JPH1036935A - ＮｉＷ２Ｂ２基合金および機械構造部材 - Google Patents
ＮｉＷ２Ｂ２基合金および機械構造部材Info
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- JPH1036935A JPH1036935A JP19660996A JP19660996A JPH1036935A JP H1036935 A JPH1036935 A JP H1036935A JP 19660996 A JP19660996 A JP 19660996A JP 19660996 A JP19660996 A JP 19660996A JP H1036935 A JPH1036935 A JP H1036935A
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- Japan
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- alloy
- strength
- double boride
- amount
- corrosion resistance
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
- B29C45/62—Barrels or cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
- B29C45/60—Screws
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性に優れ、かつ高強度の耐摩耗合金を提
供する。 【解決手段】 重量比で、Ｗの含有率が６６〜８０％で
あり、前記Ｗの含有量に対応してＢ／Ｗ原子比で０．７
０〜１．２の範囲のＢを含有し、さらに残部がＮｉおよ
び不可避的不純物の組成よりなり、主にＮｉＷ2 Ｂ2 の
式で表わされる複硼化物の粒子がＮｉを主成分とする結
合相中に分散状態で存在する。
供する。 【解決手段】 重量比で、Ｗの含有率が６６〜８０％で
あり、前記Ｗの含有量に対応してＢ／Ｗ原子比で０．７
０〜１．２の範囲のＢを含有し、さらに残部がＮｉおよ
び不可避的不純物の組成よりなり、主にＮｉＷ2 Ｂ2 の
式で表わされる複硼化物の粒子がＮｉを主成分とする結
合相中に分散状態で存在する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮｉＷ2 Ｂ2 基合
金および機械構造部材に係り、特に、例えば、射出成形
機や押出成形機のシリンダ、スクリュー、プランジャの
ような耐食性、耐摩耗性および強度が同時に要求される
各種機械部品の構成材料として優れた性質を有するＮｉ
Ｗ2 Ｂ2 基合金および機械構造部材に関する。
金および機械構造部材に係り、特に、例えば、射出成形
機や押出成形機のシリンダ、スクリュー、プランジャの
ような耐食性、耐摩耗性および強度が同時に要求される
各種機械部品の構成材料として優れた性質を有するＮｉ
Ｗ2 Ｂ2 基合金および機械構造部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形機や押出成形機の重要な構成部
品であるシリンダ、スクリュー、プランジャ等といった
部材は、高圧力、高速度で圧送される流動体に常に接触
するために、材料の機械的性質としては、耐食性、耐摩
耗性および高強度が要求される。
品であるシリンダ、スクリュー、プランジャ等といった
部材は、高圧力、高速度で圧送される流動体に常に接触
するために、材料の機械的性質としては、耐食性、耐摩
耗性および高強度が要求される。
【０００３】従来、この種の高耐食性、耐摩耗性機械部
品の材料として、（イ）Ｎｉ基自溶合金、（ロ）ＷＣ粒
子分散Ｎｉ基自溶合金、（ハ）Ｍｏ−Ｎｉ系複硼化物合
金、および（ニ）耐食、耐摩耗Ｎｉ基合金が使用されて
いる。
品の材料として、（イ）Ｎｉ基自溶合金、（ロ）ＷＣ粒
子分散Ｎｉ基自溶合金、（ハ）Ｍｏ−Ｎｉ系複硼化物合
金、および（ニ）耐食、耐摩耗Ｎｉ基合金が使用されて
いる。
【０００４】（イ）Ｎｉ基自溶合金は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｂ
−Ｓｉ合金であり、窒化処理などの表面処理に較べて耐
食性、耐摩耗性に優れているため、鋼材表面の硬化材料
