(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材表面の所定の部位に耐摩耗材を鋳ぐるみによって溶着した鋳造複合材において、前記母材表面の所定部位には、前記耐摩耗材で形成された粒状体が母材を覆うように並べられて粒状体層が形成されており、前記耐摩耗材で粒状体の径よりも長く形成された柱状体が、所定の間隔で前記粒状体層の中央部分を貫通して母材へ埋め込まれていることを特徴とする鋳造複合材。
【請求項２】
前記各柱状体の周囲に前記粒状体が並べられていることを特徴とする請求項１に記載の鋳造複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、母材表面の所定の部位に耐摩耗材を鋳ぐるみによって溶着した鋳造複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳物表面の改質方法の一つとして知られる鋳ぐるみは、予め改質用合金類で形成した部材を鋳型内にセットし、この鋳型内に母材の溶湯を鋳込むことにより改質合金類を母材に溶着するもので、鋳物の所定部位の耐摩耗性改善等のために従来からよく行われている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１９０５３７号公報（段落０００５）
【０００３】
上記鋳ぐるみ法によって製造される鋳造複合材の一例として、原料装入用シュートのライナにおいて、原料を受ける面に耐摩耗材を溶着したものがある。
【０００４】
ところで、上記のようなライナを鋳造する際には、通常、鋳型内の所定面上に耐摩耗材で形成された粒状体を並べて粒状体層を形成し、その所定面の外周側の数箇所から溶湯を注ぐようにしているので、ライナ中央部分では溶湯温度が低下し粒状体の溶着強度が低くなりやすい。このため、このような鋳造複合材のライナでは、使用中に耐摩耗材の一部が剥離し、その位置から母材の摩耗が進んで寿命が大幅に短縮されることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、母材表面に溶着した耐摩耗材が剥離しにくい鋳造複合材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、母材表面の所定の部位に耐摩耗材を鋳ぐるみによって溶着した鋳造複合材において、前記母材表面の所定部位には、前記耐摩耗材で形成された粒状体が母材を覆うように並べられて粒状体層が形成されており、前記耐摩耗材で形成された柱状体が、所定の間隔で前記粒状体層から母材へ埋め込まれた構成を採用した。
【０００７】
すなわち、母材表面の所定部位に、母材を覆う耐摩耗材の粒状体層と、多数の耐摩耗材の柱状体とを、柱状体が粒状体層から母材へ埋め込まれる状態で溶着することにより、粒状体層のみを溶着する場合に比べて、柱状体の母材への埋込部の分だけ耐摩耗材と母材の溶着面積を大きくして、耐摩耗材の溶着強度を高めたのである。
【０００８】
上記の構成において、前記各柱状体の周囲に前記粒状体が並べられるようにすることにより、各柱状体の周囲から摩耗が進むのを防止することができる。
【０００９】
前記母材の材質として高クロム鋳鉄を採用するとともに、前記耐摩耗材として炭化タングステンを主成分とする超硬合金を採用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の鋳造複合材は、上述したように、母材表面の所定部位に、母材を覆う耐摩耗材の粒状体層と、多数の耐摩耗材の柱状体とを、柱状体が粒状体層から母材へ埋め込まれる状態で溶着したものであるから、耐摩耗材の溶着強度が高く、耐摩耗材が剥離しにくい。従って、従来のように耐摩耗材の剥離部から早期摩耗を生じることもなく、長期間安定して使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この実施形態の鋳造複合材は、原料装入用シュート（図示省略）に取り付けられるライナで、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、高クロム鋳鉄で形成された厚板状の母材１の一面に、炭化タングステンを主成分とする超硬合金を耐摩耗材として鋳ぐるみによって溶着したものである。
【００１２】
前記母材１の一面には、前記超硬合金で形成された直径８ｍｍの粒状体２が母材１を覆うように並べられ、これにより粒状体層３が形成されている。また、その中央部分には、粒状体２と同じ材質で直径１０ｍｍの多数の柱状体４が、粒状体層３を貫通して母材１へ埋め込まれている。ここで、各柱状体４の埋込位置は、ライナの長手方向に沿って並ぶとともに、ライナ長手方向と６０°をなす直線に沿って並び、かつ柱状体４どうしの間隔ｄがすべて７ｍｍとなるように配されている。これにより、図２に示すように、各柱状体４の周囲に粒状体２が密に並べられるようになっている。そして、これらの粒状体２および柱状体４が、後述するように鋳ぐるみによって母材１に溶着されている。
【００１３】
なお、前記柱状体４の配列は、図１および図２に示したものに限らず、種々のパターンを採用できる。また、柱状体４の直径は５〜１５ｍｍの範囲で変更可能である。５ｍｍ未満にすると、超硬合金溶着面に落下してきた原料の衝撃等で柱状体４が折損することがあり、１５ｍｍを超えると、鋳造時の溶湯の熱衝撃により柱状体４が割れることがあるからである。一方、粒状体２の直径は、柱状体４の配置に応じて各柱状体４の周囲に並べられる大きさに設定すればよいが、小さすぎると粒状体層３が薄くなって耐摩耗性の点で不利になるので、４〜１２ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００１４】
このライナを鋳ぐるみ法により鋳造する際には、まず、前記柱状体４の図１の状態よりも長いものを用意し、この柱状体４の一部を図示省略した鋳型内の所定面に埋め込む。そして、その所定面の柱状体４埋込位置以外の部分に前記粒状体２を並べることにより、柱状体４が粒状体層３から鋳型内の空間に突出する状態にセットして、所定面の外周側の数箇所から高クロム鋳鉄の溶湯を注ぐ。
【００１５】
このとき、鋳型内に注がれた溶湯はライナ中央部分に近づくほど温度低下するため、ライナ中央部分で粒状体２の溶着強度が低くなりやすい。しかし、ライナ中央部分では柱状体４が母材１へ埋め込まれるようにしているので、粒状体層３のみを溶着する場合よりも柱状体４の埋込部の分だけ超硬合金と母材１の溶着面積が大きくなり、超硬合金の溶着強度が高くなっている。その後、鋳型を取り外すとともに、柱状体４の鋳型に埋め込まれた部分を切断除去することにより、図１に示した製品状態が得られる。
【００１６】
このライナは、上述したように、母材１の一面の中央部分に、母材１を覆う超硬合金の粒状体層３と、多数の超硬合金の柱状体４とを、柱状体４が粒状体層３から母材１へ埋め込まれる状態で溶着することにより、中央部分の粒状体２の溶着強度の低さを柱状体４の溶着面積の大きさで補って、超硬合金の溶着強度を高めたので、超硬合金の剥離が生じにくい。また、各柱状体４の周囲に粒状体２が密に並べられているため、柱状体４の周囲から摩耗が進むこともない。さらに、柱状体４が鋳造時の注湯による粒状体２の流れ移動を防ぐ役割もはたすので、粒状体２の欠落のない超硬合金溶着面が形成され、この点でも従来よりも耐摩耗性に優れたものとなっている。
【００１７】
なお、本発明は、実施形態のような原料装入用シュートのライナに限らず、母材表面に耐摩耗材を鋳ぐるみによって溶着した種々の鋳造複合材に対して、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ａは実施形態のライナ（鋳造複合材）の平面図、ｂはａの縦断面図
【図２】図１（ｂ）のII−II線に沿った拡大断面図
【符号の説明】
【００１９】
１  母材
２  粒状体
３  粒状体層
４  柱状体
【図１】
0004532527.tif 000002
【図２】
0004532527.tif 000003