JP5070920B2 - 肉盛耐摩耗鉄基合金 - Google Patents
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Description
実施例の肉盛耐摩耗鉄基合金に係る試料の組成(分析組成)を表1に示す。分析組成は基本的には配合組成と整合する。実施例の肉盛耐摩耗鉄基合金に係る試料の組成は、銅、モリブデン、ニッケル、シリコン、ニオブ及び炭素を含み、残部が鉄よりなり、表1に示されるように、鉄:50%以上、銅:12.5〜26.0%、ラーベス相粒子形成元素としてのモリブデン:8.0〜10.0%、ニッケル:8.0〜10.0%、シリコン:2.0〜2.5%、ニオブ:0.7〜1.3%、炭素:0.07〜0.13%の組成内に設定されている。
こうして形成された肉盛層について、顕微鏡により肉盛組織を観察した。その顕微鏡写真(100倍)が図1に示されるように、鉄基マトリックスの全体に銅粒子が均一に分散していた。この銅粒子の粒径は20〜100μm程度であった。そして、硬質ラーベス相粒子及び硬質炭化物粒子は、鉄基マトリックスではなく銅粒子中に分散していた。なお、硬質ラーベス相粒子及び硬質炭化物粒子が鉄基マトリックスではなく銅粒子中に分散していることは、拡大顕微鏡観察により確認することができる。また、硬質炭化物粒子の粒径は5〜50μm程度であった。
比較例1の肉盛耐摩耗鉄基合金に係る試料の組成を表1に併せて示すように、比較例1の組成は、実施例の組成において銅の代わりにクロムを含むとともに、モリブデン、ニッケル、シリコン、ニオブ及び炭素を含み、残部が鉄よりなる。この試料は、前記特許文献2に記載された従来材(肉盛耐摩耗鉄基合金)に相当する。
比較例2の肉盛耐摩耗銅基合金に係る試料の組成を表1に併せて示すように、比較例2の組成は、ニッケル、コバルト、モリブデン、鉄、シリコン及びクロムを含み、残部が銅よりなる。この試料は、従来材(型式:CuLS50)の肉盛耐摩耗銅基合金に相当する。
比較例3の試料の組成を表1に併せて示すように、比較例3の試料は鉄系焼結材である。この比較例3の組成は、Fe:残部、Co:7.5〜10.5%、Mo:5.0〜8.0%、Ni:5.0〜6.0%、C:0.25〜0.50%である。
実施例の肉盛耐摩耗鉄基合金に係る試料及び比較例1〜3の試料を用いて形成した肉盛層それぞれについて、摩耗試験を行って摩耗量を調べた。
実施例の組成において、銅以外の添加成分の配合割合をFe:残部、Mo:9.0%、Ni:9.0%、Si:2.3%、Nb:1.0%、C:1.0%に固定したまま、銅の配合割合を種々変更した試料を準備した。
実施例の組成において、ニッケル以外の添加成分の配合割合をFe:残部、Cu:25.0%、Mo:9.0%、Si:2.3%、Nb:1.0%、C:0.1%に固定したまま、ニッケルの配合割合を種々変更した試料を準備した。
実施例の組成において、モリブデン以外の添加成分の配合割合をFe:残部、Cu:25.0%、Ni:9.0%、Si:2.3%、Nb:1.0%、C:0.1%に固定したまま、モリブデンの配合割合を種々変更した試料を準備した。
実施例の組成において、シリコン以外の添加成分の配合割合をFe:残部、Cu:25.0%、Mo:9.0%、Ni:9.0%、Nb:1.0%、C:0.1%に固定したまま、シリコンの配合割合を種々変更した試料を準備した。
実施例の組成において、ニオブ以外の添加成分の配合割合をFe:残部、Cu:25.0%、Mo:9.0%、Ni:9.0%、Si:2.3%、C:0.1%に固定したまま、ニオブの配合割合を種々変更した試料を準備した。
実施例の組成において、炭素以外の添加成分の配合割合をFe:残部、Cu:25.0%、Mo:9.0%、Ni:9.0%、Si:2.3%、Nb:1.0%に固定したまま、炭素の配合割合を種々変更した試料を準備した。
なお、前記実施例では、ラーベス相形成元素としてモリブデンを用いる例について説明したが、モリブデンの代わりにタングステン又はバナジウムを用いて硬質ラーベス相粒子としてFe−W系のシリサイド又はFe−V系のシリサイドを形成した場合も、同様の効果が得られると考えられる。
20…相手材(バルブ)
Claims (8)
- 鉄を主成分とする鉄基合金であって、液相状態で鉄と2相分離し、かつ固相状態で鉄基マトリックス中に粒子状に分散する配合割合で添加された銅と、鉄と結合してラーベス相を形成するとともに粒子状のシリサイドを形成するラーベス相粒子形成元素と、ニッケルと、シリコンとを含み、これら元素の含有量が質量%で、鉄:50%以上、銅:12.5〜26.0%、ラーベス相粒子形成元素:8.0〜10.0%、ニッケル:8.0〜10.0%及びシリコン:2.0〜2.5%であることを特徴とする肉盛耐摩耗鉄基合金。
- 前記ラーベス相粒子形成元素は、モリブデン、タングステン及びバナジウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の肉盛耐摩耗鉄基合金。
- ニオブ及び炭素をさらに含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の肉盛耐摩耗鉄基合金。
- 質量%で、ニオブ:0.7〜1.3%及び炭素:0.07〜0.13%を含むことを特徴とする請求項3に記載の肉盛耐摩耗鉄基合金。
- 鉄を主成分とする鉄基合金であって、鉄を主成分とする鉄基マトリックスと、該鉄基マトリックス中に分散し、銅を主成分とする銅粒子と、該銅粒子中に分散し、ラーベス相をもつシリサイドよりなる硬質ラーベス相粒子とを備え、かつ、元素含有量が質量%で、鉄:50%以上、銅:12.5〜26.0%、ラーベス相粒子形成元素:8.0〜10.0%、ニッケル:8.0〜10.0%及びシリコン:2.0〜2.5%であることを特徴とする肉盛耐摩耗鉄基合金。
- 前記鉄基マトリックスは、Fe−Ni系の固溶体と、Fe−Ni系のシリサイドとを主要素としていることを特徴とする請求項5に記載の肉盛耐摩耗鉄基合金。
- 前記硬質ラーベス相粒子は、Fe−Mo系のシリサイド、Fe−W系のシリサイド及びFe−V系のシリサイドよりなる群から選ばれる少なくとも1種よりなることを特徴とする請求項5又は6に記載の肉盛耐摩耗鉄基合金。
- 前記銅粒子中に分散し、ニオブ炭化物、モリブデン炭化物及びニオブとモリブデンとの複合炭化物よりなる群から選ばれる少なくとも1種よりなる硬質炭化物粒子をさらに備えていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一つに記載の肉盛耐摩耗鉄基合金。
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