JPH05320796A - 耐食・耐摩耗合金 - Google Patents
耐食・耐摩耗合金Info
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- JPH05320796A JPH05320796A JP6455291A JP6455291A JPH05320796A JP H05320796 A JPH05320796 A JP H05320796A JP 6455291 A JP6455291 A JP 6455291A JP 6455291 A JP6455291 A JP 6455291A JP H05320796 A JPH05320796 A JP H05320796A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 耐アブレージョン摩耗性と金属同士の摺動摩
擦時における相手攻撃性を改善し、有機酸、酸化性酸な
らびに還元性酸の各々に対して耐食性を向上させる。 【構成】 重量％で、Ｃｒ：１５〜２９％、Ｍｏ：１５
〜２５％、Ｎｉ：５〜２０％、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：
０．５〜２％、Ｆｅ：５％以下、Ｃ：０．２％以下、
Ｂ：１．５〜４％を含有し、残部が不可避的不純物及び
Ｃｏからなり、ＣｒとＭｏの量比が０．７〜１．３とす
る。
擦時における相手攻撃性を改善し、有機酸、酸化性酸な
らびに還元性酸の各々に対して耐食性を向上させる。 【構成】 重量％で、Ｃｒ：１５〜２９％、Ｍｏ：１５
〜２５％、Ｎｉ：５〜２０％、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：
０．５〜２％、Ｆｅ：５％以下、Ｃ：０．２％以下、
Ｂ：１．５〜４％を含有し、残部が不可避的不純物及び
Ｃｏからなり、ＣｒとＭｏの量比が０．７〜１．３とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐食・耐摩耗合金に関
し、プラスチック成形機、押出機、混練機シリンダ及び
スクリュのほか、金属粉末、セラミックス粉末射出成形
機及びこれらの押出混練機シリンダ、スクリュ、ゴムあ
るいは食品の押出混練機シリンダ、スクリュ、その他耐
食・耐摩耗を必要とする各種部品の製作に有利に適用で
きる同合金に関する。
し、プラスチック成形機、押出機、混練機シリンダ及び
スクリュのほか、金属粉末、セラミックス粉末射出成形
機及びこれらの押出混練機シリンダ、スクリュ、ゴムあ
るいは食品の押出混練機シリンダ、スクリュ、その他耐
食・耐摩耗を必要とする各種部品の製作に有利に適用で
きる同合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリンダ内面の遠心鋳造ライニン
グ合金としては、重量％で、Ｃｒ：５〜１０％、Ｎ
ｉ：２％以下、Ｂ：２〜４％、Ｃｏ残部よりなる合金、
Ｃｒ：５〜１０％、Ｃｏ：５〜３５％、Ｓｉ：２．５
〜１０％、Ｂ：２〜４％、Ｎｉ残部よりなる合金（特公
昭５６−５３６２６号公報）が知られている。
グ合金としては、重量％で、Ｃｒ：５〜１０％、Ｎ
ｉ：２％以下、Ｂ：２〜４％、Ｃｏ残部よりなる合金、
Ｃｒ：５〜１０％、Ｃｏ：５〜３５％、Ｓｉ：２．５
〜１０％、Ｂ：２〜４％、Ｎｉ残部よりなる合金（特公
昭５６−５３６２６号公報）が知られている。
【０００３】又、粉末焼結ライニング粉末合金として
は、Ｃ：０．５〜１．５％以下、Ｓｉ：１．０〜２．
０％、Ｂ：０．５〜２．５％、Ｎｉ：１０〜２０％、Ｃ
ｒ：２０〜３０％、Ｗ：１０〜２０％、Ｃｕ：０．５〜
２．０％、残部Ｃｏよりなる合金（特開昭６１−１４３
５４７号公報）、１種又は２種以上の炭化物粒子を１
０〜９０重量％含むＮｉ基合金（Ｃ：０．５〜１．５
％、Ｓｉ：０．５〜５％、Ｂ：０．５〜５％、Ｃｒ：２
〜２５％、残部Ｎｉ）あるいはＣｏ基合金（Ｃ：０．５
〜１．５％、Ｓｉ：０．５〜５．０％、Ｂ：０．５〜
５．０％、Ｃｒ：２〜２５％、残部Ｃｏ）（特開昭６３
−１９４９１７号公報）が知られている。
は、Ｃ：０．５〜１．５％以下、Ｓｉ：１．０〜２．
０％、Ｂ：０．５〜２．５％、Ｎｉ：１０〜２０％、Ｃ
ｒ：２０〜３０％、Ｗ：１０〜２０％、Ｃｕ：０．５〜
２．０％、残部Ｃｏよりなる合金（特開昭６１−１４３
５４７号公報）、１種又は２種以上の炭化物粒子を１
０〜９０重量％含むＮｉ基合金（Ｃ：０．５〜１．５
％、Ｓｉ：０．５〜５％、Ｂ：０．５〜５％、Ｃｒ：２
