JPH11181563A - 表面硬化アルミニウム部材およびその製造方法 - Google Patents
表面硬化アルミニウム部材およびその製造方法Info
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- JPH11181563A JPH11181563A JP9347723A JP34772397A JPH11181563A JP H11181563 A JPH11181563 A JP H11181563A JP 9347723 A JP9347723 A JP 9347723A JP 34772397 A JP34772397 A JP 34772397A JP H11181563 A JPH11181563 A JP H11181563A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐磨耗性の優れた肉盛硬化層を有するアルミ
ニウムおよびアルミニウム合金を提供し、また、その製
造方法を提供する。 【解決手段】 プラズマアークによる粉末盛溶接法によ
って、Ｃｕを１２．５〜７０質量％含むアルミニウム合
金粉末１質量部と、炭化物粉末０．２５〜４質量部とを
それぞれ別個の前記粉末供給装置によって別個に供給し
つつアルミニウムまたはアルミニウム合金部材の表面に
肉盛溶接して、Ｃｕを１０〜３０質量％含むアルミニウ
ム合金と、該アルミニウム合金中に均一に分散する炭化
物微粒子２０〜８０質量とよりなる肉盛硬化層を形成す
る。
ニウムおよびアルミニウム合金を提供し、また、その製
造方法を提供する。 【解決手段】 プラズマアークによる粉末盛溶接法によ
って、Ｃｕを１２．５〜７０質量％含むアルミニウム合
金粉末１質量部と、炭化物粉末０．２５〜４質量部とを
それぞれ別個の前記粉末供給装置によって別個に供給し
つつアルミニウムまたはアルミニウム合金部材の表面に
肉盛溶接して、Ｃｕを１０〜３０質量％含むアルミニウ
ム合金と、該アルミニウム合金中に均一に分散する炭化
物微粒子２０〜８０質量とよりなる肉盛硬化層を形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、肉盛溶接法によっ
てアルミニウムまたはアルミニウム合金部材の表面に肉
盛硬化層が形成されてなる表面硬化アルミニウム部材と
その製造方法に係る。
てアルミニウムまたはアルミニウム合金部材の表面に肉
盛硬化層が形成されてなる表面硬化アルミニウム部材と
その製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムおよびアルミニウム合金
は、比重が小さく軽量で、耐食性にも優れているので、
各種の機器の構造部材として用いられている。しかし、
鉄鋼材料などに比べて硬さが低く、耐摩耗性に劣る。こ
の問題を解決するために、材料表面に肉盛溶接によって
硬化層を形成して耐摩耗性を高める方法が開発されてい
る。
は、比重が小さく軽量で、耐食性にも優れているので、
各種の機器の構造部材として用いられている。しかし、
鉄鋼材料などに比べて硬さが低く、耐摩耗性に劣る。こ
の問題を解決するために、材料表面に肉盛溶接によって
硬化層を形成して耐摩耗性を高める方法が開発されてい
る。
【０００３】例えば、溶接学会全国大会講演概要第４６
集ｐ．１３２（１９９０．４）において、粉末肉盛溶接
によってアルミニウム部材の表面にＡｌ−Ｃｕ合金層を
形成する技術が開示されている。この方法によれば、２
５Ｈｖ程度のアルミニウム母材の表面に、１８０〜２５
０ＨｖのＡｌ−Ｃｕ合金硬化層を形成することができ
る。この硬化層は、単一の合金層から形成されているた
めに、硬さはある程度備えるが、耐摩耗性の点では必ず
しも十分とはいえない。
集ｐ．１３２（１９９０．４）において、粉末肉盛溶接
によってアルミニウム部材の表面にＡｌ−Ｃｕ合金層を
形成する技術が開示されている。この方法によれば、２
