JPH05200526A - 耐摩耗複合材の製造方法 - Google Patents
耐摩耗複合材の製造方法Info
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- JPH05200526A JPH05200526A JP1112292A JP1112292A JPH05200526A JP H05200526 A JPH05200526 A JP H05200526A JP 1112292 A JP1112292 A JP 1112292A JP 1112292 A JP1112292 A JP 1112292A JP H05200526 A JPH05200526 A JP H05200526A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 合金系の靭性の高さと、セラミックの高硬度
との両方の長所を組合せた耐摩耗複合材の製造を可能と
した。 【構成】 １〜３ｍｍ程度の粗いセラミック粒子に無機
バインダーを混練して造型した表面層２と、該表面層２
の裏面に通常の細かいセラミック粒子に無機バインダー
を混練して造型したバック層３とからなる鋳型１を形成
し、該鋳型１を高温に予熱して、これに金属溶湯を流し
込むことにより表面にセラミック粒子４を複合した耐摩
耗層５をもつ鋳造品６を製造することを特徴としてい
る。
との両方の長所を組合せた耐摩耗複合材の製造を可能と
した。 【構成】 １〜３ｍｍ程度の粗いセラミック粒子に無機
バインダーを混練して造型した表面層２と、該表面層２
の裏面に通常の細かいセラミック粒子に無機バインダー
を混練して造型したバック層３とからなる鋳型１を形成
し、該鋳型１を高温に予熱して、これに金属溶湯を流し
込むことにより表面にセラミック粒子４を複合した耐摩
耗層５をもつ鋳造品６を製造することを特徴としてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐ブラスト摩耗、耐摺動
摩耗部品などの耐摩耗複合材の製造方法に関する。
摩耗部品などの耐摩耗複合材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐ブラスト摩耗、摺動摩耗部品は、従来
高クローム鋳鉄等、高硬度な合金もしくは、アルミナ、
窒化珪素等高硬度セラミックス部品が利用されて来た。
又、窒化、炭化等の方法により金属の表面のみ硬化させ
る。もしくは、セラミックス等高硬度な材料を溶射によ
り付着させる表面処理方法が採用されて来た。
高クローム鋳鉄等、高硬度な合金もしくは、アルミナ、
窒化珪素等高硬度セラミックス部品が利用されて来た。
又、窒化、炭化等の方法により金属の表面のみ硬化させ
る。もしくは、セラミックス等高硬度な材料を溶射によ
り付着させる表面処理方法が採用されて来た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来部
材は、合金系では、十分な硬度が得られず、又、セラミ
ックス系では、硬度は十分であっても成形が困難であ
り、複雑な部品が作れずコストが高く実用的でないとい
う問題点があった。又、耐ブラスト摩耗に対しては、セ
ラミックスは、その靭性のなさから、衝突粒子が大き
く、質量が高い場合、微小かけ摩耗が生じかえって合金
系よりも摩耗が激しい事もある。
材は、合金系では、十分な硬度が得られず、又、セラミ
ックス系では、硬度は十分であっても成形が困難であ
り、複雑な部品が作れずコストが高く実用的でないとい
う問題点があった。又、耐ブラスト摩耗に対しては、セ
ラミックスは、その靭性のなさから、衝突粒子が大き
く、質量が高い場合、微小かけ摩耗が生じかえって合金
系よりも摩耗が激しい事もある。
【０００４】本発明はこれら、従来の耐摩耗複合材の不
具合点に対し合金系の靭性の高さ、成形性の容易さとセ
ラミックスの高硬度の両方の長所をうまく組み合せた耐
摩耗複合材の製造方法を提案することを目的とする。
具合点に対し合金系の靭性の高さ、成形性の容易さとセ
ラミックスの高硬度の両方の長所をうまく組み合せた耐
摩耗複合材の製造方法を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成を実施例に対応する図１及び図２を用
いて説明すると本発明は１〜３ｍｍ程度の粗いセラミッ
ク粒子に無機バインダーを混練して必要な耐摩耗複合層
の厚みの分だけ造型した表面層２と該表面層２の裏面に
通常の細いセラミック粒子に無機バインダーを混練して
造型したバック層３とからなる鋳型１を形成し、該鋳型
１を高温に予熱して、これに金属溶湯を流し込むことに
より、表面に前記表面層の厚みの分だけセラミック粒子
を複合した層５をもつ鋳造品６を製造することを特徴と
する。
めの本発明の構成を実施例に対応する図１及び図２を用
いて説明すると本発明は１〜３ｍｍ程度の粗いセラミッ
ク粒子に無機バインダーを混練して必要な耐摩耗複合層
の厚みの分だけ造型した表面層２と該表面層２の裏面に
