JPS60181203A - 金属基体表面に焼結層を形成する方法 - Google Patents
金属基体表面に焼結層を形成する方法Info
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- JPS60181203A JPS60181203A JP59033752A JP3375284A JPS60181203A JP S60181203 A JPS60181203 A JP S60181203A JP 59033752 A JP59033752 A JP 59033752A JP 3375284 A JP3375284 A JP 3375284A JP S60181203 A JPS60181203 A JP S60181203A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属基体特に鉄系母材表面に耐摩耗性の焼結
層を形成する方法に関する。
層を形成する方法に関する。
従来、金属基体表面に耐摩耗性の焼結層を形成する方法
として多くの方法が提案されている。たとえば、特公昭
53−i qslIO号公報には、有機結合剤中に分散
され、かつ研磨材、金属および合金からなる群から選ば
れた粒状光てん剤からなる層と、眩光てん剤より低−固
相線温度を有しかつ溶融時に前記の充てん剤粒子を湿ら
す金属または合金を含有する層を基体に適用し、前記の
層と基体とからなる集合体を前記金属または合金の固相
線温度より高いが前記光てん剤の同相線温度よp低い温
度まで加熱し、それによって前記結合剤を分散させかつ
前記光てん剤粒子を前記金属または合金の溶融マトリッ
クス中に分散させ、そして前記集合体を前記金属または
合金の固相線温度以下に冷却することを特徴とする、金
属マトリックス中に分散された粒状光てん剤の層の製法
が記載されている。この方法では、研磨材等からなる硬
質粒子は粒子サイズが大きく、シかも溶融しないため、
使用した原料の粒子サイズがそのまま維持される。この
ため、この方法によりつくられた耐摩耗性部材を摺動部
に使用すると、相手の部材に傷をつけてしまうという欠
点がある。
として多くの方法が提案されている。たとえば、特公昭
53−i qslIO号公報には、有機結合剤中に分散
され、かつ研磨材、金属および合金からなる群から選ば
れた粒状光てん剤からなる層と、眩光てん剤より低−固
相線温度を有しかつ溶融時に前記の充てん剤粒子を湿ら
す金属または合金を含有する層を基体に適用し、前記の
層と基体とからなる集合体を前記金属または合金の固相
線温度より高いが前記光てん剤の同相線温度よp低い温
度まで加熱し、それによって前記結合剤を分散させかつ
前記光てん剤粒子を前記金属または合金の溶融マトリッ
クス中に分散させ、そして前記集合体を前記金属または
合金の固相線温度以下に冷却することを特徴とする、金
属マトリックス中に分散された粒状光てん剤の層の製法
が記載されている。この方法では、研磨材等からなる硬
質粒子は粒子サイズが大きく、シかも溶融しないため、
使用した原料の粒子サイズがそのまま維持される。この
ため、この方法によりつくられた耐摩耗性部材を摺動部
に使用すると、相手の部材に傷をつけてしまうという欠
点がある。
また、合金粉末と合成樹脂を混練したのち圧延してなる
合金粉末シートを金属母材にW着させ、加熱昇温して合
金粉末を焼結させ、母材表面に合金層を形成する方法が
知られている。たとえば、特開昭!;I−gJg&’1
号公報には、自溶性合金粉末と熱可塑性アクリル樹脂と
から形成した合金粉本シートを、トルエンのような溶剤
で湿らせて金属母材上に貼り付け、大気雰囲気下で加熱
融着させる方法が開示されている。この方法におりで、
接着された合金粉末シートを加熱していくと、200℃
〜3θO℃の温度では合金粉末シート中の合成樹脂が母
材との接着剤として機能するが、温度がさらに上昇して
、合成樹脂分が焼失、揮散してしまうと、合金粉末シー
トと母材との接着性が失われる。したがって、母材の斜
面や湾曲面、さらには下向きの面等、合金粉末シートの
重量が母材との接着面に作用するばありには、合金粉末
シートの重量を支えることができなくなって、シートが
母材表面から剥離もしくは脱落してしまうという問題が
あった。さらにこのような合金粉末シートを焼結すると
、署しく収縮するため、焼結接合後にさらに機械的表加
工を必要とするという欠点があった。
合金粉末シートを金属母材にW着させ、加熱昇温して合
金粉末を焼結させ、母材表面に合金層を形成する方法が
知られている。たとえば、特開昭!;I−gJg&’1
号公報には、自溶性合金粉末と熱可塑性アクリル樹脂と
から形成した合金粉本シートを、トルエンのような溶剤
で湿らせて金属母材上に貼り付け、大気雰囲気下で加熱
融着させる方法が開示されている。この方法におりで、
接着された合金粉末シートを加熱していくと、200℃
〜3θO℃の温度では合金粉末シート中の合成樹脂が母
材との接着剤として機能するが、温度がさらに上昇して
、合成樹脂分が焼失、揮散してしまうと、合金粉末シー
トと母材との接着性が失われる。したがって、母材の斜
面や湾曲面、さらには下向きの面等、合金粉末シートの
重量が母材との接着面に作用するばありには、合金粉末
シートの重量を支えることができなくなって、シートが
母材表面から剥離もしくは脱落してしまうという問題が
あった。さらにこのような合金粉末シートを焼結すると
、署しく収縮するため、焼結接合後にさらに機械的表加
工を必要とするという欠点があった。
したがって本発明の目的は、常温から焼結温度に至るま
で自己接着性を保持し、耐摩耗性を有し、摺動部に使用
されたばあいにも相手材を傷つけることがなく、シかも