５Ｈｖ程度のアルミニウム母材の表面に、１８０〜２５
０ＨｖのＡｌ−Ｃｕ合金硬化層を形成することができ
る。この硬化層は、単一の合金層から形成されているた
めに、硬さはある程度備えるが、耐摩耗性の点では必ず
しも十分とはいえない。
【０００４】また、特開昭５８−１７９５６９号公報に
おいては、不活性ガス中でアークによって、アルミニウ
ム合金粉末とＮｂＣ、ＶＣ、ＴｉＣ等との混合粉末の溶
接金属を形成してＡｌ合金に肉盛溶接する技術が開示さ
れている。この方法によれば、６００〜７００Ｈｖの硬
さを有する溶接金属を得ている。一方、溶接技術第４５
巻第４号（１９９７．４）に報告されているように、ア
ーク溶接法、プラズマ溶接法、レーザ溶接法でアルミニ
ウム合金の表面に硬化層を形成しようとすると、硬化層
にポロシティなどの内部欠陥を生じ易いことが知られて
いる。硬化層にポロシティなどの内部欠陥を含むと、硬
さの高い硬化層は得られても、十分な耐摩耗性を有する
硬化層を得ることができない。
おいては、不活性ガス中でアークによって、アルミニウ
ム合金粉末とＮｂＣ、ＶＣ、ＴｉＣ等との混合粉末の溶
接金属を形成してＡｌ合金に肉盛溶接する技術が開示さ
れている。この方法によれば、６００〜７００Ｈｖの硬
さを有する溶接金属を得ている。一方、溶接技術第４５
巻第４号（１９９７．４）に報告されているように、ア
ーク溶接法、プラズマ溶接法、レーザ溶接法でアルミニ
ウム合金の表面に硬化層を形成しようとすると、硬化層
にポロシティなどの内部欠陥を生じ易いことが知られて
いる。硬化層にポロシティなどの内部欠陥を含むと、硬
さの高い硬化層は得られても、十分な耐摩耗性を有する
硬化層を得ることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
現状に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、耐摩耗性の優れた肉盛硬化層を有するアルミニウム
およびアルミニウム合金を提供し、また、その製造方法
を提供することにある。
現状に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、耐摩耗性の優れた肉盛硬化層を有するアルミニウム
およびアルミニウム合金を提供し、また、その製造方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の表面硬化アルミニウム部材は、不活性ガ
スのプラズマアークを熱源とし、粉末を溶加材とするプ
ラズマ肉盛溶接法によってアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金部材の表面に肉盛硬化層が形成されてなる表面
硬化アルミニウム部材において、前記肉盛硬化層が、Ｃ
ｕを１０〜３０質量％含むアルミニウム合金と、該アル
ミニウム合金中に均一に分散する炭化物微粒子２０〜８
０質量％とよりなることを特徴とする。
めに、本発明の表面硬化アルミニウム部材は、不活性ガ
スのプラズマアークを熱源とし、粉末を溶加材とするプ
ラズマ肉盛溶接法によってアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金部材の表面に肉盛硬化層が形成されてなる表面
硬化アルミニウム部材において、前記肉盛硬化層が、Ｃ
ｕを１０〜３０質量％含むアルミニウム合金と、該アル
ミニウム合金中に均一に分散する炭化物微粒子２０〜８
０質量％とよりなることを特徴とする。
【０００７】また、本発明の表面硬化アルミニウム部材
の製造方法は、少なくとも、プラズマアーク発生機構
と、複数の粉末供給装置とを備えるプラズマ肉盛溶接機
によって肉盛硬化層を形成する表面硬化アルミニウム部
材の製造方法において、溶加材は、Ｃｕを１２．５〜７
０質量％含むアルミニウム合金粉末１質量部と、炭化物
粉末０．２５〜４質量部とからなり、かつ、全溶加材中
のＣｕ含有率が１０〜３０質量％であり、前記プラズマ
