JPS60231566A - 鋳鉄表面の高合金化法 - Google Patents

鋳鉄表面の高合金化法

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JPS60231566A
JPS60231566A JP8742284A JP8742284A JPS60231566A JP S60231566 A JPS60231566 A JP S60231566A JP 8742284 A JP8742284 A JP 8742284A JP 8742284 A JP8742284 A JP 8742284A JP S60231566 A JPS60231566 A JP S60231566A
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JP
Japan
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mold
cast iron
powder
metal
alloyed
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JP8742284A
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English (en)
Inventor
Tsuyoshi Morishita
強 森下
Yasushi Kawato
川戸 康史
Shigezo Osaki
茂三 大崎
Noriyuki Sakai
紀幸 坂井
Toshiharu Konishi
小西 俊春
Takafumi Sakuramoto
孝文 櫻本
Yoshiki Kobayashi
由樹 小林
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Mazda Motor Corp
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳鉄部材表面を高合金化する方法に関する。
〔従来技術〕
鋳物表面の特定の部位の耐食性、耐摩耗性、耐熱性など
を向上させるために、該部位を高合金化する方法として
、従来、種々の方法が提案されている。これらの高合金
化法は、鋳物製品を製造したのちにその特定部位を高合
金化する方法と、鋳造時の溶湯の熱を利用して鋳物製品
の製造と同時に、その特定部位を高合金化する方法に大
別される。前者の方法は、処理工程および処理設備をさ
らに必要とするものであシ、経済的に不利である。
後者の方法としては、たとえば、高合金化用金属ま念は
合金の粉末と樹脂等の結合剤の混合物を、鋳型表面の高
合金化すべき部位に付着しておき、この鋳型内に溶湯を
注入して、溶湯の熱により鋳物表面の特定部位に、高合
金化層を形成する方法が提案されている(特公昭!f、
2−7.7θ号公報、特公昭!、2−73/号公報、特
公昭33−1g164号公報)。
しかしながら、これらの方法は、樹脂等の結合剤が溶湯
の熱によって分解する際にガスが発生するため、鋳物表
面にぎンホールや巣を生じ易く、また、高合金化用金属
または合金の粉末と結合剤との混合物から成る層が脱落
したりあるいは位置ずれを起こすという欠点があった。
〔発明の目的〕
したがって本発明の目的は、上記従来法の欠点を伴うこ
となく、鋳物表面の所望の部位に高合金化層を形成する
方法を提供することである。
〔発明の構成〕
本発明の第1実施態様によれば、鋳鉄部材表面の高合金
化すべき部位に対応する鋳型または冷し全表面に、高合
金化用元素を含有する金属または合金の粉末とアクリル
系粘着性結合剤との混合物層を形成し、次にこれを非酸
化性雰囲気下、730〜3g0c′Cで5分間以上保持
し、その後、該鋳型内に鋳鉄溶湯を鋳込むことを特徴と
する鋳鉄表面の高合金化法が提供される。また、本発明
の第1実施態様によれば、高合金化用元素を含有する金
属または合金の粉末とアクリル系粘着性結合剤とを混線
、成形して作成したシートを、非酸化性雰囲気下、/l
θ〜3gθ℃でS分間以上保持し危のち、鋳鉄部材表面
の高合金化すべき部位に対応する鋳型ま九は冷し全表面
に接着し、その後、該鋳型内に鋳鉄溶湯を鋳込むことを
特徴とする鋳鉄表面の高合金化法が提供される。
本発明に使用される高合金化用金属または合金の粉末(
以下、[高合金化用金属粉末」という)は、所望の特性
、たとえば、耐食性、耐摩耗性、耐熱性などを付与する
のに通常使用されている金属または合金粉末であればよ
く、特に制限されるものではない。たとえば、Cr 供
給用として、高炭素7エロクロム(Cr+4θ〜70重
量%、C:6〜9重、t%、St: g、0重fi1%
以下、Fe:残部)、MO供給用として、高炭素フエロ
モリブrン(^1o:53〜63重量%、CF、t〜6
重量%、5is3重:It%以下、Fe:残部)、B供
給用として、高炭素フェロゾロン(B:/グー。23重
量%、C:θ、左〜β、θ重@チ、SS:り重量%以下
、Fe+残部)、CU供給用として、Cu粉末(好まし
くは、/μ以下、さらに好ましくは、0.7μ以下の超
