JPS59215456A - 高耐アブレ−シブ摩耗,耐食,耐熱複合材料 - Google Patents
高耐アブレ−シブ摩耗,耐食,耐熱複合材料Info
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- JPS59215456A JPS59215456A JP8740083A JP8740083A JPS59215456A JP S59215456 A JPS59215456 A JP S59215456A JP 8740083 A JP8740083 A JP 8740083A JP 8740083 A JP8740083 A JP 8740083A JP S59215456 A JPS59215456 A JP S59215456A
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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】
本発明は、高耐アブレーシブ摩耗、耐食、耐熱複−金材
料に関し、高硬度で強度も充分高く、耐摩耗性、特に耐
アブレーシブ摩耗性、耐アッシュエロージョンに優れ、
かつ、耐食性、耐熱性にも優れた複合材料に関するもの
である。
料に関し、高硬度で強度も充分高く、耐摩耗性、特に耐
アブレーシブ摩耗性、耐アッシュエロージョンに優れ、
かつ、耐食性、耐熱性にも優れた複合材料に関するもの
である。
本発明は、少な(とも10%(以下%は重量%を表わす
)のFeを含む複硼化物よりなる硬質相を40〜95%
と、該硬質相を結合する結合相よりなる硬質焼結合金で
あり、該硬質焼結合金中の、B含有量3〜8%、 Cr
含有量35%以下、Ni含有量35%以下、Al含有量
2.85%以下%Si含有量0.03〜4.75%、C
含有量0.9596以下、0含有量2.3%以下であり
、かつMOおよびWのいづれか1種または2種の含有量
が(MoおよびW) /Bの原子比で0.3〜1.25
を満足する範囲内にあ1ハ残部がFeおよび少量の不純
物である硬質焼結合金を鉄基母材表面に0.5〜20叫
の厚さで接合することを特徴とする高耐摩耗性、特に高
耐アブレーシブ摩耗、高耐アッシュエロージョン耐食、
耐熱複合材料を提供するものである。
)のFeを含む複硼化物よりなる硬質相を40〜95%
と、該硬質相を結合する結合相よりなる硬質焼結合金で
あり、該硬質焼結合金中の、B含有量3〜8%、 Cr
含有量35%以下、Ni含有量35%以下、Al含有量
2.85%以下%Si含有量0.03〜4.75%、C
含有量0.9596以下、0含有量2.3%以下であり
、かつMOおよびWのいづれか1種または2種の含有量
が(MoおよびW) /Bの原子比で0.3〜1.25
を満足する範囲内にあ1ハ残部がFeおよび少量の不純
物である硬質焼結合金を鉄基母材表面に0.5〜20叫
の厚さで接合することを特徴とする高耐摩耗性、特に高
耐アブレーシブ摩耗、高耐アッシュエロージョン耐食、
耐熱複合材料を提供するものである。
本発明に使用する硬質焼結合金(以後本硬質焼結合金と
いう)は、主要構成元素をIITJ記のようにし、特に
(MoおよびW)/Bの原子比を0.3〜1、25−’
、好(まじ・くは、0.75〜1.25の範囲にした
ときに、硬度がHRA 80〜93の範囲で、130〜
300 kV−という高い抗折力を安定して示す。(M
oおよびW)/Bの原子比を1前後にとると何故、抗折
力が高ζかつバラツキが少な鳴なるのか、理由ははっき
りしないが、更に詳細に調べてみると硬質相を形成する
Fef!:含む複硼化物が、主としてMo2FeBzあ
るいはWFeB型またはこれらの混合した複硼化物と、
その他若干のMB、 、MzB、MxNyB型の硼化物
で構成されていることが判明した。さらに、特にW含有
量が多い場合にはWzFeB2型の複硼化物も認められ
た。
いう)は、主要構成元素をIITJ記のようにし、特に
(MoおよびW)/Bの原子比を0.3〜1、25−’
、好(まじ・くは、0.75〜1.25の範囲にした
ときに、硬度がHRA 80〜93の範囲で、130〜
300 kV−という高い抗折力を安定して示す。(M
oおよびW)/Bの原子比を1前後にとると何故、抗折
力が高ζかつバラツキが少な鳴なるのか、理由ははっき
りしないが、更に詳細に調べてみると硬質相を形成する
Fef!:含む複硼化物が、主としてMo2FeBzあ
るいはWFeB型またはこれらの混合した複硼化物と、
その他若干のMB、 、MzB、MxNyB型の硼化物
で構成されていることが判明した。さらに、特にW含有
量が多い場合にはWzFeB2型の複硼化物も認められ
た。
Mo2FeBz、 WFeBあるいはW2 F e B
2型の複硼化物において、 MoとWは相互ニ、 F
eハCr、 Ni、 Coの元素と、部分的に置換して
いることが観察される。よって以下これら3種の複硼化
物のMoあるいはWが部分的に置換した形態、 Feが
Cr、 Ni、 Co と部分的に置換した形態も含
めて、MozFeIlz 、 WFeB 。
2型の複硼化物において、 MoとWは相互ニ、 F
eハCr、 Ni、 Coの元素と、部分的に置換して
いることが観察される。よって以下これら3種の複硼化
物のMoあるいはWが部分的に置換した形態、 Feが
Cr、 Ni、 Co と部分的に置換した形態も含
めて、MozFeIlz 、 WFeB 。
W2FeBz型複硼化物と総称することにする。
これらのMo2FeBz、 WFeB、 WzFeBz
型の複硼化物を主体とした硬質相を形成させるためには
、少なくとも10%のFeを硬質相に含む必要がある。
