JPH06344183A - 高温耐摩耗性のすぐれた肉盛溶接用Fe基合金粉末 - Google Patents

高温耐摩耗性のすぐれた肉盛溶接用Fe基合金粉末

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JPH06344183A
JPH06344183A JP16623593A JP16623593A JPH06344183A JP H06344183 A JPH06344183 A JP H06344183A JP 16623593 A JP16623593 A JP 16623593A JP 16623593 A JP16623593 A JP 16623593A JP H06344183 A JPH06344183 A JP H06344183A
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JP
Japan
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wear resistance
cladding
alloy powder
excellent hot
base alloy
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JP16623593A
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English (en)
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Tsutomu Oka
勉 岡
Akira Mihashi
章 三橋
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温耐摩耗性のすぐれた肉盛溶接用Fe基合
金粉末を提供する。 【構成】 肉盛溶接用Fe基合金粉末が、重量%で、
C:0.7〜1.5%、Mn:10〜15%、Cr:2
4〜30%、Mo:6.1〜9.8%、Ni:10〜1
5%、N:0.1〜0.4%、Si:0.2〜1.5
%、Co:0.05〜1%を含有し、残りがFeと不可
避不純物からなる組成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた高温耐摩耗
性を有し、したがってこれらの特性が要求される、例え
ば自動車のエンジンバルブのフェース面の形成に肉盛溶
接材として用いるのに適したFe基合金粉末に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、例えば自動車のエンジン
バルブのフェース面、すなわちバルブシートとの当接面
を、プラズマアーク肉盛溶接法やレーザービーム肉盛溶
接法などを用いて肉盛形成するに際しては、特開昭64
−57998号などに記載されるFe基合金粉末や、そ
の他多くのFe基合金粉末が肉盛溶接材として用いられ
ていることは良く知られるところである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、例えば自動車の
高出力化および高速化はめざましく、これに伴ない、エ
ンジンの運転条件はより高温に移行するのが避けられ
ず、したがってこれの構造部材であるエンジンバルブも
より一段と高温の雰囲気にさらされることになるが、こ
のエンジンバルブは、特にこれのフェース面の形成に肉
盛溶接材として用いられている上記従来Fe基合金粉末
がいずれも十分な高温耐摩耗性を具備するものでないた
めに、フェース面の摩耗進行が速くなり、このような高
温化には十分満足に対応することができないのが現状で
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、高温耐摩耗性のすぐれた肉盛溶
接用Fe基合金粉末を開発すべく研究を行なった結果、
重量%で(以下、%は重量%を示す)、C:0.7〜
1.5%、 Mn:10〜15%、Cr:24〜3
0%、 Mo:6.1〜9.8%、Ni:10〜
15%、 N:0.1〜0.4%、Si:0.2
〜1.5%、 Co:0.05〜1%、を含有し、残
りがFeと不可避不純物からなる組成を有するFe基合
金粉末は、すぐれた高温耐摩耗性を有し、したがって、
これを例えばエンジンバルブのフェース面の形成に肉盛
溶接材として用いた場合、前記フェース面はすぐれた高
温耐摩耗性を具備するようになるという研究結果を得た
のである。
【0005】したがって、この発明は、上記の研究結果
にもとづいてなされたものであって、C:0.7〜1.
5%、 Mn:10〜15%、Cr:24〜30
%、 Mo:6.1〜9.8%、Ni:10〜1
5%、 N:0.1〜0.4%、Si:0.2〜
1.5%、 Co:0.05〜1%、を含有し、残り
がFeと不可避不純物からなる組成を有するFe基合金
で構成してなる高温耐摩耗性のすぐれた肉盛溶接用Fe
基合金粉末に特徴を有するものである。
【0006】つぎに、この発明のFe基合金粉末の組成
を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) C C成分には、素地に固溶して高温強度を向上させると共
に、共晶合金炭化物を形成して高温耐摩耗性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.7%未満では前記作
用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量が1.
5%を越えると、例えばエンジンバルブのフェース面に
適用した場合、相手部材であるバルブシートの摩耗が促
進されるようになることから、その含有量を0.7〜
1.5%と定めた。
【0007】(b) Mn Mn成分には、NiおよびCrと共にオーステナイト素
地を形成して高温耐食性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が10%未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方その含有量が15%を越えると高温耐摩耗性
が低下するようになることから、その含有量を10〜1
5%と定めた。
【0008】(c) Cr Cr成分には、上記の通り高温耐食性のすぐれたオース
テナイト素地を形成するほか、共晶合金炭化物を形成し
て高温耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量
が24%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が30%を越えると、実用に際して、例え
ばエンジンバルブシートなどの相手部材の損傷(相手攻
撃性)が増すようになることから、その含有量を24〜
30%と定めた。
【0009】(d) Mo Mo成分には、素地に固溶して、オーステナイト素地の
高温耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が
6.1%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が9.8%を越えると、高温耐食性が急激
に低下するようになることから、その含有量を6.1〜
9.8%に定めた。
【0010】(e) Ni Ni成分には、上記の通りMnおよびCrと共に高温耐
食性のすぐれたオーステナイト素地を形成する作用があ
るが、その含有量が10%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が15%を越えると高温
耐摩耗性が低下するようになることから、その含有量を
10〜15%と定めた。
【0011】(f) N N成分には、微細に分散する炭窒化物を形成して高温耐
摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が0.1
%未満では所望の高温耐摩耗性向上効果が得られず、一
方その含有量が0.4%を越えると肉盛溶接性が低下す
るようになることから、その含有量を0.1%〜0.4
%と定めた。
【0012】(g) Si Si成分には、肉盛溶接時の流動性を向上させるほか、
強力な脱酸作用を発揮して溶接性向上に寄与する作用が
あるが、その含有量が0.2%未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方その含有量が1.5%を越える
と、肉盛溶接部の靭性低下が著しくなることから、その
含有量を0.2〜1.5%と定めた。
【0013】(h) Co Co成分には、オーステナイト素地に固溶して、これの
高温安定化をはかり、もってこれのもつすぐれた高温耐
摩耗性および高温耐食性を長期に亘って安定的に発揮さ
せる作用があるが、その含有量が0.05%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が1%
を越えてもより一層の向上効果は現われないことから、
その含有量を0.05〜1%と定めた。
【0014】
【実施例】つぎに、この発明のFe基合金粉末を実施例
により具体的に説明する。通常の溶解法にて表1,2に
示される組成をもったFe基合金溶湯を調製し、必要に
応じてAlおよび/またはMgで脱酸処理した状態で、
これをN2 ガスを用いたガスアトマイズ法により粉化す
ることによりいずれも110μmの平均粒径をもった本
発明Fe基合金粉末1〜17および比較Fe基合金粉末
1〜5をそれぞれ製造した。なお、比較Fe基合金粉末
1〜5は、いずれもFe基合金の構成成分のうち、高温
耐摩耗性を向上させる成分、すなわちC,Cr,Mo,
N、およびCoのうちのいずれかの成分の含有量がこの
発明の範囲から外れて低い組成をもつものである。
【0015】つぎに、上記本発明Fe基合金粉末1〜1
7および比較Fe基合金粉末1〜5を、傘径:31.5
mmの寸法をもったSUH35(耐熱鋼)製の自動車エン
ジンバルブのフェース面の形成に肉盛溶接材として用い
た。上記フェース面の形成は、プラズマアーク肉盛溶接
法とレーザービーム肉盛溶接法を用い、プラズマアーク
肉盛溶接の場合は、プラズマ電流:115A/125
A、プラズマガス流量:1.1l/min 、シールドガス
流量:10l/min 、粉末供給ガス流量:1l/min 、
1本当りの肉盛量:3.6g、の条件で、またレーザー
ビーム肉盛溶接の場合は、レーザー出力:2.7KW、
シールドガス流量:10l/min 、1本当りの肉盛量:
3.6g、の条件で行った。
【0016】ついで、この結果得られたエンジンバルブ
を容量:2000ccのガソリンエンジンに組込み、使用
ガソリン:有鉛ガソリン(Pb:1.5g/l含有)、回
転数:7000r.p.m.、運転時間:200時間、の条件
で摩耗加速試験を行ない、試験後のフェース面の最大摩
耗深さを測定した。これらの測定結果を表3に示した。
また、表3には、本発明Fe基合金粉末1〜17および
比較Fe基合金粉末1〜5の常温および1000℃のビ
ッカース硬さ(荷重:20g)も示した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【発明の効果】表1〜3に示される結果から、本発明F
e基合金粉末1〜17は、いずれもすぐれた高温硬さを
有し、かつこれを肉盛溶接材として用いて形成された肉
盛溶接部にすぐれた高温耐摩耗性を示し、一方比較Fe
基合金粉末1〜5に見られるように、Fe基合金の構成
成分であるC,Cr,Mo,N、およびCoのうちのい
ずれかの成分含有量(表2に*印を付す)でもこの発明
の範囲が外れると、高温硬さが相対的に低く、かつフェ
ース面の高温耐摩耗性も劣ったものになることが明らか
である。上述のように、この発明のFe基合金粉末は、
すぐれた高温硬さおよび高温耐摩耗性を有するので、こ
れを例えば自動車のエンジンバルブのフェース面の形成
に肉盛溶接材として用いた場合には、前記フェース面は
すぐれた高温耐摩耗性を具備するようになることから、
エンジンの高温条件下での運転にも十分満足に対応する
ことができるなど工業上有用な特性を有するのである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C:0.7〜1.5%、 Mn:10〜15%、 Cr:24〜30%、 Mo:6.1〜9.8
    %、 Ni:10〜15%、 N:0.1〜0.4%、 Si:0.2〜1.5%、 Co:0.05〜1%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
    することを特徴とする高温耐摩耗性のすぐれた肉盛溶接
    用Fe基合金粉末。
JP16623593A 1993-06-11 1993-06-11 高温耐摩耗性のすぐれた肉盛溶接用Fe基合金粉末 Withdrawn JPH06344183A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7651575B2 (en) 2006-07-07 2010-01-26 Eaton Corporation Wear resistant high temperature alloy
CN102615449A (zh) * 2012-04-10 2012-08-01 山东大学 一种具有薄层熔渣保护的轧辊堆焊药粉
CN102615448A (zh) * 2012-04-10 2012-08-01 山东大学 一种专用于送粉送气功能焊炬的耐磨堆焊药粉

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7651575B2 (en) 2006-07-07 2010-01-26 Eaton Corporation Wear resistant high temperature alloy
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CN102615448B (zh) * 2012-04-10 2014-04-02 山东大学 一种专用于送粉送气功能焊炬的耐磨堆焊药粉
CN102615449B (zh) * 2012-04-10 2014-06-18 山东大学 一种具有薄层熔渣保护的轧辊堆焊药粉

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