JP2003306780A - ＡｌまたはＡｌ合金に対する表面硬化処理法 - Google Patents
ＡｌまたはＡｌ合金に対する表面硬化処理法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】Ａｌを用いた高硬度で軽量な部材、耐摩耗性部
品を得るために、軟質なＡｌ表面に高硬度で厚い硬化層
を生成させる方法を提供する。 【解決手段】ＡｌまたはＡｌ合金からなる基材表面１
に、Ｎｉ粒子２と融点６１０℃以下のＳｉ含有Ａｌ合金
粒子３とフラックス４とを混合したものを塗布し、基材
を６００℃以下の不活性ガス雰囲気中で加熱することに
よってＡｌ合金を溶融し、基材表面に溶融Ａｌ合金６と
Ｎｉ−Ａｌ合金の合金層及び／または化合物層５からな
る硬化層を生成させる。好ましくは粒子は径が１２０μ
ｍ以下のものを用い、Ｎｉを４０〜９０％、Ａｌ合金好
ましくはＡｌ−１０％Ｓｉ共晶合金を１０〜６０％、フ
ッ化物系のフラックスを金属の５〜３０％とする。さら
に、上記組成以外の高沸点金属、活性金属を含有しても
よい。
品を得るために、軟質なＡｌ表面に高硬度で厚い硬化層
を生成させる方法を提供する。 【解決手段】ＡｌまたはＡｌ合金からなる基材表面１
に、Ｎｉ粒子２と融点６１０℃以下のＳｉ含有Ａｌ合金
粒子３とフラックス４とを混合したものを塗布し、基材
を６００℃以下の不活性ガス雰囲気中で加熱することに
よってＡｌ合金を溶融し、基材表面に溶融Ａｌ合金６と
Ｎｉ−Ａｌ合金の合金層及び／または化合物層５からな
る硬化層を生成させる。好ましくは粒子は径が１２０μ
ｍ以下のものを用い、Ｎｉを４０〜９０％、Ａｌ合金好
ましくはＡｌ−１０％Ｓｉ共晶合金を１０〜６０％、フ
ッ化物系のフラックスを金属の５〜３０％とする。さら
に、上記組成以外の高沸点金属、活性金属を含有しても
よい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌの軽量性と優れた
熱，電気伝導性の他に耐摩耗性を兼ね備える部材を得る
ための表面硬化法に関する。
熱，電気伝導性の他に耐摩耗性を兼ね備える部材を得る
ための表面硬化法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌやＡｌ合金は展伸性に富み，板，
条，棒，線，管等の形状で多くの工業分野で使用されて
いる。中でもＡｌはその比重が鉄鋼の約１／３，銅の１
／３以下で非常に軽量な点が大きなメリットとなって現
在の軽薄短小の時代に貢献している。しかしＡｌ及びＡ
ｌ合金の欠点は表面が軟質で他の材料に比べ硬さが低い
のが問題であり，その改善としてＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系の
ジュラルミン，Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系の超超ジュラ
ルミンの開発によってその用途を拡大してきた。それで
もこれらの合金の硬さ（本稿の中の硬さは全てマイクロ
ヴィッカース値を採用し，Ｈｍｖで表記する。）は１５
０〜１８０Ｈｍｖ程度が限界で，耐摩耗材料としてはま
だまだ硬さが不足している。
条，棒，線，管等の形状で多くの工業分野で使用されて
いる。中でもＡｌはその比重が鉄鋼の約１／３，銅の１
／３以下で非常に軽量な点が大きなメリットとなって現
在の軽薄短小の時代に貢献している。しかしＡｌ及びＡ
ｌ合金の欠点は表面が軟質で他の材料に比べ硬さが低い
のが問題であり，その改善としてＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系の
ジュラルミン，Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系の超超ジュラ
ルミンの開発によってその用途を拡大してきた。それで
もこれらの合金の硬さ（本稿の中の硬さは全てマイクロ
ヴィッカース値を採用し，Ｈｍｖで表記する。）は１５
０〜１８０Ｈｍｖ程度が限界で，耐摩耗材料としてはま
だまだ硬さが不足している。
