[发明专利]堆焊材料及焊接了堆焊金属的机械零件

说明书

本发明涉及一种堆焊材料及焊接了堆焊金属的机械零件，其特征在于，含有C：0.2～1.0质量%，Si：0.2～0.5质量%，Mn：0.5～2.0质量%，Cr：15～30质量%，Mo：0.2～6.0质量%，W：0.1～1.5质量%，其余部由Fe及不可避免的杂质构成。

技术领域

本发明涉及堆焊材料及焊接了堆焊金属的机械零件。更详细地讲，涉及适合于如从酸性的土壤出土的物品的粉碎器及反应塔等那样被要求耐腐蚀性及耐磨损性良好的用途的堆焊材料及焊接了堆焊金属的机械零件。

背景技术

在粉碎器及反应塔等处理装置中，有在处理的对象物中含有盐酸或硫酸等酸、或在处理中从处理对象物附带地产生酸的情况。处理装置的收存处理对象物的处理容器通常被用钢材成型。如果存在这样的酸，则有处理容器的内壁腐蚀的问题。此外，有处理容器的内壁容易因处理中的处理物而损耗的问题。因此，对于在处理容器等机械零件中使用的堆焊材料要求耐腐蚀性及耐磨损性。

以往，作为堆焊材料，使用表1所示那样的成分或组成的Fe类合金或Co类合金。这些堆焊材料根据处理装置的机种及处理材的种类而区分使用。

［表1］

但是，这些堆焊材料都在耐腐蚀性及耐磨损性的方面不具有充分的性能。此外，这些堆焊材料的延展性、韧性较低。因此，这些堆焊材料有在焊接施工后容易在堆焊层中产生裂纹的问题。结果，这些堆焊材料的焊接施工性较差，在焊接施工后的堆焊层中产生微细的裂纹或粗大的裂纹的情况较多。

在产生了这样的焊接施工不良的情况下，需要将对应的部位（焊接不良部位）修补。即，需要在产生了裂纹的堆焊层上焊接相同的材料而将该裂纹填埋。但是，这些堆焊材料在修补性上也较差。因此，在对已有的堆焊层新进行堆焊的情况下，在已有的堆焊层中较多产生裂纹，不能进行充分的修补。

此外，为了提高耐磨损性，广泛地使用在焊接施工的堆焊层表面上形成有硬质铬镀层（厚度：10～200μm）的处理容器。但是，这些堆焊金属与硬质铬镀层的紧贴性较差，不能稳定地形成硬质铬镀层。此外，这些堆焊金属的延展性、韧性较低。因此，这些堆焊金属在焊接施工后在硬质铬镀层或堆焊层中容易产生裂纹。

所以，提出了以使耐腐蚀性及耐磨损性提高为目的的堆焊材料（参照专利文献1）。在专利文献1中，公开了一种堆焊材料，是在对于在600℃以上的高温下要求良好的强度、耐氧化性及耐磨损性的部件中使用的堆焊材料，含有0.5～3.0重量%的C、3.0～7.0重量%的Si、25～45重量%的Cr、0～10重量%的Mn、0～13重量%的Ni，并且满足Cr≥-1.6Si+37，其余部由Fe及不可避免的杂质构成，在母材上形成通过短纤维状的微细针状碳化物强化的堆焊金属。

在专利文献1所公开的堆焊材料中，使用钢材（Fe合金）。专利文献1所公开的堆焊材料，堆焊材料中的C、Si、Cu的各浓度较高，较多含有IVa～Va族过渡元素（Ti、V、Zr、Nb、Mo、Ta）。专利文献1所公开的堆焊材料由于C含有量较高为0.5～3.0重量%，所以破坏韧性较小，由于较多含有IVa～Va族过渡元素（Ti、Zr、Nb、Ta），所以硬度过大。因此，专利文献1所公开的堆焊材料容易通过腐蚀发生脆性破坏。

此外，专利文献1所公开的堆焊材料由于Si含有量极高为3.0～7.0重量%，所以在作为钢材的制造工序的热轧后，容易产生红垢，即使通过酸洗将红垢除去，表面凹凸也变大，产生表面不均匀。红垢在600℃以上的高温下也有可能产生。在此情况下，作为红垢的主体的α－Fe₂O₃的粉末混入到被处理物中。

进而，专利文献1所公开的堆焊材料由于Cu含有量的上限极高为7.0重量%，所以在作为钢材的制造工序的热轧工序中容易发生赤热脆性。结果，通过包含热轧工序的通常的钢材的制法难以制造钢材，堆焊材料的制作、供给较困难。