JP2009242862A - Method of forming alloy plated layer and coating member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合金メッキ層を形成する方法及び合金メッキ層によって表面がコーティングされたコーティング部材に関する。 The present invention relates to a method for forming an alloy plating layer and a coating member whose surface is coated with the alloy plating layer.
従来から耐熱耐食耐摩耗性の優れた材料として種々のコバルト基合金が実用化されている。これらの材料は、非常に高価であるため、一般的には部材の表面部分にコーティングして使用に供する方法がとられる。コーティング法には従来、溶射、肉盛り溶接などの方法があるが、これらの工程では対象部材が局部的に高温にさらされるため、高熱による材料の変質や変形を生ずるなどにより、これらのコーティング法を適用できる部材に制約がある。これらの制約を回避する方法として常温工程であるめっき法が期待されるが、従来から多成分系の合金めっきは一部の組成系を除いて一般に困難とされている。 Conventionally, various cobalt-based alloys have been put to practical use as materials having excellent heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance. Since these materials are very expensive, a method of coating the surface portion of the member for use is generally used. Conventionally, there are coating methods such as thermal spraying and build-up welding. However, since these parts are locally exposed to high temperatures in these processes, these coating methods are caused by the material being altered or deformed by high heat. There are restrictions on the members to which can be applied. A plating method that is a room temperature process is expected as a method for avoiding these restrictions, but conventionally, multi-component alloy plating is generally difficult except for some composition systems.
一方、コバルト系めっき材料では、コバルトベースに硬質粒子を複合して耐摩耗性材料を形成する技術が実用化されている（例えば特許文献１参照）。詳細には、高温で使用される部品、部材の耐摩耗性を付与するためのコバルト系コーティング材料の例として、従来からコバルトベース中に硬質粒子である炭化クロムを複合した粒子を分散するメッキ材料が実用化されている。このメッキ材料は、高温における耐摩耗性が非常に優れた材料であり、タービン部品やエンジン部品などの表面コーティングとして使用されている。このメッキコーティング層は、メッキした状態のままでは素地金属との密着強度が不足するため、通常メッキ後に密着強度を高める目的で拡散熱処理（例えば８００℃〜１０００℃の温度に５時間程度保持する熱処理）を施してから使用に供する。 On the other hand, with respect to cobalt-based plating materials, a technique for forming a wear-resistant material by combining hard particles with a cobalt base has been put into practical use (see, for example, Patent Document 1). Specifically, as an example of a cobalt-based coating material for imparting wear resistance to parts and components used at high temperatures, a plating material in which particles of chromium carbide, which is hard particles, are dispersed in a cobalt base has been conventionally used. Has been put to practical use. This plating material is very excellent in wear resistance at high temperatures, and is used as a surface coating for turbine parts and engine parts. Since this plating coating layer has insufficient adhesion strength with the base metal in the plated state, it is usually a diffusion heat treatment (for example, heat treatment that is held at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. for about 5 hours for the purpose of increasing the adhesion strength after plating. ) Before use.
上述したように、コバルトベース中に硬質粒子である炭化クロムを複合した粒子を分散するメッキ材料は知られているが、コバルトベースの合金メッキ層を得る方法は知られていない。 As described above, a plating material for dispersing particles in which chromium carbide, which is a hard particle, is mixed in a cobalt base is known, but a method for obtaining a cobalt-based alloy plating layer is not known.
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、合金メッキ層を形成する方法及び合金メッキ層によって表面がコーティングされたコーティング部材を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for forming an alloy plating layer and a coating member whose surface is coated with the alloy plating layer.
上記課題を解決するため、本発明に係る合金メッキ層の形成方法は、合金元素の炭化物粒子及び合金元素の窒化物粒子の少なくとも一方の粒子が導入されたメッキ液を攪拌した状態で、基材を前記メッキ液中に浸漬させ、電解メッキを行うことにより、前記少なくとも一方の粒子が分散されたメッキ層を前記基材の表面に形成する工程と、
前記基材及び前記メッキ層を熱処理することにより、前記メッキ層に分散された前記粒子を分解し、前記メッキ層に前記合金元素を含有させ、前記基材の表面に合金メッキ層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for forming an alloy plating layer according to the present invention includes a base material in a state in which a plating solution into which at least one of alloy element carbide particles and alloy element nitride particles is introduced is stirred. Forming a plating layer in which the at least one particle is dispersed on the surface of the base material by immersing in the plating solution and performing electrolytic plating;
Decomposing the particles dispersed in the plating layer by heat-treating the substrate and the plating layer, including the alloy element in the plating layer, and forming an alloy plating layer on the surface of the substrate When,
It is characterized by comprising.
また、本発明に係る合金メッキ層の形成方法において、前記合金元素の炭化物粒子及び合金元素の窒化物粒子の少なくとも一方の粒子は、炭化モリブデン、炭化珪素、炭化タングステン、炭化チタン及び炭化バナジウムの群から選択された少なくとも１種の炭化物粒子と炭化クロム粒子であり、
前記合金メッキ層は、クロムを含有し、前記少なくとも１種の炭化物粒子の合金元素を含有することが望ましい。
Further, in the method of forming an alloy plating layer according to the present invention, at least one of the alloy element carbide particles and the alloy element nitride particles is a group of molybdenum carbide, silicon carbide, tungsten carbide, titanium carbide, and vanadium carbide. At least one kind of carbide particles and chromium carbide particles selected from
The alloy plating layer preferably contains chromium and contains an alloy element of the at least one carbide particle.
また、本発明に係る合金メッキ層の形成方法において、前記メッキ液がコバルトのメッキ液であり、前記メッキ層がコバルトメッキ層であり、前記合金メッキ層がコバルト合金メッキ層であることが望ましい。
また、本発明に係る合金メッキ層の形成方法において、前記熱処理の温度が８００℃以上１２００℃以下であることが望ましい。
In the method for forming an alloy plating layer according to the present invention, it is preferable that the plating solution is a cobalt plating solution, the plating layer is a cobalt plating layer, and the alloy plating layer is a cobalt alloy plating layer.
In the method for forming an alloy plating layer according to the present invention, it is desirable that the temperature of the heat treatment is 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
また、本発明に係る合金メッキ層の形成方法において、前記コバルトメッキ層に導入された前記合金元素の炭化物粒子及び合金元素の窒化物粒子の少なくとも一方の粒子の合計含有量が３０体積％未満であることが望ましい。 In the method for forming an alloy plating layer according to the present invention, the total content of at least one of the carbide particles of the alloy element and the nitride particles of the alloy element introduced into the cobalt plating layer is less than 30% by volume. It is desirable to be.
