JPH01138092A - 溶加材 - 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】 ［発明の利用分野］ 本発明は、例えば、耐蝕材料として多用されているクロ
ム材又は高クロム合金等のクロム系金属飼料を母材（以
下クロム系母材と称する）の補修、溶接等に用いる溶加
材に関する。

［従来の技術］ 一般に耐蝕材料として用いられているクロム系母料の溶
接等においては、対象となる母材と概ね同質の溶加材が
使用されている。

一般に溶接等を伴なう補修などは、通常の雰囲気即ち、
大気中でこれが行なわれることが多い。

金属クロムは酸素や窒素に対して非常に活性で、特に大
気中で溶融状態等の高温度下ではクロムの酸化や窒化が
避けられない。

従って、大気中でクロム系母料の溶接処理を施す場合、
大気中の酸素や窒素が高温度の溶接部に同時に固溶し、
この固溶物の存在が溶接部の機械的性質を著しく劣化さ
せるという欠点がある。

又、溶接処理の際の処理部の急激な温度差により、間部
に歪みか生じ同じく機械的性質を著しく劣化させる問題
がある。

前述のとうり、クロム系金属母料は、その優れた耐蝕性
から各種の構造物等の材料として多用されており、従っ
て、溶接等の高温処理を伴なう機会も多く、上述のよう
な機械的性質の劣化は、致命的な欠陥となる場合がある
。

［問題を解決するための手段］ 本発明はかかる問題点を解消し、母材と同等の機械的特
性を有する補修部、溶接部を得ることのできるクロム系
の溶加材を提供するものである。

即ち、本発明は、周期律表の７Ａ、８、１Ｂ族に属する
元素で元素記号でＭｎ、　Ｒｅ、　Ｐｅ、　Ｇｏ、Ｎｉ
、　Ｒｕ。

Ｒｈ、　Ｐｄ、　Ｏｓｓ　Ｉｒｓ　Ｐｔｓ　ＣＬＩ％　
Ａｇｓ　Ａｕで表される群から選ばれる１種以上の金属
を０．０１％（重量％以下同じ）ないし８％含有し残部
が実質的にクロムからなる溶加材に関するものである。

本発明における溶加材はクロムが主構成成分で、これに
成る種の金属元素群、即ち前記の群からなる元素の一種
以上の元素を添加して構成したことが特徴である。

ここで用いる金属元素の量は、溶加材全体の０．０１％
ないし８％である。しかし、添加金属元素の種類により
若干の違いはあるが、特に００５〜５％が好ましい。

添加金属元素の含有量が上記範囲より少ないと、前記し
た金属添加による十分な効果が期待できず、又、同じく
多いとこれを用いて溶接等を行なう際、添加金属元素の
母材に与える歪が大きくなり、溶接部等の組成が著るし
く変化し、同部が脆化することがあるので好ましくない
。

クロム母相の溶接などの高温度処理中に、前記した元素
が処理部に混入されると、同部の軟化現象が現れ処理部
の機械的性質が向上することについてのメカニズムにつ
いては不明であるが、このような元素の処理部への添加
により、クロムの持つｄ−電子の配向が変化する為前記
した現象が起るものと考えられる。

本発明者等は、前記した元素を溶化材中に添加したもの
を用いてクロム系母材の高温処理を行なっても、処理部
は、本来の性質に何等の影響を受けないことを見出だし
た。

本発明の溶加材の作成方法は不純物元素の混入が防止で
きる方法であればいかなる方法でもよく、溶融成形法、
焼結成形法ともに可能である。

しかしながら溶融成型法は、対象物の冷却時の条件によ
り溶融に用いたルツボ内で成分の偏析が生ずるおそれが
あるので、焼結成形法で作製することか望ましい。又、
焼結成形法により溶加材を作製する場合には、これに添
加する元素がクロム中に十分に分散することが必要であ
る。そのため＝　　３　− には、アーク溶解等により原料金属クロムと添加元素の
母合金を先ず作製し、次いでこの母合金粉末と残余の金
属クロム粉末を混合し成形することか望ましい。

本発明の焼結成形法の一例としては、先ず、添加元素を
加えた金属クロム粉末を用い、アーク溶解によりこれ等
の母合金のインゴットを作製し、これを粒径１〜０．０
１ｍ＋ｎ程度に粉砕し合金粉末を得る。ここで原料の金
属クロム粉末は高純度の物（例えば純度　　％以上の物
）を用い、又得られる合金粉末の内、比較的活性の高い
、粒度径０．０１ｍｍ以下の微粉末は除去することによ
り、溶加材作製時のこれらに付随する不純物の混入を防
ぐことか望ましい。

次いで、この合金粉末を粒径１〜０．０１ｍｍ程度の残
余の金属クロム粉末と混合する。この際の両者の混合割
合を調整することにより、溶加材の中の添加元素の量を
調節する。

得られた混合粉末をカプセルに真空封止し、高温高圧処
理することにより焼結体を得る。ここで用いるカプセル
の種類は特に限定しないか、鉄、タンタル、チタン、ス
テンレススチール製のものが用いられる。

前記高温高圧処理は、圧力は２００Ｋｇ／ｃ＋ｎ２以上
で行えば良いが、特に５００Ｋｇ／Ｃｍ２以上で行うこ
とが望ましく、又、温度は５００°Ｃ以上融点未満で行
えば良いが、焼結を促進させるためには１０００℃以上
融点未満で行うことが望ましい。

この際の保持時間は特に限定しないが３０分以上行うこ
とが望ましい。

このようにして得た焼結体を求められる形状に加工する
ことにより、本発明の溶加材を得る。

溶加材の特に複雑な形状が要求される場合にはワイヤー
カット等で加工することが望ましい。

本発明の溶加材はあらゆる溶接手段に適用可能で、例え
ば　各種アーク溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等に適
用できる ［発明の効果］ 本発明を用いてクロム系金属母材の補修、溶接等の高温
処理を行なっても、処理中の材料の硬化がなく、又、処
理部分の機械的性質の低下が見られず、従って処理部分
の割れも発生せず母材と同等の材質を保持したものとな
る。

［実施例］ 以下に本発明を実施例により更に具体的な説明をするが
、本発明は以下の実施例に同等限定されるものではない
。

実施例１〜１２　　比較例１〜７ 溶加材の製法 表１に示すような高純度の粒径的０．０５ｍｍの金属ク
ロム粉３４ｇに、純度９９．９９％、粒径的０．０５ｍ
＋＋ｎのＣｏ粉末を６ｇ加え十分に撹拌混合し、アーク
溶解により溶融し、ボタン状の塊を得た。この塊をステ
ンレススチール製の歯を持つスタンプミルにより粉砕し
粒径的０．０５ｍｍの合金粉末を得た。

この合金粉末に前述の金属クロム粉１９ｆ３０ｇと十分
に混合し混合粉末を得た。この混合粉末をステンレス製
容器に真空封止し、１２５０°Ｃ１１８５０Ｋｇ／ｃｍ
２で６０分間高温高圧処理を行ない焼結体を得た。

この焼結体をワイヤーカットで縦２ｍｍ、横２ｍｍ５長
さ２００ｍｍに切出し含有量かＣｏ：０．３％の棒状の
溶加材を得た。

更に、Ｃｏの他に、純度９９．９９％のＲｅｓ　Ｒｕ粉
末、純度９９．９９９９％のＡｇ粉末を用い、上記と同
様にして、表−３に示した組成の溶加材を得た。

溶接試験 」１記の方法で得られた溶加材を用いて、タングステン
　イナート　ガス（ＴＩＧ）溶接（第一図）試験を行な
った。対象とした溶接母材は、表−２に示した組成をの
ちのを使用した。

溶接は、は端部に開先加工部２を備えた溶接母材１に、
酸化トリチウムを２％含有した直径３ｍｍのタングステ
ン′嘔極３を配設し、この電極を母材の開先加工部に近
接させ正極性の直流電源による１７［ＩＡの溶接電流に
より母材１と電極３の間に電弧を発生させ、電極を囲む
ガスノズル４によりアルゴン等の不活性ガスを溶接する
部位に吹付けて大気の影響を排除し、電弧により溶加材
を溶かし開先加工部に沿って溶着させた。

上記の溶接により得られた溶接部の機械的性質は＝　　
７　− 引張り試験等により評価した。結果を表−３に示した。

又、比較例として、表−２に示した組成の金属クロムの
みの、又、表−３に示した種類、量を含有した溶加材を
上記したと同様の方法で作製し、上記と同様に溶接試験
及び性能試験を行なった。その結果を表−３に併せて示
した。

表−３に示した結果から、溶接母材と同質の溶加材（比
較例１）を用いた場合、引張り強度及び伸びは本発明の
を用いた場合に比べ極めて低いことが判る。又、添加元
素の含有量がいずれも０．０１％未満の場合、添加金属
添加による効果が少なく、同含有量が８％より多い場合
添加金属の影響が著るしく現れ、溶接部の塑性変形能は
低下することが判る。

尚、引張強度、伸びはＪＩＳに規定された方法で測定し
た。

【図面の簡単な説明】

第１図　ＴＩＧ溶接を示すの概略図である。 図中１は溶接母材、２は開先加工部、３はタングステン
電極、４はガスノズル、５は溶加材を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　周期律表の７Ａ、８、１Ｂ族に属する元素で元素記号
   でＭｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、
   Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕで表される群から
   選ばれる１種以上の金属を０．０１重量％ないし８重量
   ％含有し、残部が実質的にクロムからなる溶加材。