微粉)、Ni 供給用として、N1粉末、フェロニッケ
ル(好ましくは/θμ以下、さらに好ましくは/μ以下
の超微粉)、P供給用としてフェロリン粉末(p;、z
+重量%、A/;/、/重量%、Fe:残部)、Sl 
供給用としてフェロシリコン粉末(Si:gθ重量%、
C:θ、/&重量%、p : o、07重[1S : 
0.0/ 重量%、Fe+残部)などを挙げることがで
きる。これらの金属または合金粉末を、目的に合せて、
単独で、あるいけ適宜2種以上を混合して使用する。こ
の粉末の粒度は、一般に60メツシユ以下が適当である
本発明に使用されるアクリル系粘着性結合剤としてはア
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、また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量体との共重合体が好ましい。
窩介全什用全属船央にアクリル築炊魯什枯春翔1との配
合比は、金属粉末ワθ〜?9重量%、粘着性結合剤10
〜/重量%が適当である。粘着性結合剤が1重量%よシ
少ないと、粘着性が不足して金橋粉末層を鋳型表面へ付
着させることが困難になり、また70重量%よシ多いと
、樹脂分が過剰となって、高合金化層内に、鋳巣等の欠
陥が生じ易くなり好ましくない。
高合金化用金属粉末とアクリル系粘着性結合剤との混合
物層を鋳型または冷し全表面に形成する方法としては、
種々の方法が可能である。友とえば、高合金化用金属粉
末とアクリル系粘着性結合剤の混合物に、適量の溶剤、
たとえばアセトン、トルエン、メチルエチルケトンなど
を加えて混練して得られる液体またはペースト状物を、
鋳型表面あるいは冷し全表面の所望の部位に塗布する。
あるいは、上記混合物をあらかじめシート状に成形した
ものを所望の部位に接着してもよい。このようなシート
は種々の方法により作成することができる。たとえば、
上記混線液状物または混線ペーストを、離型紙を被せた
型枠上に流し込み−溶剤を蒸発させたのち、圧延ロール
に通して適当な厚み、たとえば、0.5〜5.Omの厚
みを有するシートに成形する。あるいは、溶剤を使用す
ることなく、高合金化用金属または合金粉末と粘着性結
合剤の混合物を必要によシ加熱しながら混練したのち、
シートに成形する。このようにして作成した粉末シート
は、通常、鋳型または冷し部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、粘着性結合剤と
して使用しているアクリル系樹脂を鋳型または冷し部表
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◇塗布する代シに、粘着性結合剤のシートを
仮着性ポリマー層として使用してもよい。
こうして高合金化用金属または合金の粉末とアクリル系
粘着性結合剤との混合物層を鋳型または冷し部表面に形
成したのち(以下、付着した混合物層を「粉末シート層
」という)、これを予備加熱する。この予備加熱は、高
合金化用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40807分以下とすることが好ましい。り
0°C/分より大きくすると、粘着性゛結合剤中の低沸
点成分が急激に揮発するため、粉末シート層が破損した
り、接着面に気泡が発生して、粉末シート層が剥離した
り、脱落したりすることがあり、好ましくない。この加
熱処理は、/30℃〜3gO°C1好ましくは、、20
0oc〜、? & O’Cテ!分間以上保持すればよい
。この加熱処理によって粘着性結合剤および仮着性ポリ
マーとし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、タールピッチ状物質
を生成する。このタールピッチ状物質によって、高温に
おいても粉末シート層の接着力が保持される。
したがって、溶湯鋳込みの際のgfK撃、振動あるいは
加熱によって、粉末シート層が4111、脱落あるいは
位置ずれを起こすようなことはない。加熱処理温度が/
!OoC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3 g Occより高いと、樹脂
成分が急激に分解し、このばあいにも、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。
この加熱処理時間が3分間よシ短いばあいにも、タール
ピッチ状物質の生成が不十分であり、十分な接着力が得
られない。処理時間は、熱処理温度、樹脂成分の種類等
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りかつ不経済である。
このように加熱処理を行ったのち、鋳型内に鋳鉄溶湯を
鋳込むと、溶湯の熱によって粉末シート層の金属成分が
、鋳物製品の対応する部位に溶融あるいは拡散して高合
金化層を形成する。
本発明の第1実施態様では、上記のとおり、まず鋳鉄部
材表面に粉末シート層を形成してから予備加熱処理して
バインダー樹脂をタールピッチ状化するが、第2実施態
様では、粉末シートの予備加熱処理を先に行う。すなわ
