JPS60181261A - 高応力機械部品用材料対とその製造方法 - Google Patents

高応力機械部品用材料対とその製造方法

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JPS60181261A
JPS60181261A JP60017684A JP1768485A JPS60181261A JP S60181261 A JPS60181261 A JP S60181261A JP 60017684 A JP60017684 A JP 60017684A JP 1768485 A JP1768485 A JP 1768485A JP S60181261 A JPS60181261 A JP S60181261A
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JP
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layer
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alloy steel
chromium
low alloy
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JP60017684A
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ペーターユルゲン、ホフマン
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Kraftwerk Union AG
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Kraftwerk Union AG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/0263—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor using particular material or covering means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/58—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions more than one element being applied in more than one step
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    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12576—Boride, carbide or nitride component

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２千面間ですべり摩擦を有する高応力機械部
品用の材料対に関する。
〔従来の技術〕
腐食性雰囲気におかれた互いに高い応力がかかる部分で
あって、２つの面間にすべり摩擦を有する機械部品の対
となる部分の材料、とりわけ平行すべり弁のすべり接触
する部分の材料については、従来種々のものが考えられ
ている。その一つとして、一方の面を肉盛溶接として作
られたコバルト硬質合金により形成するものがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明が解決しようとする問題点は、はぼ０．３ｍ／ｓ
以下の摩擦速度でほぼ５００　Ｎ／ｍｍ２４での面圧が
かかるような高応力に耐えることができ、しかも腐食性
雰囲気中、とぐに水中や室部（２０℃）から３００℃と
いう温度範囲の飽和蒸気中でも十分安定なＩ料の１組合
せを得ることにある。
実験の結果によれば、仮にステライト６対ステライト１
２の材料対により従来技術に従って最良のシールドライ
ニング合金を用いたとしても、公知の材料対では上述の
要求を満たすことができないことが判明している。この
ような材料対は、玉述の面圧において１００　ｍｍ程度
の摩擦ストロークしかとらない場合でも、摩擦溶着を起
こすことは避けられない。
を有し、一方の平面が肉盛溶仄として設けられたコバル
ト硬質合金によって構成されている高応力機械部品用材
料対において、他方の平面が、焼入れされ且つ窒化処理
された低クロム低合金鋼によって構成されることによっ
て解決される。
コバルト硬質合金対低クロム低合金鋼上の窒化層という
相打対は、摩擦特性に関して、たとえそれが摩擦法則に
逆行するとしても、両摩擦面がほぼ同じ硬度を持ってい
れば無潤滑のすべり摩擦においてとぐに良好な挙動が得
られるという優れた特性を示した。
窒化層の形成に関して本発明においては高硬度の窒化ク
ロムを作るという無常の目標から出発している。しかし
、それにもかかわらず本発明に従って用いられるクロム
の少い、あるいは好捷しくは不純物程度に寸でしかクロ
ムの含まれていない基材上に、コバルト硬質合金の硬度
を明らかにｔｌわる硬度の窒化層が形成される。この窒
化層は主要媒体内で高い耐腐食性を示すという利点を持
っている。
クロムを含捷ない鋼材としてはＴ　Ｕ　Ｖ材料シート　
４０１／３　ｆＴＵＶ−Ｗｅｒｋｓｔｏｆ　ｒｂｌａｔ
