JPH0539501A - 硬質粒子分散合金粉末及びその製造方法 - Google Patents
硬質粒子分散合金粉末及びその製造方法Info
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- JPH0539501A JPH0539501A JP4013288A JP1328892A JPH0539501A JP H0539501 A JPH0539501 A JP H0539501A JP 4013288 A JP4013288 A JP 4013288A JP 1328892 A JP1328892 A JP 1328892A JP H0539501 A JPH0539501 A JP H0539501A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械的な粉砕に要する時間を節減し、硬質粒
子分散合金粉末の製造コストの低減を図ると共に、性質
のばらつきがなく、精密研磨材料にも適した新規な形態
の硬質粒子分散合金粉末を提供する。 【構成】 粒径0.1〜300μの金属又は合金粒子粉末と、
粒径0.1〜 50μの硬質粒子粉末と、有機バインダーとを
混合し、粉体肉盛溶接，アーク溶解又はプラズマアーク
溶解に適した 300〜80,000μの粒子径に造粒した後、こ
れを溶接材料として粉体肉盛溶接にて溶接ビードを形成
し、あるいはプラズマアーク溶解によりインゴットを形
成し、シェーパーにてダライ粉とし、スタンプミルで粉
砕し、分級して粒子径10〜10,000μの硬質粒子分散合金
粉末を製造する。 【効果】 従来の１／３の粉砕時間で硬質粒子分散合金
粉末を製造することができ、合金粉末は性質が均一で、
硬度増強用の肉盛溶接材料としても適する。
子分散合金粉末の製造コストの低減を図ると共に、性質
のばらつきがなく、精密研磨材料にも適した新規な形態
の硬質粒子分散合金粉末を提供する。 【構成】 粒径0.1〜300μの金属又は合金粒子粉末と、
粒径0.1〜 50μの硬質粒子粉末と、有機バインダーとを
混合し、粉体肉盛溶接，アーク溶解又はプラズマアーク
溶解に適した 300〜80,000μの粒子径に造粒した後、こ
れを溶接材料として粉体肉盛溶接にて溶接ビードを形成
し、あるいはプラズマアーク溶解によりインゴットを形
成し、シェーパーにてダライ粉とし、スタンプミルで粉
砕し、分級して粒子径10〜10,000μの硬質粒子分散合金
粉末を製造する。 【効果】 従来の１／３の粉砕時間で硬質粒子分散合金
粉末を製造することができ、合金粉末は性質が均一で、
硬度増強用の肉盛溶接材料としても適する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気研磨用砥粒や硬度
増強用の肉盛溶接材料等として使用される硬質粒子分散
合金粉末及びその製造方法に関する。
増強用の肉盛溶接材料等として使用される硬質粒子分散
合金粉末及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、硬質粒子を金属マトリックス
中に溶解・凝固により担持させた硬質粒子分散合金粉末
が知られている。その製造方法としては、硬質粒子粉末
と金属粒子粉末とを混合した溶接用材料を用いて、例え
ば水冷銅板上に粉体肉盛溶接による溶接ビードを形成
し、このビードを機械的に粉砕し、分級するという手法
が採用されていた。
中に溶解・凝固により担持させた硬質粒子分散合金粉末
が知られている。その製造方法としては、硬質粒子粉末
と金属粒子粉末とを混合した溶接用材料を用いて、例え
ば水冷銅板上に粉体肉盛溶接による溶接ビードを形成
し、このビードを機械的に粉砕し、分級するという手法
が採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、粉体肉盛溶
接に用いられる溶接材料は、粉末給送上の制約から、３
０〜３００μ（望ましくは５０〜３００μ）の粒子径に
調整されている必要があった。従って、従来の製造方法
においては、硬質粒子粉末及び金属粒子粉末は共にこの
範囲内の粒子径に調整されたものが使用されていた。
接に用いられる溶接材料は、粉末給送上の制約から、３
０〜３００μ（望ましくは５０〜３００μ）の粒子径に
調整されている必要があった。従って、従来の製造方法
においては、硬質粒子粉末及び金属粒子粉末は共にこの
範囲内の粒子径に調整されたものが使用されていた。
【０００４】この結果、溶接ビード中に担持される硬質
粒子径も自ずと大きなものになった。従って、これを機
械的に粉砕する場合に、硬質粒子の抵抗が大きく作用
し、粉砕に長時間を有するという問題があった。また、
硬質粒子は基地に比べてもろいことから、優先的に粉砕
されることになり、基地から硬質粒子が脱落してしまう
こともあった。このため、製造された合金粉末中の硬質
粒子の分散状態がばらつくという問題があった。なお、
こうした脱落が抑えられたとしても、硬質粒子が大きな
ものであると不完全に溶解凝固することから、合金粉末
内での分散状況が均一になり難かった。
粒子径も自ずと大きなものになった。従って、これを機
械的に粉砕する場合に、硬質粒子の抵抗が大きく作用
し、粉砕に長時間を有するという問題があった。また、
硬質粒子は基地に比べてもろいことから、優先的に粉砕
されることになり、基地から硬質粒子が脱落してしまう
こともあった。このため、製造された合金粉末中の硬質
粒子の分散状態がばらつくという問題があった。なお、
