JPS60141397A - 高エネルギ−密度を有する熱源を加熱源とする肉盛材料 - Google Patents
高エネルギ−密度を有する熱源を加熱源とする肉盛材料Info
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- JPS60141397A JPS60141397A JP24665083A JP24665083A JPS60141397A JP S60141397 A JPS60141397 A JP S60141397A JP 24665083 A JP24665083 A JP 24665083A JP 24665083 A JP24665083 A JP 24665083A JP S60141397 A JPS60141397 A JP S60141397A
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/3093—Fe as the principal constituent with other elements as next major constituents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はレーザビーム、電子ビーム、イオンビームつン
の昂ニオ・ルギー簀イ曵のず鵠ill!を’Jll @
)4;jとして照射することにより工具鋼より安価な
軟Ml 、 NIt R用炭景勧、横J青用合金鋼等の
低級な地金のうえで跡を熱、訳冷して急冷凝Ui+ B
グを形成し倣細で均一な炭化物を晶出させて耐摩耗性、
靭性の優れている肉盛材料に閃する。
の昂ニオ・ルギー簀イ曵のず鵠ill!を’Jll @
)4;jとして照射することにより工具鋼より安価な
軟Ml 、 NIt R用炭景勧、横J青用合金鋼等の
低級な地金のうえで跡を熱、訳冷して急冷凝Ui+ B
グを形成し倣細で均一な炭化物を晶出させて耐摩耗性、
靭性の優れている肉盛材料に閃する。
徒来孜術
従来耐ル(純性の要求される部位例えば摺動量として使
用するため低級な地金のうえに肉盛する材料としては種
々のものが知られている。例えば特に耐摩耗性の良いも
のとして1 ドア0 & J?)%が炭化物または混合
炭化物で残部が自溶性合金P B i + O。
用するため低級な地金のうえに肉盛する材料としては種
々のものが知られている。例えば特に耐摩耗性の良いも
のとして1 ドア0 & J?)%が炭化物または混合
炭化物で残部が自溶性合金P B i + O。
を主体とした合金F或いはNi 、 Oo単体の粉末で
構成されたものが主として用いられている。この肉盛材
料を低級な地金のうえにのせて酸素−アセチレンガス、
T工Gアーク、プラズマアーク等を加熱源として肉好す
る場合間い硬度が侍られるため肉盛+1(の平向をこす
る平滑【+11の−・を摩耗性及び耐熱性、111i、
I I’?Ii性は良好であるが、加熱源が比咬的低い
エネルギー−V度のため加熱に時間がか\す、肉盛材料
と\もに地金材料の一部が溶ける。このため一般にその
閃盛部が地金に希釈され肉盛成分に変化をもたらす。ま
た気孔が発生ずるうえ酸化物の巻き込みが認められる。
構成されたものが主として用いられている。この肉盛材
料を低級な地金のうえにのせて酸素−アセチレンガス、
T工Gアーク、プラズマアーク等を加熱源として肉好す
る場合間い硬度が侍られるため肉盛+1(の平向をこす
る平滑【+11の−・を摩耗性及び耐熱性、111i、
I I’?Ii性は良好であるが、加熱源が比咬的低い
エネルギー−V度のため加熱に時間がか\す、肉盛材料
と\もに地金材料の一部が溶ける。このため一般にその
閃盛部が地金に希釈され肉盛成分に変化をもたらす。ま
た気孔が発生ずるうえ酸化物の巻き込みが認められる。
トすえば組成がWeは50重1に%(以下同じ)とN1
が!’ニア5.56 、Orが13.68.Bが2.8
2 、 stが2.34 、 Oが0.73 、 Fe
が5.07の合金の50重量%との肉盛材料を酸素−ア
セチレンガスにより熔解したものは、その、511mの
200陪光学顕微鏡写真は第1図の示すように発生した
気孔が明瞭にあられれており炭化物も不均質である。ま
た肉盛合金粉末材料に含まれている粗大炭化物或いは炭
化物を包む基地の?11 ff不足によって肉盛部を鋭
角な角度とする刃物のような使用の場合では肉盛部の刃
欠け、破損が生じ易く、耐刃欠は性に劣り刃物として使
用でき7.cい欠点がある。例えば第1図の組織のもの
を刃に形成したちの一刀先崖あらさを東京精密製のあら
さ言1でフイラにナイフを用いて測定した結果第2図に
示すように順著な刃人けがあらはれており刃物にはとう
てい使用できるものではなし猶またこのようなkA料を
レーザビーム、w、子ビーム。
が!’ニア5.56 、Orが13.68.Bが2.8
2 、 stが2.34 、 Oが0.73 、 Fe
が5.07の合金の50重量%との肉盛材料を酸素−ア
セチレンガスにより熔解したものは、その、511mの
200陪光学顕微鏡写真は第1図の示すように発生した
気孔が明瞭にあられれており炭化物も不均質である。ま
た肉盛合金粉末材料に含まれている粗大炭化物或いは炭
化物を包む基地の?11 ff不足によって肉盛部を鋭
角な角度とする刃物のような使用の場合では肉盛部の刃