ｔ　４０１／３　）による２０ＭｎＭｏＮ：５５が特に
好ましい。
本発明による相打対の低合金鋼の処理に良く適合する方
法は、出発材料としての２０　ＭｎＭｏＮ　ｉ　５５に
、 （］）５７０〜５９０℃の温度のナトリウム−カリウム
−シアン酸塩−炭酸塩の溶液中における浴室化処理で２
０〜４０μｍの厚さの窒化層を形成し、 （２）２３０〜３００℃の温度の水酸化物を基材とする
冷却浴中で層表面を酸化させ、 （３）表面あらさのピークを平滑化するため研磨処理に
より２〜３μ【ｎ除去し、 （４）磁鉄層を形成するために、層表面を改めて酸化さ
せる ことにある。
この処理を施した本発明の材料対は、摩擦係数がほぼ１
／３に低下することが認められた。摩擦運動の終了後に
起こり得る摩擦面の溶着現象はもはや生ずることがない
。捷た、重要な特性として、蒸気導管の静止相、すなわ
ち２０℃の水分雰囲気中でも、運転条件（約３００℃の
水および飽和蒸気中）においても、十分な腐食反応が存
在する。
〔実施例〕
次に図面を参照して本発明をさらに説明する。
図は加圧水彩原子炉の生蒸気導管用仕切弁として用いら
れる平行スライド弁１を示すものである。
この弁のケーシング２はＴＵＶ材料シー）４０１／３の
２０　ＭｎＭｏＮｉ５５からなっており、はぼ８８ｂａ
ｒでほぼ３００℃に対して設計され、その定格直径は７
００ｍｍ　である。遮断部材としテ２０　Ｍｎ　Ｍｏ　
Ｎ　ｉ５５からなる弁板３が用いられている。この弁板
３は、矢印５によって示されているように、ケーシング
２の軸心に対して直角の方向に操作棒４によって動かす
ことができる。その場合、弁板３の表面７，８はケーシ
ング２の内部で縁面９，１０上を滑動する。閉鎖位置の
近くでは圧力のため、すでに述べたように極めて大きな
応力がかかることになる。
縁面９，１０はリング１２．１３によって形成され、リ
ング１２．１３はほぼ３５　Ｘ　２７０　ｍｍエツジ長
さの長方形断面と、５９０ｍｍの内径を持っている。リ
ング１２．１３はステライト６による肉盛溶接として作
られた約３〜４　ｍＩｎの厚さの層を持っており、ケー
シング２内に溶接結合によって取付けられている。
材料対の相手方として、弁板３に、焼入れされ、かつ窒
化処理された２　０　ＭｎＭｏＮｉ　５５からなるリン
グ１５．１６が配設されている。リング１５゜１６はわ
ずかに、たとえば２ｍｍ程度、弁板３の表面から突出し
ている。リング１５．１６は４０ｍｍの厚さと６３０／
６６５ｍｍの直径を持ち、工作機械によりＲｔ＜５μｍ
の表面仕上げあらさに仕上げられた。それからリング１
５．１６には浴室化（７） 酸化された。次いで研磨処理により約２〜３μｍ除去さ
れて表面の平滑化が行：ｂれた。最後に表面が磁鉄層を
形成するために改めて短時間、すなわち数分からたかだ
か半時間酸化処理が行われた。
このように処理されたリング１５．１６は弁板３の予め
準備された溝内に挿入され、沈みねじによって固定され
る。
本発明による材料対は、すでに述べたように、すべり弁
においてその有用性が実証された。しかし、この材料対
は初めに述べた型の高負荷がかかる他の場所、たとえば
腐食性雰囲気中の高負荷軸受や熱膨張に関連して一定の
動きを考慮すべき高負荷支持物に゛も適用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例の縦断面図である。 １・・・平行すべり弁、　２・・ケーシング、　３・・
・弁板、４・・操作棒、１２．１３・・・リング、３６
１− ヨ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）２千面間ですべり摩擦を有し、一方の平面が肉盛溶
    接として設けられたコバルト硬質合金によって構成され
    ている高応力機械部品用材料対において、他方の平面＋
    １５．１６）が、焼入れされ且つ窒化処理された低クロ
    ム低合金鋼によって構成されていることを特徴とする高
    応力機械部品用材料対。 ２）前記低合金鋼はクロムを含んでいないことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の材料対。 ３）前記低合金鋼はＴＵＶ材料シー）４０１／３による
    ２　０ＭｎＭｏＮ＋５５であることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の材料対。 ４）出発材料としての２０　ＭｎＭｏＮ　ｉ　５５に（
    １１５７０〜５９０℃の温度のナトリウム−カリウム−
    シアン酸基−炭酸塩の溶液中における浴室化処理で２０
    〜４０〃ｍの厚さの−ｑ化層を形成し、 （２１２３０〜３００℃の温度の水酸化物を基材とする
    冷却浴中で層表面を酸化させ、（３）表面あらさのピー
    クを平滑化するため研磨処理により２〜３４ｍ除去し、 （４）磁鉄層を形成するため層表面を改めて醸造方法。
JP60017684A 1984-02-01 1985-01-31 高応力機械部品用材料対とその製造方法 Pending JPS60181261A (ja)

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DE3481639D1 (de) 1990-04-19
EP0152587A2 (de) 1985-08-28
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