JPS63149347A - レ−ザ肉盛用高耐摺動摩耗用銅合金 - Google Patents

レ−ザ肉盛用高耐摺動摩耗用銅合金

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JPS63149347A
JPS63149347A JP61296663A JP29666386A JPS63149347A JP S63149347 A JPS63149347 A JP S63149347A JP 61296663 A JP61296663 A JP 61296663A JP 29666386 A JP29666386 A JP 29666386A JP S63149347 A JPS63149347 A JP S63149347A
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Toshihide Takeda
俊秀 武田
Kazuo Okamura
和夫 岡村
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Komatsu Ltd
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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】 （産業上の利用分野） この発明はレーザ肉盛用の材料に係り、特に耐沼動摩耗
特性のすぐれたレーザ肉盛用の銅合金に関するものであ
る。
（従来の技術） レーザにより銅合金の肉盛りを行うと、レーザ出力、ビ
ーム径（エネルギ密度）、処理速度等が微細にコントロ
ールできて、母材による希釈（母材であるＦｅ成分が溶
けて銅合金の中に入りこみ銅合金をＦｅで希釈する）を
最小限（約３％以下）とし２また０、３〜１．５ｎ位の
薄い肉盛層を必要部分にのみ付与できる。
第３図はレーザを用いて肉盛りを行う場合の装置の概略
図で、１は母材、２は供給パイプ。
３はレーザビーム、４はアルゴンガス等、５は異種金属
粉末、６は肉盛層を示している。
このようにレーザによる肉盛りはほぼ完品寸法に近い形
で肉盛りすることができるので材料歩留りが高い等の基
本的なメリットを存しており、従来Ｃｏ系硬化金属やＮ
＋系硬化金属やステンレススチール等に用いられている
。しかし乍ら銅合金のレーザ肉盛りを行うことは、後記
理由のため現在はとんど用いられていない。
（発明が解決しようとする問題点） 一般にレーザのような高密度エネルギ熱源を用いた肉盛
りにおいては、従来の銅合金をそのまま肉盛りしても次
のような不具合が発生する。
（１）　　黄１ｆｌ（Ｃｕ−Ｚｎ系）の場合、　Ｚｎが
蒸発する。
すなわち、Ｚｎの沸点が９０８℃と低いため、高密度エ
ネルギ密変効源であるレーザを用いる場合１溶融池の、
態度が十数百度以上になって。
蒸発してしまい肉盛できない。
（２１Ｌ　Ｂ　Ｃ（Ｃｕ　−Ｓ　ｎ　−Ｐ　ｂ系）の場
合、スラグの巻き込みが発生する。
レーザによる肉盛りは上述のように高密度エネルギ熱源
のため、処理速度が非常に早く。
レーザにより溶融している時間が０．１〜０．５秒と短
かいためスラグの巻き込みが起こってしまう。
またレーザによる肉盛りの場合、広い面を肉盛りする時
は第４図のように線状の肉盛層を少しずらし乍ろ重ねな
：テればならないので。
第５図に示したように前の肉盛層表面に出来たスラグを
次の肉盛時に巻き込んでしまうことになる。
＋３＋　　’ＰＰに銅合金の場合、　Ｃｏ系硬化金属等
に比べてガスを含み易くガス欠陥発生の原因となる。
この発明は上記不具合を解消巳て１Ｉｆｆｔ摺動摩耗特
性のすぐれたレーザ肉盛用の銅合金を提供することをそ
の目的とする。
（間３点を解決するための手段及び作用）この発明は上
記の点に坩みなされたものであって、　Ｎｉ１〜５％、
　Ｓｉ０．２〜５％、及び脱酸材として８１％以下、Ｐ
２％以下、Ｍｎ３％以下のうち少なくともいずれか１つ
を含んだもの、並びに浅部をＣｕにより銅合金を形成し
、レーザビームにより肉盛りを行うときに高硬度で且つ
高耐沼動特性を有し１　しかもスラグの巻込みがなくガ
ス欠陥の発生を防止することができ、レーザ肉盛り用と
して好適な銅合金を提供する。
（実施例） 以下にこの発明の銅合金について説明する。
高い摺動特性を得るためには、熱伝導率が高いことと融
点が高いことが要求される。上記要請に鑑みこの発明に
係る銅合金はＮ４１〜５％。
Ｓｉ０．２〜５％及び脱酸材として８１％以下、Ｐ２％
以下、Ｍｎ３％以下のうち少なくとも１つを含んだもの
、並びに浅部にＣｕとした銅合金を開発した。
すなわちＣｕ、　Ｎｉ、　Ｓｉを基本成分としたもので
。
ＮｉとＳｉは時効処理によってＮｉ１Ｓｉ　の化合物を
作り硬さ上昇に役立つものである。従ってＮｉＳｉの化
合物比でＮｉとＳｉの添加量を決定する。しかし乍らＮ
ｉが３％を超えると特に高面圧での曜動時焼付けが起る
ことがあり、　Ｎ１ｚＳｆを２〜３％含む成分構成が最
適であるが、　Ｎ４１〜５％、　Ｓｉ０．２〜５％の範
囲ならば特に支障はない。
なおＮ１ｚＳｉを２〜３ン６含む成分をレーザ肉盛りし
、５００℃、１時間時効処理すると１ｗ４合金としては
非常に高硬度であるＨえＢ９０程度が得られた。
またＳｉ、　　Ｂ、　　Ｐ、　Ｍｎなどは酸素と結合し
、溶融している銅合金の表面に浮き上がって来て。
このように銅合金の比重は約数分の一程度の非常に軽い
スラグを強制的に生成させて５比重差により上方に分離
することによって、スラグ巻き込みを防止する。
このようにＳｉ、　　Ｂ、　　Ｐ、　Ｍｎは脱酸材とし
てのイ肋きを存し、特に８１％以下、Ｐ２％以下、門口
３％以下のうち少なくとも１つのものを用いれば、その
脱酸作用によりガス欠陥を防止できる。
さらに上記合金に微細なセラミックス粒子を分散肉盛り
することによって一層すぐれたｉ′ｉｔ　Ｆｊ耗特性が
得られる。この場合に用いるセラミックスはＦ（ｖ２．
０００以上であれば後述するように。
はとんど何でもよく１粒度的には数μｍ程度のものであ
り１　試験結果では０．０１％程度を添加したものが最
も高いＰＶ値が得ろれている。
上記ＰＶ値向上の効果をもつセラミックスとしては１例
えばＭｏＪｓ、　ＭｏＢ、　ｓｉｃ、　５ｉｚＮａ、　
　へ１２０３等があり、これらのセラミックスの中かる
任意のものを１つ以上で合計３０％以下で含むようにす
るのがよい。
また上記合金において、一般に摺動用銅合金によく添加
される５ｎ（８〜１５％）、やＰｂ（８〜１．：＋％）
を添加してもよい。
つぎに実施例を示す。
第３図に示した装置を用い第１図の表りこ示した成分の
銅合金を肉盛りし、躍動摩耗試験を行なったところ、第
２図に示すように従来のものに比べてきわめてすぐれた
摺動特性が得られた。
（発明の効果） この発明は以上詳述したようにして成るので。
つまりＮｉやＳｔ等の硬度上昇元素と脱酸材としてＢ、
Ｐ、Ｍｎ等のうち少な（とも１つを含んだものとで組成
される銅合金であるので、レーザのような高宙度エネル
ギ熱源を用いた肉盛りに適切な銅合金が得られる。すな
わちＣｕ、　Ｎｉ、　Ｓｉが基本成分としであるので熱
伝導率並びに融点が高く硬度が向上され１高摺動特性が
すぐれたものとなり、またＳｉ、　　Ｂ、　　Ｐ、　Ｍ
ｎの脱酸作用によリスラグ巻込みが防止されてガス欠陥
が生じることもない、従ってこの発明の銅合金を用いれ
ば、従来則合金に対してほとんど実施［Ｕ難とされてい
たレーザによる肉盛りが可能となるため。
冷却速度が早くなるので微細な結晶粒となって耐摺動摩
耗性特性のすぐれたものが得ちれる。
このようにこの発明の銅合金によってレーザによる肉盛
りを十分に活用でき、薄い肉盛りや完品寸法に近い銅合
金の肉盛りを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例の銅合金の各成分の比率を示
す表、第２図は第１図のものの摺動摩耗試験漬菜を公知
のものと比較して示したグラフ、第３図はレーザビーム
による肉盛りを図解的に示したもの、第４図及び第５図
はそれぞれレーザビームにより肉盛りを行う場合の肉盛
層並び２こスラグに関する説明図である。 特許出願人　　　株式会社小松製作所 代理人　（弁理士）松　１　　統 第　２　■ 第　３　図 １１４図 ＩＩ　５　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Ｎｉ１〜５％、Ｓｉ０．２〜５％及び脱酸材としてＢ１
    ％以下、Ｐ２％以下、Ｍｎ３％以下のうち少なくともい
    ずれか１つを含んだもの、並びに残部をＣｕとした、レ
    ーザ肉盛用高耐摺動摩耗用銅合金。
JP61296663A 1986-12-15 1986-12-15 レ−ザ肉盛用高耐摺動摩耗用銅合金 Pending JPS63149347A (ja)

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