JPH049626B2 - - Google Patents
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- JPH049626B2 JPH049626B2 JP58199720A JP19972083A JPH049626B2 JP H049626 B2 JPH049626 B2 JP H049626B2 JP 58199720 A JP58199720 A JP 58199720A JP 19972083 A JP19972083 A JP 19972083A JP H049626 B2 JPH049626 B2 JP H049626B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は靭性に優れた鋼基材の表面に耐摩耗性
表層が一体化された耐摩耗性と靭性に優れた複合
材の製造法に関するものである。 （従来の技術） 一般的に耐摩耗性と靭性とは相反する性質であ
るため、両特性に優れた材質は未だ開発されてお
らず、耐摩耗性に優れている材質例えば高クロム
白鋳鉄は靭性が著しく劣つている。ところが、耐
摩耗性とともに靭性をも要求される部品、特に、
他の部品と摺動または擦動する摩耗面のみは耐摩
耗性が要求されるベース部分は靭性を要求される
部品は極めて多い。そこで、鋳包み法や高圧浸透
法或いは接着法により靭性に優れたベース部分を
靭性に優れた金属とし表層のみは耐摩耗性材料で
形成したものが多く開発されてきたが、使用でき
る材質や形状に制約が多いので満足できるものと
はいいがたいものであつた。 このような問題を解決するための発明として
は、下型のキヤビテイ面に耐摩耗性粒子を層状に
セツトしてこれをキヤビテイ面に加えられる吸引
圧で吸引しつつ金属溶湯を注湯して耐摩耗性粒子
相互間に該金属溶湯を浸透させるようにした複合
材の製造法が特開昭49−121735号公報により先に
提案されている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記公報に記載したような方法
では耐摩耗性粒子相互間への金属溶湯の浸透性が
悪くて耐摩耗性粒子と金属溶湯の接着強度がでな
いなど多くの問題が残され、金属基材の表面に耐
摩耗性粒子が強固に一体化されない場合が多発し
ていた。 （課題を解決するための手段） 本発明は前記のような課題を解決した耐摩耗性
と靭性に優れた複合材の製造法を提供しようとす
るもので、上下一対の鋳型のうち下型のキヤビテ
イ面に耐摩耗性粒子と注湯される溶湯により溶融
されるNi系の金属粒子をそれぞれ層状にセツト
してこれを該キヤビテイ面に加えられる吸引圧に
より吸引させたのち該鋳型内に鋼の溶湯を注湯し
てその溶湯熱により前記金属粒子を溶融させると
ともにこの溶融金属と前記鋼溶湯とを前記吸引圧
によりこの耐摩耗性粒子相互間に混合浸透させて
靭性に優れた鋼基材の表面に前記Ni系の金属と
鋼との合金をもつて前記耐摩耗性粒子が強固に一
体化された耐摩耗性表層を有する複合材を鋳造す
ることを特徴とする耐摩耗性と靭性に優れた複合
材の製造法を第１の発明とし、上下一対の鋳型の
うち下型のキヤビテイ面に耐摩耗性粒子と注湯さ
れる溶湯により溶融されるNi系の金属粒子との
混合層を層状にセツトしてこれを該キヤビテイ面
に加えられる吸引圧により吸引させたのち該鋳型
内に鋼の溶湯を注湯してその溶湯熱により前記金
属粒子を溶融させるとともにこの溶融されたNi
系の金属と前記鋼溶湯とを前記吸引圧によりこの
耐摩耗性粒子相互間に混合浸透させて靭性に優れ
た鋼基材の表面に前記Ni系の金属と鋼との合金
をもつて前記耐摩耗性粒子が強固に一体化された
耐摩耗性表層を有する複合材を鋳造することを特
徴とする耐摩耗性と靭性に優れた複合材の製造法
を第２の発明とするものである。 本発明におてい上下一対の鋳型のうち下型のキ
ヤビテイ面に層状にセツトしておく耐摩耗性粒子
としては耐摩耗性に優れた金属粒子やセラミツク
ス粒子を単独で或いは両者を混合して使用するも
ので、先ず、キヤビテイ面に吸引圧が加えられる
ように真空ポンプ等の減圧器と接続された吸引器
１が埋設された第１図に示すような下型２ａ或い
は第３図に示すような減圧造型法に用いられる下
型２ｃのキヤビテイ面に所要の厚さとなるよう耐
摩耗性粒子を層状にセツトして耐摩耗性粒子より
なる層３を形成する。この場合、後に注湯される
鋼溶湯の溶湯熱で容易に溶融されるうえに鋼の強
度を増すNi系の金属粒子４を第１図、第３図に
示すように耐摩耗性粒子よりなる層３の表面に薄