通常の細いセラミック粒子に無機バインダーを混練して
造型したバック層３とからなる鋳型１を形成し、該鋳型
１を高温に予熱して、これに金属溶湯を流し込むことに
より、表面に前記表面層の厚みの分だけセラミック粒子
を複合した層５をもつ鋳造品６を製造することを特徴と
する。
【０００６】
【作用】そして本発明は上記の手段により鋳造品の耐摩
耗部位の表層は、耐摩耗性を有する高硬度のセラミック
スと複合化されたものとなりかつ本体は従来の金属の性
質（高靭性、加工性）を有したものとなり、かつ本工法
によれば、いかなる複雑な形状でも製作が可能である。
耗部位の表層は、耐摩耗性を有する高硬度のセラミック
スと複合化されたものとなりかつ本体は従来の金属の性
質（高靭性、加工性）を有したものとなり、かつ本工法
によれば、いかなる複雑な形状でも製作が可能である。
【０００７】又本工法により製作された複合部位は、靭
性の高い金属が硬質のセラミックスをだき込んだ形とな
っているため、特にブラスト摩耗に対しては、セラミッ
クスのかけ摩耗による損傷が生じにくく、きわめて耐摩
耗性に優れた複合耐摩耗部品といえる。更に本工法によ
れば複合する高硬度セラミックスはアルミナ、窒化珪
素、炭化珪素、炭化ボロン等あるいは超硬合金材も含め
てあらゆる材質の複合化が可能である。これはこれらセ
ラミックス等を結合させて、鋳型を形成させる。コロイ
ダルシリカもしくはエチルシリケートの無機バインダー
をあらゆるものに対して十分な接着力を有するからであ
り、かつ溶湯の含浸により、この複合部位を形成すると
いう本工法の製造工法によるものである。
性の高い金属が硬質のセラミックスをだき込んだ形とな
っているため、特にブラスト摩耗に対しては、セラミッ
クスのかけ摩耗による損傷が生じにくく、きわめて耐摩
耗性に優れた複合耐摩耗部品といえる。更に本工法によ
れば複合する高硬度セラミックスはアルミナ、窒化珪
素、炭化珪素、炭化ボロン等あるいは超硬合金材も含め
てあらゆる材質の複合化が可能である。これはこれらセ
ラミックス等を結合させて、鋳型を形成させる。コロイ
ダルシリカもしくはエチルシリケートの無機バインダー
をあらゆるものに対して十分な接着力を有するからであ
り、かつ溶湯の含浸により、この複合部位を形成すると
いう本工法の製造工法によるものである。
【０００８】更に鋳型を形成させるバインダーとして、
コロイダルシリカ、もしくはエチルシリケートの無機バ
インダーを選定したことにより本鋳型は、約１５００°
Ｃまでの高温に変形を生ずることなく耐えることが出来
る。これにより、十分に高温に保持された鋳型に溶湯を
給湯することが可能となり、鋳型表層の粗粒、粒子間の
空げきに、安定的に溶湯を含浸させることが出来、安定
して、健全な耐摩耗複合表層を持った鋳造品が製造可能
となった。
コロイダルシリカ、もしくはエチルシリケートの無機バ
インダーを選定したことにより本鋳型は、約１５００°
Ｃまでの高温に変形を生ずることなく耐えることが出来
る。これにより、十分に高温に保持された鋳型に溶湯を
給湯することが可能となり、鋳型表層の粗粒、粒子間の
空げきに、安定的に溶湯を含浸させることが出来、安定
して、健全な耐摩耗複合表層を持った鋳造品が製造可能
となった。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例を図１及び図２に基づ
いて説明すると、本発明は図１に示すように鋳型１の表
面に鋳造部材の耐摩耗性を要求される耐摩耗複合層の厚
みの分だけ１〜３ｍｍ程度の粗いセラミック粒子に無機
バインダーを混練して表面層２を造型し、該表面層２の
裏面に通常の細かいセラミック粒子に無機バインダーを
混練してバック層３を形成し、この鋳型に溶湯を流し込
むと溶湯が鋳型表面の砂粒間に侵入し、図２に示すよう
に表面にセラミック粒子４を複合した耐摩耗層５を持つ
鋳造部品６が製造される。
いて説明すると、本発明は図１に示すように鋳型１の表
面に鋳造部材の耐摩耗性を要求される耐摩耗複合層の厚
みの分だけ１〜３ｍｍ程度の粗いセラミック粒子に無機
バインダーを混練して表面層２を造型し、該表面層２の
裏面に通常の細かいセラミック粒子に無機バインダーを
混練してバック層３を形成し、この鋳型に溶湯を流し込
むと溶湯が鋳型表面の砂粒間に侵入し、図２に示すよう
に表面にセラミック粒子４を複合した耐摩耗層５を持つ
鋳造部品６が製造される。
【００１０】なお無機バインダーはコロイダルシリカ、
エチルシリケートの高温焼成に耐え得る無機系のバイン
ダーと、これに粗粒の粒子を混練し、木型上に必要な耐
摩耗複合層の厚みの分だけ造型して表面層を形成する。
この厚みは３〜１０ｍｍ程度であり、成形したい複合部
位の厚みの分だけ造型すればよい。但し１０ｍｍ以上に
なると溶湯の含浸が十分でなくなるため健全な複合部位
を安定的に得るには１０ｍｍ以下にすることが望まし
い。
エチルシリケートの高温焼成に耐え得る無機系のバイン
ダーと、これに粗粒の粒子を混練し、木型上に必要な耐
摩耗複合層の厚みの分だけ造型して表面層を形成する。
この厚みは３〜１０ｍｍ程度であり、成形したい複合部
位の厚みの分だけ造型すればよい。但し１０ｍｍ以上に
なると溶湯の含浸が十分でなくなるため健全な複合部位
を安定的に得るには１０ｍｍ以下にすることが望まし
い。
【００１１】その後、通常の鋳物砂たとえばジルコン砂
にコロイダルシリカを５〜２０％配合、混練し、前述の
表層の上にバッフアップ層として、造型する。自然乾燥
の後、木型より抜型し、１０００°Ｃで焼成し、強固な
鋳型を形成させる。焼成温度は無機バインダー、コロイ
ダルシリカの強度発現の面から９００°Ｃ以上が望まし
く、１０００°Ｃで十分な強度を発現し、それ以上であ
る必要はない。
にコロイダルシリカを５〜２０％配合、混練し、前述の
表層の上にバッフアップ層として、造型する。自然乾燥
の後、木型より抜型し、１０００°Ｃで焼成し、強固な
鋳型を形成させる。焼成温度は無機バインダー、コロイ
ダルシリカの強度発現の面から９００°Ｃ以上が望まし
く、１０００°Ｃで十分な強度を発現し、それ以上であ
る必要はない。
【００１２】この様にして造型した鋳型を上型、下型、
必要であれば中子組み合せて溶湯を鋳込む空間を有す
る、鋳型を組立てる。この鋳型を１０００°Ｃにて再度
焼成、予熱する。予熱の温度は、溶湯が十分に含浸する
温度である必要があるが、鋳型の変形から１５００°Ｃ
以下が望ましい。
必要であれば中子組み合せて溶湯を鋳込む空間を有す
る、鋳型を組立てる。この鋳型を１０００°Ｃにて再度
焼成、予熱する。予熱の温度は、溶湯が十分に含浸する
温度である必要があるが、鋳型の変形から１５００°Ｃ
以下が望ましい。
【００１３】この様にして予熱した鋳型を焼成炉より取
り出し、すみやかにＳＵＳ３１０材の溶湯を１６００°
Ｃにて鋳込んだ。鋳込む材質は、その部品の使用される
用途に応じて高クローム鋳鉄、耐熱鋼、ステンレス鋼等
選定すれば良く鋳造可能な材質なら全て可能である。鋳
込んだ後、自然冷却し、鋳型をばらし、製品を取り出
す。耐摩耗部位以外は、通常の鋳造品と同様であるか
ら、押湯切断、機械加工等、可能である。
り出し、すみやかにＳＵＳ３１０材の溶湯を１６００°
Ｃにて鋳込んだ。鋳込む材質は、その部品の使用される
用途に応じて高クローム鋳鉄、耐熱鋼、ステンレス鋼等
選定すれば良く鋳造可能な材質なら全て可能である。鋳
込んだ後、自然冷却し、鋳型をばらし、製品を取り出
す。耐摩耗部位以外は、通常の鋳造品と同様であるか
ら、押湯切断、機械加工等、可能である。
【００１４】この表面に耐摩耗複合層を有する鋳造品に
サンドブラスト摩耗試験を実施した結果、複合化してい
ないＳＵＳ３１０材に対して、３倍の耐摩耗性を示し
た。
サンドブラスト摩耗試験を実施した結果、複合化してい
ないＳＵＳ３１０材に対して、３倍の耐摩耗性を示し
た。
【００１５】
【発明の効果】このように本発明によるときは１〜３ｍ
ｍ程度の粗いセラミック粒子に無機バインダーを混練し
て必要な耐摩耗複合層の厚みの分だけ造型した表面層と
該表面層の裏面に通常の細かいセラミック粒子に無機バ
インダーを混練して造型したバック層とからなる鋳型を
形成し、該鋳型を高温に予熱して、これに金属溶湯を流
し込むことにより、表面に前記表面層の厚みの分だけセ
ラミック粒子を複合した層をもつ鋳造品を製造したもの
であるから表面にセラミック粒子を複合した耐摩耗鋳造
品を、安定して製造することが出来ると共にセラミック
スと金属が複合化された耐摩耗層は耐摩耗性かつ靭性を
有し、従来のセラミックスのみ金属のみの部品に比較し
て、高い耐摩耗性を有する。
ｍ程度の粗いセラミック粒子に無機バインダーを混練し
て必要な耐摩耗複合層の厚みの分だけ造型した表面層と
該表面層の裏面に通常の細かいセラミック粒子に無機バ
インダーを混練して造型したバック層とからなる鋳型を
形成し、該鋳型を高温に予熱して、これに金属溶湯を流
し込むことにより、表面に前記表面層の厚みの分だけセ
ラミック粒子を複合した層をもつ鋳造品を製造したもの
であるから表面にセラミック粒子を複合した耐摩耗鋳造
品を、安定して製造することが出来ると共にセラミック
スと金属が複合化された耐摩耗層は耐摩耗性かつ靭性を
有し、従来のセラミックスのみ金属のみの部品に比較し
て、高い耐摩耗性を有する。
【図１】本発明一実施例に係る鋳型の断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る鋳物の断面図である。
１ 鋳型 ２ 表面層 ３ バック層 ４ セラミック粒子 ５ 耐摩耗層 ６ 鋳造品
Claims (1)
- 【請求項１】 １〜３ｍｍ程度の粗いセラミック粒子に
無機バインダーを混練して必要な耐摩耗複合層の厚みの
分だけ造型した表面層と該表面層の裏面に通常の細かい
セラミック粒子に無機バインダーを混練して造型したバ
ック層とからなる鋳型を形成し、該鋳型を高温に予熱し
て、これに金属溶湯を流し込むことにより、表面に前記
表面層の厚みの分だけセラミック粒子を複合した耐摩耗
層をもつ鋳造品を製造することを特徴とする耐摩耗複合
