JPS62179891A - Ｎｉ基硬化肉盛用溶接材料 - Google Patents
Ｎｉ基硬化肉盛用溶接材料Info
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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
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- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding 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］
本発明は内燃機関の吸・排気弁や各種化学プラント配管
に用いられるバルブの様に高度の耐食性並びに耐摩耗性
が要求される部品に肉盛溶接する際に使用されるＮｉ基
硬化肉盛用溶接材料に関するものである。
に用いられるバルブの様に高度の耐食性並びに耐摩耗性
が要求される部品に肉盛溶接する際に使用されるＮｉ基
硬化肉盛用溶接材料に関するものである。
［従来の技術］
内燃機関の吸・排気弁や各種化学プラント配管に使用さ
れるバルブ等は使用環境が苛酷であり、腐食や摩耗を受
は易いことから一般に素材表面に耐食性並びに耐摩耗性
の１憂れた材料を肉盛した材料が使用されている。かか
る肉盛材料としては従来からＣｏ−Ｃｒ−Ｗ合金（ステ
ライト系合金）が汎用されている。
れるバルブ等は使用環境が苛酷であり、腐食や摩耗を受
は易いことから一般に素材表面に耐食性並びに耐摩耗性
の１憂れた材料を肉盛した材料が使用されている。かか
る肉盛材料としては従来からＣｏ−Ｃｒ−Ｗ合金（ステ
ライト系合金）が汎用されている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかるにステライト系合金はその主成分であるＣｏが高
価な金属であると共に、生産地が偏在している為供給が
不安定になっており、入手が安定且つ容易であり、しか
も安価な代替材の開発が望まれている。
価な金属であると共に、生産地が偏在している為供給が
不安定になっており、入手が安定且つ容易であり、しか
も安価な代替材の開発が望まれている。
代替材としては資源豊富なＦｅ基合金がまず考えられる
が、Ｆｅ基合金は耐食性の面から性能が不十分であり、
耐食性の良好なＮｉを主成分とする合金が有望と考えら
れる。ところで硬化肉盛用溶接材料としての要求特性の
中でも、特に耐摩耗性に注目してその向上を図ろうとす
れば、ある程度の硬さを確保する必要があり、Ｎｉ基合
金においては硼化物の形成により硬さを高めた合金材料
と炭化物の形成により硬さを高めた合金材料が提案され
ている。即ち前者のＮｉ基合金としては例えばＣｒ−５
ｔ−Ｂ系Ｎｉ基合金が開発されており殊にユルモノイ合
金が有名である。しかしユルモノイ合金は多量のＢ（２
％以上）を含んでいる為、肉盛溶接に適用したときに割
れや気孔等の溶接欠陥が多く発生し、施工が難しくなる
という欠点がある。この問題を解決する目的でＢ量を下
げた溶接材料も提案されているが満足できるものではな
く実用化には至っていない。一方後者のＮｉ基合金とし
ては高Ｃ−Ｃｒ系をベースとし、その他の合金成分とし
てＭＯやＷを含むものがある。
が、Ｆｅ基合金は耐食性の面から性能が不十分であり、
耐食性の良好なＮｉを主成分とする合金が有望と考えら
れる。ところで硬化肉盛用溶接材料としての要求特性の
中でも、特に耐摩耗性に注目してその向上を図ろうとす
れば、ある程度の硬さを確保する必要があり、Ｎｉ基合
金においては硼化物の形成により硬さを高めた合金材料
と炭化物の形成により硬さを高めた合金材料が提案され
ている。即ち前者のＮｉ基合金としては例えばＣｒ−５
ｔ−Ｂ系Ｎｉ基合金が開発されており殊にユルモノイ合
金が有名である。しかしユルモノイ合金は多量のＢ（２
％以上）を含んでいる為、肉盛溶接に適用したときに割
れや気孔等の溶接欠陥が多く発生し、施工が難しくなる
という欠点がある。この問題を解決する目的でＢ量を下
げた溶接材料も提案されているが満足できるものではな
く実用化には至っていない。一方後者のＮｉ基合金とし
ては高Ｃ−Ｃｒ系をベースとし、その他の合金成分とし
てＭＯやＷを含むものがある。
該Ｎｉ基合金は前述の如く炭化物を析出させて硬度を上
げ耐摩耗性を向上させるもので、一般の合金材料として
はいくつかの提案があるが、肉盛溶接材料として使用し
た場合には割れやブローホール等を発生し、使用するこ
とができない。本発明者等はこの様な事情に着目し、上
記Ｎｉ基合金のうち耐食性及び耐摩耗性に優れた高Ｃ−
Ｃｒ系Ｎｉ基合金においてかかる長所を失なうことなく
溶接性の良好なＮｉ基硬化肉盛用溶接材料を提供すべく
研究を重ねた。
げ耐摩耗性を向上させるもので、一般の合金材料として
はいくつかの提案があるが、肉盛溶接材料として使用し
た場合には割れやブローホール等を発生し、使用するこ
とができない。本発明者等はこの様な事情に着目し、上
記Ｎｉ基合金のうち耐食性及び耐摩耗性に優れた高Ｃ−
Ｃｒ系Ｎｉ基合金においてかかる長所を失なうことなく
溶接性の良好なＮｉ基硬化肉盛用溶接材料を提供すべく
研究を重ねた。
