JPH06285675A - 粉体プラズマ溶接用複合粉末材料 - Google Patents
粉体プラズマ溶接用複合粉末材料Info
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- JPH06285675A JPH06285675A JP9717093A JP9717093A JPH06285675A JP H06285675 A JPH06285675 A JP H06285675A JP 9717093 A JP9717093 A JP 9717093A JP 9717093 A JP9717093 A JP 9717093A JP H06285675 A JPH06285675 A JP H06285675A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 均一で優れた耐摩耗性を有する肉盛層を得る
ための粉体プラズマ溶接用炭化物複合粉末材料を提供す
る。 【構成】 この粉体プラズマ溶接用炭化物複合粉末材料
は、重量％で、１次粒子の粒径が１〜１０μmであるＷ
炭化物：４０〜７０％、１次粒子の粒径が１〜１０μm
であるＴi炭化物：１０〜３０％、Ｎi及びＣoの１種又
は２種：１０〜４０％、を必須成分として含み、かつ、
Ｗ炭化物とＴi炭化物の重量比(Ｗ炭化物/Ｔi炭化物)が
２〜４であって、球状に造粒、焼結してなることを特徴
としている。製品粒径の範囲は４５〜１８０μmの範囲
が好ましい。上記造粒焼結粉末に、更にＣo基、Ｎi基、
Ｆe基の粉末材料の１種又は２種以上を１０〜９０％混
合することもできる。
ための粉体プラズマ溶接用炭化物複合粉末材料を提供す
る。 【構成】 この粉体プラズマ溶接用炭化物複合粉末材料
は、重量％で、１次粒子の粒径が１〜１０μmであるＷ
炭化物：４０〜７０％、１次粒子の粒径が１〜１０μm
であるＴi炭化物：１０〜３０％、Ｎi及びＣoの１種又
は２種：１０〜４０％、を必須成分として含み、かつ、
Ｗ炭化物とＴi炭化物の重量比(Ｗ炭化物/Ｔi炭化物)が
２〜４であって、球状に造粒、焼結してなることを特徴
としている。製品粒径の範囲は４５〜１８０μmの範囲
が好ましい。上記造粒焼結粉末に、更にＣo基、Ｎi基、
Ｆe基の粉末材料の１種又は２種以上を１０〜９０％混
合することもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、均一で優れた耐摩耗性
を有する肉盛層を得るための粉体プラズマ溶接用炭化物
複合粉末材料に関するものである。
を有する肉盛層を得るための粉体プラズマ溶接用炭化物
複合粉末材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、鉄系材料の表面に耐摩耗性を与える手段としては、
Ｆe−Ｃr系の材料をアーク溶接で肉盛するとか、耐食性
を要求される場合には、Ｃo−Ｃr−Ｗ系のいわゆるステ
ライト合金をガス溶接或いはＴＩＧアーク溶接で肉盛す
るとか、要求される品質と経済性を考慮して様々な手段
が採られている。
り、鉄系材料の表面に耐摩耗性を与える手段としては、
Ｆe−Ｃr系の材料をアーク溶接で肉盛するとか、耐食性
を要求される場合には、Ｃo−Ｃr−Ｗ系のいわゆるステ
ライト合金をガス溶接或いはＴＩＧアーク溶接で肉盛す
るとか、要求される品質と経済性を考慮して様々な手段
が採られている。
【０００３】その中で、最近、開発・実用化された肉盛
溶接法として粉体プラズマ溶接があり、 溶接材料としての適用範囲が非常に広い、 溶接材料は粉末であり、自動化が容易、 精密肉盛が可能で、小型部品から大型部材まで被溶接
材としての適用範囲が広い、 と肉盛溶接に適した溶接法であることから、その適用は
拡大方向にある。
溶接法として粉体プラズマ溶接があり、 溶接材料としての適用範囲が非常に広い、 溶接材料は粉末であり、自動化が容易、 精密肉盛が可能で、小型部品から大型部材まで被溶接
材としての適用範囲が広い、 と肉盛溶接に適した溶接法であることから、その適用は
拡大方向にある。
【０００４】特に粉末材料を使用することから、従来の
肉盛溶接では考えられなかったようなセラミックス系材
料も溶接材料として可能なことから、従来検討されなか
った分野にも適用拡大が期待されるところである。
肉盛溶接では考えられなかったようなセラミックス系材
料も溶接材料として可能なことから、従来検討されなか
った分野にも適用拡大が期待されるところである。
【０００５】しかしながら、現状はというと、Ｗ炭化
物、Ｃr炭化物、Ｎb炭化物の粉末と、Ｎi、Ｃo、Ｆe基
のアトマイズ合金粉末を混合した炭化物−合金混合粉末
材料がごく一部で使用されているにすぎない。
物、Ｃr炭化物、Ｎb炭化物の粉末と、Ｎi、Ｃo、Ｆe基
のアトマイズ合金粉末を混合した炭化物−合金混合粉末
材料がごく一部で使用されているにすぎない。
【０００６】これは、炭化物材料が粉砕粉で角ばった異
形粉であることから、肉盛金属内部での応力集中が大き
く、耐割れ性に問題があること、また異形炭化物と球状
合金粉末では流動性に差があり、溶接時点での混合比率
の変動が大きく、溶接方向での均一分散に問題があるこ
と、更に炭化物材料と溶融金属との比重差、濡れ性等の
問題から肉盛厚さ方向でなかなか均一に分散しないとい
う問題によるところが大きい。
形粉であることから、肉盛金属内部での応力集中が大き
く、耐割れ性に問題があること、また異形炭化物と球状
合金粉末では流動性に差があり、溶接時点での混合比率
の変動が大きく、溶接方向での均一分散に問題があるこ
と、更に炭化物材料と溶融金属との比重差、濡れ性等の
問題から肉盛厚さ方向でなかなか均一に分散しないとい
う問題によるところが大きい。
【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決し
て、均一で優れた耐摩耗性を有する肉盛層を得るための
粉体プラズマ溶接用炭化物複合粉末材料を提供すること
を目的とするものである。
て、均一で優れた耐摩耗性を有する肉盛層を得るための
粉体プラズマ溶接用炭化物複合粉末材料を提供すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、粉体プラズ
マ肉盛溶接に適した炭化物複合粉末材料の開発によって
前記課題を解決するべく試みた。その結果、炭化物材料
としては比較的経済性に優れ、高硬度で高温でも比較的
安定なＷ炭化物とＴi炭化物に着目し、Ｎi或いはＣoを
適量加え、造粒、焼結することによって、前記問題点を
クリアできる材料開発に成功した。
マ肉盛溶接に適した炭化物複合粉末材料の開発によって
前記課題を解決するべく試みた。その結果、炭化物材料
としては比較的経済性に優れ、高硬度で高温でも比較的
安定なＷ炭化物とＴi炭化物に着目し、Ｎi或いはＣoを
適量加え、造粒、焼結することによって、前記問題点を
クリアできる材料開発に成功した。
【０００９】すなわち、本発明は、１次粒子の粒径が１
〜１０μmであるＷ炭化物：４０〜７０％、１次粒子の
粒径が１〜１０μmであるＴi炭化物：１０〜３０％、Ｎ
i及びＣoの１種又は２種：１０〜４０％を必須成分とし
て含み、かつ、Ｗ炭化物とＴi炭化物の重量比(Ｗ炭化物
/Ｔi炭化物)が２〜４であって、球状に造粒、焼結して
なることを特徴とする粉体プラズマ溶接用複合粉末材料
を要旨としている。
〜１０μmであるＷ炭化物：４０〜７０％、１次粒子の
粒径が１〜１０μmであるＴi炭化物：１０〜３０％、Ｎ
i及びＣoの１種又は２種：１０〜４０％を必須成分とし
て含み、かつ、Ｗ炭化物とＴi炭化物の重量比(Ｗ炭化物
/Ｔi炭化物)が２〜４であって、球状に造粒、焼結して
なることを特徴とする粉体プラズマ溶接用複合粉末材料
を要旨としている。
【００１０】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１１】本発明のポイントは、１次粒子の粒径が１
０μm以下のＷ炭化物とＴi炭化物を或る一定の比率で混
合し、Ｎi或いはＣoを炭化物粒子のバインダーとして添
加し、球状に造粒、焼結する点にある。これらの規定理
由を以下に示す。
０μm以下のＷ炭化物とＴi炭化物を或る一定の比率で混
合し、Ｎi或いはＣoを炭化物粒子のバインダーとして添
加し、球状に造粒、焼結する点にある。これらの規定理
由を以下に示す。
【００１２】本発明において、Ｗ炭化物とＴi炭化物を
必須成分としてのは、高硬度、高温安定性、経済性を考
慮したものであり、常温から８００℃付近の高温域での
耐摩耗性を考慮したものである。したがって、補助成分
としては、これら以外の炭化物、或いは硼化物、酸化物
等セラミック原料を適用添加することも有効である。
必須成分としてのは、高硬度、高温安定性、経済性を考
慮したものであり、常温から８００℃付近の高温域での
耐摩耗性を考慮したものである。したがって、補助成分
としては、これら以外の炭化物、或いは硼化物、酸化物
等セラミック原料を適用添加することも有効である。
【００１３】Ｗ炭化物を４０〜７０％、Ｔi炭化物を１
０〜３０％としたのは、それぞれ下限値未満では、炭化
物粒子の均一分散性が悪くなり、耐摩耗性等の特性向上
効果も小さいこと、また、それぞれ上限値を超えると造
粒粉末の焼結性が悪く、製造上の問題があること、また
結果的に溶接性も劣り、粉体プラズマ溶接用として実用
的でないことによる。
０〜３０％としたのは、それぞれ下限値未満では、炭化
物粒子の均一分散性が悪くなり、耐摩耗性等の特性向上
効果も小さいこと、また、それぞれ上限値を超えると造
粒粉末の焼結性が悪く、製造上の問題があること、また
結果的に溶接性も劣り、粉体プラズマ溶接用として実用
的でないことによる。
【００１４】Ｗ炭化物とＴi炭化物の重量比を２〜４に
規定したことも本発明のポイントの一であり、これは、
この比率を２〜４とすることで、単体の粉砕炭化物にあ
りがちな溶融金属との比重差による浮き沈みを防ぐこと
ができ、均一な炭化物分散を可能にすることができるた
めである。
規定したことも本発明のポイントの一であり、これは、
この比率を２〜４とすることで、単体の粉砕炭化物にあ
りがちな溶融金属との比重差による浮き沈みを防ぐこと
ができ、均一な炭化物分散を可能にすることができるた
めである。
【００１５】更に、Ｗ炭化物とＴi炭化物の１次粒子(焼
結前の粒子)の大きさの規定も重要である。これらの１
次粒子を１〜１０μmとしたのは、限りなく球状に近い
粉末を作るためである。１０μmを超えると球状造粒が
困難であり、１μm未満では焼結性が悪くなって製造上
の問題も生じてくる。また１次粒子１μm未満ではいか
に融点の高い炭化物といえども溶接時に容易に溶融し、
均一な炭化物分散が期待できなくなる。
結前の粒子)の大きさの規定も重要である。これらの１
次粒子を１〜１０μmとしたのは、限りなく球状に近い
粉末を作るためである。１０μmを超えると球状造粒が
困難であり、１μm未満では焼結性が悪くなって製造上
の問題も生じてくる。また１次粒子１μm未満ではいか
に融点の高い炭化物といえども溶接時に容易に溶融し、
均一な炭化物分散が期待できなくなる。
【００１６】Ｎi及びＣoの１種又は２種を１０〜４０％
としたのは、１０％未満では、焼結時のバインダー効果
が小さく焼結性が不良となり、結果的に溶接性も悪くな
り、また４０％を超えると、焼結時軟化し易く球形状を
保持できなくなるなど製造上の問題が生じるためであ
る。
としたのは、１０％未満では、焼結時のバインダー効果
が小さく焼結性が不良となり、結果的に溶接性も悪くな
り、また４０％を超えると、焼結時軟化し易く球形状を
保持できなくなるなど製造上の問題が生じるためであ
る。
【００１７】なお、Ｎi及びＣoはバインダー効果に優れ
ているため、これらの１種又は２種を必須成分とした
が、これ以外の補助成分としてＭo、Ｃr、Ｆe等を適量
添加することもできる。
ているため、これらの１種又は２種を必須成分とした
が、これ以外の補助成分としてＭo、Ｃr、Ｆe等を適量
添加することもできる。
【００１８】製品粒径は４５〜１８０μmの範囲が好ま
しい。これは、この範囲が粉末流動性、溶接性、肉盛金
属の炭化物均一分散の観点から最適であることが実験的
に確認したためである。しかし、４５μm未満では粉末
の流動性に問題を生じ、また溶接時に１次粒子が溶融し
易く、また１８０μmを超えると溶接時泡立ち現象が生
じて溶接性を損ねる。
しい。これは、この範囲が粉末流動性、溶接性、肉盛金
属の炭化物均一分散の観点から最適であることが実験的
に確認したためである。しかし、４５μm未満では粉末
の流動性に問題を生じ、また溶接時に１次粒子が溶融し
易く、また１８０μmを超えると溶接時泡立ち現象が生
じて溶接性を損ねる。
【００１９】また、本発明の造粒焼結粉末は、組成によ
ってはそのままでも溶接材料として適用できるが、多く
の場合は、既存のＣｏ基又はＮi基、或いはＦe基の合金
粉末材料と混合して特性向上を図るものである。したが
って、用途に応じた金属系粉末材料を選んで、本発明の
造粒焼結粉末を混合して使用することが可能である。そ
の際、金属系粉末材料の混合比率を１０〜９０％とした
のは、１０％未満では混合の均一性が期待できず、また
９０％を超えると混合の不均一性の他に特性向上効果が
小さいためである。
ってはそのままでも溶接材料として適用できるが、多く
の場合は、既存のＣｏ基又はＮi基、或いはＦe基の合金
粉末材料と混合して特性向上を図るものである。したが
って、用途に応じた金属系粉末材料を選んで、本発明の
造粒焼結粉末を混合して使用することが可能である。そ
の際、金属系粉末材料の混合比率を１０〜９０％とした
のは、１０％未満では混合の均一性が期待できず、また
９０％を超えると混合の不均一性の他に特性向上効果が
小さいためである。
【００２０】次に本発明の実施例を示す。
【００２１】表１に示す造粒焼結粉末を作製した。この
造粒焼結粉末を用い、表２に示す溶接材料を粉体プラズ
マ溶接により、図１に示す試験片の表面に１層２パスで
肉盛溶接し、溶接性、肉盛層の断面組織、耐摩耗性の評
価を行った。これらの結果を表２に示す。なお、耐摩耗
性は図２に示す摩耗減量データで評価した。図３に耐摩
耗性テストの要領を示す。
造粒焼結粉末を用い、表２に示す溶接材料を粉体プラズ
マ溶接により、図１に示す試験片の表面に１層２パスで
肉盛溶接し、溶接性、肉盛層の断面組織、耐摩耗性の評
価を行った。これらの結果を表２に示す。なお、耐摩耗
性は図２に示す摩耗減量データで評価した。図３に耐摩
耗性テストの要領を示す。
【００２２】表２において、試験Ｎo.１〜３は本発明例
であり、このうちＮo.１及び２は市販のＮi−５０Ｃr系
溶接用粉末を４０％混合したもので、耐食、耐熱、耐摩
耗用途を狙ったものである。いずれも溶接作業性が良好
で溶接部の割れもなく、断面組織も均一で、図２に示す
ように耐摩耗性も非常に優れている。
であり、このうちＮo.１及び２は市販のＮi−５０Ｃr系
溶接用粉末を４０％混合したもので、耐食、耐熱、耐摩
耗用途を狙ったものである。いずれも溶接作業性が良好
で溶接部の割れもなく、断面組織も均一で、図２に示す
ように耐摩耗性も非常に優れている。
【００２３】試験Ｎo.４はＮi−５０Ｃr系金属粉末のみ
を用いて溶接したもので、耐摩耗性の比較のためテスト
したものである。
を用いて溶接したもので、耐摩耗性の比較のためテスト
したものである。
【００２４】試験Ｎo.５はＷ炭化物(粉砕粉)とＮi−５
０Ｃr系金属粉末４０％を混合したものであり、従来の
手法による材料である。粉末流動性の差によるものと思
われるが、作業性が不安定であり、ビード外観からも溶
接方向の炭化物分散性が悪いことが伺え、一部で溶接割
れ発生した。
０Ｃr系金属粉末４０％を混合したものであり、従来の
手法による材料である。粉末流動性の差によるものと思
われるが、作業性が不安定であり、ビード外観からも溶
接方向の炭化物分散性が悪いことが伺え、一部で溶接割
れ発生した。
【００２５】試験Ｎo.６はＴi炭化物(粉砕粉)とＮi−５
０Ｃr系金属粉末７０％を混合したものであるが、Ｔi炭
化物が表面に浮きビードのなじみが悪くなって作業性が
悪い。
０Ｃr系金属粉末７０％を混合したものであるが、Ｔi炭
化物が表面に浮きビードのなじみが悪くなって作業性が
悪い。
【００２６】試験Ｎo.７は造粒焼結粉末のＷ炭化物／Ｔ
i炭化物の比率が１.１と本発明範囲(２〜４)の範囲を大
きく下まわっており、若干組織の不均一性を生じて耐摩
耗性も本発明例のレベルには達していない。
i炭化物の比率が１.１と本発明範囲(２〜４)の範囲を大
きく下まわっており、若干組織の不均一性を生じて耐摩
耗性も本発明例のレベルには達していない。
【００２７】試験Ｎo.８はＮo.１と同じ組成の造粒焼結
粉末であるが、造粒焼結粉末製品の粒度を７５〜２５０
μmと粗目に調整したものであり、溶接時泡立つような
感じとなり、結果としてブローホール欠陥を生じて耐摩
耗性も本発明例のレベルから若干劣る結果となった。
粉末であるが、造粒焼結粉末製品の粒度を７５〜２５０
μmと粗目に調整したものであり、溶接時泡立つような
感じとなり、結果としてブローホール欠陥を生じて耐摩
耗性も本発明例のレベルから若干劣る結果となった。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の粉体プラ
ズマ溶接用炭化物複合粉末材料によれば、均一で優れた
耐摩耗性を有する肉盛層を得ることができる。
ズマ溶接用炭化物複合粉末材料によれば、均一で優れた
耐摩耗性を有する肉盛層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に使用した試験片の形状を示す図であ
る。
る。
【図２】耐摩耗性テストデータを示す図である。
【図３】耐摩耗性テストの要領を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で(以下、同じ)、 １次粒子の粒径が１〜１０μmであるＷ炭化物：４０〜
７０％、 １次粒子の粒径が１〜１０μmであるＴi炭化物：１０〜
３０％、 Ｎi及びＣoの１種又は２種：１０〜４０％、 を必須成分として含み、かつ、Ｗ炭化物とＴi炭化物の
重量比(Ｗ炭化物/Ｔi炭化物)が２〜４であって、球状に
造粒、焼結してなることを特徴とする粉体プラズマ溶接
用複合粉末材料。 - 【請求項２】 製品粒径の範囲が４５〜１８０μmであ
る請求項１に記載の粉体プラズマ溶接用複合粉末材料。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の粉体プラズマ溶
接用複合粉末にＣo基、Ｎi基、Ｆe基の粉末材料の１種
又は２種以上を１０〜９０％混合してなる粉体プラズマ
溶接用複合粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9717093A JPH06285675A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 粉体プラズマ溶接用複合粉末材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9717093A JPH06285675A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 粉体プラズマ溶接用複合粉末材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285675A true JPH06285675A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=14185112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9717093A Pending JPH06285675A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 粉体プラズマ溶接用複合粉末材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06285675A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150119181A (ko) * | 2013-08-07 | 2015-10-23 | 닛테츠스미킨하드 가부시키가이샤 | 덧붙임용 용접재료, 교정롤, 가이드롤, 반송롤 및 앤빌 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP9717093A patent/JPH06285675A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150119181A (ko) * | 2013-08-07 | 2015-10-23 | 닛테츠스미킨하드 가부시키가이샤 | 덧붙임용 용접재료, 교정롤, 가이드롤, 반송롤 및 앤빌 |
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