として広く用いられてきた。
−Ｓｉ合金であり、窒化処理などの表面処理に較べて耐
食性、耐摩耗性に優れているため、鋼材表面の硬化材料
として広く用いられてきた。
【０００５】（ロ）ＷＣ粒子分散Ｎｉ基自溶合金は、Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｂ−Ｓｉ合金にＷＣ粒子を微細に分散させた
合金であり、耐食性、耐摩耗性に優れているためプラス
チック成形機のバレル等の機械部品の材料として使われ
ている（特開昭６２−１９７２６４号公報）。
ｉ−Ｃｒ−Ｂ−Ｓｉ合金にＷＣ粒子を微細に分散させた
合金であり、耐食性、耐摩耗性に優れているためプラス
チック成形機のバレル等の機械部品の材料として使われ
ている（特開昭６２−１９７２６４号公報）。
【０００６】また、（ハ）Ｍｏ−Ｎｉ系複硼化物合金
は、Ｍｏ2 ＮｉＢ2 を主体とした硬質相をＮｉ基の結合
相によって結合した合金であり、耐摩耗性材料として十
分な機械的性質だけでなく耐食性に優れているため、高
腐食環境下で使用される耐摩耗材料に適しているもので
ある（特公平５−５８８９号公報）。
は、Ｍｏ2 ＮｉＢ2 を主体とした硬質相をＮｉ基の結合
相によって結合した合金であり、耐摩耗性材料として十
分な機械的性質だけでなく耐食性に優れているため、高
腐食環境下で使用される耐摩耗材料に適しているもので
ある（特公平５−５８８９号公報）。
【０００７】さらに、（ニ）耐食、耐摩耗Ｎｉ基合金
は、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ−Ｖ−Ｂ−Ｓｉ−Ｎｉ合金であり、
耐食性、耐摩耗性を必要とする射出成形機、押出成形機
の各種構成部材として有用な合金材料である（特開平６
−５７３６０号公報）。
は、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ−Ｖ−Ｂ−Ｓｉ−Ｎｉ合金であり、
耐食性、耐摩耗性を必要とする射出成形機、押出成形機
の各種構成部材として有用な合金材料である（特開平６
−５７３６０号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の合金材料は、耐摩耗性のあるものは耐食性が不十分で
あったり、耐摩耗性と耐食性が十分であっても強度の点
で十分でなかったりというように、耐摩耗性、耐食性、
および強度を併せ持った材料は見当たらないのが現状で
ある。
の合金材料は、耐摩耗性のあるものは耐食性が不十分で
あったり、耐摩耗性と耐食性が十分であっても強度の点
で十分でなかったりというように、耐摩耗性、耐食性、
および強度を併せ持った材料は見当たらないのが現状で
ある。
【０００９】すなわち、（イ）Ｎｉ基自溶合金は、苛酷
な使用条件下で使用される機械部品の材料としては耐食
性、耐摩耗性が十分でなく、強度は抗折力で約０．８Ｇ
Ｐａと小さいため高い応力のかかる機械部品には使用で
きない。
な使用条件下で使用される機械部品の材料としては耐食
性、耐摩耗性が十分でなく、強度は抗折力で約０．８Ｇ
Ｐａと小さいため高い応力のかかる機械部品には使用で
きない。
【００１０】（ロ）ＷＣ粒子分散Ｎｉ基合金は、ＷＣ粒
子を均一に分散しているため、優れた耐摩耗性、耐食性
を示すが、材料強度が抗折力で約０．９ＧＰａと小さく
高負荷機械部品への応用は難しい。
子を均一に分散しているため、優れた耐摩耗性、耐食性
を示すが、材料強度が抗折力で約０．９ＧＰａと小さく
高負荷機械部品への応用は難しい。
【００１１】また、（ハ）Ｍｏ−Ｎｉ系複合硼化物合金
は、耐食性、耐摩耗性に優れているが、抗折力は１．５
ＧＰａと充分とは云えない。
は、耐食性、耐摩耗性に優れているが、抗折力は１．５
ＧＰａと充分とは云えない。
【００１２】さらに、（ニ）耐食耐摩耗Ｎｉ基合金は、
耐食性が十分でなく、しかも硬度も低いため、高負荷機
械部品材料としては耐摩耗性が低い可能性がある。
耐食性が十分でなく、しかも硬度も低いため、高負荷機
械部品材料としては耐摩耗性が低い可能性がある。
【００１３】そこで、本発明は、耐食性、耐摩耗性に優
れ、かつ高強度を有し射出成形機や押出成形機の部材材
料に適した合金材料を提供することを目的としている。
れ、かつ高強度を有し射出成形機や押出成形機の部材材
料に適した合金材料を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係るＮｉ基耐食耐摩耗合金は、重量比
