JPH108169A - 摺動部材用合金材料及び機器部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の相手材料に限定されず、一般の硬質合
金材料と組み合わせても、充分な耐摩耗性或いは耐腐食
性が得られ、焼付き或いはカジリが発生しないコバルト
フリーの摺動部材用合金材料及び機器部品を提供する。 【解決手段】 耐腐食性に優れたＮｉを基材とし、耐腐
食性を更に向上させると共に適切な硬度を保持させるた
めにＣｒ及びＳｉを添加し、摺動性を維持するためにＷ
及びＦｅを添加したＮｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｗ系のコ
バルトフリーＮｉ基合金に、固体潤滑材であるＷＳ₂或
いはＷＯ₃を添加して摺動部材用合金材料を構成し、こ
の合金材料の粉末を、ＨＩＰ処理、ＰＴＡ溶接或いは予
め焼結した溶接棒によるティグ溶接により基材金属に接
合する、又は、ＷＳ₂或いはＷＯ₃の融点以下で鋳造或い
は鍛造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合金材料に関し、
特に、高温度高圧力及び無潤滑の条件下で使用される摺
動部材用の合金材料及びその合金材料を使用した機器部
品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラント或いは火力発電プラ
ントのようなプラントにおいて、高温度高圧力及び無潤
滑の金属接触状態の条件下で使用される、例えば弁のよ
うな摺動部を有する機器では、その摺動部の材料に対し
て、高度な耐摩耗性及び耐腐食性があり、また、焼付き
やカジリが発生しないことが要求されている。従って、
そのような摺動部に使用するための材料としては、通常
のすべり軸受に使用されるケルメット、アルミ合金、銅
合金等のように許容面圧力が２.５ｋｇｆ／ｍｍ²以下の
合金材料では、上述のような高度の要求を満足すること
はできず、許容面圧力が１０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上のもの
が必要である。

【０００３】このような要求に対して、Ｃｒ：約３０
％、Ｗ：約４％、Ｃ：約１％、Ｃｏ：残部で構成される
Ｃｏ基合金が一般に使用されてきた。しかし、このＣｏ
基合金を原子力発電プラントの冷却系にある機器におい
て使用した場合、高温度高圧力の冷却水の腐食作用によ
りＣｏが冷却水中に溶出したり、或いは摺動による摩耗
により微量ではあるがＣｏの摩耗粉が冷却水中に持ち込
まれ、原子炉炉心を流動する間に中性子の照射を受けて
放射性同位元素Ｃｏ６０に変化する。従って、冷却水の
循環に伴いこの放射性同位元素Ｃｏ６０が冷却水系の配
管及び機器を循環し、該配管及び機器に付着して冷却水
系さらには原子力発電プラント全体の放射能レベルを増
大させ、定期検査時等に作業員の被曝量が増す可能性が
あった。また、Ｃｏは工業資源として貴重な希少金属で
あり、その使用を制限するためにも、Ｃｏを含まない摺
動部材用合金材料の出現が望まれていた。

