JPS6070136A - ワ−クの表面処理方法 - Google Patents
ワ−クの表面処理方法Info
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- JPS6070136A JPS6070136A JP58168405A JP16840583A JPS6070136A JP S6070136 A JPS6070136 A JP S6070136A JP 58168405 A JP58168405 A JP 58168405A JP 16840583 A JP16840583 A JP 16840583A JP S6070136 A JPS6070136 A JP S6070136A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は例えばエンジンの動弁カムをワークとし、その
摺動面に高い耐摩耗性を与えるべく適用される表面処理
方法に関する。
摺動面に高い耐摩耗性を与えるべく適用される表面処理
方法に関する。
従来この種方法として、鋳鉄その他の金属材料から成る
ワークの表面に、プラズマアークによる溶融部を生じさ
せると共に次で該溶融部を冷却凝固させてリメルト処理
層を形成させる式のものは知られるが、か＼るものでは
該処理層は例えば該冷却凝固に際し、その冷却速度を増
大させてチル組織の硬化層に得られるに留まり、かくて
例えば前記した動弁カムの揚台、これに必ずしも充分な
耐摩耗性に得難い不都合を伴う。
ワークの表面に、プラズマアークによる溶融部を生じさ
せると共に次で該溶融部を冷却凝固させてリメルト処理
層を形成させる式のものは知られるが、か＼るものでは
該処理層は例えば該冷却凝固に際し、その冷却速度を増
大させてチル組織の硬化層に得られるに留まり、かくて
例えば前記した動弁カムの揚台、これに必ずしも充分な
耐摩耗性に得難い不都合を伴う。
本発明はか＼る不都合のない方法、即ちリメルト処理層
の各種の特性、例えば耐摩耗性を更に向上する表面処理
層を得る方法を提供することをその目的としたもので、
鋳鉄、アルミ合金その他の金属材料から成るワークの表
面に、プラズマアークによる溶融部を生じさせると共に
次で該溶融部を冷却凝固させてリメルト処理層を形成さ
せる式のものにおいて、該ワークの金属材料とは異種の
金属材料その他の材料の粉末から成る添加剤を用意し、
これを該プラズマアークに伴わせて該溶融部に導かせて
その内部に強制的に混入させることを特徴とする。
の各種の特性、例えば耐摩耗性を更に向上する表面処理
層を得る方法を提供することをその目的としたもので、
鋳鉄、アルミ合金その他の金属材料から成るワークの表
面に、プラズマアークによる溶融部を生じさせると共に
次で該溶融部を冷却凝固させてリメルト処理層を形成さ
せる式のものにおいて、該ワークの金属材料とは異種の
金属材料その他の材料の粉末から成る添加剤を用意し、
これを該プラズマアークに伴わせて該溶融部に導かせて
その内部に強制的に混入させることを特徴とする。
この場合、該添加剤は例えば、Ｎｉ、 Ｏｒ、 Ｍ。
その他の金属又はその合金、ＷＯ，Ｓｉｎ、 ＭＯ！Ｏ
。
。
０ｒｌＯ，、Ｂ、Ｏその他の炭化物、ＢＮ、 ＴｉＢそ
の他の硼化惜、Ｍ ｏ Ｓ！ ｐ ＷＳ２ 、１Ｆ ｅ
Ｓその他硫化物、ＡｌｔＯ。
の他の硼化惜、Ｍ ｏ Ｓ！ ｐ ＷＳ２ 、１Ｆ ｅ
Ｓその他硫化物、ＡｌｔＯ。
５ｉＯｔその他の酸化物、等から選択される少くとも１
種類の粉末から成る。
種類の粉末から成る。
本発明方法を別紙図面にやき更に詳述するに、（１）は
鋳鉄１アルミ合金その他の金属材料から成る動弁カムそ
の他のワーク、（２）はこれに対向するプラズマトーチ
を示し、該トーチ（２）は第１図に明示するように中心
の電極（３）と、その外周に作動ガス通路（４）を介し
てノズル（５）と、その外周にシールドガス通路（６）
を介してシールドキャップ（力とを備えると共に該ノズ
ル（５］の先端に該作動ガス通路（４）に連るプラズマ
ガス通路（８）と、該ノズル（５）内に冷却水通路（９
）とを備えて成り、該プラズマガス通路（８）を介して
該ワーク（１）にプラズマガスのジェットが吹付けられ
ると共にこれを介して該ワーク（１３上には該電極（３
）との間にプラズマアーク（ＩＩが作用されて該ワーク
（１）の表面に溶融部−を生じ、かくて該トーチ（２）
を該ワーク（１）上で走査させれば、該溶融部（１１）
はその走査線上に漸次連続して形成されると共にこれは
その始動側から漸次冷却凝固し、所謂リメルト処理層が
得られるもので、この点は従来のものと特に異らない。
鋳鉄１アルミ合金その他の金属材料から成る動弁カムそ
の他のワーク、（２）はこれに対向するプラズマトーチ
を示し、該トーチ（２）は第１図に明示するように中心
の電極（３）と、その外周に作動ガス通路（４）を介し
てノズル（５）と、その外周にシールドガス通路（６）
を介してシールドキャップ（力とを備えると共に該ノズ
ル（５］の先端に該作動ガス通路（４）に連るプラズマ
ガス通路（８）と、該ノズル（５）内に冷却水通路（９
）とを備えて成り、該プラズマガス通路（８）を介して
該ワーク（１）にプラズマガスのジェットが吹付けられ
ると共にこれを介して該ワーク（１３上には該電極（３
）との間にプラズマアーク（ＩＩが作用されて該ワーク
（１）の表面に溶融部−を生じ、かくて該トーチ（２）
を該ワーク（１）上で走査させれば、該溶融部（１１）
はその走査線上に漸次連続して形成されると共にこれは
その始動側から漸次冷却凝固し、所謂リメルト処理層が
得られるもので、この点は従来のものと特に異らない。
本発明によれば前記したように骸ワーク（１）の金属材
料とは異種の材料の粉末を添加剤ａ２・とじて用意し、
これを核プラズマアーク（ＩＱに伴わせて該溶融部−に
導かせてその内部に強制的に混入させるもので１その手
段としては例えば第１図に明示するように前記したプラ
ズマアークＱＯ）に先端を臨ませて例えばセラミック製
の混合管Ｑ３１を用意し、前記した添加剤α２を例えば
アルゴンガスで搬送させて該混合管α９内を該アークａ
ｃ内に供給し、かくて該添加剤αりは該アークα〔に伴
われて該溶融部（ｉｌｌに導かれてその内部に混入され
るようにした。更に説明すれば、該プラズマトーチ（２
）におけるプラズマジェットの流速を２０ ｍ ／ ｓ
ｅｃ ％その外周のシールドガスの流速を０３３ｍ／ｓ
ｅｃとし、該粉末の搬送速度を該シールドガスの流速の
１．５〜３倍以上の例えば７ｍ／ ｓｅｃとし、かくて
該粉末は該シールドガス流に打勝って該プラズマジェッ
ト内に導かれるようにした。
料とは異種の材料の粉末を添加剤ａ２・とじて用意し、
これを核プラズマアーク（ＩＱに伴わせて該溶融部−に
導かせてその内部に強制的に混入させるもので１その手
段としては例えば第１図に明示するように前記したプラ
ズマアークＱＯ）に先端を臨ませて例えばセラミック製
の混合管Ｑ３１を用意し、前記した添加剤α２を例えば
アルゴンガスで搬送させて該混合管α９内を該アークａ
ｃ内に供給し、かくて該添加剤αりは該アークα〔に伴
われて該溶融部（ｉｌｌに導かれてその内部に混入され
るようにした。更に説明すれば、該プラズマトーチ（２
）におけるプラズマジェットの流速を２０ ｍ ／ ｓ
ｅｃ ％その外周のシールドガスの流速を０３３ｍ／ｓ
ｅｃとし、該粉末の搬送速度を該シールドガスの流速の
１．５〜３倍以上の例えば７ｍ／ ｓｅｃとし、かくて
該粉末は該シールドガス流に打勝って該プラズマジェッ
ト内に導かれるようにした。
本発明方法の各作動状態は例えば第２図乃至第６図示の
通りであり、即ち先づ第２図示のよ−＞Ｋｍプラズマト
ーチ（２）と該ワーク（１）との間に該プラズマアーク
αωを生じさせて該ワーク（１）側に第５図示のように
該溶融部（ＩＩを生じさせる一方、該導入管０■内を介
して例えばアルゴンガスにより該添加剤（Ｌ７Ｊを搬送
させるもので、かくて第４図示のように該添加剤ａ２１
は該プラズマアークＱＯ１の上流側に導入されて加熱加
速されて該ア一りａｌと共に該溶融部−に導かれてその
内部に混入される。この際該プラズマトーチ（２）は横
方向に走査されて例えば第５図示のように該溶融部ａυ
は漸次横方向に拡大すると共にその始端部は該ワーク（
１）の残部が有する大きな比熱により急速に冷却されて
凝固し、前記したリメルト処理層（１１＆）を作るが、
か−る作動に際し各溶融部−にはその内部に溶湯の上下
方向及び横方向の流動を生じて攪拌作用が与えられるも
ので、かくてこれに導かれた該添加剤ａ２は該攪拌作用
によりこの内部略均−に分散され、得られるリメルト処
理層（１１ａ）は例えば第６図示のように内部に該添加
剤σ２が略均等に分散された状態となり１該処理層は該
添加剤（ｌｚにより対応する特性、例えば耐摩耗性を向
上される。
通りであり、即ち先づ第２図示のよ−＞Ｋｍプラズマト
ーチ（２）と該ワーク（１）との間に該プラズマアーク
αωを生じさせて該ワーク（１）側に第５図示のように
該溶融部（ＩＩを生じさせる一方、該導入管０■内を介
して例えばアルゴンガスにより該添加剤（Ｌ７Ｊを搬送
させるもので、かくて第４図示のように該添加剤ａ２１
は該プラズマアークＱＯ１の上流側に導入されて加熱加
速されて該ア一りａｌと共に該溶融部−に導かれてその
内部に混入される。この際該プラズマトーチ（２）は横
方向に走査されて例えば第５図示のように該溶融部ａυ
は漸次横方向に拡大すると共にその始端部は該ワーク（
１）の残部が有する大きな比熱により急速に冷却されて
凝固し、前記したリメルト処理層（１１＆）を作るが、
か−る作動に際し各溶融部−にはその内部に溶湯の上下
方向及び横方向の流動を生じて攪拌作用が与えられるも
ので、かくてこれに導かれた該添加剤ａ２は該攪拌作用
によりこの内部略均−に分散され、得られるリメルト処
理層（１１ａ）は例えば第６図示のように内部に該添加
剤σ２が略均等に分散された状態となり１該処理層は該
添加剤（ｌｚにより対応する特性、例えば耐摩耗性を向
上される。
尚該プラズマアークａ〔におけるプラズマジェットのガ
ス量は、通常のプラズマ溶融の場合と比較して少量の例
えば０．３〜’ｓ、ａｌ７−とじ、この際該添加剤（Ｉ
２の搬送速度は例えば０．５ ｍ ／ｓｅｃ以上とし、
更に該アーク（１０）の電流及び電圧は例えば３０〜２
００ Ａ、 ２０〜３０Ｖとし、更に該添加剤ａ２の粉
末はそのサイズを２００μ以下の例えば約１００μとす
るが一般である。
ス量は、通常のプラズマ溶融の場合と比較して少量の例
えば０．３〜’ｓ、ａｌ７−とじ、この際該添加剤（Ｉ
２の搬送速度は例えば０．５ ｍ ／ｓｅｃ以上とし、
更に該アーク（１０）の電流及び電圧は例えば３０〜２
００ Ａ、 ２０〜３０Ｖとし、更に該添加剤ａ２の粉
末はそのサイズを２００μ以下の例えば約１００μとす
るが一般である。
尚該添加剤ａ２は該溶融部Ｃ［１）に混入されたとき、
そのま−の粉末状態で分散され、或は少くともその一部
が溶融し或は熱分解されて該溶融部圓内にその合金或は
化合物を作るものとする。
そのま−の粉末状態で分散され、或は少くともその一部
が溶融し或は熱分解されて該溶融部圓内にその合金或は
化合物を作るものとする。
実施例１
第１図示の状態を使用してＦ０３００３０大越試験片か
ら成るワーク（１１を処理した。プラズマ［流１５０Ａ
、プラズマガスの流量をα８１／ ｍｍ 、プラズマト
ーチの走査速度をＣＬ ５ Ｉｎ ／ ｍｉｎとし、そ
の全面にリメルト処理層を形成させ、これに添加剤α２
としてＯｒ粉末を混入させた。
ら成るワーク（１１を処理した。プラズマ［流１５０Ａ
、プラズマガスの流量をα８１／ ｍｍ 、プラズマト
ーチの走査速度をＣＬ ５ Ｉｎ ／ ｍｉｎとし、そ
の全面にリメルト処理層を形成させ、これに添加剤α２
としてＯｒ粉末を混入させた。
Ｏｒ粉末はそのサイズを５〜１００μとし、その供給速
度をα２ ｇｒ ７ｍ１ｙｒとした。該リメルト処理層
は表面から１．８Ｍの深さに形成され、これはその冷却
凝固時の急冷によりチル組成を呈した。該層内にはＯｒ
が全域に亘り約１２％の割合に略均−に分散して含有さ
れた。
度をα２ ｇｒ ７ｍ１ｙｒとした。該リメルト処理層
は表面から１．８Ｍの深さに形成され、これはその冷却
凝固時の急冷によりチル組成を呈した。該層内にはＯｒ
が全域に亘り約１２％の割合に略均−に分散して含有さ
れた。
得られた製品をＡとし、単なるリメルト処理層のものを
Ｂとして摩耗テストした結果は次の通りである。
Ｂとして摩耗テストした結果は次の通りである。
０１％ 比摩耗量
Ａ １．２ ａ６ｘ１ｏ ｍｒｌｌ／に９Ｂ Ｏ２，２
Ｘ１０−？ｔｐ 該テステストけるロータはＳ（）Ｍ４２０を浸炭焼入し
、次でこれにハードクロームメッキ′ｆ：８０μの肉厚
に施して成り、摩耗速度をｔｓ６ｍ／ｓｅｃ 、最終荷
重を３．１ ｋｇ、摩擦距離ｆ ２００ ｍとした。
Ｘ１０−？ｔｐ 該テステストけるロータはＳ（）Ｍ４２０を浸炭焼入し
、次でこれにハードクロームメッキ′ｆ：８０μの肉厚
に施して成り、摩耗速度をｔｓ６ｍ／ｓｅｃ 、最終荷
重を３．１ ｋｇ、摩擦距離ｆ ２００ ｍとした。
実施例２
第１図示の装置を使用し、５５００大越式摩耗試験片か
ら成るワーク（１）を処理した。プラズマ電流ｆ：１０
０Ａ、プラズマガス量ｆ ０．８１ ／ ｖｒｉｎプラ
ズマトーチの走査速度′ｆ：、０．５ ｍ ／ ｍｍと
して該試験片の全面を処理し、これに添加剤α渇として
Ｍｏｎｏの粉末を添加した。そのサイズを２〜５０μ、
搬送量を０．６９７閣とした。該リメルトは表面から１
．２ ｍｍの深さに生じ、これはマルテンサイト組織を
呈した。該リメルト処理層内には全域に亘りＭＯが約４
６％の割合に略均等に分散して含有された。
ら成るワーク（１）を処理した。プラズマ電流ｆ：１０
０Ａ、プラズマガス量ｆ ０．８１ ／ ｖｒｉｎプラ
ズマトーチの走査速度′ｆ：、０．５ ｍ ／ ｍｍと
して該試験片の全面を処理し、これに添加剤α渇として
Ｍｏｎｏの粉末を添加した。そのサイズを２〜５０μ、
搬送量を０．６９７閣とした。該リメルトは表面から１
．２ ｍｍの深さに生じ、これはマルテンサイト組織を
呈した。該リメルト処理層内には全域に亘りＭＯが約４
６％の割合に略均等に分散して含有された。
得られる製品を０とし、単なるリメルト処理のものをＤ
とし、摩耗テストをした結果は次の通りである。
とし、摩耗テストをした結果は次の通りである。
ＭＯ％ 比摩耗量
ｏ ５．２ ７．８Ｘ１ｏ 闘／ゆ
６
Ｄ Ｏａ５Ｘ１０ ｐ
実施例３
第１図の装置を使用し、Ｎｉ−１０％Ｏｕ合金の入超式
摩耗試験片から成るワーク（１）を処理した。プラズマ
電流を１０ＯＡ、プラズマガスを０．８１／ｍｉｎ、プ
ラズマトーチの走査速度をａ５ｍ／１ＭＬとしてその全
面を走査し、これに添加剤ａｚとした’Ｌ’ｉＢの粉末
を添加した。この供給量をｌ１ｌＬ４９／ｉとした。該
処理層は深さ１．０ ｍｍに生じ、この内部にはＴｉＢ
が全域に亘り約２．６％の割合に略均等に分散された。
摩耗試験片から成るワーク（１）を処理した。プラズマ
電流を１０ＯＡ、プラズマガスを０．８１／ｍｉｎ、プ
ラズマトーチの走査速度をａ５ｍ／１ＭＬとしてその全
面を走査し、これに添加剤ａｚとした’Ｌ’ｉＢの粉末
を添加した。この供給量をｌ１ｌＬ４９／ｉとした。該
処理層は深さ１．０ ｍｍに生じ、この内部にはＴｉＢ
が全域に亘り約２．６％の割合に略均等に分散された。
その製品をＥとし、単なるリメルト処理のものｆ、′Ｉ
Ｐとして比較した結果は次の通りである。
Ｐとして比較した結果は次の通りである。
Ｎ：ＴｉＢ％ 比摩耗量
’ｎ ２．６ ４．０Ｘ１０ ｍＪ／ｋｌｉ＋６
ＩＦ Ｏｉｌ ７．２Ｘ１０ ＃
実施例４
第１図の装置を使用し、ＦＯ３０の入超式摩耗試験片か
ら成るワーク（１）に処理を施した。プラズマ電流を５
０Ａ１プラズマガスを０．８ノ／酊プラズマトーチの走
査速度をａ ５ ｍ ／ ｗｉｎとし、その全面をリメ
ルトとしてこれにＰｅＳ粉末を混入させた。該粉末は５
〜３０μのサイズであり、その搬送量をα３ ｆｌ ／
ｍｉＲとした。該処理層は１．６胚の深さに形成され
、これはチル組織を呈したが、その内部にはＦｅＳが全
域に亘り約２．０％の割合に略均等に分散して含有され
た。
ら成るワーク（１）に処理を施した。プラズマ電流を５
０Ａ１プラズマガスを０．８ノ／酊プラズマトーチの走
査速度をａ ５ ｍ ／ ｗｉｎとし、その全面をリメ
ルトとしてこれにＰｅＳ粉末を混入させた。該粉末は５
〜３０μのサイズであり、その搬送量をα３ ｆｌ ／
ｍｉＲとした。該処理層は１．６胚の深さに形成され
、これはチル組織を呈したが、その内部にはＦｅＳが全
域に亘り約２．０％の割合に略均等に分散して含有され
た。
その製品をＧとし、単なるリメルト処理のものｆ：Ｈと
して摩耗テストした結果は次の通りである。
して摩耗テストした結果は次の通りである。
Ｆｅ８％ 比摩耗量
Ｇ ２．０ ６．９Ｘ１０ ｎｕａ／ｋｇＨＤ ２．２
Ｘ１０″″ 〃 実施例５ 第１図示の装置を使用し、Ａ１合金ＡＧ２Ｂの入超式摩
耗試験片から成るワーク＋１１ ｆ、処理した。
Ｘ１０″″ 〃 実施例５ 第１図示の装置を使用し、Ａ１合金ＡＧ２Ｂの入超式摩
耗試験片から成るワーク＋１１ ｆ、処理した。
プラズマ電流を１００ Ａ ｓプラズマガス量をα８１
／ｍｉｘ、プラズマトーチの走査速度を（Ｌ８ｍ／ｉと
し、その全面をリメルトしてこれにＡ ’ｌ、Ｏ。
／ｍｉｘ、プラズマトーチの走査速度を（Ｌ８ｍ／ｉと
し、その全面をリメルトしてこれにＡ ’ｌ、Ｏ。
の粉末を添加した。
該粉末は０．５〜１０μのサイズであり１その搬送量を
０．６９ ／＋ｍ＋＋とした。処理層はｎ、ａｍ／ｍの
深さに形成され、その内部にはＡｌ、Ｏ，が全域に亘り
約＆０％の割合に略均等に分散して含有された。
０．６９ ／＋ｍ＋＋とした。処理層はｎ、ａｍ／ｍの
深さに形成され、その内部にはＡｌ、Ｏ，が全域に亘り
約＆０％の割合に略均等に分散して含有された。
得られる製品を工とし、単なるリメルト処理のものをＪ
として比較テストした結果は次の通りである。
として比較テストした結果は次の通りである。
Ａ：Ｌ、Ｏ，％比摩耗量
工６．０ａ５×１０−／ｋｇ
Ｊ Ｏ６，２Ｘ１０−’ ｐ
以上の各実施例に見られる通り、各ワーク（１）は添加
剤の混入により耐摩耗性を著しく向上された。
剤の混入により耐摩耗性を著しく向上された。
このように本発明によるときは、ワークの表面にプラズ
マアークによるリメルト処理を施すに際し、該アークに
伴わせて適宜の金属材料その他の材料の粉末を各溶融部
に導かせてこれに混入させるもので、該粉末は骸リメル
ト処理層内に分散して含有されて該層に耐摩耗性その他
の特性の向上を得ることが出来、例えばエンジンの動弁
カムの摺動面に適用した優れた耐摩耗性のものに得るこ
とが出来、その作業は比較的簡単である等の効果を有す
る。
マアークによるリメルト処理を施すに際し、該アークに
伴わせて適宜の金属材料その他の材料の粉末を各溶融部
に導かせてこれに混入させるもので、該粉末は骸リメル
ト処理層内に分散して含有されて該層に耐摩耗性その他
の特性の向上を得ることが出来、例えばエンジンの動弁
カムの摺動面に適用した優れた耐摩耗性のものに得るこ
とが出来、その作業は比較的簡単である等の効果を有す
る。
第１図は本発明方法を実施する装置の１例の説明線図、
第２図乃至第６図は本発明方法の各工程の原理的な説明
線図である。 （１）・・・ワ − り （２）・・・プラズマトーチ ０Ｑ・・・プラズマアーク αυ・・・溶融部 （１２・・・添加剤 手続補正書 昭和５９ｔ″４月６ 日 特許庁、宮殿 ］、事件の表示 昭和５８年特許願第１６８４０５号 ２、発明の名称 ワークの表面処理方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ５６２本田技研工業株式会社 ６、 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄並に図面７、 補正の内
容 （１）明細書第２頁第１４行と第１５行との間に下記を
加入する。 ［又従来、摺動向に耐摩耗性、耐かじり性を有する部材
として、粉末冶金法により母材金属粉と硫化物粉を混合
して圧粉成形し、焼結して製造したもの或は溶湯に、硫
化物粉を添加して攪拌したものを鋳造したものがあるが
、不要な部分にも高価な硫化物が混入されるためコスト
上から不利である。又粉末冶金法では焼結中に、鋳造法
においては、注湯凝固までの間、硫化物が比較的長時間
高温に保持されるため分解し、硫化物として残存する幇
が著しく減少し、その結果充分な耐摩耗性、耐かじり性
を有するものが得難がった。」（２）仝書仝頁第１５行
の「本発明は・・・・・・即ちリメ」を「本発明は、か
−る従来の不都合なく、リメ」と訂正する。 （３）令書第７頁第３行乃至第４行の［２００μ以下の
・・・・・・一般である。Ｊｉ「２００μ以下が一般゛
で、就中、１００μ以下が好ましい。」と訂正する。 （４） 仝書仝頁第１６行の「供給速度」を「供給量」
と訂正する。 （５）仝書仝頁下から２行目の「１２％」を「１．２％
」と訂正する。 （６）仝書第９頁末行及び第１０頁下から５行目の「亘
り」の次に「体積比」を加入する。 （７）令書第１０頁下から４行目の「ＦｅＳが全域に亘
り約Ｊ ’ｅ ｒＦθＳとその１部と母材合金であるＭ
ｎとが反応して生成した（ＦｅＭｎ）Ｓが全域に亘り体
積比的」と訂正する。 （８）仝書第１１頁第２行の「Ｆｅａ％Ｊｉ［）ＦｅＳ
。 （ＦｅＭｎ）Ｓ％」と訂正する。 （９）令書第１２頁第６行の「れた。」と第７行の［こ
のように・・・・・・」との間に下記を加入する。 記 実施例６ 第１図示の装Ｎを使用し、鋳鉄ＦＯ３０大越式摩耗試験
片から成るステーター用のワークｔｌＪを次のように再
溶融処理した。即ちプラズマアーク電流８０Ａ１プラズ
マガス量を０．８１／ｒｔμｓ、プラズマトーチの走査
速度を０．５ｍ１ｍ１ｎとし、軌跡を描きなから摺動面
をリメルトしてこれに２μ〜１０μのＯｒ、８１粉をＡ
ｒガス中に１．２９部ｍｍ含有させ溶融部に供給した。 表面より深さ１、２ ｍｍまで溶融し、添加したＯｒ、
Ｓ、と母材であるＦｅ及びその合金元素であるＭｎとが
反応してその部分に（Ｏｒ Ｆ ｅ）！８１ ｖ （Ｏ
ｒＦ ｅＭｎ）１８３ 、 （Ｏｒ ’ｆ’ｅ）ＩＳ４
及び（ＯｒＦｓｉＭｎ）ＩＳ４等のＯｒ硫化物の混合し
た分散組織が形成された。このＯｒ硫化物の体積比は１
５％であった。これらＯｒ硫化物の粒子の大きさは約１
〜８μであった。この場合、溶融後冷却は、溶融層以外
の母材によって熱を奮われ、急速凝固したため、レデブ
ライトが析出°シ、いわゆるチル組織を呈し、その中に
（ＯｒＦ’ｅ）１８３． （ＯｒＦｅ）ＩＳ、 、 （
ＯｒＦｅＭｎ）Ｉ Ｓ３゜（Ｏｒ Ｆ ｅ Ｍ １１１
）ｓ ｓ、が分散している。処理後、摺動面を研磨し試
験片にとした。 比較のため、０ｒｌＳ３粉を添加せず、単なるプラズマ
アークにより溶融硬化してチル組織を形成した。その摺
動面を研磨し試験片とした。これらにつき実施例１と同
様に摩耗テストした。その結果は下表の通りである。 分散硫化物 体積比率 比摩耗量 Ｋ Ｏｒ硫化物 ７５％ ａｏｘｌｏ ｍｍ／に９Ｌ
−−２，２Ｘ１０− ｍｍ／ｋｇ 実施例７ 第１図示の装置を使用し、鉄・炭素−元合金（α５０％
）製から成るワーク（１）を次のように再溶融処理した
。即ち、プラズマアーク電流８０Ａ１プラズマアークＡ
ｒガス量を１１７ｍ１ｎ、プラズマトーチ蛇行走査速度
ｆ ０．３ ｍ ／―とし蛇行させなから摺動＠１をリ
メルトしてこれに２μ〜１０μのＯｒ３０２ ｆ ５０
ｗｔ％と５〜６０μのＭｏｈ″を５０ ｗｔ％の混合
粉末を、Ａｒガス中にＩｌｌＬ１９７Ｍ含有させ、溶融
部に供給し、表面より１．４ ｍ ／ ｍまでの溶融層
内にこれら混合粉末同志の反応でＯｒ、ＦＥＢ ＋ Ｏ
ｒｌ ｓ４の硫化クロム粒子が生成した分散組織が形成
された。Ｏｒ硫化物の体積比は略Ｑ、５％、その粒子の
大きさは約１〜９μであった。この製品の処理面を研磨
して試験片Ｍとした。比較のため無添加でリメルト処理
した試験片Ｎを作成し、これらにつき実施例１と同様に
摩耗テストした。その結果は下表の通りである。 試験片 分 散 物 体積比 比 摩 耗 性Ｍ Ｏｒ
硫化物 ０．５％ ３．６：ｘｌｏ ｍｎｔ／ｋｇＮ
な し −ａｓｘ １ ｏ ｍｎｔ／ｋＰ実施例８ 第１図示の装置を使用し、自動車用エンジンに組込まれ
るＦ０３０製カムシャフトのカムリフト部をワーク（１
）としてこれを次のように再溶融処理した。即ち、プラ
ズマアーク電流６０Ａ。 アーク用Ａｒガス班０．５１７ｍ１ｘ、プラズマトーチ
走査速度１ ｍ／＋＋＋ｍ、 ２ ｐ 〜１０ ｐのＯ
ｒ Ｓ ３粉末供給ＪＩ ０．６９ ／ ｍｉｘとし、
該粉末を溶融層に供給した。かくして（ＯｒＦ’ ｅ）
Ｉ ＳＢ 、 （ＯｒＦｅＭｎ）１８３゜（Ｏｒ Ｆ
ｅ）ｇ Ｓ４及び（ＯｒＦｅＭｎ）３ ｓ、の各種Ｏｒ
硫化粉の生成分散含有する厚さ１８ ｍ ／ ｍの冷却
硬化層を得た。Ｏｒ硫化物の体積比は２．２％、その粒
径は１〜８μであった。硬度はＨＲＯ５Ｂであった。 このカムシャフトのカム面を研摩し、実用試験に供し、
これを試験材０とした。１方同−材料のカムシャフトを
前記粉末を添加せず、前記と同一条件でプラズマ処理し
、再溶融硬化処理したものをカムシャフト試験材Ｐとし
た。その硬化層の厚さは１．９ ｍ ／ ｍ ％硬度は
ＨＲＯ５１であった。 実用試験条件： エンジン回転 １ｏｏｏｒｐｉ油温６５℃テスト時間
２００時間 この試験の結果、試験材０のカムトップの摩耗量は１０
μであった。１方試験材Ｐのカムトップの摩耗量は１２
０μであった。 実施例９ 第１図示の装置ヲ使用し、自動車用エンジンに組込まれ
る８０Ｍ４２０製バルブロツカーアームをワーク（１）
としそのスリッパ−面を次のようｒ再溶融処理した。即
ち、アーク電流４５Ａ１プラズマアーク用Ａｒガス量０
．５１７ｍｍ、２〜１０μの０ｒ２８３粉末供給量α４
９７ｍ１ｎ、トーチスヒード０．８ｍ／ｍｉｑとし、軌
跡状に描かせスリッパ−面を溶融し、溶融層に該粉末を
添加した。 この結果、Ｏｒ、Ｓｌは母材の主体であるＦｅ及びその
合金元素であるＭｎとが反応して生成した（ＯｒＦａ）
１ ｓ、 ｓ （ＯｒｌＦｅＭｎ）１３３ 、 （Ｏｒ
Ｆｅ）３Ｓ４ 。 （Ｏｒ Ｆ ｅ Ｍ ｎ）Ｂ ８４の混在したＯｒ硫化
物の分散粒子を含有するチル硬化層が得られた。その層
の厚みは１．０ ｍｌＤ １そのＯｒ硫化物の体積比は
５４％であった。これを浸炭焼入れした後研摩し試験材
Ｑとした。１方同材質のバルブロッカーアームをプラズ
マアークによる再溶融砂硬化処理を行なわないで、単に
浸炭焼入れしたもの全試験材Ｒとして、その両試験材を
下記の実用試験に供した。その結果、試験材Ｑのスリツ
ノぐ一面の摩耗深さは３μであり、試験材Ｒのスリン／
り一面の摩耗深さは５０μであった。 実用試験条件： エンジン回転 １０００ｒ９１ 油温６５℃ テスト時
間 ２００時間 実施例１０ 第１図示の装置を使用し、鋳鉄ＦＯＤ５５大越式摩入超
験片から成るステーター用のワーク（１）ヲ次のように
再溶融処理した。即ち、プラズマアークの電ｍ８０ Ａ
ＮプラズマアークＡｒガス量１８１７ｍ１ｘ、プラズマ
トーチ走査速度ｏ、ｓｍ／ｍｉｎとし、軌跡を描きなか
ら摺動面をリメルトとしそのリメルト層に５μ〜４０μ
のＦｅＳ粉をＡｒガス中に１．５９７ ｍｉｎ含有させ
た供給量で供給した。 該溶融層の深さは１．２ ｍ ／ ｍとした。この際、
その添加量の１部のＦｅＳが、合金母材の主体であるＦ
ｅと１部のＭｎとに反応して（ＦｅＭｎ）Ｓを生成し、
全体としてＦｅＳと（ＦｅＭｎ）Ｓとの混合した鉄硫化
物の分散粒子の分散したリメルト硬化層が形成された。 その分散粒子の大きさは１〜９μであった。又Ｆｅｅ及
び（ＦｅＭｎ）Ｓの体積比は１５％であった。このよう
にして得られた処理品の摺動向を研摩し試験片Ｓとした
。 １方比較のため、鉄硫化物を添加せず、同じ材料のワー
ク（１）全上記と同じ条件で半固リメルト硬化処理した
ものを試験片Ｔとした。これらにつき、前記実施例１と
同様にして摩耗テスト全行なった。その試験結果は次の
通りであった。 試験片 分散硫化物 体積比 比 摩 耗 量実施例１
１ 第１図示の装置を使用し５５００製摩耗試験片ヲステー
ター用のワーク（１）とし、これを次のように再溶融処
理した。即ち、プラズマアーク電流８０Ａ１プラズマア
ークＡｒガス量１１／ｍｉｎ、トーチ蛇行走査速度０．
３ｍ／ｍとし、蛇行させなから摺動面をリメルトし、そ
の１．４ ｍ ７ｍの深さの溶融層に、１０μ〜４０μ
のＭｏＳをＡｒガス中に０．１５ｐ／−含有させた供給
量で供給した。その結果、ＭｏＳと合金母材であるＦｅ
Ｍｎとが反応してその溶融層内にＦｅＳ及び（ＦｅＭｎ
）Ｓが生成分散した硬化層が爾後の冷却により得られる
。これら生成粒子の寸法は約１〜７μであり、その体積
比は約０．８％であった。 その処理面を研摩して試験片Ｕとした。比較のため１か
＼る添加剤を添加しないで、同じ材料のワーク（１ノヲ
前記と同様に単にリメルト硬化処理し、これを試験片Ｖ
とした。 これら試験片につき、前記と同様に耐摩耗テスト全行な
い、下記の結果を得た。 試験片 分散硫化物 体積比 比 摩 耗 性Ｕ （Ｆ
ｅＭｎ）Ｓ α８ ％ ４．２×１０− ｍｔｆｌ／ｋ
ｇＶ −−ａ、５×１０ｍｎｌ／ｋｇ 実施例１２ 第１図示の装置を使用し、自動車用エンジンに組込まれ
るＦ０３０製カムシャフトのカムリフト部をワーク（１
）として次のように再溶融処理した。即ち、プラズマア
ーク電流６０Ａ１アーク用Ａｒガス量αＢ／＝、プラズ
マトーチの走査速度１ｍ／―とし、軌跡を描きながらカ
ムリフト部の表面を溶融し、２〜１０μのＷＳ、粉末を
ガス中の供給量α６ｆｌ／ｍｉｘでその溶融部に供給し
た。溶融層の深さは、１．８ ｍ ／ ｍであった。そ
の添加の結果、ＷＳ！と母材の組成元素であるＦｅ、Ｍ
ｎと反応して生成したＦｅＳと（ＦｅＭｎ）Ｓの混在分
散した溶融層の硬化層が得られた。その分散粒子の大き
さは約１〜１０μであり、その体積比は２．８％であっ
た。又その硬化層の硬度はＨＲＯ５３であった。このカ
ムシャツトラカム研磨し試験材Ｗとした。比較のため、
同じカムシャフトを単にリメルト処理したものを試験材
Ｘとした。その硬化層の硬度はＨＲＧ５１であった。 これら試験材全エンジン回転１００ ＱｒｐＨ，油温６
５°Ｃ１テスト時間２００時間の試験条件で実用試験に
供した。その結果試験材Ｕの摩耗量は３０μ、試験材■
の摩耗量は１２０μであった。 実施例１３ 第１図示の装置を使用し、自動車用エンジンに組込まれ
るＳ ０Ｍ４２０製バルブロツカーアームをワーク（１
）としてそのスリッパ−面金次のようにリメルト処理し
た。即ち、プラズマアーク電流４５Ａ１プラズマＡｒガ
ス量０．５ ｌ ／ ｍｉｎ 。 プラズマトーチスピード［Ｌ８ ｍ ／ ｍｉｙ＋とし
、スリッパ−面を走査溶融し、その溶融部にＰｅＳをＡ
ｒガスで搬送し０．４９７＋ｍ＋＋の供給蓋で供給した
。供給量の１部のＦｅＳは合金母材の組成元素であるＭ
ｕと反対して生成した（ＦｅＭｎ）ＳがＦｅＳと共に混
在分散含有する溶融硬化層が冷却により得られた。Ｆｅ
Ｓ及び（ＦｅＭｎ）Ｓの大きさは約１〜８μ、その体積
比は約５．２％であった。次でこのように処理したワー
ク（１〕のスリッパ−而の強度を向上させるべく、浸炭
焼入れを施し、その硬化層に約１．２．の浸炭層を形成
し、実質的に浸炭硬化層の中匡前記硫化物が混在した耐
摩耗性組織層とした。この表面を研摩し試験材Ｗとした
。比較のため、同じワークｔｌ）に単にリメルト処理を
施した後、前記と同じ浸炭焼入れを施した耐摩耗性組織
層としたものを試験材Ｘとした。これら試験材につき、
エンジン回転１０００ｒＩ１ｍ、油温６５°Ｃ１テスト
時間２００時間の条件で実用試験を行なった。その結果
、試験材Ｗは摩耗深さは１０μ、試験材Ｘは摩耗深さは
５０μであった。 上記実施例１〜１３から明らかなように、Ｏｒ。 Ｍｏ、 ＴｉＢ、 Ａ１１０ｇ 、Ｆ ｅ Ｓその他の
各種硫化物などを被処理物のリメルト層に分散含有させ
ることにより、その耐摩耗性を、か＼る処理をしないも
のに比し著しく向上せしめることができる。特に、Ｏｒ
硫化物は他の硫化物に比べて高温における安定性が高く
、１０００℃以上の高温でも他のＯｒ硫化物と異なり分
解することなく著しく安定した摩擦摺動面を与え、且つ
潤滑剤として効果を併せ有し有利である。 添加すべき粒子は、２００μ以下の粒径のものを一般に
使用し、特に１００μ以下のものが好ましい。これを被
処理物の表面の溶融層に添加したときは、液粒となり、
この状態でプラズマアークの走査を受けるので、融体中
に流動攪拌現象が生じ、液相粒はこれ罠より細分化され
、この状態で冷却凝固する結果、その細分化した同相粒
子が硬化層中に分散した状態の表面処理層が得られる。 硬化物の場合に例をとれば、分散粒子の径が約１〜２０
μの範囲が好ましく、内部応力集中率を減らすので、耐
ピッチング性耐カジリ性等に優れ、又摩耗表面に硫化物
の潤滑効果が摺動面に均一に作用し易い。又その摩擦の
繰り返しで、その粒子は引き延ばされて、その表面に数
十〜数百１の硫化物の被覆ができ易く好ましい。 又本発明によればリメルト時間は僅か約１秒或はそれ以
下が一般であるので、例えば硫化物の熱分解による損失
が殆んどなく有利である。 第７図は、Ｏｒ硫化物の体積％と処理品の摩耗量との関
係を、自動車エンジンＦＯ３０製カムシャフトにつき調
べた結果を示す。これから明らかなように、略０．２％
以上から耐摩耗性の効果を発揮し、少量の添加でその効
果が著しい。 但し、１２％程度以上になると靭性が低下する傾向があ
るので、又効果の向上が少なく経済的に高価となる観点
より、１２％程度までの含有量に留めることが有利であ
る。 第８図は鉄硫化物（ＦｅＥＩ ＋（ＰｅＭｎ）Ｓ）の体
積％と処理品の摩耗量との関係を、自動車エンジンＦ０
３０製カムシャフトにつき調べた結果金示す。この場合
は、０．５％以上で効果を発揮する。その量の増大によ
り効果の向上が少なくなり、経済面より２０％程度にと
！めることが有利である。 Ｑ〔仝書第１２頁下から４行目の「簡単である等の」を
［簡単であり、又有効分散粒子の熱分解損失がない等の
］と訂正する。 αυ仝書第１３頁第１行の「・・・・・・説明線図であ
る。」を「・・・・・・説明線図、第７図及び第８図は
、硫化物の体積％と摩耗量の関係を示す曲線図である。 」と訂正する。 （１２１第７図及び第８図全添付側紙の通り加入する。
第２図乃至第６図は本発明方法の各工程の原理的な説明
線図である。 （１）・・・ワ − り （２）・・・プラズマトーチ ０Ｑ・・・プラズマアーク αυ・・・溶融部 （１２・・・添加剤 手続補正書 昭和５９ｔ″４月６ 日 特許庁、宮殿 ］、事件の表示 昭和５８年特許願第１６８４０５号 ２、発明の名称 ワークの表面処理方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ５６２本田技研工業株式会社 ６、 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄並に図面７、 補正の内
容 （１）明細書第２頁第１４行と第１５行との間に下記を
加入する。 ［又従来、摺動向に耐摩耗性、耐かじり性を有する部材
として、粉末冶金法により母材金属粉と硫化物粉を混合
して圧粉成形し、焼結して製造したもの或は溶湯に、硫
化物粉を添加して攪拌したものを鋳造したものがあるが
、不要な部分にも高価な硫化物が混入されるためコスト
上から不利である。又粉末冶金法では焼結中に、鋳造法
においては、注湯凝固までの間、硫化物が比較的長時間
高温に保持されるため分解し、硫化物として残存する幇
が著しく減少し、その結果充分な耐摩耗性、耐かじり性
を有するものが得難がった。」（２）仝書仝頁第１５行
の「本発明は・・・・・・即ちリメ」を「本発明は、か
−る従来の不都合なく、リメ」と訂正する。 （３）令書第７頁第３行乃至第４行の［２００μ以下の
・・・・・・一般である。Ｊｉ「２００μ以下が一般゛
で、就中、１００μ以下が好ましい。」と訂正する。 （４） 仝書仝頁第１６行の「供給速度」を「供給量」
と訂正する。 （５）仝書仝頁下から２行目の「１２％」を「１．２％
」と訂正する。 （６）仝書第９頁末行及び第１０頁下から５行目の「亘
り」の次に「体積比」を加入する。 （７）令書第１０頁下から４行目の「ＦｅＳが全域に亘
り約Ｊ ’ｅ ｒＦθＳとその１部と母材合金であるＭ
ｎとが反応して生成した（ＦｅＭｎ）Ｓが全域に亘り体
積比的」と訂正する。 （８）仝書第１１頁第２行の「Ｆｅａ％Ｊｉ［）ＦｅＳ
。 （ＦｅＭｎ）Ｓ％」と訂正する。 （９）令書第１２頁第６行の「れた。」と第７行の［こ
のように・・・・・・」との間に下記を加入する。 記 実施例６ 第１図示の装Ｎを使用し、鋳鉄ＦＯ３０大越式摩耗試験
片から成るステーター用のワークｔｌＪを次のように再
溶融処理した。即ちプラズマアーク電流８０Ａ１プラズ
マガス量を０．８１／ｒｔμｓ、プラズマトーチの走査
速度を０．５ｍ１ｍ１ｎとし、軌跡を描きなから摺動面
をリメルトしてこれに２μ〜１０μのＯｒ、８１粉をＡ
ｒガス中に１．２９部ｍｍ含有させ溶融部に供給した。 表面より深さ１、２ ｍｍまで溶融し、添加したＯｒ、
Ｓ、と母材であるＦｅ及びその合金元素であるＭｎとが
反応してその部分に（Ｏｒ Ｆ ｅ）！８１ ｖ （Ｏ
ｒＦ ｅＭｎ）１８３ 、 （Ｏｒ ’ｆ’ｅ）ＩＳ４
及び（ＯｒＦｓｉＭｎ）ＩＳ４等のＯｒ硫化物の混合し
た分散組織が形成された。このＯｒ硫化物の体積比は１
５％であった。これらＯｒ硫化物の粒子の大きさは約１
〜８μであった。この場合、溶融後冷却は、溶融層以外
の母材によって熱を奮われ、急速凝固したため、レデブ
ライトが析出°シ、いわゆるチル組織を呈し、その中に
（ＯｒＦ’ｅ）１８３． （ＯｒＦｅ）ＩＳ、 、 （
ＯｒＦｅＭｎ）Ｉ Ｓ３゜（Ｏｒ Ｆ ｅ Ｍ １１１
）ｓ ｓ、が分散している。処理後、摺動面を研磨し試
験片にとした。 比較のため、０ｒｌＳ３粉を添加せず、単なるプラズマ
アークにより溶融硬化してチル組織を形成した。その摺
動面を研磨し試験片とした。これらにつき実施例１と同
様に摩耗テストした。その結果は下表の通りである。 分散硫化物 体積比率 比摩耗量 Ｋ Ｏｒ硫化物 ７５％ ａｏｘｌｏ ｍｍ／に９Ｌ
−−２，２Ｘ１０− ｍｍ／ｋｇ 実施例７ 第１図示の装置を使用し、鉄・炭素−元合金（α５０％
）製から成るワーク（１）を次のように再溶融処理した
。即ち、プラズマアーク電流８０Ａ１プラズマアークＡ
ｒガス量を１１７ｍ１ｎ、プラズマトーチ蛇行走査速度
ｆ ０．３ ｍ ／―とし蛇行させなから摺動＠１をリ
メルトしてこれに２μ〜１０μのＯｒ３０２ ｆ ５０
ｗｔ％と５〜６０μのＭｏｈ″を５０ ｗｔ％の混合
粉末を、Ａｒガス中にＩｌｌＬ１９７Ｍ含有させ、溶融
部に供給し、表面より１．４ ｍ ／ ｍまでの溶融層
内にこれら混合粉末同志の反応でＯｒ、ＦＥＢ ＋ Ｏ
ｒｌ ｓ４の硫化クロム粒子が生成した分散組織が形成
された。Ｏｒ硫化物の体積比は略Ｑ、５％、その粒子の
大きさは約１〜９μであった。この製品の処理面を研磨
して試験片Ｍとした。比較のため無添加でリメルト処理
した試験片Ｎを作成し、これらにつき実施例１と同様に
摩耗テストした。その結果は下表の通りである。 試験片 分 散 物 体積比 比 摩 耗 性Ｍ Ｏｒ
硫化物 ０．５％ ３．６：ｘｌｏ ｍｎｔ／ｋｇＮ
な し −ａｓｘ １ ｏ ｍｎｔ／ｋＰ実施例８ 第１図示の装置を使用し、自動車用エンジンに組込まれ
るＦ０３０製カムシャフトのカムリフト部をワーク（１
）としてこれを次のように再溶融処理した。即ち、プラ
ズマアーク電流６０Ａ。 アーク用Ａｒガス班０．５１７ｍ１ｘ、プラズマトーチ
走査速度１ ｍ／＋＋＋ｍ、 ２ ｐ 〜１０ ｐのＯ
ｒ Ｓ ３粉末供給ＪＩ ０．６９ ／ ｍｉｘとし、
該粉末を溶融層に供給した。かくして（ＯｒＦ’ ｅ）
Ｉ ＳＢ 、 （ＯｒＦｅＭｎ）１８３゜（Ｏｒ Ｆ
ｅ）ｇ Ｓ４及び（ＯｒＦｅＭｎ）３ ｓ、の各種Ｏｒ
硫化粉の生成分散含有する厚さ１８ ｍ ／ ｍの冷却
硬化層を得た。Ｏｒ硫化物の体積比は２．２％、その粒
径は１〜８μであった。硬度はＨＲＯ５Ｂであった。 このカムシャフトのカム面を研摩し、実用試験に供し、
これを試験材０とした。１方同−材料のカムシャフトを
前記粉末を添加せず、前記と同一条件でプラズマ処理し
、再溶融硬化処理したものをカムシャフト試験材Ｐとし
た。その硬化層の厚さは１．９ ｍ ／ ｍ ％硬度は
ＨＲＯ５１であった。 実用試験条件： エンジン回転 １ｏｏｏｒｐｉ油温６５℃テスト時間
２００時間 この試験の結果、試験材０のカムトップの摩耗量は１０
μであった。１方試験材Ｐのカムトップの摩耗量は１２
０μであった。 実施例９ 第１図示の装置ヲ使用し、自動車用エンジンに組込まれ
る８０Ｍ４２０製バルブロツカーアームをワーク（１）
としそのスリッパ−面を次のようｒ再溶融処理した。即
ち、アーク電流４５Ａ１プラズマアーク用Ａｒガス量０
．５１７ｍｍ、２〜１０μの０ｒ２８３粉末供給量α４
９７ｍ１ｎ、トーチスヒード０．８ｍ／ｍｉｑとし、軌
跡状に描かせスリッパ−面を溶融し、溶融層に該粉末を
添加した。 この結果、Ｏｒ、Ｓｌは母材の主体であるＦｅ及びその
合金元素であるＭｎとが反応して生成した（ＯｒＦａ）
１ ｓ、 ｓ （ＯｒｌＦｅＭｎ）１３３ 、 （Ｏｒ
Ｆｅ）３Ｓ４ 。 （Ｏｒ Ｆ ｅ Ｍ ｎ）Ｂ ８４の混在したＯｒ硫化
物の分散粒子を含有するチル硬化層が得られた。その層
の厚みは１．０ ｍｌＤ １そのＯｒ硫化物の体積比は
５４％であった。これを浸炭焼入れした後研摩し試験材
Ｑとした。１方同材質のバルブロッカーアームをプラズ
マアークによる再溶融砂硬化処理を行なわないで、単に
浸炭焼入れしたもの全試験材Ｒとして、その両試験材を
下記の実用試験に供した。その結果、試験材Ｑのスリツ
ノぐ一面の摩耗深さは３μであり、試験材Ｒのスリン／
り一面の摩耗深さは５０μであった。 実用試験条件： エンジン回転 １０００ｒ９１ 油温６５℃ テスト時
間 ２００時間 実施例１０ 第１図示の装置を使用し、鋳鉄ＦＯＤ５５大越式摩入超
験片から成るステーター用のワーク（１）ヲ次のように
再溶融処理した。即ち、プラズマアークの電ｍ８０ Ａ
ＮプラズマアークＡｒガス量１８１７ｍ１ｘ、プラズマ
トーチ走査速度ｏ、ｓｍ／ｍｉｎとし、軌跡を描きなか
ら摺動面をリメルトとしそのリメルト層に５μ〜４０μ
のＦｅＳ粉をＡｒガス中に１．５９７ ｍｉｎ含有させ
た供給量で供給した。 該溶融層の深さは１．２ ｍ ／ ｍとした。この際、
その添加量の１部のＦｅＳが、合金母材の主体であるＦ
ｅと１部のＭｎとに反応して（ＦｅＭｎ）Ｓを生成し、
全体としてＦｅＳと（ＦｅＭｎ）Ｓとの混合した鉄硫化
物の分散粒子の分散したリメルト硬化層が形成された。 その分散粒子の大きさは１〜９μであった。又Ｆｅｅ及
び（ＦｅＭｎ）Ｓの体積比は１５％であった。このよう
にして得られた処理品の摺動向を研摩し試験片Ｓとした
。 １方比較のため、鉄硫化物を添加せず、同じ材料のワー
ク（１）全上記と同じ条件で半固リメルト硬化処理した
ものを試験片Ｔとした。これらにつき、前記実施例１と
同様にして摩耗テスト全行なった。その試験結果は次の
通りであった。 試験片 分散硫化物 体積比 比 摩 耗 量実施例１
１ 第１図示の装置を使用し５５００製摩耗試験片ヲステー
ター用のワーク（１）とし、これを次のように再溶融処
理した。即ち、プラズマアーク電流８０Ａ１プラズマア
ークＡｒガス量１１／ｍｉｎ、トーチ蛇行走査速度０．
３ｍ／ｍとし、蛇行させなから摺動面をリメルトし、そ
の１．４ ｍ ７ｍの深さの溶融層に、１０μ〜４０μ
のＭｏＳをＡｒガス中に０．１５ｐ／−含有させた供給
量で供給した。その結果、ＭｏＳと合金母材であるＦｅ
Ｍｎとが反応してその溶融層内にＦｅＳ及び（ＦｅＭｎ
）Ｓが生成分散した硬化層が爾後の冷却により得られる
。これら生成粒子の寸法は約１〜７μであり、その体積
比は約０．８％であった。 その処理面を研摩して試験片Ｕとした。比較のため１か
＼る添加剤を添加しないで、同じ材料のワーク（１ノヲ
前記と同様に単にリメルト硬化処理し、これを試験片Ｖ
とした。 これら試験片につき、前記と同様に耐摩耗テスト全行な
い、下記の結果を得た。 試験片 分散硫化物 体積比 比 摩 耗 性Ｕ （Ｆ
