JPS59199165A - クロム鋳鉄と超硬合金との接合方法 - Google Patents
クロム鋳鉄と超硬合金との接合方法Info
- Publication number
- JPS59199165A JPS59199165A JP7525283A JP7525283A JPS59199165A JP S59199165 A JPS59199165 A JP S59199165A JP 7525283 A JP7525283 A JP 7525283A JP 7525283 A JP7525283 A JP 7525283A JP S59199165 A JPS59199165 A JP S59199165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- cemented carbide
- chromium cast
- nickel
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術的分野〕
本発明は、鋳ぐるみによるクロム鋳鉄と異種金属とくに
超硬合金との接合方法に関する。
超硬合金との接合方法に関する。
高クロム鋳鉄は耐摩耗性強靭性を有する合金鋳物として
土木建設機械、化学機械１Ｍ鉄機械などの耐摩耗性部材
として広範囲に用いられて来た。
土木建設機械、化学機械１Ｍ鉄機械などの耐摩耗性部材
として広範囲に用いられて来た。
しかしながら、アブレーシブ摩耗を含めて苛酷な条件下
で使用されることが多くなり、その要求される耐摩耗性
を満足することができなくなってきた。
で使用されることが多くなり、その要求される耐摩耗性
を満足することができなくなってきた。
高クロム鋳鉄よりさらに耐摩耗性が向上した材料として
アルミナ、窒化珪素、炭化珪素などのニューセラミンク
材料があるが、靭性、加工性などに問題がある。その点
、超硬合金は比較的靭性があり、その適用が考えられる
が、部品全体に使用するとコスト、加工性などに問題が
あり、高クロム鋳鉄製品のとくに耐摩耗性を要する部分
に超硬合金を適用することが最も実用性が高い。
アルミナ、窒化珪素、炭化珪素などのニューセラミンク
材料があるが、靭性、加工性などに問題がある。その点
、超硬合金は比較的靭性があり、その適用が考えられる
が、部品全体に使用するとコスト、加工性などに問題が
あり、高クロム鋳鉄製品のとくに耐摩耗性を要する部分
に超硬合金を適用することが最も実用性が高い。
高クロム鋳鉄に部分的に超硬合金を接合させる方法とし
てろう材を用いることが考えられるが、超硬合金と高ク
ロム鋳鉄とのる・う付性は悪く、また部品の使用時にろ
う付部から摩耗し超硬合金が脱落するという欠点がある
。
てろう材を用いることが考えられるが、超硬合金と高ク
ロム鋳鉄とのる・う付性は悪く、また部品の使用時にろ
う付部から摩耗し超硬合金が脱落するという欠点がある
。
本発明者は、先に、鉄属金属と鋳鉄との接合法として、
鉄属金属との拡散速度の早いニッケルーリンまたはニッ
ケルーボロン合金を相手金属表面上に反覆させて鋳鉄を
鋳ぐるむ方法を特公昭５３−４５１６７号公報において
提案した。
鉄属金属との拡散速度の早いニッケルーリンまたはニッ
ケルーボロン合金を相手金属表面上に反覆させて鋳鉄を
鋳ぐるむ方法を特公昭５３−４５１６７号公報において
提案した。
この鋳込み方法は、通常の鉄合金に普通の鋳鉄を接合さ
せる場合には、エンケル合金中のリンあるいはボロンが
接合面で鉄属金属と低融点の共晶合金を作り、ニッケル
の拡散速度を著しく増大させて、良好な接合面を形成す
るという利点があることが確認されている。
せる場合には、エンケル合金中のリンあるいはボロンが
接合面で鉄属金属と低融点の共晶合金を作り、ニッケル
の拡散速度を著しく増大させて、良好な接合面を形成す
るという利点があることが確認されている。
しかしながら、高クロム鋳鉄によりＷＣ−Ｇｏ系のよう
な超硬合金の鋳ぐるのに適用するに当っては、接合面に
η相の形成に基（脆性を持つ境界相が形成したり、収縮
によって鋳ぐまれる超硬合金に内部応力がかかり使用時
に亀裂を生じたり、また、接合面にクロムの酸化物層が
形成して、実用化が困難であった。
な超硬合金の鋳ぐるのに適用するに当っては、接合面に
η相の形成に基（脆性を持つ境界相が形成したり、収縮
によって鋳ぐまれる超硬合金に内部応力がかかり使用時
に亀裂を生じたり、また、接合面にクロムの酸化物層が
形成して、実用化が困難であった。
Ｃ発明の目的〕
本発明の目的は、高クロム鋳鉄を超硬合金の鋳ぐるみに
より接合するに当っての問題点をなす最適条件を提供す
ることにある。
より接合するに当っての問題点をなす最適条件を提供す
ることにある。
本発明においては、鋳くるまれる超硬合金として、塊状
あるいは粒状のものを用い、そして、この超硬合金表面
