JP6663310B2 - Method of forming hardfacing, hardfacing member and method of producing hardfacing plate - Google Patents
Method of forming hardfacing, hardfacing member and method of producing hardfacing plate Download PDFInfo
- Publication number
- JP6663310B2 JP6663310B2 JP2016126222A JP2016126222A JP6663310B2 JP 6663310 B2 JP6663310 B2 JP 6663310B2 JP 2016126222 A JP2016126222 A JP 2016126222A JP 2016126222 A JP2016126222 A JP 2016126222A JP 6663310 B2 JP6663310 B2 JP 6663310B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hardfacing
- hollow pipe
- base material
- hard particles
- forming
- 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 - Fee Related
Links
- 238000005552 hardfacing Methods 0.000 title claims description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 134
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 68
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims description 52
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 51
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019542 Cured Meats Nutrition 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Description
本発明は、硬質粒子としてサーメット等を使用した硬化肉盛の形成方法、及びその方法により硬化肉盛を形成した硬化肉盛部材及び硬化肉盛板を生産する方法に関するものである。 The present invention relates to a method of forming a hardfacing using a cermet or the like as hard particles, and a method of producing a hardfacing member and a hardfacing plate having a hardfacing formed by the method .
従来、板状体の表面にアーク溶接によって硬化肉盛を形成する場合、溶融池に上方から炭化タングステン等の硬質粒子を散布することで、板状体の表面に、内部に硬質粒子が添加された硬化肉盛層を形成する方法が知られている（特許文献１，２）。
Conventionally, when hardfacing is formed on the surface of a plate by arc welding, hard particles such as tungsten carbide are sprayed from above onto a molten pool, so that hard particles are added to the surface of the plate and internally. A method of forming a hardened overlay is known (
この方法によれば、硬化肉盛層内部に硬質粒子が含まれるため、耐摩耗性に優れた硬化肉盛板を形成することができる。 According to this method, since hard particles are contained inside the hardfacing layer, a hardfacing board excellent in abrasion resistance can be formed.
ところで、硬質粒子は、硬度が高いことが求められるが、耐摩耗性能等からすると、アーク溶接によって肉盛層の全体に均等に分布することが好ましい。 By the way, the hard particles are required to have high hardness. However, from the viewpoint of abrasion resistance and the like, it is preferable that the hard particles are uniformly distributed over the entire overlay by arc welding.
しかしながら、硬質粒子として例えば炭化チタン（ＴｉＣ）等は硬度は高いが、母相金属に比べて比重が小さいため、従来のように、溶融池内に上から散布する方法では、溶融池内において硬質粒子が浮いてしまい、当該硬質粒子が硬化肉盛層の表層にのみ分布することになり、耐摩耗材としては好ましくないという課題がある。 However, as the hard particles, for example, titanium carbide (TiC) and the like have a high hardness, but have a lower specific gravity than that of the matrix metal. Therefore, according to the conventional method of spraying the molten particles from above into the molten pool, the hard particles are hardened in the molten pool. This causes the hard particles to be distributed only on the surface layer of the hardfacing layer, which is not preferable as a wear-resistant material.
従って、硬質粒子の比重を母相金属の比重に等しいか、或いは、母相金属の比重に近い比重とすることが考えられるが（特許文献２）、溶融池の上方から硬質粒子を散布する方法では、逆に硬質粒子が溶融池の下方に沈んでしまい、結果として硬質粒子が硬化肉盛層の下方側に多く分布し、硬化肉盛層内に均等に分布させることが難しいという課題がある。 Therefore, it is conceivable that the specific gravity of the hard particles is equal to or close to the specific gravity of the matrix metal (Patent Document 2). However, in the method of dispersing the hard particles from above the molten pool, On the contrary, there is a problem that the hard particles sink below the molten pool, and as a result, a large amount of the hard particles are distributed below the hardfacing layer, and it is difficult to uniformly distribute the hard particles in the hardfacing layer.
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、母材上に、硬質粒子を内部に充填した中空パイプを載置し、当該中空パイプに沿ってアーク溶接を行うことで、母相金属に対して比重が小さく、硬度の高い硬質粒子であっても、硬質粒子を硬化肉盛層内に均等に分布させることができる硬化肉盛層の形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a hollow pipe filled with hard particles is placed on a base material, and arc welding is performed along the hollow pipe. It is an object of the present invention to provide a method for forming a hardfacing layer capable of uniformly distributing hard particles in a hardfacing layer, even if the hard particles have a small specific gravity relative to the phase metal and have high hardness. .
また、本発明は、上記形成方法により硬化肉盛を形成した硬化肉盛部材、硬化肉盛板を生産する方法を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a method for producing a hardfacing member and a hardfacing plate on which a hardfacing is formed by the above forming method.