ｅＭｎ）Ｓ α８ ％ ４．２×１０− ｍｔｆｌ／ｋ
ｇＶ −−ａ、５×１０ｍｎｌ／ｋｇ 実施例１２ 第１図示の装置を使用し、自動車用エンジンに組込まれ
るＦ０３０製カムシャフトのカムリフト部をワーク（１
）として次のように再溶融処理した。即ち、プラズマア
ーク電流６０Ａ１アーク用Ａｒガス量αＢ／＝、プラズ
マトーチの走査速度１ｍ／―とし、軌跡を描きながらカ
ムリフト部の表面を溶融し、２〜１０μのＷＳ、粉末を
ガス中の供給量α６ｆｌ／ｍｉｘでその溶融部に供給し
た。溶融層の深さは、１．８ ｍ ／ ｍであった。そ
の添加の結果、ＷＳ！と母材の組成元素であるＦｅ、Ｍ
ｎと反応して生成したＦｅＳと（ＦｅＭｎ）Ｓの混在分
散した溶融層の硬化層が得られた。その分散粒子の大き
さは約１〜１０μであり、その体積比は２．８％であっ
た。又その硬化層の硬度はＨＲＯ５３であった。このカ
ムシャツトラカム研磨し試験材Ｗとした。比較のため、
同じカムシャフトを単にリメルト処理したものを試験材
Ｘとした。その硬化層の硬度はＨＲＧ５１であった。 これら試験材全エンジン回転１００ ＱｒｐＨ，油温６
５°Ｃ１テスト時間２００時間の試験条件で実用試験に
供した。その結果試験材Ｕの摩耗量は３０μ、試験材■
の摩耗量は１２０μであった。 実施例１３ 第１図示の装置を使用し、自動車用エンジンに組込まれ
るＳ ０Ｍ４２０製バルブロツカーアームをワーク（１
）としてそのスリッパ−面金次のようにリメルト処理し
た。即ち、プラズマアーク電流４５Ａ１プラズマＡｒガ
ス量０．５ ｌ ／ ｍｉｎ 。 プラズマトーチスピード［Ｌ８ ｍ ／ ｍｉｙ＋とし
、スリッパ−面を走査溶融し、その溶融部にＰｅＳをＡ
ｒガスで搬送し０．４９７＋ｍ＋＋の供給蓋で供給した
。供給量の１部のＦｅＳは合金母材の組成元素であるＭ
ｕと反対して生成した（ＦｅＭｎ）ＳがＦｅＳと共に混
在分散含有する溶融硬化層が冷却により得られた。Ｆｅ
Ｓ及び（ＦｅＭｎ）Ｓの大きさは約１〜８μ、その体積
比は約５．２％であった。次でこのように処理したワー
ク（１〕のスリッパ−而の強度を向上させるべく、浸炭
焼入れを施し、その硬化層に約１．２．の浸炭層を形成
し、実質的に浸炭硬化層の中匡前記硫化物が混在した耐
摩耗性組織層とした。この表面を研摩し試験材Ｗとした
。比較のため、同じワークｔｌ）に単にリメルト処理を
施した後、前記と同じ浸炭焼入れを施した耐摩耗性組織
層としたものを試験材Ｘとした。これら試験材につき、
エンジン回転１０００ｒＩ１ｍ、油温６５°Ｃ１テスト
時間２００時間の条件で実用試験を行なった。その結果
、試験材Ｗは摩耗深さは１０μ、試験材Ｘは摩耗深さは
５０μであった。 上記実施例１〜１３から明らかなように、Ｏｒ。 Ｍｏ、 ＴｉＢ、 Ａ１１０ｇ 、Ｆ ｅ Ｓその他の
各種硫化物などを被処理物のリメルト層に分散含有させ
ることにより、その耐摩耗性を、か＼る処理をしないも
のに比し著しく向上せしめることができる。特に、Ｏｒ
硫化物は他の硫化物に比べて高温における安定性が高く
、１０００℃以上の高温でも他のＯｒ硫化物と異なり分
解することなく著しく安定した摩擦摺動面を与え、且つ
潤滑剤として効果を併せ有し有利である。 添加すべき粒子は、２００μ以下の粒径のものを一般に
使用し、特に１００μ以下のものが好ましい。これを被
処理物の表面の溶融層に添加したときは、液粒となり、
この状態でプラズマアークの走査を受けるので、融体中
に流動攪拌現象が生じ、液相粒はこれ罠より細分化され
、この状態で冷却凝固する結果、その細分化した同相粒
子が硬化層中に分散した状態の表面処理層が得られる。 硬化物の場合に例をとれば、分散粒子の径が約１〜２０
μの範囲が好ましく、内部応力集中率を減らすので、耐
ピッチング性耐カジリ性等に優れ、又摩耗表面に硫化物
の潤滑効果が摺動面に均一に作用し易い。又その摩擦の
繰り返しで、その粒子は引き延ばされて、その表面に数
十〜数百１の硫化物の被覆ができ易く好ましい。 又本発明によればリメルト時間は僅か約１秒或はそれ以
下が一般であるので、例えば硫化物の熱分解による損失
が殆んどなく有利である。 第７図は、Ｏｒ硫化物の体積％と処理品の摩耗量との関
係を、自動車エンジンＦＯ３０製カムシャフトにつき調
べた結果を示す。これから明らかなように、略０．２％
以上から耐摩耗性の効果を発揮し、少量の添加でその効
果が著しい。 但し、１２％程度以上になると靭性が低下する傾向があ
るので、又効果の向上が少なく経済的に高価となる観点
より、１２％程度までの含有量に留めることが有利であ
る。 第８図は鉄硫化物（ＦｅＥＩ ＋（ＰｅＭｎ）Ｓ）の体
積％と処理品の摩耗量との関係を、自動車エンジンＦ０
３０製カムシャフトにつき調べた結果金示す。この場合
は、０．５％以上で効果を発揮する。その量の増大によ
り効果の向上が少なくなり、経済面より２０％程度にと
！めることが有利である。 Ｑ〔仝書第１２頁下から４行目の「簡単である等の」を
［簡単であり、又有効分散粒子の熱分解損失がない等の
］と訂正する。 αυ仝書第１３頁第１行の「・・・・・・説明線図であ
る。」を「・・・・・・説明線図、第７図及び第８図は
、硫化物の体積％と摩耗量の関係を示す曲線図である。 」と訂正する。 （１２１第７図及び第８図全添付側紙の通り加入する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 鋳鉄、アルミ合金その他の金属材料力）ら成るワ
ークの表面に、プラズマアークによる溶融部を生じさせ
ると共に次で該溶融部を冷却凝固させるリメルト処理層
を形成させる式のものにおいて、該ワークの金属材料と
は異種の金属材料その他の材料の粉末から成る添加剤を
用意し、これを該プラズマアークに伴わせて該溶融部に
導かせてその内部に強制的に混入させることを特徴とす
るワークの表面処理方法。 ２ 該添加剤はｌＪｉ、 Ｏｒ、 Ｍｏその他の金属又
はその合金、Ｔｏ、 Ｓｉｎ、 Ｍｏ）、０． Ｏｒ、
Ｏ！、 Ｂ４０その他の炭化物、ＢＮ、 ＴｉＢその他
の硼化物、Ｍｏｂ、 、 ＷＳＩ 、 Ｆ’ｅＳその他
の硫化物、Ａｌ、Ｏ，。 Ｓｉｎ！その他の酸化物、等から撰択される少くとも１
種類の粉末から成る特許請求の範囲第１項所載のワーク
の表面処理方法。
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