［問題点を解決する為の手段］
その結果到達した本発明のＮｉ基硬化肉盛用溶接材料と
は Ｃ： １．５〜３％（重量％の意味、以下同じ）Ｓ ｉ
： ０．５〜２％ Ｍｏ： ５〜１５％ Ｃｒ ： ２５〜３５％ Ａ １ ：０．００１〜０．０２９４及び／又はＴ ｉ
：０．ＱＱ３〜０．０５ｋＡＩ＋Ｔｉ：０．０５％以
下 Ｆ ｅ ： ０．５ 〜５％ を必須成分として含有し、若しくは上記に加えてＷ ：
２．（１％以下を含有すると共に不純物としてＭ ｎ
： ０．１％以下 Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０５％以下 ０２：０．０繋以下 Ｎ２：０．１％以下 Ｎ２ ： ０．００５！に以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなる点に要旨を有するものである。
は Ｃ： １．５〜３％（重量％の意味、以下同じ）Ｓ ｉ
： ０．５〜２％ Ｍｏ： ５〜１５％ Ｃｒ ： ２５〜３５％ Ａ １ ：０．００１〜０．０２９４及び／又はＴ ｉ
：０．ＱＱ３〜０．０５ｋＡＩ＋Ｔｉ：０．０５％以
下 Ｆ ｅ ： ０．５ 〜５％ を必須成分として含有し、若しくは上記に加えてＷ ：
２．（１％以下を含有すると共に不純物としてＭ ｎ
： ０．１％以下 Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０５％以下 ０２：０．０繋以下 Ｎ２：０．１％以下 Ｎ２ ： ０．００５！に以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなる点に要旨を有するものである。
［作用］
本発明においては耐食性及び耐摩耗性の優れたＮｉ基合
金材料として高Ｃ−Ｃｒ系Ｎｉ基合金殊に耐摩耗性等を
さらに発揮させる上で有効な合金元素としてＭｏざらに
Ｗを加えたＮｉ基合金材料が提供される。しかるに高Ｃ
−Ｃｒ−Ｍｏ系Ｎｉ基合金若しくは高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ−
Ｗ系Ｎｉ基合金においては前述の如くこれを肉盛用溶接
材料として使用した場合にブローホールや割れ等の溶接
欠陥が発生し、使用に耐えることができない。
金材料として高Ｃ−Ｃｒ系Ｎｉ基合金殊に耐摩耗性等を
さらに発揮させる上で有効な合金元素としてＭｏざらに
Ｗを加えたＮｉ基合金材料が提供される。しかるに高Ｃ
−Ｃｒ−Ｍｏ系Ｎｉ基合金若しくは高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ−
Ｗ系Ｎｉ基合金においては前述の如くこれを肉盛用溶接
材料として使用した場合にブローホールや割れ等の溶接
欠陥が発生し、使用に耐えることができない。
本発明者等はかかる硬化肉盛用溶接材料としては不向ぎ
と考えられていた高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系Ｎｉ基合金若しく
は高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ系Ｎｉ基合金を硬化肉盛用溶接
材料として満足し得るものに改良すべく鋭意検討を重ね
た結果前記構成で示される本発明を完成するに至った。
と考えられていた高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系Ｎｉ基合金若しく
は高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ系Ｎｉ基合金を硬化肉盛用溶接
材料として満足し得るものに改良すべく鋭意検討を重ね
た結果前記構成で示される本発明を完成するに至った。
即ち高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系Ｎｉ基合金若しくは高Ｃ−Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｗ系Ｎｉ基合金を肉盛溶接材料として使用した
際に生じる溶接欠陥のうち、ブローホールについては上
記材料が高炭素である為Ｃと溶融金属中の０２成分が反
応してＣＯガスを生成し、これがブローホールの一因と
なっていると考えられる。そこで原因となる炭素含有量
を低減することが有効な解決手段となるはずであるが、
炭素量を低減すると耐食性及び耐摩耗性を発揮する為の
炭化物の生成が抑制され、上記合金の本来の特長が失な
われてしまう。そこで本発明ではＣＯ全発生抑制する為
に溶接材料中の０２成分量を低減することとし、溶接材
料中の０２ガス成分量を制限すると共に、さらにＡｌや
Ｔｉ等の脱酸成分を加えることにより０２量のいっそう
低減をはかっている。又ブローホールの要因には上記ｃ
ｏの生成だけでなく、溶融金属が凝固する際に放出され
る溶存ガス成分の存在が挙げられる。そこで本発明では
上記ｏ２２ガス成量の他溶接材料中に含まれるＮ２ガス
成分量及びＮ２ガス成分量についてもこれを制限し、ブ
ローホールの発生を防止している。
−Ｍｏ−Ｗ系Ｎｉ基合金を肉盛溶接材料として使用した
際に生じる溶接欠陥のうち、ブローホールについては上
記材料が高炭素である為Ｃと溶融金属中の０２成分が反
応してＣＯガスを生成し、これがブローホールの一因と
なっていると考えられる。そこで原因となる炭素含有量
を低減することが有効な解決手段となるはずであるが、
炭素量を低減すると耐食性及び耐摩耗性を発揮する為の
炭化物の生成が抑制され、上記合金の本来の特長が失な
われてしまう。そこで本発明ではＣＯ全発生抑制する為
に溶接材料中の０２成分量を低減することとし、溶接材
料中の０２ガス成分量を制限すると共に、さらにＡｌや
Ｔｉ等の脱酸成分を加えることにより０２量のいっそう
低減をはかっている。又ブローホールの要因には上記ｃ
ｏの生成だけでなく、溶融金属が凝固する際に放出され
る溶存ガス成分の存在が挙げられる。そこで本発明では
上記ｏ２２ガス成量の他溶接材料中に含まれるＮ２ガス
成分量及びＮ２ガス成分量についてもこれを制限し、ブ
ローホールの発生を防止している。
一方割れに関しては、Ｃ量及びこれと結合して炭化物を
形成するＣｒ及びＭＯの含有量のバランスが大きな影響
をもっていることを見出し、本発明においてはこれらの
成分比率を適正に調整している。
形成するＣｒ及びＭＯの含有量のバランスが大きな影響
をもっていることを見出し、本発明においてはこれらの
成分比率を適正に調整している。
本発明は上記方針の下にＮｉ基合金材料の成分組成につ
いて種々検討を重ねた結果完成されたものである。
いて種々検討を重ねた結果完成されたものである。
以下本発明についてさらに詳細に説明する。
Ｃ、１，５〜３％
ＣはＣｒ、Ｍｏ、Ｗと炭化物を形成して合金硬さを増し
耐摩耗性を高める。１．５％以下では炭化物の析出が不
十分で十分な硬さが得られず、一方３％を超えると硬さ
を高める効果が飽和するだけで−なく（第１図参照）０
２と反応してＣＯガスを発生し易くなりブローホールが
発生する。
耐摩耗性を高める。１．５％以下では炭化物の析出が不
十分で十分な硬さが得られず、一方３％を超えると硬さ
を高める効果が飽和するだけで−なく（第１図参照）０
２と反応してＣＯガスを発生し易くなりブローホールが
発生する。
Ｓ ｉ ： ０．５〜２％
Ｓｉは溶接作業性を左右する重要な成分であり、Ｓｉ量
が低すぎると母材に対する溶融金属のなじみが悪くなり
、溶接作業性が極端に悪化する。一方Ｓｔ量が高すぎる
と溶融金属の流動性が高くなりすぎて目的とする形状に
肉盛することができない。又Ｓｉ量が高すぎるとＳｉＣ
を形成し、これが溶接中に分解してブローホールの一因
となる。従ってブローホールを発生させず、適当な流動
性及びなじみを得る為にはＳｉ量０．５〜２％とする必
要がある。
が低すぎると母材に対する溶融金属のなじみが悪くなり
、溶接作業性が極端に悪化する。一方Ｓｔ量が高すぎる
と溶融金属の流動性が高くなりすぎて目的とする形状に
肉盛することができない。又Ｓｉ量が高すぎるとＳｉＣ
を形成し、これが溶接中に分解してブローホールの一因
となる。従ってブローホールを発生させず、適当な流動
性及びなじみを得る為にはＳｉ量０．５〜２％とする必
要がある。
Ｃｒ：２５ 〜３５％、Ｍｏ：５〜１５％又は
Ｃｒ：２５〜３５％、Ｍｏ：５〜１５％、ｗ：２％Ｃｒ
、Ｍｏ、Ｗはいずれも炭化物を形成して硬さを高めるた
めの成分である。硬さを高めるだけであればＣｒのみで
も十分であるが、Ｃｒのみでは炭化物が成長しすぎて耐
割れ性及び耐食性が低下する。ＭＯを複合添加すると炭
化物が微細となり良好な特性が得られる。成分範囲は種
々検討した結果Ｃｒ：２５〜３５％Ｍｏ：５〜１５％に
すると硬さが最も安定し耐割れ性も良好である。
、Ｍｏ、Ｗはいずれも炭化物を形成して硬さを高めるた
めの成分である。硬さを高めるだけであればＣｒのみで
も十分であるが、Ｃｒのみでは炭化物が成長しすぎて耐
割れ性及び耐食性が低下する。ＭＯを複合添加すると炭
化物が微細となり良好な特性が得られる。成分範囲は種
々検討した結果Ｃｒ：２５〜３５％Ｍｏ：５〜１５％に
すると硬さが最も安定し耐割れ性も良好である。
Ｃｒ２５％未満、Ｍｏ５％未満では硬さが不十分で、Ｃ
ｒ３５％超、Ｍｏ１５％超では割れが発生しやすくなる
。又Ｗの少量添加は炭化物の微細化に効果があるので耐
割れ性を更に向上させる場合ニｍ 加する。しかし、２
％以上添加すると耐割れ性は却って低下するため避けな
ければならない。
ｒ３５％超、Ｍｏ１５％超では割れが発生しやすくなる
。又Ｗの少量添加は炭化物の微細化に効果があるので耐
割れ性を更に向上させる場合ニｍ 加する。しかし、２
％以上添加すると耐割れ性は却って低下するため避けな
ければならない。
Ａ １ ： ０．００１〜０．０２％及び／又はＴ ｉ
： ０．００３〜０．０５％、但しＡＩ＋Ｔｉ：０．
０５％以下高Ｃ系Ｎｉ基合金材料のブローホールはｃｏ
ガスの発生が主な原因であるが、微量のＡＩやＴｉを添
加することにより酸素を安定な酸化物として捕捉し、ブ
ローホール発生を抑えることができる。Ａｌは０．００
１以上、Ｔｉは０．００３以上の添加で上記効果を発揮
する。しかしＡｌ及びＴｉは多く添加するとＳｉＣの生
成を助長するためかえってブローホールを発生しやすく
なる。従ってＡＩは０．０２％以下、Ｔｉは０．０５％
以下とするとともにＡｌとＴｉの合計量を０．０５％以
下に制限する必要がある。特に酸素アセチレンガス溶接
ではＡｌ及びＴｉを多く添加するとブローホールが発生
しやすいため、ＡＩ、Ｔｉ合計量は０，０３％以下が望
ましい。又Ａｌ、Ｔｉの微量添加は溶融金属にねばりを
与える効果もあり、溶接作業性が良好となる。ＡＩ、Ｔ
ｉは単独でもブローホールの発生を抑える効果はあるが
複合添加によって大きな効果を発揮する。
： ０．００３〜０．０５％、但しＡＩ＋Ｔｉ：０．
０５％以下高Ｃ系Ｎｉ基合金材料のブローホールはｃｏ
ガスの発生が主な原因であるが、微量のＡＩやＴｉを添
加することにより酸素を安定な酸化物として捕捉し、ブ
ローホール発生を抑えることができる。Ａｌは０．００
１以上、Ｔｉは０．００３以上の添加で上記効果を発揮
する。しかしＡｌ及びＴｉは多く添加するとＳｉＣの生
成を助長するためかえってブローホールを発生しやすく
なる。従ってＡＩは０．０２％以下、Ｔｉは０．０５％
以下とするとともにＡｌとＴｉの合計量を０．０５％以
下に制限する必要がある。特に酸素アセチレンガス溶接
ではＡｌ及びＴｉを多く添加するとブローホールが発生
しやすいため、ＡＩ、Ｔｉ合計量は０，０３％以下が望
ましい。又Ａｌ、Ｔｉの微量添加は溶融金属にねばりを
与える効果もあり、溶接作業性が良好となる。ＡＩ、Ｔ
ｉは単独でもブローホールの発生を抑える効果はあるが
複合添加によって大きな効果を発揮する。
Ｆ ｅ ： ０．５〜５％
Ｆｅを添加すると結晶粒が微細となり硬さが安定し、耐
割れ性も良好となる。但し多すぎると耐食性の劣化、硬
さの低下が起るので添加量は０．５〜５％とする必要が
ある。
割れ性も良好となる。但し多すぎると耐食性の劣化、硬
さの低下が起るので添加量は０．５〜５％とする必要が
ある。
本発明における積極的添加成分については上記の通りで
あるが、本発明においてはさらに下記成分の含有量を調
整する必要がある。
あるが、本発明においてはさらに下記成分の含有量を調
整する必要がある。
Ｍ ｎ ： ０．１％以下
Ｍｎは本発明の高Ｃ−Ｎｉ合金系では添加しない方が良
い成分である。Ｍｎを添加するとスラグの発生が多くな
り溶接作業性が阻害される。よって０．１％以下とする
必要がある。
い成分である。Ｍｎを添加するとスラグの発生が多くな
り溶接作業性が阻害される。よって０．１％以下とする
必要がある。
Ｐ ： ０．０５％以下
Ｓ ： ０．０５％以下
Ｐ及びＳは共に耐割れ性を著しく劣化させる成分であり
０．０５％以下にする必要がある。含有量は低い程望し
い。
０．０５％以下にする必要がある。含有量は低い程望し
い。
０２：０．０５％以下
０２が多いとＣと反応してＣＯガスが発生しブローホー
ルの原因となる。含有量が少ない程耐ブローホール性は
良好となるが実用上０．０５％以下であれば問題はない
。
ルの原因となる。含有量が少ない程耐ブローホール性は
良好となるが実用上０．０５％以下であれば問題はない
。
Ｎ２：０．１％以下
Ｎ２：０．００５％以下
Ｎ２及びＮ２が高すぎると溶融金属が凝固する時に固溶
量を超えた分がガスとなって放出されブローホールの原
因となる。含有量は少ない程望ましいが、本発明の合金
材料ではＣｒが多く含まれるためある程度のＮ２はＣｒ
−Ｎとして固定され、ガスとはならない。しかし０．１
％を超えるとブローホールが出やすくなる。又Ｈ２は固
溶度が小さく、０．００５％を超えるとブローホールの
原因となる。
量を超えた分がガスとなって放出されブローホールの原
因となる。含有量は少ない程望ましいが、本発明の合金
材料ではＣｒが多く含まれるためある程度のＮ２はＣｒ
−Ｎとして固定され、ガスとはならない。しかし０．１
％を超えるとブローホールが出やすくなる。又Ｈ２は固
溶度が小さく、０．００５％を超えるとブローホールの
原因となる。
本発明の基本構成は上記の通りであるが、肉盛溶接に当
たりＴＩＧ溶接あるいは酸素アセチレンガス溶接を行な
う場合には本発明溶接材料は一般にワイヤ又は棒状に調
製される。尚本発明溶接材料は硬度が高く通常の鍛造や
圧延により線材に成形するのは極めて困難である為、鋳
造によって所定の棒状材料とする方法が経済的である。
たりＴＩＧ溶接あるいは酸素アセチレンガス溶接を行な
う場合には本発明溶接材料は一般にワイヤ又は棒状に調
製される。尚本発明溶接材料は硬度が高く通常の鍛造や
圧延により線材に成形するのは極めて困難である為、鋳
造によって所定の棒状材料とする方法が経済的である。
棒径としてはあまり大径のものはスムーズに溶着し難い
ので５ ｍｍ＋以下に調製することが望まれる。但し鋳
造法では３．２ ｍｍφ以下の長尺棒を作製するのは難
しく歩留りが悪くなる為、溶接作業性及び経済性を考え
ると３．２〜５．０ ｍｍψが好ましい範囲である。鋳
造方法としては、シェルモールド法や連続鋳造法の他ガ
ラス管等への吸引鋳造等、Ｎｉ基会合金棒Ｃｏ基基金金
棒製造に通常適用される方法を適用することができる。
ので５ ｍｍ＋以下に調製することが望まれる。但し鋳
造法では３．２ ｍｍφ以下の長尺棒を作製するのは難
しく歩留りが悪くなる為、溶接作業性及び経済性を考え
ると３．２〜５．０ ｍｍψが好ましい範囲である。鋳
造方法としては、シェルモールド法や連続鋳造法の他ガ
ラス管等への吸引鋳造等、Ｎｉ基会合金棒Ｃｏ基基金金
棒製造に通常適用される方法を適用することができる。
又本発明溶接材料は、近年肉盛溶接に多く用いられる粉
