JPH074655B2 - 鉄へ耐摩耗性材料をインプレグネーションする方法 - Google Patents
鉄へ耐摩耗性材料をインプレグネーションする方法Info
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- JPH074655B2 JPH074655B2 JP3223353A JP22335391A JPH074655B2 JP H074655 B2 JPH074655 B2 JP H074655B2 JP 3223353 A JP3223353 A JP 3223353A JP 22335391 A JP22335391 A JP 22335391A JP H074655 B2 JPH074655 B2 JP H074655B2
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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)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄製品へ硬質耐摩耗性
材料からなる表面をインプレグネーション（ｉｍｐｒｅ
ｇｎａｔｉｔｏｎ）する方法に関する。
材料からなる表面をインプレグネーション（ｉｍｐｒｅ
ｇｎａｔｉｔｏｎ）する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄に硬質耐摩耗性表面をインプレグネー
ションさせることに関して種々の技術が知られている。
このような技術には、溶射及びプラズマ溶射がある。し
かしながら、これらの溶射技術のそれぞれは、被覆工程
及び使用の間に、表層の剥離と関連した問題により損傷
を受け、更に、これらの技術の使用に関連して多大な費
用がかかる。
ションさせることに関して種々の技術が知られている。
このような技術には、溶射及びプラズマ溶射がある。し
かしながら、これらの溶射技術のそれぞれは、被覆工程
及び使用の間に、表層の剥離と関連した問題により損傷
を受け、更に、これらの技術の使用に関連して多大な費
用がかかる。
【０００３】炭化物の粒子を型の中におき、その後に溶
鉄を流し込むようなキャストインカーバイド（Ｃａｓｔ
−Ｉｎ−Ｃａｒｂｉｄｅ）法も同様に知られている。例
えば、エケマー（Ｅｋｅｍａｒ）らの米国特許第４，１
１９，４５９号明細書を見られたい。しかしながら、こ
のような鋳造法では、望ましい場所及び規則的な分布パ
ターンに炭化物粒子を正確に保持することは難しい。
鉄を流し込むようなキャストインカーバイド（Ｃａｓｔ
−Ｉｎ−Ｃａｒｂｉｄｅ）法も同様に知られている。例
えば、エケマー（Ｅｋｅｍａｒ）らの米国特許第４，１
１９，４５９号明細書を見られたい。しかしながら、こ
のような鋳造法では、望ましい場所及び規則的な分布パ
ターンに炭化物粒子を正確に保持することは難しい。
【０００４】更に、ポリスチレンパターンに使用するよ
うなある種のキャストオン表面硬化技術も、この分野に
おいて同様に知られている。例えばハンセン（Ｈａｎｓ
ｅｎ）らの”キャストオン鉄クロム基表面硬化処理のポ
リスチレンパターン鋳造への適用（Application of Cas
t-On Ferrochrome-Based Hard Surfacings to Poly-sty
rene Pattern Casting）”（Bureau of Mines Report o
f Investigations8942,U.S.Department of Interior,19
85)を見られたい。
うなある種のキャストオン表面硬化技術も、この分野に
おいて同様に知られている。例えばハンセン（Ｈａｎｓ
ｅｎ）らの”キャストオン鉄クロム基表面硬化処理のポ
リスチレンパターン鋳造への適用（Application of Cas
t-On Ferrochrome-Based Hard Surfacings to Poly-sty
rene Pattern Casting）”（Bureau of Mines Report o
f Investigations8942,U.S.Department of Interior,19
85)を見られたい。
【０００５】ハンセンらの論文で記載されている方法
は、結合剤及び望ましい硬質材料、例えば炭化タングス
テン粉末のようなものからなるペーストを、結果として
得た鋳造物の耐摩耗性表面に対応するようなポリスチレ
ンパターンの表面に施すものである。耐火性皮膜はその
後金属を鋳造する前に、全体のパターン上に施す。この
方法は、”蒸気パターン鋳造（Evaporative pattern ca
sting）”法又はＥＰＣ法として知られている。
は、結合剤及び望ましい硬質材料、例えば炭化タングス
テン粉末のようなものからなるペーストを、結果として
得た鋳造物の耐摩耗性表面に対応するようなポリスチレ
ンパターンの表面に施すものである。耐火性皮膜はその
後金属を鋳造する前に、全体のパターン上に施す。この
方法は、”蒸気パターン鋳造（Evaporative pattern ca
sting）”法又はＥＰＣ法として知られている。
【０００６】しかしながら、この方法は、例えば炭化タ
ングステンのような耐摩耗性層と；フォームパターンと
の間に形成される低い信頼性の接着に関連する問題を有
する。これは、殆ど乾性のペーストがフォーム表面を十
分にぬらすことができないたえめに主に生ずる。このた
めに、時々鉄が浸透する前に固化し、そして、その結果
として、鉄が含浸する代わりに炭化物が製品を剥離させ
る。
ングステンのような耐摩耗性層と；フォームパターンと
の間に形成される低い信頼性の接着に関連する問題を有
する。これは、殆ど乾性のペーストがフォーム表面を十
分にぬらすことができないたえめに主に生ずる。このた
めに、時々鉄が浸透する前に固化し、そして、その結果
として、鉄が含浸する代わりに炭化物が製品を剥離させ
る。
【０００７】この方法はまた複雑であって効率が悪いた
め、大きいスケールの製造に有効的に使用することがで
きない。
め、大きいスケールの製造に有効的に使用することがで
きない。
【０００８】加えて、従来の方法では、より厚い厚さの
耐摩耗性層の製造に特に不適である。特に、従来の方法
でより厚い厚さを製造すると、液体金属を浸透させるの
が困難となる。その結果として、炭化物粒子は金属によ
って閉じ込められず、その結果、それらは剥離し易くな
る。
耐摩耗性層の製造に特に不適である。特に、従来の方法
でより厚い厚さを製造すると、液体金属を浸透させるの
が困難となる。その結果として、炭化物粒子は金属によ
って閉じ込められず、その結果、それらは剥離し易くな
る。
【０００９】ＥＰＣ法によってつくられた鉄鋳物が、炭
素欠陥があるためにサンド（又は、コア）の鋳造製品よ
り低い機械的特性を有することは知られている。同様
に、ＥＰＣ法は、鋳造物中の歪みを最少にするために特
別な注意を必要とする。
素欠陥があるためにサンド（又は、コア）の鋳造製品よ
り低い機械的特性を有することは知られている。同様
に、ＥＰＣ法は、鋳造物中の歪みを最少にするために特
別な注意を必要とする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、硬質耐摩耗性
材料を鉄表面にインプレグネーションさせる方法に対す
るニーズは依然としてある。特に、大きい粒子を使用し
て厚さを厚くするときに必要である。
材料を鉄表面にインプレグネーションさせる方法に対す
るニーズは依然としてある。特に、大きい粒子を使用し
て厚さを厚くするときに必要である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以下の工程からなる本発
明の実施態様の１つでは、鉄製品に硬質耐摩耗性材料の
表層をインプレグネーションさせる方法が開示されてい
る。すなわち； （ａ）所定の大きさの孔の所ましいパターンを有するメ
ッシュプレートを準備し； （ｂ）粒子を該メッシュプレート上へ散布して、粒子を
実質的にすべての孔に与え； （ｃ）少なくとも一部上に接着剤の層を有する所望の形
状のサンドコアを準備し； （ｄ）接着剤との接触を最小とするように粒子のパター
ンを接着剤の層上へ移送し； （ｅ）接着剤を硬化させて、粒子をサンドコアに定着さ
せ； （ｆ）鉄の溶湯を粒子の周囲に流し込んで、耐摩耗性材
料の表層を有する鉄製品を製造する。
明の実施態様の１つでは、鉄製品に硬質耐摩耗性材料の
表層をインプレグネーションさせる方法が開示されてい
る。すなわち； （ａ）所定の大きさの孔の所ましいパターンを有するメ
ッシュプレートを準備し； （ｂ）粒子を該メッシュプレート上へ散布して、粒子を
実質的にすべての孔に与え； （ｃ）少なくとも一部上に接着剤の層を有する所望の形
状のサンドコアを準備し； （ｄ）接着剤との接触を最小とするように粒子のパター
ンを接着剤の層上へ移送し； （ｅ）接着剤を硬化させて、粒子をサンドコアに定着さ
せ； （ｆ）鉄の溶湯を粒子の周囲に流し込んで、耐摩耗性材
料の表層を有する鉄製品を製造する。
【００１２】別の実施態様においては、工程（ｂ）の後
に、粒子をメッシュプレート上に置いた接着剤のテープ
を使用して移送して、そしてその後に、工程（ｄ）にお
いて、接着剤の層上に置き、そして、工程（ｅ）の後
に、剥がす。
に、粒子をメッシュプレート上に置いた接着剤のテープ
を使用して移送して、そしてその後に、工程（ｄ）にお
いて、接着剤の層上に置き、そして、工程（ｅ）の後
に、剥がす。
【００１３】本発明の更に別の実施態様においては、上
記の方法によって製造した製品を与える。
記の方法によって製造した製品を与える。
【００１４】本発明は、本技術分野で知られている全て
の種類の鉄を鋳造するのに用いることができる。しかし
ながら、鋳鉄、特にダクチル鋳鉄又はねずみ鋳鉄に好適
である。
の種類の鉄を鋳造するのに用いることができる。しかし
ながら、鋳鉄、特にダクチル鋳鉄又はねずみ鋳鉄に好適
である。
【００１５】本発明においては、硬質耐摩耗性材料のよ
り大きい粒子を用いるのが好ましい。すなわち、約２ｍ
ｍ又はそれ以上の大きさの粒子を用いるのが好ましい。
本発明で用いる粒径は約２〜３ｍｍであるのがより好ま
しい。更に、全ての粒子の大きさは中央値から約０．５
ｍｍ以内であるのが好ましい。
り大きい粒子を用いるのが好ましい。すなわち、約２ｍ
ｍ又はそれ以上の大きさの粒子を用いるのが好ましい。
本発明で用いる粒径は約２〜３ｍｍであるのがより好ま
しい。更に、全ての粒子の大きさは中央値から約０．５
ｍｍ以内であるのが好ましい。
【００１６】しかしながら、制御した望ましい厚さを最
終製品の種々の地点で有するような層を生ぜしめるため
に、種々の大きさの粒子を使用できることは明らかであ
る。粒子の形状は本発明にとって特に重要ではないが、
使用の容易性及びその外の実際上の問題から実質的に球
状であることが同様に好ましい。
終製品の種々の地点で有するような層を生ぜしめるため
に、種々の大きさの粒子を使用できることは明らかであ
る。粒子の形状は本発明にとって特に重要ではないが、
使用の容易性及びその外の実際上の問題から実質的に球
状であることが同様に好ましい。
【００１７】硬質耐摩耗性材料の選択に関して、本発明
では、炭化タングステン、炭化クロム等、又はそれらの
混合物のような本技術分野で伝統的に用いられてきた硬
質相のいずれをも有効的に用いることができる。更に、
この材料は、鉄族の結合金属を含みうる。炭化タングス
テンと共に使用するときはコバルトが、炭化クロムと共
に使用するときはニッケル等が好ましい。これは、好適
な球の形状をつくりだすのに必要な場合がある。
では、炭化タングステン、炭化クロム等、又はそれらの
混合物のような本技術分野で伝統的に用いられてきた硬
質相のいずれをも有効的に用いることができる。更に、
この材料は、鉄族の結合金属を含みうる。炭化タングス
テンと共に使用するときはコバルトが、炭化クロムと共
に使用するときはニッケル等が好ましい。これは、好適
な球の形状をつくりだすのに必要な場合がある。
【００１８】鉄鋳物に対して適切なぬれ性を有する耐摩
耗性材料の使用が従来の鋳造法において発生していた剥
離問題の発生を少なくするのに有効であることが判明し
た。従って、ダクチル鋳鉄を鋳造する金属とする場合に
は、１２重量％のコバルトを含む炭化タングステンから
なる粒子が特に好適である。
耗性材料の使用が従来の鋳造法において発生していた剥
離問題の発生を少なくするのに有効であることが判明し
た。従って、ダクチル鋳鉄を鋳造する金属とする場合に
は、１２重量％のコバルトを含む炭化タングステンから
なる粒子が特に好適である。
【００１９】高温無機接着剤は、コアからの炭化物の早
過ぎるレリーフを阻止するための接着剤として好適であ
る。高温とは、接着剤が鉄を注ぐ温度より高い溶解温度
を有することを意味する。いずれの適切な接着剤をも本
発明で用いることができる。好適な実施態様において
は、結合剤は高温セラミック接着剤であるアレムコセラ
マボンド（ＡＲＥＭＣＯ Ｃｅｒａｍａｂｏｎｄ）５６
９からなる。これは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋの酸化物のコロイ
ド懸濁液の水を含み且つ約１６５０℃の最高使用温度を
有するような特許高温結合剤である。（セラマボンドは
アレムコプロダクト会社（Ａｒｅｍｃｏ Ｐｒｏｄｕｃ
ｔ，Ｉｎｃ．）の商標名である。） 使用できる他の接
着剤の例としては、他の製造者、例えば、Ｃｏｔｒｏｎ
ｉｃｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが製造した高温無機接着
剤がある。
過ぎるレリーフを阻止するための接着剤として好適であ
る。高温とは、接着剤が鉄を注ぐ温度より高い溶解温度
を有することを意味する。いずれの適切な接着剤をも本
発明で用いることができる。好適な実施態様において
は、結合剤は高温セラミック接着剤であるアレムコセラ
マボンド（ＡＲＥＭＣＯ Ｃｅｒａｍａｂｏｎｄ）５６
９からなる。これは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋの酸化物のコロイ
ド懸濁液の水を含み且つ約１６５０℃の最高使用温度を
有するような特許高温結合剤である。（セラマボンドは
アレムコプロダクト会社（Ａｒｅｍｃｏ Ｐｒｏｄｕｃ
ｔ，Ｉｎｃ．）の商標名である。） 使用できる他の接
着剤の例としては、他の製造者、例えば、Ｃｏｔｒｏｎ
ｉｃｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが製造した高温無機接着
剤がある。
【００２０】本発明の方法は、空気セット（ベークな
し）サンドコアを利用して鋳物の特別な場所（又は複数
の場所）に耐摩耗性材料を含むような鋳物を与えるため
に使用する。（望ましい極限鋳造品を応じて変わる
が、）特別な形状及び大きさを有するサンドコアは、既
知の方法にいずれによっても製造できる。特に、サンド
コアを形成する特定の有効な方法は、ＡＳＭメタルスハ
ンドブックの第５巻、第８版に示されている。
し）サンドコアを利用して鋳物の特別な場所（又は複数
の場所）に耐摩耗性材料を含むような鋳物を与えるため
に使用する。（望ましい極限鋳造品を応じて変わる
が、）特別な形状及び大きさを有するサンドコアは、既
知の方法にいずれによっても製造できる。特に、サンド
コアを形成する特定の有効な方法は、ＡＳＭメタルスハ
ンドブックの第５巻、第８版に示されている。
【００２１】本発明の方法によって、粒子の単層をコア
表面に施している接着層上に与えることが好ましい。粒
子上の接着フィルムは、溶融金属による炭化物のぬれを
妨げるため、最小の領域の接触に止まるべきであり、コ
アに結合する際に接着剤と粒子との間に単一点の接触と
なるべきである。更に、粒子は、コア上に均一に分布、
すなわち、近い隣接した接触のないようにして、それぞ
れの粒子の周囲に金属及びスラグが容易に流れるように
し、良質の複合材料を形成しうるようにする。なお、ス
ラグは炭化物、溶融金属及び高温接着剤との間の相互作
用によって形成されるものである。
表面に施している接着層上に与えることが好ましい。粒
子上の接着フィルムは、溶融金属による炭化物のぬれを
妨げるため、最小の領域の接触に止まるべきであり、コ
アに結合する際に接着剤と粒子との間に単一点の接触と
なるべきである。更に、粒子は、コア上に均一に分布、
すなわち、近い隣接した接触のないようにして、それぞ
れの粒子の周囲に金属及びスラグが容易に流れるように
し、良質の複合材料を形成しうるようにする。なお、ス
ラグは炭化物、溶融金属及び高温接着剤との間の相互作
用によって形成されるものである。
【００２２】上記の目的を果たすために、以下の手段を
用いることができる。メッシュプレート、例えば、望ま
しいパターンの孔を有するシートを準備する。メッシュ
プレートは、最適な充填配置を与えるために、六角形パ
ターンの孔を有するのが好ましい。その上、メッシュプ
レートの厚さは、粒子がメッシュプレートの上に若干盛
り上がるように、粒径の中央値以下、特に粒径の中央値
の約１／２〜約３／４から選択するのが好ましい。特
に、メッシュプレートは、望ましい厚さを有する鋼又は
プラスチック（例えば、ポリカーボネート）シートに適
切な手段、例えば、孔をドリルであけてつくる。
用いることができる。メッシュプレート、例えば、望ま
しいパターンの孔を有するシートを準備する。メッシュ
プレートは、最適な充填配置を与えるために、六角形パ
ターンの孔を有するのが好ましい。その上、メッシュプ
レートの厚さは、粒子がメッシュプレートの上に若干盛
り上がるように、粒径の中央値以下、特に粒径の中央値
の約１／２〜約３／４から選択するのが好ましい。特
に、メッシュプレートは、望ましい厚さを有する鋼又は
プラスチック（例えば、ポリカーボネート）シートに適
切な手段、例えば、孔をドリルであけてつくる。
【００２３】メッシュプレートを、支持プレート、例え
ば、鋼プレート等のようなものの平らな表面上に置いた
後に、粒子をメッシュプレート上に散布し、そして過剰
の粒子を取り除く。例えば、図１（ａ）を見られたい。
この除去は、満足すべき方法のいずれによって行っても
よい。例えば、メッシュを粒子半径にほぼ等しい高さま
で持ち上げてそして過剰の粒子を掻き落として（scrape
off）除去する。例えば、図１（ｂ）を見られたい。メ
ッシュプレートは、その後に、支持プレートの平らな表
面まで下げて、粒子の頂部がメッシュプレートの上面上
に盛り上がり、六角形パターンの粒子分布を形成する。
例えば、図１（ｃ）及び（ｄ）を見られたい。
ば、鋼プレート等のようなものの平らな表面上に置いた
後に、粒子をメッシュプレート上に散布し、そして過剰
の粒子を取り除く。例えば、図１（ａ）を見られたい。
この除去は、満足すべき方法のいずれによって行っても
よい。例えば、メッシュを粒子半径にほぼ等しい高さま
で持ち上げてそして過剰の粒子を掻き落として（scrape
off）除去する。例えば、図１（ｂ）を見られたい。メ
ッシュプレートは、その後に、支持プレートの平らな表
面まで下げて、粒子の頂部がメッシュプレートの上面上
に盛り上がり、六角形パターンの粒子分布を形成する。
例えば、図１（ｃ）及び（ｄ）を見られたい。
【００２４】接着層をサンドコアの耐摩耗性層を与える
べき場所に施す。接着層は、何ららの適切な手段、例え
ば、塗装又は吹き付けによってサンドコアに施すことが
できる。その上、接着層の厚さは約０．１ｍｍ以上が好
ましく、０．２〜０．５ｍｍがより好ましい。
べき場所に施す。接着層は、何ららの適切な手段、例え
ば、塗装又は吹き付けによってサンドコアに施すことが
できる。その上、接着層の厚さは約０．１ｍｍ以上が好
ましく、０．２〜０．５ｍｍがより好ましい。
【００２５】上述のように六角形パターン中に配置され
た粒子を、その後、サンドコア上の接着層まで移送す
る。実施態様の1つでは、接着テープを粒子パターン上に
置く。接着テープを外したときに、六角形パターンの粒
子はテープに移る。例えば、図２を見られたい。
た粒子を、その後、サンドコア上の接着層まで移送す
る。実施態様の1つでは、接着テープを粒子パターン上に
置く。接着テープを外したときに、六角形パターンの粒
子はテープに移る。例えば、図２を見られたい。
【００２６】本発明で用いることが可能なテープは、重
いすなわち高密度の炭化物をしっかりと所定の個所に保
持しうる程度に十分に強く、且つ、接着剤の硬化の後に
テープを炭化物ストリップから離して持ち上げたときに
粒子がレリーフする程度に十分に弱いようなテープであ
ればいずれでもよい。このようなテープの例としては、
高粘着ゴム系接着剤付きの３Ｍ ４０４型テープ、及び
アルリルテープ接着剤付きの３Ｍ ９４１５又はＹ９２
８低粘着性テープがある。
いすなわち高密度の炭化物をしっかりと所定の個所に保
持しうる程度に十分に強く、且つ、接着剤の硬化の後に
テープを炭化物ストリップから離して持ち上げたときに
粒子がレリーフする程度に十分に弱いようなテープであ
ればいずれでもよい。このようなテープの例としては、
高粘着ゴム系接着剤付きの３Ｍ ４０４型テープ、及び
アルリルテープ接着剤付きの３Ｍ ９４１５又はＹ９２
８低粘着性テープがある。
【００２７】テープは、その後に、接着層上において、
炭化物粒子が接着剤と最小にしか接触しないようにす
る。テープを動かしても、接着剤が硬化するまでに粒子
の配置を壊したり、接着剤と粒子との接触領域を増大さ
せたりすることはない。この自由によって、コアの正確
な位置にテープを置くことを可能とする。熱空気を十分
な時間だけ、例えば、２５−３０秒間、テープ上に送り
出して、接着剤が十分に乾燥してそれを所定の個所に保
持することができるようにすることもできる。
炭化物粒子が接着剤と最小にしか接触しないようにす
る。テープを動かしても、接着剤が硬化するまでに粒子
の配置を壊したり、接着剤と粒子との接触領域を増大さ
せたりすることはない。この自由によって、コアの正確
な位置にテープを置くことを可能とする。熱空気を十分
な時間だけ、例えば、２５−３０秒間、テープ上に送り
出して、接着剤が十分に乾燥してそれを所定の個所に保
持することができるようにすることもできる。
【００２８】更に、別の実施態様においては、プラスコ
ア会社（Ｐｌａｓｃｏｒｅ，Ｉｎｃ．）で製造されたよ
うなメッシュパターン付きポリマーシート、例えば、ポ
リカーボネートシートを用いる場合には、テープを使用
せずにコア上に直接炭化物を分布させるのに使用するの
に十分な程度に柔軟である。この方法においては、接着
剤をコア表面に施し、メッシュシートを接着層上に置
き、粒子をメッシュシート上に散布し、そして、接着剤
が硬化した後にメッシュをコア表面から離して持ち上げ
る。メッシュの大きさは、１つの粒子のみが１つのメッ
シュに入ることができるように選択する。しかしなが
ら、大きい又は複雑な表面を製造する場合には、テープ
を使用した方法が好適である。
ア会社（Ｐｌａｓｃｏｒｅ，Ｉｎｃ．）で製造されたよ
うなメッシュパターン付きポリマーシート、例えば、ポ
リカーボネートシートを用いる場合には、テープを使用
せずにコア上に直接炭化物を分布させるのに使用するの
に十分な程度に柔軟である。この方法においては、接着
剤をコア表面に施し、メッシュシートを接着層上に置
き、粒子をメッシュシート上に散布し、そして、接着剤
が硬化した後にメッシュをコア表面から離して持ち上げ
る。メッシュの大きさは、１つの粒子のみが１つのメッ
シュに入ることができるように選択する。しかしなが
ら、大きい又は複雑な表面を製造する場合には、テープ
を使用した方法が好適である。
【００２９】粒子を移した後に、接着剤を硬化させる。
例えば、セラマボンド５６９を接着剤として用いた場合
には、この硬化は、室温では１６時間以内に、５０℃で
は８時間以内に起こる。接着剤が硬化したときに、サン
ドコア表面にしっかりと定着した炭化物粒子のパターン
をそのままにしながら、テープを取り外すことができ
る。例えば、図３を見られたい。
例えば、セラマボンド５６９を接着剤として用いた場合
には、この硬化は、室温では１６時間以内に、５０℃で
は８時間以内に起こる。接着剤が硬化したときに、サン
ドコア表面にしっかりと定着した炭化物粒子のパターン
をそのままにしながら、テープを取り外すことができ
る。例えば、図３を見られたい。
【００３０】このときに、本発明の技術分野で伝統的に
用いられている鋳造技術のうちのいずれかの技術、例え
ば、重力鋳造（gravity feed casting）、スクイーズ鍛
造（squeeze casting）、真空鍛造等のような方法を使
用して、溶鉄を炭化物の周囲に流し込む。しかしなが
ら、使用の容易性のために、金属の重量送りが好適であ
る。金属に鋳造において、表面を還元された炭化物粒
子、例えば、水素還元処理された粒子は粒子と金属との
結合を改善し且つ鋳造の際の炭化物が損失しないように
又はその損失を最小にすることが判明した。
用いられている鋳造技術のうちのいずれかの技術、例え
ば、重力鋳造（gravity feed casting）、スクイーズ鍛
造（squeeze casting）、真空鍛造等のような方法を使
用して、溶鉄を炭化物の周囲に流し込む。しかしなが
ら、使用の容易性のために、金属の重量送りが好適であ
る。金属に鋳造において、表面を還元された炭化物粒
子、例えば、水素還元処理された粒子は粒子と金属との
結合を改善し且つ鋳造の際の炭化物が損失しないように
又はその損失を最小にすることが判明した。
【００３１】典型的な炭化タングステンをインプレグネ
ーションさせたダクチル鋳鉄を図４に示す。
ーションさせたダクチル鋳鉄を図４に示す。
【００３２】本発明の方法は、幅広く種々の用途を有す
るような鉄製品を製造するのに使用することができる。
特に、かかる手順は、ローターハウジングのような摩耗
面を備えた複雑な製品を製造するのに使用することがで
きる。更に、これは、従来のシツテムと比べてかなり廉
価な費用で行うことができる。
るような鉄製品を製造するのに使用することができる。
特に、かかる手順は、ローターハウジングのような摩耗
面を備えた複雑な製品を製造するのに使用することがで
きる。更に、これは、従来のシツテムと比べてかなり廉
価な費用で行うことができる。
【００３３】本発明の種々の実施態様が有する容易性、
例えば、サンドコアの使用、曲線状で且つ複雑な種々の
コア表面への応用を可能とする接着テープの使用、金属
による粒子の閉じ込めを促進するような六角形で規則的
な粒子配置の使用に加えて、本発明の方法は、複合材料
表面全体上が均一な摩擦特性を有するような複合材料を
与える。
例えば、サンドコアの使用、曲線状で且つ複雑な種々の
コア表面への応用を可能とする接着テープの使用、金属
による粒子の閉じ込めを促進するような六角形で規則的
な粒子配置の使用に加えて、本発明の方法は、複合材料
表面全体上が均一な摩擦特性を有するような複合材料を
与える。
【００３４】本発明及び本発明の有する有利性を更に実
例を挙げて説明するために、以下のような特別な実施例
を示す。なお、これは単に例証として示したものであっ
て限定するものではない。
例を挙げて説明するために、以下のような特別な実施例
を示す。なお、これは単に例証として示したものであっ
て限定するものではない。
【００３５】
【実施例】約２ｍｍの直径の中央値を有し且つその直径
は中央値から０．５ｍｍ以内であるような球状粒子から
なる粉末を支持プレート上に置いた六角形のパターンの
孔を有するメッシュプレート上に散布する。プレートの
厚さは、粒子の半径の中央値より若干大きい。
は中央値から０．５ｍｍ以内であるような球状粒子から
なる粉末を支持プレート上に置いた六角形のパターンの
孔を有するメッシュプレート上に散布する。プレートの
厚さは、粒子の半径の中央値より若干大きい。
【００３６】メッシュプレートを、支持鋼プレートの上
に粒子の半径にほぼ等しい高さまで持ち上げ、過剰の粒
子は掻き落とす。メッシュプレートを、その後、下げて
支持プレート上へ戻して、粒子の頂部がメッシュプレー
トの上面上に盛り上がるようにする。
に粒子の半径にほぼ等しい高さまで持ち上げ、過剰の粒
子は掻き落とす。メッシュプレートを、その後、下げて
支持プレート上へ戻して、粒子の頂部がメッシュプレー
トの上面上に盛り上がるようにする。
【００３７】３Ｍ ４０４型テープからなる接着剤テー
プを粒子パターン上において、軽くプレスして、そし
て、持ち上げて粒子パターンをテープに移す。
プを粒子パターン上において、軽くプレスして、そし
て、持ち上げて粒子パターンをテープに移す。
【００３８】約０．１〜０．２５ｍｍの厚さのセラマボ
ンド５６９からなる接着層を望ましい形状のサンドコア
上へ塗装して、そして、テープをその上に置いて接着剤
と単一の接触点をつくるようにする。
ンド５６９からなる接着層を望ましい形状のサンドコア
上へ塗装して、そして、テープをその上に置いて接着剤
と単一の接触点をつくるようにする。
【００３９】接着剤は５０℃で８時間硬化させて、コア
を冷却させた後、好ましくは室温まで冷却させた後にテ
ープを剥がす。
を冷却させた後、好ましくは室温まで冷却させた後にテ
ープを剥がす。
【００４０】溶鉄を炭化物粒子の周囲に流し込み、複合
層を有する鋳物を製造する。
層を有する鋳物を製造する。
【００４１】鋳物が冷却した後に、コアと共に高温接着
剤が、鋳造物の表面の炭化物から容易に分離する。
剤が、鋳造物の表面の炭化物から容易に分離する。
【００４２】本発明を種々の好適な実施態様の点から詳
述しているが、本発明の趣旨から逸脱することなくなさ
れうる種々の改変、置換、省略及び変更を当業者は理解
できる。従って、本発明の範囲は、請求項に記載した範
囲並びにその均等な範囲を意図している。
述しているが、本発明の趣旨から逸脱することなくなさ
れうる種々の改変、置換、省略及び変更を当業者は理解
できる。従って、本発明の範囲は、請求項に記載した範
囲並びにその均等な範囲を意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】粒子パターンを形成する技術を示している。
【図２】本発明の実施態様の１つによって製造された金
属化合物の粒子の配置構造を示している写真である。
属化合物の粒子の配置構造を示している写真である。
【図３】本発明の実施態様の１つによって製造された金
属化合物の粒子の配置構造を示している写真である。
属化合物の粒子の配置構造を示している写真である。
【図４】本発明の実施態様の１つによって製造された金
属化合物の粒子の配置構造を示している写真である。
属化合物の粒子の配置構造を示している写真である。
Claims (14)
- 【請求項１】 鉄製品に硬質耐摩耗性材料の表層をイン
プレグネーションする方法であって： （ａ）所定の大きさの孔の望ましいパターンを有するメ
ッシュプレートを準備し； （ｂ）粒子を該メッシュプレート上へ散布して、粒子を
実質的にすべての孔に与え； （ｃ）少なくとも一部上に接着剤の層を有する所望の形
状のサンドコアを準備し； （ｄ）接着剤との接触を最小とするように粒子のパター
ンを接着剤の層上へ移送し； （ｅ）接着剤を硬化させて、粒子をサンドコアに定着さ
せ； （ｆ）鉄の溶湯を粒子の周囲に流し込んで、耐摩耗性材
料の表層を有する鉄製品を製造する； 各工程を含む、前記方法。 - 【請求項２】 工程（ｂ）の後に、粒子をメッシュプレ
ート上に置いた接着テープを使用して移送することによ
り粒子のパターンをテープへ移送し、そしてその後に、
工程（ｄ）において接着層上に置き、そして、工程
（ｅ）の後に、剥がす、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 粒子は球状でありかつその直径の平均値
は約２ｍｍ以上である、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 粒子の直径の平均値は約２〜３ｍｍであ
る、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 それぞれの粒子の直径は、直径の中央値
から約０．５ｍｍ以内にある、請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 メッシュプレートは、粒子の直径の中央
値の約１／２から約３／４の間の厚さである、請求項２
に記載の方法。 - 【請求項７】 前記鉄製品はダクチル鋳鉄からなる、請
求項２に記載の方法。 - 【請求項８】 耐摩耗性材料は炭化タングステンを含
む、請求項２に記載の方法。 - 【請求項９】 炭化タングステンは約１２重量％のＣｏ
を含む、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 接着剤は高温接着剤を含む、請求項２
に記載の方法。 - 【請求項１１】 高温接着剤は無機高温接着剤を含む、
請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 （ｇ）製品を冷却し、そして、接着剤
とコアの両方を鉄製品から分離する；工程を更に含む、
請求項２に記載の方法。 - 【請求項１３】 （ｈ）耐摩耗性表面を仕上げる；工程
を更に含む、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 請求項２の方法によって製造された製
品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/564,184 US5190092A (en) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Method of impregnation of iron with a wear-resistant material |
| US564184 | 1990-08-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231166A JPH04231166A (ja) | 1992-08-20 |
| JPH074655B2 true JPH074655B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=24253478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3223353A Expired - Lifetime JPH074655B2 (ja) | 1990-08-08 | 1991-08-08 | 鉄へ耐摩耗性材料をインプレグネーションする方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5190092A (ja) |
| JP (1) | JPH074655B2 (ja) |
| CA (1) | CA2048554A1 (ja) |
| MX (1) | MX9100576A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5267600A (en) * | 1992-01-21 | 1993-12-07 | Deere & Company | Hard facing casting surfaces with wear-resistant sheets |
| US6033791A (en) * | 1997-04-04 | 2000-03-07 | Smith And Stout Research And Development, Inc. | Wear resistant, high impact, iron alloy member and method of making the same |
| GR1004372B (el) * | 2002-09-04 | 2003-10-23 | Κυριακος Καμπακας | Δημιουργια υπερσκληρου επιφανειακου στρωματος σε συνθετα χυτα αντικειμενα |
| CN1318629C (zh) * | 2005-09-05 | 2007-05-30 | 西安交通大学 | 一种制备碳化钨颗粒增强钢基表层复合材料用复合剂 |
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| AU2012240099C1 (en) | 2011-04-06 | 2016-12-01 | Esco Group Llc | Hardfaced wearpart using brazing and associated method and assembly for manufacturing |
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| US9283621B2 (en) | 2012-06-21 | 2016-03-15 | Deere & Company | Method for forming a composite article |
| US9038359B2 (en) | 2012-11-12 | 2015-05-26 | Deere & Company | Rotary implement having hard metallic layer and method therefor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1057069A (en) * | 1912-08-13 | 1913-03-25 | Snead & Co Iron Works | Method of casting tread-surfaces. |
| US1978319A (en) * | 1932-06-16 | 1934-10-23 | Harold W Mowery | Method of making abrasive metal castings |
| US2303046A (en) * | 1942-05-01 | 1942-11-24 | Jesse L Havlick | Method and means for making diamond drill bits |
| DE1508887A1 (de) * | 1966-08-27 | 1970-03-05 | Kloth Senking Ag | Mit stueckigen Einschlusskoerpern versehener Gussteil |
| JPS5125211A (en) * | 1974-08-23 | 1976-03-01 | Tokyo Shibaura Electric Co | Retsushano teiichijidoteishisochi |
| US4024902A (en) * | 1975-05-16 | 1977-05-24 | Baum Charles S | Method of forming metal tungsten carbide composites |
| DE2723353A1 (de) * | 1977-05-24 | 1978-11-30 | Permanence Corp | Metall-wolframkarbid-zusammensetzung und verfahren zu deren herstellung |
| JPS58209466A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-06 | Daiwa Gokin Seisakusho:Kk | 耐摩耗材の粉粒を表面に層状に鋳包んだノンスリツプ兼耐摩耗鋳造品並びにその鋳造法 |
| JPS5976656A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-05-01 | Kobe Steel Ltd | スリツプ防止板の製造方法 |
| GB8519905D0 (en) * | 1985-08-08 | 1985-09-18 | Smit & Sons Diamond Tools | Rotary grinding wheel dressers |
| EP0280830A1 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Battelle Memorial Institute | Method for producing metal or alloy casting, composites reinforced with fibrous or particulate materials |
-
1990
- 1990-08-08 US US07/564,184 patent/US5190092A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-07 CA CA002048554A patent/CA2048554A1/en not_active Abandoned
- 1991-08-07 MX MX9100576A patent/MX9100576A/es unknown
- 1991-08-08 JP JP3223353A patent/JPH074655B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04231166A (ja) | 1992-08-20 |
| US5190092A (en) | 1993-03-02 |
| CA2048554A1 (en) | 1992-02-09 |
| MX9100576A (es) | 1992-04-01 |
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