JPS6089307A - 耐摩耗複合層の製造方法 - Google Patents

耐摩耗複合層の製造方法

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JPS6089307A
JPS6089307A JP58196167A JP19616783A JPS6089307A JP S6089307 A JPS6089307 A JP S6089307A JP 58196167 A JP58196167 A JP 58196167A JP 19616783 A JP19616783 A JP 19616783A JP S6089307 A JPS6089307 A JP S6089307A
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栄 高橋
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、耐摩耗複合層の製造方法、詳しくはプラスチ
ック成形機のシリンダなど耐摩耗性を要求される円筒形
状部品の内径部に適する耐摩耗複合材の被覆層の製造方
法に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
従来、プラスチック成形機のシリンダなどの円筒形状部
品の内径部忙耐摩耗性の被覆層の製造方法として遠心鋳
造法が知られている。この遠心鋳造法は、シリンダの一
方の開口部に鋼板の蓋をし、他の開口部よりセラミック
ス粉末と自溶性合金粉末を添加して鋼板の蓋をした後、
炉中で950〜1250℃に加熱して自溶性合金を溶融
し、次いで炉外へ出してシリンダを回転下に自溶性合金
の融点下に冷却後、炉内で徐冷することによシ複合被覆
層を形成するものである。しかし、この方法は、シリン
ダ内面に均一な厚さの複合被覆層を形成させるためには
、自溶性合金の溶融体とセラミックス粉末の混合物に流
動性を持たせなければならず、そのためセラミックス粉
末に対し、相浩量多くの自溶性合金を加えなければなら
ない。そのためセラミックス粒子と自溶性合金との間の
比重差があると耐摩耗粉末が偏析して均一な複合層が得
られない。すなわち、セラミックス粉末の比重が自溶性
合金の比重より大なる場合はセラミックス粉末がシリン
ダ内壁側に偏析し、複合層を得るためには加工代が多く
要し、加工費がかか)材料も無駄になる欠点があり、一
方、セラミックス粉末の比重が自溶性合金の比重より小
さい場合はセラミックス粉末がシリンダ中心側に偏析し
、このため自溶性合金だけの部分は耐摩耗複合層として
の性質を示さないので材料の無駄となる。
ま大、この方法は、薄肉の被覆ができず、しかも高温の
赤熱部品を回転させるため作業性が悪い等の欠点があっ
た。
〔発明゛の目的〕
それ故、本発明の一般的な目的は、先に述べた多くの欠
点を除去し、偏析のない耐摩耗複合層を所望の厚さに成
形できる被覆方法を提供するにある。
〔発明の要点〕
この目的を達成するため、本発明に係る耐摩耗複合層の
製造方法においては、セラミックス粉末と有機バインダ
ーとを混合してスラリー状とし、このスラリーを回転シ
リンダ内面に注入して回転下に通風乾燥後、金属粉末と
有機バインダーとの混合によシ得られるスラリーを前記
回転シリンダ内に注入し回転下に通風乾燥して所定厚の
2重層を形成した後、加熱して有機バインダー成分を分
解燃焼により完全に除去し、次いで真空中または無酸化
雰囲気中にて加熱してセラミックス層と金属粉末層とが
焼結した耐摩耗性に優れた均一な複合層とすると同時に
、この複合層とシリンダ内面とが拡散層を介して一体的
に結合した均一な複合層を形成せしめることを特徴とす
る6 本発明における金属粉末には次のものを用いる。
(1) N1基自溶性合金(CrO〜20%、B1,0
〜5.0%、S11.5〜5.0%、CI、1%以下P
e 5%以下、残部Ni ) (2) Cog自溶性合金(Cr 0〜24%、B1,
0〜5.0%、S11.5〜5.0%、CI、5%以下
、 k’e 5%以下、 Nf O〜33 % 、残部
Co)以上の自溶性合金の粒度150メツシユ以下のも
のを用いる。自溶性合金を用いる理由は、融点が900
〜1100℃と比較的融点が低く、焼結にあたって高温
炉を必要としないこと、溶融中の粘度が高く、焼結中の
流れ、ダレによる変形が小さいこと、耐摩耗性、耐兼性
が優れていることである。
セラミックス粉末としては、wc 、 vc 。
T、iB2. MoB 、 TiN 、 ZrNなどで
金属粉末の溶融体と携れ性の良いものを用いる。粒度は
約1〜100μ、これらセラミックスの硬度はHv15
00〜3400であシ、優れた耐摩耗性を有する。
有機バインダーとしては、天然または合成の高分子化合
物を水または揮発性溶剤に溶解した粘性溶液で、シリン
ダ内壁にセラミックス層または自溶性合金層を形成させ
る際に、粉末粒子に流動性を付与するために用いる。ま
た1層の乾燥後は、粉末粒子間および粉末粒子とシリン
ダ内壁の間の接着剤の役目を果す。高分子化合物はでき
るだけ低い温度で完全に分解燃焼するものが好ましい。
有機バインダー中の水または揮発性溶剤に対する高分子
化合物の混合割合は約1〜20ffi量%であシ、高分
子化合物および溶剤の混合割合の好適な例は、ポリエス
テルウレタン(8%)/メチルエチルケトン(92%)
ポリアクリル酸メチル(13,5%)/トルエン(86
,5%)、ポリビニルアルコール(3%)/水(97%
) が挙げられる。耐摩耗剤の粉末に対する有機バイン
ダーの混合比は約0.1〜5重量%が好ましい。
シリンダ内壁にスラリーを付着させるには、シリンダの
両端に中心部の開口した蓋をし、シリンダを回転させな
がらセラミックススラリーを所定l゛一方の開口より漏
斗を介して流し込み、スラリーがシリンダ内壁に充分均
一に分布した時、回転通風下に乾燥し、次いで自溶性合
金スラリーヲ流し込み同様にして先のセラミックス層の
上に自溶性合金スラリーが充分均一に分布した時、回転
下に通風乾燥する。
乾燥スラリー層の加熱は、セラミックス粉末および自溶
性合金粉末の結合剤として用いた有機バインダーの高分
子化合物成分を分解燃焼しガス化させるため行う。約3
00〜750℃で、完全にガス化する迄行う。高分子化
合物が分解せずに残ると次の工程で焼結炉内を汚染し、
また耐摩耗複合層中に空孔形成の原因ともなる。
その後の真空中、無酸化雰囲気中での加熱は、セラミッ
クス粉末と自溶性合金粉末との焼結が目的であって、自
溶性合金の融点より50〜200℃高い温度、約100
0〜1600℃にて行う。自溶性合金およびセラミック
ス粉末が酸化、脱炭素されないようにするため、真空中
または無酸化雰囲気中にて行う。この温度で自溶性合金
が溶融し、WC層に浸透し1両者の間に液相焼結が行な
われ、その結果、自溶性合金をマトリックスとしその中
に耐摩耗性の優れたセラミックス粉末が均一に分布した
複合層が形成される。かつ同時にこの複合層とシリンダ
内壁(母材)との間には拡散層が生じ密着強度のすぐれ
た被覆層が得られる。
〔発明の実施例〕
次に実施例によ勺本発明を具体的に説明する。
実施例において使用される自溶性合金及び有機バインダ
ーの組成を下記に一括して表示する。
実施例1 平均粒径10μのWC粉末2警を有機ノ(インダー(1
3−5)2[10m/と混合してセラミックススラリー
とし、第1図に示すように、シリンダ100両端にそれ
ぞれ中心部に開口12を設けた蓋体14.i4を取付け
、一方の蓋体14の開口12より漏斗16を挿通配置し
、前記シリンダ10を約50 Orpmで回転させなが
らその内部に漏斗16を介してスラリー18を流し込ん
だ。その後1回転を続けながらシリンダ10内へ送風を
行い30分間スラリー18を乾燥させ、セラミックス層
20を形成した。次に、粒度250メツシユ以下の自溶
性合金粉末(Ni−2)21&を有機バインダー(B−
3)250dと混合して自溶性合金スラリー22を得、
これを前記と同様にシリンダ100回転作用下に漏斗1
6を介してシリンダ10の内面のセラミックス層200
表面に流し込み、その後送風を行って30分間スラリー
を乾燥させ、均一な自溶性合金層24を形成した(第2
図参照)。その後、完全に乾燥させるため14時間自然
乾燥を行った。
しかる後、シリンダ10を大気中で400℃に60分間
保持してポリビニルアルコールヲ完全に分解燃焼した。
次いで、真空炉中で1100℃にて60分間静止下に加
熱した後炉冷し。
200℃以下で炉出して室温まで空冷した。
得られた複合層は、その断面を顕微鏡写真で観察したと
ころ、第3図および第4図に示すように、N1基自溶性
合金28のマトリックス中にWCの粒子26が均一に分
散分布し、偏析等は全く見られなかった。また、複合層
の厚さは1.0目であり、硬さはHv 830〜132
0であり、しかも母材30 (80M435 )との間
に形成された拡散層62は約25μであシ、母材と強固
に結合されていることが確認された。さらに、この時の
複合層のWCの含有量は約62重量%であった。
実施例2 WCスラリーの有機バインダーは(B−2)であり、自
溶性合金(Ni−13を使用し、有機)(インダー(B
−2)にてスラリーとした以外は実施例1と全く同様に
処理して、複合層の硬さHv700〜1250以外は全
く同じ性質の複合層を得た。
実施例3 WCスラリーの有機バインダーが(B−1)であり、自
溶性合金(Co−1)を使用し、有機バインダー(41
3−1)にてスラリーとした以外は実施例1と同様に処
理して、複合層の硬さHv700〜1200以外は実施
例1のものと全く同じ性質の複合層を得た。
本発明によると、シリンダ内壁に耐摩耗粉末の偏析の寿
い所望厚の、特に薄肉の複合層をシリンダを赤熱して回
転することなく容易に得ることができる。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、この
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の変化をな
し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1においてシリンダを回転下に
WCスラリーを添加する説明図、第2図は同じく自溶性
合金粉末スラリーを添加する説明図、第3図は本発明の
実施例1で得られた複合層の断面の顕微鏡写真(X20
0)とその説明図、第4図は同じく写X(X100)で
ある。 10・・・シリンダ 12・・・開 口14・・・蓋 
体 16・・・漏 斗 18・・、WCC粉末シラ11− 20・・・セラミッ
クス層22・・・自溶性合金スラリー 24・・・自溶性合金層 26・・・WCの粒子 28・・・Ni基自溶性合金 特許川柳(東芝機械株式会社 出動入代et仄 弁理士 浜 1)治βitFl(3,
1 FIG、 3 200 FIO,4 (3z) 手続補正置型 昭和59年2月8日 特許庁長官 若杉和夫 殿 I。 1、事件の表示 昭和58年特許願 第196167号 2、発明の名称 耐摩耗複合層の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都中央区銀座4丁目2番11号名称(345
)東芝機械株式会社 代表者版材 和雄 4、代理人 6、補正の対象 (1)明細書の図面の簡単な説明の閣。 7、補正の内容 +11 yi+駈記載の通り。 特願昭58−196167号 補正書 明細書第14頁第5〜8行 「第3図は・・・・・・である。」を 「第3図は本発明の実施例1で得られた複合層の結晶構
造の断面の顕微鏡写真(x200)とその説明図、第4
図は第3図と同じ複合層の結晶構造の断面の顕微鏡写真
(X100)である。」と補正します。 特許出願人 東芝機械株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) セラミックス粉末と有機バインダーとを混合し
    てスラリー状とし、このスラリーを回転シリンダー内面
    に注入して回転下に通風乾燥後、金属粉末と有機バイン
    ダーとの混合により得られるスラリーを前記回転シリン
    ダ内に注入し回転下に通風乾燥して所定厚の2重層を形
    成した後、加熱して有機バインダー成分を分解燃焼によ
    り完全に除去し、次いで真空中または無酸化雰囲気中に
    て加熱してセラミックス層と金属粉末層とが焼結した均
    一な複合層とすると同時に、この複合層とシリンダ内面
    とが拡散層を介して一体的に結合した均一な複合層全形
    成せ[7めることを特徴とする耐摩耗複合層の製造方法
    。 (2) セラミックス粉末がwc、vc等の金属炭化物
    、Tit32. Mo8等の金属硼化物、TiN 。 ZrN等の金属窒化物、またはこれらの混合物より成る
    群から選択される粉末であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の耐摩耗複合層の製造方法。 (6)金属粉末がNi基自溶性合金粉末またはCO基自
    溶性合金粉末であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の耐摩耗複合層の製造方法。 (4)有機バインダーが天然または合成の高分子物質の
    水または揮発性有機溶剤の溶液から成ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の耐摩耗複合層の製造方法
JP58196167A 1983-10-21 1983-10-21 耐摩耗複合層の製造方法 Granted JPS6089307A (ja)

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JPS6089307A true JPS6089307A (ja) 1985-05-20
JPH0221361B2 JPH0221361B2 (ja) 1990-05-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015157971A (ja) * 2014-02-21 2015-09-03 第一高周波工業株式会社 自溶合金被覆層の形成方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015157971A (ja) * 2014-02-21 2015-09-03 第一高周波工業株式会社 自溶合金被覆層の形成方法

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