JPH05277785A - アルミ合金鋳物等の局部肉盛り強化用溶接ワイヤ - Google Patents
アルミ合金鋳物等の局部肉盛り強化用溶接ワイヤInfo
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- JPH05277785A JPH05277785A JP7720292A JP7720292A JPH05277785A JP H05277785 A JPH05277785 A JP H05277785A JP 7720292 A JP7720292 A JP 7720292A JP 7720292 A JP7720292 A JP 7720292A JP H05277785 A JPH05277785 A JP H05277785A
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- JP
- Japan
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- sheath
- strengthening
- core
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鞘材の成形性が良好でしかも強化層内の結晶
を微細化できることを可能とする。 【構成】 アルミ或いは銅合金製の鞘１６内に、結晶粒
微細化元素を溶解して合金化させた核粒子１８に鞘材と
同系の材料からなる子粒子１９を固定化させたカプセル
粉末１７、或いは、核粒子１８に鞘材と同系の材料に結
晶粒微細化元素を溶解して合金化させた子粒子１９を固
定化させたカプセル粉末１７を、充填したことを特徴と
している。
を微細化できることを可能とする。 【構成】 アルミ或いは銅合金製の鞘１６内に、結晶粒
微細化元素を溶解して合金化させた核粒子１８に鞘材と
同系の材料からなる子粒子１９を固定化させたカプセル
粉末１７、或いは、核粒子１８に鞘材と同系の材料に結
晶粒微細化元素を溶解して合金化させた子粒子１９を固
定化させたカプセル粉末１７を、充填したことを特徴と
している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミ合金鋳物等の強
化すべき部位を肉盛溶接して耐熱性を強化するためのア
ルミ合金鋳物の局部肉盛り強化用溶接ワイヤに関するも
のである。
化すべき部位を肉盛溶接して耐熱性を強化するためのア
ルミ合金鋳物の局部肉盛り強化用溶接ワイヤに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリンダヘッドの燃焼室に臨んだ
下面、特に吸排気ポート孔間や、吸排気ポート孔と燃料
噴射ノズル孔（或いは予燃焼室孔）間には熱負荷や機械
的負荷が大きくかかるため、これを部分的に強化するこ
とがなされている。
下面、特に吸排気ポート孔間や、吸排気ポート孔と燃料
噴射ノズル孔（或いは予燃焼室孔）間には熱負荷や機械
的負荷が大きくかかるため、これを部分的に強化するこ
とがなされている。
【０００３】本出願人は、特願平２−１３９６７７号
（金属系部品の表面改質方法及びその装置）にて、アル
ミ合金鋳物への肉盛り強化方法に関する改善策を提案し
た。
（金属系部品の表面改質方法及びその装置）にて、アル
ミ合金鋳物への肉盛り強化方法に関する改善策を提案し
た。
【０００４】この方法は、図３に示すようにアルミ合金
鋳物の局部耐熱強化及び局部耐摩耗性の強化のために、
ＴＩＧ溶接トーチ１０とＭＩＧ溶接トーチ１３を共に矢
印で示す方向に移動し、先ずＴＩＧ溶接トーチ１０で強
化すべき部位１１を再溶融（リメルト処理）して溶融層
１２を形成した後に、ＭＩＧ溶接トーチ１３からワイヤ
１４（母材より耐熱性の良い又は耐摩耗性の良い材料）
を繰り出して肉盛りを行うことで強化層１５を形成し、
その表面を改善するものである。またこのＭＩＧ溶接ワ
イヤ１４としては、成形性の良いアルミ系の伸材を鞘と
して、その内部に、母材（Ａｌ）よりも耐熱性或いは耐
摩耗性の良い金属やセラミックス材料を核粒子（母粒