こうした脱落が抑えられたとしても、硬質粒子が大きな
ものであると不完全に溶解凝固することから、合金粉末
内での分散状況が均一になり難かった。
【０００５】さらに、出来上がった合金粉末に担持され
た硬質粒子が大きいため、例えば鏡面加工の様な精密仕
上用の研磨材料としては不向きな場合があった。そこ
で、機械的な粉砕に要する時間を節減し、硬質粒子分散
合金粉末の製造コストの低減を図ると共に、性質のばら
つきがなく、精密研磨材料にも適した新規な形態の硬質
粒子分散合金粉末を提供することを目的として本発明を
完成した。
た硬質粒子が大きいため、例えば鏡面加工の様な精密仕
上用の研磨材料としては不向きな場合があった。そこ
で、機械的な粉砕に要する時間を節減し、硬質粒子分散
合金粉末の製造コストの低減を図ると共に、性質のばら
つきがなく、精密研磨材料にも適した新規な形態の硬質
粒子分散合金粉末を提供することを目的として本発明を
完成した。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するため、本発明の硬質粒子分散合金粉末は、基地中
に、粒径０．１〜５０μの硬質粒子が均一分散状態で担
持されたものとして完成された。なお、研磨材料や粉体
肉盛溶接材料として用いるには、この粉末の直径が１０
〜１０，０００μの大きさに調整されていることが望ま
しい。
成するため、本発明の硬質粒子分散合金粉末は、基地中
に、粒径０．１〜５０μの硬質粒子が均一分散状態で担
持されたものとして完成された。なお、研磨材料や粉体
肉盛溶接材料として用いるには、この粉末の直径が１０
〜１０，０００μの大きさに調整されていることが望ま
しい。
【０００７】硬質粒子としては、炭化物，硼化物，硅化
物，酸化物，窒化物など種々の硬質物質を用いることが
できる。また、基地としては、種々の単体金属，合金を
用いることができる。これらの種類及び分散される硬質
粒子の割合等は、硬質粒子分散合金粉末の用途に応じて
選択される。
物，酸化物，窒化物など種々の硬質物質を用いることが
できる。また、基地としては、種々の単体金属，合金を
用いることができる。これらの種類及び分散される硬質
粒子の割合等は、硬質粒子分散合金粉末の用途に応じて
選択される。
【０００８】本発明の硬質粒子分散合金粉末によれば、
硬質粒子の粒径が微細であることから、基地中に均一に
分散されて、性質のばらつきもなく、鏡面仕上などの精
密研磨材料としても適している。こうした良好な性質を
有する硬質粒子分散合金粉末は、粒径０．１〜３００μ
の金属又は合金粒子粉末と、粒径０．１〜１０μの硬質
粒子粉末と、有機バインダーとを混合し、粉体肉盛溶接
に適した粒子径に造粒した後、該造粒された造粒粉末粒
子を溶接材料として粉体肉盛溶接にて溶接ビードを形成
し、該溶接ビードを機械的に粉砕し、分級して製造する
ことができる。
硬質粒子の粒径が微細であることから、基地中に均一に
分散されて、性質のばらつきもなく、鏡面仕上などの精
密研磨材料としても適している。こうした良好な性質を
有する硬質粒子分散合金粉末は、粒径０．１〜３００μ
の金属又は合金粒子粉末と、粒径０．１〜１０μの硬質
粒子粉末と、有機バインダーとを混合し、粉体肉盛溶接
に適した粒子径に造粒した後、該造粒された造粒粉末粒
子を溶接材料として粉体肉盛溶接にて溶接ビードを形成
し、該溶接ビードを機械的に粉砕し、分級して製造する
ことができる。
【０００９】また、粒径０．１〜３００μの金属又は合
金粒子粉末と、粒径０．１〜１０μの硬質粒子粉末と、
有機バインダーとを混合し、アーク溶解又はプラズマア
ーク溶解に適した粒子径に造粒した後、該造粒された造
粒粉末粒子を溶接材料としてアーク溶解又はプラズマア
ーク溶解を行い、造粒粉末粒子内で溶融体を形成するま
で加熱し、造粒粉末粒子をそのまま保持した状態で凝固
せしめてインゴットを形成し、該インゴットを機械的に
粉砕し、分級して製造することもできる。この場合、前
記造粒粉末粒子は、溶解前に、前記金属又は合金の融点
の０．４〜１．６倍の温度範囲で水素気流中、不活性ガ
ス気流中又は真空中で脱気及び焼鈍を行うこととすると
一層望ましい。
金粒子粉末と、粒径０．１〜１０μの硬質粒子粉末と、
有機バインダーとを混合し、アーク溶解又はプラズマア
ーク溶解に適した粒子径に造粒した後、該造粒された造
粒粉末粒子を溶接材料としてアーク溶解又はプラズマア
ーク溶解を行い、造粒粉末粒子内で溶融体を形成するま
で加熱し、造粒粉末粒子をそのまま保持した状態で凝固
せしめてインゴットを形成し、該インゴットを機械的に
粉砕し、分級して製造することもできる。この場合、前
記造粒粉末粒子は、溶解前に、前記金属又は合金の融点
の０．４〜１．６倍の温度範囲で水素気流中、不活性ガ
ス気流中又は真空中で脱気及び焼鈍を行うこととすると
一層望ましい。
【００１０】硬質粒子粉末が粒径の小さなものであって
も、有機バインダーを介して金属又は合金粒子粉末と混
合し、造粒して最適な粒径にしてあるので、良好に給送
等の取り扱いをすることができ、粉体肉盛溶接，アーク
溶解又はプラズマアーク溶解を良好に実施することがで
きる。また、あらかじめ混合・造粒されているから、気
流等に乗せて給送する場合に、基地と硬質粒子との偏り
が生じない。従って、粉体肉盛溶接，アーク溶解又はプ
ラズマアーク溶解によって製造されるビードやインゴッ
ト内での硬質粒子の分散状態が均一になる。そして、硬
質粒子が微細なこと及び偏りがないことから、溶接ビー
ド又はインゴットを、例えばスタンプミル等で機械的に
粉砕する場合に、これが大きな抵抗とならず、簡単に粉
砕処理を行うことができる。なお、ここでいう粉体肉盛
溶接の場合、それに適した粒子径とは、概ね３０〜３０
０μである。また、アーク溶解，プラズマアーク溶解の
場合には、概ね３００〜８０，０００μに造粒されてい
ることが望ましい。ただし、粉体給送上等の問題がなけ
ればこの数値範囲から外れていても本発明の要旨を逸脱
するものではない。また、有機バインダーとしては、例
えば３％ポリビニルアルコール液などの様な種々のもの
が使用できることもいうまでもない。
も、有機バインダーを介して金属又は合金粒子粉末と混
合し、造粒して最適な粒径にしてあるので、良好に給送
等の取り扱いをすることができ、粉体肉盛溶接，アーク
溶解又はプラズマアーク溶解を良好に実施することがで
きる。また、あらかじめ混合・造粒されているから、気
流等に乗せて給送する場合に、基地と硬質粒子との偏り
が生じない。従って、粉体肉盛溶接，アーク溶解又はプ
ラズマアーク溶解によって製造されるビードやインゴッ
ト内での硬質粒子の分散状態が均一になる。そして、硬
質粒子が微細なこと及び偏りがないことから、溶接ビー
ド又はインゴットを、例えばスタンプミル等で機械的に
粉砕する場合に、これが大きな抵抗とならず、簡単に粉
砕処理を行うことができる。なお、ここでいう粉体肉盛
溶接の場合、それに適した粒子径とは、概ね３０〜３０
０μである。また、アーク溶解，プラズマアーク溶解の
場合には、概ね３００〜８０，０００μに造粒されてい
ることが望ましい。ただし、粉体給送上等の問題がなけ
ればこの数値範囲から外れていても本発明の要旨を逸脱
するものではない。また、有機バインダーとしては、例
えば３％ポリビニルアルコール液などの様な種々のもの
が使用できることもいうまでもない。
【００１１】なお、本発明の硬質粒子分散合金粉末中に
均一に分散される硬質粒子粉末の粒径が最大５０μでも
よいのは、次の理由による。例えばプラズマパウダーウ
ェルディングにおける給送可能寸法は、３０μ以上とい
われるが、３００μ程度の場合もある。従って、５０μ
程度の大きな硬質粒子を用いたとしても３００μ程度の
大きさに造粒することは可能である。そして、最終的な
粒径１０〜１０，０００μ程度の硬質粒子分散合金粉末
においては、５０μ程度の大きさの硬質粒子ならばほぼ
均一に分散するからである。
均一に分散される硬質粒子粉末の粒径が最大５０μでも
よいのは、次の理由による。例えばプラズマパウダーウ
ェルディングにおける給送可能寸法は、３０μ以上とい
われるが、３００μ程度の場合もある。従って、５０μ
程度の大きな硬質粒子を用いたとしても３００μ程度の
大きさに造粒することは可能である。そして、最終的な
粒径１０〜１０，０００μ程度の硬質粒子分散合金粉末
においては、５０μ程度の大きさの硬質粒子ならばほぼ
均一に分散するからである。
【００１２】なお、原料粒子は造粒粉の溶解・凝固時に
焼結反応又は溶解・晶出反応により粒径が拡大する。従
って、本発明方法を具体的に実施する場合の硬質粒子粉
末の粒径としては、０．１〜１０μとすることが一層望
ましい。この硬質粒子分散合金粉末の製造方法におい
て、前記機械的粉砕は、前記溶接ビード又は前記インゴ
ットを、基地となる金属又は合金の融点の０．４〜１．
６倍の温度において所定時間保持してから冷却した後に
行うこととすれば、機械的粉砕が一層簡単になる。な
お、加熱を融点の１．６倍までの温度範囲としても構わ
ないのは次の理由による。即ち、基地となる金属又は合
金の融点は、硬質粒子成分の溶解により高くなり、本来
の金属又は合金の融点以上に加熱しても溶解しないから
である。
焼結反応又は溶解・晶出反応により粒径が拡大する。従
って、本発明方法を具体的に実施する場合の硬質粒子粉
末の粒径としては、０．１〜１０μとすることが一層望
ましい。この硬質粒子分散合金粉末の製造方法におい
て、前記機械的粉砕は、前記溶接ビード又は前記インゴ
ットを、基地となる金属又は合金の融点の０．４〜１．
６倍の温度において所定時間保持してから冷却した後に
行うこととすれば、機械的粉砕が一層簡単になる。な
お、加熱を融点の１．６倍までの温度範囲としても構わ
ないのは次の理由による。即ち、基地となる金属又は合
金の融点は、硬質粒子成分の溶解により高くなり、本来
の金属又は合金の融点以上に加熱しても溶解しないから
である。
【００１３】これら各製造方法において、前記機械的粉
砕は、前記溶接ビード又は前記インゴットを、例えばシ
ェーパー加工などによって切削屑状（ダライ粉）にした
後にスタンプミル等によって実行することとするとよ
い。いわゆるダライスタートとすることでスタンプミル
等に要する時間を節減することができるからである。
砕は、前記溶接ビード又は前記インゴットを、例えばシ
ェーパー加工などによって切削屑状（ダライ粉）にした
後にスタンプミル等によって実行することとするとよ
い。いわゆるダライスタートとすることでスタンプミル
等に要する時間を節減することができるからである。
【００１４】そして、前記分級により、最終的な粉末の
粒子径を１０〜１０，０００μに調整することとすれ
ば、請求項２に記載した様な硬質粒子分散合金粉末を製
造することができる。
粒子径を１０〜１０，０００μに調整することとすれ
ば、請求項２に記載した様な硬質粒子分散合金粉末を製
造することができる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明を一層明らかにするために、好