アーク発生機構が備えるトーチに、前記アルミニウム合
金粉末および炭化物粉末を、それぞれ別個の前記粉末供
給装置によって別個に供給することを特徴とする。
の製造方法は、少なくとも、プラズマアーク発生機構
と、複数の粉末供給装置とを備えるプラズマ肉盛溶接機
によって肉盛硬化層を形成する表面硬化アルミニウム部
材の製造方法において、溶加材は、Ｃｕを１２．５〜７
０質量％含むアルミニウム合金粉末１質量部と、炭化物
粉末０．２５〜４質量部とからなり、かつ、全溶加材中
のＣｕ含有率が１０〜３０質量％であり、前記プラズマ
アーク発生機構が備えるトーチに、前記アルミニウム合
金粉末および炭化物粉末を、それぞれ別個の前記粉末供
給装置によって別個に供給することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の表面硬化アルミニウム部
材においては、肉盛硬化層がＣｕを１０〜３０質量％含
むアルミニウム合金と、該アルミニウム合金中に均一に
分散する炭化物微粒子２０〜８０質量％とよりなるもの
とする。アルミニウムおよびその合金は融点が低いの
で、高融点合金を基とする合金を肉盛溶接することが困
難である。本発明の表面硬化アルミニウム部材において
は、アルミニウムを基とする合金を肉盛することによっ
て健全な肉盛硬化層を得る。
材においては、肉盛硬化層がＣｕを１０〜３０質量％含
むアルミニウム合金と、該アルミニウム合金中に均一に
分散する炭化物微粒子２０〜８０質量％とよりなるもの
とする。アルミニウムおよびその合金は融点が低いの
で、高融点合金を基とする合金を肉盛溶接することが困
難である。本発明の表面硬化アルミニウム部材において
は、アルミニウムを基とする合金を肉盛することによっ
て健全な肉盛硬化層を得る。
【０００９】Ｃｕは、肉盛硬化層の硬さを高め、耐摩耗
性を向上するために添加するが、その含有率が１０質量
％以下では硬さの上昇、耐摩耗性の向上が十分ではない
ので、アルミニウム合金中のＣｕ含有率の下限を１０質
量％とする。しかし、Ｃｕは、多量に添加すると肉盛溶
接時に溶加材の融点が高まり、健全な肉盛硬化層を得る
ことが困難となり、肉盛硬化層にわれを生じやすくする
ので含有率の上限を３０質量％とする。
性を向上するために添加するが、その含有率が１０質量
％以下では硬さの上昇、耐摩耗性の向上が十分ではない
ので、アルミニウム合金中のＣｕ含有率の下限を１０質
量％とする。しかし、Ｃｕは、多量に添加すると肉盛溶
接時に溶加材の融点が高まり、健全な肉盛硬化層を得る
ことが困難となり、肉盛硬化層にわれを生じやすくする
ので含有率の上限を３０質量％とする。
【００１０】炭化物粒子は、肉盛硬化層の硬さを高める
が、特に耐摩耗性を向上するために添加する。その効果
は、炭化物粒子２０質量％以上で顕著となる。しかし、
過剰に添加すると肉盛溶接時に適当な溶融池の形成が困
難となり、健全な肉盛硬化層が得られない。それゆえ炭
化物微粒子の含有率の上限を８０質量％とする。また、
炭化物微粒子の含有率が５０％を超えると耐摩耗性の上
昇も少なくなるので、好ましくは、炭化物微粒子の含有
率の上限は５０％とする。
が、特に耐摩耗性を向上するために添加する。その効果
は、炭化物粒子２０質量％以上で顕著となる。しかし、
過剰に添加すると肉盛溶接時に適当な溶融池の形成が困
難となり、健全な肉盛硬化層が得られない。それゆえ炭
化物微粒子の含有率の上限を８０質量％とする。また、
炭化物微粒子の含有率が５０％を超えると耐摩耗性の上
昇も少なくなるので、好ましくは、炭化物微粒子の含有
率の上限は５０％とする。
【００１１】本発明の表面硬化アルミニウム部材の製造
方法におけるプラズマアークの発生機構には、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金に対して不活性なガス、例
えばアルゴンを用いる。プラズマの高温による溶加材の
急速加熱、溶解とともに、不活性ガスによりワークの肉
盛部および肉盛金属が被包されるので、溶着部に汚染に