体プラズマ溶接にも適用することができる。この場合は
該溶接材料も粉体となるが、形状はできるだけ球状に近
いものが望ましい。その理由は非球状粉であると流動性
が悪く安定した溶接が困難であるからである。本発明溶
接材料の球状粉は一般的な粉体製造法であるアトマイズ
法により製造することができるが、この場合製造条件等
によっては表面にこぶ状の突起ができることがある。こ
の突起があまり大きくなると流動性を阻害する為ある程
度の大きさ以下に調製することが望ましく、本発明者等
の実験結果（第２図）からは粒径の局以下とすれば流動
性に影響を殆んど与えないことが分かった。又粒度につ
いては微粉が多いと粉体の流動性が悪くなり、溶接中の
粉末飛散も多くなる。一方粒度が粗すぎると粉体の溶融
が不十分となり、素地とのなじみが悪くなる。こうした
理由から本発明溶接材料を粉体プラズマ溶接により肉盛
する場合には、４４μｍ以下の粉末が全体の５％以下と
し、８５％以上の粉末が４４〜２５０μｍの範囲になる
様に粒度を調製することが望まれる。
体プラズマ溶接にも適用することができる。この場合は
該溶接材料も粉体となるが、形状はできるだけ球状に近
いものが望ましい。その理由は非球状粉であると流動性
が悪く安定した溶接が困難であるからである。本発明溶
接材料の球状粉は一般的な粉体製造法であるアトマイズ
法により製造することができるが、この場合製造条件等
によっては表面にこぶ状の突起ができることがある。こ
の突起があまり大きくなると流動性を阻害する為ある程
度の大きさ以下に調製することが望ましく、本発明者等
の実験結果（第２図）からは粒径の局以下とすれば流動
性に影響を殆んど与えないことが分かった。又粒度につ
いては微粉が多いと粉体の流動性が悪くなり、溶接中の
粉末飛散も多くなる。一方粒度が粗すぎると粉体の溶融
が不十分となり、素地とのなじみが悪くなる。こうした
理由から本発明溶接材料を粉体プラズマ溶接により肉盛
する場合には、４４μｍ以下の粉末が全体の５％以下と
し、８５％以上の粉末が４４〜２５０μｍの範囲になる
様に粒度を調製することが望まれる。
［実施例］
実験１
第１表に示す成分組成の硬化肉盛用溶接棒を作製し、酸
素アセチレンガス溶接およびＴＩＧ溶接により肉盛溶接
した。結果はとりまとめて第２表に示した。尚溶接条件
は夫々下記の通りとした。
素アセチレンガス溶接およびＴＩＧ溶接により肉盛溶接
した。結果はとりまとめて第２表に示した。尚溶接条件
は夫々下記の通りとした。
酸素アセチレンガス溶接
母材 ： ５５−４１１９” ｘｌＯＯｘ ２００’
（ｍｍ）火口 ：６３０ｊｌ／ｍｉｎ 溶接棒径：４．８すｍｌ１１ 予熱 ：４５０℃ 肉盛高さ約３ｍｍＴＩＧ溶接 母材 ： ５Ｓ−４１１９ｔｘ １００’ｘ ３００
’ （ｍｍ）電流 ：１８０Ａ シールドガス ：Ａｒ １５４２／ｍｉｎタングス
テン電極：２．４ψｍｍ（トリウム入りタングステン） 予熱 ：３００℃ 肉盛高さ：約２ｍｍ Ｎ ２ 表（１）の酸素−アセチレンガス溶接結果から
明らかなように、本発明例のイ〜ホでは溶接中の湯流れ
、なじみは良好で割れ、ブローホールといった欠陥がな
く硬度等の優れた溶接部が得られた。これに対し比較例
のへ、ヲ、力ではＡｌ又はＴｉが許容量以上となってお
りブローホールが発生した。チ、す、ル、ワ、力では、
ガス成分（０２、Ｎ２ 、 Ｎ２ ）が多くやはりブロ
ーホールが発生した（尚力はＴｉも許容量を超えている
）。ト、ワでは、それぞれＰ、Ｓが高く、割れが発生し
た。チではＣが高く、りではＷ、ルではＣｒ、ヲではＭ
Ｏがそれぞれ限度を超えているため、割れが発生した。
（ｍｍ）火口 ：６３０ｊｌ／ｍｉｎ 溶接棒径：４．８すｍｌ１１ 予熱 ：４５０℃ 肉盛高さ約３ｍｍＴＩＧ溶接 母材 ： ５Ｓ−４１１９ｔｘ １００’ｘ ３００
’ （ｍｍ）電流 ：１８０Ａ シールドガス ：Ａｒ １５４２／ｍｉｎタングス
テン電極：２．４ψｍｍ（トリウム入りタングステン） 予熱 ：３００℃ 肉盛高さ：約２ｍｍ Ｎ ２ 表（１）の酸素−アセチレンガス溶接結果から
明らかなように、本発明例のイ〜ホでは溶接中の湯流れ
、なじみは良好で割れ、ブローホールといった欠陥がな
く硬度等の優れた溶接部が得られた。これに対し比較例
のへ、ヲ、力ではＡｌ又はＴｉが許容量以上となってお
りブローホールが発生した。チ、す、ル、ワ、力では、
ガス成分（０２、Ｎ２ 、 Ｎ２ ）が多くやはりブロ
ーホールが発生した（尚力はＴｉも許容量を超えている
）。ト、ワでは、それぞれＰ、Ｓが高く、割れが発生し
た。チではＣが高く、りではＷ、ルではＣｒ、ヲではＭ
Ｏがそれぞれ限度を超えているため、割れが発生した。
トではＳｉが低すぎるために母材とのなじみが不良でス
ムーズな溶着ができなかった。逆にＳｔの高いり、ワで
は湯が流れすぎて溶接が難しく、所定の肉盛高さが得ら
れなかった。ヌではＭｎが多すぎるためのスラグが多く
発生しなじみが悪化した。
ムーズな溶着ができなかった。逆にＳｔの高いり、ワで
は湯が流れすぎて溶接が難しく、所定の肉盛高さが得ら
れなかった。ヌではＭｎが多すぎるためのスラグが多く
発生しなじみが悪化した。
比較例トではＣｒが、ヌではＣが、力ではＭ。
がそれぞれ低いため硬さも低くＨｖ４００以下となった
。比較例ヨではＡＩ、Ｔｉが少ないためブローホールが