で、Ｗの含有率が６６〜８０％であり、前記Ｗの含有量
に対応してＢ／Ｗ原子比で０．７０〜１．２の範囲のＢ
を含有し、さらに残部がＮｉおよび不可避的不純物の組
成よりなり、主にＮｉＷ2 Ｂ2 の式で表わされる複硼化
物の粒子がＮｉを主成分とする結合相中に分散したこと
を特徴としている。
ために、本発明に係るＮｉ基耐食耐摩耗合金は、重量比
で、Ｗの含有率が６６〜８０％であり、前記Ｗの含有量
に対応してＢ／Ｗ原子比で０．７０〜１．２の範囲のＢ
を含有し、さらに残部がＮｉおよび不可避的不純物の組
成よりなり、主にＮｉＷ2 Ｂ2 の式で表わされる複硼化
物の粒子がＮｉを主成分とする結合相中に分散したこと
を特徴としている。
【００１５】以下、本発明に係る合金について更に具体
的に説明する。なお、以下の記載において量比を表す
「％」は、特に断らない限り重量％である。
的に説明する。なお、以下の記載において量比を表す
「％」は、特に断らない限り重量％である。
【００１６】本発明合金中の各成分の添加目的および組
成限定の理由は、次のとおりである。
成限定の理由は、次のとおりである。
【００１７】１．Ｗの含有量が６６〜８０％であるこ
と。
と。
【００１８】Ｗは、高温焼結時にＢ、Ｎｉと反応し微細
な複硼化物ＮｉＷ2 Ｂ2 を合金中に形成し、合金の抗折
力と硬度を高めるのに寄与する。特に、硬度は複硼化物
ＮｉＷ2 Ｂ2 の形成量が増えるにともなって増加する。
な複硼化物ＮｉＷ2 Ｂ2 を合金中に形成し、合金の抗折
力と硬度を高めるのに寄与する。特に、硬度は複硼化物
ＮｉＷ2 Ｂ2 の形成量が増えるにともなって増加する。
【００１９】Ｗ添加量の増加にともなって、複硼化物Ｎ
ｉＷ2 Ｂ2 の生成量も増加する。この複硼化物ＮｉＢ2
Ｗ2 の生成量の増加にともなって、合金の硬度が高まり
合金の耐摩耗性の著しい向上がもたらされるともに、合
金の強度の著しい向上がもたらされる。
ｉＷ2 Ｂ2 の生成量も増加する。この複硼化物ＮｉＢ2
Ｗ2 の生成量の増加にともなって、合金の硬度が高まり
合金の耐摩耗性の著しい向上がもたらされるともに、合
金の強度の著しい向上がもたらされる。
【００２０】ＮｉＷ2 Ｂ2 の生成量の増加は、耐食性の
向上にも効果を現す。この効果を現すのはＷ含有量が６
６％以上からである。Ｗが６６％以下では硬度が低下す
るので好ましくない。また、Ｗ含有量が８０％を越える
と抗折力が急激に低下するので好ましくない。これは、
残量のＮｉ量が減少することにより、ＮｉＷ2 Ｂ2 粒子
を結合する合金中の結合相が不足し、合金中に微小空孔
が形成されるためと考えられる。
向上にも効果を現す。この効果を現すのはＷ含有量が６
６％以上からである。Ｗが６６％以下では硬度が低下す
るので好ましくない。また、Ｗ含有量が８０％を越える
と抗折力が急激に低下するので好ましくない。これは、
残量のＮｉ量が減少することにより、ＮｉＷ2 Ｂ2 粒子
を結合する合金中の結合相が不足し、合金中に微小空孔
が形成されるためと考えられる。
【００２１】よってＷ含有量は６６〜８０％とする。
【００２２】２．Ｂについては、Ｗの含有量に応じて変
化させ、ＢとＷの原子比Ｂ／Ｗを０．７〜１．２とする
ように含有量を決定する。
化させ、ＢとＷの原子比Ｂ／Ｗを０．７〜１．２とする
ように含有量を決定する。
【００２３】Ｂは、前述のように、Ｗ、Ｎｉと複硼化物
ＮｉＷ2 Ｂ2 を形成する元素であり、合金の抗折力と硬
さを高める。
ＮｉＷ2 Ｂ2 を形成する元素であり、合金の抗折力と硬
さを高める。
【００２４】Ｂ添加量の増加、すなわちＢ／Ｗ原子比が
大きくなるに伴い、合金の硬度が増加する。しかし、Ｂ
／Ｗ原子比が大きくなると抗折力が急激に低下する。硬
度と抗折力のバランスからＢ／Ｗ原子比の上限は１．２
であり、これを超えると、Ｎｉ3 Ｂ等のＮｉ−Ｂ化合物
が生成され、抗折力を低下させるので好ましくない。。
大きくなるに伴い、合金の硬度が増加する。しかし、Ｂ
／Ｗ原子比が大きくなると抗折力が急激に低下する。硬
度と抗折力のバランスからＢ／Ｗ原子比の上限は１．２
であり、これを超えると、Ｎｉ3 Ｂ等のＮｉ−Ｂ化合物
が生成され、抗折力を低下させるので好ましくない。。
【００２５】これに対して、Ｂ／Ｗ原子比が小さく、
０．７以下ではＮｉＷ2 Ｂ2 の形成量が少くなるため十
分な硬度が得られず、従って耐摩耗性も不十分なものと
なる。また、焼結温度が高くなるとともに抗折力も低下
