JPS6086263A - Ｆｅ基、Νｉ基、およびＣｏ基合金のイオン窒化による表面硬化法 - Google Patents
Ｆｅ基、Νｉ基、およびＣｏ基合金のイオン窒化による表面硬化法Info
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- JPS6086263A JPS6086263A JP19175183A JP19175183A JPS6086263A JP S6086263 A JPS6086263 A JP S6086263A JP 19175183 A JP19175183 A JP 19175183A JP 19175183 A JP19175183 A JP 19175183A JP S6086263 A JPS6086263 A JP S6086263A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
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- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
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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】
この発明は、Ｊｔ’ｌｅ基、Ｎｉ基、およびＣｏ基合金
の表面に、イオン窒化処理にょシ硬化層を形成する方法
に関するものである。
の表面に、イオン窒化処理にょシ硬化層を形成する方法
に関するものである。
一般に、例えはモーターボートや上陸用舟艇などの特殊
船舶のプロペラや、耐食耐熱バルブ、さらに射出成形機
の金型、シリンダ、およびスクリュ部材などの製造には
、高強度と耐食性、さらには耐熱性が要求されることか
ら、各種のステンレス鋼やハステロイ、さらにインコネ
ルなどの少なくともＣｒ：１０〜４０％（重量％、以下
同じ）を含有するＦｅ基、Ｎｉ基、およびＣｏ基合金が
用いられている。
船舶のプロペラや、耐食耐熱バルブ、さらに射出成形機
の金型、シリンダ、およびスクリュ部材などの製造には
、高強度と耐食性、さらには耐熱性が要求されることか
ら、各種のステンレス鋼やハステロイ、さらにインコネ
ルなどの少なくともＣｒ：１０〜４０％（重量％、以下
同じ）を含有するＦｅ基、Ｎｉ基、およびＣｏ基合金が
用いられている。
しか１、これらの高Ｃｒ含有のＦｅ基＋ Ｎｉ基、およ
びＣｏ基合金は、高強度、運びにすぐれた耐食性および
耐熱性全有するものの、相対的に硬さが低く、耐摩耗性
が十分でないために比軟的短かい使用寿命しか示さない
ものであった。
びＣｏ基合金は、高強度、運びにすぐれた耐食性および
耐熱性全有するものの、相対的に硬さが低く、耐摩耗性
が十分でないために比軟的短かい使用寿命しか示さない
ものであった。
かかる点から、これらの高Ｃｒ含有のＦｅ基、Ｎｉ基。
およびＣｏ基合金の表面を硬化して、耐摩耗性を確保せ
んとする試みがなされたが、未だこれらの合金の表面に
硬化層全形成できた成功例を見ないのが現状である。
んとする試みがなされたが、未だこれらの合金の表面に
硬化層全形成できた成功例を見ないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に少
なくともＣｒ：１０〜４０％を含有するＦｅ基。
なくともＣｒ：１０〜４０％を含有するＦｅ基。
Ｎｉ基、およびＣｏ基合金に着目し、これら合金の表面
を硬化すべく研究を行なった結果、これらの合金に、０
，５〜１５ ｔｏｒｒ の範囲内の所定圧力の窒素雰囲
気または窒素と水素の混合ガス雰囲気（望ましくは容量
比で、Ｈ２／Ｎ２ ： ４以下）中、５００〜７００℃
の範囲内の所定温度でイオン窒化処理を施すと、イオン
状になった窒素が合金表面から浸入し、合金成分である
Ｃｒと結合して窒化クロムを形成し、この反応は合金中
に合金成分としてＡｔおよびＴｉのうちの１種または２
種を、望ましくは０．１〜１２％の範囲で含有する場合
に一段と促進されるようになり、この窒化クロムはきわ
めて硬質なので、前記合金表面ば硬化されるようになる
という知見を得たのである。
を硬化すべく研究を行なった結果、これらの合金に、０
，５〜１５ ｔｏｒｒ の範囲内の所定圧力の窒素雰囲
気または窒素と水素の混合ガス雰囲気（望ましくは容量
比で、Ｈ２／Ｎ２ ： ４以下）中、５００〜７００℃
の範囲内の所定温度でイオン窒化処理を施すと、イオン
状になった窒素が合金表面から浸入し、合金成分である
Ｃｒと結合して窒化クロムを形成し、この反応は合金中
に合金成分としてＡｔおよびＴｉのうちの１種または２
種を、望ましくは０．１〜１２％の範囲で含有する場合
に一段と促進されるようになり、この窒化クロムはきわ
めて硬質なので、前記合金表面ば硬化されるようになる
という知見を得たのである。
この発明は、上記知見に−もとづいてなされたものであ
って、以下に条件を上記の通りに限定した理由を説明す
る。
って、以下に条件を上記の通りに限定した理由を説明す
る。
（ａ） 合金中のＣｒ含有景
Ｃｒ成分は、イオン窒化処理に隙して、合金表面から侵
入した窒素と結合しＬｋ質の窒化クロムを形成し、もっ
て合金表面に高硬度を有する硬化層を形成するのに不可
欠の成分であるが、その含有量が１０％未満では窒化ク
ロムの形成が少なすぎて所望の高硬度を有する硬化層全
形成することができず、一方４０％を越えて含有させる
と、合金自体のもつ特性が損なわれるようになることか
ら、Ｃｒ含有ｇ−全１０〜４０％と定めた。なお、この
場合、合金中に合金成分としてＡｔおよびＴｉのうちの
１種または２種全含有すると、イオン窒化による表面硬
化層の形成が一段と促進されるようになるが、その含有
量が０．５％未満では所望の促進効果が得られず、一方
１２％を越えて含有させると、合金の靭性が低下するよ
うになることから、０．５〜１２％の含有が望ましい。
入した窒素と結合しＬｋ質の窒化クロムを形成し、もっ
て合金表面に高硬度を有する硬化層を形成するのに不可
欠の成分であるが、その含有量が１０％未満では窒化ク
ロムの形成が少なすぎて所望の高硬度を有する硬化層全
形成することができず、一方４０％を越えて含有させる
と、合金自体のもつ特性が損なわれるようになることか
ら、Ｃｒ含有ｇ−全１０〜４０％と定めた。なお、この
場合、合金中に合金成分としてＡｔおよびＴｉのうちの
１種または２種全含有すると、イオン窒化による表面硬
化層の形成が一段と促進されるようになるが、その含有
量が０．５％未満では所望の促進効果が得られず、一方
１２％を越えて含有させると、合金の靭性が低下するよ
うになることから、０．５〜１２％の含有が望ましい。
（ｂ） 雰囲気
イオン窒化は、窒素雰囲気および窒素と水素の混合ガス
雰囲気のいずれでも行なうことができるが、窒素と水素
の混合ガス雰囲気の方が、水素によって合金表面の活性
化がはかられ、イオン窒化が促進されるようＫなるので
車重しい。しヵ・し、この場合、Ｈ２／ Ｎ２ の容量
比が４を越えると、イオン化窒素の量が相対的に少なく
なって窒化速度が遅くなシ、長い処理時間が必要となる
ので、としなければならない。
雰囲気のいずれでも行なうことができるが、窒素と水素
の混合ガス雰囲気の方が、水素によって合金表面の活性
化がはかられ、イオン窒化が促進されるようＫなるので
車重しい。しヵ・し、この場合、Ｈ２／ Ｎ２ の容量
比が４を越えると、イオン化窒素の量が相対的に少なく
なって窒化速度が遅くなシ、長い処理時間が必要となる
ので、としなければならない。
（ｃ） 雰囲気圧力
雰囲気圧力が０．５ ｔｏｒｒ 未満でも、また１ｓｔ
ｏｒｒ を越えても窒素および水素のイオン（Ｎ 。
ｏｒｒ を越えても窒素および水素のイオン（Ｎ 。
Ｈ）か不十分で所望のイオン窒化を行なうことができな
いので、琢囲気圧力全０．５〜１５ ｔｏｒｒの減圧下
と定めた。
いので、琢囲気圧力全０．５〜１５ ｔｏｒｒの減圧下
と定めた。
（ｄ） 処理温度
その温度が５００℃未満でに合金表面への窒素イオンの
侵入が十分に行なわれず、一方７００ ℃を越えた処理
温度にすると、形成した窒化クロムが粗大化するように
なるばがシでなく、炭化クロムやその他の硬質粒子が分
散析出するようになって合金自体の靭性が著しく低下す
るようになることから、その温１ｖｓｏｏ〜７００ ’
Ｃと定めた。
侵入が十分に行なわれず、一方７００ ℃を越えた処理
温度にすると、形成した窒化クロムが粗大化するように
なるばがシでなく、炭化クロムやその他の硬質粒子が分
散析出するようになって合金自体の靭性が著しく低下す
るようになることから、その温１ｖｓｏｏ〜７００ ’
Ｃと定めた。
つ畝に、この発明の表面硬うし伝を実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
実施例
通常の真空溶解炉を用いて、それぞれ笛１表に示される
成分組成？もった、いずれもＣｒ：１０〜４０％を含有
する公知のＦｅ基合金、Ｎｉ２！ｌＩ：合金、およびＣ
ｏ基合金を溶製した後、直径二８０關φＸ高さ：１５（
＋鰭の寸法全もったインゴットに鋳造し、このインゴッ
トに通常の条件で、熱間鍛造、熱間圧延、および冷間圧
延を施して板厚＝２順の板材口 とし２、この板材よシ干面：１０陥 の試験片を切出し
、この試験片に、それぞれ第２表に示される施した。
成分組成？もった、いずれもＣｒ：１０〜４０％を含有
する公知のＦｅ基合金、Ｎｉ２！ｌＩ：合金、およびＣ
ｏ基合金を溶製した後、直径二８０關φＸ高さ：１５（
＋鰭の寸法全もったインゴットに鋳造し、このインゴッ
トに通常の条件で、熱間鍛造、熱間圧延、および冷間圧
延を施して板厚＝２順の板材口 とし２、この板材よシ干面：１０陥 の試験片を切出し
、この試験片に、それぞれ第２表に示される施した。
なお・、比較法１〜４は、Ｃｒ含含有−およびイオン窒
化処理桑伺のうちのいずれかの条件（第２表に※印を付
す）がこの発明の範囲から外れた条件で行左つたもので
ある。
化処理桑伺のうちのいずれかの条件（第２表に※印を付
す）がこの発明の範囲から外れた条件で行左つたもので
ある。
沃２表には、イオン窒化処理費の表面硬さをピツカース
硬さで示したが、本丸可法１〜１７においては、いずれ
も高硬度を有する表面硬化層が形成され、所望の表面硬
化が行なわれているのに対して、比較法１〜４に見られ
るように、イオン窒化処理条件のうちのいずれかの条件
でもこの発明の範囲から外れると、十分な表面硬化を行
なうことができないことが明ら〃）である。
硬さで示したが、本丸可法１〜１７においては、いずれ
も高硬度を有する表面硬化層が形成され、所望の表面硬
化が行なわれているのに対して、比較法１〜４に見られ
るように、イオン窒化処理条件のうちのいずれかの条件
でもこの発明の範囲から外れると、十分な表面硬化を行
なうことができないことが明ら〃）である。
上述のように、この発明の表面硬化法によれば、従来表
面硝化が不可能であったＦｅ基、Ｎｉ基、およびＣｏ基
合金の表面に、実用に隙してすぐわた１ｎ１１摩耗件を
示す高硬度の表面硬化）？Ｊ’に形成することができる
のである。
面硝化が不可能であったＦｅ基、Ｎｉ基、およびＣｏ基
合金の表面に、実用に隙してすぐわた１ｎ１１摩耗件を
示す高硬度の表面硬化）？Ｊ’に形成することができる
のである。
出願人 三菱金ｈ１株式会社
代理人 冨 １）和 夫 外１名
Claims (1)
- 少なくともＣｒ：１０〜４０］ｉ量％全含有するＦｅ基
、Ｎｉ基、およびＣｏ基合金に、０．５〜１５ ｔｏｒ
ｒの範囲内の所定圧力の窒素雰囲気または窒素と水素の
混合ガス雰囲気中、５００〜７００ ’Ｃの範囲内の所
定温度でイオン窒化処理音節すこと全特徴とするＦｅ基
＋Ｎｉ基、およびＣｏ基合金のイオン窒化による表面硬
化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19175183A JPS6086263A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Ｆｅ基、Νｉ基、およびＣｏ基合金のイオン窒化による表面硬化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19175183A JPS6086263A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Ｆｅ基、Νｉ基、およびＣｏ基合金のイオン窒化による表面硬化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086263A true JPS6086263A (ja) | 1985-05-15 |
| JPH0369986B2 JPH0369986B2 (ja) | 1991-11-06 |
Family
ID=16279893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19175183A Granted JPS6086263A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Ｆｅ基、Νｉ基、およびＣｏ基合金のイオン窒化による表面硬化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086263A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6274066A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Hitachi Cable Ltd | 押出機部品の耐食性向上方法 |
| FR2630133A1 (fr) * | 1988-04-18 | 1989-10-20 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede pour l'amelioration de la resistance a la corrosion de materiaux metalliques |
| WO1990004044A1 (en) * | 1988-10-08 | 1990-04-19 | Tecvac Limited | Surface treatment of metals and alloys |
| JP2013155393A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Toyota Central R&D Labs Inc | 被覆部材およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS531141A (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-07 | Hitachi Ltd | Metal treating process |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP19175183A patent/JPS6086263A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS531141A (en) * | 1976-06-25 | 1978-01-07 | Hitachi Ltd | Metal treating process |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6274066A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Hitachi Cable Ltd | 押出機部品の耐食性向上方法 |
| FR2630133A1 (fr) * | 1988-04-18 | 1989-10-20 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede pour l'amelioration de la resistance a la corrosion de materiaux metalliques |
| US5062900A (en) * | 1988-04-18 | 1991-11-05 | Institut De Recherches De La Siderurgie Francaise | Process for the improvement of the corrosion resistance of metallic materials |
| WO1990004044A1 (en) * | 1988-10-08 | 1990-04-19 | Tecvac Limited | Surface treatment of metals and alloys |
| GB2245601A (en) * | 1988-10-08 | 1992-01-08 | Tecvac Ltd | Surface treatment of metals and alloys |
| GB2245601B (en) * | 1988-10-08 | 1992-10-07 | Tecvac Ltd | Surface treatment of metals and alloys |
| JP2013155393A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Toyota Central R&D Labs Inc | 被覆部材およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0369986B2 (ja) | 1991-11-06 |
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