JPS5967363A - ビツト用回転カツタ−におけるジヤ−ナル軸受の製造法 - Google Patents

ビツト用回転カツタ−におけるジヤ−ナル軸受の製造法

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JPS5967363A
JPS5967363A JP17888682A JP17888682A JPS5967363A JP S5967363 A JPS5967363 A JP S5967363A JP 17888682 A JP17888682 A JP 17888682A JP 17888682 A JP17888682 A JP 17888682A JP S5967363 A JPS5967363 A JP S5967363A
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JP
Japan
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bearing
manufacturing
rotary cutter
wear
powder
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Pending
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JP17888682A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuro Ito
伊藤 達郎
Naotaka Maeda
前田 直尊
Kikuo Nishizuka
西塚 喜久雄
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.)
TSUKAMOTO SEIKI KK
Original Assignee
TSUKAMOTO SEIKI KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06Metallic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/043Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]

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】 本発明は掘削用ビットの回転カッタ7におけるジャーナ
ル軸受の製造法に関する。
一般に掘削用機械のビットボデーにあっては回転カッタ
ーコーンと硬装される円筒状ピン部(カッターコーン支
軸)とが過酷な環境下に摩擦接触しているJ)で、この
接触面には、(1)衝撃荷重が太きい、(2頃1摩耗性
が大きい、(3)耐凝着摩耗性が太きい、(4)熱伝導
性が良好で過熱しない、などの諸特性が要求される。
上記の諸特性を満たすために、米国特許第3.23.5
,316号では回転カッターの浸炭硬化したベアリング
面にスリットを形設しこのスリット内に銀合金を溶接し
硬軟交互の表面構造を付与し、又米国特許第3,995
,917号では回転カッターのベアリング面に弧状のア
ルミニウムブロンズ層を溶接しこのアルミニウムブロン
ズ層の熱処理によって硬質の粒子を析出させて良好な特
性を付与する技法が提案された。
しかるに、上掲の技法によりジャーナルベアリングを製
造するには、回転カッターのベアリング面に溶接又は熱
処理を行うにあたりベアリング面に予め複雑な機械加工
を施したり、精緻な溶接作業をなし又は長時間の熱処理
を行うなど多大の労力と時間を要しそのうえ製品の均一
性を維持することが難しかった。
本発明は、従来技術の上記問題点を解消し得るもので゛
、ドリルビットの回転カッターベアリング部を母材とし
てこの母材表面に対して、金属炭化物、窒化物、酸化物
又はこれらの混合物の中から選択したーの耐摩耗性粉粒
材及び鉄族金属粉末からなる第1の粉粒状材料と、銀、
銅、スズ、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム又はこれ
らの合金の中から選択したーの摩耗性金属粉末からなる
第2の粉粒状月利との混合粉粒材を溶射した後読表面を
研摩仕上げすることを特色とするビット用回転カッター
におけるジャーナル軸受の軸受部の製造法を提供するも
のである。この場合、上記耐摩耗性粉粒材はブリネル硬
度HV800〜1200のタングステンカーバイド、炭
化硼素、炭化珪素等の金属炭化物、窒化硼素等の窒化物
、ジルコニア、アルミナ等の金属酸化物の100〜40
0メツシユの微粉粒であり、上記鉄族金属粉末が同様の
粒径範囲のコバルト、ニッケル、鉄の粉粒であり上記耐
摩耗性粉粒材86〜90重量係と鉄族金属粉末10〜1
4重量係とを均一に混合して第1の粉粒状材料とする。
一方、回転カッターの上記ベアリング面の相手側となる
支軸(ピン部)がステライト(5teal i te 
、 Co −Cr−W系合金)の如き硬質材料で作られ
ていても、これに対し耐凝着摩耗性が大きいすなわちス
テライト等硬質金属材料と合金又は固溶体を作りにくい
のみならず硬度がブリネル硬度HV80〜300と低く
熱伝導度が高い金属又は合金粉粒を」二記酬摩耗性材料
に混合することにより支軸側に対する成る程度の摩耗性
を導入しベアリング面の摩擦接触を緩和させる。本発明
では前記第1の粉粒状材料に銀、銅、スズ、亜鉛、アル
ミニウム、マグネシウム、又はこれらの合金の中から粒
径100〜400メツシユの第2の金属粉粒材料を適宜
選択して両者を均一に混合したうえで混合溶射材料を作
る。混合比は、第1の粉粒状材料60〜80重量係に対
し第2の粉粒状材料20〜40重量係となすことが好適
である。
上記混合溶射材料は、ガス溶射法、プラズマ溶射法、爆
着法(detornation deposition
 )等により回転カッターのベアリング部表面に溶射す
ると、前記混合粉粒材がこの表面に強固に溶着しその際
硬度の著しく高い耐摩耗性の物質と硬度が低く耐凝着摩
耗性の金属又は合金とがほぼ均質な分散層を形成する。
溶射後、研摩により表面仕上げをすると、ベアリング面
は硬度の高い耐摩耗性材料層内に硬度の低い金属又は合
金が介在するかたちの共存層を形成しこれにより衝撃強
度が大きく熱伝導性も良好となる。一方、本発明による
ベアリング面ば表面仕上げ後表面にも微細な凹凸が形成
され、このためベアリング面でグリース等の潤滑剤の保
持能力を増大し得るのである。
本発明による製造法は所望とするベアリング面への溶射
及び表面仕上の2工程だけなので一般的な機械のベアリ
ング材の製造にも広く応用し得る。
実施例1 粒度325メツシユ以下のタングステンカーバイド(’
WC)90重量%と同様粒度範囲のコバル) (c、I
i!l)粉末10重量%の混合粉粒材に、200〜32
5メツシュd粒度の銀粉を混合した。混合比率は混合粉
粒材70重量%、銀粉30重量%であった。混合m射材
料を、回転カッターのベアリング部内面に形成した萄せ
4−taシ列動井#凹窪にプラズマ溶射した後表面仕上
げをなした(写真A)。
このベアリング部に、ステライトを溶着したビットピン
部を破袋してビットの回転カッターのジャーナルベアリ
ングを製作した。このジャーナルベアリングを8%“径
のビットに使用し20)ンの荷重下に100時間の連続
運転を行った後、ピン部とベアリング部とを分解し精密
検査したが全く異常は認められなかった。
実施例2 粒度325メツシユ以下のタングステンカーバイド88
重量係と同様粒度のコバルト12重量%の混合粉粒を全
体として40重量%、さらに粒度325メツシユ以下の
アルミニウムブロンズ(A−g:10 %wt、Fe:
2%wt、Cu:残り)粉末を60重量%の割合で混合
し、この混合粉粒をビット回転カッターのベアリング部
にプラズマ溶射してから表面仕上げた(写真B)。上記
実施例1と同様な優れた結果がこのベアリングについて
も得られた0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従つ耐凝着摩耗性に優れた溶射金属を
下部の母材に対し上部に形成した断面組織を示す金属顕
微鏡写真(倍率X100)であり、黒色及び灰色部分が
WC+Co、白色部分が1’を主体どする部分である。 第2図は本発明に従う同様に下部がfE、利で上方に溶
射金属層を有するベアリング面の断面組織を示す金属顕
微鏡写真(倍率X100)であり、灰白色部分がWC”
 Co +白色部分がアルミニウムブロンズを主体とす
る部分である。 特許出願人 塚本精機株式会社 −3; 笛1 図 餉2図 手  続  補  正  書 昭和57年lλ月2日 特許庁長官若杉和夫 殿 1事件の表示 昭和57年特許願第178886  号2、発明の名称 6、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 名称 塚本精機株式会社 4、代理人 5、補正の対象 明細書の〔特許請求の範囲〕と〔発明の詳細な説明〕の
欄(別紙) (1)〔特許請求の範囲〕の記載を下記のとうり補正す
る。 「1)金属炭化物、窒化物、酸化物又はこれらの混合物
の中から選択したーの耐摩耗性粉粒材及び鉄族金属粉末
からなる第1の粉粒状材料と、銀、銅、スズ、亜鉛、ア
ルミニウム、マグネシウム又はこれらの合金の中から選
択したーの摩耗性金属粉末からなる第2の粉粒状材料と
の混合粉粒材を回転カッターのベアリング部表面に溶射
した復原表面を研摩仕上げすることを特徴とするピント
用回転カッターにおけるジャーナル軸受の軸受部の製造
法。 2、特許請求の範囲1記載の製造法において、前記金F
Rの炭化物がタングステンカーパイドパ、炭化硼素、炭
化珪素であることを特徴とするビット用回転カッターに
おけるジャーナル軸受の軸受部の製造法。 3)特許請求の範囲1記載の製造法において、前記金属
の窒化物が窒化硼素であることを特徴とするビット用回
転カッターにおりるジャーナル軸受の軸受部の製造法。 4)特許請求の範囲1記載の製造法において、前記酸化
物がジルコニア、酸化クロム、アル法。 5)特許請求の範囲1記載の製造法において、前記鉄族
金、属がコバルト、ニッケル、鉄であることを特徴とす
る回転カッターにおけるジャーナル軸受の軸受部の製造
法。 6)特許請求の範囲1〜4のいずれかに記載の製造法に
おいて、前記□耐摩性粉粒材の粒度が100〜400メ
ツシユであること。 7)特許請求の範囲1又は5記載の製造法において、前
記鉄族金属の粒度が100〜400メツシユであること
。 8)特許請求の範囲1記載の前記摩耗性金属粉末の粒度
が100〜400メツシユであること。 9)特許請求の範囲1〜7のいずれか−に記載の製造法
において、前記第1の粉粒状材料は前記耐摩耗性粉粒材
86〜90重量%及び前記鉄族金属粉末10〜14重量
%を混合してなること。 10)特許請求の範囲1〜9のいずれか−p9記載の製
造法において、前記混合粉粒状材料60〜80重量%及
び第2の粉粒状材料20〜40重量%よりなること。」 (2)明細書の記載を下記のとうり補正する。 頁    行    補正前      補正後6  
15  衝撃       耐衝撃5   7  ノリ
ネル     ビッカース5   9  ニア、   
   ニア、酸化クロム、 以   上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)金属炭化物、窒化物、酸化物又はこれらの混合物の
    中から選択したーの耐摩耗性粉粒材及び鉄族金属粉末か
    らなる第1の粉粒状材料と、銀、銅、スズ、亜鉛、アル
    ミニウム、マグネシウム又はこれらの合金の中から選択
    したーの摩耗性金属粉末からなる第2の粉粒状材料との
    混合粉粒材を回転カッターのベアリング部表面に溶射し
    た後膣表面を研摩仕上げすることを特徴とするビット用
    回転カッターにおけるジャーナル軸受d軸受部の製造法
    。 2、特許請求の範囲1記載の製造法において、前記金属
    の炭化物がタングステンカーバイド、炭化硼素、炭化珪
    素であることを特徴とするビット用回転カッターにおけ
    るジャーナル軸受の軸受部の製造法。 3)特許請求の範囲1記載の製造法において、前記金属
    の窒化物が窒化硼素であることを特徴とするビット用回
    転カッターにおけるジャーナル軸受の軸受部の製造法。 4)特許請求の範囲1記載の製造法において、前記酸化
    物がジルコニア、アルミナであることを特徴とするビッ
    ト用回転カッターにおけるジャーナル軸受の軸受部製進
    法。 5)特許請求の範囲1記載の製造法において、前記鉄族
    金属がコバルト、ニッケル、鉄であることを特徴とする
    回転カッターにおけるジャーナル軸受の軸受部の製造法
    。 6)特許請求の範囲1〜4のいずれかに記載の製造法に
    おいて、前記耐摩耗性粉粒材の粒度が100〜400メ
    ツシユであること。 7)特許請求の範囲1又は5記載の製造法において、前
    記鉄族金属の粒度が100〜400メツシユであること
    。 8)特許請求の範囲1記載の前記摩耗性金属粉末の粒度
    が100〜400メツシユであること。 9)特許請求の範囲1〜7のいずれか−に記載の製造法
    において、前記第1の粉粒状材料が前記耐摩耗性粉粒材
    86〜90重量%及び前記鉄族金属粉末10〜14重量
    %を混合してなること。 10)特許請求の範囲1〜9のいずれか−に記載の製造
    法において、前記混合粉粒材が第1の粉粒状材料60〜
    80重量係及び第2の粉粒状材料20〜40重量係より
    なること。
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