JPH0394033A - 耐摩耗性及び耐食性に優れたライニング材用高強度複合材料並びにその製法 - Google Patents
耐摩耗性及び耐食性に優れたライニング材用高強度複合材料並びにその製法Info
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- JPH0394033A JPH0394033A JP23196889A JP23196889A JPH0394033A JP H0394033 A JPH0394033 A JP H0394033A JP 23196889 A JP23196889 A JP 23196889A JP 23196889 A JP23196889 A JP 23196889A JP H0394033 A JPH0394033 A JP H0394033A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、Ｎｉ基合金をマトリックスとする耐摩耗性及
び耐食性に優れた高強度複合材料並びにその製法に関し
、この複合材料は、エンジニアリングプラスチック、エ
ンジニアリングセラくツクス、金属粉末等の射出成形用
シリンダーあるいは押出成形用シリンダーの内面ライニ
ング材をはじめとして、ベレタイザー用ライニング材、
ブランジャーボンプ用ライニング材の如く、耐摩耗性と
耐食性が要求される部品のライニング材として有用なも
のである。
び耐食性に優れた高強度複合材料並びにその製法に関し
、この複合材料は、エンジニアリングプラスチック、エ
ンジニアリングセラくツクス、金属粉末等の射出成形用
シリンダーあるいは押出成形用シリンダーの内面ライニ
ング材をはじめとして、ベレタイザー用ライニング材、
ブランジャーボンプ用ライニング材の如く、耐摩耗性と
耐食性が要求される部品のライニング材として有用なも
のである。
［従来の技術］
たとえばエンジニアリングプラスチック等の射出威形あ
るいは押出成形はかなりの高温条件下で行なわれるため
、一部原料の熱分解は回避しきれず、大なり小なり腐食
性ガスが生成する。殊に難燃化を期してハロゲン含有化
合物が配合されたプラスチック材料の場合には、腐食性
の高いハロゲン含有ガスが大量に生成し、成形装置内部
は腐食環境に曝らされることになるので、たとえば成形
用シリンダ等には高レベルの耐食性が要求される。しか
もシリンダにかかる成形圧力は相当高く、且つ強度向上
のために配合されることの多い無機質強化材（ガラス繊
維、シリカ粉、チタニア粉等）は硬質であるので、シリ
ンダには高レベルの耐摩耗性も要求される。こうした耐
食性、耐摩耗性はシリンダに限らずこれと同様の過酷な
条件に曝らされるブランジャーボンブやペレタイザー等
にも同様に必要となる。
るいは押出成形はかなりの高温条件下で行なわれるため
、一部原料の熱分解は回避しきれず、大なり小なり腐食
性ガスが生成する。殊に難燃化を期してハロゲン含有化
合物が配合されたプラスチック材料の場合には、腐食性
の高いハロゲン含有ガスが大量に生成し、成形装置内部
は腐食環境に曝らされることになるので、たとえば成形
用シリンダ等には高レベルの耐食性が要求される。しか
もシリンダにかかる成形圧力は相当高く、且つ強度向上
のために配合されることの多い無機質強化材（ガラス繊
維、シリカ粉、チタニア粉等）は硬質であるので、シリ
ンダには高レベルの耐摩耗性も要求される。こうした耐
食性、耐摩耗性はシリンダに限らずこれと同様の過酷な
条件に曝らされるブランジャーボンブやペレタイザー等
にも同様に必要となる。
ところで上記の様な部材に耐食・耐摩耗性を与える手段
として従来から汎用されているのは、耐食性及び耐摩耗
性の優れたＮｉ基合金を、耐食・耐摩耗性の要求される
部分に溶射、遠心鋳造、ＨＩＰ等でライニングする方法
である。中でも最近注目されているのは、微細・均一な
ライニング金属組織が得られ易いＨＩＰ法によるライニ
ングである。そして最近では、Ｎｉ基合金ライニング層
の耐摩耗性を更に高めるため、Ｎｉ基合金中に炭化タン
グステンや炭化ニオビウム等のセラくツクス微粉末を含
有させた複合材料（サ３−メット）を使用する方法も提
案されている。
として従来から汎用されているのは、耐食性及び耐摩耗
性の優れたＮｉ基合金を、耐食・耐摩耗性の要求される
部分に溶射、遠心鋳造、ＨＩＰ等でライニングする方法
である。中でも最近注目されているのは、微細・均一な
ライニング金属組織が得られ易いＨＩＰ法によるライニ
ングである。そして最近では、Ｎｉ基合金ライニング層
の耐摩耗性を更に高めるため、Ｎｉ基合金中に炭化タン
グステンや炭化ニオビウム等のセラくツクス微粉末を含
有させた複合材料（サ３−メット）を使用する方法も提
案されている。
［発明が解決しようとする課題コ
ところが、セラ稟ツクス徴粉末を含まない従来のＮｉ基
合金ライニング材は耐摩耗性が不十分であり、たとえば
強化材としてガラス繊維を多量配合したエンジニアリン
グプラスチック材等の成形に用いられるシリンダ用ライ
ニング材として使用した場合の摩耗はかなり激しい。こ
うした耐摩耗性不足の問題は、前述の如＜Ｎｉ基合金に
炭化タングステンや炭化ニオビウム等のセラくツクス微
粉末を複合することによって多少改善されるものの、依
然として満足し得るものではなく、また高圧射出成形に
耐え得る高強度を持ったライニング層も得られ難い。
合金ライニング材は耐摩耗性が不十分であり、たとえば
強化材としてガラス繊維を多量配合したエンジニアリン
グプラスチック材等の成形に用いられるシリンダ用ライ
ニング材として使用した場合の摩耗はかなり激しい。こ
うした耐摩耗性不足の問題は、前述の如＜Ｎｉ基合金に
炭化タングステンや炭化ニオビウム等のセラくツクス微
粉末を複合することによって多少改善されるものの、依
然として満足し得るものではなく、また高圧射出成形に
耐え得る高強度を持ったライニング層も得られ難い。
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は、多量の無機質強化材が配合されたエンジ
ニアリングプラスチック材等の成形に使用した場合でも
満足のいく耐摩耗性と耐食性を発揮し、しかも高圧成形
にも十分耐えることのできる強度を持ったライニング用
複合材料及びその製法を提供しようとするものである。
、その目的は、多量の無機質強化材が配合されたエンジ
ニアリングプラスチック材等の成形に使用した場合でも
満足のいく耐摩耗性と耐食性を発揮し、しかも高圧成形
にも十分耐えることのできる強度を持ったライニング用
複合材料及びその製法を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］
上記の課題を解決することのできた本発明に係る複合材
料の構成は、Ｎｉ基合金よりなるマトリックス中に、針
状の炭化バナジウム（以下ＶＣと表わす）が５〜４０体
積％の割合で均一に分散されたものであるところに要旨
を有するものである。そしてこの様な高強度複合材料は
、Ｎｉ基合金微粉末とＶＣ微粉末よりなる均一混合物を
、Ｎｉ基合金の固相温度以下の温度で加圧焼結し、Ｎｉ
基合金マトリックス中に針状のＶＣを生成させることに
よって得ることができる。
料の構成は、Ｎｉ基合金よりなるマトリックス中に、針
状の炭化バナジウム（以下ＶＣと表わす）が５〜４０体
積％の割合で均一に分散されたものであるところに要旨
を有するものである。そしてこの様な高強度複合材料は
、Ｎｉ基合金微粉末とＶＣ微粉末よりなる均一混合物を
、Ｎｉ基合金の固相温度以下の温度で加圧焼結し、Ｎｉ
基合金マトリックス中に針状のＶＣを生成させることに
よって得ることができる。
［作用］
本発明ではマトリックスを構成するベース金属としてＮ
ｉ基合金が使用される。これは、Ｎｉ基合金が木来備え
ている耐摩耗性、耐食性及び強度を有効に発揮させるた
めであり、Ｎｉ基合金の具体例としてはＮｉ−Ｃｒ，Ｎ
ｉ−Ｍｏ，Ｎｉ −Ｃｒ−Ｍｏ，Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ，Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｓｉ， Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ， Ｎｉ−Ｃ
ｒ−Ｆｅ −Ｓｉ等が挙げられ、中でも特に好ましい
のはＮｉ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｔ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ
，Ｎ ｉ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓ ｉである。但しこれらのＮ