するので好ましくない。
０．７以下ではＮｉＷ2 Ｂ2 の形成量が少くなるため十
分な硬度が得られず、従って耐摩耗性も不十分なものと
なる。また、焼結温度が高くなるとともに抗折力も低下
するので好ましくない。
【００２６】よってＢ／Ｗ原子比は０．７〜１．２とす
る。
る。
【００２７】３．Ｎｉ：残部 Ｎｉは、Ｂ、Ｗと反応し、ＮｉＷ2 Ｂ2 粒子を形成する
とともに、ＮｉＷ2 Ｂ2 の形成に消費された後、残りの
Ｎｉが合金の結合相を形成する。Ｎｉ量が多い場合に
は、硬度が低下し、Ｎｉ量が限度以下になると、Ｎｉが
ＮｉＷ2 Ｂ2 の形成のみに消費され、結合相が形成され
ず合金の強度が著しく低下する。Ｎｉの結合相中には、
Ｗが固溶し、合金を固溶強化する。
とともに、ＮｉＷ2 Ｂ2 の形成に消費された後、残りの
Ｎｉが合金の結合相を形成する。Ｎｉ量が多い場合に
は、硬度が低下し、Ｎｉ量が限度以下になると、Ｎｉが
ＮｉＷ2 Ｂ2 の形成のみに消費され、結合相が形成され
ず合金の強度が著しく低下する。Ｎｉの結合相中には、
Ｗが固溶し、合金を固溶強化する。
【００２８】以上より、本発明に係るＮｉＷ2 Ｂ2 基合
金の組成は、Ｗ ６６〜８０％、さらに前記Ｗの含有量
に対応してＢ／Ｗ原子比で０．７〜１．２の範囲のＢ、
残部Ｎｉおよび不可避的不純物、とされる。
金の組成は、Ｗ ６６〜８０％、さらに前記Ｗの含有量
に対応してＢ／Ｗ原子比で０．７〜１．２の範囲のＢ、
残部Ｎｉおよび不可避的不純物、とされる。
【００２９】この組成は、本発明特有の効果を奏する範
囲内で、必要とされる耐食性、耐摩耗性および強度のバ
ランスに応じて任意に選定しうる範囲を示したものであ
る。
囲内で、必要とされる耐食性、耐摩耗性および強度のバ
ランスに応じて任意に選定しうる範囲を示したものであ
る。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的
に説明する。まず、下記表１に示す実施例１〜７の組成
に原料粉を配合し、回転ボールミルによりエチルアルコ
ール中で混合粉砕した。次いで、この混合合金粉末を乾
燥、プレス成形し、真空中で焼結した。この実施例１〜
７の焼結温度を表２に示す。焼結時間はいずれも１０分
間である。
に説明する。まず、下記表１に示す実施例１〜７の組成
に原料粉を配合し、回転ボールミルによりエチルアルコ
ール中で混合粉砕した。次いで、この混合合金粉末を乾
燥、プレス成形し、真空中で焼結した。この実施例１〜
７の焼結温度を表２に示す。焼結時間はいずれも１０分
間である。
【００３１】この製造方法により得た試料について、硬
さ、比摩耗量、耐食性、抗折力の各種性能試験を行なっ
た。各試験条件は以下の通りである。これらの試験結果
を表２に示す。 （１）摩耗試験（比摩耗量） 試験機：大越式迅速摩耗試験機 試験条件： 摩擦速度 ２．０ｍ／sec 摩擦距離 ６００ｍ 最終荷重 １８．６kgf 相手材料 ＳＫＤ１１（ＨＲＣ５８） （２）腐食試験 腐食液 塩酸２０％溶液（２２℃） 浸漬時間 ５Ｈｒ （３）抗折試験（抗折力） 試験方法 三点曲げ抗折試験（ＪＩＳ Ｈ５５０１
による） 試験片の寸法 ４×８×２４mm、研削加工
さ、比摩耗量、耐食性、抗折力の各種性能試験を行なっ
た。各試験条件は以下の通りである。これらの試験結果
を表２に示す。 （１）摩耗試験（比摩耗量） 試験機：大越式迅速摩耗試験機 試験条件： 摩擦速度 ２．０ｍ／sec 摩擦距離 ６００ｍ 最終荷重 １８．６kgf 相手材料 ＳＫＤ１１（ＨＲＣ５８） （２）腐食試験 腐食液 塩酸２０％溶液（２２℃） 浸漬時間 ５Ｈｒ （３）抗折試験（抗折力） 試験方法 三点曲げ抗折試験（ＪＩＳ Ｈ５５０１
による） 試験片の寸法 ４×８×２４mm、研削加工
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】 本発明合金と、比較例として４種の従来例合金とについ
て、焼結温度、腐食減量、比摩耗量、硬度、抗折力を比
較した。その結果を表３に示す。
て、焼結温度、腐食減量、比摩耗量、硬度、抗折力を比
較した。その結果を表３に示す。
【００３４】
【表３】 表２及び表３からわかる様に、本発明合金は、従来の合
金に比較して、耐食性、耐摩耗性、強度（抗折力）が満
遍無く上位を占めており、総合的に優れた性能を示して
いる。特に、腐食減量は、０．０５７mg／cm2 ・hr以下
と、極めて優れた耐食性を示した。しかも、強度につい