適な実施例を比較例と比較しつつ説明する。実施例とし
ての硬質粒子分散合金粉末の製造方法は、以下の工程よ
り成り立っている。
適な実施例を比較例と比較しつつ説明する。実施例とし
ての硬質粒子分散合金粉末の製造方法は、以下の工程よ
り成り立っている。
【００１６】まず最初に、用途に応じて硬質粒子及び金
属粒子又は合金粒子（以下単に金属粒子という）の材質
を選定し、硬質粒子粉末としては粒径０．１〜５０μの
ものを、金属粒子粉末としては粒径０．１〜３００μの
ものを準備し、これら硬質粒子粉末と、金属粒子粉末と
を混合したものに、有機バインダーを添加して原料を配
合・調整する（：原料配合）。そして、この原料混合
物をボールミルにおいて均質な混合状態になる様に混合
する（：ボールミル混合）。
属粒子又は合金粒子（以下単に金属粒子という）の材質
を選定し、硬質粒子粉末としては粒径０．１〜５０μの
ものを、金属粒子粉末としては粒径０．１〜３００μの
ものを準備し、これら硬質粒子粉末と、金属粒子粉末と
を混合したものに、有機バインダーを添加して原料を配
合・調整する（：原料配合）。そして、この原料混合
物をボールミルにおいて均質な混合状態になる様に混合
する（：ボールミル混合）。
【００１７】混合物がボールミルにて均質な混合状態と
なったら、これを造粒乾燥機にかけて造粒・乾燥し、さ
らに分級機にかけて粒径３０〜３００μの粉体肉盛溶接
材料として給送可能なサイズの混合物粉末に調整する
（：造粒・乾燥・分級）。こうして粉体肉盛溶接材料
を得たら、これを用いてプラズマ・パウダー・ウェルデ
ィング法による肉盛溶接を行い、水冷銅板上に溶接ビー
ドを形成する（：粉体肉盛溶接）。
なったら、これを造粒乾燥機にかけて造粒・乾燥し、さ
らに分級機にかけて粒径３０〜３００μの粉体肉盛溶接
材料として給送可能なサイズの混合物粉末に調整する
（：造粒・乾燥・分級）。こうして粉体肉盛溶接材料
を得たら、これを用いてプラズマ・パウダー・ウェルデ
ィング法による肉盛溶接を行い、水冷銅板上に溶接ビー
ドを形成する（：粉体肉盛溶接）。
【００１８】こうして得た溶接ビードを基地金属の融点
の０．４〜１．６倍の温度に所定時間保持してから空冷
する（：ビード焼鈍）。なお、この工程は、省略す
ることができる。その後、溶接ビードをシェーパーにか
けてダライ粉を作成し（：機械加工）、さらに、この
ダライ粉をスタンプミルにかけて粉砕する（：粉
砕）。こうして硬質粒子分散合金粉末が得られる。そし
て、最後に、振動分級機にかけて１０〜１０，０００μ
のものに分級する（：最終分級）。
の０．４〜１．６倍の温度に所定時間保持してから空冷
する（：ビード焼鈍）。なお、この工程は、省略す
ることができる。その後、溶接ビードをシェーパーにか
けてダライ粉を作成し（：機械加工）、さらに、この
ダライ粉をスタンプミルにかけて粉砕する（：粉
砕）。こうして硬質粒子分散合金粉末が得られる。そし
て、最後に、振動分級機にかけて１０〜１０，０００μ
のものに分級する（：最終分級）。
【００１９】即ち、実施例は、：原料配合 → ：
ボールミル混合 → ：造粒・乾燥・分級 → ：
粉体肉盛溶接 → （：ビード焼鈍） → ：機械
加工→ ：粉砕 → ：最終分級の手順により硬質
粒子分散合金粉末を製造するのである。
ボールミル混合 → ：造粒・乾燥・分級 → ：
粉体肉盛溶接 → （：ビード焼鈍） → ：機械
加工→ ：粉砕 → ：最終分級の手順により硬質
粒子分散合金粉末を製造するのである。
【００２０】一方、比較例は、粉体肉盛溶接材料として
粉体給送上の問題がない粒径３０〜３００μの大きさに
調整された硬質粒子粉末と金属粒子粉末とを混合した溶
接材料を用いてプラズマ・パウダー・ウェルディング法
により溶接ビードを形成し、これをシェーパー加工して
ダライ粉とした後に、スタンプミルにて粉砕し、粒子径
１０，０００μ以下のものに分級するという手順で実行
される。
粉体給送上の問題がない粒径３０〜３００μの大きさに
調整された硬質粒子粉末と金属粒子粉末とを混合した溶
接材料を用いてプラズマ・パウダー・ウェルディング法
により溶接ビードを形成し、これをシェーパー加工して
ダライ粉とした後に、スタンプミルにて粉砕し、粒子径
１０，０００μ以下のものに分級するという手順で実行
される。
【００２１】次に、実際にこれらの工程に則って粒子径
１０，０００μ以下の硬質粒子分散合金粉末を製造する
場合の、各種条件と、スタンプミルによる粉砕に要した
時間との関係を説明する。 ［実施例１］粒径１〜３μのカーボニルＮｉ粉末５００
ｇと、同じく粒径１〜３μのＮｂＣ粉末５００ｇとに、
３％ポリビニルアルコール水溶液１，０００ｃｃを添加
し、ボールミルにて混合した。
１０，０００μ以下の硬質粒子分散合金粉末を製造する
場合の、各種条件と、スタンプミルによる粉砕に要した
時間との関係を説明する。 ［実施例１］粒径１〜３μのカーボニルＮｉ粉末５００
ｇと、同じく粒径１〜３μのＮｂＣ粉末５００ｇとに、
３％ポリビニルアルコール水溶液１，０００ｃｃを添加
し、ボールミルにて混合した。
【００２２】ボールミルは、直径３０ｃｍで高さが４０
０ｃｍの本体を有し、内部に１５ｍｍφの樹脂被覆鉄ボ
ール２００ｇを備えている。また、ボールミル混合の条
件は、３０ｒｐｍで２０時間とした。次に、ボールミル
から取り出した混合物粉末を、万能混合攪拌機を用いて
造粒・乾燥し、６０メッシュ／３５０メッシュ（粒径約