焼結時の収縮が極めて少ない焼結層を、金属基体表面、
特に鉄系母材狭面に形成することができるような方法を
提供することである。
で自己接着性を保持し、耐摩耗性を有し、摺動部に使用
されたばあいにも相手材を傷つけることがなく、シかも
焼結時の収縮が極めて少ない焼結層を、金属基体表面、
特に鉄系母材狭面に形成することができるような方法を
提供することである。
本発明者らは鋭意研究を行1/%、Fe−Cr系合金粉
末を含む第1シート層と、共晶合金粉末を含む第2シー
トI−を金属基体表面に形成し、加熱して共晶合金を溶
融させ、Fe−Cr系合金の第1シート層中に生成する
気孔中に、溶融した共晶合金を浸入させるようにするこ
とにより、上記目的が達成されることの知見を得、本発
明を完成するに至った。
末を含む第1シート層と、共晶合金粉末を含む第2シー
トI−を金属基体表面に形成し、加熱して共晶合金を溶
融させ、Fe−Cr系合金の第1シート層中に生成する
気孔中に、溶融した共晶合金を浸入させるようにするこ
とにより、上記目的が達成されることの知見を得、本発
明を完成するに至った。
本発明は、Fs −Cr系合金粉末9’1−99重1係
と、アクリル系粘着性結合剤6〜1重量部とを含む第1
合金粉末シートからなる層と、共晶合金粉末91I〜9
9重量係と、アクリル系粘着性結合剤6〜1重11q6
とを含む第一合金粉末シートからなる層を、金属基体表
面に形成し、非酸化性雰囲気中、前記共晶合金の固相線
温度より藁く、前記Fa −cr系合金の固相線温度よ
り低い温度で加熱焼結させることを特徴とする、金属基
体表面に焼結層を形成する方法である。
と、アクリル系粘着性結合剤6〜1重量部とを含む第1
合金粉末シートからなる層と、共晶合金粉末91I〜9
9重量係と、アクリル系粘着性結合剤6〜1重11q6
とを含む第一合金粉末シートからなる層を、金属基体表
面に形成し、非酸化性雰囲気中、前記共晶合金の固相線
温度より藁く、前記Fa −cr系合金の固相線温度よ
り低い温度で加熱焼結させることを特徴とする、金属基
体表面に焼結層を形成する方法である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明者らは先に、耐摩耗性共晶合金粉末g5〜97容
1Lqbとアクリル系樹脂/、5−〜3容量係に溶剤を
加えて混練したのち圧延して形成した合金粉末シートが
、t/lOθ℃以上の高温においても金属母材に対して
、従来の合金粉末シートと比較して著しく大きな接着性
を有することを発見した。
1Lqbとアクリル系樹脂/、5−〜3容量係に溶剤を
加えて混練したのち圧延して形成した合金粉末シートが
、t/lOθ℃以上の高温においても金属母材に対して
、従来の合金粉末シートと比較して著しく大きな接着性
を有することを発見した。
この合金粉末シートの見掛密度はり、θ〜6.θ1 /
cm” であり、合金粉末自身が占める体積は約5θ
〜70容t%である。このシートを焼結すると、見掛密
度は理論密度の9を係すなわち7.331 / cm”
以上になる。このため、焼結したのち、合金粉末シー
トは、長さが1O−2jt係も収縮してしまう。本発明
者らはこのような欠点を改良するためにさらに研究を行
い、耐摩耗性は低いが、上記共晶合金より固相線温度が
藁いFe −Cr系合金粉末を含むシートを上記共晶合
金粉末シートと組み合せ、共晶合金の固相線温度より高
(、Fe−Cr 系合金粉末の固相線温度よp低い温度
で焼結すると、粘着剤が焼失することにより、軟質のF
e −Cr系合金rm中に生成した気孔中に、溶融した
共晶合金が浸入し、シートの収縮が署しく少なくなるこ
とを見出した。本発明者らはまた、Fe−Cr 系合金
層中の気孔内に浸入した共晶合金成分と、Fe%Crな
どが反応して、該気孔内に、極めて微細かつ耐摩耗性の
大きい(Fe−Cr・MO)x・(P・C)、のような
複合炭化物を新たに生成することを見出した。
cm” であり、合金粉末自身が占める体積は約5θ
〜70容t%である。このシートを焼結すると、見掛密
度は理論密度の9を係すなわち7.331 / cm”
以上になる。このため、焼結したのち、合金粉末シー
トは、長さが1O−2jt係も収縮してしまう。本発明
者らはこのような欠点を改良するためにさらに研究を行
い、耐摩耗性は低いが、上記共晶合金より固相線温度が
藁いFe −Cr系合金粉末を含むシートを上記共晶合
金粉末シートと組み合せ、共晶合金の固相線温度より高
(、Fe−Cr 系合金粉末の固相線温度よp低い温度
で焼結すると、粘着剤が焼失することにより、軟質のF
e −Cr系合金rm中に生成した気孔中に、溶融した
共晶合金が浸入し、シートの収縮が署しく少なくなるこ
とを見出した。本発明者らはまた、Fe−Cr 系合金
層中の気孔内に浸入した共晶合金成分と、Fe%Crな
どが反応して、該気孔内に、極めて微細かつ耐摩耗性の
大きい(Fe−Cr・MO)x・(P・C)、のような
複合炭化物を新たに生成することを見出した。
本発明は、上記の新しい知見に基いて完成されたもので
ある。
ある。
(合金粉末)
本発明において第1シートに含有されるFe−Cr系合
金粉末としては、Fe−Cr系ステンレス鋼、Fe −
Cr −Nl 系ステンレス鋼など、Cr をS〜20
重t4重度4程する合金粉末が使用される。
金粉末としては、Fe−Cr系ステンレス鋼、Fe −
Cr −Nl 系ステンレス鋼など、Cr をS〜20
重t4重度4程する合金粉末が使用される。
この合金自体は、硬さがHv 2θ0以下であり、耐摩
耗性は低い。
耗性は低い。
また第λシートに含有される共晶合金としては、特に、
Fe−M−C系の三元共晶合金粉末を用いることが好ま