【０００４】本発明者等は、このような要求に対して、
摺動部材用合金材料としてＣｏを成分組成としない合金
材料を発明し、特開平０７−３０５１２９号公報に示す
合金材料を出願した。この先行技術による合金材料は、
第１合金材料をＣｒ：５〜１５％、Ｓｉ：３〜７％、Ｆ
ｅ：１０〜４０％、Ｗ：１〜４％、Ｂ：１％以下、Ｃ：
１％以下、Ｎｉ：残部の成分組成とする合金とし、第２
合金材料をＣｒ：１５〜２０％、Ｓｉ：３〜７％、Ｆ
ｅ：３５％以下、Ｗ：１〜４％、Ｓｎ：０．５〜１．０
％、Ｂ：１％以下、Ｃ：１％以下、Ｎｉ：残部の成分組
成とする合金とし、第１合金材料と第２合金材料とを組
み合わせて弁の弁座或いはその他の機器の摺動部に適用
するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の摺動部
材用合金材料及び機器部品は以上のように構成されてい
ることにより、次ぎのような課題が存在している。即
ち、前記先行技術による摺動部材用合金材料及び機器部
品は、互いに摺動する材料として、第１合金材料と第２
合金材料とを組み合わせて使用する場合にその効果を発
揮するものである。従って、第１合金材料及び第２合金
材料の一方を一般の摺動部材用硬質合金材料と組み合わ
せて実施した場合、充分な耐摩耗性或いは耐腐食性が得
られず、焼付き或いはカジリが発生する場合がある。本
発明は以上のような課題を解決するためになされたもの
であり、第１合金材料を第２合金材料のみならず、一般
の摺動部材用硬質合金材料と組み合わせても、充分な耐
摩耗性或いは耐腐食性が得られ、焼付き或いはカジリが
発生しないコバルトフリーの摺動部材用合金材料及び機
器部品を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するするために、本発明者等の知見によると、前記第１
合金材料を発展させ、第１合金材料に固体潤滑材である
ＷＳ₂(二硫化タングステン）或いはＷＯ₃(酸化タングス
テン）を添加することにより、第２合金材料のみなら
ず、一般の摺動部材用硬質合金材料と組み合わせても、
摺動性及び耐腐食性に優れ、摩擦係数が小さく、耐圧荷
重が大きい摺動部材用合金材料を提供しうることが分か
った。即ち、本発明による摺動部材用合金材料は、耐腐
食性に優れたＮｉを基材とし、耐腐食性をさらに向上さ
せると共に適切な硬度を保持させるためにＣｒ及びＳｉ
を添加し、摺動性を維持するためにＷ及びＦｅを添加
し、固体潤滑材であるＷＳ₂ 或いはＷＯ₃ を添加してい
る。

【０００７】以下に、本発明による摺動部材用合金材料
の成分組成の選択の根拠について説明する。まず、Ｃｒ
は、耐腐食性を向上させるために慣用的に添加される。
しかし、本発明による合金材料は、Ｎｉを基材としてい
ることにより本質的に耐腐食性に優れており、Ｃｒを多
量に添加することは必要ない。例えば、アメリカ材料試
験学会（ＡＳＴＭ）によるＴＹＰＥ Ｄ−３のニレジス
トは、Ｎｉ：２８〜３２％、Ｓｉ：１.５〜３％、Ｃ
ｒ：２.５〜３％を含有し、残部を実質的にＦｅとする
Ｆｅ基合金であるが、原子力発電プラントの１３３〜２
２１℃の蒸気中において、０．０２５ｍｍ／年以下の腐
食量を示し、ＳＵＳ３０４或いはＳＵＳ４０３とほぼ同
等の耐腐食性を示している。従って、本発明の合金材料
においても５％以上のＣｒを添加することにより、原子
力発電プラント等の機器部品、例えば弁座用合金材料と
して充分な耐腐食性を発揮する。しかし、本発明による
摺動部材用合金材料は、Ｆｅが５０％まで添加されるの
で、この場合でも耐腐食性が良好に維持されるように、
Ｃｒの成分組成の下限を６．５％とする。また、Ｃｒ
は、金属の耐酸化性を向上させて摺動により発生する摩
耗粉の酸化を妨げ、摺動部材の剥離片を発生させ、摺動
部に焼付き或いはカジリを起こす原因となるので、その
ような不具合の発生を防止するため上限を２０％とす
る。即ち、Ｃｒの成分組成を６．５〜２０％とする。

【０００８】次ぎに、Ｓｉは、酸類に対する耐腐食性を
向上させると共に、硬度及び耐摩耗性を維持するために
添加する。しかし、多量に添加すると合金材料の靭性が
低下し、溶接施工性が劣化する。従って、Ｓｉの成分組
成を２〜７％とする。

【０００９】Ｆｅは、硬度を低下させて溶接性を向上さ
せるために添加する。また、摺動部材が摺動する場合、
酸化され易い摩耗粉を生成して焼付き或いはカジリを発
生し難くする。しかし、多量に添加すると合金材料の耐
腐食性が低下すると共に、硬度が低下して許容面圧が低
下する。従って、Ｆｅの成分組成は、酸化した摩耗粉を
生成可能なように、下限を１０％とし、弁座等に使用し
た場合の許容面圧を確保するために必要なビッカース硬
度２１１Ｈｖ(ロックウエル硬度１５.７ＨＲＣ）以上が
得られるように、上限を５０％とする。即ち、Ｆｅの成
分組成を１０〜５０％とする。

