JPH02268964A - Wear resisting pump parts and its manufacture - Google Patents

Wear resisting pump parts and its manufacture

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JPH02268964A
JPH02268964A JP9072289A JP9072289A JPH02268964A JP H02268964 A JPH02268964 A JP H02268964A JP 9072289 A JP9072289 A JP 9072289A JP 9072289 A JP9072289 A JP 9072289A JP H02268964 A JPH02268964 A JP H02268964A
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JP
Japan
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surface layer
particles
dispersed
crc
casting
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Pending
Application number
JP9072289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Natori
名取 達雄
Toshihiro Yamada
山田 俊宏
Yoji Misumi
三角 洋史
Kunio Kamata
鎌田 邦雄
Takehiko Hoshi
星 武彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面改質金属部品とその製造法に係り、特に耐
摩耗性を必要とするポンプの羽根車やケーシングなどの
産業機械部品およびショベル、ブルドーザなどの建設機
械部品に好適な表面改質部品とその製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to surface-modified metal parts and a method for manufacturing the same, and is particularly applicable to industrial machine parts such as pump impellers and casings that require wear resistance, and excavators. , relates to a surface-modified part suitable for parts of construction machines such as bulldozers, and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に部品の耐摩耗性を向上させるためには、部品全体
の材質を耐摩耗性のあるものとする方法(第1の方法)
、部品表面に耐摩耗性の薄層を形成させる方法(第2の
方法)1表面のみに焼入れなどの熱処理を施して硬化す
る方法(第3の方法)、金属とセラミックスとの複合材
で部品をつくる方法(第4の方法)などが挙げられる。
Generally, in order to improve the wear resistance of parts, the first method is to make the material of the entire part wear-resistant.
, A method of forming a wear-resistant thin layer on the surface of the part (second method), a method of hardening by subjecting only the surface to heat treatment such as quenching (third method), a method of forming a thin wear-resistant layer on the surface of the part (third method), a method of forming a thin wear-resistant layer on the surface of the part (third method), and a method of forming a thin wear-resistant layer on the surface of the part (third method). (the fourth method).

第1の方法に属するものとして、たとえば鋳鉄の場合に
は高Cr鋳鉄、鋳鋼の場合には高Mn鋳鋼(ハツトフィ
ールドm)などが挙げられる。後者は加工硬化による表
面硬化を狙ったものである。
Examples of materials belonging to the first method include high Cr cast iron in the case of cast iron, and high Mn cast steel (Hutfield M) in the case of cast steel. The latter is aimed at surface hardening through work hardening.

いずれも、耐摩耗性を向上させるための合金元素を添加
する方法であり、これによって部品全体の硬さが向上す
る。
Both methods involve adding alloying elements to improve wear resistance, which improves the hardness of the entire part.

第2の方法に属するものとして部品表面への硬質クロー
ムメツキ、セラミック粒子を分散させた無電解Niメツ
キ、セラミック溶射などが挙げられる。
Examples of methods belonging to the second method include hard chrome plating on the surface of parts, electroless Ni plating with dispersed ceramic particles, and ceramic spraying.

第3の方法に属するものとして、高周波加熱やプラズマ
加熱などによる表面焼入れ、浸炭もしくは窒化焼入れな
ど、要するに鉄のマルテンサイト変態を利用して金属表
面を硬化する方法がある。
As belonging to the third method, there are methods of hardening the metal surface by utilizing the martensitic transformation of iron, such as surface hardening, carburizing, or nitriding hardening by high frequency heating, plasma heating, etc.

第4の方法に属するものとして、金属部品にセラミック
ス部品を何らかの方法で固着させ一体部品として用いる
方法がある。
As belonging to the fourth method, there is a method in which a ceramic part is fixed to a metal part by some method and used as an integral part.

この第4の方法に属するものとして、たとえばパイプな
どの内部にセラミックスを焼ばめ(鋳ぐるみ)したもの
もこの中に入る(特開昭60−216968号、特開昭
60−223655号)。
As belonging to this fourth method, for example, a pipe in which ceramics are shrink-fitted (cast) is also included (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-216968 and 60-223655).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前述の方法は、ポンプ部品、建設機械部品などにおいて
、土砂などによるabrasiveg耗を防止するため
には問題を有する。
The above-described method has problems in preventing abrasive wear caused by earth and sand in pump parts, construction machine parts, and the like.

すなわち、部品全体を耐摩耗性のあるものとする第1の
方法は1表面層のみならず内面も硬化しているので、耐
摩耗性は良好なのであるが1反面このことは部品全体の
耐衝撃性の低下を招きやすい、何故ならば、一般に材料
は硬くなると脆くなるのが濃側だからである。また全体
を高品質にするのでコストも上昇しがちである。さらに
全体が高硬度のためボス部などの加工にも多くの工数を
要する。従って、この方法は表面層には耐摩耗性を必要
とし、部品全体としては強じん性を必要とする用途には
適合しない。
In other words, the first method of making the entire part wear-resistant is to harden not only the surface layer but also the inner surface, which provides good wear resistance. This tends to lead to a decrease in properties because, in general, when a material becomes hard, it becomes brittle on the dark side. Furthermore, since the overall quality is high, the cost tends to increase. Furthermore, since the entire structure is highly hard, machining of the boss and other parts requires a large number of man-hours. Therefore, this method is not suitable for applications where the surface layer requires wear resistance and the part as a whole requires toughness.

部品表面に耐摩耗性にメツキやセラミックス溶射などの
コーティングを施す第2の方法には次の問題がある。
The second method of applying a wear-resistant coating such as plating or ceramic spraying to the surface of a component has the following problems.

溶射は厚さの均一性を得るのが難しい。しだがつて寸法
精度を必要とする部品の場合には溶射後に機械加工を必
要とする。メツキの厚さは比較的に均一であり、特に無
電解メツキの厚さ均一性は優れている。そして硬質クロ
ームメツキ「複合メツキ」も皮膜自体の硬さは前首がH
v900、後者が高いものはHv 1300はどあり普
通鋼がHv 200〜300程度であるのと比べると5
〜7倍もの硬さを有、しており皮膜の耐摩耗性はすぐれ
ている。
It is difficult to obtain uniform thickness with thermal spraying. However, in the case of parts that require dimensional accuracy, machining is required after thermal spraying. The thickness of plating is relatively uniform, and the thickness uniformity of electroless plating is particularly excellent. And the hardness of the hard chrome plating "composite plating" itself is H at the front neck.
V900, and the latter has a high Hv of 1300, compared to ordinary steel which has a Hv of about 200 to 300.
It has ~7 times the hardness, and the abrasion resistance of the film is excellent.

しかし、これらの簿い皮膜(通常、メツキは約50μm
以下、溶射は約500μm以下)が摩耗に耐えられる条
件以下であれば良いが1条件が更に苛酷でfL膜が消失
するような場合には、その背後の素地金属の摩耗損失は
急檄に増大し、終局的には部品がその用を果たさなくな
る。たとえば鎚鉄面に上記メツキ(20μm)を施し水
と砂の混合物を試験面に高速噴射したところ0.5 分
程度でメツキは全て摩耗剥離してしまった。
However, these thin films (usually plating is about 50 μm)
Hereinafter, thermal spraying is fine as long as the fL film (approximately 500 μm or less) is less than the conditions that can withstand wear, but if the conditions are even more severe and the fL film disappears, the wear loss of the base metal behind it will increase rapidly. However, eventually the parts no longer serve their purpose. For example, when the above plating (20 μm) was applied to the surface of a hammer iron and a mixture of water and sand was sprayed at high speed onto the test surface, all the plating was worn off in about 0.5 minutes.

表面熱処理などによる第3の方法は、加熱によって製品
の形状・寸法が狂う場合のあること5割れの発生などが
見られる。従って、扁精度を要する部品の場合には、再
度の機械加工を要する。
In the third method, which involves surface heat treatment, the shape and dimensions of the product may be distorted due to heating, and cracks may occur. Therefore, in the case of parts that require flattening precision, machining is required again.

特に素材が鋳鉄の場合には、黒鉛の膨張により製品の割
れが発生しやすいため、この方法は殆んど行なわれてい
ない。
Especially when the material is cast iron, this method is rarely used because the product tends to crack due to expansion of graphite.

またセラミックスを鋳ぐるむ第4の方式は、形状がパイ
プ状に限られる上に金属が外側に位置する必要があり、
従って極めて限定的な用途にしか用いられない、また、
セラミックス成形部品を金属部品に接着(接合)する方
法もあるが、セラミック自体の脆さの故にabrasi
veJSil!耗を呈する高速回転体に対しては問題が
多い。
The fourth method of casting ceramics is limited to a pipe-like shape and requires the metal to be placed on the outside.
Therefore, it can only be used for very limited purposes, and
There is also a method of adhering (joining) ceramic molded parts to metal parts, but due to the brittleness of ceramic itself, abrasi
veJSil! There are many problems with high-speed rotating bodies that exhibit wear and tear.

また、全体を高品質にするのでコスト上昇も大きい、従
って、この方法は表面層には耐摩耗性を必要とし、部品
全体としては強じん性を必要とする用途には適合しない
Furthermore, since the overall quality is high, the cost increases significantly. Therefore, this method is not suitable for applications that require abrasion resistance in the surface layer and toughness of the entire part.

以上、従来技術の問題点を理解した上で、本発明の目的
は激しいabrasive摩耗を受けるような苛酷な使
用環境において、良好な耐摩耗性と靭性とを併せもつ表
面改質部品とその製造方法を提供することにある。
With the above-mentioned understanding of the problems of the prior art, the object of the present invention is to provide a surface-modified component that has both good wear resistance and toughness in a harsh environment where it is subjected to severe abrasive wear, and a method for manufacturing the same. Our goal is to provide the following.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は産業機械や建設機械などに用いる鉄合金鋳物
部品において、耐摩耗性を真に必要とする部分の表面層
(たとえば表面層からおよそ2〜6圓の深さ)を、母材
組成とは異なった高耐摩耗性の組織とすることに依って
達成される。
The above purpose is to improve the surface layer of parts that truly require wear resistance (e.g., approximately 2 to 6 degrees deep from the surface layer) in iron alloy cast parts used for industrial machinery and construction machinery, depending on the base material composition. This is achieved by creating a different high wear resistance structure.

なお本願発明と前述した従来技術のうちの第4の方法と
の相違は次の通りである。
The differences between the present invention and the fourth method of the prior art described above are as follows.

すなわちセラミックスを鋳ぐるむことによって耐摩耗部
品を得る方@(特開昭60−216968号、60−2
23655号)は、第7図に示すように部品形状がパイ
プ状況に限られる上に、金属が外側である必要がある。
That is, a method of obtaining wear-resistant parts by casting ceramics (JP-A-60-216968, 60-2
No. 23655), the shape of the part is limited to a pipe as shown in FIG. 7, and the metal must be on the outside.

何となれば、セラミックスは、その特性として圧縮応力
には強いが引張り応力には極めてもろいためである。
This is because ceramics are strong against compressive stress but extremely brittle against tensile stress.

従って、引例の方法は有効な方法ではあるが、極めて限
定的なケースにしか用いられない。
Therefore, although the cited method is an effective method, it can only be used in extremely limited cases.

これに対して本願発明の場合は、第2図のように部品の
表面層は、それが外表面であっても内表面であっても任
意に組成変化させ耐摩耗性などの特性を付与することが
できる。
On the other hand, in the case of the present invention, as shown in Figure 2, the composition of the surface layer of the component, whether it is the outer surface or the inner surface, is changed arbitrarily to impart properties such as wear resistance. be able to.

さらには、外表面、内表面の全体に限らず必要な部分の
表面層のみに耐摩耗性などの特性を付与することができ
る。
Furthermore, properties such as abrasion resistance can be imparted not only to the entire outer and inner surfaces but only to necessary portions of the surface layer.

また、引例の従来技術においては、金属−セラミックス
への変換は、いわば不連続的であるのに対し、本**明
における両者のboundoryは徐々に変化している
ので、この境界部において破壊やクラックの発生は殆ん
どおこらない。
In addition, in the cited prior art, the conversion from metal to ceramic is discontinuous, so to speak, but in this book, the boundary between the two changes gradually, so there is no possibility of destruction at this boundary. Cracks hardly occur.

〔作用〕[Effect]

また本wIt発明の場合は真に必要な部分のみを特性変
化(たとえば高耐摩耗性の付与)させているので、マシ
ニング性の低下などの弊害は起らない。
In addition, in the case of the present wIt invention, only the truly necessary portions are changed in characteristics (for example, imparted with high wear resistance), so that no adverse effects such as deterioration in machinability occur.

こうして、表面層の必要箇所が高硬度の耐摩耗特性を有
し、この表面層以外は高い靭性や良好なマシニング性を
具備するハイブリッド特性を有する鉄合金部品が得られ
る。
In this way, an iron alloy part can be obtained which has hybrid properties in which the necessary parts of the surface layer have high hardness and wear resistance, and the parts other than this surface layer have high toughness and good machinability.

次に本発明の製造工程について原理的に説明する。Next, the principle of the manufacturing process of the present invention will be explained.

(1)Fe−Cr粉末にバインダー(PVA水溶液など
の有機バインダー)を少量添加した混合物を第3図に示
す鋳型3の空洞4の内壁に何らかの方法内壁への塗布、
担体へ塗布してこれを内壁にセットするなどで存在させ
、Fe−CrM5を形成させる。
(1) Applying a mixture of Fe-Cr powder and a small amount of binder (organic binder such as PVA aqueous solution) to the inner wall of the cavity 4 of the mold 3 shown in FIG. 3 by some method;
It is applied to a carrier and set on the inner wall to form Fe-CrM5.

(2)この鋳型を組立て、バインダ中の媒液(水など)
を蒸発させたのち湯口より普通鋳鉄溶湯6を鋳込む(第
4図参照)、溶湯6は凝固までの間に鋳型空間の内壁に
存在しているFe−Cr粉と反応し1表面層の一定厚さ
部分はCrCz粒子が多数分散する(第6図参照)。
(2) Assemble this mold and use the medium (water, etc.) in the binder.
After evaporating, molten cast iron 6 is poured from the sprue (see Figure 4).The molten metal 6 reacts with the Fe-Cr powder present on the inner wall of the mold space until it solidifies, forming a constant surface layer of 1. A large number of CrCz particles are dispersed in the thick portion (see FIG. 6).

(3)溶湯が凝固したのち型ばらしを行うことによって
表面層の一定厚さがCrCz粒子分散層となった。
(3) After the molten metal solidified, it was demolded to form a CrCz particle-dispersed layer with a constant thickness of the surface layer.

以上の原理により機械部品において必要な箇所の耐摩耗
性は大幅に向上する。
The above principle greatly improves the wear resistance of the necessary parts of mechanical parts.

かつ、この部品は表面層のみが高硬度化しているに過ぎ
ないので、全体が高硬度化している一般の高硬度部品や
一般のセラミックス部品にありかちな脆性を示すことも
なく高速回転体であっても安心して使用できる。
Moreover, since only the surface layer of this part is highly hardened, it does not exhibit the brittleness that is common in general high-hardness parts and general ceramic parts, which have high hardness throughout, and can be rotated at high speeds. You can use it with confidence even if you have it.

本願発明の概要は以上であるが次に各工程における主要
構成要素について定義し説明する。
The outline of the present invention has been described above, and next, the main components in each step will be defined and explained.

(10反応物質) Fe−Cr粉末であることが必要であり、その形態は粉
末状もしくは、これを圧縮成形などにより所定の形状に
成形したものであれば良い、前者は、所定のバインダを
加えて必要箇所につめこむか若しくは塗布すること鋳型
内壁に介在させる。
(10 Reactant) It is necessary to be Fe-Cr powder, and its form may be a powder or one formed into a predetermined shape by compression molding. Pack it or apply it to the required place and place it on the inner wall of the mold.

後者は必要箇所にカセット形式でインサートすれば良い
The latter can be inserted in the required location in cassette format.

(2,鋳込金属) 鉄溶湯、すなわち鋳鉄溶湯もしくは鋳鋼溶湯であれば何
でも良い、なお鋳込温度は1反応を十分に行わせること
を考え(反応による温度降下も考慮し)、若干(100
〜200℃)高めの方が良い。
(2, Casting metal) Any molten iron, i.e., molten cast iron or molten cast steel, will do.The casting temperature should be slightly (100 m
~200℃) The higher the temperature, the better.

(3,鋳物) 原則としてその種類は問わない、しかし、溶湯との反応
をより確実にするため鋳込まえに鋳型を加熱しておく場
合には、加熱温度とのからみで種類を決める可きである
(3. Castings) In principle, the type does not matter, but if the mold is heated before casting to ensure a more reliable reaction with the molten metal, the type may be determined based on the heating temperature. It is.

たとえば鋳込前に鋳型を700℃に加熱しておくような
場合には、通常有機系と云われている鋳型(フラン樹脂
型、シェルモールド型etc)などは耐熱性の点で使用
できないことは自明である。
For example, if the mold is heated to 700°C before casting, molds that are usually said to be organic (furan resin molds, shell molds, etc.) cannot be used due to their heat resistance. It's self-evident.

(4,鋳物の加熱方法) これは必要に応じ実施するものであり、鋳型全体を炉中
にセットする雰囲気加熱が一般的であるが、鋳込直前に
熱風発生機などによって鋳型内壁などを局部加熱する方
法でも良い。
(4. Heating method for castings) This is carried out as needed, and the general method is to place the entire mold in a furnace and heat it in an atmosphere. A method of heating may also be used.

(5,鋳心時の真空吸引) これも必要に応じて実施するものである。鋳込と同時に
鋳型を外部から真空吸引することによって溶湯は鋳型空
洞の内壁に押しつけられるような力をうける。そのため
溶湯と接種合金剤(Fe−Cr)と密着し、もって接種
反応が十分に促進される。ただし、この場合、真空度が
高すぎるとmetal −Pemtrationなどの
欠陥を招来するので。
(5. Vacuum suction during casting core) This is also performed as necessary. Simultaneously with casting, by vacuum suction from the outside of the mold, the molten metal is subjected to a force that presses it against the inner wall of the mold cavity. Therefore, the molten metal and the inoculating alloy agent (Fe-Cr) come into close contact, thereby sufficiently promoting the inoculating reaction. However, in this case, if the degree of vacuum is too high, defects such as metal-pemtration will occur.

鋳型粒子の粗度、すなわち鋳型の通気性なども併せ考慮
することによって適度な吸引力を求めて実際に適用すべ
きである。
Appropriate suction force should be determined and applied in practice by also considering the roughness of the mold particles, that is, the air permeability of the mold.

〔実施例〕〔Example〕

まず、表面改質部品の基本的な構造について説明すると
、耐摩耗性を必要とする金属部品の断面層は第1図のよ
うな構造となっており、高硬度層の顕微鏡による拡大ソ
シキは第8図のようである。
First, to explain the basic structure of surface-modified parts, the cross-sectional layer of a metal part that requires wear resistance has a structure as shown in Figure 1. As shown in Figure 8.

すなわち表面層、たとえば表面から5rrnていどの厚
さ(この値は場合によって自由に変化させることができ
る)は高硬度層[5となっており、それ以外の部分は素
地金属8としての普通鉄合金となっている。
In other words, the surface layer, for example, the thickness of 5rrn from the surface (this value can be changed freely depending on the case) is a high hardness layer [5], and the other part is a normal iron alloy as the base metal 8. It becomes.

第9図に本願を実施した部品断面の硬度分布を示す。表
面より約2.5Mnの厚さ全面には参考写真に示したよ
うにCr Cz粒子が分散しており約Hv = 700
〜1500の硬さであり極めて高硬度である。これに対
し素地金属の硬さはHv ’4220であり、本願発明
の効果が顕著であることがわかる。
FIG. 9 shows the hardness distribution of a cross section of a part in which the present invention was applied. As shown in the reference photo, Cr Cz particles are dispersed over the entire surface with a thickness of about 2.5Mn, and the thickness is about Hv = 700.
It has a hardness of ~1500, which is extremely high hardness. On the other hand, the hardness of the base metal was Hv'4220, which shows that the effect of the present invention is remarkable.

したがって部品表面の特殊合金組織、たとえば耐摩耗性
を有する高硬度層5に土砂などの硬い粒子が衝突しても
、表面組織は高硬度(Hv700〜1500)なので全
くと云って良いほど摩耗しない。
Therefore, even if hard particles such as earth and sand collide with the special alloy structure on the surface of the component, for example, the high hardness layer 5 having wear resistance, the surface structure has a high hardness (Hv 700 to 1500), so there is almost no wear.

そして使用時において衝撃力が掛っても、部品全体とし
ては耐衝撃性が低下していないし、また引張りつよさを
維持しているので容易に破壊することがないなど、表面
耐摩耗化によって良い結果は得られるが弊害は全くない
Furthermore, even when an impact force is applied during use, the impact resistance of the part as a whole does not deteriorate, and since it maintains tensile strength, it does not easily break, resulting in good results due to the surface wear resistance. You can get it, but there is no harm at all.

なお、上記において塗布剤の組成、塗布剤を介在させる
方法、厚さ、鋳込温度、鋳込時の真空吸引の有無、鋳型
の加熱温度などの諸条件を変化させることによって高M
n層の厚さなど本発明による金の硬さ、耐食性その他の
特性は変えることが出来る。
In addition, in the above, high M
The hardness, corrosion resistance and other properties of gold according to the invention, such as the thickness of the n-layer, can be varied.

以上、本発明の構成要件について定義をすると共に全体
の構成をのべた。
Above, the constituent elements of the present invention have been defined and the overall structure has been described.

以下に本発明の具体的実施例について述べる。Specific examples of the present invention will be described below.

(実施例1) 第10図に示すように2分割の無機自硬性鋳型のキャビ
ティ4の内壁の上部に高炭素F e −Cr粉末(C’
r:50%):100部にPVA水溶液(PVA20%
)を均一に混合した混合物をつき固め成形し、5[厚さ
とし、その後、乾燥し成形体を固化した。
(Example 1) As shown in FIG. 10, high carbon Fe-Cr powder (C'
r: 50%): 100 parts of PVA aqueous solution (PVA 20%
) was compacted and molded to a thickness of 5 mm, and then dried to solidify the molded product.

その後、1700℃の普通鋳鋼溶湯6を鋳型3の頂部か
ら湯口部9を通して注入した。溶湯6が凝固したのち鋳
型3を除去したところ鋳物表面下0〜5nmのところが
CrC2粒子が分散している高硬度部品(耐摩耗性部品
)を得ることが出来た。
Thereafter, molten ordinary cast steel 6 at 1700° C. was injected from the top of the mold 3 through the sprue 9. When the mold 3 was removed after the molten metal 6 had solidified, a highly hard part (wear-resistant part) in which CrC2 particles were dispersed 0 to 5 nm below the surface of the casting could be obtained.

(実施例2) 第14図に示すようにアルミ製の三次元綱状金属で出来
た多孔質担体10の表面にFe−Cr粉末100部に前
記実施例1のPVAバインダを混ぜて均一に混合したス
ラリーを任意の方法(たとえば浸漬、塗布など)によっ
て付着させる。
(Example 2) As shown in Fig. 14, 100 parts of Fe-Cr powder and the PVA binder of Example 1 are mixed uniformly on the surface of a porous carrier 10 made of a three-dimensional metal strip made of aluminum. The slurry is applied by any method (eg, dipping, coating, etc.).

これを鋳型内壁の所定部にセットしたのち実施例1に準
じて準鋼溶湯を鋳込むことにより実施例1より厚い高硬
度層を得ることが出来た(第16図参照)。
After setting this at a predetermined part of the inner wall of the mold, a quasi-steel molten metal was poured in the same manner as in Example 1, thereby making it possible to obtain a thicker layer of high hardness than in Example 1 (see FIG. 16).

なお本例によれば担体の厚さを場所によって変えること
により硬化層の厚さは任意に変化させうる。
According to this example, the thickness of the cured layer can be changed arbitrarily by changing the thickness of the carrier depending on the location.

(実施例3) 第17図に示すように多分割鋳型3 (300+eoh
の鉄粉=100重量部、3号水ガラス水溶液(Sgl、
6):6部のCOz鋳型)の内壁に6mの厚さに実施例
2に示した接種合金層5を設置する。
(Example 3) As shown in FIG.
iron powder = 100 parts by weight, No. 3 water glass aqueous solution (Sgl,
6): The inoculating alloy layer 5 shown in Example 2 is placed on the inner wall of a 6-part COz mold to a thickness of 6 m.

鋳型3の外側に高周波コイル11を設置し、高周波によ
って鉄粉鋳型3を誘導加熱し約300’Cに加熱し、そ
の熱を接種合金M5に伝えることによって、接種合金M
5を同様の温度とする。
A high-frequency coil 11 is installed outside the mold 3, and the iron powder mold 3 is induction-heated by high frequency to about 300'C, and the heat is transferred to the inoculum alloy M5.
5 at a similar temperature.

次に減圧箱12を、鋳型3の下部に設置し、湯口部より
鋳鉄溶湯6を鋳込み、その後ただちに。
Next, a decompression box 12 is installed at the bottom of the mold 3, and molten cast iron 6 is poured from the sprue, and then immediately thereafter.

鋳型3の底部の減圧ボックス12内を減圧することによ
り、溶湯6と接種金属N5を緊密に接触させ1体化する
と共に反応させる。
By reducing the pressure in the vacuum box 12 at the bottom of the mold 3, the molten metal 6 and the inoculum metal N5 are brought into close contact with each other to integrate and react.

溶湯6の凝固後、型はらしをして、表面に耐摩耗特性を
有する鋳鉄品を得た。
After solidification of the molten metal 6, the mold was removed to obtain a cast iron product having a wear-resistant surface.

(実施例4) 第18図、第19図、第20図、第21図はケーシング
13と、ケーシング13内の遠心羽根車14と、吸込口
15中で羽根車14と共に回転するインジューサ16と
、圧力逃し弁27とを含み、圧力逃し弁27はインジュ
ーサ両側に接続され、インジューサ16を横切る圧力差
は予め決められたレベル以上に生じるとき、流体をイン
ジューサ16の上流端へ戻すため開放するように配置さ
れている。
(Embodiment 4) FIGS. 18, 19, 20, and 21 show the casing 13, the centrifugal impeller 14 inside the casing 13, and the inducer 16 that rotates together with the impeller 14 in the suction port 15. , a pressure relief valve 27 connected to both sides of the inducer for returning fluid to the upstream end of the inducer 16 when the pressure differential across the inducer 16 occurs above a predetermined level. It is arranged to be open.

第18図に示すように、インジューサ16と羽根車14
が一体となった遠心ポンプに本願発明を適用した。
As shown in FIG. 18, the inducer 16 and the impeller 14
The present invention was applied to a centrifugal pump that is integrated with.

すなわち、適用部分はインジューサ16の外表面と羽根
車14の外表面、およびケーシング13の内表面で、本
願発明による改質層をそれぞれ13a、14a+ 16
aで示す。
That is, the applied parts are the outer surface of the inducer 16, the outer surface of the impeller 14, and the inner surface of the casing 13, on which the modified layers 13a, 14a+16 according to the present invention are applied, respectively.
Indicated by a.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に依れば、表面層は高硬度もしくは加工硬化性の
特殊耐摩耗性を有するものとすることができ、内部は通
常の鋳鉄(鋳鋼)とすることができる等、特殊表面特性
を有する、普通鋳鉄品(普通M鋼重)を容易に得ること
ができる。
According to the present invention, the surface layer can have special wear resistance such as high hardness or work hardening, and the inside can have special surface characteristics such as ordinary cast iron (cast steel). , ordinary cast iron products (normal M steel weight) can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一例に係る表面改質部品の断面図、第
2図は本発明と従来例との断面特徴を比較説明した模式
図、第3図、第4図、第5図及び第6図は夫々本発明の
工程を例示した断面図、第7図は従来例に係る断面図、
第8図に本発明の一例に係るC r Cz粒子の分布を
示す模式図、第9図は本発明におけるFe−Cr反応断
面の硬度分布を示す特性図、第10図、第11図、第1
2図及び第13図、並びに第14図、第15図及び第1
6図は夫々本発明の他の工程を例示した断面図。 第17図は同じく本発明の一工程の例示断面図、第18
図は本発明の一例を適用したポンプケーシングの断面図
、第19図、第20図及び第21図は夫々第18図の部
分断面図、第22図は本発明の一例に係るFs−Cr反
応断面の金属組織の400倍の顕微鏡写真である。 3・・・鋳型、4・・・鋳型空洞、5・・・接種材層(
Fe−Cr)、6・・・鋳込金属溶湯、7・・・特殊表
面層(耐摩耗層)、8・・・母材金属層、9・・・湯道
、10・・・担竿 図 不 図 5 =−’:df/14(、CrCzZft秒Rジロー
・−鼾一鷹(籾鼾確ジ て 図 匡 ■ 回 ′¥j3 圓 4し来オ受イ(デ(ヤ2の7刃にン 第 口 第 区 第 z 図 纂 図 ■ /7 図 不 B 図 図 ×4ρθ
FIG. 1 is a cross-sectional view of a surface-modified component according to an example of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram comparing and explaining the cross-sectional characteristics of the present invention and a conventional example, and FIGS. FIG. 6 is a sectional view illustrating the steps of the present invention, FIG. 7 is a sectional view of a conventional example,
Fig. 8 is a schematic diagram showing the distribution of C r Cz particles according to an example of the present invention, Fig. 9 is a characteristic diagram showing the hardness distribution of the Fe-Cr reaction cross section in the present invention, Figs. 1
Figure 2 and Figure 13, Figure 14, Figure 15 and Figure 1
6 is a sectional view illustrating other steps of the present invention. FIG. 17 is an exemplary sectional view of one step of the present invention, and FIG.
The figure is a cross-sectional view of a pump casing to which an example of the present invention is applied, Figures 19, 20, and 21 are partial cross-sectional views of Figure 18, respectively, and Figure 22 is a Fs-Cr reaction according to an example of the present invention. This is a 400x micrograph of a cross-sectional metal structure. 3... Mold, 4... Mold cavity, 5... Inoculum layer (
Fe-Cr), 6... Molten metal for casting, 7... Special surface layer (wear-resistant layer), 8... Base metal layer, 9... Runway, 10... Support rod diagram Unfigured 5 =-': df/14 (, CrCzZft sec R Jiro - Snore Ittaka (Rice snore sure figure) Nth Exit No. z Diagram ■ /7 Diagram B Diagram x 4ρθ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、表面層の所定部のみにCrC_2粒子を分散させた
ことを特徴とする鉄合金鋳物。 2、耐摩耗性を必要とする表面層の所定部分についての
みに一定厚さにCrC_2粒子を分散させてあることを
特徴とする耐摩耗性ポンプ部品。 3、Fe−Cr粉末を鋳型キャビティ内壁の所定部に存
在させ、その後鉄溶湯を鋳込み溶湯とFe−Crを反応
させることにより、上記表面層及びその直下の一定厚さ
のみにCrC_2粒子を分散させ高硬度としたことを特
徴とする表面改質鋳物の製造法。 4、Fe−Cr粉末を塗型骨機と鋳型空洞の内壁に塗布
し、その後鉄溶湯を鋳込み、鋳物表面層をCrC_2粒
子を分散させた高硬度組織としたことを特徴とする表面
改質鉄系鋳物の製造法。 5、所定形状に成形したFe−Cr粉末成形体を鋳型空
洞の所定位置に設置し、その後鉄溶湯を鋳込み鋳物表面
層をCrC_2粒子を分散させた高硬度組織としたこと
を特徴とする表面改質鋳物の製造法。
[Claims] 1. An iron alloy casting characterized in that CrC_2 particles are dispersed only in a predetermined portion of the surface layer. 2. A wear-resistant pump component characterized in that CrC_2 particles are dispersed to a constant thickness only in a predetermined portion of the surface layer that requires wear resistance. 3. Fe-Cr powder is present in a predetermined part of the inner wall of the mold cavity, and then molten iron is poured in. By reacting the molten metal with Fe-Cr, CrC_2 particles are dispersed only in the above-mentioned surface layer and a certain thickness directly below it. A method for producing surface-modified castings characterized by high hardness. 4. Surface-modified iron characterized by applying Fe-Cr powder to the coating mold and the inner wall of the mold cavity, and then casting molten iron to make the surface layer of the casting a high-hardness structure with CrC_2 particles dispersed therein. Manufacturing method for castings. 5. A surface modification characterized in that a Fe-Cr powder compact molded into a predetermined shape is placed in a predetermined position in a mold cavity, and then molten iron is cast to make the surface layer of the casting a high hardness structure in which CrC_2 particles are dispersed. Manufacturing method for quality castings.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0759336A4 (en) * 1994-05-13 1997-03-12

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