JPH03285795A - 溶接用コバルト基合金ワイヤの製造方法 - 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］ 本発明は、ワイヤコイルに伸線加工が困難なコバルト合
金を、鋼管コイルへ粉末充填して焼結ワイヤとし、次に
溶接用として利用するために外皮から形成される鉄合金
層を除去することにより溶接作業性の良好なワイヤを製
造する方法に関するものである。

［従来の技術］ コパルＩ・合金で溶接用に供されるものは、一般にスプ
ライトと称されるクロム等を多量含む炭化物析出型合金
がある。本発明のねらいもこの合金な細径の連続コイル
として得ることにある。

本合金は従来鋳造のまま研削加工によって棒状に加工し
たものか実用されている。したがって溶接肉盛用の溶加
棒として定尺のものか酸素アセヂレンガス溶接法または
ＴＩＧアーク溶接法で使用されている。溶接を自動的に
おこなうには、溶加棒の連続供給性の面から定尺てはな
く連続したコイル状の長尺ワイヤであることが望ましく
、且つコイル状に保持するためには２．４　ｍｍφ以下
の細径が望ましい。このような細径コイルとして得るた
めの製造は、本合金が極めて脆いため研削中に折損し容
易てないことおよび鋳造では連続した長尺ものか得られ
ないことから、長尺の細径コイルは実用されていない。

方、太径て鋳造して高温鋳造や高温ロール成形ての製造
も試みられているが製造歩留りが低く高価となっている
。

以上の事情から、本発明と類似の粉末充填ワイヤ製造技
術を応用し、これに焼結上程を加えてつくる方法が特開
昭６３−３１０９２８で提案されている。

しかし、この場合、管体に銅を用いているか、粉末充填
後の引抜きダイスまたはローラ圧延て充填剤の密度を高
めるためには剛性の高い外皮がより望ましい。また鋼管
にくらべると加工は必ずしも容易とは言えない。さらに
充填したコバルト基合金粉末を焼結後、外皮の銅を研磨
等により機械的に除去するのが望ましいとしているか、
研磨機の目づまり等があって鋼管の方がより処理しやす
い。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記事情に鑑み、管体は経済的で、且つ塑性加
工」二より容易な鋼を用いる。但し、前記特開昭６３−
３１０９２８か指摘しているように焼結の工程を縁るこ
とによって、管体ど充填物との間に成分拡散がおこると
している。本発明ては外皮を酸等で溶解除去したままで
は焼結ワイヤの表面に鉄合金層が残り、これは溶接時に
火花を発生し溶接作業性を著しく損なうものである。そ
のため本発明ではこの表面合金層を研磨除去している。

この場合表面の合金層は極めて薄く研磨時に折損をおこ
すような重研削をおこなう必要はない。

［課題を解決するための手段］ 本発明はあらかしめ管に形成された肉厚０．３〜１．０
　ｍｍ、内径１．４　ｍｍを越え４．０　ｍｍまてのコ
イル状鋼管内の振動を利用してコバルト基合金粉末を充
填する工程を含んている。鋼管は後工程において酸等て
溶解除去するので肉厚は薄い方が望ましいが、肉厚か０
．３　ｍｍ未満であると、鋼管の製造が容易てなくＴ業
的でない。即ち、ここに用いる薄肉の鋼管を連続して得
るための実用的な方法は、連続した帯鋼をロールフォー
ミンクによってまるめてその合せ目を高周波溶接し、溶
接部は外側に余盛を生ずるので溶接熱により赤熱の状態
てセラミックバイト等により切削除去する。これはワイ
ヤが後工程で圧延されるために切削が必要となるもので
ある。肉厚が０．３　ｍｍ未満の場合、溶り落ちによる
接合不良を生しやずくなるばがりでなく、とくに前記全
盛の切除においてバイトのかかりがわるい。また、外皮
はあとで除去するため過大てない方が経済的であり、１
．０　ｍｍまであれば成形作業を含めて十分であり、そ
わ以上の肉厚は必要でない。

鋼管の内径は最終的に得ようとする細径ワイヤの外径に
関係かあり、且つ、コバルト基合金粉末がワイヤ状に焼
結されるための粉末密度に関係する。本発明の重要な構
成要件のひとつに減面率を３０％以上になるまで充填ワ
イヤを引抜きまたはローラ圧延する工程か含まれ、この
ためには１．２　ｍｍφのワイヤを得るためには充填時
の内径は少くとも１．４　ｍｍを越えたものが必要で、
１．４　ｍｍもしくはそれ以下ては減面率３０木以」二
が確保されないため最終的に得られるワイヤの密度が低
く取り扱い時折損しやすい。

