JPS61231106A - 不良導体硬質材料粉末と金属粉末より成る複合材の耐摩耗材 - Google Patents

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］ 本発明は不良導体硬質材料粉末と金属粉末より成る複合
材の耐摩耗材に係わり、更に詳しくは、重量物の搬送路
面や金属粉等が激しく飛び散る加工工場等の壁面、機械
、装置のテーブル面、等の構造物の表面に多数適用して
、この構造物表面全体に耐摩耗性を与える為の小板状の
耐摩耗材に関する。

［従来の技術］ 周知の通り、材料の搬送、床面、壁面等構造物の表面に
耐摩耗性を与える必要は数多くある。

例えば、ショットピーニング、サンドブラスト工場等に
於いては、激しく金属粉が飛び散るので、その加工工場
の壁面は摩耗が激しく、当然に壁面の耐摩耗性が要求さ
れる。この場合、それら壁面等構造物自体全体を耐摩耗
性のある材質で形成すれば上記の要求を満たすが、コス
ト面等で現実には無理であり、これが為に従来から壁面
、床面、天井、等の表面に小板状の耐摩耗材が貼られて
いる。この場合、硬質金属板を用いることもあるが、不
良導体硬質材料、即ちアルミナ（ＡＱｚＯ３）、ポロン
カーバイ）　（Ｂ４　Ｃ）、アランダム（Ｓ　ｉ　ｃ）
等■、■、■金属の酸化物、炭化物、ケイ化物、はう化
物、窒化物等は、硬質金属より安価なので、これら材質
より成る小板状の耐摩耗材が使用し易い。

又同じような理由で、不良導体硬質材料粉末と金属材料
粉末より成る複合材料の小板状耐摩耗材も用いられてい
る。そして、これら複合材料小板状耐摩耗材の製法は、
１つは、不良導体硬質材料粉末をふるい分けし、他方金
属粉末をふるい分けし、両者を秤量の上混合し、且つ適
当な溶媒を混合し、所定の形に成型して、水素中、真空
中、その他適当な保護ガス中で焼結して成型する方法で
ある。又、その２はホットプレス法と称して、黒鉛型の
中に混合粉末を充てんし、黒鉛発熱体や高周波加熱によ
って、加圧しつつ加熱して成型する方法もある。

［発明が解決しようとする問題点］ 然しながら、以上側れの不良導体硬質材料を用いたもの
でも、適用すべき構造物表面が、それらを埋め込んだり
、強度的に問題はあっても接着できる面ならばよいが、
重量物をスライドさせて搬送する鋼製の表面や鋼製の壁
面又は工作機械のテーブル面等の場合には、その表面に
融接等により接合できないから、適用し難い、又、不良
導体硬質材料粉末と金属粉末の複合材料より成るものの
製造についても、従来の場合、上記第１の製法は、十分
な実績を有しているが、この第一の方法に比して第二の
方法は、気孔を少なくすることが出来て堅い焼結体が得
られることや、仕上がり寸法に近いものが得られること
、更には操作が簡単であって、比較的焼結時間が小等の
理由により、この高周波加熱方式の高温圧縮法が良いも
のであるが、上記の高周波加熱方式の高温圧縮法の場合
には、高価な黒鉛型を用いなければならず、それが比較
的消耗が激しい為に、究極に於いて製品のコストアップ
につながると共に、第１の方法に比して焼結時間は短い
とはいえ、未だ長い時間要し、大量生産方式に適合させ
るには未だ改善の余地がある。

従って本発明の目的とする所は、金属製の重量物搬送路
面や床面、又は壁面、天井面、更には工作機械のテーブ
ル面等に容易に適用でき、而もそれら表面に融接によっ
て適用できる不良導体硬質粉末と金属粉末より成る複合
材料耐摩耗材を提供するにある。且つ簡単な設備で低コ
ストにて、且つより短時間に製造できる不良導体硬質材
料の粉末と金属粉末より成る複合材料の小板状耐摩耗材
を提供するにある。

［問題点を解決する為の手段、作用］ 上記目的を達成する為に本発明は次の技術的手段を有す
る。

即ち、実施例に対応する付号を用いてこれを説明すると
、この耐摩耗材は、構造物表面に融接できる金属５と、
不良導体硬質材料粉末６と金属粉末７との混合粉末の二
層以上を加圧すると同時に、この被成型物自体に直接低
電圧強電流を短時間通電して高温加熱して製した基体８
に対して一体的に溶着せる複合材の表面体９の小板状に
成型されて成り、この基体８の表面１１を構造物表面１
３に融接する為の融接面としたことを特徴とするもので
ある。