欠け、破損が生じ易く、耐刃欠は性に劣り刃物として使
用でき7.cい欠点がある。例えば第1図の組織のもの
を刃に形成したちの一刀先崖あらさを東京精密製のあら
さ言1でフイラにナイフを用いて測定した結果第2図に
示すように順著な刃人けがあらはれており刃物にはとう
てい使用できるものではなし猶またこのようなkA料を
レーザビーム、w、子ビーム。
イオンビームのような高エネルギー密11の熱源を〃1
1熱源として肉盛するときは流動性が悪く清らがな肉盛
が得られずぬれ性が恐くて地金との打着力が弱い。また
基地の靭性不足により、平坦面の接解部として使用する
には支障がないが肉盛部を鋭角なjり度に形成して刃物
として使用する場合には第2図と同程度の刃先の欠け、
破411が生じて実用になり雌い欠点がある。このよう
に現在刈られている肉盛合金粉末材料では耐摩耗性、靭
性とも優れた性能を有するものは見当らず、高耐摩耗性
。
1熱源として肉盛するときは流動性が悪く清らがな肉盛
が得られずぬれ性が恐くて地金との打着力が弱い。また
基地の靭性不足により、平坦面の接解部として使用する
には支障がないが肉盛部を鋭角なjり度に形成して刃物
として使用する場合には第2図と同程度の刃先の欠け、
破411が生じて実用になり雌い欠点がある。このよう
に現在刈られている肉盛合金粉末材料では耐摩耗性、靭
性とも優れた性能を有するものは見当らず、高耐摩耗性
。
高靭性の肉盛材料の出現が期待されている。
目的
従って本発明者は上記の点にiみ鋭意研究実験をつ!け
、高エネルギー密度の熱源を加熱源としたときのi熱、
1冷可能なことに着目して更に研究をつ!けた結果、今
までの比較的エネルギー苦瓜の低い熱源によっては利用
が考えられなかった材料成分の使用tU tjヒなこと
に41J達し、開屡耗・II4;。
、高エネルギー密度の熱源を加熱源としたときのi熱、
1冷可能なことに着目して更に研究をつ!けた結果、今
までの比較的エネルギー苦瓜の低い熱源によっては利用
が考えられなかった材料成分の使用tU tjヒなこと
に41J達し、開屡耗・II4;。
細柱の階れた肉盛材料を見出し要求に極めて良く適合で
きる材料を提供しようとするものである。
きる材料を提供しようとするものである。
解決手段
篩エネルギー密良の熱源を加熱劇とするl熱。
1冷によって均一でi4軸な球状化した炭化物を晶出す
るにはぐ(本肉盛材料としてはVを含有させることが枠
めて有効であった。またVは柚(めでずσ!い炭化物を
形成するために多く含有することが有効であった。しか
しこの場合基地の々・ゾ性と化1!さの不足特に硬さは
後熱処理によって低−ドするなどの欠点が生じた。そこ
でこれらの欠点をなくすために、基地に他の合金元素を
固溶さす必要があり、本肉盛材料としてVの他にOr
、 Mo、 Wなる合金元素を添加するもので、Or、
Mo、Wは基地に固溶するがその一部は炭化物を形成し
基地の靭性と硬さを高め後熱処理による砂さ低下を防ぐ
。従って極め゛〔入手し易い軟鋼、構造用炭素鋼、構造
用自金鏑等低級材の地金にのせ高エネルギー密度の熱源
で加熱するに適し耐摩耗性、靭性そして特に耐熱性を必
要とする肉盛材料として、その第1の発明の成分は0が
250〜11.80. Siが0.5以下、Mnが0.
5以下、orが1.5゜〜4.5Q 、 Moが1.5
0〜5−50. Wが2.50〜6.50. ■が9.
50〜50. DO,Feが残部2以上重相%である。
るにはぐ(本肉盛材料としてはVを含有させることが枠
めて有効であった。またVは柚(めでずσ!い炭化物を
形成するために多く含有することが有効であった。しか
しこの場合基地の々・ゾ性と化1!さの不足特に硬さは
後熱処理によって低−ドするなどの欠点が生じた。そこ
でこれらの欠点をなくすために、基地に他の合金元素を
固溶さす必要があり、本肉盛材料としてVの他にOr
、 Mo、 Wなる合金元素を添加するもので、Or、
Mo、Wは基地に固溶するがその一部は炭化物を形成し
基地の靭性と硬さを高め後熱処理による砂さ低下を防ぐ
。従って極め゛〔入手し易い軟鋼、構造用炭素鋼、構造
用自金鏑等低級材の地金にのせ高エネルギー密度の熱源
で加熱するに適し耐摩耗性、靭性そして特に耐熱性を必
要とする肉盛材料として、その第1の発明の成分は0が
250〜11.80. Siが0.5以下、Mnが0.
5以下、orが1.5゜〜4.5Q 、 Moが1.5
0〜5−50. Wが2.50〜6.50. ■が9.
50〜50. DO,Feが残部2以上重相%である。
第2の発明の成分は0が2−50〜11.80. sl
が0.5 JIF、 Mnが[1,5以下、 Orが1
.50〜4.50.Wが6.80〜17.50.Vが8
.50〜50.0.Feが残部1以上重量%である。ま
た第1、第2の発明に比して耐熱性は劣るが安価な肉盛
材料としてその第3の発明の成分は0が3.0〜12.
5.Siが0.4以下、 Mnが0.6以下、Orが4
.50〜12−00 、 Moが0.30〜1.20
、 Vが8.00〜49.00 。
が0.5 JIF、 Mnが[1,5以下、 Orが1
.50〜4.50.Wが6.80〜17.50.Vが8
.50〜50.0.Feが残部1以上重量%である。ま
た第1、第2の発明に比して耐熱性は劣るが安価な肉盛
材料としてその第3の発明の成分は0が3.0〜12.