ｉ基合金は、前述の如く耐摩耗性や強度において必ずし
も満足し得るものではなく、無機質強化材を含むエンジ
ニアリングプラスチック材等を用いた高圧成形などに適
用したときの摩耗はかなり激しい。そこで本発明では該
Ｎｉ基合金をマトリックスとし、その中に分散強化材と
して針状のＶＣを均一に分散させることとした。
ｉ基合金が使用される。これは、Ｎｉ基合金が木来備え
ている耐摩耗性、耐食性及び強度を有効に発揮させるた
めであり、Ｎｉ基合金の具体例としてはＮｉ−Ｃｒ，Ｎ
ｉ−Ｍｏ，Ｎｉ −Ｃｒ−Ｍｏ，Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ，Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ｓｉ， Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ， Ｎｉ−Ｃ
ｒ−Ｆｅ −Ｓｉ等が挙げられ、中でも特に好ましい
のはＮｉ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｔ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ
，Ｎ ｉ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓ ｉである。但しこれらのＮ
ｉ基合金は、前述の如く耐摩耗性や強度において必ずし
も満足し得るものではなく、無機質強化材を含むエンジ
ニアリングプラスチック材等を用いた高圧成形などに適
用したときの摩耗はかなり激しい。そこで本発明では該
Ｎｉ基合金をマトリックスとし、その中に分散強化材と
して針状のＶＣを均一に分散させることとした。
尚金属マトリックス中にＷＣやＮｂＣ等のセラミックス
微粉末を分散させて耐摩耗性を高める方法が周知である
ことは先の述べた通りであるが、これらの方法では耐摩
耗性を満足し得る程度まで高めることができないばかり
でなく、強度も殆んど改善されず、高圧射出成形等に適
用すると、該ライニング層にクラックを生じるという問
題がある。ところが本発明の様に針状のＶＣを分散強化
材として使用すると、耐摩耗性が大幅に改善されるばか
りでなく強度も著しく向上し、ライニング層の寿命を大
幅に延長することができる。
微粉末を分散させて耐摩耗性を高める方法が周知である
ことは先の述べた通りであるが、これらの方法では耐摩
耗性を満足し得る程度まで高めることができないばかり
でなく、強度も殆んど改善されず、高圧射出成形等に適
用すると、該ライニング層にクラックを生じるという問
題がある。ところが本発明の様に針状のＶＣを分散強化
材として使用すると、耐摩耗性が大幅に改善されるばか
りでなく強度も著しく向上し、ライニング層の寿命を大
幅に延長することができる。
針状のＶＣはたとえば後述する様な方法によってＮｉ基
合金マトリックス中に分散されるが、そのサイズは直径
０．１ 〜１．５ μｍ，長さ０．５ 〜１０μｍ程度
のものが好ましく、また針状ＶＣの含有量は体積率で全
体の５〜４０％となる様に配合量を調整する。針状ＶＣ
の占める体積比率が５％未満である場合は分散強化材と
しての作用が十分に発揮されず、耐摩耗性及び強度を満
足のいく程度まで高めることができない。一方４０％を
超える場合は、十分な耐摩耗性と強度は得られるものの
、酸に対する耐食性が悪くなり、ライニング層全体とし
ての寿命はむしろ短縮傾向を示す様になる。ところが針
状■Ｃが全体の５〜４０％を占める様に分散させたもの
では、耐摩耗性、強度、耐食性のすべてに優れた性能を
もったライニング層が得られる。
合金マトリックス中に分散されるが、そのサイズは直径
０．１ 〜１．５ μｍ，長さ０．５ 〜１０μｍ程度
のものが好ましく、また針状ＶＣの含有量は体積率で全
体の５〜４０％となる様に配合量を調整する。針状ＶＣ
の占める体積比率が５％未満である場合は分散強化材と
しての作用が十分に発揮されず、耐摩耗性及び強度を満
足のいく程度まで高めることができない。一方４０％を
超える場合は、十分な耐摩耗性と強度は得られるものの
、酸に対する耐食性が悪くなり、ライニング層全体とし
ての寿命はむしろ短縮傾向を示す様になる。ところが針
状■Ｃが全体の５〜４０％を占める様に分散させたもの