よる欠陥を生じることが防がれる。さらに、プラズマア
ークを被包してアルゴンガスを流し、シールドを施すこ
とにより、一層効果的に汚染を防止することができる。
方法におけるプラズマアークの発生機構には、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金に対して不活性なガス、例
えばアルゴンを用いる。プラズマの高温による溶加材の
急速加熱、溶解とともに、不活性ガスによりワークの肉
盛部および肉盛金属が被包されるので、溶着部に汚染に
よる欠陥を生じることが防がれる。さらに、プラズマア
ークを被包してアルゴンガスを流し、シールドを施すこ
とにより、一層効果的に汚染を防止することができる。
【００１２】溶加材として用いるアルミニウム合金粉末
にはＣｕを１２．５〜７０質量％を含むものとする。そ
の理由は次のとおりである。すなわち、Ｃｕ含有率が１
２．５質量％未満では、肉盛硬化層の硬さ向上に必要な
１０質量％のＣｕ含有率が得られないので、アルミニウ
ム合金粉末のＣｕ含有率の下限は１２．５質量％とす
る。しかし、過剰にＣｕを含有するとアルミニウム合金
粉末の融点が高まり、溶着金属の剥離が生じるので、ア
ルミニウム合金粉末のＣｕ含有率の上限は７０質量％と
する。
にはＣｕを１２．５〜７０質量％を含むものとする。そ
の理由は次のとおりである。すなわち、Ｃｕ含有率が１
２．５質量％未満では、肉盛硬化層の硬さ向上に必要な
１０質量％のＣｕ含有率が得られないので、アルミニウ
ム合金粉末のＣｕ含有率の下限は１２．５質量％とす
る。しかし、過剰にＣｕを含有するとアルミニウム合金
粉末の融点が高まり、溶着金属の剥離が生じるので、ア
ルミニウム合金粉末のＣｕ含有率の上限は７０質量％と
する。
【００１３】溶加材として用いる炭化物粉末は、肉盛金
属の硬さを高めるほか、耐摩耗性の向上に著しく寄与す
る。さらに、肉盛金属の気泡を低減し、われの発生防
止、ビード形状の改善に効果がある。炭化物粉末として
は、ＶＣおよびＴｉＣのいずれか１種または２種である
ことが好ましい。また、溶加材は、前記アルミニウム合
金粉末１質量部に対して炭化物粉末０．２５〜４質量部
とからなるものとする。好ましくは、炭化物粉末の添加
割合は０．２５〜１質量部とする。炭化物粉末の添加割
合が０．２５質量未満では肉盛金属に気泡やわれが残留
し、また、硬さが低く、耐摩耗性に劣る。炭化物粉末の
添加割合が４質量部を超えると、肉盛溶接時に溶着部に
好適な溶融池が形成されず、溶着金属の外観状況が極め
て劣化する。炭化物粉末の添加割合が１質量部を超える
と、耐摩耗性の向上が飽和するうえ、コストの上昇を招
くので炭化物粉末の添加割合の上限は１質量部とするの
が好ましい。
属の硬さを高めるほか、耐摩耗性の向上に著しく寄与す
る。さらに、肉盛金属の気泡を低減し、われの発生防
止、ビード形状の改善に効果がある。炭化物粉末として
は、ＶＣおよびＴｉＣのいずれか１種または２種である
ことが好ましい。また、溶加材は、前記アルミニウム合
金粉末１質量部に対して炭化物粉末０．２５〜４質量部
とからなるものとする。好ましくは、炭化物粉末の添加
割合は０．２５〜１質量部とする。炭化物粉末の添加割
合が０．２５質量未満では肉盛金属に気泡やわれが残留
し、また、硬さが低く、耐摩耗性に劣る。炭化物粉末の
添加割合が４質量部を超えると、肉盛溶接時に溶着部に
好適な溶融池が形成されず、溶着金属の外観状況が極め
て劣化する。炭化物粉末の添加割合が１質量部を超える
と、耐摩耗性の向上が飽和するうえ、コストの上昇を招
くので炭化物粉末の添加割合の上限は１質量部とするの
が好ましい。
【００１４】本発明の表面硬化アルミニウム部材の製造
方法においては、複数の粉末供給装置を備えるプラズマ
肉盛溶接機を用いる。前記アルミニウム合金粉末と炭化
物粉末とを、それぞれ別個の粉末供給装置によって粉末
の混合比が所定の値となるように所定の送給速度で切出
し、それぞれ別個の粉末搬送ガス通路を通る粉末搬送ガ
