JPH0327618B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、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、樹脂成形機、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、樹脂成形体中に、ガラス繊維、炭素繊
維、金属繊維等の補強材を混入させ（FRP、
FRM等）て、樹脂成形体の強度、難燃性、耐摩
耗性等の諸特性を向上させようとすることが近年
多くなつてきている。したがつて、樹脂成形機の
シリンダ部分においては、樹脂に加えた補強材や
添加剤による摩耗が少ないこと、および樹脂や添
加剤等から出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
し、耐摩耗性を向上させることも行われていた
が、硬化層の薄さから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。 この発明は、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。 この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：１〜４％、Mn：0.2〜２％、
残部実質的にCoよりなることを特徴としている。 次に、この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
た硬化が小さく、15％を越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
金の硬さを増大させ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：１〜４％ 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、
１％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、１〜４％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。 Co：残部 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、合金の残部とした。 この発明による合金は、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、この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合金成分を
６種類混合し、電気炉にて1450〜1500℃に加熱溶
解した後板状試験片を作成し、各試験片の成分組
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（SACM645）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、この発明の実施例に
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×３mm、
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、20℃、24Hrの条件
で行つた。

【表】

【表】 第１表および第２表に示すように、この発明に
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、
３、５）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、とくに
樹脂成形機、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。 以上説明してきたように、この発明による合金
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
すぐれた効果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量％で、Ni：35％以下、Cr：３〜15％、
   Mo：１〜10％、Ｂ：１〜４％、Si：１〜４％、
   Mn：0.2〜２％、残部実質的にCoよりなること
   を特徴とする耐摩耗耐食合金。