では、耐摩耗性、強度、耐食性のすべてに優れた性能を
もったライニング層が得られる。
ところで上記の様に針状■Ｃが均一に分敗された複合材
料を得る方法は特に限定するものはないが、本発明者ら
が色々研究したところでは、以下に示す様な方法を採用
することによって容易に製造し得ることが明らかとなっ
た。
料を得る方法は特に限定するものはないが、本発明者ら
が色々研究したところでは、以下に示す様な方法を採用
することによって容易に製造し得ることが明らかとなっ
た。
即ち、まずＮｉ基合金粉末と適量のＶＣ粉末を、■ミキ
サー、ボール稟ル、超音波ミルの如き粉砕機能を備えた
混合装置を用いて両者を均一に混合しつつ更に微粉砕し
、メカニカルアロイング処理することによって複合粉末
合金化する。尚このときの混合・粉砕は乾式で行なうこ
とにより効率良く遂行することができる。また混合・粉
砕時の温度が高過ぎる場合は、原料粉末が塑性変形する
だけで粉砕され難くなる傾向があるので、１５０℃程度
以下の低温で混合・粉砕するのがよい。メカニカルアロ
イングの九の混合・粉砕所要時間は、原料の種類、装置
の粉砕能力、処理温度等により変わってくるので、それ
らの条件に応じて適当に決めればよい。
サー、ボール稟ル、超音波ミルの如き粉砕機能を備えた
混合装置を用いて両者を均一に混合しつつ更に微粉砕し
、メカニカルアロイング処理することによって複合粉末
合金化する。尚このときの混合・粉砕は乾式で行なうこ
とにより効率良く遂行することができる。また混合・粉
砕時の温度が高過ぎる場合は、原料粉末が塑性変形する
だけで粉砕され難くなる傾向があるので、１５０℃程度
以下の低温で混合・粉砕するのがよい。メカニカルアロ
イングの九の混合・粉砕所要時間は、原料の種類、装置
の粉砕能力、処理温度等により変わってくるので、それ
らの条件に応じて適当に決めればよい。
この様にして得られる複合粉末合金を使用し、たとえば
第１、２図に示す様な方法で加圧焼結してライニング層
を形成すると、複合粉末合金中のＶＣはこの焼結過程で
針状に成長し、Ｎｉ基合金マトリックス中に針状のＶＣ
が均一に分散された複合材料よりなるライニング層を得
ることができる。即ち第１、２図は戒形用シリンダの内
周壁に耐摩耗性ライニング層を形成する方法を例示する
ものであり、まず第１図（一部断面見取り図）に示す如
く鋼製シリンダ本体を構成するバックメタル１の内周面
側に、略同心状の環状中空部２を残して円筒状のインナ
ーバイプ３を配設し、鋭気用を兼ねた粉末充填用バイブ
４を設けた上Ｍ５で環状中空部２の上部を密封し、一方
下部は下Ｍ６で密封する。
第１、２図に示す様な方法で加圧焼結してライニング層
を形成すると、複合粉末合金中のＶＣはこの焼結過程で
針状に成長し、Ｎｉ基合金マトリックス中に針状のＶＣ
が均一に分散された複合材料よりなるライニング層を得
ることができる。即ち第１、２図は戒形用シリンダの内
周壁に耐摩耗性ライニング層を形成する方法を例示する
ものであり、まず第１図（一部断面見取り図）に示す如
く鋼製シリンダ本体を構成するバックメタル１の内周面
側に、略同心状の環状中空部２を残して円筒状のインナ
ーバイプ３を配設し、鋭気用を兼ねた粉末充填用バイブ
４を設けた上Ｍ５で環状中空部２の上部を密封し、一方
下部は下Ｍ６で密封する。
次いで前述の複合粉末合金Ｍを充填用パイブ４から環状
中空部２内へ万逼なく充填する。充填完了後、加温下に
真空引きし、環状中空郎２の内部を完全に鋭気した後真
空状態で密封する。かくして得られる組立体を第２図＜
ｗ１略縦断面図）に示す様なＨＩＰ装置９内へ装入し、
加圧焼結を行なう。そうすると環状中空部２内の複合粉
末合金は圧密化され、Ｎｉ基合金粉末は相互に圧着され
て一体のマトリックスを構成すると共に、ＶＣ微粉末は
加圧焼結工程で針状に成長し、たとえば後記第３図に示
す如＜Ｎｉ基合金マトリックス中に針状のＶＣが均一に
分散されたライニング層が得られる。この場合特に注意
しなければならないのは焼結温度であって、該焼結温度
はＮｉ基合金の固相温度以下に抑えなければならず、こ
の温度を超える温度で焼結を行なうとＶＣが針状に成長
しないで粗大な板状物あるいは塊状物となり、本願発明
で意図する耐摩耗性及び強度の改善効果が得られなくな
る。加圧・焼結温度の下限は、複合粉末合金を焼結させ
ることのできる温度である限り特に限定されないが、原