しい。Mとしては、MO,B、P またはこれらの一種
以上の混合物が好ましい。特にPはCと同様、母材への
拡散性が強いので好ましい。この共晶合金はさらに副次
的成分として、Cr、V、Nb、w% N1 などを含
むことができる。
Fe−M−C系の三元共晶合金粉末を用いることが好ま
しい。Mとしては、MO,B、P またはこれらの一種
以上の混合物が好ましい。特にPはCと同様、母材への
拡散性が強いので好ましい。この共晶合金はさらに副次
的成分として、Cr、V、Nb、w% N1 などを含
むことができる。
よシ具体的には、合金粉末は、10θO〜/ 130℃
の温度範囲で液相がコO〜lθθ容量係となシ、シかも
液相は母材および第1シートの合金に対して漏れ性が優
れていることが好ましb0液相量がλO容量チ未満では
液相不足となって母材との有効な接合が行なえなくなり
、又、第1シートの空孔を充填し、しかも耐摩耗性が高
い硬質相の生成する効果が少なくなる。
の温度範囲で液相がコO〜lθθ容量係となシ、シかも
液相は母材および第1シートの合金に対して漏れ性が優
れていることが好ましb0液相量がλO容量チ未満では
液相不足となって母材との有効な接合が行なえなくなり
、又、第1シートの空孔を充填し、しかも耐摩耗性が高
い硬質相の生成する効果が少なくなる。
MがPの場合の三元共晶合金Fe−P−Cにおりて、P
はFe、Cと結合して燐共晶を形成し、耐摩耗性を向上
させるとともに、融点を下げる役割シをするものである
。Pは1.θ重tチ未満では、液相量が20容量係未満
になるため、母材との接合が不可能となるし、又、第1
シートの空孔の充填も不十分で、耐摩耗性硬質相の生成
も不十分となる。またS、O重量幅を越えると燐共晶が
ネット状に晶出して靭性を著しく低下させる。よってi
、o−s、θ重量幅の範囲にあることが必要である。
はFe、Cと結合して燐共晶を形成し、耐摩耗性を向上
させるとともに、融点を下げる役割シをするものである
。Pは1.θ重tチ未満では、液相量が20容量係未満
になるため、母材との接合が不可能となるし、又、第1
シートの空孔の充填も不十分で、耐摩耗性硬質相の生成
も不十分となる。またS、O重量幅を越えると燐共晶が
ネット状に晶出して靭性を著しく低下させる。よってi
、o−s、θ重量幅の範囲にあることが必要である。
次に、CけFe、P と結合して基地の強化および硬質
相の形成を行なうとともに、燐共晶を形成し密度の上昇
および母材との接合に役立つものである。Cは3.0重
i[未満では、低融点晶出物の生成が少なく母材との接
合が不十分になるし、第1シートの空孔の充填も不十分
で、耐摩耗性硬質相の生成も不十分となる。また5、0
重量幅を越えると、炭化物がネット状に晶出し結晶粒も
粗大化するため靭性が低下する。よって3.0〜S、θ
重量幅の範囲にあることが必要である。
相の形成を行なうとともに、燐共晶を形成し密度の上昇
および母材との接合に役立つものである。Cは3.0重
i[未満では、低融点晶出物の生成が少なく母材との接
合が不十分になるし、第1シートの空孔の充填も不十分
で、耐摩耗性硬質相の生成も不十分となる。また5、0
重量幅を越えると、炭化物がネット状に晶出し結晶粒も
粗大化するため靭性が低下する。よって3.0〜S、θ
重量幅の範囲にあることが必要である。
MがMo の場合の三元共晶合金F・−Mo −Cにお
いて、MOは基地の強化および硬質相の形成に寄与する
とともにFe、Cと結合して融点を下げる役割りをする
ものとして必要な元素であn、s、。
いて、MOは基地の強化および硬質相の形成に寄与する
とともにFe、Cと結合して融点を下げる役割りをする
ものとして必要な元素であn、s、。
重tS未満では硬質相が少なくなり、1fc液相量が少
なくなるために密度が上らず、その結果、耐摩耗性が低
下するとともに接合が不可能になる。
なくなるために密度が上らず、その結果、耐摩耗性が低
下するとともに接合が不可能になる。
、20.0重量幅を越えると液相量が多くな9すぎるた
めに脆′〈な9、靭性を着しく低下する。よってS、θ
〜コO9O菖1に憾の範囲にあることが必要である。
めに脆′〈な9、靭性を着しく低下する。よってS、θ
〜コO9O菖1に憾の範囲にあることが必要である。
Mが8の場合の三元共晶合金Fe −B −Cにおいて
、BはFe%Cと接合して硬質相を形成するとともに融
点を下げる役割シをする元素であり、1、θ重1係未満
ではFe−B −Cの三元共晶が少なくなるため、耐摩
耗性および耐焼付き性が悪くなる。6.0重を係を越え
ると非常に脆くなってまた実用的でなくなる。よって1
.θ〜6.0重量係の範囲にあることが必要である。
、BはFe%Cと接合して硬質相を形成するとともに融
点を下げる役割シをする元素であり、1、θ重1係未満
ではFe−B −Cの三元共晶が少なくなるため、耐摩
耗性および耐焼付き性が悪くなる。6.0重を係を越え
ると非常に脆くなってまた実用的でなくなる。よって1
.θ〜6.0重量係の範囲にあることが必要である。
次に Fe −M −C三元共晶合金の強度、耐摩耗性
を改善する副次的な元素としてはC「、■、W1Nb%
TI%T・ が有効である。これらの元素は基地の強化
、特に靭性の向上に役立ち、さらにCと結合して硬質相
を形成するのに好ましい元素であり、10重重量上越え
ると上記効果が飽和して経済的に必要でない。
を改善する副次的な元素としてはC「、■、W1Nb%
TI%T・ が有効である。これらの元素は基地の強化
、特に靭性の向上に役立ち、さらにCと結合して硬質相
を形成するのに好ましい元素であり、10重重量上越え
ると上記効果が飽和して経済的に必要でない。
また、その他の元素として、 81 の役割りは合金粉
末製造時の溶湯の流動性を改善するとともに、接合時に