ち、高合金化用金属粉末とアクリル系粘着性結合剤とを
混線、成形して作成したシートを予備加熱処理してバイ
ンダー樹脂をタールピッチ状化したのち、これを接着剤
、たとえばアクリル系粘着性結合剤を介して鋳鉄部材表
面の高合金化すべき部位に対応する鋳型または冷し部表
面に接着し、その後、鋳型内に鋳鉄溶湯を鋳込む。
本発明は、これに限定されるものではないが、たとえば
、鋳鉄でカムシャフトやシリンダーヘッドを作るばあい
、摺動部表面近傍や、バルブシートブリッジ部分等、耐
摩耗性や耐熱性を必要とする部位のみを高合金化するの
に極めて有用である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、鋳物表面にピンホールやJl生じるこ
となく、所望の部位K、確実に、所望の厚みを有する、
所望の高合金化層を容易に形成することができる。
〔実施例〕
次に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明する。実
施例中、「%」は重量%である。
実施例/ 、200メツシュ以下のフェロリン粉末(P;、24Z
%、^t;ハ/チ、Fe:残部) 91A、3 %(5
θg)とアクリル系粘着性結合剤、t、7%(3y−)
に、適量のアセトンを加えて混練し、ペースト状に(〜
、直径/θ爛厚み/θ調の冷し金に塗布厚さがO1S〜
八θ配になるように塗布し、これを水素雰囲気中、3θ
θ℃で7時間加熱したのち、徐冷した。
次にこの加熱処理した試料を、シェル型〔トカ大径部(
内径りθmダ×高さり0調)と)゛力小径部(内径/3
rtrmグ×高さりθ覇)を円錐斜面で連結した全高7
00箇のロート状のシェル型〕の下方底部中央に、厚み
10μのシート状の接着剤を介してし1、りつけ、ショ
ットにてバックアップを行ったのち、−1=方大径部か
らFCコ汐(Ci 3.3弼、Si:/−g%、Mn;
θ、qチ、P+0.θSチ、S:θρ9ヅ・、Fe:残
部)の溶湯を鋳込んだ。
このようにして得られた鋳鉄部材の合金層部分の断面組
織顕微鏡写真を、第1図に示す。約/、左M厚の合金層
の形成が11りめられる。
9A栴例ス コク0メツシユ以下のフ、T、、 I−1シリコン粉末
(st: g o係、C・0.75壬、P:θ、θ/チ
、S゛0.θ/チ、Fe゛残部) 359とアクリル系
粘着性結合剤3yに適用のアセトンをIJ(1えて混料
;シ、厚さ7.5唄のフェロシリコン粉末シートを作成
した。このシートから直径10mnの円板状試料を裁断
し、これを水素雰囲気中、300°Cで/時間力11熱
したu5徐昂した。次にこσ)加熱処理した試料を実施
例/と同じシェル型に片、み/θμの接着剤を介しては
りつけ、ショットにて・τツクアップを行ったのち、F
C,2汐の溶湯を鋳込んだ。
このようにして得られた鋳鉄部材の合金化層部分の断面
組繊顕微鏡写真を、第一図に示す。約7.3y厚の合金
化層の形成が記められる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第一図は、本発明によりつくられた@j鉄
部材表面の合金化層部分のイエ1而組面顕徴税写真であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋳鉄部材表面の高合金化すべき部位に対応する鋳
    型または冷し全表面に、高合金化用元素を含有する金属
    または合金の粉末とアクリル系粘着性結合剤との混合物
    層を形成し、次にこれを非酸化性雰囲気下、lり0〜3
    g0℃でS分間以上保持し、その後、該鋳型内に鋳鉄溶
    湯な鋳込むことを特徴とする鋳鉄表面の高合金化法。
  2. (2) 高合金化用元素を含有する金属または合金の粉
    末とアクリル系粘着性結合剤とを混線、成形して作成し
    たシートを、非酸化性雰囲気下、750〜3g0℃でS
    分間以上保持したのち、鋳鉄部材表面の高合金化すべき
    部位に対応する鋳型″f:たは冷し全表面に接着し、そ
    の後、該鋳型内に鋼鉄溶湯な鋳込むことを特徴とする鋳
    鉄表面の高合金化法。
JP8742284A 1984-04-28 1984-04-28 鋳鉄表面の高合金化法 Pending JPS60231566A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5438231A (en) * 1977-08-31 1979-03-22 Nippon Musical Instruments Mfg Method of making composite members

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5438231A (en) * 1977-08-31 1979-03-22 Nippon Musical Instruments Mfg Method of making composite members

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