料微粉末の圧密化を完全に進行させて気孔欠陥を無くす
ためには、［Ｎｉ基合金の固相温度（ＴＳ）−ｔ ｏｏ
（’ｅ）］以上に設定するのがよい。
中空部２内へ万逼なく充填する。充填完了後、加温下に
真空引きし、環状中空郎２の内部を完全に鋭気した後真
空状態で密封する。かくして得られる組立体を第２図＜
ｗ１略縦断面図）に示す様なＨＩＰ装置９内へ装入し、
加圧焼結を行なう。そうすると環状中空部２内の複合粉
末合金は圧密化され、Ｎｉ基合金粉末は相互に圧着され
て一体のマトリックスを構成すると共に、ＶＣ微粉末は
加圧焼結工程で針状に成長し、たとえば後記第３図に示
す如＜Ｎｉ基合金マトリックス中に針状のＶＣが均一に
分散されたライニング層が得られる。この場合特に注意
しなければならないのは焼結温度であって、該焼結温度
はＮｉ基合金の固相温度以下に抑えなければならず、こ
の温度を超える温度で焼結を行なうとＶＣが針状に成長
しないで粗大な板状物あるいは塊状物となり、本願発明
で意図する耐摩耗性及び強度の改善効果が得られなくな
る。加圧・焼結温度の下限は、複合粉末合金を焼結させ
ることのできる温度である限り特に限定されないが、原
料微粉末の圧密化を完全に進行させて気孔欠陥を無くす
ためには、［Ｎｉ基合金の固相温度（ＴＳ）−ｔ ｏｏ
（’ｅ）］以上に設定するのがよい。
次に実施例により本発明をより具体的に説明するが、本
発明はもとよりこれらの実施例によって制約を受けるも
のではない。
発明はもとよりこれらの実施例によって制約を受けるも
のではない。
［実施例コ
叉凰班ユ
第１表に示す化学成分のＮｉ基合金粉末をアトマイズ法
により製造した後６０メッシュ・アンダーのものを集め
、これにＶＣ粉末を第１表に併記する体積比率で配合し
、混合・粉砕した。Ｎｉ基合金粉末とＶＣ粉末の混合・
粉砕には超微粉砕機を使用し、乾式で６時間攪拌するこ
とによりメカニカルアロイングした。この混合粉末のう
ち２００メッシュ・アンダーのものを集め、加圧・焼結
用原料粉末とした。この原料粉末を内寸法が４０ｍｍφ
Ｘ１５０ｍｍＡのカプセルに充填して真空脱気後密封し
、９５０℃ｘ １ ０ ０ ０ｋｇｆ／ｃｍ２ｘ ３時
間の条件でＨ Ｉ ＰＩＡ埋し焼結体を得た。
により製造した後６０メッシュ・アンダーのものを集め
、これにＶＣ粉末を第１表に併記する体積比率で配合し
、混合・粉砕した。Ｎｉ基合金粉末とＶＣ粉末の混合・
粉砕には超微粉砕機を使用し、乾式で６時間攪拌するこ
とによりメカニカルアロイングした。この混合粉末のう
ち２００メッシュ・アンダーのものを集め、加圧・焼結
用原料粉末とした。この原料粉末を内寸法が４０ｍｍφ
Ｘ１５０ｍｍＡのカプセルに充填して真空脱気後密封し
、９５０℃ｘ １ ０ ０ ０ｋｇｆ／ｃｍ２ｘ ３時
間の条件でＨ Ｉ ＰＩＡ埋し焼結体を得た。
１
１
尚第１表において実験ＮＯ．１〜４は何れも本発明の実
施例であり、各焼結合金の断面組織を顕微鏡観察すると
、Ｎｉ基合金マトリックス中に針状のＶＣが均一に分散
している［実験Ｎｏ． ３の断面合金組織を第３図の図
面代用顕微鏡写真に示す］。また実験Ｎｏ． ５はＶＣ
無添加の例、実験Ｎｏ． ６． ７はＶＣを規定量以上
に配合した比較材である。実験Ｎｏ． ８及び９は、Ｎ
ｉ基合金中に粒状のＷＣまたはＮｂＣが分散された耐摩
耗性複合合金であり、また実験Ｎｏ．１０はＪＩＳ規格
のＳＡＣＭ ６４５に窒化処理を施して表面を硬質化
した従来の耐摩耗性鋼材である。
施例であり、各焼結合金の断面組織を顕微鏡観察すると
、Ｎｉ基合金マトリックス中に針状のＶＣが均一に分散
している［実験Ｎｏ． ３の断面合金組織を第３図の図
面代用顕微鏡写真に示す］。また実験Ｎｏ． ５はＶＣ
無添加の例、実験Ｎｏ． ６． ７はＶＣを規定量以上
に配合した比較材である。実験Ｎｏ． ８及び９は、Ｎ
ｉ基合金中に粒状のＷＣまたはＮｂＣが分散された耐摩
耗性複合合金であり、また実験Ｎｏ．１０はＪＩＳ規格
のＳＡＣＭ ６４５に窒化処理を施して表面を硬質化
した従来の耐摩耗性鋼材である。
得られた各焼結体から耐摩耗性試験片、耐食性試験片、
熱膨張係数測定用試験片及び４点曲げ試験片を切り出し
、夫々の試験に供した。
熱膨張係数測定用試験片及び４点曲げ試験片を切り出し
、夫々の試験に供した。
［耐摩耗性試験コ
大越式摩耗試験機を使用し、室温下乾式で、相手材をＳ
ＵＪ２ （ＨＲＣ ４５）として摩擦速度０．５ｍ／