子）とし、その表面に、鞘材と同系材の粉末を子粒子と
したカプセル粉末を充填した複合ワイヤを用いると品質
上，性能上優れていることを提案した。
鋳物の局部耐熱強化及び局部耐摩耗性の強化のために、
ＴＩＧ溶接トーチ１０とＭＩＧ溶接トーチ１３を共に矢
印で示す方向に移動し、先ずＴＩＧ溶接トーチ１０で強
化すべき部位１１を再溶融（リメルト処理）して溶融層
１２を形成した後に、ＭＩＧ溶接トーチ１３からワイヤ
１４（母材より耐熱性の良い又は耐摩耗性の良い材料）
を繰り出して肉盛りを行うことで強化層１５を形成し、
その表面を改善するものである。またこのＭＩＧ溶接ワ
イヤ１４としては、成形性の良いアルミ系の伸材を鞘と
して、その内部に、母材（Ａｌ）よりも耐熱性或いは耐
摩耗性の良い金属やセラミックス材料を核粒子（母粒
子）とし、その表面に、鞘材と同系材の粉末を子粒子と
したカプセル粉末を充填した複合ワイヤを用いると品質
上，性能上優れていることを提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この鞘材で
あるアルミ材にした場合、短ビードの場合は、肉盛り部
の結晶粒の成長もなく溶接割れに対しても強固なものが
できるが、長ビードになった場合、或いは予熱温度を高
くする必要がある場合、肉盛り部の結晶粒の成長が見ら
れ、溶接割れ抵抗性が減ずることがある。
あるアルミ材にした場合、短ビードの場合は、肉盛り部
の結晶粒の成長もなく溶接割れに対しても強固なものが
できるが、長ビードになった場合、或いは予熱温度を高
くする必要がある場合、肉盛り部の結晶粒の成長が見ら
れ、溶接割れ抵抗性が減ずることがある。
【０００６】通常結晶粒の成長を抑え、かつ結晶粒を積
極的に微細化するには、Ｔｉ，Ｚｎ，Ｔｉ＋Ｂな
どを添加することが知られている。
極的に微細化するには、Ｔｉ，Ｚｎ，Ｔｉ＋Ｂな
どを添加することが知られている。
【０００７】アルミ系のソリッドワイヤには溶接割れを
防止するために、これら元素が予め合金化されているも
のがあり、ＪＩＳＺ３２３２−１９８６では、Ａ２３１
９−ｗｙ（ワイヤ），Ａ５５５４−ｗｙ，Ａ５６５４−
ｗｙ，Ａ５６５６−ｗｙ，Ａ５５５６−ｗｙ，Ａ５１８
３−ｗｙの６種類があり、ワイヤの径としてφ０．６〜
６．４mmの各種のものが製造されている。
防止するために、これら元素が予め合金化されているも
のがあり、ＪＩＳＺ３２３２−１９８６では、Ａ２３１
９−ｗｙ（ワイヤ），Ａ５５５４−ｗｙ，Ａ５６５４−
ｗｙ，Ａ５６５６−ｗｙ，Ａ５５５６−ｗｙ，Ａ５１８
３−ｗｙの６種類があり、ワイヤの径としてφ０．６〜
６．４mmの各種のものが製造されている。
【０００８】そこで、これらの結晶微細化元素〜を
アルミの鞘材に微量溶解することが考えられるが、鞘材
にこれら元素を微量溶解させて合金化させる場合、次の
問題が新たに生じる。
アルミの鞘材に微量溶解することが考えられるが、鞘材
にこれら元素を微量溶解させて合金化させる場合、次の
問題が新たに生じる。
【０００９】(1) 複合ワイヤとする場合、鞘材のロール
成形性が悪くなる。
成形性が悪くなる。
【００１０】(2) アルミ鞘材が特殊材質となり、少量生
産の場合高価となる。
産の場合高価となる。
【００１１】この結晶粒微細化元素の添加量としてＪＩ
Ｓでは、Ｔｉが０．０５〜０．２０％，Ｚｎが０．０５
〜０．２５％単独又は組み合わせで添加することが採用
されているが、鞘材にこれらの量を添加して合金化さ
せ、かつワイヤ全体でＴｉを０．０５〜０．２０％とす
るためには、充填するカプセル粉末の微細化も考慮する
と約１．２〜２倍の量が必要となり、鞘材のロール成形
性は一層悪くなる問題がある。
Ｓでは、Ｔｉが０．０５〜０．２０％，Ｚｎが０．０５
〜０．２５％単独又は組み合わせで添加することが採用
されているが、鞘材にこれらの量を添加して合金化さ
せ、かつワイヤ全体でＴｉを０．０５〜０．２０％とす
るためには、充填するカプセル粉末の微細化も考慮する
と約１．２〜２倍の量が必要となり、鞘材のロール成形
性は一層悪くなる問題がある。
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、肉盛り溶接するにおいて、鞘材の成形性が良好でし
