JPH0256411B2

JPH0256411B2 -

Info

Publication number: JPH0256411B2
Application number: JP58120941A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kitano; Isao Takizawa; Teruo Okuda
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1983-07-05
Filing date: 1983-07-05
Publication date: 1990-11-30
Also published as: JPS6013043A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、耐摩耗性ならびに耐食性に優れた合
金に関し、とくに耐摩耗性ならびに耐食性が要求
される部分のライニング材として適する耐摩耗耐
食合金に関するものである。耐摩耗性ならびに耐食性が要求される部材とし
ては、例えば、射出成形機，スラリーポンプ，コ
ンプレツサ等に使用されるシリンダがある。一方、マトリツクス中に、ガラス繊維，炭素繊
維，セラミツク繊維，高分子繊維，合金繊維等の
補強材を混入させ（FRP，FRM等）て、樹脂成
形体あるいは金属の強度，難燃性，耐摩耗性等の
諸特性を向上させようとする試みが近年多くなつ
てきている。したがつて、例えば、射出成形機の
シリンダ部分においては、樹脂に加えた各種補強
材や添加剤などによる摩耗が少ないこと、および
樹脂や添加剤等から発生するガスによる腐食が少
ないことなど、従来以上の厳しい特性が要求され
る。ところで、従来の樹脂射出成形機におけるシリ
ンダには、窒化鋼を使用してその表面に窒化処理
を施すことにより耐摩耗性を向上させることも行
われていたが、硬化層が薄いため耐摩耗性および
耐食性が十分でないという欠点を有していた。本発明は、上記した従来の欠点を解消するため
になされたもので、耐摩耗性ならびに耐食性にす
ぐれ、特にライニング材としての使用に適する耐
摩耗耐食合金を提供することを目的としている。本発明による耐摩耗耐食合金は、耐食性を有す
る金属をマトリツクスとし、このマトリツクスを
高硬度化することにより耐摩耗性を向上させたこ
とを特徴とし、その組成範囲は重量％で、 Ni：35％以下、Cr：３〜15％、 Mo：１〜10％、Ｂ：１〜４％、 Si：0.9〜４％、Mn：0.2〜２％Ｃ：0.05〜0.5％、Co：35％超過、および不純物
からなることを特徴とし、特に鉄または鋼製シリ
ンダのライニング材として使用される場合には、
鋳造法によつてライニング層を形成するときに
は、ライニング時にFeの溶出を伴なうことから、
ライニング層を形成する耐摩耗耐食合金が、重量
％で、 Ni：35％以下、Cr：３〜15％、 Mo：１〜10％、Ｂ：１〜４％、 Si：0.9〜４％、Mn：0.2〜２％、Ｃ：0.05〜0.5％、Fe：25％以下、Co：35％超過、
および不純物からなることを特徴としている。次に、本発明による耐摩耗耐食合金の組成範囲
（重量％）の限定理由について説明する。 Ni：35％以下 Niは合金の耐食性を向上させるのに有効な元
素であるが、多すぎると合金の硬さを低下して耐
摩耗性を劣化させるので、35％以下、より望まし
くは耐食性および硬さのバランスから５〜15％の
範囲とするのが良い。 Cr：３〜15％ Crはマトリツクス中に固溶して当該マトリツ
クスの硬さを増大し、合金の耐摩耗性を向上させ
るのに有効な元素であるが、３％未満では上記し
た効果が小さく、15％を超えると靭性が劣化する
ので、３〜15％、より望ましくは５〜15％の範囲
とするのが良い。 Mo：１〜10％ Moはマトリツクス中に固溶して合金の耐食性
を向上させるのに有効な元素であるが、１％未満
では上記した効果が小さく、10％を超えても耐食
性の向上は顕著に得られず、かえつて加工性が劣
化して仕上げ加工を困難にするので、１〜10％、
より望ましくは１〜５％の範囲とするのが良い。Ｂ：１〜４％ＢはCo，Ni，Crと化合して硼化物を作り、合
金の硬さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有
効な元素であるが、１％未満ではこのような効果
が小さく、４％超過ではCoと金属間化合物を作
つて脆化し、合金の靭性を劣化させるので、１〜
４％の範囲とする。 Si：0.9〜４％ Siは合金の湯流れ性を向上させる元素であり、
特にライニングを鋳造によつて形成する場合に必
要な湯流れ性を確保するのに有効な元素である
が、0.9％未満ではそのような効果が小さく、４
％超過ではCoと金属間化合物を作つて脆化し、
合金の靭性を劣化させるので、0.9〜４％の範囲
とする。 Mn：0.2〜２％ Mnは脱酸剤として作用する元素であり、十分
な脱酸作用を得るためには0.2％以上とする必要
がある。しかし、２％を超過しても脱酸作用の向
上は得られず、かえつて靭性を劣化するので、２
％以下とする。Ｃ：0.05〜0.5％Ｃはマトリツクス中に固溶して当該マトリツク
スの硬さを増大し、これによつて合金の耐摩耗性
を向上させるのに有効な元素であるが、0.05％未
満ではこのような効果が小さく、0.5％を超える
と耐食性が劣化するので、0.05〜0.5％の範囲と
する。 Co：35％超過 CoはCrおよびＢと化合して合金の耐摩耗性を向
上させると共に十分な耐食性を得るのに必要な元
素であり、35％超過とした。本発明による耐摩耗耐食合金は、上記した成分
範囲のものであるが、不純物中のAlは0.2％以下、
Feは１％以下となるようにすることがより望ま
しい。そして、この合金を鉄または鋼製シリンダ
のライニング材として使用する場合に鋳造法によ
つてライニング層を形成するときには、ライニン
グ時にFeの溶出を生じて上記合金中に含まれる
ことになる。そこで、この耐摩耗耐食合金中にお
いてFe量が25％を超えると硬度が低下して耐摩
耗性が劣化するので、Fe含有量を25％以下とす
る必要がある。本発明による合金は、上記各成分の相互作用に
より、優れた耐摩耗性ならびに耐食性を有し、耐
摩耗性ならびに耐食性が要求される部材の表面に
コーテイングあるいはライニングして当該部材の
耐摩耗性ならびに耐食性を高めるのに有効であ
り、合金の湯流れ性が良いため上記コーテイング
あるいはライニングに際して鋳造法を利用するこ
とができるものである。以下、本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。まず、マグネシアるつぼ中で本発明の第一発明
による合金成分を６種類配合し、電気炉にて1450
〜1500℃に加熱溶解した後板状試験片を作成し、
各試験片の成分細成を分析したところ、第１表
（No.１〜６）に示す結果であつた。また、比較例
として、同じく第１表（No.７）に示す窒化鋼
（SACM 645）を用いて窒化処理を行つた。次いで、各試験片（No.１〜７）の硬さ、耐摩耗
性，耐食性を調べたところ、第２表に示す結果と
なつた。なお、硬さ試験は、本発明の実施例にお
いてはロツクウエル、比較例においてはビツカー
ス（ロツクウエルに換算した値をかつこ内に示
す。）で行つた。また、耐摩耗性試験は、大越式
摩耗試験機を用い、標準ロール；直径30mm×３
mm，荷重；12.6Kg，距離；200ｍの条件で比摩耗
量の測定を行つた。さらに、耐食性試験は、試験
片の大きさを２×10×25mmとし、液温20℃，
24Hrの条件でHCl50％水溶液中およびH₂SO₄50
％水溶液中でそれぞれ行つた。

【表】

【表】第１表および第２表に示すように、本発明によ
る合金（No.１〜６）は、従来の窒化鋼（No.７）に
比べて、いずれも比摩耗量が小さく耐摩耗性に優
れていると同時に、腐食量が少なく耐食性にも優
れていることが明らかである。次に、第１表に示す合金の中から３種（No.１，
２，３）を選定し、外径100mm、内径32mm，長さ
1000mmの炭素鋼（SC）製シリンダの中に、当該
シリンダの内壁面に片肉厚３mmのライニングを行
うのに必要な量の上記合金の割片を入れたのち、
前記シリンダの両端を封じ、その後約1200℃の炉
内に装入して加熱し、加熱後にシリンダを炉内か
ら取り出し、前記シリンダを遠心機に装着して回
転しつつ800℃まで冷却し、その後室温まで徐冷
し、次いでシリンダを所定長さの寸法に切削およ
び研削仕上げした。この結果、シリンダ内面に高
硬度の耐摩耗耐食性層が形成されており、この耐
摩耗耐食性層の分析結果は第３表に示した通りで
あつて、ライニング形成前後の耐摩耗耐食合金に
おいてFeを除く成分の大幅な変化は認められず、
ライニング時にFeの溶出を生じてFe含有量が高
くなつていることが認められ、とくに樹脂やセラ
ミツクス等の射出成形機，モルタルポンプ，スラ
リーポンプ，コンプレツサ等の耐摩耗性，耐食性
が要求されるシリンダに適したものが得られた。
そして、シリンダ内面のライニング厚さは著しく
均一なものであり、湯流れ性が良好であつてこの
ような遠心鋳造によるライニング用合金として著
しく優れたものであり、加えて、ライニング後の
シリンダ内面の切削は、表面が高硬度化したにも
かかわらず非常に容易に行うことができ、被削性
が良好であることも確認された。

【表】以上説明してきたように、本発明による合金は
耐摩耗性ならびに耐食性に著しく優れたものであ
り、耐摩耗性ならびに耐食性が要求される部材そ
のものとして、あるいはライニング材やコーテイ
ング材として適したものであり、湯流れ性が良好
であるため鋳造による成形あるいは積層が容易に
可能であり、切削も可能であるため成形あるいは
積層後の仕上げ加工が容易であるなどの数々のす
ぐれた効果を有し、例えば、射出成形機，スラリ
ーポンプ，コンプレツサ等に使用されるシリンダ
のライニング材あるいはコーテイング材として使
用することによつて、当該シリンダの耐用寿命を
著しく増大させることが可能であり、また、適用
可能な原材料の種類を拡張することが可能であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、Ni：35％以下、 Cr：３〜15％、Mo：１〜10％、Ｂ：１〜４％、Si：0.9〜４％、 Mn：0.2〜２％、Ｃ：0.05〜0.5％、 Co：35％超過、および不純物からなることを特
徴とする耐摩耗耐食合金。２不純物中において、Al：0.2％以下とした特
許請求の範囲第１項記載の耐摩耗耐食合金。３不純物中において、Fe：１％以下とした特
許請求の範囲第１項または第２項記載の耐摩耗耐
食合金。４重量％で、Ni：35％以下、 Cr：３〜15％、Mo：１〜10％、Ｂ：１〜４％、Si：0.9〜４％、 Mn：0.2〜２％、Ｃ：0.05〜0.5％、 Fe：25％以下、Co：35％超過、および不純物か
らなることを特徴とする耐摩耗耐食合金。５不純物中において、Al：0.2％以下とした特
許請求の範囲第４項記載の耐摩耗耐食合金。