スよって溶接トーチに運び溶加材とする。
方法においては、複数の粉末供給装置を備えるプラズマ
肉盛溶接機を用いる。前記アルミニウム合金粉末と炭化
物粉末とを、それぞれ別個の粉末供給装置によって粉末
の混合比が所定の値となるように所定の送給速度で切出
し、それぞれ別個の粉末搬送ガス通路を通る粉末搬送ガ
スよって溶接トーチに運び溶加材とする。
【００１５】粉末搬送ガス通路はそれぞれ溶接トーチの
粉末搬送ガスノズルに通じている。粉末搬送ガスにより
搬送された溶加材は、粉末搬送ガスノズルから噴出して
プラズマアークに突入し、加熱、溶融されてワーク表面
に肉盛金属層を形成する。前記アルミニウム合金粉末と
炭化物粉末とをそれぞれ別個の粉末供給装置にによって
溶接トーチに供給する理由は次のとおりである。すなわ
ち、アルミニウム合金粉末と炭化物粉末とは比重、粉末
粒度が異なるため、予め混合して一つの粉末供給装置に
よって供給するときは、料粉末が分離して均一な混合状
態が得られないことによる。アルミニウム合金粉末と炭
化物粉末とをそれぞれ別個に搬送することにより、アル
ミニウム合金と炭化物とが均一に混合した肉盛合金層を
得ることができる。
粉末搬送ガスノズルに通じている。粉末搬送ガスにより
搬送された溶加材は、粉末搬送ガスノズルから噴出して
プラズマアークに突入し、加熱、溶融されてワーク表面
に肉盛金属層を形成する。前記アルミニウム合金粉末と
炭化物粉末とをそれぞれ別個の粉末供給装置にによって
溶接トーチに供給する理由は次のとおりである。すなわ
ち、アルミニウム合金粉末と炭化物粉末とは比重、粉末
粒度が異なるため、予め混合して一つの粉末供給装置に
よって供給するときは、料粉末が分離して均一な混合状
態が得られないことによる。アルミニウム合金粉末と炭
化物粉末とをそれぞれ別個に搬送することにより、アル
ミニウム合金と炭化物とが均一に混合した肉盛合金層を
得ることができる。
【００１６】
【実施例】図１に示すプラズマトランスファーアークに
よる粉末肉盛溶接機を用いて肉盛溶接を行った。プラズ
マトランスファーアークによる粉末肉盛溶接機は、プラ
ズマ電源１１、トーチ７などからなるプラズマアーク発
生機構１と、粉末ホッパー６３、６４、粉末切出し装置
６５、６６などからなる２組の粉末供給装置２、３とを
備える。トーチ７は、図２に示すように、電極１２を取
巻いて設け、かつ、冷却水７１で冷却されるジャケット
構造のプラズマガスノズル４３、プラズマガスノズル４
３を取巻いて設ける粉末搬送ガスノズル３５および最外
層に設けるシールドガスノズル５３等からなる。
よる粉末肉盛溶接機を用いて肉盛溶接を行った。プラズ
マトランスファーアークによる粉末肉盛溶接機は、プラ
ズマ電源１１、トーチ７などからなるプラズマアーク発
生機構１と、粉末ホッパー６３、６４、粉末切出し装置
６５、６６などからなる２組の粉末供給装置２、３とを
備える。トーチ７は、図２に示すように、電極１２を取
巻いて設け、かつ、冷却水７１で冷却されるジャケット
構造のプラズマガスノズル４３、プラズマガスノズル４
３を取巻いて設ける粉末搬送ガスノズル３５および最外
層に設けるシールドガスノズル５３等からなる。
【００１７】ガス源２１から導き、ガス制御装置２２に
よって圧力、送量を調整したプラズマガス４１を、プラ
ズマガス通路４２を通じて、プラズマガスノズル４３か
ら噴出する。次いで、プラズマ電源１１によって電極１
２とワーク１３との間に電圧を加えてプラズマアーク１
４を発生する。他方、ガス制御装置２２によって圧力、
送量を調整した粉末搬送ガス３１、３２を、それぞれ粉
末搬送ガス通路３３、３４を通じてトーチ７に設ける粉
末搬送ガスノズル３５に導く。粉末搬送ガス通路３３、
３４の中間には、それぞれ粉末切出し装置６５、６６を
接続する。粉末切出し装置６５、６６によって粉末ホッ
パー６３、６４に蓄えられた粉末６１、６２をそれぞれ
所要の粉末供給速度で切出し、粉末搬送ガス３１、３２
