JPS6326295A - 耐食耐摩耗合金及びその複合シリンダ - Google Patents
耐食耐摩耗合金及びその複合シリンダInfo
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- JPS6326295A JPS6326295A JP16945886A JP16945886A JPS6326295A JP S6326295 A JPS6326295 A JP S6326295A JP 16945886 A JP16945886 A JP 16945886A JP 16945886 A JP16945886 A JP 16945886A JP S6326295 A JPS6326295 A JP S6326295A
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- JP
- Japan
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- resistant
- wear
- corrosion
- alloy
- composite cylinder
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- Pending
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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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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。
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]
本発明は耐食性及び耐摩耗性にすぐれた合金に関し、特
にプラスチックの射出成形機や押出成形機等のシリンダ
の耐食性及び耐摩耗性を高めるのに適当な合金及びその
複合シリンダに関する。
にプラスチックの射出成形機や押出成形機等のシリンダ
の耐食性及び耐摩耗性を高めるのに適当な合金及びその
複合シリンダに関する。
[従来の技vj]
プラスチック成形砂用シリンダは樹脂又は樹脂中の添加
剤による腐蝕の防止のために、耐摩耗性のほかに耐食性
に優れていることが要求される。
剤による腐蝕の防止のために、耐摩耗性のほかに耐食性
に優れていることが要求される。
しかし従来から知られている耐摩耗合金、たとえば鉄系
の特殊鋼では・耐食性が必ずしも十分ではない。また従
来合金には一般に耐食性が良ければ耐摩耗性が劣るとい
う欠点があり、シリンダ等のライニングとして用いた場
合に、寿命の点で問題があった。しかも近年充填材入り
の樹脂、特にプラスチックマグネット、ゴムマグネット
等の摩耗作用の激しい樹脂やセラミック等の材料が射出
成形されるようになり、従来の特殊鋼ではますます要求
を満足できなくなってきた。
の特殊鋼では・耐食性が必ずしも十分ではない。また従
来合金には一般に耐食性が良ければ耐摩耗性が劣るとい
う欠点があり、シリンダ等のライニングとして用いた場
合に、寿命の点で問題があった。しかも近年充填材入り
の樹脂、特にプラスチックマグネット、ゴムマグネット
等の摩耗作用の激しい樹脂やセラミック等の材料が射出
成形されるようになり、従来の特殊鋼ではますます要求
を満足できなくなってきた。
同様の用途の合金は例えば特公昭56−53626号公
報に開示されている。
報に開示されている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら上記合金でも十分な耐摩耗性と耐食性を有
していないという問題がある。
していないという問題がある。
従って、本発明の目的は従来合金の欠点のない耐食耐摩
耗合金を提供することである。
耗合金を提供することである。
さらに本発明の目的はかかる耐食耐摩耗合金をライナー
として有する複合シリンダを提供することである。
として有する複合シリンダを提供することである。
[問題点を解決するための手段]
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は特定の組
成の合金粉末と硬質粒子との混合物を母材上に粉体肉盛
溶接することにより、耐食性及び耐摩耗性に優れた合金
及びその複合シリンダを得ることができた。
成の合金粉末と硬質粒子との混合物を母材上に粉体肉盛
溶接することにより、耐食性及び耐摩耗性に優れた合金
及びその複合シリンダを得ることができた。
すなわち本発明の耐食耐摩耗合金は、重量でCr5.0
〜20.0%、81.0〜5.0%、Fe10.0%以
下、Si0.5〜5.0%、C1゜5%以下及び残部が
Ni及び不可避的不純物よりなる合金の粉末に、周期律
表の第1VA、MA、VIA族の炭化物の1種または2
種以上からなる粒径が10〜300μmの硬質粒子を混
合後の体積%で5〜40%混合し、母材の表面に粉体肉
盛溶接してなることを特徴とする。
〜20.0%、81.0〜5.0%、Fe10.0%以
下、Si0.5〜5.0%、C1゜5%以下及び残部が
Ni及び不可避的不純物よりなる合金の粉末に、周期律
表の第1VA、MA、VIA族の炭化物の1種または2
種以上からなる粒径が10〜300μmの硬質粒子を混
合後の体積%で5〜40%混合し、母材の表面に粉体肉
盛溶接してなることを特徴とする。
また本発明の耐食耐摩耗複合シリンダは重量でCr5.
0〜20.0%、81.0〜5.0%、Fe10.0%
以下、Si0.5〜5.0%、C1,5%以下及び残部
がNi及び不可避的不純物よりなる合金の粉末に、周期
律表の第1VA、VA。
0〜20.0%、81.0〜5.0%、Fe10.0%
以下、Si0.5〜5.0%、C1,5%以下及び残部
がNi及び不可避的不純物よりなる合金の粉末に、周期
律表の第1VA、VA。
VIA族の元素の炭化物の1種または2種以上からなる
粒径が10〜300μmの硬質粒子を混合後の体積%で
5〜40%混合分散させ、シリンダの母材表面に粉体肉
盛溶接してなることを′#徴とする。
粒径が10〜300μmの硬質粒子を混合後の体積%で
5〜40%混合分散させ、シリンダの母材表面に粉体肉
盛溶接してなることを′#徴とする。
本発明における肉成層の基地を形成する合金の成分の限
定理由は、以下の通りである。
定理由は、以下の通りである。
Cr:Ni基地中に固溶し、基地の硬さの向上に有効で
あり、またCと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を高
める。しかし5.0重量%未満では、耐摩耗性及び耐食
性が不十分であり、20.0重量%を越えると脆性を増
すので、その含有量は5゜0〜20.0重量%である。
あり、またCと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を高
める。しかし5.0重量%未満では、耐摩耗性及び耐食
性が不十分であり、20.0重量%を越えると脆性を増
すので、その含有量は5゜0〜20.0重量%である。
好ましい範囲は10。
O〜18.0重量%である。
8 :組織中に高硬度の硼化物を析出させるので合金の
硬さを高め、また耐摩耗性を向上させるのに効果があり
、さらに溶融点を下げる効果がある。しかし、1重量%
未満では十分な硬さが得られず、溶融点も高く、肉盛後
の肉盛層の収縮代が大きくなるためシリンダの変形や肉
盛層への拍張応力の作用が大きくなる等の問題がある。
硬さを高め、また耐摩耗性を向上させるのに効果があり
、さらに溶融点を下げる効果がある。しかし、1重量%
未満では十分な硬さが得られず、溶融点も高く、肉盛後
の肉盛層の収縮代が大きくなるためシリンダの変形や肉
盛層への拍張応力の作用が大きくなる等の問題がある。
また5゜0重量%を超えると合金は脆くなり、肉盛層に
冷却時クラックを生じやすくなる。従ってBの範囲は1
.0〜5.0重量%である。好ましい範囲は2.4〜4
.0重量%である。
冷却時クラックを生じやすくなる。従ってBの範囲は1
.0〜5.0重量%である。好ましい範囲は2.4〜4
.0重量%である。
Fe:基地の靭性向上に有効であるが、10゜0重量%
を超えると基地の硬さを低下させ、また耐食性も低下さ
せる。従ってその上限は10.0重量%である。好まし
い範囲は3〜6重示重量ある。
を超えると基地の硬さを低下させ、また耐食性も低下さ
せる。従ってその上限は10.0重量%である。好まし
い範囲は3〜6重示重量ある。
Sl:基地の高硬度化に有効で、またIK!酸元木元素
ても必要である。しかし0.5重量%未満の添加では、
十分な硬さが得られず、また5、0重量%を超えると靭
性を悪化させるので、その範囲は0.5〜5.0重量%
である。好ましい範囲は2.0〜4,0重量%である。
ても必要である。しかし0.5重量%未満の添加では、
十分な硬さが得られず、また5、0重量%を超えると靭
性を悪化させるので、その範囲は0.5〜5.0重量%
である。好ましい範囲は2.0〜4,0重量%である。
C:Niに固溶して強度を高めるとともに、合金元素と
結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し、1.50重量%を超えると靭性を低下させるので、
1.50重量%以下の添加量である。好ましい添加量は
0.4〜1.0重量%である。
結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し、1.50重量%を超えると靭性を低下させるので、
1.50重量%以下の添加量である。好ましい添加量は
0.4〜1.0重量%である。