４０〜２５０μ）の条件で分級した。ここで、万能攪拌
機は挿入量２ｋｇのもので、５０℃の加熱温度におい
て、公転速度６３ｒｐｍ，自転速度４３ｒｐｍの条件に
て５時間運転とした。
０ｃｍの本体を有し、内部に１５ｍｍφの樹脂被覆鉄ボ
ール２００ｇを備えている。また、ボールミル混合の条
件は、３０ｒｐｍで２０時間とした。次に、ボールミル
から取り出した混合物粉末を、万能混合攪拌機を用いて
造粒・乾燥し、６０メッシュ／３５０メッシュ（粒径約
４０〜２５０μ）の条件で分級した。ここで、万能攪拌
機は挿入量２ｋｇのもので、５０℃の加熱温度におい
て、公転速度６３ｒｐｍ，自転速度４３ｒｐｍの条件に
て５時間運転とした。
【００２３】こうして粉体肉盛溶接材料として適した粒
径約４０〜２５０μの大きさに調整された造粒・乾燥粉
末を溶接材料として、プラズマ・パウダー・ウェルディ
ング法により重量５００ｇのナマコ状の溶接ビードを形
成した。このときの溶接条件は、溶接電流１５０Ａ，溶
接材料粉末の給送速度２０ｇ／ｍｉｎ，プラズマガスの
供給量３リットル／ｍｉｎ，シールドガスの供給量１０
リットル／ｍｉｎとした。
径約４０〜２５０μの大きさに調整された造粒・乾燥粉
末を溶接材料として、プラズマ・パウダー・ウェルディ
ング法により重量５００ｇのナマコ状の溶接ビードを形
成した。このときの溶接条件は、溶接電流１５０Ａ，溶
接材料粉末の給送速度２０ｇ／ｍｉｎ，プラズマガスの
供給量３リットル／ｍｉｎ，シールドガスの供給量１０
リットル／ｍｉｎとした。
【００２４】次に、この溶接ビードを１，０００℃にて
１時間の加熱・保持を行った後に、大気中に放置して空
冷した。その後、まず、シェーパーにてダライ粉を製造
し、これをスタンプミルにかけて機械的に粉砕した。こ
の際、５００ｇの溶接ビードをダライ加工するのに３０
時間を要し、こうして得たダライ粉５００ｇをスタンプ
ミルにかけて粉砕するのに２０時間を要した。 ［実施例２］実施例１と同じ条件で「原料配合」，「ボ
ールミル混合」，「造粒・乾燥・分級」，「溶接ビード
形成」を行った後、ビード焼鈍はせずに「シェーパー加
工」と「スタンプミル加工」とを行った。この実施例２
においては、シェーパーにて５００ｇの溶接ビードをダ
ライ加工するのに４０時間を要し、ダライ粉５００ｇを
スタンプミルにかけて粉砕するのに２５時間を要した。 ［比較例］８０メッシュ／２５０メッシュ（粒径約６０
〜１８０μ）のガスアトマイジングＮｉ粉末５００ｇ
と、同じく８０メッシュ／２５０メッシュのＮｂＣ粉末
５００ｇとを混合し、この混合粉末を粉体肉盛溶接材料
としてプラズマ・パウダー・ウェルディング法により重
量５００ｇのナマコ状の溶接ビードを形成した。なお、
溶接電流１５０Ａ，溶接材料粉末の給送速度２０ｇ／ｍ
ｉｎ，プラズマガスの供給量３リットル／ｍｉｎ，シー
ルドガスの供給量１０リットル／ｍｉｎとした。
１時間の加熱・保持を行った後に、大気中に放置して空
冷した。その後、まず、シェーパーにてダライ粉を製造
し、これをスタンプミルにかけて機械的に粉砕した。こ
の際、５００ｇの溶接ビードをダライ加工するのに３０
時間を要し、こうして得たダライ粉５００ｇをスタンプ
ミルにかけて粉砕するのに２０時間を要した。 ［実施例２］実施例１と同じ条件で「原料配合」，「ボ
ールミル混合」，「造粒・乾燥・分級」，「溶接ビード
形成」を行った後、ビード焼鈍はせずに「シェーパー加
工」と「スタンプミル加工」とを行った。この実施例２
においては、シェーパーにて５００ｇの溶接ビードをダ
ライ加工するのに４０時間を要し、ダライ粉５００ｇを
スタンプミルにかけて粉砕するのに２５時間を要した。 ［比較例］８０メッシュ／２５０メッシュ（粒径約６０
〜１８０μ）のガスアトマイジングＮｉ粉末５００ｇ
と、同じく８０メッシュ／２５０メッシュのＮｂＣ粉末
５００ｇとを混合し、この混合粉末を粉体肉盛溶接材料
としてプラズマ・パウダー・ウェルディング法により重
量５００ｇのナマコ状の溶接ビードを形成した。なお、
溶接電流１５０Ａ，溶接材料粉末の給送速度２０ｇ／ｍ
ｉｎ，プラズマガスの供給量３リットル／ｍｉｎ，シー
ルドガスの供給量１０リットル／ｍｉｎとした。
【００２５】こうして得られた溶接ビード５００ｇをシ
ェーパーにてダライ加工するのに３０時間を要した。続
いて、このダライ粉５００ｇをスタンプミルにかけて粉
砕したが、これには１００時間を要した。この様に、実
施例１，２では、スタンプミルによる粉砕に要する時間
を、比較例の１／３以下にすることができ、工数の大幅
な節減が可能になったことが分かる。なお、実施例同士
を比較した場合には、ビード焼鈍の工程を加えることに
より一層の工数節減が可能になることが分かる。
ェーパーにてダライ加工するのに３０時間を要した。続
いて、このダライ粉５００ｇをスタンプミルにかけて粉
砕したが、これには１００時間を要した。この様に、実
施例１，２では、スタンプミルによる粉砕に要する時間
を、比較例の１／３以下にすることができ、工数の大幅
な節減が可能になったことが分かる。なお、実施例同士
を比較した場合には、ビード焼鈍の工程を加えることに
より一層の工数節減が可能になることが分かる。
【００２６】次に、実施例１，２により製造された硬質
粒子分散合金粉末と、比較例により製造されたそれと
を、金属組織的に比較して見た。その結果としての金属
組織写真を図１に実施例，比較例を並べて示す。図から
明らかな様に、実施例１，２により製造される硬質粒子
分散合金粉末においては、Ｎｉ基地中にＮｂＣ粒子が均
