JPH06218479A - 金属材料の表面成形方法と表面成形装置 - Google Patents
金属材料の表面成形方法と表面成形装置Info
- Publication number
- JPH06218479A JPH06218479A JP756293A JP756293A JPH06218479A JP H06218479 A JPH06218479 A JP H06218479A JP 756293 A JP756293 A JP 756293A JP 756293 A JP756293 A JP 756293A JP H06218479 A JPH06218479 A JP H06218479A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 金属、合金または金属基複合物からなる金属
材料を基材２表面に肉盛りし、生成された金属肉盛部
（３）を高周波誘導加熱、直接通電加熱等によって局部
加熱して加圧成形する。 【効果】 硬質材料であっても、高効率で、容易に肉盛
金属材料の平坦化、据込成形等が可能となる。また、そ
の後の表面仕上げの研削も最小で済む。
材料を基材２表面に肉盛りし、生成された金属肉盛部
（３）を高周波誘導加熱、直接通電加熱等によって局部
加熱して加圧成形する。 【効果】 硬質材料であっても、高効率で、容易に肉盛
金属材料の平坦化、据込成形等が可能となる。また、そ
の後の表面仕上げの研削も最小で済む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属材料の表面成形
方法とそのための表面成形装置に関するものである。さ
らに詳しくは、この発明は、切削加工等の難しい高硬度
材料であって所定部位での肉盛平坦化、あるいは据込成
形を可能とする新しい金属表面成形方法とそのための装
置に関するものである。
方法とそのための表面成形装置に関するものである。さ
らに詳しくは、この発明は、切削加工等の難しい高硬度
材料であって所定部位での肉盛平坦化、あるいは据込成
形を可能とする新しい金属表面成形方法とそのための装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、基材表面の所定部
位に肉盛し、これを平坦化加工等して所定形状に成形す
ることがしばしば行われてきている。この場合、多く
は、肉盛溶接した後に切削し、研磨するなどの手段が採
用されてきている。しかしながら、この従来方法におい
ては、成形加工の能率向上が期待されるほどでなく、し
かもまた、肉盛用金属材料として切削加工等が困難な硬
質材料を用いる場合には、実質的に肉盛金属の平坦化等
の成形が難しいという問題があった。
位に肉盛し、これを平坦化加工等して所定形状に成形す
ることがしばしば行われてきている。この場合、多く
は、肉盛溶接した後に切削し、研磨するなどの手段が採
用されてきている。しかしながら、この従来方法におい
ては、成形加工の能率向上が期待されるほどでなく、し
かもまた、肉盛用金属材料として切削加工等が困難な硬
質材料を用いる場合には、実質的に肉盛金属の平坦化等
の成形が難しいという問題があった。
【０００３】そこでこの発明は、以上の通りの従来方法
の欠点を解消し、加工効率に優れ、高硬度材料を肉盛り
する場合にも、所定の平坦化成形や据込成形等を良好に
行うことのできる新しい表面成形方法とそのための装置
を提供することを目的としている。
の欠点を解消し、加工効率に優れ、高硬度材料を肉盛り
する場合にも、所定の平坦化成形や据込成形等を良好に
行うことのできる新しい表面成形方法とそのための装置
を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、金属、合金または金属基複合物
からなる金属材料を基材表面に肉盛りし、これを局部加
熱して加圧成形することを特徴とする金属材料の表面成
形方法を提供する。また、この発明は、上記方法のため
の装置として、金属肉盛手段と、肉盛された金属材料を
局部加熱する加熱手段とともに、局部加熱された肉盛金
属材料を加圧する治具手段とを備えてなることを特徴と
する金属材料の表面成形装置をも提供する。
を解決するものとして、金属、合金または金属基複合物
からなる金属材料を基材表面に肉盛りし、これを局部加
熱して加圧成形することを特徴とする金属材料の表面成
形方法を提供する。また、この発明は、上記方法のため
の装置として、金属肉盛手段と、肉盛された金属材料を
局部加熱する加熱手段とともに、局部加熱された肉盛金
属材料を加圧する治具手段とを備えてなることを特徴と
する金属材料の表面成形装置をも提供する。
【０００５】そして、この発明の方法および装置におい
ては、局部加熱のために、高周波誘導加熱の手段や、直
接通電による加熱手段を採用することを好適な態様とし
てもいる。
ては、局部加熱のために、高周波誘導加熱の手段や、直
接通電による加熱手段を採用することを好適な態様とし
てもいる。
【０００６】
【作用】この発明においては、金属材料を肉盛りした後
に、これを局部的に加熱して加圧することにより肉盛金
属材料の平坦化や据込成形を可能とする。このため、従
来のように切削等の加工手段を採用せずに、効率よく成
形加工ができる。しかもまた、従来の方法によってはそ
の成形が困難であった硬質材料の場合にも良好に表面成
形が可能となる。
に、これを局部的に加熱して加圧することにより肉盛金
属材料の平坦化や据込成形を可能とする。このため、従
来のように切削等の加工手段を採用せずに、効率よく成
形加工ができる。しかもまた、従来の方法によってはそ
の成形が困難であった硬質材料の場合にも良好に表面成
形が可能となる。
【０００７】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明について説明する。もちろん、この発明は、以下の例
に限定されることはなく、対象とする金属材料は、金
属、合金あるいは金属基複合材料の適宜なものとするこ
とができ、肉盛、加熱そして加圧の手段についても細部
の構造・形状には様々な態様が可能であることは言うま
でもない。
明について説明する。もちろん、この発明は、以下の例
に限定されることはなく、対象とする金属材料は、金
属、合金あるいは金属基複合材料の適宜なものとするこ
とができ、肉盛、加熱そして加圧の手段についても細部
の構造・形状には様々な態様が可能であることは言うま
でもない。
【０００８】
【実施例】実施例１ 図１に例示した通り、基材溝部に肉盛部用の据込成形を
行った。その手順は次の通りである。 （ａ）溝部（１）を有する基材（２）としてＳ４５Ｃ鋼
を用い、その所定の表面に表１の組成の硬化肉盛用被覆
アーク溶接棒（ＪＩＳ ＤＦ２Ｂ−Ｂ該当）によって肉
盛溶接を行った。溶接棒の径は４．０ｍｍであって、溶
接電流１５０Ａ、予熱温度およびパス間温度は２００℃
とした。
行った。その手順は次の通りである。 （ａ）溝部（１）を有する基材（２）としてＳ４５Ｃ鋼
を用い、その所定の表面に表１の組成の硬化肉盛用被覆
アーク溶接棒（ＪＩＳ ＤＦ２Ｂ−Ｂ該当）によって肉
盛溶接を行った。溶接棒の径は４．０ｍｍであって、溶
接電流１５０Ａ、予熱温度およびパス間温度は２００℃
とした。
【０００９】肉盛溶接部（３）の硬度はＨR Ｃ５０程度
となり、機械加工法によって成形することは困難であっ
た。 （ｂ）硬化肉盛溶接部（３）の所定部位を、酸素−アセ
チレンバーナ、レーザービーム、高周波誘導加熱の各手
段を用いて、各々、１０００℃以上の温度に局部加熱し
た。
となり、機械加工法によって成形することは困難であっ
た。 （ｂ）硬化肉盛溶接部（３）の所定部位を、酸素−アセ
チレンバーナ、レーザービーム、高周波誘導加熱の各手
段を用いて、各々、１０００℃以上の温度に局部加熱し
た。
【００１０】高周波誘導加熱は、５０ｋｗ×４００ｋＨ
ｚの条件とした。 （ｃ）所定の温度に到達後、直ちに加圧治具（４）によ
って押圧し、肉盛溶接部（３）の圧縮による据込成形を
行った。その後仕上げ研削を行った。極めて効率の良い
成形が可能となり、所定の成形が精度良く実施された。
ｚの条件とした。 （ｃ）所定の温度に到達後、直ちに加圧治具（４）によ
って押圧し、肉盛溶接部（３）の圧縮による据込成形を
行った。その後仕上げ研削を行った。極めて効率の良い
成形が可能となり、所定の成形が精度良く実施された。
【００１１】
【表１】
【００１２】実施例２ 実施例１において、肉盛溶接部（３）の局部加熱を図２
に示したように加圧治具（５）を通じての直接通電によ
って行った。この場合の通電加熱は交流電流４０Ａ／ｍ
ｍ2 の条件によって実施した。また、加圧治具（５）と
しては、抵抗溶接用銅合金電極材料（ＪＩＳ Ｚ３２３
４−３種）を用いた。この材料の引張強さは、７０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 、硬度ＨR Ｂ ９５、導電率は、５０ Ｉ．
Ａ．Ｃ．Ｓ．（％、２０℃）であった。
に示したように加圧治具（５）を通じての直接通電によ
って行った。この場合の通電加熱は交流電流４０Ａ／ｍ
ｍ2 の条件によって実施した。また、加圧治具（５）と
しては、抵抗溶接用銅合金電極材料（ＪＩＳ Ｚ３２３
４−３種）を用いた。この材料の引張強さは、７０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 、硬度ＨR Ｂ ９５、導電率は、５０ Ｉ．
Ａ．Ｃ．Ｓ．（％、２０℃）であった。
【００１３】実施例１と同様にして、良好な成形が可能
であった。実施例３ 図３に例示した通り、基材（２）（ＳＵＨ３）の表面
に、表２の組成のステライトＮｏ．６（Ｃｏ基合金）粉
末を用いて、プラズマアーク溶接法によって金属肉盛部
（３）を形成した。
であった。実施例３ 図３に例示した通り、基材（２）（ＳＵＨ３）の表面
に、表２の組成のステライトＮｏ．６（Ｃｏ基合金）粉
末を用いて、プラズマアーク溶接法によって金属肉盛部
（３）を形成した。
【００１４】次いで、この金属肉盛部（３）に、実施例
２に示した加圧治具（５）としての電極（ＪＩＳ Ｚ３
２３４−３種）を当接し、交流電流１０００Ａを通電
し、所定の８００℃の温度にまで加熱して加圧し、平坦
化成形を行った。良好な成形効率と、成形性状が得られ
た。
２に示した加圧治具（５）としての電極（ＪＩＳ Ｚ３
２３４−３種）を当接し、交流電流１０００Ａを通電
し、所定の８００℃の温度にまで加熱して加圧し、平坦
化成形を行った。良好な成形効率と、成形性状が得られ
た。
【００１５】
【表２】
【００１６】実施例４ 図４に例示した通り、基材（２）（ＳＵＨ）管状部内の
表面に、実施例３と同様にして、ステライトＮｏ．６
（Ｃｏ基合金）の金属肉盛部（３）を形成し、加圧治具
（５）としての電極を、通電（１０００Ａ）しながら挿
入した。８００℃まで加熱してこの挿入を徐々に行い平
坦化成形した。良好な成形が可能であった。実施例５ 図５に例示した通り、溝部（１）を有する基材（２）
（ＳＵＨ３）に、ステライトＮｏ．６（Ｃｏ基合金）粉
末をプラズマ溶接トーチ（６）を用いて肉盛溶接した。
得られた金属肉盛部（３）を囲むように配置された高周
波誘導加熱用コイル（７）によって、１０ｋｗ×２ＭＨ
ｚの条件で加熱しつつ、先端部に熱電対（８）を装着し
た加圧治具（５）としての電極によって、肉盛金属の温
度を計測して所定の温度（８００℃）に到達すれば直ち
に押圧した。これによって金属肉盛部（３）の平坦化、
据込成形が効率良く実現された。
表面に、実施例３と同様にして、ステライトＮｏ．６
（Ｃｏ基合金）の金属肉盛部（３）を形成し、加圧治具
（５）としての電極を、通電（１０００Ａ）しながら挿
入した。８００℃まで加熱してこの挿入を徐々に行い平
坦化成形した。良好な成形が可能であった。実施例５ 図５に例示した通り、溝部（１）を有する基材（２）
（ＳＵＨ３）に、ステライトＮｏ．６（Ｃｏ基合金）粉
末をプラズマ溶接トーチ（６）を用いて肉盛溶接した。
得られた金属肉盛部（３）を囲むように配置された高周
波誘導加熱用コイル（７）によって、１０ｋｗ×２ＭＨ
ｚの条件で加熱しつつ、先端部に熱電対（８）を装着し
た加圧治具（５）としての電極によって、肉盛金属の温
度を計測して所定の温度（８００℃）に到達すれば直ち
に押圧した。これによって金属肉盛部（３）の平坦化、
据込成形が効率良く実現された。
【００１７】この場合、高周波誘導加熱用コイル（７）
は、加圧治具（５）とともに一体に装置化されているも
のとした。また、この装置には、熱電対（８）からの温
度によって、加圧治具（５）を押圧する信号・制御装置
（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含む）（９）をも備えるも
のとした。実施例６ 図６に例示した通り、基材（２）表面に金属材料を肉盛
りする肉盛手段（１０）としてプラズマ溶接トーチとと
もに、形成された金属肉盛部（３）を直接通電によって
加熱し、かつ押圧して加圧成形する輪状の加熱・加圧手
段（１１）とによって表面成形装置を構成した。
は、加圧治具（５）とともに一体に装置化されているも
のとした。また、この装置には、熱電対（８）からの温
度によって、加圧治具（５）を押圧する信号・制御装置
（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含む）（９）をも備えるも
のとした。実施例６ 図６に例示した通り、基材（２）表面に金属材料を肉盛
りする肉盛手段（１０）としてプラズマ溶接トーチとと
もに、形成された金属肉盛部（３）を直接通電によって
加熱し、かつ押圧して加圧成形する輪状の加熱・加圧手
段（１１）とによって表面成形装置を構成した。
【００１８】この装置によって、実施例５と同様に成形
し、良好な高効率成形が可能とされた。実施例５と同様
に、輪状加熱・加圧手段（１１）には熱電対を装着し
た。
し、良好な高効率成形が可能とされた。実施例５と同様
に、輪状加熱・加圧手段（１１）には熱電対を装着し
た。
【００１９】
【発明の効果】この発明によって、以上詳しく説明した
通り、硬質材料であっても、高効率で、容易に肉盛金属
材料の平坦化、据込成形等が可能となる。また、その後
の表面仕上げの研削も最小で済む。
通り、硬質材料であっても、高効率で、容易に肉盛金属
材料の平坦化、据込成形等が可能となる。また、その後
の表面仕上げの研削も最小で済む。
【図１】この発明の方法を例示した工程斜視図である。
【図２】直接通電加熱の方法を例示した断面図である。
【図３】直接通電加熱の方法を例示した断定側面図であ
る。
る。
【図４】直接通電による管内成形法を例示した断面図で
ある。
ある。
【図５】高周波誘導加熱の方法を例示した断面図であ
る。
る。
【図６】直接通電加熱方法のための装置を例示した要部
斜視図である。
斜視図である。
１ 溝部 ２ 基材 ３ 金属肉盛部 ４ 加圧治具 ５ 加圧治具（電極） ６ プラズマ溶接トーチ ７ 高周波誘導加熱用コイル ８ 熱電対 ９ 信号・制御装置 １０ 肉盛手段 １１ 加熱・加圧手段
Claims (7)
- 【請求項１】 金属、合金または金属基複合物からなる
金属材料を基材表面に肉盛りし、これを局部加熱して加
圧成形することを特徴とする金属材料の表面成形方法。 - 【請求項２】 高周波誘導加熱により局部加熱する請求
項１の表面成形方法。 - 【請求項３】 直接通電により局部加熱する請求項１の
表面成形方法。 - 【請求項４】 局部加熱と加圧とを同時に行う請求項１
の表面成形方法。 - 【請求項５】 金属、合金または金属基複合物からなる
金属材料を基材表面に肉盛りする金属肉盛手段と、肉盛
された金属材料を局部加熱する加熱手段とともに、局部
加熱された肉盛金属材料を加圧する治具手段とを備えて
なることを特徴とする金属材料の表面成形装置。 - 【請求項６】 加熱手段が高周波誘導加熱コイルである
請求項５の表面成形装置。 - 【請求項７】 加圧治具手段が局部加熱のための加熱手
段として直接通電加熱する請求項５の表面成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP756293A JPH06218479A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 金属材料の表面成形方法と表面成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP756293A JPH06218479A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 金属材料の表面成形方法と表面成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218479A true JPH06218479A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=11669248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP756293A Pending JPH06218479A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 金属材料の表面成形方法と表面成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06218479A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103537778A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-29 | 西安泵阀总厂有限公司 | 钛材零件表面堆焊硬化工艺 |
| CN117600777A (zh) * | 2023-11-23 | 2024-02-27 | 杭州浙富核电设备有限公司 | 一种钴基合金超厚环状零件的堆焊方法 |
-
1993
- 1993-01-20 JP JP756293A patent/JPH06218479A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103537778A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-29 | 西安泵阀总厂有限公司 | 钛材零件表面堆焊硬化工艺 |
| CN117600777A (zh) * | 2023-11-23 | 2024-02-27 | 杭州浙富核电设备有限公司 | 一种钴基合金超厚环状零件的堆焊方法 |
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