ても従来合金に較べて格段に向上しており、耐食性、耐
摩耗性に加えて高強度を兼ね備えた合金材料であること
がわかる。
金に比較して、耐食性、耐摩耗性、強度（抗折力）が満
遍無く上位を占めており、総合的に優れた性能を示して
いる。特に、腐食減量は、０．０５７mg／cm2 ・hr以下
と、極めて優れた耐食性を示した。しかも、強度につい
ても従来合金に較べて格段に向上しており、耐食性、耐
摩耗性に加えて高強度を兼ね備えた合金材料であること
がわかる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、耐食性、
耐摩耗性に優れるとともに、かつ、高強度を併せ持ち、
高負荷のかかる、例えば、射出成形機や押出成形機のシ
リンダ、スクリュー、プランジャなどの機械部品に適し
た合金材料が得られた。
耐摩耗性に優れるとともに、かつ、高強度を併せ持ち、
高負荷のかかる、例えば、射出成形機や押出成形機のシ
リンダ、スクリュー、プランジャなどの機械部品に適し
た合金材料が得られた。
Claims (2)
- 【請求項１】重量比で、Ｗの含有率が６６〜８０％であ
り、 前記Ｗの含有量に対応してＢ／Ｗ原子比で０．７０〜
１．２の範囲のＢを含有し、 さらに残部がＮｉおよび不可避的不純物の組成よりな
り、 主にＮｉＷ2 Ｂ2 の式で表わされる複硼化物の粒子がＮ
ｉを主成分とする結合相中に分散したことを特徴とする
ＮｉＷ2 Ｂ2 基合金。 - 【請求項２】請求項１に記載のＮｉＷ2 Ｂ2 基合金を材
質とする射出成形機または押出成形機に使用される機械
構造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19660996A JPH1036935A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | ＮｉＷ２Ｂ２基合金および機械構造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19660996A JPH1036935A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | ＮｉＷ２Ｂ２基合金および機械構造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036935A true JPH1036935A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16360610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19660996A Pending JPH1036935A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | ＮｉＷ２Ｂ２基合金および機械構造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1036935A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000289067A (ja) * | 1999-04-09 | 2000-10-17 | Japan Crown Cork Co Ltd | 射出成形における材料焼け防止方法 |
| CN103981398A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 湘潭大学 | 一种高性能金属陶瓷覆层材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP19660996A patent/JPH1036935A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000289067A (ja) * | 1999-04-09 | 2000-10-17 | Japan Crown Cork Co Ltd | 射出成形における材料焼け防止方法 |
| CN103981398A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 湘潭大学 | 一种高性能金属陶瓷覆层材料及其制备方法 |
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