JPS603901B2 - 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 - Google Patents
耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法Info
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- JPS603901B2 JPS603901B2 JP21386481A JP21386481A JPS603901B2 JP S603901 B2 JPS603901 B2 JP S603901B2 JP 21386481 A JP21386481 A JP 21386481A JP 21386481 A JP21386481 A JP 21386481A JP S603901 B2 JPS603901 B2 JP S603901B2
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- Japan
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- hard particles
- metal
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法、特に内壁面の耐
摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物の遠心力鋳造法に関す
る。
摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物の遠心力鋳造法に関す
る。
スラリー輸送管やドレツシャーパイプなどの管体は、管
内流送物によるはげしい摩耗に耐えるものでなければな
らない。
内流送物によるはげしい摩耗に耐えるものでなければな
らない。
かかる管材の耐摩耗性改善のための材質検討に当っては
、管の内外層全体を耐摩耗材とする必要はなく、内層の
み耐摩耗性を付与すれば十分である。管体の内外層すべ
てを耐摩耗性とすることは経済性を損うばかりか、他の
機械的性質、例えば鋤性などが犠牲にされることにはり
好ましくない。本発明はそのような用途の管体として好
適な中空円筒状鋳物の遠心力鋳造法を提供する。
、管の内外層全体を耐摩耗材とする必要はなく、内層の
み耐摩耗性を付与すれば十分である。管体の内外層すべ
てを耐摩耗性とすることは経済性を損うばかりか、他の
機械的性質、例えば鋤性などが犠牲にされることにはり
好ましくない。本発明はそのような用途の管体として好
適な中空円筒状鋳物の遠心力鋳造法を提供する。
本発明の遠心力鋳造法は、基材金属としての鉄系金属熔
湯と、該基材金属溶湯より比重の小さい硬質粒子とを回
転モールド内に鋳込み、遠心力の作用下に、硬質粒子を
内側層領域に浮上集合させることにより、第１図に示す
ように、基材金属Ｍと硬質粒子Ｐの混在層、すなわち、
硬質粒子Ｐの粒子間隙に基材金属Ｍが充填されてなる混
在組織を有する内層Ａと、基材金属からなる外層Ｂの２
層を有する中空円筒状鋳物を製造するものである。
湯と、該基材金属溶湯より比重の小さい硬質粒子とを回
転モールド内に鋳込み、遠心力の作用下に、硬質粒子を
内側層領域に浮上集合させることにより、第１図に示す
ように、基材金属Ｍと硬質粒子Ｐの混在層、すなわち、
硬質粒子Ｐの粒子間隙に基材金属Ｍが充填されてなる混
在組織を有する内層Ａと、基材金属からなる外層Ｂの２
層を有する中空円筒状鋳物を製造するものである。
こうして得られる中空円筒状鋳物の内層Ａと外層Ｂとは
、むろん治金学的にも完全に密着しており、かつ内層Ａ
は硬質粒子の混在によってすぐれた耐摩耗性を有し、一
方外層Ｂは基材金属である鉄系金属本来の材料特性を保
有する。本発明に用いられる硬質粒子とは、基材金属と
の混在組織を形成して耐摩耗性を付与する効果をもつ粒
子であり、例えばＴＩＣ、Ａそ２０３、ＴＩＮなどのご
とき炭化物、酸化物、室化物、あるいは炭窒化物などの
各種化合物、複合化合物の粉末粒子が挙げられる。