型の複硼化物を主体とした硬質相を形成させるためには
、少なくとも10%のFeを硬質相に含む必要がある。
なお、本焼結合金においてFeおよびFeを含む複硼化
物を用いたのは、 Feを含有する複硼化物の焼結体が
充分に高い硬度と靭性な示すこと、Cr JPNiなど
の適量添加によってステンレス鋼と同様の優れた耐食性
と耐熱性、耐酸化性を示すこと、 Feを主とした硼化
物粉末は工業的に容易に作ることができること、 Fe
は資源的に豊富であり、かつ安価であることによる。
物を用いたのは、 Feを含有する複硼化物の焼結体が
充分に高い硬度と靭性な示すこと、Cr JPNiなど
の適量添加によってステンレス鋼と同様の優れた耐食性
と耐熱性、耐酸化性を示すこと、 Feを主とした硼化
物粉末は工業的に容易に作ることができること、 Fe
は資源的に豊富であり、かつ安価であることによる。
本焼結合金の硬度は硬質相となる複硼化物の量と結合相
の量および結合相の硬度に依存する。本焼結合金の硬度
はHRAで80〜93の範囲である。
の量および結合相の硬度に依存する。本焼結合金の硬度
はHRAで80〜93の範囲である。
硬度をHRA 80以上にするには、硬質相の量を最低
40%必要とする。一方、硬質相の量が95%をこえる
と、硬度がHRA 93となるものの、抗折力が130
に一以下となる。よって硬質相の量は40〜95%の範
囲とする。
40%必要とする。一方、硬質相の量が95%をこえる
と、硬度がHRA 93となるものの、抗折力が130
に一以下となる。よって硬質相の量は40〜95%の範
囲とする。
硬質相形成元素であるBは、硬質相を下限で40%形成
させるために396を必要とし、硬質相を95%形成さ
せるために8515を必要とする。よってBの限定範囲
は3〜896とする。
させるために396を必要とし、硬質相を95%形成さ
せるために8515を必要とする。よってBの限定範囲
は3〜896とする。
MOおよびWはB同様硬質相となる複硼化物を形成する
元素であり、(MoおよびW)/Hの原子比で0.3〜
1.25 、、、好まし、くは、・0.75〜1.25
を満足する範囲内で含有された時、本焼結合金は硬度H
RA 80〜93の範囲内で、130〜300 kg/
−という高い抗折力を安定して示す。さらに(Moおよ
びW)/Bの原子比を0.90〜1.20とすると、さ
らに高い抗折力が得られる。よってM。
元素であり、(MoおよびW)/Hの原子比で0.3〜
1.25 、、、好まし、くは、・0.75〜1.25
を満足する範囲内で含有された時、本焼結合金は硬度H
RA 80〜93の範囲内で、130〜300 kg/
−という高い抗折力を安定して示す。さらに(Moおよ
びW)/Bの原子比を0.90〜1.20とすると、さ
らに高い抗折力が得られる。よってM。
およびWのいづれか1種または2種の含有量は。
(MoおよびW)/Bの原子比で0.3〜1.25 、
、好ましくは0.75〜1.25 、更に好ましくは0
.90〜1.20を満たす範囲とする。
、好ましくは0.75〜1.25 、更に好ましくは0
.90〜1.20を満たす範囲とする。
Crは本焼結合金の耐食性、耐熱性および耐酸化性を向
上させるばかりでな(、Niと組合せて使用した場合に
は、結合相をオーステナイト化することにより本硬質合
金を非磁性にする働きを持つ。
上させるばかりでな(、Niと組合せて使用した場合に
は、結合相をオーステナイト化することにより本硬質合
金を非磁性にする働きを持つ。
本焼結合金を゛機械的強度と耐摩耗性を必要とし耐食性
ケ必要としない用途に適用する場合は、本焼結合金中に
特にCrを含有する必要はないが、通常はこれらの特性
と合わせて耐食性も必要とされる場合が多いので、耐食
性が必要な場合Crは下限で0、5%含まれることが好
ましい。一方%Cr含有量が35%をこえると耐食性、
耐熱性および耐酸化性の面からは優れるものの、機械的
強度が低下し、抗折力が130 kp/i以下となる。
ケ必要としない用途に適用する場合は、本焼結合金中に
特にCrを含有する必要はないが、通常はこれらの特性
と合わせて耐食性も必要とされる場合が多いので、耐食
性が必要な場合Crは下限で0、5%含まれることが好
ましい。一方%Cr含有量が35%をこえると耐食性、
耐熱性および耐酸化性の面からは優れるものの、機械的
強度が低下し、抗折力が130 kp/i以下となる。
よってCr含有量は35%以下、好ましくは0.5〜3
5%とする。
5%とする。
NiはCrと同様に耐食性、耐酸化性に役立つ元素であ
り、また結合相の組織をオーステナイト系の非磁性材と
する場合に必要とする元素である。これらの目的を達成
させるためには、最大35%までで目的を達する。
り、また結合相の組織をオーステナイト系の非磁性材と
する場合に必要とする元素である。これらの目的を達成
させるためには、最大35%までで目的を達する。
Coは硬質相であるMo2FeB2. WFeB、 W
2FeBz型硼化物中の主にreと置換可能な元素であ
り、また結合相がフェライト相である場合、結合相の赤
熱硬度を高める効果を有する。しかし35%をこえると
抗折力が130 kg/d以下となる。よって上限を3
5%とする。
2FeBz型硼化物中の主にreと置換可能な元素であ
り、また結合相がフェライト相である場合、結合相の赤
熱硬度を高める効果を有する。しかし35%をこえると
抗折力が130 kg/d以下となる。よって上限を3
5%とする。
Cuは本焼結合金の熱伝導性と耐食性を改善する目的の
場合に添加する元素であって、35%を越えると、硬度
および抗折力の低下を生ずる。よってCu含有量は35
%以下とする。