【０００３】一方、軟質なＡｌ表面を硬化する方法とし
てアルマイト処理が普遍的に用いられ，民生用品には広
く普及している。しかしアルマイト処理は表面より数μ
ｍ程度の深さの極表面のみの表面硬化法であって，硬化
層を厚く生成させることは困難であり，やはり耐摩耗性
を備える材料として使用するには限界がある。
てアルマイト処理が普遍的に用いられ，民生用品には広
く普及している。しかしアルマイト処理は表面より数μ
ｍ程度の深さの極表面のみの表面硬化法であって，硬化
層を厚く生成させることは困難であり，やはり耐摩耗性
を備える材料として使用するには限界がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はＡｌ表
面が軟質である問題を解決し，高硬度で軽量な部材，耐
摩耗部品を提供することにある。
面が軟質である問題を解決し，高硬度で軽量な部材，耐
摩耗部品を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の表面硬化方法
は，ＡｌまたはＡｌ合金からなる基材表面に被覆材とし
てＮｉと融点６１０℃以下のＳｉ含有Ａｌ合金をフッ化
物を主体とするフラックスと混合し塗布した後，６００
℃以下の不活性ガス雰囲気中で加熱し，被覆材中のＡｌ
合金を溶融し，当該基材表面をＮｉ−Ａｌ合金の合金層
及び／または化合物層にして表面硬化させることを基本
とするものであって，好ましい態様としては１２０μｍ
以下の粒子を用いること，Ｎｉ粒子：４０〜９０％，ア
ルミニウム合金粒子：１０〜６０％，フッ化物系のフラ
ックスを金属粒子量の５〜３０％からなる混合物を用い
ること，Ａｌ合金としてＡｌ−１２％Ｓｉの共晶合金粒
子を用いること，さらに上記組成以外に高融点金属のＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｂ粒子の中から一種または二種以上を
１５％以下，活性金属のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ粒子の中から
一種または二種以上を１０％以下，及び／またはＣｕ，
Ａｇ，Ｓｎ，Ｚｎ粒子の中から一種または二種以上を８
％以下含有すること，であるが，被覆材としてＡｌ合金
粒子の代わりにＡｌ粒子とＳｉ粒子を単独に用いること
も出来るし，上記添加元素の中から一種または二種以上
の合金化を行ない，その合金粒子を用いることも出来
る。なお，本発明で用いる「％」は「重量％」である。
は，ＡｌまたはＡｌ合金からなる基材表面に被覆材とし
てＮｉと融点６１０℃以下のＳｉ含有Ａｌ合金をフッ化
物を主体とするフラックスと混合し塗布した後，６００
℃以下の不活性ガス雰囲気中で加熱し，被覆材中のＡｌ
合金を溶融し，当該基材表面をＮｉ−Ａｌ合金の合金層
及び／または化合物層にして表面硬化させることを基本
とするものであって，好ましい態様としては１２０μｍ
以下の粒子を用いること，Ｎｉ粒子：４０〜９０％，ア
ルミニウム合金粒子：１０〜６０％，フッ化物系のフラ
ックスを金属粒子量の５〜３０％からなる混合物を用い
ること，Ａｌ合金としてＡｌ−１２％Ｓｉの共晶合金粒
子を用いること，さらに上記組成以外に高融点金属のＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｂ粒子の中から一種または二種以上を
１５％以下，活性金属のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ粒子の中から
一種または二種以上を１０％以下，及び／またはＣｕ，
Ａｇ，Ｓｎ，Ｚｎ粒子の中から一種または二種以上を８
％以下含有すること，であるが，被覆材としてＡｌ合金
粒子の代わりにＡｌ粒子とＳｉ粒子を単独に用いること
も出来るし，上記添加元素の中から一種または二種以上
の合金化を行ない，その合金粒子を用いることも出来
る。なお，本発明で用いる「％」は「重量％」である。
【０００６】
【作用】被覆材を有機系溶剤によって混練し，Ａｌまた
はＡｌ合金の基材表面に塗布し，不活性ガス雰囲気中で
加熱する。５５０℃付近の温度になると先ずフラックス
が溶け，５７７℃でＡｌ−１２％Ｓｉが溶融開始する
が，６００℃まで加熱する。溶けたＡｌ融液は濡れ現象
によって，Ｎｉ粒子間を結合する役目を果たし，同時に
Ｎｉ粒子はＡｌ融液との拡散反応によって合金化が進行
し，Ｎｉ−Ａｌの化合物（ＮｉＡｌ３）に変化する。Ｎ
ｉ粒子は非常に軟らかいが，拡散反応後のＮｉ粒子は化
合物となり高硬度になる。これによって本発明の目的で
ある高硬度の表面が得られる。
はＡｌ合金の基材表面に塗布し，不活性ガス雰囲気中で
加熱する。５５０℃付近の温度になると先ずフラックス
が溶け，５７７℃でＡｌ−１２％Ｓｉが溶融開始する
が，６００℃まで加熱する。溶けたＡｌ融液は濡れ現象
によって，Ｎｉ粒子間を結合する役目を果たし，同時に
Ｎｉ粒子はＡｌ融液との拡散反応によって合金化が進行
し，Ｎｉ−Ａｌの化合物（ＮｉＡｌ３）に変化する。Ｎ
ｉ粒子は非常に軟らかいが，拡散反応後のＮｉ粒子は化
合物となり高硬度になる。これによって本発明の目的で
ある高硬度の表面が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明によるＡｌまたはＡｌ合金
の表面硬化のメカニズムを模式的に図１（ａ）（ｂ）に
よって説明する。図１（ａ）はＡｌ板の表面に被覆材
を塗布した加熱前の模式図で，Ｎｉ粒子とＡｌ−１２
％Ｓｉ粒子が混在している部分にフラックスが付着
している。これを非酸化性雰囲気中で加熱処理すること
によって，先ずフラックスが５５０℃前後の温度で溶
け，Ａｌ−１２％Ｓｉ粒子と反応し酸化皮膜を除去す
る。５７７℃でＡｌ−１２％Ｓｉ粒子が溶融し，その融
液がＮｉ粒子を濡らし，同時にＮｉ粒子同士の結合材と
して作用し隙間を充填する。一方，Ｎｉ粒子はＡｌの融
液の濡れによって凝集し，鎖状に連結し強固なものとな
る。この際の加熱温度はＡｌ−１２％Ｓｉ粒子が溶ける
（Ａｌ−Ｓｉ合金系の共晶温度である）５７７℃以上で
あることが必要であるが，基材がＡｌまたはＡｌ合金の
ため６００℃以下が望ましい。
の表面硬化のメカニズムを模式的に図１（ａ）（ｂ）に
よって説明する。図１（ａ）はＡｌ板の表面に被覆材
を塗布した加熱前の模式図で，Ｎｉ粒子とＡｌ−１２
％Ｓｉ粒子が混在している部分にフラックスが付着
している。これを非酸化性雰囲気中で加熱処理すること
によって，先ずフラックスが５５０℃前後の温度で溶
け，Ａｌ−１２％Ｓｉ粒子と反応し酸化皮膜を除去す
る。５７７℃でＡｌ−１２％Ｓｉ粒子が溶融し，その融
液がＮｉ粒子を濡らし，同時にＮｉ粒子同士の結合材と
して作用し隙間を充填する。一方，Ｎｉ粒子はＡｌの融
液の濡れによって凝集し，鎖状に連結し強固なものとな
る。この際の加熱温度はＡｌ−１２％Ｓｉ粒子が溶ける
（Ａｌ−Ｓｉ合金系の共晶温度である）５７７℃以上で
あることが必要であるが，基材がＡｌまたはＡｌ合金の
ため６００℃以下が望ましい。
【０００８】図１（ｂ）は加熱処理後の模式図で，連結
したＮｉ化合物粒子，隙間に充填したＡｌ融液が凝固
した結合相，そして極表面はフラックス残渣の薄い
皮膜によって覆われている。加熱処理前のＮｉ粒子は
加熱処理によって連結したＮｉ化合物粒子となるが，
加熱前と拡散反応が行なわれた加熱後とではかなり成分
変化を起こしている。拡散反応によって生成される化合
物はＮｉ−Ａｌ二元系状態図からＮｉＡｌ３が予想さ
れ，連結したＮｉ化合物粒子をＥＰＭＡによって分析
して、実際にＮｉＡｌ３であることを確認した。そして
加熱処理後の表面硬さは１９０〜２４０Ｈｍｖの高硬度
が得られた。次に被覆材としての粒子の形状，大きさが
与える影響について物性上の問題は無いが，塗布性や粒
子の拡散などを考慮した場合，１２０μｍの上限を超え
ない方が良い。また本方法により表面硬化皮膜の厚さは
１０〜３００μｍ程度まで可能であり，被覆材の塗布量
を調整することによって，任意に制御可能である。
したＮｉ化合物粒子，隙間に充填したＡｌ融液が凝固
した結合相，そして極表面はフラックス残渣の薄い
皮膜によって覆われている。加熱処理前のＮｉ粒子は
加熱処理によって連結したＮｉ化合物粒子となるが，
加熱前と拡散反応が行なわれた加熱後とではかなり成分
