JPS62148098A - 高硬度高靭性Fe−Co基肉盛合金 - Google Patents
高硬度高靭性Fe−Co基肉盛合金Info
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- JPS62148098A JPS62148098A JP29169285A JP29169285A JPS62148098A JP S62148098 A JPS62148098 A JP S62148098A JP 29169285 A JP29169285 A JP 29169285A JP 29169285 A JP29169285 A JP 29169285A JP S62148098 A JPS62148098 A JP S62148098A
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- hardness
- toughness
- wear resistance
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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
- 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
- B23K35/3093—Fe as the principal constituent with other elements as next major constituents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (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〕
本発明は機械部品、器具等の表面硬化のために用いる高
硬度高靭性のFe −Co基肉盛合金に関するものであ
る。特に、射出成形機等のスクリュー摩耗部分の硬化肉
盛材に適している。
硬度高靭性のFe −Co基肉盛合金に関するものであ
る。特に、射出成形機等のスクリュー摩耗部分の硬化肉
盛材に適している。
プラスチックの成形機、押出機等のスクリューは稼働時
にシリンダー内面との摩擦や樹脂または樹脂に加えた添
加材による摩耗を受けるため耐摩耗性が要求されている
。
にシリンダー内面との摩擦や樹脂または樹脂に加えた添
加材による摩耗を受けるため耐摩耗性が要求されている
。
従来、鋼製のスクリューの摩耗対策は焼入れ、窒化等の
熱処理やハードクロメツキ等の表面処理が施されていた
が、最近の成形圧力上昇や添加物等により摩耗が激しく
なっている。このような摩耗対策として、最近スクリュ
ー山部にステライトなどCo−Cr−W−C系合金や自
性合金などN1−Cr−B−Si系合金を肉盛する方法
が取られだしている。ところで、Go−Cr−W−C系
合金は比較的低い硬さくlip、C40〜45)では靭
性が高いが、高硬度(II、C45〜54)では靭性が
低く、肉盛層中にクラックが発生するなどして使用が困
難である。従って実際のスクリューに肉盛可能なCo−
Cr−W−C系合金の材質は硬さIt、C40〜44と
低いものである。このため、Co−Cr−W−C系合金
の肉盛スクリューも耐摩耗性が十分とは言えない。一方
、N1−Cr−B−Si系合金は硬さが高く耐摩耗性も
良好だが靭性に欠けることにより、肉盛溶接時又は使用
時に肉盛層の割れや欠は落ちなどが起きるため、スクリ
ューへの肉盛材としてはあまり使用されていない。
熱処理やハードクロメツキ等の表面処理が施されていた
が、最近の成形圧力上昇や添加物等により摩耗が激しく
なっている。このような摩耗対策として、最近スクリュ
ー山部にステライトなどCo−Cr−W−C系合金や自
性合金などN1−Cr−B−Si系合金を肉盛する方法
が取られだしている。ところで、Go−Cr−W−C系
合金は比較的低い硬さくlip、C40〜45)では靭
性が高いが、高硬度(II、C45〜54)では靭性が
低く、肉盛層中にクラックが発生するなどして使用が困
難である。従って実際のスクリューに肉盛可能なCo−
Cr−W−C系合金の材質は硬さIt、C40〜44と
低いものである。このため、Co−Cr−W−C系合金
の肉盛スクリューも耐摩耗性が十分とは言えない。一方