にあらがしめニッケル・リン合金あるいはニッケル・ボ
ロン合金皮膜を形成させたのち高クロム鋳鉄に鋳ぐるむ
ものである。そして、鋳くるむに当り、高クロム鋳鉄の
クロム含有量を制御することによって、さらに、その接
合効果を増大せしめるものであり、その被覆層は２０〜
１００ミクロンで充分であり、メンキあるいは溶射によ
って形成される。
あるいは粒状のものを用い、そして、この超硬合金表面
にあらがしめニッケル・リン合金あるいはニッケル・ボ
ロン合金皮膜を形成させたのち高クロム鋳鉄に鋳ぐるむ
ものである。そして、鋳くるむに当り、高クロム鋳鉄の
クロム含有量を制御することによって、さらに、その接
合効果を増大せしめるものであり、その被覆層は２０〜
１００ミクロンで充分であり、メンキあるいは溶射によ
って形成される。
本発明において使用する超硬合金としては、直径３龍以
上２０鶴以下の塊状または粒状のものを用いる。高クロ
ム鋳鉄で鋳ぐるむ場合、凝固時収縮のため圧縮応力が超
硬合金に働き超硬合金に亀裂を生じることとなる。従っ
て小さな粒状の超硬合金を用いるほど、超硬合金に加わ
る圧縮応力を分散させて、亀裂を防ぐことが出来る。所
が３１１ＩＩ以下の粒状の超硬合金の場合、超硬合金粒
子が軽くなるため、注湯時、超硬合金粒子が移動し、所
定の個所に超硬合金を鋳ぐるむことが困難になる。
上２０鶴以下の塊状または粒状のものを用いる。高クロ
ム鋳鉄で鋳ぐるむ場合、凝固時収縮のため圧縮応力が超
硬合金に働き超硬合金に亀裂を生じることとなる。従っ
て小さな粒状の超硬合金を用いるほど、超硬合金に加わ
る圧縮応力を分散させて、亀裂を防ぐことが出来る。所
が３１１ＩＩ以下の粒状の超硬合金の場合、超硬合金粒
子が軽くなるため、注湯時、超硬合金粒子が移動し、所
定の個所に超硬合金を鋳ぐるむことが困難になる。
また粒子径が２０寵以上になると局部的に加わる圧縮応
力が大きくなり亀裂が入りゃすくなる。
力が大きくなり亀裂が入りゃすくなる。
粒状の超硬合金表面に皮覆するニッケル・リン合金ある
いはニッケル・ボロン合金中のリンあるいはボロンは、
鉄族金属と低融点の共晶合金をっ１にフケルー１１％リ
ンで８８０”ｃ、ニッケル−１コ る拡散速度を著しく増大させる。さらに、リン８〜１３
重量％を含有するニッケル・リン合金あるいはボロン５
〜２０重量％を含有するニッケル・ボロン合金は、他の
金属に対するぬれ性も良好であるため、鋳ぐろまれる金
属材料の表面にあらかじめ皮膜を形成させるに当って、
クロム鋳鉄に鋳ぐるむ際に、ニッケルがクロム鋳鉄およ
び鋳ぐるまれる超硬合金に拡散し、強固な接合を得るこ
とができる。なおニッケル・リン合金においてリンの重
量％を８〜１３％、ニッケル・ポロン合金においてボロ
ンの重量％を５〜２０％にしたのは、この組成範囲にお
いてこれらの合金の融点が共晶組成の低熔融温度付近に
なり、また超硬合金に対するぬれ性ｔ，よく、また超硬
合金およびクロム鋳鉄に対スるニッケルの拡散速度を大
きくして鋳くるみ時の接合強゛度を良くするためである
。
いはニッケル・ボロン合金中のリンあるいはボロンは、
鉄族金属と低融点の共晶合金をっ１にフケルー１１％リ
ンで８８０”ｃ、ニッケル−１コ る拡散速度を著しく増大させる。さらに、リン８〜１３
重量％を含有するニッケル・リン合金あるいはボロン５
〜２０重量％を含有するニッケル・ボロン合金は、他の
金属に対するぬれ性も良好であるため、鋳ぐろまれる金
属材料の表面にあらかじめ皮膜を形成させるに当って、
クロム鋳鉄に鋳ぐるむ際に、ニッケルがクロム鋳鉄およ
び鋳ぐるまれる超硬合金に拡散し、強固な接合を得るこ
とができる。なおニッケル・リン合金においてリンの重
量％を８〜１３％、ニッケル・ポロン合金においてボロ
ンの重量％を５〜２０％にしたのは、この組成範囲にお
いてこれらの合金の融点が共晶組成の低熔融温度付近に
なり、また超硬合金に対するぬれ性ｔ，よく、また超硬
合金およびクロム鋳鉄に対スるニッケルの拡散速度を大
きくして鋳くるみ時の接合強゛度を良くするためである
。
高クロム鋳鉄で超硬合金を鋳ぐるむ場合に問題となるの
は、超硬合金との接合面における脆性を持ったη相の形
成と鋳込み時の渦流れの先端部における溶湯の酸化であ
る。これによって、高クロム鋳鉄と超硬合金にクランク
が発生し易くなり、また一体性が失われ、鋳ぐみ物全体
として強度の維持が困難となる。
は、超硬合金との接合面における脆性を持ったη相の形
成と鋳込み時の渦流れの先端部における溶湯の酸化であ
る。これによって、高クロム鋳鉄と超硬合金にクランク
が発生し易くなり、また一体性が失われ、鋳ぐみ物全体
として強度の維持が困難となる。
またクロム鋳鉄中のクロム含有量を５〜１８％としたの
はクロム含有量５％未満の場合、超硬合金との接合性は
良いが接合部付近の超硬合金内に脆い性質をもつη相の
