JPH05293671A - チタンまたはチタン合金の表面硬化方法 - Google Patents

チタンまたはチタン合金の表面硬化方法

Info

Publication number
JPH05293671A
JPH05293671A JP4085610A JP8561092A JPH05293671A JP H05293671 A JPH05293671 A JP H05293671A JP 4085610 A JP4085610 A JP 4085610A JP 8561092 A JP8561092 A JP 8561092A JP H05293671 A JPH05293671 A JP H05293671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
base material
titanium
build
carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4085610A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiyanetsuto An Fuorukusu
フォルクス・ジャネット・アン
Akira Fujiki
木 章 藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP4085610A priority Critical patent/JPH05293671A/ja
Publication of JPH05293671A publication Critical patent/JPH05293671A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 TiまたはTi合金からなる母材の表面に十
分な厚さの硬化層を高い密着性をもって設けることが可
能であって耐摩耗性を十分良好なものとすることが可能
であるチタンまたはチタン合金の表面硬化方法を提供す
る。 【構成】 TiまたはTi合金からなる母材の表面に、
Mo炭化物単体もしくはMo炭化物とTiまたはTi合
金との混合物からなる肉盛り材を用い、高密度エネルギ
熱源の照射により前記母材と混合を生じるように溶融さ
せて、TiまたはTi合金からなる母材の表面を肉盛り
硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チタンまたはチタン合
金の表面硬化方法に関し、例えば、TiまたはTi合金
で製作した自動車等の機械部品の表面を硬化させてその
耐久性を向上させるのに利用されるチタンまたはチタン
合金の表面硬化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近における自動車の高性能化・燃費向
上に対する要求に従って、エンジン部品においてTiま
たはTi合金を使用して軽量化することが試みられてい
る。この場合、TiおよびTi合金は耐摩耗性が十分と
はいえないので、種々の表面処理が検討されないしは実
施されてきている。
【0003】この表面処理においては、ガス窒化,陽極
酸化,モリブデンコーティング,炭化物の肉盛り等が採
用されることが多く、特に炭化物の肉盛りに関しては、
特開平2−163403号で多角形状をした炭化物の肉
盛りについての開示がなされ、特開平2−207974
号ではクロム炭化物(Cr)の肉盛りについての
開示がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の肉盛りにあっては、特殊な形状の粉末を使用しなけれ
ばならなかったり、時間がかかったり、耐摩耗性が不十
分であったりする等の問題点があり、このような問題点
を解決することが課題となっていた。
【0005】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんが
みてなされたものであって、特殊な形状の粉末を使用す
る必要がなく、短時間の表面硬化処理で済むと共に、T
iまたはTi合金からなる母材の表面に十分な厚さの硬
化層を高い密着性をもって設けることが可能であって、
耐摩耗性を十分なものとすることが可能であるチタンま
たはチタン合金の表面硬化方法を提供することを目的と
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるチタンま
たはチタン合金の表面硬化方法は、TiまたはTi合金
からなる母材の表面に、Mo炭化物単体もしくはMo炭
化物とTiまたはTi合金との混合物からなる肉盛り材
を用い、高密度エネルギ熱源の照射により前記母材と混
合を生じるように溶融させて、TiまたはTi合金から
なる母材の表面を肉盛り硬化する構成としたことを特徴
としている。
【0007】本発明に係わるチタンまたはチタン合金の
表面硬化方法において、溶融の熱源として用いる高密度
エネルギ熱源に、電子ビームまたはレーザを使用するこ
とができ、また、Mo炭化物がMoCであるようにす
ることができ、肉盛り材中のMo炭化物の含有量が10
重量%以上であるものとすることができ、さらに、肉盛
りをArガス雰囲気中で行なうことも場合によっては望
ましく、また、肉盛り後において肉盛り部分を再溶融さ
せるようになすことができ、肉盛り部分を再溶融させる
際に用いる熱源が肉盛り時の熱源と同一であるものとす
ることができる。
【0008】そして、本発明に係わるチタンまたはチタ
ン合金の製造方法は、エンジン部品に適用することが可
能であり、とくに、Ti合金製バルブのバルブフェース
に適用することが可能である。
【0009】本発明に係わるチタンまたはチタン合金の
表面硬化方法は、上記したように、TiまたはTi合金
からなる母材の表面に、Mo炭化物単体もしくはMo炭
化物とTiまたはTi合金との混合物からなる肉盛り材
を用い、高密度エネルギ熱源の照射により前記母材と混
合を生じるように溶融させて、TiまたはTi合金から
なる母材の表面を肉盛り硬化する構成としたことを特徴
としているものであるが、Ti以外に、本発明を適用で
きるTi合金としては、Ti−6Al−4Vに代表され
るような、Tiを主成分としてそれに比較的少量の合金
成分を含有させたもののほか、金属間化合物であるTi
Alを主成分とするもののような、Tiに対して比較的
多量の合金成分を添加したものも包含する。
【0010】そして、肉盛りに使用する肉盛り材として
のTiまたはTi合金は、母材と同種のものが望ましい
が、母材がTi合金であっても肉盛り材として純Tiを
使用してもよいし、母材と異なるTi合金であっても差
し支えない。また、肉盛りに用いるMo炭化物として
は、MoC,MoC等があるが、経済性や肉盛り特性
からは、MoCを使用することが望ましい。
【0011】肉盛りにあたっては、Mo炭化物単体で用
いても良いし、TiまたはTi合金との混合物としても
良い。この場合、Mo炭化物の含有量としては、3重量
%〜50重量%が望ましく、特に、10重量以上含有し
たものとすることが望ましい。この混合物は、単なる粉
末の混合体であっても良いし、また、適宜のバインダー
を用いてワイヤ,棒等に成形したものを用いても良い。
【0012】溶融は、肉盛り材と母材との混合が生じる
ように、十分な熱を供給して行なう必要があり、それに
は、高密度エネルギ熱源である電子ビームやレーザ等を
使用するのが適当である。
【0013】溶融の雰囲気としては、Arのような不活
性ガスを使用して行なうことが望ましく、いったん肉盛
りを行なった後、再度肉盛り部分を溶融させると、硬さ
の分布が均一になり、さらに耐摩耗特性が向上すること
から、場合によっては肉盛り部分を再溶融させるように
なすことも望ましく、この場合、再溶融の熱源として、
肉盛りと同一の熱源を利用することも可能である。
【0014】本発明に係わるチタンまたはチタン合金の
表面硬化方法においては、Mo炭化物単体もしくはMo
炭化物とTiまたはTi合金との混合物からなる肉盛り
材を用いるようにしているが、表面硬化手法として、ガ
ス窒化,陽極酸化,モリブデンコーティング,炭化物の
肉盛り等のなかから炭化物の肉盛りを選んだのは、耐摩
耗性が高く、量産性があるためである。
【0015】そして、炭化物については、市場性のある
WC,WC,Cr,MoC,MoC等を検討
した結果、経済性および耐摩耗性の観点からMoCを
選定するのが良いことを確認した。この場合、Mo
の粒径は特に限定しないが、210μm以下であること
が望ましく、これよりも粒径が大きい場合には熱源のエ
ネルギーを大きくしないと溶解しないことがある。
【0016】
【発明の作用】本発明に係わるチタンまたはチタン合金
の表面硬化方法において、TiまたはTi合金からなる
母材の表面に、MoCなどのMo炭化物単体もしくは
MoCなどのMo炭化物とTiまたはTi合金との混
合物からなる肉盛り材を用いて高密度エネルギ熱源の照
射を行なって溶接すると、まず、母材が溶融し、続い
て、肉盛り材が溶融し、全体が溶融してほぼ均質にな
り、その後冷却されて凝固する過程でチタンの炭化物
(TiC)が析出し、これが溶融金属中に微細に分布す
ることによって肉盛り層が硬化する。この溶融は、母材
と肉盛り材との混合が生じるように行なうのであるか
ら、溶融金属の母材に近い部分程Ti成分の含有量が多
く、肉盛り表面に近づく程TiCの析出量が多くなって
くるので、このような傾斜的組織分布をもつものとする
ことができ、熱応力の緩和に寄与すると共に、高温での
耐摩耗性を向上させるものとなる。また、本発明の肉盛
りによる表面硬化方法では、母材と肉盛り層との間に脆
い金属間化合物の相が発生しないので、肉盛り部分の脱
落等の心配もない。この場合、肉盛り材中のMo炭化物
の含有量を10重量%以上とすることによって、肉盛り
後に母材がβ相生成元素であるMoの含有によりβ型チ
タンとなって耐摩耗性が向上するものとなる。
【0017】
【実施例】以下、本発明に係わるチタンまたはチタン合
金の表面硬化方法の実施例について説明する。
【0018】(実施例1〜5)Ti−6Al−4V合金
の平板を母材として使用し、100μmのMoC粉末
と、母材と同じTi−6Al−4Vの150μmの粉末
を表1に示した割合で混合したものを肉盛り材として用
いて同じく表1に示す粉末供給速度で供給し、Ar雰囲
気中で、高密度エネルギ熱源としてレーザーを用いて表
2に示す条件下で肉盛り溶接を行ない、表1に示すよう
に、場合によってはレーザーにより肉盛り部の再溶融を
行なった。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】この結果、いずれの肉盛り部においても割
れなどの不具合の発生は認められず、また、母材と肉盛
り層との間に金属間化合物の相が発生しておらず、肉盛
り層の密着性が著しく良好なものになっていると共に、
肉盛り層の硬さもHv420以上と高硬度のものとなっ
ており、再溶融したものでは肉盛り層の硬さがHv50
0以上とさらに硬くなっており、耐摩耗性を大きく向上
させることができるものとなっていた。
【0022】(実施例6〜8)純Tiの平板を母材とし
て使用し、120μmのMoC粉末と、Ti−3Al
−2Vの100μmの粉末を表3に示した割合で混合し
たものを肉盛り材として用いて同じく表3に示す粉末供
給速度で供給し、Ar雰囲気中で、高密度エネルギ熱源
としてレーザーを用いて表4に示す条件下で肉盛り溶接
を行ない、表3に示すように、場合によってはレーザー
により肉盛り部の再溶融を行なった。
【0023】
【表3】
【0024】
【表4】
【0025】この結果、いずれの肉盛り部においても割
れなどの不具合の発生は認められず、また、母材と肉盛
り層との間に金属間化合物の相が発生しておらず、肉盛
り層の密着性が著しく良好なものになっていると共に、
肉盛り層の硬さもHv420以上と高硬度のものとなっ
ており、再溶融したものでは肉盛り層の硬さがHv50
0以上とさらに硬くなっており、耐摩耗性を大きく向上
させることができるものとなっていた。
【0026】(比較例1〜5)Ti−6Al−4V合金
の平板を母材として使用し、100μmの各種炭化物粉
末と、母材と同じTi−6Al−4Vの150μmの粉
末を表5に示した割合で混合したものを肉盛り材として
用いて同じく表5に示す粉末供給速度で供給し、同じく
表5に示す各種雰囲気下で、プラズマを用いて肉盛り溶
接を行ない、肉盛り部の再溶融は行なわなかった。
【0027】
【表5】
【0028】この結果、比較例No.3,5には割れの
発生が認められ、比較例No,1,2,4では割れの発
生は見られなかったが、硬さがHv400未満と低いも
のであった。
【0029】
【発明の効果】本発明に係わるチタンまたはチタン合金
の表面硬化方法では、TiまたはTi合金からなる母材
の表面に、Mo炭化物単体もしくはMo炭化物とTiま
たはTi合金との混合物からなる肉盛り材を用い、高密
度エネルギ熱源の照射により前記母材と混合を生じるよ
うに溶融させて、TiまたはTi合金からなる母材の表
面を肉盛り硬化する構成としたから、特殊な形状の粉末
を使用しなくとも、短時間の表面硬化処理で、Tiまた
はTi合金の表面に、十分な厚さの硬化層を高い密着性
をもって設けることが可能であって、耐摩耗性を十分良
好なものとすることが可能であり、従って、本発明によ
るチタンまたはチタン合金の表面硬化方法は、内燃機関
のバルブ,ロッカーアーム,コンロッド,ピストンピン
等の軽量で且つ優れた耐摩耗性が要求される部品の製造
にとって有効であるという著大なる効果がもたらされ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 24/08 A 26/00 E // B23K 101:34 103:14

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TiまたはTi合金からなる母材の表面
    に、Mo炭化物単体もしくはMo炭化物とTiまたはT
    i合金との混合物からなる肉盛り材を用い、高密度エネ
    ルギ熱源の照射により前記母材と混合を生じるように溶
    融させて、TiまたはTi合金からなる母材の表面を肉
    盛り硬化することを特徴とするチタンまたはチタン合金
    の表面硬化方法。
JP4085610A 1992-04-07 1992-04-07 チタンまたはチタン合金の表面硬化方法 Pending JPH05293671A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4085610A JPH05293671A (ja) 1992-04-07 1992-04-07 チタンまたはチタン合金の表面硬化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4085610A JPH05293671A (ja) 1992-04-07 1992-04-07 チタンまたはチタン合金の表面硬化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05293671A true JPH05293671A (ja) 1993-11-09

Family

ID=13863605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4085610A Pending JPH05293671A (ja) 1992-04-07 1992-04-07 チタンまたはチタン合金の表面硬化方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05293671A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100296396B1 (ko) * 1999-03-03 2001-07-12 정명식 고에너지 전자빔을 이용한 표면 합금화층 형성 방법
JP2003525355A (ja) * 2000-02-28 2003-08-26 ファーアーベー アルミニウム アクチェンゲゼルシャフト 表面を合金化した筒状、部分的筒状または中空筒状の構造部材
JP2015085547A (ja) * 2013-10-28 2015-05-07 株式会社東芝 積層造形装置及び積層造形物の製造方法
JP2017190521A (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 知宏 前田 重畳的微細粒子構造の形成方法及びこれを用いた金属とプラスチック部材の接合方法
US10259159B2 (en) 2013-10-18 2019-04-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Stack forming apparatus and manufacturing method of stack formation

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100296396B1 (ko) * 1999-03-03 2001-07-12 정명식 고에너지 전자빔을 이용한 표면 합금화층 형성 방법
JP2003525355A (ja) * 2000-02-28 2003-08-26 ファーアーベー アルミニウム アクチェンゲゼルシャフト 表面を合金化した筒状、部分的筒状または中空筒状の構造部材
US10259159B2 (en) 2013-10-18 2019-04-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Stack forming apparatus and manufacturing method of stack formation
US11396128B2 (en) 2013-10-18 2022-07-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Stack forming apparatus and manufacturing method of stack formation
JP2015085547A (ja) * 2013-10-28 2015-05-07 株式会社東芝 積層造形装置及び積層造形物の製造方法
JP2017190521A (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 知宏 前田 重畳的微細粒子構造の形成方法及びこれを用いた金属とプラスチック部材の接合方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1444388B1 (en) Mcraly-coating
US5498484A (en) Thermal barrier coating system with hardenable bond coat
JPH0525655A (ja) アルミニウム系母材の表面硬化方法および表面硬化アルミニウム系部材
EP0511318B1 (en) Plasma spraying of rapidly solidified aluminum base alloys
US7811511B2 (en) Particle dispersion copper alloy and method for producing the same
JPH0253520B2 (ja)
CN107022758B (zh) 涂布制品和制造方法
EP0861912B1 (en) Wear-resistant coated member
US5226977A (en) Method of hardfacing an engine valve of a titanium material
JPH05293671A (ja) チタンまたはチタン合金の表面硬化方法
JPS62270277A (ja) Ti基合金製耐摩部材の製造方法
JPS60258481A (ja) 粒子分散表面被覆部材の製造方法
US20030217791A1 (en) Method for producing a component and/or a coating comprised of a vibration-damping alloy or intermetallic compound, and component produced using this method
US20080138533A1 (en) Microwave process for forming a coating
US20100278680A1 (en) Combustion Turbine Component Having Rare-Earth Strengthened Alloy and Associated Methods
JPH08143991A (ja) 耐摩耗性及び耐焼付性に優れたチタン合金及びその製造方法
JP2639053B2 (ja) チタンまたはチタン合金の表面硬化方法
JP2797201B2 (ja) チタンまたはチタン合金製構造部材
EP0513238B1 (en) Arc spraying of rapidly solidified aluminum base alloys
JP3410955B2 (ja) 耐熱部材およびその製造方法
CN1145447A (zh) 内燃机气门
JPS63227757A (ja) 耐摩耗性セラミツクスの溶射方法
JPS61166982A (ja) 耐摩耗性Al合金部材
JP3409621B2 (ja) Al基複合部材の製造方法
JPH0625391B2 (ja) 耐摩耗性鉄基合金の製造方法