変化を起こしている。拡散反応によって生成される化合
物はＮｉ−Ａｌ二元系状態図からＮｉＡｌ３が予想さ
れ，連結したＮｉ化合物粒子をＥＰＭＡによって分析
して、実際にＮｉＡｌ３であることを確認した。そして
加熱処理後の表面硬さは１９０〜２４０Ｈｍｖの高硬度
が得られた。次に被覆材としての粒子の形状，大きさが
与える影響について物性上の問題は無いが，塗布性や粒
子の拡散などを考慮した場合，１２０μｍの上限を超え
ない方が良い。また本方法により表面硬化皮膜の厚さは
１０〜３００μｍ程度まで可能であり，被覆材の塗布量
を調整することによって，任意に制御可能である。
【０００９】被覆層の基本組成となるＮｉ粒子の添加量
の範囲については、少ない場合は被覆層全体のＮｉ化合
物粒子が少なくなり表面硬化に寄与しなくなるため４０
％以上が好ましく，また多く添加し過ぎるとＡｌ−Ｓｉ
の融液が少なくなり，Ｎｉ粒子との濡れ現象が悪化し，
また十分な拡散反応が生じなくなり、その作用が失われ
るため９０％以下が好ましい。次に基本組成に対する第
二、第三の添加元素として高融点金属のＦｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｒ，Ｂの粒子は有効で、ＮｉＡｌ３の他に新たな化合物
を作り、表面硬化に効果的に作用する。この際の添加量
はグループの一種、または二種以上１５％以下が有効
で、その上限を超えると脆性を増すため適切とは言えな
い。Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆなどの活性金属の添加も有効で、
上記高融点金属のグループと同様な効果が期待される。
この際の添加量については多量に添加すると脆性を増す
とともに、価格の面からも１０％以下に止めるのが得策
と考える。Ｃｕ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｚｎ粒子の添加はＮｉ粒
子の結合相となっているＡｌ−Ｓｉの強化に有効であ
る。通常Ａｌ−Ｓｉ層は非常に軟質でありＨｍｖ３０以
下である。その強化にＡｌと固溶量の多いＣｕ，Ａｇ，
Ｓｎ，Ｚｎの添加は効果があり、その添加量はこのグル
ープの一種または二種以上８％以下で十分効果が得られ
る。
の範囲については、少ない場合は被覆層全体のＮｉ化合
物粒子が少なくなり表面硬化に寄与しなくなるため４０
％以上が好ましく，また多く添加し過ぎるとＡｌ−Ｓｉ
の融液が少なくなり，Ｎｉ粒子との濡れ現象が悪化し，
また十分な拡散反応が生じなくなり、その作用が失われ
るため９０％以下が好ましい。次に基本組成に対する第
二、第三の添加元素として高融点金属のＦｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｒ，Ｂの粒子は有効で、ＮｉＡｌ３の他に新たな化合物
を作り、表面硬化に効果的に作用する。この際の添加量
はグループの一種、または二種以上１５％以下が有効
で、その上限を超えると脆性を増すため適切とは言えな
い。Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆなどの活性金属の添加も有効で、
上記高融点金属のグループと同様な効果が期待される。
この際の添加量については多量に添加すると脆性を増す
とともに、価格の面からも１０％以下に止めるのが得策
と考える。Ｃｕ，Ａｇ，Ｓｎ，Ｚｎ粒子の添加はＮｉ粒
子の結合相となっているＡｌ−Ｓｉの強化に有効であ
る。通常Ａｌ−Ｓｉ層は非常に軟質でありＨｍｖ３０以
下である。その強化にＡｌと固溶量の多いＣｕ，Ａｇ，
Ｓｎ，Ｚｎの添加は効果があり、その添加量はこのグル
ープの一種または二種以上８％以下で十分効果が得られ
る。
【００１０】上記の任意添加元素としては二種以上のグ
ループに属するものが共在しても良いことは言うまでも
無い。基本組成の中でＡｌ−１２％Ｓｉの合金粒子が用
いられているが、合金粒子の代わりにＡｌ粒子とＳｉ粒
子をそれぞれ単独に添加しても十分な効果が得られる。
また第二、第三の元素添加においても予め二元系、三元
系等多元系の合金を用意し、その合金粒子を使用しても
その物性や特質が変わるものではない。以下，本発明を
実施例によって具体的に説明する。
ループに属するものが共在しても良いことは言うまでも
無い。基本組成の中でＡｌ−１２％Ｓｉの合金粒子が用
いられているが、合金粒子の代わりにＡｌ粒子とＳｉ粒
子をそれぞれ単独に添加しても十分な効果が得られる。
また第二、第三の元素添加においても予め二元系、三元
系等多元系の合金を用意し、その合金粒子を使用しても
その物性や特質が変わるものではない。以下，本発明を
実施例によって具体的に説明する。
【００１１】
【実施例１】２５×４０×１．０ｍｍｔの純Ａｌ（１１
００材）板に２０μｍ以下のＮｉ粒子５０％，Ａｌ−１
２％Ｓｉ粒子５０％（フッ化物系フラックス金属粒子量
の２０％含有）を溶剤によってペースト化した後、均一
に塗布し、６００℃の窒素雰囲気中で加熱・焼成処理を
行なった。表面の被覆層の厚さは平均６０μｍであり、
その硬さは２２０〜２５０Ｈｍｖが得られた。
００材）板に２０μｍ以下のＮｉ粒子５０％，Ａｌ−１
２％Ｓｉ粒子５０％（フッ化物系フラックス金属粒子量
の２０％含有）を溶剤によってペースト化した後、均一
に塗布し、６００℃の窒素雰囲気中で加熱・焼成処理を
行なった。表面の被覆層の厚さは平均６０μｍであり、
その硬さは２２０〜２５０Ｈｍｖが得られた。
【００１２】
【実施例２】４５〜１２０μｍと２０μｍ以下の粒子サ
イズの異なるＮｉ粒子を用い，実施例１と同様な方法で
加熱焼成処理を行なった。その結果，４５〜１２０μｍ
粒子では２００Ｈｍｖ，２０μｍ以下の粒子では２２０
〜２５０Ｈｍｖの硬さが得られ，Ｎｉ粒子サイズの小さ
いほど被覆層の硬さが増加した。同時に粒子サイズの影
響をＡｌ−１２％Ｓｉ粒子についても検討したが，殆ど
影響が無いことが分かった。
イズの異なるＮｉ粒子を用い，実施例１と同様な方法で
加熱焼成処理を行なった。その結果，４５〜１２０μｍ
粒子では２００Ｈｍｖ，２０μｍ以下の粒子では２２０
〜２５０Ｈｍｖの硬さが得られ，Ｎｉ粒子サイズの小さ
いほど被覆層の硬さが増加した。同時に粒子サイズの影
響をＡｌ−１２％Ｓｉ粒子についても検討したが，殆ど
影響が無いことが分かった。
【００１３】
【実施例３】Ｎｉ粒子５０％，Ｆｅ粒子１０％，Ａｌ−
１２％Ｓｉ粒子４０％を用い，以下実施例１と同様な方
法で加熱・焼成処理を行なった。表面被覆層の厚さは平
均５０μｍで２６０〜２９０Ｈｍｖの硬さが得られた。
１２％Ｓｉ粒子４０％を用い，以下実施例１と同様な方
法で加熱・焼成処理を行なった。表面被覆層の厚さは平
均５０μｍで２６０〜２９０Ｈｍｖの硬さが得られた。
【００１４】
【実施例４】Ｎｉ粒子：５０％，Ａｌ−１２％Ｓｉ粒
子：４５％，Ｔｉ粒子：５％を用い実施例１と同様な方
法で，加熱焼成処理を行なった。表面被覆層の厚さは平
均８０μｍで，その硬さは２４０〜２６０Ｈｍｖの高硬
度が得られた。
子：４５％，Ｔｉ粒子：５％を用い実施例１と同様な方
法で，加熱焼成処理を行なった。表面被覆層の厚さは平
均８０μｍで，その硬さは２４０〜２６０Ｈｍｖの高硬
度が得られた。
【００１５】
【実施例５】Ｎｉ粒子５０％，Ｚｎ粒子３％，Ｃｕ粒子
３％，Ａｌ−１２％Ｓｉ粒子４４％を用い，以下実施例
１と同様な方法で加熱・焼成処理を行なった。表面被覆
層の厚さは平均８０μｍで２３０〜２７０Ｈｍｖの硬さ
が得られた。
３％，Ａｌ−１２％Ｓｉ粒子４４％を用い，以下実施例
１と同様な方法で加熱・焼成処理を行なった。表面被覆
層の厚さは平均８０μｍで２３０〜２７０Ｈｍｖの硬さ
が得られた。
【００１６】
【実施例６】Ａｌ−１２％Ｓｉの合金粒子の代わりにＡ
ｌ粒子，Ｓｉ粒子を単独に添加した被覆材：Ａｌ粒子４
４％，Ｓｉ粒子６％，Ｎｉ粒子５０％を用い，実施例１
と同様な方法で加熱焼成を行なった。その結果，実施例
１のＡｌ−１２％Ｓｉ合金粒子を用いた場合と変わらな
い被覆層の硬さ２２０〜２５０Ｈｍｖが得られた。
ｌ粒子，Ｓｉ粒子を単独に添加した被覆材：Ａｌ粒子４
４％，Ｓｉ粒子６％，Ｎｉ粒子５０％を用い，実施例１
と同様な方法で加熱焼成を行なった。その結果，実施例
１のＡｌ−１２％Ｓｉ合金粒子を用いた場合と変わらな
い被覆層の硬さ２２０〜２５０Ｈｍｖが得られた。
【００１７】
【実施例７】Ｎｉ粒子４０％，Ａｌ−１２％Ｓｉ粒子５
０％にＺｒ−２０％Ｎｉ合金粒子１０％含む被覆材を用
い，実施例１と同様な方法で加熱焼成を行なった。その
結果，被覆層の厚さは平均１００μｍで，その硬さは２
５０〜２７０Ｈｍｖの高硬度が得られた。また本発明の
表面被覆層の硬さを比較するため，純Ｎｉと、Ａｌ−１
０％Ｓｉ合金を純Ａｌにクラッドした試料を作製した
が，この比較材の被覆層厚さは５０〜６０μｍであっ
た。その結果、Ｎｉクラッド材の硬さはＨｍｖ５２〜６
０，Ａｌ−１０％Ｓｉクラッド材の硬さはＨｍｖ２５〜
３０で本発明による表面硬さはＮｉクラッド材の約５
倍，Ａｌ−１０％Ｓｉクラッド材とは１０倍以上の高い
硬度を有していることが分かった。
０％にＺｒ−２０％Ｎｉ合金粒子１０％含む被覆材を用
い，実施例１と同様な方法で加熱焼成を行なった。その
結果，被覆層の厚さは平均１００μｍで，その硬さは２
５０〜２７０Ｈｍｖの高硬度が得られた。また本発明の
表面被覆層の硬さを比較するため，純Ｎｉと、Ａｌ−１
０％Ｓｉ合金を純Ａｌにクラッドした試料を作製した
が，この比較材の被覆層厚さは５０〜６０μｍであっ
た。その結果、Ｎｉクラッド材の硬さはＨｍｖ５２〜６
０，Ａｌ−１０％Ｓｉクラッド材の硬さはＨｍｖ２５〜
３０で本発明による表面硬さはＮｉクラッド材の約５
倍，Ａｌ−１０％Ｓｉクラッド材とは１０倍以上の高い
硬度を有していることが分かった。
【００１８】
【発明の効果】Ａｌの表面は軟質であると言う従来の問
題を本発明ではＮｉ粒子を拡散反応の利用により高硬度
のＮｉ−Ａｌ化合物に変化させることによって解決し
た。これによって今まで硬度不足から用途が阻まれてき
た機構部品・耐摩耗部品への応用が期待される。
題を本発明ではＮｉ粒子を拡散反応の利用により高硬度
のＮｉ−Ａｌ化合物に変化させることによって解決し
た。これによって今まで硬度不足から用途が阻まれてき
た機構部品・耐摩耗部品への応用が期待される。
【図１】（ａ）は被覆材を塗布した加熱前の断面図であ
る。（ｂ）は加熱処理後の断面図である。
る。（ｂ）は加熱処理後の断面図である。
【符号の説明】
ＡｌまたはＡｌ合金基材
Ｎｉ粒子
Ａｌ−１２％Ｓｉ粒子
フラックス
Ｎｉ−Ａｌ化合物粒子
Ａｌ−Ｓｉ合金結合相
フラックスの残渣皮膜
Claims (9)
- 【請求項１】ＡｌまたはＡｌ合金からなる基材表面に被
覆材としてＮｉと融点が６１０℃以下のＳｉ含有Ａｌ合
金をフッ化物を主体とするフラックスと混合し塗布した
後，６００℃以下の不活性ガス雰囲気中で加熱し，被覆
材のＡｌ合金を溶融し，当該基材表面をＮｉ−Ａｌ合金
の合金層及び／または化合物層にして表面硬化する方
法。 - 【請求項２】前記被覆材として１２０μｍ以下の粒子を
用いる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記被覆材としてＮｉ粒子：４０〜９０
％，Ａｌ合金粒子：１０〜６０％，フッ化物フラックス
を金属粒子量の５〜３０％からなる混合物を用いる請求
項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】前記Ａｌ合金として，Ａｌ−１２％Ｓｉ共
晶合金を用いる請求項１から３のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項５】被覆材として，さらにＦｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，
Ｂ粒子の中から一種または二種以上を１５％以下含有す
る請求項１から４のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】被覆材として，さらにＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ粒
子の中から一種または二種以上を１０％以下含有する請
求項１から５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項７】被覆材として，さらにＣｕ，Ａｇ，Ｓｎ，
Ｚｎ粒子の中から一種または二種以上を８％以下含有す
る請求項１から５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項８】被覆材として，Ａｌの合金粒子の代わりに
Ａｌ粒子とＳｉ粒子を単独に用いる請求項１から７に記
載の方法。 - 【請求項９】被覆材としての上記添加元素の中から一種
または二種以上の合金化を行ない，その合金粒子を用い
る請求項１から７のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151566A JP2003306780A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | ＡｌまたはＡｌ合金に対する表面硬化処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002151566A JP2003306780A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | ＡｌまたはＡｌ合金に対する表面硬化処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2003306780A true JP2003306780A (ja) | 2003-10-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002151566A Pending JP2003306780A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | ＡｌまたはＡｌ合金に対する表面硬化処理法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2003306780A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102912339A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-02-06 | 秦皇岛格瑞得节能技术服务有限公司 | 一种等离子弧熔覆制备耐高温磨损衬板的方法 |
| CN103628055A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-03-12 | 桂林电子科技大学 | 一种在铝或铝合金表面激光熔覆稀土CeO2-镍基合金复合涂层的工艺 |
| CN106367751A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-01 | 苏州柯莱得激光科技有限公司 | 立面激光熔覆成形工艺中熔道顶点偏移量的控制方法 |
| CN112342367A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-02-09 | 西安热工研究院有限公司 | 一种复合强化型盾构机刀圈及工艺方法 |
-
2002
- 2002-04-18 JP JP2002151566A patent/JP2003306780A/ja active Pending
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| CN103628055A (zh) * | 2013-11-15 | 2014-03-12 | 桂林电子科技大学 | 一种在铝或铝合金表面激光熔覆稀土CeO2-镍基合金复合涂层的工艺 |
| CN106367751A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-02-01 | 苏州柯莱得激光科技有限公司 | 立面激光熔覆成形工艺中熔道顶点偏移量的控制方法 |
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