、N1−Cr−B−Si系合金は硬さが高く耐摩耗性も
良好だが靭性に欠けることにより、肉盛溶接時又は使用
時に肉盛層の割れや欠は落ちなどが起きるため、スクリ
ューへの肉盛材としてはあまり使用されていない。
本発明は上記従来の肉盛合金の欠点を解消しようとする
もので、硬さが高く、靭性に冨んだ肉盛合金を提供する
ことを目的とし、従来公知の肉盛合金より衝撃値の高い
、新規な合金を種々検討した。その結果、Co基合金に
Feを添加することにより、硬さと靭性が向上すること
を見出し、組成の検討を行った結果、硬さ、靭性のいず
れも満足する合金を得たものである。さらにこの合金は
耐摩耗性や機械的強度等につい−でも従来公知の肉盛合
金よりも優れていることが明らかになった。
もので、硬さが高く、靭性に冨んだ肉盛合金を提供する
ことを目的とし、従来公知の肉盛合金より衝撃値の高い
、新規な合金を種々検討した。その結果、Co基合金に
Feを添加することにより、硬さと靭性が向上すること
を見出し、組成の検討を行った結果、硬さ、靭性のいず
れも満足する合金を得たものである。さらにこの合金は
耐摩耗性や機械的強度等につい−でも従来公知の肉盛合
金よりも優れていることが明らかになった。
本発明の合金は、重量でCr6.0〜14.0%、 [
10,8〜2.4%、 Si O,5〜5.OX、W
0.5〜15%、 Co 10〜40χ。
10,8〜2.4%、 Si O,5〜5.OX、W
0.5〜15%、 Co 10〜40χ。
Ni 1.5%以下、c o、sx以下残部40%以上
のFe及び不可避的不純物からなることを特徴とするR
e−C。
のFe及び不可避的不純物からなることを特徴とするR
e−C。
基合金である。
本発明の成分限定理由を以下に述べる。以下%は重量%
を表すものとする。
を表すものとする。
Cr 6.0〜14.0χ
CrはFe−Coを主体とする合金のマトリックスに固
溶して、靭性の向上に寄与するが、6χ未満ではその効
果が少ない。一方、14χを超えると硬さの低下を招く
のでその含有量を6.0−14.0χに定めた。
溶して、靭性の向上に寄与するが、6χ未満ではその効
果が少ない。一方、14χを超えると硬さの低下を招く
のでその含有量を6.0−14.0χに定めた。
B O,8〜2.4χ
Bは高硬度の硼化物を形成し、組織中に析出させるので
、合金の硬さと耐摩耗性を向上させる。
、合金の硬さと耐摩耗性を向上させる。
0.8χ未満では、硬さが不十分であり、2.4χを超
えると硬さ、耐摩耗性は向上するが脆性が増大するので
、その含有量を0.8〜2.4χに定めた。
えると硬さ、耐摩耗性は向上するが脆性が増大するので
、その含有量を0.8〜2.4χに定めた。
また、Bの添加は肉盛時の作業性を向上させる効果があ
る。
る。
SiO,5〜5.0χ
Siは合金は硬さ及び靭性を向上させる元素であるが、
0.5χ未満ではその効果が十分でなく 、5.0χを
超えると硬さは向上するが脆性が増大するので、その含
有量を0.5〜5.0χに定めた。
0.5χ未満ではその効果が十分でなく 、5.0χを
超えると硬さは向上するが脆性が増大するので、その含
有量を0.5〜5.0χに定めた。
W O05〜15χ
Wは少量の添加で合金の靭性を向上させるが、0.5χ
未満ではその効果がない。一方、多量の添加では15χ
を超えると合金の硬さ、靭性ともに低下する。従ってそ
の含有量を0.5〜15χとした。
未満ではその効果がない。一方、多量の添加では15χ
を超えると合金の硬さ、靭性ともに低下する。従ってそ
の含有量を0.5〜15χとした。
Co10〜40χ
COはReとともに合金のマトリックスを形成する元素
である。Coの添加により合金の靭性が向上するが、1
0χ未満ではその効果が少なく、また40χを超えると
硬さが急激に低下し、同時に靭性もやや低下する。従っ
てその範囲を10〜4θχと定めた。
である。Coの添加により合金の靭性が向上するが、1
0χ未満ではその効果が少なく、また40χを超えると
硬さが急激に低下し、同時に靭性もやや低下する。従っ
てその範囲を10〜4θχと定めた。
Ni 1.5%以下
NiはCo中に少量含まれることが多いため、Niの影
響を調べた。その結果、Ni1.5χまでは合金の靭性
、硬さともにやや改善されるが、Niが1.5χを超え