、むろん治金学的にも完全に密着しており、かつ内層Ａ
は硬質粒子の混在によってすぐれた耐摩耗性を有し、一
方外層Ｂは基材金属である鉄系金属本来の材料特性を保
有する。本発明に用いられる硬質粒子とは、基材金属と
の混在組織を形成して耐摩耗性を付与する効果をもつ粒
子であり、例えばＴＩＣ、Ａそ２０３、ＴＩＮなどのご
とき炭化物、酸化物、室化物、あるいは炭窒化物などの
各種化合物、複合化合物の粉末粒子が挙げられる。
基材金属である鉄系金属としては、例えば普通鋳鉄、各
種合金鋳鉄、錆鋼など、目的とする中空円筒状鋳物の用
途に応じた種々の金属が適宜用いられる。
種合金鋳鉄、錆鋼など、目的とする中空円筒状鋳物の用
途に応じた種々の金属が適宜用いられる。
むろん、ここにいう金属とは合金を含む意味である。本
発明方法によれば、まず遠心鋳造用モールド内に、鉄系
金属溶湯より比重の４・さし、硬質粒子を投与し、該モ
ールドの回転により、第２図〔１〕に示すように、モー
ルド１の内周面の全長全周にわたり均一に分布する硬質
粒子層Ｐ′を形成し、しかるのちモールド内に鉄系金属
溶湯を鋳込む。
発明方法によれば、まず遠心鋳造用モールド内に、鉄系
金属溶湯より比重の４・さし、硬質粒子を投与し、該モ
ールドの回転により、第２図〔１〕に示すように、モー
ルド１の内周面の全長全周にわたり均一に分布する硬質
粒子層Ｐ′を形成し、しかるのちモールド内に鉄系金属
溶湯を鋳込む。
鋳込まれた金属熔傷Ｍは、遠心力の作用により、同図〔
ロ〕に示すように、粒子層Ｐ′をおおう溶湯層Ｍ′を形
成し、回転軸心Ｃから遠ざかるように粒子層Ｐ′の粒子
間隙に浸透していく。それと同時に、硬質粒子は溶湯と
の比重差により浮上し、内側領域へ集中する。こうして
、モールド内で、金属溶湯Ｍと硬質粒子Ｐの混在する内
層と実質的に金属溶湯のみからなる外層とが形成された
状態でモールドの回転を続行し、そのまま凝固を完了さ
せれば、前記第１図に示されるような中空円筒状鋳物を
得ることができる。上記鋳造において、モールド内への
硬質粒子の投与は、モールドの回転中に行なってもよく
、回転開始前に行なってもよい。
ロ〕に示すように、粒子層Ｐ′をおおう溶湯層Ｍ′を形
成し、回転軸心Ｃから遠ざかるように粒子層Ｐ′の粒子
間隙に浸透していく。それと同時に、硬質粒子は溶湯と
の比重差により浮上し、内側領域へ集中する。こうして
、モールド内で、金属溶湯Ｍと硬質粒子Ｐの混在する内
層と実質的に金属溶湯のみからなる外層とが形成された
状態でモールドの回転を続行し、そのまま凝固を完了さ
せれば、前記第１図に示されるような中空円筒状鋳物を
得ることができる。上記鋳造において、モールド内への
硬質粒子の投与は、モールドの回転中に行なってもよく
、回転開始前に行なってもよい。
投与された硬質粒子は、モールドの回転とともに遠心力
の作用により長手方向および周方向に分散し、均一な分
布状態が得られる。モールド内への硬質粒子の投与と熔
湯の鏡込の順序は逆にすることも可能ではあるが、上記
のように粒子の投与を先に行い、粒子層の上に溶湯を鋳
込むのが好ましい。
の作用により長手方向および周方向に分散し、均一な分
布状態が得られる。モールド内への硬質粒子の投与と熔
湯の鏡込の順序は逆にすることも可能ではあるが、上記
のように粒子の投与を先に行い、粒子層の上に溶湯を鋳
込むのが好ましい。
もし、熔湯を先に鋳込み、その後、熔湯の上面から硬質
粒子を投与すると、溶湯の酸化防止、保温等を目的とし
て投与されるフラックスと硬質粒子とが混り合い、硬質
粒子の溶湯への移行が妨げられ、あるいはスラグの混入
などのトラブルを招く。これに対し、硬質粒子を先に投
与しておけば、第３図に示すように、硬質粒子Ｐはモー
ルド１の底面（内周面）から浮上し、フラツクスＦと交
叉することはないから、上記トラブルを生ずるおそれは
全くない。溶湯は鋳込まれたのち、硬質粒子が内層領域
に十分浮上集合するまで凝固してはならないが、硬質粒
子層Ｐ′と接触し、粒子間に浸透する過程で降温、粘鋼
化すると、粒子の浮上分離が妨げられ、外層領域にも残
留することになり、健全な２層構造が得られないばかり
か、高価な硬質粒子の無駄になる。
