying the surface-modified component of the present invention to a pump component, FIG. 6 is a cross-sectional view of an impeller seen in the direction of arrow VI-VI in FIG. The figure is an enlarged view of part A of Fig. 5, Fig. 8 is an enlarged view of part B of Fig. 5, and Figs. 9 and 10.
Each figure is an enlarged cross-sectional view of a main part of a facing member of a surface-modified part according to another example of the present invention, and FIGS. It is an explanatory view showing each side. 1... Steel, 2... High hardness particles, 8... Molten metal, 9°22... Composite, 11A... Wax model,
29...Inducer, 26a, 27a, 29a...
-Surface modified layer, 31, 32, 39, 47...casting member. 50...Solid cast metal. Agent Patent Attorney Katsuo Ogawa
7 -,,-7 1st cause (CL) 2 Sac @ issue Meiha derogashi 2 fig. 1. The 7th Kudzu of Tokit 8. Mouth 4 Sorrow 3. Clothes I! ffct'w4 $9 Mouth 3/ @<'SλwP Street 1/ε (Genjo 1) 2 l! 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、高硬度粒子を含む流体を取扱う水中ポンプ用の部品
の表面層を金属にセラミックス粒子を分散させた複合体
とし、前記部品の内部を金属としたことを特徴とする表
面改質部品。 2、高硬度粒子を含む液体に直接接触するポンプ用部品
の表面層を金属にセラミックス粒子を分散させた複合体
とし、前記部品の内部を金属としたことを特徴とするポ
ンプ用表面改質部品。 3、セラミックス粒子の成形体の粒子間隙に溶融金属を
浸入させて作つた複合体を鋳型空洞の内壁の所定箇所に
設置し、前記複合体の温度を鋳込金属の融点以上とし、
その後複合体と鋳型との間に形成される鋳型空洞に溶融
金属を鋳込むことを特徴とする表面改質部品の製造方法
。 4、高硬度粒子を含む液体に直接接触するポンプ用部品
の表面層を高硬度部材とし、前記部品の内部を金属とし
、表面高硬度部材と前記金属との間の境界部は前記高硬
度部材と前記金属との複合層であることを特徴とするポ
ンプ用表面改質部品。 5、請求項4において、複合層はそれを形成する複数部
材の成分量割合が一方の部材から他方の部材に近づくに
したがい徐々に変化するように構成したポンプ用表面改
質部品。 6、請求項4において、高硬度粒子を含む液体に直接接
触するポンプ用部品は羽根車の上流に設けたインデュー
サであるポンプ用表面改質部品。 7、鋳型用ワックス模型と鋳ぐるみ材を一体成形し、こ
れを鋳型中に埋設し、その後前記鋳ぐるみ材を加熱して
前記ワックス模型を消失させ、同時に前記鋳ぐるみ部材
を鋳込金属の融点以上に加熱し、その後金属溶湯を鋳込
み、それによつて高温加熱された鋳ぐるみ材と金属溶湯
とを溶融密着させることを特徴とする表面改質部品の製
造方法。 8、土砂を含む流体を扱うポンプにおいて、前記流体に
直接接触するポンプ用部品の表面層を高マンガン鋳鉄、
高マンガン鋳鋼、SUS304、高Cr鋳鉄のうちいず
れかとし、前記部品の内部を耐衝撃性に優れ引張り強さ
の大きい金属で構成したことを特徴とするポンプ用表面
改質部品。 9、鋳型用ワックス模型と鋳ぐるみ材を一体成形し、前
記模型の湯口部を固体鋳込金属と接触させて鋳型中に埋
設し、その後高周波誘導誘導加熱して前記鋳ぐるみ材及
び鋳込金属を加熱し、その熱によつて前記ワックス模型
を消失除去させ、同時に形成された鋳型空洞中に前記固
体鋳込金属を溶融して鋳込み、高温加熱された鋳ぐるみ
材と溶融鋳込金属とを溶融密着させることを特徴とする
表面改質部品の製造方法。 10、中子材と鋳ぐるみ材を一体成形し、これを鋳型中
に埋設し、その後前記鋳ぐるみ材を加熱して前記中子材
を消失させ、同時に鋳ぐるみ部材を高温に加熱した状態
で金属溶湯を鋳込み、それによつて高温加熱された鋳ぐ
るみ材と金属溶湯とを溶融密着させることを特徴とする
表面改質部品の製造方法。
[Claims] 1. The surface layer of a component for a submersible pump that handles fluid containing highly hard particles is a composite of metal and ceramic particles dispersed therein, and the interior of the component is made of metal. Surface modified parts. 2. A surface-modified part for a pump, which is in direct contact with a liquid containing high-hardness particles, and the surface layer thereof is made of a composite material in which ceramic particles are dispersed in metal, and the interior of the part is made of metal. . 3. A composite body made by infiltrating molten metal into the interparticle gaps of a molded body of ceramic particles is installed at a predetermined location on the inner wall of the mold cavity, and the temperature of the composite body is set to be equal to or higher than the melting point of the cast metal;
A method for manufacturing a surface-modified component, which comprises subsequently casting molten metal into a mold cavity formed between the composite and the mold. 4. The surface layer of the pump component that comes into direct contact with liquid containing high-hardness particles is a high-hardness member, the interior of the component is metal, and the boundary between the high-hardness surface member and the metal is the high-hardness member. A surface-modified part for a pump, characterized in that it is a composite layer of and the metal. 5. The surface-modified component for a pump according to claim 4, wherein the composite layer is configured such that the component ratio of the plurality of members forming the composite layer gradually changes as one approaches the other member. 6. The surface modification component for a pump according to claim 4, wherein the pump component that comes into direct contact with the liquid containing high-hardness particles is an inducer provided upstream of the impeller. 7. The wax model for the mold and the casting material are integrally molded, and this is embedded in the mold.The wax model is then heated to make the wax model disappear, and at the same time, the casting material is heated to the melting point of the cast metal. A method for manufacturing a surface-modified part, which comprises heating to the above temperature, then casting a molten metal, thereby melting and adhering the high-temperature-heated casting material and the molten metal. 8. In pumps that handle fluids containing earth and sand, the surface layer of pump parts that come into direct contact with the fluid is made of high manganese cast iron,
A surface-modified part for a pump, characterized in that the part is made of high manganese cast steel, SUS304, or high Cr cast iron, and the inside of the part is made of a metal with excellent impact resistance and high tensile strength. 9. The wax model for the mold and the casting material are integrally molded, the sprue part of the model is brought into contact with the solid casting metal, and the casting material is embedded in the mold, and then the casting material and the casting material are heated by high-frequency induction heating. is heated, the wax model is vanished and removed by the heat, and at the same time, the solid casting metal is melted and cast into the mold cavity formed, and the high-temperature heated casting material and molten casting metal are heated. A method for manufacturing surface-modified parts, characterized by melting and adhering them. 10. Molding the core material and the casting material integrally, embedding this in a mold, then heating the said casting material to eliminate the core material, and at the same time heating the casting material to a high temperature. A method for manufacturing a surface-modified part, characterized by pouring molten metal and thereby melting and adhering the molten metal to a casting material that has been heated to a high temperature.
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