JPS61170579A - 鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方法 - Google Patents
鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方法Info
- Publication number
- JPS61170579A JPS61170579A JP1221585A JP1221585A JPS61170579A JP S61170579 A JPS61170579 A JP S61170579A JP 1221585 A JP1221585 A JP 1221585A JP 1221585 A JP1221585 A JP 1221585A JP S61170579 A JPS61170579 A JP S61170579A
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- JP
- Japan
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- cast iron
- alloyed layer
- base material
- metal
- formation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- 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 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/306—Fe as the principal constituent with C as next major constituent, e.g. cast iron
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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】
産業上の利用分野
この発明は鋳鉄基材の少なくとも一部に他の金属を合金
化させて表面合金化層を形成する方法に関するものであ
る。
化させて表面合金化層を形成する方法に関するものであ
る。
従来の技術
近年に至り、鉄等の基材表面を他の金属で被覆した後、
その上からレーザあるいはＴＩＧアーク等の高密度エネ
ルギを照射して前記被覆層およびその下の基材の一部（
所要深さまでの部分）を溶融させて基材金属に被覆層の
金属を合金化させる表面合金化（アロイング）技術が開
発されている。
その上からレーザあるいはＴＩＧアーク等の高密度エネ
ルギを照射して前記被覆層およびその下の基材の一部（
所要深さまでの部分）を溶融させて基材金属に被覆層の
金属を合金化させる表面合金化（アロイング）技術が開
発されている。
この技術によれば、表面の一部のみに合金化によって所
要の特性を与えることができるため、基材全体に要求さ
れる特性と基材の一部に要求される特性とを同時に満足
することができると共に、他の表面被覆形成法、例えば
メッキや溶射等と比較して表面層の基材に対する密着性
が良好になる等の効果が得られる。
要の特性を与えることができるため、基材全体に要求さ
れる特性と基材の一部に要求される特性とを同時に満足
することができると共に、他の表面被覆形成法、例えば
メッキや溶射等と比較して表面層の基材に対する密着性
が良好になる等の効果が得られる。
ところで、自動車等の各種機械部品には鋳鉄が広く使用
されており、こ、の鋳鉄部品にも上述のような表面合金
化技術を適用することが考えられる。
されており、こ、の鋳鉄部品にも上述のような表面合金
化技術を適用することが考えられる。
すなわち鋳鉄部品の一部にＮｉやＣｒ 、Ｍｇ等を合金
化して、表面の耐食性や耐摩耗性を改善することが考え
られる。
化して、表面の耐食性や耐摩耗性を改善することが考え
られる。
発明が解決しようとする問題点
しかし、以上の鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方
法には次のような問題があった。
法には次のような問題があった。
鋳鉄基材の一部および被覆金属を溶融して合金化層を形
成する際、鋳鉄に固溶しているＯが鋳鉄中のＣ（黒鉛）
と反応し、ＣＯ２が生成される。
成する際、鋳鉄に固溶しているＯが鋳鉄中のＣ（黒鉛）
と反応し、ＣＯ２が生成される。
そのＣＯ２は、鋳鉄と他の金属とによって新たに形成さ
れる合金層から抜けきらずに残存し、その結果ピンホー
ルやブローホールが合金層に形成されてしまう。
れる合金層から抜けきらずに残存し、その結果ピンホー
ルやブローホールが合金層に形成されてしまう。
以上のような問題に対処するための一方策としては、例
えば特公昭５１−４９５７３号公報に記載されている方
法を応用することが考えられる。
えば特公昭５１−４９５７３号公報に記載されている方
法を応用することが考えられる。
その公報に記載されている方法は、鋳鉄素材の特定表面
を局部的に急速加熱し、再溶融せしめた後急冷してチル
組織を形成するという局部的表面硬化処理を施すにあた
り、鋳鉄素材に予めＭＱ、Ａ１、Ｃａ等の脱酸剤を添加
しておくというものである。その方法によれば鋳鉄素材
に固溶する酸素はＭ（１，Ａ１等と反応するため鋳鉄素
材の局部的再溶融時にもＣＯ２の発生に起因するピンホ
ール、ブローホール等が生成されるようなことはないと
いう効果がある。しかし、その方法を鋳鉄基材に対する
表面合金化層の形成方法に応用すると、鋳鉄素材全体に
予め脱酸剤を添加する必要があり、表面合金化層を形成
するために再溶融させない部分にもＭｌｇ、ＡＩ等の脱
酸剤が含まれるという無駄が生じる。
を局部的に急速加熱し、再溶融せしめた後急冷してチル
組織を形成するという局部的表面硬化処理を施すにあた
り、鋳鉄素材に予めＭＱ、Ａ１、Ｃａ等の脱酸剤を添加
しておくというものである。その方法によれば鋳鉄素材
に固溶する酸素はＭ（１，Ａ１等と反応するため鋳鉄素
材の局部的再溶融時にもＣＯ２の発生に起因するピンホ
ール、ブローホール等が生成されるようなことはないと
いう効果がある。しかし、その方法を鋳鉄基材に対する
表面合金化層の形成方法に応用すると、鋳鉄素材全体に
予め脱酸剤を添加する必要があり、表面合金化層を形成
するために再溶融させない部分にもＭｌｇ、ＡＩ等の脱
酸剤が含まれるという無駄が生じる。
この発明は以上の従来の事情に鑑みてなされたものであ
って、脱酸剤を過剰に用いることなくピンホールやブロ
ーホール等の欠陥を生じさせずに鋳鉄基材に対し表面合
金化層を形成することができる方法を提供することを目
的とするものである。
って、脱酸剤を過剰に用いることなくピンホールやブロ
ーホール等の欠陥を生じさせずに鋳鉄基材に対し表面合
金化層を形成することができる方法を提供することを目
的とするものである。
問題点を解決するための手段
すなわちこの発明の鋳鉄基材に対する表面合金化層の形
成方法は、鋳鉄基材の少なくとも一部に他の金属を被覆
し、その被覆金属に高密度エネルギーを照射して鋳鉄基
材と被覆金属との合金化層を形成する鋳鉄基材に対する
表面合金化層の形成方法において、前記合金化層が０．
０５〜４．０ｗｔ％Ａ１、０．１〜１．０ｗｔ％Ｃａ
、 ０．００２〜０．０３ ｗｔ％Ｍ（＋、０．０
０２〜０．０３ ｗｔ％Ｃｅのいずれか１種または２種
以上を含有するように、前記被覆金属に予めＡｌ、 Ｃ
ａ 、 Ｃｅ 、 Ｍｉｌ＋ ノイｆレカ１ 種マタは
２種以上を添加することを特徴とするものである。
成方法は、鋳鉄基材の少なくとも一部に他の金属を被覆
し、その被覆金属に高密度エネルギーを照射して鋳鉄基
材と被覆金属との合金化層を形成する鋳鉄基材に対する
表面合金化層の形成方法において、前記合金化層が０．
０５〜４．０ｗｔ％Ａ１、０．１〜１．０ｗｔ％Ｃａ
、 ０．００２〜０．０３ ｗｔ％Ｍ（＋、０．０
０２〜０．０３ ｗｔ％Ｃｅのいずれか１種または２種
以上を含有するように、前記被覆金属に予めＡｌ、 Ｃ
ａ 、 Ｃｅ 、 Ｍｉｌ＋ ノイｆレカ１ 種マタは
２種以上を添加することを特徴とするものである。
以下にこの発明の方法をさらに具体的に説明する。
この発明では、鋳鉄基材の少なくとも一部に他の金属を
被覆し、その被覆金属に高密度エネルギーを照射して鋳
鉄基材と被覆金属との合金化層を形成する。
被覆し、その被覆金属に高密度エネルギーを照射して鋳
鉄基材と被覆金属との合金化層を形成する。
他の金属の被覆は、溶射法やＰＶＤを適用し、あるいは
金属粉末にポリビニールアルコール等のバインダを混合
して塗布する等の方法によって行なうことができる。ま
た、高密度エネルギーとしてはＴＩＧアーク、電子ビー
ム、レーザなどを用いることができる。
金属粉末にポリビニールアルコール等のバインダを混合
して塗布する等の方法によって行なうことができる。ま
た、高密度エネルギーとしてはＴＩＧアーク、電子ビー
ム、レーザなどを用いることができる。
また、前記被覆金属には予めＡｌ、Ｃａ 、Ｃｅ、Ｍ
ａのいずれか１種または２種以上が添加され、その添加
量は得られる表面合金化層が、０．０５〜４、Ｏｗｔ％
Ａ！、０．１〜１．０ｗｔ％Ｃａ、０．００２〜０．０
３ ｗｔ％Ｍａ、０．００２〜０．０３ ｗｔ％Ｃｅの
いずれか１種または２種以上を含有するように調節する
。以下にその限定理由を示す。
ａのいずれか１種または２種以上が添加され、その添加
量は得られる表面合金化層が、０．０５〜４、Ｏｗｔ％
Ａ！、０．１〜１．０ｗｔ％Ｃａ、０．００２〜０．０
３ ｗｔ％Ｍａ、０．００２〜０．０３ ｗｔ％Ｃｅの
いずれか１種または２種以上を含有するように調節する
。以下にその限定理由を示す。
（１） Ａｌ
０１０５ ｗｔ％未満ではピンホール、ブローホールの
生成を防止する効果はみられず、ｎ、ｏｖｔ％を越える
と形成される合金層の組織に影響があり、合金層の特性
が変化する可能性があるからである。
生成を防止する効果はみられず、ｎ、ｏｖｔ％を越える
と形成される合金層の組織に影響があり、合金層の特性
が変化する可能性があるからである。
（２） Ｃａ
Ａ１と同様に０．１ｗｔ％未満ではピンホール等の欠陥
の生成を防止する効果はなく、１．０ｗｔ％を越えると
合金層の特性を変化させてしまう可能性がある。
の生成を防止する効果はなく、１．０ｗｔ％を越えると
合金層の特性を変化させてしまう可能性がある。
（３） ＭＱまたはＣｅ
ＭｇまたはＣｅを添加する場合ｏ、ｏｏ２ｗｔ％未満で
は欠陥の生成を防止する効果はみられず、０．０３ｗｔ
％を越えると合金化処理中にスパッターが発生し、溶融
プール中の溶融物が飛散するという不都合がある。
は欠陥の生成を防止する効果はみられず、０．０３ｗｔ
％を越えると合金化処理中にスパッターが発生し、溶融
プール中の溶融物が飛散するという不都合がある。
実施例
以下にこの発明の実施例を記す。
実施例
鋳鉄（Ｆｃ２３）のテストピース（６０ｘ３０Ｘ１０ｍ
ｍ）のＮ１−５％Ａｌ粉末を０．５１厚に溶射した。そ
の溶射層に第１表に示す条件でＴＩＧアークを照射し、
溶射層と鋳鉄母材との合金層を形成した。
ｍ）のＮ１−５％Ａｌ粉末を０．５１厚に溶射した。そ
の溶射層に第１表に示す条件でＴＩＧアークを照射し、
溶射層と鋳鉄母材との合金層を形成した。
第１表 ＴＩＧアーク照射条件
その合金層の成分を分析したところ、Ｎ１２３％、Ａｆ
ｌ、５％、Ｃ１，７％、Ｓｉ１．０％、残部１”ｅであ
った。
ｌ、５％、Ｃ１，７％、Ｓｉ１．０％、残部１”ｅであ
った。
比較例
他は実施例と同様にして、テストピースにＮｉ粉末のみ
を溶射して表面合金化層を形成した。
を溶射して表面合金化層を形成した。
以上の実施例および比較例によって得られた表面合金化
層の断面写真を第１図および第２図に示す。第２図に示
す比較例のものでは、ピンホールやブローホール等の欠
陥がみられるのに対し、第１図に示す実施例のものでは
それ等の欠陥はみられない。
層の断面写真を第１図および第２図に示す。第２図に示
す比較例のものでは、ピンホールやブローホール等の欠
陥がみられるのに対し、第１図に示す実施例のものでは
それ等の欠陥はみられない。
発明の効果
以上のようにこの発明の鋳鉄基材に対する表面合金化層
の形成方法によれば、鋳鉄基材に合金化させる他の金属
に予めＡｆ、Ｃａ 、Ｃｅ 、Ｍｇのいずれか１種また
は２種以上を添加するようにしたことによって、合金化
層を形成する際に鋳鉄基材に固溶している０がＣと反応
してＧＯ２を生成することに起因して合金化層にピンホ
ール、ブローホール等の欠陥が生成されるのを防止する
ことができる。また、鋳鉄基材に合金化させる他の金属
にＡＩ等を必要な分量予め添加しておけば良く、ＡＩ２
等の無駄が生じないという利点もある。
の形成方法によれば、鋳鉄基材に合金化させる他の金属
に予めＡｆ、Ｃａ 、Ｃｅ 、Ｍｇのいずれか１種また
は２種以上を添加するようにしたことによって、合金化
層を形成する際に鋳鉄基材に固溶している０がＣと反応
してＧＯ２を生成することに起因して合金化層にピンホ
ール、ブローホール等の欠陥が生成されるのを防止する
ことができる。また、鋳鉄基材に合金化させる他の金属
にＡＩ等を必要な分量予め添加しておけば良く、ＡＩ２
等の無駄が生じないという利点もある。
第１図はこの発明を実施して得られた鋳鉄基材表面合金
化層の断面写真、第２図は従来法によって得られた鋳鉄
基材表面合金化層の断面写真である。 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 豊 １）武 久 （ほか１名） 、＼火′ ・ 啄＼、・ ？燈 、 萩□ ら；；、２ ’％”””ｊ （）Ｃ７０′； 手 続 補 正 ＩＩ（方式）昭和６
０年５月２４日 特許庁長官 志 賀 学 殿 ２、発明の名称 鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 愛知県豊田布トヨタ町１番地名 称 （３
２０） トヨタ自動車株式会社４、代理人 住 所 東京都港区三田３丁目４番１８号二葉ピル８
０３号 電話（４５３） ６５９１５、補正命令の日付 昭和６０年４月３０日（発送日ｙ ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明を実施して得られた鋳鉄基材表面合金
化層の金属組織写真、第２図は従来法によって得られた
鋳鉄基材表面合金化層の金属組織写真である。
化層の断面写真、第２図は従来法によって得られた鋳鉄
基材表面合金化層の断面写真である。 出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 豊 １）武 久 （ほか１名） 、＼火′ ・ 啄＼、・ ？燈 、 萩□ ら；；、２ ’％”””ｊ （）Ｃ７０′； 手 続 補 正 ＩＩ（方式）昭和６
０年５月２４日 特許庁長官 志 賀 学 殿 ２、発明の名称 鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 住 所 愛知県豊田布トヨタ町１番地名 称 （３
２０） トヨタ自動車株式会社４、代理人 住 所 東京都港区三田３丁目４番１８号二葉ピル８
