JPH1136037A - Hard molybdenum alloy, wear resistant alloy, and wear resistant sintered alloy, and their production - Google Patents
Hard molybdenum alloy, wear resistant alloy, and wear resistant sintered alloy, and their productionInfo
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- JPH1136037A JPH1136037A JP15679498A JP15679498A JPH1136037A JP H1136037 A JPH1136037 A JP H1136037A JP 15679498 A JP15679498 A JP 15679498A JP 15679498 A JP15679498 A JP 15679498A JP H1136037 A JPH1136037 A JP H1136037A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質モリブデン合
金、耐摩耗性合金、耐摩耗性焼結合金およびその製造方
法に関する。さらに詳しくは、優れた耐摩耗性を有する
硬質モリブデン合金、および金属等の耐摩耗性を向上さ
せるのに適した硬質モリブデン合金材料、耐摩耗性合
金、耐摩耗性焼結合金およびその製造方法に関する。[0001] The present invention relates to a hard molybdenum alloy, a wear-resistant alloy, a wear-resistant sintered alloy and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a hard molybdenum alloy having excellent wear resistance, a hard molybdenum alloy material suitable for improving wear resistance of a metal or the like, a wear resistant alloy, a wear resistant sintered alloy, and a method for producing the same. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】モリブデン、ニオブ、タンタル、タング
ステン、ハフニウムなどの金属元素は、１０００℃以上
の高温環境で使用できる耐火金属の主要元素として知ら
れている。この中でモリブデンは、ニッケル、コバル
ト、鉄など８Ａ属元素の１種以上と、シリコンととも
に、化学式Ｘ3 Ｍｏ2 ＳｉやＸＭｏＳｉ（Ｘはニッケ
ル、コバルト、鉄などの元素の１種以上）などで表され
る硅化物を形成する。該硅化物を含む実用合金として
は、「耐摩耗および耐食性合金」（特開昭50−1026号公
報、特開昭52−125412号公報、米国特許第 3839024号、
など）に記載のＮｉ基合金およびＣｏ基合金が知られて
おり、溶射などに用いられている。2. Description of the Related Art Metal elements such as molybdenum, niobium, tantalum, tungsten and hafnium are known as main elements of refractory metals which can be used in a high-temperature environment of 1000 ° C. or higher. Among them, molybdenum is one or more of Group 8A elements such as nickel, cobalt, and iron, and silicon together with chemical formula X 3 Mo 2 Si or XMoSi (X is one or more of elements such as nickel, cobalt, and iron). Form the silicide represented. Practical alloys containing the silicide include "wear and corrosion resistant alloys" (JP-A-50-1026, JP-A-52-125412, U.S. Pat.
And the like, and are used for thermal spraying and the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】近年、内燃機関につい
ては燃焼の高効率化、代替燃料への転換などが強く要請
されており、これを構成する機械部品は温度・負荷・雰
囲気など、いずれにおいても一層苛酷な条件での耐久性
が求められるようになっている。しかしながら、上記従
来の合金はこの要求に応えることができないという問題
を有している。特に摺動機械部品では、高温かつ無潤
滑、さらには腐食環境といった条件が重なるため、既存
の耐摩耗材料では使用に耐えない事例が増加している。In recent years, there has been a strong demand for internal combustion engines to have higher combustion efficiency and to switch to alternative fuels. In addition, durability under severer conditions has been required. However, the above-mentioned conventional alloy has a problem that it cannot meet this demand. In particular, in the case of sliding machine parts, conditions such as high temperature, non-lubrication, and a corrosive environment overlap, and the use of existing wear-resistant materials that cannot be used is increasing.
【０００４】（目的）本発明の目的は、優れた耐摩耗性
を有する硬質モリブデン合金、耐摩耗性合金、耐摩耗性
焼結合金およびその製造方法を提供するにある。(Object) It is an object of the present invention to provide a hard molybdenum alloy, a wear-resistant alloy, a wear-resistant sintered alloy having excellent wear resistance and a method for producing the same.
【０００５】（着眼点）本発明者らはまず、従来のよう
なラーベス構造硅化物を含んだニッケル合金やコバルト
合金でなく、該硅化物を組織の主たる構成要素とする硬
質合金を創造することに着眼した。そして、合金中のニ
ッケル、コバルトの含有量を一定の範囲内に制御するこ
とにより、所望の組織と特性とを有する硬質合金が得ら
れることを、実験によって明らかにした。また、ラーベ
ス構造硅化物の優れた特性を最大限に引き出した該硬質
合金を用いれば、例えば、これを強化相として複合化し
た焼結合金などは、たとえ少量の配合によっても高温か
つ無潤滑環境において充分な耐摩耗性を有すると考え
た。The present inventors first created a hard alloy having the silicide as a main component of the structure, instead of the conventional nickel alloy or cobalt alloy containing a Laves structure silicide. I focused on. Experiments have revealed that a hard alloy having a desired structure and properties can be obtained by controlling the contents of nickel and cobalt in the alloy within a certain range. In addition, if the hard alloy that maximizes the excellent properties of Laves structure silicide is used, for example, a sintered alloy compounded with this as a strengthening phase can be used in a high-temperature and non-lubricating environment even with a small amount of compounding. Was considered to have sufficient wear resistance.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の硬質モリブデン
合金は、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のう
ち１種以上が１４．０重量％〜４３．０重量％と、シリ
コン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０重量％と、モリブ
デン（Ｍｏ）が２０．０重量％以上とを含有してなるこ
とを特徴とする。According to the hard molybdenum alloy of the present invention, at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) contains 14.0% by weight to 43.0% by weight, and silicon (Si) contains It is characterized by containing 3.0% to 8.0% by weight and 20.0% by weight or more of molybdenum (Mo).
【０００７】[0007]
【発明の効果】本発明の硬質合金は、高温かつ無潤滑環
境でのすべり摩耗、凝着摩耗などに対して、優れた耐摩
耗性を発揮する。The hard alloy of the present invention exhibits excellent wear resistance against sliding wear and adhesive wear in a high-temperature and non-lubricated environment.
【０００８】（作用）本発明の硬質モリブデン合金が、
優れた効果を発揮するメカニズムについては、未だ必ず
しも明らかではないが、次のように考えられる。すなわ
ち、本発明の硬質合金は、ニッケル（Ｎｉ）およびコバ
ルト（Ｃｏ）のうち１種以上が１４．０重量％〜４３．
０重量％と、シリコン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０
重量％と、モリブデン（Ｍｏ）が２０．０重量％以上
と、を含有してなる。(Action) The hard molybdenum alloy of the present invention
The mechanism that exerts an excellent effect is not yet clear, but is considered as follows. That is, in the hard alloy of the present invention, at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) is 14.0% by weight to 43.0%.
0% by weight and 3.0% by weight of silicon (Si) to 8.0%
% By weight and 20.0% by weight or more of molybdenum (Mo).
【０００９】Ｍｏ モリブデン（Ｍｏ）は、２０．０重量％以上含有してな
る。本発明の硬質合金におけるＭｏは、ラーベス構造硅
化物を構成する基本元素である。Ｍｏは、以下に説明す
る合金元素を除いた残部の主要な元素であり、少なくと
も２０重量％以上を含有してなる。この範囲内のＭｏを
含有させることにより、本発明の硬質合金は、組織中の
主たる構成要素としてラーベス構造硅化物を形成し、該
硅化物はその自己潤滑性により、高温かつ無潤滑環境に
おける耐摩耗性を中心的に担うことができる。なお、Ｍ
ｏの含有量が２０．０重量％未満の場合には、該硅化物
の他の必須構成元素の含有量によらず、ラーベス構造硅
化物を構成するために充分なＭｏを提供できない。この
結果、硬質合金中において目的とする該硅化物の体積率
は２０体積％（ｖｏｌ％）未満になるため、上記のメカ
ニズムによる耐摩耗性が充分に発揮されないという問題
がある。[0009] Mo molybdenum (Mo) is contained at 20.0% by weight or more. Mo in the hard alloy of the present invention is a basic element constituting the Laves structure silicide. Mo is the remaining main element excluding the alloy elements described below, and contains at least 20% by weight or more. By containing Mo in this range, the hard alloy of the present invention forms a Laves structure silicide as a main component in the structure, and the silicide has a self-lubricating property and is resistant to high-temperature and non-lubricated environments. It can play a central role in abrasion. Note that M
If the content of o is less than 20.0% by weight, sufficient Mo cannot be provided to constitute a Laves-structured silicide irrespective of the content of other essential constituent elements of the silicide. As a result, the desired volume fraction of the silicide in the hard alloy is less than 20% by volume (vol%), and there is a problem that the wear resistance by the above mechanism is not sufficiently exhibited.
【００１０】Ｎｉ、Ｃｏ ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）は、１種以上
を１４．０重量％〜４３．０重量％含有してなる。Ｎｉ
およびＣｏは、ＭｏとＳｉからできる硅化物に入り込ん
でラーベス構造を安定化する働きがあり、この意味で不
可欠な元素である。また、ＮｉおよびＣｏは、ラーベス
構造硅化物をとりまく固溶体結合相を形成する元素でも
ある。ＮｉおよびＣｏの１種以上の合計量が１４．０％
未満の場合は、該硅化物の他の必須構成元素の含有量に
よらず、ラーベス構造硅化物を構成するために充分なＮ
ｉおよびＣｏを提供できない。この結果、硬質合金中に
おいて目的とする該硅化物の体積率は２０ｖｏｌ％未満
になり、上記と同じ問題がある。また、合計量が４３．
０％を超える場合は、相対的に残部のＭｏが不足するた
めラーベス構造硅化物がかえって減少する、又は／及
び、過剩なＮｉ、Ｃｏが固溶体結合相中でＳｉと結合し
て結合相を脆弱化させるため、脱落などを生じ易くな
り、摺動特性に悪影響を及ぼすという問題がある。[0010] Ni, Co nickel (Ni) and cobalt (Co) contain at least one kind in an amount of 14.0% to 43.0% by weight. Ni
And Co have a function of stabilizing the Laves structure by entering silicide formed from Mo and Si, and are indispensable elements in this sense. Ni and Co are also elements that form a solid solution bonded phase surrounding the Laves structure silicide. The total amount of one or more of Ni and Co is 14.0%
If it is less than N, sufficient N to constitute a Laves-structured silicide is obtained regardless of the content of other essential constituent elements of the silicide.
i and Co cannot be provided. As a result, the desired volume fraction of the silicide in the hard alloy is less than 20 vol%, and the same problem as described above occurs. In addition, the total amount is 43.
When the content exceeds 0%, the Laves structure silicide is rather reduced due to a relative shortage of Mo, and / or excessive Ni and Co are combined with Si in the solid solution binder to weaken the binder. Therefore, there is a problem that dropping and the like are likely to occur, which adversely affects sliding characteristics.
【００１１】Ｓｉ シリコン（Ｓｉ）は、３．０重量％〜８．０重量％を含
有してなる。Ｓｉは、Ｍｏと優先的に結合するもので、
ラーベス構造硅化物のもう１つの必須構成元素である。
Ｓｉの含有量が３．０％未満の場合には、上記硅化物の
他の必須構成元素の含有量によらず、ラーベス構造硅化
物を構成するために充分なＳｉを提供できない。この結
果、目的とする該硅化物の体積率は２０ｖｏｌ％未満に
なり、上記と同じ問題がある。また、８．０％を超える
場合には、ラーベス構造硅化物を構成してなお余りある
Ｓｉが、前記のように固溶体結合相に入り込んで脆弱化
させるという問題がある。[0011] Si silicon (Si) contains 3.0% by weight to 8.0% by weight. Si binds preferentially to Mo,
Laves structural silicide is another essential constituent element.
If the content of Si is less than 3.0%, it is impossible to provide sufficient Si for constituting the Laves structure silicide regardless of the content of the other essential constituent elements of the silicide. As a result, the desired volume fraction of the silicide is less than 20 vol%, and the same problem as described above occurs. On the other hand, when the content exceeds 8.0%, there is a problem that excess Si constituting the Laves structure silicide enters the solid solution bonding phase and weakens as described above.
【００１２】＜好適なＳｉ＞なお、Ｍｏとの量的関係と
して、それぞれの重量分率を用いた以下の計算式を満た
すことが望ましい。 ５．５＜Ｍｏ／Ｓｉ 上記のように、ラーベス構造硅化物はＭｏとＳｉとが一
定割合で強い親和力により結合することを基本としてお
り、たとえＳｉの含有量が８．０％以下であってもこの
割合を逸脱したＳｉは、上記の固溶体結合相の脆化を起
こす可能性がある。すなわち、Ｍｏ／Ｓｉをこの範囲内
にすることにより、結合相の脆弱化を起こすことがない
ので、望ましい。<Suitable Si> As a quantitative relationship with Mo, it is desirable to satisfy the following formula using the respective weight fractions. 5.5 <Mo / Si As described above, the Laves structure silicide is based on the fact that Mo and Si are bonded at a fixed ratio with a strong affinity, and even if the content of Si is 8.0% or less. However, Si out of this ratio may cause the above-mentioned embrittlement of the solid solution bonded phase. That is, by setting Mo / Si within this range, the bonding phase is not weakened, which is desirable.
