JPH0732172A - 炭素鋼等のレーザクラッド法 - Google Patents
炭素鋼等のレーザクラッド法Info
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- JPH0732172A JPH0732172A JP4110481A JP11048192A JPH0732172A JP H0732172 A JPH0732172 A JP H0732172A JP 4110481 A JP4110481 A JP 4110481A JP 11048192 A JP11048192 A JP 11048192A JP H0732172 A JPH0732172 A JP H0732172A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素鋼等のレーザクラッド法に係るもので、
クロム系合金のクラッド層よりも優れた耐食性及び耐摩
耗性を得る。 【構成】 クロム系複合材からなる金属粉末とバインダ
との混合塗料中に酸素気泡を混入しておいて、被焼成塗
膜を形成して、被焼成塗膜をレーザ照射によって焼成し
クラッド層を形成する。酸素気泡とクロムとを反応させ
て、酸化クロムを生成させる。
クロム系合金のクラッド層よりも優れた耐食性及び耐摩
耗性を得る。 【構成】 クロム系複合材からなる金属粉末とバインダ
との混合塗料中に酸素気泡を混入しておいて、被焼成塗
膜を形成して、被焼成塗膜をレーザ照射によって焼成し
クラッド層を形成する。酸素気泡とクロムとを反応させ
て、酸化クロムを生成させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素鋼等のレーザクラ
ッド法に係り、特に、耐食性の良好なクラッド層を形成
するものである。
ッド法に係り、特に、耐食性の良好なクラッド層を形成
するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、ステンレス鋼の耐食性を向上させる
技術として、特開平１−１９９９１９号公報（ステンレ
ス鋼のクラッド用材料）、特開平１−１９９９２０号公
報（ステンレス鋼の耐食性改善方法）、特開平１−１９
９９２１号公報（耐食性ステンレス鋼）が提案されてい
る。これらの先行技術では、ステンレス鋼の表面にクロ
ム系複合材からなるクラッド層をレーザ焼成することに
よって、ステンレス鋼が本来有している耐食性を飛躍的
に向上させるようにしている。
技術として、特開平１−１９９９１９号公報（ステンレ
ス鋼のクラッド用材料）、特開平１−１９９９２０号公
報（ステンレス鋼の耐食性改善方法）、特開平１−１９
９９２１号公報（耐食性ステンレス鋼）が提案されてい
る。これらの先行技術では、ステンレス鋼の表面にクロ
ム系複合材からなるクラッド層をレーザ焼成することに
よって、ステンレス鋼が本来有している耐食性を飛躍的
に向上させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の技術
は、ステンレス鋼の耐食性を向上させることができるも
のの、一般の炭素鋼や低合金鋼にまで適用範囲を広げる
場合には、母材とクラッド層との金属成分配合の差が大
きくなること等に起因して、クラッド層の部分の成分配
合性が損われ易く、所望の性能を得ることが困難になる
という解決すべき課題が残される。
は、ステンレス鋼の耐食性を向上させることができるも
のの、一般の炭素鋼や低合金鋼にまで適用範囲を広げる
場合には、母材とクラッド層との金属成分配合の差が大
きくなること等に起因して、クラッド層の部分の成分配
合性が損われ易く、所望の性能を得ることが困難になる
という解決すべき課題が残される。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、炭素鋼や低合金鋼等において、耐食性及び耐摩耗
性の良好なクラッド層を得ることを目的としているもの
である。
ので、炭素鋼や低合金鋼等において、耐食性及び耐摩耗
性の良好なクラッド層を得ることを目的としているもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明に係る炭素鋼等のレーザクラッド法にあって
は、クロム系複合材からなる金属粉末とバインダとの混
合塗料中に酸素気泡を混入する工程と、酸素気泡を混入
した混合塗料による被焼成塗膜を炭素鋼等の母材の表面
に形成する工程と、該被焼成塗膜をレーザ照射によって
焼成しクラッド層を形成する工程とを有する構成を採用
している。
め、本発明に係る炭素鋼等のレーザクラッド法にあって
は、クロム系複合材からなる金属粉末とバインダとの混
合塗料中に酸素気泡を混入する工程と、酸素気泡を混入
した混合塗料による被焼成塗膜を炭素鋼等の母材の表面
に形成する工程と、該被焼成塗膜をレーザ照射によって
焼成しクラッド層を形成する工程とを有する構成を採用
している。
【０００６】
【作用】混合塗料中に酸素気泡が混入した状態となって
いると、酸素気泡の近傍位置におけるＣｒの酸化反応に
よって、黒色の酸化クロムが生成される。レーザービー
ムの熱吸収が黒色状態の酸化クロムの部分で高まること
と、酸素気泡近傍のＣｒの酸化が促進されて発熱するこ
ととあいまって、溶融部分の高温化状態の保持が行なわ
れ、また、酸化金属の生成によって溶湯部分の流動化に
よる攪拌作用が生じて、クラッド層の成分の均質化が行
なわれる。
いると、酸素気泡の近傍位置におけるＣｒの酸化反応に
よって、黒色の酸化クロムが生成される。レーザービー
ムの熱吸収が黒色状態の酸化クロムの部分で高まること
と、酸素気泡近傍のＣｒの酸化が促進されて発熱するこ
ととあいまって、溶融部分の高温化状態の保持が行なわ
れ、また、酸化金属の生成によって溶湯部分の流動化に
よる攪拌作用が生じて、クラッド層の成分の均質化が行
なわれる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係る炭素鋼等のレーザクラッ
ド法の一実施例について、図１に基づいて説明する。図
１において、符号１は母材、２は被焼成塗膜、２ａはＣ
ｒ粒、２ｂはＮｉ粒、２ｃは酸素気泡、２ｄはバイン
ダ、３はクラッド層、４は溶融池、Ｌはレーザビームで
ある。
ド法の一実施例について、図１に基づいて説明する。図
１において、符号１は母材、２は被焼成塗膜、２ａはＣ
ｒ粒、２ｂはＮｉ粒、２ｃは酸素気泡、２ｄはバイン
ダ、３はクラッド層、４は溶融池、Ｌはレーザビームで
ある。
【０００８】該一実施例にあっては、前記母材１が、例
えば炭素鋼や低合金鋼とされる。
えば炭素鋼や低合金鋼とされる。
【０００９】前記被焼成塗膜２は、クラッド層３におけ
る所望金属成分に対応して金属成分が設定され、前述し
た先行技術に準じて、クロム系複合材からなる金属粉末
とバインダとを混合したものを主成分とするペースト状
の混合塗料を塗装してなるものであるが、バインダ２ｄ
の中に純度１００％の酸素気泡２ｃを均一に混入するよ
うに設定される。
る所望金属成分に対応して金属成分が設定され、前述し
た先行技術に準じて、クロム系複合材からなる金属粉末
とバインダとを混合したものを主成分とするペースト状
の混合塗料を塗装してなるものであるが、バインダ２ｄ
の中に純度１００％の酸素気泡２ｃを均一に混入するよ
うに設定される。
【００１０】つまり、金属粉末を保持するためのバイン
ダとして、有機溶剤系の耐熱塗料等を用意し、金属粉末
とバインダとを混合してなる混合塗料がペースト状等の
流動性を保持している状態のときに、純度１００％の酸
素雰囲気で泡立てるようにかき混ぜて、混合塗料の中に
酸素ガスを取り込む等の方法で、混合塗料中に酸素気泡
を混入する。
ダとして、有機溶剤系の耐熱塗料等を用意し、金属粉末
とバインダとを混合してなる混合塗料がペースト状等の
流動性を保持している状態のときに、純度１００％の酸
素雰囲気で泡立てるようにかき混ぜて、混合塗料の中に
酸素ガスを取り込む等の方法で、混合塗料中に酸素気泡
を混入する。
【００１１】また、バインダに要求される性能は、レー
ザビームＬの照射時に蒸発または分解してクラッド層３
の中に残存しないことと、Ｃｒ粒２ａ及びＮｉ粒２ｂを
母材１の表面に保持する耐熱性を有することである。ま
た、素材の水素割れを防止するために、水素成分が少な
いものがよく、例えば黒色ペイントを使用する。
ザビームＬの照射時に蒸発または分解してクラッド層３
の中に残存しないことと、Ｃｒ粒２ａ及びＮｉ粒２ｂを
母材１の表面に保持する耐熱性を有することである。ま
た、素材の水素割れを防止するために、水素成分が少な
いものがよく、例えば黒色ペイントを使用する。
【００１２】酸素気泡２ｃを混入したこれらの混合材
（塗料）を母材１の表面に塗布し、自然乾燥または強制
乾燥させる等により、図１に示す被焼成塗膜２が形成さ
れる。この場合の被焼成塗膜２の厚さは、例えば５００
μｍ程度とし、そして、被焼成塗膜２は、２５０℃程度
まで金属粉末をステンレス鋼１の表面に付着状態に保持
する前述した耐熱性を有するものが使用される。混合塗
料中に酸素気泡２ｃが混入した状態となっていると、酸
素気泡２ｃの近傍位置では、Ｃｒの酸化反応によって、
黒色の酸化クロムが生成される。
（塗料）を母材１の表面に塗布し、自然乾燥または強制
乾燥させる等により、図１に示す被焼成塗膜２が形成さ
れる。この場合の被焼成塗膜２の厚さは、例えば５００
μｍ程度とし、そして、被焼成塗膜２は、２５０℃程度
まで金属粉末をステンレス鋼１の表面に付着状態に保持
する前述した耐熱性を有するものが使用される。混合塗
料中に酸素気泡２ｃが混入した状態となっていると、酸
素気泡２ｃの近傍位置では、Ｃｒの酸化反応によって、
黒色の酸化クロムが生成される。
【００１３】次いで、前述した先行技術に準じて、例え
ばＹＡＧレーザを利用したレーザビームＬによって被焼
成塗膜２を加熱して溶解させながら、図１に矢印で示す
ように、レーザビームＬを進行させることによる被焼成
塗膜２の焼成を順次行なうと、この加熱によって、母材
１の一部と被焼成塗膜２とが溶融状態に導かれる。
ばＹＡＧレーザを利用したレーザビームＬによって被焼
成塗膜２を加熱して溶解させながら、図１に矢印で示す
ように、レーザビームＬを進行させることによる被焼成
塗膜２の焼成を順次行なうと、この加熱によって、母材
１の一部と被焼成塗膜２とが溶融状態に導かれる。
【００１４】レーザビームＬによって被焼成塗膜２を加
熱した場合には、被焼成塗膜２が黒色ペイントで形成さ
れていることや、一部に黒色状態の酸化クロムの部分が
存在することによって、これらの部分の熱吸収性が高く
なり、酸素気泡２ｃの近傍に位置しているＣｒの酸化が
促進されて、黒色状態の酸化クロムの形成量が多くな
り、黒色ペイント等の蒸着後にあっても、熱吸収性を向
上させる。
熱した場合には、被焼成塗膜２が黒色ペイントで形成さ
れていることや、一部に黒色状態の酸化クロムの部分が
存在することによって、これらの部分の熱吸収性が高く
なり、酸素気泡２ｃの近傍に位置しているＣｒの酸化が
促進されて、黒色状態の酸化クロムの形成量が多くな
り、黒色ペイント等の蒸着後にあっても、熱吸収性を向
上させる。
【００１５】そして、溶融池４の部分では、レーザービ
ームＬによる入熱に、Ｃｒ粒２ａと酸素気泡２ｃとの反
応による酸化熱の発生が付加されることによって、溶融
池４の高温化状態の保持が行なわれる。
ームＬによる入熱に、Ｃｒ粒２ａと酸素気泡２ｃとの反
応による酸化熱の発生が付加されることによって、溶融
池４の高温化状態の保持が行なわれる。
【００１６】レーザ焼成によって、母材１の一部と被焼
成塗膜２とが溶融した状態となると、被焼成塗膜２のバ
インダ、耐熱塗料等が蒸着して溶融池４から除去され、
かつ、金属酸化物の生成による流動性の向上によって溶
融部分が流動化し、溶融池４の部分で母材１の金属成分
の一部を取り込む現象も生じるため、母材１と被焼成塗
膜２との両構成金属材料が相互に混ざり合い、中間的な
成分配合となる。
成塗膜２とが溶融した状態となると、被焼成塗膜２のバ
インダ、耐熱塗料等が蒸着して溶融池４から除去され、
かつ、金属酸化物の生成による流動性の向上によって溶
融部分が流動化し、溶融池４の部分で母材１の金属成分
の一部を取り込む現象も生じるため、母材１と被焼成塗
膜２との両構成金属材料が相互に混ざり合い、中間的な
成分配合となる。
【００１７】一方、レーザビームＬの後方位置では、溶
融池４の溶融金属が冷却状態に導かれて固化状態となる
ことによって、所望の成分配合のクラッド層３が形成さ
れるものとなる。
融池４の溶融金属が冷却状態に導かれて固化状態となる
ことによって、所望の成分配合のクラッド層３が形成さ
れるものとなる。
【００１８】このクラッド層３は、被焼成塗膜２のＣｒ
量が比較的多量（例えば３０〜４０重量％）である場合
には、その一部が黒色状態の酸化クロムとなるが、該酸
化クロムは、母材１を構成する炭素鋼や低合金鋼と比較
して、耐摩耗性や耐食性が優れるとともに、酸化クロム
がクラッド層３の内部に形成されることによって、全体
の耐食性を高めるものとなる。
量が比較的多量（例えば３０〜４０重量％）である場合
には、その一部が黒色状態の酸化クロムとなるが、該酸
化クロムは、母材１を構成する炭素鋼や低合金鋼と比較
して、耐摩耗性や耐食性が優れるとともに、酸化クロム
がクラッド層３の内部に形成されることによって、全体
の耐食性を高めるものとなる。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係る炭素鋼等のレーザクラッド
法にあっては、クロム系複合材からなる金属粉末とバイ
ンダとの混合塗料中に酸素気泡を混入しておいて、被焼
成塗膜を炭素鋼等の母材表面に形成して、被焼成塗膜を
レーザ照射によって焼成しクラッド層を形成するように
しているから、以下の効果を奏する。 （１） 金属母材が炭素鋼等のであっても、その表面に
耐食性及び耐摩耗性の良好なクラッド層を確実に形成す
ることができる。 （２） 酸素気泡による黒色化と発熱及び流動化とによ
って、レーザ焼成効率を向上させることができる。
法にあっては、クロム系複合材からなる金属粉末とバイ
ンダとの混合塗料中に酸素気泡を混入しておいて、被焼
成塗膜を炭素鋼等の母材表面に形成して、被焼成塗膜を
レーザ照射によって焼成しクラッド層を形成するように
しているから、以下の効果を奏する。 （１） 金属母材が炭素鋼等のであっても、その表面に
耐食性及び耐摩耗性の良好なクラッド層を確実に形成す
ることができる。 （２） 酸素気泡による黒色化と発熱及び流動化とによ
って、レーザ焼成効率を向上させることができる。
【図１】本発明に係る炭素鋼等のレーザクラッド法の実
施状況を示す正断面図である。
施状況を示す正断面図である。
１ 母材 ２ 被焼成塗膜 ２ａ Ｃｒ粒 ２ｂ Ｎｉ粒 ２ｃ 酸素気泡 ２ｄ バインダ ３ クラッド層 ４ 溶融池 Ｌ レーザビーム
Claims (1)
- 【請求項１】 クロム系複合材からなる金属粉末とバイ
ンダとの混合塗料中に酸素気泡を混入する工程と、酸素
気泡を混入した混合塗料による被焼成塗膜を炭素鋼等の
母材の表面に形成する工程と、該被焼成塗膜をレーザ照
射によって焼成しクラッド層を形成する工程とを有する
ことを特徴とする炭素鋼等のレーザクラッド法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110481A JPH0732172A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 炭素鋼等のレーザクラッド法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110481A JPH0732172A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 炭素鋼等のレーザクラッド法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0732172A true JPH0732172A (ja) | 1995-02-03 |
Family
ID=14536822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4110481A Withdrawn JPH0732172A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 炭素鋼等のレーザクラッド法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732172A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132451A (ja) * | 2010-12-23 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | 基板に通路孔を形成するために基板を修正する方法および関連する物品 |
| CN110835754A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-25 | 太原理工大学 | 一种碳钢表面高熵合金涂层的制备方法 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP4110481A patent/JPH0732172A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132451A (ja) * | 2010-12-23 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | 基板に通路孔を形成するために基板を修正する方法および関連する物品 |
| CN110835754A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-25 | 太原理工大学 | 一种碳钢表面高熵合金涂层的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |