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JP2677412B2 - Filler for surface hardening of aluminum materials - Google Patents

Filler for surface hardening of aluminum materials

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Publication number
JP2677412B2
JP2677412B2 JP11063989A JP11063989A JP2677412B2 JP 2677412 B2 JP2677412 B2 JP 2677412B2 JP 11063989 A JP11063989 A JP 11063989A JP 11063989 A JP11063989 A JP 11063989A JP 2677412 B2 JP2677412 B2 JP 2677412B2
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JP
Japan
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aluminum
mixed powder
filler
metal
hard particles
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JP11063989A
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Inventor
茂利 成願
Original Assignee
昭和アルミニウム株式会社
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Publication date
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  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は溶加材、特にアルミニウム材の表面を硬化
させて耐摩耗性に優れたアルミニウム合金材となすのに
用いられる溶加材に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a filler material, and more particularly to a filler material used to harden the surface of an aluminum material to form an aluminum alloy material having excellent wear resistance.

なお、この明細書においてアルミニウムの語はその合
金を含む意味で用いる。
In this specification, the term aluminum is used to include its alloy.

従来の技術 周知のように、アルミニウムは汎用されている鉄系材
料等と比較して格段に軽量であるのに加え、熱伝導特性
に優れ、また耐食性も優れるところから、最近では自動
車等の各種機械部品として広く使用されるようになって
きている。しかしながら、一般にアルミニウムは鉄系材
料と比較して耐摩耗性に劣り、このことが自動車等にお
ける軽量化等を目的として鉄系部材をAl合金部材に代え
る際の大きな障害となっている。
As is well known in the prior art, aluminum is significantly lighter than commonly used iron-based materials, etc., and also has excellent heat conduction characteristics and excellent corrosion resistance. It is becoming widely used as a mechanical part. However, aluminum is generally inferior in wear resistance to iron-based materials, which is a major obstacle when replacing iron-based members with Al alloy members for the purpose of weight reduction in automobiles and the like.

そこで従来より、耐摩耗性が要求される部位に適用さ
れるアルミニウム材の耐摩耗性向上策として、アルミニ
ウム材の表面に耐摩耗性に優れた表面硬化層を形成する
試みがなされている。このような表面硬化層の形成方法
の1つとしてて、本出願人は先に、アルミニウム材の表
面を外部から供給した金属あるいは硬質粒子と濡れ性向
上元素としてのB、Si、Geの1種または2種以上ととも
にレーザビーム等の高密度エネルギー熱源を照射して局
部的に溶融することにより、アルミニウム材の表面を合
金化させる方法を提案した(特願昭63−304518号)。こ
の方法によれば、硬度の高い表面合金化層が得られしか
も該層の剥離の危険がないことから、耐摩耗性品として
好適なアルニウム材の提供が可能となる。
Therefore, conventionally, as a measure for improving the wear resistance of an aluminum material applied to a site where the wear resistance is required, an attempt has been made to form a surface hardened layer having excellent wear resistance on the surface of the aluminum material. As one of the methods for forming such a surface-hardened layer, the present applicant has previously proposed that one kind of B, Si, and Ge as a wettability improving element and metal or hard particles externally supplied to the surface of an aluminum material. Alternatively, a method has been proposed in which a surface of an aluminum material is alloyed by irradiating a high-density energy heat source such as a laser beam together with two or more kinds and locally melting it (Japanese Patent Application No. 63-304518). According to this method, a surface-alloyed layer having a high hardness can be obtained, and there is no risk of peeling of the layer. Therefore, it is possible to provide an aluminum material suitable as a wear resistant product.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の方法では合金化層の形成に際し
て次のような欠点があった。
However, the above method has the following drawbacks in forming the alloyed layer.

即ち、上記方法において、金属あるいは硬質粒子やB
等のアルミニウム材表面への供給は、これらを混合粉末
にしてレーザビーム等の照射前に予めバインダーを用い
てアルミニウム材表面に塗布しておくとか、混合粉末を
レーザビーム等の照射中に溶融部に直接投入することに
より行われるが、前者の塗布法では溶接姿勢によっては
塗布した混合粉末の落下や剥れが生じる場合があった。
また塗布作業性も良くなかった。さらにはバインダーの
種類によって表面硬化層に気孔等の欠陥が残る虞れもあ
った。一方、後者の直接投入法では混合粉末の溶融部へ
の連続的安定供給が困難であり、殊に少量の場合には困
難性が特に増大するものであった。また、直接投入法の
1つとして溶融熱源のキャリアーガスに載せて混合粉末
を供給する方法もあるが、この場合には熱源の照射に影
響を及ぼすとか、狙い位置に任意の量を供給するのが難
しい等の欠点があった。
That is, in the above method, metal or hard particles or B
To supply the aluminum material surface to the aluminum material surface, mix these powders and apply them to the aluminum material surface in advance using a binder before irradiating the laser beam, or melt the mixed powder while irradiating the laser beam etc. However, in the former coating method, the mixed powder applied may drop or come off depending on the welding position.
Also, the coating workability was not good. Furthermore, there is a possibility that defects such as pores may remain in the surface hardened layer depending on the kind of binder. On the other hand, in the latter direct injection method, it is difficult to continuously and stably supply the mixed powder to the melting portion, and particularly when the amount is small, the difficulty is particularly increased. There is also a method of supplying the mixed powder by placing it on a carrier gas of a melting heat source as one of the direct charging methods, but in this case, the irradiation of the heat source is affected, or an arbitrary amount is supplied to a target position. However, there were drawbacks such as difficulty.

この発明はかかる欠点を一挙に解決すべくなされたも
のであって、溶接姿勢に制約を受けることなく、表面硬
化層形成のための前記混合粉末を狙い位置へ安定して供
給でき、もってアルミニウム材の表面へ確実にかつ効率
良く表面硬化層を形成できるようにすることを目的と
し、そのための材料を提供するものである。
The present invention has been made to solve such drawbacks all at once, and the mixed powder for forming the surface hardened layer can be stably supplied to a target position without being restricted by the welding posture, and thus the aluminum material can be used. The object of the present invention is to reliably and efficiently form a surface-hardened layer on the surface of, and to provide a material therefor.

課題を解決するための手段 上記目的を達成する材料として、この発明は、図面の
符号を参照して示すと、アルミニウム皮材(2)の内部
中空部(2a)に、1種または2種以上の金属あるいは硬
質粒子とB、Si、Geの1種または2種以上との混合粉末
(3)が充填状態に収容されてなることを特徴とするア
ルミニウム材の表面硬化用溶加材(1)を提供するもの
である。
Means for Solving the Problems As a material for achieving the above object, the present invention shows, in reference to the reference numerals in the drawings, one kind or two or more kinds in an inner hollow part (2a) of an aluminum skin material (2). A filler metal (1) for surface hardening of an aluminum material, characterized in that a mixed powder (3) of the above metal or hard particles and one or more kinds of B, Si and Ge is contained in a filled state. Is provided.

第1図に示すように、この発明に係る溶加材(1)
は、一般的には溶接棒あるいは溶接芯線として提供され
る。通常、TIG溶接に用いる場合は外径2.4〜3.2mm程度
に設定され、MIG溶接に用いる場合は外径1.2〜2.4mm程
度に設定される。上記溶加材(1)は軸心に中空部(2
a)を有するアルミニウム皮材(2)と、該中空部(2
a)に充填状態に収容された混合粉末(3)とからな
る。このように、混合粉末(3)をアルミニウム皮材
(2)の内部中空部に充填状態に収容させるのは、該混
合粉末を定形状態に保持するためである。ここに、アル
ミニウム皮材(2)の組成は特に限定されるものではな
く、純Alや5052合金、5083合金その他の合金を、表面硬
化層を形成すべきアルミニウム材の組成等との関係で適
宜採択使用すれば良い。
As shown in FIG. 1, a filler material (1) according to the present invention
Are generally provided as welding rods or cores. Usually, the outer diameter is set to about 2.4 to 3.2 mm when used for TIG welding, and the outer diameter is set to about 1.2 to 2.4 mm when used for MIG welding. The filler material (1) has a hollow portion (2
an aluminum skin (2) having a) and the hollow part (2)
The mixed powder (3) housed in a) in a). In this way, the mixed powder (3) is contained in the inner hollow portion of the aluminum skin material (2) in a filled state in order to keep the mixed powder in a fixed state. Here, the composition of the aluminum skin material (2) is not particularly limited, and pure Al, 5052 alloy, 5083 alloy or other alloys may be appropriately used in relation to the composition of the aluminum material on which the surface hardened layer is to be formed. Accept and use.

アルミニウム皮材(2)の内部中空部(2a)に充填状
態に収容される混合粉末(3)のうち、金属粉末を溶融
によってアルミニムウ材のAlマトリックスに金属間化合
物として晶出し極めて硬度の高い合金化層を形成する役
割を果す。従って、該金属は溶融によってAlとの間で金
属間化合物を形成するものであれば何でも良い。一例と
してはNi、Mn、Fe、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta等
の各元素を挙げうる。また、必ずしも金属単体である必
要はなく、金属間化合物の形で供給し、溶融によってAl
と反応してAl系の金属間化合物を形成するものでも良
い。一方、硬質粒子は母材表面で合金化してやはり硬度
の高い合金化層を形成する役割を果すものである。かか
る硬質粒子としては、TiC、WC、ZrC、NbC等の炭化物やT
iN、ZrN、CrN等の窒化物その他のセラミックを挙げう
る。これら金属あるいは硬質粒子は1種のみを用いても
良く、あるいは金属どうし、硬質粒子どうしを2種以上
組合せて用いても良い。また金属と硬質粒子とを組合せ
ても良い。
Of the mixed powder (3) housed in the inner hollow part (2a) of the aluminum skin material (2) in a filled state, the metal powder is melted and crystallized as an intermetallic compound in the Al matrix of the aluminum alloy material and has an extremely high hardness. Plays the role of forming a chemical layer. Therefore, any metal may be used as long as it forms an intermetallic compound with Al by melting. As an example, each element such as Ni, Mn, Fe, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, and Ta can be cited. Further, it is not always necessary to use a simple metal, and it is supplied in the form of an intermetallic compound, and Al is melted.
It may be one that reacts with Al to form an Al-based intermetallic compound. On the other hand, the hard particles play a role of alloying on the surface of the base material to form an alloyed layer having high hardness. Such hard particles include carbides such as TiC, WC, ZrC, NbC and T
Nitride such as iN, ZrN, CrN and other ceramics may be mentioned. One of these metals or hard particles may be used alone, or two or more of these metals or hard particles may be used in combination. Further, metal and hard particles may be combined.

また、混合粉末(3)中のB、Si、Geは、該溶加材の
アルミニウム材への溶接時に金属や硬質粒子のアルミニ
ウム材に対する濡れ性を向上し、Alとの反応を促進する
役割を果たす。即ち、金属粉末のみでは溶融時に金属の
表面張力が大きく、従って濡れ性が悪いためアルミニウ
ム材と反応しにくい。一方、硬質粒子の場合にもアルミ
ニウム材との濡れ性は良くない。そこで、B、Si、Geの
1種または2種以上を供給しこれをも含めて同時的に溶
融させるものである。これらのB、Si、Geは濡れ性向上
効果を付与する点で相互に均等物であり、少なくともそ
の1種を含有すれば足りるが、混合粉末中における金属
あるいは硬質粒子と濡れ性向上元素合計量との割合は重
量比において99:1〜70:30に規定するのが良い。この範
囲を下回って濡れ性向上元素が少なすぎると金属あるい
は硬質粒子と母材Alとの反応を充分促進できないおそれ
げあり、逆に多すぎと反応促進効果は有するもののコス
ト高となるおそれがあるからである。また、濡れ性の更
なる向上のため、B、Si、Geの1種または2種以上とと
もに粒径50〜200μm程度のAl粉末を5〜30%程度混合
させるものとしても良い。
Further, B, Si, and Ge in the mixed powder (3) have a role of improving the wettability of the metal or the hard particles to the aluminum material at the time of welding the filler material to the aluminum material and promoting the reaction with Al. Fulfill That is, when the metal powder alone is used, the surface tension of the metal is large during melting and, therefore, the wettability is poor, and it is difficult to react with the aluminum material. On the other hand, even in the case of hard particles, the wettability with an aluminum material is not good. Therefore, one or more of B, Si, and Ge are supplied, and these are simultaneously melted. These B, Si and Ge are mutually equivalent in terms of imparting a wettability improving effect, and it is sufficient to contain at least one of them, but the total amount of the metal or hard particles and the wettability improving element in the mixed powder is sufficient. The weight ratio of 99: 1 to 70:30 is preferable. If the amount of the wettability-improving element is less than this range, the reaction between the metal or hard particles and the base material Al may not be sufficiently promoted, and on the contrary, if the amount is too large, the reaction promotion effect may be obtained but the cost may be increased. Because. Further, in order to further improve the wettability, Al powder having a particle size of about 50 to 200 μm may be mixed with about 5 to 30% together with one or more kinds of B, Si and Ge.

第1図に示す溶加材(1)の製作は例えば次のように
して行えば良い。即ち、第2図に示すような所定厚さの
長尺板状のアルミニウム皮材(2)をロールフォーミン
グにより第3図に示す断面半円状に成形して、その凹部
に前記混合粉末(3)を充填したのち、第4図に示すよ
うにさらに断面円形に成形して両端閉じ合せ部(4)を
溶接することにより行いうる。なお、その後必要に応じ
て引抜き加工等を行っても良い。ここに、溶加材(1)
中のアルミニウムと混合粉末(3)の量的な比率は、皮
材(2)の肉厚を変えることにより変化させることがで
きる。なお、アルミニウム皮材(2)の肉厚を変化させ
ることなく、第5図に示すように溶加材(1)の軸心部
に皮材と同組成のアルミニウム心材(5)を設けること
によりアルミニウムと混合粉末との比率を変えても良
い。また、第6図に示すように、アルミニウム皮材
(2)の内部に軸線方向の2以上の中空部(2a)(2a)
…を設けてこれらに混合粉末(3)を充填状態に収容す
るものとしても良い。第5図及び第6図において第1図
の溶加材と同一名称部分は同一の符号にて示す。
The filler material (1) shown in FIG. 1 may be manufactured, for example, as follows. That is, a long plate-shaped aluminum skin material (2) having a predetermined thickness as shown in FIG. 2 is formed into a semicircular cross section shown in FIG. 3 by roll forming, and the mixed powder (3 ) Is filled, and then, as shown in FIG. 4, it is further formed into a circular cross section and the both end closing portions (4) are welded. It should be noted that after that, drawing processing or the like may be performed as necessary. Here, filler material (1)
The quantitative ratio between the aluminum and the mixed powder (3) can be changed by changing the wall thickness of the skin material (2). By providing the aluminum core material (5) having the same composition as the skin material at the axial center of the filler material (1) as shown in FIG. 5 without changing the thickness of the aluminum skin material (2). You may change the ratio of aluminum and mixed powder. Further, as shown in FIG. 6, two or more hollow portions (2a) (2a) in the axial direction are provided inside the aluminum skin (2).
.. may be provided to contain the mixed powder (3) in a filled state. 5 and 6, parts having the same names as those of the filler material shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

この発明に係る溶加材は、通常の溶接と同様にTIG溶
接、MIG溶接等の手段によりアルミニウム材の表面溶融
部に供給される。溶融後においてはアルミニウム材の溶
融部分は短時に凝固し、溶加材混合粉末に金属粉末が含
まれる場合にはAlマトリックスに金属間化合物、例えば
TiAl3、ZrAl3、NiAl、NiAl3、Ni2Al3、FeAl3、Fe4A
l13、MnAl6、HfAl3、NbAl3、CrAl7などが均一緻密にあ
るいは塊状に晶出した合金化層が表面に形成される。一
方硬質粒子が含まれる場合にはAlマトリックスに該粒子
が均一に分散しあるいは塊状化した合金化層となる。而
して、上記の金属間化合物は一般的に硬さが硬いもので
あり、また硬質粒子はそれ自体優れた硬度を有している
ため、合金化層が全体として高い硬度を示し、優れた耐
摩耗性を具有する。同時に溶加材混合粉末中のBやSi、
Geが濡れ性向上作用を発揮しつつもそれ自体もまたAlマ
トリックスにAl−B金属間化合物(AlB2と推定される)
やSi、Ge相として晶出し、合金化層の硬度向上を寄与す
る。なお、Alマトリックス中の金属間化合物や硬質粒子
をこれが硬質であるほど合金化層の硬さは硬いものとな
る。
The filler material according to the present invention is supplied to the surface-melting portion of the aluminum material by means of TIG welding, MIG welding or the like as in ordinary welding. After melting, the molten part of the aluminum material solidifies in a short time, and when the filler metal mixed powder contains metal powder, an intermetallic compound in the Al matrix, for example,
TiAl 3 , ZrAl 3 , NiAl, NiAl 3 , Ni 2 Al 3 , FeAl 3 , Fe 4 A
An alloyed layer in which l 13 , MnAl 6 , HfAl 3 , NbAl 3 , CrAl 7 or the like crystallizes uniformly or densely is formed on the surface. On the other hand, when hard particles are contained, the particles are uniformly dispersed or agglomerated in the Al matrix to form an alloyed layer. Thus, the above-mentioned intermetallic compound generally has a high hardness, and the hard particles themselves have excellent hardness, so that the alloyed layer exhibits high hardness as a whole, Has wear resistance. At the same time, B and Si in the filler metal mixed powder,
Although Ge exerts the effect of improving wettability, it itself also forms an Al-B intermetallic compound (presumed to be AlB 2 ) in the Al matrix.
It also crystallizes as a Si or Ge phase and contributes to improving the hardness of the alloyed layer. The harder the intermetallic compound or hard particles in the Al matrix, the harder the alloying layer.

表面に硬質合金化層を形成したアルミニウム材は、そ
の後必要に応じて最終製品形状に機械加工し、耐摩耗性
部品として実用に供する。なお、このアルミニウム材の
組成は特に限定されるものではなく、純Alは勿論のこと
2000系その他のアルミニウム展伸材あるいはAC8A、AC2B
等のアルミニウム鋳物材等を適宜用いうる。
The aluminum material having the hard alloyed layer formed on the surface thereof is then machined into a final product shape if necessary and put into practical use as a wear resistant part. The composition of this aluminum material is not particularly limited, not to mention pure Al.
2000 series other aluminum wrought materials or AC8A, AC2B
Aluminum casting materials and the like can be used as appropriate.

発明の効果 以上説明したように、この発明は、1種または2種以
上の金属あるいは硬質粒子とB、Si、Geの1種または2
種以上との混合粉末がアルミニウム皮材中に充填状態に
収容された溶加材を提供するものであるから、該溶加材
を用いてアルミニウム材の表面を溶接することによっ
て、AlマトリックスにAl系金属間化合物が晶出しあるい
は硬質粒子が合金化した極めて硬度の高い合金化層を形
成することができる。その結果、自動車等に要請される
耐摩耗性部品として好適なアルミニウム材の提供が可能
となる。しかも、アルミニウム材への上記表面硬化層の
形成に際しては、金属やB等の混合粉末を溶加材として
供給するものであるから、従来の塗布法と異なり、溶接
姿勢によっては塗布した混合粉末が落下したり剥れたり
することのあった不都合を解消しえ、溶接姿勢に制約を
受けることなく表面硬化層を形成することができ、例え
ばアルミニウム材が回転物である場合にも表面硬化層の
形成が可能となる。また、混合粉末を塗布保持するため
のバインダーは全く用いる必要がないので、表面硬化層
に気孔等の欠陥が残る虞れも払拭しうる。また、塗布工
程自体が不要となるから作業効率を向上できひいては生
産性を向上できる。さらに、塗布法では熱源が直接粉末
に照射されるのでアルミニウム材のクリーニング作用が
得られないが、本発明に係る溶加材ではAC電源等を利用
した場合のアルミニウム材のクリーニング作用を期待で
きる。さらにはまた、溶加材として供給することで混合
粉末の供給量を容易に調整できるから、供給量の多少に
かかわらず任意量の混合粉末を狙い位置へ連続的に安定
して供給することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the present invention is one or more kinds of metal or hard particles and one or two kinds of B, Si and Ge.
Since the mixed powder with the seeds or more is to provide the filler material contained in the aluminum skin material in a filled state, by welding the surface of the aluminum material using the filler material, Al is added to the Al matrix. It is possible to form an extremely hard alloyed layer in which the intermetallic compound is crystallized or the hard particles are alloyed. As a result, it is possible to provide an aluminum material suitable as a wear resistant part required for automobiles and the like. Moreover, when the above-mentioned hardened layer is formed on the aluminum material, mixed powder of metal, B or the like is supplied as a filler material. Therefore, unlike the conventional coating method, the mixed powder applied may be different depending on the welding position. It is possible to eliminate the inconvenience of dropping or peeling, and to form a surface-hardened layer without being restricted by the welding position. For example, even when the aluminum material is a rotating object, Can be formed. Further, since it is not necessary to use a binder for applying and holding the mixed powder, it is possible to remove the possibility that defects such as pores remain in the surface hardened layer. Further, since the coating process itself is not required, the work efficiency can be improved and the productivity can be improved. Further, in the coating method, the heat source is directly applied to the powder, so that the cleaning effect of the aluminum material cannot be obtained, but the filler material according to the present invention can be expected to have the cleaning effect of the aluminum material when an AC power source or the like is used. Furthermore, since the supply amount of the mixed powder can be easily adjusted by supplying it as a filler material, an arbitrary amount of the mixed powder can be continuously and stably supplied to the target position regardless of the supply amount. it can.

実施例 次にこの発明の実施例を示す。Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described.

A1100からなるアルミニウム皮材の軸心中空部に、第
1表のように組合せた金属、硬質粒子と濡れ性向上元素
との混合粉末が充填状態に収容された複数の長尺溶加材
を製作した。溶加材の製作は第2図〜第4図にて説明し
たようにロールフォーミングにより径大のものを製作し
たのち引抜きを施すことによって行った。溶加材(1)
の外径は1.6mm,アルミニウム皮材(2)の肉厚は0.5mm
とした。
Along with the hollow core of the aluminum skin made of A1100, multiple long fillers were manufactured in which the mixed powder of metal, hard particles and wettability-improving element combined as shown in Table 1 was packed. did. The filler material was manufactured by forming a large diameter member by roll forming as described with reference to FIGS. 2 to 4 and then performing drawing. Filler material (1)
Has an outer diameter of 1.6 mm and the aluminum skin (2) has a wall thickness of 0.5 mm
And

一方、表面硬化層を形成すべきアルミニウム材として
AC8A鋳物合金からなる厚さ7.5mm×幅40mm×長さ100mmの
複数の試験片を用意した。そして、第7図に示すよう
に、各試験片(6)の中央部長手方向に深さ0.5mmの浅
溝(7)を形成した。
On the other hand, as an aluminum material for forming a surface hardened layer
A plurality of 7.5 mm thick × 40 mm wide × 100 mm long test pieces made of AC8A casting alloy were prepared. Then, as shown in FIG. 7, a shallow groove (7) having a depth of 0.5 mm was formed in the longitudinal direction of the central portion of each test piece (6).

次に、同図に示すようにTIG溶接機(8)を用い、溶
加材供給機(9)から連続的に溶加材を供給しつつ試験
片の溝(7)の部分につき半自動TIG溶接を行った。図
中(10)は溶接部である。溶接速度は100mm/minとし
た。
Next, as shown in the figure, a TIG welding machine (8) is used to continuously supply the filler metal from the filler material feeder (9) while semi-automatic TIG welding the groove (7) of the test piece. I went. In the figure, (10) is the weld. The welding speed was 100 mm / min.

溶接後、凝固した溶接部分の組織状態を調べたとこ
ろ、試料No1〜12の試験片については溝部分の全体にわ
たって合金化層が形成されていた。かつこれらの合金化
層は金属間化合物や硬質粒子や比較的均一緻密に晶出あ
るいは分散した部分と塊状化した部分とを有し、合金化
層全体の硬さは第1表のとおりであった。しかも、合金
化層内及び合金化層とアルミニウム材界面では割れ及び
気孔の発生は全く認められなかった。これに対し、試料
No13では、表面に亀甲状の割れが認められ、一部が剥離
しており、しかも合金化層直下に基材Alのみの溶融域が
存在し、Alとの濡れ性が悪いことが認められた。また試
料No14では表面に不連続の孔が形成されるとともに、合
金化層直下ではやはり基材Alのみの溶融域が存在し、Al
との濡れ性が悪いものであった。
After welding, when the microstructure of the solidified welded portion was examined, an alloyed layer was formed over the entire groove portion of the test pieces of Sample Nos. 1 to 12. Moreover, these alloyed layers have intermetallic compounds, hard particles, relatively uniformly densely crystallized or dispersed portions and agglomerated portions, and the hardness of the entire alloyed layer is as shown in Table 1. It was Moreover, no cracks or pores were found in the alloyed layer or at the interface between the alloyed layer and the aluminum material. In contrast, the sample
In No. 13, it was confirmed that a hexagonal crack was observed on the surface, a part was peeled off, and there was a molten area only for the base material Al directly under the alloying layer, and the wettability with Al was poor. . Further, in Sample No. 14, discontinuous holes were formed on the surface, and just below the alloying layer, there was also a molten region of only the base material Al.
It had poor wettability with.

一方、アルミニウム材単体の硬度を調べたところ、Hv
30(荷重5Kg)であった。
On the other hand, when the hardness of the aluminum material alone was investigated, Hv
It was 30 (load 5 kg).

以上の試験結果からわかるように、本発明に係る添加
材を用いると、極めて硬度が高く従って当然に耐摩耗性
にも優れた合金化層をアルミニウム材の表面に簡単かつ
確実に形成しうることを確認しえた。
As can be seen from the above test results, when the additive according to the present invention is used, it is possible to easily and reliably form an alloyed layer having extremely high hardness and therefore naturally excellent wear resistance on the surface of the aluminum material. I was able to confirm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明に係る溶加材の一例を示す断面斜視
図、第2図〜第4図は第1図に示した溶加材の製造工程
を説明するためのもので、第2図は板状態のアルミニウ
ム皮材の断面図、第3図は半円状に成形して混合粉末を
充填した状態の断面図、第4図はアルミニウム材の両端
を閉じ合せた状態の断面図、第5図は溶加材の変形例を
示す断面図、第6図は他の変形例を示す断面図、第7図
は実施例における試験片の溶接工程を模式的に示す斜視
図である。 (1)……溶加材、(2)……アルミニウム皮材、(2
a)……中空部、(3)……混合粉末。
FIG. 1 is a sectional perspective view showing an example of the filler material according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are for explaining a manufacturing process of the filler material shown in FIG. Is a cross-sectional view of the aluminum skin material in a plate state, FIG. 3 is a cross-sectional view of a semi-circular shape filled with mixed powder, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the aluminum material with both ends closed. FIG. 5 is a sectional view showing a modified example of the filler metal, FIG. 6 is a sectional view showing another modified example, and FIG. 7 is a perspective view schematically showing the welding process of the test piece in the example. (1) …… filler metal, (2) …… aluminum skin, (2
a) ... Hollow part, (3) ... Mixed powder.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アルミニウム皮材の内部中空部に、1種ま
たは2種以上の金属とB、Si、Geの1種または2種以上
との混合粉末が充填状態に収容されてなることを特徴と
するアルミニウム材の表面硬化用溶加材。
1. A mixed powder of one or more kinds of metal and one or more kinds of B, Si, Ge is contained in a filling state in an inner hollow part of an aluminum skin. A filler metal for surface hardening of aluminum materials.
【請求項2】アルミニウム皮材の内部中空部に、1種ま
たは2種以上の硬質粒子とB、Si、Geの1種または2種
以上との混合粉末が充填状態に収容されてなることを特
徴とするアルミニウム材の表面硬化用溶加材。
2. A mixture powder of one or more kinds of hard particles and one or more kinds of B, Si, Ge is contained in a filled state in an inner hollow part of an aluminum skin material. A characteristic filler metal for surface hardening of aluminum materials.
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