JPS6233090A

JPS6233090A - 粉末肉盛用合金粉末

Info

Publication number: JPS6233090A
Application number: JP60171606A
Authority: JP
Inventors: Hirokimi Takeuchi; 竹内　宥公; Masa Nagata; 永田　雅; Shigeo Hanashima; 花嶋　繁雄
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1985-08-02
Filing date: 1985-08-02
Publication date: 1987-02-13
Also published as: JPH0532158B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、粉末肉盛溶接に利用される粉末肉盛用Ｃｏ
基合金粉末に関するものである。

（従来の技術）基体の表面に耐食・耐熱性あるいは耐摩耗性等を付与し
、または基体表面の前記特性をさらに向上させるために
、肉盛溶Ｐａ（Ｓｕｒｆａｃｉｎｇ）を行うことが多い
。

この肉盛溶接法としては、種々のものが開発されている
が、とくに粉末を溶加材としかつプラズマアークを熱源
とする粉末肉盛溶接法は、溶加棒を用いる酸素アセチレ
ン溶接法、ＴＩＧ溶接法などに比較して、高速でかつ自
動化しやすいことから、近年とくに注目を集めるように
なっている。

この粉末肉盛溶接において使用される合金粉末は、■溶
融合金に対してガス噴霧を行ったのちガス中で冷却する
方法、■溶融合金に対してガス噴霧を行ったのち液（水
）中で冷却する方法、■溶融合金に対して液（水）噴霧
を行う方法、■溶融合金に対して遠心力を加える方法、
■溶融合金を高速回転するロールの隙間に流下させる方
法。

などによって製造される。

このような粉末製造法において、溶融合金がアトマイジ
ングによって粉化したのちの冷却速度が小さいときには
、溶融粉体の表面張力によって球状化するが、冷却速度
が大きいときには、溶融粉体が球状化する以前に凝固し
てしまうので、不規則形状の粉末となる。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上記した不規則形状の粉末は、その長短比が
大きく、かつ一定していないものであるため、この粉末
を粉末肉盛用の粉末として用いた場合には、当該粉末の
送給性が劣ることとなる。

そのため、従来においては、粉末の送給機構に種々の工
夫がなされてきたが、それでも、粉末の送給むらによる
ビード形状の不良、例えば、湯切れ、肉盛金属のビード
幅の不均一・などの不良が発生しやすいという問題点が
あった。

一方、冷却速度の小さいガス噴霧法により製造した粉末
は、その長短比が小さい球形状をなすた、　め、粉末の
送給性が良好であり、したがってビード形状も良好なも
のとなる。

しかしながら、ビード形状は良好となるものの、肉盛金
属内にブローホールを生ずることがあるという問題点が
あった。

この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、粉末の送給性に優れているため、湯切れやビー
ト幅の不均一などの不具合が発生せず、ビード形状が良
好であると同時に、肉感金属中にブローホールが発生し
ない粉末肉盛溶接を行うことが可能である粉末肉盛用Ｃ
ｏ基合金粉末を提供することを目的としている。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明による粉末肉盛溶接用合金粉末は、粉末肉盛溶
接に使用されるＣｏ基合金粉末であって、より望ましく
は長短比が１．５以下の球形状をなし、酸素量が０．０
１〜０．５０重量％でかつ窒素量が０，３０重量％以下
であることを特徴としている。

この発明による粉末肉盛用合金粉末は、上述したように
、酸素量が０．０１重量％以上のものであるが、この理
由は、粉末肉盛溶接後の肉盛金属中のブローホールをで
きるだけなくすためである。そして、肉盛金属中のブロ
ーホールをなくす観点からは粉末中の酸素量は０．５０
重量％以下とすれば十分であり、より望ましくは０．０
２〜０．３０重量％の範囲とする。また、窒素量は０．
３０重量％以下とすることによって肉盛金属中における
ブローホールの発生を低減ないしは解消することが可能
となる。

この発明による粉末肉盛溶接用Ｃｏ基合金粉末は、基体
表面の耐摩耗性、耐熱性、耐食性、＃薬品性等を高める
ために粉末肉盛溶接する際に用いられるが、このＣｏ基
合金粉末の好ましい成分範囲としては、重量％で、Ｃ：
０．０５〜３．０％、Ｓｉ：５．０％以下、Ｍｎ：３．
０％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、
Ｃｕ：３．０％以下、Ｎｉ：３０％以下、Ｃｒ：１０〜
４０％、Ｗ：２０％以下、Ｍ　ｏ　：　２０％以下、Ｂ
：３．０％以下、Ｆｅ：５％以下、Ｎｂ：３．０％以下
、Ｔａ：３．０％以下、Ｖ：３．０％以下、Ｚｒ：３．
０％以下、Ｎ：０．３０％以下、Ｏ：０．Ｏ２Ｎ２．５
０％、残部Ｃｏおよび不純物よりなるものがより好まし
い。

この組成において、Ｃは炭化物を形成して硬さおよび高
温強度を高めるのに有効であるので、より望ましくは０
．０５％以上含有させるが、多すぎると靭延性が低下す
るので、より望ましくは３．０％以下とするのがよく、
Ｓｉは肉盛金属中の非金属介在物を減少させるので、よ
り望ましくは５．０％以下の範囲で添加するのもよく、
Ｍｎは肉盛金属の清浄度を高めるので、より望ましくは
３．０％以下の範囲で添加するのがよく、ＰおよびＳは
肉盛金属の靭性を害するので、より望ましくはいずれも
０．０３％以下に規制するのがよい、また、Ｃｕは強度
を向上させるので３．０％までは添加してもよく、Ｎｉ
は耐食性の向上に寄与するので３０％までは添加しても
よい、さらに、Ｃｒは耐食性および耐摩耗性を向上させ
るので、より望ましくは１０％以上添加させるのもよい
が、多すぎると靭性が低ｒするので、より望ましくは４
０％以ドとするのがよい。さらにまた。

Ｗは耐摩耗性を向上させるので２０％まで添加してもよ
く、Ｍｏは耐食性および強度を増大させるので２０％ま
では添加してもよく、Ｂは強度を向上させるので３．０
％までは添加してもよ〈。

Ｆｅは肉盛金属の特性を害することなく粉末のコストを
低下させることができるので５％以ドまでは添加しても
よく、強度を向上させるためにＮｂを３．０％以下まで
、Ｔａを３．０％以丁まで、■を３．０％以ｒまで、Ｚ
ｒを３．０％以下までそれぞれ添加してもよい。

この発明による粉末肉盛用合金粉末は、より望ましくは
上記の成分範囲をもつＣｏ基合金からなるものであり、
より好適には長短比が１．５以下の球形状をなすもので
ある。このような球形状をなす粉末は、粉化された溶融
金属がその表面張力によって球状化したあと凝固する冷
却速度を伴う製造手法１通常はガス噴霧法が用いられる
。

この発明による粉末肉盛用合金粉末は、Ｃｏ基合金粉末
中において、酸素を０．０１−０．５０％の範囲で含有
または付着させるとともに、Ｎｕを０．３０％以下に規
制することによって、肉盛金属内でブローホールが発生
するのを防ぐようにしたが、このような酸素量とするに
は、例えば、 ■Ｃｏ基合金を溶製する際の溶融金属中の酸素量を調整
する方法、 ■噴霧ガス中の酸素量を調整する（必要に応じて噴霧ガ
スに酸素を添加する）方法、 ■噴霧雰囲気中の酸素量を調整する方法。

■粉末を熱処理してその表面を酸化する方法。

■粉末を酸洗してその表面を酸化する方法、などがあり
、これらの単独および組合わせによる方法を採用するこ
とができる。また、そのは力）、平均酸素量が０．０１〜０，５０％となるようにするこ
ともできる。

（実施例１）Ｃｏ基合金を溶製したのち、このＣｏ基合金溶湯をＮ２
ガスを使用したガス噴霧法により粉化し、Ｎ２ガス中の
酸素量が３００〜１１０００ｐｐであるように調整した
チャン／、り一内のガス雰囲気中で冷却してＧｏ基合金
粉末を製造した。

そして、各粉末の成分を調べたところ、第１表のＮｏ、
　　ｌ　、　２に示す結果であった。

また、比較のために、Ｃｏ基合金溶湯をＮ２ガスを使用
したガス噴霧法により粉化し、酸素を添加しないＮ２ガ
ス雰囲気中でそのまま冷却してＣｏ３合金粉末を製造し
、酸素付加処理を行わなかった粉末を用意した。この粉
末の成分を第１表のＮ００３に示す。

さらに、比較のために、Ｃｏ基合金溶湯をＮ２ガスを使
用したガス噴霧法により粉化したのち水意した。この粉
末の成分を第１表のＮ０１４に示次に、第１表のＮｏ、
　　１〜４に示した組成の各粉末の球状度（長短比）、
流動塵（ＪＩＳ法）を調べたところ、同じく第１表に示
す結果であり、ガス噴霧したのち水中冷却したＮｏ、　
４の粉末は不規則形状であるため長短比が大きく、流動
塵があまり良くない。

続いて、第１表に示した粉末を使用して、第２表に示す
条件で基体表面に粉末肉盛溶接を行った。なお、使用し
た粉末の粒径は一６０〜＋３５０ｍｅＳｈのものである
。

第２表次いで、肉盛溶接金属中におけるバルブ１００本中のブ
ローホールの平均個数をＸ線により調べたところ、第１
表に示す結果であった。

さらに、肉盛溶接金属の外観不良率をバルブ１００本に
ついて調べたところ、同じ〈第１表に示す結果であった
・第１表に示すように、この発明による粉末肉盛用合金粉
末を用いたＮｏ、　１　、２の場合には、適量の酸素を
有しているため肉盛溶接金属中のブロー−ホール発生が
ほとんどなく、また、粉末の流動塵が高いため湯切れや
ビード幅の不均一といった不具合がなく、外観不良のな
い良好な溶接ビード形状を得ることができた。

これに対して、酸素量が少ないＮｏ、　３の粉末を用い
て肉感溶接を行った場合には、肉盛溶接金属中のブロー
ホールが多く、また、長短比の大きい不規則形状である
Ｎｏ、　４の粉末を用いて肉盛溶接を行った場合には、
溶接ビード形状が良くなく外観不良率が高いという好ま
しくない結果となった。

（実施例２）Ｃｏ基合金を溶製したのち、このＣｏ基合金溶湯をＮ２
ガスを使用したガス噴霧法により粉化し、そのままガス
雰囲気中で冷却してＣｏ基合金粉末を製造した。

次いで、前記粉末を大気雰囲気中で６００℃×１時間（
Ｎｏ、５（７）場合）および５時間（ＮＯ，６＋７）場
合）の加熱を行って酸化させた。そして、各粉末の成分
を調べたところ、第３表のＮｏ、　５　、６に示す結果
であった。

また、比較のために、Ｃｏ基合金溶湯をＮ２ガスを使用
したガス噴霧法により粉化し、酸素を添加しないＮ２ガ
ス雰囲気中でそのまま冷却してＣｏ基合金粉末を製造し
、酸素処理を行わなかった粉末を用意した。この粉末の
成分を第３表のＮｏ、７に示す。

次に、第３表のＮｏ、　５〜７に示した組成の各粉末の
球状度（長短比）、流動塵（ＪＩＳ法）を調べたところ
、同じく第３表に示す結果であった。

続いて、第３表に示した粉末を使用して、第４表に示す
条件で基体表面に粉末肉盛溶接を行った。なお、使用し
た粉末の粒径は一６０〜＋３５０ｍｅｓｈのもノテある
。

第　　　　４　　　　表次いで、肉盛溶接金属中におけるバルブ１００本中のブ
ローホールの平均個数をｘ！！ａにより調べたところ、
第３表に示す結果であった。

さらに、肉盛溶接金属の外観不良率をバルブ１００本に
ついて調べたところ、同じく第３表に示す結果であった
。

第３表に示すように、この発明による粉末肉盛用合金粉
末を用いたＮｏ、　５　、６の場合には、適量の酸素を
有しているため肉盛溶接金属中のブローホール発生がほ
とんどなく、また、粉末の流動度が高いため湯切れやビ
ード幅の不均一といった不具合がなく、外観不良のない
良好な溶接ビード形状を得ることができた。

これに対して、酸素量が少ないＮ０１７の粉末を用いて
肉盛溶接を行った場合には、肉盛溶接金属中のブローホ
ールが多いという好ましくない結果となった。

［発明の効果コ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粉末肉盛溶接に使用するＣｏ基合金粉末であって
、球形状をなし、酸素量が０．０１〜０．５０重量％で
かつ窒素量が０．３０重量％以下であることを特徴とす
る粉末肉盛用Ｃｏ基合金粉末。
（２）Ｃｏ基合金粉末の酸素量が、０．０２〜０．３０
重量％である特許請求の範囲第（１）項記載の粉末肉盛
用Ｃｏ基合金粉末。
（３）Ｃｏ基合金粉末の組成が、重量％でＣ：０．０５
〜３．０％、Ｓｉ：５．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下
、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｕ：３
．０％以下、Ｎｉ：３０％以下、Ｃｒ：１０〜４０％、
Ｗ：２０％以下、Ｍｏ：２０％以下、Ｂ：３．０％以下
、Ｆｅ：５％以下、Ｎ：０．３０％以下、Ｏ：０．０１
〜０．５０％、残部Ｃｏおよび不純物よりなる特許請求
の範囲第（１）項または第（２）項記載の粉末肉盛溶接
用Ｃｏ基合金粉末。
（４）残部Ｃｏ中に、Ｎｂ：３．０％以下、Ｔａ：３．
０％以下、Ｖ：３．０％以下、Ｚｒ：３．０％以下を含
有する特許請求の範囲第（３）項記載の粉末肉盛用Ｃｏ
基合金粉末。
（５）球形状をなす合金粉末は、長短比が１．５以下で
ある特許請求の範囲第（１）項ないし第（４）項のいず
れかに記載の粉末肉盛用Ｃｏ基合金粉末。
（６）酸素を有する合金粉末は、噴霧ガス中の酸素量を
調整して酸素を付加させたものである特許請求の範囲第
（１）項ないし第（５）項のいずれかに記載の粉末肉盛
用Ｃｏ基合金粉末。
（７）酸素を有する合金粉末は、熱処理して酸化させる
ことにより酸素を付加させたものである特許請求の範囲
第（１）項ないし第（６）項のいずれかに記載の粉末肉
盛用Ｃｏ基合金粉末。