発生した。比較例夕ではＦｅが多く添加されているため
硬度が低下した。比較例へではＦｅが少なく耐割れ性が
悪くなった。硬さについては本発明例イ〜ホでは１（ｖ
４２０〜４４０で安定しており、この硬さはステライト
合金Ｎｏ、 ６とほぼ同程度のもので十分な耐摩耗性が
得られた。
。比較例ヨではＡＩ、Ｔｉが少ないためブローホールが
発生した。比較例夕ではＦｅが多く添加されているため
硬度が低下した。比較例へではＦｅが少なく耐割れ性が
悪くなった。硬さについては本発明例イ〜ホでは１（ｖ
４２０〜４４０で安定しており、この硬さはステライト
合金Ｎｏ、 ６とほぼ同程度のもので十分な耐摩耗性が
得られた。
次に第２表（２）から明らかなように、ＴＩＧ溶接の場
合の結果はおおむね酸素アセチレンガス溶接と同様であ
った。硬さは全体にガス溶接に比べ低くなっているが、
これはガス溶接では火炎よりＣが供給され、溶接棒と溶
着金属のＣ量がほとんど同じか若干溶着金属の方が高く
なるのに対し、ＴＩＧ溶接では溶着金属のＣ量が溶接棒
のＣ量より若干低くなる為と考えられる。
合の結果はおおむね酸素アセチレンガス溶接と同様であ
った。硬さは全体にガス溶接に比べ低くなっているが、
これはガス溶接では火炎よりＣが供給され、溶接棒と溶
着金属のＣ量がほとんど同じか若干溶着金属の方が高く
なるのに対し、ＴＩＧ溶接では溶着金属のＣ量が溶接棒
のＣ量より若干低くなる為と考えられる。
本発明例し〜すではＴＩＧ溶接でも溶接作業性は良好で
割れやブローホール等は発生しなかった。
割れやブローホール等は発生しなかった。
ＴＩＧ溶接の場合ガス溶接より冷却速度が速く、同じ溶
接棒を用いても若干耐割れ性が低下する。そのためＦｅ
量が少ない溶接棒を用いた場合にはガス溶接（比較例へ
）では割れが発生しなかったが、ＴＩＧ溶接（比較例う
）では割れが発生した。逆に耐ブローホール性はＴＩＧ
溶接の方が若干良好で特にＡＩ、Ｔｉの量が多い場合に
おけるブローホールの発生はガス溶接よりかなり良好で
あった。溶接棒１２を使用した場合ガス溶接及びＴＩＧ
溶接共にブローホールが発生しているが、ＴＩＧ溶接の
方がかなり少なかった。その他はほぼガス溶接と同様の
結果であった。
接棒を用いても若干耐割れ性が低下する。そのためＦｅ
量が少ない溶接棒を用いた場合にはガス溶接（比較例へ
）では割れが発生しなかったが、ＴＩＧ溶接（比較例う
）では割れが発生した。逆に耐ブローホール性はＴＩＧ
溶接の方が若干良好で特にＡＩ、Ｔｉの量が多い場合に
おけるブローホールの発生はガス溶接よりかなり良好で
あった。溶接棒１２を使用した場合ガス溶接及びＴＩＧ
溶接共にブローホールが発生しているが、ＴＩＧ溶接の
方がかなり少なかった。その他はほぼガス溶接と同様の
結果であった。
実験２
第１表ＮＯ１２の溶接棒と同じ成分組成の粉末溶接材料
を、粒度な違えて種々試作し、プラズマ溶接に供した。
を、粒度な違えて種々試作し、プラズマ溶接に供した。
溶接条件は下記の通りとした。
母材 ： ５Ｓ−４１１９ｔｘ １００’ｘ ３００
” （ｍｍ）溶接材料成分二表−１のＮｏ、 １と同成
分電流 ：１６０Ａ 電圧 ：３４ｖ 予熱 ：３００℃ 肉盛高さ：約２ｍｍ 試作した粉末溶接材料の粒度分布および溶接結果は第３
表に示す通りである。
” （ｍｍ）溶接材料成分二表−１のＮｏ、 １と同成
分電流 ：１６０Ａ 電圧 ：３４ｖ 予熱 ：３００℃ 肉盛高さ：約２ｍｍ 試作した粉末溶接材料の粒度分布および溶接結果は第３
表に示す通りである。
第３表から明らかなように本発明例コ〜テでは粉末飛散
が少なくスムーズな溶着が行なえたが比較例アでは一４
４μｍの粒分が多いため粉末の飛散がやや多く、粉末の
流動性が若干悪くなりビードが不揃いとなった。比較例
すでは＋２５０μｍの粒分が多くなり粉末がスムーズに
溶けない為なじみ不良となった。キは一４４μｍの粒分
がかなり多くなり粉末の流れは悪くビードは不揃いとな
り粉末も極めて多く飛散して安定した溶接が行なえなか
った。
が少なくスムーズな溶着が行なえたが比較例アでは一４
４μｍの粒分が多いため粉末の飛散がやや多く、粉末の
流動性が若干悪くなりビードが不揃いとなった。比較例
すでは＋２５０μｍの粒分が多くなり粉末がスムーズに
溶けない為なじみ不良となった。キは一４４μｍの粒分
がかなり多くなり粉末の流れは悪くビードは不揃いとな
り粉末も極めて多く飛散して安定した溶接が行なえなか
った。
［発明の効果コ
本発明は以上の様に構成されているので高Ｃ−Ｃｒ−Ｍ
ｏ系Ｎｉ基合金若しくは高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ系Ｎｉ基
合金において耐食、耐摩耗性に優れたしかも溶接性の良
好なＮｉ基硬化肉盛用溶接材料を提供することができた
。
ｏ系Ｎｉ基合金若しくは高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ系Ｎｉ基
合金において耐食、耐摩耗性に優れたしかも溶接性の良
好なＮｉ基硬化肉盛用溶接材料を提供することができた
。
第１図はＣ量と硬さの関係を示すグラフ、第２図は（突
起高さ７粒径）が流動度に与える影響を調べたグラフで
ある。 １．０ ＋、５ ２．０ ２．５ ３．０ ３．５４
．０ ４．５Ｃ量 （重量％） ０ ０．２ ０．４ ０．６ ０．８１．０ａ＝突起高
さ７粒径 手続補正書 昭和６２年４月２４日 特許庁長官 黒 １）明 雄 殿 昭和６１年特許願第２１５００号 ２、発明の名称 Ｎｉ基硬化肉盛用溶接材料 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 神戸市中央区脇浜町−丁目３番１８号 （１１９）株式会社 神戸製鋼所 代表者 牧 冬 彦 ４代理人〒５３０ 大阪市北区堂島２丁目３番７号 シンコービル 明細書の「特許請求の範囲」の欄 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）別紙「特許請求の範囲Ｊの通り訂正します。 （２）別紙「正誤表」の通り訂正します。 特許請求の範囲 （１） Ｃ： １．５〜３％（重量％の意味、以下同じ
）Ｓ ｉ ： ０．５〜２％ Ｍｏ： ５〜１５％ Ｃｒ：２５〜３５％ Ａ １ ：０．００１〜０．０２零及び／又はＴ ｉ
：０．００３〜０．０５６４Ａ Ｉ ＋Ｔ ｉ ：０．
０５％以下 Ｆ ｅ ： ０．５ 〜５％ を必須成分として含有すると共に、不純物については Ｍｎ：０．１％以下 Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０５％以下 ０２：０．０５％以下 Ｎ２：０．１％以下 Ｎ２：Ｏ，００誌以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなることを特徴とするＮｉ基硬化肉盛用溶接材料。 （２）Ｃ：１．５ 〜３％ Ｓｉ＋０．５ 〜２％ Ｍｏ： ５〜１５％ Ｃｒ：２５〜３５ ％ Ａ １ ：０．００１〜Ｏ，０２％及び／又はＴ ｉ
：０．００３〜０．０５＊Ａｌ＋Ｔｉ：０．０５％以下 Ｆ ｅ ： ０．５ 〜５％ Ｗ ：２％以下 を必須成分として含有すると共に、不純物については Ｍｎ：０．１％以下 Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０５％以下 ０２：０．０５％以下 Ｎ２：０．１％以下 Ｎ２：０．００銚以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなることを特徴とするＮｉ基硬化肉盛用溶接材料。 正 誤 表
起高さ７粒径）が流動度に与える影響を調べたグラフで
ある。 １．０ ＋、５ ２．０ ２．５ ３．０ ３．５４
．０ ４．５Ｃ量 （重量％） ０ ０．２ ０．４ ０．６ ０．８１．０ａ＝突起高
さ７粒径 手続補正書 昭和６２年４月２４日 特許庁長官 黒 １）明 雄 殿 昭和６１年特許願第２１５００号 ２、発明の名称 Ｎｉ基硬化肉盛用溶接材料 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 神戸市中央区脇浜町−丁目３番１８号 （１１９）株式会社 神戸製鋼所 代表者 牧 冬 彦 ４代理人〒５３０ 大阪市北区堂島２丁目３番７号 シンコービル 明細書の「特許請求の範囲」の欄 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）別紙「特許請求の範囲Ｊの通り訂正します。 （２）別紙「正誤表」の通り訂正します。 特許請求の範囲 （１） Ｃ： １．５〜３％（重量％の意味、以下同じ
）Ｓ ｉ ： ０．５〜２％ Ｍｏ： ５〜１５％ Ｃｒ：２５〜３５％ Ａ １ ：０．００１〜０．０２零及び／又はＴ ｉ
：０．００３〜０．０５６４Ａ Ｉ ＋Ｔ ｉ ：０．
０５％以下 Ｆ ｅ ： ０．５ 〜５％ を必須成分として含有すると共に、不純物については Ｍｎ：０．１％以下 Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０５％以下 ０２：０．０５％以下 Ｎ２：０．１％以下 Ｎ２：Ｏ，００誌以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなることを特徴とするＮｉ基硬化肉盛用溶接材料。 （２）Ｃ：１．５ 〜３％ Ｓｉ＋０．５ 〜２％ Ｍｏ： ５〜１５％ Ｃｒ：２５〜３５ ％ Ａ １ ：０．００１〜Ｏ，０２％及び／又はＴ ｉ
：０．００３〜０．０５＊Ａｌ＋Ｔｉ：０．０５％以下 Ｆ ｅ ： ０．５ 〜５％ Ｗ ：２％以下 を必須成分として含有すると共に、不純物については Ｍｎ：０．１％以下 Ｐ ：０．０５％以下 Ｓ ：０．０５％以下 ０２：０．０５％以下 Ｎ２：０．１％以下 Ｎ２：０．００銚以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなることを特徴とするＮｉ基硬化肉盛用溶接材料。 正 誤 表
Claims (2)
- （１）Ｃ：１．５〜３％（重量％の意味、以下同じ）Ｓ
ｉ：０．５〜２％ Ｍｏ：５〜１５％ Ｃｒ：２５〜３５％ Ａｌ：０．００１〜０．０２％及び／ 又はＴｉ：０．００３〜０．０５％ Ａｌ＋Ｔｉ：０．０５％以下 Ｆｅ：０．５〜５％ を必須成分として含有すると共に、不純物については Ｍｎ：０．１％以下 Ｐ：０．０５％以下 Ｓ：０．０５％以下 Ｏ＿２：０．０５％以下 Ｎ＿２：０．１％以下 Ｈ＿２：０．００５％以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなることを特徴とするＮｉ基硬化肉盛用溶接材料。 - （２）Ｃ：１．５〜３％ Ｓｉ：０．５〜２％ Ｍｏ：５〜１５％ Ｃｒ：２５〜３５％ Ａｌ：０．００１〜０．０２％及び／ 又はＴｉ：０．００３〜０．０５％ Ａｌ＋Ｔｉ：０．０５％以下 Ｆｅ：０．５〜５％以下 Ｗ：２％以下 を必須成分として含有すると共に、不純物については Ｍｎ：０．１％以下 Ｐ：０．０５％以下 Ｓ：０．０５％以下 Ｏ＿２：０．０５％以下 Ｎ＿２：０．１％以下 Ｈ＿２：０．００５％以下 に夫々制限し、残部がＮｉ及びその他の不可避不純物か
らなることを特徴とするＮｉ基硬化肉盛用溶接材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150086A JPH0230799B2 (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | Nikikokanikumoryoyosetsuzairyo |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150086A JPH0230799B2 (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | Nikikokanikumoryoyosetsuzairyo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62179891A true JPS62179891A (ja) | 1987-08-07 |
| JPH0230799B2 JPH0230799B2 (ja) | 1990-07-09 |
Family
ID=12056687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150086A Expired - Lifetime JPH0230799B2 (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | Nikikokanikumoryoyosetsuzairyo |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0230799B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0220691A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-24 | Daido Steel Co Ltd | 溶接用合金粉末およびその製造方法 |
| US4948559A (en) * | 1988-07-30 | 1990-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Alloy for building up valve |
| JP2003514123A (ja) * | 1999-11-09 | 2003-04-15 | コンセントラ ヴァークスタッズ アクツィエボラーグ | ピストンリングに層を形成するための方法および装置 |
| CN108247235A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-07-06 | 浙江亚通焊材有限公司 | 一种油冷器在低真空条件下快速钎焊的镍基钎料 |
-
1986
- 1986-02-03 JP JP2150086A patent/JPH0230799B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0220691A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-24 | Daido Steel Co Ltd | 溶接用合金粉末およびその製造方法 |
| JP2663530B2 (ja) * | 1988-07-05 | 1997-10-15 | 大同特殊鋼株式会社 | 溶接用合金粉末およびその製造方法 |
| US4948559A (en) * | 1988-07-30 | 1990-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Alloy for building up valve |
| JP2003514123A (ja) * | 1999-11-09 | 2003-04-15 | コンセントラ ヴァークスタッズ アクツィエボラーグ | ピストンリングに層を形成するための方法および装置 |
| CN108247235A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-07-06 | 浙江亚通焊材有限公司 | 一种油冷器在低真空条件下快速钎焊的镍基钎料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0230799B2 (ja) | 1990-07-09 |
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