また、本発明に係る合金メッキ層の形成方法において、前記基材及び前記メッキ層を熱処理することにより、前記メッキ層に分散された前記粒子の一部又は全部を分解することを特徴とする。 The alloy plating layer forming method according to the present invention is characterized in that a part or all of the particles dispersed in the plating layer are decomposed by heat-treating the substrate and the plating layer.
本発明に係るコーティング部材は、基材と、
前記基材の表面に形成されたコバルト合金メッキ層と、
を具備し、
前記コバルト合金メッキ層は、クロムを含有し、モリブデン、珪素、タングステン、チタン及びバナジウムの群から選択された少なくとも１種の元素を含有することを特徴とする。
The coating member according to the present invention comprises a base material,
A cobalt alloy plating layer formed on the surface of the substrate;
Comprising
The cobalt alloy plating layer contains chromium and contains at least one element selected from the group consisting of molybdenum, silicon, tungsten, titanium, and vanadium.
コバルト中にクロムを含有させると耐食性が著しく向上し、さらにモリブデン、シリコンなどを含有させて合金化することでより高い耐食性が得られる。本発明は、このような耐食性に優れた合金メッキ層を形成する方法を提案する。 When chromium is contained in cobalt, the corrosion resistance is remarkably improved, and higher corrosion resistance can be obtained by alloying with molybdenum and silicon. The present invention proposes a method of forming such an alloy plating layer having excellent corrosion resistance.
基材表面に、コバルト母相中に炭化クロム粒子を分散させ、さらに、炭化モリブデン、炭化珪素、炭化タングステン、炭化チタン、炭化バナジウムなどから選ばれた少なくとも１種類以上の炭化物粒子を分散させたメッキ層を形成する。次に、このメッキ層に熱処理を施すことで各炭化物の分解を促し、メッキ層のコバルト母相中にクロム、モリブデン、シリコン、タングステン、チタン、バナジウムなどの合金成分を含有させる。これにより、基材表面に合金メッキ層を形成することができる。 Plating in which chromium carbide particles are dispersed in a cobalt matrix and at least one kind of carbide particles selected from molybdenum carbide, silicon carbide, tungsten carbide, titanium carbide, vanadium carbide and the like are dispersed on the surface of the substrate. Form a layer. Next, the plating layer is subjected to heat treatment to promote decomposition of each carbide, and an alloy component such as chromium, molybdenum, silicon, tungsten, titanium, or vanadium is contained in the cobalt matrix of the plating layer. Thereby, an alloy plating layer can be formed on the substrate surface.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態による合金メッキ層の形成方法を説明するための断面図である。本実施の形態において形成される合金メッキ層は、クロムを含有し、さらにモリブデン、珪素、タングステン、チタン、バナジウムなどの耐食性を向上させる合金元素群から選択された１種以上の元素を含有するコバルト合金メッキ層である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of forming an alloy plating layer according to an embodiment of the present invention. The alloy plating layer formed in the present embodiment contains chromium and further contains one or more elements selected from an alloy element group that improves corrosion resistance such as molybdenum, silicon, tungsten, titanium, and vanadium. It is an alloy plating layer.
まず、コバルトを電解メッキする為のメッキ液中に炭化クロム粒子３を導入し、さらに炭化モリブデン、炭化珪素、炭化タングステン、炭化チタン、炭化バナジウムなどから選ばれた少なくとも１種類以上の炭化物粒子４を導入し、そのメッキ液を攪拌することで炭化物粒子を複合分散させる。そしてメッキ液を攪拌した状態で、基材１をメッキ液中に浸漬させ、コバルトの電解メッキを行う。これにより、図１に示すように、基材１の表面にはコバルトメッキ層２が電解メッキされる。このとき、基材１の表面近傍を浮遊していた炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４も取り込まれ、複数の炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４がコバルトメッキ層２内に分散した状態になる。コバルトメッキ層２における炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４の合計含有量は３０体積％未満である。電解メッキ中にメッキ液を攪拌するのは、炭化クロム粒子３及び他の炭化物粒子４それぞれとメッキ液とは比重に差があるため、攪拌しないとメッキ液中で炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４が偏ってしまうからである。 First, chromium carbide particles 3 are introduced into a plating solution for electrolytic plating of cobalt, and at least one kind of carbide particles 4 selected from molybdenum carbide, silicon carbide, tungsten carbide, titanium carbide, vanadium carbide, etc. The carbide particles are mixed and dispersed by introducing and stirring the plating solution. Then, with the plating solution being stirred, the base material 1 is immersed in the plating solution, and electrolytic plating of cobalt is performed. Thereby, as shown in FIG. 1, the cobalt plating layer 2 is electrolytically plated on the surface of the substrate 1. At this time, the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 floating in the vicinity of the surface of the substrate 1 are also taken in, and the plurality of chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 are dispersed in the cobalt plating layer 2. The total content of chromium carbide particles 3 and carbide particles 4 in the cobalt plating layer 2 is less than 30% by volume. The reason why the plating solution is stirred during the electrolytic plating is that the chromium carbide particles 3 and the other carbide particles 4 and the plating solution have different specific gravities, so if they are not stirred, the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 in the plating solution. This is because they are biased.
次いで、上記のようにして形成された基材１及びコバルトメッキ層２を真空中で熱処理する。この熱処理における処理温度は、例えば７５０℃以上１２００℃以下であり、処理時間は任意に設定できる。この熱処理を行うことにより、炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４の分解を促し、コバルトメッキ層２にクロム、モリブデン、珪素、タングステン、チタン、バナジウムなどの合金成分を含有させて拡散させる。これにより、図２に示すように、基材１の表面にコバルト合金メッキ層５が形成され、このコバルト合金メッキ層５には前記合金成分が合計で６〜３５重量％の範囲で含有される。 Next, the base material 1 and the cobalt plating layer 2 formed as described above are heat-treated in a vacuum. The treatment temperature in this heat treatment is, for example, 750 ° C. or more and 1200 ° C. or less, and the treatment time can be arbitrarily set. By performing this heat treatment, the decomposition of the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 is promoted, and the cobalt plating layer 2 is diffused by containing alloy components such as chromium, molybdenum, silicon, tungsten, titanium, and vanadium. Thereby, as shown in FIG. 2, a cobalt alloy plating layer 5 is formed on the surface of the substrate 1, and the cobalt alloy plating layer 5 contains the alloy components in a total range of 6 to 35% by weight. .
このコバルト合金メッキ層５に炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４の一部が残存するか、炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４が完全に分解されるか、前記合金成分の合計含有量などについては、炭化物粒子の種類と量、その配合比率、熱処理温度及び熱処理時間によって任意に制御すれば良い。また、コバルト合金メッキ層５に炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４を残存させる量や粒径については、耐食性と耐摩耗性のバランス点を選定して制御すれば良い。この選定の目安としては、コバルト合金メッキ層５に残存する炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４の量が多く粒径が大きいほど、そのコバルト合金メッキ層５の耐摩耗性が高くなる傾向にあり、コバルト合金メッキ層５に含有するクロムなどの耐食性を向上させる合金元素の量が多いほど、そのコバルト合金メッキ層５の耐食性が高くなる傾向にある。 Regarding the cobalt alloy plating layer 5, a part of the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 remain, the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 are completely decomposed, or the total content of the alloy components, etc. What is necessary is just to control arbitrarily by the kind and quantity of a carbide particle, its mixture ratio, heat processing temperature, and heat processing time. Further, the amount and particle size of the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 remaining in the cobalt alloy plating layer 5 may be controlled by selecting a balance point between corrosion resistance and wear resistance. As a guideline for this selection, as the amount of chromium carbide particles 3 and carbide particles 4 remaining in the cobalt alloy plating layer 5 is large and the particle size is large, the wear resistance of the cobalt alloy plating layer 5 tends to increase. There is a tendency that the corrosion resistance of the cobalt alloy plating layer 5 increases as the amount of the alloy element that improves the corrosion resistance such as chromium contained in the cobalt alloy plating layer 5 increases.
図２（Ａ）は図１に示すコバルトメッキ層に８００℃の熱処理を施して得られたコバルト合金メッキ層の一例を示す断面図であり、図２（Ｂ）は図１に示すコバルトメッキ層に９００℃の熱処理を施して得られたコバルト合金メッキ層の一例を示す断面図であり、図２（Ｃ）は図１に示すコバルトメッキ層に１０００℃の熱処理を施して得られたコバルト合金メッキ層の一例を示す断面図である。 2A is a cross-sectional view showing an example of a cobalt alloy plating layer obtained by heat-treating the cobalt plating layer shown in FIG. 1 at 800 ° C., and FIG. 2B is a cobalt plating layer shown in FIG. FIG. 2C is a cross-sectional view showing an example of a cobalt alloy plating layer obtained by performing heat treatment at 900 ° C., and FIG. 2C shows a cobalt alloy obtained by performing heat treatment at 1000 ° C. on the cobalt plating layer shown in FIG. It is sectional drawing which shows an example of a gold plating layer.
図２（Ａ）に示すように、８００℃の熱処理を施したコバルト合金メッキ層５は、炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４の一部が分解され、クロム、モリブデン、珪素、タングステン、チタン、バナジウムなどの合金成分が低濃度で含有され、分解されなかった粒子が残存した状態である。 As shown in FIG. 2A, in the cobalt alloy plating layer 5 subjected to the heat treatment at 800 ° C., the chromium carbide particles 3 and a part of the carbide particles 4 are decomposed, and chromium, molybdenum, silicon, tungsten, titanium, vanadium are decomposed. In such a state, the alloy components such as are contained at a low concentration, and particles that have not been decomposed remain.
図２（Ｂ）に示すように、９００℃の熱処理を施したコバルト合金メッキ層５は、炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４が図２（Ａ）より多量に分解され、前記合金成分が図２（Ａ）より高濃度で含有され、分解されなかった粒子が図２（Ａ）より少量残存した状態である。 As shown in FIG. 2 (B), the cobalt alloy plating layer 5 subjected to the heat treatment at 900 ° C. has the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 decomposed in a larger amount than in FIG. 2A shows a state in which a smaller amount of particles contained at a higher concentration and not decomposed remain than in FIG.
図２（Ｃ）に示すように、１０００℃の熱処理を施したコバルト合金メッキ層５は、炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４が全て分解され、前記合金成分が図２（Ｂ）より高濃度で含有された状態である。
なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）のいずれのコバルト合金メッキ層５においても、炭化クロム粒子３及び炭化物粒子４それぞれに含まれていた炭素は、黒鉛（図示せず）としてコバルト合金メッキ層２の中に遊離した状態で存在する。
As shown in FIG. 2 (C), in the cobalt alloy plating layer 5 subjected to the heat treatment at 1000 ° C., the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 are all decomposed, and the alloy component has a higher concentration than in FIG. 2 (B). It is in a contained state.
In any of the cobalt alloy plating layers 5 in FIGS. 2A to 2C, the carbon contained in each of the chromium carbide particles 3 and the carbide particles 4 is a cobalt alloy plating layer as graphite (not shown). 2 in a free state.
耐食性については、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）の順に高くなり、耐摩耗性については、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）の順に低くなる。 About corrosion resistance, it becomes high in order of FIG. 2 (A), FIG. 2 (B), FIG. 2 (C), and about wear resistance, FIG. 2 (A), FIG. 2 (B), FIG. 2 (C). It becomes lower in order.
また、基材１がＳＵＳ３０４Ｌ鋼などの鉄製である場合、上述したような熱処理を施すことにより、基材１とコバルトメッキ層２が相互拡散し、これらの間の密着強度を向上させることができる。 Moreover, when the base material 1 is made of iron such as SUS304L steel, the base material 1 and the cobalt plating layer 2 are mutually diffused by performing the heat treatment as described above, and the adhesion strength between them can be improved. .
次に、熱処理時間が５時間の場合に熱処理温度が高くなることで炭化クロム粒子の分解が促進され、コバルト合金メッキ層中のクロム濃度が高くなることについて、図３及び図４を参照しつつ説明する。 Next, when the heat treatment time is 5 hours, the decomposition of the chromium carbide particles is promoted by increasing the heat treatment temperature, and the chromium concentration in the cobalt alloy plating layer is increased with reference to FIG. 3 and FIG. explain.
図３は、図１に示すコバルトメッキ層２に含まれる炭化クロム粒子３の体積率の熱処理温度依存性を示すグラフである。ただし、このグラフを作成する際に準備した試料におけるコバルトメッキ層２には炭化クロム粒子以外の炭化物粒子が含まれていない。 FIG. 3 is a graph showing the heat treatment temperature dependence of the volume ratio of the chromium carbide particles 3 contained in the cobalt plating layer 2 shown in FIG. However, the cobalt plating layer 2 in the sample prepared when creating this graph contains no carbide particles other than chromium carbide particles.
図３に示すように、熱処理温度が７００℃以下の場合、炭化クロム粒子の体積率の減少は見られないが、熱処理温度が８００℃以上の場合は炭化クロム粒子の体積率の減少が見られる。この傾向は、熱処理前の炭化クロム粒子の体積率（以下、初期体積率と記載）が３０％の場合、及び１０％の場合のいずれも同じであった。また、炭化クロムの初期体積率が１０％の試料の場合は、熱処理温度が１０００℃になると略全ての炭化クロム粒子がコバルト合金メッキ層中に溶解し、その結果、コバルト合金メッキ層中の炭化クロム粒子の体積率が略０％になった。 As shown in FIG. 3, when the heat treatment temperature is 700 ° C. or lower, the volume ratio of the chromium carbide particles is not decreased, but when the heat treatment temperature is 800 ° C. or higher, the volume ratio of the chromium carbide particles is decreased. . This tendency was the same both when the volume ratio of the chromium carbide particles before heat treatment (hereinafter referred to as the initial volume ratio) was 30% and 10%. In the case of a sample with an initial volume fraction of chromium carbide of 10%, when the heat treatment temperature reaches 1000 ° C., almost all the chromium carbide particles are dissolved in the cobalt alloy plating layer, and as a result, the carbonization in the cobalt alloy plating layer is performed. The volume ratio of the chromium particles became approximately 0%.
図４は、図２に示すコバルト合金メッキ層５のクロム含有率の熱処理温度依存性を示すグラフである。このグラフの基になった試料は、図３と同じである。熱処理温度が７００℃以下の場合、コバルト合金メッキ層からはクロムが検出されなかったが、熱処理温度が８００℃以上になると、クロムが検出され、かつ温度が上昇するにつれてその量が増加した。ただし、熱処理温度が９００℃の場合と１０００℃の場合とでは、炭化クロムの初期体積率が３０％の場合、及び１０％の場合のいずれもコバルトメッキ層中のクロム量は大差が無かった。炭化クロムの初期体積率が１０％の場合は、炭化クロムがコバルトメッキ層中に溶解しきったためと考えられるが、炭化クロムの初期体積率が３０％の場合は、コバルトメッキ層中のクロムが飽和したためと考えられる。 FIG. 4 is a graph showing the heat treatment temperature dependence of the chromium content of the cobalt alloy plating layer 5 shown in FIG. The sample on which this graph is based is the same as in FIG. When the heat treatment temperature was 700 ° C. or lower, chromium was not detected from the cobalt alloy plating layer, but when the heat treatment temperature was 800 ° C. or higher, chromium was detected and the amount increased as the temperature increased. However, the amount of chromium in the cobalt plating layer was not significantly different between the case where the heat treatment temperature was 900 ° C. and the case where the heat treatment temperature was 1000 ° C., both when the initial volume ratio of chromium carbide was 30% and when it was 10%. When the initial volume ratio of chromium carbide is 10%, it is considered that chromium carbide has completely dissolved in the cobalt plating layer. However, when the initial volume ratio of chromium carbide is 30%, the chromium in the cobalt plating layer is saturated. It is thought that it was because.
以上説明したように本実施の形態によれば、基材１の表面にコバルト合金メッキ層５を形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the cobalt alloy plating layer 5 can be formed on the surface of the substrate 1.
なお、上記実施の形態では、炭化物粒子が分散したコバルトメッキ層を形成し、このコバルトメッキ層に熱処理を施すことによりコバルト合金メッキ層を形成しているが、炭化物粒子及び窒化物粒子の少なくとも一方が分散したコバルトメッキ層を形成し、このコバルトメッキ層に熱処理を施すことによりコバルト合金メッキ層を形成することも可能である。この場合の窒化物粒子としては、例えば窒化二モリブデン（Ｍｏ２Ｎ）粒子、窒化バナジウム（ＶＮ）粒子を用いることが可能である。 In the above embodiment, a cobalt plating layer in which carbide particles are dispersed is formed, and the cobalt alloy plating layer is formed by performing a heat treatment on the cobalt plating layer. However, at least one of the carbide particles and the nitride particles is formed. It is also possible to form a cobalt alloy plating layer by forming a cobalt plating layer in which is dispersed, and subjecting this cobalt plating layer to heat treatment. As nitride particles in this case, for example, dimolybdenum nitride (Mo 2 N) particles and vanadium nitride (VN) particles can be used.
また、上記実施の形態では、炭化物粒子が分散したコバルトメッキ層を形成し、このコバルトメッキ層に熱処理を施すことによりコバルト合金メッキ層を形成しているが、炭化物粒子及び窒化物粒子の少なくとも一方が分散したコバルト以外の金属、例えばＮｉ又はＦｅのメッキ層を形成し、このメッキ層に熱処理を施すことにより合金メッキ層を形成することも可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the cobalt plating layer in which the carbide particle was disperse | distributed is formed and the cobalt alloy plating layer is formed by heat-processing this cobalt plating layer, at least one of a carbide particle and a nitride particle is formed. It is also possible to form an alloy plating layer by forming a plating layer of a metal other than cobalt in which is dispersed, such as Ni or Fe, and subjecting this plating layer to heat treatment.
（実施例１）
実施の形態と同様の方法により、ＳＵＳ３０４Ｌからなる基材の表面に合金メッキ層を形成した。基材は直径が２５ｍｍ、厚さが４ｍｍの略円板形状である。コバルトメッキ層の厚さは約１００μｍである。以下に詳細に説明する。
Example 1
An alloy plating layer was formed on the surface of the base material made of SUS304L by the same method as in the embodiment. The substrate has a substantially disk shape with a diameter of 25 mm and a thickness of 4 mm. The thickness of the cobalt plating layer is about 100 μm. This will be described in detail below.
コバルトメッキ液中に粒子径が１〜４μｍの炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）粉末粒子を５００ｇ／Ｌ、粒子径が０．２〜２μｍの炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ）粉末粒子を５０ｇ／Ｌ、粒子径が１〜４μｍの炭化珪素（ＳｉＣ）粉末粒子を２５ｇ／Ｌで分散させる。コバルトメッキ液として、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）を２５０ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１６ｇ／Ｌ、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）を３０ｇ／Ｌほど導入したものを使用した。 500 g / L of chromium carbide (Cr 3 C 2 ) powder particles having a particle diameter of 1 to 4 μm in the cobalt plating solution, 50 g / L of molybdenum carbide (Mo 2 C) powder particles having a particle diameter of 0.2 to 2 μm, Silicon carbide (SiC) powder particles having a particle diameter of 1 to 4 μm are dispersed at 25 g / L. A cobalt plating solution into which about 250 g / L of cobalt sulfate (CoSO 4 .6H 2 O), 16 g / L of sodium chloride (NaCl), and 30 g / L of boric acid (H 3 BO 3 ) was used was used.
このコバルトメッキ液を攪拌し、このコバルトメッキ液に基材を浸漬させ、コバルトメッキ液をＰＨ４．７、温度５０℃に保持した状態で電流密度５（Ａ／ｄｍ２）にて電解メッキを施すことにより、基材上に約１００μｍのコバルトメッキ層を形成した。そして、得られたコバルトメッキ層に１０５０℃の温度で５時間の真空熱処理を施した。熱処理後のコバルト合金メッキ層を元素分析した結果、Ｃｏ−１２ｗｔ％Ｃｒ−２ｗｔ％Ｍｏ−１ｗｔ％Ｓｉの合金であることが確認された。 The cobalt plating solution is stirred, the substrate is immersed in the cobalt plating solution, and electrolytic plating is performed at a current density of 5 (A / dm 2 ) with the cobalt plating solution maintained at a pH of 4.7 and a temperature of 50 ° C. As a result, a cobalt plating layer of about 100 μm was formed on the substrate. The obtained cobalt plating layer was subjected to vacuum heat treatment at a temperature of 1050 ° C. for 5 hours. As a result of elemental analysis of the cobalt alloy plating layer after the heat treatment, it was confirmed that the alloy was Co-12 wt% Cr-2 wt% Mo-1 wt% Si.
（実施例２）
実施の形態と同様の方法により、ＳＵＳ３０４Ｌからなる基材の表面に合金メッキ層を形成した。基材は直径が２５ｍｍ、厚さが４ｍｍの略円板形状である。以下に詳細に説明する。
(Example 2)
An alloy plating layer was formed on the surface of the base material made of SUS304L by the same method as in the embodiment. The substrate has a substantially disk shape with a diameter of 25 mm and a thickness of 4 mm. This will be described in detail below.
コバルトメッキ液中に粒子径が１〜４μｍの炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）粉末粒子を分散させる。コバルトメッキ液として、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）を２５０ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１６ｇ／Ｌ、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）を３０ｇ／Ｌほど導入したものを使用した。 Chromium carbide (Cr 3 C 2 ) powder particles having a particle diameter of 1 to 4 μm are dispersed in the cobalt plating solution. A cobalt plating solution into which about 250 g / L of cobalt sulfate (CoSO 4 .6H 2 O), 16 g / L of sodium chloride (NaCl), and 30 g / L of boric acid (H 3 BO 3 ) was used was used.
このコバルトメッキ液を攪拌し、このコバルトメッキ液に基材を浸漬させ、コバルトメッキ液をＰＨ４．７、温度５０℃に保持した状態で電流密度５（Ａ／ｄｍ２）にて電解メッキを施すことにより、基材上にコバルトメッキ層を形成した。このコバルトメッキ層には平均粒子径が１０μｍ程度の炭化クロム粒子が３０体積％分散されている。そして、得られたコバルトメッキ層に１０５０℃の温度で３時間の真空熱処理を施した。熱処理後のコバルト合金メッキ層は、図５に示すような合金化した組織が得られた。 The cobalt plating solution is stirred, the substrate is immersed in the cobalt plating solution, and electrolytic plating is performed at a current density of 5 (A / dm 2 ) with the cobalt plating solution maintained at a pH of 4.7 and a temperature of 50 ° C. Thus, a cobalt plating layer was formed on the substrate. In this cobalt plating layer, 30% by volume of chromium carbide particles having an average particle diameter of about 10 μm are dispersed. The obtained cobalt plating layer was subjected to vacuum heat treatment at a temperature of 1050 ° C. for 3 hours. The cobalt alloy plating layer after the heat treatment had an alloyed structure as shown in FIG.
図５の左上に示す電子顕微鏡組織では、残留炭化物相とＣｏ−Ｃｒ合金相が確認された。図５の右上に示すＣｏの分布では、Ｃｏ高濃度のＣｏ−Ｃｒ合金相とＣｏ低濃度の炭化物相が確認された。このとき、Ｃｏ−Ｃｒ合金相においてＣｏ中に溶解しているＣｒ量は約７％であった。図５の左下に示すＣｒの分布では、Ｃｒ高濃度の炭化物相とＣｒ低濃度のＣｏ−Ｃｒ合金相が確認された。図５の右下に示すＣの分布では、Ｃ中濃度の炭化物相が確認された。 In the electron microscopic structure shown in the upper left of FIG. 5, a residual carbide phase and a Co—Cr alloy phase were confirmed. In the distribution of Co shown in the upper right of FIG. 5, a Co-rich Co—Cr alloy phase and a Co-low-concentration carbide phase were confirmed. At this time, the amount of Cr dissolved in Co in the Co—Cr alloy phase was about 7%. In the distribution of Cr shown in the lower left of FIG. 5, a carbide phase with high Cr concentration and a Co—Cr alloy phase with low Cr concentration were confirmed. In the distribution of C shown in the lower right of FIG. 5, a carbide phase with a medium concentration of C was confirmed.
（実施例３）
実施の形態と同様の方法により、ＳＵＳ３０４Ｌからなる基材の表面に合金メッキ層を形成した。基材は直径が２５ｍｍ、厚さが４ｍｍの略円板形状である。以下に詳細に説明する。
(Example 3)
An alloy plating layer was formed on the surface of the base material made of SUS304L by the same method as in the embodiment. The substrate has a substantially disk shape with a diameter of 25 mm and a thickness of 4 mm. This will be described in detail below.
コバルトメッキ液中に窒化モリブデン（Ｍｏ２Ｎ）粉末粒子を分散させる。コバルトメッキ液として、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）を２５０ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１６ｇ／Ｌ、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）を３０ｇ／Ｌほど導入したものを使用した。 Molybdenum nitride (Mo 2 N) powder particles are dispersed in the cobalt plating solution. A cobalt plating solution into which about 250 g / L of cobalt sulfate (CoSO 4 .6H 2 O), 16 g / L of sodium chloride (NaCl), and 30 g / L of boric acid (H 3 BO 3 ) was used was used.
このコバルトメッキ液を攪拌し、このコバルトメッキ液に基材を浸漬させ、コバルトメッキ液をＰＨ４．７、温度５０℃に保持した状態で電流密度５（Ａ／ｄｍ２）にて電解メッキを施すことにより、基材上にコバルトメッキ層を形成した。このコバルトメッキ層には粒子径が１０〜５０μｍの窒化モリブデン粒子が３０体積％分散されている。そして、得られたコバルトメッキ層に１０５０℃の温度で３時間の真空熱処理を施した。これにより、合金化したコバルト合金メッキ層が得られた。 The cobalt plating solution is stirred, the substrate is immersed in the cobalt plating solution, and electrolytic plating is performed at a current density of 5 (A / dm 2 ) with the cobalt plating solution maintained at a pH of 4.7 and a temperature of 50 ° C. Thus, a cobalt plating layer was formed on the substrate. In this cobalt plating layer, 30% by volume of molybdenum nitride particles having a particle diameter of 10 to 50 μm is dispersed. The obtained cobalt plating layer was subjected to vacuum heat treatment at a temperature of 1050 ° C. for 3 hours. Thereby, an alloyed cobalt alloy plating layer was obtained.
（実施例４）
実施の形態と同様の方法により、ＳＵＳ３０４Ｌからなる基材の表面に合金メッキ層を形成した。基材は直径が２５ｍｍ、厚さが４ｍｍの略円板形状である。以下に詳細に説明する。
Example 4
An alloy plating layer was formed on the surface of the base material made of SUS304L by the same method as in the embodiment. The substrate has a substantially disk shape with a diameter of 25 mm and a thickness of 4 mm. This will be described in detail below.
コバルトメッキ液中に炭化珪素（ＳｉＣ）粉末粒子を分散させる。コバルトメッキ液として、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）を２５０ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１６ｇ／Ｌ、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）を３０ｇ／Ｌほど導入したものを使用した。 Disperse silicon carbide (SiC) powder particles in the cobalt plating solution. A cobalt plating solution into which about 250 g / L of cobalt sulfate (CoSO 4 .6H 2 O), 16 g / L of sodium chloride (NaCl), and 30 g / L of boric acid (H 3 BO 3 ) was used was used.
このコバルトメッキ液を攪拌し、このコバルトメッキ液に基材を浸漬させ、コバルトメッキ液をＰＨ４．７、温度５０℃に保持した状態で電流密度５（Ａ／ｄｍ２）にて電解メッキを施すことにより、基材上にコバルトメッキ層を形成した。このコバルトメッキ層には粒子径が３〜１０μｍの炭化珪素粒子が３０体積％分散されている。そして、得られたコバルトメッキ層に１０５０℃の温度で３時間の真空熱処理を施した。熱処理後のコバルト合金メッキ層は、図６に示すような合金化した組織が得られた。 The cobalt plating solution is stirred, the substrate is immersed in the cobalt plating solution, and electrolytic plating is performed at a current density of 5 (A / dm 2 ) with the cobalt plating solution maintained at a pH of 4.7 and a temperature of 50 ° C. Thus, a cobalt plating layer was formed on the substrate. In this cobalt plating layer, 30% by volume of silicon carbide particles having a particle diameter of 3 to 10 μm are dispersed. The obtained cobalt plating layer was subjected to vacuum heat treatment at a temperature of 1050 ° C. for 3 hours. The cobalt alloy plating layer after the heat treatment had an alloyed structure as shown in FIG.
図６の左上に示す電子顕微鏡組織では、残留炭化物相とＣｏ−Ｓｉ合金相とが確認された。図６の右上に示すＣｏの分布では、Ｃｏ高濃度相とＣｏ中濃度の炭化物相が確認された。図６の左下に示すＳｉの分布では、Ｓｉ高濃度の炭化物相とＳｉ低濃度合金相が確認された。図６の右下に示すＣの分布では、Ｃ中濃度の炭化物相が確認された。Ｃｏ−Ｓｉ合金相中のＳｉ量は約９ｗｔ％であった。 In the electron microscopic structure shown in the upper left of FIG. 6, a residual carbide phase and a Co—Si alloy phase were confirmed. In the distribution of Co shown in the upper right of FIG. 6, a Co high concentration phase and a carbide medium carbide phase were confirmed. In the Si distribution shown in the lower left of FIG. 6, a high Si concentration carbide phase and a low Si concentration alloy phase were confirmed. In the distribution of C shown in the lower right of FIG. 6, a C-phase carbide phase was confirmed. The amount of Si in the Co—Si alloy phase was about 9 wt%.
（実施例５）
実施の形態と同様の方法により、ＳＵＳ３０４Ｌからなる基材の表面に合金メッキ層を形成した。基材は直径が２５ｍｍ、厚さが４ｍｍの略円板形状である。以下に詳細に説明する。
(Example 5)
An alloy plating layer was formed on the surface of the base material made of SUS304L by the same method as in the embodiment. The substrate has a substantially disk shape with a diameter of 25 mm and a thickness of 4 mm. This will be described in detail below.
コバルトメッキ液中に炭化バナジウム（ＶＣ）粉末粒子を分散させる。コバルトメッキ液として、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）を２５０ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１６ｇ／Ｌ、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）を３０ｇ／Ｌほど導入したものを使用した。 Vanadium carbide (VC) powder particles are dispersed in a cobalt plating solution. A cobalt plating solution into which about 250 g / L of cobalt sulfate (CoSO 4 .6H 2 O), 16 g / L of sodium chloride (NaCl), and 30 g / L of boric acid (H 3 BO 3 ) was used was used.
このコバルトメッキ液を攪拌し、このコバルトメッキ液に基材を浸漬させ、コバルトメッキ液をＰＨ４．７、温度５０℃に保持した状態で電流密度５（Ａ／ｄｍ２）にて電解メッキを施すことにより、基材上にコバルトメッキ層を形成した。このコバルトメッキ層には粒子径が３〜１０μｍの炭化バナジウム粒子が３０体積％分散されている。そして、得られたコバルトメッキ層に１０５０℃の温度で３時間の真空熱処理を施した。熱処理後のコバルト合金メッキ層は、図７に示すような合金化した組織が得られた。 The cobalt plating solution is stirred, the substrate is immersed in the cobalt plating solution, and electrolytic plating is performed at a current density of 5 (A / dm 2 ) with the cobalt plating solution maintained at a pH of 4.7 and a temperature of 50 ° C. Thus, a cobalt plating layer was formed on the substrate. In this cobalt plating layer, 30% by volume of vanadium carbide particles having a particle diameter of 3 to 10 μm is dispersed. The obtained cobalt plating layer was subjected to vacuum heat treatment at a temperature of 1050 ° C. for 3 hours. The cobalt alloy plating layer after the heat treatment had an alloyed structure as shown in FIG.
図７の左上に示す電子顕微鏡組織では、残留炭化物相とＣｏ−Ｖ合金相が確認された。図７の右上に示すＣｏの分布では、Ｃｏ高濃度相とＣｏ低濃度の炭化物相が確認された。図７の左下に示すＶの分布では、Ｖ高濃度の炭化物相とＶ低濃度合金相が確認された。図７の右下に示すＣの分布では、Ｃ中濃度の炭化物相が確認された。Ｃｏ−Ｖ合金相中のＶ量は約５ｗｔ％であった。 In the electron microscopic structure shown in the upper left of FIG. 7, a residual carbide phase and a Co—V alloy phase were confirmed. In the Co distribution shown in the upper right of FIG. 7, a high Co concentration phase and a low Co concentration carbide phase were confirmed. In the distribution of V shown in the lower left of FIG. 7, a high-concentration carbide phase and a low-V alloy phase were confirmed. In the distribution of C shown in the lower right of FIG. 7, a C-phase carbide phase was confirmed. The amount of V in the Co-V alloy phase was about 5 wt%.
（実施例６）
図８及び図９は、本発明の実施例６による合金メッキ層の形成方法を説明するための断面図である。
(Example 6)
8 and 9 are cross-sectional views for explaining a method of forming an alloy plating layer according to Example 6 of the present invention.
本実施例による合金メッキ層の形成方法は、コバルトとクロムを各々層状にメッキし、最上のメッキ層にて炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ)粉末粒子、炭化珪素(ＳｉＣ)粉末粒子を含ませるメッキを施した後、熱処理によって合金化する方法である。熱処理後のＣｏ−Ｃｒ合金層２３の中のクロム濃度を例えば１５〜２０％とするために、コバルトとクロムのメッキ厚さを４：１に制御する。 The method for forming an alloy plating layer according to the present embodiment includes plating in which cobalt and chromium are plated in layers, and molybdenum carbide (Mo 2 C) powder particles and silicon carbide (SiC) powder particles are included in the uppermost plating layer. This is a method of alloying by heat treatment. In order to set the chromium concentration in the Co—Cr alloy layer 23 after the heat treatment to 15 to 20%, for example, the plating thickness of cobalt and chromium is controlled to 4: 1.
以下に詳細に説明する。
実施例１と同様のコバルトメッキ浴、クロムメッキ浴及び洗浄槽を準備する。クロムメッキ液として、無水クロム酸（ＣｒＯ３）を２５０ｇ／Ｌ、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を２．５ｇ／Ｌほど導入したものを使用した。母材１０として直径が２５ｍｍ、厚さが４ｍｍのＳＵＳ３０４Ｌ等のステンレス試験片を準備する。なお、本実施例では、母材１０にステンレス鋼を用いるが、母材に他の鋼（例えばクロムが添加されている普通鋼）を用いても良い。
This will be described in detail below.
The same cobalt plating bath, chrome plating bath and cleaning tank as in Example 1 are prepared. A chromium plating solution into which about 250 g / L of chromic anhydride (CrO 3 ) and about 2.5 g / L of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) were used was used. A stainless steel test piece such as SUS304L having a diameter of 25 mm and a thickness of 4 mm is prepared as the base material 10. In the present embodiment, stainless steel is used for the base material 10, but other steel (for example, ordinary steel to which chromium is added) may be used for the base material.
次に、図８に示すように、母材（素地金属）１０の表面上に厚さ約２０μｍのコバルトメッキ層２０を電解メッキ法により形成する。本工程で使用されるコバルトメッキ液には炭化物粒子が導入されておらず、このためコバルトメッキ層２０には炭化物粒子が含まれない。 Next, as shown in FIG. 8, a cobalt plating layer 20 having a thickness of about 20 μm is formed on the surface of the base material (base metal) 10 by electrolytic plating. Carbide particles are not introduced into the cobalt plating solution used in this step, and therefore, the cobalt plating layer 20 does not include carbide particles.
次いで、コバルトメッキ層２０の表面を洗浄槽によって洗浄した後、コバルトメッキ層２０上に厚さ約５μｍのクロムメッキ層２２を電解メッキ法により形成する。その後、クロムメッキ層２２の表面を洗浄槽によって洗浄する。次いで、上記の工程を繰り返すことにより、クロムメッキ層２２上に、コバルトメッキ層２０及びクロムメッキ層２２を積層する。 Next, after the surface of the cobalt plating layer 20 is cleaned by a cleaning tank, a chromium plating layer 22 having a thickness of about 5 μm is formed on the cobalt plating layer 20 by electrolytic plating. Thereafter, the surface of the chromium plating layer 22 is cleaned by a cleaning tank. Next, the cobalt plating layer 20 and the chromium plating layer 22 are laminated on the chromium plating layer 22 by repeating the above-described steps.
次いで、クロムメッキ層２２の表面を洗浄槽によって洗浄した後、このクロムメッキ層２２上に、コバルトメッキ層２１を電解メッキ法により形成する。本工程で使用されるコバルトメッキ液に粒子径が０．２〜２μｍの炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ）粉末粒子を２００ｇ／Ｌ、粒子径が１〜４μｍの炭化珪素（ＳｉＣ）粉末粒子を５０ｇ／Ｌで分散され、かつコバルトメッキ液は攪拌される。このため、コバルトメッキ層２１には炭化モリブデン粒子及び炭化珪素粒子が分散される。 Next, after the surface of the chromium plating layer 22 is cleaned by a cleaning tank, a cobalt plating layer 21 is formed on the chromium plating layer 22 by an electrolytic plating method. The cobalt plating solution used in this step is 200 g / L of molybdenum carbide (Mo 2 C) powder particles having a particle diameter of 0.2 to 2 μm and 50 g / L of silicon carbide (SiC) powder particles having a particle diameter of 1 to 4 μm. L is dispersed and the cobalt plating solution is stirred. For this reason, molybdenum carbide particles and silicon carbide particles are dispersed in the cobalt plating layer 21.
次に、得られたコバルトメッキ層２０，２１及びクロムメッキ層２２に１０００℃の温度で５時間の真空熱処理を施した。これにより、図９に示すように、母材１０上にはＣｏ−Ｃｒ合金メッキ層２３が形成され、このＣｏ−Ｃｒ合金メッキ層２３上にはＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｓｉ合金メッキ層２４が形成される。このＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｓｉ合金メッキ層２４を元素分析した結果、Ｃｏ−１８ｗｔ％Ｃｒ−６ｗｔ％Ｍｏ−１ｗｔ％Ｓｉ合金であることが確認された。 Next, the obtained cobalt plating layers 20 and 21 and the chromium plating layer 22 were subjected to vacuum heat treatment at a temperature of 1000 ° C. for 5 hours. As a result, as shown in FIG. 9, a Co—Cr alloy plating layer 23 is formed on the base material 10, and a Co—Cr—Mo—Si alloy plating layer 24 is formed on the Co—Cr alloy plating layer 23. It is formed. As a result of elemental analysis of the Co—Cr—Mo—Si alloy plating layer 24, it was confirmed that the Co—Cr—Mo—Si alloy plating layer 24 was a Co-18 wt% Cr-6 wt% Mo-1 wt% Si alloy.
（実施例７）
実施の形態と同様の方法により、ＳＵＳ３０４Ｌからなる基材の表面に合金メッキ層を形成した。基材は直径が２５ｍｍ、厚さが４ｍｍの略円板形状である。以下に詳細に説明する。
(Example 7)
An alloy plating layer was formed on the surface of the base material made of SUS304L by the same method as in the embodiment. The substrate has a substantially disk shape with a diameter of 25 mm and a thickness of 4 mm. This will be described in detail below.
コバルトメッキ液中に、炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）粉末粒子及び窒化モリブデン（Ｍｏ２Ｎ）粉末粒子を分散させる。コバルトメッキ液として、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ４・６Ｈ２Ｏ）を２５０ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１６ｇ／Ｌ、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）を３０ｇ／Ｌほど導入したものを使用した。 Chromium carbide (Cr 3 C 2 ) powder particles and molybdenum nitride (Mo 2 N) powder particles are dispersed in the cobalt plating solution. A cobalt plating solution into which about 250 g / L of cobalt sulfate (CoSO 4 .6H 2 O), 16 g / L of sodium chloride (NaCl), and 30 g / L of boric acid (H 3 BO 3 ) was used was used.
このコバルトメッキ液を攪拌し、このコバルトメッキ液に基材を浸漬させ、コバルトメッキ液をＰＨ４．７、温度５０℃に保持した状態で電流密度５（Ａ／ｄｍ２）にて電解メッキを施すことにより、基材上にコバルトメッキ層を形成した。このコバルトメッキ層には、粒子径〜１０μｍの炭化クロム粒子が１５体積％分散され、粒子径１０〜５０μｍの窒化モリブデン粒子が１５体積％分散されている。そして、得られたコバルトメッキ層に１０５０℃の温度で３時間の真空熱処理を施した。これにより、合金化したコバルト合金メッキ層が得られた。 The cobalt plating solution is stirred, the substrate is immersed in the cobalt plating solution, and electrolytic plating is performed at a current density of 5 (A / dm 2 ) with the cobalt plating solution maintained at a pH of 4.7 and a temperature of 50 ° C. Thus, a cobalt plating layer was formed on the substrate. In this cobalt plating layer, 15% by volume of chromium carbide particles having a particle diameter of 10 μm are dispersed, and 15% by volume of molybdenum nitride particles having a particle diameter of 10 to 50 μm are dispersed. The obtained cobalt plating layer was subjected to vacuum heat treatment at a temperature of 1050 ° C. for 3 hours. Thereby, an alloyed cobalt alloy plating layer was obtained.
なお、本発明は上述した実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１…基材、２…コバルトメッキ層、３…炭化クロム粒子、４…炭化物粒子、５…コバルト合金メッキ層、１０…母材、２０，２１…コバルトメッキ層、２２…クロムメッキ層、２３…Ｃｏ−Ｃｒ合金層、２４…Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｓｉ合金メッキ層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material, 2 ... Cobalt plating layer, 3 ... Chromium carbide particle, 4 ... Carbide particle, 5 ... Cobalt alloy plating layer, 10 ... Base material, 20, 21 ... Cobalt plating layer, 22 ... Chromium plating layer, 23 ... Co-Cr alloy layer, 24 ... Co-Cr-Mo-Si alloy plating layer
Claims (7)
前記基材及び前記メッキ層を熱処理することにより、前記メッキ層に分散された前記粒子を分解し、前記メッキ層に前記合金元素を含有させ、前記基材の表面に合金メッキ層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする合金メッキ層の形成方法。 The substrate is immersed in the plating solution in a state where the plating solution into which at least one of the alloy element carbide particles and the alloy element nitride particles has been introduced is stirred, and the at least one of the at least one is performed by electrolytic plating. Forming a plating layer in which the particles are dispersed on the surface of the substrate;
Decomposing the particles dispersed in the plating layer by heat-treating the substrate and the plating layer, including the alloy element in the plating layer, and forming an alloy plating layer on the surface of the substrate When,
A method for forming an alloy plating layer, comprising:
前記合金メッキ層は、クロムを含有し、前記少なくとも１種の炭化物粒子の合金元素を含有することを特徴とする合金メッキ層の形成方法。 2. The at least one carbide selected from the group consisting of molybdenum carbide, silicon carbide, tungsten carbide, titanium carbide, and vanadium carbide, according to claim 1, wherein at least one of the alloy element carbide particles and the alloy element nitride particles is selected from the group consisting of molybdenum carbide, silicon carbide, tungsten carbide, titanium carbide, and vanadium carbide. Particles and chromium carbide particles,
The method of forming an alloy plating layer, wherein the alloy plating layer contains chromium and contains an alloy element of the at least one carbide particle.
前記基材の表面に形成されたコバルト合金メッキ層と、
を具備し、
前記コバルト合金メッキ層は、クロムを含有し、モリブデン、珪素、タングステン、チタン及びバナジウムの群から選択された少なくとも１種の元素を含有することを特徴とするコーティング部材。 A substrate;
A cobalt alloy plating layer formed on the surface of the substrate;
Comprising
The cobalt alloy plating layer contains chromium and contains at least one element selected from the group consisting of molybdenum, silicon, tungsten, titanium, and vanadium.
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