かも強化層内の結晶を微細化できるアルミ合金鋳物等の
局部肉盛り強化用溶接ワイヤを提供することにある。
し、肉盛り溶接するにおいて、鞘材の成形性が良好でし
かも強化層内の結晶を微細化できるアルミ合金鋳物等の
局部肉盛り強化用溶接ワイヤを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、アルミ或いは銅合金製の鞘内に、結晶粒微
細化元素を溶解して合金化させた核粒子に鞘材と同系の
材料からなる子粒子を固定化させたカプセル粉末、或い
は、核粒子に鞘材と同系の材料に結晶粒微細化元素を溶
解して合金化させた子粒子を固定化させたカプセル粉末
を、充填したものである。
に本発明は、アルミ或いは銅合金製の鞘内に、結晶粒微
細化元素を溶解して合金化させた核粒子に鞘材と同系の
材料からなる子粒子を固定化させたカプセル粉末、或い
は、核粒子に鞘材と同系の材料に結晶粒微細化元素を溶
解して合金化させた子粒子を固定化させたカプセル粉末
を、充填したものである。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、カプセル粉末の核粒子又は
子粒子に、結晶粒微細化元素を溶解させて合金化させる
ことで、鞘材の成形が良好でしかも肉盛り層の結晶粒を
微細化できる。
子粒子に、結晶粒微細化元素を溶解させて合金化させる
ことで、鞘材の成形が良好でしかも肉盛り層の結晶粒を
微細化できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１６】先ず、肉盛り溶接する基本構成は図４で説
明した通りであるが、ＴＩＧ溶接トーチ１０で再溶融化
処理して溶融層１２を形成する例で説明したが、ＭＩＧ
溶接トーチ１３の１本で、再溶融化とセラミックスの拡
散化の肉盛り処理とを行っても良い。
明した通りであるが、ＴＩＧ溶接トーチ１０で再溶融化
処理して溶融層１２を形成する例で説明したが、ＭＩＧ
溶接トーチ１３の１本で、再溶融化とセラミックスの拡
散化の肉盛り処理とを行っても良い。
【００１７】さて、図１は上述したＭＩＧ溶接トーチ１
３のワイヤ１４に使用する本発明の溶接ワイヤを示した
ものである。
３のワイヤ１４に使用する本発明の溶接ワイヤを示した
ものである。
【００１８】先ず、このワイヤは、アルミ系又は銅のフ
ープ（平板）をロール加工にて鞘１６に成形中に図２に
示したカプセル粉末１７を充填したものである。
ープ（平板）をロール加工にて鞘１６に成形中に図２に
示したカプセル粉末１７を充填したものである。
【００１９】カプセル粉末１７は、図２に示すように耐
熱性或いは耐摩耗性の良いＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＣ，Ｃｕ
Ｏ，Ｓｉ3 Ｎ4 などのセラミックス材料や鞘材より耐熱
性のあるＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｏなど或いはＣｕの金属
材料を核粒子（母粒子）１８とし、その表面に、鞘１６
の材料と同系材（Ａｌ又はＣｕ）の粉末を子粒子１９と
し、核粒子１８に高速気流衝撃法（ハイブリダイゼーシ
ョン法）等にて固定化させたものである。
熱性或いは耐摩耗性の良いＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＣ，Ｃｕ
Ｏ，Ｓｉ3 Ｎ4 などのセラミックス材料や鞘材より耐熱
性のあるＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｏなど或いはＣｕの金属
材料を核粒子（母粒子）１８とし、その表面に、鞘１６
の材料と同系材（Ａｌ又はＣｕ）の粉末を子粒子１９と
し、核粒子１８に高速気流衝撃法（ハイブリダイゼーシ
ョン法）等にて固定化させたものである。
【００２０】この場合、核粒子１８又は子粒子１９のい
ずれか又は双方にＴｉ，Ｚｎ，Ｔｉ＋Ｂの結晶粒微細化
元素を溶解させて合金化させた後、カプセル粉末１７を
製造する。
ずれか又は双方にＴｉ，Ｚｎ，Ｔｉ＋Ｂの結晶粒微細化
元素を溶解させて合金化させた後、カプセル粉末１７を
製造する。
【００２１】すなわち、例えば核粒子１８にＣｕを使用
する場合、Ｃｕ系の粉末をアトマイズ法等で溶解製造す
る場合、溶解時に結晶粒微細化元素を溶解させておくこ
とで合金化できる。この時合金化量は、希釈分を考慮し
て０．１〜０．５％が適する。また、子粒子１９（アル
ミ鞘を用いる場合には、子粒子に鞘材と同系のアルミ系
を使う）に結晶粒微細化元素を溶解させておき合金化さ
せた子粒子１９とする。さらに核粒子１８と子粒子１９
の双方に結晶粒微細化元素を溶解して合金化させておく
ようにしてもよい。
する場合、Ｃｕ系の粉末をアトマイズ法等で溶解製造す
る場合、溶解時に結晶粒微細化元素を溶解させておくこ
とで合金化できる。この時合金化量は、希釈分を考慮し
て０．１〜０．５％が適する。また、子粒子１９（アル
ミ鞘を用いる場合には、子粒子に鞘材と同系のアルミ系
を使う）に結晶粒微細化元素を溶解させておき合金化さ
せた子粒子１９とする。さらに核粒子１８と子粒子１９
の双方に結晶粒微細化元素を溶解して合金化させておく
ようにしてもよい。
【００２２】本発明の溶接ワイヤの製造はは、いわゆる
ＭＩＧ溶接用メタルコアードワイヤ製造機にて、鞘材と
なる平板（いわゆるフープ材）をロール加工にて鞘状に
成形すると共にその間にカプセル粉末１７を充填するも
のである。
ＭＩＧ溶接用メタルコアードワイヤ製造機にて、鞘材と
なる平板（いわゆるフープ材）をロール加工にて鞘状に
成形すると共にその間にカプセル粉末１７を充填するも
のである。
【００２３】この場合、鞘１６は結晶粒微細化元素を含
んでいないため、ロールか構成が良好となる。
んでいないため、ロールか構成が良好となる。
【００２４】以上において、本発明の溶接ワイヤを図３
で説明したＭＩＧ溶接トーチのワイヤに用いた場合、カ
プセル粒子１７の核粒子１８又は子粒子１９或いは双方
に結晶粒微細化元素が合金化されて添加されているた
め、カプセル粉末１７及び溶融した鞘材が溶融層１２に
落下し、これが結晶となって強化層１５となる間に結晶
粒が、微細化元素により微細化され、溶接割れに対して
抵抗性の高いものとすることができる。
で説明したＭＩＧ溶接トーチのワイヤに用いた場合、カ
プセル粒子１７の核粒子１８又は子粒子１９或いは双方
に結晶粒微細化元素が合金化されて添加されているた
め、カプセル粉末１７及び溶融した鞘材が溶融層１２に
落下し、これが結晶となって強化層１５となる間に結晶
粒が、微細化元素により微細化され、溶接割れに対して
抵抗性の高いものとすることができる。
【００２５】また肉盛りする強化層１５に肉盛り成分と
してとして、Ｓｉ（流れの改善、初晶のＳｉによる耐摩
耗性の向上）を添加する場合、初晶のＳｉの結晶粒を、
微細化するためには、上述した微細化元素の他、Ｎａ，
Ｓｒが有効である。この場合、これら元素を鞘材に溶解
してロール加工したのではロール成形性は著しく悪くな
るが、カプセル粉末１７の核粒子１８又は子粒子１９に
これら元素を溶解させることで、ロール成形性を損なう
ことなく、ワイヤに微細化元素を含ませることができる
と共にその添加量も自由に調整できる。
してとして、Ｓｉ（流れの改善、初晶のＳｉによる耐摩
耗性の向上）を添加する場合、初晶のＳｉの結晶粒を、
微細化するためには、上述した微細化元素の他、Ｎａ，
Ｓｒが有効である。この場合、これら元素を鞘材に溶解
してロール加工したのではロール成形性は著しく悪くな
るが、カプセル粉末１７の核粒子１８又は子粒子１９に
これら元素を溶解させることで、ロール成形性を損なう
ことなく、ワイヤに微細化元素を含ませることができる
と共にその添加量も自由に調整できる。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、カプセル
粉末の核粒子又は子粒子に、微細化元素を溶解させて合
金化させることで、鞘材の成形が良好でしかも肉盛り層
の結晶粒を微細化できる。
粉末の核粒子又は子粒子に、微細化元素を溶解させて合
金化させることで、鞘材の成形が良好でしかも肉盛り層
の結晶粒を微細化できる。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した鞘に充填するカプセル粉末の詳細
を示す図である。
を示す図である。
１６ 鞘 １７ カプセル粉末 １８ 核粒子 １９ 子粒子
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した鞘に充填するカプセル粉末の詳細
を示す図である。
を示す図である。
【図３】先願の肉盛り強化方法を説明する図である。
【符号の説明】 １６ 鞘 １７ カプセル粉末 １８ 核粒子 １９ 子粒子
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミ或いは銅合金製の鞘内に、核粒子
と鞘材と同系の子粒子とからなり、かつ核粒子又は子粒
子に結晶粒微細化元素を溶解して合金化させ、核粒子に
子粒子を固定化させたカプセル粉末を、充填したことを
特徴とするアルミ合金鋳物等の局部肉盛り強化用溶接ワ
イヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7720292A JPH05277785A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | アルミ合金鋳物等の局部肉盛り強化用溶接ワイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7720292A JPH05277785A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | アルミ合金鋳物等の局部肉盛り強化用溶接ワイヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05277785A true JPH05277785A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13627247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7720292A Pending JPH05277785A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | アルミ合金鋳物等の局部肉盛り強化用溶接ワイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05277785A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100363139C (zh) * | 2005-04-14 | 2008-01-23 | 上海交通大学 | 镁合金表面B4C和Al堆焊重熔方法 |
| WO2014178613A1 (ko) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 동양피스톤 주식회사 | 알루미늄 피스톤의 국부강화용 알루미늄합금 조성물 및, 이 조성물을 이용한 국부강화층이 형성된 알루미늄 피스톤 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7720292A patent/JPH05277785A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100363139C (zh) * | 2005-04-14 | 2008-01-23 | 上海交通大学 | 镁合金表面B4C和Al堆焊重熔方法 |
| WO2014178613A1 (ko) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 동양피스톤 주식회사 | 알루미늄 피스톤의 국부강화용 알루미늄합금 조성물 및, 이 조성물을 이용한 국부강화층이 형성된 알루미늄 피스톤 |
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