【００１３】硬質モリブデン合金 本発明の硬質モリブデン合金は、ニッケル（Ｎｉ）およ
びコバルト（Ｃｏ）のうち１種以上、シリコン（Ｓｉ）
およびモリブデン（Ｍｏ）を上記範囲内で含有してな
る。この硬質モリブデン合金の金属組織は、主にラーベ
ス構造硅化物とＮｉ、Ｃｏなどの固溶体結合相とからな
る。このうち、主たる構成要素である前者は、強い親和
力を有するＭｏとＳｉが、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃ
ｕなどの元素を取り込んで、化学式Ｘ3 Ｍｏ2 ＳｉやＸ
ＭｏＳｉ（ＸはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕなどの元
素の１種以上）などで表されるラーベス型結晶構造を形
成した硅化物である。該硅化物は、高温にさらされたと
き、その表面に粘着性のあるモリブデン酸化物を形成
し、摺動によって生じる相手材の酸化皮膜などを固着し
て、相手材金属表面との直接的接触を妨げる働きがあ
る。この結果、高温摩耗で顕著な、相手材表面との化学
的な金属結合に起因する摩耗が著しく抑制される。さら
に、合金中のＮｉ、Ｃｏの含有量を一定の範囲内に制御
したことにより、ラーベス構造硅化物の晶出量を少なく
とも２０ｖｏｌ％以上に高めるとともに、該硅化物を取
り巻く固溶体結合相を強靱化し、摺動特性を大幅に向上
させることが可能になる。以上により、本発明の硬質合
金は、これらの相乗効果により、高温・無潤滑での摩耗
に対して高い抵抗力を発揮するものと考えられる。 Hard Molybdenum Alloy The hard molybdenum alloy of the present invention comprises at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) and silicon (Si).
And molybdenum (Mo) within the above range. The metal structure of this hard molybdenum alloy is mainly composed of Laves structure silicide and a solid solution binder phase such as Ni and Co. Among them, the former, which is a main component, is such that Mo and Si having strong affinity are composed of Ni, Co, Fe, Cr, C
Incorporating elements such as u, the chemical formula X 3 Mo 2 Si or X
MoSi (X is one or more of elements such as Ni, Co, Fe, Cr, and Cu) is a silicide that forms a Laves-type crystal structure. The silicide forms sticky molybdenum oxide on its surface when exposed to high temperature, and fixes an oxide film or the like of a mating material formed by sliding, thereby making direct contact with the metal surface of the mating material. There is a function that hinders. As a result, abrasion due to chemical metal bonding with the mating material surface, which is remarkable in high-temperature abrasion, is remarkably suppressed. Further, by controlling the contents of Ni and Co in the alloy within a certain range, the crystallization amount of the Laves-structured silicide is increased to at least 20 vol% or more, and the solid solution bonding phase surrounding the silicide is strengthened. In addition, the sliding characteristics can be greatly improved. From the above, it is considered that the hard alloy of the present invention exerts high resistance to wear at high temperature and without lubrication due to the synergistic effect.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、前記発明をさらに具体的
にした発明やその他の発明、これらの発明の実施の形態
について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to the invention, other inventions, and embodiments of these inventions.
【００１５】（本発明の着眼点）近年、内燃機関につい
ては燃焼の高効率化、代替燃料への転換などが強く要請
されており、これを構成する機械部品は温度・負荷・環
境など、いずれにおいても一層苛酷な条件での耐久性が
求められるようになっている。特に摺動機械部品では、
高温かつ無潤滑、さらには腐食環境といった条件が重な
るため、既存の耐摩耗材料では使用に耐えない事例が増
加している。すべり摩耗と凝着摩耗とが同時に発生する
これらの部品にとって、ラーベス構造硅化物は前記のよ
うに極めて魅力のある特性を有している。このような硬
質相を、機械部品の耐摩耗性向上のために利用する手段
としては、次の３つが考えられる。 １）該硬質相を含む硬質合金を単独で、鋳造法、粉末冶
金法などによってバルク化した素材から部品を製作する
方法 ２）該硬質合金を単独で粉末状で製造し、これを肉盛
り、溶射などによって部品表面にコーティングする方法 ３）該硬質合金を粉末、繊維、箔などの形態で製造し、
これを強化相として他の金属基マトリックスに複合化し
た素材から部品を製作する方法(Point of View of the Present Invention) In recent years, there has been a strong demand for internal combustion engines to have higher combustion efficiency and to switch to alternative fuels. In such a case, durability under severer conditions is required. Especially for sliding machine parts,
Since conditions such as high temperature, no lubrication, and corrosive environment overlap, the number of cases where existing wear-resistant materials cannot be used is increasing. For these parts, in which sliding wear and cohesive wear occur simultaneously, the Laves structured silicide has very attractive properties as described above. The following three methods can be considered as means for utilizing such a hard phase for improving the wear resistance of machine parts. 1) A method of manufacturing a component from a material obtained by bulking a hard alloy containing the hard phase alone by a casting method, a powder metallurgy method, or the like. 2) Producing the hard alloy alone in powder form, 3) Manufacturing the hard alloy in the form of powder, fiber, foil, etc.
Method of manufacturing a part from a material composited with another metal matrix as a reinforcing phase
【００１６】このうち、３）に述べた複合化の手段とし
ては、焼結、鋳ぐるみ、含浸、肉盛り、溶射など、さま
ざまな方法が適用可能であるが、多くの場合、主に製造
性の問題から、配合できる強化相の量はそれほど多くで
きない。特に、摺動部品に多く用いられている焼結合金
においては、多量の強化相粉末を混合した原料粉末は成
形性、焼結性のいずれにも劣り、緻密化のためには製造
上のコスト高を招くので、配合率はできるだけ少なくす
ることが望ましい。したがって、単独の合金材料として
の耐摩耗性はもちろん、強化相として限られた量を配合
した場合にも効果的に特性を向上させる高性能な硬質合
金が必要である。本発明者らは、上記のような今後の摺
動機械部品の使用環境を鑑み、これらに用いられる耐摩
耗性合金の適用限界を大幅に広げるため、ラーベス構造
硅化物の優れた特性を最大限に引き出した硬質合金を提
供するとともに、これを強化相として含む耐摩耗合金を
提供することを目的として鋭意研究し、各種の系統的実
験を重ねた結果、本発明を成すに至ったものである。Among these, various methods such as sintering, cast-in, impregnation, overlaying, and thermal spraying can be applied as the means of compounding described in 3). Due to the above problem, the amount of reinforcing phase that can be blended cannot be so large. In particular, in the case of sintered alloys that are often used for sliding parts, the raw material powder mixed with a large amount of reinforcing phase powder is inferior in both moldability and sinterability, and the production cost is required for densification. Therefore, it is desirable to reduce the mixing ratio as much as possible. Therefore, there is a need for a high-performance hard alloy that effectively improves the properties even when a limited amount of the reinforcing phase is blended, as well as the wear resistance as a single alloy material. In view of the future use environment of sliding machine parts as described above, the present inventors have maximized the superior characteristics of Laves structure silicide in order to greatly expand the application limits of wear-resistant alloys used in these parts. In addition to providing a hard alloy drawn out to, the present inventors have conducted intensive research with the aim of providing a wear-resistant alloy containing this as a strengthening phase, and as a result of repeating various systematic experiments, the present invention has been achieved. .
【００１７】本発明者らはまず、従来のようなラーベス
構造硅化物を含んだニッケル合金やコバルト合金でな
く、該硅化物を組織の主たる構成要素とする硬質合金を
創造することに着眼した。そして、合金中のニッケル、
コバルトの含有量を一定の範囲内に制御することによ
り、所望の組織と特性を有する硬質合金が得られること
を、実験によって明らかにした。また、ラーベス構造硅
化物の優れた特性を最大限に引き出した該硬質合金を用
いれば、これを強化相として含む合金は、たとえ少量の
配合によっても高温かつ無潤滑環境において充分な耐摩
耗性を有すると考えた。The present inventors first focused on creating a hard alloy having the silicide as a main component of the structure, instead of the conventional nickel alloy or cobalt alloy containing Laves structure silicide. And nickel in the alloy,
Experiments have shown that by controlling the cobalt content within a certain range, a hard alloy having a desired structure and properties can be obtained. In addition, if this hard alloy is used to maximize the superior properties of Laves structure silicide, the alloy containing it as a strengthening phase will have sufficient abrasion resistance in high temperature and non-lubricated environments even with a small amount of compounding. Thought to have.
【００１８】〔第１実施形態〕本発明の硬質モリブデン
合金は、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のう
ち１種以上が１４．０重量％〜４３．０重量％と、シリ
コン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０重量％と、モリブ
デン（Ｍｏ）が２０．０重量％以上と、を含有してな
り、さらに、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、バ
ナジウム（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル
（Ｔａ）から選ばれる１種以上の元素を、Ｍｏ以外の上
記元素を除いた残部の５０．０重量％を超えない範囲
で、含有してなることを特徴とする。ここで、残部と
は、硬質モリブデン合金から、ニッケル（Ｎｉ）および
コバルト（Ｃｏ）のうち１種以上（１４．０重量％〜４
３．０重量％）と、シリコン（Ｓｉ：３．０重量％〜
８．０重量％）を除いた部分である。[First Embodiment] The hard molybdenum alloy of the present invention contains 14.0% by weight to 43.0% by weight of at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) and silicon (Si). 3.0 to 8.0% by weight and 20.0% by weight or more of molybdenum (Mo), and further include tungsten (W), niobium (Nb), vanadium (V), and hafnium. (Hf) and one or more elements selected from tantalum (Ta) are contained in an amount not exceeding 50.0% by weight of the balance excluding the above elements other than Mo. Here, the remainder means one or more of nickel (Ni) and cobalt (Co) (14.0% by weight to 44.0%) from a hard molybdenum alloy.
3.0% by weight) and silicon (Si: 3.0% by weight)
8.0% by weight).
【００１９】本発明の硬質モリブデン合金は、高温かつ
無潤滑環境での耐摩耗性ともに優れた耐腐食性、耐酸化
性を兼備し、特に高温腐食環境で優れた特性を発揮す
る。本発明の硬質モリブデン合金が、優れた効果を発揮
するのは、主にその金属組織の構成要素であるラーベス
構造硅化物によるものであり、上記と同様である。本発
明の特徴であるＷ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｔａは、Ｍｏと同
様に耐火金属の主要元素であることから分かるように、
Ｍｏに近い性質を持つ元素である。このため、ラーベス
構造硅化物において、その物理的、化学的性質を大幅に
変化させることなく、必須構成元素であるＭｏとある程
度まで置換して、該硅化物の硬さを向上させる。またこ
れらの元素は、耐腐食性、耐酸化性を著しく改善する元
素であり、高温腐食環境における材質劣化を有効に防止
する。Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｔａ 本発明の硬質モリブデン合金において、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、
Ｈｆ、Ｔａから選ばれる１種以上の元素の合計は、Ｍｏ
以外の元素を除いた残部の５０重量％以下である。Ｗ、
Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｔａの合計量が、残部の５０重量％を
超える場合には、ラーベス構造硅化物の結晶構造に変化
をきたし、高温耐摩耗性に有効な上記硅化物本来の自己
潤滑性が得られなくなるおそれがある。The hard molybdenum alloy of the present invention has excellent corrosion resistance and oxidation resistance both in abrasion resistance in a high-temperature and non-lubricating environment, and exhibits excellent characteristics particularly in a high-temperature corrosive environment. The reason why the hard molybdenum alloy of the present invention exerts an excellent effect is mainly due to the Laves structure silicide which is a constituent element of the metal structure, which is the same as described above. As can be seen from the fact that W, Nb, V, Hf, and Ta, which are features of the present invention, are the main elements of the refractory metal like Mo.
It is an element having properties close to Mo. Therefore, the Laves structure silicide is replaced with Mo, which is an essential constituent element, to a certain extent without significantly changing its physical and chemical properties, thereby improving the hardness of the silicide. Further, these elements are elements that significantly improve corrosion resistance and oxidation resistance, and effectively prevent material deterioration in a high-temperature corrosive environment. W, Nb, V, Hf, Ta In the hard molybdenum alloy of the present invention, W, Nb, V,
The sum of one or more elements selected from Hf and Ta is Mo
It is 50% by weight or less of the balance excluding the other elements. W,
If the total amount of Nb, V, Hf, and Ta exceeds 50% by weight of the balance, the crystal structure of the Laves-structured silicide changes, and the self-lubricity inherent in the silicide is effective for high-temperature wear resistance. May not be obtained.
【００２０】〔第２実施形態〕本発明の硬質モリブデン
合金は、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のう
ち１種以上が１４．０重量％〜４３．０重量％と、シリ
コン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０重量％と、鉄（Ｆ
ｅ），銅（Ｃｕ）およびクロム（Ｃｒ）のうち１種以上
が５．０重量％〜５５．０重量％と、モリブデン（Ｍ
ｏ）が２０．０重量％以上と、を含有してなることを特
徴とする。[Second Embodiment] In the hard molybdenum alloy of the present invention, at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) contains 14.0% by weight to 43.0% by weight, and silicon (Si) contains 3.0% to 8.0% by weight of iron (F
e), at least one of copper (Cu) and chromium (Cr) is 5.0% by weight to 55.0% by weight, and molybdenum (M
o) is 20.0% by weight or more.