〜２５％、残部Ｎｉ）あるいはＣｏ基合金（Ｃ：０．５
〜１．５％、Ｓｉ：０．５〜５．０％、Ｂ：０．５〜
５．０％、Ｃｒ：２〜２５％、残部Ｃｏ）（特開昭６３
−１９４９１７号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プラスチック成形材シ
リンダ内面ライニング材としては、ガラスファイバーや
ＳｉＯ2 などの摩耗性充填剤に対する耐摩耗性と同時
に、成形樹脂からのＨＣｌ，ＨＦ，ＳＯｘ，ＮＯｘガス
あるいはぎ酸、さく酸などの有機酸に対する耐食性が必
要で、種々の樹脂に対応するためには前記腐食性物質の
全てに耐える材料であることが必要である。
リンダ内面ライニング材としては、ガラスファイバーや
ＳｉＯ2 などの摩耗性充填剤に対する耐摩耗性と同時
に、成形樹脂からのＨＣｌ，ＨＦ，ＳＯｘ，ＮＯｘガス
あるいはぎ酸、さく酸などの有機酸に対する耐食性が必
要で、種々の樹脂に対応するためには前記腐食性物質の
全てに耐える材料であることが必要である。
【０００５】しかしながら、前記従来の合金，の遠
心鋳造ライニング層は、（ａ）ライニング層に巣やピン
ホールが出易い、（ｂ）金属組織が荒いため耐摩耗性が
不十分であり、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏなどの耐食性向上
元素が少ないため耐食性も不十分である、（ｃ）これを
改善するために、Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏなどを増量すると鋳造
性が低下してライニングが困難となるなどの製造上の制
約が大きい欠点がある。
心鋳造ライニング層は、（ａ）ライニング層に巣やピン
ホールが出易い、（ｂ）金属組織が荒いため耐摩耗性が
不十分であり、かつＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏなどの耐食性向上
元素が少ないため耐食性も不十分である、（ｃ）これを
改善するために、Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏなどを増量すると鋳造
性が低下してライニングが困難となるなどの製造上の制
約が大きい欠点がある。
【０００６】一方、粉末焼結ライニング法では、前記従
来の合金，のように、合金の選択自由度が大きく、
近年ＨＩＰ（熱間静水圧加工）処理を用いることにより
前者の合金，より製造が容易で、かつ高品質のライ
ニング層が得られるようになってきたが、合金はＳＯ
ｘ系に極めて弱く、合金のうちのＣｏ基合金系は耐Ｓ
Ｏｘに、またＮｉ基合金系はＮＯｘ系及び有機酸に弱い
という欠点がある。
来の合金，のように、合金の選択自由度が大きく、
近年ＨＩＰ（熱間静水圧加工）処理を用いることにより
前者の合金，より製造が容易で、かつ高品質のライ
ニング層が得られるようになってきたが、合金はＳＯ
ｘ系に極めて弱く、合金のうちのＣｏ基合金系は耐Ｓ
Ｏｘに、またＮｉ基合金系はＮＯｘ系及び有機酸に弱い
という欠点がある。
【０００７】本発明は上記技術水準に鑑み、従来合金の
欠点である耐食性を改善すると共に、耐摩耗性を改善し
た合金を提供しようとするものである。
欠点である耐食性を改善すると共に、耐摩耗性を改善し
た合金を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は化学組成が重量
％で、Ｃｒ：１５〜２９％、Ｍｏ：１５〜２５％、Ｎ
ｉ：５〜２０％、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜２
％、Ｆｅ：５％以下、Ｃ：０．２％以下、Ｂ：１．５〜
４％、残部が実質的にＣｏからなり、ＣｒとＭｏの量比
が０．７〜１．３である耐食・耐摩耗合金である。
％で、Ｃｒ：１５〜２９％、Ｍｏ：１５〜２５％、Ｎ
ｉ：５〜２０％、Ｓｉ：１〜４％、Ｃｕ：０．５〜２
％、Ｆｅ：５％以下、Ｃ：０．２％以下、Ｂ：１．５〜
４％、残部が実質的にＣｏからなり、ＣｒとＭｏの量比
が０．７〜１．３である耐食・耐摩耗合金である。
【０００９】すなわち、従来の合金は耐食性と耐摩耗性
を改善するために、主にＣｏ−Ｓｉ−Ｂ系自溶性合金を
ベースにＣｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｕを所定量添加してその
耐摩耗性をＣｒ，Ｗの炭化物と同硼化物で向上させてい
