JPS6036615A - 金属表層溶融処理法 - Google Patents
金属表層溶融処理法Info
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- JPS6036615A JPS6036615A JP14314883A JP14314883A JPS6036615A JP S6036615 A JPS6036615 A JP S6036615A JP 14314883 A JP14314883 A JP 14314883A JP 14314883 A JP14314883 A JP 14314883A JP S6036615 A JPS6036615 A JP S6036615A
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- melting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- 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°C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/3093—Fe as the principal constituent with other elements as next major constituents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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】
（＆架上の利用分ルｆ）
不発ψ」（Ｊ金属”ｆｉｔ輌を局部的に溶融せしめるこ
とによってその衣ノーを改質する技術に関するものであ
る。
とによってその衣ノーを改質する技術に関するものであ
る。
（従来技術）
従来技術のうちいわゆる金属の熱処理は溶融点を超パー
で加熱することはなく、成分偏析の改善や結晶組線の微
細化に１」目ら限界があり、新たな成分の添加は六面か
ら拡散できるわずかな量と深さに１恨定されていた。ま
た、異種金属を表層に付着させるメッキや溶射は母材と
の付着力が弱く、使用性能同上には限界があった。さら
に、最近レーザビームにより金属表層を溶融する試みが
知られでいるか、この方法はブローホールや亀裂を生じ
実用化されるに至っていない。
で加熱することはなく、成分偏析の改善や結晶組線の微
細化に１」目ら限界があり、新たな成分の添加は六面か
ら拡散できるわずかな量と深さに１恨定されていた。ま
た、異種金属を表層に付着させるメッキや溶射は母材と
の付着力が弱く、使用性能同上には限界があった。さら
に、最近レーザビームにより金属表層を溶融する試みが
知られでいるか、この方法はブローホールや亀裂を生じ
実用化されるに至っていない。
（発明の目的）
本発明は金属の表層を溶融し、その凝固組繊を改質する
こと、および異地金属を添加し合金化すること、さらに
これらの方法においてブローホールや亀裂を生じさせな
い加工法を提供することを目的とする。
こと、および異地金属を添加し合金化すること、さらに
これらの方法においてブローホールや亀裂を生じさせな
い加工法を提供することを目的とする。
（発明の構成・作用）
本発明はつぎのように構成される。
本発明は母材金属の表面に核母材金属より酸化されやす
い脱酸剤と母材金属より融点の低い金属とによって構成
される添加剤を共存せしめ、該母材金属と相対運動する
熱源によって両者を同位置において局部的に溶融せしめ
ることを特徴とする金属表層溶融処理法であり、母材金
属が鋼または鋼合金であって脱酸剤がアルミ、けい素、
マンガン、チタン、ジルコニウム、バナジウムまたはそ
の合金の一種以上を含むものを用いる方法。母材金属が
鋼または鋼合金であって添加剤がニッケル。
い脱酸剤と母材金属より融点の低い金属とによって構成
される添加剤を共存せしめ、該母材金属と相対運動する
熱源によって両者を同位置において局部的に溶融せしめ
ることを特徴とする金属表層溶融処理法であり、母材金
属が鋼または鋼合金であって脱酸剤がアルミ、けい素、
マンガン、チタン、ジルコニウム、バナジウムまたはそ
の合金の一種以上を含むものを用いる方法。母材金属が
鋼または鋼合金であって添加剤がニッケル。
クロム、コバルト、タングステン、モリブデン。
銅、炭素またはその合金の一種以上を含むものを用いる
方法、又は添加剤が粉末であって樹脂と溶剤によって母
材金属の表面に塗布し、乾燥ののち熱源によって溶融部
しめるもの、添加剤を加熱し溶融部たは半溶融状で母材
金属の表面に付着せしめたのち熱源に誹って溶融せしめ
るもの、添加剤が線状または管状であって線材供給装置
によって溶融部に連続的に供給するもの、添加剤が板状
であって母材金［表面に近接して置かれているものであ
り、及び溶融部が不活性気体によっておおわれているも
の及び熱源がレーザビームまたは電子ビームである金属
表層溶融処理法である。
方法、又は添加剤が粉末であって樹脂と溶剤によって母
材金属の表面に塗布し、乾燥ののち熱源によって溶融部
しめるもの、添加剤を加熱し溶融部たは半溶融状で母材
金属の表面に付着せしめたのち熱源に誹って溶融せしめ
るもの、添加剤が線状または管状であって線材供給装置
によって溶融部に連続的に供給するもの、添加剤が板状
であって母材金［表面に近接して置かれているものであ
り、及び溶融部が不活性気体によっておおわれているも
の及び熱源がレーザビームまたは電子ビームである金属
表層溶融処理法である。
多くの金属は溶融によって酸化反応が急速に進行し、ガ
スを発生し、ブローホールをつくりやすい。このとき本
発明 母材金属より酸化されやすい物質を含むいわゆる