【００１０】また、Ｗは、硬度を高くすると共に、摺動
性を向上させるために添加される。摺動部材が摺動する
場合、ＷＯ₃(酸化タングステン）が生成されて焼付き或
いはカジリを防止する。しかし、多量に添加するとＷＣ
（炭化タングステン）の成分組成が大きくなり、硬度が
過度に高くなる。従って、Ｗの成分組成を１〜４％とす
る。

【００１１】Ｂ及びＣは、それぞれＣｒと化合してＣｒ
Ｂ（ホウ化クロム）、Ｃｒ₇Ｃ₃（炭化クロム）となり、
硬度を高くする。しかし、これらの化合物の成分組成が
大きくなると溶接性を低下させ、摺動する相手の材料に
カジリを発生させる傾向が大きくなる。従って、Ｂ及び
Ｃの成分組成をそれぞれ１％以下に制限する。

【００１２】次ぎに、ＷＳ₂は、接触する流体中の酸素
により酸化され、ＷＯ₃を生成して摺動性を向上させる
が、その効果は、添加量が１％以上となった場合に現れ
る。また、添加量が１０％を超えると合金材料が脆くな
る。従って、ＷＳ₂ の成分組成を１〜１０％とする。

【００１３】ＷＯ₃は、それ自体が潤滑性を有し、摺動
性に及ぼす効果はＷＳ₂の場合と同様である。即ち、そ
の効果は、添加量が１％以上となった場合に現れ、添加
量が１０％を超えると合金材料が脆くなる。従って、Ｗ
Ｏ₃ の成分組成を１〜１０％とする。

【００１４】以下に、本発明による摺動部材用合金材料
の機器部品への適用方法について説明する。ＷＳ₂或い
はＷＯ₃の粉末を１〜１０％混合したＣｒ：６．５〜２
０％、Ｓｉ：２〜７％、Ｆｅ：１０〜５０％、Ｗ：１〜
４％、Ｂ：１％以下、Ｃ：１％以下、残部を実質的にＮ
ｉとする合金材料は、最も一般的には、摺動部に用いら
れる機器部品の基材となる各種の金属に、高温静水圧プ
レス（一般にＨＩＰと称する。）処理により接合され
る。また、ＷＳ₂或いはＷＯ₃が１３５０℃においても熱
的安定性を維持し、ＷＳ₂或いはＷＯ₃を含まない元の前
記合金材料の融点が１２４０〜１３００℃であることに
より、プラズマ・トランスファ・アーク（ＰＴＡ）溶接
に使用する元の前記合金材料の粉末にＷＳ₂或いはＷＯ₃
を混合して基材に溶接する、予めＷＳ₂或いはＷＯ₃の粉
末と元の前記合金材料の粉末とを混合して焼結したティ
グ溶接棒を用いて基材にティグ溶接する、或いは、溶融
した元の前記合金材料にＷＳ₂或いはＷＯ₃の粉末を添加
して機器部品自体を直接鋳造或いは必要に応じてその後
鍛造することが可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面及び表と共に本発明に
よる摺動部材用合金材料及び機器部品の好適な実施の形
態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等
の部材或いは部品には同一符号を使用して説明する。図
１は、本発明による摺動部材用合金材料を適用した仕切
弁を示す断面図、図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、硬質側試
験体を示す平面図と側面断面図、図３の（Ａ）及び
（Ｂ）は、本発明による摺動部材用合金材料を適用した
試験体を示す平面図と側面断面図、図４は、焼き付き摩
耗試験機を示す断面図、図５は、本発明による摺動部材
用合金材料における固体潤滑材の添加量と摩擦係数との
関係を示す線図、図６は、本発明による摺動部材用合金
材料における固体潤滑材の添加量と摺動痕との関係を示
す線図である。

【００１６】図１において、符号１０で総括的に示すも
のはモータ駆動及び手動兼用の仕切弁である。該仕切弁
１０は弁箱１１に弁蓋１２が取り付けられて圧力容器を
構成している。該弁箱１１の流路１１ａには弁座１３が
設けられ、この弁座１３を弁体１４が摺動して流路１１
ａを開閉している。該弁体１４は、前記弁蓋１２を貫通
して突出した弁棒１５をモータ駆動及び手動兼用で操作
するアクチュエータ１６により、往復動される。前記弁
座１３及び弁体１４の摺動面には、弁座材料１３ａ、１
４ａ、即ち一方に本発明による摺動部材用合金材料、他
方に硬質合金材料が溶接等により接合されており、弁座
１３と弁体１４との摺動は、これ等の弁座材料１３ａ、
１４ａ間で行われる。なお、弁座１３或いは弁体１４は
本発明による摺動部材用合金材料の鋳造品或いは鍛造品
とすることができる。

【００１７】このように構成された仕切弁１０におい
て、弁体１４が流路１１ａを閉じている状態では、弁体
１４に矢印で示す内圧力ｐが負荷されている。この状態
から流路１１ａを開放するには、アクチュエータ１６に
より、弁体１４が弁座材料１３ａ、１４ａ間の摩擦力に
抗して引き抜かれる。弁座材料１３ａ、１４ａの一方に
本発明による摺動部材用合金材料が使用されていること
により、弁座材料１３ａ、１４ａ間に焼付きやカジリを
発生させることなく、また、摩擦係数が小さいことによ
り容易に開口することができる。特に、原子力発電プラ
ント或いは火力発電プラントのような高温度高圧力及び
無潤滑の条件下で使用される仕切弁では、耐摩耗性、耐
腐食性、耐焼付き性及び耐カジリ性が発揮され、摩擦係
数が小さく、実用上非常に有効である。

【００１８】以下に、本発明による摺動部材用合金材料
と種々の硬質合金材料とを組み合わせた焼き付き摩耗試
験の例について説明する。図２に示すものは硬質側試験
体２０であり、厚めの略円盤形状に構成されている。該
硬質側試験体２０は、略円盤形状である炭素鋼基材の母
体２１の一方の面に薄板円輪状に硬質合金材料の摺動材
２２が溶接され、他方の面の中心部に厚み方向に貫通し
ない盲ネジ２１ａが加工されている。該摺動材２２の円
輪状の表面即ち試験面２２ａは約６００メッシュまで研
磨されている。

【００１９】図３に示すものは、本発明による摺動部材
用合金材料を適用した試験体３０であり、厚めの略円盤
形状に構成されている。該試験体３０は、略円盤形状で
ある炭素鋼基材の母体３１の一方の面に薄板円輪状に本
発明による摺動部材用合金材３２が高温静水圧プレス処
理で接合され、他方の面の中心部に厚み方向に貫通しな
い盲ネジ３１ａが加工され、さらに盲ネジ３１ａの中心
部に厚み方向の貫通孔３１ｂが加工されている。該摺動
部材用合金材３２の円輪状の表面即ち試験面３２ａは約
６００メッシュまで研磨されている。なお、該摺動部材
用合金材３２及び摺動材２２の円輪形状は、対面して相
互に摺動するように同一の形状及び寸法に構成されてい
る。

【００２０】図４に示すものは、摺動試験を実施するた
めの仕切弁を模擬した焼き付き摩耗試験機４０である。
該焼き付き摩耗試験機４０は、圧力容器４１及び前記硬
質側試験体２０の往復動装置５０を主要部として構成さ
れている。該圧力容器４１は、上部及び一方の側部に、
それぞれＯリング４２ａ、４３ａを介して上蓋４２、横
蓋４３で気密状態に覆われて相互に直交する第１開口４
１ａ、第２開口４１ｂを、また、第２開口４１ｂの対面
に付加軸用貫通孔４１ｃを形成されている。該圧力容器
４１には、さらに、ポンプ６１が連結され、外面を加熱
ヒータ６２で覆われている。

【００２１】側部の前記開口４１ｂには、前記試験体３
０の支持リング４４が前記横蓋４３に支持されると共に
前記圧力容器４１との間をＯリング４４ａを介して気密
状態に挿入されている。該支持リング４４は略円柱状で
あり、軸芯に貫通孔４４ｂを形成されている。また、前
記圧力容器４１の内側の該支持リング４４の端面には、
前記試験体３０が盲ネジ３１ａに螺合して保持されてい
る。該試験体３０の貫通孔３１ｂは、前記支持リング４
４の貫通孔４４ｂを介して前記横蓋４３に形成された検
出孔４３ｂへ連通している。

【００２２】前記往復動装置５０は、前記上蓋４２に設
けられており、上蓋４２に形成された貫通孔４２ｂにパ
ッキン５１ａ及びパッキン押え５１ｂを介して気密状態
で貫通して挿入された弁軸５１と、該弁軸５１の外端部
に連結された往復駆動用の油圧ラム５２とから構成され
ている。該弁軸５１の内端部には弁体５３が連結されて
いる。該弁体５３の前記開口４１ｂに対面する側面に
は、前記硬質側試験体２０が盲ネジ２１ａに螺合して保
持されている。即ち、該硬質側試験体２０と前記試験体
３０とは、摺動材２２と摺動部材用合金材３２とが対面
するように配置して保持されている。

【００２３】前記貫通孔４１ｃには、付加軸４５がパッ
キン４５ａ及びパッキン押え４５ｂを介して気密状態に
貫通して挿入されている。該付加軸４５の外部端は前記
貫通孔４１ｃの外部に設けられた往復駆動用の油圧ラム
４６に連結され、内部端は、前記弁体５３の側面即ち前
記硬質側試験体２０が保持されている側面と反対側の側
面に当接可能である。

【００２４】以上のように構成された焼き付き摩耗試験
機４０により摺動試験を実施する場合について、以下に
説明する。まず、油圧ラム５２を操作して硬質側試験体
２０の試験面２２ａを試験体３０の試験面３２ａに対面
させる。次ぎに、油圧ラム４６を操作して付加軸４５を
圧力容器４１内へ押出し、弁体５３を押しつけ、両試験
面２２ａ、３２ａを密着させ、さらに、試験面２２ａ、
３２ａ間に約０．０５ｋｇｆ／ｍｍ² の初期面圧を発生
させる。次ぎに、ポンプ６１を操作して圧力容器４１内
に注水し、充満し、さらに昇圧する。水圧が約１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ² に達すると、試験面２２ａ、３２ａ間の気密
状態が水圧により保持されるようになり、付加軸４５を
操作して、押しつけを中止し、後退させて弁体５３から
離す。水圧をさらに８８ｋｇｆ／ｃｍ² まで昇圧する。
このとき、口径１４５ｍｍの仕切弁に相当する試験面２
２ａ、３２ａ間に２０ｋｇｆ／ｍｍ²の面圧が発生す
る。

【００２５】このような状態において、油圧ラム５２を
操作し、試験体３０に対し硬質側試験体２０を往復摺動
させる。また、加熱ヒータ６２を操作して圧力容器４１
内の水を加熱する。加熱温度と加熱による水圧の変化を
調節しながら硬質側試験体２０を往復摺動することによ
り、高温度高圧力の条件下における摺動試験が行われ
る。試験結果は、試験中に試験面２２ａ、３２ａ間から
漏れ、貫通孔３１ｂ及び貫通孔４４ｂを介して検出孔４
３ｂから漏れる水の漏洩量と、試験後に測定される摺動
面即ち試験面２２ａ、３２ａの粗さとにより判定する。
しかし、漏洩量は試験条件により変動し易いと共に硬質
側試験体２０或いは試験体３０の熱歪により漏洩する場
合があり、主として摺動面の粗さにより判定する。摺動
面の粗さは、１μｍＲａ以下を合格とする。その根拠
は、１μｍＲａが摺合せにより容易に修復可能な粗さで
あることによる。

【００２６】上述の試験体、硬質側試験体及び焼き付き
摩耗試験機により試験した結果を以下に説明する。表１
に、試験に供試した本発明による摺動部材用合金材料
と、その比較材料として使用した固体潤滑材を含まない
合金材料の化学成分組成及び硬度を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すように、比較材料をＰＴＡ溶接
した試験材は、Ｆｅ成分の増加に伴って硬度が低下する
が、本発明による摺動部材用合金材料をＨＩＰ処理した
試験材の硬度は、必ずしもＦｅの成分量によらない。ま
た、固体潤滑材の成分量により硬度が定まるものではな
いが、全般的に、Ｆｅ成分量が同等であれば、硬度は比
較材料よりも本発明による摺動部材用合金材料の方が低
くなっている。しかし、本発明による摺動部材用合金材
料の試験材は、全ての硬度が２００Ｈｖ以上となってお
り、高面圧に耐えるための硬度に関する条件を満足して
いる。表２に、本発明による摺動部材用合金材料と組み
合わせて摺動試験を実施した、Ｎｉ基及びＣｏ基の硬質
合金の化学成分組成及び硬度範囲を示す。Ｎｉ基合金の
硬度は５００Ｈｖ以上であり、Ｃｏ基合金の硬度は４０
０Ｈｖ以上である。

【００２９】

【表２】

【００３０】表１及び表２に示す合金材料を組み合わ
せ、面圧２０ｋｇｆ／ｍｍ² の室温及び３００℃の水中
で摺動回数１００回（全摺動距離１.２ｍ)までの摺動試
験を実施した。その実施結果を表３及び表４に示す。
尚、表４は表３の続きである。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】表３及び表４に示す試験結果の中で、試験
数の多いＮｉ基合金と組み合わせた試験のデータを整理
し、固体潤滑材の添加量と摩擦係数との関係を図５に、
固体潤滑材の添加量と摺動に際して発生する摺動痕の平
均粗さの最大値との関係を図６に示す。図５において、
室温水中の摺動では、固体潤滑材を含有しない比較材料
の摩擦係数が０.５２〜０.６０であり、固体潤滑材の添
加量が１％を超えると徐々に低下し、５％では０.４６
〜０.５１となるが、１０％では０.２５〜０.３０まで
急激に低下することを示している。また、３００℃の高
温水中の摺動では、比較材料の摩擦係数が０.４２〜０.
５３であり、固体潤滑材の添加量が１％では０.３０〜
０.３７となり、２.５〜１０％では０.２８〜０.３４ま
で低下し、顕著な摩擦係数の低下を示している。

【００３４】図６において、室温の水中の摺動では、固
体潤滑材の添加量が２．５％までは、粗さの低下は小さ
いが、５％になると顕著な低下を示す。添加量が１０％
になると再び上昇し始めるが、その最大値は０．７３μ
ｍＲａである。また、３００℃の高温水中の摺動では、
比較材料を含めて全般に粗さは大きいが、固体潤滑材の
添加量が５％の場合に最も小さくなる。添加量が１０％
では最大値０．９５μｍＲａとなるが、未だ、限界値の
１μｍＲａ以下である。

【００３５】表３及び表４に示すＣｏ基合金と組み合わ
せた試験データから、固体潤滑材を２．５％添加した場
合、高温水中の摩擦係数がＮｉ基合金の場合よりもやや
大きい場合があるが、比較材よりは小さい値となってい
る。また、摺動面の粗さは、室温及び高温水中共にＮｉ
基合金の場合よりも小さな値となっている。

【００３６】

【発明の効果】本発明による摺動部材用合金材料及び機
器部品は以上のように構成されているため、以下のよう
な効果を得ることができる。即ち、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−
Ｆｅ−Ｗ系のコバルトフリーＮｉ基合金に固体潤滑材で
あるＷＳ₂或いはＷＯ₃を添加することにより、特定の相
手材料に限定されず、一般の硬質合金材料と組み合わせ
ても、充分な耐摩耗性或いは耐腐食性が得られ、焼付き
或いはカジリを発生しない、Ｃｏを成分組成としない摺
動部材用合金材料及び機器部品を提供することができ
る。

【００３７】また、硬度が５００Ｈｖ以上のＮｉ基硬質
合金或いは４００Ｈｖ以上のＣｏ基硬質合金と組み合わ
せて高温水中で摺動させても焼付き或いはカジリを発生
せず、摩擦係数が小さくなる。従って、原子力発電プラ
ント或いは火力発電プラントのような高温度高圧力及び
無潤滑の金属接触状態の条件下で使用される摺動部を有
する仕切弁等の機器において、摺動部を駆動する動力が
小さくなり、駆動装置の小型化及び軽量化が計られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による摺動部材用合金材料を適用した
仕切弁を示す断面図である。

【図２】 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ硬質側試験体を
示す平面図及び側面断面図である。

【図３】 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明による摺
動部材用合金材料を適用した試験体を示す平面図及び側
面断面図である。

【図４】 焼き付き摩耗試験機を示す断面図である。

【図５】 本発明による摺動部材用合金材料における固
体潤滑材の添加量と摩擦係数との関係を示す線図であ
る。

【図６】 本発明による摺動部材用合金材料における固
体潤滑材の添加量と摺動痕との関係を示す線図である。

【符号の説明】

１０…仕切弁、１１…弁箱、１３…弁座、１３ａ…弁座
材料、１４…弁体、１４ａ…弁座材料、２０…硬質側試
験体、２１…母体、２２…摺動材、２２ａ…試験面、３
０…試験体、３１…母体、３２…摺動部材用合金材、３
２ａ…試験面、４０…焼き付き摩耗試験機、４１…圧力
容器、４２…上蓋、４３…横蓋、４４…支持リング、４
５…付加軸、４６…油圧ラム、５０…往復動装置、５１
…弁軸、５２…油圧ラム、５３…弁体、６１…ポンプ、
６２…加熱ヒータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 那須 利勝 福岡県北九州市門司区中町１番14号 岡野 バルブ製造株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｗ系のコバル
   トフリーＮｉ基合金にＷＳ₂を添加してなり、その化学
   成分組成が、Ｃｒ：６.５〜２０％、Ｓｉ：２〜７％、
   Ｆｅ：１０〜５０％、Ｗ：１〜４％、Ｂ：１％以下、
   Ｃ：１％以下、ＷＳ₂ ：１〜１０％、Ｎｉ：残部である
   ことを特徴とする摺動部材用合金材料。
2. 【請求項２】 Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｗ系のコバル
   トフリーＮｉ基合金にＷＯ₃を添加してなり、その化学
   成分組成が、Ｃｒ：６.５〜２０％、Ｓｉ：２〜７％、
   Ｆｅ：１０〜５０％、Ｗ：１〜４％、Ｂ：１％以下、
   Ｃ：１％以下、ＷＯ₃ ：１〜１０％、Ｎｉ：残部である
   ことを特徴とする摺動部材用合金材料。
3. 【請求項３】 化学成分組成がＣｒ：６．５〜２０％、
   Ｓｉ：２〜７％、Ｆｅ：１０〜５０％、Ｗ：１〜４％、
   Ｂ：１％以下、Ｃ：１％以下、ＷＳ₂ ：１〜１０％、Ｎ
   ｉ：残部となるように、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｗ系
   のコバルトフリーＮｉ基合金の粉末とＷＳ₂ の粉末とを
   混合し、該混合物を、高温静水圧プレス処理、プラズマ
   ・トランスファ・アーク溶接、又は焼結したティグ溶接
   棒を用いるティグ溶接の何れかにより、基材金属へ接合
   して得られる機器部品。
4. 【請求項４】 化学成分組成がＣｒ：６．５〜２０％、
   Ｓｉ：２〜７％、Ｆｅ：１０〜５０％、Ｗ：１〜４％、
   Ｂ：１％以下、Ｃ：１％以下、ＷＯ₃ ：１〜１０％、Ｎ
   ｉ：残部となるように、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｗ系
   のコバルトフリーＮｉ基合金の粉末とＷＯ₃ の粉末とを
   混合し、該混合物を、高温静水圧プレス処理、プラズマ
   ・トランスファ・アーク溶接、又は焼結したティグ溶接
   棒を用いるティグ溶接の何れかにより、基材金属へ接合
   して得られる機器部品。
5. 【請求項５】 化学成分組成がＣｒ：６．５〜２０％、
   Ｓｉ：２〜７％、Ｆｅ：１０〜５０％、Ｗ：１〜４％、
   Ｂ：１％以下、Ｃ：１％以下、ＷＳ₂ ：１〜１０％、Ｎ
   ｉ：残部となるように、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｗ系
   のコバルトフリーＮｉ基合金の粉末とＷＳ₂ の粉末とを
   混合し、該混合物をＷＳ₂ の融点以下で溶融して鋳造又
   は鍛造することにより得られる機器部品。
6. 【請求項６】 化学成分組成がＣｒ：６．５〜２０％、
   Ｓｉ：２〜７％、Ｆｅ：１０〜５０％、Ｗ：１〜４％、
   Ｂ：１％以下、Ｃ：１％以下、ＷＯ₃ ：１〜１０％、Ｎ
   ｉ：残部となるように、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｗ系
   のコバルトフリーＮｉ基合金の粉末とＷＯ₃の粉末とを
   混合し、該混合物をＷＯ₃の融点以下で溶融して鋳造又
   は鍛造することにより得られる機器部品。