JPS5933063A - 複合鋳物の製造法 - Google Patents

複合鋳物の製造法

Info

Publication number
JPS5933063A
JPS5933063A JP14312182A JP14312182A JPS5933063A JP S5933063 A JPS5933063 A JP S5933063A JP 14312182 A JP14312182 A JP 14312182A JP 14312182 A JP14312182 A JP 14312182A JP S5933063 A JPS5933063 A JP S5933063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
casting
composite
sintered body
powder
molten metal
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
Application number
JP14312182A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Morichika
森近 俊明
Atsushi Funakoshi
淳 船越
Kazuyuki Takubo
和之 田久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP14312182A priority Critical patent/JPS5933063A/ja
Publication of JPS5933063A publication Critical patent/JPS5933063A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複合鋳物の製造方法、詳しくは鋳物表層部の
所望の部分の友に寅化物粒子と金属とが混在してなる複
合相を有しに・残部は金属からなる鋳物の鋳造による一
造法に′関する二 金.属.と炭化物粒子、例えばタングステン力ーバイト
粒子とが混在してなる複合材料は金属のみでは樽らhぬ
高度の耐摩耗性を有する。本発明者等は、そのような複
合材料の製造状プして、遠心力鋳造を利用し、金属溶湯
と該溶一:より比重の大き?い炭化物粉末とを鋳←に゛
←み?、遠心力の作用下に、重い炭化物粒子を溶湯中に
些降させ、表層領域に凝集させる汗とにより、第9図に
示すように鋳造体表層部の全周・全長にわたり炭化物粒
子と金属とが混在する複金相部(a)とその内側の実質
的に金属のみからなる金属相(b)とが同心円状に形成
された鋳物を製造する方法を提案した(特願昭56−2
13860号〜同56−213862号)。
しかるに、鋳物の用途・使用条件によっては、上記あよ
うに鋳物の表層部全体にわたって複合相1.を撫成する
必要はなく、例えば第4図に示すJ:う.に、表層部の
一部分(al)(a2)のみに複合相を形成すれば、複
合材料としての目的.t達する用途も少くない。むろん
、そのような場合に、上記の表層部全体に複合相を有す
る鋳物を適用して間に合せることも可能ではあるが、耐
摩耗性を要しない部?分まで複合相を形成することは、
高価な炭化物粉末の無駄な消費となるばかりか、複金相
(硬くて機械加工が困難である)の表面が広いだけに、
機械加工による仕」二げに.要するデストも増大する。
更に、例えばカリバーリ“圧延用ロー.ルなどを目的と
する場合には、鋳造後、あらためて複合相の所要部位に
溝条を形成するだめの機械加工を行なわねばならないが
、かかる用途の鋳物として、例えば第5図に示すように
、所要部位の複合相部(a8)にカリバーに相応する溝
条(のを有する鋳物を製造することができれば、機械加
工における加工代をすることができる。
本発明は上記にかんがみ、鋳物表層部の所望の部位に用
途に応じた形態の複合相部を有する鋳物の製造法を提供
するものであシ、その.特徴とす.るところは、予め炭
化物粉末にて所望の複合相部に相応する形状を有する多
孔質の焼結体を製作し、該焼結体を鋳型内の所定の位置
、すなわち複合相を形成すべき部位に設置し、その鋳型
内に金属溶湯を鋳造して溶湯を前記焼結体内に浸透させ
ることにより、その部位に炭化物粒子と金属とからなる
複合相を形成せしめ、残余の部分は金属相としてこれを