脱酸剤を共存せしめることによって溶融金属の酸化反応
およびリミングアクショを鎮静せしめるが、この時生ず
る脱酸生成物を浮上せしめて溶融金属から分離せしめる
。母材金属が鋼または鋼合金の場合には脱酸物質として
は周知のアルミ、けい素、マンガン、チタン、ジルコニ
ウム、バナジウムまたはその合金の一種以上を含むもの
が適当である。これらの脱酸物質を添加する方法として
は、該脱酸物質を含む添加剤を粉末とし樹脂と溶剤によ
って母材金属に塗布し乾燥したのち母材とともに溶融す
るか、該脱酸物質を線状とし線材供給装置によって母材
溶融部に連続的に供給するか、才たは脱酸物質を薄板状
とし母材表面を覆い母材とともに溶融するのがよい。
スを発生し、ブローホールをつくりやすい。このとき本
発明 母材金属より酸化されやすい物質を含むいわゆる
脱酸剤を共存せしめることによって溶融金属の酸化反応
およびリミングアクショを鎮静せしめるが、この時生ず
る脱酸生成物を浮上せしめて溶融金属から分離せしめる
。母材金属が鋼または鋼合金の場合には脱酸物質として
は周知のアルミ、けい素、マンガン、チタン、ジルコニ
ウム、バナジウムまたはその合金の一種以上を含むもの
が適当である。これらの脱酸物質を添加する方法として
は、該脱酸物質を含む添加剤を粉末とし樹脂と溶剤によ
って母材金属に塗布し乾燥したのち母材とともに溶融す
るか、該脱酸物質を線状とし線材供給装置によって母材
溶融部に連続的に供給するか、才たは脱酸物質を薄板状
とし母材表面を覆い母材とともに溶融するのがよい。
このようにして溶融金属中でのガスの発生を防止し、脱
酸生成物を密度の差によって分離浮上させるかまたは微
小に分散して無害な状態とする。合金成分を添加しよう
とする場合には添加剤に脱酸剤とともに合金元素を混合
し、同様にして母材とともに溶融せしめるが、このほか
添加剤を溶融または半溶融の状態で母材金属の表面に付
着せしめ、該付着金属の凝固後あるいは凝固を待たずに
母材とともに溶融することもできる。以上の脱酸剤およ
び合金元素の添加に際し、添加剤に母材金属より融点の
低い金属を加えておくと脱酸剤および合金元素の飛散を
防止することかできる。
酸生成物を密度の差によって分離浮上させるかまたは微
小に分散して無害な状態とする。合金成分を添加しよう
とする場合には添加剤に脱酸剤とともに合金元素を混合
し、同様にして母材とともに溶融せしめるが、このほか
添加剤を溶融または半溶融の状態で母材金属の表面に付
着せしめ、該付着金属の凝固後あるいは凝固を待たずに
母材とともに溶融することもできる。以上の脱酸剤およ
び合金元素の添加に際し、添加剤に母材金属より融点の
低い金属を加えておくと脱酸剤および合金元素の飛散を
防止することかできる。
本発明の熱源には母材金属および添加元素を溶融できる
熱源、例えば燃焼ガス、誘導加熱、＊孤。
熱源、例えば燃焼ガス、誘導加熱、＊孤。
プラズマ、を子ビーム、あるいはレーザビームなどを用
いることができるが、エネルギ密度の高い熱源、例えば
電子ビームあるいはレーザビームが局部加熱溶解と急速
冷却効果による結晶微細化が着るしいので材Ｉｉｉ、特
性向上の点から最も好ましい。
いることができるが、エネルギ密度の高い熱源、例えば
電子ビームあるいはレーザビームが局部加熱溶解と急速
冷却効果による結晶微細化が着るしいので材Ｉｉｉ、特
性向上の点から最も好ましい。
また本発明法においては溶融金属の空気酸化および空気
巻込みをさけるために溶融部をアルゴン。
巻込みをさけるために溶融部をアルゴン。
ヘリウムなどの不活性気体あるいは金鋼などの反応しに
くい気体によっておおうことが好ましい。
くい気体によっておおうことが好ましい。
（実施例）
表に実施例を従来法と比較して示す。母材金属は炭素０
．３１％、けい素０．４１％、マンガン０６０％。
．３１％、けい素０．４１％、マンガン０６０％。
クロム２８８％、ニッケル１．１７％の低合金鋼の鋳造
品である。従来法では脱酸剤と母材より低融点の金属を
含まない場合であって、モリブデンの粉末をシリコン樹
脂をビヒクルとし、シンナーにより粘度調整、刷毛で塗
膜厚さ０７關に塗布したのち、該塗膜面に１０ Ｋｗの
【／−ザビームを相対速度４０關／秒で照射し、ビーム
幅の２分の１が重なるように隣接部を溶融しつづけたも
のである。比較法では脱酸剤としてチタンを用いたほか
は従来法に同じである。比較法によってブローホールが
改善されている。比較法は公知ではないが、熱亀裂が発
生しているためこのままでは技術としては未完成である
。本発明法１では脱酸剤としてチタンを、母材より低融
点の金属としてアルミを用いており、その他の条件は従
来法と同じである。本発明法２ではアルミが脱酸剤と母
材より低融点の金属を兼ねている場合で、その他の条件
は従来法と同じである。本発明法３では脱酸剤としてけ
い素、母材より低融点の金属にずずを用いた場合である
。これらの本発明法においてはブローホールと熱亀裂と
もに皆無ではないが、実用的に無害な程度、すなわち０
．５１１以下であり良好といえる。また表層の溶融さね
た部分のデンドライト間隔はいずれも約５μであり母材
の関〜ｌ０１１μに比して著るしく微細化され良好とい
える。脱酸剤の効果は脱酸反応として良く知られている
とうりであり、鍋中のブローホール発生を防止する。低
融点金属の効果は温度上昇にともなって樹脂による塗膜
密着性が劣るので、これに代る高温での塗膜密着剤とな
ること、および高密度エネルギの熱ショックをや４つら
けることさらには母材と添加合金の酸化を防止すること
である。添加剤には低融点金属の広がりを良くする物質
を加えることができる。
品である。従来法では脱酸剤と母材より低融点の金属を
含まない場合であって、モリブデンの粉末をシリコン樹
脂をビヒクルとし、シンナーにより粘度調整、刷毛で塗
膜厚さ０７關に塗布したのち、該塗膜面に１０ Ｋｗの
【／−ザビームを相対速度４０關／秒で照射し、ビーム
幅の２分の１が重なるように隣接部を溶融しつづけたも
のである。比較法では脱酸剤としてチタンを用いたほか
は従来法に同じである。比較法によってブローホールが
改善されている。比較法は公知ではないが、熱亀裂が発
生しているためこのままでは技術としては未完成である
。本発明法１では脱酸剤としてチタンを、母材より低融
点の金属としてアルミを用いており、その他の条件は従
来法と同じである。本発明法２ではアルミが脱酸剤と母
材より低融点の金属を兼ねている場合で、その他の条件
は従来法と同じである。本発明法３では脱酸剤としてけ
い素、母材より低融点の金属にずずを用いた場合である
。これらの本発明法においてはブローホールと熱亀裂と
もに皆無ではないが、実用的に無害な程度、すなわち０
．５１１以下であり良好といえる。また表層の溶融さね
た部分のデンドライト間隔はいずれも約５μであり母材
の関〜ｌ０１１μに比して著るしく微細化され良好とい
える。脱酸剤の効果は脱酸反応として良く知られている
とうりであり、鍋中のブローホール発生を防止する。低
融点金属の効果は温度上昇にともなって樹脂による塗膜
密着性が劣るので、これに代る高温での塗膜密着剤とな
ること、および高密度エネルギの熱ショックをや４つら
けることさらには母材と添加合金の酸化を防止すること
である。添加剤には低融点金属の広がりを良くする物質
を加えることができる。
（実施例） 表
本発明法の実施例として電子ビームを用いて表と全く同
じ条件で比較実験し、全く同一の結果を得た。ただしこ
のときの′電子ビームの出力は１０Ｋｗ。
じ条件で比較実験し、全く同一の結果を得た。ただしこ
のときの′電子ビームの出力は１０Ｋｗ。
抜加工物の移動速度は６０ ｍｙｎ７’秒、溶込深さは
８趨であった。また本発明法の他の実施例として直径２
．３龍のアルミ管内にモリブデン粉末を封入し、これを
ｘｏ Ｋｗのレーザビームを照射する溶融部に送り込み
、深さ６１１ｍのモリブデン含有！５％の合金層を得、
ブローホールと熱亀裂は良好であった。才だ７００℃の
溶融アルミ内にモリブデン粉末を混入し、これを被加工
物表面に薄層上に流し、１０Ｋｗのレーザビームによっ
て表層の７朋を溶融しモリブデン含有量５％の合金層を
得、ブローホールと熱亀裂は良好であった。なお以上の
比較はモリブデンのはカ、ニッケル、クロム、タングス
テン、コバルトについても行なったがブローホールと熱
亀裂に対する改善効果は同様に認められた。
８趨であった。また本発明法の他の実施例として直径２
．３龍のアルミ管内にモリブデン粉末を封入し、これを
ｘｏ Ｋｗのレーザビームを照射する溶融部に送り込み
、深さ６１１ｍのモリブデン含有！５％の合金層を得、
ブローホールと熱亀裂は良好であった。才だ７００℃の
溶融アルミ内にモリブデン粉末を混入し、これを被加工
物表面に薄層上に流し、１０Ｋｗのレーザビームによっ
て表層の７朋を溶融しモリブデン含有量５％の合金層を
得、ブローホールと熱亀裂は良好であった。なお以上の
比較はモリブデンのはカ、ニッケル、クロム、タングス
テン、コバルトについても行なったがブローホールと熱
亀裂に対する改善効果は同様に認められた。
以上の結果はレーザビームと電子ビームに基づくもので
あり５局部加熱溶解と急速冷却効果による結晶の微細化
効果が最も優れている。その他のエネルギ密度の高い熱
源、例えば燃焼ガス、誘導加熱、電孤、プラズマなどで
も、発明の効果はレーザビームと電子ビームに劣るが、
従来の溶射法よりははるかに優れた性能を得ることがで
きる。
あり５局部加熱溶解と急速冷却効果による結晶の微細化
効果が最も優れている。その他のエネルギ密度の高い熱
源、例えば燃焼ガス、誘導加熱、電孤、プラズマなどで
も、発明の効果はレーザビームと電子ビームに劣るが、
従来の溶射法よりははるかに優れた性能を得ることがで
きる。
（発明の効果）
以上のように本発明は母材金属にブローホールや熱亀裂
を生じさせずに金属表層部の凝固組織を微細化し、ある
いは合金成分を添加でき、産業上碑益するところが極め
て大である。
を生じさせずに金属表層部の凝固組織を微細化し、ある
いは合金成分を添加でき、産業上碑益するところが極め
て大である。
１１−
Claims (9)
- （１）母材金属の表面に該母材金属より酸化されやすい
脱酸剤と母材金属より融点の低い金属とによって構成さ
れる添加剤を共存せしめ、該母材金属と相対運動する熱
源によって両者を同位置において局部内に溶融せしめる
ことを特徴とする金属表層溶融処理法。 - （２）母材金属が鋼才たは鋼合金であって脱酸剤がアル
ミ、けい素、マンガン、チタン、ジルコニウム、バナジ
ウムまたはその合金の一種以上を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の金属表層溶融処理法。 - （３）母材金属が鋼または鋼合金であって添加剤がニッ
ケル、クロム、コバルト、タングステン。 モリブデン、銅、炭素またはその合金の一種以上を含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の金属表層溶融処理法。 - （４）添加剤が粉末であって樹脂と溶剤によって１ Ｍ
。 母材金属の表面に塗布し、乾燥ののち熱源によって溶融
せしめることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項又は第３項記載の金属表層溶融処理法。 - （５）添加剤を加熱し溶融または半溶融状で母材金属の
表面に付着せしめたのち熱源によって溶融せしめること
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又はＭ３項