上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、所定長の金属製の中空パイプ内に硬質粒子を充填して該中空パイプの両端を閉鎖し、上記中空パイプを金属製の母材上に横向きに載置し、上記中空パイプの上方に溶接用トーチを近接させて、その電極と上記中空パイプとの間にアークを発生させ、該アークにより上記中空パイプと上記母材の表面を溶融して溶融池を形成し、上記中空パイプの溶融により未溶融状態の上記硬質粒子を、上記中空パイプの内部から上記溶融池内に流出させ、上記溶接トーチを上記中空パイプに沿って移動させることにより、上記母材の表面において、上記溶接トーチの移動軌跡に沿う硬化肉盛層を形成することを特徴とする硬化肉盛の形成方法により構成される。
To achieve the above object, the present invention provides
First, a metal hollow pipe of a predetermined length is filled with hard particles and both ends of the hollow pipe are closed, and the hollow pipe is placed laterally on a metal base material. An arc is generated between the electrode and the hollow pipe by approaching the welding torch upward, and the arc melts the surfaces of the hollow pipe and the base material to form a molten pool, The hard particles in an unmolten state are caused to flow out of the hollow pipe into the molten pool by melting, and the welding torch is moved along the hollow pipe, whereby the welding torch is formed on the surface of the base material. Is formed by a method for forming a hardfacing layer, wherein a hardfacing layer is formed along the movement locus of the hardfacing.
中空パイプを金属製の母材上に横向きに載置するとは、例えば母材が平面の場合は、中空パイプの長手方向を母材表面上に平行に載置することをいう。このように構成すると、溶融池内に中空パイプ内から硬質粒子が流出するため、溶融池内において、未溶融状態の硬質粒子を均等に分布させることができる。よって、例えばサーメット粒子のように母相金属に対して比重の小さい硬質粒子であっても、溶融池内に均等に分布させることができ、硬質粒子が均等に分布した硬化肉盛層を形成することができる。 To place the hollow pipe horizontally on the metal base material means, for example, when the base material is flat, to mount the hollow pipe parallel to the base material surface in the longitudinal direction. With this configuration, the hard particles flow out of the hollow pipe into the molten pool, so that the unmelted hard particles can be evenly distributed in the molten pool. Therefore, for example, even hard particles having a small specific gravity with respect to the matrix metal such as cermet particles can be uniformly distributed in the molten pool, and a hardfacing layer in which the hard particles are evenly distributed is formed. Can be.
第２に、上記硬質粒子の粒径は０．２ｍｍ〜２ｍｍである上記第１記載の硬化肉盛の形成方法により構成される。 Secondly, the hard particles are formed by the method for forming a hardfacing overlay as described in the first item, wherein the particle size of the hard particles is 0.2 mm to 2 mm.
このような粒径の硬質粒子であれば、該硬質粒子を溶融池内に未溶融状態で残留させることができる。 If the hard particles have such a particle size, the hard particles can be left unmelted in the molten pool.
第３に、上記硬質粒子の粒径は０．２５ｍｍ〜０．７１ｍｍの粒径、又は、０．７１ｍｍ〜１．１８ｍｍの粒径、又は、０．１８ｍｍ〜１．７０ｍｍの粒径の何れかの粒径である上記第１記載の硬化肉盛の形成方法により構成される。 Third, the hard particles have a particle size of 0.25 mm to 0.71 mm, or a particle size of 0.71 mm to 1.18 mm, or a particle size of 0.18 mm to 1.70 mm. The hardened overlay forming method according to the first aspect, which has a particle size of
このように硬質粒子の粒径を小、中、大に変化させても、何れも溶融池内に未溶融状態の硬質粒子を均等に分布させることができるため、用途に応じて各種の硬化肉盛を形成することが可能となる。 Thus, even if the particle size of the hard particles is changed to small, medium, or large, the hard particles in the unmelted state can be evenly distributed in the molten pool. Can be formed.
第４に、上記中空パイプの直径は５ｍｍ〜８ｍｍである上記第１〜３の何れかに記載の硬化肉盛の形成方法により構成される。 Fourth, the hollow pipe is formed by the method for forming a hardfacing according to any one of the first to third aspects, wherein the diameter of the hollow pipe is 5 mm to 8 mm.
第５に、上記硬質粒子はサーメット粒子である上記第１〜４の何れかに記載の硬化肉盛の形成方法により構成される。 Fifth, the hard particles are formed by the method for forming a hardfacing according to any one of the first to fourth aspects, wherein the hard particles are cermet particles.
サーメットは例えば鋼材等の母相金属に比べて比重が小さいが、本発明の方法によれば、溶融池内に均等に分布させることができ、硬度の高いサーメット粒子が均等に分布した硬化肉盛層を有する高性能な耐摩耗材等を構成することができる。 Cermet, for example, has a lower specific gravity than a matrix metal such as steel, but according to the method of the present invention, it can be evenly distributed in the molten pool, and a hardfacing layer in which cermet particles having high hardness are evenly distributed. And a high-performance wear-resistant material having
第６に、上記アーク溶接はＴＩＧ溶接である上記第１〜５の何れかに記載の硬化肉盛の形成方法により構成される。 Sixth, the arc welding is performed by the method for forming a hardfacing according to any one of the first to fifth aspects, wherein the arc welding is TIG welding.
第７に、上記第１〜６の何れかに記載の硬化肉盛の形成方法によって、母材の表面に硬化肉盛層を形成したものである硬化肉盛部材を生産する方法により構成される。 Seventh, it is constituted by a method of producing a hardfacing member in which a hardfacing layer is formed on the surface of a base material by the hardfacing method according to any one of the first to sixth aspects. .
第８に、上記第１〜６の何れかに記載の硬化肉盛の形成方法によって、板状の母材の表面に硬化肉盛層を形成したものである硬化肉盛板を生産する方法により構成される。
Eighth, according to the method for producing a hardfacing overlay according to any one of the first to sixth aspects, a method for producing a hardfacing overlay having a hardfacing layer formed on the surface of a plate-like base material is provided. Be composed.
本発明によれば、溶融池内に中空パイプの内部から硬質粒子が流出するため、溶融池内において未溶融状態の硬質粒子を均等に分布させることができる。よって、例えばサーメット粒子のように硬度は高いが、母相金属（母材等）に対して比重の小さい硬質粒子であっても、硬化肉盛層内に均等に分布した硬化肉盛層を形成することができる。 According to the present invention, since the hard particles flow out of the hollow pipe into the molten pool, the unmelted hard particles can be evenly distributed in the molten pool. Therefore, even if the hardness is as high as cermet particles, for example, hard particles having a small specific gravity with respect to the matrix metal (base material, etc.) can form a hardfacing layer evenly distributed in the hardfacing layer. can do.
また、硬質粒子の粒径を変化させても、何れも溶融池内に均等に分布させることができるため、用途に応じて各種の硬化肉盛を構成することが可能となる。 Further, even if the particle size of the hard particles is changed, all of them can be evenly distributed in the molten pool, so that it is possible to form various types of hardfacing according to the application.
また、硬度の高いサーメット粒子が均等に分布した硬化肉盛層を有する高性能な耐摩耗材等を構成することができる。 Further, a high-performance wear-resistant material having a hardfacing layer in which cermet particles having high hardness are evenly distributed can be formed.
以下、本発明に係る硬化肉盛の形成方法、硬化肉盛部材、硬化肉盛板について詳細に説明する。 Hereinafter, a method of forming a hardfacing overlay, a hardfacing member, and a hardfacing board according to the present invention will be described in detail.
図１、図２、図５に本発明に係る硬化肉盛の形成方法を示す。
これらの図に示すように、本発明では例えば直径５ｍｍ又は８ｍｍ、長さ４００ｍｍ、厚さ１ｍｍの両端開口の金属製の中空パイプ１の中に、例えば粒度０．７ｍｍ程度の硬質粒子２を充填し、その後、上記中空パイプ１の両方の端部１ａ，１ｂをかしめて閉鎖したものを予め製造する（図４（ｂ）参照）。
1, 2 and 5 show a method for forming a hardfacing overlay according to the present invention.
