JPH09271983A - 摺動部肉盛材料 - Google Patents
摺動部肉盛材料Info
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- JPH09271983A JPH09271983A JP8106696A JP8106696A JPH09271983A JP H09271983 A JPH09271983 A JP H09271983A JP 8106696 A JP8106696 A JP 8106696A JP 8106696 A JP8106696 A JP 8106696A JP H09271983 A JPH09271983 A JP H09271983A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬度が高く、肉盛施工性に優れ、摺動性が良
い摺動部肉盛材料を提供する。 【解決手段】 母材へ溶着して肉盛する金属材料であっ
て、コバルトとモリブデンとケイ素とクロムと炭化クロ
ムとを含むコバルト基合金で、その組成分比が、Ｍｏ；
２５〜３５％、Ｓｉ；２〜４％、Ｃｒ；１０〜２０％、
ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％、Ｃｏ；残部、をなす。
い摺動部肉盛材料を提供する。 【解決手段】 母材へ溶着して肉盛する金属材料であっ
て、コバルトとモリブデンとケイ素とクロムと炭化クロ
ムとを含むコバルト基合金で、その組成分比が、Ｍｏ；
２５〜３５％、Ｓｉ；２〜４％、Ｃｒ；１０〜２０％、
ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％、Ｃｏ；残部、をなす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弁の弁座や軸受等
の摺動部において肉盛するための金属材料に係り、摺動
部肉盛材料に関する。
の摺動部において肉盛するための金属材料に係り、摺動
部肉盛材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の弁の一例として、図５にボール弁
の構造を示す。図５において、弁箱１は内部に弁箱流路
２を開閉するボール弁体３を有している。ボール弁体３
は流体が通る弁体流路４を有し、弁棒５の軸心廻りに回
動することにより、弁体流路４が弁箱流路２に対応する
位置と、壁面部３ａが弁箱流路２に対向する位置とに亘
って回転する。
の構造を示す。図５において、弁箱１は内部に弁箱流路
２を開閉するボール弁体３を有している。ボール弁体３
は流体が通る弁体流路４を有し、弁棒５の軸心廻りに回
動することにより、弁体流路４が弁箱流路２に対応する
位置と、壁面部３ａが弁箱流路２に対向する位置とに亘
って回転する。
【０００３】弁箱１とボール弁体３の間には弁座６が介
装してあり、ボール弁体３に対向する弁座６の一側面が
弁座シールをなし、弁体シールをなすボール弁体３の外
周面に弁座シールが摺接する。弁座６と弁箱１の間には
弁座加圧板７が設けてあり、弁座加圧板７は弾性により
弁座６をボール弁体３に対して密接するように付勢して
いる。
装してあり、ボール弁体３に対向する弁座６の一側面が
弁座シールをなし、弁体シールをなすボール弁体３の外
周面に弁座シールが摺接する。弁座６と弁箱１の間には
弁座加圧板７が設けてあり、弁座加圧板７は弾性により
弁座６をボール弁体３に対して密接するように付勢して
いる。
【０００４】このように、ボール弁の構造においては、
弁座６がボール弁体３に当接する状態でボール弁体３が
開閉動作を行うので、ボール弁体３の開閉動作時にボー
ル弁体３と弁座６との摺接を避けることができなかっ
た。
弁座６がボール弁体３に当接する状態でボール弁体３が
開閉動作を行うので、ボール弁体３の開閉動作時にボー
ル弁体３と弁座６との摺接を避けることができなかっ
た。
【０００５】ところで、弁座や軸受等の摺動部には金属
材料の肉盛を行って耐摩耗性や耐腐食性を確保してい
る。金属材料の肉盛によりメタルタッチの弁座シールを
形成する場合には、弁座シールの摺動摩耗や焼き付けを
防止するために、弁体の開閉動作時に弁体シールと弁座
シールとが出来るだけ接触しないで弁体が移動できる構
造が望ましいが、上述したように、弁の構造や使用条件
等から開閉動作時において弁体シールと弁座シールの接
触を回避することができない場合が多かった。
材料の肉盛を行って耐摩耗性や耐腐食性を確保してい
る。金属材料の肉盛によりメタルタッチの弁座シールを
形成する場合には、弁座シールの摺動摩耗や焼き付けを
防止するために、弁体の開閉動作時に弁体シールと弁座
シールとが出来るだけ接触しないで弁体が移動できる構
造が望ましいが、上述したように、弁の構造や使用条件
等から開閉動作時において弁体シールと弁座シールの接
触を回避することができない場合が多かった。
【０００６】この弁座シールの肉盛に使用する金属材料
としては、一般的にステライトが用いられている。ステ
ライトには種々のものが存在するが、表１に組成の一例
を示す。
としては、一般的にステライトが用いられている。ステ
ライトには種々のものが存在するが、表１に組成の一例
を示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１に示すように、ステライトは、Ｃｒ，
Ｗ，Ｆｅを含むＣｏベースの合金であり、硬さが高く、
耐摩耗性と耐食性とを有し、特に高温でも硬さの減少が
少ないという特徴がある。
Ｗ，Ｆｅを含むＣｏベースの合金であり、硬さが高く、
耐摩耗性と耐食性とを有し、特に高温でも硬さの減少が
少ないという特徴がある。
【０００９】Ｃｏ合金の肉盛方法としては、プラズマト
ランスファードアーク法（以下ＰＴＡ法と称す）があ
る。このＰＴＡ法は、プラズマアークトーチ内に肉盛用
粉末材料を導入し、移行型のプラズマアークにより母材
へ溶着するものであり、肉盛用粉末材料は不活性ガスに
より圧送している。また、一般的なプラズマ溶射法は、
非移行型アークを用いるので母材は全く溶融せず、溶射
被膜と母材は機械的に結合しているのに対し、ＰＴＡ法
では、アークが母材に移行するので、溶接金属は冶金的
に溶着する。
ランスファードアーク法（以下ＰＴＡ法と称す）があ
る。このＰＴＡ法は、プラズマアークトーチ内に肉盛用
粉末材料を導入し、移行型のプラズマアークにより母材
へ溶着するものであり、肉盛用粉末材料は不活性ガスに
より圧送している。また、一般的なプラズマ溶射法は、
非移行型アークを用いるので母材は全く溶融せず、溶射
被膜と母材は機械的に結合しているのに対し、ＰＴＡ法
では、アークが母材に移行するので、溶接金属は冶金的
に溶着する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ステライトは組成分の
比率が異なるものにおいて種々の物理的特性を示すが、
硬度が高く耐摩耗性が高いステライトのほど、施工性が
悪くなり、肉盛時に欠陥が生じ易く、機械加工性が悪く
なる問題があった。また、摺動性の点からみれば、ステ
ライトは必ずしも適材ではなく、摺動によってスクラッ
チが入り易く、ひどい場合には焼き付けを起こす問題が
あった。
比率が異なるものにおいて種々の物理的特性を示すが、
硬度が高く耐摩耗性が高いステライトのほど、施工性が
悪くなり、肉盛時に欠陥が生じ易く、機械加工性が悪く
なる問題があった。また、摺動性の点からみれば、ステ
ライトは必ずしも適材ではなく、摺動によってスクラッ
チが入り易く、ひどい場合には焼き付けを起こす問題が
あった。
【００１１】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、硬度が高く、肉盛施工性に優れ、摺動性が良い摺動
部肉盛材料を提供することを目的とする。
り、硬度が高く、肉盛施工性に優れ、摺動性が良い摺動
部肉盛材料を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の摺動部肉盛材料は、母材へ溶着して肉
盛する金属材料であって、コバルトとモリブデンとケイ
素とクロムと炭化クロムとを含むコバルト基合金で、そ
の組成分比が、Ｍｏ；２５〜３５％、Ｓｉ；２〜４％、
Ｃｒ；１０〜２０％、ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％、Ｃ
ｏ；残部、をなすものである。
ために、本発明の摺動部肉盛材料は、母材へ溶着して肉
盛する金属材料であって、コバルトとモリブデンとケイ
素とクロムと炭化クロムとを含むコバルト基合金で、そ
の組成分比が、Ｍｏ；２５〜３５％、Ｓｉ；２〜４％、
Ｃｒ；１０〜２０％、ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％、Ｃ
ｏ；残部、をなすものである。
【００１３】ここで、金属材料は、移行型のプラズマア
ークにより母材へ溶着するに適した粉末状をなすもので
ある。
ークにより母材へ溶着するに適した粉末状をなすもので
ある。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本実施形態において、肉盛対象とな
る母材は弁の弁座や軸受等の摺動部であり、肉盛方法と
してＰＴＡ法を使用する。肉盛する金属材料は、コバル
トとモリブデンとケイ素とクロムと炭化クロムとを含む
コバルト基合金で、その組成分比が、Ｍｏ；２５〜３５
％、Ｓｉ；２〜４％、Ｃｒ；１０〜２０％、ＣｒｍＣ
ｎ；２．５〜２０％、Ｃｏ；残部、をなし、形状がＰＴ
Ａ法における移行型のプラズマアークで母材へ溶着する
に適した粉末状をなしている。
基づいて説明する。本実施形態において、肉盛対象とな
る母材は弁の弁座や軸受等の摺動部であり、肉盛方法と
してＰＴＡ法を使用する。肉盛する金属材料は、コバル
トとモリブデンとケイ素とクロムと炭化クロムとを含む
コバルト基合金で、その組成分比が、Ｍｏ；２５〜３５
％、Ｓｉ；２〜４％、Ｃｒ；１０〜２０％、ＣｒｍＣ
ｎ；２．５〜２０％、Ｃｏ；残部、をなし、形状がＰＴ
Ａ法における移行型のプラズマアークで母材へ溶着する
に適した粉末状をなしている。
【００１５】Ｃｏ；残部 Ｃｏは、Ｃｒ，Ｍｏ等の元素を固溶化させ、組織基地を
構成する主元素であり、肉盛する金属材料の摺動性に支
配的な影響を与えるＬａｖｅｓ相の生成を助長し、脆弱
なＬａｖｅｓ相の性質を補う重要な元素である。
構成する主元素であり、肉盛する金属材料の摺動性に支
配的な影響を与えるＬａｖｅｓ相の生成を助長し、脆弱
なＬａｖｅｓ相の性質を補う重要な元素である。
【００１６】Ｍｏ；２５〜３５％ Ｍｏは、肉盛する金属材料のＬａｖｅｓ相を生成し、耐
摺動特性を向上させる元素であり、３５％を越えて添加
しても効果は飽和し、脆弱化する。
摺動特性を向上させる元素であり、３５％を越えて添加
しても効果は飽和し、脆弱化する。
【００１７】Ｓｉ；２〜４％ Ｓｉは、Ｍｏと同様に肉盛する金属材料のＬａｖｅｓ相
を生成して、その耐摺動性を向上させる元素であり、組
成分比が４％を越えて添加しても効果は飽和し、脆弱化
する。
を生成して、その耐摺動性を向上させる元素であり、組
成分比が４％を越えて添加しても効果は飽和し、脆弱化
する。
【００１８】Ｃｒ；１０〜２０％ Ｃｒは、盛金層の耐酸化性を向上させる元素であり、組
成分比が２０％を越えるとＬａｖｅｓ相の生成を妨げる
とともに、脆弱化する。
成分比が２０％を越えるとＬａｖｅｓ相の生成を妨げる
とともに、脆弱化する。
【００１９】ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％ ＣｒｍＣｎは、盛金層の摺動特性を向上させるととも
に、合金溶融状態での流動性を良好にさせるもので、結
果として盛金層中のブローホール、欠陥等の発生を低減
するものであり、組成分比が２０％を越えるとＬａｖｅ
ｓ相の生成に支障を来す。
に、合金溶融状態での流動性を良好にさせるもので、結
果として盛金層中のブローホール、欠陥等の発生を低減
するものであり、組成分比が２０％を越えるとＬａｖｅ
ｓ相の生成に支障を来す。
【００２０】肉盛に際しては、上述した粉末状の金属材
料を不活性ガスによりプラズマアークトーチ内に導入
し、移行型のプラズマアークにより弁座等を形成する母
材へ溶着する。この時、アークの母材への移行により、
粉末状の金属材料は冶金的に母材へ溶着する。
料を不活性ガスによりプラズマアークトーチ内に導入
し、移行型のプラズマアークにより弁座等を形成する母
材へ溶着する。この時、アークの母材への移行により、
粉末状の金属材料は冶金的に母材へ溶着する。
【００２１】図１に、本発明に係る金属材料Ａ（粉末組
成比Ｍｏ；２７．５％，Ｓｉ；３％，Ｃｒ；１５％，Ｃ
ｒ3 Ｃ2 ；１０％）の各温度における硬さを、種々の供
試材料とともに示す。図１において供試材料ａ１はステ
ライトNo. ６、供試材料ａ２はステライトNo. １２、供
試材料ａ３は１３Ｃｒステンレス鋼、供試材料ａ４はス
テライトNo. １、供試材料ａ５は１８−４−１高速度鋼
である。
成比Ｍｏ；２７．５％，Ｓｉ；３％，Ｃｒ；１５％，Ｃ
ｒ3 Ｃ2 ；１０％）の各温度における硬さを、種々の供
試材料とともに示す。図１において供試材料ａ１はステ
ライトNo. ６、供試材料ａ２はステライトNo. １２、供
試材料ａ３は１３Ｃｒステンレス鋼、供試材料ａ４はス
テライトNo. １、供試材料ａ５は１８−４−１高速度鋼
である。
【００２２】図２に、本発明に係る金属材料Ａとステラ
イトNo. ６とを、先に図５として説明したボール弁の弁
座に肉盛した場合の比較結果を示す。試験は、窒素ガス
を２０Ｋｇｆ／ｃｍ2 で供給して弁に５ｋの差圧を作用
させる状態で、ボール弁体を開閉作動させ、規定回数毎
に弁座漏れ量を測定した。本発明の材料は傷の発生が少
なく、耐摩耗性がよいので耐久性が良い。
イトNo. ６とを、先に図５として説明したボール弁の弁
座に肉盛した場合の比較結果を示す。試験は、窒素ガス
を２０Ｋｇｆ／ｃｍ2 で供給して弁に５ｋの差圧を作用
させる状態で、ボール弁体を開閉作動させ、規定回数毎
に弁座漏れ量を測定した。本発明の材料は傷の発生が少
なく、耐摩耗性がよいので耐久性が良い。
【００２３】図１および図２から明らかなように、本発
明に係る金属材料によれば、ステライトNo. １以上の高
硬度を確保しながらも、その施工性はステライトNo. ６
よりもよく、ステライトに比べて耐摩耗性が高く、傷や
焼付が生じ難いので、耐久性が向上した。
明に係る金属材料によれば、ステライトNo. １以上の高
硬度を確保しながらも、その施工性はステライトNo. ６
よりもよく、ステライトに比べて耐摩耗性が高く、傷や
焼付が生じ難いので、耐久性が向上した。
【００２４】図３は、粉末にＣｒm Ｃn を含まない合金
（０％）と本発明に係る（５％、１０％、２０％のＣｒ
を含有させたもの）金属材料との常温硬度の比較を示す
ものである。図３に示す各値は、常温における摺動テス
ト（ＲＴ試験）後に測定した常温硬度と、試験片の表面
を再研削し、同一試験片により５００℃から８００℃ま
での各温度における摺動試験を行って後に測定した常温
硬度を示すものである。図３より粉末にＣｒm Ｃn を
２．５〜２０％含有することで硬度が上昇すると共に施
工性を容易化できる。また、Ｃｒm Ｃn の含有量を調節
することによっても硬度をコントロールできる。
（０％）と本発明に係る（５％、１０％、２０％のＣｒ
を含有させたもの）金属材料との常温硬度の比較を示す
ものである。図３に示す各値は、常温における摺動テス
ト（ＲＴ試験）後に測定した常温硬度と、試験片の表面
を再研削し、同一試験片により５００℃から８００℃ま
での各温度における摺動試験を行って後に測定した常温
硬度を示すものである。図３より粉末にＣｒm Ｃn を
２．５〜２０％含有することで硬度が上昇すると共に施
工性を容易化できる。また、Ｃｒm Ｃn の含有量を調節
することによっても硬度をコントロールできる。
【００２５】図４は、合金の各温度における摩擦係数を
示すものであり、粉末にＣｒ3 Ｃ2を含有しない場合
と、本発明の合金においてＣｒ3 Ｃ2 の量を５〜１０％
含有させた場合の試験結果である。
示すものであり、粉末にＣｒ3 Ｃ2を含有しない場合
と、本発明の合金においてＣｒ3 Ｃ2 の量を５〜１０％
含有させた場合の試験結果である。
【００２６】図３および図４から明らかなように、Ｃｒ
3 Ｃ2 量の増加に伴って硬度が高くなり、摩擦係数が低
下する傾向が明らかである。
3 Ｃ2 量の増加に伴って硬度が高くなり、摩擦係数が低
下する傾向が明らかである。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、組
成分比を、Ｍｏ；２５〜３５％、Ｓｉ；２〜４％、Ｃ
ｒ；１０〜２０％、ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％、Ｃ
ｏ；残部とすることにより、硬度が高く、肉盛施工性に
優れ、摺動性が良い摺動部肉盛材料を具現することがで
きる。
成分比を、Ｍｏ；２５〜３５％、Ｓｉ；２〜４％、Ｃ
ｒ；１０〜２０％、ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％、Ｃ
ｏ；残部とすることにより、硬度が高く、肉盛施工性に
優れ、摺動性が良い摺動部肉盛材料を具現することがで
きる。
【図１】本発明に係る金属材料と他の供試材料の各温度
における硬度の比較を示す図である。
における硬度の比較を示す図である。
【図２】本発明に係る金属材料とステライトとの摺動テ
ストでの各作動回数における弁座漏れ量を示す図であ
る。
ストでの各作動回数における弁座漏れ量を示す図であ
る。
【図３】本発明に係る金属材料の一例と粉末にＣｒ3 Ｃ
2 を含まない材料の常温硬度の比較を示す図である。
2 を含まない材料の常温硬度の比較を示す図である。
【図４】本発明に係る金属材料の一例と粉末にＣｒ3 Ｃ
2 を含まない材料との各温度における摩擦係数を示す図
である。
2 を含まない材料との各温度における摩擦係数を示す図
である。
【図５】ボール弁の構成を示す断面図である。
１ 弁箱 ３ 弁箱流路 ４ 弁体流路 ５ 弁棒 ６ 弁座
Claims (2)
- 【請求項１】 母材へ溶着して肉盛する金属材料であっ
て、コバルトとモリブデンとケイ素とクロムと炭化クロ
ムとを含むコバルト基合金で、その組成分比が、Ｍｏ；
２５〜３５％、Ｓｉ；２〜４％、Ｃｒ；１０〜２０％、
ＣｒｍＣｎ；２．５〜２０％、Ｃｏ；残部、をなすこと
を特徴とする摺動部肉盛材料。 - 【請求項２】 金属材料は、移行型のプラズマアークに
より母材へ溶着するに適した粉末状をなすことを特徴と
する請求項１記載の摺動部肉盛材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8106696A JPH09271983A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 摺動部肉盛材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8106696A JPH09271983A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 摺動部肉盛材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09271983A true JPH09271983A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13736030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8106696A Pending JPH09271983A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 摺動部肉盛材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09271983A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001073702A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-03-21 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンの熱媒体供給部品の潤滑システム |
| JP4517008B1 (ja) * | 2009-12-16 | 2010-08-04 | 住友金属工業株式会社 | 高温材搬送用部材 |
| JP2012232336A (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-29 | Daido Steel Co Ltd | 高硬度肉盛合金粉末 |
| JP2013128976A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Shin Nippon Yogyo Kk | 硬化肉盛用溶接材料とそれによる肉盛溶接層を有する機械部品 |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP8106696A patent/JPH09271983A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001073702A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-03-21 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンの熱媒体供給部品の潤滑システム |
| JP4517008B1 (ja) * | 2009-12-16 | 2010-08-04 | 住友金属工業株式会社 | 高温材搬送用部材 |
| WO2011074131A1 (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | 住友金属工業株式会社 | 高温材搬送用部材 |
| JP2011125885A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温材搬送用部材 |
| JP2012232336A (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-29 | Daido Steel Co Ltd | 高硬度肉盛合金粉末 |
| US9365913B2 (en) | 2011-05-09 | 2016-06-14 | Daido Steel Co., Ltd. | High-hardness hardfacing alloy powder |
| JP2013128976A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Shin Nippon Yogyo Kk | 硬化肉盛用溶接材料とそれによる肉盛溶接層を有する機械部品 |
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