記載の金属表層溶融処理法。 - （６）添加剤が線状または管状であって線材供給装置に
よって溶融部に連続的に供給することを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の金属表層処
理法。 - （７）添加剤が板状であって母材金属表面に近接して置
かれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
２項又は第３項記載の金属表層溶融処理法。 - （８）溶融部が不活性気体によっておおわれていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
記載の金属表層溶融処理法。 ２ − - （９）熱源かレーザビームまたは電子ビームであるこき
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
記載の金属表層溶融処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14314883A JPS6036615A (ja) | 1983-08-06 | 1983-08-06 | 金属表層溶融処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14314883A JPS6036615A (ja) | 1983-08-06 | 1983-08-06 | 金属表層溶融処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036615A true JPS6036615A (ja) | 1985-02-25 |
| JPH0372707B2 JPH0372707B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=15332042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14314883A Granted JPS6036615A (ja) | 1983-08-06 | 1983-08-06 | 金属表層溶融処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036615A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61213381A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Asia Kogyo Kk | 合金層の形成方法 |
| JPS6267182A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-26 | Mitsubishi Motors Corp | 金属表面再溶融合金化法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5452629A (en) * | 1977-10-04 | 1979-04-25 | Toshiba Corp | Bulb member |
| JPS55148752A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-19 | Nippon Steel Corp | Formation method of coating on metal surface |
| JPS57155363A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-25 | Koji Hashimoto | Method of forming surface covering metal layer |
-
1983
- 1983-08-06 JP JP14314883A patent/JPS6036615A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5452629A (en) * | 1977-10-04 | 1979-04-25 | Toshiba Corp | Bulb member |
| JPS55148752A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-19 | Nippon Steel Corp | Formation method of coating on metal surface |
| JPS57155363A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-25 | Koji Hashimoto | Method of forming surface covering metal layer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61213381A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Asia Kogyo Kk | 合金層の形成方法 |
| JPS6267182A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-26 | Mitsubishi Motors Corp | 金属表面再溶融合金化法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372707B2 (ja) | 1991-11-19 |
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