JPS63235424A - 高温耐摩耗潤滑構造 - Google Patents

高温耐摩耗潤滑構造

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JPS63235424A
JPS63235424A JP6984787A JP6984787A JPS63235424A JP S63235424 A JPS63235424 A JP S63235424A JP 6984787 A JP6984787 A JP 6984787A JP 6984787 A JP6984787 A JP 6984787A JP S63235424 A JPS63235424 A JP S63235424A
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JP
Japan
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Application number
JP6984787A
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English (en)
Inventor
Atsushi Sugai
淳 菅井
Hisashi Hiraishi
平石 久志
Hiroshi Hayashi
洋志 林
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
    • B23K35/327Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温下に使用される耐摩耗部材の互いの当接
面を摩耗から保護するための耐摩耗潤滑構造に関する。
〔従来の技術〕
高温域で使用される部材の表面に耐摩耗性を付与する方
法として、部材を高周波焼入れ処理に付して表面を硬化
する方法、あるいは部材の表面にステライト合金等の硬
質材料からなる肉盛層を形成する方法等が実施されてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の耐摩耗部材は、高温域での摩耗抵抗性や硬度に関
して必ずしも満足し得るものとは言えない、特に、部材
同士を当接させる構造体において、その当接面間に振動
が加わる場合や、部材の移動が行われるような使用条件
下における摩耗抵抗性や硬度の改善すべき余地は大きい
。例えば、加熱炉内における鋼材を搬送するためのスキ
ッドコンベアは、その基本構造として、第4図に示すよ
うに、スキッドビーム(10) (その上面に、搬送さ
れる鋼材が担持される)と、そのスキンドビーム(10
)を支承するポスト(20)とで構成されているが、ス
キッドビーム(10)上の鋼材を搬送する際のスキッド
ビーム(10)の運動に伴って、その当接面であるスキ
ッドビーム(10)の底面と、ポスト(20)の頂面と
の間に振動や摺動が生じるため、その当接面には早期に
摩損・変形が生じる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
る。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の耐
摩耗潤滑構造は、 相当接する2つの部材の向い合う面のそれぞれに、金属
マトリックスと該マトリックス中に分散相として混在す
るセラミック粒子とからなる複合肉盛層を形成し、その
肉盛層同士を当接させることを特徴としている。
マトリックスを構成する金属としては、種々の金属・合
金を適用することができるが、その好ましい例として、
C:0.12%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.
0%以下、Cr : 15.5〜17.5%、M o 
: 16.O〜18.0%、W : 3.75〜5.2
5%、co=2.5%以下、Fe:4.5〜7.0%、
残部実質的にNiからなるCr−Mo −W−Co−F
e−Ni系Ni基合金が挙げられる。このものは、耐熱
性にすぐれ、高温域において高い強度および耐酸化性を
有すると共に、炭化クロムや炭化タングステン等のセラ
ミック粒子に対して良好な濡れ性を示し、また複合肉盛
層の接触面間に好ましい潤滑性をもたらす。
セラミック粒子の材質は特に限定しないけれども、例え
ば炭化クロム(Cr:+0g)や炭化タングステン(W
C)は、分散強化の効果が大きく、肉盛層の硬度および
高温強度の向上に著効を奏する点で、特に好適なセラミ
ックの例として挙げることができる。
金属マトリックスとセラミック粒子とからなる複合肉盛
層中のセラミック粒子の混合割合は特に限定されないが
、その混合割合が少な過ぎると、粒子の分散相としての
効果、特に硬度や強度の向上効果が不足し、逆に多過ぎ
ると、マトリックス金属の相対的不足による靭性の低下
をきたし、また肉盛層同士の接触界面の潤滑性が悪くな
る。これらの点から、セラミック粒子の混合割合は、約
20〜80容量%の範囲内において、その部材の用途、
要求特性に応じて決定するとよい。
上記複合肉盛層は、マトリックスとなる金属の粉末と、
分散相となるセラミック粉末とを所要の割合で混合した
粉末混合物を溶接肉盛材とし、予熱された部材の表面に
、プラズマ粉体溶接肉盛法等により溶接を行う方法、ま
たは上記粉末混合物を溶射材として、予熱された部材表
面に溶射する方法等により形成することができる。更に
、別法として、粉末焼結法を利用し、部材の表面に上記
粉末混合物をキャニングして焼結処理する方法により形
成することもできる。
なお、複合肉盛層は、必ずしも部材の表面に直接形成す
る必要はなく、例えば肉盛に要する予熱の不可能な部材
や、肉盛層形成工程での熱影響による変形や材質変化を
嫌う部材を対象とする場合には、その部材とは別の適当
な板材に複合肉盛層を形成したうえ、必要な形状・サイ
ズに切り出し、切り出された肉盛板材を、対象部材の所
定の個所に溶接等により取付けるようにすることも可能
である。
第1図は、肉盛層同士の接触面の摩擦係数と摺動速度(
m/秒)との関係を示している。接触面圧は6.7 k
g/ am”(負荷100KG)である。曲線(a)お
よび(b)は発明例であり、前者は下記複合肉盛層(a
)、後者は下記複合肉盛層(b)についての測定結果を
示し、曲線(e)は下記肉盛層(C1を供試材とする比
較例を示している。
(量  人    (a)(、■例) Ni基耐熱合金(C: 0.06%、Si:0.5%、
Mn:0.5%、Cr:16%、Mo:17%、W:4
%、Co:1.2%、Fe:6%、残部Ni)をマトリ
ックス金属とし、その金属粉末に、炭化クロム粉末(粒
径:0.1〜5μm)を30重量%(36,2容量%)
配合した混合粉末を肉盛材料とし、プラズマ粉体肉盛溶
接法により形成。
イ試子人   (b)(発明例) セラミック粒子として炭化タングステン粒子(粒径:0
.1〜5μm)を35重量%(42,2容量%)配合し
た混合粉末を使用する点を除いて上記供試複合肉盛層(
alと同じ条件で形成。
イ i     、<c>(六仔1) ステライト合金溶接棒(Cr:29%、W:8%、C:
 1.35%、Fe:2.5%、残部Co)を使用しT
IG溶接法により形成。
第1図に示したように、本発明による複合肉盛層同士を
接触面とした場合の摩擦係数(al、(b)は、従来の
代表的硬質材料であるステライト合金からなる肉盛層の
摩擦係数(C)より一段と低く、良好な摩擦特性を有し
ている。
第2図は上記の各供試肉盛層(al、(b)、(C)に
ついて、その表面硬度と温度との関係を示している。
本発明例である複合肉盛層(a)および(b)は、硬質
材料であるステライト合金の肉盛層(0)に比し、高温
下にも、高い硬度を保有することがわかる。
第3図は、本発明の耐摩耗潤滑構造を加熱炉のスキッド
構造体における振動部に適用した例を示している。(A
)および(B)は、それぞれ金属板(ff1)の片側面
に複合肉盛層(P)を形成した肉盛板材であり、一方の
肉盛板材(B)は、その肉盛N (P”)を下に向けて
スキッドビーム(10)の下面に固着し、他方の肉盛板
材(B)はその肉盛層(P)を上に向けてポスト(20
)の頂面に固着することにより、2つの肉盛面同士を接
触させている。
上記のように2つの複合肉盛層(P)(P)を介してポ
スト(20)上にスキッドビーム(10)を担持させて
いるので、振動や摺動を伴う操業条件下において、2つ
の肉盛層(P)(P)が潤滑材として機能することによ
り、スキッドビーム(10)およびポスI−(20)の
当接部の摩耗・変形が効果的に回避される。また、複合
肉盛層(P)(P)はそれ自身の高硬度・高耐摩耗性と
潤滑性とにより、摩損−劣化が生じにくく、長期間にわ
たって当初の形態を保持する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高温下で使用される部材同士の摩耗抵
抗性が大きく高められ、振動や移動を伴う苛酷な使用条
件下においても、部材の摩耗による変形・損傷が少なく
、長期にわたる安定した使用が保証される。なお、前記
説明では、本発明を加熱炉のスキッド構造体に適用する
例を挙げたが、むろん、これに限定されるわけではなく
、高温下での耐摩耗性および硬度を必要とする各種設備
における構造部材の保護および耐久性改善手段として広
く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は肉盛層の摩擦係数を示すグラフ、第2図は肉盛
層の表面硬度を示すグラフ、第3図は本発明の実施例を
示す正面説明図、第4図は従来例を示す正面説明図であ
る。 P:複合肉盛層、10ニスキツドビーム、20:ポスト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属マトリックスに分散相としてセラミック粒子
    が混在する複合肉盛層を、相当接する2つの部材の向か
    い合う面のそれぞれに設け、その複合肉盛層同士を当接
    させてなる高温耐摩耗潤滑構造。
  2. (2)複合肉盛層における金属マトリックスが、C:0
    .12%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.0%以
    下、Cr:15.5〜17.5%、Mo:16.0〜1
    8.0%、Co:2.5%以下、W:3.75〜5.2
    5%、Fe:4.5〜7.0%、残部実質的にNiから
    なるNi基耐熱合金であり、セラミック粒子が炭化クロ
    ム粒子または炭化タングステン粒子であって、セラミッ
    ク粒子は容積率で20〜80%を占める上記第1項に記
    載の高温耐摩耗潤滑構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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