JPH0455798B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、激しい土砂摩耗を受ける粉砕機、破
砕機等の部品や、製鉄所原料関係の原料搬送部
品、貯鉱槽等の部品、鉱山、石炭関係の鉱山機械
等の部品などの肉盛、補修用に適するフラツクス
入りワイヤに関する。 （従来の技術及び解決しようとする課題） 高Cr鉄系溶材は、マルテンサイト系溶材に比
べ、特に激しい土砂摩耗に対し、耐摩耗性が優れ
るため、粉砕機、破砕機などの部品の肉盛に多用
されてきた。 しかし、溶着金属の伸び、靭性が劣るため、溶
着金属に割れが発生し安く、使用中に肉盛部の欠
けの問題があつた。 また、溶材としては、被覆アーク溶接棒、フラ
ツクス入りワイヤなどが市販されているが、いず
れも、一般のマルテンサイト系硬化肉盛材料と比
較して、作業性、特にスパツタ量、スラグの剥離
性、ビード形状等において劣つていた。 本発明は、上記のような状況に鑑みてなされた
ものであつて、特に使用中の肉盛金属の剥離の防
止を図り、更にスパツタ量、スラグの剥離性、ビ
ード形状等の作業性を改善できる硬化肉盛溶接用
材料を提供することを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者は、高Cr
鉄系溶材を用いた場合の肉盛金属の剥離の原因に
ついて調査した。その結果、一般に高Cr鉄系溶
材は、軟鋼等の母材に肉盛して使用されることが
多いが、その第１層目の溶着金属から亀裂が発生
し、使用中に肉盛金属の剥離に至ることが多く、
その亀裂は第１層目のビード止端部形状のなじみ
不足、ビード形状の凸形などが原因で、発生し易
いことが判明した。したがつて、これを解決する
ならば肉盛金属の耐剥離性が大幅に向上するとの
知見を得た。 第１図ａは市販の高Cr鉄系溶材を用いた軟鋼
母材上に１パス肉盛溶接を行つた場合のビードの
断面を示している。一般に軟鋼、低合金鋼などへ
の肉盛溶接の第１層目には、溶材と成分系が大き
く異なるため、同図に示すように、ビード止端部
のなじみが悪く、凸ビードになる。このことは、
例えば、部品のカド出し等には望ましい場合もあ
るが、通常の肉盛においては、同図ｂに示すよう
に、第１層目ボンド部付近の割れ発生を助長し、
時には、部品が稼働中に肉盛部で剥離現象を起こ
し、寿命が短くなる。 本発明者は、このような点について改良を加え
るべく、まず、止端部のなじみ改善に効果のある
成分について検討を進めた。その結果、Ｂを0.2
〜1.0％ワイヤ中に含有させることにより、同図
ｃに示すように、ビード止端部のなじみ性が改良
された。しかしながら、Ｂの添加により、プール
が流れ易くなりすぎ、アークの方向が若干変わる
ことが、プール形成状態に大きく反映され、その
ため、同図ｄに示すようにビード幅が不均一にな
ることが観察された。また、Ｂは溶滴のなじみも
向上させ、ワイヤ先端の溶融した金属がプールへ
移行する現象が間欠的になり易く、ビード長方向
において、溶着金属のムラが生じ、それがビード
幅の不均一性を助長することも問題となつた。 そこで、アークの方向の安定性、溶滴移行の均
一性をポイントに更に研究開発を進めた結果、金
属弗化物、Mgの添加が効果的であることが判明
した。 この際、金属弗化物、Mgのいずれの添加によ
つてもアーク安定性、溶滴移行性は向上するもの
の、金属弗化物単独ではスラグがビード全面に焼
付き、剥離性が劣り、またMg単独ではスラグが
球状に凝集し、剥離性が劣る。したがつて、両者
の複合添加が必要であり、その場合に限り、スラ
グの剥離性が確保されることが判明した。 このような知見に基づき、更に種々の成分、ア
ーク安定剤、脱酸剤などを検討した結果、ここ
に、ビード形状が良好となり、またスパツタ発生
量、スラグの剥離性も改善できる硬化肉盛溶接用
フラツクス入りワイヤを見い出し、本発明をなし
たものである。 すなわち、本発明に係る硬化肉盛溶接用フラツ
クス入りワイヤは、金属製外皮中にフラツクスを
充填してなるフラツクス入りワイヤであつて、ワ
イヤ全重量当たり、以下の成分 Ｃ：2.5〜5.5％、 Cr：20〜30％、 Ｂ：0.2〜1.0％、 Mg：0.02〜0.2％、 金属弗化物：0.05〜1.5％ を含有することを特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 本発明における化学成分の限定理由は以下のと
おりである。なお、各成分の含有量はワイヤ全重
量当りの割合（％）である。 Ｃ：2.5〜5.5％ Ｃは高Cr鉄系溶材の基本元素で、炭化物形成
に不可欠である。しかし、2.5％未満では充分な
耐摩耗性が得られない。また5.5％を超えると炭
化物量が多くなりすぎ、溶着金属が脆くなり、欠
けなどが発生し易くなる。したがつて、Ｃ量は
2.5〜5.5％の範囲とする。 Cr：20〜30％ Crは高Cr鉄系溶材の基本元素で、炭化物形成
に不可欠である。しかし、20％未満では充分な耐
摩耗性が得られず、またマトリツクス中のCr量
が少なくなり、耐摩耗性も劣る。一方、30％を超
えると炭化物粒径が粗大になり、欠けなどが発生
し易くなる。したがつて、Cr量は20〜30％の範
囲とする。 Ｂ：0.2〜1.0％ Ｂはスラグの剥離性、ビード形状の改善に効果
がある。しかし、0.2％未満では改善効果がみら
れず、また1.0％を超えると溶着金属が脆くなり、
耐摩耗性が劣化する。したがつて、Ｂ量は0.2〜
1.0％の範囲とする。 Mg：0.02〜0.2％ Mgはスラグの剥離性、アーク安定性の改善に
効果がある。しかし、0.02％未満では改善効果が
みられず、また0.2％を超えると、逆にスラグが
凝集し、剥離性が劣化する。したがつて、Mg量
が0.02〜0.2％の範囲とする。 金属弗化物：0.05〜1.5％ 金属弗化物はスラグ剥離性の改善、アーク安定
性の改善に効果がある。しかし、0.05％未満では
そのような改善効果がみられず、また1.5％を超
えるとヒユーム量の増大及びスラグ量が増し、逆
に剥離性が劣化する。したがつて、金属弗化物量
は0.05〜1.5％の範囲とする。なお、金属弗化物
としては、CaF₂、NaF、BaF₂、K₂SiF₆などが挙
げられるが、特に制限されることはない。 なお、本発明は、上記成分を必須成分として含
有するが、その他にMo、Ｗ、Ｖ、Nbなどの炭化
物形成元素を必要に応じて添加することができ、
これにより、更に耐摩耗性を上げた場合でも同様
の効果が得られることが確認されている。添加す
る場合にはそれらの１種又は２種以上を１〜８％
が望ましい。 以上の成分の添加態様に関しては、通常外皮金
属として軟鋼又はCr鋼を用いるが、外皮金属で
不足する成分又は添加量をフラツクスへの配合に
てまかない、ワイヤ全重量に対する所定の配合量
とすることは云うまでもない。 また、硬化肉盛溶接の他の条件も特に制限され
ず、炭酸ガスアーク溶接のほか、Arガスを主体
とするガスアーク溶接やセルフシールドアーク溶
接なども可能である。 また、フラツクス入りワイヤの寸法、断面形状
等も制限されず、対象母材も軟鋼、低合金鋼など
適宜材質のものが可能である。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第２表に示す各種化学成分のフラツクス入りワ
イヤを製作した。その際、ワープ材には軟鋼及び
17Cr鋼を用い、フラツクス率が20〜35％、ワイ
ヤ径が1.2mmφである。 得られたフラツクス入りワイヤを用い、第１表
に示す溶接条件にて肉盛溶接試験を実施し、作業
性、硬さ等を調べた。その結果を第２表に併記す
る。 第２表より、本発明例はいずれも、作業性が良
好であり、溶着金属の硬さも充分確保されている
ことがわかる。また、Nb、Mo、Ｖ、Ｗ等を添加
した本発明例は特に溶着金属の硬さが高く、併せ
て高耐摩耗性が得られている。 一方、比較例は、溶着金属の硬さが充分に得ら
れていないが、或いは得られていても作業性のい
ずれかが劣つている。

【表】

【表】 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、耐摩耗
性はもちろんのこと、特に使用中の肉盛金属の剥
離を防止でき、更にアーク安定性、スパツタ量、
スラグの剥離性、ビード形状等の作業性を改善で
きる硬化肉盛溶接用材料を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は高Cr鉄系溶材を使用して硬化肉盛溶
接（１パス）した場合のビードの形状を示す図
で、ａ〜ｃは断面図であり、ｄは平面図であり、
第２図は実施例で採用した累層法の要領を説明す
る図である。 １……母材、２……溶接ビード、３……割れ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属製外皮中にフラツクスを充填してなるフ
   ラツクス入りワイヤであつて、ワイヤ全重量当た
   り、以下の成分 Ｃ：2.5〜5.5％、 Cr：20〜30％、 Ｂ：0.2〜1.0％、 Mg：0.02〜0.2％、 金属弗化物：0.05〜1.5％ を含有することを特徴とする硬化肉盛溶接用フラ
   ツクス入りワイヤ。