にそれぞれ添加する。これによって粉末６１、６２は、
各ホッパーからそれぞれ別個にトーチ７に供給される。
よって圧力、送量を調整したプラズマガス４１を、プラ
ズマガス通路４２を通じて、プラズマガスノズル４３か
ら噴出する。次いで、プラズマ電源１１によって電極１
２とワーク１３との間に電圧を加えてプラズマアーク１
４を発生する。他方、ガス制御装置２２によって圧力、
送量を調整した粉末搬送ガス３１、３２を、それぞれ粉
末搬送ガス通路３３、３４を通じてトーチ７に設ける粉
末搬送ガスノズル３５に導く。粉末搬送ガス通路３３、
３４の中間には、それぞれ粉末切出し装置６５、６６を
接続する。粉末切出し装置６５、６６によって粉末ホッ
パー６３、６４に蓄えられた粉末６１、６２をそれぞれ
所要の粉末供給速度で切出し、粉末搬送ガス３１、３２
にそれぞれ添加する。これによって粉末６１、６２は、
各ホッパーからそれぞれ別個にトーチ７に供給される。
【００１８】粉末搬送ガス３１、３２に添加された粉末
６１、６２は、粉末搬送ガスノズル３５からプラズマア
ーク１４の中に噴出され、プラズマアーク１４の熱によ
って加熱、溶融されるとともに、ワーク１３の表面に溶
滴として移行して溶融池を形成し、ワーク１３と溶着し
て肉盛金属となる。本実施例では、ワーク１３として厚
さ１０ｍｍ×幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍのアルミニ
ウム合金板（ＪＩＳ Ａ５０５２）を用いた。また、ガ
ス源２１としてはアルゴンを用いた。粉末６１として
は、表１に示すアルミニウム合金粉末を、また、粉末６
２としては、炭化物粉末を用いた。
６１、６２は、粉末搬送ガスノズル３５からプラズマア
ーク１４の中に噴出され、プラズマアーク１４の熱によ
って加熱、溶融されるとともに、ワーク１３の表面に溶
滴として移行して溶融池を形成し、ワーク１３と溶着し
て肉盛金属となる。本実施例では、ワーク１３として厚
さ１０ｍｍ×幅１００ｍｍ×長さ２００ｍｍのアルミニ
ウム合金板（ＪＩＳ Ａ５０５２）を用いた。また、ガ
ス源２１としてはアルゴンを用いた。粉末６１として
は、表１に示すアルミニウム合金粉末を、また、粉末６
２としては、炭化物粉末を用いた。
【００１９】表１に実施例として用いたアルミニウム合
金粉末の化学組成、炭化物粉末の種類およびアルミニウ
ム合金粉末に対する炭化物粉末の添加割合を示す。
金粉末の化学組成、炭化物粉末の種類およびアルミニウ
ム合金粉末に対する炭化物粉末の添加割合を示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１に示す各実施例の粉末の組合せについ
て、上記の方法によって幅９ｍｍ、長さ７５ｍｍのビー
ドを肉盛りした試料を得た。該試料について、肉眼観察
によるビードの剥離の有無、ビード外観の検査、ビード
横断面について顕微鏡による気孔、割れの観察、ビッカ
ース硬さの測定を行った。また、大越式摩耗試験機によ
り、回転円板をＪＩＳ ＳＵＪ２（６３ＨＲＣ）とし、
摩擦速度３．５ｍ／秒、摩擦距離６００ｍ、最終荷重２
０．６Ｎとして摩耗量を測定した。これらの試験結果を
表２に示す。
て、上記の方法によって幅９ｍｍ、長さ７５ｍｍのビー
ドを肉盛りした試料を得た。該試料について、肉眼観察
によるビードの剥離の有無、ビード外観の検査、ビード
横断面について顕微鏡による気孔、割れの観察、ビッカ
ース硬さの測定を行った。また、大越式摩耗試験機によ
り、回転円板をＪＩＳ ＳＵＪ２（６３ＨＲＣ）とし、
摩擦速度３．５ｍ／秒、摩擦距離６００ｍ、最終荷重２
０．６Ｎとして摩耗量を測定した。これらの試験結果を
表２に示す。
【００２２】ワーク１３として用いたアルミニウム合金
板（ＪＩＳ Ａ５０５２）について実施例同様にしてビ
ッカース硬さおよび摩耗量の測定を行った結果、それぞ
れ５８Ｈｖおよび１４５×１０-5ｍｍ3 ／Ｎｍの値が得
られた。また、本発明の施例と同様にプラズマトランス