なおNiは基地を構成する主要元素であり、フッ素系ガ
ス雰囲気をはじめ各種雰囲気に対する耐食性が高い。ま
た8と結合して硼化物を析出し、基地の硬さを高めると
ともに硼化物を分散させ、耐摩耗性を高める。Niは不
可避的不純物を除き上記添加元素以外の残部を占める。
ス雰囲気をはじめ各種雰囲気に対する耐食性が高い。ま
た8と結合して硼化物を析出し、基地の硬さを高めると
ともに硼化物を分散させ、耐摩耗性を高める。Niは不
可避的不純物を除き上記添加元素以外の残部を占める。
本発明では耐摩耗性を向上させるために周期律表の第J
VA、VA、VIA族の元素の炭化物の1種又は2種以
上からなる硬質粒子を合金中に分散させる。好ましい炭
化物はWC,NbC,T i C及びVCである。
VA、VA、VIA族の元素の炭化物の1種又は2種以
上からなる硬質粒子を合金中に分散させる。好ましい炭
化物はWC,NbC,T i C及びVCである。
硬質粒子の吊は肉盛層の5〜40体槓%を占める。硬質
粒子が5体積%未満だと所期の耐摩耗性向上効果が得ら
れず、40体積%を超えると肉盛層にクラックが生じや
すくなる。
粒子が5体積%未満だと所期の耐摩耗性向上効果が得ら
れず、40体積%を超えると肉盛層にクラックが生じや
すくなる。
また硬質粒子の粒径は10〜300μmである。
粒径が300μmを超えると肉盛層にクラックが生じや
すく、10μm未満では肉盛中に基地合金中への固溶が
過度に進行する。またこれらの粒子は母合金との比重の
相違が大きいので、粉体肉盛溶接中における粒子の偏在
を防止するために、粒径が10〜100μmの範囲にあ
るのが好ましい。
すく、10μm未満では肉盛中に基地合金中への固溶が
過度に進行する。またこれらの粒子は母合金との比重の
相違が大きいので、粉体肉盛溶接中における粒子の偏在
を防止するために、粒径が10〜100μmの範囲にあ
るのが好ましい。
肉盛層の厚さは、肉盛後の冷却時の収縮によるクラック
の発生を防止するために、比較的小さくするのが有利で
ある。このため本発明においては肉i層の厚さは加工前
の状態で101R#1以下が好ましい。
の発生を防止するために、比較的小さくするのが有利で
ある。このため本発明においては肉i層の厚さは加工前
の状態で101R#1以下が好ましい。
本発明の耐食耐摩耗合金の肉盛層は溶接により形成され
るので、拡散層を介して母材と強固に結合し、耐剥離性
が大きい。
るので、拡散層を介して母材と強固に結合し、耐剥離性
が大きい。
次に、本発明のシリンダ母材について述べる。
本発明の肉盛層は脆くてクラックが発生しやすい材質で
ある。母材に粉体内盛溶接された後は母材に比べて高温
状態から冷却されるので冷却にともなう収縮mtfi母
材よりも大きくなって、引張応力によるクラックが発生
しやすい。この傾向は硬質粒子の混合量が別人づるほと
顕著になる。そこで特に硬質粒子の混合量の多い肉盛材
料を使用する場合には、熱膨張(収縮)係数が大きいオ
ーステナイト系材料を肉盛用母材として使用するのが、
肉盛層のクラック防止の観点から有利である。即ち、母
材は熱膨張(収縮)係数が大きいため、肉盛後は大きく
収縮して肉盛層の収縮量に追従し得るものとなる。さら
に、冷却時には変態が起こらずオーステナイト状態のま
まであるので塑性変形能も高い。ただし、母材は硬さが
低すぎると母材として必要とされる強さが不足するので
、硬さはH8121以上程度は必要である。
ある。母材に粉体内盛溶接された後は母材に比べて高温
状態から冷却されるので冷却にともなう収縮mtfi母
材よりも大きくなって、引張応力によるクラックが発生
しやすい。この傾向は硬質粒子の混合量が別人づるほと
顕著になる。そこで特に硬質粒子の混合量の多い肉盛材
料を使用する場合には、熱膨張(収縮)係数が大きいオ
ーステナイト系材料を肉盛用母材として使用するのが、
肉盛層のクラック防止の観点から有利である。即ち、母
材は熱膨張(収縮)係数が大きいため、肉盛後は大きく
収縮して肉盛層の収縮量に追従し得るものとなる。さら
に、冷却時には変態が起こらずオーステナイト状態のま
まであるので塑性変形能も高い。ただし、母材は硬さが
低すぎると母材として必要とされる強さが不足するので
、硬さはH8121以上程度は必要である。
