JPS626794A - 溶接肉盛用複合溶加棒 - Google Patents
溶接肉盛用複合溶加棒Info
- Publication number
- JPS626794A JPS626794A JP14495285A JP14495285A JPS626794A JP S626794 A JPS626794 A JP S626794A JP 14495285 A JP14495285 A JP 14495285A JP 14495285 A JP14495285 A JP 14495285A JP S626794 A JPS626794 A JP S626794A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- build
- powder
- filler rod
- welding
- 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
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (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、溶接により、金属マトリックスとセラミック
粒子とからなる肉盛層を形成するための溶加棒として使
用される複合焼結棒に関する。
粒子とからなる肉盛層を形成するための溶加棒として使
用される複合焼結棒に関する。
圧延ロール等のロール類、その他の構造材料を基材とし
、その表面に金属マトリックスとセラミック粒子からな
る複合被覆層を形成することは、基材の耐熱性や耐摩耗
性等を改善する極めて有効な方法である。この被覆層の
形成方法としては専ら溶射法が使用されている。溶射法
は、マトリックスとなる金属粉末にセラミック粉末を配
合した粉末混合物を溶射材料とし、これを加熱下に高速
度で基材表面に衝突・堆積させることにより被覆層を形
成するものであり、近時溶射材料として、例えば、炭化
珪素（ＳｉＣ）、タングステン炭化物（ＷＣ）、チタン
炭化物（ＴｉＣ）等の炭化物系セラミック粉末を主体と
する複合粉末が工業的に供給されている。
、その表面に金属マトリックスとセラミック粒子からな
る複合被覆層を形成することは、基材の耐熱性や耐摩耗
性等を改善する極めて有効な方法である。この被覆層の
形成方法としては専ら溶射法が使用されている。溶射法
は、マトリックスとなる金属粉末にセラミック粉末を配
合した粉末混合物を溶射材料とし、これを加熱下に高速
度で基材表面に衝突・堆積させることにより被覆層を形
成するものであり、近時溶射材料として、例えば、炭化
珪素（ＳｉＣ）、タングステン炭化物（ＷＣ）、チタン
炭化物（ＴｉＣ）等の炭化物系セラミック粉末を主体と
する複合粉末が工業的に供給されている。
しかるに、溶射法により形成される被覆層（溶射層）は
、主として基材表面の凹凸に喰込んで付着しているに過
ぎず、密着強度に乏しく、機械衝撃により剥離し易いた
め、実機使用における安定性や耐久性に問題がある。
、主として基材表面の凹凸に喰込んで付着しているに過
ぎず、密着強度に乏しく、機械衝撃により剥離し易いた
め、実機使用における安定性や耐久性に問題がある。
本発明は、上記に鑑み溶射法に代え、溶接により、基材
表面に対する密着強度にすぐれた、セラミックを主体と
する肉盛層を形成するための溶加棒を提供しようとする
ものである。
表面に対する密着強度にすぐれた、セラミックを主体と
する肉盛層を形成するための溶加棒を提供しようとする
ものである。
本発明の溶接肉盛用複合溶加棒は、Ｃｒ−Ｃ。
系合金粉末とセラミック粉末との均一な混合物の焼結体
である点に特徴を有する。
である点に特徴を有する。
本発明の溶加棒を用いて、適当な溶接法、好ましくはタ
ングステン不活性ガスアーク（Ｔ Ｉ Ｇ）溶接法によ
り、基材の表面に溶接肉盛を行うと、基材表面にＣｒ−
Ｃｏ系合金をマトリックスとしてセラミック粒子が均一
に分散している複合組織を有する肉盛層が得られる。
ングステン不活性ガスアーク（Ｔ Ｉ Ｇ）溶接法によ
り、基材の表面に溶接肉盛を行うと、基材表面にＣｒ−
Ｃｏ系合金をマトリックスとしてセラミック粒子が均一
に分散している複合組織を有する肉盛層が得られる。
本発明の溶加棒を用いて形成される肉盛層は、溶射層と
同等もしくはそれ以上の耐摩耗性等を有し、しかも基材
表面との境界は、溶接熱により融着一体化した強固な結
合関係を有するので、溶射層のような単なる付着力に比
し、密着強度が高く、従って機械的衝撃を受けても容易
に剥離・毀損が生じることはない。
同等もしくはそれ以上の耐摩耗性等を有し、しかも基材
表面との境界は、溶接熱により融着一体化した強固な結
合関係を有するので、溶射層のような単なる付着力に比
し、密着強度が高く、従って機械的衝撃を受けても容易
に剥離・毀損が生じることはない。
また、その肉盛層は、マトリックスにセラミック粒子が
均一に分布した複合組織を有しており、マトリックスで
あるＣｒ−Ｃｏ系合金と分散相であるセラミック粒子と
の複合効果により、耐熱性、耐酸化性、高温圧縮強度、
耐食性および耐摩耗性等の緒特性にすぐれている。
均一に分布した複合組織を有しており、マトリックスで
あるＣｒ−Ｃｏ系合金と分散相であるセラミック粒子と
の複合効果により、耐熱性、耐酸化性、高温圧縮強度、
耐食性および耐摩耗性等の緒特性にすぐれている。
本発明において、焼結体を溶加棒とするのは、形成され
る肉盛層の複合組織を均一なものとするためである。セ
ラミック粉末と金属粉末とからなる溶加棒として、これ
を焼結体とせずに、例えばフラックス入り溶接ワイヤ等
のごとき複合溶接ワイヤと同様の構造、即ちセラミック
粉末と金属粉末との粉末混合物を金属チューブに充填し
たものを溶加棒として使用することも可能ではある。し
かし、そのような溶加棒を使用して溶接肉盛を行う場合
は、金属マトリックス中にセラミック粒子を均一に分布
させることが困難であり、得られる肉盛層の複合組織は
均質性に乏しいものとなる。
る肉盛層の複合組織を均一なものとするためである。セ
ラミック粉末と金属粉末とからなる溶加棒として、これ
を焼結体とせずに、例えばフラックス入り溶接ワイヤ等
のごとき複合溶接ワイヤと同様の構造、即ちセラミック
粉末と金属粉末との粉末混合物を金属チューブに充填し
たものを溶加棒として使用することも可能ではある。し
かし、そのような溶加棒を使用して溶接肉盛を行う場合
は、金属マトリックス中にセラミック粒子を均一に分布
させることが困難であり、得られる肉盛層の複合組織は
均質性に乏しいものとなる。
本発明のように溶加棒を焼、粘体とすることにより、セ
ラミック粒子の分布の均一な肉盛層が形成される。
ラミック粒子の分布の均一な肉盛層が形成される。
本発明の溶加棒を構成するセラミックとしては、炭化物
系（炭化珪素、タングステン炭化物、クロム炭化物、チ
タン炭化物等）、窒化物系（窒化珪素等）炭化物系（ジ
ルコニア、アルミナ等）等、種々のセラミックが目的と
する肉盛層の要求性能に応じて適宜選ばれる。例えば、
ハースロールや超硬ロール等の製鉄・製鋼用部品の肉盛
層の形成には、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、タングステ
ン炭化物（ＷＣ）、チタン炭化物（Ｔｉｃ）等の炭化物
系セラミックが、耐熱性や耐摩耗性等の点で好適である
。
系（炭化珪素、タングステン炭化物、クロム炭化物、チ
タン炭化物等）、窒化物系（窒化珪素等）炭化物系（ジ
ルコニア、アルミナ等）等、種々のセラミックが目的と
する肉盛層の要求性能に応じて適宜選ばれる。例えば、
ハースロールや超硬ロール等の製鉄・製鋼用部品の肉盛
層の形成には、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、タングステ
ン炭化物（ＷＣ）、チタン炭化物（Ｔｉｃ）等の炭化物
系セラミックが、耐熱性や耐摩耗性等の点で好適である
。
セラミック粒子の粒径は、０．０１〜３．５μｍ程度で
あってよいが、特に０．０１〜０．１μｍの微細粒子を
用いて形成される肉盛層は、マトリックス中に分散する
微細なセラミック粒子が、転位の運動を阻止することに
より、高い高温圧縮強度を示す。
あってよいが、特に０．０１〜０．１μｍの微細粒子を
用いて形成される肉盛層は、マトリックス中に分散する
微細なセラミック粒子が、転位の運動を阻止することに
より、高い高温圧縮強度を示す。
マトリックスを形成するＣｒ−Ｃｏ系合金としては、Ｃ
ｒ：５０〜７０％（重量％、以下同じ）、残部実質的に
ＣＯからなる合金が好ましく用いられる。その成分限定
理由は次のとおりである。
ｒ：５０〜７０％（重量％、以下同じ）、残部実質的に
ＣＯからなる合金が好ましく用いられる。その成分限定
理由は次のとおりである。
Ｃｒ：肉盛層に耐熱性および耐酸化性を付与するために
欠くことができない元素である。充分な耐熱性および耐
酸化性を確保するには、５０％以上が必要である。しか
し、７０％を越えると、溶接性が悪くなり、また肉盛層
の靭性の低下をみるので、７０％を上限とする。
欠くことができない元素である。充分な耐熱性および耐
酸化性を確保するには、５０％以上が必要である。しか
し、７０％を越えると、溶接性が悪くなり、また肉盛層
の靭性の低下をみるので、７０％を上限とする。
Ｃｏ：高温圧縮強度の確保のために、合金の基本成分と
して、３０〜７０％を占めるものとする。
して、３０〜７０％を占めるものとする。
本発明の溶加棒は、１種または２種以上のセラミック粉
末とマトリックスとなるＣｒ−Ｃｏ系合金粉末とを所要
の割合で均一に混合した粉末混合物を所望の形状に成形
し焼成することにより得られる。粉末混合物中のセラミ
ック粉末の配合割合は、肉盛層の耐摩耗性や機械的性質
等の点から、２０〜８０％（重量％、以下同じ）、より
好ましくは５０〜８０％である。成形・焼結処理は、焼
結合金の一般的製造条件に準じて行われる。焼結体のサ
イ ズは任意であるが、直径：４．０〜８．０額程度の
ものが適当である。
末とマトリックスとなるＣｒ−Ｃｏ系合金粉末とを所要
の割合で均一に混合した粉末混合物を所望の形状に成形
し焼成することにより得られる。粉末混合物中のセラミ
ック粉末の配合割合は、肉盛層の耐摩耗性や機械的性質
等の点から、２０〜８０％（重量％、以下同じ）、より
好ましくは５０〜８０％である。成形・焼結処理は、焼
結合金の一般的製造条件に準じて行われる。焼結体のサ
イ ズは任意であるが、直径：４．０〜８．０額程度の
ものが適当である。
本発明の溶加棒を用いる溶接肉盛は、好ましくはタング
ステン不活性ガスアーク溶接法（Ｔ Ｉ Ｇ溶接法）に
より行われる。溶接条件は、溶加棒として複合焼結棒を
使用する点を除けば、通常の溶接肉盛におけるそれに準
じればよい。
ステン不活性ガスアーク溶接法（Ｔ Ｉ Ｇ溶接法）に
より行われる。溶接条件は、溶加棒として複合焼結棒を
使用する点を除けば、通常の溶接肉盛におけるそれに準
じればよい。
（Ｉ）溶加棒の製造
マトリックスとなるＣｒ−Ｃｏ系合金粉末（粒径２．０
μｍ）と、セラミック粉末として炭化珪素粉末（粒径３
．５μｍ）との均一な粉末混合物を、カーボン電極モー
ルドに充填し、加圧力５０ｋｇ ｆ ／ｄ、焼結温度１
４００℃にて焼成し、複合焼結棒（１）〜（３）（直径
６．０ｍ）を得た。
μｍ）と、セラミック粉末として炭化珪素粉末（粒径３
．５μｍ）との均一な粉末混合物を、カーボン電極モー
ルドに充填し、加圧力５０ｋｇ ｆ ／ｄ、焼結温度１
４００℃にて焼成し、複合焼結棒（１）〜（３）（直径
６．０ｍ）を得た。
また、比較例として、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系合金鋼（ＳＵ
Ｓ３１０相当）粉末（粒径２．０μｍ）と炭化珪素粉末
（粒径３．５μｍ）との均一な粉末混合物を用いて、上
記と同じ条件で複合焼結棒（直径６．０ｍｍ）を得た（
比較例１）。
Ｓ３１０相当）粉末（粒径２．０μｍ）と炭化珪素粉末
（粒径３．５μｍ）との均一な粉末混合物を用いて、上
記と同じ条件で複合焼結棒（直径６．０ｍｍ）を得た（
比較例１）。
更に、他の比較例として、１２００℃の高温で使用され
るＣｒ−Ｃｏ−Ｆｅ系耐熱鋼であるＵｍｃ。
るＣｒ−Ｃｏ−Ｆｅ系耐熱鋼であるＵｍｃ。
５０からなる溶加棒（直径６．０ｍ）を製造した（比較
例２）。
例２）。
（ＩＩ）溶接肉盛および肉盛層の品質
上記各溶加棒を用いてＴＩＧ溶接法（溶接電流：２５Ｑ
Ａ）により、耐熱鋼板材（ＳＣＨ２２相当）の表面に３
層肉盛を行い、層厚７ｍｍの肉盛層を形成した。
Ａ）により、耐熱鋼板材（ＳＣＨ２２相当）の表面に３
層肉盛を行い、層厚７ｍｍの肉盛層を形成した。
第１表に、各溶加棒の製造に使用した合金の成分組成、
セラミックとの配合割合、および形成された肉盛層の特
性を示す。
セラミックとの配合割合、および形成された肉盛層の特
性を示す。
実施例に示されるように、本発明溶加棒を用いて形成さ
れた肉盛層はセラミックの配合比に応じた良好な高温強
度を有している。
れた肉盛層はセラミックの配合比に応じた良好な高温強
度を有している。
また、本発明例における肉盛層は、基材表面と完全に融
着一体化した強固なる結合関係を形成しており、その密
着強度は５０００〜７０００ ｋｇ ／ ａｎ！と溶射
法により形成される被覆層の密着強度（一般に３００〜
８００ ｋｇ／ｄ）に比し、非常にすぐれている。
着一体化した強固なる結合関係を形成しており、その密
着強度は５０００〜７０００ ｋｇ ／ ａｎ！と溶射
法により形成される被覆層の密着強度（一般に３００〜
８００ ｋｇ／ｄ）に比し、非常にすぐれている。
本発明によれば、従来溶射法でしか形成し得なかった金
属とセラミックの複合被覆層を溶接による肉盛層として
形成することができる。また、その肉盛層は、セラミッ
ク粒子の分布に偏りがなく、均質性にすぐれていると共
に、基材との界面において融着一体化しており、溶射層
に比し密着強度にすぐれ、実使用において容易に剥離す
ることがない。
属とセラミックの複合被覆層を溶接による肉盛層として
形成することができる。また、その肉盛層は、セラミッ
ク粒子の分布に偏りがなく、均質性にすぐれていると共
に、基材との界面において融着一体化しており、溶射層
に比し密着強度にすぐれ、実使用において容易に剥離す
ることがない。
本発明の溶加棒を用いて形成される肉盛層は、セラミッ
クとマトリックス金属との組合わせにより、耐熱性、耐
摩耗性、耐酸化性等にすぐれているので、圧延用ロール
類、工業炉用部品等の構造部材の耐久性・安定性の向上
に奏効する。
クとマトリックス金属との組合わせにより、耐熱性、耐
摩耗性、耐酸化性等にすぐれているので、圧延用ロール
類、工業炉用部品等の構造部材の耐久性・安定性の向上
に奏効する。
Claims (1)
- （１）Ｃｒ−Ｃｏ系合金粉末とセラミック粉末との均一
な混合粉末を焼結してなる溶接肉盛用複合溶加棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14495285A JPS626794A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 溶接肉盛用複合溶加棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14495285A JPS626794A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 溶接肉盛用複合溶加棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS626794A true JPS626794A (ja) | 1987-01-13 |
Family
ID=15374007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14495285A Pending JPS626794A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 溶接肉盛用複合溶加棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS626794A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191997A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Kubota Ltd | 複合肉盛溶接棒 |
| JP2015100818A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社戸畑製作所 | 耐摩耗性被覆用溶加棒 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978794A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-07 | Nittetsu Hard Kk | 耐摩耗性を有する製鉄機械部品 |
-
1985
- 1985-07-01 JP JP14495285A patent/JPS626794A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978794A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-07 | Nittetsu Hard Kk | 耐摩耗性を有する製鉄機械部品 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191997A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Kubota Ltd | 複合肉盛溶接棒 |
| JP2015100818A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社戸畑製作所 | 耐摩耗性被覆用溶加棒 |
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