ファーアークによる粉末肉盛溶接機を用いて肉盛溶接を
行った比較例についての試験結果を表２に併記する。
板（ＪＩＳ Ａ５０５２）について実施例同様にしてビ
ッカース硬さおよび摩耗量の測定を行った結果、それぞ
れ５８Ｈｖおよび１４５×１０-5ｍｍ3 ／Ｎｍの値が得
られた。また、本発明の施例と同様にプラズマトランス
ファーアークによる粉末肉盛溶接機を用いて肉盛溶接を
行った比較例についての試験結果を表２に併記する。
【００２３】
【表２】
【００２４】表２によれば、肉盛合金層においてＣｕ含
有率が高い比較例１では肉盛合金ビードにしわを生じビ
ード外観が好ましくない。また、ミクロ組織においても
微小な割れが認められた。溶加材において炭化物粉末の
添加量が少ない比較例２では、肉盛合金層に多数の気孔
が生じ、健全なミクロ組織が得られなかった。そのた
め、硬さも低く、耐摩耗性も劣る。溶加材のアルミニウ
ム合金粉末組成においてＣｕ含有率の高い比較例３で
は、肉盛母材から肉盛合金ビードが剥離してしまい、健
全な肉盛合金層を得ることができなかった。また、溶加
材における炭化物粉末の添加量が多い比較例４では、溶
接時における溶加材の溶融池の形成が十分に行われない
ために、炭化物粉末の融着が十分に行われず、多孔質状
で粗雑な肉盛合金層しか得られなかった。
有率が高い比較例１では肉盛合金ビードにしわを生じビ
ード外観が好ましくない。また、ミクロ組織においても
微小な割れが認められた。溶加材において炭化物粉末の
添加量が少ない比較例２では、肉盛合金層に多数の気孔
が生じ、健全なミクロ組織が得られなかった。そのた
め、硬さも低く、耐摩耗性も劣る。溶加材のアルミニウ
ム合金粉末組成においてＣｕ含有率の高い比較例３で
は、肉盛母材から肉盛合金ビードが剥離してしまい、健
全な肉盛合金層を得ることができなかった。また、溶加
材における炭化物粉末の添加量が多い比較例４では、溶
接時における溶加材の溶融池の形成が十分に行われない
ために、炭化物粉末の融着が十分に行われず、多孔質状
で粗雑な肉盛合金層しか得られなかった。
【００２５】これに対して、本発明の実施例において
は、ビード剥離を生じることがなく、気泡やわれ等の欠
陥がない健全な肉盛金属を得ることができた。また、耐
摩耗性においても著しく優れていることが判る。
は、ビード剥離を生じることがなく、気泡やわれ等の欠
陥がない健全な肉盛金属を得ることができた。また、耐
摩耗性においても著しく優れていることが判る。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、著しく
耐摩耗性の優れた肉盛硬化層を有するアルミニウム部材
とその製造方法を提供することができる。
耐摩耗性の優れた肉盛硬化層を有するアルミニウム部材
とその製造方法を提供することができる。
【図１】本発明の実施例におけるプラズマトランスファ
ーアークによる粉末肉盛溶接機の構成を示す模式図であ
る。
ーアークによる粉末肉盛溶接機の構成を示す模式図であ
る。
【図２】本発明の実施例におけるトーチの構造を示す模
式図である。
式図である。
１ プラズマアーク発生機構 ２、３ 粉末供給装置 ７ トーチ １１ プラズマ電源 １２ 電極 １３ ワーク １４ プラズマアーク ２１ ガス源 ２２ ガス制御装置 ３１、３２ 粉末搬送ガス ３３、３４ 粉末搬送ガス通路 ３５ 粉末搬送ガスノズル ４１ プラズマガス ４２ プラズマガス通路 ４３ プラズマガスノズル ５１ シールドガス ５２ シールドガス通路 ５３ シールドガスノズル ６１、６２ 粉末 ６３、６４ 粉末ホッパー ６５、６６ 粉末切出し装置 ７１ 冷却水
Claims (2)
- 【請求項１】 不活性ガスのプラズマアークを熱源と
し、粉末を溶加材とするプラズマ肉盛溶接法によってア
ルミニウムまたはアルミニウム合金部材の表面に肉盛硬
化層が形成されてなる表面硬化アルミニウム部材におい
て、前記肉盛硬化層が、Ｃｕを１０〜３０質量％含むア
ルミニウム合金と、該アルミニウム合金中に均一に分散