このような構成なので、この多数を構造物１２の表面１
３に配列する時は、この耐摩耗材１０の基体８を構造物
表面にスポット融接して施工するものである。

これによれば、耐摩耗材自体は、単に加圧且つ同時に直
接強電流通型加熱して、成型できるので、比較的容易に
製造でき、又構造物の表面に施工する時は、基体が、構
造物表面の金属に対して融接できる金属であるから、こ
の不良導体硬質粉末と金属粉末の複合材料耐摩耗材を、
調停金属性の構造物表面に融接法により難なく接合でき
るから、施工が容易である。

［実施例］ 次に添付図面に従い本発明の好適な実施例を詳述する。

ｌ及び２はダイスを示し、３及び４はパンチを示してい
る。

このダイスｌ及び２内に、鉄粉５を充てんし、その上に
不良導体硬質粉末６と金属粉末７の混合粉末を充てんす
る。

次いで一対の、パ、ンチ３，４により、加圧すると同時
に、この混合粉末に対して、低電圧の強電流を短時間瞬
間的に通電して高温圧縮下で瞬間焼結し、急冷し、鉄粉
の基体８と、それに対して一体的に溶着せる混合粉複合
材料の表面体９を製する。

上記一対のパンチ３，４はカーボン電極を兼ねたカーボ
ンを用いる。且つ急冷は液体チッ素等により実施される
。

本発明は、このように、鉄粉とその上の混合粉末に対し
て低電圧の大電流を、被熱物自体に対して直接通電する
ものである。この場合、混合粉の混合相に於ける発熱量
は、電流値、電圧値、通電時間の各々に比例するわけで
あるが、低電圧、瞬間時間なので、発熱量は、基本的に
混合粉の種類、量に応じて通電電流値を制御することに
よって定めることができる。

又、この発明は、従来の高温圧縮法と同様に、この直接
瞬間通電の間に、鉄粉及び混合粉を圧粉するわけである
が、その加圧力は、成型混合粉の種類に応じて定める。

混合粉に関して適用出来る不良導体硬質材料粉末として
は、通常セラミックスと称されるＩ’Ｖ、Ｖ。

■金属の酸化物、炭化物、けい化物、はう化物、窒化物
のほとんどを用いることができる。又混合粉の中に適用
出来る金属粉末は、Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ等が好ましく、混
合粉としては、ＡｌＩ３０３−Ａｌ、Ａｌ；Ｌ２０３−
Ｆｅ、Ｂ４Ｃ−Ｆｅ、Ｓ　ｉ　ｃ−３ｔ、　Ｓ　ｉ　ｃ
−Ｃｒ等が考えられる。そして、混合粉に関しこの不良
導体硬質材料粉末の量と、金属粉末の量の相互の比によ
って、耐熱性、耐食性、特に硬さが選択され、且つ金属
のじん性、可塑性　１機械的強度の度合が選択される。

このように、瞬間低電圧直流大電流を、一対のカーボン
電極を兼ねたパンチ３．４を介して加圧しながら通電し
、その後急冷すると、金属粉末が、不良導体硬質材料粉
末の粒子間にバインダとして介在し、良好な瞬間焼結複
合材の表面体９が得られる。且つこの複合材に対して、
一体重に溶着せる基体８が得られる。

本発明に於いて、この焼結過程は明確に明らかでない、
しかしながら、高温圧縮法に於ける一般の焼結過程のよ
うに、高温高圧が同時に加えられているので、混合相粉
粒子の原子の活発が盛んになり、それらは変化しやすい
状態になるものと考えられる。それ故に、粉粒子間の中
の空孔は押しつぶされ、拡散して、密着する。而も、粒
子間の接触態様は面接触的であり、堅密に焼結せしめら
れると思われるが、特に本発明は瞬間強大電流を混合粉
相中に通電するので、特有の高温発生及び焼結メカニズ
ムもあると思われる。その１つは、不良導体硬質材料粉
末の電気抵抗値は金属粉末のそれに比して格段と大きい
、従って、混合相中に於いては、その電流密度は金属粉
末中の方が圧倒的に大であり、金属粉末の挙動が不良導
体硬質材料粉末のそれより激しくなり、瞬間的に金属粒
子が不良導体硬質材料粉末の粒子間に拡散し、気孔を埋
め非金属硬質材料粉末のバインダとして全体を結着させ
るものと考えられ、この時不良導体硬質材料粉末も挙動
して、金属粉末粒子を受容し、これらにより気孔が埋め
られて密に結着するものと考えられる。この成型に於い
て、大気と反応しない真空中、不活性ガス中で成型を実
施すると、よりよい。