るのに対して、本発明合金はＣｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｏ系
の硼化物のみとすることによって耐アブレージョン摩耗
性と金属同士の摺動摩擦時における相手攻撃性を改善
し、かつマトリックスをＣｏ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ系と
し、かつＣｒ／Ｍｏ比を０．８〜１．２（望ましくはＣ
ｒ／Ｍｏ＝１）とすることによって有機酸、酸化性酸な
らび還元性酸の各々に対して耐食性を向上させたもので
ある。
を改善するために、主にＣｏ−Ｓｉ−Ｂ系自溶性合金を
ベースにＣｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｕを所定量添加してその
耐摩耗性をＣｒ，Ｗの炭化物と同硼化物で向上させてい
るのに対して、本発明合金はＣｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｏ系
の硼化物のみとすることによって耐アブレージョン摩耗
性と金属同士の摺動摩擦時における相手攻撃性を改善
し、かつマトリックスをＣｏ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ系と
し、かつＣｒ／Ｍｏ比を０．８〜１．２（望ましくはＣ
ｒ／Ｍｏ＝１）とすることによって有機酸、酸化性酸な
らび還元性酸の各々に対して耐食性を向上させたもので
ある。
【００１０】
【作用】以下に本発明の合金組成を決めた理由を説明す
る。以下の説明中、％は重量％を意味する。
る。以下の説明中、％は重量％を意味する。
【００１１】Ｃｒ：１５〜２９％ ＣｒはＢと硬質の硼化物を形成し耐摩耗性を向上させる
と共に、Ｃｏマトリックス中に一部固溶し主として耐食
性を高めるために不可欠で、１５％未満ではこれらの効
果が小さく、とくに耐硝酸性に劣る。また、２９％を越
えると靱性が低下するので２５％以下にする必要があ
る。
と共に、Ｃｏマトリックス中に一部固溶し主として耐食
性を高めるために不可欠で、１５％未満ではこれらの効
果が小さく、とくに耐硝酸性に劣る。また、２９％を越
えると靱性が低下するので２５％以下にする必要があ
る。
【００１２】Ｍｏ：１５〜２５％ ＭｏはＣｒと同様に硬質の硼化物を形成し耐摩耗性を高
めると共に、Ｃｏマトリックス中に一部固溶して耐食性
とくに耐硫酸性を高める。１５％未満ではこの効果が小
さく、とくに耐硫酸性が劣る。２５％を越えると靱性が
低下するとともに、本発明合金をガス（通常はＡｒを使
用）アトマイズ法で粉末化するときに溶湯が粘稠になり
アトマイズが困難となるので２５％以下にする必要があ
る。
めると共に、Ｃｏマトリックス中に一部固溶して耐食性
とくに耐硫酸性を高める。１５％未満ではこの効果が小
さく、とくに耐硫酸性が劣る。２５％を越えると靱性が
低下するとともに、本発明合金をガス（通常はＡｒを使
用）アトマイズ法で粉末化するときに溶湯が粘稠になり
アトマイズが困難となるので２５％以下にする必要があ
る。
【００１３】また、Ｃｒ／Ｍｏ比が０．７未満あるいは
１．３を越えると耐硝酸性が著しく低下する（対ＨＣ
ｌ、硫酸、ギ酸に対しては影響しない。）
１．３を越えると耐硝酸性が著しく低下する（対ＨＣ
ｌ、硫酸、ギ酸に対しては影響しない。）
【００１４】Ｎｉ：５〜２０％ ＮｉはＣｏマトリックスに固溶して耐食性と靱性を高
め、その効果は５％以上で発揮される。しかし２０％を
越えるとマトリックス硬度が低下し、耐摩耗性を弱める
とともに耐硝酸性が低下する。Ｎｉのより好ましい範囲
は１０〜１５％である。
め、その効果は５％以上で発揮される。しかし２０％を
越えるとマトリックス硬度が低下し、耐摩耗性を弱める
とともに耐硝酸性が低下する。Ｎｉのより好ましい範囲
は１０〜１５％である。
【００１５】Ｓｉ：１〜４％ 本発明合金は所定化学組成の合金溶湯からアトマイズ法
で合金粉をつくり、これをＨＩＰ処理で焼結接合させて
必要部位に耐摩耗・耐食ライニング層を成形する方法で
用いられるが、Ｓｉはアトマイズ時の溶湯の流動性を高
めアトマイズ性を高めるために必須元素であり、１％未
満では流動性が悪く、４％を越えると靱性が低下するの
で４％以下にする必要がある。
で合金粉をつくり、これをＨＩＰ処理で焼結接合させて
必要部位に耐摩耗・耐食ライニング層を成形する方法で
用いられるが、Ｓｉはアトマイズ時の溶湯の流動性を高
めアトマイズ性を高めるために必須元素であり、１％未
満では流動性が悪く、４％を越えると靱性が低下するの
