JPH066773B2 - 耐摩耗性の複合体及びその製造法 - Google Patents

耐摩耗性の複合体及びその製造法

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JPH066773B2
JPH066773B2 JP59083044A JP8304484A JPH066773B2 JP H066773 B2 JPH066773 B2 JP H066773B2 JP 59083044 A JP59083044 A JP 59083044A JP 8304484 A JP8304484 A JP 8304484A JP H066773 B2 JPH066773 B2 JP H066773B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属基礎材料から成り、該基礎材料の他に硬
い物質の粒子及び／又は硬い金属粒子を含む耐摩耗性ゾ
ーンを有する耐摩耗性複合体に関する。本発明はまた、
この耐摩耗性複合体の製造法に関する。
熔着合金(Auf schwei legierung)を被せられた摩耗部材
は、上述の種類の複合体に属する。熔着合金は、熔接電
極外被で取囲まれた硬い物質の又は硬い金属の粒子から
成る。金属基体への熔着の際に電極外被が、硬い物質の
又は硬い金属の粒子を埋め込んだ金属マトリックスを形
成する。金属基体及び電極外被は、同じ合金から成るこ
とができる。熔着した物質は、摩耗部材の耐摩耗性ゾー
ンを形成する。しかし熔着合金の使用は、薄い層のみが
金属基体に十分に堅固に付着し、この薄い層は比較的早
く破壊されることにより限界がある。
また西独国特許2919477号明細書から、上述の種類の耐
摩耗性複合体が知られており、そこでは基礎材料は１〜
４重量％の炭素、0.3〜0.6重量％のケイ素、0.5〜1.5重
量％のマンガン、0.8〜2.8重量％のバナジウム、0.5〜
1.5重量％のクロム、２〜10重量％のタングステン、0.0
1重量％のアルミニウム及び残部を成す鉄から成り、ま
たそこでは基礎材料に対する硬い物質又は硬い金属の出
発割合は1:5であり、硬い物質の及び／又は硬い金属の
粒子の粒径は0.5〜５mmである。この複合体は、溶融後
に型が注がれた液体状の合金に0.5〜５mmの大きさの硬
い金属の及び／又は硬い物質の粒子を加えながら同時に
溶融物を冷却し、その際に硬い金属粒子及び硬い物質粒
子は溶融物中に沈む。西独国特許2919477号明細書から
知られる複合体は、その基礎材料がほとんど切削加工で
きないこと、及び従ってその硬い物質及び／又は硬い金
属を含まない領域が基礎材料から事実上作られないとい
う欠点を持つ。一方、この西独国特許2919477号明細書
から知られる複合体は、それが耐摩耗性の工作物又は機
材部品へと加工されなければならない場合、金属基体上
に熔接又は熔着される。その際また、西独国特許291947
7号明細書に従う複合体の基礎材料から成る合金はごく
僅かのみ熔接できるにすぎないことが欠点として知られ
ている。
本発明は、上述の種類の複合体であって、その硬い金属
又は硬い物質を含まない金属領域が良好に切削加工で
き、かつ複合体を他の金属と迅速かつ確実に結合できる
ために良好に熔接できる物を作るという課題に基づく。
これは、切削加工及び熔接が可能であり、そしてそれが
硬い物質の及び／又は硬い金属の粒子の埋め込みのため
の金属マトリックスとして適している程の低融点を持つ
基礎材料を見い出さねばならないことを意味する。本発
明はまた、この複合体の製造方法を創作するという課題
に基づく。
本発明の課題は、基礎材料が0.001〜1.5重量％の炭素、
0.5〜８重量％の硼素、１〜８重量％のニオブ、0.2〜６
重量％のクロム、３０重量%以下のニッケル、１０重量
％以下のマンガン、６重量%以下のバナジウム、５重量%
以下のケイ素並びに残部の鉄から成ること、硬い物質の
及び硬い金属の片が0.1〜20mmの直径を持つこと及び耐
摩耗性のゾーンにおける硬い物質の及び硬い金属の片の
割合が25〜95体積％であることによって解決される。上
述の組成の合金は1400℃より低い低溶融範囲を持つこ
と、及びこの合金は驚くべきことに良好に切削加工でき
ること及び良好に熔接できることならびに硬い物質の及
び硬い金属の片を堅固に埋め込むことを特徴とする。従
ってこの基礎材料は、良好に熔接できかつ良好に切削加
工できる金属の、硬い物質及び硬い金属を含まない領域
並びに耐摩耗性の、硬い物質及び硬い金属を含む耐摩耗
性ゾーンの両者を有し、耐摩耗性のゾーンが十分に一体
化されている大きな複合体を作ることを可能にする。
本発明の基礎材料の各成分がそれらの上記組成範囲を逸
脱した場合には、かゝる効果を達成することができな
い。
本発明に従う複合体は、基礎材料が、0.05〜0.5重量％
の炭素、0.5〜２重量％の硼素、２〜４重量％のニオ
ブ、２〜４重量％のクロム、10〜20重量％のニッケル、
４〜８重量％のマンガン、１〜３重量％のバナジウム、
１〜３重量％のケイ素ならびに残部の鉄から成る場合
に、特に有利な特性を持ち、特に良好に熔接できる。
本発明における硬い物質は、硬い炭化物、窒化物、硼化
物、酸化物及びケイ化物、特に好ましくはＷＣ及び／又
はＷ２Ｃである。本発明における硬い金属は、一又は複
数の硬い物質（特に炭化物）と鉄、コバルト及び／又は
ニッケルから成るバインダー金属とから構成される合金
である。硬い金属屑は、硬い金属合金の製造者及び利用
者において廃物として生じ、本発明に従い特に有利に再
使用できる。
本発明に従い、複合体における耐摩耗性ゾーンの割合は
２〜50体積％である。比較的大きな摩耗部材の場合には
特に、複合体の比較的小さな割合のみを耐摩耗性ゾーン
として構成することができることまた残りの割合が、良
好に切削加工できかつ熔接できる硬い物質及び硬い金属
を含まない金属領域として利用されることが有利であ
る。
本発明の基礎である課題はまた、複合体を作る方法にお
いて、0.001〜1.5重量％の炭素、0.5〜８重量％の硼
素、１〜８重量％のニオブ、0.2〜６重量％のクロム、
３０重量％以下のニッケル、１０重量％以下のマンガ
ン、６重量%以下のバナジウム、５重量%以下のケイ素並
びに残部の鉄から成る金属溶融物をセラミック製の型に
注ぎ、そして次に液状金属溶融物に0.1〜20mm直径の硬
い物質の及び／又は硬い金属の片を、耐摩耗性ゾーンに
おけるその割合が25〜95体積％となるような量で加える
ことによる方法によって解決される。この方法は、金属
領域と耐摩耗性ゾーンが一つの物体を形成するという利
点を持つ。また、硬い物質の及び硬い金属の片は金属マ
トリックス中に堅固に埋め込まれる。このことは、硬い
物質の及び硬い金属の片が溶融物中に沈んでゆく際にそ
の表面が溶融しそして従って、鋳型の底で形成される耐
摩耗性ゾーンの金属マトリックス中に極めて堅固に埋め
込まれることによって達成される。不均一な幾何学的形
状を持つ硬い物質の及び硬い金属の片は、とくに堅固に
金属マトリックス内に埋め込まれる。本発明に従う方法
は、型が結合された鋳型砂から成る場合に特に有利に実
施できる。
本発明に従い、硬い物質の及び／又は硬い金属の片を金
属溶融物の表面に一様に振り撤くか、又は残渣を残さず
気化する合成樹脂担体中に埋め込まれた硬い物質の及び
／又は硬い金属の片を鋳込前に型に入れる。両者の方法
に従い、硬い物質の及び硬い金属の片は液状の金属溶融
物中を下方に沈み、そしてそこで複合体の耐摩耗性ゾー
ンを形成する。硬い物質の及び／又は硬い金属の片の沈
降は、この片の投入の間に型を振動することによって好
ましく影響されることができ、従って適当な装置によっ
て振動運動を与えられる。
最後に本発明に従い、複合体は石炭、岩石、鉱物、土
壤、ガラス及び塵芥の掘削及び／又は破砕のための工具
の製造のために用いられる。なぜなら、この種の工具は
特に大きな摩擦を受け、種々の幾何学的形及び大きさを
持ちまた適当な作業機械に交換可能に又は固定して取付
けられなければならないからである。たとえば本発明に
従う複合体は、その製造方法に従って、熔着しうる土掘
機牙、岩石掘削具、ねじ締めにより固定されるハンマー
ミル用のビーター又はインパクトミルの衝突板へと加工
することができる。
本発明の対象をその実施例及び特徴に基づいて更に説明
する。
ハンマーミルに取付けられ、そしてそこにネジで固定さ
れるべき、160×200×500mmの大きさのビーターの製造
のために、0.2重量％の炭素、1.5重量％のケイ素、５重
量％のマンガン、２重量％のクロム、15重量％のニッケ
ル、３重量％のニオブ、１重量％の硼素、１重量％のバ
ナジウム及び残部の鉄から成る合金を、結合した鋳型砂
から成るセラミック型に鋳込む。0.5〜２mm直径の不均
一な形の硬い金属の片が埋め込まれている合成樹脂担体
を、型の中に鋳込前に入れる。合成樹脂担体は鋳込みの
際に残渣を残さずに気化し、そして硬い金属の片は金属
溶融物中を沈み、鋳造された複合体の下部において耐摩
耗性ゾーンを形成する。該ゾーンはビーターの約10体積
％を占め、約80体積％の硬い金属の含量を持つ。図はビ
ーターの断面を示す。ビーターは硬い金属を含まない金
属領域１と硬い金属を含む耐摩耗性ゾーン２より成る。
金属領域１において、鋳造後に中ぐり３及び４が穿孔さ
れ、これを通してビーターはハンマーミルに固定され
る。ビーターは、その個々の領域において下記の硬さを
示す： 金属領域 ＨＶ30＝240 耐摩耗ゾーン ＨＶ30＝450〜550 耐摩耗性ゾーン中の硬い金属片＝1100。
本発明に従って形成されたビーターは、石灰質砂岩の破
砕で実際に用いるのに非常に適していることが判った。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明に従うハンマーミルのビーターの断面を示
す。 図中の数字は次のものを示す。 １：硬い金属を含まない金属領域 ２：耐摩耗性ゾーン ３及び４：中ぐり。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 33/04 Ｚ (72)発明者 パウル・パント ドイツ連邦共和国エツセン１フリ−ドリツ ヒストラ−セ21

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属基礎材料から成り、かつ該基礎材料の
    他に硬い物質及び／又は硬い金属の片を含む耐摩耗性の
    ゾーンを有する耐摩耗性複合体において、基礎材料が0.
    001〜1.5重量％の炭素、0.5〜８重量％の硼素、１〜８
    重量％のニオブ、0.2〜６重量％のクロム、３０重量％
    以下のニッケル、10重量％以下のマンガン、６重量％以
    下のバナジウム、５重量％以下のケイ素並びに残部の鉄
    から成ること、硬い物質の及び硬い金属の片が０．１〜
    ２０ｍｍの直径を持つこと及び硬い物質の及び硬い金属
    の片の割合が25〜95体積％であることを特徴とする複合
    体。
  2. 【請求項２】基礎材料が0.05〜0.5重量％の炭素、0.5〜
    ２重量％の硼素、２〜４重量％のニオブ、２〜４重量％
    のクロム、10〜20重量％のニッケル、４〜８重量％のマ
    ンガン、１〜３重量％のバナジウム、１〜３重量％のケ
    イ素ならびに残部の鉄から成る特許請求の範囲第１項記
    載の複合体。
  3. 【請求項３】硬い物質の片がＷＣ及び／又はＷ２Ｃから
    成る特許請求の範囲第１項または第２項記載の複合体。
  4. 【請求項４】硬い金属の片が小さくされた硬い金属屑片
    である特許請求の範囲第１項または第２項記載の複合
    体。
  5. 【請求項５】複合体における耐摩耗性ゾーンの割合が20
    〜50体積％である特許請求の範囲第１項〜第４項のいず
    れか一つに記載の複合体。
  6. 【請求項６】金属基礎材料から成り、かつ該基礎材料の
    他に硬い物質及び／又は硬い金属の片を含む耐摩耗性の
    ゾーンを有する耐摩耗性複合体を製造する方法におい
    て、0.001〜1.5重量％の炭素、0.5〜８重量％の硼素、
    １〜８重量％のニオブ、0.2〜６重量％のクロム、３０
    重量％以下のニッケル、10重量％以下のマンガン、６重
    量％以下のバナジウム、５重量％以下のケイ素並びに残
    部の鉄から成る金属溶融物をセラミック製の型に注ぎ、
    そして次に液状金属溶融物をに0.1〜20mmの直径の硬い
    物質の及び／又は硬い金属の片を、耐摩耗性ゾーンにお
    けるその割合が25〜95体積％となるような量で加えるこ
    とを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】型が結合した鋳型砂から成る特許請求の範
    囲第６項記載の方法。
  8. 【請求項８】硬い物質の及び／又は硬い金属の片を金属
    溶融物の表面に一様に振りまく特許請求の範囲第６又は
    第７項記載の方法。
  9. 【請求項９】残渣を残さずに気化する合成樹脂担体中に
    埋め込まれた硬い物質の及び／又は硬い金属の片を鋳込
    みの前に型に入れる特許請求の範囲第６項又は第７項記
    載の方法。
  10. 【請求項１０】硬い物質の及び／又は硬い金属の片の投
    入の間に型を振動させる特許請求の範囲第６〜９項の何
    れか一つに記載の方法。
JP59083044A 1983-04-27 1984-04-26 耐摩耗性の複合体及びその製造法 Expired - Lifetime JPH066773B2 (ja)

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