JPH0236643B2 - Taimamobuzainoseizohoho - Google Patents
TaimamobuzainoseizohohoInfo
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- JPH0236643B2 JPH0236643B2 JP15849386A JP15849386A JPH0236643B2 JP H0236643 B2 JPH0236643 B2 JP H0236643B2 JP 15849386 A JP15849386 A JP 15849386A JP 15849386 A JP15849386 A JP 15849386A JP H0236643 B2 JPH0236643 B2 JP H0236643B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧延ロールや鋼材ガイドローラ等の
耐摩耗部材の製造方法に関する。
耐摩耗部材の製造方法に関する。
圧延ロール等の耐摩耗部材は、部材全体を耐摩
耗材料で形成せずに、摩耗抵抗の必要な層のみを
耐摩耗材料で形成し、それ以外の部分には、比較
的靭性の高い材料を適用して2種の材料からなる
積層構造とすることが、構造上およびコスト上有
利である。しかし、一般に耐摩耗性を有する層4
(耐摩耗層)を形成する材料は、多量の炭化物を
含有し、あるいは合金含有量の高い合金鋼材であ
るために、靭性を有する層(基材層)との間に熱
膨張係数の差を生じるのが通例である。このた
め、製造工程の途中で、または実使用時に、熱膨
張係数の差に起因する割れが往々にして発生す
る。
耗材料で形成せずに、摩耗抵抗の必要な層のみを
耐摩耗材料で形成し、それ以外の部分には、比較
的靭性の高い材料を適用して2種の材料からなる
積層構造とすることが、構造上およびコスト上有
利である。しかし、一般に耐摩耗性を有する層4
(耐摩耗層)を形成する材料は、多量の炭化物を
含有し、あるいは合金含有量の高い合金鋼材であ
るために、靭性を有する層(基材層)との間に熱
膨張係数の差を生じるのが通例である。このた
め、製造工程の途中で、または実使用時に、熱膨
張係数の差に起因する割れが往々にして発生す
る。
これを解決するために、耐摩耗層と基材層との
間に両者の中間の熱膨張係数を有する中間層を形
成して三層構造とすることが有効なことはすでに
知られている。また、その製造方法としては、基
材層と耐摩耗層との間に中間層材として板状材を
挾み、加熱下に加圧して三層の接触面を融着させ
る方法、あるいは粉末を中間層材として基材層の
表面に所定の厚さに付与し、これに耐摩耗層を重
ねたうえ、加熱下に加圧して粉末層を焼結させる
と共に三層の界面を融着させる方法などが行われ
ている。
間に両者の中間の熱膨張係数を有する中間層を形
成して三層構造とすることが有効なことはすでに
知られている。また、その製造方法としては、基
材層と耐摩耗層との間に中間層材として板状材を
挾み、加熱下に加圧して三層の接触面を融着させ
る方法、あるいは粉末を中間層材として基材層の
表面に所定の厚さに付与し、これに耐摩耗層を重
ねたうえ、加熱下に加圧して粉末層を焼結させる
と共に三層の界面を融着させる方法などが行われ
ている。
しかし、上記の製造方法は、耐摩耗部材が平坦
な板状体のように単純な形状を有する場合に有効
な方法であるが、中間層の形状が複雑な場合に
は、中間層材の形成および加工、更にはその上面
の耐摩耗層の形成などが極めて困難であり、また
中間層や耐摩耗材層を均一な層厚に形成すること
は容易でない。
な板状体のように単純な形状を有する場合に有効
な方法であるが、中間層の形状が複雑な場合に
は、中間層材の形成および加工、更にはその上面
の耐摩耗層の形成などが極めて困難であり、また
中間層や耐摩耗材層を均一な層厚に形成すること
は容易でない。
本発明は上記問題点を解決することを目的とす
る。
る。
本発明の耐摩耗部材の製造方法は、
基材層と耐摩耗材層と両者の中間の熱膨張係数
を有する中間層とからなる耐摩耗部材の製造方法
