JPH048484B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH048484B2 JPH048484B2 JP20145181A JP20145181A JPH048484B2 JP H048484 B2 JPH048484 B2 JP H048484B2 JP 20145181 A JP20145181 A JP 20145181A JP 20145181 A JP20145181 A JP 20145181A JP H048484 B2 JPH048484 B2 JP H048484B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- base material
- energy source
- phase
- annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D5/00—Heat treatments of cast-iron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザビームのような高密度エネル
ギー源を使用して耐摩耗性表面を生成する生成方
法に関する。
ギー源を使用して耐摩耗性表面を生成する生成方
法に関する。
一般にフエライト基地の球状黒鉛鋳鉄またはコ
ンパクトバーミユキユラ鋳鉄（以下単にCV鋳鉄
という）は鋼に匹敵する延性を有しているが、そ
の反面硬度が低いため耐摩耗性に劣る欠点があつ
た。そこで従来では高周波焼入れなどの熱処理に
よつてフエライト基地、あるいは一部パーライト
を含む球状黒鉛鋳鉄またはCV鋳鉄の球状黒鉛の
周囲をマルテンサイト組織もしくはベイナイト組
織、ソルバイト組織で囲んでやる（以下このよう
な組織を環状第２相という）ことによつて耐塑性
流動性の改善と耐摩耗性の向上を図つていた。
ンパクトバーミユキユラ鋳鉄（以下単にCV鋳鉄
という）は鋼に匹敵する延性を有しているが、そ
の反面硬度が低いため耐摩耗性に劣る欠点があつ
た。そこで従来では高周波焼入れなどの熱処理に
よつてフエライト基地、あるいは一部パーライト
を含む球状黒鉛鋳鉄またはCV鋳鉄の球状黒鉛の
周囲をマルテンサイト組織もしくはベイナイト組
織、ソルバイト組織で囲んでやる（以下このよう
な組織を環状第２相という）ことによつて耐塑性
流動性の改善と耐摩耗性の向上を図つていた。
しかし従来の熱処理方法では加熱温度のバラツ
キが大きいなどから安定した環状第２相を得るの
が困難であつたり、環状第２相の生成によりフエ
ライト基地球状黒鉛鋳鉄の特徴である延性、耐摩
耗性が阻害されるなど、上記母材の有する性質が
低下するなどの欠点があつた。
キが大きいなどから安定した環状第２相を得るの
が困難であつたり、環状第２相の生成によりフエ
ライト基地球状黒鉛鋳鉄の特徴である延性、耐摩
耗性が阻害されるなど、上記母材の有する性質が
低下するなどの欠点があつた。
この発明はかかる欠点を改善する目的でなされ
たもので、レーザビームや電子ビームなどの高密
度エネルギー源をフエライト基地のまたは一部パ
ーライトを含む球状黒鉛鋳鉄やCV鋳鉄に照射す
ることにより、安定した環状第２相が容易に得ら
れるようにした高密度エネルギー源による耐摩耗
性表面の生成方法を提供して、延性や耐衝撃性を
損なうことなく耐摩耗表面が得られるようにした
ものである。
たもので、レーザビームや電子ビームなどの高密
度エネルギー源をフエライト基地のまたは一部パ
ーライトを含む球状黒鉛鋳鉄やCV鋳鉄に照射す
ることにより、安定した環状第２相が容易に得ら
れるようにした高密度エネルギー源による耐摩耗
性表面の生成方法を提供して、延性や耐衝撃性を
損なうことなく耐摩耗表面が得られるようにした
ものである。
以下この発明の一実施例を図面を参照して詳述
すると、耐摩耗性表面を生成すべき母材１をフエ
ライト基地またはパーライトを一部含んだフエラ
イト基地の球状黒鉛鋳鉄及びCV鋳鉄より形成し、
この母材１の表面にCO2ガスレーザビームよりな
る高密度エネルギー源２を照射したところ、エネ
ルギー密度が2J／ｓ・cm2〜200J／ｓ・cm2の範囲で
環状第２相を有する組織が母材１の表面に生成さ
れた。またエネルギー密度を1J／ｓ・cm2〜150J／
ｓ・cm2の範囲で２回以上同様な高密度エネルギー
源２を照射したところ、環状第２相を母材１の表
面に生成することもできた。
すると、耐摩耗性表面を生成すべき母材１をフエ
ライト基地またはパーライトを一部含んだフエラ
イト基地の球状黒鉛鋳鉄及びCV鋳鉄より形成し、
この母材１の表面にCO2ガスレーザビームよりな
る高密度エネルギー源２を照射したところ、エネ
ルギー密度が2J／ｓ・cm2〜200J／ｓ・cm2の範囲で
環状第２相を有する組織が母材１の表面に生成さ
れた。またエネルギー密度を1J／ｓ・cm2〜150J／
ｓ・cm2の範囲で２回以上同様な高密度エネルギー
源２を照射したところ、環状第２相を母材１の表
面に生成することもできた。
なお、高密度エネルギー源のエネルギー密度が
2J／ｓ・cm2未満の場合には、表面温度上昇不足と
なり、炭素のフエライト地への拡散が不足してα
化せず、環状第２相が生成しなくなり、一方、
200J／ｓ・cm2以上は表面溶融によるチル化領域で
あるため、エネルギー密度２〜200J／ｓ・cm2の範
囲が最適の環状第２相生成領域である。
2J／ｓ・cm2未満の場合には、表面温度上昇不足と
なり、炭素のフエライト地への拡散が不足してα
化せず、環状第２相が生成しなくなり、一方、
200J／ｓ・cm2以上は表面溶融によるチル化領域で
あるため、エネルギー密度２〜200J／ｓ・cm2の範
囲が最適の環状第２相生成領域である。
さらにレーザビームに変え電子ビームを高密度
エネルギー源２に使用して上記と同様なエネルギ
ー密度範囲で照射しても同様な環状第２相が生成
されることが確認できた。
エネルギー源２に使用して上記と同様なエネルギ
ー密度範囲で照射しても同様な環状第２相が生成
されることが確認できた。
次に高密度エネルギー源２の照射前及び照射後
の組織を顕微鏡写真（×200）で撮影して比較し
たところ第２図ａ，ｂ及び第３図ａ，ｂに示す通
りであつた。すなわち第２図ａは高密度エネルギ
ー源照射前の球状黒鉛鋳鉄のミクロ組織、そして
第２図ｂが照射後のミクロ組織で、球状黒鉛の周
囲が環状第２相で囲まれている状態がよくわか
る。また第３図ａは高密度エネルギー源照射前の
CV鋳鉄のミクロ組織、そして第３図ｂが照射後
のミクロ組織で、CV鋳鉄の場合も環状第２相の
生成状態がよくわかる。なおこれら写真の何れも
上側が母材１の表面である。
の組織を顕微鏡写真（×200）で撮影して比較し
たところ第２図ａ，ｂ及び第３図ａ，ｂに示す通
りであつた。すなわち第２図ａは高密度エネルギ
ー源照射前の球状黒鉛鋳鉄のミクロ組織、そして
第２図ｂが照射後のミクロ組織で、球状黒鉛の周
囲が環状第２相で囲まれている状態がよくわか
る。また第３図ａは高密度エネルギー源照射前の
CV鋳鉄のミクロ組織、そして第３図ｂが照射後
のミクロ組織で、CV鋳鉄の場合も環状第２相の
生成状態がよくわかる。なおこれら写真の何れも
上側が母材１の表面である。
次に上記熱処理により環状第２相が生成された
耐摩耗性表面の耐摩耗性を確認するため、第５図
に示す耐摩擦摩耗試験機で摩耗試験を行つた。
耐摩耗性表面の耐摩耗性を確認するため、第５図
に示す耐摩擦摩耗試験機で摩耗試験を行つた。
また比較のため、SCSiMn2材に高周波焼入れ
したものを従来品として同様な摩耗試験を行つた
結果も併せて記載する。試験に当つては高密度エ
ネルギー源２で熱処理した母材１と、高周波焼入
れをした従来品（第５図に示す）を試験機の取付
けソケツト５に取付けて、周速0.5m／secで回転
する試料デイスク６へ350Kg／cm2の面圧で圧接し、
摩耗を測定した。
したものを従来品として同様な摩耗試験を行つた
結果も併せて記載する。試験に当つては高密度エ
ネルギー源２で熱処理した母材１と、高周波焼入
れをした従来品（第５図に示す）を試験機の取付
けソケツト５に取付けて、周速0.5m／secで回転
する試料デイスク６へ350Kg／cm2の面圧で圧接し、
摩耗を測定した。
なお７は面圧監視用の圧力計で、取付けソケツ
ト５に連結されたガイド軸８に荷動測定用ロード
セル９及びカツプリング１０を介して接続されて
いる。
ト５に連結されたガイド軸８に荷動測定用ロード
セル９及びカツプリング１０を介して接続されて
いる。
また相手材（試料デイスク６）にはLBc−３を
用いた。
用いた。
上記方法で12時間摩耗試験を行つた結果を第４
図に示す。この図から明らかなように、高周波焼
入れをした従来品に比べて耐摩耗性が格段に向上
したことがわかる。
図に示す。この図から明らかなように、高周波焼
入れをした従来品に比べて耐摩耗性が格段に向上
したことがわかる。
また第４図中ｏは母材１を熱処理しない場合の
耐摩耗性を示したもので、熱処理による効果が一
層明らかである。
耐摩耗性を示したもので、熱処理による効果が一
層明らかである。
この発明は以上詳述したように、フエライト基
地または一部パーライトを含むフエライト基地の
球状黒鉛鋳鉄またはCV鋳鉄に高密度エネルギー
源を照射して、球状黒鉛の周囲に環状第２相を生
成するようにしたことから、上記環状第２相によ
り母材表面の耐摩耗性が著じるしく向上すると共
に、上記環状第２相は母材の表面付近のみに生成
されるため、母材の延材や耐衝撃性が阻害される
ことも少ない。また高密度エネルギー源を母材の
表面のみに照射することから、母材に熱歪が発生
することも少なく、これによつて歪取りなどの作
業が不要になると共に研削も容易に行なえること
から、研削作業などの工数も大幅に低減できる。
しかも高周波熱処理のように冷却水に投入する必
要がないため、酸化などによる面粗れもほとんど
なく、これによつて処理後の手直しも必要としな
い。
地または一部パーライトを含むフエライト基地の
球状黒鉛鋳鉄またはCV鋳鉄に高密度エネルギー
源を照射して、球状黒鉛の周囲に環状第２相を生
成するようにしたことから、上記環状第２相によ
り母材表面の耐摩耗性が著じるしく向上すると共
に、上記環状第２相は母材の表面付近のみに生成
されるため、母材の延材や耐衝撃性が阻害される
ことも少ない。また高密度エネルギー源を母材の
表面のみに照射することから、母材に熱歪が発生
することも少なく、これによつて歪取りなどの作
業が不要になると共に研削も容易に行なえること
から、研削作業などの工数も大幅に低減できる。
しかも高周波熱処理のように冷却水に投入する必
要がないため、酸化などによる面粗れもほとんど
なく、これによつて処理後の手直しも必要としな
い。
第１図はこの発明方法の一実施例を示す説明
図、第２図ａ，ｂ及び第３図ａ，ｂは球状黒鉛鋳
鉄及びCV鋳鉄の処理前及び処理後の顕微鏡写真、
第４図は耐摩耗試験結果を示す線図、第５図は摩
擦摩耗試験機の説明図である。 １は母材、２は高密度エネルギー源。
図、第２図ａ，ｂ及び第３図ａ，ｂは球状黒鉛鋳
鉄及びCV鋳鉄の処理前及び処理後の顕微鏡写真、
第４図は耐摩耗試験結果を示す線図、第５図は摩
擦摩耗試験機の説明図である。 １は母材、２は高密度エネルギー源。
Claims (1)
- １ 球状黒鉛鋳鉄及びコンパクトバーミユキラ鋳
鉄（CV鋳鉄）のフエライト基地や、一部パーラ
イトを含むフエライト基地よりなる母材１の表面
に、レーザや電子ビームよりなるエネルギー密度
２〜200J／ｓ・cm2の高密度エネルギー源２を照射
して、上記母材１の表面にマルテンサイト組織の
環状第２相を生成することを特徴とする高密度エ
ネルギー源による耐摩耗性表面の生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56201451A JPS58104118A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 高密度エネルギ−源による耐摩耗性表面の生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56201451A JPS58104118A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 高密度エネルギ−源による耐摩耗性表面の生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104118A JPS58104118A (ja) | 1983-06-21 |
| JPH048484B2 true JPH048484B2 (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=16441299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56201451A Granted JPS58104118A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 高密度エネルギ−源による耐摩耗性表面の生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104118A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175620A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-14 | 株式会社東芝 | 粉体の成形方法 |
| JP5088912B2 (ja) * | 2001-01-16 | 2012-12-05 | 高周波熱錬株式会社 | 高周波表面焼入れによる球状黒鉛鋳鉄の疲労強度の強化方法と疲労強度に優れた球状黒鉛鋳鉄 |
| ITRE20050025A1 (it) * | 2005-03-10 | 2006-09-11 | Ognibene Spa | Metodo ed attrezzatura per l'indurimento della superficie interna di fori, in pezzi meccanici di ghisa a matrice prevalentemente ferritica |
| RU2711389C1 (ru) * | 2019-05-06 | 2020-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Способ повышения износостойкости рабочих органов из высокопрочного чугуна CO2 - лазером |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6262495B1 (en) * | 1998-03-30 | 2001-07-17 | The Regents Of The University Of California | Circuit and method for eliminating surface currents on metals |
| US6628242B1 (en) * | 2000-08-23 | 2003-09-30 | Innovative Technology Licensing, Llc | High impedence structures for multifrequency antennas and waveguides |
| US6411261B1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-06-25 | E-Tenna Corporation | Artificial magnetic conductor system and method for manufacturing |
| JP2008191139A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | 物理量測定装置 |
| JP4821722B2 (ja) * | 2007-07-09 | 2011-11-24 | ソニー株式会社 | アンテナ装置 |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP56201451A patent/JPS58104118A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58104118A (ja) | 1983-06-21 |
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