JPH07303956A - 耐摩耗部品の鋳造方法 - Google Patents
耐摩耗部品の鋳造方法Info
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- JPH07303956A JPH07303956A JP6123337A JP12333794A JPH07303956A JP H07303956 A JPH07303956 A JP H07303956A JP 6123337 A JP6123337 A JP 6123337A JP 12333794 A JP12333794 A JP 12333794A JP H07303956 A JPH07303956 A JP H07303956A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
- B22D15/04—Machines or apparatus for chill casting
Abstract
(57)【要約】
【目的】 容易に所望位置に硬化層形成を可能とし、耐
摩耗性と靱性とを有する鋳造部品製造に好適な耐摩耗部
品の鋳造方法を提供する。 【構成】 溶湯に溶融可能な保持部材の内部に、超硬質
粒子からなる硬化層形成材を充填し、充填後の保持部材
を鋳型内に設置し、この鋳型に溶湯を注入し、溶湯に保
持部材を溶融させると共に、超硬質粒子を分散させ、溶
湯を凝固させる。また、硬化層形成材は、超硬質粒子と
黒鉛粉末および／又は金属粉からなる。さらに、保持部
材は、硬化層形成材を充填した、溶湯に溶融可能な軟鋼
製パイプである。
摩耗性と靱性とを有する鋳造部品製造に好適な耐摩耗部
品の鋳造方法を提供する。 【構成】 溶湯に溶融可能な保持部材の内部に、超硬質
粒子からなる硬化層形成材を充填し、充填後の保持部材
を鋳型内に設置し、この鋳型に溶湯を注入し、溶湯に保
持部材を溶融させると共に、超硬質粒子を分散させ、溶
湯を凝固させる。また、硬化層形成材は、超硬質粒子と
黒鉛粉末および／又は金属粉からなる。さらに、保持部
材は、硬化層形成材を充填した、溶湯に溶融可能な軟鋼
製パイプである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗部品の鋳造方法
に係り、特に高い硬度が要求される耐摩耗部品に好適な
鋳造方法に関する。
に係り、特に高い硬度が要求される耐摩耗部品に好適な
鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、耐摩耗性が要求される部品の硬度
を高くすることにより、寿命向上を図っている鋳造方法
として、次が知られている。低炭素系鋼を使用して所定
形状に鋳造し、鋳造後に浸炭処理を施して部品表面の炭
素量を増加させ、焼入れ等により表面硬度を高くしてい
る。また、必要に応じて焼戻しを行い、耐摩耗性を有す
るとともに、靱性も有する耐摩耗部品としている。ま
た、中炭素系鋼を用い、鋳造後に短時間処理が可能な高
周波焼入れを行い、耐摩耗部品とすることも知られてい
る。別の従来技術として、鋳型内の表面に超硬チップを
セットし、溶湯を注入する鋳包み法により、超硬チップ
を接合するとともに、極めて高硬度な耐摩耗部品を得て
いる（例えば、特開平２−１８７２５０号公報参照）。
また、鋳型に設けた固定座に網状の高合金鋼の細線をセ
ットし、必要に応じてこの細線に超硬合金粉末を塗布
し、溶湯を注入して、耐摩耗性を得ている（例えば、特
公平３−２８９７４号公報参照）。さらに、本願出願人
は、特願平６−３４２３１において、鋳型表面に黒鉛粉
末などを塗布し、溶湯を注入して部品表面に高炭素な硬
化層を形成し、必要に応じて熱処理を施すことにより、
高硬度な耐摩耗部品を得ることを提案している。
を高くすることにより、寿命向上を図っている鋳造方法
として、次が知られている。低炭素系鋼を使用して所定
形状に鋳造し、鋳造後に浸炭処理を施して部品表面の炭
素量を増加させ、焼入れ等により表面硬度を高くしてい
る。また、必要に応じて焼戻しを行い、耐摩耗性を有す
るとともに、靱性も有する耐摩耗部品としている。ま
た、中炭素系鋼を用い、鋳造後に短時間処理が可能な高
周波焼入れを行い、耐摩耗部品とすることも知られてい
る。別の従来技術として、鋳型内の表面に超硬チップを
セットし、溶湯を注入する鋳包み法により、超硬チップ
を接合するとともに、極めて高硬度な耐摩耗部品を得て
いる（例えば、特開平２−１８７２５０号公報参照）。
また、鋳型に設けた固定座に網状の高合金鋼の細線をセ
ットし、必要に応じてこの細線に超硬合金粉末を塗布
し、溶湯を注入して、耐摩耗性を得ている（例えば、特
公平３−２８９７４号公報参照）。さらに、本願出願人
は、特願平６−３４２３１において、鋳型表面に黒鉛粉
末などを塗布し、溶湯を注入して部品表面に高炭素な硬
化層を形成し、必要に応じて熱処理を施すことにより、
高硬度な耐摩耗部品を得ることを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題点がある。すなわち、浸炭焼
入れ法では、表面の硬度ＨV が８５０程度と高硬度が可
能であるが、大きい硬化深さ、例えば２ｍｍ程度あるい
はそれ以上の深さが必要な場合は、処理時間が極めて長
く、高価になるという問題がある。また、高周波焼入れ
法では、鋳鋼品形状毎に焼入れコイルを製作する必要が
あり、しかも単純な鋳鋼品形状以外では一定の硬度・硬
度深さを得るのが困難である。超硬チップ鋳包み法で
は、相対的に硬度の低い鋳包み部が摩耗して超硬チップ
が突き出し状態等になると、衝撃的な負荷等により靱性
の低い超硬チップが破損・破壊し、極めて高硬度な超硬
チップを備えている割りには寿命が短い問題がある。ま
た、高合金鋼の細線を使用する方法では、破損・破壊を
生じることは少ないものの、所定部分への超硬合金粉末
の保持方法が難しく、また多くの工数を要する問題があ
る。また、黒鉛粉末等の塗布法では、硬化深さが３ｍｍ
程度であり、より厚い硬化層形成に対応しにくい問題が
ある。
来技術には次のような問題点がある。すなわち、浸炭焼
入れ法では、表面の硬度ＨV が８５０程度と高硬度が可
能であるが、大きい硬化深さ、例えば２ｍｍ程度あるい
はそれ以上の深さが必要な場合は、処理時間が極めて長
く、高価になるという問題がある。また、高周波焼入れ
法では、鋳鋼品形状毎に焼入れコイルを製作する必要が
あり、しかも単純な鋳鋼品形状以外では一定の硬度・硬
度深さを得るのが困難である。超硬チップ鋳包み法で
は、相対的に硬度の低い鋳包み部が摩耗して超硬チップ
が突き出し状態等になると、衝撃的な負荷等により靱性
の低い超硬チップが破損・破壊し、極めて高硬度な超硬
チップを備えている割りには寿命が短い問題がある。ま
た、高合金鋼の細線を使用する方法では、破損・破壊を
生じることは少ないものの、所定部分への超硬合金粉末
の保持方法が難しく、また多くの工数を要する問題があ
る。また、黒鉛粉末等の塗布法では、硬化深さが３ｍｍ
程度であり、より厚い硬化層形成に対応しにくい問題が
ある。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に着目
し、容易に所望位置に硬化層形成を可能とし、耐摩耗性
と靱性とを有する鋳造部品製造に好適な耐摩耗部品の鋳
造方法を提供することを目的とする。
し、容易に所望位置に硬化層形成を可能とし、耐摩耗性
と靱性とを有する鋳造部品製造に好適な耐摩耗部品の鋳
造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る耐摩耗部品の鋳造方法においては、第
１発明は、超硬質な部材を部分的に備える耐摩耗部品の
鋳造方法において、溶湯に溶融可能な保持部材の内部
に、超硬質粒子からなる硬化層形成材を充填し、前記充
填後の前記保持部材を鋳型内に設置し、前記鋳型に溶湯
を注入し、前記溶湯に前記保持部材を溶融させると共
に、前記超硬質粒子を分散させ、前記溶湯を凝固させる
ことを特徴とする。第２発明は、超硬質な部材を部分的
に備える耐摩耗部品の鋳造方法において、溶湯に溶融可
能な保持部材の内部に、超硬質粒子と黒鉛粉末および／
又は金属粉からなる硬化層形成材を充填し、前記充填後
の前記保持部材を鋳型内に設置し、前記鋳型に溶湯を注
入し、前記溶湯に前記保持部材を溶融させると共に、前
記超硬質粒子を分散させ、前記溶湯を凝固させることを
特徴とする。第３発明は、第１発明又は第２発明におい
て、前記保持部材は、前記硬化層形成材を充填した、溶
湯に溶融可能な軟鋼製パイプであることを特徴とする。
め、本発明に係る耐摩耗部品の鋳造方法においては、第
１発明は、超硬質な部材を部分的に備える耐摩耗部品の
鋳造方法において、溶湯に溶融可能な保持部材の内部
に、超硬質粒子からなる硬化層形成材を充填し、前記充
填後の前記保持部材を鋳型内に設置し、前記鋳型に溶湯
を注入し、前記溶湯に前記保持部材を溶融させると共
に、前記超硬質粒子を分散させ、前記溶湯を凝固させる
ことを特徴とする。第２発明は、超硬質な部材を部分的
に備える耐摩耗部品の鋳造方法において、溶湯に溶融可
能な保持部材の内部に、超硬質粒子と黒鉛粉末および／
又は金属粉からなる硬化層形成材を充填し、前記充填後
の前記保持部材を鋳型内に設置し、前記鋳型に溶湯を注
入し、前記溶湯に前記保持部材を溶融させると共に、前
記超硬質粒子を分散させ、前記溶湯を凝固させることを
特徴とする。第３発明は、第１発明又は第２発明におい
て、前記保持部材は、前記硬化層形成材を充填した、溶
湯に溶融可能な軟鋼製パイプであることを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記構成による本発明の作用を説明する。超硬
質粒子を内部に充填した保持部材が、注入された溶湯に
溶融するので、超硬質粒子が溶湯と接触して溶湯中に分
散し、冷却凝固により、超硬質粒子が表面及び／又は内
部に分散した鋳造部品が得られる。従って、超硬質粒子
の分散した部分が、高硬度な硬化層を形成するととも
に、硬化層以外の部分は溶湯成分の特性を保有するの
で、部分的に高硬度でしかも靱性を有する耐摩耗部品で
ある。
質粒子を内部に充填した保持部材が、注入された溶湯に
溶融するので、超硬質粒子が溶湯と接触して溶湯中に分
散し、冷却凝固により、超硬質粒子が表面及び／又は内
部に分散した鋳造部品が得られる。従って、超硬質粒子
の分散した部分が、高硬度な硬化層を形成するととも
に、硬化層以外の部分は溶湯成分の特性を保有するの
で、部分的に高硬度でしかも靱性を有する耐摩耗部品で
ある。
【０００７】次に、超硬質粒子に黒鉛粉末を加えること
により、注入時に黒鉛粉末は、溶湯に溶け込みつつ拡散
するので、拡散部は高炭素となり、高硬度となる。ま
た、各種合金粉などの金属粉を加えることにより、溶湯
に溶け込んで拡散するので、部分的な材質調整が可能と
なる。さらに、保持部材を軟鋼製パイプとすることによ
り、鋳型内の所望位置に容易に設置可能であると共に、
保持部材の寸法・形状等、即ち充填状態の超硬質粒子の
寸法・形状等を、必要に応じて選定できるので、硬化層
の位置及び硬化層領域が自在に制御可能である。
により、注入時に黒鉛粉末は、溶湯に溶け込みつつ拡散
するので、拡散部は高炭素となり、高硬度となる。ま
た、各種合金粉などの金属粉を加えることにより、溶湯
に溶け込んで拡散するので、部分的な材質調整が可能と
なる。さらに、保持部材を軟鋼製パイプとすることによ
り、鋳型内の所望位置に容易に設置可能であると共に、
保持部材の寸法・形状等、即ち充填状態の超硬質粒子の
寸法・形状等を、必要に応じて選定できるので、硬化層
の位置及び硬化層領域が自在に制御可能である。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明に係る耐摩耗部品の鋳造方法
の実施例につき、図面を参照しつつ詳述する。 （実施例１）本実施例は、適用例として掘削機械の刃部
の一種であるツースを対象とした場合である。図１に掘
削機械のバケットの主要部の斜視図を示す。掘削機械の
一つである油圧ショベル等の建設機械の作業機（図示せ
ず）の先端に具備されるバケット１は、バケット本体２
の先端部に取り付け部材３を複数備え、刃部となる複数
のツース５がピン４を介して取り付け部材３に装着され
ている。
の実施例につき、図面を参照しつつ詳述する。 （実施例１）本実施例は、適用例として掘削機械の刃部
の一種であるツースを対象とした場合である。図１に掘
削機械のバケットの主要部の斜視図を示す。掘削機械の
一つである油圧ショベル等の建設機械の作業機（図示せ
ず）の先端に具備されるバケット１は、バケット本体２
の先端部に取り付け部材３を複数備え、刃部となる複数
のツース５がピン４を介して取り付け部材３に装着され
ている。
【０００９】図２に、本実施例に係る鋳型の断面説明図
を示す。鋳型１０は、鋳型１１、１２から構成され、ツ
ース５（図１参照）用の空隙部１３を形成している。こ
の鋳型１１は、湯口１５を備えると共に、ツース５の凹
部用の中子１４を備えている。これらの鋳型１１、１２
は、生型、ＣＯ2 型、自硬性型など一般鋳造用鋳型が適
用される。また、鋳型１１には、複数の保持部材１６が
備えられ、保持部材１６は一部が空隙部１３に突き出る
と共に、一部が鋳型１１に埋め込まれている。この保持
部材１６は軟鋼製パイプを使用したが、溶湯に溶融可能
であれば良く、各種の鋼、銅、ニッケルなどの金属、複
合材、樹脂などの非金属材等が使用される。超硬質粒子
１７としてタングステン炭化物（例えばＷ2 Ｃ）系の超
硬合金粒を使用し、約６０重量％の超硬質粒子１７と、
約４０重量％の黒鉛粉末１８とからなる硬化層形成材１
９を、軟鋼製パイプに充填し、軟鋼製パイプの両端を封
止して保持部材１６とした。この超硬合金粒は、粒径が
約０．１〜０．７ｍｍの混粒である。
を示す。鋳型１０は、鋳型１１、１２から構成され、ツ
ース５（図１参照）用の空隙部１３を形成している。こ
の鋳型１１は、湯口１５を備えると共に、ツース５の凹
部用の中子１４を備えている。これらの鋳型１１、１２
は、生型、ＣＯ2 型、自硬性型など一般鋳造用鋳型が適
用される。また、鋳型１１には、複数の保持部材１６が
備えられ、保持部材１６は一部が空隙部１３に突き出る
と共に、一部が鋳型１１に埋め込まれている。この保持
部材１６は軟鋼製パイプを使用したが、溶湯に溶融可能
であれば良く、各種の鋼、銅、ニッケルなどの金属、複
合材、樹脂などの非金属材等が使用される。超硬質粒子
１７としてタングステン炭化物（例えばＷ2 Ｃ）系の超
硬合金粒を使用し、約６０重量％の超硬質粒子１７と、
約４０重量％の黒鉛粉末１８とからなる硬化層形成材１
９を、軟鋼製パイプに充填し、軟鋼製パイプの両端を封
止して保持部材１６とした。この超硬合金粒は、粒径が
約０．１〜０．７ｍｍの混粒である。
【００１０】かかる構成の鋳型１０を使用し、湯口１５
より鋳鋼溶湯を注入する。この鋳鋼は一般的組成でよ
く、炭素量が０．２〜０．４％程度の低炭素系鋼、例え
ばＳＣＣｒＭ１が使用され、注入温度は１４５０〜１６
００℃程度である。溶湯を注入すると、保持部材１６で
ある軟鋼製パイプが溶融し、内部の硬化層形成材１９が
溶湯と接触する。次に、比重の大きいタングステン炭化
物系の超硬合金粒１７は、その表面が少し溶湯に溶解し
つつ、主に下方向に移動して分散し、一方、黒鉛粉末１
８は主として溶湯に固溶して拡散する。これら分散、拡
散は溶湯の冷却・凝固によりほぼ完了し、ツース５の鋳
造品が得られる。なお、凝固後、必要に応じて鋳型１０
全体或いは一部を空冷、水冷等強制冷却してもよい。
より鋳鋼溶湯を注入する。この鋳鋼は一般的組成でよ
く、炭素量が０．２〜０．４％程度の低炭素系鋼、例え
ばＳＣＣｒＭ１が使用され、注入温度は１４５０〜１６
００℃程度である。溶湯を注入すると、保持部材１６で
ある軟鋼製パイプが溶融し、内部の硬化層形成材１９が
溶湯と接触する。次に、比重の大きいタングステン炭化
物系の超硬合金粒１７は、その表面が少し溶湯に溶解し
つつ、主に下方向に移動して分散し、一方、黒鉛粉末１
８は主として溶湯に固溶して拡散する。これら分散、拡
散は溶湯の冷却・凝固によりほぼ完了し、ツース５の鋳
造品が得られる。なお、凝固後、必要に応じて鋳型１０
全体或いは一部を空冷、水冷等強制冷却してもよい。
【００１１】本実施例で得られたツース５の模式的断面
を図３に示す。部分的な硬化層２１が複数形成され、こ
れは超硬合金粒１７及び黒鉛粉末１８（図２参照）の分
散、拡散部と対応しており、所望の部分的硬化の鋳造品
である。このツース５断面部の炭素量を、ＥＰＭＡによ
り線Ｌ１に沿って表面Ｐ１から内部方向に分析した。そ
の分析データより推定すると、表面Ｐ１から内部にかけ
て高炭素となり、さらに内部から裏面側に向かって炭素
量は漸減し、母材２２中の炭素量と同じになる。また、
この鋳造品は、表面部から内部に渡り、高炭素であると
共に、超硬合金粒１７が分散しており、高硬度な硬化層
２１を形成し、その硬化深さは極めて大きい。従って、
部分的に形成される硬化層により耐摩耗性を有するとと
もに、他の部分は相対的に低硬度の母材であり、靱性も
備えた鋳造品である。
を図３に示す。部分的な硬化層２１が複数形成され、こ
れは超硬合金粒１７及び黒鉛粉末１８（図２参照）の分
散、拡散部と対応しており、所望の部分的硬化の鋳造品
である。このツース５断面部の炭素量を、ＥＰＭＡによ
り線Ｌ１に沿って表面Ｐ１から内部方向に分析した。そ
の分析データより推定すると、表面Ｐ１から内部にかけ
て高炭素となり、さらに内部から裏面側に向かって炭素
量は漸減し、母材２２中の炭素量と同じになる。また、
この鋳造品は、表面部から内部に渡り、高炭素であると
共に、超硬合金粒１７が分散しており、高硬度な硬化層
２１を形成し、その硬化深さは極めて大きい。従って、
部分的に形成される硬化層により耐摩耗性を有するとと
もに、他の部分は相対的に低硬度の母材であり、靱性も
備えた鋳造品である。
【００１２】更に、より高負荷用のツース５が要求され
る場合には、上記の強制冷却を行って硬度を高くしても
よいが、必要に応じて、凝固後に熱処理が施される。こ
の熱処理は焼入れ・焼戻し等の一般的熱処理が適用可能
であるが、本実施例では９５０℃加熱後、油焼入れを行
い、２００℃で焼戻し後空冷した。これにより得られた
ツース５について、ビッカース硬度計測定による断面
（図３の線Ｌ１と同様な線上）の硬度分布を図４に示
す。図から明らかなように、硬化深さは約１８ｍｍと大
きい。また、断面組織観察により、深さ約３ｍｍまでの
表面部は超硬合金粒が密集しており、深さ約３ｍｍ〜約
１１ｍｍまでの領域はマルテンサイトをベースとして超
硬合金粒が分散していると推定される。さらに深さ約１
８ｍｍまでの領域は、炭素量は減少しているが、マルテ
ンサイトをベースとしている。超硬合金粒の密集部の平
均硬度（ビッカース硬度）は８０４と極めて高硬度であ
り、本鋳造品は長寿命な耐摩耗性を有すると共に、靱性
を有している。
る場合には、上記の強制冷却を行って硬度を高くしても
よいが、必要に応じて、凝固後に熱処理が施される。こ
の熱処理は焼入れ・焼戻し等の一般的熱処理が適用可能
であるが、本実施例では９５０℃加熱後、油焼入れを行
い、２００℃で焼戻し後空冷した。これにより得られた
ツース５について、ビッカース硬度計測定による断面
（図３の線Ｌ１と同様な線上）の硬度分布を図４に示
す。図から明らかなように、硬化深さは約１８ｍｍと大
きい。また、断面組織観察により、深さ約３ｍｍまでの
表面部は超硬合金粒が密集しており、深さ約３ｍｍ〜約
１１ｍｍまでの領域はマルテンサイトをベースとして超
硬合金粒が分散していると推定される。さらに深さ約１
８ｍｍまでの領域は、炭素量は減少しているが、マルテ
ンサイトをベースとしている。超硬合金粒の密集部の平
均硬度（ビッカース硬度）は８０４と極めて高硬度であ
り、本鋳造品は長寿命な耐摩耗性を有すると共に、靱性
を有している。
【００１３】（実施例２）本実施例は、適用例として実
施例１と同様に掘削機械用刃部のツース５を対象とした
もので、図５に鋳型２０の断面説明図を示す。なお、図
２と同一部材には同一符号を付して説明は省略する。鋳
型２０を構成する鋳型２４には保持部材２６が備えら
れ、保持部材２６は一部が空隙部２５に突き出ると共
に、一部が鋳型２４に埋め込まれている。軟鋼製パイプ
を略Ｕ字形に曲げた保持部材２６は、内部に硬化層形成
材１９を充填し、封止部分が鋳型２４に固定されてい
る。この保持部材２６は、ツース５の幅方向に対して３
箇所並列になるように、鋳型２４に備えられている。か
かる構成の鋳型２０に、実施例１と同様に、鋳鋼溶湯を
注入し、冷却凝固させた。これにより得られたツース５
の模式的断面を図６に示す。超硬合金粒１７及び黒鉛粉
末１８の分散、拡散部と対応する硬化層２８が形成さ
れ、実施例１と同様に、耐摩耗性と靱性を備えた鋳造品
が得られる。
施例１と同様に掘削機械用刃部のツース５を対象とした
もので、図５に鋳型２０の断面説明図を示す。なお、図
２と同一部材には同一符号を付して説明は省略する。鋳
型２０を構成する鋳型２４には保持部材２６が備えら
れ、保持部材２６は一部が空隙部２５に突き出ると共
に、一部が鋳型２４に埋め込まれている。軟鋼製パイプ
を略Ｕ字形に曲げた保持部材２６は、内部に硬化層形成
材１９を充填し、封止部分が鋳型２４に固定されてい
る。この保持部材２６は、ツース５の幅方向に対して３
箇所並列になるように、鋳型２４に備えられている。か
かる構成の鋳型２０に、実施例１と同様に、鋳鋼溶湯を
注入し、冷却凝固させた。これにより得られたツース５
の模式的断面を図６に示す。超硬合金粒１７及び黒鉛粉
末１８の分散、拡散部と対応する硬化層２８が形成さ
れ、実施例１と同様に、耐摩耗性と靱性を備えた鋳造品
が得られる。
【００１４】（実施例３）本実施例は、適用例として建
設機械の掘削用刃部の一種であるリッパーポイントを対
象としたもので、このリッパーポイント用鋳型３０の主
要断面の説明図を図７に示す。鋳型３０は、鋳型３１、
３２及び中子３４から構成され、リッパーポイント用の
空隙部３３を形成している。軟鋼製パイプの保持部材３
６は、タングステン炭化物粉を硬化層形成材（図示せ
ず）として充填後に両端部を封止してあり、この両端部
が、中子３４の切欠部３４ａ及び鋳型３２の切欠部３２
ａに設置され、鋳型３１、３２の割肌３５部で固定され
ている。この保持部材３６は、リッパーポイントの幅方
向（図７では、前後方向）に５箇所設けられている。
設機械の掘削用刃部の一種であるリッパーポイントを対
象としたもので、このリッパーポイント用鋳型３０の主
要断面の説明図を図７に示す。鋳型３０は、鋳型３１、
３２及び中子３４から構成され、リッパーポイント用の
空隙部３３を形成している。軟鋼製パイプの保持部材３
６は、タングステン炭化物粉を硬化層形成材（図示せ
ず）として充填後に両端部を封止してあり、この両端部
が、中子３４の切欠部３４ａ及び鋳型３２の切欠部３２
ａに設置され、鋳型３１、３２の割肌３５部で固定され
ている。この保持部材３６は、リッパーポイントの幅方
向（図７では、前後方向）に５箇所設けられている。
【００１５】かかる構成の鋳型３０に、実施例１と同様
に、低合金鋼系の鋳鋼溶湯を注入し、冷却凝固させた。
これにより得られたリッパーポイントの模式的断面図
（図７のＺ−Ｚ断面に対応）を図８に示す。リッパーポ
イント３７の断面は、内部に硬化層３９が形成され、外
部に溶湯成分の特性を保有する母材３８が形成されてい
る。硬化層３９上部の５個の二点鎖線の円は、溶湯注入
前の保持部材３６の推定位置を示す。リッパーポイント
３７断面の線Ｌ２上の表面Ｐ２から裏表面Ｐ３までのビ
ッカース硬度分布を図９に示す。硬化層３９は明らかに
高硬度であり、最も固い部分の硬度が約８５０に達して
おり、一方母材３８の硬度はおよそ４００である。また
組織観察等の結果、硬化層３９にはタングステン炭化物
が分散しているとともに、タングステン炭化物が分解し
たと推察される炭素量増加が認められた。以上のことか
ら、本リッパーポイントは、表面は靱性を損なわず、内
部は極めて高硬度であり、高強度な耐摩耗部品である。
更に、必要に応じて、リッパーポイントに一般的な熱処
理、例えば焼入れ・焼戻し或いは焼きならし等、を施し
てよいことは言うまでもない。
に、低合金鋼系の鋳鋼溶湯を注入し、冷却凝固させた。
これにより得られたリッパーポイントの模式的断面図
（図７のＺ−Ｚ断面に対応）を図８に示す。リッパーポ
イント３７の断面は、内部に硬化層３９が形成され、外
部に溶湯成分の特性を保有する母材３８が形成されてい
る。硬化層３９上部の５個の二点鎖線の円は、溶湯注入
前の保持部材３６の推定位置を示す。リッパーポイント
３７断面の線Ｌ２上の表面Ｐ２から裏表面Ｐ３までのビ
ッカース硬度分布を図９に示す。硬化層３９は明らかに
高硬度であり、最も固い部分の硬度が約８５０に達して
おり、一方母材３８の硬度はおよそ４００である。また
組織観察等の結果、硬化層３９にはタングステン炭化物
が分散しているとともに、タングステン炭化物が分解し
たと推察される炭素量増加が認められた。以上のことか
ら、本リッパーポイントは、表面は靱性を損なわず、内
部は極めて高硬度であり、高強度な耐摩耗部品である。
更に、必要に応じて、リッパーポイントに一般的な熱処
理、例えば焼入れ・焼戻し或いは焼きならし等、を施し
てよいことは言うまでもない。
【００１６】（実施例４）本実施例は、適用例として建
設機械等の排土用刃部となるエンドピットを対象とした
ものである。図１０はエンドピットの説明図であり、
（ａ）はエンドピット用鋳型４０の主要部横断面、
（ｂ）は鋳造後の模式的断面を示す。鋳型４０は、鋳型
４１（上型となるが、図示せず）、４２から構成され、
板状のエンドピット用の空隙部４３を形成している。こ
の鋳型４２の端部形状に則して曲げ加工された軟鋼製パ
イプの保持部材４４は、タングステン炭化物粉とモリブ
デン炭化物粉との混合粉を硬化層形成材（図示せず）と
して内部に充填してあり、図１０（ａ）のように設置さ
れ、上型４１により固定される。かかる構成の鋳型４０
に、実施例１と同様に、鋳鋼溶湯を注入し、冷却凝固さ
せた。これによりエンドピット４５は曲線部を有する端
面部に硬化層４６を形成するので、高硬度で耐摩耗性を
所望される部分にのみ硬化層を有する鋳造品が得られ
る。また、複数の曲げ加工した保持部材を使用すること
で、所望曲面に硬化層を形成することも可能である。
設機械等の排土用刃部となるエンドピットを対象とした
ものである。図１０はエンドピットの説明図であり、
（ａ）はエンドピット用鋳型４０の主要部横断面、
（ｂ）は鋳造後の模式的断面を示す。鋳型４０は、鋳型
４１（上型となるが、図示せず）、４２から構成され、
板状のエンドピット用の空隙部４３を形成している。こ
の鋳型４２の端部形状に則して曲げ加工された軟鋼製パ
イプの保持部材４４は、タングステン炭化物粉とモリブ
デン炭化物粉との混合粉を硬化層形成材（図示せず）と
して内部に充填してあり、図１０（ａ）のように設置さ
れ、上型４１により固定される。かかる構成の鋳型４０
に、実施例１と同様に、鋳鋼溶湯を注入し、冷却凝固さ
せた。これによりエンドピット４５は曲線部を有する端
面部に硬化層４６を形成するので、高硬度で耐摩耗性を
所望される部分にのみ硬化層を有する鋳造品が得られ
る。また、複数の曲げ加工した保持部材を使用すること
で、所望曲面に硬化層を形成することも可能である。
【００１７】（実施例５）本実施例は、上述実施例の保
持部材について、さらなる応用例としての構成、鋳型へ
の設置及び断面形状に関する。図１１は硬化層形成材を
充填した複数の保持部材５１の網目状構成５０を示す。
各保持部材５１間の固定が必要な場合は、接触部５２を
溶接、ロー付け、接着剤等による接合、或いは針金等の
細線巻き付け等してよい。この網目状構成５０は、要求
される硬化層の形成位置に対応して鋳型内に設置され
る。例えば、図１２に示すように、鋳造品の上部側に硬
化層を形成する場合は、鋳型６０の上型相当の鋳型６１
の天井部分に網目状構成５０（５０ａ）を設置し、また
鋳造品の下部側に硬化層を形成する場合は、鋳型６１、
６２の鋳肌６３間に網目状構成５０（５０ｂ）を設置・
固定する。この固定は、鋳型６１、６２に切欠等の形成
部への固定、針金、接着剤等の部材による固定、或いは
模型製作時に鋳物砂による固定等でもよい。この網目状
構成５０（５０ａ或いは５０ｂ）を設置した鋳型６０に
所定の溶湯を注入することで、硬化層６５或いは６６が
得られる。この硬化層６５、６６は、広範囲に形成され
ており、長寿命な耐摩耗性を有する。この網目状構成５
０は、積層して設置したり、籠状など所望形状に成形し
てよい。
持部材について、さらなる応用例としての構成、鋳型へ
の設置及び断面形状に関する。図１１は硬化層形成材を
充填した複数の保持部材５１の網目状構成５０を示す。
各保持部材５１間の固定が必要な場合は、接触部５２を
溶接、ロー付け、接着剤等による接合、或いは針金等の
細線巻き付け等してよい。この網目状構成５０は、要求
される硬化層の形成位置に対応して鋳型内に設置され
る。例えば、図１２に示すように、鋳造品の上部側に硬
化層を形成する場合は、鋳型６０の上型相当の鋳型６１
の天井部分に網目状構成５０（５０ａ）を設置し、また
鋳造品の下部側に硬化層を形成する場合は、鋳型６１、
６２の鋳肌６３間に網目状構成５０（５０ｂ）を設置・
固定する。この固定は、鋳型６１、６２に切欠等の形成
部への固定、針金、接着剤等の部材による固定、或いは
模型製作時に鋳物砂による固定等でもよい。この網目状
構成５０（５０ａ或いは５０ｂ）を設置した鋳型６０に
所定の溶湯を注入することで、硬化層６５或いは６６が
得られる。この硬化層６５、６６は、広範囲に形成され
ており、長寿命な耐摩耗性を有する。この網目状構成５
０は、積層して設置したり、籠状など所望形状に成形し
てよい。
【００１８】以上本発明に係る耐摩耗部品の鋳造方法に
関し詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、硬化層形成材を充填した保持部材
は、その断面が円形について述べたが、その断面が楕円
形、多角形、星形、円筒形、板状、曲面状等必要に応じ
て選定してよい。また、硬化層形成材は、超硬質粒子の
み以外に、鋳造部品に要求される特性に応じて、黒鉛粉
末、及び／又はニッケル、銅、コバルト等金属粉末を添
加してもよい。この超硬質粒子としては、タングステン
炭化物以外に、チタン炭化物、ホウ素炭化物、クロム炭
化物、バナジウム炭化物、シリコン炭化物、モリブデン
炭化物より選ばれる一以上の炭化物、或いは、これら炭
化物の各種合金粉を含有する超硬質粒子でよい。さら
に、本発明の耐摩耗部品は、耐摩耗性と靱性とを要求さ
れる部品に適用可能であり、種々の掘削機械の刃部、歯
車、内燃機関のコンロッド等に使用してよい。
関し詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、硬化層形成材を充填した保持部材
は、その断面が円形について述べたが、その断面が楕円
形、多角形、星形、円筒形、板状、曲面状等必要に応じ
て選定してよい。また、硬化層形成材は、超硬質粒子の
み以外に、鋳造部品に要求される特性に応じて、黒鉛粉
末、及び／又はニッケル、銅、コバルト等金属粉末を添
加してもよい。この超硬質粒子としては、タングステン
炭化物以外に、チタン炭化物、ホウ素炭化物、クロム炭
化物、バナジウム炭化物、シリコン炭化物、モリブデン
炭化物より選ばれる一以上の炭化物、或いは、これら炭
化物の各種合金粉を含有する超硬質粒子でよい。さら
に、本発明の耐摩耗部品は、耐摩耗性と靱性とを要求さ
れる部品に適用可能であり、種々の掘削機械の刃部、歯
車、内燃機関のコンロッド等に使用してよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。超
硬質粒子を含有する硬化層形成材が軟鋼製パイプ等の保
持部材に充填されているので、所定位置に安定して、し
かも容易に設置可能である。この保持部材は、溶湯注入
時には溶融するので、超硬質粒子等が設置位置近傍に分
散・拡散するので、部分的にしかも所望位置に硬化層を
形成することができる。さらに、この鋳造部品は、硬化
層と溶湯成分を有する母材部とを備えるので、高硬度で
しかも靱性を有する耐摩耗性に優れる。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。超
硬質粒子を含有する硬化層形成材が軟鋼製パイプ等の保
持部材に充填されているので、所定位置に安定して、し
かも容易に設置可能である。この保持部材は、溶湯注入
時には溶融するので、超硬質粒子等が設置位置近傍に分
散・拡散するので、部分的にしかも所望位置に硬化層を
形成することができる。さらに、この鋳造部品は、硬化
層と溶湯成分を有する母材部とを備えるので、高硬度で
しかも靱性を有する耐摩耗性に優れる。
【図１】実施例１及び実施例２に係る適用例となる掘削
機械のバケットの主要部の斜視図である。
機械のバケットの主要部の斜視図である。
【図２】実施例１に係る鋳型の断面を説明する図であ
る。
る。
【図３】実施例１に係るツースの模式的断面図である。
【図４】実施例１に係るツースの熱処理後の断面硬度分
布を表す図表である。
布を表す図表である。
【図５】実施例２に係る鋳型の断面を説明する図であ
る。
る。
【図６】実施例２に係るツースの模式的断面図である。
【図７】実施例３に係る鋳型の主要断面を説明する図で
ある。
ある。
【図８】実施例３に係るリッパーポイントの模式的断面
図である。
図である。
【図９】実施例３に係るリッパーポイント断面硬度分布
を表す図表である。
を表す図表である。
【図１０】実施例４に係るエンドピットの横断面の説明
図である。
図である。
【図１１】実施例５に係る複数の保持部材よりなる網目
状構成の斜視図である。
状構成の斜視図である。
【図１２】実施例５に係る鋳型の主要断面を説明する図
である。
である。
５ ツース、１１、１２、２４、３１、３２、４２、６
１、６２ 鋳型、１３、２５、３３、４３ 空隙部、１
４、３４ 中子、１６、２６、３６、４４、５１ 保持
部材、１７ 超硬質粒子、１９ 硬化層形成材、２１、
２８、３９、４６、６５、６６ 硬化層、３７ リッパ
ーポイント、５０ 網目状構成。
１、６２ 鋳型、１３、２５、３３、４３ 空隙部、１
４、３４ 中子、１６、２６、３６、４４、５１ 保持
部材、１７ 超硬質粒子、１９ 硬化層形成材、２１、
２８、３９、４６、６５、６６ 硬化層、３７ リッパ
ーポイント、５０ 網目状構成。
Claims (3)
- 【請求項１】 超硬質な部材を部分的に備える耐摩耗部
品の鋳造方法において、溶湯に溶融可能な保持部材の内
部に、超硬質粒子からなる硬化層形成材を充填し、前記
充填後の前記保持部材を鋳型内に設置し、前記鋳型に溶
湯を注入し、前記溶湯に前記保持部材を溶融させると共
に、前記超硬質粒子を分散させ、前記溶湯を凝固させる
ことを特徴とする耐摩耗部品の鋳造方法。 - 【請求項２】 超硬質な部材を部分的に備える耐摩耗部
品の鋳造方法において、溶湯に溶融可能な保持部材の内
部に、超硬質粒子と黒鉛粉末および／又は金属粉からな
る硬化層形成材を充填し、前記充填後の前記保持部材を
鋳型内に設置し、前記鋳型に溶湯を注入し、前記溶湯に
前記保持部材を溶融させると共に、前記超硬質粒子を分
散させ、前記溶湯を凝固させることを特徴とする耐摩耗
部品の鋳造方法。 - 【請求項３】 前記保持部材は、前記硬化層形成材を充
填した、溶湯に溶融可能な軟鋼製パイプであることを特
徴とする請求項１又は２記載の耐摩耗部品の鋳造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6123337A JP2852867B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 耐摩耗部品の製造方法及びその耐摩耗部品 |
| KR1019950011127A KR100201049B1 (ko) | 1994-05-13 | 1995-05-08 | 내마모부품의 주조방법 |
| PCT/JP1995/000895 WO1995031304A1 (fr) | 1994-05-13 | 1995-05-10 | Procede de moulage de pieces resistant a l'usure |
| US08/737,477 US5785109A (en) | 1994-05-13 | 1995-05-10 | Method for casting wear resistant parts |
| CN95192959A CN1048205C (zh) | 1994-05-13 | 1995-05-10 | 耐磨损零件的铸造方法 |
| EP95918164A EP0759336A1 (en) | 1994-05-13 | 1995-05-10 | Method for casting wear resistant parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6123337A JP2852867B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 耐摩耗部品の製造方法及びその耐摩耗部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303956A true JPH07303956A (ja) | 1995-11-21 |
| JP2852867B2 JP2852867B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=14858076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6123337A Expired - Fee Related JP2852867B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 耐摩耗部品の製造方法及びその耐摩耗部品 |
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|---|---|
| US (1) | US5785109A (ja) |
| EP (1) | EP0759336A1 (ja) |
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| KR (1) | KR100201049B1 (ja) |
| CN (1) | CN1048205C (ja) |
| WO (1) | WO1995031304A1 (ja) |
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| JP2011503398A (ja) * | 2007-11-09 | 2011-01-27 | コンビ ウエア パーツ アーベー | セルフシャープニング形オートシグナリング摩耗部品 |
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| WO2017199922A1 (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | 株式会社小松製作所 | 耐摩耗部品およびその製造方法 |
| WO2019167896A1 (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | 株式会社小松製作所 | ツースアダプタおよびバケット |
| WO2020076085A1 (ko) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 성보공업주식회사 | 굴착기의 버킷용 투스 주조용 장치, 이를 이용한 굴착기의 버킷용 투스 제조방법 및 이로부터 제조한 굴착기의 버킷용 투스 |
| WO2021205969A1 (ja) * | 2020-04-09 | 2021-10-14 | 株式会社小松製作所 | 耐摩耗部品 |
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| JP4859844B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-01-25 | 株式会社キトー | 低温靭性に優れたリンクチェーンの熱処理法 |
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| US10196712B2 (en) * | 2012-11-08 | 2019-02-05 | Sandvik Hyperion AB | Low carbon steel and cemented carbide wear part |
| KR102483221B1 (ko) * | 2018-10-10 | 2022-12-30 | 성보공업주식회사 | 굴착기의 버킷용 투스 및 이의 제조방법 |
| MX2021011732A (es) * | 2019-03-27 | 2021-10-22 | Esco Group Llc | Labio para cucharon de excavadora. |
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| JPWO2021205968A1 (ja) * | 2020-04-09 | 2021-10-14 | ||
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1994
- 1994-05-13 JP JP6123337A patent/JP2852867B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-05-08 KR KR1019950011127A patent/KR100201049B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-05-10 US US08/737,477 patent/US5785109A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1995-05-10 EP EP95918164A patent/EP0759336A1/en not_active Withdrawn
- 1995-05-10 WO PCT/JP1995/000895 patent/WO1995031304A1/ja not_active Application Discontinuation
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