JPH0512402B2 - - Google Patents

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JPH0512402B2
JPH0512402B2 JP61196362A JP19636286A JPH0512402B2 JP H0512402 B2 JPH0512402 B2 JP H0512402B2 JP 61196362 A JP61196362 A JP 61196362A JP 19636286 A JP19636286 A JP 19636286A JP H0512402 B2 JPH0512402 B2 JP H0512402B2
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JP
Japan
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coating layer
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wear
sintering
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Mikyoshi Myauchi
Takashi Meguro
Hisao Serizawa
Hiroaki Kusanagi
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械部材に耐摩耗性材料を被覆する被
覆方法に関する。
〔従来の技術〕
従来より機械部材の耐摩耗性の向上を図るため
に、耐摩耗性材料の溶射を行なう方法または耐摩
耗性金属粉末とセラミツクスのスラリーを交互に
積層して、その後焼結する方法等の数多くの試み
がなされてきた。前者の溶射による方法において
は被覆厚さが0.2mm程度と被覆層が薄くヘルツ応
力に弱く、かつ母材との密着力が小さいため母材
との剥離が発生する等の問題がある。また後者の
金属粉末とセラミツクスのスラリーを交互に積層
させる方法においては、焼結後金属粉末がセラミ
ツクス粉末中に浸透するため厚みを一定の厚さに
することが困難であると共にセラミツクス層と金
属層の界面で有機バインダが互いに反応もしくは
溶解し合うため、表面に凹凸が発生し焼結後の機
械加工に多くの時間がかかる等の問題があつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は母材に被覆層を成形し焼結後の表面の
凹凸を少なくし、被覆層と母材との結合力を強固
に接合させることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段・作用〕
本発明は炭化物または硼化物の粉末を有機バイ
ンダを用いて母材表面に被覆し、同被覆層を機械
加工後、焼結炉内で前記被覆層の前記有機バイン
ダを加熱して除去すると共に前記被覆層のマトリ
ツクスとなる金属バインダを溶解して、前記被覆
層に浸透させて接合することを特徴とする。また
炭化物または硼化物の粉末と有機バインダを混練
して母材に被覆し、次いで同被覆層を圧縮成形し
同被覆層を機械加工した後、焼結炉内で前記被覆
層の前記有機バインダを加熱して除去すると共に
溶融した金属バインダを前記被覆層に浸透させか
つ母材と接合せることを特徴とする。
〔実施例〕
以下、第１実施例について説明する。
本実施例では有機バインダとしてアクリル系樹
脂を、有機溶剤としてメチル・エチル・ケトン
を、金属バインダとしてNi基合金粒子を使用し
た。
平均粒径50μｍ以下のWC粒子を100とし、アク
リル系樹脂を１、メチル・エチル・ケトンを14の
混合比としてスラリを作る。ウオームの材料は
SCM435で、ウオームは予じめ仕上り寸法よりも
マイナス側の寸法に加工しておく。次に先に混練
したスラリをスプレー装置を用いてウオームの表
面に被覆する。この被覆された成形体を施盤によ
つて被覆層の厚さが約１mmに機械加工する（第１
図参照）。
次に前記金属バインダとしてNi基合金粒子
（成分Ｂ：2.52，Si：4.70，Fe：1.5，Ｃ：0.15，
Bal：Ni、その他0.5％）をルツボ内に入れ、同
ルツボ内に前記バインダを前記被覆処理したウオ
ームに含浸せしめる。その後、焼結炉内に収納
し、焼結処理を行なう。
焼結条件は、真空度１×10-2〜１×10-1torr、
焼結温度０〜400℃（30℃／Ｈ），400〜1100℃
（５℃／〓），1100℃（30分保持）→炉冷とした。
被覆後、この方法によりWC粒子がウオーム表面
