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JP2008049399A - Preform manufacturing method, preform, and cast product using preform - Google Patents

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JP2008049399A - Preform manufacturing method, preform, and cast product using preform - Google Patents

Preform manufacturing method, preform, and cast product using preform Download PDF

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preform
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metal
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cermet material
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Hiroyuki Ike
浩之 池
Kanjin Takagawa
貫仁 高川
Akira Ibarashima
明 茨島
Masahiro Hotta
昌宏 堀田
Setsuo Aso
節夫 麻生
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Iwate Industrial Research Institute
Original Assignee
Iwate Industrial Research Institute
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2006-07-27
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2007-07-26
Publication date
2008-03-06
2007-07-26 Application filed by Iwate Industrial Research Institute filed Critical Iwate Industrial Research Institute
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Abstract

【課題】 サーメット材とベース金属との合金化を確実に行なわせて着接を確実に行なわせるとともに、製造を簡略にしてコストダウンを図る。
【解決手段】 粉粒状のサーメット材Ｓをベース金属Ｍに着接させたプリフォームを製造するもので、粉粒状のサーメット材Ｓと粉粒状の金属バインダＢとを混合し、この混合した混合物Ｑを粉粒状のまま鋳型１中に配置し、その後、当該混合物Ｑの上から溶融したベース金属Ｍを当該鋳型１に鋳込んで製造する。
【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure the alloying of a cermet material and a base metal so as to ensure the attachment and contact, and to simplify the production and reduce the cost.
SOLUTION: A preform in which a powdered cermet material S is attached to a base metal M is manufactured. A powdered cermet material S and a powdered metal binder B are mixed, and the mixed mixture Q Is placed in the mold 1 in the form of powder, and then the base metal M melted from above the mixture Q is cast into the mold 1 to be manufactured.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、金属複合材としてのプリフォームの製造方法に係り、特に、粉粒状のサーメット材をベース金属に着接させたプリフォームを製造するプリフォームの製造方法に関するとともに、この製造方法によって製造されたプリフォーム及びこのプリフォームを使用した鋳ぐるみ品に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a preform as a metal composite material, and more particularly, to a method for manufacturing a preform for manufacturing a preform in which a granular cermet material is attached to a base metal. The present invention relates to a preform and a cast product using the preform.

一般に、サーメット材は、金属切削用のバイトやカッターなどの工具に用いられているが、使用済みのものにおいては、これを再利用するために、例えば、サーメット材を粉砕して粉粒状にし、この粉粒状のサーメット材を鋳物金属で鋳包んで、新たな金属複合材とすることが試行されている。この金属複合材は、サーメット部分が硬いことから、破砕機などの特に耐摩耗性が要求される部分に適用可能になる。   In general, cermet materials are used in tools such as cutting tools and cutters for metal cutting, but in order to reuse them, for example, the cermet materials are pulverized into a granular form, Attempts have been made to cast this powdered cermet material with cast metal to form a new metal composite. Since this cermet part is hard, this metal composite material can be applied to a part requiring particularly wear resistance such as a crusher.

従来、この種の金属複合材の製造方法としては、本願出願人の出願に係る技術が知られている（例えば、特開２００４−２９０９９８号公報に掲載）。
この製造方法は、粉粒状のサーメット材と粉状の金属バインダとを混合して成形し、その後、焼結してサーメット材を集合させたサーメット塊を形成し、このサーメット塊を鋳型内に配置し、その後、溶融ベース金属を注湯して製造するものである。溶融ベース金属を注湯すると、サーメット塊とベース金属との境界が合金化していき、サーメット材のベース金属に対する密着性が向上させられ、また、金属バインダが触媒のような働きをするので、サーメット材のベース金属に対する密着性がより一層向上される。 Conventionally, as a method for manufacturing this type of metal composite material, a technique related to the application of the present applicant has been known (for example, published in JP-A-2004-290998).
In this manufacturing method, a powdered cermet material and a powdered metal binder are mixed and molded, and then sintered to form a cermet mass in which the cermet materials are assembled, and this cermet mass is placed in a mold. After that, the molten base metal is poured to manufacture. When molten base metal is poured, the boundary between the cermet lump and the base metal is alloyed, the adhesion of the cermet material to the base metal is improved, and the metal binder acts like a catalyst, so the cermet The adhesion of the material to the base metal is further improved.

特開２００４−２９０９９８号公報JP 2004-290998 A

ところで、この従来の製造方法は、粉粒状のサーメット材と粉状の金属バインダとを混合して成形し、その後、焼結したサーメット塊を使用しているので、成形用の金型を別途必要とし、また、焼結も真空焼結による等するので、それだけコスト高になっているという問題があった。また、サーメット塊であることからベース金属との表面の合金化においても、必ずしも十分とはいえないという場合がある。   By the way, in this conventional manufacturing method, a powdered cermet material and a powdered metal binder are mixed and molded, and then a sintered cermet lump is used, so a separate mold for molding is required. In addition, since the sintering is also performed by vacuum sintering, there is a problem that the cost is increased accordingly. Moreover, since it is a cermet lump, it may not necessarily be sufficient also in alloying the surface with a base metal.

本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、サーメット材とベース金属との合金化を確実に行なわせて着接を確実に行なわせるとともに、製造を簡略にしてコストダウンを図った金属複合材料としてのプリフォームの製造方法及びプリフォームを提供することを目的とする。また、このプリフォームを使用した鋳ぐるみ品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to ensure the alloying of the cermet material and the base metal to ensure the attachment and to reduce the cost by simplifying the production. An object of the present invention is to provide a method for producing a preform as a metal composite material and a preform. Another object of the present invention is to provide a cast product using this preform.

このような目的を達成するための本発明の技術的手段は、粉粒状のサーメット材をベース金属に着接させたプリフォームを製造するプリフォームの製造方法において、粉粒状のサーメット材と粉粒状の金属バインダとを混合し、この混合した混合物を粉粒状のまま鋳型中に配置し、その後、当該混合物の上から溶融したベース金属を当該鋳型に鋳込んで製造する構成としている。   The technical means of the present invention for achieving such an object is to provide a preform manufacturing method for manufacturing a preform in which a powdered cermet material is attached to a base metal. The metal mixture is mixed and placed in a mold in the form of a powder, and then the base metal melted from above the mixture is cast into the mold for production.

これにより、溶融したベース金属を鋳型に注湯すると、溶融ベース金属は、サーメット材と金属バインダとの混合物の集合体と接触し、混合物に染み込んでいき、サーメット材とベース金属とが合金化していく。そして、脱型すると、ベース金属の一方側面にサーメット材が着接して露出したプリフォームが製造される。この場合、サーメット材と金属バインダとの混合物は、粉粒状のままなので、溶融ベース金属が金属バインダを良く溶融しながらサーメット材と接触することになり、そのため、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。また、金属バインダは、触媒のような働きをするので、この点でも、サーメット材のベース金属に対する着接性がより一層向上させられる。また、従来のように、サーメット材と金属バインダとを成形して焼結しなくても良く、それだけ、製造が容易になり、コストダウンが図られる。   As a result, when the molten base metal is poured into the mold, the molten base metal comes into contact with the aggregate of the mixture of the cermet material and the metal binder, soaks into the mixture, and the cermet material and the base metal are alloyed. Go. Then, when the mold is removed, a preform in which the cermet material is attached to and exposed on one side surface of the base metal is manufactured. In this case, since the mixture of the cermet material and the metal binder remains in powder form, the molten base metal comes into contact with the cermet material while melting the metal binder well. Is surely done. In addition, since the metal binder functions like a catalyst, the adherence of the cermet material to the base metal can be further improved in this respect. Further, unlike the prior art, it is not necessary to mold and sinter the cermet material and the metal binder, so that the manufacture is facilitated and the cost is reduced.

そして、必要に応じ、上記鋳型として遠心鋳造を行なう鋳型を用いて遠心鋳造した構成としている。遠心力により、サーメット材とベース金属とが加圧複合化され、そのため、より一層、サーメット材のベース金属に対する着接性が向上させられる。   And it is set as the structure which carried out the centrifugal casting using the casting_mold | template which performs centrifugal casting as said casting_mold | template as needed. The cermet material and the base metal are pressure-complexed by the centrifugal force, and therefore, the adhesion of the cermet material to the base metal is further improved.

また、必要に応じ、上記鋳型を真空室内に配置して、真空鋳造した構成としている。真空鋳造なので、溶融ベース金属は、混合物に良く染み込んでいき、そのため、より一層、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。   If necessary, the mold is placed in a vacuum chamber and vacuum cast. Since it is vacuum casting, the molten base metal penetrates well into the mixture, so that further alloying is ensured and adhesion is ensured.

また、上記の目的を達成するための本発明の技術的手段は、粉粒状のサーメット材をベース金属に着接させたプリフォームを製造するプリフォームの製造方法において、粉粒状のサーメット材と粉粒状の金属バインダとを混合し、この混合した混合物を粉粒状のまま保持型内に配置し、当該混合物の上にベース金属の成形体を配置し、その後、熱処理炉中で、当該ベース金属の成形体を加熱溶融して製造する構成としている。   Further, the technical means of the present invention for achieving the above object is to provide a preform manufacturing method for manufacturing a preform in which a powdered cermet material is attached to a base metal. A granular metal binder is mixed, the mixed mixture is placed in a holding mold in a granular state, a base metal formed body is placed on the mixture, and then the base metal is placed in a heat treatment furnace. The molded body is manufactured by heating and melting.

これにより、熱処理炉による加熱が行なわれると、保持型内でベース金属の成形体が溶融し、溶融したベース金属は、サーメット材と金属バインダとの混合物の集合体と接触し、混合物に染み込んでいき、サーメット材とベース金属とが合金化していく。そして、脱型すると、ベース金属の一方側面にサーメット材が着接して露出したプリフォームが製造される。この場合、サーメット材と金属バインダとの混合物は、粉粒状のままなので、溶融ベース金属が金属バインダを良く溶融しながらサーメット材と接触することになり、そのため、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。また、金属バインダは、触媒のような働きをするので、この点でも、サーメット材のベース金属に対する着接性がより一層向上させられる。また、従来のように、サーメット材と金属バインダとを成形して焼結しなくても良く、また、ベース金属は成形体を混合物上に置いて保持型内に配置できるので、それだけ、製造が容易になり、コストダウンが図られる。   As a result, when heating by the heat treatment furnace is performed, the base metal compact is melted in the holding mold, and the melted base metal comes into contact with the aggregate of the mixture of the cermet material and the metal binder and soaks into the mixture. The cermet material and the base metal are alloyed. Then, when the mold is removed, a preform in which the cermet material is attached to and exposed on one side surface of the base metal is manufactured. In this case, since the mixture of the cermet material and the metal binder remains in powder form, the molten base metal comes into contact with the cermet material while melting the metal binder well. Is surely done. In addition, since the metal binder functions like a catalyst, the adherence of the cermet material to the base metal can be further improved in this respect. Further, unlike the conventional case, the cermet material and the metal binder need not be molded and sintered, and the base metal can be placed in the holding mold with the molded body placed on the mixture. It becomes easy and the cost is reduced.

そして、必要に応じ、上記熱処理炉として真空熱処理を行なう熱処理炉を用いて真空で加熱した構成としている。保持型内が真空になるので、溶融ベース金属は、混合物に良く染み込んでいき、そのため、より一層、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。   And if needed, it is set as the structure heated by the vacuum using the heat processing furnace which performs vacuum heat processing as said heat processing furnace. Since the inside of the holding mold is evacuated, the molten base metal soaks into the mixture well, so that the alloying is further ensured and the attachment is ensured.

更にまた、上記の目的を達成するための本発明の技術的手段は、粉粒状のサーメット材をベース金属に着接させたプリフォームを製造するプリフォームの製造方法において、粉粒状のサーメット材と粉粒状の金属バインダとを混合し、この混合した混合物を上記ベース金属に溶接機を用いて当該混合物をベース金属に溶接により着接する構成としている。この場合、混合物をベース金属の成形体上に配置し、その後、溶接機を用いて当該混合物をベース金属に溶接により着接しても良く、また、肉盛溶接棒などの硬化溶着金属として、サーメット粉砕粉末やフラックスなどを添加した電極を用いたものも使用出来る。   Furthermore, the technical means of the present invention for achieving the above object includes a preform manufacturing method for manufacturing a preform in which a granular cermet material is attached to a base metal, and a granular cermet material and A powder metal binder is mixed, and the mixed mixture is welded to the base metal by welding using the welding machine. In this case, the mixture may be placed on the base metal compact, and then the mixture may be welded to the base metal using a welding machine, and the cermet may be used as a hardened weld metal such as a built-up welding rod. An electrode using an electrode added with pulverized powder or flux can also be used.

これにより、溶接機を用いて、混合物をベース金属に溶接により着接させていく。この場合、ベース金属の成形体上に配置した混合物を、アーク溶接などにより溶融させ母材に肉盛層を形成させる。また、肉盛溶接棒などの硬化溶着金属として、サーメット粉砕粉末やフラックスなどを添加した電極を用いた場合は、アーク溶接法などにより電極をそのまま溶融させて母材に肉盛層を形成する。   Accordingly, the mixture is attached to the base metal by welding using a welding machine. In this case, the mixture placed on the base metal formed body is melted by arc welding or the like to form an overlay layer on the base material. When an electrode to which cermet pulverized powder or flux is added is used as a hard welding metal such as a built-up welding rod, the built-up layer is formed on the base material by melting the electrode as it is by an arc welding method or the like.

また、必要に応じ、上記金属バインダを、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｆｅ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＦｅＢ，ＷＢ，ＣｒＢ2，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｃｏ，ＶＣのうち少なくともいずれか１つの金属で構成している。ベース金属の合金化を促進できる。 If necessary, the metal binder is made of at least one of Ni, Cr, Mo, Fe, WC, TiC, FeB, WB, CrB 2 , Cu, Sn, Co, and VC. . The alloying of the base metal can be promoted.

更に、必要に応じ、上記ベース金属として、鋳鉄または鋳鋼を用いる構成としている。鋳ぐるみ母材との接合性が良いものを、ベース金属として用いることが可能となる。   Furthermore, it is set as the structure which uses cast iron or cast steel as said base metal as needed. It is possible to use a base metal having good bondability with the cast-in base material.

そしてまた、上記目的を達成するための本発明の技術的手段は、上記何れかに記載のプリフォームの製造方法によって製造されたプリフォームにある。サーメット材のベース金属に対する着接性が向上させられ、着接強固な品質になるとともに、製造が容易で、コストダウンが図られる。   The technical means of the present invention for achieving the above object is a preform manufactured by any one of the above-described preform manufacturing methods. The adhesion of the cermet material to the base metal is improved, the quality of the adhesion is strong, the manufacturing is easy, and the cost is reduced.

また、上記目的を達成するための本発明の技術的手段は、上記のプリフォームを鋳物金属で鋳包んで製造されたプリフォームを使用した鋳ぐるみ品にある。プリフォームが安価に製造できるので、鋳ぐるみ品においても安価に製造できる。また、プリフォームにあるサーメット材のベース金属に対する着接性が向上させられ、着接強固な品質になるので、鋳ぐるみ品の強度や耐久性が向上し、破砕機などの特に耐摩耗性が要求される部分への適用を確実に行なうことができるようになる。   The technical means of the present invention for achieving the above object is a cast product using a preform produced by casting the above preform with a cast metal. Since the preform can be manufactured at a low cost, it can be manufactured at a low cost even in a cast product. In addition, since the adhesion of the cermet material in the preform to the base metal is improved and the adhesion is strong, the strength and durability of the cast product is improved, and especially the wear resistance of crushers and the like is improved. Application to the required part can be reliably performed.

この場合、上記鋳物金属として、上記プリフォームのベース金属と同材質の金属を用いたことが有効である。鋳物金属とベース金属とが同材質なので、合いが良く、鋳ぐるみが確実に行なわれ、鋳ぐるみ強度も向上させられる。   In this case, it is effective to use a metal of the same material as the base metal of the preform as the cast metal. Since the cast metal and the base metal are the same material, the fit is good, the cast-in is performed reliably, and the cast-in strength is improved.

本発明によれば、サーメット材と金属バインダとの混合物は粉粒状のままなので、ベース金属とサーメット材との合金化を確実に行なうことができ、着接を確実に行なうことができる。また、金属バインダは、触媒のような働きをするので、この点でも、ベース金属とサーメット材との合金化を確実に行なうことができ、着接を確実に行なうことができる。更に、従来のように、サーメット材と金属バインダとを成形して焼結しなくても良く、それだけ、製造を容易にすることができ、コストダウンを図ることができる。   According to the present invention, since the mixture of the cermet material and the metal binder remains in powder form, the base metal and the cermet material can be alloyed reliably, and the attachment can be reliably performed. Further, since the metal binder functions like a catalyst, the base metal and the cermet material can be alloyed reliably in this respect, and the attachment can be performed reliably. Furthermore, unlike the prior art, it is not necessary to mold and sinter the cermet material and the metal binder, so that the manufacturing can be facilitated and the cost can be reduced.

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係るプリフォームの製造方法，プリフォーム及びプリフォームを使用した鋳ぐるみ品について詳細に説明する。
先ず、本発明の実施の形態に係るプリフォームの製造方法について説明すると、図１乃至図６に示すように、本製造方法は、粉粒状のサーメット材Ｓをベース金属Ｍに着接させたプリフォームＰ（図７）を製造するものである。 Hereinafter, a preform manufacturing method, a preform, and a cast product using the preform according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, a preform manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 to 6, the manufacturing method is a process in which a granular cermet material S is attached to a base metal M. The reform P (FIG. 7) is manufactured.

サーメット材Ｓとしては、例えば、金属切削用のバイトやカッターなどの工具に用いられた使用済みのものが用いられ、組成の主成分としてＴｉＣ，ＴｉＣＮ，Ｍｏ2Ｃ，Ｎｉ等で構成される。
例えば、「ＴｉＣＮ−１９ｍａｓｓ％ Ｍｏ2Ｃ−２４ｍａｓｓ％ Ｎｉ」等が挙げられる。
そして、このサーメット材Ｓは、予め、粒度Ｄが０．１ｍｍ≦Ｄ≦１０ｍｍになるよう粉粒状に粉砕されている。 As the cermet material S, for example, used materials used for tools such as cutting tools and cutters for metal cutting are used, and the main component of the composition is composed of TiC, TiCN, Mo 2 C, Ni or the like.
For example, “TiCN-19 mass% Mo 2 C-24 mass% Ni” and the like can be mentioned.
And this cermet material S is previously grind | pulverized to the granular form so that the particle size D may be set to 0.1 mm <= D <= 10mm.

ベース金属Ｍとしては、鋳鉄または鋳鋼が用いられる。例えば、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｆｅ等を適宜配合した耐摩耗性に優れた鋳鋼，鋳鉄製品が用いられる。
例えば、「Ｆｅ−２．７ｍａｓｓ％Ｃ−２７ｍａｓｓ％Ｃｒ−０．８ｍａｓｓ％Ｍｎ−０．８ｍａｓｓ％Ｓｉ」の高Ｃｒ白鋳鉄の他、炭素鋼鋳鋼品、低合金鋼鋳鋼品、耐熱性に優れる耐熱鋼鋳鋼品、耐食性に優れるステンレス鋼鋳鋼品、そしてねずみ鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄等が挙げられる。 As the base metal M, cast iron or cast steel is used. For example, cast steel and cast iron products having excellent wear resistance in which Cr, Mn, Si, V, Ni, Mo, Fe and the like are appropriately blended are used.
For example, in addition to high-Cr white cast iron of “Fe-2.7 mass% C-27 mass% Cr-0.8 mass% Mn-0.8 mass% Si”, carbon steel cast steel product, low alloy steel cast steel product, excellent heat resistance Examples include heat-resistant steel cast steel products, stainless steel cast steel products having excellent corrosion resistance, gray cast iron, and spheroidal graphite cast iron.

また、本製造方法においては、予め、粉粒状のサーメット材Ｓと粉粒状の金属バインダＢとを混合した混合物Ｑを作成する。
金属バインダＢとしては、粉末状のＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｆｅ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＦｅＢ，ＷＢ，ＣｒＢ2，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｃｏ，ＶＣのうち少なくともいずれか１つの金属を用いる。実施の形態では、混合物Ｑの体積比を、サーメット材Ｓ：Ｎｉ＝１：１，サーメット材Ｓ：Ｃｒ＝１：１あるいはまたはサーメット材Ｓ：Ｎｉ：Ｃｒ＝５：４：１に混合している。混合については、ここで掲げたものに限定されない。ベース金属Ｍに、熔解し易く合金化を促進できる。 Moreover, in this manufacturing method, the mixture Q which mixed the granular cermet material S and the granular metal binder B is created previously.
As the metal binder B, at least one of powdered Ni, Cr, Mo, Fe, WC, TiC, FeB, WB, CrB 2 , Cu, Sn, Co, and VC is used. In the embodiment, the volume ratio of the mixture Q is mixed with cermet material S: Ni = 1: 1, cermet material S: Cr = 1: 1 or cermet material S: Ni: Cr = 5: 4: 1. Yes. Mixing is not limited to those listed here. It is easy to melt into the base metal M and promote alloying.

図１には、第一の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示している。この方法は、上記の混合物Ｑを粉粒状のまま鋳型１中に配置し、その後、混合物Ｑの上から溶融したベース金属Ｍを鋳型１に鋳込んで製造する。ベース金属Ｍは、例えば、１４００℃〜１６５０℃に溶融される。   FIG. 1 shows a preform manufacturing method according to the first embodiment. In this method, the mixture Q is placed in the mold 1 in the form of powder, and then the base metal M melted from the top of the mixture Q is cast into the mold 1 to be manufactured. The base metal M is melted at 1400 ° C. to 1650 ° C., for example.

これにより、溶融したベース金属Ｍを鋳型１に注湯すると、溶融ベース金属Ｍは、サーメット材Ｓと金属バインダＢとの混合物Ｑの集合体と接触し、混合物Ｑに染み込んでいき、サーメット材Ｓとベース金属Ｍとが合金化していく。そして、脱型すると、ベース金属Ｍの一方側面にサーメット材Ｓが着接して露出したプリフォームＰが製造される。この場合、サーメット材Ｓと金属バインダＢとの混合物Ｑは、粉粒状のままなので、溶融ベース金属Ｍが金属バインダＢを良く溶融しながらサーメット材Ｓと接触することになり、そのため、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。また、金属バインダＢは、触媒のような働きをするので、この点でも、サーメット材Ｓのベース金属Ｍに対する着接性がより一層向上させられる。また、従来のように、サーメット材Ｓと金属バインダＢとを成形して焼結しなくても良く、それだけ、製造が容易になり、コストダウンが図られる。   Thus, when the molten base metal M is poured into the mold 1, the molten base metal M comes into contact with the aggregate Q of the mixture of the cermet material S and the metal binder B, soaks into the mixture Q, and the cermet material S And the base metal M are alloyed. Then, when the mold is removed, the preform P in which the cermet material S is attached to and exposed on one side surface of the base metal M is manufactured. In this case, since the mixture Q of the cermet material S and the metal binder B remains in a granular state, the molten base metal M comes into contact with the cermet material S while melting the metal binder B well. It is performed reliably and attachment is performed reliably. Further, since the metal binder B functions like a catalyst, the adherence of the cermet material S to the base metal M is further improved in this respect. Further, unlike the conventional case, the cermet material S and the metal binder B do not need to be molded and sintered, and accordingly, the manufacture becomes easier and the cost can be reduced.

図２には、第二の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示している。この方法は、鋳型１を真空室５内に配置して、上記の混合物Ｑを粉粒状のまま鋳型１中に配置し、その後、真空室５を真空にして、この状態で、混合物Ｑの上から溶融したベース金属Ｍを鋳型１に鋳込んで真空鋳造する。上記の作用，効果に加えて、真空鋳造なので、溶融ベース金属Ｍは、混合物Ｑに良く染み込んでいき、そのため、より一層、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。   FIG. 2 shows a preform manufacturing method according to the second embodiment. In this method, the mold 1 is placed in the vacuum chamber 5 and the mixture Q is placed in the mold 1 in the form of powder, and then the vacuum chamber 5 is evacuated. The base metal M melted from is cast into the mold 1 and vacuum cast. In addition to the above operations and effects, since it is vacuum casting, the molten base metal M penetrates the mixture Q well, so that the alloying is further ensured and the attachment is ensured.

図３には、第三の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示している。この方法は、鋳型１として遠心鋳造を行なう黒鉛鋳型を用い、粉末供給装置２により上記の混合物Ｑを粉粒状のまま鋳型１中に配置し、その後、溶湯供給装置３により混合物Ｑの上から溶融したベース金属Ｍを鋳型１に鋳込むとともに、鋳型１を回転させて遠心鋳造を行なう。加速度は、例えば、２Ｇ〜１０Ｇとしている。これによれば、上記の作用，効果に加えて、遠心力により、サーメット材Ｓとベース金属Ｍとが加圧複合化され、そのため、より一層、サーメット材Ｓのベース金属Ｍに対する着接性が向上させられる。   FIG. 3 shows a preform manufacturing method according to the third embodiment. In this method, a graphite mold that performs centrifugal casting is used as the mold 1, the mixture Q is placed in the mold 1 in the form of powder by the powder supply device 2, and then melted from above the mixture Q by the molten metal supply device 3. The cast base metal M is cast into the mold 1 and the mold 1 is rotated to perform centrifugal casting. The acceleration is set to 2G to 10G, for example. According to this, in addition to the above-mentioned actions and effects, the cermet material S and the base metal M are pressure-complexed by centrifugal force, so that the adherence of the cermet material S to the base metal M is further increased. Can be improved.

図４には、第四の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示している。この方法は、上記の混合物Ｑを粉粒状のまま保持型１０中に配置し、混合物Ｑの上にベース金属Ｍの成形体Ａを配置し、その後、熱処理炉１１中で保持型１０を加熱し、ベース金属Ｍの成形体Ａを保持型１０中で加熱溶融して製造する。ベース金属Ｍは、例えば、１４００℃〜１６５０℃に溶融される。   FIG. 4 shows a preform manufacturing method according to the fourth embodiment. In this method, the mixture Q is placed in the holding mold 10 in the form of a powder, the molded body A of the base metal M is placed on the mixture Q, and then the holding mold 10 is heated in the heat treatment furnace 11. The base metal M molded body A is manufactured by heating and melting in the holding mold 10. The base metal M is melted at 1400 ° C. to 1650 ° C., for example.

これにより、熱処理炉１１中で保持型１０が加熱されると、保持型１０内でベース金属Ｍの成形体Ａが溶融し、溶融したベース金属Ｍは、サーメット材Ｓと金属バインダＢとの混合物Ｑの集合体と接触し、混合物Ｑに染み込んでいき、サーメット材Ｓとベース金属Ｍとが合金化していく。そして、脱型すると、ベース金属Ｍの一方側面にサーメット材Ｓが着接して露出したプリフォームＰが製造される。この場合、サーメット材Ｓと金属バインダＢとの混合物Ｑは、粉粒状のままなので、溶融ベース金属Ｍが金属バインダＢを良く溶融しながらサーメット材Ｓと接触することになり、そのため、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。また、金属バインダＢは、触媒のような働きをするので、この点でも、サーメット材Ｓのベース金属Ｍに対する着接性がより一層向上させられる。また、従来のように、サーメット材Ｓと金属バインダＢとを成形して焼結しなくても良く、また、ベース金属Ｍは成形体Ａを混合物Ｑ上に置いて保持型１０に配置できるので、それだけ、製造が容易になり、コストダウンが図られる。   As a result, when the holding mold 10 is heated in the heat treatment furnace 11, the molded body A of the base metal M is melted in the holding mold 10, and the molten base metal M is a mixture of the cermet material S and the metal binder B. The cermet material S and the base metal M are alloyed as they come into contact with the aggregate of Q and soak into the mixture Q. Then, when the mold is removed, the preform P in which the cermet material S is attached to and exposed on one side surface of the base metal M is manufactured. In this case, since the mixture Q of the cermet material S and the metal binder B remains in a granular state, the molten base metal M comes into contact with the cermet material S while melting the metal binder B well. It is performed reliably and attachment is performed reliably. Further, since the metal binder B functions like a catalyst, the adherence of the cermet material S to the base metal M is further improved in this respect. Further, unlike the prior art, the cermet material S and the metal binder B do not have to be molded and sintered, and the base metal M can be placed on the holding mold 10 by placing the molded body A on the mixture Q. Therefore, the manufacturing becomes easier and the cost can be reduced.

図５には、第五の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示している。この方法は、上記の混合物Ｑを粉粒状のまま保持型１０中に配置し、混合物Ｑの上にベース金属Ｍの成形体Ａを配置し、その後、真空熱処理を行なう熱処理炉１１中で保持型１０を加熱し、ベース金属Ｍの成形体Ａを保持型１０中で加熱溶融して製造する。これによれば、上記の作用，効果に加えて、保持型１０内が真空になるので、溶融ベース金属Ｍは、混合物Ｑに良く染み込んでいき、そのため、より一層、合金化が確実に行なわれ着接が確実に行なわれる。   FIG. 5 shows a preform manufacturing method according to the fifth embodiment. In this method, the mixture Q is placed in the holding mold 10 in the form of a powder, the molded body A of the base metal M is placed on the mixture Q, and then held in a heat treatment furnace 11 that performs vacuum heat treatment. 10 is heated, and the molded body A of the base metal M is heated and melted in the holding mold 10 to manufacture. According to this, in addition to the above operations and effects, the inside of the holding mold 10 is evacuated, so that the molten base metal M penetrates the mixture Q well, so that the alloying is further reliably performed. The attachment is performed reliably.

図６には、第六の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示している。この方法は、上記の混合物Ｑをベース金属Ｍの成形体Ａ上に配置し、その後、溶接機（図示せず）を用いて混合物Ｑをベース金属Ｍに肉盛溶接により着接する。２０は芯線に設けたフラックスである。   FIG. 6 shows a preform manufacturing method according to the sixth embodiment. This method arrange | positions said mixture Q on the molded object A of the base metal M, and then adhere | attaches the mixture Q on the base metal M by overlay welding using a welding machine (not shown). Reference numeral 20 denotes a flux provided on the core wire.

この場合、ベース金属Ｍの成形体Ａ上に配置した混合物Ｑを、アーク溶接などにより溶融させ母材に肉盛層を形成させる。また、肉盛溶接棒などの硬化溶着金属として、サーメット粉砕粉末やフラックスなどを添加した電極を用いた場合は、アーク溶接法などにより電極をそのまま溶融させて母材に肉盛層を形成する。   In this case, the mixture Q arranged on the molded body A of the base metal M is melted by arc welding or the like to form an overlay layer on the base material. When an electrode to which cermet pulverized powder or flux is added is used as a hard welding metal such as a built-up welding rod, the built-up layer is formed on the base material by melting the electrode as it is by an arc welding method or the like.

上記の製造方法によって製造されたプリフォームＰによれば、ベース金属Ｍの一方側面にサーメット材Ｓが着接して露出しており、サーメット材Ｓのベース金属Ｍに対する着接性が向上させられ、着接強固な品質になるとともに、製造が容易で、コストダウンが図られる。   According to the preform P manufactured by the above manufacturing method, the cermet material S is attached to and exposed on one side surface of the base metal M, and the attachment property of the cermet material S to the base metal M is improved. The quality of the contact is strong, the manufacturing is easy, and the cost is reduced.

次に、本発明の実施の形態に係るプリフォームＰを使用した鋳ぐるみ品について説明する。
図７に示すように、この鋳ぐるみ品は、上記のプリフォームＰを鋳物金属Ｍａで鋳包んで製造される。鋳物金属Ｍａとしては、プリフォームＰのベース金属Ｍと同材質の金属が用いられる。
詳しくは、先ず、ベース金属Ｍの一方側面にサーメット材Ｓが着接して露出したプリフォームＰであって、適宜の大きさや形状に形成されたプリフォームＰを、サーメット材Ｓ側を下にして鋳型３０内に配置し、その後、鋳型３０内に溶融鋳物金属Ｍａを注湯する。注湯すると、溶融鋳物金属Ｍａは、ベース金属Ｍに接して一体化していく。この場合、鋳物金属Ｍａとベース金属Ｍとが同材質なので、合いが良く、鋳ぐるみが確実に行なわれ、鋳ぐるみ強度も向上させられる。 Next, a cast product using the preform P according to the embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 7, this cast product is manufactured by casting the preform P with a cast metal Ma. As the cast metal Ma, a metal of the same material as the base metal M of the preform P is used.
Specifically, first, the preform P, which is exposed when the cermet material S contacts and is exposed on one side surface of the base metal M, is formed with the cermet material S side facing down. Then, the molten cast metal Ma is poured into the mold 30. When the molten metal is poured, the molten cast metal Ma contacts and is integrated with the base metal M. In this case, since the casting metal Ma and the base metal M are made of the same material, the casting metal Ma and the base metal M are in good alignment, casting is reliably performed, and casting strength is improved.

このようにして製造された鋳ぐるみ品は、プリフォームＰが安価に製造できるので、安価に製造できる。また、プリフォームＰにあるサーメット材Ｓのベース金属Ｍに対する着接性が向上させられ、着接強固な品質になるので、鋳ぐるみ品の強度や耐久性が向上する。   The cast product manufactured in this way can be manufactured at low cost because the preform P can be manufactured at low cost. In addition, since the adherence of the cermet material S in the preform P to the base metal M is improved and the adherence is strong, the strength and durability of the cast product is improved.

次に、本発明の鋳ぐるみ品の利用例について説明する。例えば、高炉や産業廃棄物処理に用いるクラッシャー等、特に耐摩耗性が要求される部分に適用される。例えば、高炉や産業廃棄物処理で、鉱石や廃棄物等を破砕するクラッシャーの壁面等に使用される。このようなクラッシャーに用いられる鋳ぐるみ品には、サーメット材Ｓの他に超硬合金等が用いられるが、サーメット材Ｓは超硬合金とほぼ同等の硬度を有し、更に耐酸化性にも優れ、軽量なサーメット材Ｓを使用したいという要望が高まっていた。しかし、サーメット材Ｓは超硬合金と比較して、靱性に劣るため割れやすく、そのままサーメット材Ｓを適用できないため、これに満足する鋳ぐるみ品の製造方法の試行が行なわれている。   Next, a usage example of the cast product of the present invention will be described. For example, the present invention is applied to a portion requiring particularly wear resistance, such as a blast furnace or a crusher used for industrial waste treatment. For example, it is used on the wall of a crusher that crushes ore, waste, etc. in blast furnaces and industrial waste treatment. For the cast products used for such a crusher, a cemented carbide or the like is used in addition to the cermet material S. The cermet material S has almost the same hardness as the cemented carbide, and further has an oxidation resistance. There has been a growing demand for the use of an excellent and lightweight cermet material S. However, since the cermet material S is inferior toughness compared to the cemented carbide, it is easily cracked, and the cermet material S cannot be applied as it is, so an attempt to manufacture a cast product satisfying this has been made.

本発明の鋳ぐるみ品は、例えば、鉱石や廃棄物等を破砕するクラッシャーであって、鬼刃が設けられる回転子を備え、この回転子を回転させて鉱石や廃棄物等を破砕するタイプのもの等に使用される。このようなクラッシャーの鬼刃は、鋳ぐるみ品で形成され、破砕される物質に打撃を加える部分に強化材が備えられている。
尚、本発明の鋳ぐるみ品は、その他、例えば、焼結器粉砕用鬼刃，受顎，高炉用ベル，炉頂ライナー，クラッシャー，インペラブレーカー用部品，石炭粉砕ボールミルライナー等に使用することができる。 The cast product of the present invention is, for example, a crusher for crushing ores and wastes, and includes a rotor provided with a demon blade, and is a type of crushing ores and wastes by rotating this rotor. Used for things. Such a crusher demon blade is formed of a cast product, and is provided with a reinforcing material in a portion that strikes a material to be crushed.
In addition, the cast product of the present invention can be used, for example, for a sinter pulverizing blade, a jaw, a blast furnace bell, a furnace top liner, a crusher, an impeller breaker component, a coal pulverizing ball mill liner, and the like. it can.

尚また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、所定の範囲で適宜変更して差支えないことは勿論である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, it may change suitably within a predetermined range.

サーメットはアルミニウム合金溶湯に対する耐溶損性にも優れている、従って本発明品は、ダイカストマシンの射出スリーブとしても使用可能である。射出スリーブは、これまでＳＫＤ６１などの鋼で作られてきたが、アルミ溶湯による溶損で寿命を迎える。そこで、本発明品が使用される。また、ここで開発する製造技術は、スリーブのみに限らず耐溶損性や耐熱性、そして耐衝撃性などを必要とする他のダイカスト部品や鋳造機そして耐熱、耐摩耗部材へも応用が可能である。その例を挙げると、ダイカスト部品では、ホットチャンバーノズル、グースネックそして金型など、その他低圧鋳造機スリーブ、耐熱耐摩耗部品として、掘削用ビット、高炉装置部材、廃棄物処理プラント部材などにも応用可能である。   Cermet is also excellent in resistance to erosion with respect to molten aluminum alloy. Therefore, the product of the present invention can also be used as an injection sleeve of a die casting machine. The injection sleeve has been made of steel such as SKD61 so far, but it reaches the end of its life due to melting of the aluminum melt. Therefore, the product of the present invention is used. In addition, the manufacturing technology developed here can be applied not only to sleeves but also to other die-cast parts and casting machines that require melting resistance, heat resistance, impact resistance, etc., and heat and wear resistance parts. is there. For example, in die casting parts, it can be applied to drilling bits, blast furnace equipment members, waste treatment plant members, etc. as low pressure casting machine sleeves, heat resistant and wear resistant parts, such as hot chamber nozzles, goose necks and dies. It is.

本発明の第一の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the preform which concerns on 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the preform which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the preform which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the preform which concerns on 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the preform which concerns on 5th embodiment of this invention. 本発明の第六の実施の形態に係るプリフォームの製造方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing method of the preform which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るプリフォームを使用した鋳ぐるみ品の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the cast product using the preform which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｐ プリフォーム
Ｓ サーメット材
Ｍ ベース金属
Ｂ 金属バインダ
Ｑ 混合物
Ａ 成形体
Ｍａ 鋳物金属
１ 鋳型
２ 粉末供給装置
３ 溶湯供給装置
５ 真空室
１０ 保持型
１１ 熱処理炉
２０ フラックス
３０ 鋳型 P Preform S Cermet material M Base metal B Metal binder Q Mixture A Molded body Ma Cast metal 1 Mold 2 Powder supply device 3 Molten metal supply device 5 Vacuum chamber 10 Holding mold 11 Heat treatment furnace 20 Flux 30 Mold

Claims (11)

粉粒状のサーメット材をベース金属に着接させたプリフォームを製造するプリフォームの製造方法において、
粉粒状のサーメット材と粉粒状の金属バインダとを混合し、この混合した混合物を粉粒状のまま鋳型中に配置し、その後、当該混合物の上から溶融したベース金属を当該鋳型に鋳込んで製造することを特徴とするプリフォームの製造方法。 In a preform manufacturing method for manufacturing a preform in which a powdered cermet material is attached to a base metal,
Produced by mixing powdered cermet material and powdered metal binder, placing the mixed mixture in a mold in powder form, and then casting the molten base metal into the mold from above the mixture. A method for manufacturing a preform. 上記鋳型として遠心鋳造を行なう鋳型を用いて遠心鋳造したことを特徴とする請求項１記載のプリフォームの製造方法。   2. The preform manufacturing method according to claim 1, wherein the casting is performed by using a casting mold that performs centrifugal casting. 上記鋳型を真空室内に配置して、真空鋳造したことを特徴とする請求項１または２記載のプリフォームの製造方法。   3. The preform manufacturing method according to claim 1, wherein the mold is placed in a vacuum chamber and vacuum casting is performed. 粉粒状のサーメット材をベース金属に着接させたプリフォームを製造するプリフォームの製造方法において、
粉粒状のサーメット材と粉粒状の金属バインダとを混合し、この混合した混合物を粉粒状のまま保持型内に配置し、当該混合物の上にベース金属の成形体を配置し、その後、熱処理炉中で、当該ベース金属の成形体を加熱溶融して製造することを特徴とするプリフォームの製造方法。 In a preform manufacturing method for manufacturing a preform in which a powdered cermet material is attached to a base metal,
A powdered cermet material and a powdered metal binder are mixed, the mixed mixture is placed in a holding mold in the form of a powder, a base metal molded body is placed on the mixture, and then a heat treatment furnace A method for producing a preform, which comprises heating and melting the molded body of the base metal. 上記熱処理炉として真空熱処理を行なう熱処理炉を用いて真空で加熱したことを特徴とする請求項４記載のプリフォームの製造方法。   The method for producing a preform according to claim 4, wherein the heat treatment furnace is heated in a vacuum using a heat treatment furnace for performing vacuum heat treatment. 粉粒状のサーメット材をベース金属に着接させたプリフォームを製造するプリフォームの製造方法において、
粉粒状のサーメット材と粉粒状の金属バインダとを混合し、この混合した混合物を上記ベース金属に溶接機を用いて溶接により着接することを特徴とするプリフォームの製造方法。 In a preform manufacturing method for manufacturing a preform in which a powdered cermet material is attached to a base metal,
A method for producing a preform, comprising mixing a powdered cermet material and a powdered metal binder, and attaching the mixed mixture to the base metal by welding using a welding machine. 上記金属バインダを、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｆｅ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＦｅＢ，ＷＢ，ＣｒＢ2，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｃｏ，ＶＣのうち少なくともいずれか１つの金属で構成したことを特徴とする請求項１乃至６何れかに記載のプリフォームの製造方法。 The metal binder is made of at least one of Ni, Cr, Mo, Fe, WC, TiC, FeB, WB, CrB 2 , Cu, Sn, Co, and VC. A method for producing a preform according to any one of claims 6 to 6. 上記ベース金属として、鋳鉄または鋳鋼を用いることを特徴とする請求項１乃至７何れかに記載のプリフォームの製造方法。   The method for manufacturing a preform according to any one of claims 1 to 7, wherein cast iron or cast steel is used as the base metal. 上記請求項１乃至８何れかに記載のプリフォームの製造方法によって製造されたプリフォーム。   A preform produced by the preform production method according to any one of claims 1 to 8. 上記請求項９に記載のプリフォームを鋳物金属で鋳包んで製造されたことを特徴とするプリフォームを使用した鋳ぐるみ品。   A cast product using a preform, which is manufactured by casting the preform according to claim 9 with a cast metal. 上記鋳物金属として、上記プリフォームのベース金属と同材質の金属を用いたことを特徴とする請求項１０記載のプリフォームを使用した鋳ぐるみ品。   11. A cast product using the preform according to claim 10, wherein a metal of the same material as the base metal of the preform is used as the cast metal.

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