ると靭性、硬さともに急激に低下する。従ってその含有
量を1.5%以下とした。
響を調べた。その結果、Ni1.5χまでは合金の靭性
、硬さともにやや改善されるが、Niが1.5χを超え
ると靭性、硬さともに急激に低下する。従ってその含有
量を1.5%以下とした。
CO,5″A以下
Cは原材料中や、溶製時のカーボンピックアップなどで
入ることもあるのでその影響を調べた。
入ることもあるのでその影響を調べた。
その結果C0,5Xまでは合金の硬さを上げ、靭性はや
や低下するもさほど悪影響を示さないが、0.5χを超
えると硬さが上がるものの靭性が急激に低下する。従っ
て、その含有量を0.5″A以下とした。
や低下するもさほど悪影響を示さないが、0.5χを超
えると硬さが上がるものの靭性が急激に低下する。従っ
て、その含有量を0.5″A以下とした。
まず、本発明の合金(試料阻1〜13)と従来合金とし
てCo−Cr−W−C系合金(試料N(Li2)及びN
1−Cr−B−3i系合金(試料魚15)について、硬
さ及び衝撃試験を行った。
てCo−Cr−W−C系合金(試料N(Li2)及びN
1−Cr−B−3i系合金(試料魚15)について、硬
さ及び衝撃試験を行った。
表−1は試験した合金組成と硬さ及び衝撃値を示してい
る。
る。
試験は下記の通り行った。
試料!1kL1〜13については原料にFe、Co、O
r、 Fe−[1゜Fe−W、 Si+ Ni、 Cr
−C等を用い、表−1の組成になるように配合し、電気
炉で計雰囲気中1450°C″′?:溶解し、合金化し
た。次いで合金化した溶湯を12×12 X 60mm
のシェル鋳型に鋳造し、鋳造後、鋳造欠陥除去を目的と
してHI P処理を行った。(IIIP条件・温度:固
相線温度−30°C1圧力;1000 kgf/ant
。
r、 Fe−[1゜Fe−W、 Si+ Ni、 Cr
−C等を用い、表−1の組成になるように配合し、電気
炉で計雰囲気中1450°C″′?:溶解し、合金化し
た。次いで合金化した溶湯を12×12 X 60mm
のシェル鋳型に鋳造し、鋳造後、鋳造欠陥除去を目的と
してHI P処理を行った。(IIIP条件・温度:固
相線温度−30°C1圧力;1000 kgf/ant
。
保持時間;2+1)この鋳造片を研削により10 X
10 X55mmの試片に加工した。
10 X55mmの試片に加工した。
比較例の試料m14.15については市販の溶接棒を上
記と同様の条件で溶解、鋳造、HI P処理し、研削に
より10 X 10 X 55mmの試片に加工した。
記と同様の条件で溶解、鋳造、HI P処理し、研削に
より10 X 10 X 55mmの試片に加工した。
衝撃試験はシャルピー衝撃試験機を用い、上記の10
X 10 X 55mm試片(ノツチなし)を用いて行
った。
X 10 X 55mm試片(ノツチなし)を用いて行
った。
硬さ試験片はロックウェル硬度計(Cスケール)を用い
、シャルピー衝撃試験後の破断試験片を用いて行った。
、シャルピー衝撃試験後の破断試験片を用いて行った。
図−1は硬さと衝撃値の関係を示しているが、図中1〜
13は試料隘1〜13に対応しており、14は従来合金
のCo−Cr−W−C系合金、15は同様にN1−Cr
−B−Si系合金である。
13は試料隘1〜13に対応しており、14は従来合金
のCo−Cr−W−C系合金、15は同様にN1−Cr
−B−Si系合金である。
表−11図−1かられかるごとく、本発明の合金は従来
合金のCo−Cr−W−C系合金やN1−Cr−B−S
i系合金に比べ、同じ硬さでの衝撃値はおよそ2倍以上
高い値を示し、硬さも118C46以上で高い硬さを示
している。
合金のCo−Cr−W−C系合金やN1−Cr−B−S
i系合金に比べ、同じ硬さでの衝撃値はおよそ2倍以上
高い値を示し、硬さも118C46以上で高い硬さを示
している。
以上のごとく本発明の合金が高い硬さと靭性に冨んでい
ることがわかる。
ることがわかる。
次ぎに本発明の合金の機械的強度と耐摩耗性について、
従来合金と比較して試験した。試験は表−1の試料階4
と比較材として試料Na14,15について行った。
従来合金と比較して試験した。試験は表−1の試料階4
と比較材として試料Na14,15について行った。
機械的強度は引張試験を行った。試片は前記、硬さ一衝
撃試験と同様の方法で溶解し、12 φ×120mmの
黒鉛鋳型鋳造後、前記同様のHI P処理を施した。こ
の鋳造棒をJIS 2号試験片(平行部径6φmmツバ
付)に切削加工し試験片とした。
撃試験と同様の方法で溶解し、12 φ×120mmの
黒鉛鋳型鋳造後、前記同様のHI P処理を施した。こ
の鋳造棒をJIS 2号試験片(平行部径6φmmツバ
付)に切削加工し試験片とした。
引張試験はオートグラフ代引張試験機を用い、室温、4
00℃、600°Cについて測定した。
00℃、600°Cについて測定した。
耐摩耗性は金属との摺動摩擦試験を行った。試験片は硬
さ一衝撃試験で用いた硬さ試験後の試料を用い、試験面
は耐水研摩紙#1200まで研摩し、さらにパフ研摩し
た。相手材は特殊チル鋳鉄リング(外径30φ×巾5m
m)を用い、これに試験面を押し付けて摺動させ、その
摩耗痕を比較した。条件は荷重; 40kgf、回転数
;3370rpm、潤滑油;モーターオイルl0W−3
0,IjL度ニア0°C9時間;5hrである。
さ一衝撃試験で用いた硬さ試験後の試料を用い、試験面
は耐水研摩紙#1200まで研摩し、さらにパフ研摩し
た。相手材は特殊チル鋳鉄リング(外径30φ×巾5m
m)を用い、これに試験面を押し付けて摺動させ、その
摩耗痕を比較した。条件は荷重; 40kgf、回転数
;3370rpm、潤滑油;モーターオイルl0W−3
0,IjL度ニア0°C9時間;5hrである。
表−2に試験結果を示す。
表−2かられかるごとく、本発明の合金は従来合金に比
べて、抗張力、伸びともに優れ、さらに耐摩耗性にも優
れている。
べて、抗張力、伸びともに優れ、さらに耐摩耗性にも優
れている。
表−2
さらに、本発明の合金の肉盛溶接作業性について、従来
合金と比較して試験した。試験は表−1の試料隘13と
比較材として試料Th14.15について行った。
合金と比較して試験した。試験は表−1の試料隘13と
比較材として試料Th14.15について行った。
供試用の肉盛材は試料階13については、原料のFe。
Co、 Cr+ Fe−8,高炭素Fe−Cr、Fe−
W、Ni、Siを高周波誘導炉で大気中溶解−真空脱ガ
ス溶解後、ガラス管吸引鋳造した5φ×約550mmの
棒を用いた。また試料N1114.15については市販
の肉盛溶接棒(5φmm)を用いた。
W、Ni、Siを高周波誘導炉で大気中溶解−真空脱ガ
ス溶解後、ガラス管吸引鋳造した5φ×約550mmの
棒を用いた。また試料N1114.15については市販
の肉盛溶接棒(5φmm)を用いた。
母材は、材質SCM−440Cのスクリューで山部の外
径100 φmm、 ピッチ約100mm、スクリュ
一部の全長3mのものを用いた。
径100 φmm、 ピッチ約100mm、スクリュ
一部の全長3mのものを用いた。
肉盛溶接はTIG法で行い、母材の溶込みをできるだけ
少なくなるように溶接電流を選択した。
少なくなるように溶接電流を選択した。
肉盛溶接試験の結果、本発明の合金(試料N113)で
は肉盛層に割れは全く発生せず、良好な肉盛層を作るこ
とができた。
は肉盛層に割れは全く発生せず、良好な肉盛層を作るこ
とができた。
一方、従来合金は、試料11h14では肉盛層に1個所
割れが発生したが、補修す゛ろことにより健全な肉盛層
を作ることができたが、試料1Vh15では肉盛層に多
数の割れが発生し、補修することも困デ「であった。
割れが発生したが、補修す゛ろことにより健全な肉盛層
を作ることができたが、試料1Vh15では肉盛層に多
数の割れが発生し、補修することも困デ「であった。
以上のごとく、本発明の合金ば肉盛溶接作業性も良好で
あり、特に割れ感受性の低い硬化肉盛材料といえる。
あり、特に割れ感受性の低い硬化肉盛材料といえる。
以L、実施例で述べたごとく、本定明の合金は高い硬さ
でかつ靭性に冨み、その段載的強度と耐摩耗性に優れて
いることから、機械部品等の耐摩耗性を必要とする部位
への硬化肉盛材として最適である。
でかつ靭性に冨み、その段載的強度と耐摩耗性に優れて
いることから、機械部品等の耐摩耗性を必要とする部位
への硬化肉盛材として最適である。
従来のCo−Cr−W−C系合金を肉盛したスクリュー
で摩耗が発生していた押出機のスクリューに本発明の合
金を肉盛し、実用試験を行った結果、摩耗や肉盛層の割
れ、欠は落ち等の問題は全く起こらず、順調に稼働し、
十分満足する結果を示した。
で摩耗が発生していた押出機のスクリューに本発明の合
金を肉盛し、実用試験を行った結果、摩耗や肉盛層の割
れ、欠は落ち等の問題は全く起こらず、順調に稼働し、
十分満足する結果を示した。
このことから、射出成形機スクリューのごとく肉盛溶接
時に割れの発生しやすい母材であることや、かつ稼働時
にシリンダー内面との摩擦や樹脂及び添加剤による摩耗
に耐え、さらに強いねじり作用による母材の変形に耐え
る肉盛層を形成するだめの硬化肉盛材として適している
。
時に割れの発生しやすい母材であることや、かつ稼働時
にシリンダー内面との摩擦や樹脂及び添加剤による摩耗
に耐え、さらに強いねじり作用による母材の変形に耐え
る肉盛層を形成するだめの硬化肉盛材として適している
。
なお、本発明の合金は鋳造棒として通常の肉盛溶接の他
に、アトマイジング法などによって粉末状として、プラ
ズマ粉末肉盛溶接などにも利用できる。
に、アトマイジング法などによって粉末状として、プラ
ズマ粉末肉盛溶接などにも利用できる。
図−1は本発明の合金及び比較材として従来合金の硬さ
と衝撃値の関係を示したものである。図中、1〜I3は
本発明の合金、14及び15は従来合金を示している。
と衝撃値の関係を示したものである。図中、1〜I3は
本発明の合金、14及び15は従来合金を示している。
Claims (1)
- 重量でCr6.0〜14.0%、B0.8〜2.4%、
Si0.5〜5.0%、W0.5〜15%、Co10〜
40%、Ni1.5%以下、C0.5%以下、残部40
%以上のFe及び不可避的不純物から成ることを特徴と
するFe−Co基合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29169285A JPH0236359B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Kokodokojinseifeecokinikumorigokin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29169285A JPH0236359B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Kokodokojinseifeecokinikumorigokin |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62148098A true JPS62148098A (ja) | 1987-07-02 |
JPH0236359B2 JPH0236359B2 (ja) | 1990-08-16 |
Family
ID=17772169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29169285A Expired - Lifetime JPH0236359B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | Kokodokojinseifeecokinikumorigokin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0236359B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH067647A (ja) * | 1992-03-10 | 1994-01-18 | Pall Corp | ダイナミック・フィルタセパレータ |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP29169285A patent/JPH0236359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH067647A (ja) * | 1992-03-10 | 1994-01-18 | Pall Corp | ダイナミック・フィルタセパレータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0236359B2 (ja) | 1990-08-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |