JPH05263253A - 窒化処理皮膜を持つＴｉ−Ａｌ系合金部材 - Google Patents
窒化処理皮膜を持つＴｉ−Ａｌ系合金部材Info
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- JPH05263253A JPH05263253A JP4062450A JP6245092A JPH05263253A JP H05263253 A JPH05263253 A JP H05263253A JP 4062450 A JP4062450 A JP 4062450A JP 6245092 A JP6245092 A JP 6245092A JP H05263253 A JPH05263253 A JP H05263253A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性に優れた窒化処理皮膜を持つＴｉ−
Ａｌ系合金部材 【構成】 窒化処理皮膜の膜厚およびＮの分布を、Ｃｕ
Ｋα線を用いた入射角１度の薄膜Ｘ線回折で得られる窒
化物であるＴｉＮとＴｉ2ＡｌＮとの特定面での強度ピ
ーク高さと母材であるＴｉＡｌとＴｉ3Ａｌの特定面で
の強度ピーク高さの比で特定すると共に、Ｔｉ−Ａｌ系
合金部材の表面を脱脂、洗浄した後、１×１０-3Ｔｏｒ
ｒ以上の真空度に保持し、８００℃以上、（５００＋２
５×Ａｌ重量％）℃以下の温度条件で窒素ガスを導入し
窒化処理することにより、この比の値を０．０２以上と
したので、Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の耐摩耗性を著しく向
上することができた。
Ａｌ系合金部材 【構成】 窒化処理皮膜の膜厚およびＮの分布を、Ｃｕ
Ｋα線を用いた入射角１度の薄膜Ｘ線回折で得られる窒
化物であるＴｉＮとＴｉ2ＡｌＮとの特定面での強度ピ
ーク高さと母材であるＴｉＡｌとＴｉ3Ａｌの特定面で
の強度ピーク高さの比で特定すると共に、Ｔｉ−Ａｌ系
合金部材の表面を脱脂、洗浄した後、１×１０-3Ｔｏｒ
ｒ以上の真空度に保持し、８００℃以上、（５００＋２
５×Ａｌ重量％）℃以下の温度条件で窒素ガスを導入し
窒化処理することにより、この比の値を０．０２以上と
したので、Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の耐摩耗性を著しく向
上することができた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性を有する窒化処
理皮膜を施したＴｉ−Ａｌ系合金部材に関する。
理皮膜を施したＴｉ−Ａｌ系合金部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｔｉ−Ａｌ二元系平衡状態図において、
常温における３５〜４２重量％Ａｌの組成域において、
金属間化合物ＴｉＡｌが存在し、この金属間化合物は比
重が約３．８と軽量で、かつ、１０７０Ｋまでの耐力が
４００ＭＰａ以上等の優れた力学的特性を持つため、軽
量耐熱構造材として、エンジンやタービン等への実用化
が期待されている。
常温における３５〜４２重量％Ａｌの組成域において、
金属間化合物ＴｉＡｌが存在し、この金属間化合物は比
重が約３．８と軽量で、かつ、１０７０Ｋまでの耐力が
４００ＭＰａ以上等の優れた力学的特性を持つため、軽
量耐熱構造材として、エンジンやタービン等への実用化
が期待されている。
【０００３】このＴｉＡｌ金属間化合物は、他の金属間
化合物と同様に、通常の金属や合金に比べて脆く、常温
延性に乏しく、そのため比較的延性の出やすいＴｉ寄り
のＴｉＡｌ＋Ｔｉ3Ａｌ相境界に近い組成の化合物を中
心に検討が続けられており、従ってＴｉ−Ａｌ系合金の
実用組成としては、化学量論組成である３６重量％Ａｌ
よりさらにＴｉリッチな化合物に、延性または耐酸化性
を改善するためＭｎ、Ｖ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ等の
第３元素が添加されたものである。
化合物と同様に、通常の金属や合金に比べて脆く、常温
延性に乏しく、そのため比較的延性の出やすいＴｉ寄り
のＴｉＡｌ＋Ｔｉ3Ａｌ相境界に近い組成の化合物を中
心に検討が続けられており、従ってＴｉ−Ａｌ系合金の
実用組成としては、化学量論組成である３６重量％Ａｌ
よりさらにＴｉリッチな化合物に、延性または耐酸化性
を改善するためＭｎ、Ｖ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ等の
第３元素が添加されたものである。
【０００４】ところで、これらＴｉ−Ａｌ系合金部材を
エンジンバルブやバルブステム等の動弁系部材として使
用しようとすると耐摩耗性の問題が出てくる。特開平３
−７５３８５号公報のＴｉＡｌ基合金製摺動部用部品の
発明においては、これらＴｉ−Ａｌ系合金をエンジンバ
ルブとして用いるには充分な耐摩耗性を具備しないこと
を指摘すると共に、Ｔｉ−Ａｌ合金部材の表面を、物理
的プロセスによる気相メッキまたはガス窒化等の処理に
よって、厚さ２〜１０μｍの窒化チタン層で被覆するこ
とにより、耐摩耗性が改善されることが開示されてい
る。
エンジンバルブやバルブステム等の動弁系部材として使
用しようとすると耐摩耗性の問題が出てくる。特開平３
−７５３８５号公報のＴｉＡｌ基合金製摺動部用部品の
発明においては、これらＴｉ−Ａｌ系合金をエンジンバ
ルブとして用いるには充分な耐摩耗性を具備しないこと
を指摘すると共に、Ｔｉ−Ａｌ合金部材の表面を、物理
的プロセスによる気相メッキまたはガス窒化等の処理に
よって、厚さ２〜１０μｍの窒化チタン層で被覆するこ
とにより、耐摩耗性が改善されることが開示されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｔｉ−
Ａｌ系合金部材をガス窒化法により窒化処理する場合
は、鋼等の窒化処理と異なり、７００℃以下の低温では
窒化層が形成されず、それ以上の温度に加熱する必要が
ある。また、大気中で窒化処理を行うため、ＴｉＡｌの
酸化が生じ、良好な窒化層が形成出来ない。
Ａｌ系合金部材をガス窒化法により窒化処理する場合
は、鋼等の窒化処理と異なり、７００℃以下の低温では
窒化層が形成されず、それ以上の温度に加熱する必要が
ある。また、大気中で窒化処理を行うため、ＴｉＡｌの
酸化が生じ、良好な窒化層が形成出来ない。
【０００６】その上、ＴｉＡｌ合金部材の窒化処理皮膜
は０．５〜２μｍ程度の厚さであり、またＮもＴｉＮま
たはＴｉ2Ｎ等の窒化物として存在するため、窒化処理
皮膜の最表面から深さ方向のＮの分布を特定することは
行われておらず、どのような特性の窒化処理皮膜が良好
な耐摩耗性を発揮するのか全く不明であった。
は０．５〜２μｍ程度の厚さであり、またＮもＴｉＮま
たはＴｉ2Ｎ等の窒化物として存在するため、窒化処理
皮膜の最表面から深さ方向のＮの分布を特定することは
行われておらず、どのような特性の窒化処理皮膜が良好
な耐摩耗性を発揮するのか全く不明であった。
【０００７】本発明はＴｉ−Ａｌ系合金部材に耐摩耗性
を付与するために行われるガス窒化法による窒化処理の
前記のごとき問題点を解決すべくなされたものであっ
て、窒化処理皮膜の最表面から深さ方向のＮの分布を特
定すると共に、耐摩耗性に優れた窒化層皮膜を持つＴｉ
−Ａｌ系合金部材を提供することを目的とする。
を付与するために行われるガス窒化法による窒化処理の
前記のごとき問題点を解決すべくなされたものであっ
て、窒化処理皮膜の最表面から深さ方向のＮの分布を特
定すると共に、耐摩耗性に優れた窒化層皮膜を持つＴｉ
−Ａｌ系合金部材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者等は先ず窒化処理
皮膜のＮ量を特定する方法について検討を開始した。そ
の結果、薄膜Ｘ線回折を用いれば表面の情報が豊富に得
られることを突き止めた。さらに、回折角度をいろいろ
と変えてみて研究を進めた結果、同一材料でも回折角度
が１度のものが、ＴｉＮおよびＴｉ2ＡｌＮのピークが
高く出ることが判明した。
皮膜のＮ量を特定する方法について検討を開始した。そ
の結果、薄膜Ｘ線回折を用いれば表面の情報が豊富に得
られることを突き止めた。さらに、回折角度をいろいろ
と変えてみて研究を進めた結果、同一材料でも回折角度
が１度のものが、ＴｉＮおよびＴｉ2ＡｌＮのピークが
高く出ることが判明した。
【０００９】そこで、ＣｕＫα線を用いた入射角１度の
薄膜Ｘ線回折で得られる各化合物の強度ピークの高さに
より、窒化処理皮膜のＮ量を特定することを着想し、Ｔ
ｉＮおよびＴｉ2ＡｌＮのピークの高さの合計とＴｉＡ
ｌおよびＴｉ3Ａｌのピークの高さの合計の比率と耐摩
耗性の関係について研究を進め、この比率が一定値以上
になると優れた耐摩耗性の得られることを新たに知見し
て本発明を完成した。
薄膜Ｘ線回折で得られる各化合物の強度ピークの高さに
より、窒化処理皮膜のＮ量を特定することを着想し、Ｔ
ｉＮおよびＴｉ2ＡｌＮのピークの高さの合計とＴｉＡ
ｌおよびＴｉ3Ａｌのピークの高さの合計の比率と耐摩
耗性の関係について研究を進め、この比率が一定値以上
になると優れた耐摩耗性の得られることを新たに知見し
て本発明を完成した。
【００１０】本発明の窒化処理皮膜を持つＴｉ−Ａｌ系
合金部材は、ＣｕＫα線を用いた入射角１度の薄膜Ｘ線
回折で得られる各化合物の強度ピークの高さが、次の式
を満たす関係にあるような窒化処理皮膜を持つことを要
旨とする。 ＴｉＮ〔（２００）面＋（１１１）面〕＋Ｔｉ2ＡｌＮ〔（００６）面 ＋（１０３）面＋（００２）面〕・・・（１） ＴｉＡｌ〔（１１１）面＋（２００）面〕＋Ｔｉ3Ａｌ〔（２０１）面 ＋（００２）面〕・・・（２） （１）／（２）＞０．０２・・・（３）
合金部材は、ＣｕＫα線を用いた入射角１度の薄膜Ｘ線
回折で得られる各化合物の強度ピークの高さが、次の式
を満たす関係にあるような窒化処理皮膜を持つことを要
旨とする。 ＴｉＮ〔（２００）面＋（１１１）面〕＋Ｔｉ2ＡｌＮ〔（００６）面 ＋（１０３）面＋（００２）面〕・・・（１） ＴｉＡｌ〔（１１１）面＋（２００）面〕＋Ｔｉ3Ａｌ〔（２０１）面 ＋（００２）面〕・・・（２） （１）／（２）＞０．０２・・・（３）
【００１１】本発明のＴｉ−Ａｌ系合金部材の窒化処理
皮膜は、Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の表面を脱脂、洗浄した
後、１×１０-3Ｔｏｒｒ以上の真空度で、８００℃以
上、（５００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下の温度条件で
窒素ガスを導入し窒化処理することにより得られる。ま
た、窒素のイオン注入によっても可能である。
皮膜は、Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の表面を脱脂、洗浄した
後、１×１０-3Ｔｏｒｒ以上の真空度で、８００℃以
上、（５００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下の温度条件で
窒素ガスを導入し窒化処理することにより得られる。ま
た、窒素のイオン注入によっても可能である。
【００１２】本発明の対象となるＴｉ−Ａｌ系合金部材
は、Ｔｉ3Ａｌ（α2相）とＴｉＡｌ（γ相）の両相を含
んだ金属間化合物を中心とする。Ｔｉ−ＡｌにＭｎ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ等を第３元素として添加した
材料にも有効である。Ｔｉ−ＡｌのＡｌ量としては３０
〜３７重量％である。これ以外の組成では延性が低いた
め実用に適しない。
は、Ｔｉ3Ａｌ（α2相）とＴｉＡｌ（γ相）の両相を含
んだ金属間化合物を中心とする。Ｔｉ−ＡｌにＭｎ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ等を第３元素として添加した
材料にも有効である。Ｔｉ−ＡｌのＡｌ量としては３０
〜３７重量％である。これ以外の組成では延性が低いた
め実用に適しない。
【００１３】Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の脱脂および洗浄は
従来から公知の手法により行うことができる。例えば脱
脂であればアルカリ脱脂、電解脱脂、溶剤脱脂等を用い
ることができる。また、洗浄後の水分・有機溶剤が残留
すると、これらが高温でＴｉＡｌ母材と反応してしまう
ので、真空で余熱をかけ、これら成分を表面から除去し
てから、所定の温度まで昇温することが望ましい。
従来から公知の手法により行うことができる。例えば脱
脂であればアルカリ脱脂、電解脱脂、溶剤脱脂等を用い
ることができる。また、洗浄後の水分・有機溶剤が残留
すると、これらが高温でＴｉＡｌ母材と反応してしまう
ので、真空で余熱をかけ、これら成分を表面から除去し
てから、所定の温度まで昇温することが望ましい。
【００１４】
【作用】ＣｕＫα線を用いた入射角１度の薄膜Ｘ線回折
では、表面近傍の情報が増幅して得られる。（１）／
（２）式の値は膜厚、深さ方向のＮの分布、窒化物であ
るＴｉＮとＴｉ2ＡｌＮとの量比などが加味された値で
ある。本発明の窒化処理皮膜を形成したＴｉＡｌ部材
は、この値を０．０２以上としたので、耐摩耗性を著し
く向上することができた。
では、表面近傍の情報が増幅して得られる。（１）／
（２）式の値は膜厚、深さ方向のＮの分布、窒化物であ
るＴｉＮとＴｉ2ＡｌＮとの量比などが加味された値で
ある。本発明の窒化処理皮膜を形成したＴｉＡｌ部材
は、この値を０．０２以上としたので、耐摩耗性を著し
く向上することができた。
【００１５】本発明において窒化処理皮膜の深さ方向の
Ｎ分布および窒化物の量比を特定するために（１）／
（２）式の値を用い、その値を０．０２以上としたの
は、０．０２未満では充分な耐摩耗性の向上が得られな
いからである。なお、（１）式および（２）式におい
て、格子面を特定したのは、特定した格子面において、
強度ピークが明瞭に現れ、識別が容易であるからであ
る。
Ｎ分布および窒化物の量比を特定するために（１）／
（２）式の値を用い、その値を０．０２以上としたの
は、０．０２未満では充分な耐摩耗性の向上が得られな
いからである。なお、（１）式および（２）式におい
て、格子面を特定したのは、特定した格子面において、
強度ピークが明瞭に現れ、識別が容易であるからであ
る。
【００１６】本発明のＴｉ−Ａｌ系部材に窒化処理をす
るに先立ち、Ｔｉ−Ａｌ系部材を脱脂、洗浄する工程に
より、部材表面から水分や有機質が除去されるので、真
空引き後加熱して窒素ガスを導入して窒化処理を施して
も、ＴｉＡｌが水分や有機質と反応することが防止され
良質の窒化層が形成される。
るに先立ち、Ｔｉ−Ａｌ系部材を脱脂、洗浄する工程に
より、部材表面から水分や有機質が除去されるので、真
空引き後加熱して窒素ガスを導入して窒化処理を施して
も、ＴｉＡｌが水分や有機質と反応することが防止され
良質の窒化層が形成される。
【００１７】また、Ｔｉ−Ａｌ系部材を加熱窒化処理前
に１×１０-3Ｔｏｒｒ以上の真空に保持することによ
り、ＴｉＡｌの酸化が防止され良好な窒化層が形成され
ると共に、表面粗さも滑らかとなる。窒化処理温度を８
００℃以上とすることにより、Ｔｉ−Ａｌ系部材の表面
に窒化層が形成されるが、Ｔｉ−Ａｌ部材のＡｌ含有量
に応じて（５００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下に上限を
規制したので、組織が変化し材料強度が低下することが
ない。
に１×１０-3Ｔｏｒｒ以上の真空に保持することによ
り、ＴｉＡｌの酸化が防止され良好な窒化層が形成され
ると共に、表面粗さも滑らかとなる。窒化処理温度を８
００℃以上とすることにより、Ｔｉ−Ａｌ系部材の表面
に窒化層が形成されるが、Ｔｉ−Ａｌ部材のＡｌ含有量
に応じて（５００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下に上限を
規制したので、組織が変化し材料強度が低下することが
ない。
【００１８】本発明において、窒化処理前の真空度を１
×１０-3Ｔｏｒｒ以上としたのは、真空度が１×１０-3
Ｔｏｒｒ以下の低真空ではＴｉＡｌの酸化が生じ、良好
な窒化層が形成されず、また部材の表面粗さも粗くなる
からである。
×１０-3Ｔｏｒｒ以上としたのは、真空度が１×１０-3
Ｔｏｒｒ以下の低真空ではＴｉＡｌの酸化が生じ、良好
な窒化層が形成されず、また部材の表面粗さも粗くなる
からである。
【００１９】また、窒化処理温度を８００℃以上、（５
００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下としたのは、窒化処理
温度が８００℃未満である場合は、窒化層が形成されな
いからであり、８００℃以上の温度では温度上昇につれ
て窒化層が厚く形成されるが、（５００＋２５×Ａｌ重
量％）℃を越えると、著しく組織が変化し材料強度が低
下するからである。
００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下としたのは、窒化処理
温度が８００℃未満である場合は、窒化層が形成されな
いからであり、８００℃以上の温度では温度上昇につれ
て窒化層が厚く形成されるが、（５００＋２５×Ａｌ重
量％）℃を越えると、著しく組織が変化し材料強度が低
下するからである。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例を比較例と対比しつつ説明
し、本発明の効果を明らかにする。 （実施例１）表１に示すＡｌ含有量のＴｉ−Ａｌ系部材
からなる試験片を用意し、脱脂・洗浄した後、真空加熱
炉に入れ１×１０-3Ｔｏｒｒの真空中に保持した。次い
で表１に示す各温度に加熱し、表１に示すガス圧の窒素
ガスを真空加熱炉に導入し、表１に示す時間の窒化処理
を行った。Ｃｕ管球を用いＣｕＫα線のＸ線を使用し、
電流３００ｍＡ、電圧５０Ｖで、図２に示す入射角を１
度として、窒化処理皮膜の薄膜Ｘ線回折を求め、各化合
物のピーク高さから（１）式および（２）式の値を求
め、さらに（３）式を計算して、表１に併せて示した。
なお、図５は表１の実施例４のＸ線チャート図である。
し、本発明の効果を明らかにする。 （実施例１）表１に示すＡｌ含有量のＴｉ−Ａｌ系部材
からなる試験片を用意し、脱脂・洗浄した後、真空加熱
炉に入れ１×１０-3Ｔｏｒｒの真空中に保持した。次い
で表１に示す各温度に加熱し、表１に示すガス圧の窒素
ガスを真空加熱炉に導入し、表１に示す時間の窒化処理
を行った。Ｃｕ管球を用いＣｕＫα線のＸ線を使用し、
電流３００ｍＡ、電圧５０Ｖで、図２に示す入射角を１
度として、窒化処理皮膜の薄膜Ｘ線回折を求め、各化合
物のピーク高さから（１）式および（２）式の値を求
め、さらに（３）式を計算して、表１に併せて示した。
なお、図５は表１の実施例４のＸ線チャート図である。
【００２１】
【表１】
【００２２】これら試験片について窒化処理後にＬＦＷ
摩耗試験を行った。この摩耗試験は、図３に示すよう
に、外径３５ｍｍ、内径３０ｍｍ、幅１０ｍｍの鋳鉄
（ＪＩＳＦＣ２０）製の円筒試験片を相手材とし、試験
片を接触させ接触部に常温の潤滑油を供給しつつ、回転
数５ｒｐｍ、相手材への押圧力６０ｋｇｆで３０分間摩
耗試験を行うものである。得られた結果は表１にまとめ
て示した。また、（３）式の値と摩耗量との関係を示す
線図をＴｉ−３３．５重量％Ａｌについて図１に示し
た。
摩耗試験を行った。この摩耗試験は、図３に示すよう
に、外径３５ｍｍ、内径３０ｍｍ、幅１０ｍｍの鋳鉄
（ＪＩＳＦＣ２０）製の円筒試験片を相手材とし、試験
片を接触させ接触部に常温の潤滑油を供給しつつ、回転
数５ｒｐｍ、相手材への押圧力６０ｋｇｆで３０分間摩
耗試験を行うものである。得られた結果は表１にまとめ
て示した。また、（３）式の値と摩耗量との関係を示す
線図をＴｉ−３３．５重量％Ａｌについて図１に示し
た。
【００２３】表１に示したように、比較例１は無処理で
窒化層が形成されなかったために、また比較例２は窒化
層の厚さが薄く、（３）式の値が０．０２以下であった
ために、耐摩耗性に劣り、いずれも摩耗量は１５７μｍ
または１３０μｍであった。
窒化層が形成されなかったために、また比較例２は窒化
層の厚さが薄く、（３）式の値が０．０２以下であった
ために、耐摩耗性に劣り、いずれも摩耗量は１５７μｍ
または１３０μｍであった。
【００２４】これに対して本発明の実施例１〜８は
（３）式の値が０．０２以上である窒化層が形成されて
おり、摩耗量は０．７〜１．１μｍ程度であり、本発明
方法によれば、耐摩耗性に優れたＴｉＡｌ合金部材が得
られることが確認された。また、図１に示したように、
（３）式の値が０．０２において、摩耗量が急激に低下
することが判明した。
（３）式の値が０．０２以上である窒化層が形成されて
おり、摩耗量は０．７〜１．１μｍ程度であり、本発明
方法によれば、耐摩耗性に優れたＴｉＡｌ合金部材が得
られることが確認された。また、図１に示したように、
（３）式の値が０．０２において、摩耗量が急激に低下
することが判明した。
【００２５】（実施例２）表１の比較例１および実施例
５に示すＡｌ含有量のＴｉＡｌ合金から図４に示すよう
なエンジンバルブを製造し、脱脂・洗浄した後、真空加
熱炉に入れ１×１０-3Ｔｏｒｒの真空中に保持した。次
いで表１に示す窒化処理条件でエンジンバルブの軸部お
よび軸端部に窒化処理を施し、比較例１および実施例５
と同じ表面状態となるようにした。なお、導入した窒素
ガス圧は７６０Ｔｏｒｒであった。
５に示すＡｌ含有量のＴｉＡｌ合金から図４に示すよう
なエンジンバルブを製造し、脱脂・洗浄した後、真空加
熱炉に入れ１×１０-3Ｔｏｒｒの真空中に保持した。次
いで表１に示す窒化処理条件でエンジンバルブの軸部お
よび軸端部に窒化処理を施し、比較例１および実施例５
と同じ表面状態となるようにした。なお、導入した窒素
ガス圧は７６０Ｔｏｒｒであった。
【００２６】窒化処理後のエンジンバルブをエンジンに
組み付け耐摩耗性を評価した。使用したエンジンは排気
量２０００ｃｃ、１気筒４バルブで４気筒の構成になっ
ているもので、試験条件はモータリングにて５０００ｒ
ｐｍで１００時間行いバルブの軸端部と軸部の摩耗量を
測定した。なお、軸端部の摩耗量はエンジンバルブの長
さを測定し、軸部の摩耗量はエンジンバルブの軸部の直
径を測定した。得られた結果は表２にまとめて示した。
組み付け耐摩耗性を評価した。使用したエンジンは排気
量２０００ｃｃ、１気筒４バルブで４気筒の構成になっ
ているもので、試験条件はモータリングにて５０００ｒ
ｐｍで１００時間行いバルブの軸端部と軸部の摩耗量を
測定した。なお、軸端部の摩耗量はエンジンバルブの長
さを測定し、軸部の摩耗量はエンジンバルブの軸部の直
径を測定した。得られた結果は表２にまとめて示した。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２に示したように、無処理であった比較
例１は、激しく摩耗し、軸端部摩耗量で１．４５ｍｍ、
軸部摩耗量で０．１６ｍｍであった。これに対して本発
明の実施例５は、軸端部摩耗および軸部摩耗が０であっ
て、本発明のＴｉＡｌ部材は耐摩耗性に優れていること
が確認された。
例１は、激しく摩耗し、軸端部摩耗量で１．４５ｍｍ、
軸部摩耗量で０．１６ｍｍであった。これに対して本発
明の実施例５は、軸端部摩耗および軸部摩耗が０であっ
て、本発明のＴｉＡｌ部材は耐摩耗性に優れていること
が確認された。
【００２９】
【発明の効果】本発明の窒化処理皮膜を持つＴｉ−Ａｌ
系合金部材は以上詳述したように、窒化処理皮膜の膜厚
およびＮの分布を、ＣｕＫα線を用いた入射角１度の薄
膜Ｘ線回折で得られる窒化物であるＴｉＮとＴｉ2Ａｌ
Ｎとの特定面での強度ピーク高さと母材であるＴｉＡｌ
とＴｉ3Ａｌの特定面での強度ピーク高さの比で特定す
ると共に、Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の表面を脱脂、洗浄し
た後、１×１０-3Ｔｏｒｒ以上の真空度に保持し、８０
０℃以上、（５００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下の温度
条件で窒素ガスを導入し窒化処理することにより、この
比の値を０．０２以上としたので、Ｔｉ−Ａｌ系合金部
材の耐摩耗性を著しく向上することができた。
系合金部材は以上詳述したように、窒化処理皮膜の膜厚
およびＮの分布を、ＣｕＫα線を用いた入射角１度の薄
膜Ｘ線回折で得られる窒化物であるＴｉＮとＴｉ2Ａｌ
Ｎとの特定面での強度ピーク高さと母材であるＴｉＡｌ
とＴｉ3Ａｌの特定面での強度ピーク高さの比で特定す
ると共に、Ｔｉ−Ａｌ系合金部材の表面を脱脂、洗浄し
た後、１×１０-3Ｔｏｒｒ以上の真空度に保持し、８０
０℃以上、（５００＋２５×Ａｌ重量％）℃以下の温度
条件で窒素ガスを導入し窒化処理することにより、この
比の値を０．０２以上としたので、Ｔｉ−Ａｌ系合金部
材の耐摩耗性を著しく向上することができた。
【図１】（３）式の値と摩耗量との関係を示す線図であ
る。
る。
【図２】薄膜Ｘ線回折のＸ線入射角度を説明する模式図
である。
である。
【図３】耐摩耗試験片および相手材の側面図である。
【図４】耐摩耗性試験に供したエンジンバルブの側面図
である。
である。
【図５】本発明の実施例のＸ線チャート図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＣｕＫα線を用いた入射角１度の薄膜Ｘ
線回折で得られる各化合物の強度ピークの高さが、次の
式を満たす関係にあるような窒化処理皮膜を持つことを
特徴とするＴｉ−Ａｌ系合金部材。 ＴｉＮ〔（２００）面＋（１１１）面〕＋Ｔｉ2ＡｌＮ〔（００６）面 ＋（１０３）面＋（００２）面〕・・・（１） ＴｉＡｌ〔（１１１）面＋（２００）面〕＋Ｔｉ3Ａｌ〔（２０１）面 ＋（００２）面〕・・・（２） （１）／（２）＞０．０２・・・（３）
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2015503674A (ja) * | 2011-12-28 | 2015-02-02 | 成都易態科技有限公司 | 金属多孔材料の孔径調節方法および金属多孔材料の孔構造 |
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1992
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