であつて、 基材の表面に、Ni含有量が25〜36at%である
Fe−Ni合金を溶射することにより中間層を形成
したのち、キヤニング材をあてがつて中間層の表
面に耐摩耗材層を形成するための空間部を画成
し、該空間部内に耐摩耗材料として自溶性合金粉
末とセラミツク粉末との均一な混合粉末を充填
し、該混合粉末が充填された空間部内を脱気しつ
つ密封したのち、熱間静水圧加圧焼結を行うこと
を特徴としている。
を有する中間層とからなる耐摩耗部材の製造方法
であつて、 基材の表面に、Ni含有量が25〜36at%である
Fe−Ni合金を溶射することにより中間層を形成
したのち、キヤニング材をあてがつて中間層の表
面に耐摩耗材層を形成するための空間部を画成
し、該空間部内に耐摩耗材料として自溶性合金粉
末とセラミツク粉末との均一な混合粉末を充填
し、該混合粉末が充填された空間部内を脱気しつ
つ密封したのち、熱間静水圧加圧焼結を行うこと
を特徴としている。
本発明は、中間層材を溶射法により基材表面に
吹き付けて中間層を形成することとしたので、基
材表面が凹凸または湾曲した複雑な形状であつて
も、その表面形状に則した均一な層厚の中間層が
形成される。
吹き付けて中間層を形成することとしたので、基
材表面が凹凸または湾曲した複雑な形状であつて
も、その表面形状に則した均一な層厚の中間層が
形成される。
また、中間層材であるFi−Ni合金の熱膨張係
数は第4図に示すように、Ni含有量:25〜36at
%の範囲において、1×10-6から16×10-6/℃ま
での広い範囲に恒つて変化するので、Ni含有量
を変えることにより、比較的自由に基材層と耐摩
耗材層の中間の熱膨張係数を有する中間層を形成
することができる。その中間層の形成において、
Ni含有量の異なるFe−Ni合金を2種以上使用
し、これを基材表面に順次溶射して溶射層を積層
することにより、熱膨張係数が基材層側から耐摩
耗材層側へ段階的に変化する中間層を形成するこ
とも可能である。
数は第4図に示すように、Ni含有量:25〜36at
%の範囲において、1×10-6から16×10-6/℃ま
での広い範囲に恒つて変化するので、Ni含有量
を変えることにより、比較的自由に基材層と耐摩
耗材層の中間の熱膨張係数を有する中間層を形成
することができる。その中間層の形成において、
Ni含有量の異なるFe−Ni合金を2種以上使用
し、これを基材表面に順次溶射して溶射層を積層
することにより、熱膨張係数が基材層側から耐摩
耗材層側へ段階的に変化する中間層を形成するこ
とも可能である。
更に、自溶性合金粉末とセラミツク粉末との混
合粉末を耐摩耗材料として形成される耐摩耗材層
は、金属マトリツクスと、該マトリツクスに分散
相として分布するセラミツク粒子とからなる複合
組織を有する焼結合金であるので、極めて硬度が
高く、すぐれた摩耗低抗を有している。また、そ
の耐摩耗材層は中間層を介して形成されるので、
基材層との熱膨張係数の差が大きい場合でも、比
較的厚い層厚に形成することができる。
合粉末を耐摩耗材料として形成される耐摩耗材層
は、金属マトリツクスと、該マトリツクスに分散
相として分布するセラミツク粒子とからなる複合
組織を有する焼結合金であるので、極めて硬度が
高く、すぐれた摩耗低抗を有している。また、そ
の耐摩耗材層は中間層を介して形成されるので、
基材層との熱膨張係数の差が大きい場合でも、比
較的厚い層厚に形成することができる。
なお、本発明は、熱間静水圧加圧焼結法によ
り、基材層と中間層と耐摩耗材層とを一体成形し
ているので、各層とも緻密であり、且つ各層の接
触界面は十分に融着し強固な結合関係をなしてい
る。
り、基材層と中間層と耐摩耗材層とを一体成形し
ているので、各層とも緻密であり、且つ各層の接
触界面は十分に融着し強固な結合関係をなしてい
る。
本発明の耐摩耗材料を構成する自溶性合金は、
Ni−Cr系(例えばCr:10〜17%、Fe、B、Si等
5%以下、残部Ni)あるいはCo系合金などであ
る。
Ni−Cr系(例えばCr:10〜17%、Fe、B、Si等
5%以下、残部Ni)あるいはCo系合金などであ
る。
自溶性合金粉末に配合されるセラミツク粉末
は、例えばタングステンカーバイド(WC)、チ
タンナイトライド(TiN)、チタンボライド
(TiB2)等の粉末である。
は、例えばタングステンカーバイド(WC)、チ
タンナイトライド(TiN)、チタンボライド
(TiB2)等の粉末である。
自溶性合金粉末に対するセラミツク粉末の配合
量は目的とする耐摩耗部材の用途・使用条件等に
もよるが一般的に5〜80重量%の範囲が適当であ
る。5重量%未満では、セラミツク粒子の分散効
果が不足し、一方80重量%を越えると、耐摩耗材
層が脆弱となるからである。
量は目的とする耐摩耗部材の用途・使用条件等に
もよるが一般的に5〜80重量%の範囲が適当であ
る。5重量%未満では、セラミツク粒子の分散効
果が不足し、一方80重量%を越えると、耐摩耗材
層が脆弱となるからである。
耐摩耗材層の熱膨張係数は、自溶性合金粉末に
対するセラミツク粉末の配合割合によつて異な
り、例えば74%Ni−14%Cr自溶性合金粉末にWC
粉末を40重量%配合して形成される耐摩耗材層の
熱膨張係数(α)は約7×10-6/℃であり、WC
粉末配合量が20重量%の場合は約9×10-6/℃で
ある。従つて、基材層の熱膨張係数が同じであつ
ても、耐摩耗材層の粉末配合割合が異なる場合
は、それに応じて中間層の熱膨張係数を調整する
ことが必要である。その調整は前記のように中間
層材であるFe−Ni合金のNi含有量を変えること
により容易に行うことができる。
対するセラミツク粉末の配合割合によつて異な
り、例えば74%Ni−14%Cr自溶性合金粉末にWC
粉末を40重量%配合して形成される耐摩耗材層の
熱膨張係数(α)は約7×10-6/℃であり、WC
粉末配合量が20重量%の場合は約9×10-6/℃で
ある。従つて、基材層の熱膨張係数が同じであつ
ても、耐摩耗材層の粉末配合割合が異なる場合
は、それに応じて中間層の熱膨張係数を調整する
ことが必要である。その調整は前記のように中間
層材であるFe−Ni合金のNi含有量を変えること
により容易に行うことができる。
他方、基材層は、目的とする耐摩耗部材に、そ
の用途・使用条件に応じた靭性を付与する適宜の
金属材料(例えば、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼
等)が使用される。
の用途・使用条件に応じた靭性を付与する適宜の
金属材料(例えば、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼
等)が使用される。
なお、基材層表面に対する中間層の形成を溶射
法により行うので、溶射粒子は大気中を飛行する
過程で酸化をうける。従つて、中間層を形成した
のち、還元処理を行うことは、中間層の材質を改
善するために望ましいことである。
法により行うので、溶射粒子は大気中を飛行する
過程で酸化をうける。従つて、中間層を形成した
のち、還元処理を行うことは、中間層の材質を改
善するために望ましいことである。
実施例
第1図〔〕に示すように円周面に円弧状断面
を有する溝11が円周方向に形成されている炭素
鋼(S45C)製環体10を基材とし、その溝11
の表面のスケールを除去したのち、中間層材料と
して、Ni含有量が28at%および30at%である2
種類のFe−Ni合金粉末(200〜350メツシユ)を
用いて2つの溶射層21(Ni28at%)と溶射層
22(Ni30at%)からなる中間層20を形成し
た。その中間層20を、真空中、800℃で還元処
理したのち、第2図に示すように、基材10の円
周溝11と平行な凹陥部を有する軟鋼製キヤニン
グ材40を基材に溶接して、耐摩耗材層を形成す
るための空間Sを画成した。ついで、基材10の
表面に予め形成しておいた粉末投入溝50を介し
て、第3図のように、空間部S内に耐摩耗材料と
して、Ni−Cr系自溶性合金粉末とWC粉末との混
合粉末(WC粉末配合量:25重量%)を充填し
た。
を有する溝11が円周方向に形成されている炭素
鋼(S45C)製環体10を基材とし、その溝11
の表面のスケールを除去したのち、中間層材料と
して、Ni含有量が28at%および30at%である2
種類のFe−Ni合金粉末(200〜350メツシユ)を
用いて2つの溶射層21(Ni28at%)と溶射層
22(Ni30at%)からなる中間層20を形成し
た。その中間層20を、真空中、800℃で還元処
理したのち、第2図に示すように、基材10の円
周溝11と平行な凹陥部を有する軟鋼製キヤニン
グ材40を基材に溶接して、耐摩耗材層を形成す
るための空間Sを画成した。ついで、基材10の
表面に予め形成しておいた粉末投入溝50を介し
て、第3図のように、空間部S内に耐摩耗材料と
して、Ni−Cr系自溶性合金粉末とWC粉末との混
合粉末(WC粉末配合量:25重量%)を充填し
た。
混合粉末30を充填したのち、脱気しつつ空間
部Sを密封し、ついで熱間静水圧加圧焼結に付
し、温度:950℃、加圧力:1000Kgf/cm2の条件
下に焼結を完了した。その後、機械加工により、
キヤニング材を除去し、基材層とその円周溝内に
中間層を介して形成された耐摩耗材層からなる製
品を得た。その中間層の層厚は3mm(第1層およ
び第2層共に1.5mm)であり、耐摩耗材層の層厚
は10mmである。
部Sを密封し、ついで熱間静水圧加圧焼結に付
し、温度:950℃、加圧力:1000Kgf/cm2の条件
下に焼結を完了した。その後、機械加工により、
キヤニング材を除去し、基材層とその円周溝内に
中間層を介して形成された耐摩耗材層からなる製
品を得た。その中間層の層厚は3mm(第1層およ
び第2層共に1.5mm)であり、耐摩耗材層の層厚
は10mmである。
また、各層の熱膨張係数は次のとおりである。
基材層(S45C):14×10-6/℃
中間層(Fe−Ni合金)
第1層(Ni28at%):12×10-6/℃
第2層(Ni30at%):8×10-6/℃
耐摩耗材層(Ni−Cr系自溶性合金+25%WC):
8×10-6/℃ なお、中間層および耐摩耗材層のいずれも緻密
な焼結組織を有し、各層間の接合は完全であるこ
とも確認された。
8×10-6/℃ なお、中間層および耐摩耗材層のいずれも緻密
な焼結組織を有し、各層間の接合は完全であるこ
とも確認された。
他方、比較例として、中間層を形成しない点を
除いて上記実施例と同じ条件で耐摩耗材を製造し
たが、基材層と耐摩耗材層との熱膨張係数の差が
大きいため、層厚の厚い耐摩耗材層を形成する場
合は割れの発生を避けることができず、形成可能
な耐摩耗材層の層厚は5mm以下であつた。
除いて上記実施例と同じ条件で耐摩耗材を製造し
たが、基材層と耐摩耗材層との熱膨張係数の差が
大きいため、層厚の厚い耐摩耗材層を形成する場
合は割れの発生を避けることができず、形成可能
な耐摩耗材層の層厚は5mm以下であつた。
本発明によれば、基材層の表面が複雑な形状を
有するものである場合にも、均一な層厚を有する
中間層と耐摩耗材層とを積層形成するとができ
る。また、その耐摩耗材層の摩耗抵抗性はセラミ
ツク粉末の配合割合により調節することができる
と同時に、耐摩耗材層と基材層の熱膨張係数に応
じて、中間層の熱膨張係数をそのNi含有量によ
り容易に調節することができる。しかも、中間層
および耐摩耗材層は緻密な焼結組織を有し、各層
間の結合も強固である。
有するものである場合にも、均一な層厚を有する
中間層と耐摩耗材層とを積層形成するとができ
る。また、その耐摩耗材層の摩耗抵抗性はセラミ
ツク粉末の配合割合により調節することができる
と同時に、耐摩耗材層と基材層の熱膨張係数に応
じて、中間層の熱膨張係数をそのNi含有量によ
り容易に調節することができる。しかも、中間層
および耐摩耗材層は緻密な焼結組織を有し、各層
間の結合も強固である。
従つて、本発明方法は、圧延ロールやガイドロ
ーラ等、例えばカリバー部に中間層を介して耐摩
耗材層を積層形成したカリバー付き圧延ロールの
製造方法等として極めて有用である。
ーラ等、例えばカリバー部に中間層を介して耐摩
耗材層を積層形成したカリバー付き圧延ロールの
製造方法等として極めて有用である。
第1図〜第3図は本発明方法の製造工程説明
図、第4図は中間層材であるFe−Ni合金のNi含
有量と熱膨張係数(α)の関係を示すグラフであ
る。 10:基材、20:中間層、30:耐摩耗材
料、40:キヤニング材。
図、第4図は中間層材であるFe−Ni合金のNi含
有量と熱膨張係数(α)の関係を示すグラフであ
る。 10:基材、20:中間層、30:耐摩耗材
料、40:キヤニング材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 金属基材層と耐摩耗材層とそれらの中間の熱
膨張係数を有する中間層とからなる耐摩耗部材の
製造方法であつて、 金属基材の表面に、Ni含有量が25〜36at%で
あるFe−Ni合金を溶射することにより中間層を
形成したのち、キヤニング材をあてがつて中間層
の表面に耐摩耗材層を形成するための空間部を画
成し、該空間部内に耐摩耗材料として自溶性合金
粉末とセラミツク粉末との均一な混合粉末を充填
し、混合粉末が充填された空間部内を脱気しつつ
密封したのち、熱間静水圧加圧焼結を行うことを
特徴とする耐摩耗部材の製造方法。 2 Ni含有量を段階的に変化させた2種以上の
Fe−Ni合金を金属基材の表面に順次溶射積層す
ることにより、熱膨張係数が金属基材層側から耐
摩耗材層側に段階的に変化する中間層を形成する
ことを特徴とする上記第1項に記載の耐摩耗部材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15849386A JPH0236643B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | Taimamobuzainoseizohoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15849386A JPH0236643B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | Taimamobuzainoseizohoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314806A JPS6314806A (ja) | 1988-01-22 |
| JPH0236643B2 true JPH0236643B2 (ja) | 1990-08-20 |
Family
ID=15672946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15849386A Expired - Lifetime JPH0236643B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | Taimamobuzainoseizohoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0236643B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7833154B2 (en) | 2002-11-18 | 2010-11-16 | Olympus Corporation | Autoclave sterilization-compatible endoscope |
| JP5243764B2 (ja) * | 2007-10-03 | 2013-07-24 | 金井 宏彰 | カテーテルチューブ成形用芯材およびその製造方法 |
| JP5458655B2 (ja) * | 2009-04-30 | 2014-04-02 | Jfeスチール株式会社 | 熱間仕上圧延機用ワークロール、熱間仕上圧延機列と圧延方法 |
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-
1986
- 1986-07-04 JP JP15849386A patent/JPH0236643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314806A (ja) | 1988-01-22 |
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