母材とのぬれ性をも改善する元素であり、S、O重量幅
を越えると硬さが低下し、耐摩耗性が悪くなる。
末製造時の溶湯の流動性を改善するとともに、接合時に
母材とのぬれ性をも改善する元素であり、S、O重量幅
を越えると硬さが低下し、耐摩耗性が悪くなる。
次にN1 は、基地の強化に役立つ元素であるが、S、
O重量係を越えると硬質相の割合が少なくなるため、焼
付きを起しやすくなる。
O重量係を越えると硬質相の割合が少なくなるため、焼
付きを起しやすくなる。
また、Mn4Nlと同様の機能を有していることから、
j、0ilit4以下の範囲で添加されることが好まし
い。
j、0ilit4以下の範囲で添加されることが好まし
い。
また、粉末の粒度は焼結層の気孔率に大きな影曽を与え
る要素であり、/30メツシュ以下とすることが好まし
い。粒度がisoメツシュを越えて大きくなると気孔率
もこれにつれて上昇し、焼結層の耐摩耗性を阻害する。
る要素であり、/30メツシュ以下とすることが好まし
い。粒度がisoメツシュを越えて大きくなると気孔率
もこれにつれて上昇し、焼結層の耐摩耗性を阻害する。
(粘着性結合剤)
本発明において合金粉末シート形成に用する粘着性結合
剤を構成するアクリル系樹脂としては、アクリル酸エス
テルおよびメタクリル酸エステルの重合体および共重合
体、又はこれらのエステルと共重合可能な官能基を持つ
重合性単電体との共重合体が好ましい。
剤を構成するアクリル系樹脂としては、アクリル酸エス
テルおよびメタクリル酸エステルの重合体および共重合
体、又はこれらのエステルと共重合可能な官能基を持つ
重合性単電体との共重合体が好ましい。
アクリル系樹脂からなる粘着性結合剤と、合金粉末を?
ダ〜?9重蓋チとする。粘着性結合剤が1NIkesよ
シ少ないと、粘着性が不足してシートが脆化し、必要な
シートの可撓性會確保することができず、また、6重量
%よシ多いと、樹脂分が過剰となって、焼結層の気孔率
等に悪影wを与えるだけでなく、母材との接合が不十分
となり好ましくない。
ダ〜?9重蓋チとする。粘着性結合剤が1NIkesよ
シ少ないと、粘着性が不足してシートが脆化し、必要な
シートの可撓性會確保することができず、また、6重量
%よシ多いと、樹脂分が過剰となって、焼結層の気孔率
等に悪影wを与えるだけでなく、母材との接合が不十分
となり好ましくない。
(合金粉末シートの形成)
合金粉末シートは、種々の任意の方法により形成するこ
とができる。たとえば、粘着性結合剤と合金粉末に適量
の溶剤、たとえはア七トン、トルエン、メチルエチルケ
トンなどを、粘着性結合剤100重量部に対して100
−1000重′jit部加えて混練して泥しよう化した
のち、離型紙を被せ本型枠上Kfiし込み、溶剤を蒸発
させたのち、圧延ロールに通して適量な厚み、象とえに
、0− j〜S、θ−の厚みを有するシートに成形する
。おるいは、溶剤を使用することなく、合金給米と粘着
性結合剤の混合物を必要によ)加熱しながら、混練した
のち、シートに成形することもできる。
とができる。たとえば、粘着性結合剤と合金粉末に適量
の溶剤、たとえはア七トン、トルエン、メチルエチルケ
トンなどを、粘着性結合剤100重量部に対して100
−1000重′jit部加えて混練して泥しよう化した
のち、離型紙を被せ本型枠上Kfiし込み、溶剤を蒸発
させたのち、圧延ロールに通して適量な厚み、象とえに
、0− j〜S、θ−の厚みを有するシートに成形する
。おるいは、溶剤を使用することなく、合金給米と粘着
性結合剤の混合物を必要によ)加熱しながら、混練した
のち、シートに成形することもできる。
(合金粉末シートの接着)
合金粉末シートは、通常、母材表面に押圧することによ
シ容易に接着する。しかし、必要により、合金粉末シー
トの粘着性結合剤として使用しているアクリル系樹脂を
、母材表面および/または合金粉末シート表面に塗布し
て仮着性ポリマー層を形成し、接着力を補強してもよい
。塗布する代りに、粘着性シートを仮着性ポリマー層と
して使用してもよい。
シ容易に接着する。しかし、必要により、合金粉末シー
トの粘着性結合剤として使用しているアクリル系樹脂を
、母材表面および/または合金粉末シート表面に塗布し
て仮着性ポリマー層を形成し、接着力を補強してもよい
。塗布する代りに、粘着性シートを仮着性ポリマー層と
して使用してもよい。
Fe −Cr系合金粉末シートと共晶合金粉末シートの
積層順序は、母材表面にまずFe −Cr系合金粉末シ
ートを接着し、次に共晶合金粉末シートを積層すること
が好ましいが、この逆に積層することもできる。また各
シートの厚みは、特に制限はないが、一般にFla −
Cr系θ、 / 〜j 、 Otm、共晶合金系θ、/
’wj、θ冑程度が適切である。
積層順序は、母材表面にまずFe −Cr系合金粉末シ
ートを接着し、次に共晶合金粉末シートを積層すること
が好ましいが、この逆に積層することもできる。また各
シートの厚みは、特に制限はないが、一般にFla −
Cr系θ、 / 〜j 、 Otm、共晶合金系θ、/
’wj、θ冑程度が適切である。
(加熱焼成)
加熱は、合金粉末および粘着性結合剤の酸化を防ぐため
、窒素、アルゴン等の不活性ガス、水素等の還元性ガス
、真空中等の、非酸化性雰囲気中で行うことが必要であ
る。
、窒素、アルゴン等の不活性ガス、水素等の還元性ガス
、真空中等の、非酸化性雰囲気中で行うことが必要であ
る。
昇温速度はllocl分以下とすることが好ましい。ダ
O℃/分よシ大きくすると、粘着性結合剤中の低沸点成
分が急撤に揮発するため、粉末シートが破損したシ、接
着面に気泡が発生して、粉末シートが剥離しfCシ、脱
落したシすることがあり、好ましくない。
O℃/分よシ大きくすると、粘着性結合剤中の低沸点成
分が急撤に揮発するため、粉末シートが破損したシ、接
着面に気泡が発生して、粉末シートが剥離しfCシ、脱
落したシすることがあり、好ましくない。
本発明方法全実施するはあい、焼結温度まで昇温する前
に、予備加熱処理全行うことが好ましい。
に、予備加熱処理全行うことが好ましい。
この加熱処理は、/SO℃〜3g0C,好ましくri2
00c〜3!;QCでS分間以上保持すれはよい。この
加熱処理によって粘着性結合剤および仮着性ポリマーと
じて使用されている合成樹脂が完全に焼失することなく
熱分解重縮合反応を起こし、ターA/ピッチ状−質を生
成する。このタールピッチ状轡質によって、30θL以
上においても合金粉*¥−1の重量を保持するのに十分
な接着力が維持される。したがって、被処理物品の搬送
中に、振動ヤ衝撃が与えられても、合金粉末シートは脱
落した9、剥離したシすることがない。加熱処理温度が
750℃より低いと、樹脂成分の熱分解が十分に行われ
ず、したがってタールピッチ状物質の生成量が少なく、
十分な接着力が得られない。
00c〜3!;QCでS分間以上保持すれはよい。この
加熱処理によって粘着性結合剤および仮着性ポリマーと
じて使用されている合成樹脂が完全に焼失することなく
熱分解重縮合反応を起こし、ターA/ピッチ状−質を生
成する。このタールピッチ状轡質によって、30θL以
上においても合金粉*¥−1の重量を保持するのに十分
な接着力が維持される。したがって、被処理物品の搬送
中に、振動ヤ衝撃が与えられても、合金粉末シートは脱
落した9、剥離したシすることがない。加熱処理温度が
750℃より低いと、樹脂成分の熱分解が十分に行われ
ず、したがってタールピッチ状物質の生成量が少なく、
十分な接着力が得られない。
一方、加熱処理温度が3gθ℃より高いと、樹脂成分が
急激に分解し、とのはあいにも、タールピッチ状物質の
生成蓋が少なく、十分な接着力が得られない。
急激に分解し、とのはあいにも、タールピッチ状物質の
生成蓋が少なく、十分な接着力が得られない。
予備加熱処理時間がS分間よシ短いはあいにも、タール
ピッチ状物質の生成が不十分であシ、十分な接増力が得
られない。処理時間は、熱処理温度、樹脂成分の種油等
によって適宜決定されるが、一般に7.20分間以上保
持することは不必要であpかつ不経済である。
ピッチ状物質の生成が不十分であシ、十分な接増力が得
られない。処理時間は、熱処理温度、樹脂成分の種油等
によって適宜決定されるが、一般に7.20分間以上保
持することは不必要であpかつ不経済である。
本発明によれは、常温から焼結温度に至るまで自己接着
性を保持し、耐摩れ性を有し、摺動部に使用されたけあ
−にも相手材を傷つけることがなく、シかも焼結時の収
縮が極めて少ない焼結層を、金栖基体表面vc水成する
ことができる。また、焼結時の収縮が少ないので、寸法
の制御が容易になる。
性を保持し、耐摩れ性を有し、摺動部に使用されたけあ
−にも相手材を傷つけることがなく、シかも焼結時の収
縮が極めて少ない焼結層を、金栖基体表面vc水成する
ことができる。また、焼結時の収縮が少ないので、寸法
の制御が容易になる。
次に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
第1表に示す組成を有し、粘度が200メツシユ以下ノ
F41− Cr系合金粉末?3容t % (97,!;
3重量饅〕と、アクリル系粘着性結合剤(アクリル酸エ
ステル−アクリル酸共重合体)り容量チ(2、!!rr
ill )とを混練し、ロール圧延して第1表に示す3
種の第7合金粉末シートA1.81、CIをつくった。
F41− Cr系合金粉末?3容t % (97,!;
3重量饅〕と、アクリル系粘着性結合剤(アクリル酸エ
ステル−アクリル酸共重合体)り容量チ(2、!!rr
ill )とを混練し、ロール圧延して第1表に示す3
種の第7合金粉末シートA1.81、CIをつくった。
さらに、Fe−Cr系合金粉末の代ルに、第1表に示す
組成を有し、粒度が二〇〇メツシュ以下の共晶合金粉末
を使用したほかは同様の操作金繰り返し、第1表に示す
3種の第2合金シー)A2.82、C2をつくった。さ
らに比較例として、上記Fe −Cr系合金粉末と上^
己共晶合金粉末の7:/(重量比)混合物を、f@ =
Cr系合金粉末の代t)vc使用したほかは同様の操
作を繰p返し、シートpt一つくった。
組成を有し、粒度が二〇〇メツシュ以下の共晶合金粉末
を使用したほかは同様の操作金繰り返し、第1表に示す
3種の第2合金シー)A2.82、C2をつくった。さ
らに比較例として、上記Fe −Cr系合金粉末と上^
己共晶合金粉末の7:/(重量比)混合物を、f@ =
Cr系合金粉末の代t)vc使用したほかは同様の操
作を繰p返し、シートpt一つくった。
鋼製基材表面に、前記アクリル系粘着性結合剤と同一組
成の粘着性デーf(厚み70μm )を介して第/シー
ト(10*aXIOvan)f接層し、この第1シート
の上に同じ粘着性テープを介して第2’/−) (10
tmX10tmn)を接着し、試料A1B、Ciつくっ
た。同様にシートD(7枚)t−接層した試料りをつく
った。
成の粘着性デーf(厚み70μm )を介して第/シー
ト(10*aXIOvan)f接層し、この第1シート
の上に同じ粘着性テープを介して第2’/−) (10
tmX10tmn)を接着し、試料A1B、Ciつくっ
た。同様にシートD(7枚)t−接層した試料りをつく
った。
この試料A、B、C5DI、水素ガス雰曲気中、昇温速
度/!℃/分で300℃まで昇温し、この温度にbo分
間保持したのち、昇温速度/QC/分で1100℃まで
昇温し、この温度に、20分間保持したのち徐冷した。