で４％以下にする必要がある。
【００１６】Ｃｕ：０．５〜２％ ＮｉとともにＣｏマトリックス中に固溶し、耐塩酸性を
向上させる。０．５％未満では効果が小さく、２％を越
えると靱性が悪化する。
向上させる。０．５％未満では効果が小さく、２％を越
えると靱性が悪化する。
【００１７】Ｆｅ：５％以下 Ｆｅは不純物として混入されるもので可能な限り少ない
ことが望ましいが、実用上は２〜３％の混入が避けられ
ない。５％を超えると耐食性への影響が大きくなるので
５％以下とする必要がある。
ことが望ましいが、実用上は２〜３％の混入が避けられ
ない。５％を超えると耐食性への影響が大きくなるので
５％以下とする必要がある。
【００１８】Ｃ：０．２％以下 ＣはＣｒ，Ｍｏ，Ｆｅ等と炭化物を形成し、耐アブレー
ジョン摩耗性を向上させるが、０．２％を越えると炭化
物が粗大となり、前記のように相手攻撃性が強くなると
共にマトリックス中のＣｒ，Ｍｏ濃度が低下して耐食性
が低下する。
ジョン摩耗性を向上させるが、０．２％を越えると炭化
物が粗大となり、前記のように相手攻撃性が強くなると
共にマトリックス中のＣｒ，Ｍｏ濃度が低下して耐食性
が低下する。
【００１９】Ｂ：１．５〜４％ ＢはＣｒ，Ｍｏと硬質の硼化物を形成し耐摩耗性を著し
く向上させると同時にアトマイズ及び焼結を容易にする
ため、合金の融点を低下させるために必須元素であり、
１．５％未満ではこの効果が不十分であり、４％を越え
ると靱性が低下したり、低融点化合物が生成して均一な
固相焼結ができなくなり局所的に粗大な組織となって靱
性、耐食性が低下する。
く向上させると同時にアトマイズ及び焼結を容易にする
ため、合金の融点を低下させるために必須元素であり、
１．５％未満ではこの効果が不十分であり、４％を越え
ると靱性が低下したり、低融点化合物が生成して均一な
固相焼結ができなくなり局所的に粗大な組織となって靱
性、耐食性が低下する。
【００２０】残部：Ｃｏ Ｃｏはそれ自身耐食性があり、Ｎｉの固溶度が大きいた
めＮｉによる耐食性改善が容易であり、一方、Ｃｒ，Ｍ
ｏの溶解度は小さいのでＣｒ，Ｍｏの硼化物を多量に析
出させ易く最適必須のマトリックス元素である。
めＮｉによる耐食性改善が容易であり、一方、Ｃｒ，Ｍ
ｏの溶解度は小さいのでＣｒ，Ｍｏの硼化物を多量に析
出させ易く最適必須のマトリックス元素である。
【００２１】なお、Ｃｏマトリックス中には前記必須成
分の配合に際して不純物としてＰ，Ｓ，Ｍｎ，Ａｌ等が
合計１％以下程度混入するが、この程度であれば合金の
特性に影響しない。
分の配合に際して不純物としてＰ，Ｓ，Ｍｎ，Ａｌ等が
合計１％以下程度混入するが、この程度であれば合金の
特性に影響しない。
【００２２】
【実施例】表１に示す化学組成の合金を真空溶解炉で溶
製したのち、Ａｒガスアトマイズ法によって合金粉末と
し、１００メッシュ以下に篩い分けして各々を軟鋼製の
管に充填し、真空脱気後封管して、下記の条件でＨＩＰ
処理し、焼結固化し、これより試験片を作製して以下の
評価試験に供した。
製したのち、Ａｒガスアトマイズ法によって合金粉末と
し、１００メッシュ以下に篩い分けして各々を軟鋼製の
管に充填し、真空脱気後封管して、下記の条件でＨＩＰ
処理し、焼結固化し、これより試験片を作製して以下の
評価試験に供した。
【００２３】（Ａ）ＨＩＰ処理条件 温度：１０００〜１１００℃、圧力：１０００気圧、保
持時間：２．０時間
持時間：２．０時間
【００２４】（Ｂ）評価試験 （１）摩耗試験 図１に示す方法で、土砂スラリー中で試験片を回転さ
せ、アブレージョン摩耗試験を実施、結果を表２に示
す。
せ、アブレージョン摩耗試験を実施、結果を表２に示
す。
【００２５】（２）腐食試験 径２２mm、厚さ５mmの試験片を４０℃の３．６％塩酸、
１５％硫酸、６％硝酸及び５０％ぎ酸（常温）溶液に２
４時間浸漬し腐食減量を測定し、その結果を３表に示
す。
１５％硫酸、６％硝酸及び５０％ぎ酸（常温）溶液に２
４時間浸漬し腐食減量を測定し、その結果を３表に示
す。
【表１】
【表２】
【表３】
【００２６】表１〜３において、合金No. １、２は本発
明の組成条件を満す実施例であり、耐摩耗性および塩
酸、硫酸、硝酸、ギ酸に対する耐食性の何れにおいても
良好である。
明の組成条件を満す実施例であり、耐摩耗性および塩
酸、硫酸、硝酸、ギ酸に対する耐食性の何れにおいても
良好である。
【００２７】これに対して、合金No. ３〜６は本発明の
規定要件の何れかを欠く実施例であり、何れかの性能が
