JPS634094A - 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
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Landscapes
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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】
（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。
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、塩化硼素
と塩化アンモニウムなどを用いる粉末パンク法、硼素と
炭化珪素などの混合溶融塩を用いて電解する電解法、硼
素と炭化珪素などの溶融塩を用いて浸漬する浸漬法など
が知られている。
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、塩化硼素
と塩化アンモニウムなどを用いる粉末パンク法、硼素と
炭化珪素などの混合溶融塩を用いて電解する電解法、硼
素と炭化珪素などの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ど実用化されな
い。
価で処理時間が長いなどの欠点があり殆ど実用化されな
い。
−方、前記粉末パック法、電解法、浸漬法はいずれも８
００℃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Ａ。
００℃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Ａ。
変態を生じ、冷却に際し不可逆的な変形を住し、変形量
が大きくなる。また８５０”Ｃ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％でブリネル
硬さも３０〜５０上昇し、寸法変化。
が大きくなる。また８５０”Ｃ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％でブリネル
硬さも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
の表面層はマイクロブイ７カース硬さ１５００以上とな
るため、表面加工は極めて困難である。
の表面層はマイクロブイ７カース硬さ１５００以上とな
るため、表面加工は極めて困難である。
−方、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。
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。
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であり、コスト高となるのみなら
ずこれを廃棄すれば公害の原因となる問題がある。
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であり、コスト高となるのみなら
ずこれを廃棄すれば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問題点を除去・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、 １、 Ｎａ２Ｏ １０〜２５％、に２Ｏ１５〜３０％
とさらにＬｉ２Ｏ２〜２４％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綱の浸
硼処理方法、 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項記載の方法に関するものである
。
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、 １、 Ｎａ２Ｏ １０〜２５％、に２Ｏ１５〜３０％
とさらにＬｉ２Ｏ２〜２４％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綱の浸
硼処理方法、 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項記載の方法に関するものである
。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明者らは数多くの実験を行い、ＮａｔＯ１０〜２５
％、ＫｚＯ１５〜３０％、残部Ｂ ｔ ＯｓにＬｉ、Ｏ
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度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処理を施すことができ、しか
も前記成分組成の塩は水に対する溶解度が極めて大きい
ことを知見し本発明を完成した。
％、ＫｚＯ１５〜３０％、残部Ｂ ｔ ＯｓにＬｉ、Ｏ
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度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処理を施すことができ、しか
も前記成分組成の塩は水に対する溶解度が極めて大きい
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のごとく水に対す
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処
理することにより容易に付着した塩を洗いおとすことが
