JPH0114997B2 - - Google Patents
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- JPH0114997B2 JPH0114997B2 JP2967182A JP2967182A JPH0114997B2 JP H0114997 B2 JPH0114997 B2 JP H0114997B2 JP 2967182 A JP2967182 A JP 2967182A JP 2967182 A JP2967182 A JP 2967182A JP H0114997 B2 JPH0114997 B2 JP H0114997B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/18—After-treatment
Landscapes
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本発明はFeベースの母材に、Ｗ、Mo等の高融
点金属、WC、VC、Mo2C、TiC、SiC、Si3N4な
どの炭化物窒化物、Co基、Ni基などの超耐熱合
金、Al2O3などの酸化物の粉末の一種または二種
以上の粉末を含むCuまたはCu合金粉末を溶射し
たのちHIPで高温加圧し、コーテイング層の境界
からの剥離に対する抵抗性を改善するとともにコ
ーテイング層自体の緻密性、相互密着性を改善
し、Cu合金の良好な熱伝導率、潤滑性と上記高
融点金属、炭化物、窒化物、Co基、Ni基耐熱合
金の耐熱、耐摩耗、耐焼付性改善効果と併せて板
金加工金型、軸受、摺動部品やダイカスト金型な
どに適用して、摩耗、焼付くわれ等を生ぜずすぐ
れた性能を共ることのできる新しい複合治工具材
料とその製造方法に関するものである。 Ｗ、Mo等の高融点金属、WC、VC、SiC、
Si3N4等の炭化物、窒化物、またCo基、Ni基超
耐熱合金、Al2O3などの酸化物はそのすぐれた高
温強度、耐摩耗性、耐食性などのために、工具表
面にプラズマ溶射やガス溶射などの溶射を施さ
れ、使用されている例はある。 しかしながら問題点として母材への拡散接合が
生じにくく、使用時の機械的作業応力や熱衝撃に
より割れを生じることがあり、かならずしも十分
には活用されていない。 またCo基、Ni基超耐熱合金は熱伝導性がわる
く、この面からも熱衝撃割れを生じやすい等の問
題点があつた。 本発明は被溶射母材としてFe系合金を用い、
溶射材としてCuまたはCu合金粉末に上記Ｗ、
Mo合金炭化物、窒化物、Co基超耐熱合金、Ni基
超耐熱合金、Al2O3などの粉末を混合したものを
溶射し、さらにHIPにより850〜1200℃の高温で
加圧し、境界部のFe系母材−CuまたはCu合金同
志またはFe系母材に対するＷ、Mo、WC、SiC、
Si3N4超耐熱合金、Al2O3などの密着性を向上さ
せ、またCu中に上記Ｗ、Mo炭化物、窒化物、超
耐熱合金を強固に保持し、各種冷間、熱間治工具
材料として使用し、剥離を生ぜず、良好な耐熱、
耐摩耗、耐焼付性とあいまつて良好な寿命を与え
る新しい複合冷間、熱間治工具材料とその製造方
法に関するものである。 第１表に本発明材料の母材と溶射材の組合せ、
溶射条件、熱間静水圧加圧の条件とこれによる耐
剥離性改善効果を示す。 比較材B′、C′、H′、K′はそれぞれＢ、Ｃ、Ｈ、
Ｋと同じ原料で同一溶射方法によるものである
が、HIP処理のないものである。 剥離発生までの熱衝撃回数のテストはそれぞれ
20mmφ×10mmｔの試験片に2.0mm厚さに溶射のも
のおよび溶射後熱間静水圧加圧したものにつき、
700℃火焔加熱（20mmφ面）強衝風冷却（20℃）
の熱衝撃処理を施し、境界剥離を生じるまでの繰
返回数を求め、B′、C′、H′、K′のそれを100とし
て指数で示したものである。
点金属、WC、VC、Mo2C、TiC、SiC、Si3N4な
どの炭化物窒化物、Co基、Ni基などの超耐熱合
金、Al2O3などの酸化物の粉末の一種または二種
以上の粉末を含むCuまたはCu合金粉末を溶射し
たのちHIPで高温加圧し、コーテイング層の境界
からの剥離に対する抵抗性を改善するとともにコ
ーテイング層自体の緻密性、相互密着性を改善
し、Cu合金の良好な熱伝導率、潤滑性と上記高
融点金属、炭化物、窒化物、Co基、Ni基耐熱合
金の耐熱、耐摩耗、耐焼付性改善効果と併せて板
金加工金型、軸受、摺動部品やダイカスト金型な
どに適用して、摩耗、焼付くわれ等を生ぜずすぐ
れた性能を共ることのできる新しい複合治工具材
料とその製造方法に関するものである。 Ｗ、Mo等の高融点金属、WC、VC、SiC、
Si3N4等の炭化物、窒化物、またCo基、Ni基超
耐熱合金、Al2O3などの酸化物はそのすぐれた高
温強度、耐摩耗性、耐食性などのために、工具表
面にプラズマ溶射やガス溶射などの溶射を施さ
れ、使用されている例はある。 しかしながら問題点として母材への拡散接合が
生じにくく、使用時の機械的作業応力や熱衝撃に
より割れを生じることがあり、かならずしも十分
には活用されていない。 またCo基、Ni基超耐熱合金は熱伝導性がわる
く、この面からも熱衝撃割れを生じやすい等の問
題点があつた。 本発明は被溶射母材としてFe系合金を用い、
溶射材としてCuまたはCu合金粉末に上記Ｗ、
Mo合金炭化物、窒化物、Co基超耐熱合金、Ni基
超耐熱合金、Al2O3などの粉末を混合したものを
溶射し、さらにHIPにより850〜1200℃の高温で
加圧し、境界部のFe系母材−CuまたはCu合金同
志またはFe系母材に対するＷ、Mo、WC、SiC、
Si3N4超耐熱合金、Al2O3などの密着性を向上さ
せ、またCu中に上記Ｗ、Mo炭化物、窒化物、超
耐熱合金を強固に保持し、各種冷間、熱間治工具
材料として使用し、剥離を生ぜず、良好な耐熱、
耐摩耗、耐焼付性とあいまつて良好な寿命を与え
る新しい複合冷間、熱間治工具材料とその製造方
法に関するものである。 第１表に本発明材料の母材と溶射材の組合せ、
溶射条件、熱間静水圧加圧の条件とこれによる耐
剥離性改善効果を示す。 比較材B′、C′、H′、K′はそれぞれＢ、Ｃ、Ｈ、
Ｋと同じ原料で同一溶射方法によるものである
が、HIP処理のないものである。 剥離発生までの熱衝撃回数のテストはそれぞれ
20mmφ×10mmｔの試験片に2.0mm厚さに溶射のも
のおよび溶射後熱間静水圧加圧したものにつき、
700℃火焔加熱（20mmφ面）強衝風冷却（20℃）
の熱衝撃処理を施し、境界剥離を生じるまでの繰
返回数を求め、B′、C′、H′、K′のそれを100とし
て指数で示したものである。
【表】
【表】
Ｂ−B′、Ｃ−C′、Ｋ−K′、Ｈ−H′其の他の対
比にみられるように剥離発生までの衝撃回数は大
きく改善されている。 これはHIP処理によるコーテイング境界および
コーテイング層内の接合性の改善効果によるもの
である。 第２表に本発明材料および比較材料の高温にお
ける耐焼付摩耗試験の結果を示す。 試験片は円柱状で端面に同様に溶射処理を施し
たのち熱間静水圧により加圧処理を施した本発明
材料と熱間静水圧加圧処理を施さない比較材料に
つき、高速（1700rpm）で回転させつつ、端面を
研摩した鋼材（S45C）に摩擦接触させ、焼付の
起らない限界荷重を求め、それぞれの比較材のそ
れを100として同様に指数で示したものである。 本発明材料の焼付臨界荷重が明らかに大きいこ
とがわかる。 これは溶射境界における接着力の強化および溶
射層自体の相互密着性の改善効果およびCu、Cu
合金を含みかつ緻密化された溶射層のすぐれた熱
伝導性による摩擦面の昇温抑制効果Cu、Cu合金
の潤滑作用によるものである。
比にみられるように剥離発生までの衝撃回数は大
きく改善されている。 これはHIP処理によるコーテイング境界および
コーテイング層内の接合性の改善効果によるもの
である。 第２表に本発明材料および比較材料の高温にお
ける耐焼付摩耗試験の結果を示す。 試験片は円柱状で端面に同様に溶射処理を施し
たのち熱間静水圧により加圧処理を施した本発明
材料と熱間静水圧加圧処理を施さない比較材料に
つき、高速（1700rpm）で回転させつつ、端面を
研摩した鋼材（S45C）に摩擦接触させ、焼付の
起らない限界荷重を求め、それぞれの比較材のそ
れを100として同様に指数で示したものである。 本発明材料の焼付臨界荷重が明らかに大きいこ
とがわかる。 これは溶射境界における接着力の強化および溶
射層自体の相互密着性の改善効果およびCu、Cu
合金を含みかつ緻密化された溶射層のすぐれた熱
伝導性による摩擦面の昇温抑制効果Cu、Cu合金
の潤滑作用によるものである。
【表】
【表】
第３表に本発明材料および比較材料の溶湯滴下
試験における焼付状くわれ発生までの滴下回数
（比）を示す。 試料は20mmt×50mmw×80mmで、50mmw試験面
を水平軸に対し45゜傾けて固定し、150mm上方より
1600℃の18Ni−8Crオーステナイトステンレス鋼
の溶湯20grを繰返えし滴下した場合のくわれによ
る焼付開始までの繰返回数を溶射ままの比較材料
のそれを100として指数で示したものである。 本発明材料はくわれによる焼付発生までの繰返
回数が明らかに大きいことがわかる。
試験における焼付状くわれ発生までの滴下回数
（比）を示す。 試料は20mmt×50mmw×80mmで、50mmw試験面
を水平軸に対し45゜傾けて固定し、150mm上方より
1600℃の18Ni−8Crオーステナイトステンレス鋼
の溶湯20grを繰返えし滴下した場合のくわれによ
る焼付開始までの繰返回数を溶射ままの比較材料
のそれを100として指数で示したものである。 本発明材料はくわれによる焼付発生までの繰返
回数が明らかに大きいことがわかる。
【表】
これは本発明材料の溶射層の母材への密着性、
溶着層自体が緻密で耐熱衝撃性が大きく、ヒート
クラツク、剥離を生じにくく、その結果として溶
湯と母材との直接接触がより多い繰返回数に至る
まで効果的にさまたげられることによるものであ
る。また、Cuを含む溶射層の緻密化により本発
明材料の方が熱伝導率が大きいため溶湯滴下を受
けた部分に生じる熱応力が小さく、したがつてこ
れによる剥離を生じにくく、同様に溶湯と母材と
の直接接触がより多い繰返回数に至るまで効果的
にさまたげられたことによるものである。 以上本発明は母材としてFe系合金を用い、こ
れにＷ、Mo等の高融点金属、WC、VC等の炭化
物、Si3N4等の窒化物、Al2O3等の酸化物、Co基、
Ni基等超耐熱合金粉末をCuまたはCu合金の粉末
に混合したものを溶射し、溶射層自体の緻密性、
相互接合性を大きく改善し、またCuを含む緻密
な溶射層形成によるすぐれた熱伝導性、Cu、Cu
合金の潤滑作用により、焼付が問題となる冷間で
の板金加工用途の金型や摺動部品、ベアリングま
た高融点金属鋳造用金型などの過酷な摩耗、焼
付、熱衝撃、溶損作用に耐え長寿命を与える新し
い複合治工具材料とその製造方法を提供するもの
である。
溶着層自体が緻密で耐熱衝撃性が大きく、ヒート
クラツク、剥離を生じにくく、その結果として溶
湯と母材との直接接触がより多い繰返回数に至る
まで効果的にさまたげられることによるものであ
る。また、Cuを含む溶射層の緻密化により本発
明材料の方が熱伝導率が大きいため溶湯滴下を受
けた部分に生じる熱応力が小さく、したがつてこ
れによる剥離を生じにくく、同様に溶湯と母材と
の直接接触がより多い繰返回数に至るまで効果的
にさまたげられたことによるものである。 以上本発明は母材としてFe系合金を用い、こ
れにＷ、Mo等の高融点金属、WC、VC等の炭化
物、Si3N4等の窒化物、Al2O3等の酸化物、Co基、
Ni基等超耐熱合金粉末をCuまたはCu合金の粉末
に混合したものを溶射し、溶射層自体の緻密性、
相互接合性を大きく改善し、またCuを含む緻密
な溶射層形成によるすぐれた熱伝導性、Cu、Cu
合金の潤滑作用により、焼付が問題となる冷間で
の板金加工用途の金型や摺動部品、ベアリングま
た高融点金属鋳造用金型などの過酷な摩耗、焼
付、熱衝撃、溶損作用に耐え長寿命を与える新し
い複合治工具材料とその製造方法を提供するもの
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Fe基母材料に高融点金属、硬質炭化物、硬
質窒化物、Co基、Ni基超耐熱合金、および硬質
潤滑性酸化物から選ばれる粉末の一種または二種
以上と、Cu粉末あるいはCu合金粉末の混合組成
物を溶射したのち、熱間静水圧で加圧し母材とコ
ーテイング層とが拡散接合してなるコーテイング
層の母材への密着性、コーテイング層自体の相互
接合性を改善したことを特徴とする複合治工具材
料。 ２ 高融点金属がＷ、Mo、硬質炭化物がWC、
VC、Mo2C、TiC、SiC、硬質窒化物がSi3N4、
硬質潤滑性酸化物がAl2O3である特許請求の範囲
第１項記載の複合治工具材料。 ３ Fe基母材料に高融点金属、硬質炭化物、硬
質窒化物、Co基、Ni基超耐熱合金、および硬質
潤滑性酸化物から選ばれる粉末の一種または二種
以上と、Cu粉末あるいはCu合金粉末の混合組成
物を溶射したのち、熱間静水圧装置（以下HIPと
称する）により850〜1250℃の高温で加圧し、コ
ーテイング層の母材への密着性、コーテイング層
自体の相互接合性を改善したことを特徴とする複
合治工具材料の製造方法。 ４ 高融点金属がＷ、Mo、硬質炭化物がWC、
VC、Mo2C、TiC、SiC、硬質窒化物がSi3N4、
硬質潤滑性酸化物がAl2O3である特許請求の範囲
第１項記載の複合治工具材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2967182A JPS58147552A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 複合治工具材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2967182A JPS58147552A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 複合治工具材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147552A JPS58147552A (ja) | 1983-09-02 |
| JPH0114997B2 true JPH0114997B2 (ja) | 1989-03-15 |
Family
ID=12282570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2967182A Granted JPS58147552A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 複合治工具材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58147552A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4571983A (en) * | 1985-04-30 | 1986-02-25 | United Technologies Corporation | Refractory metal coated metal-working dies |
| JPS63125682A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Daido Steel Co Ltd | Ｃｒ含有鋼加工用工具 |
| KR100494238B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2005-06-13 | 한국기계연구원 | Ｗ-Ｃｕ복합재료 박판의 제조방법 |
| CN103540857B (zh) * | 2013-10-11 | 2016-08-17 | 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 | 一种粉末冶金耐磨耐腐蚀轴承材料及其制备方法 |
| CN103695835B (zh) * | 2013-12-10 | 2015-12-09 | 浙江恒成硬质合金有限公司 | 一种硬质合金填料修补工艺 |
| CN109182950B (zh) * | 2018-09-14 | 2021-01-26 | 河北工业大学 | 一种TiC/Co-Ni合金复合涂层的制备方法 |
| CN109504889B (zh) * | 2019-01-04 | 2021-01-08 | 孙岗 | (Ti，W)Cp/Fe原位复合材料双金属定位熔合工艺及产品 |
-
1982
- 1982-02-25 JP JP2967182A patent/JPS58147552A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58147552A (ja) | 1983-09-02 |
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