ｓｅｃ，摩擦距離４ ０ ０ ｍ，最終荷重３．３ ｋ
ｇで測定した。
ＵＪ２ （ＨＲＣ ４５）として摩擦速度０．５ｍ／
ｓｅｃ，摩擦距離４ ０ ０ ｍ，最終荷重３．３ ｋ
ｇで測定した。
［耐食性試験］
８．５ ｍｍφｘｌｏｍｍＪＺの試験片を使用し、１０
％ＨＦ，２０％ＭＣＩまたは６５％Ｈ２ＳＯ４の水溶液
に５０℃で２４時間浸漬したときの腐食減量を測定した
。
％ＨＦ，２０％ＭＣＩまたは６５％Ｈ２ＳＯ４の水溶液
に５０℃で２４時間浸漬したときの腐食減量を測定した
。
［熱膨張係数］
５ｍｍφＸ２０ｍｍ兎の試験片を使用し、２０℃から４
００℃まで昇湿したときの膨張量を測定した。
００℃まで昇湿したときの膨張量を測定した。
［４点曲げ試験］
３ｍｍｈＸ ４ｍｍ’ Ｘ ４ ０ ｍ’ ノ試験片を
用い、支点間距ｉ１１０ｍｍで４点曲げ強度を測定した
。
用い、支点間距ｉ１１０ｍｍで４点曲げ強度を測定した
。
結果を第２．３表に示す。
１ ４
１５
第
２
表
第
３
表
１６
１７
第１〜３表より次の様に考えることができる。
（１）実験Ｎｏ． １〜４は本発明の規定要件をすべ
て満足する実施例であり、ビッカース硬さ、耐摩耗性、
耐食性のいずれにおいても良好な結果が得られている。
て満足する実施例であり、ビッカース硬さ、耐摩耗性、
耐食性のいずれにおいても良好な結果が得られている。
尚これらの結果より、ＶＣの配合量を多くするほど硬質
化し、耐摩耗性及び■げ強度は増大するが、耐食性は低
下し、また熱膨張係数は小さくなる傾向が見られる。従
ってＶＣの配合量は本発明の趣旨に鑑みて５〜４０体積
％の範囲から適宜選定することが望まれる。
化し、耐摩耗性及び■げ強度は増大するが、耐食性は低
下し、また熱膨張係数は小さくなる傾向が見られる。従
ってＶＣの配合量は本発明の趣旨に鑑みて５〜４０体積
％の範囲から適宜選定することが望まれる。
（２）実験ＮＯ．５はＶＣ無添加の比較例であり、硬度
が低く耐摩耗性及び曲げ強度がいずれも良くない。
が低く耐摩耗性及び曲げ強度がいずれも良くない。
（３）実験ＮＯ．６および７はＶＣの配合量が多過ぎる
比較例であり、本発明合金よりも耐摩耗性は良好である
ものの耐食性が悪く、本発明の目的に適合しない。
比較例であり、本発明合金よりも耐摩耗性は良好である
ものの耐食性が悪く、本発明の目的に適合しない。
（４）実験Ｎｏ． ８． ９は公知のセラ主ツクス粉末
分散強化Ｎｉ基合金で、セラミックスがいずれも微粒子
状で分散したものであり、耐摩耗性および曲げ強度のい
ずれにおいても本発明合金（Ｎｏ． １〜４）に比べて
非常に悪い。
分散強化Ｎｉ基合金で、セラミックスがいずれも微粒子
状で分散したものであり、耐摩耗性および曲げ強度のい
ずれにおいても本発明合金（Ｎｏ． １〜４）に比べて
非常に悪い。
参考例１
実施例１における実験ＮＯ．３に準拠し、超微粉砕機に
よる混合・粉砕を３時間に短縮したほかは全く同様にし
て混合粉末を得、以下も実施例１と全く同様にして焼結
体を得た（ＶＣ体積率２５％〉。
よる混合・粉砕を３時間に短縮したほかは全く同様にし
て混合粉末を得、以下も実施例１と全く同様にして焼結
体を得た（ＶＣ体積率２５％〉。
得られた焼結体の断面組織は第４図に示す通りであり、
前記実施例１における実験Ｎｏ． ２の断面組織（第５
図）に比べると、メカニカルアロイング処理不足による
分散不良が明確に表われている。そしてその物性は下記
の通りであり、実験Ｎｏ． ３に比べると硬さや耐摩耗
性にはそれほどの差は認められないが、曲げ強度は大幅
に低くなっている。
前記実施例１における実験Ｎｏ． ２の断面組織（第５
図）に比べると、メカニカルアロイング処理不足による
分散不良が明確に表われている。そしてその物性は下記
の通りであり、実験Ｎｏ． ３に比べると硬さや耐摩耗
性にはそれほどの差は認められないが、曲げ強度は大幅
に低くなっている。
ビッカース硬さ：９７８
１ ８
１９
比摩耗量 ： １．３３ｘ １ ０ −’ｍｍ３／Ｋ
ｇ−ｍｍ４点曲げ強度： １ ０ ２Ｋｇｆ ／ｍｍ２
ワイプル係数： ２２．２ 軸引張強度： ８ ６ Ｋｇｆ ／ｍｍ２（ ４点曲げ
換算） 企３目生主 実施例１における実験Ｎｏ． ３と同様の組成で、実施
例１と全く同様の方法で混合粉末を得、この粉末をカプ
セルに充填してから、真空脱気後密封し、１０５０℃Ｘ
１ ０ ０ ０Ｋｇｆ ／ｃｍ２ｘ ３Ｈｒの条件で