領域が拡くなり、またクロム鋳鉄の硬さが低く、耐摩耗
性において不十分なためである。またクロムが１８％を
こえると、クロムの増加により溶湯を鋳込む場合に渦流
れの先端部において酸化が著しくなり、接合面に形成さ
れる酸化物層が緻密になってクロム鋳鉄と超硬合金との
接合性が悪くなり、すき間、クランクが発生しやすくな
るためである。
はクロム含有量５％未満の場合、超硬合金との接合性は
良いが接合部付近の超硬合金内に脆い性質をもつη相の
領域が拡くなり、またクロム鋳鉄の硬さが低く、耐摩耗
性において不十分なためである。またクロムが１８％を
こえると、クロムの増加により溶湯を鋳込む場合に渦流
れの先端部において酸化が著しくなり、接合面に形成さ
れる酸化物層が緻密になってクロム鋳鉄と超硬合金との
接合性が悪くなり、すき間、クランクが発生しやすくな
るためである。
以下実施例により詳細に説明する。
実施例１
内径５０鶴φ、高さ７０韮の砂型を用い、底部に１゜３
、 ５． １０．２０．２５１１ｍφの粒状のＷ（、−
６，５％Ｃ。
、 ５． １０．２０．２５１１ｍφの粒状のＷ（、−
６，５％Ｃ。
超硬合金をまとめておく。超硬合金表面はあらかじめ日
本カニゼン社のシューマー・メッキ液を用いてＮｉ −
Ｐ合金（８〜１２％Ｐ）が約２０ ｐ ｍの厚さ無電解
メッキされている。次に注湯温度１４８０°Ｃで１０％
Ｃｒのクロム鋳鉄を鋳込む。注湯温度１４８０℃でクロ
ム鋳鉄により粒状超硬合金を鋳くるんだ。凝固後底部を
観察すると、約１鰭φの粒状超硬合金の場合溶湯の流れ
により粒状超硬合金は移動し、砂型の一方向に寄せられ
ていた。
本カニゼン社のシューマー・メッキ液を用いてＮｉ −
Ｐ合金（８〜１２％Ｐ）が約２０ ｐ ｍの厚さ無電解
メッキされている。次に注湯温度１４８０°Ｃで１０％
Ｃｒのクロム鋳鉄を鋳込む。注湯温度１４８０℃でクロ
ム鋳鉄により粒状超硬合金を鋳くるんだ。凝固後底部を
観察すると、約１鰭φの粒状超硬合金の場合溶湯の流れ
により粒状超硬合金は移動し、砂型の一方向に寄せられ
ていた。
３〜２０１１ｍφの粒状超硬合金の場合は元の位置に存
在し、超硬合金部にクランクはみられなかった。
在し、超硬合金部にクランクはみられなかった。
２５韮中の粒状超硬合金の場合はクロム鋳鉄の凝固の際
の圧縮応力より超硬合金部にクランクがみられた。
の圧縮応力より超硬合金部にクランクがみられた。
冷却後型よりとり出して、断面組織を観察すると３〜２
０−Ｈφの粒状超硬合金の場合は接合部に鋳巣の発生は
なく良好な接合状態であった。またＸ線マイクロ・アナ
ライザーによる測定結果ではニッケルはクロム鋳鉄側、
超硬合金側に拡散しており、脆性を示す燐化鉄の存在は
見られなかった。
０−Ｈφの粒状超硬合金の場合は接合部に鋳巣の発生は
なく良好な接合状態であった。またＸ線マイクロ・アナ
ライザーによる測定結果ではニッケルはクロム鋳鉄側、
超硬合金側に拡散しており、脆性を示す燐化鉄の存在は
見られなかった。
境界付近の硬さ分布は添付図で示されるようにピンカー
ス硬さで１８００〜９００の間であり、１０％クロ〔総
合効果〕 上記、実施例の記載からも明らかなように、とくに、超
硬合金と高クロム鋳鉄との良好な接合を得ることができ
、高クロム鋳鉄の高強度と靭性の特性と高耐摩耗特性と
を兼備した一体化した機械部材を得ることができる。
ス硬さで１８００〜９００の間であり、１０％クロ〔総
合効果〕 上記、実施例の記載からも明らかなように、とくに、超
硬合金と高クロム鋳鉄との良好な接合を得ることができ
、高クロム鋳鉄の高強度と靭性の特性と高耐摩耗特性と
を兼備した一体化した機械部材を得ることができる。
図は接合境界部付近の硬さ分布を示すグラフである。
特許出願人 株式会社 車装工作所（ほか２名）
代理人 小児 益（ばか２名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、塊状または粒状の超硬合金の表面に予めニッケル・
リン合金またはニッケル・ボロン合金の皮膜を形成させ
たのち、同超硬合金にクロム鋳鉄を鋳ぐるむことを特徴
とするクロム鋳鉄と超硬合金との接合方法。 ２、塊状または粒状の超硬合金の大きさが直径３鶴〜２
０１１１１であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のクロム鋳鉄と超硬合金との接合方法。 ３、 ニッケル・リン合金がリン８〜１３ｆｆｉ量％を
含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のクロム鋳鉄と超硬合金との接合方法。 ４、 ニッケル・ボロン合金がボロン５〜２０重量％を
含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のクロム鋳鉄と超硬合金との接合方法。 ５、 クロム鋳鉄がクロム５〜１８重量％を含有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のクロム鋳