劣る。すなわち、No. ３はＭｏ量が多く耐摩耗性はよい
がＣｒ／Ｍｏ＜０．７であるため、耐硝酸が著しく劣
る。No. ４はＣｒ／Ｍｏ＞１．３のため耐硝酸性が劣
る。No. ５はＭｏ無添加のため耐摩耗性及び硫酸、硝
酸、ギ酸に対する耐食性が劣る。No. ６はＣが高く、Ｗ
炭化物が形成されるため、耐摩耗性はよいが、Ｍｏ無添
加のため耐食性とくに耐硝酸性に劣る。No. ７は焼ばめ
方式でプラスチック成形機シリンダとして使用される場
合があるが耐摩耗、耐食性いずれも劣る。
規定要件の何れかを欠く実施例であり、何れかの性能が
劣る。すなわち、No. ３はＭｏ量が多く耐摩耗性はよい
がＣｒ／Ｍｏ＜０．７であるため、耐硝酸が著しく劣
る。No. ４はＣｒ／Ｍｏ＞１．３のため耐硝酸性が劣
る。No. ５はＭｏ無添加のため耐摩耗性及び硫酸、硝
酸、ギ酸に対する耐食性が劣る。No. ６はＣが高く、Ｗ
炭化物が形成されるため、耐摩耗性はよいが、Ｍｏ無添
加のため耐食性とくに耐硝酸性に劣る。No. ７は焼ばめ
方式でプラスチック成形機シリンダとして使用される場
合があるが耐摩耗、耐食性いずれも劣る。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、耐摩耗性および塩酸、硫
酸、硝酸、ぎ酸などに対する耐食性に優れた合金が提供
される。
酸、硝酸、ぎ酸などに対する耐食性に優れた合金が提供
される。
【図１】摩耗試験装置の態様を示す図
Claims (1)
- 【請求項１】 化学組成が重量％で、Ｃｒ：１５〜２９
％、Ｍｏ：１５〜２５％、Ｎｉ：５〜２０％、Ｓｉ：１
〜４％、Ｃｕ：０．５〜２％、Ｆｅ：５％以下、Ｃ：
０．２％以下、Ｂ：１．５〜４％、残部が実質的にＣｏ
からなり、ＣｒとＭｏの量比が０．７〜１．３である耐
食・耐摩耗合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6455291A JPH05320796A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐食・耐摩耗合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6455291A JPH05320796A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐食・耐摩耗合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320796A true JPH05320796A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=13261504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6455291A Withdrawn JPH05320796A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 耐食・耐摩耗合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05320796A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284699A (zh) * | 2011-09-30 | 2011-12-21 | 重庆成俊工贸有限公司 | 一种预合金粉末 |
| CN113388758A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-14 | 芜湖舍达激光科技有限公司 | 一种耐高温腐蚀、长寿命的硬质合金轴套 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP6455291A patent/JPH05320796A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284699A (zh) * | 2011-09-30 | 2011-12-21 | 重庆成俊工贸有限公司 | 一种预合金粉末 |
| CN113388758A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-14 | 芜湖舍达激光科技有限公司 | 一种耐高温腐蚀、长寿命的硬质合金轴套 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |