JPH0256545B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0256545B2 JPH0256545B2 JP16369582A JP16369582A JPH0256545B2 JP H0256545 B2 JPH0256545 B2 JP H0256545B2 JP 16369582 A JP16369582 A JP 16369582A JP 16369582 A JP16369582 A JP 16369582A JP H0256545 B2 JPH0256545 B2 JP H0256545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- layer
- aluminum bronze
- overlay
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K25/00—Details relating to contact between valve members and seats
- F16K25/04—Arrangements for preventing erosion, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Description
この発明は、特にシール部分がすぐれさた耐摩
耗性をするアルミニウム青銅製弁および弁座に関
するものである。 従来、一般に、各種工業分野におけるプラント
や装置には各種の弁および弁座が用いられ、特に
耐食性および耐摩耗性が要求される分野に、シー
ル部分にモネルメタル（Ni−Cu基合金）を肉盛
溶接したアルミニウム青銅製弁および弁座が用い
られていることもよく知られているところであ
る。 しかし、上記のモネルメタルを肉盛溶接したア
ルミニウム青銅製弁および弁座においては、モネ
ルメタルおよびアルミニウム青銅によつてすぐれ
た耐食性が確保されるものの、モネルメタル自体
の耐摩耗性が十分でないために、作動中にシール
部分に「かじり現象」が発生し、さらに流体中に
砂利や海洋生物などが含有する場合にはシール部
分にエロージヨンが発生し、そのスムーズな作動
がしばしば阻害される場合がある。このようなこ
とから、シール部分がより耐摩耗性のすぐれた材
料で肉盛されたアルミニウム青銅製弁および弁座
が強く望まれているのが現状である。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、シール部分の耐摩耗性にすぐれたアルミニウ
ム青銅製弁および弁座を得べく、特にモネルメタ
ルに比して著しくすぐれた耐摩耗性を有し、かつ
耐食性にもすぐれたステライト（Co−Cr基金）
に着目し研究を行なつた結果、アルミニウム青銅
にステライトを直接肉盛溶接すると、アルミニウ
ム青銅の主成分であるCuとステライトの主成分
であるCoとが相互に固溶しないことに原因して、
その肉盛境界部に著しい割れが発生し、実用に供
し得ないが、アルミニウム青銅に、まず第１層と
してモネルメタルを肉盛溶接し、ついで第２層と
してNi基合金を肉盛溶接し、その上にステライ
トを肉盛溶接すると、アルミニウム青銅の肉盛境
界部並びに肉盛層全体に割れ発生が全く見られな
くなり、しかし、この場合、モネルメタル肉盛層
を省略してアルミニウム青銅にNi基合金を直接
肉盛溶接すると、その肉盛境界部に著しく脆い
Ni−Alの金属間化合物が生成して割れが発生す
るようになり、さらにNi基合金肉盛層を省略し
てモネルメタル肉盛層にステライトを肉盛溶接し
た場合にも、モネルメタル中のCuとステライト
中のCoが固溶しないことから、その肉盛境界部
に著しい割れが発生するようになるという知見を
得たのである。 こ発明は上記知見にもとづいてなされたもので
あつて、特にJIS・H5114・AlBC1（Cu：85％以
上、Al：8.0〜10.0％，Fe：1.0〜4.0％，Ni：1.0
％以下，Mn：1.0％以下、不純物：0.5％以下）、
同AlBC2（Cu：78％以上、Al：8.0〜10.5％，
Fe：2.5〜5.0％，Ni：1.0〜3.0％，Mu：1.5％以
下、不純物：0.5％以下）、同AlBC3（Cu：７％以
上，Al：8.5〜10.5％，Fe：3.0〜6.0％，Mn：1.5
％以下、不純物：0.5％以下）、および同AlBC4
（Cu：71％以上、Al：6.0〜9.0％，Fe：2.0〜5.0
％，Ni：1.0〜4.0％，Mn：7.0〜15.0％，不純
物：0.5％以下）、並びにJIS・H3100・C6161
（Cu：83.0〜90.0％，Fe：2.4〜4.0％，Al：7.0〜
10.0％，Mn：0.50〜2.0％，Ni：0.50〜2.0％）、
同C6280（Cu：78.0〜85.0％，Fe：1.5〜3.5％，
Al：8.0〜11.0％，Ni：0.50〜2.0％，Ni：4.0〜
7.0％）、および同C6301（Cu：77.0〜84.0％，Fe：
3.5〜6.0％，Al：8.5〜10.5％，Mn：0.50〜2.0％，
Ni：3.5〜6.0％）に規定されたアルミニウム青銅
で製造された弁および弁座のいずれか、あるいは
両方のシール部分に、第１層として、望ましくは
アメリカ溶接規格；AWS・A5.14・ERNiCu−７
（Ｃ：0.5％以下、Mn：4.0％以下、Fe：2.5％以
下，Ｓ：0.015％以下、Si：1.25％以下，Ni：62.0
〜69.0％，Al：1.25％以下、Ti：1.5〜3.0％、そ
の他：0.50％以下、Cu：残り）に規定されるモネ
ルメタル溶加棒を使用して形成したモネルメタル
肉盛層、および第２層として、望ましくは同
AWS・A5.14・RNi−３（Ｃ：0.15％以下，Mn：
1.0％以下、Fe：1.0％以下、Ｓ：0.01％以下、
Si：0.75％以下，Cu：0.25％以下、Al：1.5％以
下、Ti：2.0〜3.5％、その他：1.0％以下、Ni：
93.0％以上）に規定されるNi基合金溶加棒を用い
て形成したNi基合金肉盛層を介して、望ましく
は同AWS・A5.13・RCoCr−Ａ（Ｃ：0.9〜1.4％，
Mu：1.0％以下、Fe：3.0％以下、Si：2.0％以下、
Ni：3.0％以下、Cr：26.0〜32.0％，Ｗ：3.0〜6.0
％，Mo：1.0以下、その他：0.50％以下、Co：残
り）、同AWS・A5.13・RCoCr−Ｂ（Ｃ：1.2〜1.7
％，Mu：1.0％以下，Fe：3.0％以下，Si：2.0％
以下、Ni：3.0％以下、Cr：26.0〜32.0％，Ｗ：
7.0〜9.5％，Mo：1.0％、その他：0.50％以下，
Co：残り）、および同AWS・A5.13・RCoCr−Ｃ
（Ｃ：2.0〜3.0％，Mu：1.0％以下，Fe：3.0％以
下、Si：2.0％以下、Ni：3.0％以下、Cr：26.0〜
33.0％，Ｗ：11.0〜14.0％，Mo：1.0％以下、そ
の他：0.50％，Co：残り）に規定されたステライ
ト溶加棒を使用してステライト肉盛層を形成して
なる耐摩耗性にすぐれたアルミニウム青銅製弁お
よび弁座に特徴を有するものである。 つぎに、この発明を実施例より具体的に説明す
る。 実施例 それぞれ第１表に示される成分組成を有し、か
つ直径：300mmφ×厚さ：40mmの寸法を有し、
耗性をするアルミニウム青銅製弁および弁座に関
するものである。 従来、一般に、各種工業分野におけるプラント
や装置には各種の弁および弁座が用いられ、特に
耐食性および耐摩耗性が要求される分野に、シー
ル部分にモネルメタル（Ni−Cu基合金）を肉盛
溶接したアルミニウム青銅製弁および弁座が用い
られていることもよく知られているところであ
る。 しかし、上記のモネルメタルを肉盛溶接したア
ルミニウム青銅製弁および弁座においては、モネ
ルメタルおよびアルミニウム青銅によつてすぐれ
た耐食性が確保されるものの、モネルメタル自体
の耐摩耗性が十分でないために、作動中にシール
部分に「かじり現象」が発生し、さらに流体中に
砂利や海洋生物などが含有する場合にはシール部
分にエロージヨンが発生し、そのスムーズな作動
がしばしば阻害される場合がある。このようなこ
とから、シール部分がより耐摩耗性のすぐれた材
料で肉盛されたアルミニウム青銅製弁および弁座
が強く望まれているのが現状である。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、シール部分の耐摩耗性にすぐれたアルミニウ
ム青銅製弁および弁座を得べく、特にモネルメタ
ルに比して著しくすぐれた耐摩耗性を有し、かつ
耐食性にもすぐれたステライト（Co−Cr基金）
に着目し研究を行なつた結果、アルミニウム青銅
にステライトを直接肉盛溶接すると、アルミニウ
ム青銅の主成分であるCuとステライトの主成分
であるCoとが相互に固溶しないことに原因して、
その肉盛境界部に著しい割れが発生し、実用に供
し得ないが、アルミニウム青銅に、まず第１層と
してモネルメタルを肉盛溶接し、ついで第２層と
してNi基合金を肉盛溶接し、その上にステライ
トを肉盛溶接すると、アルミニウム青銅の肉盛境
界部並びに肉盛層全体に割れ発生が全く見られな
くなり、しかし、この場合、モネルメタル肉盛層
を省略してアルミニウム青銅にNi基合金を直接
肉盛溶接すると、その肉盛境界部に著しく脆い
Ni−Alの金属間化合物が生成して割れが発生す
るようになり、さらにNi基合金肉盛層を省略し
てモネルメタル肉盛層にステライトを肉盛溶接し
た場合にも、モネルメタル中のCuとステライト
中のCoが固溶しないことから、その肉盛境界部
に著しい割れが発生するようになるという知見を
得たのである。 こ発明は上記知見にもとづいてなされたもので
あつて、特にJIS・H5114・AlBC1（Cu：85％以
上、Al：8.0〜10.0％，Fe：1.0〜4.0％，Ni：1.0
％以下，Mn：1.0％以下、不純物：0.5％以下）、
同AlBC2（Cu：78％以上、Al：8.0〜10.5％，
Fe：2.5〜5.0％，Ni：1.0〜3.0％，Mu：1.5％以
下、不純物：0.5％以下）、同AlBC3（Cu：７％以
上，Al：8.5〜10.5％，Fe：3.0〜6.0％，Mn：1.5
％以下、不純物：0.5％以下）、および同AlBC4
（Cu：71％以上、Al：6.0〜9.0％，Fe：2.0〜5.0
％，Ni：1.0〜4.0％，Mn：7.0〜15.0％，不純
物：0.5％以下）、並びにJIS・H3100・C6161
（Cu：83.0〜90.0％，Fe：2.4〜4.0％，Al：7.0〜
10.0％，Mn：0.50〜2.0％，Ni：0.50〜2.0％）、
同C6280（Cu：78.0〜85.0％，Fe：1.5〜3.5％，
Al：8.0〜11.0％，Ni：0.50〜2.0％，Ni：4.0〜
7.0％）、および同C6301（Cu：77.0〜84.0％，Fe：
3.5〜6.0％，Al：8.5〜10.5％，Mn：0.50〜2.0％，
Ni：3.5〜6.0％）に規定されたアルミニウム青銅
で製造された弁および弁座のいずれか、あるいは
両方のシール部分に、第１層として、望ましくは
アメリカ溶接規格；AWS・A5.14・ERNiCu−７
（Ｃ：0.5％以下、Mn：4.0％以下、Fe：2.5％以
下，Ｓ：0.015％以下、Si：1.25％以下，Ni：62.0
〜69.0％，Al：1.25％以下、Ti：1.5〜3.0％、そ
の他：0.50％以下、Cu：残り）に規定されるモネ
ルメタル溶加棒を使用して形成したモネルメタル
肉盛層、および第２層として、望ましくは同
AWS・A5.14・RNi−３（Ｃ：0.15％以下，Mn：
1.0％以下、Fe：1.0％以下、Ｓ：0.01％以下、
Si：0.75％以下，Cu：0.25％以下、Al：1.5％以
下、Ti：2.0〜3.5％、その他：1.0％以下、Ni：
93.0％以上）に規定されるNi基合金溶加棒を用い
て形成したNi基合金肉盛層を介して、望ましく
は同AWS・A5.13・RCoCr−Ａ（Ｃ：0.9〜1.4％，
Mu：1.0％以下、Fe：3.0％以下、Si：2.0％以下、
Ni：3.0％以下、Cr：26.0〜32.0％，Ｗ：3.0〜6.0
％，Mo：1.0以下、その他：0.50％以下、Co：残
り）、同AWS・A5.13・RCoCr−Ｂ（Ｃ：1.2〜1.7
％，Mu：1.0％以下，Fe：3.0％以下，Si：2.0％
以下、Ni：3.0％以下、Cr：26.0〜32.0％，Ｗ：
7.0〜9.5％，Mo：1.0％、その他：0.50％以下，
Co：残り）、および同AWS・A5.13・RCoCr−Ｃ
（Ｃ：2.0〜3.0％，Mu：1.0％以下，Fe：3.0％以
下、Si：2.0％以下、Ni：3.0％以下、Cr：26.0〜
33.0％，Ｗ：11.0〜14.0％，Mo：1.0％以下、そ
の他：0.50％，Co：残り）に規定されたステライ
ト溶加棒を使用してステライト肉盛層を形成して
なる耐摩耗性にすぐれたアルミニウム青銅製弁お
よび弁座に特徴を有するものである。 つぎに、この発明を実施例より具体的に説明す
る。 実施例 それぞれ第１表に示される成分組成を有し、か
つ直径：300mmφ×厚さ：40mmの寸法を有し、
【表】
【表】
かつ円周にそつて幅：20mm×深さ：10mmの開先
（以下シール部分という）を形成した円板状アル
ミニウム青銅製弁本体１〜７を用意し、さらに同
じく第１表に示される成分組成を有するモネルメ
タル溶加棒（直径：2.4mmφ）、Ni基合金溶加棒、
およびステライト溶加棒（直径：4.8mmφ）１〜
３をそれぞれ用意した。 ついで、上記アルミニウム青銅製弁本体１〜７
のシール部分全周にそつて、上記モネルメタル溶
加棒を使用し、層間温度：100℃以下、溶接電
流：180〜200Aの条件でTIG手動溶接を施して第
１層として層厚：３mmのモネルメタル肉盛層を形
成し、引続いて前記モネルメタル肉盛層の上面
に、前記Ni基合金溶加棒を使用し、前記モネル
メタル肉盛層形成と同一の条件にて肉盛全体層厚
を６mmとした状態で第２層としてNi基合金肉盛
層を形成し、さらに第２表に示される組合せにお
いて、前記Ni基合金肉盛層の上面に、前記ステ
ライト溶加棒１〜３を用い、予熱温度：250〜300
℃、溶接電流：120〜130Aの条件でTIG手動溶接
を施して、肉盛全体層厚を11mmとしたステライト
肉盛層を形成し、ついでこの肉盛層を機械加工に
より面削して最終肉盛全体層厚を10mmとすること
によつて本発明アルミニウム青銅製弁１〜７をそ
れぞれ製造した。 また、比較の目的で、第２表に示される通り、
それぞれモネルメタル肉盛層、Ni基合金肉盛層、
およびステライト肉盛層の個々の形成条件は同一
であるが、これら肉盛層のうち少なくともいずれ
かを省略した条件で比較アルミニウム青銅製弁１
〜３をそれぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた本発明アルミニウム
青銅製弁１〜７および比較アルミニウム青銅製弁
１〜３について、肉盛シール部分の円周等間隔６
ケ所における断面の割れ発生個数および総割れ長
さをそれぞれ測定た。これらの測定結果を第２表
に６ケ所の平均値で示した。 第２表に示される結果から明らかなように、本
発明アルミニウム青銅製弁１〜７においては、い
ずれも弁本体と肉盛層の境界部、並びに肉盛層内
（以下シール部分という）を形成した円板状アル
ミニウム青銅製弁本体１〜７を用意し、さらに同
じく第１表に示される成分組成を有するモネルメ
タル溶加棒（直径：2.4mmφ）、Ni基合金溶加棒、
およびステライト溶加棒（直径：4.8mmφ）１〜
３をそれぞれ用意した。 ついで、上記アルミニウム青銅製弁本体１〜７
のシール部分全周にそつて、上記モネルメタル溶
加棒を使用し、層間温度：100℃以下、溶接電
流：180〜200Aの条件でTIG手動溶接を施して第
１層として層厚：３mmのモネルメタル肉盛層を形
成し、引続いて前記モネルメタル肉盛層の上面
に、前記Ni基合金溶加棒を使用し、前記モネル
メタル肉盛層形成と同一の条件にて肉盛全体層厚
を６mmとした状態で第２層としてNi基合金肉盛
層を形成し、さらに第２表に示される組合せにお
いて、前記Ni基合金肉盛層の上面に、前記ステ
ライト溶加棒１〜３を用い、予熱温度：250〜300
℃、溶接電流：120〜130Aの条件でTIG手動溶接
を施して、肉盛全体層厚を11mmとしたステライト
肉盛層を形成し、ついでこの肉盛層を機械加工に
より面削して最終肉盛全体層厚を10mmとすること
によつて本発明アルミニウム青銅製弁１〜７をそ
れぞれ製造した。 また、比較の目的で、第２表に示される通り、
それぞれモネルメタル肉盛層、Ni基合金肉盛層、
およびステライト肉盛層の個々の形成条件は同一
であるが、これら肉盛層のうち少なくともいずれ
かを省略した条件で比較アルミニウム青銅製弁１
〜３をそれぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた本発明アルミニウム
青銅製弁１〜７および比較アルミニウム青銅製弁
１〜３について、肉盛シール部分の円周等間隔６
ケ所における断面の割れ発生個数および総割れ長
さをそれぞれ測定た。これらの測定結果を第２表
に６ケ所の平均値で示した。 第２表に示される結果から明らかなように、本
発明アルミニウム青銅製弁１〜７においては、い
ずれも弁本体と肉盛層の境界部、並びに肉盛層内
【表】
部に割れが全く発生していないのに対して、比較
アルミニウム青銅製弁１〜３においては、弁本体
や肉盛層との境界部や、肉盛層内部に割れが発生
しており、実用に供することができないものであ
る。 なお、上記実施例ではアルミニウム青銅製弁に
ついて述べたが、同弁座についても同様な結果が
得られることは勿論であ。 上述のように、この発明のアルミニウム青銅製
弁および弁座は、弁本体と肉盛層の境界部や、肉
盛層内部に割れが全く存在せず、しかも肉盛層の
表面部が耐摩耗性にすぐれ、かつ耐食性も良好な
ステライトで構成されているので、実用に際して
は「かじり現象」やエロージヨンの発生が皆無で
あり、著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮す
るものである。
アルミニウム青銅製弁１〜３においては、弁本体
や肉盛層との境界部や、肉盛層内部に割れが発生
しており、実用に供することができないものであ
る。 なお、上記実施例ではアルミニウム青銅製弁に
ついて述べたが、同弁座についても同様な結果が
得られることは勿論であ。 上述のように、この発明のアルミニウム青銅製
弁および弁座は、弁本体と肉盛層の境界部や、肉
盛層内部に割れが全く存在せず、しかも肉盛層の
表面部が耐摩耗性にすぐれ、かつ耐食性も良好な
ステライトで構成されているので、実用に際して
は「かじり現象」やエロージヨンの発生が皆無で
あり、著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮す
るものである。
Claims (1)
- １ アルミニウム青銅製弁および弁座のいずれ
か、または両方のシール部分に、第１層としての
モネルメタル肉盛層および第２層としてのNi基
合金肉盛層を介してステライト肉盛層を形成して
なる耐摩耗性のすぐれたアルミニウム青銅製弁お
よび弁座。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16369582A JPS5954871A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 耐摩耗性のすぐれたアルミニウム青銅製弁および弁座 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16369582A JPS5954871A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 耐摩耗性のすぐれたアルミニウム青銅製弁および弁座 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5954871A JPS5954871A (ja) | 1984-03-29 |
| JPH0256545B2 true JPH0256545B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=15778846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16369582A Granted JPS5954871A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 耐摩耗性のすぐれたアルミニウム青銅製弁および弁座 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5954871A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6221465A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-29 | Toyota Motor Corp | アルミニウム系母材への２層肉盛方法 |
-
1982
- 1982-09-20 JP JP16369582A patent/JPS5954871A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5954871A (ja) | 1984-03-29 |
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