場合に添加する元素であって、35%を越えると、硬度
および抗折力の低下を生ずる。よってCu含有量は35
%以下とする。
周期律表のIVa族のTi、 Zr、 HfおよびVa
族のV、Nb、Taの各金属はMo2FeB2. WF
eB、 WzFeBz型複硼化物型開硼化物くはWと置
換され、一部は単独の硼化物を作り、かつ一部が結合相
中での合金化のために消費される。これらIVa族、V
a族の金属は本焼結合金の硬度を向上させるばかりでな
く、液相焼結時の結晶粒の粗大化を防止する効果を持つ
。こわらの金属は全般に高価な元素であるが。
族のV、Nb、Taの各金属はMo2FeB2. WF
eB、 WzFeBz型複硼化物型開硼化物くはWと置
換され、一部は単独の硼化物を作り、かつ一部が結合相
中での合金化のために消費される。これらIVa族、V
a族の金属は本焼結合金の硬度を向上させるばかりでな
く、液相焼結時の結晶粒の粗大化を防止する効果を持つ
。こわらの金属は全般に高価な元素であるが。
少皿の添加で大きな効果を示す。従ってこれらIVa族
、 Va族の金属はコスト面もかんがみ各金属の合計が
15%以下の範囲であれば、硬度、抗折力。
、 Va族の金属はコスト面もかんがみ各金属の合計が
15%以下の範囲であれば、硬度、抗折力。
共に満足するものが得られる。よってこわらの金属の合
計は15%以下とする。勿論、これらは硼化物として添
加してもよい。
計は15%以下とする。勿論、これらは硼化物として添
加してもよい。
Cは酸化物の還元ならびに結合相の硬度を高めるのに効
果のある元素で、その効果により本焼結合金全体の硬度
を萬めるが、0.95%をこえても硬度は向上せず、か
えって抗折力が低下し始める。
果のある元素で、その効果により本焼結合金全体の硬度
を萬めるが、0.95%をこえても硬度は向上せず、か
えって抗折力が低下し始める。
よってC含有量は0,95%以下とする。
Alは原料粉から混入するものであって、BおよびOと
反応し、Al硼化物、Al酸化物を形成し・やす曵、特
にA4の酸化物は本焼結合金の焼結性を阻否する。従っ
て本焼結合金中に含まれるA4の量はできるだけ少ない
ことが好ましいが、1%以下であればその影響は比較的
少ない。しかし本焼結合金中へのOの混入を極力防止し
た場合、Alが2.85%以下であればAdによる害は
かなり小さなものにすることができる。よってAI含有
量は2.85%以下とする。
反応し、Al硼化物、Al酸化物を形成し・やす曵、特
にA4の酸化物は本焼結合金の焼結性を阻否する。従っ
て本焼結合金中に含まれるA4の量はできるだけ少ない
ことが好ましいが、1%以下であればその影響は比較的
少ない。しかし本焼結合金中へのOの混入を極力防止し
た場合、Alが2.85%以下であればAdによる害は
かなり小さなものにすることができる。よってAI含有
量は2.85%以下とする。
0はB、 Cr、 A6. Si等と反応して酸化物を
形成し、焼結性を阻害すると共に抗折力の低下とバラツ
キの拡大を生ずるため、その量は極力少なくした方が良
い。しかしその量が2.3 %以下であればその影響は
比較的少な(、よってC含有量は2.3%以下とする。
形成し、焼結性を阻害すると共に抗折力の低下とバラツ
キの拡大を生ずるため、その量は極力少なくした方が良
い。しかしその量が2.3 %以下であればその影響は
比較的少な(、よってC含有量は2.3%以下とする。
Slは主に原料粉から混入してくる元素である。
このS+は本焼結合金の焼結性を向上させ、密度の上昇
をもたらし、結果的に本焼結合金の機械的特性を向上さ
せる効果を有している。しかし0.03%以下ではその
効果は少なく、4.75%をこえると本焼結合金をかえ
って脆化させる。よってSi含有量は0.03〜4.7
5%とする。
をもたらし、結果的に本焼結合金の機械的特性を向上さ
せる効果を有している。しかし0.03%以下ではその
効果は少なく、4.75%をこえると本焼結合金をかえ
って脆化させる。よってSi含有量は0.03〜4.7
5%とする。
なお、本焼結合金はボロン源として、水またはガスアト
マイズによって作成したFe−BまたはIi’e−B系
合金粉末を使用するか、場合によっては)、1T−Cl
ホoy粉末、 Ni、 Cr、 W、 Ti、A10等
の各ホライド粉末もしくはB単体相を用い、これらとM
o。
マイズによって作成したFe−BまたはIi’e−B系
合金粉末を使用するか、場合によっては)、1T−Cl
ホoy粉末、 Ni、 Cr、 W、 Ti、A10等
の各ホライド粉末もしくはB単体相を用い、これらとM
o。
W、 ’I’i、 V、 Fe、 Cr、 Ni、 C
o、 Cu等の川内金属粉、もしくはこれらを2種以上
を含む合金粉とを所定の組成になるように配合し、必要
に応じて、炭素粉もしくは炭化物を混合し、これらの混
合粉を振動ボールミルを用い、有機溶媒中で湿式粉砕後
、乾燥造粒、成形を行い、該成形体を真空中または非酸
化性雰囲気中で、液相焼結を行うことにより製造される
。液相焼結法を用いることにより、本焼結合金はほぼ1
00%の密度となる。焼結の際の酸化防止のため、真空
、還元性ガス、あるいは不活性ガスなどの非酸化性雰囲
気中で、焼結を行うことが重要である。液相焼結は通常
1.100〜1.400℃で5〜90分行う。焼結温度
が1,100℃未満では、液相が充分な量出現しないた
め焼結が充分進行せず、空孔の多い焼結体となる。一方
、1、400℃をこえると液相焼結は充分進行するもの
の、結晶粒の粗大化と形状の崩れがおこり、抗折力の低
下を生ずる。また焼結時間が5分未満であると充分な高
密度化がなされず、一方90分をこえても、時間の経過
に見合う強度の向上がみられない。場合によっては強度
が低下することもある。よって90分以上の焼結時間を
とる必要はなLl 。
o、 Cu等の川内金属粉、もしくはこれらを2種以上
を含む合金粉とを所定の組成になるように配合し、必要
に応じて、炭素粉もしくは炭化物を混合し、これらの混
合粉を振動ボールミルを用い、有機溶媒中で湿式粉砕後
、乾燥造粒、成形を行い、該成形体を真空中または非酸
化性雰囲気中で、液相焼結を行うことにより製造される
。液相焼結法を用いることにより、本焼結合金はほぼ1
00%の密度となる。焼結の際の酸化防止のため、真空
、還元性ガス、あるいは不活性ガスなどの非酸化性雰囲
気中で、焼結を行うことが重要である。液相焼結は通常
1.100〜1.400℃で5〜90分行う。焼結温度
が1,100℃未満では、液相が充分な量出現しないた
め焼結が充分進行せず、空孔の多い焼結体となる。一方
、1、400℃をこえると液相焼結は充分進行するもの
の、結晶粒の粗大化と形状の崩れがおこり、抗折力の低
下を生ずる。また焼結時間が5分未満であると充分な高
密度化がなされず、一方90分をこえても、時間の経過
に見合う強度の向上がみられない。場合によっては強度
が低下することもある。よって90分以上の焼結時間を
とる必要はなLl 。
なお、本焼結合金の空孔を極力減少させる目的で液相焼
結法について述べたが、該目的を達成するためには液相
焼結法のみでなく、熱間静水圧プレス法、ホットプレス
法1通電焼結法においても充分にその目的を達すること
ができる。
結法について述べたが、該目的を達成するためには液相
焼結法のみでなく、熱間静水圧プレス法、ホットプレス
法1通電焼結法においても充分にその目的を達すること
ができる。
このようにして得られた本硬質焼結合金は、優れた耐摩
耗性と共に耐食性、耐熱性を付与できる。
耗性と共に耐食性、耐熱性を付与できる。
しかしながら本硬質焼結合金を実用に供する場合に、特
に必要な部分のみに適用して複合化して使用する場合が
生ずる。このような場合には、母材として鋼材を使用す
る。使用する鋼材は、JIS規格のss 1,1.sc
材、 8B相およびSTB材のような低炭素鋼、普通鋼
、 SU、T利、 SCM材、 SK材、 SKS材。
に必要な部分のみに適用して複合化して使用する場合が
生ずる。このような場合には、母材として鋼材を使用す
る。使用する鋼材は、JIS規格のss 1,1.sc
材、 8B相およびSTB材のような低炭素鋼、普通鋼
、 SU、T利、 SCM材、 SK材、 SKS材。
SKD材、 81(I(材、 SO3材、およびSUH
材のような低合金鋼、構造用鋼、工具鋼、ステンレス鋼
、耐熱鋼、高速度鋼、鋳鋼、鋳鉄等の板、線、棒、/(
′イブ、ブロック、切削加工材等を目的に応じて使用す
る。
材のような低合金鋼、構造用鋼、工具鋼、ステンレス鋼
、耐熱鋼、高速度鋼、鋳鋼、鋳鉄等の板、線、棒、/(
′イブ、ブロック、切削加工材等を目的に応じて使用す
る。
接合方法は、本発明複合材の使用目的および使用条件に
よって異なるが、従来からの公知の方法を用いることが
できる。すなわち、銀ろう、銅ろう、ニッケルろう等に
よるろう付は接合、重置溶接等の溶接棒を使用した溶接
、電子ビーム溶接。
よって異なるが、従来からの公知の方法を用いることが
できる。すなわち、銀ろう、銅ろう、ニッケルろう等に
よるろう付は接合、重置溶接等の溶接棒を使用した溶接
、電子ビーム溶接。
プラズマアーク溶接、レーザー溶接、拡散接合、粉末か
らの直接焼結接合法等を用いる。常温使用の場合には有
機高分子接着剤による接合を用いる場合もある。
らの直接焼結接合法等を用いる。常温使用の場合には有
機高分子接着剤による接合を用いる場合もある。
本硬質焼結合金は熱膨張係数を常温からi、 o:o
。
。
℃までで9〜13X10’/℃の範囲にでき、母材の鋼
材に近いので、ろう付けや拡ff、に接合、溶接等高温
での接合の場合に母材との熱膨張係数の差による残留応
力が小さ々、有利である。
材に近いので、ろう付けや拡ff、に接合、溶接等高温
での接合の場合に母材との熱膨張係数の差による残留応
力が小さ々、有利である。
また1本硬質焼結合金は、Bを3〜8%含有した鉄基の
複合硼化物系焼結合金であり、焼結は鉄基の硼化物とF
e、 Cr、 Ni等との間で生じる共晶液相焼結を利
用して相対密度100%のほぼ真密度焼結体としている
ため拡散接合を容易に行うことができる。また、焼結時
の液相出現を利用した圧粉体からの焼結と接合を同時に
進行させることも容易である。
複合硼化物系焼結合金であり、焼結は鉄基の硼化物とF
e、 Cr、 Ni等との間で生じる共晶液相焼結を利
用して相対密度100%のほぼ真密度焼結体としている
ため拡散接合を容易に行うことができる。また、焼結時
の液相出現を利用した圧粉体からの焼結と接合を同時に
進行させることも容易である。
本硬質焼結合金を母材に接合する厚さは0.5雪から2
0鰭の厚さの範囲である。0.5圏以下の厚さにするこ
とは粉末の圧粉体および焼結体製造上困難を伴い、また
20m以上の厚さにすることは複合体としての経済性が
な(なる。
0鰭の厚さの範囲である。0.5圏以下の厚さにするこ
とは粉末の圧粉体および焼結体製造上困難を伴い、また
20m以上の厚さにすることは複合体としての経済性が
な(なる。
接合の方法は、母材の鋼材の全表面を覆うように接合す
る方法、また表面積が大きい場合は、硬質焼結合金の板
やチップ、円筒状や円弧状のものを必要な表面積に応じ
て必要な数をすき間なく接合する方法、または、硬質焼
結合金の板やチップ。
る方法、また表面積が大きい場合は、硬質焼結合金の板
やチップ、円筒状や円弧状のものを必要な表面積に応じ