また本発明が得ようとするワイヤの最大径２４ｍｍを得
るためには、粉末充填時の鋼管内径は４．０ｍｍを上限
とする。４．０ｍｍを越えると内径２．４　＋ｎ＋ｎま
での圧延伸線か困難となり最終圧延伸線までの間は焼鈍
を必要とする。焼鈍工程は全体の製造工程の流れを著し
く阻害し、経済的でないため本発明ては１回焼鈍まてを
許容の限界とした。粉末充填ワイヤの圧延後の焼結温度
は充填されたコバルト合金粉末の融点直下で且つ外皮の
鋼管が溶融しない温度が必要で、実用的に９５０℃以Ｊ
通３００℃以下が適用できる。９５０℃未満の直近の温
度ては焼結はされるものの強度が充分でなく、とくに圧
延時の減面率が３０を未満のものは外皮を除去したのち
ワイヤコイル状に巻取る際折損が生しやすい。また１３
００℃を越えた場合、外皮の鋼管コイルに熱変形か著し
く、線材としての取扱いが困難となり、その後の工程に
おける処理作業に不都合を来たすようになる。焼結後の
外皮の溶解除去は、塩酸、硝酸等の水溶液て充填合金が
外皮より溶けにくいものを使用する。外皮を溶解除去し
たワイヤにおいても、ワイヤの表面に外皮成分の鉄が合
金として残りやすく、こわをそのまま溶接に使用すると
火花を発生し溶接作業を著しく損なうものである。鉄合
金層は本発明の製造条件においては、せいぜい２０ミク
ロンの厚さとまりてあり、これはタラインダー研摩によ
るセンタリング加二Ｆで容易に除去できる。

［作用］ 本発明は従来製造困難であったコバルト基り金の１２〜
２．４　ｍｍφ細径連続線制を、粉末冶金によって容易
につくりだ′１−技術を提供するものであり、而してそ
の工程は細径鋼管コイルに振動を利用してコバルト基合
金粉末を充填し圧延によって充填粉末の密度を十分に上
げたのを焼結し、外皮を酸洗と研削によりとり除くとい
う工程によるものである。

焼結時の粉末密度ばてきるたけ高い力が望ましいが、本
発明による充填ワイヤ方式ては、ＨＩ　ＰやＣＴＰのよ
うに９９本以上にあげることは不可能てあり、したかっ
て充填ワイヤとして圧延加工時に折損のない範囲でしめ
つりだものを焼結して得る方法をとったものである。

本発明の目的が溶接用線材を得ることにあり、したがっ
て、得られたワイヤ線層はコイル状に巻き取れることを
要件としている。粉末の加圧密度か低１−きると焼結さ
れたワイヤは巻取り時のわづかの屈曲にも耐えられず折
損するので充填時からの圧延減面率を３０＊以４−とし
ている。いっぽう充填ワイヤを際限なく圧延できるわけ
てはなく、粉末の密度に限界があり、たとえ外皮が中間
焼鈍されてもそれ以」二の圧延伸線ては粉末の密度は上
らず線材が伸ばされるのみである。溶接用線材としての
もうひとつの要件は、溶接中の溶解に異常がないことで
ある。外皮に鋼管を用いた本発明においては、焼結線材
の表面に鉄が残存し溶接時火花を生ずる。したがって、
これを除去することが必要てあり、本発明ては酸洗のみ
てはとり除けないことがわかり、機械的除去手段を加え
て完成している。

［実施例］ 第１表に示すコバルト基合金粉末を用い、種々のサイズ
の鋼管コイルに振動充填したのち常温でロール圧延を行
なった。鋼管コイルサイズと圧延伸線および焼結結果を
第２表に示す。

第　　１　　表 第２表 　０ 第２表で充填・圧延・焼結されたものについて、外皮の
鋼管部分を塩酸水溶液の中て外皮の鋼管がなくなる迄溶
解除去したのち、水洗いしＱ′ｉ燥した。

酸溶解後もワイヤ表面に斑点状に外皮の鉄との拡散合金
層が残り、これを自転・公転機構を有するグラインダに
とおして研削除去した。鉄拡散層の厚さは極めて薄いも
ので２０μｍ以下てあったのてグラインダ研削によって
ワイヤ径が見掛は上細くなる程のものではない。

第３表はクラインタ研削を行なったものとそってないも
のとのＴＩＧ溶接試験結果である。研削を行なわない場
合、極小量てはあるがワイヤ先端がＴＴＧアークにふれ
たとき表面の鉄合金層がはがれて火花となって飛散し、
溶接作業性を損なうものである。

１ 第３表 ［発明の効果〕 本発明によって得られたコバルト基合金ワイヤは巻取径
１５０　ｍｍの通常溶接用スプールに巻取ることがてき
るため、溶接機への搭載において装置に特別な配慮をし
なくて通常に実用口■能となった。

また、この種合金においても本発明により連続ワイヤコ
イルか得られたことにより連続自動溶接が可能となった
ばかりでなく、細径であるため溶接にウィービングか可
能となり、溶接ビート外観か向上した。とくに、射出成
形機のシリンター内面やケートバルブの内面のように外
部からの肉盛作業が不可能な狭隘部に対しても、専用ト
ーチを　２ 以って溶接か可能となった。

本発明によるワイヤの製造工程に充填ワイヤの熱延工程
を加えても、得られる熱延の温度と加熱時間への確保か
ら多大の費用がかさみ経済的てないところから、本発明
は製造設備面からも有利である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、コバルト基合金粉末を中空の肉厚０．３ｍｍ以上１
   ｍｍ以下、内径１．４ｍｍを越え４．０ｍｍ以下の長尺
   鋼管コイル内に充填する工程と、該合金粉末の充填した
   コイル管を減面率３０％以上伸管してワイヤに加工する
   工程と、該ワイヤを外皮の鋼の溶融温度より低い温度で
   充填粉末を焼結する工程と、該焼結ワイヤの外皮の鋼部
   分を溶解除去する工程と、ここで得られた焼結ワイヤの
   表面を少くとも２０ミクロン以上の深さまで研削する工
   程を含む外径が１．２ｍｍから２．４ｍｍの溶接用コバ
   ルト基合金ワイヤの製造方法。