０３号 電話（４５３） ６５９１５、補正命令の日付 昭和６０年４月３０日（発送日ｙ ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明を実施して得られた鋳鉄基材表面合金
化層の金属組織写真、第２図は従来法によって得られた
鋳鉄基材表面合金化層の金属組織写真である。
Claims (1)
- 鋳鉄基材の少なくとも一部に他の金属を被覆し、その
被覆金属に高密度エネルギーを照射して鋳鉄基材と被覆
金属との合金化層を形成する鋳鉄基材に対する表面合金
化層の形成方法において、前記合金化層が、０．０５〜
４．０ｗｔ％Ａｌ、０．１〜１．０ｗｔ％Ｃａ、０．０
０２〜０．０３ｗｔ％Ｍｇ、０．００２〜０．０３ｗｔ
％Ｃｅのいずれか１種または２種以上を含有するように
、前記被覆金属に予めＡｌ、Ｃａ、Ｃｅ、Ｍｇのいずれ
か１種または２種以上を添加することを特徴とする鋳鉄
基材に対する表面合金化層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221585A JPS61170579A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221585A JPS61170579A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170579A true JPS61170579A (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=11799154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221585A Pending JPS61170579A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 鋳鉄基材に対する表面合金化層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170579A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194166A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-28 | Honda Motor Co Ltd | 再溶融硬化処理方法 |
| JPS6217124A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-26 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 鋳鉄の局部再溶融法による耐酸化チル層の形成法 |
| JPH05180573A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Tobata Seisakusho:Kk | 自溶炉の炉体冷却に用いる水冷ボックス |
| CN111926237A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-13 | 西华大学 | 一种耐磨铸钢件表面合金化方法 |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP1221585A patent/JPS61170579A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61194166A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-28 | Honda Motor Co Ltd | 再溶融硬化処理方法 |
| JPH0328514B2 (ja) * | 1985-02-20 | 1991-04-19 | Honda Motor Co Ltd | |
| JPS6217124A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-26 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 鋳鉄の局部再溶融法による耐酸化チル層の形成法 |
| JPH0123552B2 (ja) * | 1985-07-17 | 1989-05-02 | Nippon Pisutonringu Kk | |
| JPH05180573A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Tobata Seisakusho:Kk | 自溶炉の炉体冷却に用いる水冷ボックス |
| CN111926237A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-13 | 西华大学 | 一种耐磨铸钢件表面合金化方法 |
| CN111926237B (zh) * | 2020-08-19 | 2022-06-21 | 西华大学 | 一种耐磨铸钢件表面合金化方法 |
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