As shown in these figures, in the present invention, for example,
上記中空パイプ１は、例えばＳＳ４００等のＳＳ材（炭素鋼）により形成されたものが好ましい。
The
この中空パイプ１の長さは、肉盛溶接を施す母材３の大きさ（面積）によって各種の長さ、厚さのものを製造することができる。
Various lengths and thicknesses of the
そして、図１、図５に示すように、金属製の母材３の表面に、上記中空パイプ１を横向きに（母材表面に平行に）載置し、該中空パイプ１の端部１ａにアーク溶接（ＴＩＧ溶接）のトーチ４の先端の電極（タングステン電極）５を近接させ、上記電極５と上記中空パイプ１の端部１ａとの間にアーク６（図１参照）を発生させ、上記中空パイプ１及び上記母材３を溶融して溶融池７を形成し、上記トーチ４を上記中空パイプ１に沿う方向（矢印Ａ方向）に移動させることにより、トーチ４の移動軌跡上に硬化肉盛層８を形成するものである。
Then, as shown in FIGS. 1 and 5, the
このように上記中空パイプ１は、溶融して溶融池を形成する点で溶接棒としての機能を有すると共に、内部の硬質粒子を溶融池内に流出させる機能を有する。
As described above, the
上記硬質粒子２は、いわゆるサーメットの粒子を使用する。ここで使用するサーメットは、金属の炭化物や窒化物などの硬質化合物の粉末を金属の結合材として混合して焼結した複合材料であり、０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度の粒径、好ましくは０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度の粒径に粉砕したものを使用する。より具体的には、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）と炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）の混合物等のチタン系のサーメットを使用する。例えば、サーメット粒子は、炭化チタンと炭窒化チタンの混合物をニッケル或いはコバルトで結合したものとすることができる。
The
上記サーメットの粒度は、例えば小さい粒径の０．２ｍｍ〜０．７ｍｍ、中程度の粒径の０．７ｍｍ〜１．２ｍｍ、大きい粒径の１．２ｍｍ〜１．８ｍｍ程度のものが考えられ（全体として０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度）、用途に応じて、粒径を使い分けることが好ましい。又は、上記各粒径のものを混合して使用することが好ましい。また、この程度の大きさの粒径の硬質粒子は、溶融池内においても溶融することなく未溶融状態で残るものである。 The particle size of the cermet may be, for example, a small particle size of 0.2 mm to 0.7 mm, a medium particle size of 0.7 mm to 1.2 mm, and a large particle size of 1.2 mm to 1.8 mm. (Total: about 0.1 mm to 2 mm), it is preferable to use different particle sizes depending on the application. Alternatively, it is preferable to use a mixture of those having the above particle diameters. Hard particles having a particle size of such a size remain unmelted in the molten pool without being melted.
また、上記中空パイプ１の直径は、上記小さい粒径の場合は、直径５ｍｍのものを使用し、上記中程度の粒径又は大きい粒径の場合は、直径が若干大きいもの、例えば直径８ｍｍのものを使用することが好ましい。従って、中空パイプ１の直径は５ｍｍ〜８ｍｍとすることが好ましい。
The diameter of the
ここでチタン系のサーメットは、その比重が５であり母相金属に比べて軽いため（鉄の比重７．８〜８（ＳＳ４００の比重７．８５）、超硬合金は１５）、従来のように上方から溶融池７への散布では、サーメット粒子２が溶融池７の上方に浮いてしまい、溶融池７内の全体に均等に分布させることが難しい。本発明では、このようなチタン系サーメット粒子２を中空パイプ１内に充填し、アーク溶接により中空パイプ１を溶融させることで、溶融池７内の全体に未溶融のサーメット粒子２を均等に分布させるものである。
Here, the titanium-based cermet has a specific gravity of 5 and is lighter than the parent metal (specific gravity of iron is 7.8 to 8 (specific gravity of SS400 is 7.85), and cemented carbide is 15). When the
ここで、上記母材３は、例えばベルトコンベア装置のコンベアベルトの両サイドに設けられる耐摩耗板として用いられるものであり、その材質は例えばＳＳ４００（一般構造用圧延鋼材）である（その他材質としては、炭素鋼、合金鋼等が考えられる）。母材３は平板的なものに限らず、本発明の硬化肉盛を施す母材としては、例えば、ベルトコンベア装置のスプロケットの軸受、ミキサーの内張り、掘削機用ビットの先端部等、各種の形状のものが考えられる。
Here, the
次に、本発明に係る硬化肉盛の形成方法について説明する。
まず、サーメット粒子２を中空パイプ１に充填する。この場合、まずは、図４（ａ）に示すように、所定長の中空パイプ１の一端１ａをかしめて、他端１ｂより中空パイプ１内にサーメット粒子２を充填する。この場合、サーメット粒子２が中空パイプ１内で密となるように充填する。
Next, a method for forming a hardfacing overlay according to the present invention will be described.
First, the
上記サーメット粒子２を他端１ｂまで密に充填した後、上記他端１ｂをかしめて閉鎖し、サーメット粒子の充填された中空パイプ１を製造する（図４（ｂ）参照）。
After densely filling the
次に、図５に示すように、上記中空パイプ１を平板状の母材３の表面に載置する。この場合、母材３が平板の場合は、上記中空パイプ１の軸方向（長手方向）が母材３の表面に平行となるように、該表面上に横向きに載置し、また中空パイプ１が母材３の一辺３ａに平行となるように載置する。従って、上記中空パイプ１の側面は上記母材３の表面上に接している状態となる。
Next, as shown in FIG. 5, the
その後、アーク溶接のトーチ４を上記中空パイプ１の一端１ａに近づけ、その電極５を上記一端１ａに近接又は接触させる。このときのアーク溶接としてはＴＩＧ溶接を行うことが好ましい。また、上記トーチ４は、上記中空パイプ１又は母材３の表面に対して垂直に立てた状態で、上記電極５の先端から中空パイプ１に向けてアーク６（図１参照）を発生させる。
Thereafter, the
そして、上記アーク６にて溶接棒としての上記中空パイプ１及び母材３を溶融しながら、上記中空パイプ１の軸方向に沿う方向である矢印Ａ方向にトーチ４を上記母材３の表面に平行に移動させる。
Then, while melting the
上記アーク６を発生させると、上記中空パイプ１が溶融すると共に、母材３が溶融し、上記アーク６の直下に溶融池７が形成される（図１参照）。
When the arc 6 is generated, the
このとき溶融池７は、中空パイプ１が溶融することによる溶融液状体と、母材表面が溶融することによる溶融液状体によるものであるが、上記中空パイプ１が溶融したとき、中空パイプ１内のサーメット粒子２（比重５）は、中空パイプ１及び母材３の材質（ＳＳ４００等の鋼材）の比重（７．８〜８）よりも小さいが、中空パイプ１を構成する材質（ＳＳ４００）の溶融液状体中に、中空パイプ１内部側から流出することになるため、上記溶融池６中に未溶融状態のサーメット粒子２が均等に分布することになる。
At this time, the
また、上記サーメット粒子２の粒径は０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度の大きさを有しているため、溶融されることなく、未溶融の状態で溶融池７内に残留する。
Further, since the
この状態で上記トーチ４を矢印Ａ方向に移動させると、図１に示すように、トーチ４の移動軌跡に沿って、未溶融状態のサーメット粒子２が均等に分布した硬化肉盛が形成されて行き、この硬化肉盛が凝固することにより、サーメット粒子が硬化肉盛層の上下方向及び左右方向の全体に均等に分布した図１に示す硬化肉盛層８を形成することができる。
When the
その後は、母材３の表面上において、最初に形成した硬化肉盛層８に隣接した位置に、新たな中空パイプ１を載置し、上記と同様にアーク溶接により硬化肉盛層を形成して行けば良い。通常は、耐摩耗板のような平板は母材３であれば、図７に示すように、母材３の表面の全域に硬化肉盛層８を形成する。
Thereafter, a new
このように、本発明の硬化肉盛の形成方法によると、硬質粒子として耐摩耗性の高いサーメット粒子２を使用して、硬化肉盛層８内にサーメット粒子２を均等に分布させることができるため、耐摩耗性が高く、かつ長寿命の硬化肉盛層を形成することができる。
As described above, according to the method for forming a hardfacing overlay of the present invention,
（実験例１）
１ サーメット粒子（炭化チタンと炭窒化チタンの混合物からなるチタン系サーメット粒 子）
粒度（粒径） ０．２５ｍｍ〜０．７１ｍｍ
２ 中空パイプ
直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍ、材質ＳＳ４００、長さ４００ｍｍ
３ 母材
形状 厚さ６ｍｍ、 縦×横 ５００ｍｍ×５０ｍｍの平板
材質 ＳＳ４００
(Experimental example 1)
1 Cermet particles (titanium-based cermet particles composed of a mixture of titanium carbide and titanium carbonitride)
Particle size (particle size) 0.25mm to 0.71mm
2 Hollow pipe 5mm in diameter, 1mm in thickness, material SS400, length 400mm
3 Base material shape Thickness 6mm, length x width 500mm x 50mm Flat material SS400
４ 溶接方法
ＴＩＧ溶接（電流は２００Ａ、シールドガスはアルゴンガスを使用）
図５に示すように、上記母材上にサーメット粒子が充填された中空パイプ１を載置し、ＴＩＧ溶接により中空パイプ１に沿ってアークを飛ばし、中空パイプ１に沿って硬化肉盛層を形成した。
4 Welding method TIG welding (current is 200A, shield gas uses argon gas)
As shown in FIG. 5, a
５ 結果
実験例１によって硬化肉盛溶接を行った板状体の硬化肉盛層８の横断面図を図８（ａ）に示し、同図（ａ）の（イ）部の拡大図（拡大率：５０倍）を同図（ａ’）に示す（尚、図８（ａ）（ａ’）に対応する実際の写真を、図１０（ａ）（ａ’）に示す、拡大率は図８と同じ）。同図にてわかるように、サーメット粒子２は未溶融状態で硬化肉盛層８の内部に均等に分布しており、従来のように硬化肉盛層の表層部にのみ分布することはなかった。
5 Results A cross-sectional view of the hardfacing layer 8 of the plate-shaped body subjected to hardfacing welding according to Experimental Example 1 is shown in FIG. 8A, and an enlarged view (enlargement) of the part (A) of FIG. FIG. 10A shows the actual photograph corresponding to FIGS. 8A and 8A, and FIGS. 10A and 10A show the actual photographs corresponding to FIGS. 8). As can be seen from the figure, the
（実験例２）
１ サーメット粒子（実験１と同じもの）
粒度（粒径） ０．７１ｍｍ〜１．１８ｍｍ
２ 中空パイプ
直径８ｍｍ、厚さ１ｍｍ、材質ＳＳ４００、長さ４００ｍｍ
３ 母材
形状 厚みさ６ｍｍ、 縦×横 ５００ｍｍ×５０ｍｍの平板
材質 ＳＳ４００
(Experimental example 2)
1 cermet particles (same as in experiment 1)
Particle size (particle size) 0.71 mm to 1.18 mm
2 Hollow pipe 8mm in diameter, 1mm in thickness, material SS400, length 400mm
3 Base material shape Thickness 6mm, length × width 500mm × 50mm Flat material SS400
４ 溶接方法
ＴＩＧ溶接（電流は２００Ａ、シールドガスはアルゴンガスを使用）
実験例１と同様の方法により、母材上に硬化肉盛層を形成した。
4 Welding method TIG welding (current is 200A, shield gas uses argon gas)
In the same manner as in Experimental Example 1, a hardfacing layer was formed on the base material.
５ 結果
実験例２によって硬化肉盛溶接を行った板状体の硬化肉盛層８の横断面図を図８（ｂ）に示し、同図（ｂ）の（ロ）部の拡大図（拡大率：５０倍）を同図（ｂ’）に示す（尚、図８（ｂ）（ｂ’）に対応する実際の写真を、図１０（ｂ）（ｂ’）に示す、拡大率は図８と同じ）。同図にてわかるように、未溶融状態のサーメット粒子２は硬化肉盛層８の内部に略均等に分布しており、従来のように硬化肉盛層の表層部にのみ分布することはなかった。
5 Result A cross-sectional view of the hardfacing layer 8 of the plate-like body subjected to the hardfacing welding according to Experimental Example 2 is shown in FIG. 8B, and an enlarged view (enlarged) of a portion (B) of FIG. FIG. 10B shows the actual photograph corresponding to FIGS. 8B and 8B, and FIG. 10B and FIG. 10B show the actual photographs corresponding to FIGS. 8). As can be seen from the figure, the
（実験例３）
１ サーメット粒子（実験１と同じもの）
粒度（粒径） １．１８ｍｍ〜１．７０ｍｍ
２ 中空パイプ
直径８ｍｍ、厚さ１ｍｍ、材質 ＳＳ４００、長さ４００ｍｍ
３ 母材
形状 厚さ６ｍｍ、 縦×横 ５００ｍｍ×５０ｍｍの平板
材質 ＳＳ４００
(Experimental example 3)
1 cermet particles (same as in experiment 1)
Particle size (particle size) 1.18 mm to 1.70 mm
2 Hollow pipe 8mm in diameter, 1mm in thickness, material SS400, length 400mm
3 Base material shape Thickness 6mm, length x width 500mm x 50mm Flat material SS400
４ 溶接方法
ＴＩＧ溶接（電流は２００Ａ、シールドガスはアルゴンガスを使用）
実験例１と同様の方法により、母材上に硬化肉盛層を形成した。
５ 結果
実験例３によって硬化肉盛溶接を行った板状体の硬化肉盛層の横断面図を図８（ｃ）に示し、同図（ｃ）の（ハ）部の拡大図（拡大率：５０倍）を同図（ｃ’）に示す（尚、図８（ｃ）（ｃ’）に対応する実際の写真を、図１０（ｃ）（ｃ’）に示す、拡大率は図８と同じ）。同図にてわかるように、未溶融状態のサーメット粒子２は硬化肉盛層８の内部に略均等に分布しており、従来のように硬化肉盛層の表層部にのみ分布することはなかった。
（まとめ）
上述のように、実験１〜実験３の何れの粒度（粒径）の場合でも、硬化肉盛層８の内部には、未溶融状態のサーメット粒子２が略均等、即ち、硬化肉盛層８の上下方向においても、硬化肉盛溶接層８の左右方向においても、略均等に分布しており、耐摩耗性の良好な硬化肉盛を形成できることがわかった。
4 Welding method TIG welding (current is 200A, shield gas uses argon gas)
In the same manner as in Experimental Example 1, a hardfacing layer was formed on the base material.