凝固させるようにしたことにある。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明によれば、まず炭化物粉末にて焼結体を製作する
。焼結体の形状は、.目的とする鋳物の複合相部の形状
に対応するものであり、前記第4図に示すように鋳物の
外周面を一巡するリング状の複合相を望むときには、第
2図に示すように環形状を有する焼結体(S1)を製作
し、また前記第5図のように複金相部に溝条を有する−
鋳物の場合には、第3図に示すように対応する溝条(1
7)を有する焼結体(S2)を製作すればよい。焼結体
の形状はこれら例示のものに限らず、要するに所望の複
金相部の形態に応じた任意の形状を有するものが用いら
れる。
上記焼結体は、粉末粒子間への溶湯の浸透を容易にする
だめに多孔質であることを要する。その充填率は、好ま
しくは50〜80係(空孔率20〜50%)である。充
填率が80チをこえると(空孔率(jo%)、溶湯の浸
透が困雛となり、一方充填率が50%に満たないと(空
孔率〉50%)、焼結体の強度が不足し、溶湯の鋳造に
際し、溶湯の衝撃により崩壊するおそれがあるからであ
る。その充填率は、焼神体の製造条件、例えば使用され
る炭化物粒径・粒度分布、所定形状への圧粉成形の際の
加圧力、焼結温度等により制御することができる。
焼結体を構成する炭化物粉末は、複合相部の耐摩耗性を
高めるために、硬度が高いもの程有利である。もちろん
、金属溶湯の鋳造時に溶湯の熱によって容易に溶融・消
失することのない高融点を有するものでなければならな
い。その主うな炭化物の好捷しい例として、?タングス
テンカーバイト(Wc,W2C)、タングステンチタン
カ二バイトなどが挙げられる。これらの炭化物は、その
]ifを単独で、または二種以上を混合してfi消して
よい。
一1二記炭化物粉末は、その焼結体への溶湯の浸透を容
易にするだめに、粒径が100llm以」二であること
が望ましい。
更に、炭化物粉末として序め粒子表面に金稙めつき、例
えばニッケルめっきなどを施したもあを用いることもで
きる。かかる釜属めっき物末の使用は、多孔率の焼結体
を得るのに有利であるほか、粒子と金属溶湯との濡れ性
が良くなり、まだ焼結体中への溶湯の浸透性が高められ
る、などの効果をもたらす。そのほか、後記めように焼
結体中への溶湯の浸透を促進するだめに、焼結体を高温
に予熱して使用する場合には、加熱時の炭化物の酸化を
防止する効果も樽られる。? 焼結体は、上記炭化物粉末を適当なJon圧力、例えば
約500kg/cAにて所望あ形?状に圧粉成形し、こ
iを例えば約]200゜Cで焼結す不こと蔽』:り得ら
れる。?その製造工程において、粉末の成形性を高める
ために、成舷助剤として、例えばメチし・セルロースな
どを適量(通常約3′〜10重量係)混合してよい。? ′また、炭化物粉末のみでは焼結が困難であるので、焼
結助剤を配合することが望まし訊。焼結助剤メしては、
例えば鉄(]”e)%ニッケル(Ni)、?コバル}(
Co)もしくは′Fe系合金、Ni系合金、CO系合金
、またはと銃らのL種もしくは2種以上の混合物が好ま
しく用いられる。ただし、その配合割合所多過ぎても、
また少なすぎても、前紀晃填率での焼結が困難となる。
この不具合を回避するためあ好ましい酋己合割合は、j
〜10重量修〔焼結助ン]重量/(炭化物粉末重量+焼
結助剤重量,IXIcIO(%)〕である。なお、該助
剤は粒径50llm以〒であるのが好ましい。
こうしそ得られた多孔冑一結体を鋳型内に設蔽し金属溶
湯島鋳造を行う。?金属としては、鉄(’Fe)、ニッ
ケル(Ni)、コバルト(C!o:)’,またはFj系
合金、Ni系合金、Co系合金などあ;、叶的とする鋳
物の用途等に応じて適宜選択される。
第1図は遠心鋳造法による前記第5図に示す鋳物の製造
要領の具体例を示す。図中、(1)は金枠、(2)は金
枠内に形成された砂型、(s2)は炭化物粉末よりなる
多孔質焼結体である。該焼結体は前記第3図に示すごと
き形状のものであり冫これを砂型(2)内の所定部位に
設置し、図示しない面転機?構により鋳型を軸心を中心
として回転させ外から、金属溶湯d)をホッパ−(3)
から端板(4)の注湯孔t?.>4介して鋳型内に鋳込
む。鋳込まれだ溶湯反)は遠心力の作用で砂型(2)の
内壁面に浴う円筒状の層を形成するとともに、焼結体(
s2);7)空孔内に浸透する。こうして溶湯を十分に
浸透さ寝て験固させれば、前記第5図に示すごとき複合
相部分’(a3)と残余の金属相部分(b)とを有する
中空円筒状鋳物が得られ、該複合相部分は、第8図に示
すように各祿子(P)の間隙に金属(財)が充填され、
粒子と釡属とが強固に結合した組織を有する。′? 上記鋳造において、焼結体中へ浸透する浴湯か、浸透過
程で粉不粒子に熱を奪われ降温粘稠化する結果、その浸
透が妨げろ武るような場合には、炒占結体を予め加熱し
ておくとよい。その予熱温旋は好ましくは約300゜C
以上である。そのほア);鋳型を予熱し、あるいは溶湯
の鋳造温度編高めることも有効である。
?本発明による鋳造は前話例宗の鋳物に限られず、例え
ば棒状の焼結体を鋳一内壁面に軸方向に渚らそ設置占溶
湯を鋳痙すれ一第6図に系すようにi層部に軸方向に延
在する複合相蔀(a4,a5)を有\子る鋳物が得られ
、また板状あ焼結体を鋳型底蔀に設置しそ鋳造すれば、
第7図に示すように鋳造体の一方の端面に複合相部(a
6)を有する鋳物が得られる。′? むろん、鋳造方法は前妃のごとき横型遠心鋳造法に限ら
ず、目的とする鋳物形状や鋳物内の複金相部の形癲に応
じて、竪納葎心鋳造法、あるいは静置鋳造法などを適用
すればよい。その鋳型も砂型に限らナ、金型を使用して
?もよい。
:ご?.1:シ?・.・旧・. .なお、炭化物粉末を物型内の溶湯中に散布して複合相
を形成する.方法では、炭化物粒子を溶告中で比重分離
させて所定部盆に凝隼させる必要七、使用可能な炭化物
は溶豐と比重の異なるもの(@記例示の各鋳物の場合に
は、溶湯』=り比重の大きい炭化物)に限定される。こ
れに対し、本発明では炭化物粉末が焼結体(固形体)と
して鋳型内の所定部位に設置されるので、溶湯との比重
関係の制限はなく、任意の比重のものを使用することが
できる。すなわち、前屈第4図、第5図に示す鋳物の鋳
造では、リング形状を有する焼結体が鋳型内壁面にそっ
て設置押れるので、その楳化吻粉末が溶湯』:り比重の
小さいものであっても、溶湯9浮力によって浮上するな
どの不具合を生ずることはない。一方、焼結体の形状や
その鋳型内での設置態様により、竺湯による浮力が問題
となるような場合(例えば、第6図や第7図のごとき鋳
物の鋳造において、清湯より比重の小さい炭化物粉末に
て構成された填結体を使用すや場合など)では、焼結体
を適当な方法で鋳型内に1叩定するようにすれば占い。
なお、本発明において複合相を形成するための粉末とし
て、炭化物粉末に代え、もしくは炭化物粉末とともに窒
化物、珪化物、朋化物などの粉末を使用することも可能
である。
次に本発明の実施例を説明する。
?実施例 炭化物粉末としてタングステンカーバイl?(W20)
粉末(粒度150〜250μm)、焼結助剤として鉄粉
およびコバルト粉(いつれ、も粒度4..4.7ノ77
2以下)を用いて第3図に示すごとき溝条を有するリン
グ状焼結体(充填率65%)を製作してこれを第1図に
示すように横型遠心鋳造装置の砂習(内径Q))22Q
mm、軸方向長さ(L)300mm)内のほぼ中央部に
設置し、鋳型を軸心を中心に回転数800rpmにて回
転させながら、ホツパー(3)から端板(4)の注湯孔
(5)を介して金属済湯としてニハード鋳鉄溶湯(C3
..4]’%、Sj−0.77%、Mn068係、Ni
4.41%、Cr,]..53%、MO0.47係)4
8.8kq(鋳型内溶湯層厚W)40馴)を鋳造し、第
5図に示.されるような中央部に外周而を一巡する複合
相部(a8)を有するご」i空円簡状鋳物を得た。溶湯
の鋳造温度は1650’Cであり、鋳型の」二記回転速
度による遠心力は溶湯而(層厚40羽)上でG.No.
.50である。
なお、使用した焼結体は、W2C粉末、.鉄粉およびコ
バルト粉を重量比で92:4:4に配合し、これに成形
助剤として05%メチルセルローズ液を3重量係添加し
、ボールミルで混合し、プレスにて圧粉成形したのち、
温度1350゜Cで焼結することにより得られたもので
あセ、そのサイズは外径(d)220mW、幅(w).
4,.92rm,’+8(h).2..Q〃rl肉厚(
t)10M、溝条幅←)20πm(第3図参照)である
上記の鋳造の結果、焼結体は殆んど変形ぜす、かつその
空{1内に完全に金一が充填されていることが確認され
た。また、その複合相部の硬度はI−rrtA84..
1で、金属相部はHT,A76,7であった。
炭化物粒子間への溶湯の浸透が十分でなく粒子と金属と
の密着性が悪いと、複合』部の硬度が低≦、金属相部と
同程度の硬度にとどまることが知られているが、本発明
によれば上記の硬度測定結果からも明らかなように、複
合相部における炭化物粒子と金属とは強固に結合した健
全な組織を有することがわかる。
以上のように、本発明によれば、鋳物表層部の所望の個
所に部分的に複合相を有する鋳物を製造することができ
るので、炭化物粉末の使用黛を必要最少限にとどめ、材
料コスl・を著しく節減することができる。丑だ、焼結
体の形状に』=り、、加工困難な複合相部の機械加工代
を最少限にと・とめることができるから、加工コストも
大幅に軽減される。
本発明により得られる鋳物は、炭化物粒子と金属とが強
固に結合した複合相部により高度の耐摩耗性を有し、か
つ金属相部による金属本来Ω材料特性を備え、耐摩耗用
途、あるいは耐摩耗性と靭性や強度等が要求される用途
の材料として好適であり、.例えば各種ロール材、軸材
としてすぐれた耐久性を保証する。
・1:11、.1
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に」:る鋳造要領の具体例を示す遠心鋳
造装置の断面説明.図、.第:冫図〔1〕は本発晶の鋳
造に用いられる焼結体・の形状を例示するyi面.図、
同図〔11〕はA.−A断面′甲、第.3.1シーはり
冫グ状?焼結体の他の例を示す断面説明図、第4図〜第
7図はそれぞれ本発明により得られる鋳物の具体例を示
し(第4図〔1〕は軸方向断面図、〔.ll〕はB−1
3断面図、〔Il1〕はC−C断面図、第1図り〕.は
軸方向断面図、〔■〕ぱI)−D断而図、.■1〕はト
E断而図、第6図〔1〕は:輔方向断面図、?〔■〕は
IトF断而図、第7図〔1〕は軸方向断面画、〔■〕は
GO断面図)、第8図は複合相部における複合組.・:
鋳 織の模式図、第9図〔1〕は従来法による複合物の?△ 軸方向断面図、[jl)はH−T{?断面?面:で.・
ある。 ・ノ.,、 2.鋳型、3:ホツパー、a4−7a9:複合相部、b
:金属相部、P:炭化物粒子、M:金属、S1、S2:
焼結体。 −322−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)鋳物表層部の所望の個所に炭化物粒子と金属との
    混在する複合相部を有し、残余の部分は金属相である複
    合鋳物の製造法であつそ、予め炭化物粉末にて所望め複
    合相部に相応する形状k形成された多孔質焼結体乞紗J
    如内の所塑の部位に設置したのち、?鋳型内に金属溶蕩
    を鋳込み、該溶湯を上記焼結体の空孔内に縞透させる?
    ことを特徴とす為複合鋳物の製造法。?′? (2)リング状多孔質焼結体を遠心鋳造…IJ5型の内
    櫓面にそうように設置口、該餉型め軸心を中心とする回
    転下に金属溶湯を鋳込6ことを特徴と子る上記第(1)
    項に艷載の複合鋳物め製捨悲。??(3)焼結体を予熱
    しておくことを4f徴とす乙上記第(1)瑣または第(
    2)項に記載の複合一物め製冶法。 (4)′焼結体が、炭化物粉末と重?t比で1〜iσ係
    の焼結助剤との混合物を成形し焼結して得られた充填率
    50〜80%を有するものであることを特徴メす’h−
    L記第(1)項ないしは第(3)項のいづれか1′ラに
    記117合鋳偏の製造法。 ′(5)炭イ1物粉末がタングステンカーバ{}粉条も
    しくは冫ン夛亥テンチタ1ンカーバイ1・粉末捷たぱそ
    の混合物であるととを特徴浜子る上記第(1)填みいし
    は第(4)瑣のいづれか1つに記載の複合鋳偏め製?造
    法。′ (6)炭化物粉末がニッケルめっきが施こきれた木ので
    あることを特徴とする上記第(1)項ないしはm(5)
    項のいづれ力:1づに記載の複合鋳物の製造法。 (7)炭化物粉末の粒度が1.OO/7η2以−トであ
    ることを特徴と十Σ上記第(1)項ないしは第(6)項
    のいられか】つに記載の複合i物の製造法。 ?′(8)焼繕助剤が鉄粉、ニッ?ケル粉、コバル1・
    鹸、鉄合金粉、ニッケル合金粉もしくはコバルト合釜粉
    必・ら選ばれるj種もしくは2種以上の金属粉であ求こ
    と茶特徴とする一F記第(4)項ないしは第(7)瑣あ
    いづれか1つに記載の複合鋳物の製造法。 :(9)焼結助剤?の粒度が5σμか以下であ?ること
    を特徴とする上記第(3)項ないしは第(8)項のいづ
    れか1′つに記載の複合鋳物の製造法。
JP14312182A 1982-08-17 1982-08-17 複合鋳物の製造法 Pending JPS5933063A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14312182A JPS5933063A (ja) 1982-08-17 1982-08-17 複合鋳物の製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14312182A JPS5933063A (ja) 1982-08-17 1982-08-17 複合鋳物の製造法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5933063A true JPS5933063A (ja) 1984-02-22

Family

ID=15331401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14312182A Pending JPS5933063A (ja) 1982-08-17 1982-08-17 複合鋳物の製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5933063A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2509245A (en) * 2012-12-21 2014-06-25 Jaguar Land Rover Ltd Cast component with increased stiffness