5.Siが0.4以下、 Mnが0.6以下、Orが4
.50〜12−00 、 Moが0.30〜1.20
、 Vが8.00〜49.00 。
reが残部1以上重量%である。
前記%の規定の理由として第1の発明のa含有量
0含有量は炭化物の形成ならびに基地のマルテンサイト
変態による基地の硬化に役立つ、合金元素(Or、Mo
、W、 V)の含有量により、9 M′LGf 2.5
0〜11.80重貴重と変化し、2.0重重%の場合十
分な硬さが得られず、他方1190重Jit %以上に
なると、肉盛部に気孔の発生が多くなる。
変態による基地の硬化に役立つ、合金元素(Or、Mo
、W、 V)の含有量により、9 M′LGf 2.5
0〜11.80重貴重と変化し、2.0重重%の場合十
分な硬さが得られず、他方1190重Jit %以上に
なると、肉盛部に気孔の発生が多くなる。
Or含有量
OrはCと化合し、一部の炭化物形成による硬化と、基
地に固溶して耐熱性を与える。4.5重量%より多い場
合、上記効果はほとんどない。
地に固溶して耐熱性を与える。4.5重量%より多い場
合、上記効果はほとんどない。
Mo含有量
MOは炭化物生成元素であり、基地に固溶し基地の硬化
能、後熱処理での娩さの低下を防ぐ。
能、後熱処理での娩さの低下を防ぐ。
1.50〜4.50重量%が最も効果あり、この範囲を
超えた場合上記後熱処理属の硬さ低下に効果なく同時に
肉@材料の流動性が悪くなる。
超えた場合上記後熱処理属の硬さ低下に効果なく同時に
肉@材料の流動性が悪くなる。
W含有量
前記Moと同様の効果で7.0重量−より多くなっても
余り効果なく後熱処理属の硬さも改善されない。
余り効果なく後熱処理属の硬さも改善されない。
V含有量
Vは、本肉盛材料の炭化物形成元素の主たるもので、■
は特に硬い炭化物を形成し、耐摩耗性に大きな効果があ
る。65重量%より多い場合肉盛材料の湯の流れが非常
に悪くなり、平滑な肉盛部が得られない。
は特に硬い炭化物を形成し、耐摩耗性に大きな効果があ
る。65重量%より多い場合肉盛材料の湯の流れが非常
に悪くなり、平滑な肉盛部が得られない。
第2の発明の
W含有量
Moの原子量はWの1A!であるから同一質量ではMO
の2倍の原子数を与えることになる。この理由から第一
発明のMoをWにおきかえたものである。
の2倍の原子数を与えることになる。この理由から第一
発明のMoをWにおきかえたものである。
Wが19重俵%を超えると湯の流れが悪く、平滑な肉盛
部が得られない。
部が得られない。
他合金元素範囲は第1発明と同様の理由である。
第6の発明の
0含有景
C含有量は炭化物形成ならびに基地のマルテンサイト変
態による基地の硬化に役立つ、合金元素(Or、Mo、
V)の含有量により、0量は3.0〜12.5重量%と
変化し、2.6重量%以下では十分な硬さが得られず、
他方13.0爪It%以上となると肉盛部に気孔が発生
する。
態による基地の硬化に役立つ、合金元素(Or、Mo、
V)の含有量により、0量は3.0〜12.5重量%と
変化し、2.6重量%以下では十分な硬さが得られず、
他方13.0爪It%以上となると肉盛部に気孔が発生
する。
Or含有量
art;!Oと化合し、炭化物形成による蝕化、耐食性
が得られる。しかし13.0重量%以上のものは母材と
のぬれ性が悪くなり、接合不良が発生する。
が得られる。しかし13.0重量%以上のものは母材と
のぬれ性が悪くなり、接合不良が発生する。
Mo含有量
Moは炭化物形成元素であり、基地に固溶し、後熱処理
での硬さ低下を防ぐ、1.5重量%以上の含有量の場合
は後熱処理属の硬さ低下に余り効果なく、Mo含有量と
しては0.3〜1.20重量%が最適である。
での硬さ低下を防ぐ、1.5重量%以上の含有量の場合
は後熱処理属の硬さ低下に余り効果なく、Mo含有量と
しては0.3〜1.20重量%が最適である。
本発明の肉盛材料を肉盛するには極めて入手し易い軟鋼
、構造用炭素鋼の地金上に前述の肉盛合金粉末材料をの
せその材料に高エネルギー密度の例えばレーザビームを
照射することにより瞬時に溶解が行なわれその溶解熱に
よって肉盛材料は地金へ接合されるとともに地金への熱
伝導により1冷される。これによってバナジウム濃度の
高い微細で均一な炭化物が晶出され急冷凝固層を形成す
る。しかも基地が焼入硬化されるため耐摩耗性は炭化物
と基地の焼入硬化の相乗効果により一層向上される。ま
たこの肉盛合金粉末材料後熱処理後の硬さも高く優れた
ものであって600°atvB度でも高い硬度を示し流
動性が良いため?Ftらかな表面の肉盛りが得られる。
、構造用炭素鋼の地金上に前述の肉盛合金粉末材料をの
せその材料に高エネルギー密度の例えばレーザビームを
照射することにより瞬時に溶解が行なわれその溶解熱に
よって肉盛材料は地金へ接合されるとともに地金への熱
伝導により1冷される。これによってバナジウム濃度の
高い微細で均一な炭化物が晶出され急冷凝固層を形成す
る。しかも基地が焼入硬化されるため耐摩耗性は炭化物
と基地の焼入硬化の相乗効果により一層向上される。ま
たこの肉盛合金粉末材料後熱処理後の硬さも高く優れた
ものであって600°atvB度でも高い硬度を示し流
動性が良いため?Ftらかな表面の肉盛りが得られる。
上述のように形成される急冷凝固層の組織、硬さ、機械
的性質に関して次の実施例によりその効果を確認するこ
とができた。
的性質に関して次の実施例によりその効果を確認するこ
とができた。
実施例1
先づ第1発明の肉盛材料の試料1の成分としてCが2.