できる。また洗滌後の洗滌液に含まれる塩は洗滌液を蒸
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。
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処
理することにより容易に付着した塩を洗いおとすことが
できる。また洗滌後の洗滌液に含まれる塩は洗滌液を蒸
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％以下で硬化も殆ど認められず、寸法変化、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％以下で硬化も殆ど認められず、寸法変化、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８．０３を主成分とし、Ｎａ
、Ｏ，に、Ｏを用いることは知られている。
、Ｏ，に、Ｏを用いることは知られている。
Ｎａ、ＯとＢ２Ｏ３の状態図からＮ ａ ｚ Ｂ ４０
？ （Ｎ ａ ２０３３％）は溶融点が７３０℃であ
り、浸硼処理温度は７５０℃以上である。ＮａｚＯＢ２
０３ （ＮａｚＯ７３％）は溶融点６７５℃で低融点の
組成のものであるが、この種の塩を用いて電解を行って
も浸硼されない。またＮ ａ ２ Ｂ ａ ０７は水に
対する溶解度が低いため浸硼処理後に付着した塩の除去
に問題があり、Ｎａｚ０９Ｂ２０３ （Ｎａｎ０１０％
）は溶融点６８２℃で低融点となっているが、ガラス質
のためＮ ８２ Ｂ ａ Ｏ？より塩の除去が困難であ
り、ＮａｚＯＢ２Ｏ２系の塩のみでは不適である。
？ （Ｎ ａ ２０３３％）は溶融点が７３０℃であ
り、浸硼処理温度は７５０℃以上である。ＮａｚＯＢ２
０３ （ＮａｚＯ７３％）は溶融点６７５℃で低融点の
組成のものであるが、この種の塩を用いて電解を行って
も浸硼されない。またＮ ａ ２ Ｂ ａ ０７は水に
対する溶解度が低いため浸硼処理後に付着した塩の除去
に問題があり、Ｎａｚ０９Ｂ２０３ （Ｎａｎ０１０％
）は溶融点６８２℃で低融点となっているが、ガラス質
のためＮ ８２ Ｂ ａ Ｏ？より塩の除去が困難であ
り、ＮａｚＯＢ２Ｏ２系の塩のみでは不適である。
本発明による塩の組成は、数多くの結果発見されたもの
で、Ｎ ａ ｚ Ｏ−Ｋ ２０ Ｌ １ ｚ ＯＢ
ｚ Ｏ３系の各種組成の塩において、Ｎａ２Ｏ１０〜２
５％。
で、Ｎ ａ ｚ Ｏ−Ｋ ２０ Ｌ １ ｚ ＯＢ
ｚ Ｏ３系の各種組成の塩において、Ｎａ２Ｏ１０〜２
５％。
ＫｚＯｉｓ〜３０％にＬｉ、Ｏを添加し、残部をＢ２Ｏ
３とする塩の溶融点を測定し、第１図にＬｉｚＯ（％）
と溶融点との関係を示した。これらの関係から溶融点が
低く、７００℃での浸硼が可能で、かつ水溶性の優れた
塩に含まれるべきＬｉ２Ｏの濃度は２〜２４％と規定さ
れる。従って、Ｎａ２Ｏ１０〜２５％、 Ｋ、ｏ １５
〜３０％、残部Ｂ２０゜に添加するＬｉ、Ｏの含有量は
２〜２４％の範囲内にする必要がある。
３とする塩の溶融点を測定し、第１図にＬｉｚＯ（％）
と溶融点との関係を示した。これらの関係から溶融点が
低く、７００℃での浸硼が可能で、かつ水溶性の優れた
塩に含まれるべきＬｉ２Ｏの濃度は２〜２４％と規定さ
れる。従って、Ｎａ２Ｏ１０〜２５％、 Ｋ、ｏ １５
〜３０％、残部Ｂ２０゜に添加するＬｉ、Ｏの含有量は
２〜２４％の範囲内にする必要がある。
次に本発明を実施例について説明する。
（実施例１）
ＮａｔＯ１９，２７％、 Ｋ２Ｏ ２３．９９％、
Ｂ２Ｏ３５３，４５％、 ＬｉｚＯ３，２９％の組成
の塩を用い、５２ＳＣ材に対し、７００℃、電流密度０
．２ Ａｍｐ／ａｍ２゜１時間の電解条件で浸硼処理を
施した。第２図は浸硼処理後切断し、３％ナイタル腐食
した表面層組織の顕微鏡写真（Ｘ２５０）である。浸硼
層の硬さはマイクロビッカース硬さ１３００であり、浸
硼処理後７０℃の温水中で付着した塩を布で擦りとる程
度で完全に除去することができた。
Ｂ２Ｏ３５３，４５％、 ＬｉｚＯ３，２９％の組成
の塩を用い、５２ＳＣ材に対し、７００℃、電流密度０
．２ Ａｍｐ／ａｍ２゜１時間の電解条件で浸硼処理を
施した。第２図は浸硼処理後切断し、３％ナイタル腐食
した表面層組織の顕微鏡写真（Ｘ２５０）である。浸硼
層の硬さはマイクロビッカース硬さ１３００であり、浸
硼処理後７０℃の温水中で付着した塩を布で擦りとる程
度で完全に除去することができた。
（実施例２）
ＮａｚＯ１４，５０％、 Ｋ２Ｏ １８．０８％、
Ｂ２Ｏ２６０，８０％、 Ｌｉ２Ｏ６．６４％の組成
の塩を７５０℃に過熱し、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図は浸硼処理後切断
し、３％ナイタル腐食した表面層組織の顕微鏡写真（Ｘ
２５０）である。浸硼層の硬さはマイクロピンカース硬
さ１５００であり、浸硼処理後５０℃の温水中に３０分
間被処理物を漬けた後付着した塩を布で拭きとることで
清浄なものとなった。
Ｂ２Ｏ２６０，８０％、 Ｌｉ２Ｏ６．６４％の組成
の塩を７５０℃に過熱し、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図は浸硼処理後切断
し、３％ナイタル腐食した表面層組織の顕微鏡写真（Ｘ
２５０）である。浸硼層の硬さはマイクロピンカース硬
さ１５００であり、浸硼処理後５０℃の温水中に３０分
間被処理物を漬けた後付着した塩を布で拭きとることで
清浄なものとなった。
以上本発明は、上述のように溶融塩の成分組成を新規な
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、硬さ変化が
少なく、付着した塩を容易に除去することができた。
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、硬さ変化が
少なく、付着した塩を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。
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が太き（、又浸硼
剤の除去が容易でないため実用化が遅れている。
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あたえた複合材
料を容易に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。
系材料にセラミックスに優る表面性能をあたえた複合材
料を容易に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図は本発明方法により浸硼処理した浸硼層組織の
顕微鏡写真（ｘ ２５０）である。 特許出願人 岩手製鉄株式会社 代理人 弁理士 村 １）政 治 Ｌｉθ （’／、） 手続ネ甫正書（オＮ） 昭和６１年 ９月 ４日 特許庁長官 黒 １）明 雄 殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１４６２１７号 ２、発明の名称 鉄および綱の浸硼処理方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 宮城県仙台市人来田二丁目１１−１８氏 名
杉 本 克 久 住 所 岩手県和賀郡和賀町寝根１８地割１４番地名
称 岩手製鉄株式会社 代表者 小原康司 ４、代理人 〒１０４ ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の
欄、６層、；） ７、補正の内容 （１） 明細書第９頁第１３〜１４行の記載を下記の
とおりに訂正する。 「第２図、第３図はそれぞれ５２５Ｃ材、 ＳＫＳ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（Ｘ ２５０）である。」
、第３図は本発明方法により浸硼処理した浸硼層組織の
顕微鏡写真（ｘ ２５０）である。 特許出願人 岩手製鉄株式会社 代理人 弁理士 村 １）政 治 Ｌｉθ （’／、） 手続ネ甫正書（オＮ） 昭和６１年 ９月 ４日 特許庁長官 黒 １）明 雄 殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１４６２１７号 ２、発明の名称 鉄および綱の浸硼処理方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 宮城県仙台市人来田二丁目１１−１８氏 名
杉 本 克 久 住 所 岩手県和賀郡和賀町寝根１８地割１４番地名
称 岩手製鉄株式会社 代表者 小原康司 ４、代理人 〒１０４ ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の
欄、６層、；） ７、補正の内容 （１） 明細書第９頁第１３〜１４行の記載を下記の
とおりに訂正する。 「第２図、第３図はそれぞれ５２５Ｃ材、 ＳＫＳ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（Ｘ ２５０）である。」
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｎａ＿２Ｏ１０〜２５％、Ｋ＿２Ｏ１５〜３０％と
さらにＬｉ＿２Ｏ２〜２４％を含有し、残部不可避的不
純物とＢ＿２Ｏ＿３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 true JPS634094A (ja) | 1988-01-09 |
| JPH0830258B2 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 (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007529087A (ja) * | 2003-07-10 | 2007-10-18 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 放射チューブを含む電気加熱要素 |
| CN102517542A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 广西师范大学 | 金属钛表面渗硼用渗硼剂及渗硼工艺 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP14621786A patent/JPH0830258B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007529087A (ja) * | 2003-07-10 | 2007-10-18 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 放射チューブを含む電気加熱要素 |
| CN102517542A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 广西师范大学 | 金属钛表面渗硼用渗硼剂及渗硼工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0830258B2 (ja) | 1996-03-27 |
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