度/!℃/分で300℃まで昇温し、この温度にbo分
間保持したのち、昇温速度/QC/分で1100℃まで
昇温し、この温度に、20分間保持したのち徐冷した。
こうして得られ7′c焼結層の密度、硬さ、収縮率を測
足した。結果を第7表に示す。
足した。結果を第7表に示す。
第1表から、本発明実施例の試料A、B、Cの収縮率に
、比較例のものにくらべて著しくすぐれていることがわ
かる。
、比較例のものにくらべて著しくすぐれていることがわ
かる。
実施例の試料Aに使用した第1シート、第2シートなら
びに第1シートと第2シートの積層物をそれぞれ、真空
中で7090℃に20分間保持したのち、デθθ℃まで
3℃/分の冷却速度で冷却し、デθθCに3θ分間保持
し、次いで、N2 ガス冷却した時の内部組織の顕微鏡
写真と、C%P%MO1C「のKaX線像写X:をそれ
ぞれ第1図、第2図および第3図に示す。第1(a)図
は第1シートの焼結晶をマーブル試薬で腐食した内部組
織の顕微鏡写真であるが、灰色はフエライ)1示し、結
晶粒界、気孔が見られる。第1 (b)図は、CKa特
性X線像で反応はな力・つた。同じく第1(C)図、第
/(d1図はそれぞれP、MoのKa特性X線像であシ
、反応はなかった。第1(e)図はCrKa 特性x線
像でC「 が均一に存在している事を示している。
びに第1シートと第2シートの積層物をそれぞれ、真空
中で7090℃に20分間保持したのち、デθθ℃まで
3℃/分の冷却速度で冷却し、デθθCに3θ分間保持
し、次いで、N2 ガス冷却した時の内部組織の顕微鏡
写真と、C%P%MO1C「のKaX線像写X:をそれ
ぞれ第1図、第2図および第3図に示す。第1(a)図
は第1シートの焼結晶をマーブル試薬で腐食した内部組
織の顕微鏡写真であるが、灰色はフエライ)1示し、結
晶粒界、気孔が見られる。第1 (b)図は、CKa特
性X線像で反応はな力・つた。同じく第1(C)図、第
/(d1図はそれぞれP、MoのKa特性X線像であシ
、反応はなかった。第1(e)図はCrKa 特性x線
像でC「 が均一に存在している事を示している。
第2(a)図は第2シートの焼結凸金3%硝酸アルコー
ルで腐食した内部組織の顕微鏡写真である。
ルで腐食した内部組織の顕微鏡写真である。
白色はFe、 Cr、、Mo、 P の複合炭化物、共
晶組織、マルテンサイト組織の混合組織でアシ、この焼
結晶そのものは炭化物が粗大″″cあるため、非常に脆
い。第2(b)〜第2(e)図はそれぞれC,P。
晶組織、マルテンサイト組織の混合組織でアシ、この焼
結晶そのものは炭化物が粗大″″cあるため、非常に脆
い。第2(b)〜第2(e)図はそれぞれC,P。
MOlC「のKa特性X11i!像写真でアシ、C,C
jは白色炭化物、共晶部分に多く、P、MOは共晶部分
に多く、存在していることがわかる。
jは白色炭化物、共晶部分に多く、P、MOは共晶部分
に多く、存在していることがわかる。
第3(a)図は、第1シートと第一シートを積層した焼
結晶を、3チ硝順アルコールで腐食した内部m織の顕微
鏡写真で必るが、塊状炭化物が微細に分布しておシ、シ
かも金網基地中にもさらに微細な白色粒状炭化物が存在
している。第3(b)〜第3(e)図はそれぞれC,P
、MO,C「のにa時性X?#像写真であj’ % 0
% P % MOs Crが均一に分布して腟ること全
示している。このように単独で焼結したばあいVc、は
、非常に軟いフェライト組織になるFe −Cr糸の第
1シートと、粗大な炭化物、共晶組織が存在した非常に
脆い性質の組織になる第2シートとを績ノーシて、焼結
すると、微細な塊状炭イし物と粒状炭化物が生成し、新
しい金梳組織を持った合金が得られることがわη為る。
結晶を、3チ硝順アルコールで腐食した内部m織の顕微
鏡写真で必るが、塊状炭化物が微細に分布しておシ、シ
かも金網基地中にもさらに微細な白色粒状炭化物が存在
している。第3(b)〜第3(e)図はそれぞれC,P
、MO,C「のにa時性X?#像写真であj’ % 0
% P % MOs Crが均一に分布して腟ること全
示している。このように単独で焼結したばあいVc、は
、非常に軟いフェライト組織になるFe −Cr糸の第
1シートと、粗大な炭化物、共晶組織が存在した非常に
脆い性質の組織になる第2シートとを績ノーシて、焼結
すると、微細な塊状炭イし物と粒状炭化物が生成し、新
しい金梳組織を持った合金が得られることがわη為る。
この合金はにa特性x&!像からも明らかなように、k
Ai織が微細で、C,’P、Mo、Cr等が均一に分布
しているため、靭性、も高く、耐摩耗性が優れた合金で
ある。
Ai織が微細で、C,’P、Mo、Cr等が均一に分布
しているため、靭性、も高く、耐摩耗性が優れた合金で
ある。
実施例A、B、Cおよび持分t8.!;3−/934t
O号公報の例−7の方法にしたがって、’/r00cc
ガソリンエンシンのアルミニウム製ロッカーアーム用チ
ップ材を作シ、ロッカーアームの実体全製造して、夾機
七−タリンダ法で耐摩耗性を評価した。
O号公報の例−7の方法にしたがって、’/r00cc
ガソリンエンシンのアルミニウム製ロッカーアーム用チ
ップ材を作シ、ロッカーアームの実体全製造して、夾機
七−タリンダ法で耐摩耗性を評価した。
テスト栄件
1soo国エンジンモータリングテストカムシャフト
: 合金鋳鉄(3,5%Cs/=g%51%0.751
6Mn、0.3%C「、残Fe )チル品、硬さHv
!r3θ〜b !;0、表面粗さコ〜ダμ 最大面圧;S7縁/1111++2 回転数:200Or*p、m 使用油:モービルSAE 2θ 油 m: 4t、t−5oc ロツ力−パツトm動面の表面粗さ:2〜、?μカムノー
ズの摩耗量は、カムノーズの縁部にロッカーノ4ットの
当らない部分を設けておいて、それ全基準にして、形状
測定にょ9摩耗iti求めた、またロッカー・母ット面
の摩耗量は、摺動方向と直角をなす方向に隔置された、
摺動方向に平行な3本の測定線上で、それぞれの最大凹
部の大きさをめ、その、平均□値t−*粍薫とした。結
果を第9図に示す。本発明品の耐摩耗性が看しくすぐれ
ていることがわがる。。
: 合金鋳鉄(3,5%Cs/=g%51%0.751
6Mn、0.3%C「、残Fe )チル品、硬さHv
!r3θ〜b !;0、表面粗さコ〜ダμ 最大面圧;S7縁/1111++2 回転数:200Or*p、m 使用油:モービルSAE 2θ 油 m: 4t、t−5oc ロツ力−パツトm動面の表面粗さ:2〜、?μカムノー
ズの摩耗量は、カムノーズの縁部にロッカーノ4ットの
当らない部分を設けておいて、それ全基準にして、形状
測定にょ9摩耗iti求めた、またロッカー・母ット面
の摩耗量は、摺動方向と直角をなす方向に隔置された、
摺動方向に平行な3本の測定線上で、それぞれの最大凹
部の大きさをめ、その、平均□値t−*粍薫とした。結
果を第9図に示す。本発明品の耐摩耗性が看しくすぐれ
ていることがわがる。。
第1(a)図は、Fe −C(系合金粉末シートの焼結
晶をマーブル試薬で腐食したときの内部組織を示す顕微
鏡写真であり、第1(b)〜第1(e)図はこの試料の
それぞれ、CsP%Mo、cjのKaX線像写真である
。 第2(a)図は、共晶合金粉末シートの焼結晶を3鋒硝
酸アルコールで腐゛食したときの内部組織を示す顕微鏡
写真であシ、第2 (bJ〜第2(e)図はこの試料の
それぞれ、C,P、Mo、CrのにaX線像写真である
。 第3(a)図は、Fe−Cr;4合金粉末シートと、共
晶合金粉末シートを核層して焼結し、3チ硝敵アルコー
ルで腐食したときの内部組織を示す顕微続写真であり、
第3(b)〜第3(e)図はこの試料の、それぞれ、C
,P、Mo、C(のにax縁像写真である。 第9図はロッカーアームの耐摩耗性を示すグラフである
。 99− ℃ Φ N) \ノ 昭和 年 月 :パ日3 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第33752号2、
発明の名称 金属基体表面に焼結層を形成する方法3、
?iN正をする者 事件との関係 出 願 人 名称(313)東洋工業株式会社 4、代理人 5、補正命令の日付 自 発 7、補正の内容 明細書第19頁第10行、第22頁第16行、 ′第2
3頁第1行および第7行の“KaX線”を]Ka特性X
線」と訂正する。
晶をマーブル試薬で腐食したときの内部組織を示す顕微
鏡写真であり、第1(b)〜第1(e)図はこの試料の
それぞれ、CsP%Mo、cjのKaX線像写真である
。 第2(a)図は、共晶合金粉末シートの焼結晶を3鋒硝
酸アルコールで腐゛食したときの内部組織を示す顕微鏡
写真であシ、第2 (bJ〜第2(e)図はこの試料の
それぞれ、C,P、Mo、CrのにaX線像写真である
。 第3(a)図は、Fe−Cr;4合金粉末シートと、共
晶合金粉末シートを核層して焼結し、3チ硝敵アルコー
ルで腐食したときの内部組織を示す顕微続写真であり、
第3(b)〜第3(e)図はこの試料の、それぞれ、C
,P、Mo、C(のにax縁像写真である。 第9図はロッカーアームの耐摩耗性を示すグラフである
。 99− ℃ Φ N) \ノ 昭和 年 月 :パ日3 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第33752号2、
発明の名称 金属基体表面に焼結層を形成する方法3、
?iN正をする者 事件との関係 出 願 人 名称(313)東洋工業株式会社 4、代理人 5、補正命令の日付 自 発 7、補正の内容 明細書第19頁第10行、第22頁第16行、 ′第2
3頁第1行および第7行の“KaX線”を]Ka特性X
線」と訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Fe −Cr系合金粉末q+〜99重を係と、アクリル
系粘着性結合剤6〜1重量係とを含む第1合金粉末シー
トからなる1−と、 共晶合金粉末qll〜99重量係と、アクリル系粘着性
結合剤6〜/重量係とを含む第2合金粉末シートからな
る層を、 金属基体表面に形成し、非酸化性雰囲気中、前記共晶合
金の同相線温度より高く、前記Fa −C(系合金の固
相線温度よシ低い温度で加熱焼結させることを特徴とす
る、金属基体表面に焼結(−を形成する方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59033752A JPS60181203A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 金属基体表面に焼結層を形成する方法 |
DE8585101242T DE3571779D1 (en) | 1984-02-24 | 1985-02-06 | Process for forming a wear-resistant layer on a substrate |
EP85101242A EP0154183B1 (en) | 1984-02-24 | 1985-02-06 | Process for forming a wear-resistant layer on a substrate |
US06/702,603 US4596692A (en) | 1984-02-24 | 1985-02-19 | Process for forming a wear-resistant layer on a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59033752A JPS60181203A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 金属基体表面に焼結層を形成する方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60181203A true JPS60181203A (ja) | 1985-09-14 |
JPH0249361B2 JPH0249361B2 (ja) | 1990-10-30 |
Family
ID=12395154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59033752A Granted JPS60181203A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 金属基体表面に焼結層を形成する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4596692A (ja) |
EP (1) | EP0154183B1 (ja) |
JP (1) | JPS60181203A (ja) |
DE (1) | DE3571779D1 (ja) |
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JPS60181206A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Mazda Motor Corp | 金属基体表面に焼結層を形成する方法 |
RU2482202C2 (ru) * | 2011-07-11 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Износостойкий композиционный материал с эвтектическим инфильтрантом |
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DE3583457D1 (de) * | 1984-04-30 | 1991-08-22 | Nitto Denko Corp | Polyimid-zusammensetzung zum verkleben metallischer folien. |
ATE65725T1 (de) * | 1987-01-30 | 1991-08-15 | Degussa | Verfahren zur herstellung von hartstoffschichten auf metallischen unterlagen. |
US4851188A (en) * | 1987-12-21 | 1989-07-25 | United Technologies Corporation | Method for making a turbine blade having a wear resistant layer sintered to the blade tip surface |
US5812926A (en) * | 1991-09-03 | 1998-09-22 | General Electric Company | Process for hard facing a substrate |
AT410359B (de) * | 1992-12-14 | 2003-04-25 | Miba Sintermetall Ag | Verfahren zum herstellen eines reibringes für kupplungen oder bremsen |
JP2002129207A (ja) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Ntn Corp | 摺動部材 |
JP4326216B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2009-09-02 | 株式会社小松製作所 | 耐摩耗焼結摺動材料および耐摩耗焼結摺動複合部材 |
JP2004269973A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 摺動部品の製造方法およびその摺動部品を設けた圧縮機 |
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JPS60181206A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Mazda Motor Corp | 金属基体表面に焼結層を形成する方法 |
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-
1984
- 1984-02-24 JP JP59033752A patent/JPS60181203A/ja active Granted
-
1985
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- 1985-02-06 EP EP85101242A patent/EP0154183B1/en not_active Expired
- 1985-02-19 US US06/702,603 patent/US4596692A/en not_active Expired - Fee Related
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