する炭化物微粒子２０〜８０質量％とよりなることを特
徴とする表面硬化アルミニウム部材。 - 【請求項２】 少なくとも、プラズマアーク発生機構
と、複数の粉末供給装置とを備えるプラズマ肉盛溶接機
によって肉盛硬化層を形成する表面硬化アルミニウム部
材の製造方法において、溶加材は、Ｃｕを１２．５〜７
０質量％含むアルミニウム合金粉末１質量部と、炭化物
粉末０．２５〜４質量部とからなり、かつ、全溶加材中
のＣｕ含有率が１０〜３０質量％であり、前記プラズマ
アーク発生機構が備えるトーチに、前記アルミニウム合
金粉末および炭化物粉末を、それぞれ別個の前記粉末供
給装置によって別個に供給することを特徴とする表面硬
化アルミニウム部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9347723A JPH11181563A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 表面硬化アルミニウム部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9347723A JPH11181563A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 表面硬化アルミニウム部材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11181563A true JPH11181563A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18392161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9347723A Withdrawn JPH11181563A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 表面硬化アルミニウム部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11181563A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4851672B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2012-01-11 | ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム | 改良されたスパッタリングターゲット及びその製法並びに使用 |
| CN103103469A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 龙口市丛林铝材有限公司 | 一种铝合金耐磨涂层的制备方法 |
-
1997
- 1997-12-17 JP JP9347723A patent/JPH11181563A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4851672B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2012-01-11 | ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム | 改良されたスパッタリングターゲット及びその製法並びに使用 |
| CN103103469A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 龙口市丛林铝材有限公司 | 一种铝合金耐磨涂层的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041026 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061130 |