さて、このようにして得られた耐摩耗材１０は、通常平
面形状、四角（方形、長方形）又は丸形であるが、この
耐摩耗材１０を構成する基体８の表面１１を融接面とし
て利用する点に特徴を有する。即ち、これを重量物の搬
送路面等の構造物１２の表面１３に融接するには、例え
ば第３図に示す如く、その表面１３を一定面端ごと予め
加熱して融かし、そこにこの耐摩耗材１０の所定数を、
基体８の表面１１を下にして適宜量いていき、基体８の
表面１１と構造物の表面１３を互いに融接する。又構造
物の表面１３に、この耐摩耗材１０を置いて、基体８の
表面１１と構造物の表面１３を部分的にスポット融接し
て、一体化する。

これらの場合、耐摩耗材１０の基体８の金属材質、例え
ば鉄と、構造物１２の金属材質、例えば鉄鋼材とは同種
なので、第三のロウ棒、ロウ接材等が全く不要であり、
容易に施工できる。

而して、上記に於いては基体８の為の金属として鉄粉を
用いたが、構造物表面に融接できる他の金属でもよく、
鉄系の場合には、カーボン、Ｔｔｃ、Ｗｃ等をその組成
中に含ませて、その硬度を要求に応じて自由に調節する
ようにしてもよく、更に第４図に示す如く、成型時に鉄
粉５と、不良導体硬質粉末６と金属粉末７の混合粉の間
に、銅粉等１４を介在させてもよく、更に基体８を成型
する時に、鉄粉中にカーボンを含ませて硬度を高めて、
表面体の支持力を高めるようにしてもよい。

次に１つの具体例を開示する。

カーボン電極を兼ねたパンチ３，４の間に鉄粉（Ｆｅ）
を充てんし、次いで重量比で５０：５０の５ｉｃ−Ｆｅ
の混合粉末を充てんし、両パンチ３゜４によって３０ｋ
ｇ／ｃｒｎ’で加圧すると同時に、両パンチ３．４間に
強電流３，０ＯＯＡの電流を、２分間通電して、基体８
の厚さ５■箇、その基体に対して一体溶着した表面体９
の厚さ３ｍｍ、全体の厚さ８■、幅２０ｍｍ、長さ２０
＋ｓｍの耐摩耗材を得た。

この多数を、サンドブラスト工場の壁面の表面に、融接
した。その結果十分な耐摩耗性が得られた。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、この小板状耐摩耗材は１重量物の搬
送路面や、金属粉が激しく飛び散る壁面、天井等の構造
物表面に対して融接できる金属と不良導体硬質材料粉末
と金属粉末の混合粉とを、加圧と同時に瞬間的に低電圧
強電流を通電して高温加熱して、基体と、それに対して
一体的に溶着せる複合材料の表面体の小板状に成型する
ものであるから、容易に加工でき、特に、この小板状成
型品の基体は、構造物表面に対して融接できる金属であ
るから、構造物表面が金属である場合には、これを構造
物表面に対して、単に融接により一体的に接合できるも
のであって施工が極めて容易である等実用上程々の利点
を呈するものである。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は瞬間的に低
電圧強電流を被成型品自体に通電して高温圧縮成型をし
ている所を示す図、第２図は成型された耐摩耗材の断面
図、第３図は構造物表面にこの耐摩耗材を融接した所を
示す図、第４図は他の実施例図であり、図中５は鉄粉、
６は不良導体硬質粉末、７は金属粉末、８は基体、９は
表面体、１０は耐摩耗材、１１は基体の表面、１２は構
造物、１３は構造物の表面である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構造物の表面、機械、装置の表面等に多数配列して、こ
   れら構造物等表面全体に耐摩耗性を与える為の小板状の
   耐摩耗材であって、この耐摩耗材は、構造物表面の金属
   に融接できる金属と、不良導体硬質材料粉末と金属粉末
   との混合粉末の二層以上を加圧すると同時にこの被成型
   物自体に直接低電圧強電流を短時間通電して高温加熱し
   て製した、基体に対して一体的に溶着せる複合材表面体
   の小板状に成型されて成り、上記基体の表面を構造物の
   表面に融接する為の融接面としたことを特徴とする不良
   導体硬質材料粉末と金属粉末より成る複合材の耐摩耗材
   。