71 、 Siが0.51. Mnが0.33. Or
が3.47 、 Maが4: ’os r Wが5.4
8 、 Vが9.8[]、以上重組%、残1)PeJH
りなる鋼 試料2の成分として0が6.34 、 Siが0.29
、 M、が0.25゜Orが2.7Q 、 Moが3
.15.Wが4.24 、 Vが25.61.以−に重
量%、残りFeよりなる鋼 試料3の成分として0が9.97. Siが0.25
、 Mnが0.31゜Orが1.93 、 Moが2.
25 、 Wが3. o3 、 vが41.43.以上
重量%、残りFeよりなる鋼の粉末(必ずしも粉末でな
くても粒状、板状等でもよい、以下同じ)をそれぞれ5
45eの板材の平面長手方向にのせ、1(手方向に沿っ
てレーザビームを照射した。レーザビームの照射は炭層
がスレーザ加工材を用いて行ない照射条件が出力1.8
量w、ビーム径は10φmm、移動速度300mλ、謬
おいて、肉盛材料の粉末は瞬時にして溶融冷却されて地
金」二に急冷凝固層が得られた。この急冷凝固層組織の
200倍光学顕微鏡字真の第6図試料1.2.3は従来
の肉盛材料の第1図及び5KH51の焼入焼戻しした鋼
の組織の200倍光学顕微鏡字真の第4図のものよりは
るかに微細で球状の均一な炭化物の分布が確認できる。
71 、 Siが0.51. Mnが0.33. Or
が3.47 、 Maが4: ’os r Wが5.4
8 、 Vが9.8[]、以上重組%、残1)PeJH
りなる鋼 試料2の成分として0が6.34 、 Siが0.29
、 M、が0.25゜Orが2.7Q 、 Moが3
.15.Wが4.24 、 Vが25.61.以−に重
量%、残りFeよりなる鋼 試料3の成分として0が9.97. Siが0.25
、 Mnが0.31゜Orが1.93 、 Moが2.
25 、 Wが3. o3 、 vが41.43.以上
重量%、残りFeよりなる鋼の粉末(必ずしも粉末でな
くても粒状、板状等でもよい、以下同じ)をそれぞれ5
45eの板材の平面長手方向にのせ、1(手方向に沿っ
てレーザビームを照射した。レーザビームの照射は炭層
がスレーザ加工材を用いて行ない照射条件が出力1.8
量w、ビーム径は10φmm、移動速度300mλ、謬
おいて、肉盛材料の粉末は瞬時にして溶融冷却されて地
金」二に急冷凝固層が得られた。この急冷凝固層組織の
200倍光学顕微鏡字真の第6図試料1.2.3は従来
の肉盛材料の第1図及び5KH51の焼入焼戻しした鋼
の組織の200倍光学顕微鏡字真の第4図のものよりは
るかに微細で球状の均一な炭化物の分布が確認できる。
そして肉盛部の硬さを示した表の第5図において、バナ
ジウム量即ちバナジウム炭化物含有量が増加するにつれ
て試料1.2.3の順序で硬さの上昇がみられる。この
ことはバナジウム炭化物含看■を調整することにより任
意の硬さの肉盛材料を得ることが出来ることを意味して
いる。また53000゜560°0の焼戻しにより、硬
さは若干の上昇し、更ニ600°0の焼戻しでも硬さの
低下はみられず後熱処理後の硬さが優れた特性を有する
ことがa紹できる。
ジウム量即ちバナジウム炭化物含有量が増加するにつれ
て試料1.2.3の順序で硬さの上昇がみられる。この
ことはバナジウム炭化物含看■を調整することにより任
意の硬さの肉盛材料を得ることが出来ることを意味して
いる。また53000゜560°0の焼戻しにより、硬
さは若干の上昇し、更ニ600°0の焼戻しでも硬さの
低下はみられず後熱処理後の硬さが優れた特性を有する
ことがa紹できる。
をしaは急冷凝固層、bは地金、そして地金厚み6mm
、角度47試峡状態は第7図に示すとおりで、試験条件
はげ)被削材:アビトン材(木材)、(ロ)切込み:1
.2mm、(ハ)切削中’ 20 mm+ (試験片の
中央部を使用)、に)切削速度” ”4n’ (ホ)試
験片回転数:5000r、 pom 、(へ)試験片回
転円径: iooφ酊、(ト)試験片1枚、ヴ→切削形
式:下向き切削、(ワ)取付状態の掬い角:30°、休
)取付状態の逃げ角:1a”cあって供試機械はプレー
ナーを用いた。この試験条件において比較に使用する試
験片は、従来の成分の肉盛材料では第2図のような刃先
しか得られず試験片として使用できないため、5KH5
1の普通材の120000油焼入530°02回焼戻し
だものを比較の試MIQ片とし、本発明の試料1,2.
3の各肉盛材料の急冷凝固層530°02回焼戻したも
のとの各M耗itθの比較をした。第8図に示したよう
に被削材の全切削長において試料1,2.3の肉盛材料
の急冷凝固層の刃先摩耗量は、5KH51の普通材の刃
先摩耗量に比較して著るしく優れており、特にバナジウ
ム炭化物が多い、即ちバナジウム25%以上になると数
倍の耐摩耗性があることが確認できた。また切削iセI
におけるカ付状展をみる刃先線あらさを東京精密製のあ
らさ計でフイラにナイフを用いて測定した結果を示す5
KH51の第9図、試料1の第10図において、5KH
51と試1) 1の肉盛材料とも刃伺状態は良好でさほ
ど差は紹められない。60m切削後のあらさを測定した
結果を示ず5KH51の@11図、試料1の第12図に
おいて、5KH5iは全体に微細な刃欠けが発生し且摩
耗量も大きく鋭利さが低下している。これに対し試料1
の肉盛材F)は刃欠けがあると云えば云える程度で実質
的に(+1(いに等しく摩耗量も極めて僅かで無いに等
しく顕著な効果が認められ耐摩耗性、靭性も著しく優れ
ている。
、角度47試峡状態は第7図に示すとおりで、試験条件
はげ)被削材:アビトン材(木材)、(ロ)切込み:1
.2mm、(ハ)切削中’ 20 mm+ (試験片の
中央部を使用)、に)切削速度” ”4n’ (ホ)試
験片回転数:5000r、 pom 、(へ)試験片回
転円径: iooφ酊、(ト)試験片1枚、ヴ→切削形
式:下向き切削、(ワ)取付状態の掬い角:30°、休
)取付状態の逃げ角:1a”cあって供試機械はプレー
ナーを用いた。この試験条件において比較に使用する試
験片は、従来の成分の肉盛材料では第2図のような刃先
しか得られず試験片として使用できないため、5KH5
1の普通材の120000油焼入530°02回焼戻し
だものを比較の試MIQ片とし、本発明の試料1,2.
3の各肉盛材料の急冷凝固層530°02回焼戻したも
のとの各M耗itθの比較をした。第8図に示したよう
に被削材の全切削長において試料1,2.3の肉盛材料
の急冷凝固層の刃先摩耗量は、5KH51の普通材の刃
先摩耗量に比較して著るしく優れており、特にバナジウ
ム炭化物が多い、即ちバナジウム25%以上になると数
倍の耐摩耗性があることが確認できた。また切削iセI
におけるカ付状展をみる刃先線あらさを東京精密製のあ
らさ計でフイラにナイフを用いて測定した結果を示す5
KH51の第9図、試料1の第10図において、5KH
51と試1) 1の肉盛材料とも刃伺状態は良好でさほ
ど差は紹められない。60m切削後のあらさを測定した
結果を示ず5KH51の@11図、試料1の第12図に
おいて、5KH5iは全体に微細な刃欠けが発生し且摩
耗量も大きく鋭利さが低下している。これに対し試料1
の肉盛材F)は刃欠けがあると云えば云える程度で実質
的に(+1(いに等しく摩耗量も極めて僅かで無いに等
しく顕著な効果が認められ耐摩耗性、靭性も著しく優れ
ている。
実施例2
次に@2発明の肉盛材料の試料4の成分として0が8.
06 、 Siが0.35.λ1nが0.25 、 O
rが2.54. Wが10.95.vが32.、98.
以上重崖%、残りFlllヨIJなる鋼の粉末をぞれぞ
れ実施例1と同一条件においてレーザビームを熱射した
。肉盛材料の粉末は1ili#時にして溶解し、1冷さ
れて地金に急冷凝固層が得られた。この急冷凝固層組織
の200倍光学顕微鏡字真の第13図は、実施例1と同
様従来の肉盛材料の第1図、5xH51の第4図と比較
して微細で球状の均一な炭化物の分布が確認できる。そ
して肉盛部の硬さはHv 1200と高い値をしめし、
6oIXloc焼戻し後の硬さ低下はなく後熱処理後の
硬さが優れているものである。
06 、 Siが0.35.λ1nが0.25 、 O
rが2.54. Wが10.95.vが32.、98.
