JPH04362A - Method and apparatus for surface reforming of metallic parts - Google Patents
Method and apparatus for surface reforming of metallic partsInfo
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- JPH04362A JPH04362A JP2139677A JP13967790A JPH04362A JP H04362 A JPH04362 A JP H04362A JP 2139677 A JP2139677 A JP 2139677A JP 13967790 A JP13967790 A JP 13967790A JP H04362 A JPH04362 A JP H04362A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、高密度エネルギを利用する金属系部品の表面
改質方法及びその装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for surface modification of metal parts using high-density energy.
[従来の技術及びその課題]
近来にあっては、アルミ鋳物部品などの金属系部品を部
分的に強化(表面改質)する技術が求められている。[Prior art and its problems] In recent years, there has been a demand for technology for partially strengthening (surface modification) metal parts such as aluminum casting parts.
その背景として、例えば自動車部品の分野においては、
エンジンの高出力化に伴い、アルミ鋳物或いは鋳鉄製シ
リンダヘッドに、温度上昇による熱負荷と同時に、機械
的負荷の増大が生じる問題がある。As a background to this, for example, in the field of automobile parts,
As engine output increases, there is a problem in that aluminum casting or cast iron cylinder heads are subject to an increase in mechanical load as well as thermal load due to temperature rise.
即ち第12図に示すように、このような負荷の増大によ
り、シリンダヘッド1の下面2、特に他の部位より比較
的肉薄な部分である吸気ボート3と排気ボート4との間
(弁間部)、及びこれらと燃料噴射ノズル孔(或いは予
燃焼室孔)5との間の部分6に、熱キレツが生じてしま
う。That is, as shown in FIG. 12, due to such an increase in load, the lower surface 2 of the cylinder head 1, especially the area between the intake boat 3 and the exhaust boat 4, which is relatively thinner than other parts (between the valves), is ), and the portion 6 between these and the fuel injection nozzle hole (or pre-combustion chamber hole) 5, thermal cracks occur.
また第13図に示すように、ピストン7においても負荷
の大きい燃焼室8の周囲(図中斜線にて示す)が強化さ
れるべき部位となる。Further, as shown in FIG. 13, in the piston 7, the area around the combustion chamber 8 (indicated by diagonal lines in the figure), which is subject to a large load, should be strengthened.
この様な部位の表面を改質するための新しい技術として
、再溶融処理(リメルティング)があり、耐熱キレツ性
の向上に一定程度の成果が認められたとの報告がある(
金沢・三宅他2名、TIG再溶融による弁間強化アルミ
合金シリンダヘッドの開発、トヨタ技術、 vo137
No、2 (1987) 、 P112〜119 )
。Remelting is a new technique for modifying the surface of such areas, and there are reports that it has achieved a certain degree of improvement in heat resistance (
Kanazawa, Miyake and 2 others, Development of valve gap reinforced aluminum alloy cylinder head by TIG remelting, Toyota Technology, vo137
No. 2 (1987), P112-119)
.
そしてこの再溶融処理よりも更に一層の耐熱性などの強
化を図るために、「合金再溶融処理」が種々研究されて
きた。その技術内容及び、各々か有する課題は次の通り
である。Various studies have been conducted on "alloy remelting treatment" in order to further enhance heat resistance and other properties than this remelting treatment. The technical contents and the challenges faced by each are as follows.
■TIG溶接法・・・TIGで再溶融と同時にTIGア
ーク中に耐熱金属粉末を粉末供給装置で供給する。この
方法の場合、耐熱金属及び合金の添加量は、容積比で1
0%以下であり、耐熱性向上の効果が少ない、添加量を
多くすると、母材(アルミ鋳物)から放出されるガスが
溶融池にトラツプされ、ガス欠陥を生ずる。■TIG welding method: At the same time as TIG remelting, heat-resistant metal powder is fed into the TIG arc using a powder supply device. In this method, the amount of heat-resistant metals and alloys added is 1 by volume.
If the addition amount is less than 0%, the effect of improving heat resistance is small, and the amount added is large, the gas released from the base material (aluminum casting) will be trapped in the molten pool, causing gas defects.
■電子ビーム法・・・あらかじめ改質対象の表面に耐熱
金属を配置しておき、これを溶融させるものである。■Electron beam method: A heat-resistant metal is placed on the surface of the object to be modified in advance and then melted.
この場合、減圧下での処理が必要であり、耐熱金属とし
て粉末を用いると減圧時に飛散してしまうため、粉末金
属を被処理体に溶射工法を用いて予め被覆させておく必
要がある。In this case, processing under reduced pressure is required, and if powder is used as the heat-resistant metal, it will scatter during reduced pressure, so it is necessary to coat the object to be processed with powder metal in advance using a thermal spraying method.
従って当然その処理費用分が高価になる。また耐熱金属
粉末や溶接ワイヤの供給方法が複雑である。Naturally, therefore, the processing cost will be high. Furthermore, the method of supplying heat-resistant metal powder and welding wire is complicated.
■レーザ法・・・電子ビームのように減圧が不要で、大
気中の処理が可能である。アルミ鋳物にレーザで合金再
溶融する場合、添加金属元素が黒糸の色をしている必要
があると同時に、被処理体の処理部分に黒色の塗色を施
しておく必要がある。また装置が高価である。■Laser method: Unlike electron beams, there is no need for reduced pressure, and processing can be performed in the atmosphere. When remelting an alloy into an aluminum casting using a laser, it is necessary that the added metal element has the color of black thread, and at the same time, it is necessary to apply a black coating to the treated part of the object to be treated. Furthermore, the equipment is expensive.
■プラズマ溶接法・・・TIGと同じに考えればよいが
、TIG法に比べ溶は込みの深さが20〜30%浅くな
る。また添加量を多くするとTIGと同じ欠点がある。■Plasma welding method: It can be considered the same as TIG, but the depth of weld penetration is 20 to 30% shallower compared to TIG. Moreover, if the amount added is increased, it has the same drawbacks as TIG.
即ち、従来の合金再溶融処理方法にはそれぞれ特有の欠
点があり、実際に採用できる方法とは言い誼かった。That is, each of the conventional alloy remelting treatment methods has its own drawbacks, and it is difficult to say that the method can actually be adopted.
そこで本発明は、耐熱元素の添加量を多くでき、しかも
安価でガス欠陥等の溶接欠陥のない金属系部品の表面改
質方法及びその装置を提供すべく創案されたものである
。Therefore, the present invention was devised to provide a method and apparatus for surface modification of metal parts that can increase the amount of heat-resistant elements added, is inexpensive, and is free from welding defects such as gas defects.
[課題を解決するための手段及び作用コ本発明は、改質
対象の部位を高密度エネルギの照射によって溶融させた
後、耐熱元素を肉盛り溶接により付加するものである。[Means and Effects for Solving the Problems] In the present invention, a region to be modified is melted by irradiation with high-density energy, and then a heat-resistant element is added by overlay welding.
また本発明は、改質対象の部位を高密度エネルギの照射
によって溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により付
加し、さらに高密度エネルギ源にて再溶融させるもので
ある。Further, in the present invention, after melting the portion to be modified by irradiation with high-density energy, a heat-resistant element is added by overlay welding, and the portion is further melted again using a high-density energy source.
さらに本発明は、改質対象の部位を高密度エネルギの照
射によって溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により
少なくとも二回に亘って繰り返し付加するものである。Further, in the present invention, after melting the region to be modified by irradiation with high-density energy, the heat-resistant element is repeatedly added at least twice by overlay welding.
そして本発明は、改質対象の部位を高密度エネルギの照
射によって溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により
少なくとも二回に互って繰り返し付加し、さらに高密度
エネルギ源にて再溶融させるものである。Then, in the present invention, after melting the part to be modified by irradiation with high-density energy, heat-resistant elements are repeatedly added at least twice by overlay welding, and then re-melted with a high-density energy source. It is something.
上記肉盛り溶接は、耐熱元素の核粒子に金属粒子を被覆
させたカプセル粒子の粉末を使用して為されることが望
ましい。It is desirable that the build-up welding be performed using capsule particle powder in which core particles of a heat-resistant element are coated with metal particles.
また本発明は、アルミ鋳物の表面等の改質対象部位を高
密度エネルギ源にて溶融させた直後に、耐熱元素を含有
させたワイヤを電極とするMIG溶接法により肉盛り溶
接するものである。Further, in the present invention, immediately after melting a portion to be modified such as the surface of an aluminum casting with a high-density energy source, overlay welding is performed using a MIG welding method using a wire containing a heat-resistant element as an electrode. .
上記肉盛り溶接は、耐熱元素の核粒子に金属粒子を被覆
させたカプセル粒子を鞘材の内に充填させた複合ワイヤ
を使用して為されることが望ましい。It is preferable that the build-up welding be performed using a composite wire in which a sheath material is filled with capsule particles in which core particles of a heat-resistant element are coated with metal particles.
さらに本発明は、耐熱元素の核粒子に金属粒子を被覆さ
せたカプセル粒子を鞘材の内に充填させて複合ワイヤを
形成し、この複合ワイヤを溶加材として改質対象となる
部位に肉盛り溶接した後、耐熱鋼製の溶接ワイヤを用い
て肉盛り溶接するものである。Furthermore, in the present invention, a composite wire is formed by filling a sheath material with capsule particles in which a core particle of a heat-resistant element is coated with metal particles, and this composite wire is used as a filler material to fill the part to be modified. After the build-up welding, build-up welding is performed using a welding wire made of heat-resistant steel.
これら肉盛り溶接のうち少なくとも一方は、MIG溶接
法によって為されることが望ましい。At least one of these build-up welds is desirably performed by MIG welding.
そして本発明は、耐熱元素の核粒子に金属粒子を被覆さ
せたカプセル粒子を鞘材の内に充填させて複合ワイヤを
形成しておき、改質対象となる部位に高密度エネルギを
照射して溶融させた後、複合ワイヤを溶加材とするMI
G溶接法により肉盛り溶接し、その後、耐熱鋼製の溶接
ワイヤを用いてMIG溶接法により肉盛り溶接するもの
である。In the present invention, a composite wire is formed by filling a sheath material with capsule particles in which core particles of a heat-resistant element are coated with metal particles, and high-density energy is irradiated to the part to be modified. After melting, MI using composite wire as filler material
Overlay welding is performed using the G welding method, and then overlay welding is performed using the MIG welding method using a welding wire made of heat-resistant steel.
上記高密度エネルギは、TIGアークであることが望ま
しい。It is desirable that the high-density energy is a TIG arc.
また本発明は上記方法を実施するための装置であって、
改質対象の部位に高密度エネルギを照射するための第一
の溶接機構と、この第一の溶接装置の溶接方向後方に設
けられ耐熱元素を使用して肉盛り溶接する第二の溶接機
構とを偏えたものである。The present invention also provides an apparatus for carrying out the above method,
a first welding mechanism for irradiating high-density energy to a region to be modified; a second welding mechanism provided behind the first welding device in the welding direction and performing build-up welding using a heat-resistant element; It is biased.
さらに本発明は、改質対象の部位に高密度エネルギを照
射するための第一の溶接機構と、この第一の溶接装置の
溶接方向後方に設けられ耐熱元素を使用して肉盛り溶接
する第二の溶接8!l構と、この第二の溶接機構の溶接
方向後方に設けられ高密度エネルギを照射する第三の溶
接機構を備えたものである。Furthermore, the present invention includes a first welding mechanism for irradiating high-density energy to a region to be modified, and a second welding mechanism provided at the rear of the first welding device in the welding direction to perform overlay welding using a heat-resistant element. Second welding 8! 1 structure, and a third welding mechanism that is provided behind the second welding mechanism in the welding direction and irradiates high-density energy.
上記第二の溶接機構は、二台の直列に配置された溶接機
で成るものとしてもよい。The second welding mechanism may include two welding machines arranged in series.
また上記第一の溶接機構は、TIG溶接トーチであるこ
とが望ましい。Moreover, it is desirable that the first welding mechanism is a TIG welding torch.
さらに上記第二の溶接機構は、MIG溶接機であること
が望ましい。Furthermore, it is desirable that the second welding mechanism is a MIG welding machine.
[実施例] 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず第1図によって、本発明に係わる金属系部品の表面
改質方法及び、これを実権するための装置である金属系
部品の表面改質装置の第一の実施例を説明する。First, with reference to FIG. 1, a first embodiment of a surface modification method for metal parts according to the present invention and an apparatus for surface modification of metal parts, which is a device for carrying out the method, will be described.
この表面改質方法は、改質対象の部位であるアルミ鋳物
製のシリンダヘッドの表面11を、高密度エネルギの照
射によって溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により
付加するものである。そしてこの表面改質装置は、改質
対象の部位11に高密度エネルギを照射するための第一
の溶接機構と、この第一の溶接装置の溶接方向A後方に
設けられ耐熱元素を使用して肉盛り溶接する第二の溶接
機構とにより主として構成されている。This surface modification method involves melting the surface 11 of a cylinder head made of cast aluminum, which is a portion to be modified, by irradiating it with high-density energy, and then adding a heat-resistant element by overlay welding. This surface modification device includes a first welding mechanism for irradiating high-density energy to the region 11 to be modified, and a heat-resistant element installed behind the first welding device in the welding direction A. The second welding mechanism performs build-up welding.
本実施例にあっては、耐熱元素としてNiの微粉末を使
用していると共に、第一の溶接機構としてTIG溶接ト
ーチ12を用い、第二の溶接機構としてプラズマ溶接1
1113を用いている。In this embodiment, Ni fine powder is used as the heat-resistant element, a TIG welding torch 12 is used as the first welding mechanism, and a plasma welding 1 is used as the second welding mechanism.
1113 is used.
TIG溶接トーチ12は、TIG溶接を行うための装置
であり、アークを発生させるための電極14と、シール
ドのための不活性ガスGを噴出させるノズル15とを有
して形成されている。The TIG welding torch 12 is a device for performing TIG welding, and is formed with an electrode 14 for generating an arc and a nozzle 15 for spouting an inert gas G for shielding.
プラズマ溶接機13は、アークを飛ばすための電極(タ
ングステン棒)16と、これを囲んで作動ガスを噴出さ
せる内ノズル17と、微粉末Bを供給する外ノズル18
とを備えて成る。そして、内ノズル17と作動ガスとに
よって、アークを絞るように拘束してエネルギ密度を高
めると共に、微粉末Bを母材に吹き付けて、肉盛り溶接
(溶射)するようになっている。The plasma welding machine 13 includes an electrode (tungsten rod) 16 for emitting an arc, an inner nozzle 17 that surrounds the electrode (tungsten rod) and ejects working gas, and an outer nozzle 18 for supplying fine powder B.
It consists of: Then, the inner nozzle 17 and the working gas restrict the arc to increase the energy density, and the fine powder B is sprayed onto the base material to perform overlay welding (thermal spraying).
そしてこの装置によって表面改質を行うに際しては、こ
れらTIGトーチ12とプラズマ溶接機13とを所定の
間隔を隔てたまま、部位の表面11に沿って溶接方向A
に移動させる。When surface modification is performed using this device, the TIG torch 12 and the plasma welding machine 13 are separated from each other by a predetermined distance and are moved in the welding direction A along the surface 11 of the part.
move it to
これで表面11にはTIGアークの加熱によって溶融層
19が形成され、その直後にプラズマアークの肉盛りが
なされて、所望の量のNi粉末が添加された合金化層2
0が形成されることになる。With this, a molten layer 19 is formed on the surface 11 by heating with the TIG arc, and immediately after that, the plasma arc is applied to build up the alloyed layer 2 to which a desired amount of Ni powder has been added.
0 will be formed.
このとき、TIGアークで加熱されることで、ブローホ
ールの原因となる微少なガス(ポロシティ−欠陥)が母
材から溶出されるので、添加量を多くしてもガス欠陥が
生じることがない、即ち多量のNiを含む、例えば15
%以上の添加量で成る濃度の高い合金化層20を得るこ
とができるものである。At this time, by heating with the TIG arc, minute gases (porosity defects) that cause blowholes are eluted from the base material, so even if the amount added is large, gas defects will not occur. That is, it contains a large amount of Ni, for example 15
% or more, it is possible to obtain a highly concentrated alloyed layer 20 consisting of an additive amount of % or more.
そして、TIGアークの余熱効果により、プラズマアー
クの溶接割れが防止でき、且つ溶は込みを深くすること
ができる。Further, due to the residual heat effect of the TIG arc, welding cracks caused by the plasma arc can be prevented and the weld penetration can be deepened.
なお高密度エネルギを照射する第一の溶接機構としては
、本実施例のTIGトーチ12の他、電子ビームやレー
ザ、プラズマなどを用いることができる。In addition to the TIG torch 12 of this embodiment, an electron beam, laser, plasma, or the like can be used as the first welding mechanism that irradiates high-density energy.
また耐熱元素としては、Niの他、Cr、M。In addition to Ni, heat-resistant elements include Cr and M.
などの耐熱金属でもよい。さらに、異種物質粒子を複合
させたカプセル粒子を使用してもよい。Heat-resistant metals such as Furthermore, capsule particles composed of particles of different substances may be used.
このカプセル粒子を製造するに際しては、第2図に示す
ように、まず核となるNi粒子21に、その1710程
度の粒径を有したアルミ粒子22を静電付着させ、これ
を8,000〜16.0OOrplの回転翼を備えた容
器(遠心転勤装置)の内に投入し、1〜10分間、気流
による衝撃力を与える。この衝撃作用により、アルミ粒
子22がNi粒子21に強固に付着して、第3図に示す
ように、Ni粒子を核23とし、これよりも小径のアル
ミ被覆粒子24が囲繞して成るカプセル粒子が得られる
。そしてこのカプセル粒子を多数集合させて、耐熱元素
を含有した粉末とする(第4図参照)。In producing these capsule particles, as shown in FIG. The sample is placed in a container equipped with a 16.0 O Orpl rotary blade (centrifugal transfer device), and impact force by airflow is applied for 1 to 10 minutes. Due to this impact action, the aluminum particles 22 firmly adhere to the Ni particles 21, and as shown in FIG. is obtained. A large number of these capsule particles are then aggregated to form a powder containing a heat-resistant element (see FIG. 4).
このようなカプセル粒子25の粉末を使用することで、
合金化層2oの外側が同質のアルミとなり、アルミ母材
とのなじみ性がより一層良くなると共に、Niとアルミ
との混合を均一にでき、合金化層20の品質の向上に寄
与できる。By using powder of such capsule particles 25,
The outer side of the alloyed layer 2o becomes homogeneous aluminum, which improves the compatibility with the aluminum base material, and allows uniform mixing of Ni and aluminum, which contributes to improving the quality of the alloyed layer 20.
なお、カプセル粒子の核に使用する耐熱元素としては、
Niのほが、他の耐熱性を有する金属(Cr、Co、M
oなど)、或いはAJ 20 s 。The heat-resistant elements used in the core of capsule particles include:
Ni is better than other heat-resistant metals (Cr, Co, M
o), or AJ 20 s.
SiC,Six N4 、CuOなどのセラミックス粒
子を採用することもできる。また被覆粒子としては、ア
ルミの他、アルミとなじみ性のある金属(Cu、Cu合
金など)を使用すればよい。Ceramic particles such as SiC, Six N4, and CuO may also be used. In addition to aluminum, metals compatible with aluminum (Cu, Cu alloy, etc.) may be used as the coated particles.
次に本発明の第二の実施例を第5図乃至第7図によって
説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
この実施例では、第一の実施例と同様に配置した第一及
び第二の溶接機構によって、高密度エネルギを照射して
溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により付加するも
のであるが、第一の溶#機構にTIG溶接トーチ31を
用い、第二の溶4111構にはMIG溶接832を用い
ている。In this embodiment, the first and second welding mechanisms arranged in the same manner as in the first embodiment irradiate high-density energy to melt, and then heat-resistant elements are added by overlay welding. , a TIG welding torch 31 is used for the first welding mechanism, and a MIG welding 832 is used for the second welding mechanism.
MIG溶接機32は、シールドガスGを吹き出すための
ノズル33と、溶接ワイヤを順次送り出すワイヤ送給装
置34とを備え、このワイヤを消耗を極としてアーク溶
接を行うようになっている。The MIG welding machine 32 is equipped with a nozzle 33 for blowing out shielding gas G and a wire feeding device 34 for sequentially feeding out welding wire, and performs arc welding with the wire being consumed.
本実施例にあってはワイヤとして、前記第一の実施例で
示したカプセル粒子25を含有させた複合ワイヤ35を
使用している。In this embodiment, the composite wire 35 containing the capsule particles 25 shown in the first embodiment is used as the wire.
この複合ワイヤ35を製造するに際しては、第6図に示
すように、アルミ展伸材によって製造した鞘材(パイプ
)36に、カプセル粒子35の粉末をその中空部に充填
する。そしてこのパイプ36を線引きして、第7図に示
すように、直径0.8〜1.61の複合ワイヤ35を形
成する。この複合ワイヤ35のカプセル粒子25充填以
降の工程は、公知のフラックス入りワイヤ(f lux
−caredwire )と同様に行えばよい。In manufacturing this composite wire 35, as shown in FIG. 6, powder of capsule particles 35 is filled into the hollow portion of a sheath material (pipe) 36 made of a stretched aluminum material. This pipe 36 is then drawn to form a composite wire 35 having a diameter of 0.8 to 1.61 mm, as shown in FIG. The steps after filling the capsule particles 25 into the composite wire 35 are performed using a known flux-cored wire (f lux
-caredwire).
そしてTIG溶接トーチ31を先行させ、次いでMIG
溶接8132により肉盛り溶接することで、改質対象の
表面11に溶融層19を形成すると共に、複合ワイヤ3
5の溶滴によって耐熱元素(Ni)が付加された合金化
層37が得られる。Then, the TIG welding torch 31 is placed first, followed by the MIG welding torch 31.
By overlaying welding by welding 8132, a molten layer 19 is formed on the surface 11 to be modified, and the composite wire 3
An alloyed layer 37 to which a heat-resistant element (Ni) is added is obtained by the droplets of No. 5.
この表面11は、MIG溶接を行う際に障害となる酸化
物(Aj、Os )38で覆われているが、先行するT
IGアークによってこれが破壊され、母材(アルミ)の
新しい層が表面に出てくることで、MIG溶接による肉
盛りが可能になったものである。即ち事前の切削加工な
しで、溶接速度が速いというMIG溶接の利点が生かせ
ると共に、再溶融の過程でガスの溶出がなされ、ポロシ
ティ−欠陥によるブローホールの発生を防いで、溶接欠
陥のない合金化層37を形成することができる。This surface 11 is covered with oxides (Aj, Os) 38 that become an obstacle when performing MIG welding, but the preceding T
This is destroyed by the IG arc, and a new layer of base material (aluminum) comes to the surface, making it possible to build up by MIG welding. In other words, the advantage of MIG welding is that it has a high welding speed without prior cutting, and gas is eluted during the remelting process, which prevents blowholes caused by porosity and defects, resulting in alloying without welding defects. A layer 37 can be formed.
そして、TIGアークの余熱効果により母材(アルミ)
とワイヤとのなじみが良くなり、溶接割れが防止でき、
且つ溶は込みを深くすることができる。Then, due to the residual heat effect of the TIG arc, the base material (aluminum)
This improves the compatibility with the wire and prevents welding cracks.
In addition, it is possible to deepen the melting depth.
また本実施例にあっては、Niを核23としたカプセル
粒子25の粉末により複合ワイヤ35を製造するように
したので、溶接割れの発生を防ぐことができる。即ち溶
融層19中に、Niはアルミ合金鋳物とのなじみ性が確
保されているアルミのマトリックス中に粒子として均一
に分散・配置される形になるので、耐熱金属のみで盛り
金する際の割れの要因が除かれるものである。Further, in this embodiment, since the composite wire 35 is manufactured from the powder of the capsule particles 25 having the Ni core 23, the occurrence of weld cracks can be prevented. In other words, in the molten layer 19, Ni is uniformly dispersed and arranged as particles in the aluminum matrix, which ensures compatibility with the aluminum alloy casting, so that cracks can be avoided when filling only with heat-resistant metal. The following factors are eliminated.
従って、添加耐熱元素の濃度の制限がより大幅に緩和さ
れ、またカプセル粒子25における耐熱元素粒子の径(
アルミ粒子径との比)を変えることで、任意の濃度とす
ることができる。Therefore, the restriction on the concentration of the added heat-resistant element is significantly relaxed, and the diameter of the heat-resistant element particles in the capsule particles 25 (
By changing the ratio (to the aluminum particle diameter), an arbitrary concentration can be obtained.
また複合ワイヤ35を使用することで、溶接の際の電気
抵抗が均一になる。これは、耐熱元素粒子とアルミ粒子
との混合物を製造する場合、均一に混合することが困難
であるという事情がある。Further, by using the composite wire 35, the electrical resistance during welding becomes uniform. This is because when producing a mixture of heat-resistant element particles and aluminum particles, it is difficult to mix them uniformly.
従って、混合粒子の不均一によって、電気抵抗がワイヤ
の長さ方向で興なってしまい、安定した溶接肉盛りを行
うことが非常に困難となってしまう。Therefore, due to the non-uniformity of the mixed particles, electrical resistance increases in the length direction of the wire, making it extremely difficult to perform stable weld build-up.
本実施例は、この様な困難を未然に防いでいるものであ
る。This embodiment prevents such difficulties from occurring.
なお鞘材36としては、アルミ製のパイプの他、アルミ
となじみ性がよく延性がある金属(銅など)であれば、
どの様なものを採用しても構わない。In addition to aluminum pipes, the sheath material 36 may be made of a ductile metal (copper, etc.) that is compatible with aluminum.
It doesn't matter what you use.
さらにその形状(断面)は、第7図に限るものではなく
、カプセル粒子25の粉末を充填できるものであればど
のようなものでもよい0例えば、フラックス入すワイヤ
で供用されている種々の形状から選択すればよい。Further, its shape (cross section) is not limited to that shown in FIG. 7, and may be of any shape as long as it can be filled with the powder of the capsule particles 25. For example, various shapes used in flux cored wires may be used. You can choose from.
次に第8図によって、本発明の第三の実施例を説明する
。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この表面改質方法は、改質対象の部位11を高密度エネ
ルギの照射によって溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶
接により付加し、さらに高密度エネルギ源にて再溶融さ
せるものである。そして表面改質装置は、前記第二の実
施例と同様に配置された第一の溶接機構たるTIG溶接
トーチ41及び第二の溶接機構たるMIG溶接機42の
後方に、さらに高密度エネルギを照射する第三の溶接機
構が設けられて構成されている。In this surface modification method, the region 11 to be modified is melted by irradiation with high-density energy, then a heat-resistant element is added by overlay welding, and the region 11 is further melted again using a high-density energy source. The surface modification device further irradiates high-density energy to the rear of the TIG welding torch 41 as the first welding mechanism and the MIG welding machine 42 as the second welding mechanism, which are arranged in the same manner as in the second embodiment. A third welding mechanism is provided and configured.
本実施例にあっては、第三の溶接機構としてTIG溶接
トーチ43を用いている。In this embodiment, a TIG welding torch 43 is used as the third welding mechanism.
従って、先行するTIG溶接トーチ41によって溶融層
44を形成し、その後MIG溶接機に42よって複合ワ
イヤ35を使った肉盛り溶接を行って合金化層45を形
成した後、TIG溶接トーチ43によって再溶融させる
ことになる。Therefore, the molten layer 44 is formed by the preceding TIG welding torch 41, and then the alloyed layer 45 is formed by overlay welding using the composite wire 35 by the MIG welding machine 42, and then again by the TIG welding torch 43. It will melt.
このようにすることによって、耐熱元素(Ni)が多量
に付加され、且つ溶接欠陥のない合金化層45を、さら
に組繊の均一化がなされた良質の再溶融合金層46とす
ることができる。By doing so, the alloyed layer 45 to which a large amount of heat-resistant element (Ni) is added and which is free of welding defects can be made into a high-quality remelted alloy layer 46 with uniform fiber composition. .
次に第9図によって、本発明の第四の実施例を説明する
。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この表面改質方法は、前記第二及び第三の実施例で示し
たものと同様な複合ワイヤを溶加材として、改質対象と
なる部位に肉盛り溶接した後、耐熱鋼製の溶接ワイヤ5
1を用いて肉盛り溶接するものである。In this surface modification method, a composite wire similar to that shown in the second and third embodiments is used as a filler material, and after overlay welding is performed on the area to be modified, a welding wire made of heat-resistant steel is 5
1 is used for overlay welding.
本実施例にあっては、改質対象の部位として鋳鉄製のシ
リンダヘッドの弁間部52とし、複合ワイヤ53は、C
Oを核粒子としてCuの被覆粒子で囲んだカプセル粒子
を、Cu製パイプに充填して形成したものである。また
この方法を実施するための装置として、二台のMIG溶
接機54゜55を直列に配置した構成を用いている。In this embodiment, the part to be modified is the intervalve part 52 of the cast iron cylinder head, and the composite wire 53 is the C
It is formed by filling a Cu pipe with capsule particles in which O is used as a core particle and surrounded by Cu coated particles. Further, as a device for carrying out this method, a configuration in which two MIG welding machines 54 and 55 are arranged in series is used.
従って、複合ワイヤ53を前方のMIG溶接機54にセ
ットすると共に、耐熱鋼製の溶接ワイヤ51を備えたM
IG溶接8154を、その溶接方向Af&方に所定の間
隔を保ったままシリンダヘッドの弁間部の表面52に沿
って移動させることで、まず複合ワイヤ53を溶加材と
した肉盛り溶接を行う、即ち当該部位52に、COが適
宜添加された耐熱合金層56が形成されることになる。Therefore, the composite wire 53 is set in the front MIG welding machine 54, and the MIG equipped with the welding wire 51 made of heat-resistant steel is
By moving the IG welding 8154 along the surface 52 of the valve gap of the cylinder head while maintaining a predetermined distance in the welding direction Af&, build-up welding is first performed using the composite wire 53 as a filler material. That is, a heat-resistant alloy layer 56 to which CO is appropriately added is formed in the region 52.
さらにこの肉盛りを行った直後に、後方のMIG溶接1
155によって当該部位52に肉盛り溶接を行う、これ
でカプセル粒子による第一の耐熱合金層56の上に、さ
らに耐熱鋼による第二の耐熱合金層57が盛られること
になる。Immediately after this build-up, the rear MIG weld 1
155, overlay welding is performed on the portion 52, and as a result, a second heat-resistant alloy layer 57 made of heat-resistant steel is further deposited on top of the first heat-resistant alloy layer 56 made of capsule particles.
このように、Coを核としCuで囲んだカプセル粒子を
Cu製パイプに充填して複合ワイヤ53を形成し、この
複合ワイヤ53を溶加材にして該当部位に肉盛りし、さ
らに耐熱鋼製の溶接ワイヤ51で肉盛りするようにした
ので、先行する肉盛り工程が、次工程の耐熱鋼肉盛りの
余熱効果をもたらし、溶接性が良好になると共に、Co
及び耐熱鋼の濃度を高めることができ、耐熱強度を大幅
に向上させることができる。In this way, capsule particles made of Co as a core and surrounded by Cu are filled into a Cu pipe to form a composite wire 53, and this composite wire 53 is used as a filler material to build up the corresponding part, and then a heat-resistant steel pipe is filled. Since the welding wire 51 is used for overlaying, the preceding overlaying process provides a residual heat effect for the next process of overlaying the heat-resistant steel, improving weldability and reducing Co
The concentration of heat-resistant steel can be increased, and the heat-resistant strength can be significantly improved.
また、従来鋳鉄部品の肉盛り溶接に伴って発生したセメ
ンタイトの析出及び割れの発生を防ぐことができる。Furthermore, the precipitation of cementite and the occurrence of cracks that conventionally occur with overlay welding of cast iron parts can be prevented.
即ち、第一の耐熱合金層56のcoは、Cuに囲まれて
いるので鋳鉄と接触することがないこと、さらにセメン
タイトは合金化された層にほとんど析出されず、あって
もその量は極めて限られたものであることとにより、脆
弱化及び被剛性の低下となるおそれはない。That is, since the Co of the first heat-resistant alloy layer 56 is surrounded by Cu, it does not come into contact with cast iron, and furthermore, cementite is hardly precipitated in the alloyed layer, and even if it is, the amount is extremely small. Since it is limited, there is no risk of weakening or decrease in rigidity.
さらに、Coが鋳鉄とのなじみ性が高いCuのマトリッ
クス中に粒子として均一に分散・配置された形になるの
で、耐熱金属のみで盛り金する際の割れの要因が緩和さ
れて、溶接欠陥のない健全な強化層が得られる。そして
この第一の耐熱合金層56は、鋳鉄と第二の耐熱合金層
とを緩衝する機能を果たし、溶接キレッの発生が防止さ
れることどなる。Furthermore, since Co is uniformly dispersed and arranged as particles in the Cu matrix, which has high compatibility with cast iron, the causes of cracking when overlaying with only heat-resistant metal are alleviated, and welding defects are reduced. A healthy reinforcement layer is obtained. The first heat-resistant alloy layer 56 functions to buffer the cast iron and the second heat-resistant alloy layer, thereby preventing welding from occurring.
さらに、肉盛り溶接に溶接速度の速いMIGを使ったの
で、生産性が高く極めて実際的な局部強化方法として提
供できる。Furthermore, since MIG, which has a high welding speed, is used for build-up welding, it can be provided as a highly productive and extremely practical local strengthening method.
なお、カプセル粒子としては、前記Co−Cuの組み合
わせのほかにも種々考えられ、耐熱元素としてCr、M
oなど、或いはSiC,Cub。In addition to the above-mentioned combination of Co-Cu, various other capsule particles can be considered, and heat-resistant elements such as Cr, M
o, etc., or SiC, Cub.
AJ 203 、 S i s N4などのセラミック
ス粒子を採用することもできる。また被覆粒子及び鞘材
は、Cuの他、鋳鉄となじみ性の良い金属であればよい
。Ceramic particles such as AJ 203 and Sis N4 may also be used. In addition to Cu, the coating particles and sheath material may be any metal that is compatible with cast iron.
次に第10図によって、本発明の第五の実施例を説明す
る。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この表面改質方法は、改質対象の部位61を高密度エネ
ルギの照射によって溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶
接により少なくとも二回に亘って繰り返し付加するもの
であって、その耐熱元素の付加を、前記第四の実施例の
複合ワイヤ53を溶加材とする肉盛り溶接と、その後の
耐熱鋼製の溶接ワイヤ51を用いた肉盛り溶接とで行う
ものである。This surface modification method involves melting the region 61 to be modified by irradiating high-density energy, and then repeatedly adding a heat-resistant element at least twice by overlay welding. The addition is performed by build-up welding using the composite wire 53 of the fourth embodiment as a filler metal, and subsequent build-up welding using the welding wire 51 made of heat-resistant steel.
即ちこれを実施するための装置として、第一の溶接機構
たるTIG溶接トーチ62と、第二の溶接機構たる二台
直列に配置されたMIG溶接機63.64とが構成され
ている。That is, the apparatus for implementing this includes a TIG welding torch 62 as a first welding mechanism, and two MIG welding machines 63 and 64 arranged in series as a second welding mechanism.
この装置により、まずTIG溶接トーチ62によるTI
Gアークによって溶融層65を形成すると共に、この溶
融層65に、Coが適宜分散されて添加された第一の耐
熱合金層66と、その上に盛り付けられた耐熱鋼添加の
第二の耐熱合金層67が形成されることになる。With this device, first, TI using the TIG welding torch 62 is performed.
A molten layer 65 is formed by a G arc, and a first heat resistant alloy layer 66 in which Co is appropriately dispersed and added to the molten layer 65, and a second heat resistant alloy added with heat resistant steel placed on top of the first heat resistant alloy layer 66. Layer 67 will be formed.
このようにすることで、アルミ合金鋳物を対象としたと
きにあっても事前の切削加工が不要になると共に、大幅
な耐熱強度の向上及び割れの発生防止が達成できる。By doing so, even when aluminum alloy castings are used, preliminary cutting is not required, and it is possible to significantly improve heat resistance and prevent cracking.
さらにTIGアークによる溶融が肉盛り溶接の余熱にな
ることで、溶は込みが深く、より一層の溶接性の向上が
図れる。Furthermore, the melting caused by the TIG arc becomes residual heat from build-up welding, resulting in deeper weld penetration and further improvement in weldability.
なお、第二の溶接機構におけるワイヤの組み合わせとし
ては、複合ワイヤ+耐熱鋼製ワイヤに限らず、この順番
が前後した耐熱鋼+複合、或いは同様なワイヤを重ねる
耐熱調子耐熱鋼、複合士複合とすることも考えらる。The combination of wires in the second welding mechanism is not limited to composite wire + heat-resistant steel wire, but also heat-resistant steel + composite in this order, or heat-resistant conditioned heat-resistant steel, composite wire composite, etc. in which similar wires are stacked together. I can also think of doing that.
また、前記第四及び第五の実施例における耐熱鋼製の溶
接ワイヤ51としては、次のものが使用できる。Further, as the welding wire 51 made of heat-resistant steel in the fourth and fifth embodiments, the following can be used.
5LIS304系、・JIS Z 3321 Y2O2
,Y308LSUS309系・・・JIS Z 332
1 Y2O2,Y309LSIJS316系、・JIS
Z 3321 Y316 Y316LNi系・・・^
阿S^5.14 ERNi−1インコネル系−AIAS
A5.14 ERNiCr−3次に第11図によって
、本発明の第六の実施例を説明する。5LIS304 series, JIS Z 3321 Y2O2
, Y308LSUS309 series...JIS Z 332
1 Y2O2, Y309LSIJS316 series, JIS
Z 3321 Y316 Y316LNi series...^
AS^5.14 ERNi-1 Inconel series-AIAS
A5.14 ERNiCr-3 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この表面改質方法は、改質対象の部位71を高密度エネ
ルギの照射によって溶融させた後、耐熱元素を肉盛り溶
接により少なくとも二回に亘って繰り返し付加し、さら
に高密度エネルギ源にて再溶融させるものである。その
表面改質装置は、前記第五の実施例で示した第一の溶接
機構たるTIG溶接溶接トーチ上2第二の溶接機構たる
二台直列に配置されたMIG溶接機73.74と、その
後方に設けられた第三の溶接matたるTIG溶接溶接
トーチ上5よって構成されている。This surface modification method involves melting the region 71 to be modified by irradiating it with high-density energy, then repeatedly adding heat-resistant elements at least twice by overlay welding, and then re-applying it with a high-density energy source. It is something that melts. The surface modification device includes two MIG welding machines 73 and 74 arranged in series, one on top of the TIG welding torch as the first welding mechanism and the second on the second welding mechanism as shown in the fifth embodiment. The third welding mat is a TIG welding torch 5 provided on one side.
従って、まずTIG溶接トーチ71によるTIGアーク
によって溶融層76を形成すると共に、この溶融層76
に複合ワイヤ77によって肉盛りすることでCOが適宜
分散されて添加された第一の耐熱合金層78と、その上
に耐熱鋼製の溶接ワイヤ79を使用して盛り付けられた
耐熱鋼添加の第二の耐熱合金層80が形成され、この第
二の耐熱合金層80がTIG溶接トーチ74によって再
溶融することになる。Therefore, first, a molten layer 76 is formed by TIG arc by the TIG welding torch 71, and this molten layer 76 is
A first heat-resistant alloy layer 78 to which CO is appropriately dispersed and added by overlaying with a composite wire 77, and a first heat-resistant alloy layer 78 with CO added thereto using a welding wire 79 made of heat-resistant steel. A second heat resistant alloy layer 80 is formed, and this second heat resistant alloy layer 80 will be remelted by the TIG welding torch 74.
このようにすることによって、耐熱強度の大幅な強化が
達成されると共に、その組織が均一化された再溶融耐熱
合金層81が形成されるものである。By doing so, the heat-resistant strength is significantly strengthened, and the remelted heat-resistant alloy layer 81 with a uniform structure is formed.
なお、以上の第一乃至第六の実施例では、溶融のための
溶接機構としてTIG溶接トーチを、また耐熱元素を添
加するための溶接機構としてプラズマ溶接機或いはMI
G溶接機を示したが、この組み合わせは他にも種々考え
られる。その適用可能な溶接機構(溶接法)をまとめて
第1表に示す。In the first to sixth embodiments described above, a TIG welding torch is used as the welding mechanism for melting, and a plasma welding machine or MI is used as the welding mechanism for adding the heat-resistant element.
Although the G welding machine is shown, various other combinations are possible. The applicable welding mechanisms (welding methods) are summarized in Table 1.
第1表
○・・・適する
△・・・適用可だが生産性良くない
×・・・適用不可
また同表に示した各溶接法を採用した場合の利点として
は、次の事項があげられる。Table 1 ○...Suitable △...Applicable but productivity is not good ×...Not applicable Also, the following are the advantages of adopting each welding method shown in the table.
TIG、安価である、溶は込みが深い
プラズマ;粉末供給が簡単にできる
電子ビーム:合金化層を深くできる
レーザ;合金化層を深くできる
MIG;溶接速度が速い
[発明の効果]
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。TIG: Plasma that is inexpensive and has deep penetration; Electron beam that can easily supply powder; Laser that can deepen the alloyed layer; MIG that can deepen the alloyed layer; Fast welding speed [Effects of the invention] In summary, the present invention According to the invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) rII求項1及び12記載の方法及び装置によ
れば、耐熱元素の添加量を多くでき、しかもガス欠陥等
の溶接欠陥のない表面改質が達成される。(1) According to the method and apparatus described in rII Items 1 and 12, it is possible to increase the amount of heat-resistant elements added and achieve surface modification without welding defects such as gas defects.
(2)M求項2及び13記載の方法及び装置によれば、
耐熱元素の添加量を多くでき、溶接欠陥がなく、しかも
合金化層組織の均一化が達成される。(2) According to the method and apparatus described in M claims 2 and 13,
The amount of heat-resistant elements added can be increased, there are no welding defects, and the alloyed layer structure can be made uniform.
(3)請求項3及び14記載の方法及び装置によれば、
溶接欠陥が防止でき、耐熱強度の大幅な向上が達成され
る。(3) According to the method and apparatus according to claims 3 and 14,
Welding defects can be prevented and heat resistance strength can be significantly improved.
(4)請求項4及び14記載の方法及び装置によれば、
溶接欠陥防止、耐熱強度の大幅な向上がなされ、合金化
層組織の均一化か達成される。(4) According to the method and apparatus according to claims 4 and 14,
Welding defects are prevented, heat-resistant strength is significantly improved, and the alloyed layer structure is made more uniform.
(5)M求項5及び7記載の方法によれば、より一層の
溶接欠陥防止及び均一化が達成される。(5) M According to the methods described in Items 5 and 7, further prevention of welding defects and uniformity of welding can be achieved.
(6)n求項6記載の方法によれば、切削加工不要で溶
接欠陥のない高耐熱製の合金化層が形成できる。(6) According to the method described in item 6, it is possible to form a highly heat-resistant alloyed layer that does not require cutting and has no welding defects.
(7)請求項8記載の方法によれば、大幅な耐熱強度の
向上が達成でき、しかも健全で溶接性の良好な耐熱合金
層が形成できる。(7) According to the method described in claim 8, a significant improvement in heat resistance strength can be achieved, and a heat resistant alloy layer that is sound and has good weldability can be formed.
(8)n求項9記載の方法によれば、さらに、溶接速度
を速くでき、生産性が向上される。(8) According to the method described in item 9, the welding speed can be further increased and productivity can be improved.
(9)請求項10記載の方法によれば、事前の切削加工
が不要になると共に、溶接欠陥がなく、より高耐熱性で
成る合金化層が形成できる。(9) According to the method described in claim 10, it is possible to form an alloyed layer which does not require cutting in advance, has no welding defects, and has higher heat resistance.
(10)請求項11記載の方法によれば、さらに、安価
で肉盛り溶接の溶は込みを深くすることができる。(10) According to the method of claim 11, it is possible to further deepen the melt penetration of build-up welding at low cost.
(11)請求項15記載の装置によれば、安価で肉盛り
溶接の溶は込みの深い合金化層が得られる。(11) According to the apparatus according to claim 15, an alloyed layer with deep welding penetration can be obtained by overlay welding at low cost.
(12)請求項16記載の装置によれば、溶接速度を速
くでき、生産性が向上される。(12) According to the apparatus according to claim 16, the welding speed can be increased, and productivity can be improved.
第1図は本発明に係わる金属系部品の表面改質方法及び
その装置の第一の実施例を示した側断面図、第2図はそ
の粉末に適用されるカプセル粒子の製造過程を示した断
面図、第3図は製造されたカプセル粒子の断面図、第4
図はその集合体である粉末の構成図、第5図は本発明の
第二の実施例を示した側断面図、第6図はそのワイヤに
適用される複合ワイヤの製造過程を示した斜視図、第7
図は製造された複合ワイヤの斜視図、第8図は本発明の
第三の実施例を示した側断面図、第9図は本発明の第四
の実施例を示した側断面図、第10図は本発明の第五の
実施例を示した側断面図、第11図は本発明の第六の実
施例を示した側断面図、第12図は従来技術の課題を説
明するためのシリンダヘッドの下面図、第13図は同じ
くピストンの斜視図である。
図中、11は改質対象の部位、12は第一の溶接機構た
るTIG溶接トーチ、13は第二の溶接機構なるプラズ
マ溶接機、25はカプセル粒子、32は他の第二の溶接
機構たるMIG溶接機、35は複合ワイヤ、43は第三
の溶接機構たるTIG溶接トーチ、51は耐熱鋼製の溶
接ワイヤである。
区
C)
綜
第11図
第10図
手続補正書(自発)
平成3年1月7日
特許庁長官 植 松 敏 殿
1、事件の表示
特願平2−139677号
2、発明の名称
金属系部品の表面改質方法及びその装置3、補正をする
者
事件との関係 特許出願人
<017) いすず自動車株式会社
4、代理人
郵便番号 105
東京都港区愛宕1丁目6番7号
手続補正書(岐)
平成3年1月7日
特許庁長官 植 松 敏 殿
1、事件の表示
特願平2−139677号
2、発明の名称
金属系部品の表面改質方法及びその装置3、補正をする
者
事件との関係 特許出願人
(017) いすゾ自動車株式会社
4、代理人
郵便番号 105
東京都港区愛宕1丁目6番7号
5、補正命令の日付
自発
6、補正の対象
図面〈全図〉
7、補正の内容
図面の浄書(内容に変更なし)
8、添付書類
自発
6、補正の対象
明細書(発明の詳細な説明の欄)及び図面の第11図7
、補正の内容
(1)明細書第26頁4行rTIG溶接トーチ71」と
あるのをrTIG溶接ト溶接トーチ上2正。
(2)同第26頁11行rTIG溶接トーチ74」とあ
るのをrTIG溶接ト溶接トーチ上5正。
(3)図面の第11図を別紙の通り訂正。
8、添付書類
(1)図 面 ら1通Fig. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the method and apparatus for surface modification of metal parts according to the present invention, and Fig. 2 shows the manufacturing process of capsule particles applied to the powder. 3 is a cross-sectional view of the produced capsule particles; FIG.
The figure is a configuration diagram of the powder that is an aggregate thereof, Figure 5 is a side sectional view showing the second embodiment of the present invention, and Figure 6 is a perspective view showing the manufacturing process of the composite wire applied to the wire. Figure, 7th
8 is a side sectional view showing a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a side sectional view showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a side sectional view showing a fifth embodiment of the present invention, FIG. 11 is a side sectional view showing a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a side sectional view showing a sixth embodiment of the present invention. The bottom view of the cylinder head, FIG. 13, is also a perspective view of the piston. In the figure, 11 is a part to be modified, 12 is a TIG welding torch which is a first welding mechanism, 13 is a plasma welding machine which is a second welding mechanism, 25 is a capsule particle, and 32 is another second welding mechanism. A MIG welding machine, 35 is a composite wire, 43 is a TIG welding torch which is a third welding mechanism, and 51 is a welding wire made of heat-resistant steel. Ward C) Figure 11 Figure 10 Procedural Amendment (Voluntary) January 7, 1991 Director General of the Patent Office Toshi Uematsu 1, Indication of Case Patent Application No. 2-139677 2, Name of Invention Metallic Parts Surface modification method and device 3, relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant <017) Isuzu Motors Co., Ltd. 4, agent postal code 105 1-6-7 Atago, Minato-ku, Tokyo Procedural amendment ( January 7, 1991 Toshi Uematsu, Commissioner of the Japan Patent Office1, Indication of Case Patent Application No. 2-1396772, Title of Invention Method and Apparatus for Surface Modification of Metallic Parts3, Person Making Amendment Relationship to the case Patent applicant (017) Isuzo Jidosha Co., Ltd. 4 Agent postal code 105 1-6-7-5 Atago, Minato-ku, Tokyo Date of amendment order Voluntary 6 Drawings to be amended (all drawings) 7. Contents of the amendment: engraving of the drawings (no change in content) 8. Attached documents spontaneously 6. Specification to be amended (detailed description of the invention column) and Figure 11 of the drawings 7
, Contents of the amendment (1) "rTIG welding torch 71" on page 26 of the specification, line 4, is correct. (2) ``rTIG welding torch 74'' on page 26, line 11'' is ``rTIG welding torch''. (3) Figure 11 of the drawings has been corrected as shown in the attached sheet. 8. Attached documents (1) One copy of drawings
Claims (16)
融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により付加すること
を特徴とする金属系部品の表面改質方法。1. A method for surface modification of metal parts, which comprises melting a region to be modified by irradiation with high-density energy, and then adding a heat-resistant element by overlay welding.
融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により付加し、さら
に高密度エネルギ源にて再溶融させることを特徴とする
金属系部品の表面改質方法。2. A method for surface modification of metal parts, characterized by melting the part to be modified by irradiation with high-density energy, adding a heat-resistant element by overlay welding, and then remelting with a high-density energy source. .
融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により少なくとも二
回に亘って繰り返し付加することを特徴とする金属系部
品の表面改質方法。3. A method for surface modification of metal parts, which comprises melting a region to be modified by irradiation with high-density energy, and then repeatedly adding a heat-resistant element at least twice by overlay welding.
融させた後、耐熱元素を肉盛り溶接により少なくとも二
回に亘って繰り返し付加し、さらに高密度エネルギ源に
て再溶融させることを特徴とする金属系部品の表面改質
方法。4. A metal characterized by melting the part to be modified by irradiating it with high-density energy, then repeatedly adding a heat-resistant element at least twice by overlay welding, and then remelting it with a high-density energy source. Method for surface modification of system parts.
被覆させたカプセル粒子の粉末を使用して為される請求
項1乃至4のいずれかに記載の金属系部品の表面改質方
法。5. 5. The method for surface modification of metal parts according to claim 1, wherein the overlay welding is performed using capsule particle powder in which core particles of a heat-resistant element are coated with metal particles.
ギ源にて溶融させた直後に、耐熱元素を含有させたワイ
ヤを電極とするMIG溶接法により肉盛り溶接すること
を特徴とする金属系部品の表面改質方法。6. A metal part characterized by overlay welding using a MIG welding method using a wire containing a heat-resistant element as an electrode immediately after melting a part to be modified such as the surface of an aluminum casting with a high-density energy source. surface modification method.
被覆させたカプセル粒子を鞘材の内に充填させた複合ワ
イヤを使用して為される請求項1乃至4又は6のいずれ
かに記載の金属系部品の表面改質方法。7. 7. The overlay welding is performed using a composite wire in which a sheath material is filled with capsule particles in which core particles of a heat-resistant element are coated with metal particles. surface modification method for metal parts.
粒子を鞘材の内に充填させて複合ワイヤを形成し、該複
合ワイヤを溶加材として改質対象となる部位に肉盛り溶
接した後、耐熱鋼製の溶接ワイヤを用いて肉盛り溶接す
ることを特徴とする金属系部品の表面改質方法。8. A composite wire is formed by filling capsule particles in which core particles of a heat-resistant element are coated with metal particles into a sheath material, and the composite wire is used as a filler material to build up and weld to the area to be modified. A method for surface modification of metal parts, characterized by overlay welding using a welding wire made of heat-resistant steel.
接法によって為される請求項8記載の金属系部品の表面
改質方法。9. 9. The method for surface modification of metal parts according to claim 8, wherein at least one of the build-up welds is performed by MIG welding.
ル粒子を鞘材の内に充填させて複合ワイヤを形成してお
き、改質対象となる部位に高密度エネルギを照射して溶
触させた後、上記複合ワイヤを溶加材とするMIG溶接
法により肉盛り溶接し、その後、耐熱鋼製の溶接ワイヤ
を用いてMIG溶接法により肉盛り溶接することを特徴
とする金属系部品の表面改質方法。10. A composite wire is formed by filling a sheath material with capsule particles in which a core particle of a heat-resistant element is coated with metal particles, and after irradiating the area to be modified with high-density energy to melt it, A method for surface modification of metal parts, characterized in that overlay welding is performed by MIG welding using the composite wire as a filler material, and then overlay welding is performed by MIG welding using a welding wire made of heat-resistant steel. .
項1乃至10のいずれかに記載の金属系部品の表面改質
方法。11. The method for surface modification of metal-based parts according to any one of claims 1 to 10, wherein the high-density energy is a TIG arc.
の第一の溶接機構と、該第一の溶接装置の溶接方向後方
に設けられ耐熱元素を使用して肉盛り溶接する第二の溶
接機構とを備えたことを特徴とする金属系部品の表面改
質装置。12. a first welding mechanism for irradiating high-density energy to a region to be modified; and a second welding mechanism provided behind the first welding device in the welding direction and performing build-up welding using a heat-resistant element. A surface modification device for metal parts, characterized by comprising:
の第一の溶接機構と、該第一の溶接装置の溶接方向後方
に設けられ耐熱元素を使用して肉盛り溶接する第二の溶
接機構と、該第二の溶接機構の溶接方向後方に設けられ
高密度エネルギを照射する第三の溶接機構を備えたこと
を特徴とする金属系部品の表面改質装置。13. a first welding mechanism for irradiating high-density energy to a region to be modified; and a second welding mechanism provided behind the first welding device in the welding direction and performing build-up welding using a heat-resistant element. A surface modification device for metal parts, comprising: a third welding mechanism that is provided behind the second welding mechanism in the welding direction and irradiates high-density energy.
溶接機で成る請求項12又は13記載の金属系部品の表
面改質装置。14. 14. The surface modification apparatus for metal parts according to claim 12 or 13, wherein the second welding mechanism comprises two welding machines arranged in series.
請求項12乃至14のいずれかに記載の金属系部品の表
面改質装置。15. The surface modification apparatus for metal parts according to any one of claims 12 to 14, wherein the first welding mechanism is a TIG welding torch.
項12乃至15のいずれかに記載の金属系部品の表面改
質装置。16. The surface modification apparatus for metal parts according to any one of claims 12 to 15, wherein the second welding mechanism is a MIG welding machine.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP2016193457A (en) * | 2011-03-31 | 2016-11-17 | ノルスク・チタニウム・コンポーネンツ・アーエスNorsk Titanium Components As | System for organizing metal body by solid freeform fabrication, and method for producing three-dimensional object of metal material by solid freeform fabrication |
| CN118768739A (en) * | 2024-07-31 | 2024-10-15 | 西安交通大学 | A device and method for laser-assisted improvement of arc additive component surface and internal quality |
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-
1990
- 1990-05-31 JP JP13967790A patent/JP2943245B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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