粒子を投与すると、溶湯の酸化防止、保温等を目的とし
て投与されるフラックスと硬質粒子とが混り合い、硬質
粒子の溶湯への移行が妨げられ、あるいはスラグの混入
などのトラブルを招く。これに対し、硬質粒子を先に投
与しておけば、第３図に示すように、硬質粒子Ｐはモー
ルド１の底面（内周面）から浮上し、フラツクスＦと交
叉することはないから、上記トラブルを生ずるおそれは
全くない。溶湯は鋳込まれたのち、硬質粒子が内層領域
に十分浮上集合するまで凝固してはならないが、硬質粒
子層Ｐ′と接触し、粒子間に浸透する過程で降温、粘鋼
化すると、粒子の浮上分離が妨げられ、外層領域にも残
留することになり、健全な２層構造が得られないばかり
か、高価な硬質粒子の無駄になる。
これを防ぐには、硬質粒子を予め適当な温度「例えば４
００〜６００ｑｏに加熱した状態でモールド内に投与し
分布させるのが好ましい。また、硬質粒子の間隙に充分
基材金属が充填された混在組織を得るにには、硬質粒子
の金属落陽に対する濡れ性の良いことが必要である。
００〜６００ｑｏに加熱した状態でモールド内に投与し
分布させるのが好ましい。また、硬質粒子の間隙に充分
基材金属が充填された混在組織を得るにには、硬質粒子
の金属落陽に対する濡れ性の良いことが必要である。
この濡れ性が悪いと、粒子間隙への溶湯侵入が不十分と
なり、粒子同士が凝集し、所要の耐摩耗性が得られない
ばかりか、部分的に脆弱な個所が生ずる。この対策とし
ては、硬質粒子に、鉄系金属溶湯に対する濡れ性の良い
金属または合金、例えばＣｕ系、Ｎｉ系などのめつきを
施して用いるのが好ましい。更に、硬質粒子が、溶湯の
鋳造時、あるいは予備加熱処理の際に酸化するおそれの
ある場合にも、酸化防止策として粒子表面に上記のごと
さめつきを施しておくのが好ましい。なお、本発明方法
により形成される内層Ａにおける硬質粒子の割合（充填
率）は、所望の材料特性に応じて適宜調節すればよいが
、例えば約５０〜８０％（容積率）とすることができる
。
なり、粒子同士が凝集し、所要の耐摩耗性が得られない
ばかりか、部分的に脆弱な個所が生ずる。この対策とし
ては、硬質粒子に、鉄系金属溶湯に対する濡れ性の良い
金属または合金、例えばＣｕ系、Ｎｉ系などのめつきを
施して用いるのが好ましい。更に、硬質粒子が、溶湯の
鋳造時、あるいは予備加熱処理の際に酸化するおそれの
ある場合にも、酸化防止策として粒子表面に上記のごと
さめつきを施しておくのが好ましい。なお、本発明方法
により形成される内層Ａにおける硬質粒子の割合（充填
率）は、所望の材料特性に応じて適宜調節すればよいが
、例えば約５０〜８０％（容積率）とすることができる
。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例 １
第２図に示すごとき横型遠心鋳造用モールド（モールド
内蓬：１５０肌０、長さ：３０仇岬）内に、層厚が３肋
になる量のＴＩＣ粒子を投与したのち、回転を開始し、
モールド１の内周面での遠心力が６的となる回転速度に
上昇させ、ＴＩＣ粒子を全長全周にわたり均一に分布さ
せた。
内蓬：１５０肌０、長さ：３０仇岬）内に、層厚が３肋
になる量のＴＩＣ粒子を投与したのち、回転を開始し、
モールド１の内周面での遠心力が６的となる回転速度に
上昇させ、ＴＩＣ粒子を全長全周にわたり均一に分布さ
せた。
しかるのち、ホッパー２から端板３の孔を通して基材金
属としてステンレス鏡鋼（ＣＯ．１２％、Ｓｉｌ．４％
、Ｍｎｌ．８％、Ｎｉ９．２％、Ｃｒ１８．６％）７．
２ｋ９を鋳込み、凝固完了までモールドを回転させて中
空円筒状鋳物を得た。なお、ＴＩＣ粒子はＮｉ糠電藤め
つきを施したもので、予め５００ｏｏに加熱してモール
ド内に投与した。粒径は１５０〜２５０ｒｍである。ま
た、溶湯の鋳造温度は１６５０００である。得られた中
空円筒状鋳物は、ＴＩＣ粒子の間隙に充分ステンレス銭
鋼が充填された混在組織をもつ内層と、実質的にステン
レス鏡綱紀織の外層とからなり、該混在層の層厚は全周
全長にわたり３±０．２帆と均一で、ＴＩＣ粒子の凝集
は全くなく、混在層におけるＴＩＣ粒子の充填率は６５