一に分散されており、性質のばらつきがないことが分か
る。一方、比較例のものでは、ＮｂＣ粒子が密な部分と
粗な部分とが存在している。
粒子分散合金粉末と、比較例により製造されたそれと
を、金属組織的に比較して見た。その結果としての金属
組織写真を図１に実施例，比較例を並べて示す。図から
明らかな様に、実施例１，２により製造される硬質粒子
分散合金粉末においては、Ｎｉ基地中にＮｂＣ粒子が均
一に分散されており、性質のばらつきがないことが分か
る。一方、比較例のものでは、ＮｂＣ粒子が密な部分と
粗な部分とが存在している。
【００２７】また、実施例１，２による硬質粒子分散合
金粉末中のＮｂＣ粒子は比較例のものよりも極めて微細
である。従って、実施例１，２により製造された硬質粒
子分散合金粉末は、鏡面仕上の様な精密研磨に用いるの
にも適していることが分かる。
金粉末中のＮｂＣ粒子は比較例のものよりも極めて微細
である。従って、実施例１，２により製造された硬質粒
子分散合金粉末は、鏡面仕上の様な精密研磨に用いるの
にも適していることが分かる。
【００２８】さらに、ＮｂＣ粒子が微細であることか
ら、硬度増強用の粉体肉盛溶接材料として使用した場合
に、母材上に形成された肉盛層内にも微細なＮｂＣ粒子
が均一に分散した形態となる。従って、母材上に性質の
均一な肉盛層を形成することができ、表面改質用肉盛材
料としても好適である。
ら、硬度増強用の粉体肉盛溶接材料として使用した場合
に、母材上に形成された肉盛層内にも微細なＮｂＣ粒子
が均一に分散した形態となる。従って、母材上に性質の
均一な肉盛層を形成することができ、表面改質用肉盛材
料としても好適である。
【００２９】次に、溶解法による実施例３を説明する。
実施例３は、上述した実施例１，２における工程の粉
体肉盛溶接に代えて、プラズマアーク溶解（’）によ
りインゴットを得ることとした点で相違する。即ち、実
施例３においては、：原料配合 → ：ボールミル
混合 → ：造粒・乾燥・分級 → ’：溶解 →
：インゴット焼鈍 → ：機械加工 → ：粉
砕 → ：最終分級の手順により硬質粒子分散合金粉
末を製造するのである。
実施例３は、上述した実施例１，２における工程の粉
体肉盛溶接に代えて、プラズマアーク溶解（’）によ
りインゴットを得ることとした点で相違する。即ち、実
施例３においては、：原料配合 → ：ボールミル
混合 → ：造粒・乾燥・分級 → ’：溶解 →
：インゴット焼鈍 → ：機械加工 → ：粉
砕 → ：最終分級の手順により硬質粒子分散合金粉
末を製造するのである。
【００３０】以下に、実施例３の具体的条件と、スタン
プミルによる粉砕に要した時間を説明する。 ［実施例３］粒径１〜３μのカーボニルＦｅ粉末２．１
ｋｇと、同じく粒径１〜３μのＮｂＣ粉末３．９ｋｇと
に、３％ポリビニルアルコール水溶液２，０００ｃｃを
添加し、ボールミルにて混合した。なお、ボールミルに
よる処理は、実施例１，２と同じ器具・同じ条件とし
た。分量が多いことから６回に分けて実施した。
プミルによる粉砕に要した時間を説明する。 ［実施例３］粒径１〜３μのカーボニルＦｅ粉末２．１
ｋｇと、同じく粒径１〜３μのＮｂＣ粉末３．９ｋｇと
に、３％ポリビニルアルコール水溶液２，０００ｃｃを
添加し、ボールミルにて混合した。なお、ボールミルに
よる処理は、実施例１，２と同じ器具・同じ条件とし
た。分量が多いことから６回に分けて実施した。
【００３１】次に、ボールミルから取り出した混合物粉
末を、実施例１，２と同じ器具を用いて同じ条件にて、
造粒・乾燥・分級を実施した。なお、この処理について
は３回に分けて実施した。こうしてプラズマアーク溶解
用の粉末として適した粒径約１，０００〜８，０００μ
の大きさに調整された造粒・乾燥粉末を溶解材料とし
て、プラズマアーク溶解法により重量５ｋｇのインゴッ
トを形成した。この溶解は、溶解電流１２００Ａ，プラ
ズマガス供給量８０リットル／ｍｉｎのプラズマトーチ
を３本用いて、溶解材料の給送速度を４００ｇ／ｍｉｎ
として実施した。なお、このインゴットのミクロ組織を
図２に示す。硬質粒子が均一に分散していることが分か
る。
末を、実施例１，２と同じ器具を用いて同じ条件にて、
造粒・乾燥・分級を実施した。なお、この処理について
は３回に分けて実施した。こうしてプラズマアーク溶解
用の粉末として適した粒径約１，０００〜８，０００μ
の大きさに調整された造粒・乾燥粉末を溶解材料とし
て、プラズマアーク溶解法により重量５ｋｇのインゴッ
トを形成した。この溶解は、溶解電流１２００Ａ，プラ
ズマガス供給量８０リットル／ｍｉｎのプラズマトーチ
を３本用いて、溶解材料の給送速度を４００ｇ／ｍｉｎ
として実施した。なお、このインゴットのミクロ組織を
図２に示す。硬質粒子が均一に分散していることが分か
る。
【００３２】次に、このインゴットを１，０００℃にて
１時間の加熱・保持を行った後に、大気中に放置して空
冷した。その後、まず、シェーパーにてダライ粉を製造
し、これをスタンプミルにかけて機械的に粉砕した。こ
の際、５ｋｇのインゴットをダライ加工するのに１５時
間を要し、こうして得たダライ粉５ｋｇを５００ｇずつ
１０回に分けてスタンプミルにかけて粉砕した。５００
ｇ当りの加工時間は２０時間であった。
１時間の加熱・保持を行った後に、大気中に放置して空
冷した。その後、まず、シェーパーにてダライ粉を製造
し、これをスタンプミルにかけて機械的に粉砕した。こ
の際、５ｋｇのインゴットをダライ加工するのに１５時
間を要し、こうして得たダライ粉５ｋｇを５００ｇずつ
１０回に分けてスタンプミルにかけて粉砕した。５００
ｇ当りの加工時間は２０時間であった。
【００３３】この様に、実施例３においても、スタンプ
ミルによる粉砕に要する時間は、極めて短い時間でよか
った。以上本発明の実施例を説明したが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲内で種々なる態様にて実現することができるこ
とはいうまでもない。
ミルによる粉砕に要する時間は、極めて短い時間でよか
った。以上本発明の実施例を説明したが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲内で種々なる態様にて実現することができるこ
とはいうまでもない。
【００３４】例えば、硬質粒子粉末としては炭化物では
なく窒化物や硼化物等を用いてもよい。また、硬質粒子
粉末と金属粒子粉末との配合比は、最終製品としての硬
質粒子分散合金粉末の用途に応じて適宜調整すればよ
く、実施例の如く５０：５０に限られないことはいうま
でもない。さらに、粉体肉盛溶接の方法及び溶解の方法
も、プラズマアークを利用した方法に限らず、他の溶接
・溶解方法を適用することができる。
なく窒化物や硼化物等を用いてもよい。また、硬質粒子
粉末と金属粒子粉末との配合比は、最終製品としての硬
質粒子分散合金粉末の用途に応じて適宜調整すればよ
く、実施例の如く５０：５０に限られないことはいうま
でもない。さらに、粉体肉盛溶接の方法及び溶解の方法
も、プラズマアークを利用した方法に限らず、他の溶接
・溶解方法を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の硬質粒子分
散合金粉末は、基地中に微細な硬質粒子を均一に分散担
持させたものであるから、精密研磨材料として極めて良
好な性質を発揮することができる。また、表面改質によ
る硬度増強用の粉体肉盛溶接材料として使用した場合
に、性質の均一な溶接欠陥の少ない肉盛層を形成するこ
とができる。
散合金粉末は、基地中に微細な硬質粒子を均一に分散担
持させたものであるから、精密研磨材料として極めて良
好な性質を発揮することができる。また、表面改質によ
る硬度増強用の粉体肉盛溶接材料として使用した場合
に、性質の均一な溶接欠陥の少ない肉盛層を形成するこ
とができる。
【００３６】一方、本発明の硬質粒子分散合金粉末を製
造する方法によれば、かかる良好な性質を有する硬質粒
子分散合金粉末を製造することができるだけでなく、そ
のために必要な機械的粉砕に要する時間を大幅に節減す
ることができる。この結果、性質良好で、しかも安価な
硬質粒子分散合金粉末を簡便に提供することができる。
造する方法によれば、かかる良好な性質を有する硬質粒
子分散合金粉末を製造することができるだけでなく、そ
のために必要な機械的粉砕に要する時間を大幅に節減す
ることができる。この結果、性質良好で、しかも安価な
硬質粒子分散合金粉末を簡便に提供することができる。
【図１】 実施例１，２及び比較例による硬質粒子分散
合金粉末の金属組織写真である。
合金粉末の金属組織写真である。
【図２】 実施例３における中間製造物たるインゴット
のミクロ組織を示す金属組織写真である。
のミクロ組織を示す金属組織写真である。
Claims (8)
- 【請求項１】 基地中に、粒径０．１〜５０μの硬質粒
子が均一分散状態で担持された硬質粒子分散合金粉末。 - 【請求項２】 粉末の直径が１０〜１０，０００μの大
きさに調整された請求項１に記載の硬質粒子分散合金粉
末。 - 【請求項３】 粒径０．１〜３００μの金属又は合金粒
子粉末と、粒径０．１〜５０μの硬質粒子粉末と、有機
バインダーとを混合し、粉体肉盛溶接に適した粒子径に
造粒した後、該造粒された造粒粉末粒子を溶接材料とし
て粉体肉盛溶接にて溶接ビードを形成し、該溶接ビード
を機械的に粉砕し、分級して硬質粒子分散合金粉末を製
造する方法。 - 【請求項４】 粒径０．１〜３００μの金属又は合金粒
子粉末と、粒径０．１〜５０μの硬質粒子粉末と、有機
バインダーとを混合し、アーク溶解又はプラズマアーク
溶解に適した粒子径に造粒した後、該造粒された造粒粉
末粒子を溶接材料としてアーク溶解又はプラズマアーク
溶解を行い、造粒粉末粒子内で溶融体を形成するまで加
熱し、造粒粉末粒子をそのまま保持した状態で凝固せし
めて積層し、インゴットを形成し、該インゴットを機械
的に粉砕し、分級して硬質粒子分散合金粉末を製造する
方法。 - 【請求項５】 前記造粒粉末粒子は、溶解前に、前記金
属又は合金の融点の０．４〜１．６倍の温度範囲で水素
気流中、不活性ガス気流中又は真空中で脱気及び焼鈍を
行うことを特徴とする請求項４に記載の硬質粒子分散合
金粉末を製造する方法。 - 【請求項６】 前記機械的粉砕は、前記溶接ビード又は
前記インゴットを、基地となる金属又は合金の融点の
０．４〜１．６倍の温度において所定時間保持してから
冷却した後に行うことを特徴とする請求項３〜請求項５
のいずれかに記載の硬質粒子分散合金粉末を製造する方
法。 - 【請求項７】 前記機械的粉砕は、前記溶接ビード又は
前記インゴットを切削屑状にした後に実行することを特
徴とする請求項３〜請求項６のいずれかに記載の硬質粒
子分散合金粉末を製造する方法。 - 【請求項８】 前記分級により、最終的な粉末の粒子径
を１０〜１０，０００μに調整することを特徴とする請
求項３〜請求項７のいずれかに記載の硬質粒子分散合金
粉末を製造する方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013288A JPH0768563B2 (ja) | 1991-05-27 | 1992-01-28 | 硬質粒子分散合金粉末の製造方法 |
| TW81103152A TW204374B (ja) | 1992-01-28 | 1992-04-22 | |
| EP92108385A EP0515944B1 (en) | 1991-05-27 | 1992-05-19 | Method of manufacturing an alloy powder with hard particles dispersed therein |
| DE69200698T DE69200698T2 (de) | 1991-05-27 | 1992-05-19 | Verfahren zur Herstellung eines dispergierten Hartstoffpartikeln enthaltenden Legierungspulvers. |
| KR1019920008827A KR100248499B1 (ko) | 1991-05-27 | 1992-05-25 | 경질입자분산 합금분말 제조방법 |
| US08/032,308 US5350437A (en) | 1991-05-27 | 1993-03-17 | Method of manufacturing an alloy powder with hard particles dispersed therein |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-121386 | 1991-05-27 | ||
| JP12138691 | 1991-05-27 | ||
| JP4013288A JPH0768563B2 (ja) | 1991-05-27 | 1992-01-28 | 硬質粒子分散合金粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539501A true JPH0539501A (ja) | 1993-02-19 |
| JPH0768563B2 JPH0768563B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=26349054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4013288A Expired - Fee Related JPH0768563B2 (ja) | 1991-05-27 | 1992-01-28 | 硬質粒子分散合金粉末の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5350437A (ja) |
| EP (1) | EP0515944B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0768563B2 (ja) |
| KR (1) | KR100248499B1 (ja) |
| DE (1) | DE69200698T2 (ja) |
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| JP2015063414A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 第一稀元素化学工業株式会社 | 炭化ジルコニウムのインゴット及び粉末の製造方法 |
| US9060704B2 (en) | 2008-11-04 | 2015-06-23 | Sarcos Lc | Method and device for wavelength shifted imaging |
| JP2015224385A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | アイセイハード株式会社 | ＮｂＣ分散強化型ハステロイ系合金とその製造方法、耐腐食性・耐摩耗性表面肉盛溶接層を備えた鋼材とその製造方法、並びに冷間工具 |
| US9661996B2 (en) | 2009-10-01 | 2017-05-30 | Sarcos Lc | Needle delivered imaging device |
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| KR100616431B1 (ko) | 2005-01-28 | 2006-08-29 | 충주대학교 산학협력단 | 기계부품 코팅방법 |
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| US8721896B2 (en) | 2012-01-25 | 2014-05-13 | Sortwell & Co. | Method for dispersing and aggregating components of mineral slurries and low molecular weight multivalent polymers for mineral aggregation |
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