層状にセツトしておく。なお、このようなNi系
の金属粒子４は前記のように耐摩耗性粒子よりな
る層３の表面に層状に形成するのではなく、第２
図に示すように、下型２ｂのキヤビテイ面に耐摩
耗性粒子とNi系の金属粒子４との混合層として
所要の厚さとなるよう層状にセツトしておいても
よい。次いで、前記した層の表面に吸引圧が有効
に作用するよう必要に応じプラスチツクスフイル
ム５を被装し、該下型２ａ，２ｂ，２ｃの開口に
は吸引作用が働くようにした上型６ａ，６ｂ，６
ｃを型合せし、上下一対の鋳型内を減圧してキヤ
ビテイ面に吸引圧を加えて耐摩耗性粒子よりなる
層３や耐摩耗性粒子とNi系の金属粒子４との混
合層をキヤビテイ面に吸引保持させ、この状態で
湯口７から鋼溶湯を注湯してプラスチツクスフイ
ルム５を溶融気化させたうえ吸引圧が加えられて
いる前記層に接触させ、自溶性のあるNi系の金
属粒子４を鋼溶湯とともに該鋼溶湯や凝固潜熱に
より溶融させてこれを耐摩耗性粒子相互間に混合
浸透させる。そして、これらが冷却すると鋼溶湯
が硬化して靭性に優れた鋼基材となるとともに耐
摩耗性粒子を相互間に浸透する溶融したNi系の
金属と鋼溶湯との合金で強固に一体化し、第４図
または第５図に倍率10倍の顕微鏡写真で示す金属
組織のような、靭性に優れた鋼基材の表面に、該
鋼基材に対し的確に一体化され且つ鋼基材よりも
強度のある鋼とNi系の金属との合金により耐摩
耗性粒子が強固に一体化された耐摩耗性表層を有
する複合材が得られることとなる。 実施例 １ 第１図に示す鋳型を用いて粒径2000μmから
3000μmの27％クロム鋳鉄粒子からなる層を下型
のキヤビテイ面にセツトしたのち、粒径約50μm
の17％Cr、４％Fe、４％Si、3.5％Ｂ、1.0％Ｃ、
残部NiのNi系の合金粒子からなる薄層をセツト
したのち高マンガン鋼の溶湯を注湯して鋳造品を
造り、これに1000℃から強制空冷の熱処理を行つ
た。これをアルミナ粒度＃40のエンドレス研摩ベ
ルトで荷重218ｇ／cm2、ベルト周速８ｍ／secの条
件で、高マンガン鋼、27％クロム鋳鉄および実施
例試料の耐摩耗性の比較調査を行つた結果は表１
の通りであつた。
表層が一体化された耐摩耗性と靭性に優れた複合
材の製造法に関するものである。 （従来の技術） 一般的に耐摩耗性と靭性とは相反する性質であ
るため、両特性に優れた材質は未だ開発されてお
らず、耐摩耗性に優れている材質例えば高クロム
白鋳鉄は靭性が著しく劣つている。ところが、耐
摩耗性とともに靭性をも要求される部品、特に、
他の部品と摺動または擦動する摩耗面のみは耐摩
耗性が要求されるベース部分は靭性を要求される
部品は極めて多い。そこで、鋳包み法や高圧浸透
法或いは接着法により靭性に優れたベース部分を
靭性に優れた金属とし表層のみは耐摩耗性材料で
形成したものが多く開発されてきたが、使用でき
る材質や形状に制約が多いので満足できるものと
はいいがたいものであつた。 このような問題を解決するための発明として
は、下型のキヤビテイ面に耐摩耗性粒子を層状に
セツトしてこれをキヤビテイ面に加えられる吸引
圧で吸引しつつ金属溶湯を注湯して耐摩耗性粒子
相互間に該金属溶湯を浸透させるようにした複合
材の製造法が特開昭49−121735号公報により先に
提案されている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記公報に記載したような方法
では耐摩耗性粒子相互間への金属溶湯の浸透性が
悪くて耐摩耗性粒子と金属溶湯の接着強度がでな
いなど多くの問題が残され、金属基材の表面に耐
摩耗性粒子が強固に一体化されない場合が多発し
ていた。 （課題を解決するための手段） 本発明は前記のような課題を解決した耐摩耗性
と靭性に優れた複合材の製造法を提供しようとす
るもので、上下一対の鋳型のうち下型のキヤビテ
イ面に耐摩耗性粒子と注湯される溶湯により溶融
されるNi系の金属粒子をそれぞれ層状にセツト
してこれを該キヤビテイ面に加えられる吸引圧に
より吸引させたのち該鋳型内に鋼の溶湯を注湯し
てその溶湯熱により前記金属粒子を溶融させると
ともにこの溶融金属と前記鋼溶湯とを前記吸引圧
によりこの耐摩耗性粒子相互間に混合浸透させて
靭性に優れた鋼基材の表面に前記Ni系の金属と
鋼との合金をもつて前記耐摩耗性粒子が強固に一
体化された耐摩耗性表層を有する複合材を鋳造す
ることを特徴とする耐摩耗性と靭性に優れた複合
材の製造法を第１の発明とし、上下一対の鋳型の
うち下型のキヤビテイ面に耐摩耗性粒子と注湯さ
れる溶湯により溶融されるNi系の金属粒子との
混合層を層状にセツトしてこれを該キヤビテイ面
に加えられる吸引圧により吸引させたのち該鋳型
内に鋼の溶湯を注湯してその溶湯熱により前記金
属粒子を溶融させるとともにこの溶融されたNi
系の金属と前記鋼溶湯とを前記吸引圧によりこの
耐摩耗性粒子相互間に混合浸透させて靭性に優れ
た鋼基材の表面に前記Ni系の金属と鋼との合金
をもつて前記耐摩耗性粒子が強固に一体化された
耐摩耗性表層を有する複合材を鋳造することを特
徴とする耐摩耗性と靭性に優れた複合材の製造法
を第２の発明とするものである。 本発明におてい上下一対の鋳型のうち下型のキ
ヤビテイ面に層状にセツトしておく耐摩耗性粒子
としては耐摩耗性に優れた金属粒子やセラミツク
ス粒子を単独で或いは両者を混合して使用するも
ので、先ず、キヤビテイ面に吸引圧が加えられる
ように真空ポンプ等の減圧器と接続された吸引器
１が埋設された第１図に示すような下型２ａ或い
は第３図に示すような減圧造型法に用いられる下
型２ｃのキヤビテイ面に所要の厚さとなるよう耐
摩耗性粒子を層状にセツトして耐摩耗性粒子より
なる層３を形成する。この場合、後に注湯される
鋼溶湯の溶湯熱で容易に溶融されるうえに鋼の強
度を増すNi系の金属粒子４を第１図、第３図に
示すように耐摩耗性粒子よりなる層３の表面に薄
層状にセツトしておく。なお、このようなNi系
の金属粒子４は前記のように耐摩耗性粒子よりな
る層３の表面に層状に形成するのではなく、第２
図に示すように、下型２ｂのキヤビテイ面に耐摩
耗性粒子とNi系の金属粒子４との混合層として
所要の厚さとなるよう層状にセツトしておいても
よい。次いで、前記した層の表面に吸引圧が有効
に作用するよう必要に応じプラスチツクスフイル
ム５を被装し、該下型２ａ，２ｂ，２ｃの開口に
は吸引作用が働くようにした上型６ａ，６ｂ，６
ｃを型合せし、上下一対の鋳型内を減圧してキヤ
ビテイ面に吸引圧を加えて耐摩耗性粒子よりなる
層３や耐摩耗性粒子とNi系の金属粒子４との混
合層をキヤビテイ面に吸引保持させ、この状態で
湯口７から鋼溶湯を注湯してプラスチツクスフイ
ルム５を溶融気化させたうえ吸引圧が加えられて
いる前記層に接触させ、自溶性のあるNi系の金
属粒子４を鋼溶湯とともに該鋼溶湯や凝固潜熱に
より溶融させてこれを耐摩耗性粒子相互間に混合
浸透させる。そして、これらが冷却すると鋼溶湯
が硬化して靭性に優れた鋼基材となるとともに耐
摩耗性粒子を相互間に浸透する溶融したNi系の
金属と鋼溶湯との合金で強固に一体化し、第４図
または第５図に倍率10倍の顕微鏡写真で示す金属
組織のような、靭性に優れた鋼基材の表面に、該
鋼基材に対し的確に一体化され且つ鋼基材よりも
強度のある鋼とNi系の金属との合金により耐摩
耗性粒子が強固に一体化された耐摩耗性表層を有
する複合材が得られることとなる。 実施例 １ 第１図に示す鋳型を用いて粒径2000μmから
3000μmの27％クロム鋳鉄粒子からなる層を下型
のキヤビテイ面にセツトしたのち、粒径約50μm
の17％Cr、４％Fe、４％Si、3.5％Ｂ、1.0％Ｃ、
残部NiのNi系の合金粒子からなる薄層をセツト
したのち高マンガン鋼の溶湯を注湯して鋳造品を
造り、これに1000℃から強制空冷の熱処理を行つ
た。これをアルミナ粒度＃40のエンドレス研摩ベ
ルトで荷重218ｇ／cm2、ベルト周速８ｍ／secの条
件で、高マンガン鋼、27％クロム鋳鉄および実施
例試料の耐摩耗性の比較調査を行つた結果は表１
の通りであつた。
【表】
実施例 ２
第２図に示す鋳型を用いて粒径約50μmのアル
ミナ粒子と、粒径約50μmの17％Cr、４％Fe、４
％Si、3.5％Ｂ、1.0％Ｃ、残部NiのNi系の合金粒
子からなる混合層を下型のキヤビテイ面にセツト
したのち該鋳型内に高マンガン鋼の溶湯を注湯
し、減圧造型法により鋳造品をつくつた。ノズル
径6.45mm、投射圧５Kg／cm2、投射角13゜で５号珪
砂を投射材として用いたエヤーブラストにより高
マンガン鋼、27％クロム鋳鉄および実施例の試料
の耐摩耗性の比較調査をしたところ表２の通りで
あつた。
ミナ粒子と、粒径約50μmの17％Cr、４％Fe、４
％Si、3.5％Ｂ、1.0％Ｃ、残部NiのNi系の合金粒
子からなる混合層を下型のキヤビテイ面にセツト
したのち該鋳型内に高マンガン鋼の溶湯を注湯
し、減圧造型法により鋳造品をつくつた。ノズル
径6.45mm、投射圧５Kg／cm2、投射角13゜で５号珪
砂を投射材として用いたエヤーブラストにより高
マンガン鋼、27％クロム鋳鉄および実施例の試料
の耐摩耗性の比較調査をしたところ表２の通りで
あつた。
【表】
（発明の効果）
本発明は前記説明から明らかなように、従来耐
摩耗性と靭性の両性質に優れた材質を得ることは
困難とされていて製造方法に起因する欠点のない
ものが得られていなかつた耐摩耗性複合材を比較
的簡単に鋳造できるようにしたもので、しかも、
耐摩耗性粒子同志を鋼溶湯のみで一体化するので
はなく、耐摩耗性粒子とNi系の金属粒子との二
重層の表面または耐摩耗性粒子とNi系の金属粒
子との混合層を設けた後に鋼溶湯を注湯して該鋼
溶湯とこれにより溶融されたNi系の溶融金属と
が浸透混合した合金が耐摩耗性粒子の間に介入さ
れて耐摩耗性粒子同志をこの合金で一体化してい
るから、耐摩耗性粒子相互間の接着性と鋼基材と
の一体性が極めてよく優れた耐摩耗性表層が簡単
に得られる。すなわち、Ni系の金属と鋼との合
金は鋼のの特質を残して強度を増すのみならず溶
融時には鋼溶湯よりも耐摩耗性粒子相互間への浸
透性がよく、吸引圧をキヤビテイ面に加えながら
鋳造されると耐摩耗性粒子相互間の間隙に隙間な
く浸透するとともにベースとなる鋼と的確に一体
化し、また、耐摩耗性粒子等が鋳造鋼中へ遊離混
入することもないなど多くの利点があり、用途の
広い耐摩耗性と靭性に優れた複合材の製造法とし
て業界の発展に寄与するところ極めて大なもので
ある。
摩耗性と靭性の両性質に優れた材質を得ることは
困難とされていて製造方法に起因する欠点のない
ものが得られていなかつた耐摩耗性複合材を比較
的簡単に鋳造できるようにしたもので、しかも、
耐摩耗性粒子同志を鋼溶湯のみで一体化するので
はなく、耐摩耗性粒子とNi系の金属粒子との二
重層の表面または耐摩耗性粒子とNi系の金属粒
子との混合層を設けた後に鋼溶湯を注湯して該鋼
溶湯とこれにより溶融されたNi系の溶融金属と
が浸透混合した合金が耐摩耗性粒子の間に介入さ
れて耐摩耗性粒子同志をこの合金で一体化してい
るから、耐摩耗性粒子相互間の接着性と鋼基材と
の一体性が極めてよく優れた耐摩耗性表層が簡単
に得られる。すなわち、Ni系の金属と鋼との合
金は鋼のの特質を残して強度を増すのみならず溶
融時には鋼溶湯よりも耐摩耗性粒子相互間への浸
透性がよく、吸引圧をキヤビテイ面に加えながら
鋳造されると耐摩耗性粒子相互間の間隙に隙間な
く浸透するとともにベースとなる鋼と的確に一体
化し、また、耐摩耗性粒子等が鋳造鋼中へ遊離混
入することもないなど多くの利点があり、用途の
広い耐摩耗性と靭性に優れた複合材の製造法とし
て業界の発展に寄与するところ極めて大なもので
ある。
第１図は本発明の実施例１に使用する鋳型の一
部切欠正面図、第２図は本発明の実施例２に使用
する鋳型の一部切欠正面図、第３図は本発明に用
いる鋳型の他の実施例を示す一部切欠正面図、第
４図は実施例１によつて鋳造された複合材の金属
組織の顕微鏡写真、第５図は実施例２によつて鋳
造された複合材の金属組織の顕微鏡写真である。
部切欠正面図、第２図は本発明の実施例２に使用
する鋳型の一部切欠正面図、第３図は本発明に用
いる鋳型の他の実施例を示す一部切欠正面図、第
４図は実施例１によつて鋳造された複合材の金属
組織の顕微鏡写真、第５図は実施例２によつて鋳
造された複合材の金属組織の顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上下一対の鋳型のうち下型のキヤビテイ面に
耐摩耗性粒子と注湯される溶湯により溶融される
Ni系の金属粒子をそれぞれ層状にセツトしてこ
れを該キヤビテイ面に加えられる吸引圧により吸
引させたのち該鋳型内に鋼の溶湯を注湯してその
溶湯熱により前記金属粒子を溶融させるとともに
この溶融されたNi系の金属と前記鋼溶湯とを前
記吸引圧によりこの耐摩耗性粒子相互間に混合浸
透させて靭性に優れた鋼基材の表面に前記Ni系
の金属と鋼との合金をもつて前記耐摩耗性粒子が
強固に一体化された耐摩耗性表層を有する複合材
を鋳造することを特徴とする耐摩耗性と靭性に優
れた複合材の製造法。 ２ 上下一対の鋳型のうち下型のキヤビテイ面に
耐摩耗性粒子と注湯される溶湯により溶融される
Ni系の金属粒子との混合層を層状にセツトして
これを該キヤビテイ面に加えられる吸引圧により
吸引させたのち該鋳型内に鋼の溶湯を注湯してそ
の溶湯熱により前記金属粒子を溶融させるととも
にこの溶融されたNi系の金属と前記鋼溶湯とを
前記吸引圧によりこの耐摩耗性粒子相互間に混合
浸透させて靭性に優れた鋼基材の表面に前記Ni
系の金属と鋼との合金をもつて前記耐摩耗性粒子
が強固に一体化された耐摩耗性表層を有する複合
材を鋳造することを特徴とする耐摩耗性と靭性に
優れた複合材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19972083A JPS6092061A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 耐摩耗性と靭性に優れた複合材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19972083A JPS6092061A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 耐摩耗性と靭性に優れた複合材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092061A JPS6092061A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH049626B2 true JPH049626B2 (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=16412487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19972083A Granted JPS6092061A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 耐摩耗性と靭性に優れた複合材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092061A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012002115A1 (ja) | 2010-06-28 | 2012-01-05 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62286661A (ja) * | 1986-06-04 | 1987-12-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 高硬度粒子の鋳包み方法 |
| US4947924A (en) * | 1987-04-10 | 1990-08-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal-ceramic composite and method of producing the same |
| JP5550084B2 (ja) * | 2013-06-13 | 2014-07-16 | Ｔｐｒ株式会社 | 円筒状摺動部材及びその製造方法 |
| CN103341614B (zh) * | 2013-06-27 | 2016-03-02 | 重庆罗曼耐磨新材料股份有限公司 | 简便的陶瓷金属复合耐磨件的制备方法 |
| CN103752764A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-04-30 | 柳州市柳港激光科技有限公司 | 具有耐磨金属与陶瓷混合表层的复合铲 |
| KR102483221B1 (ko) * | 2018-10-10 | 2022-12-30 | 성보공업주식회사 | 굴착기의 버킷용 투스 및 이의 제조방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49121735A (ja) * | 1973-03-24 | 1974-11-21 | ||
| JPS6064749A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-13 | Riken Corp | 耐摩耗性表面層を有する鋳造品の製造方法 |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP19972083A patent/JPS6092061A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012002115A1 (ja) | 2010-06-28 | 2012-01-05 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6092061A (ja) | 1985-05-23 |
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