％である。
属としてステンレス鏡鋼（ＣＯ．１２％、Ｓｉｌ．４％
、Ｍｎｌ．８％、Ｎｉ９．２％、Ｃｒ１８．６％）７．
２ｋ９を鋳込み、凝固完了までモールドを回転させて中
空円筒状鋳物を得た。なお、ＴＩＣ粒子はＮｉ糠電藤め
つきを施したもので、予め５００ｏｏに加熱してモール
ド内に投与した。粒径は１５０〜２５０ｒｍである。ま
た、溶湯の鋳造温度は１６５０００である。得られた中
空円筒状鋳物は、ＴＩＣ粒子の間隙に充分ステンレス銭
鋼が充填された混在組織をもつ内層と、実質的にステン
レス鏡綱紀織の外層とからなり、該混在層の層厚は全周
全長にわたり３±０．２帆と均一で、ＴＩＣ粒子の凝集
は全くなく、混在層におけるＴＩＣ粒子の充填率は６５
％である。
実施例 ２第２図に示すごとき横型遠心力鋳造用モール
ド（モールド内軽：２０仇肋〇、長さ：２５仇吻）を回
転させながら、これに層厚が５側となる量のＡ夕２０３
粒子を投与し、モールド内周面での遠心力が５的となる
回転を与えて粒子層厚を均一にしたのち、普通鋳鉄（Ｃ
３．４％、Ｓｉｌ．４％、Ｍｎｏ．５％）落陽８．２ｋ
９を鋳込み、モールドの回転を続行し凝固を完了させた
。
ド（モールド内軽：２０仇肋〇、長さ：２５仇吻）を回
転させながら、これに層厚が５側となる量のＡ夕２０３
粒子を投与し、モールド内周面での遠心力が５的となる
回転を与えて粒子層厚を均一にしたのち、普通鋳鉄（Ｃ
３．４％、Ｓｉｌ．４％、Ｍｎｏ．５％）落陽８．２ｋ
９を鋳込み、モールドの回転を続行し凝固を完了させた
。
なお、Ａそ２０３粒子はＮｉ無電鱗めつきを施したもの
で、７００ｏｏに予熱してモールド内に投与した。
で、７００ｏｏに予熱してモールド内に投与した。
粒径は４４〜７５山ｍである。また、溶湯の鋳造温度は
１４５０００である。得られた中空円筒状鋳物は、Ａそ
２０３粒子間に普通鋳鉄が充填された混在組織の内層と
実質的に普通鋳鉄組織を有する外層からなり、粒子の凝
集は皆無で、混在層は全周全長にわたり５±０．４肌と
均一な層厚を呈し、このＡそ２０３粒子の充填率は７０
％である。
１４５０００である。得られた中空円筒状鋳物は、Ａそ
２０３粒子間に普通鋳鉄が充填された混在組織の内層と
実質的に普通鋳鉄組織を有する外層からなり、粒子の凝
集は皆無で、混在層は全周全長にわたり５±０．４肌と
均一な層厚を呈し、このＡそ２０３粒子の充填率は７０
％である。
以上のように、本発明によれば、硬質粒子の混在により
内壁面の耐摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物を容易に製
造することができる。
内壁面の耐摩耗性にすぐれた中空円筒状鋳物を容易に製
造することができる。
特に本発明では、予めモールド内に硬質粒子を均一に分
布させたのち溶湯の鋳造を行うので、長尺円筒鋳物であ
っても、全長全周にわたる均一な所望層厚の耐摩耗層（
混在層）の形成が容易であり、また硬質粒子の投与によ
ってフラツクスが巻込まれたりすることもなく健全な鋳
物を得ることができる。また、硬質粒子は耐摩耗性の必
要な内層領域にのみ混在するから、高価な粒子の無駄が
なく経済的であるばかりでなく、内層を図績する外層に
よって基材金属本来の材料特性も複合的に保有する。
布させたのち溶湯の鋳造を行うので、長尺円筒鋳物であ
っても、全長全周にわたる均一な所望層厚の耐摩耗層（
混在層）の形成が容易であり、また硬質粒子の投与によ
ってフラツクスが巻込まれたりすることもなく健全な鋳
物を得ることができる。また、硬質粒子は耐摩耗性の必
要な内層領域にのみ混在するから、高価な粒子の無駄が
なく経済的であるばかりでなく、内層を図績する外層に
よって基材金属本来の材料特性も複合的に保有する。
第１図は本発明法により得られる中空円筒状鋳物の断面
組織を模式的に示す断面説明図、第２図〔１〕および〔
０〕は本発明法による鋳造要領を例示する断面説明図、
第３図は本発明法による鋳造時の硬質粒子浮上状況説明
図である。 Ａ・・・内層、Ｂ・・・外層、Ｍ・・・基材金属、Ｐ・
・・硬質粒子、１・・・遠心鋳造用モールド、２・・・
ホツパー、３・・・端板。 第１図 第３図 第２図
組織を模式的に示す断面説明図、第２図〔１〕および〔
０〕は本発明法による鋳造要領を例示する断面説明図、
第３図は本発明法による鋳造時の硬質粒子浮上状況説明
図である。 Ａ・・・内層、Ｂ・・・外層、Ｍ・・・基材金属、Ｐ・
・・硬質粒子、１・・・遠心鋳造用モールド、２・・・
ホツパー、３・・・端板。 第１図 第３図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中空円筒状鋳物の鋳造において、遠心力鋳造用回転
モールドの内周面に沿って、鉄系金属溶湯より比重の小
さい硬質粒子を均一に分布させて硬質粒子層を形成した
のち、鉄系金属溶湯を鋳込み、硬質粒子層を被覆する溶
湯層を形成し遠心力の作用下に溶湯との比重差により、
該硬質粒子を浮上させることにより、鉄系金属溶湯と硬
質粒子の混在する内層と、該内層を囲繞し、実質的に鉄
系金属溶湯からなる外層を形成せしめて凝固させること
を特徴とする耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法。 ２ 硬質粒子を予め加熱してモールド内に投与すること
を特徴とする上記第１項に記載の耐摩耗鋳物の遠心力鋳
造法。 ３ 硬質粒子が炭化物粒子、酸化物粒子、または窒化物
粒子であることを特徴とする上記第１項または第２項に
記載の耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法。 ４ 硬質粒子がその表面に金属めっきが施こされたもの
であることを特徴とする上記第１項ないしは第３項のい
ずれか１つに記載の耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21386481A JPS603901B2 (ja) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21386481A JPS603901B2 (ja) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58119455A JPS58119455A (ja) | 1983-07-15 |
| JPS603901B2 true JPS603901B2 (ja) | 1985-01-31 |
Family
ID=16646277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21386481A Expired JPS603901B2 (ja) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | 耐摩耗鋳物の遠心力鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603901B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010042402A1 (de) * | 2010-10-13 | 2012-04-19 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kolbenrings mit eingelagerten Partikeln |
| WO2015103670A1 (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-16 | Bradken Uk Limited | Wear member incorporating wear resistant particles and method of making same |
-
1981
- 1981-12-30 JP JP21386481A patent/JPS603901B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58119455A (ja) | 1983-07-15 |
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