にアクリル樹脂を介して固着するが、昇温中にア
クリル系樹脂が蒸発分解するとWC粒子の付着力
のみでウオーム表面に固着する。
焼結中にNi基合金粒子が被覆層に浸透して耐
摩耗性材料を形成しかつ母材と拡散接合する。
第２図は上記方法で処置したウオームの金属組
織の顕微鏡写真を示す。
１はウオームの母材で、母材１上に耐摩耗性の
被覆層３が良好に接合している。
次に第２の実施例について説明する。
本発明では有機バインダとしてアクリル系樹脂
を、有機溶剤としてメチル・エチル・ケトンを金
属バインダとしてNi基合金粒子を使用した。
平均粒径50μｍ以下のMO2B5粒子を100とし、
アクリル系樹脂を１、メチル・エチル・ケトンを
14の混合比としてスラリを作る。ウオームの材料
はSCM435で、予じめ仕上寸法のウオームよりも
マイナス側の寸法に加工しておく。次に先に混練
したスラリを5rpmで回転するウオームの表面に
スプレーして被覆する。この被覆された成形体を
被覆層の厚さが約１mmに機械加工する。
次に前記金属バインダとなるNi基合金粒子
（成分Ｂ：2.52，Si：4.70，Fe：1.5，Ｃ：1.5，
Bal：Ni、その他0.5％）をルツボ内に入れ、同
ルツボ内に前記バインダを前記被覆処理したウオ
ームに含浸せしめる。その後、焼結炉内に収納
し、焼結処理を行なう。焼結条件は、真空度１×
10-2〜１×10-1torr、焼結温度０〜400℃（30
℃／Ｈ），400〜1100℃（５℃／ろ），1100℃（30
分保持）→炉冷とした。
焼結中にNi基合金粒子が被覆層に浸透して耐
摩耗性材料を形成しかつ母材と拡散接合する。そ
の結果、被覆層の硬度はHv800〜1000の範囲に分
布し、母材の硬度はHRc10であつた。
なお、第３図は実施例１，２の比摩耗量を示
し、従来からある高速度鋼（SKH55硬度HRc62）
に比しいずれも良好な結果を示している。
摩耗試験は大越式摩耗試験機により相手材
SKD11、焼入れ硬度HRc58を用いて、最終荷重
18.9Kg、摩擦距離600ｍの条件におけるものであ
る。
なお、前述した実施例においては耐摩耗性部材
の肉厚をスラリー状にして肉盛りしたが、この場
合には気孔が発生したり密度ムラが発生する場合
がある。しかし、肉盛りしたスラリーに対して
CIP処理すると気孔が消滅し密度が均一となる。
例えば、WC成形体の肉厚を３mmとした場合に
は、CIP条件、圧力1000Kg／cm2で気孔は消滅す
る。ここで、CIP処理とは、コールドアイソスタ
チツクプレス」と呼ばれる公知の技術で、静水圧
を利用して成形体全表面から均一に高圧を与えて
成形する方法で、静水圧を伝達する媒体にゴム型
ヤゴム袋を利用して行われる技術をいう。
〔効果〕 以上延べたように本発明によれば被覆する耐摩
耗性部材の肉厚を薄くでき、欠損のない良好な被
覆層を得ることができた。また被覆層表面には凹
凸が少ないため、焼結後の仕上加工代を極めて少
なくすることができ、製造コストも従来方法より
も安価にできた。
【図面の簡単な説明】
第１図はウオームにWCのスラリを被覆した状
態を説明する断面図、第２図は焼結後のウオーム
断面の金属組織を示す顕微鏡写真（50倍）、第３
図は実施例１，２および従来からある高速度鋼の
比摩耗量−摩擦速度の関係を示す図である。 １……ウオームの母材、２……成形体、３……
焼結後の被覆層、Ａ……WC−Ni基合金、Ｂ……
Mo2B5−Ni基合金、Ｃ……SKH55硬度HRc62。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 炭化物または硼化物の粉末と有機バインダを
    混練して母材に被覆し、同被覆層を機械加工した
    後、焼結炉内で前記被覆層の前記有機バインダを
    加熱して除去すると共に溶融した金属バインダを
    前記被覆層に浸透させかつ母材と接合せしめるこ
    とを特徴とする耐摩耗性材料の被覆方法。 ２ 炭化物又は硼化物の粉末と有機バインダを混
    練して母材に被覆し、次いで同被覆層をCIP処理
    し同被覆層を機械加工した後、焼結炉内で前記被
    覆層の前記有機バインダを加熱して除去すると共
    に溶融した金属バインダを前記被覆層に浸透させ
    かつ母材と接合せることを特徴とする耐摩耗性材
    料の被覆方法。
JP61196362A 1986-08-21 1986-08-21 耐摩耗性材料の被覆方法 Granted JPS6350402A (ja)

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