鉄と超硬合金との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7525283A JPS59199165A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | クロム鋳鉄と超硬合金との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7525283A JPS59199165A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | クロム鋳鉄と超硬合金との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59199165A true JPS59199165A (ja) | 1984-11-12 |
Family
ID=13570841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7525283A Pending JPS59199165A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | クロム鋳鉄と超硬合金との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59199165A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6457963A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | Kurimoto Ltd | Abrasion resistant composite casting body and its production |
| US5765624A (en) * | 1994-04-07 | 1998-06-16 | Oshkosh Truck Corporation | Process for casting a light-weight iron-based material |
| CN102380605A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-03-21 | 西安交通大学 | 一种硬质合金/高铬合金基耐磨复合材料的制备方法 |
| CN102672144A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-09-19 | 泰州市永昌冶金科技有限公司 | 一种碳化钨陶瓷/耐热合金基耐热、耐磨复合材料的制备方法 |
| CN103510326A (zh) * | 2012-08-30 | 2014-01-15 | 芜湖海成科技有限公司 | 一种导丝盘及其制作方法 |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP7525283A patent/JPS59199165A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6457963A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | Kurimoto Ltd | Abrasion resistant composite casting body and its production |
| US5765624A (en) * | 1994-04-07 | 1998-06-16 | Oshkosh Truck Corporation | Process for casting a light-weight iron-based material |
| CN102380605A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-03-21 | 西安交通大学 | 一种硬质合金/高铬合金基耐磨复合材料的制备方法 |
| CN102672144A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-09-19 | 泰州市永昌冶金科技有限公司 | 一种碳化钨陶瓷/耐热合金基耐热、耐磨复合材料的制备方法 |
| CN103510326A (zh) * | 2012-08-30 | 2014-01-15 | 芜湖海成科技有限公司 | 一种导丝盘及其制作方法 |
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