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112292A JPH05200526A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 耐摩耗複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112292A JPH05200526A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 耐摩耗複合材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200526A true JPH05200526A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=11769214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1112292A Withdrawn JPH05200526A (ja) | 1992-01-24 | 1992-01-24 | 耐摩耗複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05200526A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015373A1 (fr) * | 1996-10-01 | 1998-04-16 | Hubert Francois | Piece d'usure composite |
| EP0838288A1 (fr) * | 1996-10-01 | 1998-04-29 | Hubert Francois | Pièce d'usure composite |
| JP2007270170A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Kurimoto Mec Ltd | シンターケーキ支持スタンド |
| US7513295B2 (en) | 2001-12-04 | 2009-04-07 | Magotteaux International Sa | Cast parts with enhanced wear resistance |
| US8147980B2 (en) | 2006-11-01 | 2012-04-03 | Aia Engineering, Ltd. | Wear-resistant metal matrix ceramic composite parts and methods of manufacturing thereof |
| CN103357853A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-10-23 | 宁国市华丰耐磨材料有限公司 | 一种纳米材料强化耐磨钢球 |
| CN103394671A (zh) * | 2013-08-01 | 2013-11-20 | 河北海钺耐磨材料科技有限公司 | 消失模铸造高锰钢耐磨表面复合材料的制备工艺 |
-
1992
- 1992-01-24 JP JP1112292A patent/JPH05200526A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015373A1 (fr) * | 1996-10-01 | 1998-04-16 | Hubert Francois | Piece d'usure composite |
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| USRE39998E1 (en) | 1996-10-01 | 2008-01-08 | Magotteaux International S.A. | Composite wear component |
| US7513295B2 (en) | 2001-12-04 | 2009-04-07 | Magotteaux International Sa | Cast parts with enhanced wear resistance |
| US7935431B2 (en) | 2001-12-04 | 2011-05-03 | Magotteaux International Sa | Cast parts with enhanced wear resistance |
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| CN103357853A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-10-23 | 宁国市华丰耐磨材料有限公司 | 一种纳米材料强化耐磨钢球 |
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