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2509245A (en) * 2012-12-21 2014-06-25 Jaguar Land Rover Ltd Cast component with increased stiffness
WO2014096274A2 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Jaguar Land Rover Limited Sleeve member and method of casting
WO2014096274A3 (en) * 2012-12-21 2015-02-19 Jaguar Land Rover Limited A method of forming a component comprising a sleeve member formed from a metal matrix composite
CN105008068A (zh) * 2012-12-21 2015-10-28 捷豹路虎有限公司 形成包含由金属基复合材料形成的套管构件的部件的方法
JP2016507379A (ja) * 2012-12-21 2016-03-10 ジャガー・ランド・ローバー・リミテッドJaguar Land Rover Limited スリーブ部材及び鋳造方法
GB2538017A (en) * 2012-12-21 2016-11-02 Jaguar Land Rover Ltd Sleeve member and method of casting
GB2509245B (en) * 2012-12-21 2017-04-05 Jaguar Land Rover Ltd A method of forming a component by casting into a MMC sleeve
GB2538017B (en) * 2012-12-21 2017-05-03 Jaguar Land Rover Ltd Automotive, aerospace or vessel component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3786552A (en) Method of manufacturing a composite bimetallic sleeve for a die-casting machine
RU2510304C2 (ru) Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок
AU2008325291A1 (en) Casted in cemented carbide components
EP0046209B1 (en) Steel-hard carbide macrostructured tools, compositions and methods of forming
JPS58157944A (ja) 複合シリンダおよび複合シリンダ用鋳造合金
US4280841A (en) Method for manufacturing a mechanical seal ring
JPS5933063A (ja) 複合鋳物の製造法
JPS62197264A (ja) 耐摩耗部材およびその製造方法
JPS59147769A (ja) 複合鋳物の製造方法
JPS6036857B2 (ja) 円筒、円柱状耐摩耗鋳物およびその製造法
CN104384450A (zh) 在模具特定区域植入碳化钨的方法
EP4299316A1 (en) Metal matrix composite grinding ball with structural reinforcement
JPS58116968A (ja) 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法
JPS60124458A (ja) 耐摩耗複合鋳物の製造方法
JP2002066723A (ja) 耐摩耗性複合材鋳物およびその製造方法
JP2910326B2 (ja) 粉末冶金用混合粉末およびその焼結体
JPS642181B2 (ja)
JPS6030568A (ja) 耐摩耗複合鋳物の製造法
US20220212247A1 (en) Cast Structural Element of a Pump, Filter or Compressor with Wear Resistant Layer Comprising Composite Material Based on Alloys Reinforced with Tungsten Carbide and the Method of Producing Thereof
CN105964984B (zh) 一种具有外强内韧结构的夯锤锤头制备工艺
JP2002282910A (ja) 耐クラック型耐摩耗性遠心鋳造ロール
JPS60177945A (ja) 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法
JPH1099960A (ja) 複合鋳物部材及びその製造方法
RU2482202C2 (ru) Износостойкий композиционный материал с эвтектическим инфильтрантом
JPS58116969A (ja) 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法