JPH02187250A - 耐摩耗複合鋳造材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は激しい摩耗条件、とくに摩耗粒子が表面に’
０７突したり擦過流動するアブレージヨン摩耗に強い耐
性を有する耐摩耗体に係る技術である。

［従来の技術］ 従来、機械装置に取付けられ激しい摩耗条件に濃される
・箇所には、それ自体が耐摩耗性の高い月料、たとえば
１２％Ｍｒ＋ｔ１４（ハツトフィールド鋼）や２７％Ｃ
ｒ鋳鉄などで部材を製作して対応してきた。

しかし、使用者側は機械装置がにり長時間連続して稼動
に耐えることを求め、より優れた耐摩耗部品の開発が進
められてきた。その有力な手段として複合体の発表を幾
つか見ることができるが、その典型例として「焼結炭化
物合金と鋳鉄からなる複合体」　（特公昭６０−１１０
９６＠公報）が挙げられる。

この技術は焼結炭化物合金と鋳鉄よりなる複合体よりな
るが、その特徴とするところは鋳鉄それ自体は低い耐摩
耗性および硬度を有する黒鉛鋳鉄で炭素当量を２．５乃
至６．０に調整したことと、両者の間に中間合金相また
は転移帯域が形成されており、かつ焼結炭化物合金の２
０％〜８０％が転移帯域にあることである。

しかしながら超硬性である焼結炭化物合金が摩耗に濃さ
れる全表面を完全に被覆することは不可能であり、表面
に浸透した鋳鉄が黒鉛系であるときは、その低硬度、低
耐摩耗性のために使用条件によってはむしろ劣性化の方
向へ導く危険が懸念され、硬質の粉粒体による表面の引
掻き、衝突。

擦過流動のために侵されるアブレージヨン摩耗に対して
はこの懸念がざらに強い。

出願人自身はこの問題を解決するために「耐アブレージ
ヨン複合鋳造体及びその製造方法」　（特願昭６２−２
１５８１５号）を先に提案した。この要旨は焼結炭化物
合金の細片の背後を所望の形状を形成する白銑組織の鋳
鉄で構成することによって黒鉛組織に基く摩耗上の弱点
を克服した。

［発明が解決しようとする課題］ 出願人自身の先願を含め超硬合金の細片、粉体などを他
種金属の溶湯で鋳包んで表面を溶着し凝固後一体向に複
合鋳造材を作るには、あらかじめ鋳型（通常は砂型）の
所望の場所にまとめて置き、ここへ溶湯を注入して鋳型
を充填し凝固させるのが慣用的である。

しかしこのように細片を置いて母相となる金属を注入鋳
包みできるのはその面がほぼ水平である場合に限られる
から、摩耗面が円弧を形成したり曲面であるときは適用
できない。勿論鋳型として垂直になる側面が摩耗に直面
するときも同様である。またこのような細片・粗粒を対
象とするとぎは比重が母相となる耐摩耗材質よりも相当
大きくないと浮遊散逸して予定の部分に鋳包みできない
恐れがある。

鋳造に際しては広い水平面上におかれた細片・粗粒が溶
湯の流勢に押されて一方に偏り、一方で薄く他方でｍ密
な分布になることも考えられる。

本願発明は以上に述べた課題を解決するために、耐摩耗
性について所望の何れの面についても均等に担持された
耐摩耗複合鋳造材とその製造方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本願発明に係る耐摩耗複合鋳造材は、少くともその一面
に超硬質合金粉末を焼結成形した多面体を、その高さの
２０倍以下、又はその幅の１０倍以下の何れか小さい数
値より狭い間隔を以って配設し、これを鋳包む耐摩耗金
属と一体的に形成することによって前記の課題を解決し
た。

またその製造方法としては、超硬質合金粉末を焼結して
多面体を成形し、鋳型内面の少くとも一面に多面体高さ
の２０倍以下、又はその幅の１０倍以下の何れか小さい
数値より狭い間隔を以って前記多面体を係止し、鋳型を
封止して耐摩耗金属の溶湯を注入して凝固することを示
した。

［作用］ 第１図（イ）〜（チ）は本願発明における超硬合金の多
面体実施例を示し、（イ）〜（ニ）は板厚が一定の定形
板、（ホ）は円錐体、（へ）〜（チ）は中心に穿孔した
中空多面体である。このような多面体による超硬合金焼
結体（例えばＷＣとＣｏ）が代表例であるが、同系列に
分類される種々の合金のすべてについて適用可能である
。鋳型内への配置は耐摩耗性とのからみで決定される。

多面体と多面体との許容される最大間隔は理論ではなく
実地試験において導かれるべき原則であり、露出される
母材（耐摩耗材）の材質およびその使用条件によって相
当の変動幅を持っている。

実験的には高さＴの２０倍、又は幅りの１０倍の何れか
小さい方を超えてはならないと占う原則が見出された。

また多面体自身については全体が溶湯に包まれるもので
おるから、バランスよく全周が異金属と溶着するための
一応の限界があり、Ｌ／Ｔが０．０５以上、２０以下で
あることが望ましい。

また中空の多面体くへ）、（ト）、（ヂ）については中
心の孔径がｄであるとき、０６２０日。

ｄ≦２０Ｔであることが多面体外周および孔内面の両者
がバランスよく異金属と溶着するためおよび優れた耐摩
耗性を得るための限界であることも見出した。

［実施例］ （１）製鉄所の焼結プラントにおけるポツパーライナー
（１字型）の鋳造について、直角に交差する２面のうち
水平に位置する面に平均粒径５ｍｍの超硬質合金粒子の
粒子層１を全面８ｍｍに亘って設け、垂直に位置する面
には外径１０ｍｍφ。

内径６ｍｍφ、高さ１０ｍｍのサーメット円筒２を平均
最短距離８端の密度分布で２７％Ｃｒ鋳鉄３に鋳包み、
実地試験に供したく第２図）。

従来のニハード鋳鉄ライナーが４２日間２７％Ｃｒ鋳鉄
ライナーが５９日間の使用実績であったのに対し、本実
施例では４３８日間の使用記録を達成した。

（２）三次破砕用１２％Ｍｎ鋳鋼製歯板の頂部に一辺１
０ｍｍ、高さ１２ｍｍのＷＣ−Ｃｏ系焼結合金六角柱体
を平均最短距離２０ｍｍ間隔の密度分布で埋設した。使
用実績としては従来の１２３Ｍｎ鋳鋼品が１．５ケ月の
耐用期間であったのに対し、同一条件で１２ケ月の使用
期間を記録した。

（３）焼結鉱塊破砕用鬼歯の先端部にはＷＣ−Ｃ。

系の焼結炭化物で成形した板厚２０ｍｍ、−辺１５ｍｍ
の角柱４を、また同じく側面には上面径８ｍｍφ、下面
径１２ｍｍφ、高さ１２ｍｍの円錐台５を平均最短距離
１８ｍｍで配設し、２．８％Ｎｉ−２７％Ｃｒ−１％Ｍ
ｏ鋳鉄６を鋳造して鋳包んだ（第３図）。製鉄所にあけ
る実地操業において２７％Ｃｒ鋳鉄が２ケ月の耐用期間
であったのに対し、本実施例では１０ケ月の使用を記録
した。

（４）高炉旋回シュートの鉱石落下部において、台形ラ
イナーを３枚組合せて保護ライナーを組んでいる。

台形ライナーの１面には平均粒径６ｍｍφのＷＣ粒子を
粒子層７として層厚１５ｍｍで鋳包むと同時に、１側面
に１０ｍｍφＸ２０ｍｍのＷＣ丸棒８を最密充填状態で
２．７％Ｃ−２６％Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ−■鋳鉄９で鋳包
み使用に供した（第４図）。

使用期間は硬化肉盛ライナーは１ケ月であったのに対し
、本発明品は６ケ月の寿命を記録した。

［発明の効果コ 本願発明は以上に述べたように従来の複合鋳造体には適
用の難しかった種々の形状の耐摩耗部品のどのような摩
耗面に対しても飛躍的な強化を加えることができる。も
ちろん従来とおりの粉体・粒体の細片で水平な底面を強
化し、その伯の曲面や側面を本願発明を適用して、この
組合せによって生産コス［・の低減と桁違いの耐用年限
を併立させることも可能である。

【図面の簡単な説明】 第１図（イ）〜（チ）は本願実施例の多面体各種を示す
。第２図、第３図、第４図はそれぞれ別の実施例を示す
平面図である。 ２．４，５，８・・・・・・超硬質合金の圧縮成形体の
鋳包み

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳造によって製造する耐摩耗材であつて少くとも
   その一面に超硬質合金粉末を焼結成形した多面体を、そ
   の高さの２０倍以下、又はその幅の１０倍以下の何れか
   小さい数値より狭い間隔を以つて配設し、これを鋳包む
   耐摩耗金属と一体的に形成することを特徴とする耐摩耗
   複合鋳造材。
2. （２）超硬質合金粉末を焼結して多面体を成形し、鋳型
   内面の少くとも一面に多面体高さの２０倍以下、又はそ
   の幅の１０倍以下の何れか小さい数値より狭い間隔を以
   って該多面体を係止し、鋳型を封止して耐摩耗金属の溶
   湯を注入凝固させることを特徴とする耐摩耗複合鋳造材
   の製造方法。