母材はまたCrMOM、Ni Cr Mo鋼又は構
造用炭素鋼等により形成することもできる。
造用炭素鋼等により形成することもできる。
この種の材料を使用する場合、前記オーステナイト系母
材に比べて熱膨張(収縮ン係数が小さく、かつ変形能も
小さいので、肉盛層に高い引張応力が発生し、クラック
が生じるおそれがある。そのため肉盛用合金中の硬質粒
子は5〜20体積%とし、また肉盛による全体の昇温を
少なくして絶対収縮量を少なくする必要があるので、肉
盛厚さは加工前の状態で5 tntn以下とするのが好
ましい。
材に比べて熱膨張(収縮ン係数が小さく、かつ変形能も
小さいので、肉盛層に高い引張応力が発生し、クラック
が生じるおそれがある。そのため肉盛用合金中の硬質粒
子は5〜20体積%とし、また肉盛による全体の昇温を
少なくして絶対収縮量を少なくする必要があるので、肉
盛厚さは加工前の状態で5 tntn以下とするのが好
ましい。
Cr−Mo鋼又はNi−Cr−MOJIIとして好まし
い組成範囲は、重量でG0.2〜0.55%、5iO0
1〜0.6%、Mn0.2〜1.2%、Cr0.7〜1
.2%、Mob、05〜0.5%、NiO又は2.0%
以下及び残部Fe及び不可避的不純物である。
い組成範囲は、重量でG0.2〜0.55%、5iO0
1〜0.6%、Mn0.2〜1.2%、Cr0.7〜1
.2%、Mob、05〜0.5%、NiO又は2.0%
以下及び残部Fe及び不可避的不純物である。
[実施例1
本発明をさらに以下の実施例により詳細に説明する。
実施例1
表1に示す各種の合金粉末及び粒径50μmの硬質粒子
を用い、5IJS304の内径100m#I、外径15
0aa及び長さ800zのシリンダの内面に粉体肉盛溶
接を行った。得られた肉盛層を仕上加工し、硬さ、摩耗
減量及び各種薬品に対重る耐食性について試験した。ま
た比較のために従来材として5KDI 1 (1,52
0−0,28i−0゜43Mn−12,2Cr−0,9
5Mo−0,31Vl)を用い、同様に肉盛層を形成し
て耐摩耗性及び耐食性の試験を行った。結果を表2に示
す。
を用い、5IJS304の内径100m#I、外径15
0aa及び長さ800zのシリンダの内面に粉体肉盛溶
接を行った。得られた肉盛層を仕上加工し、硬さ、摩耗
減量及び各種薬品に対重る耐食性について試験した。ま
た比較のために従来材として5KDI 1 (1,52
0−0,28i−0゜43Mn−12,2Cr−0,9
5Mo−0,31Vl)を用い、同様に肉盛層を形成し
て耐摩耗性及び耐食性の試験を行った。結果を表2に示
す。
なお表2中において、摩耗減量は従来材(SKD”11
)の摩耗量を100とし、その他の肉盛材については割
合(指数)で示す。
)の摩耗量を100とし、その他の肉盛材については割
合(指数)で示す。
表 1
表 2
SKDl 1 (N0.8>(7)11合t100とし
た。
た。
表2に示す結果から、本発明の合金は優れた耐摩耗性及
び耐食性を有することが分かる。
び耐食性を有することが分かる。
実施例2
実施例1の各種合金を用い、表3に示す各種シリンダ(
オーステナイト鋼、Cr−MO鋼、Ni−Cr−Mo鋼
、構造用炭素wI>に同様の粉体肉盛溶接を行った。得
られた肉盛層の状況を表3に示す。
オーステナイト鋼、Cr−MO鋼、Ni−Cr−Mo鋼
、構造用炭素wI>に同様の粉体肉盛溶接を行った。得
られた肉盛層の状況を表3に示す。
表3から明らかな通り、肉盛用母材として5US304
を使用した場合は肉盛厚さが151mになるとクラック
が発生する(NO,D)。従って肉盛厚みは加工前の状
態で10mmまでとするのが好ましい。また肉盛用母材
としてSC〜1440.SN0M431及び545Gを
使用した場合、硬質粒子の割合が30体積%のN0.
7を用いたときに肉盛層にクラックが生じた。そこでこ
れらの材質の母材の場合には硬質粒子は最高20体積%
とするのがよい。
を使用した場合は肉盛厚さが151mになるとクラック
が発生する(NO,D)。従って肉盛厚みは加工前の状
態で10mmまでとするのが好ましい。また肉盛用母材
としてSC〜1440.SN0M431及び545Gを
使用した場合、硬質粒子の割合が30体積%のN0.