【００２１】本発明の硬質モリブデン合金は、高温かつ
無潤滑環境でのすべり摩耗、凝着摩耗などに対して優れ
た耐摩耗性を発揮し、しかも単体の合金材料として、硬
さと靱性との機械的性質バランスに優れた硬質合金が得
られる。本発明の硬質モリブデン合金が、優れた効果を
発揮するメカニズムは、主にその金属組織の構成要素で
あるラーベス構造硅化物によるものであり、上記と同様
である。本発明の特徴であるＦｅ、Ｃｕ、Ｃｒはいずれ
も、本硬質合金においては、ラーベス構造硅化物の結晶
学的構造および化学的性質を大幅に変化させることな
く、一定の割合までＮｉならびにＣｏと置換すると同時
に、該硅化物を結合する固溶体結合相を優先的に形成す
る元素である。したがって、Ｍｏ、Ｓｉなどの含有量か
ら予測されるラーベス構造硅化物の形成量に対して必要
な含有量を大きく超えない程度にＮｉ、Ｃｏを抑え、代
わりにＦｅ、Ｃｕ、Ｃｒを添加することができる。前記
のように、過剩に含有させたＮｉ、Ｃｏは、Ｓｉと結合
して該結合相を脆弱化させるという問題があるが、これ
らの元素はＮｉ、Ｃｏに比べＳｉと結合しにくいため、
結合相に適度な靭性を与えることができる。Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ 本発明の硬質モリブデン合金において、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃ
ｒの少なくとも１種以上の含有量は、５．０重量％〜５
５．０重量％である。Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの少なくとも１
種以上の含有量が、合計量で５．０重量％未満の場合
は、ラーベス構造硅化物中のＮｉ、Ｃｏとの置換のみに
よって消費されてしまい、上記の固溶体結合相に対する
効果がほとんど得られない。また、合計量が５５．０重
量％を超える場合は、該結合相がラーベス構造硅化物よ
り著しく多くなるため、強化相として満足な耐摩耗性を
示さないおそれがある。The hard molybdenum alloy of the present invention exhibits excellent wear resistance against sliding wear and adhesive wear in a high-temperature and non-lubricated environment. A hard alloy with an excellent balance of properties can be obtained. The mechanism by which the hard molybdenum alloy of the present invention exerts an excellent effect is mainly due to the Laves structure silicide which is a constituent element of the metal structure, and is similar to the above. In the present hard alloy, all of Fe, Cu, and Cr, which are features of the present invention, are mixed with Ni and Co to a certain ratio without significantly changing the crystallographic structure and chemical properties of Laves structure silicide. At the same time as substitution, it is an element that preferentially forms a solid solution bonded phase that binds the silicide. Therefore, it is necessary to suppress Ni and Co so as not to greatly exceed the required amount of the Laves structure silicide expected from the contents of Mo, Si, and the like, and to add Fe, Cu, and Cr instead. Can be. As described above, Ni and Co contained in excess have a problem of bonding with Si and weakening the bonded phase, but since these elements are harder to bond with Si than Ni and Co,
Moderate toughness can be imparted to the binder phase. Fe, Cu, Cr In the hard molybdenum alloy of the present invention, Fe, Cu, C
The content of at least one of r is from 5.0% by weight to 5% by weight.
5.0% by weight. At least one of Fe, Cu, and Cr
If the total content of the species is less than 5.0% by weight, it is consumed only by substitution with Ni and Co in the Laves structure silicide, and the above-mentioned effect on the solid solution bonded phase is almost obtained. Absent. On the other hand, when the total amount exceeds 55.0% by weight, the binder phase is significantly larger than the Laves-structured silicide, so that the abrasion resistance may not be satisfactory as the reinforcing phase.
【００２２】〔第３実施形態〕本発明の硬質モリブデン
合金は、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のう
ち１種以上が１４．０重量％〜４３．０重量％と、シリ
コン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０重量％と、鉄（Ｆ
ｅ），銅（Ｃｕ）およびクロム（Ｃｒ）のうち１種以上
が５．０重量％〜５５．０重量％と、モリブデン（Ｍ
ｏ）が２０．０重量％以上と、を含有してなり、さら
に、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム
（Ｖ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびタンタル（Ｔａ）か
ら選ばれる１種以上の元素を、Ｍｏ以外の上記元素を除
いた残部の５０．０重量％を超えない範囲で、含有して
なることを特徴とする。[Third Embodiment] The hard molybdenum alloy of the present invention contains 14.0% by weight to 43.0% by weight of at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) and silicon (Si). 3.0% to 8.0% by weight of iron (F
e), at least one of copper (Cu) and chromium (Cr) is 5.0% by weight to 55.0% by weight, and molybdenum (M
o) is 20.0% by weight or more, and one or more kinds selected from tungsten (W), niobium (Nb), vanadium (V), hafnium (Hf) and tantalum (Ta). An element is contained in an amount not exceeding 50.0% by weight of the balance excluding the above elements other than Mo.
【００２３】本発明の硬質モリブデン合金は、高温かつ
無潤滑環境での耐摩耗性ともに耐腐食性、耐酸化性を兼
備し、特に高温腐食環境で優れた特性を発揮する。ま
た、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの効果と、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、
Ｔａの効果とを相乗的に組み合わせることにより、高温
耐摩耗性だけでなく、実用上重要な機械的特性および耐
環境性を兼ね備えた、実用性の高い硬質合金とすること
ができる。本発明の硬質モリブデン合金が、優れた効果
を発揮するメカニズムは、主にその金属組織の構成要素
であるラーベス構造硅化物によるものであり、上記と同
様である。Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｔａ 本発明の硬質モリブデン合金において、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ、
Ｈｆ、Ｔａから選ばれる１種以上の元素の合計は、Ｍｏ
以外の元素を除いた残部の５０重量％以下である。Ｗ、
Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｔａの合計量が、残部の５０重量％を
超える場合には、ラーベス構造硅化物の結晶構造に変化
をきたし、高温耐摩耗性に有効な上記硅化物本来の自己
潤滑性が得られなくなる虞れがある。Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ 本発明の硬質モリブデン合金において、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃ
ｒの少なくとも１種以上の含有量は、５．０重量％〜５
５．０重量％である。Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの少なくとも１
種以上の含有量が、合計量で５．０重量％未満の場合
は、ラーベス構造硅化物中のＮｉ、Ｃｏとの置換が先行
するので、上記の固溶体結合相に対する効果がほとんど
得られない。また、合計量が５５．０重量％を超える場
合は、該結合相がラーベス構造硅化物より著しく多くな
るため、強化相として満足な耐摩耗性を示さないおそれ
がある。以上により、本発明の硬質モリブデン合金は、
高温かつ無潤滑環境での耐摩耗性ともに耐腐食性、耐酸
化性を兼備し、特に高温腐食環境で優れた特性を発揮す
るとともに、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの効果と、Ｗ、Ｎｂ、
Ｖ、Ｈｆ、Ｔａの効果とを相乗的に組み合わせることに
より、高温耐摩耗性だけでなく、実用上重要な機械的特
性および耐環境性を兼ね備えた、実用性の高い硬質合金
とすることができる。The hard molybdenum alloy of the present invention has both corrosion resistance and oxidation resistance as well as abrasion resistance in a high-temperature and non-lubricated environment, and exhibits excellent characteristics particularly in a high-temperature corrosive environment. Further, the effects of Fe, Cu, and Cr, and W, Nb, V, Hf,
By synergistically combining the effects of Ta, it is possible to obtain a highly practical hard alloy that has not only high-temperature wear resistance but also mechanical properties and environmental resistance that are practically important. The mechanism by which the hard molybdenum alloy of the present invention exerts an excellent effect is mainly due to the Laves structure silicide which is a constituent element of the metal structure, and is similar to the above. W, Nb, V, Hf, Ta In the hard molybdenum alloy of the present invention, W, Nb, V,
The sum of one or more elements selected from Hf and Ta is Mo
It is 50% by weight or less of the balance excluding the other elements. W,
If the total amount of Nb, V, Hf, and Ta exceeds 50% by weight of the balance, the crystal structure of the Laves-structured silicide changes, and the self-lubricity inherent in the silicide is effective for high-temperature wear resistance. May not be obtained. Fe, Cu, Cr In the hard molybdenum alloy of the present invention, Fe, Cu, C
The content of at least one of r is from 5.0% by weight to 5% by weight.
5.0% by weight. At least one of Fe, Cu, and Cr
If the total content of the species is less than 5.0% by weight, substitution with Ni and Co in the Laves-structured silicide precedes, and the above-mentioned effect on the solid solution binding phase is hardly obtained. On the other hand, when the total amount exceeds 55.0% by weight, the binder phase is significantly larger than the Laves-structured silicide, so that the abrasion resistance may not be satisfactory as the reinforcing phase. As described above, the hard molybdenum alloy of the present invention is:
It has corrosion resistance and oxidation resistance as well as abrasion resistance in a high-temperature and non-lubricated environment, and exhibits excellent characteristics especially in a high-temperature corrosive environment, as well as the effects of Fe, Cu, Cr, and W, Nb,
By synergistically combining the effects of V, Hf, and Ta, it is possible to obtain a highly practical hard alloy having not only high-temperature wear resistance but also mechanical properties and environmental resistance that are practically important. .
【００２４】〔本発明および本発明の第１実施形態〜第
３実施形態の好適な実施形態〕Ｍｏ 本発明の硬質モリブデン合金において、Ｍｏの好適な含
有量は、２５．０重量％〜７０．０重量％である。この
範囲の含有量とすることにより、より耐摩耗性に優れた
硬質モリブデン合金とすることができる。また、Ｎｉ、
ＣｏならびにＳｉの好適な含有量と同時に満足されるこ
とにより、硬質合金におけるラーベス構造硅化物の体積
率を６０ｖｏｌ％以上とすることができる。また、本発
明の硬質モリブデン合金において、Ｍｏのより好適な含
有量は、３０．０重量％〜５０．０重量％である。この
範囲の含有量とすることにより、より一層耐摩耗性に優
れた硬質モリブデン合金とすることができる。また、以
下のＮｉ、ＣｏならびにＳｉのより好適な含有量と同時
に満足されることにより、硬質合金におけるラーベス構
造硅化物の体積率を８０ｖｏｌ％以上とすることができ
る。[Preferred Embodiments of the Present Invention and the First to Third Embodiments of the Present Invention] Mo In the hard molybdenum alloy of the present invention, the preferred content of Mo is 25.0% by weight to 70.50%. 0% by weight. By setting the content in this range, a hard molybdenum alloy having more excellent wear resistance can be obtained. Also, Ni,
By satisfying simultaneously with the preferable contents of Co and Si, the volume fraction of Laves structure silicide in the hard alloy can be 60 vol% or more. Further, in the hard molybdenum alloy of the present invention, the more preferable content of Mo is 30.0% by weight to 50.0% by weight. By setting the content in this range, a hard molybdenum alloy having more excellent wear resistance can be obtained. Further, by satisfying the following more preferable contents of Ni, Co and Si at the same time, the volume ratio of the Laves structure silicide in the hard alloy can be made 80 vol% or more.
【００２５】Ｎｉ、Ｃｏ 本発明の硬質モリブデン合金において、ＮｉおよびＣｏ
のうち１種以上の好適な含有量は、合計で２０．０重量
％〜４０．０重量％である。この範囲の含有量におい
て、上記のＭｏおよび以下のＳｉの好適な含有量と同時
に満足されることにより、硬質合金におけるラーベス構
造硅化物の体積率が６０ｖｏｌ％以上となり好ましい。
また、本発明の硬質モリブデン合金において、Ｎｉおよ
びＣｏのうち１種以上のより好適な含有量は、合計で２
６．０重量％〜３８．０重量％である。この範囲の含有
量において、上記のＭｏおよび以下のＳｉのより好適な
含有量と同時に満足されることにより、硬質合金におけ
るラーベス構造硅化物の体積率を８０ｖｏｌ％以上とす
ることができ、より好ましい。 Ni, Co In the hard molybdenum alloy of the present invention, Ni and Co
The suitable content of one or more of the total is 20.0% to 40.0% by weight. In the content in this range, the above content of Mo and the following content of Si are satisfied at the same time, so that the volume ratio of Laves structure silicide in the hard alloy is preferably 60 vol% or more.
In the hard molybdenum alloy of the present invention, the more preferable content of one or more of Ni and Co is 2 in total.
It is 6.0% by weight to 38.0% by weight. In the content in this range, by satisfying the above-mentioned Mo and the following more preferable contents of Si at the same time, the volume ratio of the Laves structure silicide in the hard alloy can be made 80 vol% or more, which is more preferable. .
【００２６】Ｓｉ 本発明の硬質モリブデン合金において、Ｓｉの好適な含
有量は、４．０重量％〜６．５重量％である。この範囲
の含有量とすることにより、結合相の靱性を確保するこ
とができ、好ましい。また、ＭｏおよびＮｉ、Ｃｏの好
適な含有量と同時に満足されることにより、硬質合金に
おけるラーベス構造硅化物の体積率を６０ｖｏｌ％以上
とすることができる。また、本発明の硬質モリブデン合
金において、Ｓｉのより好適な含有量は、４．５重量％
〜６．２重量％である。この範囲の含有量とすることに
より、結合相の靱性をより十分確保することができる。
また、ＭｏおよびＮｉ、Ｃｏのより好適な含有量と同時
に満足されることにより、硬質合金におけるラーベス構
造硅化物の体積率を８０ｖｏｌ％以上とすることができ
る。 Si In the hard molybdenum alloy of the present invention, a preferable content of Si is 4.0% by weight to 6.5% by weight. By setting the content in this range, the toughness of the binder phase can be ensured, which is preferable. Further, by satisfying simultaneously with the preferable contents of Mo, Ni, and Co, the volume ratio of Laves structure silicide in the hard alloy can be 60 vol% or more. In the hard molybdenum alloy of the present invention, the more preferable content of Si is 4.5% by weight.
~ 6.2% by weight. By setting the content in this range, the toughness of the binder phase can be more sufficiently ensured.
Further, by satisfying simultaneously with the more preferable contents of Mo, Ni, and Co, the volume ratio of Laves structure silicide in the hard alloy can be 80 vol% or more.
【００２７】Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ 本発明の硬質モリブデン合金において、Ｆｅ，Ｃｕおよ
びＣｒのうち１種以上の好適な含有量は、合計で１０．
０重量％〜３３．０重量％である。この範囲内の含有量
とすることにより、靭性に優れた固溶体結合相を有する
硬質合金が得られる。また、前記のＭｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、
ならびにＳｉの好適な含有量と同時に満足させることに
より、６０ｖｏｌ％以上のラーベス構造硅化物でかつ、
靭性に優れた固溶体結合相とからなる硬質合金とするこ
とができる。また、本発明の硬質モリブデン合金におい
て、Ｆｅ，ＣｕおよびＣｒのうち１種以上のより好適な
含有量は、１２．０重量％〜２５．０重量％である。こ
の範囲の含有量とすることにより、靭性により優れた固
溶体結合相を有する硬質合金が得られる。また、前記の
Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、ならびにＳｉのより好適な含有量と
同時に満足させることにより、８０ｖｏｌ％以上のラー
ベス構造硅化物でかつ、靭性により優れた固溶体結合相
とからなる硬質合金とすることができる。 Fe, Cu, Cr In the hard molybdenum alloy of the present invention, the preferable content of at least one of Fe, Cu and Cr is 10.
0 wt% to 33.0 wt%. By setting the content within this range, a hard alloy having a solid solution bonding phase excellent in toughness can be obtained. In addition, Mo, Ni, Co,
And at the same time satisfying the preferred content of Si, the Laves structure silicide of 60 vol% or more, and
A hard alloy comprising a solid solution binder phase having excellent toughness can be obtained. In the hard molybdenum alloy of the present invention, the more preferable content of one or more of Fe, Cu, and Cr is 12.0% by weight to 25.0% by weight. By setting the content in this range, a hard alloy having a solid solution bonded phase having more excellent toughness can be obtained. Further, by satisfying simultaneously with the more preferable contents of Mo, Ni, Co, and Si, a hard alloy comprising a Laves structure silicide of 80 vol% or more and a solid solution bonding phase excellent in toughness is obtained. be able to.
【００２８】硬質合金の形状、製造方法 本発明の硬質モリブデン合金は、形状は限定されるもの
ではなく、バルク状、粉末状、箔状、繊維状など、何で
あっても良く、目的に応じて適宜選択することができ
る。 Shape and Manufacturing Method of Hard Alloy The shape of the hard molybdenum alloy of the present invention is not limited, and may be any shape such as bulk, powder, foil, and fiber. It can be selected as appropriate.
【００２９】〔第４実施形態〕本発明は、上記本発明の
硬質モリブデン合金（第１実施形態〜第３実施形態およ
びその好適な実施形態を含む：単に硬質合金と称する）
を強化相として、金属マトリックス中に複合化してなる
ことを特徴とする耐摩耗性合金である。すなわち、本発
明の耐摩耗性合金は、金属マトリックスと、該金属マト
リックス中に分散させた上記本発明の硬質モリブデン合
金（第１実施形態〜第３実施形態およびその好適な実施
形態を含む：単に硬質合金と称する）からなる強化相
と、からなる。本発明の耐摩耗性合金は、高温かつ無潤
滑環境でのすべり摩耗、凝着摩耗などに対して、優れた
耐摩耗性を発揮する。本発明の耐摩耗性合金が、優れた
効果を発揮するメカニズムについては、未だ必ずしも明
らかではないが、次のように考えられる。すなわち、優
れた耐摩耗性を発揮することができるのは、金属マトリ
ックス中に強化相として複合化させた硬質モリブデン合
金中のラーベス構造硅化物によるものであり、上記本発
明の硬質モリブデン合金（第１実施形態〜第３実施形態
およびその好適な実施形態を含む）で述べた作用とおお
むね同様である。本耐摩耗性合金においては、相手材と
の接触面に露出した硬質合金が前記のごとく高い耐摩耗
性を有するため、マトリックス金属のみからなる合金に
比べて、合金全体の摩耗の進行を著しく遅延させる働き
をする。[Fourth Embodiment] The present invention provides a hard molybdenum alloy according to the present invention (including the first to third embodiments and preferred embodiments thereof: simply referred to as a hard alloy).
Is a wear-resistant alloy characterized by being compounded in a metal matrix with a strengthening phase. That is, the wear-resistant alloy of the present invention includes a metal matrix and the above-mentioned hard molybdenum alloy of the present invention dispersed in the metal matrix (including the first to third embodiments and preferred embodiments thereof: A hardened alloy). The wear-resistant alloy of the present invention exhibits excellent wear resistance against sliding wear and adhesive wear in a high-temperature and non-lubricated environment. The mechanism by which the wear-resistant alloy of the present invention exerts an excellent effect is not necessarily clear yet, but is considered as follows. That is, the reason why excellent wear resistance can be exhibited is due to the Laves structure silicide in the hard molybdenum alloy compounded as a reinforcing phase in the metal matrix, and the hard molybdenum alloy (No. The operation is substantially the same as that described in the first to third embodiments and the preferred embodiment thereof. In the present wear-resistant alloy, since the hard alloy exposed on the contact surface with the mating material has high wear resistance as described above, the progress of wear of the entire alloy is significantly delayed as compared with the alloy composed of only the matrix metal. Work to make it work.
【００３０】＜硬質合金＞硬質合金中のＭｏ 本発明の耐摩耗性合金に用いる硬質合金において、モリ
ブデン（Ｍｏ）は、２０．０重量％以上含有してなる。
このＭｏは、硬質合金中にラーベス構造硅化物を構成す
る基本元素で、必須不可欠の主要な元素であり、少なく
とも２０重量％以上を含有してなる。この範囲内のＭｏ
を含有させることにより、本発明の硬質合金は、組織中
に多量のラーベス構造硅化物を形成し、該硅化物はその
自己潤滑性により、高温かつ無潤滑環境における耐摩耗
性を中心的に担うことができる。なお、Ｍｏの含有量が
２０．０重量％未満の場合には、該硅化物の他の必須構
成元素の含有量によらず、ラーベス構造硅化物を構成す
るために充分なＭｏを提供できない。この結果、硬質合
金中において目的とする該硅化物の体積率は２０体積％
（ｖｏｌ％）以下になるため、満足な耐摩耗性を示さな
いので、これを強化相として含む合金の耐摩耗性を確保
するためには、多量に配合する必要がある。多量の硬質
合金を金属マトリックスに複合化する場合には、その手
段として焼結、鋳ぐるみ、含浸、肉盛り、溶射などいず
れの方法においても、製造上の問題が避けられない。本
発明の耐摩耗性合金に用いる硬質合金において、Ｍｏの
好適な含有量は、２５．０重量％〜７０．０重量％であ
る。この範囲の含有量とすることにより、より耐摩耗性
に優れた硬質合金とすることができる。また、Ｎｉ、Ｃ
ｏならびにＳｉの好適な含有量と同時に満足されること
により、硬質合金におけるラーベス構造硅化物の体積率
を６０ｖｏｌ％以上とすることができる。この結果、強
化相として他の金属マトリックスに含有させる場合、そ
のＶｆ（体積率）が０．３以下であっても、高温かつ無
潤滑の条件下で、顕著に耐摩耗性が向上する。硬質合金
のＶｆを０．３以下にできれば、鋳ぐるみ、含浸、肉盛
り、溶射などの溶解した金属マトリックスを用いる手段
では硬質相の合体・凝集による粗大化が抑制され、これ
を起点とする割れ、残留空隙、巣などの欠陥発生を防止
することができる。また、本発明の耐摩耗性合金に用い
る硬質合金において、Ｍｏのより好適な含有量は、３
０．０重量％〜５０．０重量％である。この範囲の含有
量とすることにより、より一層耐摩耗性に優れた硬質モ
リブデン合金とすることができる。また、以下のＮｉ、
ＣｏならびにＳｉのより好適な含有量と同時に満足され
ることにより、硬質合金におけるラーベス構造硅化物の
体積率を８０ｖｏｌ％以上とすることができる。この結
果、本合金を強化相として他の金属マトリックスに含有
させる場合、Ｖｆが０．１５以下であっても、高温かつ
無潤滑の条件下で、顕著に耐摩耗性が向上する。硬質合
金のＶｆを０．１５以下にできれば、焼結や含浸におい
て緻密化のために圧力を負荷する必要が無くなり、簡易
な製造設備で製造可能になるという利点がある。<Hard Alloy> Mo in Hard Alloy In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, molybdenum (Mo) is contained at 20.0% by weight or more.
Mo is a basic element constituting the Laves structure silicide in the hard alloy, is an essential and essential element, and contains at least 20% by weight or more. Mo within this range
, The hard alloy of the present invention forms a large amount of Laves structure silicide in the structure, and the silicide plays a central role in wear resistance in a high-temperature and non-lubricated environment due to its self-lubricating property. be able to. If the content of Mo is less than 20.0% by weight, it is not possible to provide sufficient Mo for constituting the Laves structure silicide regardless of the content of other essential constituent elements of the silicide. As a result, the volume ratio of the target silicide in the hard alloy was 20% by volume.
(Vol%) or less, so that satisfactory wear resistance is not exhibited. Therefore, in order to ensure the wear resistance of an alloy containing this as a reinforcing phase, it is necessary to mix a large amount. When a large amount of a hard alloy is compounded into a metal matrix, any of the methods such as sintering, casting, impregnation, overlaying, and thermal spraying cannot avoid production problems. The preferred content of Mo in the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention is 25.0% by weight to 70.0% by weight. By setting the content in this range, a hard alloy having more excellent wear resistance can be obtained. Ni, C
By satisfying simultaneously with the preferable contents of o and Si, the volume fraction of Laves structure silicide in the hard alloy can be 60 vol% or more. As a result, when it is contained in another metal matrix as a reinforcing phase, even if its Vf (volume ratio) is 0.3 or less, the wear resistance is remarkably improved under high-temperature and non-lubricated conditions. If the Vf of the hard alloy can be reduced to 0.3 or less, coarsening due to coalescence and aggregation of the hard phase is suppressed by means using a molten metal matrix such as cast-in, impregnation, overlaying, and thermal spraying, and cracks originating from this are considered. It is possible to prevent defects such as residual voids and cavities. In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, the more preferable content of Mo is 3
0.0 to 50.0% by weight. By setting the content in this range, a hard molybdenum alloy having more excellent wear resistance can be obtained. Also, the following Ni,
By satisfying simultaneously with the more preferable contents of Co and Si, the volume fraction of Laves structure silicide in the hard alloy can be 80 vol% or more. As a result, when the present alloy is contained in another metal matrix as a strengthening phase, even if Vf is 0.15 or less, the wear resistance is significantly improved under high-temperature and non-lubricated conditions. If the Vf of the hard alloy can be reduced to 0.15 or less, there is no need to apply pressure for densification in sintering or impregnation, and there is an advantage that it can be manufactured with simple manufacturing equipment.
【００３１】硬質合金中のＮｉ、Ｃｏ 本発明の耐摩耗性合金に用いる硬質合金において、ニッ
ケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）は、１種以上を１
４．０重量％〜４３．０重量％含有してなる。Ｎｉおよ
びＣｏは、ＭｏとＳｉからできる硅化物に入り込んでラ
ーベス構造を安定化する働きがあり、この意味で不可欠
な元素である。また、ＮｉおよびＣｏは、ラーベス構造
硅化物をとりまく固溶体結合相を形成する主要元素でも
ある。ＮｉおよびＣｏの１種以上の合計量が１４．０％
未満の場合は、該硅化物の他の必須構成元素の含有量に
よらず、硬質合金中にラーベス構造硅化物を構成するた
めに充分なＮｉおよびＣｏを提供できない。この結果、
硬質合金中において目的とする該硅化物の体積率は２０
ｖｏｌ％未満になり、上記と同じ問題がある。また、合
計量が４３．０％を超える場合は、相対的に残部のＭｏ
が不足するためラーベス構造硅化物がかえって減少す
る、又は／及び、過剩なＮｉ、Ｃｏが固溶体結合相中で
Ｓｉと結合して脆弱化させる、結合相の摺動特性に悪影
響を及ぼすという問題がある。本発明の耐摩耗性合金に
用いる硬質合金において、ＮｉおよびＣｏのうち１種以
上の好適な含有量は、合計で２０．０重量％〜４０．０
重量％である。この範囲の含有量において、上記のＭｏ
および以下のＳｉの好適な含有量と同時に満足されるこ
とにより、硬質合金におけるラーベス構造硅化物の体積
率が６０ｖｏｌ％以上となり、強化相としての他の金属
マトリックスに含有させる場合、そのＶｆを０．３以下
にできるため好ましい。本発明の耐摩耗性合金に用いる
硬質合金において、ＮｉおよびＣｏのうち１種以上のよ
り好適な含有量は、合計で２６．０重量％〜３８．０重
量％である。この範囲の含有量において、上記のＭｏお
よび以下のＳｉのより好適な含有量と同時に満足される
ことにより、硬質合金におけるラーベス構造硅化物の体
積率を８０ｖｏｌ％以上とすることができ、強化相とし
ての他の金属マトリックスに含有させる場合、そのＶｆ
を０．１５以下にできるためより好ましい。 Ni, Co in Hard Alloy In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) is used.
It contains 4.0% by weight to 43.0% by weight. Ni and Co have a function of stabilizing the Laves structure by entering silicide formed of Mo and Si, and are essential elements in this sense. Ni and Co are also main elements forming a solid solution bonded phase surrounding Laves structure silicide. The total amount of one or more of Ni and Co is 14.0%
If it is less than 1, it is impossible to provide sufficient Ni and Co to constitute the Laves structure silicide in the hard alloy regardless of the content of the other essential constituent elements of the silicide. As a result,
The desired volume fraction of the silicide in the hard alloy is 20
vol%, which is the same problem as described above. When the total amount exceeds 43.0%, the remaining Mo is relatively reduced.
Is not sufficient to reduce the Laves structure silicide, and / or excessive Ni and Co combine with Si in the solid solution binder phase to weaken it, and adversely affect the sliding characteristics of the binder phase. is there. In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, the preferable content of one or more of Ni and Co is 20.0% by weight to 40.0% in total.
% By weight. At a content in this range, the above Mo
And at the same time satisfying the following preferable Si content, the volume fraction of Laves structure silicide in the hard alloy becomes 60 vol% or more, and when it is contained in another metal matrix as a reinforcing phase, its Vf is set to 0. .3 or less. In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, the more preferable content of one or more of Ni and Co is 26.0% by weight to 38.0% by weight in total. When the content of Mo in the above range is satisfied at the same time as the more preferable contents of Mo and Si described below, the volume fraction of Laves structure silicide in the hard alloy can be 80 vol% or more, and the reinforcing phase When contained in another metal matrix as
Is preferably 0.15 or less.
【００３２】硬質合金中のＳｉ 本発明の耐摩耗性合金に用いる硬質合金において、シリ
コン（Ｓｉ）は、３．０重量％〜８．０重量％を含有し
てなる。Ｓｉは、Ｍｏと優先的に結合するもので、ラー
ベス構造硅化物のもう１つの必須構成元素である。Ｓｉ
の含有量が３．０％未満の場合には、上記硅化物の他の
必須構成元素の含有量によらず、ラーベス構造硅化物を
構成するために充分なＳｉを提供できない。この結果、
目的とする該硅化物の体積率は３０ｖｏｌ％以下にな
り、上記と同じ問題がある。また、８．０％を超える場
合には、ラーベス構造硅化物を構成してなお余りあるＳ
ｉが、前記のように固溶体結合相に入り込んで脆弱化さ
せるという問題がある。本発明の耐摩耗性合金に用いる
硬質合金において、Ｓｉの好適な含有量は、４．０重量
％〜６．５重量％である。この範囲の含有量とすること
により、結合相の靱性を確保することができ、好まし
い。また、ＭｏおよびＮｉ、Ｃｏの好適な含有量と同時
に満足されることにより、硬質合金におけるラーベス構
造硅化物の体積率を６０ｖｏｌ％以上とすることがで
き、強化相として他の金属マトリックスに含有させる場
合、そのＶｆを０．３以下にできるため好ましい。本発
明の耐摩耗性合金に用いる硬質合金において、Ｓｉのよ
り好適な含有量は、４．５重量％〜６．２重量％であ
る。この範囲の含有量とすることにより、結合相の靱性
をより十分確保することができる。また、ＭｏおよびＮ
ｉ、Ｃｏのより好適な含有量と同時に満足されることに
より、硬質合金におけるラーベス構造硅化物の体積率を
８０ｖｏｌ％以上とすることができ、強化相としての他
の金属マトリックスに含有させる場合、そのＶｆを０．
１５以下にできるためより好ましい。 Si in Hard Alloy In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, silicon (Si) contains 3.0% by weight to 8.0% by weight. Si binds preferentially to Mo and is another essential constituent element of Laves structure silicide. Si
If the content of is less than 3.0%, sufficient Si cannot be provided to constitute the Laves-structured silicide irrespective of the content of the other essential constituent elements of the silicide. As a result,
The desired volume fraction of the silicide is 30 vol% or less, and has the same problem as described above. On the other hand, if the content exceeds 8.0%, the surplus S is formed by forming Laves structure silicide.
As described above, there is a problem that i penetrates into the solid solution bonded phase to weaken. In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, the preferable content of Si is 4.0% by weight to 6.5% by weight. By setting the content in this range, the toughness of the binder phase can be ensured, which is preferable. Further, by satisfying simultaneously with the preferable contents of Mo, Ni, and Co, the volume fraction of Laves structure silicide in the hard alloy can be 60 vol% or more, and it is contained in another metal matrix as a reinforcing phase. In this case, Vf can be reduced to 0.3 or less, which is preferable. In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, the more preferable content of Si is from 4.5% by weight to 6.2% by weight. By setting the content in this range, the toughness of the binder phase can be more sufficiently ensured. Also, Mo and N
By satisfying simultaneously with the more preferable contents of i and Co, the volume fraction of Laves structure silicide in the hard alloy can be 80 vol% or more, and when it is contained in another metal matrix as a reinforcing phase, The Vf is set to 0.
It is more preferable because it can be 15 or less.
【００３３】硬質合金中のＦｅ、Ｃｕ、Ｃｒ 本発明の耐摩耗性合金に用いる硬質合金において、Ｆ
ｅ、Ｃｕ、Ｃｒの少なくとも１種以上の含有量は、５．
０重量％〜５５．０重量％である。Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒの
少なくとも１種以上の含有量が、合計量で５．０重量％
未満の場合は、ラーベス構造硅化物中のＮｉ、Ｃｏとの
置換が先行するので、上記の固溶体結合相に対する効果
がほとんど得られない。また、合計量が５５．０重量％
を超える場合は、該結合相がラーベス構造硅化物より著
しく多くなるため、強化相として満足な耐摩耗性を示さ
ないおそれがある。本発明の耐摩耗性合金に用いる硬質
合金において、Ｆｅ，ＣｕおよびＣｒのうち１種以上の
好適な含有量は、合計で１０．０重量％〜３３．０重量
％である。この範囲内の含有量とすることにより、靭性
に優れた固溶体結合相を有する硬質合金が得られる。ま
た、前記のＭｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、ならびにＳｉの好適な含
有量と同時に満足させることにより、６０ｖｏｌ％以上
のラーベス構造硅化物と、靭性に優れた固溶体結合相と
からなる硬質合金とすることができる。本発明の耐摩耗
性合金に用いる硬質合金において、Ｆｅ，ＣｕおよびＣ
ｒのうち１種以上のより好適な含有量は、１２．０重量
％〜２５．０重量％である。この範囲の含有量とするこ
とにより、靭性により優れた固溶体結合相を有する硬質
合金が得られる。また、前記のＭｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、なら
びにＳｉのより好適な含有量と同時に満足させることに
より、８０ｖｏｌ％以上のラーベス構造硅化物と、靭性
により優れた固溶体結合相とからなる硬質合金とするこ
とができる。 Fe, Cu, Cr in Hard Alloy In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention,
The content of at least one of e, Cu, and Cr is 5.
0 wt% to 55.0 wt%. The content of at least one of Fe, Cu, and Cr is 5.0% by weight in total.
In the case of less than the above, since the substitution with Ni and Co in the Laves structure silicide precedes, the above-mentioned effect on the solid solution bonded phase is hardly obtained. The total amount is 55.0% by weight.
If it exceeds 3, the binder phase is remarkably larger than the Laves structure silicide, so that there is a possibility that the wear resistance as a reinforcing phase may not be exhibited. In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, the preferable content of one or more of Fe, Cu and Cr is 10.0 to 33.0% by weight in total. By setting the content within this range, a hard alloy having a solid solution bonding phase excellent in toughness can be obtained. Further, by satisfying the above-mentioned preferable contents of Mo, Ni, Co, and Si simultaneously, a hard alloy comprising a Laves structure silicide of 60 vol% or more and a solid solution bonding phase excellent in toughness can be obtained. it can. In the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention, Fe, Cu and C
More preferred content of one or more of r is 12.0% by weight to 25.0% by weight. By setting the content in this range, a hard alloy having a solid solution bonded phase having more excellent toughness can be obtained. Further, by satisfying simultaneously with the above-mentioned more preferable contents of Mo, Ni, Co, and Si, a hard alloy comprising a Laves structure silicide of 80 vol% or more and a solid solution bonding phase excellent in toughness is obtained. Can be.
【００３４】硬質合金の形状、製造方法 本発明の耐摩耗性合金に用いる硬質合金の形状は、粉末
状、箔状、繊維状など、何であっても良く、金属マトリ
ックスとの複合化の手段に適したものが選択される。 Shape of Hard Alloy and Manufacturing Method The shape of the hard alloy used for the wear-resistant alloy of the present invention may be any of powder, foil, fiber and the like. A suitable one is selected.
【００３５】＜金属マトリックス＞本発明の耐摩耗性合
金に用いる金属マトリックスは、鉄、銅、ニッケルなど
をベースとする、さまざまな金属マトリックスを採用す
ることができる。一般に、強化相を含有する合金の耐摩
耗性には、強化相の形状やサイズが大きく影響する。こ
の点、ラーベス構造硅化物を主体とする本発明の硬質合
金は、鉄、銅、ニッケルなどの金属（基）マトリックス
との界面での反応が起こりにくい。したがって、予め準
備した強化相の形状が大きく変化することなく、ねらい
とする強化相分散組織を得ることが容易である。<Metal Matrix> As the metal matrix used in the wear-resistant alloy of the present invention, various metal matrices based on iron, copper, nickel and the like can be adopted. Generally, the wear resistance of an alloy containing a reinforcing phase is greatly affected by the shape and size of the reinforcing phase. In this respect, the hard alloy of the present invention mainly composed of Laves structure silicide hardly reacts at the interface with a metal (base) matrix such as iron, copper, and nickel. Therefore, it is easy to obtain the intended strengthened phase dispersed structure without significantly changing the shape of the strengthened phase prepared in advance.
【００３６】＜製造方法：複合化の方法＞本発明の耐摩
耗性合金の製造方法としては、特に限定するものではな
いが、具体的には複合化法が挙げられる。硬質合金と金
属マトリックスとを複合化する方法としては、金属マト
リックスの種類に応じて、焼結、鋳ぐるみ、含浸、肉盛
り、溶射など、一般的な複合材料の製造方法から選択し
て適用することができる。<Manufacturing method: method of compounding> The method of manufacturing the wear-resistant alloy of the present invention is not particularly limited, but specific examples include a compounding method. As a method of compounding a hard alloy and a metal matrix, depending on the type of the metal matrix, sintering, casting, impregnation, overlaying, thermal spraying, etc. are selected from general manufacturing methods of composite materials and applied. be able to.
【００３７】配合量 本発明の耐摩耗性合金において、強化相として含まれる
硬質合金の配合量には特に制限はないが、体積比（Ｖ
ｆ）で全体の０．０３〜０．９５の範囲であることが好
ましい。なお、Ｖｆのより好ましい範囲は、０．０５〜
０．７の範囲である。硬質合金のＶｆが０．０５％未満
では、前記の耐摩耗性を十分に発揮することができな
い。また硬質合金のＶｆが０．７を超える場合には、複
合化の工程において硬質相の合体・凝集を防止する方
策、又は／及び、高温・高圧の処理を利用する工夫が必
要となる。また、Ｖｆが０．９５を超えると、複合化す
る金属マトリックスの意味が実質的に無い。また、発明
の耐摩耗性合金において、硬質合金は、金属マトリック
ス中に全体に分散させても、特定の部位に分散させて
も、部位によって配合量を変えて分散させてもよい。そ
れぞれの目的に応じて、適宜配合量を選択する。[0037] In the wear resistant alloy of the amount present invention is not particularly limited in the amount of hard alloy contained as the reinforcing phase, the volume ratio (V
It is preferable that f) be in the range of 0.03 to 0.95. Note that a more preferable range of Vf is 0.05 to
The range is 0.7. If the Vf of the hard alloy is less than 0.05%, the wear resistance cannot be sufficiently exhibited. If the Vf of the hard alloy exceeds 0.7, it is necessary to take measures to prevent the hard phase from coalescing / aggregating in the complexing step and / or to use high-temperature / high-pressure treatment. On the other hand, when Vf exceeds 0.95, there is substantially no meaning of the metal matrix to be composited. In the wear-resistant alloy of the present invention, the hard alloy may be dispersed throughout the metal matrix, may be dispersed in a specific portion, or may be dispersed in different amounts depending on the portion. The amount is appropriately selected depending on the purpose.
【００３８】〔第５実施形態〕本発明は、上記本発明の
硬質モリブデン合金（第１実施形態〜第３実施形態およ
びその好適な実施形態を含む：単に硬質合金と称する）
と，金属マトリックス粉末または該金属マトリックスを
構成する混合素粉末との混合体を焼結することによっ
て、該硬質合金を金属マトリックス中に強化相として複
合化させたことを特徴とする耐摩耗性焼結合金である。
すなわち、本発明の耐摩耗性焼結合金は、金属マトリッ
クスと、該金属マトリックス中に分散させた上記本発明
の硬質モリブデン合金（第１実施形態〜第３実施形態お
よびその好適な実施形態を含む：単に硬質合金と称す
る）の強化相と、からなる耐摩耗性合金であって、硬質
合金粉末と，金属マトリックス粉末または該金属マトリ
ックスを構成する混合素粉末との混合体を焼結して、該
硬質合金粉末を金属マトリックス中に強化相として含有
させたことを特徴とする耐摩耗性焼結合金である。[Fifth Embodiment] The present invention relates to the above-mentioned hard molybdenum alloy of the present invention (including the first to third embodiments and preferred embodiments thereof: simply referred to as hard alloy).
And a mixture of a metal matrix powder or a mixture of elementary powders constituting the metal matrix, whereby the hard alloy is compounded as a strengthening phase in the metal matrix. It is a binding gold.
That is, the wear-resistant sintered alloy of the present invention includes a metal matrix and the hard molybdenum alloy of the present invention dispersed in the metal matrix (including the first to third embodiments and preferred embodiments thereof). : Simply referred to as a hard alloy), comprising sintering a mixture of a hard alloy powder, a metal matrix powder or a mixture of elementary powders constituting the metal matrix, A wear-resistant sintered alloy comprising the hard alloy powder contained in a metal matrix as a reinforcing phase.
【００３９】本発明の耐摩耗性焼結合金は、高温かつ無
潤滑環境でのすべり摩耗、凝着摩耗などに対して、優れ
た耐摩耗性を発揮する。本発明の耐摩耗性焼結合金が、
優れた効果を発揮するメカニズムについては、未だ必ず
しも明らかではないが、次のように考えられる。すなわ
ち、優れた効果を発揮するメカニズムは、上記本発明の
硬質モリブデン合金（第１実施形態〜第３実施形態およ
びその好適な実施形態を含む）および耐摩耗性合金（第
４実施形態）で述べた作用とおおむね同様である。本耐
摩耗性焼結合金においては、相手材との接触面に露出し
た硬質合金が前記のごとく高い耐摩耗性を有するため、
金属マトリックスのみからなる焼結合金に比べて、合金
全体の摩耗の進行を著しく遅延させる働きをする。The wear-resistant sintered alloy of the present invention exhibits excellent wear resistance against sliding wear and adhesive wear in a high-temperature and non-lubricated environment. The wear-resistant sintered alloy of the present invention,
The mechanism that exerts an excellent effect is not yet clear, but is considered as follows. That is, the mechanism that exhibits excellent effects is described in the hard molybdenum alloy (including the first to third embodiments and preferred embodiments thereof) and the wear-resistant alloy (fourth embodiment) of the present invention. The operation is almost the same. In the present wear resistant sintered alloy, since the hard alloy exposed on the contact surface with the mating material has high wear resistance as described above,
Compared to a sintered alloy consisting only of a metal matrix, it functions to significantly delay the progress of wear of the entire alloy.
【００４０】第５実施形態において、本発明の耐摩耗性
焼結合金における硬質合金粉末は、上記第４実施形態の
耐摩耗性合金において説明した硬質合金の粉末を用いる
ことができる。本発明の耐摩耗性焼結合金において用い
る硬質合金の形状は、平均粒度２０〜２００ミクロンの
粉末状で供給されることが望ましい。その理由は、耐摩
耗性焼結合金における硬質相のサイズは、原料粉末のサ
イズを引き継ぐため、耐摩耗性を考慮した場合の硬質相
のサイズが２０〜２００ミクロン程度が好適であるから
である。また、その粉末形状は製造方法に依存し、特に
制限されるものではない。In the fifth embodiment, as the hard alloy powder in the wear-resistant sintered alloy of the present invention, the hard alloy powder described in the wear-resistant alloy of the fourth embodiment can be used. The shape of the hard alloy used in the wear-resistant sintered alloy of the present invention is desirably supplied in the form of powder having an average particle size of 20 to 200 microns. The reason is that the size of the hard phase in the wear-resistant sintered alloy inherits the size of the raw material powder, so that the size of the hard phase in consideration of the wear resistance is preferably about 20 to 200 microns. . The shape of the powder depends on the production method and is not particularly limited.
【００４１】第５実施形態において、本発明の耐摩耗性
焼結合金における金属マトリックス形成用の粉末は、上
記第４実施形態の耐摩耗性合金において説明した金属マ
トリックス粉末または該金属マトリックスを構成するの
に必要な素粉末混合粉を用いることができる。本発明の
耐摩耗性焼結合金において用いるマトリックス形成用粉
末は、粒度分布に制限はないが、焼結によって緻密化さ
せ得るサイズ（３〜２００μｍ）が望ましい。また、粉
末形状は、特に制限されるものではない。In the fifth embodiment, the powder for forming a metal matrix in the wear-resistant sintered alloy of the present invention constitutes the metal matrix powder described in the wear-resistant alloy of the fourth embodiment or the metal matrix. The elementary powder mixed powder required for this can be used. The matrix forming powder used in the wear-resistant sintered alloy of the present invention is not limited in particle size distribution, but is desirably of a size (3 to 200 μm) that can be densified by sintering. The shape of the powder is not particularly limited.
【００４２】第５実施形態の耐摩耗性焼結合金におい
て、強化相として含まれる硬質合金の配合量には特に制
限はないが、体積比（Ｖｆ）で全体の０．０５〜０．７
の範囲であることが好ましい。硬質合金のＶｆが０．０
５％未満では、前記の耐摩耗性を十分に発揮することが
できず、また硬質合金のＶｆが０．７を超える場合に
は、焼結工程において高温の液相焼結や高圧焼結を利用
する工夫が必要となる。なお、耐摩耗性焼結合金の焼結
密度を向上させる目的で、焼結合金全体に換算して２％
以下のボロン（Ｂ）、あるいは２％以下の炭素（Ｃ）を
添加することができる。ＢまたはＣは、その一部が硬質
相を構成する主要元素であるＭｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔ
ａ等と結合して硬質の化合物、硼化物、炭化物を形成す
るため、耐摩耗性をさらに向上させる効果も有してい
る。ただし、何れも２％を超えるとラーベス相硅化物を
形成するためのＭｏ等を消費するので好ましくない。In the wear-resistant sintered alloy of the fifth embodiment, the compounding amount of the hard alloy contained as the reinforcing phase is not particularly limited, but the total volume ratio (Vf) is 0.05 to 0.7.
Is preferably within the range. Vf of hard alloy is 0.0
If it is less than 5%, the wear resistance cannot be sufficiently exhibited, and if the Vf of the hard alloy exceeds 0.7, high-temperature liquid phase sintering or high pressure sintering is performed in the sintering step. A device to use it is necessary. In order to improve the sintering density of the wear-resistant sintered alloy, 2% in terms of the entire sintered alloy
The following boron (B) or 2% or less of carbon (C) can be added. B or C is Mo, W, Nb, Hf, or T, a part of which is a main element constituting a hard phase.
Since it forms a hard compound, boride or carbide by combining with a or the like, it also has the effect of further improving wear resistance. However, it is not preferable that both of the contents exceed 2% because Mo or the like for forming the Laves phase silicide is consumed.
【００４３】第５実施形態の耐摩耗性焼結合金におい
て、硬質合金の粉末と金属マトリックス粉末との混合体
を作製する方法としては、通常用いられるＶ型ブレンダ
ー、ボールミル、アトライタなどの機器で混合した後、
油圧プレス、静水圧プレスなどによって加圧成形するだ
けで良い。焼結方法としては、金属マトリックス粉末の
種類のそれぞれに適した方法・条件を取るが、水素、ア
ルゴン、真空などの還元性あるいは非酸化性雰囲気にお
いて実施するのが良い。なお、場合によってはホットプ
レスや熱間静水圧プレスあるいはプラズマ放電焼結な
ど、加圧と焼結とを同時に進行させたり、あるいは焼結
後に熱間加工を加えることによって、緻密化を図ること
が可能である。In the wear-resistant sintered alloy according to the fifth embodiment, a method of preparing a mixture of a hard alloy powder and a metal matrix powder is performed by using a commonly used device such as a V-type blender, a ball mill, an attritor, or the like. After doing
It is only necessary to perform pressure molding by a hydraulic press, a hydrostatic press or the like. As the sintering method, a method and conditions suitable for each type of the metal matrix powder are used, but it is preferable to perform the sintering in a reducing or non-oxidizing atmosphere such as hydrogen, argon, or vacuum. In some cases, densification can be achieved by simultaneously applying pressure and sintering, such as hot pressing, hot isostatic pressing, or plasma discharge sintering, or by applying hot working after sintering. It is possible.
【００４４】本発明の硬質モリブデン合金、耐摩耗性合
金、耐摩耗性焼結合金およびその製造方法は、以下の表
現を採りうる。 １．ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のうち１
種以上が（硬質モリブデン合金全体の）１４．０重量％
〜４３．０重量％と、シリコン（Ｓｉ）が３．０重量％
〜８．０重量％と、モリブデン（Ｍｏ）が２０．０重量
％以上とを含有してなることを特徴とする硬質モリブデ
ン合金。 ２．上記１において、モリブデン（Ｍｏ）の含有量が２
５．０重量％〜７０．０重量％である。 ３．上記２において、モリブデン（Ｍｏ）の含有量が３
０．０重量％〜５０．０重量％である。 ４．上記１において、重量分率で、５．５＜（Ｍｏ／Ｓ
ｉ）である。 ５．上記１において、ラーベス型結晶構造を有する硅化
物と、ＮｉおよびＣｏの１種以上の固溶体結合相とを有
する。 ６．上記１において、タングステン（Ｗ），ニオブ（Ｎ
ｂ），バナジウム（Ｖ），ハフニウム（Ｈｆ）およびタ
ンタル（Ｔａ）から選択される１種以上の元素を、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｓｉを除いた残部の５０．０重量％を超えな
い範囲で含有してなる。 ７．上記１において、鉄（Ｆｅ），銅（Ｃｕ），クロム
（Ｃｒ）から選択される１種以上を、５．０重量％〜５
５．０重量％の範囲含有してなる。 ８．上記７において、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎ
ｂ）、バナジウム（Ｖ），ハフニウム（Ｈｆ）およびタ
ンタル（Ｔａ）から選択される１種以上の元素を、Ｎ
ｉ，Ｃｏ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃｒを除いた残部の５
０．０重量％を超えない範囲で含有してなる。 ９．上記７において、Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃｒから選択される
１種以上の元素の含有量が、１０．０重量％〜３３．０
重量％の範囲である。 10．上記９において、Ｆｅ，Ｃｕ，Ｃｒから選択される
１種以上の元素の含有量が、１２．０重量％〜２５．０
重量％の範囲である。 11．上記１において、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト
（Ｃｏ）のうち１種以上の含有量が、２０．０重量％〜
４０．０重量％である。 12．上記11において、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト
（Ｃｏ）のうち１種以上の含有量が、２６．０重量％〜
３８．０重量％である。 13．上記１において、シリコン（Ｓｉ）の含有量が４．
０重量％〜６．５重量％である。 14．上記13において、シリコン（Ｓｉ）の含有量が４．
５重量％〜６．２重量％である。 15．金属マトリックスと、該金属マトリックスに含有し
た硬質モリブデン合金とからなる耐摩耗性合金であっ
て、上記硬質モリブデン合金が、ニッケル（Ｎｉ）およ
びコバルト（Ｃｏ）のうち１種以上が１４．０重量％〜
４３．０重量％と、シリコン（Ｓｉ）が３．０重量％〜
８．０重量％と、モリブデン（Ｍｏ）が２０．０重量％
以上とからなる。 16．金属マトリックスと、該金属マトリックスに複合化
した硬質モリブデン合金とからなる耐摩耗性合金であっ
て、上記硬質モリブデン合金が、ニッケル（Ｎｉ）およ
びコバルト（Ｃｏ）のうち１種以上が１４．０重量％〜
４３．０重量％と、シリコン（Ｓｉ）が３．０重量％〜
８．０重量％と、モリブデン（Ｍｏ）が２０．０重量％
以上とからなる。 17．上記15または16において、金属マトリックスが鉄、
銅、ニッケルから選択される１種以上の金属、またはこ
れらをベースとする合金である。 18．上記15または16において、硬質モリブデン合金の配
合量が、体積比で０．０５〜０．７である。 19．金属マトリックスを構成する原料粉末と硬質モリブ
デン合金粉末とを含む混合体を焼結してなる耐摩耗性焼
結合金であって、上記硬質モリブデン合金粉末が、ニッ
ケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のうち１種以上が
１４．０重量％〜４３．０重量％と、シリコン（Ｓｉ）
が３．０重量％〜８．０重量％と、モリブデン（Ｍｏ）
が２０．０重量％以上とからなり、上記硬質モリブデン
合金が、金属マトリックス中で強化相として含有されて
なる。 20．金属マトリックス粉末または該金属マトリックスを
構成する混合素粉末を準備する工程と、硬質モリブデン
合金粉末を準備する工程と、上記金属マトリックス粉末
と硬質モリブデン合金粉末との混合体を準備する工程
と、該混合体を焼結する工程と、からなることを特徴と
する耐摩耗性焼結合金の製造方法であって、上記硬質モ
リブデン合金粉末が、ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト
（Ｃｏ）のうち１種以上が１４．０重量％〜４３．０重
量％と、シリコン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０重量
％と、モリブデン（Ｍｏ）が２０．０重量％以上とから
なり、耐摩耗性焼結合金が、金属マトリックスと該金属
マトリックス中に強化相として含有された硬質モリブデ
ン合金とからなる。 21．金属マトリックス粉末または該金属マトリックスを
構成する混合素粉末を準備する工程と、硬質モリブデン
合金粉末を準備する工程と、上記金属マトリックス粉末
と硬質モリブデン合金粉末との混合体を準備する工程
と、該混合体を成形する工程と、該成形体を焼結する工
程と、からなることを特徴とする耐摩耗性焼結合金の製
造方法であって、上記硬質モリブデン合金粉末が、ニッ
ケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のうち１種以上が
１４．０重量％〜４３．０重量％と、シリコン（Ｓｉ）
が３．０重量％〜８．０重量％と、モリブデン（Ｍｏ）
が２０．０重量％以上とからなり、耐摩耗性焼結合金
が、金属マトリックスと該金属マトリックス中に強化相
として複合化された硬質モリブデン合金とからなる。な
お、上記発明15は上記発明16を包含する。また、上記発
明20は上記発明21を包含する。The hard molybdenum alloy, wear-resistant alloy, wear-resistant sintered alloy and the method for producing the same according to the present invention can employ the following expressions. 1. One of nickel (Ni) and cobalt (Co)
14.0% by weight (of the total hard molybdenum alloy)
43.0% by weight and 3.0% by weight of silicon (Si)
A hard molybdenum alloy comprising -8.0% by weight and 20.0% by weight or more of molybdenum (Mo). 2. In the above item 1, the content of molybdenum (Mo) is 2
It is 5.0% by weight to 70.0% by weight. 3. In the above item 2, the content of molybdenum (Mo) is 3
0.0 to 50.0% by weight. 4. In the above item 1, 5.5 <(Mo / S
i). 5. In the above item 1, it has a silicide having a Laves-type crystal structure and one or more solid solution binding phases of Ni and Co. 6. In the above item 1, tungsten (W), niobium (N
b), one or more elements selected from vanadium (V), hafnium (Hf) and tantalum (Ta)
It is contained in a range not exceeding 50.0% by weight of the balance excluding i, Co and Si. 7. In the above item 1, at least one selected from iron (Fe), copper (Cu), and chromium (Cr) is used in an amount of 5.0 to 5% by weight.
It is contained in the range of 5.0% by weight. 8. In the above item 7, tungsten (W), niobium (N
b), one or more elements selected from vanadium (V), hafnium (Hf) and tantalum (Ta)
i, Co, Si, Fe, Cu, Cr
It is contained within a range not exceeding 0.0% by weight. 9. In the above item 7, the content of at least one element selected from Fe, Cu, and Cr is from 10.0% by weight to 33.0%.
% By weight. Ten. In the above item 9, the content of at least one element selected from Fe, Cu, and Cr is from 12.0% by weight to 25.0%.
% By weight. 11． In the above item 1, the content of at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) is 20.0% by weight or more.
40.0% by weight. 12． In the above item 11, the content of at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) is from 26.0% by weight to
38.0% by weight. 13. In the above item 1, the content of silicon (Si) is 4.
0% to 6.5% by weight. 14. In the above item 13, the content of silicon (Si) is 4.
It is 5% by weight to 6.2% by weight. 15． A wear-resistant alloy comprising a metal matrix and a hard molybdenum alloy contained in the metal matrix, wherein the hard molybdenum alloy contains 14.0% by weight of at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co). ~
43.0% by weight and 3.0% by weight of silicon (Si)
8.0% by weight and 20.0% by weight of molybdenum (Mo)
It consists of the above. 16． A wear-resistant alloy comprising a metal matrix and a hard molybdenum alloy composited with the metal matrix, wherein the hard molybdenum alloy contains 14.0% by weight of at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co). % ~
43.0% by weight and 3.0% by weight of silicon (Si)
8.0% by weight and 20.0% by weight of molybdenum (Mo)
It consists of the above. 17． In the above 15 or 16, the metal matrix is iron,
One or more metals selected from copper and nickel, or alloys based on these. 18． In the above item 15 or 16, the compounding amount of the hard molybdenum alloy is 0.05 to 0.7 in volume ratio. 19. An abrasion-resistant sintered alloy obtained by sintering a mixture containing a raw material powder constituting a metal matrix and a hard molybdenum alloy powder, wherein the hard molybdenum alloy powder contains nickel (Ni) and cobalt (Co). At least one of them is 14.0% to 43.0% by weight, and silicon (Si)
Is 3.0% by weight to 8.0% by weight, and molybdenum (Mo)
20.0% by weight or more, and the hard molybdenum alloy is contained as a reinforcing phase in a metal matrix. 20. Preparing a metal matrix powder or a mixed elementary powder constituting the metal matrix; preparing a hard molybdenum alloy powder; preparing a mixture of the metal matrix powder and the hard molybdenum alloy powder; Sintering the body, wherein the hard molybdenum alloy powder comprises one or more of nickel (Ni) and cobalt (Co). 14.0% to 43.0% by weight, silicon (Si) is 3.0% to 8.0% by weight, and molybdenum (Mo) is 20.0% by weight or more. The bonding gold comprises a metal matrix and a hard molybdenum alloy contained as a reinforcing phase in the metal matrix. twenty one. A step of preparing a metal matrix powder or a mixed elementary powder constituting the metal matrix; a step of preparing a hard molybdenum alloy powder; a step of preparing a mixture of the metal matrix powder and the hard molybdenum alloy powder; A method for producing a wear-resistant sintered alloy, comprising: a step of forming a body; and a step of sintering the formed body, wherein the hard molybdenum alloy powder comprises nickel (Ni) and cobalt (B). (Co) at least one of 14.0 wt% to 43.0 wt%, and silicon (Si)
Is 3.0% by weight to 8.0% by weight, and molybdenum (Mo)
Is 20.0% by weight or more, and the wear-resistant sintered alloy comprises a metal matrix and a hard molybdenum alloy compounded as a reinforcing phase in the metal matrix. The above invention 15 includes the above invention 16. The invention 20 includes the invention 21.
【００４５】[0045]
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００４６】（第１実施例）硬質合金 純度がいずれも９９重量％以上の電解銅、電解ニッケ
ル、コバルト、電解鉄、銅−クロム合金、鉄−モリブデ
ン合金、およびシリコンを、表１に示す合金組成に配合
し、本発明にかかる第１実施例の硬質モリブデン合金ｋ
１〜ｋ３をガスアトマイズ法により粉末状で製造した。
溶解重量はそれぞれ約８ｋｇで高周波加熱により溶解
後、噴霧槽にむけて細い溶湯流を形成し、高圧窒素ガス
を吹き付けて粉末化した。(First Example) Electrolytic copper, electrolytic nickel, cobalt, electrolytic iron, copper-chromium alloy, iron-molybdenum alloy, and silicon having a hard alloy purity of 99% by weight or more were used as alloys shown in Table 1. Hard molybdenum alloy k of the first embodiment according to the present invention
1 to k3 were produced in powder form by a gas atomizing method.
The melt weight was about 8 kg each, and after melting by high-frequency heating, a thin molten metal stream was formed toward the spray tank and powdered by blowing high-pressure nitrogen gas.
【００４７】[0047]
【表１】 [Table 1]
【００４８】得られた粉末は、いずれもほぼ球状の形態
をなしていた。硬質モリブデン合金ｋ２の断面の金属組
織を示す光学顕微鏡写真図（倍率：５８０倍）を、図１
に示す。図１より、硬質モリブデン合金ｋ２の金属組織
は、６０ｖｏｌ％以上のラーベス構造硅化物（白色部）
とＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕからなる固溶体結
合相（暗灰色部）とからなることが分かる。Each of the obtained powders was in a substantially spherical form. FIG. 1 shows an optical micrograph (magnification: 580 times) showing the metal structure of the cross section of the hard molybdenum alloy k2.
Shown in As shown in FIG. 1, the metal structure of the hard molybdenum alloy k2 has a Laves structure silicide (white portion) of 60 vol% or more.
And a solid solution bonded phase (dark gray portion) composed of Ni, Co, Fe, Cr and Cu.
【００４９】（第１比較例）第１実施例と同様のガスア
トマイズ法により、表１に示す比較用モリブデン合金ｔ
１を粉末状で製造した。得られた合金粉末はほぼ球状の
形態をなしていた。図２にその断面の金属組織を示す光
学顕微鏡写真図（倍率：１８０）を示す。図２より明ら
かなように、ｔ１の金属組織にはラーベス構造硅化物が
わずか１３ｖｏｌ％程度しか晶出していないことが分か
る。(First Comparative Example) A comparative molybdenum alloy t shown in Table 1 was obtained by the same gas atomizing method as in the first example.
1 was prepared in powder form. The obtained alloy powder had a substantially spherical shape. FIG. 2 shows an optical microscope photograph (magnification: 180) showing the metal structure of the cross section. As is apparent from FIG. 2, it is understood that only about 13 vol% of Laves structure silicide is crystallized in the metal structure at t1.
【００５０】表１に示す第１実施例の硬質モリブデン合
金ｋ１、ｋ２、ｋ３の粉末を用い、冷間静水圧プレスに
より加圧４ｔで直径30×40mmの円柱状に圧粉、該圧粉体
を真空焼結炉において1300℃で１時間焼結後、熱間静水
圧プレスにより1200℃×４時間，加圧１２０気圧で緻密
化させ、本発明にかかる硬質Mo合金の固化体Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３を製造した。次に、上記と同様にｔ１の粉末を
用い、圧粉、焼結、熱間静水圧プレスを行い、比較用モ
リブデン合金の固化体Ｔ１を製造した。 （性能評価試験）本発明にかかる第１実施例の硬質モリ
ブデン合金の固化体Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３および比較用モリ
ブデン合金の固化体Ｔ１について、高温摩擦摩耗試験に
より、その耐摩耗性を評価した。図３に試験機の概略図
を示す。同試験機１は、保持具２により固定された直径
25×10×５mmのブロック状試験片３に、保持具４により
回転可能に保持され、高周波５により加熱された回転す
るφ20mm円柱状の相手材（SUH35,21-4N heat resistant
steel; SUE50）６を押しつける方式である。試験条件
を、加熱温度 600℃、面圧6.5kgf/cm2、すべり速度0.3m
/sで、すべり距離360mとした。図４に、上記条件におけ
る試験片の平均摩耗重量を示す。これから分かるよう
に、本発明にかかるＫ１、Ｋ２、Ｋ３は、比較用モリブ
デン合金Ｔ１に対し摩耗重量が顕著に減少していること
が分かる。The powders of the hard molybdenum alloys k1, k2, and k3 of the first embodiment shown in Table 1 were compacted into a cylindrical shape having a diameter of 30 × 40 mm at a pressure of 4 tons by cold isostatic pressing. Is sintered in a vacuum sintering furnace at 1300 ° C. for 1 hour, and then densified by a hot isostatic press at 1200 ° C. for 4 hours at a pressure of 120 atm, thereby solidifying the hard Mo alloy solids K1 and K1 according to the present invention.
2, K3 was produced. Next, using the powder of t1 in the same manner as described above, compacting, sintering, and hot isostatic pressing were performed to produce a solid body T1 of a comparative molybdenum alloy. (Performance Evaluation Test) The hardened bodies K1, K2, and K3 of the hard molybdenum alloy of the first embodiment according to the present invention and the solidified body T1 of the comparative molybdenum alloy were evaluated for wear resistance by a high-temperature friction and wear test. FIG. 3 shows a schematic diagram of the testing machine. The tester 1 has a diameter fixed by a holder 2.
A rotating φ20 mm cylindrical counterpart material (SUH35,21-4N heat resistant) rotatably held by a holder 4 and heated by a high frequency 5 on a 25 × 10 × 5 mm block-shaped test piece 3
steel; SUE50) This is a method of pressing 6. The test conditions were as follows: heating temperature 600 ° C, surface pressure 6.5kgf / cm 2 , sliding speed 0.3m
/ s, the slip distance was 360 m. FIG. 4 shows the average wear weight of the test piece under the above conditions. As can be seen, the wear weight of K1, K2, and K3 according to the present invention is significantly reduced with respect to the comparative molybdenum alloy T1.
【００５１】（第２実施例）上記第１実施例で得られた
硬質モリブデン合金ｋ１、ｋ２、ｋ３の粉末それぞれか
ら比較的粗大な粒径１０６−６３μｍの粉末をふるいに
より分級した後、表１に示す銅基合金粉末ｍ１を金属マ
トリックス粉末として、Ｖｆ＝０．２で配合し、それぞ
れ回転混合機で約１時間混合した。これらの原料粉末を
油圧プレスにより直径２０ｍｍの円柱状に圧粉し、該圧
粉体を水素雰囲気の加熱炉において１１５０℃で１時間
焼結して、本発明にかかる耐摩耗性焼結合金Ａ１、Ａ
２、Ａ３を製造した。図５に、耐摩耗性焼結合金Ａ２の
断面の金属組織を示す光学顕微鏡写真図（倍率：１５０
倍）を示す。図５より明らかなように、金属組織は銅合
金をマトリックスとし、球状の硬質粒子が均一に分散し
た組織を呈している。粒子の平均粒径は、用いた硬質モ
リブデン合金の粉末の粒径にほぼ等しい。また、該粒子
の内部には多量のラーベス構造硅化物が確認され、図１
に示した硬質モリブデン合金の金属組織と基本的に同じ
である。以上の結果から、本発明の硬質モリブデン合金
の粉末を強化相として複合化することにより、ラーベス
構造硅化物を多量に含んだ硬質粒子が分散した耐摩耗性
焼結合金が得られることが明らかとなった。(Second Example) Relatively coarse powder having a particle size of 106-63 μm was classified from each of the hard molybdenum alloys k1, k2 and k3 obtained in the first example by a sieve. Was mixed at Vf = 0.2 as a metal matrix powder, and each was mixed for about 1 hour by a rotary mixer. These raw material powders are compacted into a cylindrical shape having a diameter of 20 mm by a hydraulic press, and the compacts are sintered at 1150 ° C. for 1 hour in a heating furnace in a hydrogen atmosphere to obtain a wear-resistant sintered alloy A1 according to the present invention. , A
2, A3 was produced. FIG. 5 is an optical microscope photograph showing a metal structure of a cross section of the wear-resistant sintered alloy A2 (magnification: 150).
Times). As is apparent from FIG. 5, the metal structure has a structure in which a copper alloy is used as a matrix and spherical hard particles are uniformly dispersed. The average particle size of the particles is approximately equal to the particle size of the hard molybdenum alloy powder used. In addition, a large amount of Laves structure silicide was confirmed inside the particles, and FIG.
Is basically the same as the metal structure of the hard molybdenum alloy shown in FIG. From the above results, it is clear that by combining the powder of the hard molybdenum alloy of the present invention as a strengthening phase, a wear-resistant sintered alloy in which hard particles containing a large amount of Laves structure silicide are dispersed can be obtained. became.
【００５２】（第２比較例）表１の銅基合金粉末ｍ１の
みを原料粉末として、同様に圧粉、焼結して、比較用焼
結合金Ｍ１を製造した。(Second Comparative Example) Using only the copper-based alloy powder m1 shown in Table 1 as a raw material powder, the same compacting and sintering were performed to produce a comparative sintered alloy M1.
【００５３】（第３比較例）上記と同様に、第１比較例
で得られた比較用モリブデン合金ｔ１の粉末を分級し、
表１の銅基合金粉末ｍ１を金属マトリックスとして、Ｖ
ｆ＝０．２で配合した。この原料粉末を同様に混合、圧
粉、焼結して、比較用焼結合金Ｃ１を製造した。(Third Comparative Example) In the same manner as described above, the powder of the comparative molybdenum alloy t1 obtained in the first comparative example was classified.
Using the copper-based alloy powder m1 in Table 1 as a metal matrix, V
It was blended at f = 0.2. This raw material powder was similarly mixed, pressed, and sintered to produce a comparative sintered alloy C1.
【００５４】（性能評価試験）本発明にかかる第２実施
例の耐摩耗性焼結合金Ａ１、Ａ２、Ａ３、および第２比
較例、第３比較例により得られた比較用焼結合金Ｍ１、
Ｃ１について、ピンオンディスク式摩耗試験により、そ
の耐摩耗性を評価した。同試験は、直径８ｍｍの摩擦面
を有する円柱ピン状試験片に荷重をかけて、回転する厚
さ２ｍｍのＳ４５Ｃ鋼ディスクに押し付ける方式であ
り、今回荷重は４．０kgf/cm2 、すべり速度は０．６ｍ
／秒、すべり距離は２０００ｍとした。図６に、上記条
件における試験片の平均摩耗重量を示す。これから分か
るように、本発明にかかるＡ１、Ａ２、Ａ３は、硬質モ
リブデン合金を含まない比較用焼結合金Ｍ１に対し、摩
耗重量が顕著に減少していることが分かる。また、比較
用焼結合金Ｃ１は、硬質モリブデン合金を含まない比較
用焼結合金Ｍ１に対し、摩耗重量の減少が顕著でなく、
配合した比較用モリブデン合金ｔ１が耐摩耗性の向上に
あまり寄与していないことが分かる。(Performance Evaluation Test) The wear resistant sintered alloys A1, A2 and A3 of the second embodiment according to the present invention, and the comparative sintered alloy M1 obtained by the second comparative example and the third comparative example,
The wear resistance of C1 was evaluated by a pin-on-disk wear test. In this test, a load was applied to a cylindrical pin-shaped test piece having a friction surface of 8 mm in diameter and pressed against a rotating S45C steel disc having a thickness of 2 mm. This time, the load was 4.0 kgf / cm 2 , and the sliding speed was 0.6m
/ Sec, and the sliding distance was 2000 m. FIG. 6 shows the average wear weight of the test piece under the above conditions. As can be seen, A1, A2, and A3 according to the present invention have significantly reduced abrasion weight as compared with the comparative sintered alloy M1 containing no hard molybdenum alloy. In addition, the comparative sintered alloy C1 did not show a significant decrease in wear weight compared to the comparative sintered alloy M1 containing no hard molybdenum alloy,
It can be seen that the blended comparative molybdenum alloy t1 does not contribute much to the improvement of wear resistance.
【００５５】（第３実施例）上記と同様に、表１に示す
第１実施例の硬質Mo合金ｋ１、ｋ２、ｋ３の粉末それぞ
れから比較的粗大な粒径106-63μｍの粉末をふるいによ
り分級した後、表１に示す銅基合金粉末ｍ１をマトリッ
クス粉末として、Vf=0.8で配合し、それぞれ回転混合機
で約１時間混合した。これらの原料粉末を冷間静水圧プ
レスにより加圧4tで直径30×40mmの円柱状に圧粉、該圧
粉体を真空焼結炉において1300℃で１時間焼結後、熱間
静水圧プレスにより1200℃×４時間，加圧 120気圧で緻
密化させ、本発明にかかる耐摩耗性焼結合金Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３を製造した。図７に、耐摩耗性焼結合金Ｂ２の
断面の金属組織を示す光学顕微鏡写真図（倍率：１５０
倍）を示す。図７より明らかなように、金属組織は銅合
金をマトリックスとし、球状の硬質粒子が多量に分散し
た組織を呈している。粒子の平均粒径は、用いた硬質モ
リブデン合金の粉末の粒径にほぼ等しい。また、該粒子
の内部には多量のラーベス構造硅化物が確認され、図１
に示した硬質モリブデン合金の金属組織と基本的に同じ
である。以上の結果から、本発明の硬質モリブデン合金
の粉末を強化相として複合化することにより、ラーベス
構造硅化物を多量に含んだ硬質粒子が分散した耐摩耗性
焼結合金が得られることが明らかとなった。(Third Embodiment) Similarly to the above, relatively coarse powder having a particle size of 106-63 μm is classified by sieving from each of the powders of the hard Mo alloys k1, k2, and k3 of the first embodiment shown in Table 1. After that, the copper-based alloy powder m1 shown in Table 1 was blended as a matrix powder at Vf = 0.8, and each was mixed for about 1 hour by a rotary mixer. These raw material powders are compacted into a column having a diameter of 30 × 40 mm at a pressure of 4 tons by a cold isostatic press. The compacts are sintered in a vacuum sintering furnace at 1300 ° C. for 1 hour, and then hot isostatic pressing. At 1200 ° C. for 4 hours under a pressure of 120 atm.
2, B3 was produced. FIG. 7 is an optical micrograph showing a metal structure of a cross section of the wear-resistant sintered alloy B2 (magnification: 150).
Times). As is clear from FIG. 7, the metal structure has a structure in which a copper alloy is used as a matrix and spherical hard particles are dispersed in a large amount. The average particle size of the particles is approximately equal to the particle size of the hard molybdenum alloy powder used. In addition, a large amount of Laves structure silicide was confirmed inside the particles, and FIG.
Is basically the same as the metal structure of the hard molybdenum alloy shown in FIG. From the above results, it is clear that by combining the powder of the hard molybdenum alloy of the present invention as a strengthening phase, a wear-resistant sintered alloy in which hard particles containing a large amount of Laves structure silicide are dispersed can be obtained. became.
【００５６】（第４比較例）次に、上記と同様にｔ１の
粉末を分級し、表１に示す銅基合金粉末ｍ１をマトリッ
クス粉末として、Ｖｆ＝０．８で配合した。この原料粉
末を同様に、圧粉、焼結、熱間静水圧プレスを行い、比
較用焼結合金Ｃ２を製造した。(Fourth Comparative Example) Next, the powder of t1 was classified in the same manner as described above, and a copper-based alloy powder m1 shown in Table 1 was used as a matrix powder and blended at Vf = 0.8. This raw material powder was similarly subjected to compacting, sintering and hot isostatic pressing to produce a comparative sintered alloy C2.
【００５７】（性能評価試験）本発明にかかる第３実施
例の耐摩耗性焼結合金Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、および第４比
較例により得られた比較用焼結合金Ｃ２について、第１
実施例と同様に高温摩擦摩耗試験により、その耐摩耗性
を評価した。図８に、上記条件における試験片の平均摩
耗重量を示す。これから分かるように、本発明にかかる
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、比較用焼結合金Ｃ２に対し摩耗重
量が顕著に減少していることが分かる。(Performance Evaluation Test) With respect to the wear-resistant sintered alloys B1, B2, and B3 of the third embodiment according to the present invention and the comparative sintered alloy C2 obtained by the fourth comparative example, the first example was used.
The wear resistance was evaluated by the high-temperature friction wear test in the same manner as in the examples. FIG. 8 shows the average wear weight of the test piece under the above conditions. As can be seen, the wear weights of B1, B2, and B3 according to the present invention are significantly reduced with respect to the comparative sintered alloy C2.
【図１】本発明の第１実施例において用いた硬質合金ｋ
２の断面の金属組織を示す光学顕微鏡写真図（倍率：５
８０倍）である。FIG. 1 shows a hard alloy k used in a first embodiment of the present invention.
2 is an optical micrograph showing the metal structure of the section 2 (magnification: 5).
80 times).
【図２】第１比較例において用いた比較用モリブデン合
金ｔ１の断面の金属組織を示す光学顕微鏡写真図（倍
率：１８０倍）である．FIG. 2 is an optical microscope photograph (magnification: 180 times) showing a metal structure of a cross section of a comparative molybdenum alloy t1 used in a first comparative example.
【図３】本発明の第１実施例および第１比較例，第３実
施例および第４比較例の性能評価試験に用いた、高温摩
擦摩耗試験機の概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view of a high-temperature friction and wear tester used in performance evaluation tests of the first example and the first comparative example, the third example, and the fourth comparative example of the present invention.
【図４】本発明の第１実施例および第１比較例の性能評
価試験結果を示す図で、図３に示す高温摩擦摩耗試験に
よる耐摩耗性の評価結果である。FIG. 4 is a diagram showing performance evaluation test results of the first example and the first comparative example of the present invention, and is an evaluation result of wear resistance by a high-temperature frictional wear test shown in FIG.
【図５】本発明の第２実施例において得られた耐摩耗性
焼結合金Ａ２の金属断面組織を示す光学顕微鏡写真図
（倍率：１５０倍）である。FIG. 5 is an optical microscope photograph (magnification: 150 times) showing a metal cross-sectional structure of a wear-resistant sintered alloy A2 obtained in a second example of the present invention.
【図６】本発明の第２実施例および第２比較例、第３比
較例の性能評価試験結果を示す図で、耐摩耗性焼結合金
のピンオンディスク式摩耗試験による耐摩耗性の評価結
果である。FIG. 6 is a diagram showing performance evaluation test results of a second example, a second comparative example, and a third comparative example of the present invention. Evaluation of wear resistance of a wear-resistant sintered alloy by a pin-on-disk wear test The result.
【図７】本発明の第３実施例において得られた耐摩耗性
焼結合金Ｂ２の金属断面組織を示す光学顕微鏡写真図
（倍率：１５０倍）である．FIG. 7 is an optical microscope photograph (magnification: 150 times) showing a metal cross-sectional structure of a wear-resistant sintered alloy B2 obtained in a third example of the present invention.
【図８】本発明の第３実施例および第４比較例の性能評
価試験結果を示す図で、図３に示す高温摩擦摩耗試験に
よる耐摩耗性の評価結果である。FIG. 8 is a diagram showing the performance evaluation test results of the third example and the fourth comparative example of the present invention, and are the evaluation results of the wear resistance by the high-temperature frictional wear test shown in FIG.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 27/04 １０２ Ｂ２２Ｆ 3/10 Ｆ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C22C 27/04 102 B22F 3/10 F
Claims (6)
ｏ）のうち１種以上が１４．０重量％〜４３．０重量％
と、シリコン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０重量％
と、モリブデン（Ｍｏ）が２０．０重量％以上とを含有
してなることを特徴とする硬質モリブデン合金。1. Nickel (Ni) and cobalt (C)
o) at least one of them is from 14.0% to 43.0% by weight.
And silicon (Si) is 3.0% by weight to 8.0% by weight.
And molybdenum (Mo) in an amount of 20.0% by weight or more.
０重量％〜７０．０重量％であることを特徴とする請求
項１記載の硬質モリブデン合金。2. The molybdenum (Mo) content is 25.
The hard molybdenum alloy according to claim 1, wherein the content is 0% to 70.0% by weight.
０重量％〜５０．０重量％であることを特徴とする請求
項２記載の硬質モリブデン合金。3. The content of molybdenum (Mo) is 30.
The hard molybdenum alloy according to claim 2, wherein the content is 0 wt% to 50.0 wt%.
スに複合化した硬質モリブデン合金とからなる耐摩耗性
合金であって、上記硬質モリブデン合金が，ニッケル
（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のうち１種以上が１
４．０重量％〜４３．０重量％と，シリコン（Ｓｉ）が
３．０重量％〜８．０重量％と，モリブデン（Ｍｏ）が
２０．０重量％以上とからなることを特徴とする耐摩耗
性合金。4. A wear-resistant alloy comprising a metal matrix and a hard molybdenum alloy complexed with the metal matrix, wherein the hard molybdenum alloy is at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co). Is 1
4.0 to 43.0% by weight, silicon (Si) 3.0% to 8.0% by weight, and molybdenum (Mo) 20.0% by weight or more. Wear resistant alloy.
硬質モリブデン合金粉末とを含む混合体を焼結してなる
耐摩耗性焼結合金であって、上記硬質モリブデン合金粉
末が，ニッケル（Ｎｉ）およびコバルト（Ｃｏ）のうち
１種以上が１４．０重量％〜４３．０重量％と，シリコ
ン（Ｓｉ）が３．０重量％〜８．０重量％と，モリブデ
ン（Ｍｏ）が２０．００重量％以上とからなり、上記硬
質モリブデン合金が，金属マトリックス中で強化相とし
て含有されてなることを特徴とする耐摩耗性焼結合金。5. A wear-resistant sintered alloy obtained by sintering a mixture containing a raw material powder constituting a metal matrix and a hard molybdenum alloy powder, wherein the hard molybdenum alloy powder is made of nickel (Ni) or nickel (Ni). At least one of cobalt (Co) is 14.0% to 43.0% by weight, silicon (Si) is 3.0% to 8.0% by weight, and molybdenum (Mo) is 20.00% by weight. % Or more, wherein the hard molybdenum alloy is contained as a reinforcing phase in a metal matrix.
リックスを構成する混合素粉末を準備する工程と、硬質
モリブデン合金粉末を準備する工程と、上記金属マトリ
ックス粉末と硬質モリブデン合金粉末との混合体を準備
する工程と、該混合体を成形し焼結する工程と、からな
ることを特徴とする耐摩耗性焼結合金の製造方法であっ
て、 上記硬質モリブデン合金粉末が，ニッケル（Ｎｉ）およ
びコバルト（Ｃｏ）のうち１種以上が１４．０重量％〜
４３．０重量％と，シリコン（Ｓｉ）が３．０重量％〜
８．０重量％と，モリブデン（Ｍｏ）が２０．０重量％
以上とからなり、耐摩耗性焼結合金が，金属マトリック
スと該金属マトリックス中に強化相として複合化された
上記硬質モリブデン合金とからなることを特徴とする耐
摩耗性焼結合金の製造方法。6. A step of preparing a metal matrix powder or a mixture of elementary powders constituting the metal matrix; a step of preparing a hard molybdenum alloy powder; and a step of preparing a mixture of the metal matrix powder and the hard molybdenum alloy powder. And a step of molding and sintering the mixture. A method for producing a wear-resistant sintered alloy, comprising the steps of: forming a hard molybdenum alloy powder comprising nickel (Ni) and cobalt (Co); ) Is at least 14.0% by weight.
43.0% by weight and 3.0% by weight of silicon (Si)
8.0% by weight and 20.0% by weight of molybdenum (Mo)
The method for producing a wear-resistant sintered alloy according to the above, wherein the wear-resistant sintered alloy comprises a metal matrix and the hard molybdenum alloy compounded as a reinforcing phase in the metal matrix.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2019536896A (en) * | 2016-09-28 | 2019-12-19 | テネコ・インコーポレイテッドＴｅｎｎｅｃｏ Ｉｎｃ． | Copper infiltrated molybdenum and / or tungsten based powder metal alloy for excellent thermal conductivity |
-
1998
- 1998-05-20 JP JP15679498A patent/JP4058807B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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