て必要な数をすき間なく接合する方法、または、硬質焼
結合金の板やチップ。
円筒状や円弧状のものを所要の間隙を設けて接合する方
法をとる。粉末圧粉体からの直接焼結接合法の場合に、
接合する粉末圧粉体を複数個、使用する場合には、粉末
圧粉体が焼結接合される場合に約20%の寸法収縮を示
すのでその分丈、焼結体相互の間に間隙を生じるが、サ
ンドエロージョンやフライアソンユによるエロージョン
防止の場合等には、充分な効果を示す。
法をとる。粉末圧粉体からの直接焼結接合法の場合に、
接合する粉末圧粉体を複数個、使用する場合には、粉末
圧粉体が焼結接合される場合に約20%の寸法収縮を示
すのでその分丈、焼結体相互の間に間隙を生じるが、サ
ンドエロージョンやフライアソンユによるエロージョン
防止の場合等には、充分な効果を示す。
N1ろライ」けや、拡散接合の場合には、接合温度がi
、 o o o℃以上で1.275℃にも及ぶため鉄基
母材の結晶粒が粗大化し、当初の機械的強度が得られな
い場合が生ずる。母材の当初の機械的強度が必要な場合
には、使用した母材に応じた調質熱処理をほどこすこと
によって機械的特性を回復することが出来る。例えば、
炭素鋼等は950℃位で不活性雰囲気や真菟中で10分
〜1時間加熱した後急冷する規準熱処理によって、低下
した強度をもとに回復できる。構造用鋼や、工具鋼など
は、油焼入れ後焼戻し熱処理を、ステンレスH11では
、950℃〜1.200℃での溶体化処理後油冷速度で
の急冷など、使用する母材に公知の方法で熱処理する。
、 o o o℃以上で1.275℃にも及ぶため鉄基
母材の結晶粒が粗大化し、当初の機械的強度が得られな
い場合が生ずる。母材の当初の機械的強度が必要な場合
には、使用した母材に応じた調質熱処理をほどこすこと
によって機械的特性を回復することが出来る。例えば、
炭素鋼等は950℃位で不活性雰囲気や真菟中で10分
〜1時間加熱した後急冷する規準熱処理によって、低下
した強度をもとに回復できる。構造用鋼や、工具鋼など
は、油焼入れ後焼戻し熱処理を、ステンレスH11では
、950℃〜1.200℃での溶体化処理後油冷速度で
の急冷など、使用する母材に公知の方法で熱処理する。
こしらの熱処理によって、接合した硬質焼結合金の機械
的特性が大きく変化することはないが、特に高硬度とし
た焼結合金の場合には水冷では焼き割れを生ずることが
あるので、冷却速度を遅くする必要がある。
的特性が大きく変化することはないが、特に高硬度とし
た焼結合金の場合には水冷では焼き割れを生ずることが
あるので、冷却速度を遅くする必要がある。
本願発明は高耐摩耗、耐食、耐熱複合材料であり、多く
の耐摩耗用に使用できるが、特に効果が大きい用途につ
いて下記に示す。最も効果が大きい用途としては、耐サ
ンドエロージョン、耐アッシュエロージョン等や乾燥状
態または湿式状態での、土・砂、粉塵1石炭灰等による
アブレーシブ摩耗(ひつかき摩耗)に極めて強い。この
使用例を更に細分すると、カウンング摩耗、グラインデ
ング摩耗、スフラッチング摩耗である。使用される条件
は常温から1.000℃までの温度範囲である。
の耐摩耗用に使用できるが、特に効果が大きい用途につ
いて下記に示す。最も効果が大きい用途としては、耐サ
ンドエロージョン、耐アッシュエロージョン等や乾燥状
態または湿式状態での、土・砂、粉塵1石炭灰等による
アブレーシブ摩耗(ひつかき摩耗)に極めて強い。この
使用例を更に細分すると、カウンング摩耗、グラインデ
ング摩耗、スフラッチング摩耗である。使用される条件
は常温から1.000℃までの温度範囲である。
上記の耐摩耗性については従来から使用されている工具
鋼や、窒化鋼、高Cr鋳鉄、ステンレス鋼の約5倍から
60倍の耐摩耗性を示す。これらの用途としては、石炭
焚きボイラーの排気軸流ファンの真先端部への拡散接合
、ろう付けまたは溶接、流動床ボイラー炉内水管保護の
ための水管への拡散接合、ろう付け、または溶接、ある
いは他の鉄基合金への接合を行った複合材料を木管表面
に溶接する方法、砂や高硬度鋳鉄、マルテンサイト系高
硬度鋼ショツトブラスト用のインペラ、およびショット
γ内へのろう付け、拡散接合、石炭、コークス、焼結鉱
石処理、運搬装置、選鉱機給鉱設備、高炉装入装置、石
灰石、鉱石、岩石等の破砕機、粉砕機、分級機振動コン
ベアー、空気輸送パイプ、振動コンベア等の部材として
のろう付け、拡散接合、土木建築用トラックター等建機
類のキャタピラ−スプロケットビン等の部品、パケット
、爪、等部材へのろう付け、拡散接合、砕岩機、掘削用
ドリル先端への拡散接合、ろう付け、樹皮剥離機械のカ
ッタ刃先へのろう付け、拡散接合、更に耐食性を要求さ
れる土砂を伴った。海水や汚水用のポンプの羽根、軸受
はスリーブ、ケーシング。
鋼や、窒化鋼、高Cr鋳鉄、ステンレス鋼の約5倍から
60倍の耐摩耗性を示す。これらの用途としては、石炭
焚きボイラーの排気軸流ファンの真先端部への拡散接合
、ろう付けまたは溶接、流動床ボイラー炉内水管保護の
ための水管への拡散接合、ろう付け、または溶接、ある
いは他の鉄基合金への接合を行った複合材料を木管表面
に溶接する方法、砂や高硬度鋳鉄、マルテンサイト系高
硬度鋼ショツトブラスト用のインペラ、およびショット
γ内へのろう付け、拡散接合、石炭、コークス、焼結鉱
石処理、運搬装置、選鉱機給鉱設備、高炉装入装置、石
灰石、鉱石、岩石等の破砕機、粉砕機、分級機振動コン
ベアー、空気輸送パイプ、振動コンベア等の部材として
のろう付け、拡散接合、土木建築用トラックター等建機
類のキャタピラ−スプロケットビン等の部品、パケット
、爪、等部材へのろう付け、拡散接合、砕岩機、掘削用
