JPS6366633B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6366633B2 JPS6366633B2 JP57149057A JP14905782A JPS6366633B2 JP S6366633 B2 JPS6366633 B2 JP S6366633B2 JP 57149057 A JP57149057 A JP 57149057A JP 14905782 A JP14905782 A JP 14905782A JP S6366633 B2 JPS6366633 B2 JP S6366633B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear
- hardness particles
- resistant
- strength
- casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
本発明は、ブルドーザのリツパポイント・ツー
ス、あるいはトンネル機械のカツタ、穿孔機のド
リルビツト等の苛酷な摩耗条件にさらされる建設
機械の耐摩耗部品として用いられる粒子分散型耐
摩耗性複合材料の製造方法に関するものである。 前述の様な建設機械に使用する耐摩耗部品に要
求される品質は、使用時の摩擦熱による500〜600
℃においても高硬度を保ち、かつ使用中に曲が
り、折損のない高強度、高靭性である。 従来、耐摩耗部品としては、高Cr鋳鉄、高Mn
鋳鋼、低合金金等を鋳造するか、母材に超合金を
ロウ付けして作製している。 しかし、ブルドーザのリツパポイント・ツー
ス、トンネル機械のカツタ、穿孔機のドリルビツ
ト等の苛酷な摩耗条件にさらされる建設機械の耐
摩耗部品としては、前述の鋳造部品では耐摩耗性
が十分でなく、前述の超硬合金ロウ付部品では耐
摩耗性が十分であるが、超硬合金の靭性が低いた
めに欠損やロウ付部からの脱落、あるいはロウ付
時の熱影響により母材強度が低下し母材が曲がる
等の問題があり、前述の建設機械の耐摩耗部品と
しては使用できない。 一般に、靭性と耐摩耗性という２つの特性は二
律背反のものであり、同一の素材から両者を得る
ことは困難である。 そこで、両者を同時に満足する部品を作製する
有効手段としては、高硬度粒子を靭性の高い素地
金属で固定し、複合材料化する方法が知られてい
る。 そこで、使用する高硬度粒子は金属の炭化物、
例えばWC，Tic，Cr7C3，NbC等である。 これらは、素地金属との濡れ性が悪い場合に
は、素地金属の表面をCo，Ni等でコーテイング
する必要がある。 また、高硬度粒子の素地金属への固定方法とし
ては、焼結方法が広く行なわれているが、この固
定方法ではコストが非常に高い上に、製品形状に
大きな制約がある。 そこで、高硬度粒子を素地金属の溶湯中へ投入
して撹拌するか、高硬度粒子を素地金属の鋳型壁
に固定して溶湯を注入する溶造法（直接鋳ぐるみ
法）が知られている。 しかし、この固定方法であると、溶湯と接触し
た時に、高硬度粒子が拡散溶融することは避けら
れず、高硬度粒子の歩留低下、素地金属の脆化を
招くことになる。 ここで、高硬度粒子の拡散溶融を防止するに
は、融点の低い材料、例えば銅系、Al系を素地
金属として選べば良いが、この様な低融点金属で
一般に強度が低く、前述の様に高強度を必要とす
る建設設械の耐摩耗部品としては使用できない。 本発明は、前述の様な建設機械の耐摩耗部品と
して要求される品質を全て満足すると共に、コス
トが安く、高硬度粒子の歩留低下等がないように
した粒子分散型耐摩耗性複合材料の製造方法を提
供することである。 すなわち、本発明は、高硬度粒子を、比較的低
融点で高強度の球状黒鉛鋳鉄で鋳ぐるむと共に、
さらに高Mn鋼、低合金鋼等の高強度．高靭性金
属を注入して両者をクラツド材粒子分散型耐摩耗
性複合材料の製造方法である。 これにより、耐摩耗強度、靭性に優れた耐摩耗
部品となると共に、高硬度粒子の溶損はほとんど
無視できて歩留低下がなく、かつコスト安く製造
できる。 以下本発明を実施例に基づいて説明する。 第１図に示すように、バケツト本体１にボルト
３で固定されるバケツトツース２を製作する。 つまり、ツース２の先端部分２ａに高硬度粒子
を４〜10mmの厚さで分散させる。 まず、高硬度粒子は、C4.80％，Co4.65％，残
りＷの組成をもつ２〜５mmの塊状のタングステン
カーバイトである。 素地金属は、下記表に示す高Mn鋳鋼である。
ス、あるいはトンネル機械のカツタ、穿孔機のド
リルビツト等の苛酷な摩耗条件にさらされる建設
機械の耐摩耗部品として用いられる粒子分散型耐
摩耗性複合材料の製造方法に関するものである。 前述の様な建設機械に使用する耐摩耗部品に要
求される品質は、使用時の摩擦熱による500〜600
℃においても高硬度を保ち、かつ使用中に曲が
り、折損のない高強度、高靭性である。 従来、耐摩耗部品としては、高Cr鋳鉄、高Mn
鋳鋼、低合金金等を鋳造するか、母材に超合金を
ロウ付けして作製している。 しかし、ブルドーザのリツパポイント・ツー
ス、トンネル機械のカツタ、穿孔機のドリルビツ
ト等の苛酷な摩耗条件にさらされる建設機械の耐
摩耗部品としては、前述の鋳造部品では耐摩耗性
が十分でなく、前述の超硬合金ロウ付部品では耐
摩耗性が十分であるが、超硬合金の靭性が低いた
めに欠損やロウ付部からの脱落、あるいはロウ付
時の熱影響により母材強度が低下し母材が曲がる
等の問題があり、前述の建設機械の耐摩耗部品と
しては使用できない。 一般に、靭性と耐摩耗性という２つの特性は二
律背反のものであり、同一の素材から両者を得る
ことは困難である。 そこで、両者を同時に満足する部品を作製する
有効手段としては、高硬度粒子を靭性の高い素地
金属で固定し、複合材料化する方法が知られてい
る。 そこで、使用する高硬度粒子は金属の炭化物、
例えばWC，Tic，Cr7C3，NbC等である。 これらは、素地金属との濡れ性が悪い場合に
は、素地金属の表面をCo，Ni等でコーテイング
する必要がある。 また、高硬度粒子の素地金属への固定方法とし
ては、焼結方法が広く行なわれているが、この固
定方法ではコストが非常に高い上に、製品形状に
大きな制約がある。 そこで、高硬度粒子を素地金属の溶湯中へ投入
して撹拌するか、高硬度粒子を素地金属の鋳型壁
に固定して溶湯を注入する溶造法（直接鋳ぐるみ
法）が知られている。 しかし、この固定方法であると、溶湯と接触し
た時に、高硬度粒子が拡散溶融することは避けら
れず、高硬度粒子の歩留低下、素地金属の脆化を
招くことになる。 ここで、高硬度粒子の拡散溶融を防止するに
は、融点の低い材料、例えば銅系、Al系を素地
金属として選べば良いが、この様な低融点金属で
一般に強度が低く、前述の様に高強度を必要とす
る建設設械の耐摩耗部品としては使用できない。 本発明は、前述の様な建設機械の耐摩耗部品と
して要求される品質を全て満足すると共に、コス
トが安く、高硬度粒子の歩留低下等がないように
した粒子分散型耐摩耗性複合材料の製造方法を提
供することである。 すなわち、本発明は、高硬度粒子を、比較的低
融点で高強度の球状黒鉛鋳鉄で鋳ぐるむと共に、
さらに高Mn鋼、低合金鋼等の高強度．高靭性金
属を注入して両者をクラツド材粒子分散型耐摩耗
性複合材料の製造方法である。 これにより、耐摩耗強度、靭性に優れた耐摩耗
部品となると共に、高硬度粒子の溶損はほとんど
無視できて歩留低下がなく、かつコスト安く製造
できる。 以下本発明を実施例に基づいて説明する。 第１図に示すように、バケツト本体１にボルト
３で固定されるバケツトツース２を製作する。 つまり、ツース２の先端部分２ａに高硬度粒子
を４〜10mmの厚さで分散させる。 まず、高硬度粒子は、C4.80％，Co4.65％，残
りＷの組成をもつ２〜５mmの塊状のタングステン
カーバイトである。 素地金属は、下記表に示す高Mn鋳鋼である。
【表】
球状黒鉛鋳鉄は、下記表に示す組成である。
【表】
製造方法としては、前述の球状黒鉛鋳鉄でWC
粒子を鋳ぐるむことにより、第２図に示すように
ツース２の先端部２ａにおける耐摩耗性が必要な
部分と同一形状の耐摩耗部品１４を製作する。 この耐摩耗部品１４を、第３図に示すように、
ツース本体２ｂと同一形状の製品空所１５を有す
る鋳型１６にセツトし、前述の高Mn鋳鋼を注入
して、第４図に示す複合材料となつたツース２を
製作する。 なお、熱処理は、1050℃で水靭処理した。 前述の方法で製作したツースを切断調査したと
ころ、欠損は見られなかつたと共に、高硬度粒子
と球状黒鉛鋳鉄及び高Mn鋼は完全に密着してい
た。 また、前述と同様な方法で作製した試験片を、
ガウジング試験したところ、第６図に示す結果を
得た。これによりS45C材（HRC＝52）と比較して
約15倍の耐摩耗性を持つていることが判明した。 なお、素地金属は実施例では高Mn鋳鋼とした
が、炭素鋼、低合金鋼等でも良い。 また、要求される品質がそれほど厳しくない耐
摩耗部品では、ベーナイト鋳鉄も使用できる。こ
の場合は、注入温度が低く、炭素量も多いので、
直接鋳ぐるんでもWCの溶損が少ないので、クラ
ツド材にする必要はない。
粒子を鋳ぐるむことにより、第２図に示すように
ツース２の先端部２ａにおける耐摩耗性が必要な
部分と同一形状の耐摩耗部品１４を製作する。 この耐摩耗部品１４を、第３図に示すように、
ツース本体２ｂと同一形状の製品空所１５を有す
る鋳型１６にセツトし、前述の高Mn鋳鋼を注入
して、第４図に示す複合材料となつたツース２を
製作する。 なお、熱処理は、1050℃で水靭処理した。 前述の方法で製作したツースを切断調査したと
ころ、欠損は見られなかつたと共に、高硬度粒子
と球状黒鉛鋳鉄及び高Mn鋼は完全に密着してい
た。 また、前述と同様な方法で作製した試験片を、
ガウジング試験したところ、第６図に示す結果を
得た。これによりS45C材（HRC＝52）と比較して
約15倍の耐摩耗性を持つていることが判明した。 なお、素地金属は実施例では高Mn鋳鋼とした
が、炭素鋼、低合金鋼等でも良い。 また、要求される品質がそれほど厳しくない耐
摩耗部品では、ベーナイト鋳鉄も使用できる。こ
の場合は、注入温度が低く、炭素量も多いので、
直接鋳ぐるんでもWCの溶損が少ないので、クラ
ツド材にする必要はない。
第１図はバケツトの斜視図、第２図、第３図、
第４図は本発明方法の一実施例を示す工程順説明
図、第５図は摩耗量を示す表図である。
第４図は本発明方法の一実施例を示す工程順説明
図、第５図は摩耗量を示す表図である。
Claims (1)
- １ 高硬度粒子を比較的低融点で高強度の鋳鉄で
鋳ぐるむことで耐摩耗性を必要とする部分の形状
に合致した小片を製作し、この小片を、鋳型１６
の製品空所１５における耐摩耗性を必要とする部
分に設置し、その後に前記製品空所１５内に高強
度高靭性金属を注入して両者を鋳ぐるみ合体させ
た粒子分散型耐摩耗性複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14905782A JPS5939461A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 粒子分散型耐摩耗性複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14905782A JPS5939461A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 粒子分散型耐摩耗性複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939461A JPS5939461A (ja) | 1984-03-03 |
| JPS6366633B2 true JPS6366633B2 (ja) | 1988-12-21 |
Family
ID=15466721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14905782A Granted JPS5939461A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | 粒子分散型耐摩耗性複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939461A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107022709A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-08 | 淮北津奥铝业有限公司 | 车身用高强度复合材料 |
| KR20220099483A (ko) * | 2021-01-06 | 2022-07-13 | (주)영신특수강 | 표면 경화층을 가지는 주물 및 이의 제조방법 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5066546A (en) * | 1989-03-23 | 1991-11-19 | Kennametal Inc. | Wear-resistant steel castings |
| JPH071488A (ja) * | 1993-02-26 | 1995-01-06 | Showa Kako Kk | 塩素含有樹脂製床材の製造方法 |
| US5863003A (en) | 1995-07-26 | 1999-01-26 | Smith; Leward M. | Waste processing machine |
| US5896911A (en) * | 1996-03-29 | 1999-04-27 | Caterpillar Inc. | Process for making a selectively reinforced ground engaging tool component |
| US6059210A (en) * | 1999-01-20 | 2000-05-09 | Smith; Leward N. | Rotor assembly for a waste processing machine |
| JP2008049399A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-03-06 | Iwate Industrial Research Center | プリフォームの製造方法，プリフォーム及びプリフォームを使用した鋳ぐるみ品 |
| JP5775688B2 (ja) * | 2010-12-20 | 2015-09-09 | 株式会社フジキン | 安全弁用可溶栓 |
| US20170241108A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Caterpillar Inc. | Ground Engaging Machine |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3553905A (en) * | 1967-10-10 | 1971-01-12 | Jerome H Lemelson | Tool structures |
| US4099988A (en) * | 1976-02-26 | 1978-07-11 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Composite material having wear- and impact-resisting surface and process for producing same |
| US4187626A (en) * | 1978-02-27 | 1980-02-12 | Esco Corporation | Excavating tool having hard-facing elements |
| JPS6050391B2 (ja) * | 1980-08-18 | 1985-11-08 | ダイセル化学工業株式会社 | コ−テイング組成物の調製方法 |
-
1982
- 1982-08-30 JP JP14905782A patent/JPS5939461A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107022709A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-08 | 淮北津奥铝业有限公司 | 车身用高强度复合材料 |
| KR20220099483A (ko) * | 2021-01-06 | 2022-07-13 | (주)영신특수강 | 표면 경화층을 가지는 주물 및 이의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939461A (ja) | 1984-03-03 |
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