以上重崖%、残りFlllヨIJなる鋼の粉末をぞれぞ
れ実施例1と同一条件においてレーザビームを熱射した
。肉盛材料の粉末は1ili#時にして溶解し、1冷さ
れて地金に急冷凝固層が得られた。この急冷凝固層組織
の200倍光学顕微鏡字真の第13図は、実施例1と同
様従来の肉盛材料の第1図、5xH51の第4図と比較
して微細で球状の均一な炭化物の分布が確認できる。そ
して肉盛部の硬さはHv 1200と高い値をしめし、
6oIXloc焼戻し後の硬さ低下はなく後熱処理後の
硬さが優れているものである。
この肉盛部を実施例1と同形状の角度を0゛する試験片
を製作し耐摩耗試験を実施例1と同一条件で行った。摩
耗量を示す第14図において、5xH51に比較して数
倍の耐摩耗性を有することが確dJできる。また刃付は
状態も第15図にし□めすように試料1と同様極めて良
好であり、60m切削後も第16図に示すように試料1
と同様刃欠け、摩耗量とも無いに等しいものであって耐
*耗性、靭性とも極めて侵れている。
を製作し耐摩耗試験を実施例1と同一条件で行った。摩
耗量を示す第14図において、5xH51に比較して数
倍の耐摩耗性を有することが確dJできる。また刃付は
状態も第15図にし□めすように試料1と同様極めて良
好であり、60m切削後も第16図に示すように試料1
と同様刃欠け、摩耗量とも無いに等しいものであって耐
*耗性、靭性とも極めて侵れている。
実施例3
次いで第6の発明の肉盛部「トの試料5の成分として、
0が8.48 、 sxが0.36 、ん1nが0.4
3 、 Orが7.56゜Moがo、 54 、 vが
32.53.以上重垣%、残りがFeよりなる合同の粉
末をそれぞれ実施例1と同一条件において、レーザビー
ムを照射した。肉盛材料の粉末は瞬時にして溶解し、1
冷して地金上に急冷凝固層が得られた。この思冷凝固M
絹織の200倍光学、窄微境字真の第17図は実施例1
,2と同様従来の肉盛材料の第1図及び5KH5iの第
4図と比較して微細で球状のゴθ−な炭化物の分布が確
認できる□そして肉盛部の硬さは、Hv1200と高い
値をしめす。
0が8.48 、 sxが0.36 、ん1nが0.4
3 、 Orが7.56゜Moがo、 54 、 vが
32.53.以上重垣%、残りがFeよりなる合同の粉
末をそれぞれ実施例1と同一条件において、レーザビー
ムを照射した。肉盛材料の粉末は瞬時にして溶解し、1
冷して地金上に急冷凝固層が得られた。この思冷凝固M
絹織の200倍光学、窄微境字真の第17図は実施例1
,2と同様従来の肉盛材料の第1図及び5KH5iの第
4図と比較して微細で球状のゴθ−な炭化物の分布が確
認できる□そして肉盛部の硬さは、Hv1200と高い
値をしめす。
この肉盛部を実施例1ど同形状の刃先を有する試験片に
製作−を摩耗試験を実施例1と同一条件にて行った。摩
耗量を示す第18図において5KH51に比較して数倍
の耐摩耗性がKa Ellできる。また刃付は状態を示
す第19pAも試料1,4と同様極めて良好であり1.
60’m切削後は第20図に示すように僅かの刃欠けが
あられれているが微小であって5KH51に比べれば、
はるかに少いものであり、耐摩耗性、靭性も優れている
ものである。
製作−を摩耗試験を実施例1と同一条件にて行った。摩
耗量を示す第18図において5KH51に比較して数倍
の耐摩耗性がKa Ellできる。また刃付は状態を示
す第19pAも試料1,4と同様極めて良好であり1.
60’m切削後は第20図に示すように僅かの刃欠けが
あられれているが微小であって5KH51に比べれば、
はるかに少いものであり、耐摩耗性、靭性も優れている
ものである。
次いでこれらの粉末肉盛材t1の製造の1つの方法とし
ては、バナジウム炭化物粉末とそれの残りの合金組成と
なるようにO、Si、 Mn、 Or、 W、 Mo
。
ては、バナジウム炭化物粉末とそれの残りの合金組成と
なるようにO、Si、 Mn、 Or、 W、 Mo
。
V 、 Fe 、gしくはO’、 Si 、 Mn、
Or 、 W、 V。
Or 、 W、 V。
Fe或いは0.Si、Mn、Or、Mo、V、Feを調
整配合した合金鉄粉末の混合による。または2つ目の方
法ハ、フェロバナジウム、フエロタンクステン、フェロ
モリブチン等の純度の高いものの合金鉄粉末とカーボン
粉末とを調整配合したものによる′。また3つ目の方法
は、その2つ1」の方法で配合されたものを溶解し、冷
却後粉末としたものによるかの大略6つの方法の何れか
によって作られるものである。
整配合した合金鉄粉末の混合による。または2つ目の方
法ハ、フェロバナジウム、フエロタンクステン、フェロ
モリブチン等の純度の高いものの合金鉄粉末とカーボン
粉末とを調整配合したものによる′。また3つ目の方法
は、その2つ1」の方法で配合されたものを溶解し、冷
却後粉末としたものによるかの大略6つの方法の何れか
によって作られるものである。
効果
以上詳述したように本発明は、肉盛材料のみをレーザビ
ーム等により瞬熱し1g冷させ、地金に接合する肉盛材
料において、前述のような成分組成となしたので、これ
までの肉盛材料では得られなかった微細な粒状の多くの
炭化物が均一に分布した組織が得られ、硬度、靭性、耐
摩耗性とも極めて優れたものであることがす1に昭でき
た。従ってこの肉盛材料を耐摩耗性、靭性の要求される
i■;位に盛って急冷凝固層を形成した場合、耐肌耗性
の炙゛求を充分に満し、摺動面等の耐久性は抜群であり
、高性能の機械の特性を充分に発揮できるものであり、
また刃物として用いた場合は切れ昧の良い長寿命で古砂
により切れ味の変化の少ないものが得られるなどの特徴
を有するものである。
ーム等により瞬熱し1g冷させ、地金に接合する肉盛材
料において、前述のような成分組成となしたので、これ
までの肉盛材料では得られなかった微細な粒状の多くの
炭化物が均一に分布した組織が得られ、硬度、靭性、耐
摩耗性とも極めて優れたものであることがす1に昭でき
た。従ってこの肉盛材料を耐摩耗性、靭性の要求される
i■;位に盛って急冷凝固層を形成した場合、耐肌耗性
の炙゛求を充分に満し、摺動面等の耐久性は抜群であり
、高性能の機械の特性を充分に発揮できるものであり、
また刃物として用いた場合は切れ昧の良い長寿命で古砂
により切れ味の変化の少ないものが得られるなどの特徴
を有するものである。
第1図は、従来の肉盛材料の1例の組織を示す顕微鏡写
真、第2図はその材料を鋭角に仕上げた刃先のあらさを
示す図、第6図は第1発明の試料1,2.3の肉盛材料
の急冷凝固層の組織を示す顕微鏡写真、第4図は5KH
51材の焼入、焼戻し組織の顕微鏡写真、第5図は試料
1,2.3の硬度を示す図、第6図は実施例の試験片の
図、第7図はプレーナに取付けた回転軸に試験片を固定
した状態図、第8図は試料1,2.3(D試験片と5K
H5jの試験片との刃先摩耗値を示す図、第9図は5K
H5j材の熱処理したものの切削前の刃先線あらさを示
す図、第10図は試料1の急冷凝固層の切削前の刃先線
のあらさを示す図、第11図は5KH51材の熱処理し
たものの60m切削後の刃先線のあらさを示す図、第1
2図は試料1の急冷W固層の60.m切削後の刃先線の
あらさを示すは1、第16図は第2発明の試料4の急冷
凝固層の組織の顕微鏡写真、第14図は試料4の試験片
と5KH5iの熱処理した試験片との刃先摩耗量を示す
図、第15図は試料4の急冷凝固層の切削rasの刃先
線あらさを示す図、第16図は同60m切削後の刃先線
のあらさを示す図、第17図は第3発明の試料5の急冷
凝固層の組織の顕微@写真、第18図は試料5の急冷凝
固層の試験片と5KH51材の熱処理した試験片との刃
先摩耗量を示す図、第19図は試料5の急冷凝固層の切
削前の刃先源のあらさを示す図、第20図は同60m切
削後の刃先線のあらさを示す図である。 a・・・刃物地金 b・・・急冷凝固層第14図 ネ受ガリ不才っLηI’l’J& (y”)第18図 被卸口失。を刀〃1fヒ(4ζ〕 手続補正書 (自発) 昭和59イ1−2月4日 特許庁長官 若杉和夫殿 ・糖、’、:、、■ 事イ1
の表示 昭和58年特 許 願第246650号3 補正をする
者 事件との関係 特許出願人 4、代理 人 〒460 電話<0521263−057]補正の内容 以下のとおり補正する。 t 特iFf請求の範囲 別紙のとおり2 明細誉第4
頁第9行目 「解部」とあるを「触部」 特許請求の範囲 (1)0が2.50−11.80重゛ハi%、 Siが
0.5重hi%以下。 Mnが0−5170<5%以下、 Orが1.5[)−
4,50重hk%、Moが1.5[?”5.5(]Mr
M%、Wが2.50〜6.50重h&%、■が9゜5
0〜50.00爪量%、 Feが残部よりなることを特
徴とする4%エネルギー晋度を有する熱源を加熱源とす
る肉盛材料。 (2)0が2.50〜11.80重′Mk%、 Siが
0.511< rti%以下。 Mnが0.5Jmm%以下、 Orが1.50〜4.5
0 東bt % 、 Wが6.8ドア、50重’Hf%
、■が8.50Ji0.00重1][t % l Fe
が残部よりなることを特徴とする高エネルギー密度を有
する熱源を加熱源とする肉盛材料。 (3)0が3.0〜12.5重量%、Siが0.4重量
%以下。 Mnが0.6重量%以下、 Orが4.5[J 〜12
.00京1杖%。 Moが0.30〜1.20mm%、Vがa、oN9.o
o、11!m%。 Feが残部よりなることを特徴とする品エネルギー密度
を有する熱源を力11熱源とする肉盛材料。
真、第2図はその材料を鋭角に仕上げた刃先のあらさを
示す図、第6図は第1発明の試料1,2.3の肉盛材料
の急冷凝固層の組織を示す顕微鏡写真、第4図は5KH
51材の焼入、焼戻し組織の顕微鏡写真、第5図は試料
1,2.3の硬度を示す図、第6図は実施例の試験片の
図、第7図はプレーナに取付けた回転軸に試験片を固定
した状態図、第8図は試料1,2.3(D試験片と5K
H5jの試験片との刃先摩耗値を示す図、第9図は5K
H5j材の熱処理したものの切削前の刃先線あらさを示
す図、第10図は試料1の急冷凝固層の切削前の刃先線
のあらさを示す図、第11図は5KH51材の熱処理し
たものの60m切削後の刃先線のあらさを示す図、第1
2図は試料1の急冷W固層の60.m切削後の刃先線の
あらさを示すは1、第16図は第2発明の試料4の急冷
凝固層の組織の顕微鏡写真、第14図は試料4の試験片
と5KH5iの熱処理した試験片との刃先摩耗量を示す
図、第15図は試料4の急冷凝固層の切削rasの刃先
線あらさを示す図、第16図は同60m切削後の刃先線
のあらさを示す図、第17図は第3発明の試料5の急冷
凝固層の組織の顕微@写真、第18図は試料5の急冷凝
固層の試験片と5KH51材の熱処理した試験片との刃
先摩耗量を示す図、第19図は試料5の急冷凝固層の切
削前の刃先源のあらさを示す図、第20図は同60m切
削後の刃先線のあらさを示す図である。 a・・・刃物地金 b・・・急冷凝固層第14図 ネ受ガリ不才っLηI’l’J& (y”)第18図 被卸口失。を刀〃1fヒ(4ζ〕 手続補正書 (自発) 昭和59イ1−2月4日 特許庁長官 若杉和夫殿 ・糖、’、:、、■ 事イ1
の表示 昭和58年特 許 願第246650号3 補正をする
者 事件との関係 特許出願人 4、代理 人 〒460 電話<0521263−057]補正の内容 以下のとおり補正する。 t 特iFf請求の範囲 別紙のとおり2 明細誉第4
頁第9行目 「解部」とあるを「触部」 特許請求の範囲 (1)0が2.50−11.80重゛ハi%、 Siが
0.5重hi%以下。 Mnが0−5170<5%以下、 Orが1.5[)−
4,50重hk%、Moが1.5[?”5.5(]Mr
M%、Wが2.50〜6.50重h&%、■が9゜5
0〜50.00爪量%、 Feが残部よりなることを特
徴とする4%エネルギー晋度を有する熱源を加熱源とす
る肉盛材料。 (2)0が2.50〜11.80重′Mk%、 Siが
0.511< rti%以下。 Mnが0.5Jmm%以下、 Orが1.50〜4.5
0 東bt % 、 Wが6.8ドア、50重’Hf%
、■が8.50Ji0.00重1][t % l Fe
が残部よりなることを特徴とする高エネルギー密度を有
する熱源を加熱源とする肉盛材料。 (3)0が3.0〜12.5重量%、Siが0.4重量
%以下。 Mnが0.6重量%以下、 Orが4.5[J 〜12
.00京1杖%。 Moが0.30〜1.20mm%、Vがa、oN9.o
o、11!m%。 Feが残部よりなることを特徴とする品エネルギー密度
を有する熱源を力11熱源とする肉盛材料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1;0が2.5[)−11,80重量%、81が0.
5型組%以下。 Mnが0.5重tf1%lorが1−511)”4.5
0 車1t’t、 ’% r Moが1.50〜5.5
DJ′lj:M%、Wが2.5トロ、50重量%、’V
が9.5NO,00重量%、Feが残S1(よりなるこ
とを特徴とする高エネルギー密度を有する熱源を加熱源
とする肉・盛羽村。 (2)0が2.5ヒ1.80重量%、Siが0.5恵垣
%以下。 Mnが0.5重量%以下、Orが1.50−4.50
重Jf %以下、Wが6.8ドア、50重量%以下、■
が8.50間0.00重型頭。 Feが残部よりなることを特徴とする高エネルギー密度
を有する熱源を加熱源とする肉盛材料。 (3)Cか6.0〜12.5重里%、Siが0.4重量
%以下。 Mn力旬−6重量%以下、Orが4.5[)−12,0
0重量’1Moが0−6”:)□1+20 ’f1g
1++、 % 、■が8.OH2,00重ft%、?e
が残VtVrよりなることを特徴とする尚エネルギー密
度を有する熱と1東を加熱源とする肉盛材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24665083A JPS60141397A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 高エネルギ−密度を有する熱源を加熱源とする肉盛材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24665083A JPS60141397A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 高エネルギ−密度を有する熱源を加熱源とする肉盛材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60141397A true JPS60141397A (ja) | 1985-07-26 |
Family
ID=17151568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24665083A Pending JPS60141397A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 高エネルギ−密度を有する熱源を加熱源とする肉盛材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60141397A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1048207C (zh) * | 1995-03-24 | 2000-01-12 | 鞍山钢铁公司 | 一种高铬铸铁堆焊材料及工艺 |
CN100334256C (zh) * | 2004-09-16 | 2007-08-29 | 许正仁 | 模切辊、压切辊或压痕辊的制造方法 |
JP2014024084A (ja) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Ishikawa Prefecture | 耐摩耗性に優れた溶接材料およびその施工方法 |
WO2019156169A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 住友重機械ハイマテックス株式会社 | 工具材の製造方法及び工具材 |
CN111394659A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-10 | 燕山大学 | 一种结晶器铜板激光熔覆用合金粉末及激光熔覆方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5367658A (en) * | 1976-11-29 | 1978-06-16 | Hitachi Ltd | Welding rod for surface hardening |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP24665083A patent/JPS60141397A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5367658A (en) * | 1976-11-29 | 1978-06-16 | Hitachi Ltd | Welding rod for surface hardening |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2019156169A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 住友重機械ハイマテックス株式会社 | 工具材の製造方法及び工具材 |
JP2019136799A (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-22 | 住友重機械ハイマテックス株式会社 | 工具材の製造方法及び工具材 |
CN111394659A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-10 | 燕山大学 | 一种结晶器铜板激光熔覆用合金粉末及激光熔覆方法 |
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