7を用いたときに肉盛層にクラックが生じた。そこでこ
れらの材質の母材の場合には硬質粒子は最高20体積%
とするのがよい。
[発明の効果1
以上の通り本発明の合金は耐食性及び耐磨耗性に優れて
いるので、プラスチック成形機等のシリンダに使用する
と従来のものに比較して著しく優れた性能を発揮する。
いるので、プラスチック成形機等のシリンダに使用する
と従来のものに比較して著しく優れた性能を発揮する。
特に本発明合金の内張層を有する複合シリンダは腐食、
摩耗が著しく小さく、寿命が長い。
摩耗が著しく小さく、寿命が長い。
Claims (11)
- (1)重量でCr5.0〜20.0%、B1.0〜5.
0%、Fe10.0%以下、Si0.5〜5.0%、C
1.5%以下及び残部がNi及び不可避的不純物よりな
る合金の粉末に、周期律表の第IVA、VA、VIA族の炭
化物の1種または2種以上からなる粒径が10〜300
μmの硬質粒子を混合後の体積%で5〜40%混合し、
母材の表面に粉体肉盛溶接してなることを特徴とする耐
食耐摩耗合金。 - (2)特許請求の範囲第1項に記載の方法において、前
記炭化物がWC、NbC、TiC及びVCであることを
特徴とする耐食耐摩耗合金。 - (3)特許請求の範囲第1項または第2項に記載の方法
において、前記炭化物の粒径が10〜100μmである
ことを特徴とする耐食耐摩耗合金。 - (4)重量でCr5.0〜20.0%、B1.0〜5.
0%、Fe10.0%以下、Si0.5〜5.0%、C
1.5%以下及び残部がNi及び不可避的不純物よりな
る合金の粉体に、周期律表の第IVA、VA、VIA族の元
素の炭化物の1種又は2種以上からなる粒径が10〜3
00μmの硬質粒子を混合後の体積%で5〜40%混合
分散させ、シリンダの母材表面に粉体肉盛溶接してなる
ことを特徴とする耐食耐摩耗複合シリンダ。 - (5)特許請求の範囲第4項に記載の耐食耐摩耗複合シ
リンダにおいて、前記炭化物がWC、NbC、TiC及
びVCであることを特徴とする耐食耐摩耗複合シリンダ
。 - (6)特許請求の範囲第4項又は第5項に記載の耐食耐
摩耗複合シリンダにおいて、前記炭化物の粒径が10〜
100μmであることを特徴とする耐食耐摩耗複合シリ
ンダ。 - (7)特許請求の範囲第4項乃至第6項のいずれかに記
載の耐食耐摩耗複合シリンダにおいて、前記シリンダ母
材がオーステナイト系鋼からなることを特徴とする耐食
耐摩耗複合シリンダ。 - (8)特許請求の範囲第4項乃至第7項のいずれかに記
載の耐食耐摩耗複合シリンダにおいて、前記耐食耐摩耗
合金の粉体肉盛溶接層が加工前の状態で10mm以下の
厚さを有することを特徴とする耐食耐摩耗複合シリンダ
。 - (9)特許請求の範囲第4項乃至第6項いずれかに記載
の耐食耐摩耗複合シリンダにおいて、前記シリンダ母材
はCr−Mo鋼又はNi−Cr−Mo鋼であり、重量で
C0.20〜0.55%、Si0.1〜0.6%、Mn
0.2〜1.2%、Cr0.7〜1.2%、Mo0.0
5〜0.5%、NiO又は2.0%以下及び残部がFe
及び不可避的不純物からなる組成を有することを特徴と
する耐食耐摩耗複合シリンダ。 - (10)特許請求の範囲第4項乃至第6項のいずれかに
記載の耐食耐摩耗複合シリンダにおいて、前記シリンダ
母材が構造用炭素鋼からなることを特徴とする耐食耐摩
耗複合シリンダ。 - (11)特許請求の範囲第9項又は第10項に記載の耐
食耐摩耗複合シリンダにおいて、前記耐食耐摩耗合金の
粉体肉盛溶接層が加工前の状態で5mm以下の厚さを有
することを特徴とする耐食耐摩耗複合シリンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16945886A JPS6326295A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 耐食耐摩耗合金及びその複合シリンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16945886A JPS6326295A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 耐食耐摩耗合金及びその複合シリンダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6326295A true JPS6326295A (ja) | 1988-02-03 |
Family
ID=15886956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16945886A Pending JPS6326295A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 耐食耐摩耗合金及びその複合シリンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6326295A (ja) |
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