JPS6092464A - アルミニウム拡散処理方法 - Google Patents

アルミニウム拡散処理方法

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JPS6092464A
JPS6092464A JP19956283A JP19956283A JPS6092464A JP S6092464 A JPS6092464 A JP S6092464A JP 19956283 A JP19956283 A JP 19956283A JP 19956283 A JP19956283 A JP 19956283A JP S6092464 A JPS6092464 A JP S6092464A
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aluminum
treatment
packing
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幸男 山本
Masafumi Kiko
寄高 政史
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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
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/52—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in one step
    • 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明性、金属物品表面に対するアルミニウム拡散処理
方法に関し、更に詳細には全綱物品の表面に形成される
アルミニウム拡散被膜の耐酸化性、耐腐食性などを更に
向上させるための表面処理方法に関する。
〔従来技術〕
金属物品の表面にアルミニウムを拡散浸透させてその耐
酸化性、耐腐食性などを付与する方法はよく知られて論
る。この方法の一つとして知られてhるアルミツヤツク
法は、アルミニウム粉末、アルミナ、ハロゲン化活性剤
(たとえばNH2O))から成るノfツク剤中に金属物
品を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱することにより、
金属物品表面にアルミニウム拡散被験を形成するもので
ある。このアルミパック処理被膜の耐酸化性、耐腐食性
を更に向上させるためにパック剤に希土類元素1に添加
する方法も知られている。たとえば特開昭56−871
s61号公鰯には、ト記アルミニウム粉末の一部を希土
類元素と他の金属(たとえばアルミニウム)との合金粉
末寸たは希土類金属のハロダン化物粉末にIk換して・
ぐツク処理を行い、希土類元素を被処理金相物品着面に
拡散浸透させる方法が開示されている。しかしながら希
土類元素は微量添加した場合にけ非常に効果があるが、
それゆえに次のような問題点がある。
(イ)微量添加であるため希土類元素をパック剤中に均
一に分散させることが極めて喘しい。このため希土類元
素が均一に分散した拡散処理層が得られない。一方、希
土類元素の添加量を多くすれば、希土類元素の偏在が緩
和され、その分布をほぼ均一にすることができる。しか
し、アルミパック処理は所定のパック層厚みを得るため
に長い処理時間が必要である。このためアルミニウム拡
散ノー中の希土類元素の量も増加し、希土類元素がアル
ミニウム、ニッケルなどと低融点の化合物全つくり、そ
の結果、破膜が剥離しやすぐなり、母材のwtm化性が
低下してしまうO ←ン 希土類元素を・eツク剤中に均一に分散させるに
はできるだけ細かい粒度のもの、たとえば200メツシ
ユより細かいものヲr史用することが望ましい。しかし
、希土類元素またはその合金を、このような粒度まで細
粒化すことは極めて難しい。
〔発明の目的〕
したがって本発明の目的は、耐酸化性、耐腐食性、耐久
性にすぐれたアルミニウム拡散被膜を与えることができ
るアルミニウム拡散処御方法全提供することである。
〔発明の構成〕
本発明者は、アルミ/fツク処8I粉末すなわちi4ツ
ク剤中のアルミニウム粉末のすべてを、アルミニウムと
希土類元素の合金粉末に代えることにより本発明の上記
目的が達成されることを見出し本発明を構成するに至っ
た。
すなわち本発明は、拡散金属粉末とハロゲン化活性剤と
不活性担体粉末とから成る混合粉末中に金属物品を埋設
して非酸化性雰囲気中で加熱するa4 y り処1M法
にお−て、拡散金属粉末がアルミニウムと希土類金属と
の合金粉末のみから成ることを特徴とするアルミニウム
拡散処理方法であるつ以下、本@BiJを詳細に説明す
る。
本発明に使用する拡散金属粉末はアルミニウムと希土類
元素との合金粉末であり、アルミニウムと希土類元素の
金属をそれぞれの融点以上の温度で混合したものを冷却
凝固させ、細粉化することにより得られる。この合金は
、固溶体、共融混合物、または金H5間化合物のいずれ
の形態であってもよい。この合金中のアルミニウム含有
針は一般に70重量%以上とするのが適搗である0希土
類元素としてはスカンジウム(sc)、イツ) IJウ
ム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、ゾラ
セオジム(Pr)、ネオヅA (Nd)、ゾロメチウA
(Pm)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(εU)
、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプ
ロシウム(Dy)、ホルミウム(Ha )、エルビウム
(E「)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)
、ルテチウム(Lu) およびこレラの2a1以上の混
合物を使用すス/”J−充マI務ス−1たミツシュメタ
tb (Mm)(La 22〜38 X。
Ce 48〜56 N、その他Nd、Pr、y、bよび
少量のF、%A) を含む、希土類元素95重tX以上
の混合物)も本発明の希土類元素として使用することが
できる。
本発明に使用するハロゲン化活性剤は、/4′ツク剤中
のアルミニウムが被処理金属表面に拡散浸透するのを促
進するものであり、具体的にij NH4CjNH4F
%NaCノ、NaFなどのハロダン化物が使用される。
また、不活性担体粉末は、溶融した合金粉末粒子が相互
に接触しないように働くものであり、たとえばアルミナ
が使用される。
本発明に使用するノやツク剤は、アルミニウムと希土類
元素との合金粉末5〜50重量%〔希土類元素0.01
〜5重鎗%(/やツク剤の全重量に対して)〕、〕へロ
rン化活性剤1〜5重量%アルミナ粉末残部から成る。
本発明は/fツク剤の拡散金属粉末としてアルミニウム
と希土類元素との合金粉末のみを使用することを特徴と
している。このパックall外Eki臥イ〒ルミ/4ツ
ク処理を行うにはたとえば次のようにすればよい〇 まずa4ツク剤中に被処理金属物品を埋設し、非酸化性
雰囲気、たとえばN2 またはAr ′1#囲気中、7
00〜900℃でO,S〜2.5時間/やツク処理を行
う。次に被処理物をノやツク剤の中から取り出り1、N
2、N2また#−1Ar のような非酸化性雰囲気中、
800〜1100℃で1.0〜5.0時間拡散処理を行
えばよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、パック剤中のすべてのアルミニウム粉
末と希十泊j元累とがあらかじめ合金化されているため
、ノfツク剤中に希土類元素が均一に分散され、偏在す
ることがない。このためパック処理層、処J’++胎中
に微量の希土類元素が均一に分散され、従来法、すなわ
ち希土類元素をそのまま使用したり、あるいけパック剤
中のアルミニウム粉末の一部と合金化して使用するよう
な場合とくらべて、耐酸化性、耐腐食性が商いアルミニ
ウム拡散被膜が得られる。また、すべてのアルミニウム
と希土類元素とが合金化されているので、パック剤の混
合調製も容易に行うことができる。
〔実施例〕
次に実施例により本発明を更に詳細に説明する・実施例
1 次の組成を有するNI Re51st鋳鉄から25鵡×
40mX5+*の試料を作成した。
C2,0(重量%) St 2 、2 Mn 1 、 O Nl 20.0 Cr 2 、2 P O,05 Fe残 この試料を次の組成を有するパック剤中に埋設し、N2
 雰囲気中、750Cで1.5時間パック処理を行い、
次にノやツク剤の中から取り出し、N2 雰囲気中、9
50Cで3.5時間拡散処理全行った。
ノやツク剤の組成 アルミナ粉(100〜200メツシユ)68(重量96
)アルミニウムとミツシュメタルとの合金粉(100〜
200メツシユ)30 ハロ)f7活性剤NH4Cノ 2 ミツシユメタル(Mm ) の添加量は/4ツク剤の全
重量に対して0.25.0.50.10口t2.0訃よ
びs 、0:itNとした。アルミニウム拡散被膜の厚
みは0.25〜1.0%のとき130μ、2%のとき1
00μ、5%のとき80μであつ九。また比較例として
、 Mmを合金化することなくそのまま、・やツク剤の
全重量に対して0.50.1.口、2.0および5.0
貞蓋%添加したものを月1いて同様の処理を行った (
/4′ツク剤:アルミナ粉(100〜200メツシユ)
68重葉%、アルミニウム粉(100ロ〜200メツシ
ユとMm粉(100〜200メツシユ)とを合わせて5
0ffi景%、NH4ct 2 * it%)。アルミ
ニウム拡散被膜の厚みは0.5〜1.0%のとき12C
n n−り n(の、L−貞10rIn−59(のとき
80μであった。
このようにして得られた各試料について、次のように耐
酸化性試験を行った。
1000℃に保った大気炉中に上記試料を45分間保持
し、次に試料を炉から取り出して空気中で15分出1自
然冷却する。これを1サイクル(60分)として、計4
0サイクル繰り返した後、試験前後の車量変化および試
験後の表面性状により、被膜の耐酸化性を評価した。
Mmの添加量を変化させたときの、東員変化を第1図に
示す。従来法(比較例)よりも本発明方法によるものの
耐酸化性がすぐれていること力ζよくわかる。これは、
従来法では処理層中に希土類元素が偏在し、処理層の性
状が均一でないため、耐酸化性の弱い部分が早期に酸化
され、それ′lJ(進行するためであると考えられる。
またMm t!A加祉が1.0%のときの、力l熱冷却
サイクルの回数とルIt変化の関係を第2図に示す。
第2図から、本発明方法により処理された試料は従来法
のものにくらべて皇W減がelとんとなく、耐酸化性に
すぐれていることがわかる。
実施例2 次の組成を有する姐 基超合金から実施例1と同じ寸法
の試料を作成した。
Nl 74(束量%)61(重量%) Cr 12 、5 6 、 I Go 7 、5 Mo 4 、2 2 、0 W 5.8 Ts 9 、 O Nb 2 、 OO、5 ^ノ 6.1 5.4 丁1 0.8 1.0 CO,120、13 80,010,02 Zr O、100、15 Re −0,5 Hず 0.4 この試料を、実施例1で使用したものと同じ組成(アル
ミニウム合金中のM重量は/4′ツク剤の全重量に対し
て1.0%)のパック剤中に埋設し、N2 雰囲気中・
750℃で1.5時曲・やツク処理し、次にパック剤の
中から取り出し、 N2 雰囲気中、1100℃で2時
間拡散処理を行った。試料1、IIともに、アルミニウ
ム拡散層の厚みは100μであった。
比較例としてMmを添加しない/4ツク剤甲で、同様の
処理管行った。
このようにして得られた試料を、1200℃に保った大
気炉中に45分101保持し、次に炉から取り出して窒
気中で15分間自然冷却する。これを1サイクル(60
分)として160サイクル行った後、試験前後の酸化減
量を測定した@結果を次表に示す。
試料 Mm 酸化減量(mg 7cm 2)■ 添加 
−1,0 ■ 無龜加 −2,2 II 添加 −0,8 ■ 無添加 −2,0 試料1、酩ともに、Mrnを添加することにより、耐酸
化性試駆による減−は小さくなっている。
【図面の簡単な説明】
第1図はMm ms加綾と耐酸化性との関係を示すグラ
フであり、第2図は、本@明方法と従来法により処理し
た被11りの耐酸化性を地紋して示すグラフである。 2468 Mm l7ID V (*菫o1.)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 拡散金属粉末とハロゲン化活性剤と不活性担体
    粉末とから成る混合粉末中に全綱物品を埋設して非酸化
    性雰囲気中で加熱する/4′ツク処理法において、拡散
    金属粉末がアルミニウムと希土類金属との合金粉末のみ
    から成ることを*taとするアルミニウム拡散処理方法
    。
JP19956283A 1983-10-25 1983-10-25 アルミニウム拡散処理方法 Granted JPS6092464A (ja)

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JPS6092464A true JPS6092464A (ja) 1985-05-24
JPS626745B2 JPS626745B2 (ja) 1987-02-13

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5120449A (en) * 1974-08-12 1976-02-18 Fujita Corp Kozobutsuniokeru taishinkako
JPS5687661A (en) * 1979-12-19 1981-07-16 Hitachi Ltd Metal article coating method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5120449A (en) * 1974-08-12 1976-02-18 Fujita Corp Kozobutsuniokeru taishinkako
JPS5687661A (en) * 1979-12-19 1981-07-16 Hitachi Ltd Metal article coating method

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