鋳鋼による超硬合金粉末の鋳ぐるみとその組織および硬さの

Akita University
鋳鋼 による超硬合金粉末の鋳 ぐるみとその組織および硬 さの評価
岡 田 和 彦,
*池
麻
生
節
浩 之,
**後 藤 正 治,
***
夫,
***小 松 芳 成 ***
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3
W3C
系溶湯で鋳 ぐるみ,安価で鉄鋳物 に比較 して耐摩耗性が飛躍的
1
. 緒言
に向上 した耐摩耗性鋳 ぐるみ部材 の開発 に関す る研究を行 って
金属材料の表面改質法の一つ として鋳 ぐるみ法が知 られてい
いる｡ その中で超硬合金粉末 を鋳 ぐるんだ鋳鋼材 は,超硬合金
る1
∼
9
)
｡ これは液体金属溶湯 をそれ とは異 なる優 れた機能性 を
の硬 さと鋳鋼母材の延性や靭性を合わせ持 った衝撃 に強い耐摩
有す る固体物質上に注湯 し,凝固によ り一体化 して表面 に優れ
耗複合材料 として期待 されている1
0
)
｡ この鋳 ぐるみ鋳鋼材では
た機能性 を付与す る金属基複合部材 の製造方法7
9
)である｡ こ
超硬合金粉末層 と鋳鋼母材問に反応生成層が生 じ,かっ同層内
の方法では固体物質 とそれを鋳 ぐるむ液体金属 とのぬれ性や反
には矩形状 の粒子が晶出す ることが知 られている10
)｡ この こと
応性な どの関係か ら,それ らの問に完全な結合状態が生 じず ボ
は,超硬合金粉末鋳 ぐるみ鋳鋼部材の実用化 において きわめて
イ ドや空隙などが発生 した り,固液界面で強い反応が生 じてぜ
重要 な ことである｡そ こで本研究では,超硬合金粉末鋳 ぐるみ
い弱 な層 を形成 し固体物質 が は く離す ることも報告 されてい
鋳鋼部材 に発生 した反応生成層 に関す る知見を得 るために,同
る2
)
｡ すなわち固液界面 における反応性が鋳 ぐるみ部材 の性質
部材の組織,硬 さおよび構成成分元素の拡散状況 について調べ,
を大 きく左右す ることになる｡
かつ矩形状の粒子の同定を行 った｡
著者 らは )
, これまでにきわめて硬質 な超硬合金粉末層 を鉄
平成 1
4
年 1月3
0日受付
*自動車鋳物株式会社
2
.1供試材
商品開発 セ ンター
〒3
0
0
0
0
1
5 茨城県土浦市北神立町 4-2
**岩手県工業技術 セ ンター
企画情報部
〒0
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5
2 盛岡市飯 岡新 田 3-3
5-2
***秋 田大学工学資源学部材料工学科
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2 秋 田市 手形学 園町 1
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素材物性学雑誌
2
. 実験方法
実験 に用 いた超 硬 合 金粉 末 (
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G2
)) は WC-
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hの粒径 を有す る
6
mas
s%Coの化学組成か らな り, -27
ものである｡ これを WC粉末 と略記す る｡ この粉末 にポ リ酢
酸 ビニルを少量添加 した後, メタノールに溶か してスラリ-状
に した ものを Fi
gur
elに示す鋳型下面 に約 3mm の厚 さで平
滑 に塗布 し,十分 に乾燥をさせた｡鋳型 は 4種頬 の大 きさの試
験片が同時に得 られ るようになってお り,試験片 の寸法 は底面
を5
0×5
0mm とし,高 さを40mm か ら1
0
0mm まで 4段階 に変
え る こ とで 塗 布 した WC 粉 末 と鋳 込 ん だ 溶 湯 の 容 積 比
第1
5
巻
第 1号
(
2
0
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2
年 6月)
Akita University
岡田和彦 ･池 浩之 ･後藤正治 ･麻生節夫 ･小松芳成
(
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CR-(
塗 布 WC粉 末/溶湯体積)×1
0
0%) 香
変化 させた｡本実験 で は塗布厚 さを約 3mm と したので,CR
値 は試験片高 さ1
0
0
,6
6
,5
0
,4
0
mm に対 してそれぞれ 3
,4.
5
,
6,7
.
5%に相 当す る｡ 鋳鋼 溶湯 は,C:
0.
3
5,Si
:
0.
45
,Mn:
1
.
3
0
Si合金 お よび
mas
s
%の組成 にな るよ うに鋼屑, 黒鉛粉 ,Fe
鋳 ぐるみ層が形成 していることが確認で きる｡ また鋳 ぐるみ層
Fe
Mn合金 を配合 し,1
0
0
kgを高周波誘導電気炉 で溶製 した｡
8
4
3
K で注湯 して試験片 を得 た｡ 試
この溶湯 を上述 の鋳型 に1
験片 は WC粉末 を塗布 した面 に対 して垂 直 に切 断 し, その断
面 を研磨 して組織観察,硬 さ測定 ,Ⅹ 線分析 お よび EPMA に
よ る成分元素 の分布状況 を調査 した｡ なお,EPMA 分析装置
には島津製作所製 EPMA8
7
0
5を用 いた｡測定条件 は加速電圧
1
5
kv,照射電流 2
0
nAとし,分析 に使用 した元素 の特性 Ⅹ線 は
W で は Lα線 ,Feおよび Cで は Kα線 とした｡
gur
e2と同様 にマ クロ的 には均質 で健全
の条件 にお いて,Fi
は塗布 した WC粉末 の粒子形状 を とどめてお らず, マ クロ的
には均質 でなめ らかな層 を形成 している｡ しか し,後述す るよ
うに この部分 は ミクロ的 には WC粒子 ,Co系
吉合相,鋳鋼 か ら
な って い る｡ 本実験 で行 った CR-3
,4.
5
,6,7.
5%のすべ て
gur
e
な鋳 ぐるみ層 が得 られ ることが明 らか とな った｡ また Fi
3に鋳 ぐるみ層 と鋳鋼母材 との界面 にお ける拡大組織写真 を示
す｡同界面 には白色 の矩形状 の粗大粒子 を含む反応生成層が生
じていることが認 め られ る｡
3.2硬 さ分布 と組織
Fi
gur
e4に CR値 の異 な る各試 験片 にお け る鋳 ぐるみ層 か
ら鋳鋼母材 にか けての ビッカース硬 さ分布 を示す｡ いずれの場
3
0
0程度 で あ るの に対 し
合 にお いて も,鋳鋼母材 の硬 さが Hv
2.2 X 線分析
次章で示す よ うに,WC粉末鋳 ぐるみ層 と鋳鋼母材 の界面 に
は1
5
0-2
0
0〟m の幅 を有 す る反応生成層 が生 じ, かつ同層 内
には粗大 な矩形状 の粒子 の存在が認 め られた｡ この矩形状 の粒
子 を同定す るために以下 の方法で微小領域 Ⅹ 線 回折 を行 った｡
分析試料 は炭素 などによる汚染 を防止す るために,試験片表
2
0
0まで研磨後 アル ミナ粒子でバ フ研磨 し,
面 をェ ミリー紙で #1
ダイヤモ ン ド粒子 によるバ フ研磨 を経て さ らに流水 によるバ フ
研磨 を施 し, その後直 ちに ドライヤーで熱風乾燥 した｡ また反
応生成層 を中心 と して Mo製 の単孔 メ ッシュ (
￠3
0
0/
Jm) を
貼 りつ け,基地であ る WCおよび鋳鋼 中の Feの影響 を極力低
減す るよ うに心 が けた｡ 微小領域 Ⅹ 線 回折装置 には理学電機
社製 RI
NTRapi
dを用 いた｡ ただ し,使用 Ⅹ線 には CuKα線
0
kv, 菅電流 3
6
mA と し,平行 ビームを用 い
を用 い, 管電圧 4
FT法で測定 した｡Ⅹ 繰 ビーム直径 は約 1
0
0F
L
mで ある｡ なお,
検 出器 にはイメー ジングプ レー トコ リメー ター (￠1
0
0F
Lm)
を用 いた｡
3
. 実験 結果
3.1 鋳 ぐるみ層 の形成状況
Fi
gur
e2に鋳 ぐるみ によ って得 られ た試験片 断面 にお け る
鋳 ぐるみ層部近傍 のマクロ組織 の一例 を示す｡試験片表面部 に
Fi
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第1
5巻
第 1号 (
2
0
02
年 6月)
Akita University
3
鋳鋼 による超硬合金粉末 の鋳 ぐるみ とその組織 および硬 さの評価
鋳 ぐるみ層部 の硬 さは約 Hv
8
0
0と高 く, 鋳 ぐるみ による表面
3.3 矩形状粗大粒子 の同定
硬 さの改善 が明瞭 に現れている｡ ここで鋳 ぐるみ層部 の硬 さ分
前節で述べたよ うに,矩形状 の粗大粒子 を含 む反応生成層 は
布 に対す る CR値 の明確 な違 いは見 られないよ うであ る｡すな
きわめて高 い硬 さを示 す ことが わか った｡Fi
gur
e6に これ ら
わち, この ことは CR値 が 7
.
5%以下 で あれ ば健全 な鋳 ぐるみ
の矩形状 の粗大粒子 を村上試薬 によって腐食 した組織 を示す｡
層の形成が可能であることを意味 している｡ なお, いずれの場
矩形状 の粗大粒子 の部分のみが強 く食刻 されていることか ら,
合 に も鋳 ぐるみ層 と鋳鋼母材 の界面 には硬 さが最大 で Hv1
8
0
0
1
)で あ る こと
同粒子 は WC粒子 とは異 な る何 らか の炭化物相1
に も達 す る鋭 い ピー クが見 られ る｡ これ は前節 の Fi
gur
e3で
が推察 され る｡ そ こで EPMA 分析 お よび微小領域Ⅹ線 回折 に
見 られた,反応生成層内に晶出 した矩形状 の粗大粒子 によるも
よ り矩形状 の粗大粒子 の同定 を行 った｡
ので あ る｡ す なわ ち同粒子 は WC粒子 よ りも高硬度 であ る こ
まず最初 に W ,Feおよび C の定性分析 を行 った｡分析 で は
とが推察 され る｡
矩形状粒子 ,WC粒子 および標準試料 と して金属 タ ングステ ン
Fi
gur
e5に反応生成層部 における成分元素の分布状況を CR4.
5%の場合 につ いて EPMA 観察 した結果 を示す｡ 図 よ り Co
性 Ⅹ 線 強度 を求 めた｡Ta
bl
elに 3個 の矩 形状 粒子 ,2個 の
が鋳 ぐるみ層側か ら反応生成層 と鋳鋼母材 の界面 まで拡散 して
WC粒子 お よび各標準試料 の特性 Ⅹ 線 強度 を示 す｡金属元素
(
W),金属鉄 (
Fe
), グ ラフ ァイ トカーボ ン
(
C)につ いて特
い るとともに,Feが鋳鋼母材側 か ら鋳 ぐるみ層 内部 まで拡散
と して W お よび Fe
, さ らに Cが検 出 されて い ることよ り,
して いることがわか る｡ このよ うな成分元素 の相互拡散が健全
矩形状粒子 は WFe系炭化物 で あ ることが示 唆 され る.
次にW
な鋳 ぐるみ層の形成 に大 き く寄与 しているもの と推察 され る｡
お よび Feの組成比 をそれ らの標準試料 との相対強度比 を基準
一方 , 反応 生成 層 内 に見 られ る突
巨形状 の粗大粒子 は W と Fe
に定量補正計算 (
ZAF補正) して Tabl
e2にま とめた.
の特性 Ⅹ 線強度 が強 く検 出 されてお り, これ らの元素 で構成
この結果 よ り, これ らの矩 形状粒子 の金属元素 の組成比 は
7
4
W2
5
Fe(
mas
s
%,原子比 :
W/Fe-47
/5
3
)であることが明
されていることが推察 され る｡
らか とな った｡ したが って, この矩形状粒子 の金属成分 の組成
W 系炭化 物 は Fe
3
W3
C もしくは Fe
6
W6
C
比 か ら推定 され る Fe
であると考 え られ る1
㌔ そ こで WC粒子 を基準試料 として,矩
形状粒子が どち らの炭化物 に近 いか確認す るため,Cの半定量
>H.
S
S
a
u
P
J
e
H
分析 を行 った｡WC粒子 中の C濃度 は6
.
1
3
mas
s
%であ り, こ
bl
elよ り約 1
2
0
0
c
psで あ
の濃度 に対 して Cの Ⅹ 線 強度 は Ta
4
5
c
psであ る｡ こ
る｡一方,矩形状粒子 の Cの Ⅹ 線強度 は約 3
れ よ り矩 形状粒 子 の C濃度 は6
.
1
3×3
4
5
/1
2
0
0-1
.
7
6
mas
s
%と
な る｡ これ に対 して,Fe
3W 3C と仮定 した場合 の C濃度 は1
2
/
(
1
8
3.
8
5×3+5
5.
8
5×3+1
2
)-1.
6
4
mas
s
%,Fe
6
W6C と仮定すれ
-2
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ば同様 に計算 して0
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8
3
mas
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% とな る｡ 以上 の結果 よ り,矩形
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Fi
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fCR-3,
4.
5,
6and7
.
5%.
状粒子 は Fe
｡
W3Cに近 い組成 を有す る もの と推測 され る｡ そ こ
で この結果 を裏付 けるために, 微小領域 Ⅹ 緑 回折法 によ り格
子面間隔値 (
d値) を測定 した｡
Fi
gur
e7 (
a) お よび (
b) は反応生成層 を Mo製 単 孔 メ ッ
シュで マスキ ング し,2箇所 の領域 を測定 して得 られ た Ⅹ 線
Fi
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素材物性学雑誌
5巻
第1
第 1号 (
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02
年 6月)
Akita University
岡田和彦 ･池 浩之 ･後藤正治 ･麻生節夫 ･小松芳成
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-
Fe
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1
2
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1.
11
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A
A
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▲
C
40
50
60
70
80
90
100
110
1
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t
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c
l
e
s,
(
C
)Fe
3
W3
C,(
a)Moand(
e
)WC.
素材物性学雑誌
第1
5
巻
第 1号
(
2
0
0
2
年 6月)
Akita University
鋳鋼 による超硬合金粉末 の鋳 ぐるみ とその組織および硬 さの評価
Ta
bl
e2 Re
s
ul
t
sofquant
i
t
a
t
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v
eanal
ys
i
sf
orl
umps
hape
d
par
t
i
c
l
e
s
.
W
F
e
が判明 した.
ちなみに,類似の格子定数 を有す る化合物 として,
Fe
W 金属間化合物 の Fe
7
W6 (
42-1
2
0
9
) および Fe
WB化合
物 の Fe
WB (
2
3-3
0
7
)が挙 げ られ るが,回折 ピーク位置が合
致 しなか った｡
c
h
a
Ⅹ
r
a
c
r
t
a
e
y
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s
i
tc
ma
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e
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e1
0.
68
7
73
47
0.
3
20
25
5
3
2
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6
95
7
4
47
0.
3
28
2
6
5
3
〝
a
t
o
mic%
4. 考
察
4.1 鋳 ぐるみ材 にお ける反応生成層の適合性
前章 で示 したよ うに,
本実験 における WC粉末鋳 ぐるみ層 と
鋳鋼母材の界面 には矩形状粒子を含む硬質 な反応生成層が生 じ
ることがわか った｡ このような反応生成層 は硬質な単一層か ら
Tabl
e3 Lat
t
i
c
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pac
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e
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3
W3C
l
aye
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e
f
e
r
e
nc
emat
e
r
i
al
sofWC,Fe
andFe
6
W6C.
(×1
08
cm)
な り,ぜい弱なために微小 な応力負荷や熱衝撃 などによって ク
ラックを発生 し,鋳 ぐるみ層のは く離 を生ず ることが多い｡ と
ころが本実験の場合,反応生成層 は ビッカース硬 さが Hv
1
8
0
0
ときわめて高い値を示す にもかかわ らず,鋳 ぐるみ後の急冷 に
P
6m2
WC
d
3mC
FF
e3
W3
d
3mC
FF
e
6
W6
a
=2.
90
62 a
=11
.
1
094 a
-1
0.
958
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e
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よって もクラックやは く離などが生 じなか った｡ この ことは次
f
orFd3m
のように説明できる｡
Fi
gur
e8に反応生成層領域 における SEM 拡大組織写真を示
(
C
2
5
2
1
.
$
0
3
4
7
7
8
) (
4ト1
351
) (
2311
27)
2.
1
38
0
2.
1
000
511
2.
1
323
l
l
.
0g
1
.
9639
1
.
9340
440
I
.
9588
l
l.
08
1
.
8840
1
.
8800
2.
1
41
7
l
l
.
1
3
一部 マルテ ンサイ ト化 した残留オーステナイ トか らなっている
I
.
88
02
1
,
8
51
6
1
,
8200
4
42
1
.
8608
1
0.
85
1
.
7566
1
.
7270
620
1
.
751
4
l
l
.
08
1
.
6748
I
.
6460
622
1
.
6681
ll
.
07
I
.
555
6
1
.
5320
551
I
.
551
5
ー1
.
08
1
,
4540
1
.
751
5
ことがわかる｡すなわち矩形状粗大粒子 自体がたとえ硬 く脆 い
l
l
.
08
1
.
4463
1.
4260
553
1.
4421
l
l
.
08
1338
0
733
1
.
35
40
ll
,
0等
1
.
3093
1
.
2900
8
22
1
.
3061
l
l.
08
組織 は WC粉末層 および鋳鋼母材 に対 して も密接 に一体化 し
てお り,両者の結合性向上 に大 きく寄与 しているものと推察 さ
れ る｡
I
.
3080
I
.
2940
1
.
291
7
1
.
2934
1.
23
60
1
.
2361
1
.
2356
1
.
21
94
1
.
2020
911
1
.
1
51
0
1
.
21
66
1
.
0894
I
.
0740
862
1
.
0$67
l
l
.
1
0
4.2矩形状粗大粒子の生成条件
本実験結果 より,WC粉末を鋳鋼溶湯で鋳 ぐるんだ場合 には
日.
08
1
.
1
495
反応生成層が生 じ,その中に矩形状の粗大粒子が晶出す ること
I
.
1
504
l
l
.
08
ものであ って も,それを とり囲んでいる靭性 のある組織が反応
生成層全体の靭性を補 っているものと考え られる｡ さらにこの
1
.
4529
1.
35
72
す｡矩形状粗大粒子のまわ りの組織 は靭性のあるベーナイ トと
1
.
0902
l
l
.
1
2
がわか った｡一方著者 らは,WC粉末を鋳鉄溶湯で鋳 ぐるんだ
場合 にはこれ らの矩形状粗大粒子 は全 く晶出 しないことを報告
している2･
3
)
｡ この違 いについて次 に考察す る｡
一般 に Fe
WC系合金 は含有す る成分組成 の違 いによって,
回折 チ ャー トである｡図中には各回折 ピーク上 に測定 した格子
M3C,M2
3C
6,M7
C3 (ここで M は金属元素を示す) などの種々
面間隔値を示 してお り,比較 のために (
C
),(
d),(
e
)に基準 と
の炭化物 を晶出す ることが知 られている1
3
･
1
4
)
｡ これ らの炭化物
なる Fe
3
W3C,Mo,WCの回折 ピーク位置 を併記 した｡ ちな
の組 成範 囲 を示 す Fe
WC三 元 系状 態 図1
2
)の一 例 と して,
みに Moの回折 ピーク位置を示 したのは,Mo製単孔 メッシュ
が回折強度 に影響 を及 ぼす と想定 されたか らである｡Ta
bl
e3
にこのように して測定 した領域および可能性 のある物質の格子
面間隔値 を示す｡測定 した領域 で は WC (
ASTM カー ド番号
2
5
1
0
47
) の回折 ピークが認 め られ,WCの各結晶面 の格子面
間隔値 との差 は最大で0
.
0
0
4×10 8
c
m であった｡ したが って測
定 された矩形状粒子 の格子面間隔値 も0
.
01×1
08c
m 程度 の誤
差で判別 され るもの と考え られ る｡ そ こで上述 した EPMA分
析の結果を参考 に して回折 ピークか ら可能性 のある化合物を検
索 した結果,Fe
3
W3C (
41-1
3
51) と Fe
6
W6C (
2
3-1
1
2
7
)が選
別 された｡両炭化物 は立方晶であるが,格子定数 の差が0
.
1
51
×10J
8c
m であるために区別 は可能であると考 え られ る｡ そこ
で測定 された領域の格子面間隔値の中か ら矩形状粒子相 と考え
られ る回折 ピークを選択 し,それぞれについて立方晶 (
Fd3
m)
と しての格子定数 を計算 した｡ その結果 ,Ta
bl
e3に示す よう
に矩形状粒子 の格子定数 は約 1
1
.
0
8×10 8c
m とな り,Fe
3W3C
(
立方晶) の格子定数 1
1
.
1
0
9
4×1
08
c
m に近 い値 を有す ること
素材 物性学雑誌
Fi
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nofCR-3%.
第1
5巻
第 1号 (
2
0
0
2
年 6月)
Akita University
岡田和彦 ･池 浩之 ･
後藤正治 ･麻生節夫 ･小松芳成
9
7
3
K の場合 の ものを Fi
gur
e9に示す｡ この中で Fe
3
W3C相 は
非常 にせまい組成範囲に位置 してお り,W が少なす ぎた り,C
3
Fe+3
WC ･
- Fe
3
W3C+2
C
が多す ぎた りす ると晶出 しない ことがわか る｡ ところで,超硬
したが って反応後 には余剰 の Cが生ず ることにな る｡ これ ら
合金粉末 は WC粒子 とそれ らを結合する Co相か らなっている｡
の余剰 Cの一部 は C濃度 の少 ない鋳鋼母相へ拡散 してゆ くも
また Co結合相 中 には WCが固溶 してい る｡ したが って WC
の と思 われ るが,大部分 の C は Fe
3W3C相周辺 のベーナイ ト
粉末を Cの少 ない鋳鋼溶湯や Cの多 い鋳鉄溶湯で鋳 ぐるむ場
や残留オーステナイ ト組織の形成 に寄与 しているもの と推察 さ
合 には, これ らの溶湯が WCを固溶 した Co結合相 と溶融相互
れる｡ ちなみに,C濃度 の多い鋳鉄溶湯で鋳 ぐるんだ場合 には
拡散 して反応す るもの と考え られる｡鋳鋼溶湯および鋳鉄溶湯
常 に余剰 Cが存在す るために片状黒鉛粒子 と して晶出す るこ
中の C濃度 はそれぞれ0.
3
5
mas
s
%,3.
8
4
mas
s
%である｡鋳鉄
とが報告 されている2
･
3
)
｡
溶湯中の C濃度 は鋳鋼溶湯中のそれ に比べて 1
0倍以上高 い｡
すなわち Co結合相 中に固溶 した WC は C濃度 の少 ない鋳鋼
5
.結
言
溶湯 と反応 して Fe
3W 3
C相 を晶出す るものの,C濃度の多 い鋳
超硬合金粉末 を鋳型 に 3mm の厚 さで塗布 し,数種 の溶湯
鉄溶湯 と反応 して もその反応生成層の組成が Fe
3
W3C組成か ら
容積比か らなる鋳鋼溶湯で鋳 ぐるみ複合化 した｡得 られた試験
C量 の高 い領域 に大 きく偏移す るために,Fe
3W 3Cを含む炭化
片の組織,硬 さ,EPMA分析 および Ⅹ線回折 を行 った結果,
物相 を晶出 しないと推察 される｡
次の系
吉論が得 られた｡
本実験 のよ うに WC粉末 を鋳鋼溶湯 で鋳 ぐるんだ場合,超
(
1
) いずれの溶湯容積比 において も,鋳 ぐるみ層 は塗布 した粉
硬合金 中の WC粒子 も鋳鋼溶湯 と直接反応 して WC粒子 自体
末の形状をとどめてお らず,均質で健全 な層を形成す る｡
も鋳鋼溶湯 に固溶す ることも考 え られ るが,WCの融点が Co
これには超硬合金中の WCを固溶 した Co結合相 と鋳鋼溶
結合相 の場合 に くらべてはるかに高 いので この効果 はきわめて
湯中の Fe元素 の相互拡散が大 き く寄与 しているもの と推
小 さい もの と思 われ る｡ ところで超硬合金 中の結合相であ る
察 される｡
Coに固溶 した WCが鋳鋼溶湯 と反応 して Fe
3
W3
C相が生成す
るためには次の反応が考え られ る｡
(
2) 鋳 ぐるみ層 と鋳鋼母材 との界面 には矩形状の粗大粒子を含
む反応生成層が生 じる｡矩形状の粗大粒子 は立方晶であり,
そ の格 子 定 数 は約 11
.
0
8×1
0 8c
m で あ った｡ この値 は
Fe
3
W｡
C(
立方晶) の格子定数 1
1
.
1
0
9
4×1
0 8
c
m にきわめて
近 い値を有 していることが判明 した｡
(
3) 反応生成層郡 は硬質 の Fe
3
W｡
C粒子が存在す るために Hv
1
8
0
0のきわめて高 い硬 さを示すが,ぜい弱で はない｡ これ
は Fe
3
W3C粒子のまわ りの組織が靭性 のあるベ-ナイ トと
一部 マルテ ンサイ ト化 した残留オーステナイ トか らな って
いることによると推察 された｡
(
4
) 鋳鋼母材 の硬 さが Hv
3
0
0程度で あるのに対 し,鋳 ぐるみ
層の硬 さは Hv
6
0
0-8
0
0と高 く,鋳 ぐるみによる表面硬 さ
の改善が明瞭に現れている｡
(
5) 超硬合金粉末を鋳鋼溶湯で鋳 ぐるむ と Fe
3
W 3C粒子が晶 出
するのに対 し鋳鉄溶湯で鋳 ぐるむと晶出 しない理由として,
鋳鉄溶湯 中の C濃度が鋳鋼溶湯 の場合 よ りも約1
0倍 も高
いことに起因す ると推察 される｡
(
6) 以上の ことにより,超硬合金粉末を用 いた鋳 ぐるみ法 は鋳
鋼の局部表面硬化 にきわめて有効である｡
文
献
1
)岡田和彦,出津新也,後藤正治,麻生節夫,小松芳成 :潤
失模型法を用 いた球状黒鉛鋳鉄 による超硬合金粒子粉体 の
鋳 ぐるみ,鋳造工学 7
3(
2
0
01
)4
9
3-4
9
8
｡
2
) 麻生節夫,中西
誠,後藤正治,池
浩之,勝負揮善行 :
WC粉末 による鋳鉄 の表面硬化,鋳造工学 7
3(
2
0
01
)1
5
5
-1
6
0
0
3) 麻生節夫,後藤正治,池
浩之,勝負揮善行,小西英二,
小西信夫 :
2
7
mas
s
%Cr白鋳鉄 による超硬合金 の鋳 ぐるみ
と組織評価,鋳造工学 7
0(
1
9
9
8
)87
8-8
8
3
｡
C,mass%
Fi
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y
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r
ans
f
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me
da
t97
3K (
Re
f
.1
2
).
素材物性学雑誌
4
)渡辺貞四郎 :金属被覆鋳造法,鋳物 5
5(
1
9
8
3
)3
81
-3
8
7
0
5
) 小林
武,佐治智之 :凝固過程 で放出され る熱を利用 した
鋳鉄 の直接表面硬化処理 に関す る研究,鋳物 6
1(
1
9
8
9
)71
7
第1
5
巻
第 1号 (
2
0
02
年 6月)
Akita University
鋳鋼 による超硬合金粉末 の鋳 く
､るみ とその組織および硬 さの評価
∼7
2
3
｡
6
)劉 耀輝,何 鎮明,陳 形,中江秀雄 :
wC-W2
C粒子
によ り表面 複合化 したマ ンガ ン鋼 の耐 摩耗性 , 鋳物 6
7
(
1
9
9
5
)2
71
-2
7
6
0
7
) 田辺垂則,中村公生,広富嗣雄,市之瀬弘之,道浦吉貞,
喜多川真好 :フェロクロム粉 と低融点 Ni基合金粉 による
鋳鉄の表面被覆法,鋳物6
7(
1
9
9
5
)7
7-81
0
8
)田辺垂則,中村公生,寺沢直恭,市之瀬弘之,道清吉貞,
喜多川真好 :フェロクロム粉 と低融点 Ni基台金粉 による
Sur
f
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Eng,
Re
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･
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1
0(
2
0
0
2
)9
3-9
8
｡
l
l
) 大洋興美,武 田修三 :鎖 -タングステ ン系合金及其 の炭化
1
9
31
)1
81
-1
9
6
0
物の Ⅹ線的研究,金属の研究 8(
1
2
)佐藤知雄,西沢泰二,大橋正昭 :鉄鋼 中の炭化物の電解分
離 による研究 (
第 8報) タングステ ン鋼中の炭化物 につい
1(
1
9
5
7
)6
6
2-6
6
5
0
て, 日本金属学会誌2
1
3
)佐藤知雄編 :Ⅳ.基本特殊鋼 の顕微鏡組織,6.鉄 一タング
8(
1
9
9
6
)1
1
3-1
1
7
0
鋳鉄 の表面被覆層の性質,鋳造工学6
9) 田辺重別,吉川公庸,新居宣宏,中村公生,道浦吉貞,喜
多川 喜 好 :低 融点 Ni
合 金粉 を混 合 した ニ ッケルお よび
SUS系粉 によ る鋳鉄 の表面 被覆層 の性質 , 鋳造工学 6
9
(
1
9
97
)67
0-6
7
4
｡
善) (
1
9
6
3
)9
6
｡
1
4
)鈴木 寿,山本孝春,川勝一郎 :WC-1
0%Feおよび WC1
0%(
Fe-Co)超硬合金 の性質 と炭素量 との関係,粉体お
よび粉末冶金 1
4(
1
9
6
8
)8
6
｡
1
0
) K.
Okada,S.
I
de
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u,S.
Go
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o,S.
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°andY.
Komat
s
u:
素材物性学雑誌
第1
5
巻
第 1号 (
2
0
0
2
年 6月)