JPH0830258B2 - 鉄および鋼の浸硼処理方法 - Google Patents
鉄および鋼の浸硼処理方法Info
- Publication number
- JPH0830258B2 JPH0830258B2 JP14621786A JP14621786A JPH0830258B2 JP H0830258 B2 JPH0830258 B2 JP H0830258B2 JP 14621786 A JP14621786 A JP 14621786A JP 14621786 A JP14621786 A JP 14621786A JP H0830258 B2 JPH0830258 B2 JP H0830258B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- salt
- steel
- iron
- temperature
- boron
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄および鋼の浸硼処理に関し、特に低温で
の浸硼処理を可能とし、寸法変化，硬さ変化が少なくか
つ浸硼処理後、被処理物に付着する浸硼剤の洗浄除去が
容易な鉄および鋼の浸硼処理方法に関するものである。
の浸硼処理を可能とし、寸法変化，硬さ変化が少なくか
つ浸硼処理後、被処理物に付着する浸硼剤の洗浄除去が
容易な鉄および鋼の浸硼処理方法に関するものである。
（従来の技術） 鉄および鋼の表面に硼素を浸硼させ、表面層の硬さを
高くして耐摩耗性を向上し、また緻密なボロン化層によ
って耐食性を付与させることを目的とする浸硼処理方法
としては、塩化硼素と水素などを用いるガス法、炭化硼
素と塩化アンモニウムなどを用いる粉末パック法、硼砂
と炭化珪素などの混合溶融塩を用いて電解する電解法、
硼砂と炭化珪素などの混合溶融塩を用いて浸漬する浸漬
法などが知られている。
高くして耐摩耗性を向上し、また緻密なボロン化層によ
って耐食性を付与させることを目的とする浸硼処理方法
としては、塩化硼素と水素などを用いるガス法、炭化硼
素と塩化アンモニウムなどを用いる粉末パック法、硼砂
と炭化珪素などの混合溶融塩を用いて電解する電解法、
硼砂と炭化珪素などの混合溶融塩を用いて浸漬する浸漬
法などが知られている。
（発明が解決しようとする問題点） 前記ガス法は装置が複雑で操作に危険があり、原料も
高価で処理時間が長いなどの欠点があり殆んど実用化さ
れない。
高価で処理時間が長いなどの欠点があり殆んど実用化さ
れない。
一方、前記粉末パック法，電解法，浸漬法はいずれも
800℃以上の高温で処理される方法である。鉄および鋼
の加熱，冷却による変形は、750℃以下では単純な膨張
収縮があるのみで変形は極めて少ないが、750℃を上廻
って加熱するとA1変態を生じ、冷却に際し不可逆的な変
形を生じ、変形量が大きくなる。また、850℃以上の高
温で処理する従来の方法によれば、変形率0.2〜0.3％で
変形し、内部硬度もブリネル硬度で30〜50上昇し、寸法
変化，硬さ変化を生ずる欠点がある。
800℃以上の高温で処理される方法である。鉄および鋼
の加熱，冷却による変形は、750℃以下では単純な膨張
収縮があるのみで変形は極めて少ないが、750℃を上廻
って加熱するとA1変態を生じ、冷却に際し不可逆的な変
形を生じ、変形量が大きくなる。また、850℃以上の高
温で処理する従来の方法によれば、変形率0.2〜0.3％で
変形し、内部硬度もブリネル硬度で30〜50上昇し、寸法
変化，硬さ変化を生ずる欠点がある。
浸硼処理した鉄および鋼の表面層はビッカース硬度で
1500以上となるため、寸法変化を訂正するための研削な
どの表面加工は極めて困難であるのみならず、寸法調整
のための加工を施すと、浸硼層が削りとられて薄くな
り、浸硼効果が著しく減少するほか、浸硼層が使用時に
剥離する危険がある。
1500以上となるため、寸法変化を訂正するための研削な
どの表面加工は極めて困難であるのみならず、寸法調整
のための加工を施すと、浸硼層が削りとられて薄くな
り、浸硼効果が著しく減少するほか、浸硼層が使用時に
剥離する危険がある。
さらに、従来の溶融塩法によれば、硼砂を主成分とし
炭化珪素などを混合した溶融塩が用いられるが、この種
の溶融塩は水に対する溶解度が少なく、電解法，浸漬法
の処理を行った後に被処理物に付着した塩は容易に除去
することができず、酸処理を施すと酸によって分解した
塩は再使用不能なので、廃棄せねばならないゆえ、コス
ト高となるのみならず、廃棄は公害の原因となる問題が
ある。
炭化珪素などを混合した溶融塩が用いられるが、この種
の溶融塩は水に対する溶解度が少なく、電解法，浸漬法
の処理を行った後に被処理物に付着した塩は容易に除去
することができず、酸処理を施すと酸によって分解した
塩は再使用不能なので、廃棄せねばならないゆえ、コス
ト高となるのみならず、廃棄は公害の原因となる問題が
ある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、従来技術の有する前記諸問題を除去・改善
することのできる浸硼処理方法を提供することを目的と
するものであり、特許請求の範囲記載の方法を提供する
ことによって、前記目的を達成することができる。すな
わち、本発明は、 1.Na2O 10〜25％，K2O15〜30％とさらにLi2O 2〜24％を
含有し、残部不可避的不純物とB2O3とからなる溶融塩を
用い、前記溶融塩を構成する塩が揮発する温度より低
く、かつ前記溶融塩の溶融温度以上の温度において、浸
漬法，電解法のいずれか一つの方法により鉄および鋼を
浸硼することを特徴とする処理後被処理物の寸法変化，
硬さ変化が少なく、付着した塩を容易に除去することが
できる鉄および鋼の浸硼処理方法、 2.上記の浸硼処理方法において、電解法を、750℃を上
廻らない温度の上記成分組成の溶融塩を用い、被処理物
を陰極、るつぼを陽極として電解することにより浸硼さ
せることを特徴とする鉄および鋼の浸硼処理方法、 である。
することのできる浸硼処理方法を提供することを目的と
するものであり、特許請求の範囲記載の方法を提供する
ことによって、前記目的を達成することができる。すな
わち、本発明は、 1.Na2O 10〜25％，K2O15〜30％とさらにLi2O 2〜24％を
含有し、残部不可避的不純物とB2O3とからなる溶融塩を
用い、前記溶融塩を構成する塩が揮発する温度より低
く、かつ前記溶融塩の溶融温度以上の温度において、浸
漬法，電解法のいずれか一つの方法により鉄および鋼を
浸硼することを特徴とする処理後被処理物の寸法変化，
硬さ変化が少なく、付着した塩を容易に除去することが
できる鉄および鋼の浸硼処理方法、 2.上記の浸硼処理方法において、電解法を、750℃を上
廻らない温度の上記成分組成の溶融塩を用い、被処理物
を陰極、るつぼを陽極として電解することにより浸硼さ
せることを特徴とする鉄および鋼の浸硼処理方法、 である。
（作用） 以下に本発明の構成の詳細を説明する。
本発明者ら数多くの実験を行い、Na2O 10〜25％，K2O
15〜30％、残部B2O3にLi2Ｏを２〜24％添加することに
より、溶融塩の融点を下げた結果、750℃を上廻らぬ温
度で浸漬法または電解法によって鉄および鋼に浸硼する
ことができ、しかも前記成分組成の塩は水に対する溶融
度が極めて大きいことを知見し本発明を完成した。
15〜30％、残部B2O3にLi2Ｏを２〜24％添加することに
より、溶融塩の融点を下げた結果、750℃を上廻らぬ温
度で浸漬法または電解法によって鉄および鋼に浸硼する
ことができ、しかも前記成分組成の塩は水に対する溶融
度が極めて大きいことを知見し本発明を完成した。
本発明による前記成分組成の塩は前記したように、水
に対する溶解度が極めて大きいので、浸硼処理後冷却し
た被処理物を水中または温水に投入し、ブラシなどで表
面を擦ることにより容易に付着した塩を洗い落とすこと
ができる。また洗浄後の洗浄液に含まれる塩は、洗浄液
を蒸発させることにより回収可能であり、本発明による
浸硼処理は極めて有利である。なお本発明の塩が水溶性
である機構，理由は不詳である。
に対する溶解度が極めて大きいので、浸硼処理後冷却し
た被処理物を水中または温水に投入し、ブラシなどで表
面を擦ることにより容易に付着した塩を洗い落とすこと
ができる。また洗浄後の洗浄液に含まれる塩は、洗浄液
を蒸発させることにより回収可能であり、本発明による
浸硼処理は極めて有利である。なお本発明の塩が水溶性
である機構，理由は不詳である。
さらに本発明による浸硼処理方法は、750℃を超えな
い温度で浸硼処理を施すことができるため、変形率0.1
％以下で、被処理物内部の硬化も殆ど認められず、寸法
変化および内部の硬度変化を少なくすることができた。
い温度で浸硼処理を施すことができるため、変形率0.1
％以下で、被処理物内部の硬化も殆ど認められず、寸法
変化および内部の硬度変化を少なくすることができた。
次に塩成分の限定理由について述べる。
鉄および鋼の浸硼処理塩に、B2O3を主成分とし、Na
2O,K2Ｏを加えた塩を用いることはよく知られており、
とくにNa2Ｏ−B2O3系の塩がよく用いられている。この
系ではNa2Ｏ−B2O3より、Na2Ｏの比率が多い範囲に溶融
点の低いもの（例えば融点675℃の３Na2Ｏ・B2O3）など
があるが、この種の塩を用いて電解処理を行ってもB2O3
の含有量が少ないため浸硼しない。
2O,K2Ｏを加えた塩を用いることはよく知られており、
とくにNa2Ｏ−B2O3系の塩がよく用いられている。この
系ではNa2Ｏ−B2O3より、Na2Ｏの比率が多い範囲に溶融
点の低いもの（例えば融点675℃の３Na2Ｏ・B2O3）など
があるが、この種の塩を用いて電解処理を行ってもB2O3
の含有量が少ないため浸硼しない。
また、Na2Ｏ・B2O3の融点は、968℃で高温であるた
め、一般には、Na2Ｏ・２B2O3（硼砂）が用いられる
が、その融点は742℃であるから、浸硼処理温度は800℃
以上であるのみならず、硼砂は水に対する溶解度が少な
いため、処理後、被処理部に付着した塩を除去するのが
困難である。また、B2O3比率の多い塩には融点の低いも
の（例えば融点682℃のNa2Ｏ・９B2O3）はあるが、これ
らは硼砂以上に洗浄性が悪く、使用することができな
い。したがって、Na2Ｏ−B2O3系のみの塩では低温浸硼
処理は不可能である。
め、一般には、Na2Ｏ・２B2O3（硼砂）が用いられる
が、その融点は742℃であるから、浸硼処理温度は800℃
以上であるのみならず、硼砂は水に対する溶解度が少な
いため、処理後、被処理部に付着した塩を除去するのが
困難である。また、B2O3比率の多い塩には融点の低いも
の（例えば融点682℃のNa2Ｏ・９B2O3）はあるが、これ
らは硼砂以上に洗浄性が悪く、使用することができな
い。したがって、Na2Ｏ−B2O3系のみの塩では低温浸硼
処理は不可能である。
本発明による塩の組成は、数多くの実験の結果発見さ
れたもので、Na2Ｏ−K2Ｏ−Li2Ｏ−B2O3系のものであ
る。
れたもので、Na2Ｏ−K2Ｏ−Li2Ｏ−B2O3系のものであ
る。
第１図に、Na2O10〜25％，K2O 15〜30％，残部実質的
にB2O3の塩に、Li2Ｏを加えた場合の塩のLi2Ｏ濃度と溶
融点との関係を示したもので、この図から、700℃での
浸硼処理が可能な塩のLi2Ｏの濃度は２〜24％とすべき
ことが判る。また、実験の結果、この組成の塩の水溶性
は良好であった。
にB2O3の塩に、Li2Ｏを加えた場合の塩のLi2Ｏ濃度と溶
融点との関係を示したもので、この図から、700℃での
浸硼処理が可能な塩のLi2Ｏの濃度は２〜24％とすべき
ことが判る。また、実験の結果、この組成の塩の水溶性
は良好であった。
これらの関係から、溶融点が低く、700℃での浸硼が
可能で、かつ水溶性に優れた塩の組成は、Na2O 10〜25
％，K2O 15〜30％，Li2O 2〜24％、残部B2O3の範囲とす
る必要がある。
可能で、かつ水溶性に優れた塩の組成は、Na2O 10〜25
％，K2O 15〜30％，Li2O 2〜24％、残部B2O3の範囲とす
る必要がある。
次に本発明に実施例について説明する。
（実施例１） Na2O 19.27％，K2O 23.99％，B2O353.45％，Li2O 3.2
9％の組成の塩を用い、S25C材に対し、処理温度700℃，
電流密度0.2Amp/cm2，処理時間１時間の電解条件で浸硼
処理を施した。
9％の組成の塩を用い、S25C材に対し、処理温度700℃，
電流密度0.2Amp/cm2，処理時間１時間の電解条件で浸硼
処理を施した。
第２図は、浸硼処理後被処理物を切断研磨し、３％ナ
イタール液で腐食した表面層組織の顕微鏡写真（×25
0）である。表面層の硬さはビッカース硬さ1300で、付
着していた塩は70℃の温水中で完全に除去することがで
きた。
イタール液で腐食した表面層組織の顕微鏡写真（×25
0）である。表面層の硬さはビッカース硬さ1300で、付
着していた塩は70℃の温水中で完全に除去することがで
きた。
（実施例２） Na2O 14.50％，K2O 18.08％，B2O360.80％，Li2O 6.6
4％の組成の塩を750℃に加熱し、この溶融塩にSK3材を
３時間浸漬して浸硼処理を施した。
4％の組成の塩を750℃に加熱し、この溶融塩にSK3材を
３時間浸漬して浸硼処理を施した。
第３図は、浸硼処理後被処理物を切断研磨し、３％ナ
イタール液で腐食した表面層組織の顕微鏡写真（×25
0）である。浸硼層の硬さはビッカース硬さ1500で、浸
硼処理後50℃の温水中に30分間被処理物を漬け、清浄な
ものとなった。
イタール液で腐食した表面層組織の顕微鏡写真（×25
0）である。浸硼層の硬さはビッカース硬さ1500で、浸
硼処理後50℃の温水中に30分間被処理物を漬け、清浄な
ものとなった。
以上、溶融塩の成分組成を本発明による新規な組成に
調整することにより、750℃を上廻らない温度で浸硼処
理が施され、被処理物の寸法変化、硬さ変化を少なく、
かつ付着した塩も容易に除去することができた。
調整することにより、750℃を上廻らない温度で浸硼処
理が施され、被処理物の寸法変化、硬さ変化を少なく、
かつ付着した塩も容易に除去することができた。
（発明の効果） 近来、金属表面を改質し、高性能表面を有する金属材
料を製造する技術開発が行われており、鉄鋼の表面に硼
素を浸硼させる処理方法も多く提案されている。
料を製造する技術開発が行われており、鉄鋼の表面に硼
素を浸硼させる処理方法も多く提案されている。
しかし、従来法では処理による寸法変化，内部硬度変
化が大きく、また処理剤の除去が容易でないため実用化
が遅れている。
化が大きく、また処理剤の除去が容易でないため実用化
が遅れている。
本発明によれば上記諸欠点が解決されるため、安価な
鉄系材料に、セラミックスに優る表面性能を与えた複合
材料を製造することができ、今後高性能機械部品などへ
の応用が期待される。
鉄系材料に、セラミックスに優る表面性能を与えた複合
材料を製造することができ、今後高性能機械部品などへ
の応用が期待される。
第１図は、Li2Ｏ％と溶融点との関係を示す図、第２
図，第３図はそれぞれ、S25C材,SK3材に、本発明方法に
より浸硼処理を施した浸硼層を有する金属組織の顕微鏡
写真（×250）である。
図，第３図はそれぞれ、S25C材,SK3材に、本発明方法に
より浸硼処理を施した浸硼層を有する金属組織の顕微鏡
写真（×250）である。
Claims (2)
- 【請求項１】Na2O 10〜25％，K2O 15〜30％とさらにLi2
O 2〜24％を含有し、残部不可避的不純物とB2O3とから
なる溶融塩を用い、前記溶融塩を構成する塩が揮発する
温度より低く、かつ前記溶融塩の溶融温度以上の温度に
おいて、浸漬法，電解法のいずれか一つの方法により鉄
および鋼を浸硼することを特徴とする処理後被処理物の
寸法変化，硬さ変化が少なく、付着した塩を容易に除去
することができる鉄および鋼の浸硼処理方法。 - 【請求項２】上記電解法は、750℃を上廻らない温度の
上記成分組成の溶融塩を用い、鉄および鋼を陰極、るつ
ぼを陽極として電解することにより浸硼させることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14621786A JPH0830258B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 鉄および鋼の浸硼処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14621786A JPH0830258B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 鉄および鋼の浸硼処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634094A JPS634094A (ja) | 1988-01-09 |
| JPH0830258B2 true JPH0830258B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=15402757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14621786A Expired - Lifetime JPH0830258B2 (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 鉄および鋼の浸硼処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830258B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110453237A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-15 | 江西理工大学 | 一种熔盐电解制备二硼化钛涂层的方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE525477C2 (sv) * | 2003-07-10 | 2005-03-01 | Sandvik Ab | Elektriskt värmeelement med strålningstub |
| CN102517542B (zh) * | 2011-12-16 | 2013-08-14 | 广西师范大学 | 金属钛表面渗硼用渗硼剂及渗硼工艺 |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP14621786A patent/JPH0830258B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110453237A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-15 | 江西理工大学 | 一种熔盐电解制备二硼化钛涂层的方法 |
| CN110453237B (zh) * | 2019-09-02 | 2021-08-20 | 江西理工大学 | 一种熔盐电解制备二硼化钛涂层的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS634094A (ja) | 1988-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4015950A (en) | Surface treatment process for steels and article | |
| US2468006A (en) | Electrolytic cleaning of metal | |
| JP2004091906A (ja) | 耐食性を強化された金属部材の塩浴窒化方法 | |
| JPS6018747B2 (ja) | 鉄および非鉄金属の量産部材のホウ化処理材 | |
| US4453987A (en) | Method for producing edged tools | |
| CA1046387A (en) | Method and composition for cleaning the surface of ferrous metal | |
| JPS5877567A (ja) | 鋼または鉄製の構造部材を窒化するための塩浴 | |
| JPH0830258B2 (ja) | 鉄および鋼の浸硼処理方法 | |
| JPS6053776A (ja) | 鋼を硼素処理する塩浴を入れるるつぼ | |
| US3155536A (en) | Aluminum oxidation resistant coating for nickel and cobalt base alloy parts | |
| US3087874A (en) | Electropolishing of titanium base alloys | |
| US3912827A (en) | Method for forming a chromium carbide layer on the surface of an iron, ferrous alloy or cemented carbide article | |
| CA1036976A (en) | Anodically dissolving group v-a element into molten borate bath | |
| US3632490A (en) | Method of electrolytic descaling and pickling | |
| US2766199A (en) | Cleaning of magnesium base alloy castings | |
| US3793160A (en) | Method of forming case-hardened metals by electrolysis | |
| JPS583031B2 (ja) | ホウ化物被覆金属の製造方法 | |
| JPH01168851A (ja) | 耐摩耗機械部品とその製造方法 | |
| CN107419215A (zh) | 一种渗铌剂和模具钢粉末包埋渗铌强化方法 | |
| US2601864A (en) | Composition for and method of descaling metal parts | |
| US2884364A (en) | Method of electroplating on uranium | |
| RU2154695C1 (ru) | Способ восстановления и упрочнения стальных деталей | |
| JPH0213034B2 (ja) | ||
| JPS6121309B2 (ja) | ||
| JPS5919199B2 (ja) | 表面硬化処理を施した鋼物品のメツキ前処理法 |