5 Result A cross-sectional view of the hardfacing layer of the plate-shaped body subjected to hardfacing welding according to Experimental Example 3 is shown in FIG. 8C, and an enlarged view (enlargement ratio) of a portion (C) in FIG. FIG. 10 (c ′) (actual photographs corresponding to FIGS. 8 (c) and 8 (c ′) are shown in FIGS. 10 (c) and 10 (c ′)). Same as). As can be seen from the figure, the
(Summary)
As described above, the
また、図８の横断面は硬化肉盛層の長手方向の任意の位置の横断面であり、本発明の硬化肉盛の形成方法によると、硬化肉盛層の長手方向のどの位置においても、同様にサーメット粒子を均等（硬化肉盛層内の上下方向及び左右方向において均等）に分布させることができることがわかった。 The cross section in FIG. 8 is a cross section at an arbitrary position in the longitudinal direction of the hardfacing layer, and according to the method of forming the hardfacing layer of the present invention, at any position in the longitudinal direction of the hardfacing layer, Similarly, it was found that the cermet particles could be evenly distributed (equally in the vertical and horizontal directions in the hardfacing layer).
（比較例）
１ サーメット粒子（実験１と同じもの）
粒度（粒径） ０．２５ｍｍ〜０．７１ｍｍ
２ 母材
形状 厚さ６ｍｍ、 縦×横 ５００ｍｍ×５０ｍｍの平板
材質 ＳＳ４００
(Comparative example)
1 cermet particles (same as in experiment 1)
Particle size (particle size) 0.25mm to 0.71mm
2 Base material shape Thickness 6mm, length × width 500mm × 50mm Flat material SS400
３ 溶接方法
従来の方法、即ち、アーク溶接により母材上に溶融池を形成し、溶融池の上方から該溶融池にサーメット粒子を散布する方法により硬化肉盛層を形成した。
５ 結果
比較例によって硬化肉盛溶接を行った板状体の硬化肉盛層９の横断面図を図９（ａ）に示し、同図（ａ）の（ニ）部の拡大図（拡大率：５０倍）を同図（ｂ）に示す（尚、図９（ａ）（ｂ）に対応する実際の写真を、図１１（ａ）（ｂ）に示す、拡大率は図９と同じ）。同図にてわかるように、サーメット粒子１０は硬化肉盛層９の表層部にのみ分布していることがわかる。
3 Welding Method A weld pool was formed on a base material by a conventional method, that is, arc welding, and a hardfacing layer was formed by a method of spraying cermet particles onto the weld pool from above the weld pool.
5 Result A cross-sectional view of the hardfacing layer 9 of the plate-like body subjected to the hardfacing welding according to the comparative example is shown in FIG. 9A, and an enlarged view (enlargement ratio) of a portion (d) of FIG. : 50) is shown in FIG. 9B (note that actual photographs corresponding to FIGS. 9A and 9B are shown in FIGS. 11A and 11B, and the magnification is the same as that in FIG. 9). . As can be seen from the figure, the
以上のように、本発明によれば、溶融池７内に中空パイプ１内から硬質粒子２が流出するため、溶融池７内において未溶融状態の硬質粒子２を均等に分布させることができる。よって、例えばサーメット粒子２のように硬度は高いが、母相金属に対して比重の小さい硬質粒子であっても、サーメット粒子２が硬化肉盛層８内に、その長手方向全体に亘って均等に分布した硬化肉盛層を形成することができる。
As described above, according to the present invention, since the
また、硬質粒子２の粒径を変化させても、何れも溶融池内に均等に分布させることができるため、用途に応じて各種の硬化肉盛を構成することが可能となる。
Further, even if the particle size of the
また、硬度の高いサーメット粒子２が均等に分布した硬化肉盛層を有する高性能な耐摩耗材等を構成することができる。
In addition, a high-performance wear-resistant material having a hardfacing layer in which
本発明の硬化肉盛の形成方法は、上述のような板状態に限定されず、例えば、掘削機用のビットの先端部、その他各種の部材にも適用することができるものである。 The method for forming a hardfacing overlay according to the present invention is not limited to the above-described plate state, and can be applied to, for example, the tip of an excavator bit and other various members.
本発明に係る硬化肉盛の形成方法は、サーメット粒子のような硬質で比重の小さい硬質粒子を使用して耐摩耗性の高い硬化肉盛層を形成することができるので、各種の部材に広く適用することが可能となる。 The method for forming a hardfacing layer according to the present invention can form a hardfacing layer having high wear resistance using hard particles having a small specific gravity, such as cermet particles. It can be applied.
１ 中空パイプ
１ａ 一端
１ｂ 他端
２ 硬質粒子（サーメット粒子）
３ 母材
４ 溶接用トーチ
５ 電極
６ アーク
７ 溶融池
８ 硬化肉盛層
1
3
Claims (8)
上記中空パイプを金属製の母材上に横向きに載置し、
上記中空パイプの上方に溶接用トーチを近接させて、その電極と上記中空パイプとの間にアークを発生させ、該アークにより上記中空パイプと上記母材の表面を溶融して溶融池を形成し、
上記中空パイプの溶融により未溶融の上記硬質粒子を、上記中空パイプの内部から上記溶融池内に流出させ、
上記溶接トーチを上記中空パイプに沿って移動させることにより、上記母材の表面において、上記溶接トーチの移動軌跡に沿う硬化肉盛層を形成することを特徴とする硬化肉盛の形成方法。 Filling hard particles into a hollow pipe made of a predetermined length of metal and closing both ends of the hollow pipe,
Place the hollow pipe horizontally on a metal base material,
An arc is generated between the electrode and the hollow pipe by bringing a welding torch close to the upper part of the hollow pipe, and the arc melts the surfaces of the hollow pipe and the base material to form a molten pool. ,
The hard particles unmelted by the melting of the hollow pipe are allowed to flow out of the hollow pipe into the molten pool,
A method for forming a hardfacing layer, comprising: forming a hardfacing layer along a movement locus of the welding torch on a surface of the base material by moving the welding torch along the hollow pipe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016126222A JP6663310B2 (en) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | Method of forming hardfacing, hardfacing member and method of producing hardfacing plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016126222A JP6663310B2 (en) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | Method of forming hardfacing, hardfacing member and method of producing hardfacing plate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018001172A JP2018001172A (en) | 2018-01-11 |
| JP6663310B2 true JP6663310B2 (en) | 2020-03-11 |
Family
ID=60945540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016126222A Expired - Fee Related JP6663310B2 (en) | 2016-06-27 | 2016-06-27 | Method of forming hardfacing, hardfacing member and method of producing hardfacing plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6663310B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7144205B2 (en) * | 2018-06-15 | 2022-09-29 | 株式会社丸和技研 | Hard facing forming method, wear resistant material, industrial equipment |
| JP2024027367A (en) | 2022-08-17 | 2024-03-01 | 三菱重工業株式会社 | Overlay welding method |
-
2016
- 2016-06-27 JP JP2016126222A patent/JP6663310B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018001172A (en) | 2018-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180361501A1 (en) | Meld solid-state joining of different features to cast parts | |
| JP5325422B2 (en) | Low cost production of near net shape titanium body | |
| Xu et al. | Comparison between diode laser and TIG cladding of Co-based alloys on the SUS403 stainless steel | |
| US4837417A (en) | Method of hard-facing a metal surface | |
| US10781512B2 (en) | Method of coating a body, granules for the method and method of making granules | |
| US6623876B1 (en) | Sintered mechanical part with abrasionproof surface and method for producing same | |
| Mehta | Sustainability in welding and processing | |
| JP6663310B2 (en) | Method of forming hardfacing, hardfacing member and method of producing hardfacing plate | |
| CN108698169B (en) | Surface treatment method, surface-treated or resurfaced metal part | |
| CN101058129A (en) | Sandwiched alloy powder block used for built-up welding and its preparation method and application | |
| Sharma et al. | Effects of process parameters in joining of Inconel-625 alloy through microwave hybrid heating | |
| US4745254A (en) | Method of hard-facing a metal surface | |
| CN114713942A (en) | Tungsten electrode argon arc additive manufacturing method based on negative pressure constraint of electric arc | |
| US20080011444A1 (en) | Methods of forming metal matrix composites and metal matrix composites formed thereby | |
| US3221135A (en) | Method of welding fin tube panel | |
| US8399793B2 (en) | Methods and materials for hard-facing | |
| Teimournezhad et al. | Experimental investigation of onion ring structure formation in friction stir butt welds of copper plates produced by non-threaded tool pin | |
| EP3481578B1 (en) | Fluid-cooled contact tip assembly for metal welding | |
| CN2675322Y (en) | Double tube alloy surfacing electrode | |
| Klimpel et al. | The study of properties of Ni–WC wires surfaced deposits | |
| JP5300180B2 (en) | Method of forming hardfacing layer | |
| JP7144205B2 (en) | Hard facing forming method, wear resistant material, industrial equipment | |
| CA2543340A1 (en) | Manufacture of hardfaced plates | |
| JP2017205803A (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus of welding liner, and welding liner | |
| US20240100624A1 (en) | Solid-state joining of features to cast parts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181011 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190628 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190709 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190909 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200121 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200214 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6663310 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |