JPH1046319A - 摺動部品の製造方法 - Google Patents
摺動部品の製造方法Info
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- JPH1046319A JPH1046319A JP20575996A JP20575996A JPH1046319A JP H1046319 A JPH1046319 A JP H1046319A JP 20575996 A JP20575996 A JP 20575996A JP 20575996 A JP20575996 A JP 20575996A JP H1046319 A JPH1046319 A JP H1046319A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属基材表面に、安価で摺動特性にすぐれた
合金材料からなる摺動部を、割れを生じることなく容易
にしかも厚く形成し得る摺動部品の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 合金材料の組成を、Ｃｒ 8〜27重量％、
Ｂ 1.0〜 4重量％、Ｓｉ2.0〜 6重量％、Ｃ 0.3〜 1.2
重量％、Ｆｅ 0.5〜 6重量％、および残部がＮｉとし、
かつ、摺動部を形成するにあたり、金属基材表面に合金
材料を主体としてなる予備処理層を形成し、次いでこの
予備処理層を金属基材とともに１０００〜１１５０℃に
加熱処理して合金材料を溶融させ、しかるのち冷却して
金属基材表面で合金材料を凝固させる。上記合金材料に
さらにＷＣを添加してもよい。真空あるいは水素雰囲気
下での加熱処理が望ましい。
合金材料からなる摺動部を、割れを生じることなく容易
にしかも厚く形成し得る摺動部品の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 合金材料の組成を、Ｃｒ 8〜27重量％、
Ｂ 1.0〜 4重量％、Ｓｉ2.0〜 6重量％、Ｃ 0.3〜 1.2
重量％、Ｆｅ 0.5〜 6重量％、および残部がＮｉとし、
かつ、摺動部を形成するにあたり、金属基材表面に合金
材料を主体としてなる予備処理層を形成し、次いでこの
予備処理層を金属基材とともに１０００〜１１５０℃に
加熱処理して合金材料を溶融させ、しかるのち冷却して
金属基材表面で合金材料を凝固させる。上記合金材料に
さらにＷＣを添加してもよい。真空あるいは水素雰囲気
下での加熱処理が望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属基材に表面硬
化処理を施し耐摩耗性や耐焼付き性を付与してなる摺動
部品の製造方法に関する。
化処理を施し耐摩耗性や耐焼付き性を付与してなる摺動
部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、たとえばバルブ、ロール、あ
るいはスクリューなどの摺動部品において、強度、剛
性、耐磨耗性などの種々の要求に応えるため、鉄鋼など
の金属材料からなる基材の摺動部位に表面硬化処理を施
し摩擦係数を低減させて、耐摩耗性や耐焼付き性などの
摺動特性を付与することが広く行われている。このよう
な表面硬化処理の方法の一つとして、たとえばステライ
トとよばれるＣｏ合金やΝｉ合金を、ΤＩＧ（Tungsten
Inert Gas）法やＰＴＡ(Plasma Transfer Arc )法、あ
るいは粉体肉盛溶接方法などによって、基材表面の摺動
部位に肉盛溶接する方法があげられる。
るいはスクリューなどの摺動部品において、強度、剛
性、耐磨耗性などの種々の要求に応えるため、鉄鋼など
の金属材料からなる基材の摺動部位に表面硬化処理を施
し摩擦係数を低減させて、耐摩耗性や耐焼付き性などの
摺動特性を付与することが広く行われている。このよう
な表面硬化処理の方法の一つとして、たとえばステライ
トとよばれるＣｏ合金やΝｉ合金を、ΤＩＧ（Tungsten
Inert Gas）法やＰＴＡ(Plasma Transfer Arc )法、あ
るいは粉体肉盛溶接方法などによって、基材表面の摺動
部位に肉盛溶接する方法があげられる。
【０００３】このステライト（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｗ−Ｃ合
金）は、溶接割れが生じにくいなど溶接施工性にすぐれ
ることから、大型の摺動部品や肉厚の摺動部が要求され
るような摺動部品には多用されるものの、Νｉ合金に比
べ高価である。また、肉盛溶接という方法は、摺動部位
が部品の内周面にある場合、とくに施工のための工具が
入らないほど内径が小さい場合や長尺の場合には、施工
が難しいという難点もあった。
金）は、溶接割れが生じにくいなど溶接施工性にすぐれ
ることから、大型の摺動部品や肉厚の摺動部が要求され
るような摺動部品には多用されるものの、Νｉ合金に比
べ高価である。また、肉盛溶接という方法は、摺動部位
が部品の内周面にある場合、とくに施工のための工具が
入らないほど内径が小さい場合や長尺の場合には、施工
が難しいという難点もあった。
【０００４】そこで近年、より安価な摺動部材を求め、
ステライトの代替を目的として、Ｎｉを基体とした各種
肉盛合金の開発が進められている。そのようなΝｉ合金
の例としては、たとえば従来よりコルモノイ（米国ウォ
ールコルモノイ社商標）として知られるＮｉ−Ｃｒ−Ｂ
−Ｓｉ系の肉盛合金や、さらにＷＣを添加したＮｉ−Ｃ
ｒ−Β−Ｓｉ系の肉盛合金などがあげられる。これらの
Νｉ合金は、ステライトよりもさらに耐摩耗性や耐焼付
き性にすぐれるという長所を有している。
ステライトの代替を目的として、Ｎｉを基体とした各種
肉盛合金の開発が進められている。そのようなΝｉ合金
の例としては、たとえば従来よりコルモノイ（米国ウォ
ールコルモノイ社商標）として知られるＮｉ−Ｃｒ−Ｂ
−Ｓｉ系の肉盛合金や、さらにＷＣを添加したＮｉ−Ｃ
ｒ−Β−Ｓｉ系の肉盛合金などがあげられる。これらの
Νｉ合金は、ステライトよりもさらに耐摩耗性や耐焼付
き性にすぐれるという長所を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のΝｉ合金は硬度が高く溶接施工性が充分ではないこと
から、通常行われるようなΤＩＧ溶接法やＰＴΑ溶接法
などにより肉盛溶接施工された場合に、ステライトに比
べて溶接割れが発生し易いという難点があった。また、
これらΝｉ合金の肉盛溶接は、摺動部位が内周面である
場合に、ステライトよりもさらに施工性が悪いという難
点もあった。なお、これらのΝｉ合金は溶射施工も可能
ではあるが、溶射施工により摺動特性にすぐれた被膜を
厚く形成することは容易でなく、通常、得られる摺動部
の厚さはたかだか１．５ｍｍ程度であった。上記事情の
ため、現状ではこれらのΝｉ合金を、大型の摺動部品や
肉厚の摺動部が要求されるような摺動部品へ適用するこ
とは困難であった。
のΝｉ合金は硬度が高く溶接施工性が充分ではないこと
から、通常行われるようなΤＩＧ溶接法やＰＴΑ溶接法
などにより肉盛溶接施工された場合に、ステライトに比
べて溶接割れが発生し易いという難点があった。また、
これらΝｉ合金の肉盛溶接は、摺動部位が内周面である
場合に、ステライトよりもさらに施工性が悪いという難
点もあった。なお、これらのΝｉ合金は溶射施工も可能
ではあるが、溶射施工により摺動特性にすぐれた被膜を
厚く形成することは容易でなく、通常、得られる摺動部
の厚さはたかだか１．５ｍｍ程度であった。上記事情の
ため、現状ではこれらのΝｉ合金を、大型の摺動部品や
肉厚の摺動部が要求されるような摺動部品へ適用するこ
とは困難であった。
【０００６】本発明は、このような従来の摺動部品の製
造方法の難点を解消するために成されたものであり、耐
摩耗性や耐焼付き性にすぐれ安価なΝｉ−Ｃｒ−Β−Ｓ
ｉ系合金、あるいはＷＣを添加したΝｉ−Ｃｒ−Ｂ−Ｓ
ｉ系合金を、基材表面の摺動部位に割れを発生させるこ
となく肉厚に施工することが可能であって、基材の内周
面への施工も容易な摺動部品の製造方法を提供すること
を、その目的としている。
造方法の難点を解消するために成されたものであり、耐
摩耗性や耐焼付き性にすぐれ安価なΝｉ−Ｃｒ−Β−Ｓ
ｉ系合金、あるいはＷＣを添加したΝｉ−Ｃｒ−Ｂ−Ｓ
ｉ系合金を、基材表面の摺動部位に割れを発生させるこ
となく肉厚に施工することが可能であって、基材の内周
面への施工も容易な摺動部品の製造方法を提供すること
を、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の摺動部品の製造
方法は、金属基材表面に合金材料からなる摺動部を形成
する摺動部品の製造方法において、前記合金材料の組成
が、Ｃｒ 8〜27重量％、Ｂ 1.0〜 4重量％、Ｓｉ 2.0〜
6重量％、Ｃ 0.3〜 1.2重量％、Ｆｅ 0.5〜 6重量％、
および残部がＮｉであり、かつ、前記摺動部を形成する
にあたり、前記金属基材表面に前記合金材料を主体とし
てなる予備処理層を形成し、次いでこの予備処理層を前
記金属基材とともに１０００〜１１５０℃に加熱処理し
て前記合金材料を溶融させ、しかるのち冷却して前記金
属基材表面で前記合金材料を凝固させるようにしたこと
を特徴としている。
方法は、金属基材表面に合金材料からなる摺動部を形成
する摺動部品の製造方法において、前記合金材料の組成
が、Ｃｒ 8〜27重量％、Ｂ 1.0〜 4重量％、Ｓｉ 2.0〜
6重量％、Ｃ 0.3〜 1.2重量％、Ｆｅ 0.5〜 6重量％、
および残部がＮｉであり、かつ、前記摺動部を形成する
にあたり、前記金属基材表面に前記合金材料を主体とし
てなる予備処理層を形成し、次いでこの予備処理層を前
記金属基材とともに１０００〜１１５０℃に加熱処理し
て前記合金材料を溶融させ、しかるのち冷却して前記金
属基材表面で前記合金材料を凝固させるようにしたこと
を特徴としている。
【０００８】本発明において、金属基材表面にΝｉ−Ｃ
ｒ−Β−Ｓｉ系合金あるいはＷＣを添加したΝｉ−Ｃｒ
−Β−Ｓｉ系合金からなる予備処理層を設ける方法とし
ては、金属基材と合金材料とを不均一に強熱するような
方法でなければ、とくに制限はない。たとえば、粉末形
状にした合金材料の溶射施工、あるいは粉末形状の合金
材料を樹脂バインダとともにペースト化し塗布などによ
り、前記金属基材表面に付着させる方法などが好適であ
る。また、金属基材表面に溝加工を施しその溝加工部へ
合金粉末を充填する方法、あるいはこれらの方法の組合
せなどを挙げることができる。
ｒ−Β−Ｓｉ系合金あるいはＷＣを添加したΝｉ−Ｃｒ
−Β−Ｓｉ系合金からなる予備処理層を設ける方法とし
ては、金属基材と合金材料とを不均一に強熱するような
方法でなければ、とくに制限はない。たとえば、粉末形
状にした合金材料の溶射施工、あるいは粉末形状の合金
材料を樹脂バインダとともにペースト化し塗布などによ
り、前記金属基材表面に付着させる方法などが好適であ
る。また、金属基材表面に溝加工を施しその溝加工部へ
合金粉末を充填する方法、あるいはこれらの方法の組合
せなどを挙げることができる。
【０００９】ガス溶射などの溶射施工によって予備処理
層を形成すれば、大型の摺動部品なども容易に形成する
ことができる。この溶射施工は、加熱処理されるまで合
金材料を金属基材表面に付着させておくためのものであ
る。合金粉末を樹脂バインダとともにペースト化したも
のを塗布して予備処理層を形成すれば、内周面に摺動部
位があり内径が小さい摺動部品も容易に製造が可能であ
る。
層を形成すれば、大型の摺動部品なども容易に形成する
ことができる。この溶射施工は、加熱処理されるまで合
金材料を金属基材表面に付着させておくためのものであ
る。合金粉末を樹脂バインダとともにペースト化したも
のを塗布して予備処理層を形成すれば、内周面に摺動部
位があり内径が小さい摺動部品も容易に製造が可能であ
る。
【００１０】本発明において、加熱処理の温度は、Νｉ
−Ｃｒ−Β−Ｓｉ系合金の固相線以上の１０００〜１１
５０℃の範囲が好ましい。１０００℃より低い場合には
合金材料の溶融が充分でなく、また金属基材との密着性
が低くなるおそれがある。一方、１１５０℃を超える場
合には、炭素鋼やステンレス鋼からなる基材の機械的特
性に悪影響を及ぼすおそれがあり、また被覆層である摺
動部と基材との相互拡散が促進され、被覆層の特性が低
下するおそれもある。したがって、本発明において加熱
処理温度は、１０００〜１１５０℃の範囲内が好まし
く、さらに好ましくは１０４０〜１１００℃の範囲であ
る。この温度条件は合金材料の液相線以上に限定する必
要はなく、液相線以下の温度でも緻密で密着性のよい被
覆層が形成可能である。
−Ｃｒ−Β−Ｓｉ系合金の固相線以上の１０００〜１１
５０℃の範囲が好ましい。１０００℃より低い場合には
合金材料の溶融が充分でなく、また金属基材との密着性
が低くなるおそれがある。一方、１１５０℃を超える場
合には、炭素鋼やステンレス鋼からなる基材の機械的特
性に悪影響を及ぼすおそれがあり、また被覆層である摺
動部と基材との相互拡散が促進され、被覆層の特性が低
下するおそれもある。したがって、本発明において加熱
処理温度は、１０００〜１１５０℃の範囲内が好まし
く、さらに好ましくは１０４０〜１１００℃の範囲であ
る。この温度条件は合金材料の液相線以上に限定する必
要はなく、液相線以下の温度でも緻密で密着性のよい被
覆層が形成可能である。
【００１１】本発明においては、表面に予備処理層を形
成した金属基材を加熱炉中に保持して上記温度の加熱処
理を行うことにより、基材と予備処理層とが同時に均一
に加熱されるため、溶接割れの発生を防ぐことができ
る。また、加熱処理温度をＮｉ−Ｃｒ−Β−Ｓｉ系合金
の液相線以下の温度とすることにより、加熱処理時の合
金材料の流動性が低減される。したがって、本発明の製
造方法によれば内周面施工で問題となるような合金材料
の垂れ落ちを防ぐことができる。
成した金属基材を加熱炉中に保持して上記温度の加熱処
理を行うことにより、基材と予備処理層とが同時に均一
に加熱されるため、溶接割れの発生を防ぐことができ
る。また、加熱処理温度をＮｉ−Ｃｒ−Β−Ｓｉ系合金
の液相線以下の温度とすることにより、加熱処理時の合
金材料の流動性が低減される。したがって、本発明の製
造方法によれば内周面施工で問題となるような合金材料
の垂れ落ちを防ぐことができる。
【００１２】本発明において、金属基材の表面に形成さ
れた予備処理層は、形成された段階では多量の空隙を含
み密度が低いが、上記温度の加熱処理により溶融凝固し
た後においては空隙がなくなり、緻密な合金材料からな
る摺動部が金属基材表面に形成される。予備処理の段階
では予備処理層に金属酸化物が混入した状態となってい
るが、このような酸化物の存在は、緻密な合金材料から
なる摺動部の形成を阻害することから、本発明において
加熱処理は、真空中あるいは水素雰囲気中で行われるこ
とがより望ましい。
れた予備処理層は、形成された段階では多量の空隙を含
み密度が低いが、上記温度の加熱処理により溶融凝固し
た後においては空隙がなくなり、緻密な合金材料からな
る摺動部が金属基材表面に形成される。予備処理の段階
では予備処理層に金属酸化物が混入した状態となってい
るが、このような酸化物の存在は、緻密な合金材料から
なる摺動部の形成を阻害することから、本発明において
加熱処理は、真空中あるいは水素雰囲気中で行われるこ
とがより望ましい。
【００１３】本発明において、金属基材としてはたとえ
ば炭素鋼やステンレス鋼などの鉄系材料や、インコネル
などのＮｉ系金属材料が使用可能である。
ば炭素鋼やステンレス鋼などの鉄系材料や、インコネル
などのＮｉ系金属材料が使用可能である。
【００１４】以下、本発明に係るＮｉ−Ｃｒ−Β−Ｓｉ
系合金組成における各元素の限定理由について説明す
る。
系合金組成における各元素の限定理由について説明す
る。
【００１５】クロム（Ｃｒ）は、合金材料の耐食性およ
び合金の素地を強化するために必要な成分であるが、 8
重量％より少ないときにはその強化効果が充分でなく、
27重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下する。し
たがって、本発明においてはＣｒを 8〜27重量％の範囲
で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは10〜26
重量％の範囲である。
び合金の素地を強化するために必要な成分であるが、 8
重量％より少ないときにはその強化効果が充分でなく、
27重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下する。し
たがって、本発明においてはＣｒを 8〜27重量％の範囲
で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは10〜26
重量％の範囲である。
【００１６】ホウ素（Ｂ）は、ホウ化物を生成して耐摩
耗性および強度を上昇させるのに有効な元素であるが、
1.0重量％より少ないときにはその効果が充分でなく、
4重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下する。し
たがって、本発明においてはＢを 1.0〜 4重量％の範囲
で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは 2.0〜
3.5重量％の範囲である。
耗性および強度を上昇させるのに有効な元素であるが、
1.0重量％より少ないときにはその効果が充分でなく、
4重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下する。し
たがって、本発明においてはＢを 1.0〜 4重量％の範囲
で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは 2.0〜
3.5重量％の範囲である。
【００１７】ケイ素（Ｓｉ）は、硅化物を生成して耐摩
耗性および強度を上昇させるのに有効な元素であるが、
2.0重量％より少ないときにはその効果が充分でなく、
6重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下する。し
たがって、本発明においてはＳｉを 2.0〜 6重量％の範
囲で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは 2.2
〜 4.5重量％の範囲である。
耗性および強度を上昇させるのに有効な元素であるが、
2.0重量％より少ないときにはその効果が充分でなく、
6重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下する。し
たがって、本発明においてはＳｉを 2.0〜 6重量％の範
囲で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは 2.2
〜 4.5重量％の範囲である。
【００１８】炭素（Ｃ）は、合金材料の耐摩耗性および
硬度を上昇させるのに有効な元素であって、合金材料中
0.3〜 1.2重量％含まれていることが望ましい。さらに
望ましくは 0.4〜 1.0重量％の範囲である。 0.3重量％
より少ないときには耐摩耗性も硬度も低下し、反対に
1.2重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下するた
め、ともに好ましくない。
硬度を上昇させるのに有効な元素であって、合金材料中
0.3〜 1.2重量％含まれていることが望ましい。さらに
望ましくは 0.4〜 1.0重量％の範囲である。 0.3重量％
より少ないときには耐摩耗性も硬度も低下し、反対に
1.2重量％を超えて多量に添加すると靭性が低下するた
め、ともに好ましくない。
【００１９】鉄（Ｆｅ）は、素地の強化および衝撃特性
を向上させるのに有効な元素であるが、 0.5重量％より
少ないときにはその効果が充分でなく、 6重量％を超え
て多量に添加すると機械的強度や摩耗特性が低下する。
したがって、本発明においてはＦｅを 0.5〜 6重量％の
範囲で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは1
〜 5重量％の範囲である。
を向上させるのに有効な元素であるが、 0.5重量％より
少ないときにはその効果が充分でなく、 6重量％を超え
て多量に添加すると機械的強度や摩耗特性が低下する。
したがって、本発明においてはＦｅを 0.5〜 6重量％の
範囲で含むことが望ましい。なお、さらに望ましくは1
〜 5重量％の範囲である。
【００２０】なお、上記元素のうちホウ素（Ｂ）とケイ
素（Ｓｉ）は、酸素との親和力が他のＮｉやＣｒなどの
金属元素よりも強いことから、上記役割の他に、発生し
た金属酸化物をホウケイ酸ガラス質スラグとして溶解し
て溶解中の合金材料表面へ浮上させるという、フラック
スとしての役割をも果たしている。したがって合金材料
組成中のＢとＳｉの存在は、冷却後の合金材料の層から
空隙を除去し基材との密着性が良好で緻密な摺動部の形
成に役立っている。
素（Ｓｉ）は、酸素との親和力が他のＮｉやＣｒなどの
金属元素よりも強いことから、上記役割の他に、発生し
た金属酸化物をホウケイ酸ガラス質スラグとして溶解し
て溶解中の合金材料表面へ浮上させるという、フラック
スとしての役割をも果たしている。したがって合金材料
組成中のＢとＳｉの存在は、冷却後の合金材料の層から
空隙を除去し基材との密着性が良好で緻密な摺動部の形
成に役立っている。
【００２１】さらに、上記した本発明に係わるＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｂ−Ｓｉ系合金に、耐摩耗性の向上を目的としてタ
ングステンカーバイド（ＷＣ）を加えることも可能であ
る。ＷＣの添加量が上記合金材料１００重量部に対して
３０重量部より少ない場合には耐摩耗性向上の効果が充
分でなく、６０重量部を超えて添加された場合には、均
一な被覆層の形成を妨げ靭性を低下させる。したがっ
て、本発明においてＷＣを添加する場合には、３０〜６
０重量部の範囲が望ましい。さらに望ましくは３５〜５
０％重量部の範囲である。
ｒ−Ｂ−Ｓｉ系合金に、耐摩耗性の向上を目的としてタ
ングステンカーバイド（ＷＣ）を加えることも可能であ
る。ＷＣの添加量が上記合金材料１００重量部に対して
３０重量部より少ない場合には耐摩耗性向上の効果が充
分でなく、６０重量部を超えて添加された場合には、均
一な被覆層の形成を妨げ靭性を低下させる。したがっ
て、本発明においてＷＣを添加する場合には、３０〜６
０重量部の範囲が望ましい。さらに望ましくは３５〜５
０％重量部の範囲である。
【００２２】なお、ＷＣをＮｉ−Ｃｒ−Β−Ｓｉ系合金
に加える場合には、バインダとしてコバルト（Ｃｏ）を
同時に添加することが望ましい。Ｃｏの添加量として
は、上記合金材料１００重量部に対して１〜５重量部が
望ましい。
に加える場合には、バインダとしてコバルト（Ｃｏ）を
同時に添加することが望ましい。Ｃｏの添加量として
は、上記合金材料１００重量部に対して１〜５重量部が
望ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。
明する。
【００２４】摺動部品の製造に先立ち、高周波溶解炉を
用いて各元素を次の表１に示す組成となるように溶解し
た後、ガスアトマイズ法により粉末化して、合金粉末を
製造した。なお、表１において、試料１および２は本発
明にしたがう組成のΝｉ−Ｃｒ−Β−Ｓｉ系合金粉末、
試料３は組成の一部が本発明にしたがわないΝｉ−Ｃｒ
−Β−Ｓｉ系合金粉末、そして試料４はＣｏ合金である
ステライトである。
用いて各元素を次の表１に示す組成となるように溶解し
た後、ガスアトマイズ法により粉末化して、合金粉末を
製造した。なお、表１において、試料１および２は本発
明にしたがう組成のΝｉ−Ｃｒ−Β−Ｓｉ系合金粉末、
試料３は組成の一部が本発明にしたがわないΝｉ−Ｃｒ
−Β−Ｓｉ系合金粉末、そして試料４はＣｏ合金である
ステライトである。
【００２５】
【表１】 実施例１ 図１は、本発明の方法により製造された摺動部品１の縦
断面図である。
断面図である。
【００２６】摺動部品１の製造にあたって、炭素鋼（Ｓ
２５Ｃ）からなる直径２００ｍｍ、厚さ５０ｍｍの円板
状の基材２の一方の板面上に、試料１の合金粉末をガス
溶射法によって厚さ４ｍｍとなるように付着させて、予
備処理層３を形成した。そして、予備処理層３が形成さ
れた基材１を、３×１０-4ｔｏｒｒの真空雰囲気中に保
持して温度１０８０℃で５分間の加熱処理を行った。そ
の後、常温にまで放冷したところ、合金材料からなる緻
密な被覆層４である摺動部が形成された摺動部品１が得
られた。その被覆層４に割れは認められなかった。
２５Ｃ）からなる直径２００ｍｍ、厚さ５０ｍｍの円板
状の基材２の一方の板面上に、試料１の合金粉末をガス
溶射法によって厚さ４ｍｍとなるように付着させて、予
備処理層３を形成した。そして、予備処理層３が形成さ
れた基材１を、３×１０-4ｔｏｒｒの真空雰囲気中に保
持して温度１０８０℃で５分間の加熱処理を行った。そ
の後、常温にまで放冷したところ、合金材料からなる緻
密な被覆層４である摺動部が形成された摺動部品１が得
られた。その被覆層４に割れは認められなかった。
【００２７】次に、このようにして得られた摺動部品１
の耐耗試験および耐焼付き性試験を行った。上記試験に
際して、摺動部品１から図２に示すような形状の試験片
５および６を採取した。摩耗試験は、１ｍ／ｓの周速度
で回転する試験片５に試験片６を互いに摺動部が接する
ように対向させて２０ｋｇの荷重で押し付け、距離にし
て１ｋｍ摺動後における試験片６の重量減少量を測定し
た。一方、耐焼付き性試験は、２つの試験片５、５を用
意し、試験片５同士を互いに摺動部が接するように対向
させて荷重１０ｋｇ／ｍｍ2 で押し付け、室温水中で一
方の試験片を１０ｍｍ／ｓの速度、２０ｍｍのストロー
クで１００回の往復動をさせた後、試験片表面の焼付き
の有無を調べた。
の耐耗試験および耐焼付き性試験を行った。上記試験に
際して、摺動部品１から図２に示すような形状の試験片
５および６を採取した。摩耗試験は、１ｍ／ｓの周速度
で回転する試験片５に試験片６を互いに摺動部が接する
ように対向させて２０ｋｇの荷重で押し付け、距離にし
て１ｋｍ摺動後における試験片６の重量減少量を測定し
た。一方、耐焼付き性試験は、２つの試験片５、５を用
意し、試験片５同士を互いに摺動部が接するように対向
させて荷重１０ｋｇ／ｍｍ2 で押し付け、室温水中で一
方の試験片を１０ｍｍ／ｓの速度、２０ｍｍのストロー
クで１００回の往復動をさせた後、試験片表面の焼付き
の有無を調べた。
【００２８】その結果摩耗減量は１．８ｍｇであり、表
面の焼付きは見られないというすぐれた摺動特性を有し
ていることが判明した。
面の焼付きは見られないというすぐれた摺動特性を有し
ていることが判明した。
【００２９】実施例２ 試料１の合金粉末を樹脂バインダと混合しペースト状と
して予備処理層を形成するようにした他は、実施例１と
同様にして摺動部品を製造した。その被覆層に割れは認
められなかった。
して予備処理層を形成するようにした他は、実施例１と
同様にして摺動部品を製造した。その被覆層に割れは認
められなかった。
【００３０】また、実施例１と同様にして摩耗試験およ
び耐焼付き性試験を行ったところ、摩耗減量は２．３ｍ
ｇであり、表面の焼付きは見られないというすぐれた摺
動特性を有していることが判明した。
び耐焼付き性試験を行ったところ、摩耗減量は２．３ｍ
ｇであり、表面の焼付きは見られないというすぐれた摺
動特性を有していることが判明した。
【００３１】実施例３ 合金粉末として、試料１の合金１００重量部に対して５
０重量部のＷＣと３．５重量部のＣｏを添加して得られ
る合金粉末を使用した他は、実施例１と同様にして摺動
部品を製造した。その被覆層に割れは認められなかっ
た。
０重量部のＷＣと３．５重量部のＣｏを添加して得られ
る合金粉末を使用した他は、実施例１と同様にして摺動
部品を製造した。その被覆層に割れは認められなかっ
た。
【００３２】また、実施例１と同様にして摩耗試験およ
び耐焼付き性試験を行ったところ、摩耗減量は１．６ｍ
ｇであり、表面の焼付きは見られないというすぐれた摺
動特性を有していることが判明した。
び耐焼付き性試験を行ったところ、摩耗減量は１．６ｍ
ｇであり、表面の焼付きは見られないというすぐれた摺
動特性を有していることが判明した。
【００３３】実施例４ 外径７０ｍｍ、内径５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒状
金属基材の内周面に、試料２の合金粉末を樹脂バインダ
と混合しペースト状として予備処理層を厚さ４ｍｍとな
るように形成し、予備処理層が形成された基材を、３×
１０-4ｔｏｒｒの真空雰囲気中に保持して試料２の液相
線以下となる温度１０６０℃で５分間の加熱処理を行っ
た。その後、常温にまで放冷したところ、合金材料から
なる緻密な被覆層が形成された摺動部品が得られた。そ
の被覆層に割れは認められなかった。
金属基材の内周面に、試料２の合金粉末を樹脂バインダ
と混合しペースト状として予備処理層を厚さ４ｍｍとな
るように形成し、予備処理層が形成された基材を、３×
１０-4ｔｏｒｒの真空雰囲気中に保持して試料２の液相
線以下となる温度１０６０℃で５分間の加熱処理を行っ
た。その後、常温にまで放冷したところ、合金材料から
なる緻密な被覆層が形成された摺動部品が得られた。そ
の被覆層に割れは認められなかった。
【００３４】比較例１ 炭素鋼（Ｓ２５Ｃ）からなる直径２００ｍｍ、厚さ５０
ｍｍの円板状の基材の一方の板面上に、試料１の合金粉
末を、ΡΤΑ法により３００℃の予熱温度条件で肉盛溶
接したところ、溶接後の被覆層表面に割れが観察され
た。
ｍｍの円板状の基材の一方の板面上に、試料１の合金粉
末を、ΡΤΑ法により３００℃の予熱温度条件で肉盛溶
接したところ、溶接後の被覆層表面に割れが観察され
た。
【００３５】比較例２ 合金粉末として試料３の合金粉末を用いた他は、実施例
１と同様にして摺動部品を製造した。その被覆層に割れ
は認められなかった。
１と同様にして摺動部品を製造した。その被覆層に割れ
は認められなかった。
【００３６】しかしながら、実施例１と同様にして摩耗
試験および耐焼付き性試験を行ったところ、摩耗減量は
２４．７ｍｇと大きく、表面の焼付きも見出だされた。
試験および耐焼付き性試験を行ったところ、摩耗減量は
２４．７ｍｇと大きく、表面の焼付きも見出だされた。
【００３７】比較例３ 合金粉末として試料４のステライトを用いた他は、比較
例１と同様にして肉盛溶接して摺動部品を製造した。溶
接後の被覆層表面に割れは認められなかった。そして、
実施例１と同様にして摩耗試験および耐焼付き性試験を
行ったところ、摩耗減量は２．５ｍｇであり、表面の焼
付きは見られないという摺動特性を有していた。
例１と同様にして肉盛溶接して摺動部品を製造した。溶
接後の被覆層表面に割れは認められなかった。そして、
実施例１と同様にして摩耗試験および耐焼付き性試験を
行ったところ、摩耗減量は２．５ｍｇであり、表面の焼
付きは見られないという摺動特性を有していた。
【００３８】比較例４ 加熱処理温度を９５０℃とした他は実施例１と同様にし
て摺動部品を製造した。が、その被覆層には多数の空隙
が認められた。
て摺動部品を製造した。が、その被覆層には多数の空隙
が認められた。
【００３９】比較例５ 加熱処理温度を１２００℃とした他は実施例１と同様に
して摺動部品を製造した。採取した試験片の断面につい
て走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、被覆層へ多量
の鉄元素が混入しているのが認められた。
して摺動部品を製造した。採取した試験片の断面につい
て走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、被覆層へ多量
の鉄元素が混入しているのが認められた。
【００４０】次の表２に、上記した実施例１、同２、同
３、比較例２、および同３における摩耗試験及び耐焼付
き性試験の結果を示した。
３、比較例２、および同３における摩耗試験及び耐焼付
き性試験の結果を示した。
【００４１】
【表２】 表２からも明らかなように、本発明により得られた摺動
部品の摩耗減量は、ステライトを用いた従来の方法によ
る摺動部品よりも小さく、焼付きもみられなかった。す
なわち本発明の方法によれば、ステライトと同等あるい
はそれ以上にすぐれた耐摩耗性および耐焼付き性を有す
る摺動部を厚く形成した摺動部品が製造可能であった。
部品の摩耗減量は、ステライトを用いた従来の方法によ
る摺動部品よりも小さく、焼付きもみられなかった。す
なわち本発明の方法によれば、ステライトと同等あるい
はそれ以上にすぐれた耐摩耗性および耐焼付き性を有す
る摺動部を厚く形成した摺動部品が製造可能であった。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、施工する際に割れの発
生のおそれがなく、耐摩耗性や耐焼付き性にすぐれた摺
動部を金属基材上に容易に、しかも厚く形成可能であ
る。また、施工性にすぐれることから、大型の摺動部品
や肉厚の摺動部を必要とする摺動部品、あるいは基材の
内周面に摺動部を備えた摺動部品も容易に製造可能であ
り、工業上非常に有益である。
生のおそれがなく、耐摩耗性や耐焼付き性にすぐれた摺
動部を金属基材上に容易に、しかも厚く形成可能であ
る。また、施工性にすぐれることから、大型の摺動部品
や肉厚の摺動部を必要とする摺動部品、あるいは基材の
内周面に摺動部を備えた摺動部品も容易に製造可能であ
り、工業上非常に有益である。
【図１】本発明により得られる摺動部品の断面を示す模
式図である。
式図である。
【図２】摺動特性評価のために採取される試験片の形状
を示す断面模式図である。
を示す断面模式図である。
１………摺動部品 ２………基材 ３………予備処理層 ４………緻密な被覆層 ５、６………試験片
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 10/54 Ｃ２３Ｃ 10/54 26/00 26/00 Ｅ
Claims (5)
- 【請求項１】 金属基材表面に合金材料からなる摺動部
を形成する摺動部品の製造方法において、 前記合金材料が、Ｃｒ 8〜27重量％、Ｂ 1.0〜 4重量
％、Ｓｉ 2.0〜 6重量％、Ｃ 0.3〜 1.2重量％、Ｆｅ
0.5〜 6重量％、および残部がＮｉの組成を有し、か
つ、前記摺動部を形成するにあたり、前記金属基材表面
に前記合金材料を主体としてなる予備処理層を形成し、
次いでこの予備処理層を前記金属基材とともに１０００
〜１１５０℃に加熱処理して前記合金材料を溶融させ、
しかるのち冷却して前記金属基材表面で前記合金材料を
凝固させるようにしたことを特徴とする摺動部品の製造
方法。 - 【請求項２】 金属基材表面に合金材料からなる摺動部
を形成する摺動部品の製造方法において、 前記合金材料が、Ｃｒ 8〜27重量％、Ｂ 1.0〜 4重量
％、Ｓｉ 2.0〜 6重量％、Ｃ 0.3〜 1.2重量％、Ｆｅ
0.5〜 6重量％、および残部がＮｉの組成を有し、か
つ、前記摺動部を形成するにあたり、前記金属基材表面
に前記合金材料を主体としてなる予備処理層を形成し、
次いでこの予備処理層を前記金属基材とともに前記合金
材料の固相線以上液相線以下の温度で加熱処理して前記
合金材料を半溶融状態とし、しかるのち冷却して前記金
属基材表面で前記合金材料を凝固させるようにしたこと
を特徴とする摺動部品の製造方法。 - 【請求項３】 前記摺動部の厚さが、１ｍｍ以上である
ことを特徴とする特許請求の範囲請求項１あるいは２記
載の摺動部品の製造方法。 - 【請求項４】 前記加熱処理が、減圧下で行われること
を特徴とする特許請求の範囲請求項１、２あるいは３記
載の摺動部品の製造方法。 - 【請求項５】 前記合金材料１００重量部に対して、さ
らに３０〜６０重量部のＷＣが添加されていることを特
徴とする特許請求の範囲請求項１、２、３、あるいは４
記載の摺動部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8205759A JP2979102B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 摺動部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8205759A JP2979102B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 摺動部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1046319A true JPH1046319A (ja) | 1998-02-17 |
| JP2979102B2 JP2979102B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=16512202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8205759A Expired - Fee Related JP2979102B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 摺動部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2979102B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002234026A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-20 | Bridgestone Corp | ゴム混練装置のシール構造 |
| JP2012503095A (ja) * | 2008-09-15 | 2012-02-02 | エレメント スィクス ホールディング ゲーエムベーハー | 硬質表面を有する摩耗部品 |
| JP2014177667A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Borgwarner Inc | 耐摩耗性を有するチェーン用ピン |
-
1996
- 1996-08-05 JP JP8205759A patent/JP2979102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002234026A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-20 | Bridgestone Corp | ゴム混練装置のシール構造 |
| JP4614553B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2011-01-19 | 株式会社ブリヂストン | ゴム混練装置のシール構造 |
| JP2012503095A (ja) * | 2008-09-15 | 2012-02-02 | エレメント スィクス ホールディング ゲーエムベーハー | 硬質表面を有する摩耗部品 |
| US8846207B2 (en) | 2008-09-15 | 2014-09-30 | Igor Yuri Konyashin | Wear part with hard facing |
| US8968834B2 (en) | 2008-09-15 | 2015-03-03 | Igor Yuri Konyashin | Wear part with hard facing |
| JP2014177667A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Borgwarner Inc | 耐摩耗性を有するチェーン用ピン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2979102B2 (ja) | 1999-11-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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