ＨＩＰ，｛ｌ！ｌｉ埋し焼結体を得た。
ｇ−ｍｍ４点曲げ強度： １ ０ ２Ｋｇｆ ／ｍｍ２
ワイプル係数： ２２．２ 軸引張強度： ８ ６ Ｋｇｆ ／ｍｍ２（ ４点曲げ
換算） 企３目生主 実施例１における実験Ｎｏ． ３と同様の組成で、実施
例１と全く同様の方法で混合粉末を得、この粉末をカプ
セルに充填してから、真空脱気後密封し、１０５０℃Ｘ
１ ０ ０ ０Ｋｇｆ ／ｃｍ２ｘ ３Ｈｒの条件で
ＨＩＰ，｛ｌ！ｌｉ埋し焼結体を得た。
得られた焼結体は、ＨＩＰ時の温度が固相温度を超えて
いるため一部液相が生じ、マトリックス合金のカーバイ
ド（Ｍ７Ｃ３等）やボライド（Ｍ３Ｂ２等）などの硬質
相が粗大化し、またＶＣ粉末が十分針状に成長していな
い。この焼結体の機械的特性は下記の通りであり、硬さ
、耐摩耗性、強度のすべての点において実験Ｎｏ． ３
より特性が悪く、本発明の目的に適合しない。
いるため一部液相が生じ、マトリックス合金のカーバイ
ド（Ｍ７Ｃ３等）やボライド（Ｍ３Ｂ２等）などの硬質
相が粗大化し、またＶＣ粉末が十分針状に成長していな
い。この焼結体の機械的特性は下記の通りであり、硬さ
、耐摩耗性、強度のすべての点において実験Ｎｏ． ３
より特性が悪く、本発明の目的に適合しない。
ビッカース硬さ：６５４
比摩耗量 ： ７．３２Ｘ １ ０ −８ｍｍ３７κ
ｇ’ｍｍ４点曲げ強度： ８ ６ Ｋｇｆ ／ ｍｍ２
ワイブル係数：７．８ 一軸引張強度： ６ １ Ｋｇｆ ／ｍｍ２（ ４点曲
げ換算） ［発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されており、針状のＶＣを分散
強化材としてＮｉ基合金マトリックス中に均一に分散さ
せることにより、耐摩耗性、強度及び耐食性のすべてに
おいて優れた性能を示すセラくツクス分散強化型Ｎｉ基
複合材料を提供することができた。
ｇ’ｍｍ４点曲げ強度： ８ ６ Ｋｇｆ ／ ｍｍ２
ワイブル係数：７．８ 一軸引張強度： ６ １ Ｋｇｆ ／ｍｍ２（ ４点曲
げ換算） ［発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されており、針状のＶＣを分散
強化材としてＮｉ基合金マトリックス中に均一に分散さ
せることにより、耐摩耗性、強度及び耐食性のすべてに
おいて優れた性能を示すセラくツクス分散強化型Ｎｉ基
複合材料を提供することができた。
第１．２図はシリンダ内面に本発明の複合材料をライニ
ングする方法を例示するもので、第１図は一部破断見取
り図、第２図は概略縦断面図、第３図は本発明に係る複
合材料の断面組織を示す図面代用顕微鏡写真、第４図は
メカニカルアロイング処理時の混合・粉砕が不十分であ
る場合の複合材料の断面組織を示す図面代用顕微鏡写真
、第５図はメカニカルアロイング処理が十分に行なわれ
た場合の複合材料の断面組織を示す図面代用顕微鏡写真
である。
ングする方法を例示するもので、第１図は一部破断見取
り図、第２図は概略縦断面図、第３図は本発明に係る複
合材料の断面組織を示す図面代用顕微鏡写真、第４図は
メカニカルアロイング処理時の混合・粉砕が不十分であ
る場合の複合材料の断面組織を示す図面代用顕微鏡写真
、第５図はメカニカルアロイング処理が十分に行なわれ
た場合の複合材料の断面組織を示す図面代用顕微鏡写真
である。
Claims (2)
- （１）Ｎｉ基合金よりなるマトリックス中に、針状の炭
化バナジウムが５〜４０体積％の割合で均一に分散した
ものであることを特徴とする耐摩耗性及び耐食性に優れ
た高強度複合材料。 - （２）Ｎｉ基合金微粉末と炭化バナジウム微粉末よりな
る均一混合物を、Ｎｉ基合金の固相温度以下の温度で加
圧焼結せしめ、Ｎｉ基合金マトリックス中に針状の炭化
バナジウムを生成させることを特徴とする耐摩耗性及び
耐食性に優れた高強度複合材料の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1231968A JPH0611894B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | 耐摩耗性及び耐食性に優れたライニング材用高強度複合材料並びにその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1231968A JPH0611894B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | 耐摩耗性及び耐食性に優れたライニング材用高強度複合材料並びにその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394033A true JPH0394033A (ja) | 1991-04-18 |
| JPH0611894B2 JPH0611894B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=16931874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1231968A Expired - Fee Related JPH0611894B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | 耐摩耗性及び耐食性に優れたライニング材用高強度複合材料並びにその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611894B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54157743A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-12 | Union Carbide Corp | Coating material and coating method for producing wear and corrosion resistant coating articles |
| JPS61218869A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-29 | Kubota Ltd | 耐摩耗性および耐食性にすぐれたシリンダ−およびその製造方法 |
| JPS6239224A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-20 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 複合材料製パイプの製造方法 |
| JPH0196350A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-14 | Hitachi Metals Ltd | 耐食耐摩耗焼結合金とその製造法 |
-
1989
- 1989-09-07 JP JP1231968A patent/JPH0611894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54157743A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-12 | Union Carbide Corp | Coating material and coating method for producing wear and corrosion resistant coating articles |
| JPS61218869A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-29 | Kubota Ltd | 耐摩耗性および耐食性にすぐれたシリンダ−およびその製造方法 |
| JPS6239224A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-20 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 複合材料製パイプの製造方法 |
| JPH0196350A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-14 | Hitachi Metals Ltd | 耐食耐摩耗焼結合金とその製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611894B2 (ja) | 1994-02-16 |
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