JPH0593253A - アーク溶射用ワイヤ - Google Patents

アーク溶射用ワイヤ

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JPH0593253A
JPH0593253A JP12454791A JP12454791A JPH0593253A JP H0593253 A JPH0593253 A JP H0593253A JP 12454791 A JP12454791 A JP 12454791A JP 12454791 A JP12454791 A JP 12454791A JP H0593253 A JPH0593253 A JP H0593253A
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Yukihiko Baba
幸彦 馬場
Takashi Fukuda
隆 福田
Mitsugi Otani
貢 大谷
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Japan Steel Works Ltd
NOF Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ni−P合金を主成分とするアーク溶射用ワ
イヤの提供。 【構成】 Pが7〜35重量%のNi−P合金製粉末を
80重量%以上含む粉末2を、Niを材料とするさや部
材3にて被覆してアーク溶射用ワイヤ1とする。 【効果】 融点が低く、かつ、延性に乏しいNi−P合
金を主成分とするアーク溶射用ワイヤが提供された。ま
た、このワイヤによる溶射層は、圧延前の加熱によつて
溶融して気孔が激減するので、クラツド鋼の中間材を気
孔の影響の少ないNi合金層によつて溶射形成すること
が可能になつた。その結果、接合強度に優れるクラツド
鋼板の製造が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クラツド鋼の中間材の
溶射形成に好適のアーク溶射用ワイヤに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術及びその課題】従来、熱間圧延によつてク
ラツド鋼を製造する場合、母材と合材との間に脆化層が
生ずるのを防止する目的で、各種の中間材を介在させて
いる。この種の従来の中間材として、例えばNiメツキ
(特開昭54−5850号)、Ni箔又はNiシートが
使用されている。
【0003】しかしながら、このような従来のNi中間
材を使用するクラツド鋼にあつては、次のような技術的
課題が存在している。先ず、Niメツキ製の中間材を使
用するものは、通常、母材の片側表面に所定厚さのNi
メツキ層を形成しているが、電解条件、浴管理等の制御
が困難であり、かつ、大形のクラツド鋼板を製造するた
めに大形のメツキ浴を含むメツキ装置が必要となる。ま
た、Ni箔又はNiシートを母材と合材との間に挟み込
むものは、大形かつ薄い(50〜300μm程度)Ni
箔又はNiシートを準備し、破損を生じないないように
注意深く取り扱わねばならず、作業能率に劣る。更に、
Niをろう付けする場合もあるが、大形のクラツド鋼板
の製造に対しては、作業性の面から実用性に欠ける。こ
のようなことから、従来の大形のクラツド鋼板の製造
は、コストの嵩むものとなつていた。
【0004】そこで、クラツド鋼の中間材として、簡便
な溶射装置を使用してNi溶射層を形成することが考え
られるが、Ni溶射層の形成に伴つて多数の気孔を生
じ、特に酸化に伴う接合強度の低下を生ずる。このた
め、気孔の影響を抑制可能なNi系アーク溶射用ワイヤ
の出現が望まれていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その構成
は、Pが7〜35重量%のNi−P合金粉末を80重量
%以上含む粉末を、Niを材料とするさや部材にて被覆
するアーク溶射用ワイヤである。
【0006】ここで、Pを7〜35重量%に限定した理
由は、このアーク溶射用ワイヤはクラツド鋼の中間材と
しての溶射層を形成する目的で開発されたものであり、
圧延時の最高加熱温度にて溶射層が溶融する範囲にする
ためである。すなわち、クラツド鋼の圧延時の最高加熱
温度は1200℃であり、この温度にて溶射層が溶融す
るためには、溶射層のP含有量が5〜15重量%である
ことが必要である。そこで、溶射中のPの酸化損失を考
慮して7〜35重量%に限定した。
【0007】また、Ni−P合金粉末を80重量%以上
に限定した理由は、クラツド鋼の中間材として、通常は
Ni−P合金粉末のみとして使用されるが、クラツド鋼
の材質によつて圧延加熱温度を低く設定しなければなら
ない場合がある。このような場合に、溶射層の融点を下
げる目的で、Ni−P合金粉末に他の合金粉末を混合し
て使用するためである。
【0008】
【作用】このような構成のアーク溶射用ワイヤは、クラ
ツド鋼の中間材としての用途がある。すなわち、上記ワ
イヤを使用するアーク溶射により、母材又は合材の一側
表面に所定厚さのNi合金層を形成し、中間材とする。
この溶射によるNi合金層には、無数の気孔を生じてい
る。なお、母材は、炭素鋼又は低合金鋼製であり、ま
た、合材は、耐食性を有する金属板である。
【0009】この中間材を有する母材及び合材の全体を
950〜1200℃の温度に均一に加熱し、熱間圧延に
供する。このようにして製造されたクラツド鋼板は、全
面にわたつて良好な接合状態にあり、剪断強度も良好で
ある。良好な接合強度が得られる理由は、アーク溶射し
たNi合金層に形成される気孔が、激減するところにあ
ると推定される。すなわち、Ni−P合金を主体とする
Ni合金層の融点は、熱間圧延の加熱温度よりも低く設
定できるので、熱間圧延前の加熱によつてNi合金層が
液相拡散し、気孔のほとんどが溶融合金によつて埋めら
れる。
【0010】しかして、熱間圧延に際するNi合金層の
気孔が激減し、母材及び合材の接合面がNi合金層によ
つて良好に覆われた状態で、熱間圧延が施される。中間
材としてのNi合金層は、酸化防止作用に優れ、かつ、
母材から合材への炭素の移動防止作用、ろう付け作用等
を併有するので、熱間圧延に際して気孔の少ないNi合
金層が接合面の酸化を防止すると共に、脆い浸炭層の形
成を良好に抑制する。その結果、脆化層の発生の抑制と
ろう付け作用とが相まつて、接合強度が向上する。加え
て、このNi合金層は、比較的低温で液相拡散するの
で、純Niを中間材として製造されるクラツド鋼板と比
較して、圧延加熱温度を低温に設定し、かつ、圧延比を
小に設定して、良好な接合強度を確保することができ
る。なお、溶射によるNi合金層は、母材又は合材のう
ちの少なくとも一方に形成すればよい。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1〜図6は、本発明の1実施例を示す。
図1中において符号1はアーク溶射用ワイヤを示し、粉
末2をさや部材3内に包容して有形化させて構成され
る。さや部材3は、Ni、好ましくは一般に純Niと称
されるものを材料とし、厚み0.2〜1mm、幅7〜2
0mm程度の長尺の板状部材3aを折り曲げて所定形状
としたものである。ここでいう純Niとは、99%以上
のNiを含有し、残部がC,Fe,Si,P,S,Mn
等の不可避不純物からなるものである。
【0012】一方、粉末2は、Ni−P合金粉末を主要
成分とする。ここで、Ni−P合金粉末2は、融点を低
下させる目的でPを7〜35重量%含み、150メツシ
ユ(1インチに含まれる網目の数)以下である。このよ
うにPを7〜35重量%に限定した理由は、このアーク
溶射用ワイヤ1はクラツド鋼の中間材としての溶射層を
形成する目的で開発されたものであり、圧延時の最高加
熱温度にて溶射層が溶融する範囲にするためである。す
なわち、クラツド鋼の圧延時の最高加熱温度は1200
℃であり、この温度にて溶射層が溶融するためには、溶
射層のP含有量が5〜15重量%であることが必要であ
る。そこで、溶射中のPの酸化損失を考慮して7〜35
重量%に限定した。
【0013】また、この粉末2は、上記Ni−P合金粉
末を80〜100重量%含み、Ni−B合金粉末、Fe
−P合金粉末などを0〜20重量%含むものである。こ
のようにNi−P合金粉末を80重量%以上に限定した
理由は、クラツド鋼の中間材として、通常はNi−P合
金粉末のみとして使用されるが、クラツド鋼の材質によ
つては圧延加熱温度を低く設定しなければならない場合
がある。この場合、Ni−P合金粉末のみからなる溶射
層を形成すると、融点が高すぎて溶射層の溶融が充分に
起きず、溶射層の気孔に対して封孔作用がなされないの
で、適性な中間層が得られない。そこで、溶射層の融点
を下げる目的で、例えばFe−Pの共晶合金などを20
重量%以下の範囲でNi−P合金粉末に混合して使用す
る場合がある。
【0014】上記構造のアーク溶射用ワイヤ1は、次の
ようにして製造する。Ni製のさや部材3は、図2に示
す長尺の板状部材3aを材料とし、これを図3に示すよ
うに断面U字状に折り曲げ、その内部に図4に示すよう
に適量の粉末2を入れる。次いで、U字状の板状部材3
aの両上端縁3b,3cを図5に示すようにそれぞれ内
側に折り曲げて粉末2内に差し込むと共に全体を丸め加
工し、外形が略円筒状をなすさや部材3内に粉末2を包
容するアーク溶射用ワイヤ中間体を形成する。このアー
ク溶射用ワイヤ中間体を、図外のダイスを用いて線引加
工して断面を縮小することにより、図1に示すようにさ
や部材3内に粉末2を緊密に包容するアーク溶射用ワイ
ヤ1が製造される。アーク溶射用ワイヤ1の両端部は、
さや部材3を潰して閉塞してある。このようなNi−P
合金粉末を主要成分とする粉末2を使用する理由は、N
i−P合金は延性に乏しく、ワイヤへの線引加工が不可
能であり、Ni−P合金製のソリツドワイヤは製造でき
ないところにある。以上のアーク溶射用ワイヤ1の製造
方法は、一般のフラツクス入りワイヤの製造方法と実質
的に同様である。
【0015】次に作用について説明する。上記構成のア
ーク溶射用ワイヤ1は、図6に示すようにクラツド鋼の
中間材としての用途がある。すなわち、上記ワイヤ1を
使用するアーク溶射により、母材4の片側表面及び合材
6の片側表面にそれぞれ所定厚さ、合計で50〜300
μm程度のNi合金層5を形成し、中間材とする。この
溶射によるNi合金層5には、無数の気孔を生じてい
る。なお、母材4は、炭素鋼又は低合金鋼製であり、ま
た、合材6は、耐食性を有する金属板であり、例えばス
テンレス鋼板,ニツケル基合金板又は銅合金板である。
【0016】この母材4に合材6を接合するクラツド鋼
板を1回の加熱圧延によつて2枚同時に得る場合につい
て説明する。両Ni合金層5を突き合わせて母材4と合
材6とを対向密接させた組合わせ体を一対用意し、この
一対の組合わせ体の合材6,6間に分離材7を介在させ
ると共に、一対の母材4,4の周囲に通気孔8aを有す
る接合板8を溶接して固定する。次いで、全体を950
〜1200℃の温度に均一に加熱し、熱間圧延(例えば
圧延比2.5以上)に供する。この加熱温度が1200
℃を超えると、合材6の粗粒化に伴う表面肌荒れが著し
くなり、靱性が低下する。また、加熱温度が950℃未
満では1回の加熱圧延で所定の圧延比を得ることが困難
である。熱間圧延が終了したなら4周を切断し、接合板
8を分離する。
【0017】このようにして製造されたクラツド鋼板を
超音波深傷法にて検査したところ、全面にわたつて良好
な接合状態にあり、剪断強度も良好であることが判明し
た。良好な接合強度が得られた理由は、アーク溶射にて
Ni合金層5に形成された気孔が、激減するところにあ
ると推定される。すなわち、Ni−P合金を主体とする
Ni合金層5は、その融点が900℃程度であり、少な
くとも熱間圧延前の加熱温度の上限(1200℃)以下
の融点に設定できるので、熱間圧延前の加熱によつてN
i合金層5が早期に液相拡散し、気孔のほとんどが溶融
合金によつて埋められる。
【0018】しかして、熱間圧延に際するNi合金層5
の気孔が激減し、母材4及び合材6の接合面がNi合金
層5によつて良好に覆われた状態で、熱間圧延が施され
る。中間材としてのNi合金層5は、酸化防止作用に優
れ、かつ、母材4から合材6への炭素の移動防止作用、
ろう付け作用等を併有するので、熱間圧延に際して気孔
の少ないNi合金層5が接合面の酸化を防止すると共
に、脆い浸炭層の形成を良好に抑制する。その結果、脆
化層の発生の抑制とろう付け作用とが相まつて、接合強
度が向上する。加えて、このNi合金層5は、比較的低
温で液相拡散するので、純Niをメツキするクラツド鋼
板と比較して、圧延加熱温度を比較的低温に設定し、か
つ、圧延比を小に設定して、良好な接合強度を確保する
ことができる。なお、上記の実施例にあつては母材4及
び合材6の両者に溶射によるNi合金層5を形成した
が、母材4にのみNi合金層5を形成して略同様の作用
を得ることもできる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明によれば、延性に乏しいNi−P合金を主成分と
するアーク溶射用ワイヤが提供され、クラツド鋼の中間
材を気孔の影響の少ないNi合金層によつて溶射形成す
ることが可能になつた。その結果、接合強度に優れるク
ラツド鋼板の製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施例に係るアーク溶射用ワイヤ
を示す断面図。
【図2】 同じくさや部材の材料を示す図。
【図3】 同じくアーク溶射用ワイヤの製造工程を示す
説明図。
【図4】 同じくアーク溶射用ワイヤの製造工程を示す
説明図。
【図5】 同じくアーク溶射用ワイヤの製造工程を示す
説明図。
【図6】 同じくクラツド鋼の組み立て体を示す作用説
明図。
【符号の説明】
1:アーク溶射用ワイヤ、2:粉末、3:さや部材、
4:母材、5:Ni合金層、6:合材、7:分離材、
8:接合板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 貢 神奈川県川崎市幸区神明町1丁目44番地 日本油脂株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Pが7〜35重量%のNi−P合金粉末
    を80重量%以上含む粉末を、Niを材料とするさや部
    材にて被覆することを特徴とするアーク溶射用ワイヤ。
JP3124547A 1991-04-30 1991-04-30 アーク溶射用ワイヤ Expired - Fee Related JP2957306B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004001089A1 (ja) * 2002-06-25 2003-12-31 Ebara Corporation アーク溶射用耐摩耗材複合ワイヤ及びその製造方法

Cited By (4)

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