JPS61186190A - 溶接肉盛用複合溶加棒 - Google Patents
溶接肉盛用複合溶加棒Info
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- JPS61186190A JPS61186190A JP2594685A JP2594685A JPS61186190A JP S61186190 A JPS61186190 A JP S61186190A JP 2594685 A JP2594685 A JP 2594685A JP 2594685 A JP2594685 A JP 2594685A JP S61186190 A JPS61186190 A JP S61186190A
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- Japan
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- build
- layer
- filler rod
- powder
- welding
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶接により、金属マトリックスとセラミック
粒子とからなる肉盛層を形成するための溶加棒として使
用される複合焼結棒に関する。
粒子とからなる肉盛層を形成するための溶加棒として使
用される複合焼結棒に関する。
圧延ロール等のロール類、その他の構造材料を基材とし
、その表面に金属マトリックスとセラミック粒子からな
る複合被覆層（セラミックコーティング）を形成するこ
とは、基材の耐熱性や耐摩耗性等を改善する極めて有効
な方法である。この被覆層の形成方法としては専ら溶射
法が使用されている。溶射法は、マトリックスとなる金
属粉末にセラミック粉末を配合した粉末混合物を溶射材
料とし、これを加熱下に高速度で基材表面に衝突・堆積
させることにより被覆層を形成するものであり、近時溶
射材料として、例えば、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、タ
ングステン炭化物（ＷＣ）、チタン炭化物（Ｔ ｉ Ｃ
）等の炭化物系セラミック粉末を主体とする複合粉末が
工業的に供給されている。
、その表面に金属マトリックスとセラミック粒子からな
る複合被覆層（セラミックコーティング）を形成するこ
とは、基材の耐熱性や耐摩耗性等を改善する極めて有効
な方法である。この被覆層の形成方法としては専ら溶射
法が使用されている。溶射法は、マトリックスとなる金
属粉末にセラミック粉末を配合した粉末混合物を溶射材
料とし、これを加熱下に高速度で基材表面に衝突・堆積
させることにより被覆層を形成するものであり、近時溶
射材料として、例えば、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、タ
ングステン炭化物（ＷＣ）、チタン炭化物（Ｔ ｉ Ｃ
）等の炭化物系セラミック粉末を主体とする複合粉末が
工業的に供給されている。
しかるに、溶射法により形成される被覆層（溶射層）は
、主として基材表面の凹凸に喰い込んで付着しているに
過ぎず、密着強度に乏しく、機械衝撃により剥離し易い
ため、実機使用における安定性や耐久性に問題がある。
、主として基材表面の凹凸に喰い込んで付着しているに
過ぎず、密着強度に乏しく、機械衝撃により剥離し易い
ため、実機使用における安定性や耐久性に問題がある。
本発明は、上記に鑑み溶射法に代え、溶接により、基材
表面に対する密着強度にすぐれた、セラミックを主体と
する肉盛層を形成するための溶加棒を提供しようとする
ものである。
表面に対する密着強度にすぐれた、セラミックを主体と
する肉盛層を形成するための溶加棒を提供しようとする
ものである。
本発明の溶接肉盛用溶加棒は、セラミック粉末とマトリ
ックスを形成するための金属粉末との均一な混合物の焼
結体である点に特徴を有する。
ックスを形成するための金属粉末との均一な混合物の焼
結体である点に特徴を有する。
本発明の溶加棒を用いて、適当な溶接法、好ましくはタ
ングステン不活性ガスアーク溶接法により、基材の表面
に溶接肉盛を行うと、基材表面に金属とセラミック粒子
とが混在した溶融体が形成され、この溶融体を冷却する
と、金属をマトリックスとしてセラミック粒子が均一に
分散している複合組織を有する肉盛層が得られる。
ングステン不活性ガスアーク溶接法により、基材の表面
に溶接肉盛を行うと、基材表面に金属とセラミック粒子
とが混在した溶融体が形成され、この溶融体を冷却する
と、金属をマトリックスとしてセラミック粒子が均一に
分散している複合組織を有する肉盛層が得られる。
こうして形成される肉盛層は、溶射層と同等もしくはそ
れ以上の耐摩耗性等を有し、しかも基材表面との境界は
、溶接熱により融着一体化した結合関係を有するので、
溶射層のような単なる付着力に比し、密着強度が高く、
従って機械的衝撃を受けても容易に剥離・毀損が生じる
ことがない。
れ以上の耐摩耗性等を有し、しかも基材表面との境界は
、溶接熱により融着一体化した結合関係を有するので、
溶射層のような単なる付着力に比し、密着強度が高く、
従って機械的衝撃を受けても容易に剥離・毀損が生じる
ことがない。
本発明において、焼結体を溶加棒とするのは、形成され
る肉盛層の複合組織を均一なものとするためである。セ
ラミック粉末と金属粉末とからなる溶加棒として、これ
を焼結体とせずに、例えばフラックス入り溶接ワイヤ等
の複合溶接ワイヤと同様の構造、即ちセラミック粉末と
金属粉末との粉末混合物を金属チューブに充填したもの
を溶加棒として使用することも可能ではある。しかし、
そのような溶加棒を使用して溶接肉盛を行う場合は、金
属マトリックス中にセラミック粒子を均一に分布させる
ことが困難であり、得られる肉盛層の複合組織は均質性
に乏しいものとなる。本発明のように溶加棒を焼結体と
することにより、セラミック粒子の分布の均一な肉盛層
が形成される。
る肉盛層の複合組織を均一なものとするためである。セ
ラミック粉末と金属粉末とからなる溶加棒として、これ
を焼結体とせずに、例えばフラックス入り溶接ワイヤ等
の複合溶接ワイヤと同様の構造、即ちセラミック粉末と
金属粉末との粉末混合物を金属チューブに充填したもの
を溶加棒として使用することも可能ではある。しかし、
そのような溶加棒を使用して溶接肉盛を行う場合は、金
属マトリックス中にセラミック粒子を均一に分布させる
ことが困難であり、得られる肉盛層の複合組織は均質性
に乏しいものとなる。本発明のように溶加棒を焼結体と
することにより、セラミック粒子の分布の均一な肉盛層
が形成される。
本発明の溶加棒を構成するセラミックとしては、炭化物
系（炭化珪素、タングステン炭化物、クロム炭化物、チ
タン炭化物等）、窒化物系（窒化珪素等）、酸化物系（
ジルコニア、アルミナ等）等、種々のセラミックが目的
とする肉盛層の要求性能に応じて適宜選ばれる。例えば
、製鉄・製鋼用部品（ハースロール、超硬ロール等）の
肉盛層の形成には、炭化珪素（ＳｉＣ）、タングステン
炭化物（ＷＣ）、チタン炭化物（Ｔ ｉ Ｃ）等の炭化
物系セラミックが耐熱性、耐摩耗性等にすぐれている点
から好ましく用いられる。
系（炭化珪素、タングステン炭化物、クロム炭化物、チ
タン炭化物等）、窒化物系（窒化珪素等）、酸化物系（
ジルコニア、アルミナ等）等、種々のセラミックが目的
とする肉盛層の要求性能に応じて適宜選ばれる。例えば
、製鉄・製鋼用部品（ハースロール、超硬ロール等）の
肉盛層の形成には、炭化珪素（ＳｉＣ）、タングステン
炭化物（ＷＣ）、チタン炭化物（Ｔ ｉ Ｃ）等の炭化
物系セラミックが耐熱性、耐摩耗性等にすぐれている点
から好ましく用いられる。
セラミック粉末の粒径は、０．０１〜３．５μｍ程度で
あればよいが、特に０．０１〜０．１ μｍの微細粉末
を用いる場合には、形成される肉盛層は、層中に分散す
るセラミックの微細粒子により転移の運動が阻止される
ことにより、高い高温圧縮強度を示す。
あればよいが、特に０．０１〜０．１ μｍの微細粉末
を用いる場合には、形成される肉盛層は、層中に分散す
るセラミックの微細粒子により転移の運動が阻止される
ことにより、高い高温圧縮強度を示す。
マトリックスを形成するための金属としては、各種耐熱
合金、例えばＣｒ−Ｆｅ系、Ｃｒ −Ｎ １−Ｆｅ系、
Ｃｒ＝Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系耐熱鋼、またはＣｒ−Ｎｉ−
Ｍｏ−Ｃｏ系Ｃｏ基合金等が挙げられる。これらの合金
の具体例として、Ｃｒ−Ｆｅ系では、１１．５〜１４．
ＯＣｒ −Ｆ ｅ耐熱鋼（例えば、ＪＩＳ ＳＣＨｌ
相当材） 、Ｃｒ −Ｎ ｔ−Ｆｅ系では、２０．０〜
２６．ＯＣｒ −１６，０〜２２．ＯＮ ｉ −Ｆｅ耐
熱ｍ（例えば、ＪＩＳ ＳＣＨ２２相当）、Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｍｏ−Ｆｅ系では、２２．０〜４０．０ Ｃｒ−１
５，０〜４０．ＯＮ ｉ −５〜１５Ｃｏ −Ｆ ｅ耐
熱鋼等が挙げられる。
合金、例えばＣｒ−Ｆｅ系、Ｃｒ −Ｎ １−Ｆｅ系、
Ｃｒ＝Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系耐熱鋼、またはＣｒ−Ｎｉ−
Ｍｏ−Ｃｏ系Ｃｏ基合金等が挙げられる。これらの合金
の具体例として、Ｃｒ−Ｆｅ系では、１１．５〜１４．
ＯＣｒ −Ｆ ｅ耐熱鋼（例えば、ＪＩＳ ＳＣＨｌ
相当材） 、Ｃｒ −Ｎ ｔ−Ｆｅ系では、２０．０〜
２６．ＯＣｒ −１６，０〜２２．ＯＮ ｉ −Ｆｅ耐
熱ｍ（例えば、ＪＩＳ ＳＣＨ２２相当）、Ｃｒ−Ｎ
ｉ−Ｍｏ−Ｆｅ系では、２２．０〜４０．０ Ｃｒ−１
５，０〜４０．ＯＮ ｉ −５〜１５Ｃｏ −Ｆ ｅ耐
熱鋼等が挙げられる。
また、Ｃｏ基合金の好ましい具体例として、Ｃｒ：２５
〜６０％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｎｉ：４〜８％、残部
実質的にＣｏからなる合金が挙げられる。その成分組成
の限定理由は次のとおりである。
〜６０％、Ｍｏ：０．５〜３％、Ｎｉ：４〜８％、残部
実質的にＣｏからなる合金が挙げられる。その成分組成
の限定理由は次のとおりである。
Ｃｒ：耐熱性、耐酸化性の確保に欠かせない元素であり
、充分な耐熱性、耐酸化性を得るためには２５％以上が
必要である。しかし、６０％をこえると、溶接性が悪（
なり、また靭性が低下する。
、充分な耐熱性、耐酸化性を得るためには２５％以上が
必要である。しかし、６０％をこえると、溶接性が悪（
なり、また靭性が低下する。
ＭＯ：高温圧縮強度を高める効果を有する。高温強度を
十分なものとするには少なくとも０．５％が必要であり
、３％までで十分である。
十分なものとするには少なくとも０．５％が必要であり
、３％までで十分である。
Ｎｉ：溶接性および靭性の向上のために、少なくとも４
％を必要とするが、８％をこえるのは、合金の高融点化
の点で好ましくない。
％を必要とするが、８％をこえるのは、合金の高融点化
の点で好ましくない。
ＣＯ：高温圧縮強度の確保に不可欠の元素であり、合金
の基本成分として２９〜７０．５％を占める。
の基本成分として２９〜７０．５％を占める。
本発明の溶加棒は、１種または２種以上のセラミック粉
末とマトリックスとなる金属粉末とを所要の割合で均一
に混合した粉末混合物を所望の形状に成形し焼成するこ
とにより得られる。粉末混金物に対するセラミック粉末
の配合割合は、肉盛層の耐摩耗性や機械的性質等の点か
ら、２０〜８０％、より好ましくは５０〜８０％である
。成形・焼結処理は、焼結合金の一般的製造条件に準じ
て行われる。
末とマトリックスとなる金属粉末とを所要の割合で均一
に混合した粉末混合物を所望の形状に成形し焼成するこ
とにより得られる。粉末混金物に対するセラミック粉末
の配合割合は、肉盛層の耐摩耗性や機械的性質等の点か
ら、２０〜８０％、より好ましくは５０〜８０％である
。成形・焼結処理は、焼結合金の一般的製造条件に準じ
て行われる。
焼結体のサイズは任意であるが、直径約４．０〜８．０
鶴程度のものが適当である。
鶴程度のものが適当である。
本発明の溶加棒を用いる溶接肉盛は、好ましくはタング
ステン不活性ガスアーク溶接法（Ｔ Ｉ Ｇ溶接法）に
より行われる。溶接条件は、溶加棒として複合焼結棒を
使用する点を除けば、通常の溶接肉盛におけるそれに準
じればよい。
ステン不活性ガスアーク溶接法（Ｔ Ｉ Ｇ溶接法）に
より行われる。溶接条件は、溶加棒として複合焼結棒を
使用する点を除けば、通常の溶接肉盛におけるそれに準
じればよい。
叉施炭エニ１
（１）溶加棒の製造
マトリックスとなる金属粉末としてＣｏ基合金粉末（粒
径：２．０μｍ）、およびセラミック粉末として、炭化
珪素粉末（粒径：３．５μｍ）からなる均一な混合物を
カーボン電極モールドに充填し、加圧カニ １５００１
ｑｒ／ｅｅｌ、焼結温度： １４００℃にて焼成し、複
合焼結棒（直径：６．Ｏｍ）を得た。
径：２．０μｍ）、およびセラミック粉末として、炭化
珪素粉末（粒径：３．５μｍ）からなる均一な混合物を
カーボン電極モールドに充填し、加圧カニ １５００１
ｑｒ／ｅｅｌ、焼結温度： １４００℃にて焼成し、複
合焼結棒（直径：６．Ｏｍ）を得た。
また、比較例として、Ｃｏ基合金製パイプ（外径ニア、
Ｏｆｌ、肉厚：０．５鶴）にＣｏ基合金粉末と炭化珪素
との均一な粉末混合物を充填して複合溶加棒を製造した
。
Ｏｆｌ、肉厚：０．５鶴）にＣｏ基合金粉末と炭化珪素
との均一な粉末混合物を充填して複合溶加棒を製造した
。
（ｎ）溶接肉盛および肉盛層の品質
各溶加棒を用いてＴＩＧ溶接法（但し、溶接電流：２５
ＯＡ）により、耐熱鋼板材（材質：５ＣＨ２２相当）の
表面に３層の肉盛を行い、層厚７ｆｌの肉盛層を形成し
た。
ＯＡ）により、耐熱鋼板材（材質：５ＣＨ２２相当）の
表面に３層の肉盛を行い、層厚７ｆｌの肉盛層を形成し
た。
各実施例および比較例の溶加棒の金属粉末成分組成およ
び金属：セラミック配合比、並びに肉盛層の特性を第１
表に示す。
び金属：セラミック配合比、並びに肉盛層の特性を第１
表に示す。
実施例に示されるように、本発明溶加棒を用いて形成さ
れた肉盛層はセラミックの配合比に応じた良好な高温強
度を有している。
れた肉盛層はセラミックの配合比に応じた良好な高温強
度を有している。
本発明例における肉盛層は、基材表面と完全に融着一体
化した強固な結合関係を形成しており、その密着強度は
５０００〜７０００ｋｇ／ｃｎｌと溶射法により形成さ
れる被覆層の密着強度（一般に３００〜８００に＋ｒ／
ｃＩａ）に比し、非常にすぐれている。
化した強固な結合関係を形成しており、その密着強度は
５０００〜７０００ｋｇ／ｃｎｌと溶射法により形成さ
れる被覆層の密着強度（一般に３００〜８００に＋ｒ／
ｃＩａ）に比し、非常にすぐれている。
本発明によれば、従来溶射法でしか形成し得なかったセ
ラミックコーティングをｔ容接による肉盛層として形成
することができる。また、その肉盛層は、セラミック粒
子の分布に偏りがなく、均質性にすぐれているとともに
、基材との界面において融着一体化しており、溶射層に
比し密着強度にすぐれ、実使用において容易に剥離する
ことがない。
ラミックコーティングをｔ容接による肉盛層として形成
することができる。また、その肉盛層は、セラミック粒
子の分布に偏りがなく、均質性にすぐれているとともに
、基材との界面において融着一体化しており、溶射層に
比し密着強度にすぐれ、実使用において容易に剥離する
ことがない。
本発明の溶加棒を用いて形成される肉盛層は、セラミッ
クとマトリックス金属との組合わせにより、耐熱性、耐
摩耗性、耐酸化性等にすぐれているので、圧延用ロール
類、工業炉用部品等の構造部材の耐久性・安定性の向上
に奏効する。
クとマトリックス金属との組合わせにより、耐熱性、耐
摩耗性、耐酸化性等にすぐれているので、圧延用ロール
類、工業炉用部品等の構造部材の耐久性・安定性の向上
に奏効する。
Claims (2)
- （１）金属粉末とセラミック粉末との均一な混合粉末を
焼結してなる溶接肉盛用複合溶加棒。 - （２）金属粉末が、Ｃｒ−Ｆｅ系、Ｃｒ−Ｎｉ−−Ｆｅ
系、Ｃｒ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系、またはＣｒ−Ｎｉ−Ｍ
ｏ−Ｃｏ系合金粉末である上記第（１）項に記載の溶接
肉盛用複合溶加棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2594685A JPS61186190A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 溶接肉盛用複合溶加棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2594685A JPS61186190A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 溶接肉盛用複合溶加棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186190A true JPS61186190A (ja) | 1986-08-19 |
| JPH0418956B2 JPH0418956B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=12179919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2594685A Granted JPS61186190A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 溶接肉盛用複合溶加棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186190A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260619A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-27 | Kubota Ltd | 熱間圧延ラインの熱延鋼板センタリング用サイドガイド部材 |
| JPH0191997A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Kubota Ltd | 複合肉盛溶接棒 |
| JPH0191995A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Tokushu Denkyoku Kk | 溶接材料 |
| JP2015100818A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社戸畑製作所 | 耐摩耗性被覆用溶加棒 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4845450A (ja) * | 1971-10-06 | 1973-06-29 | ||
| JPS5776104A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Nippon Tungsten Co Ltd | Manufacture of hard carbide welding rod |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP2594685A patent/JPS61186190A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4845450A (ja) * | 1971-10-06 | 1973-06-29 | ||
| JPS5776104A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Nippon Tungsten Co Ltd | Manufacture of hard carbide welding rod |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260619A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-27 | Kubota Ltd | 熱間圧延ラインの熱延鋼板センタリング用サイドガイド部材 |
| JPH0359768B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1991-09-11 | Kubota Kk | |
| JPH0191997A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Kubota Ltd | 複合肉盛溶接棒 |
| JPH0191995A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Tokushu Denkyoku Kk | 溶接材料 |
| JP2015100818A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社戸畑製作所 | 耐摩耗性被覆用溶加棒 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418956B2 (ja) | 1992-03-30 |
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