ドリル先端への拡散接合、ろう付け、樹皮剥離機械のカ
ッタ刃先へのろう付け、拡散接合、更に耐食性を要求さ
れる土砂を伴った。海水や汚水用のポンプの羽根、軸受
はスリーブ、ケーシング。
遠心分#I機や鉱石、移動用のスクリュー羽根等へのろ
う付けや溶接または鉄基合金へ接合したプレートのはり
付は等々である。
う付けや溶接または鉄基合金へ接合したプレートのはり
付は等々である。
次に金属加工工具としての用途がある。
打抜きダイスやパンチの摩耗部分へのろう付けや拡散接
合、ガイドロール、ガイドプレート、ガイド棒、銅棒の
圧延ロール、ライナーなど、鉄鋼、およびCu 、 k
l 、 Zn等非鉄金属加工機の部品としての摩耗の激
しい部材へのろう付けや拡散接合がある。更に疲労摩耗
を伴うものとして、金属や紙、プラスチック、木の切断
用の刃先についても同様の接合により使用する。
合、ガイドロール、ガイドプレート、ガイド棒、銅棒の
圧延ロール、ライナーなど、鉄鋼、およびCu 、 k
l 、 Zn等非鉄金属加工機の部品としての摩耗の激
しい部材へのろう付けや拡散接合がある。更に疲労摩耗
を伴うものとして、金属や紙、プラスチック、木の切断
用の刃先についても同様の接合により使用する。
なお、上記の用途のうち、常温程度で温度の上昇が少な
く、また、金属接合のような強い接合強度を要しない部
材については、育成高分子の接着剤による接合で充分で
ある。
く、また、金属接合のような強い接合強度を要しない部
材については、育成高分子の接着剤による接合で充分で
ある。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例1゜
13%B、5%Cr、 Fe Bai、の粉末ニMO粉
末50%、Ni粉末3%、 Fe粉末4%、黒鉛粉末0
.396とパラフィンを混合し、ボールミルで、平均粒
径1.3μmに湿式粉砕し、乾燥造粒後5001c2/
ThJで圧粉成型し、真空中で4.5 X 10 ”J
’orrで1.250 ℃で焼結した。1勢られた50
+w+ X 50+++m X 4μmmの焼結体をJ
I8規格BNi−2のB Z75〜3.75%、Cr
6.0〜8.0 %、 Si 4.0〜5.0
%、 Fe 2.0〜4.0 %Ni Ba1
.よりなるNiろう粉末で真空中、1.050℃でSU
S 405に接合した。同じ焼結体を5US405上に
おき、1.0 ’I’orrの真壁中で1.220℃
に加熱して拡散接合した。
末50%、Ni粉末3%、 Fe粉末4%、黒鉛粉末0
.396とパラフィンを混合し、ボールミルで、平均粒
径1.3μmに湿式粉砕し、乾燥造粒後5001c2/
ThJで圧粉成型し、真空中で4.5 X 10 ”J
’orrで1.250 ℃で焼結した。1勢られた50
+w+ X 50+++m X 4μmmの焼結体をJ
I8規格BNi−2のB Z75〜3.75%、Cr
6.0〜8.0 %、 Si 4.0〜5.0
%、 Fe 2.0〜4.0 %Ni Ba1
.よりなるNiろう粉末で真空中、1.050℃でSU
S 405に接合した。同じ焼結体を5US405上に
おき、1.0 ’I’orrの真壁中で1.220℃
に加熱して拡散接合した。
実施例2゜
16%B %Fe BaAの粉末にMo粉末51%、C
r粉末1.3%、Ni粉末3 L黒鉛粉末0.3%とペ
ラフィンを混合し、実施例1と同様の処理を行−って5
゜馴X 50 TLrmX 4 ++onの焼結体を得
、軟鋼板上にJIS規格BAg−2のAg34〜36%
、Cu25〜2796、 Zn 19〜23 %、
cd 17〜19%のAgろう粉末で780℃に加熱し
て接合した。
r粉末1.3%、Ni粉末3 L黒鉛粉末0.3%とペ
ラフィンを混合し、実施例1と同様の処理を行−って5
゜馴X 50 TLrmX 4 ++onの焼結体を得
、軟鋼板上にJIS規格BAg−2のAg34〜36%
、Cu25〜2796、 Zn 19〜23 %、
cd 17〜19%のAgろう粉末で780℃に加熱し
て接合した。
実施例3゜
1096B、13%Cr 、 Fe Bad、の粉末に
、MoB粉末1496、Mo粉末38%、Ni粉末3%
、Cr粉末596、W粉末4%、 Fe粉末17%、グ
ラファイト粉末0.5%とパラフィンを混合()、ボー
ルミルで平均粒径1.1μmに湿式粉砕し、乾燥、造粒
後圧粉成型し、真空中10 ”Torr テ1.275
℃テ焼結り。
、MoB粉末1496、Mo粉末38%、Ni粉末3%
、Cr粉末596、W粉末4%、 Fe粉末17%、グ
ラファイト粉末0.5%とパラフィンを混合()、ボー
ルミルで平均粒径1.1μmに湿式粉砕し、乾燥、造粒
後圧粉成型し、真空中10 ”Torr テ1.275
℃テ焼結り。
た。得られた50朋X 50箪X5mの焼結体を8U8
405上に実施例1のNiろうで1,050℃で接合し
た。
405上に実施例1のNiろうで1,050℃で接合し
た。
実施例4゜
lO%B、13%Cr 、 Fe Ba1.の粉末にM
o粉末33%、 Nj粉末854.Cr粉末19%、
Fe粉末46%1.グラファイト粉末0.45%とパラ
フィンを混合し、ボールミルで平均粒子+ i、 oμ
に湿式粉砕し、乾燥造粒後1.000 kqMの圧力で
圧粉成型後、5O8304板上に圧粉体を乗せ、真空中
10〜3Torrで1、275℃で焼結接合を行った。
o粉末33%、 Nj粉末854.Cr粉末19%、
Fe粉末46%1.グラファイト粉末0.45%とパラ
フィンを混合し、ボールミルで平均粒子+ i、 oμ
に湿式粉砕し、乾燥造粒後1.000 kqMの圧力で
圧粉成型後、5O8304板上に圧粉体を乗せ、真空中
10〜3Torrで1、275℃で焼結接合を行った。
上記実施例1〜3について、ンヨットブラスト。
サンドブラスト、およびフライアッシュによる耐摩耗テ
ストを行った。
ストを行った。
試験機はショツトブラスト機を使用し、インペラー後方
壁面に各テストピースを置き試験を行った。ショットは
、マルテンザイト系でci、o96、sio、s%、M
n0.7%、の成分であり、HmV900の硬度をもっ
#8oスチールグリッドである。8 io+は粒度25
0μInのものを使用した。比較材として従来からこの
用途に使用されている高Cr 高C白銑である27Cr
鋳鉄(C2,25〜2.85%、Si0.25〜1.0
%、Mn 0.50〜1.25%。
壁面に各テストピースを置き試験を行った。ショットは
、マルテンザイト系でci、o96、sio、s%、M
n0.7%、の成分であり、HmV900の硬度をもっ
#8oスチールグリッドである。8 io+は粒度25
0μInのものを使用した。比較材として従来からこの
用途に使用されている高Cr 高C白銑である27Cr
鋳鉄(C2,25〜2.85%、Si0.25〜1.0
%、Mn 0.50〜1.25%。
Cr 25〜30%%vO125〜20%、Mo 〜6
.5%)を使用した。また、フライアッシュテストは、
5i(L+ 54%、A#zOa 22%、CaO59
6、Fears 5%を主成分とするもので、流速50
m/secでノズルから試料に吹きつけて行った。比
較材lこは窒化処理鋼を選んだ。
.5%)を使用した。また、フライアッシュテストは、
5i(L+ 54%、A#zOa 22%、CaO59
6、Fears 5%を主成分とするもので、流速50
m/secでノズルから試料に吹きつけて行った。比
較材lこは窒化処理鋼を選んだ。
実施例1,2.3と比較例の高Cr鋳鉄および窒化鋼の
結果をqS1表に示した。スチールグリッドでは、高C
r鋳鉄の8〜15倍、SiO2粒では6〜10倍の寿命
を示した。フライアッシュのテスト結果では、窒化鋼に
比較して30倍から62倍の長痔命を示した。漫炭焼人
鋼に対しては窒化鋼の場合よりも更に高寿命で最大80
倍を示した。なお、試験中に接合試片の剥離等は生じな
かった。
結果をqS1表に示した。スチールグリッドでは、高C
r鋳鉄の8〜15倍、SiO2粒では6〜10倍の寿命
を示した。フライアッシュのテスト結果では、窒化鋼に
比較して30倍から62倍の長痔命を示した。漫炭焼人
鋼に対しては窒化鋼の場合よりも更に高寿命で最大80
倍を示した。なお、試験中に接合試片の剥離等は生じな
かった。
第1表
実施例4の接合材を海水中20℃でlO日間浸漬腐食試
験を行った。腐食減量は0で・あり、海水中での腐食に
も強い。
験を行った。腐食減量は0で・あり、海水中での腐食に
も強い。
同じ試料を大気中で700℃、800℃、900℃にそ
れぞれ各1時間加熱して酸化増量をifl定した。測定
結果は0〜0.32 m7/r、aであり、高温でもほ
とんど酸化されないことがわかった。硬度は常温でl−
1v 740,800℃でl−1v 450を保ってお
り、高温での硬度も高く、高温での耐摩耗性も充分高い
ことがわかった。
れぞれ各1時間加熱して酸化増量をifl定した。測定
結果は0〜0.32 m7/r、aであり、高温でもほ
とんど酸化されないことがわかった。硬度は常温でl−
1v 740,800℃でl−1v 450を保ってお
り、高温での硬度も高く、高温での耐摩耗性も充分高い
ことがわかった。
特許出願人 東洋鋼鈑株式会社
Claims (5)
- (1) 少な(とも10%(以下%は重量%を表わす
)のFeを含む複合硼化物よりなる硬質相を40〜95
%と5該硬質相を結合する結合相5〜60%よりなる硬
質焼結合金であり、該硬質焼結合金中のB含有量3〜8
%、 Cr含有fi35%以下、Ni含有量35%以下
、kl含有量2.85%以下、Si含有jl 0.03
〜4.75%、C含有量0.95%以下、0含有量2.
3%以下であり、かつMoおよびWのいづれか1種また
は2種の含有量が(MoおよびW)/Bの原子比で0.
3〜1.25を満足する範囲内にあり、残部がFeおよ
び少量の不純物である硬質焼結合金を鉄基母材の表面に
0.5〜20間の厚さで接合することを特徴とする高耐
アブレーシブ摩耗。 耐食、耐熱複合材料。 - (2) MoおよびWのいづれか1種または2種の含
有量が(MoおよびW)/B(D原子比で0.75〜1
.25を満足する範囲である特許請求の範囲第1項記載
の複合材料。 - (3) CuまたはCOの含有量が35%以下である
特許請求の範囲第1項および第2項記載の複合材料。 - (4) Ti、 V 、 Nb、 Ta、 Hf、お
よびZrから選ばれた1種以上の金属の合計含有量が1
596以下である特許請求の範囲第1項、第2項および
第3項記載の複合材料。 - (5) 接合後、調質熱処理または焼入れ、焼戻し熱
処理をした特許請求の範囲第1項、第2項、第3項およ
び第4項記載の複合材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8740083A JPS59215456A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高耐アブレ−シブ摩耗,耐食,耐熱複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8740083A JPS59215456A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高耐アブレ−シブ摩耗,耐食,耐熱複合材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59215456A true JPS59215456A (ja) | 1984-12-05 |
JPS628496B2 JPS628496B2 (ja) | 1987-02-23 |
Family
ID=13913818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8740083A Granted JPS59215456A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 高耐アブレ−シブ摩耗,耐食,耐熱複合材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59215456A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6244507A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-26 | Toyo Kohan Co Ltd | 鋼材に硬質焼結合金被膜を焼結接合する方法 |
JPS62112745A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-23 | ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン | 高い耐磨耗性および耐蝕性を有する合金、ならびにこの合金を基礎とする溶射用粉末 |
JPS62130261A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-12 | ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン | 高耐摩耗性及び高耐食性の合金並びに熱スプレ−粉体 |
JPS62142756A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-06-26 | ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン | 高い耐摩耗性及び耐蝕性を有する合金及びこれを基礎とする溶射用粉末 |
JPH0211738A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミック−金属摺動構造 |
JP2006306445A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Ishida Co Ltd | 溶断装置および包装装置 |
WO2013027523A1 (ja) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | 東洋鋼鈑株式会社 | 溶接棒およびその製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0719748U (ja) * | 1993-09-16 | 1995-04-07 | 純一郎 久世 | 写真三脚用レンズ支持具 |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP8740083A patent/JPS59215456A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6244507A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-26 | Toyo Kohan Co Ltd | 鋼材に硬質焼結合金被膜を焼結接合する方法 |
JPS62112745A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-23 | ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン | 高い耐磨耗性および耐蝕性を有する合金、ならびにこの合金を基礎とする溶射用粉末 |
JPS62142756A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-06-26 | ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン | 高い耐摩耗性及び耐蝕性を有する合金及びこれを基礎とする溶射用粉末 |
JPS62130261A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-12 | ザ・パ−キン−エルマ−・コ−ポレイシヨン | 高耐摩耗性及び高耐食性の合金並びに熱スプレ−粉体 |
JPH0211738A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミック−金属摺動構造 |
JP2006306445A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Ishida Co Ltd | 溶断装置および包装装置 |
WO2013027523A1 (ja) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | 東洋鋼鈑株式会社 | 溶接棒およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS628496B2 (ja) | 1987-02-23 |
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