JP2943626B2 - チタン材の表面硬化処理方法 - Google Patents
チタン材の表面硬化処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はチタン材の表面硬化処
理方法に関する。
理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】チタン材に適用されている表面硬化処理方
法には、ＴｉＮコーティング等のイオンプレーティング
法（特公平２−９１０４号公報）、あるいは真空加熱炉
を用いた窒素ガスによる高圧窒化処理法（特開昭６１−
６９９５６号公報）などがある。これら従来方法の共通
した欠点として（１）バッチ処理方法に限定される、
（２）設備費が高価なうえに工数がかかり、コスト高に
なる、（３）処理時間が長い割りに表面からの硬化層の
厚さが小さい、などが挙げられる。
法には、ＴｉＮコーティング等のイオンプレーティング
法（特公平２−９１０４号公報）、あるいは真空加熱炉
を用いた窒素ガスによる高圧窒化処理法（特開昭６１−
６９９５６号公報）などがある。これら従来方法の共通
した欠点として（１）バッチ処理方法に限定される、
（２）設備費が高価なうえに工数がかかり、コスト高に
なる、（３）処理時間が長い割りに表面からの硬化層の
厚さが小さい、などが挙げられる。
【０００３】また硬質Ｃｒメッキ法などの適用も考えら
れるが、これをチタン材料に適用した場合には硬化層が
薄く、耐久性や安定性に問題を有している。近年、上記
の問題を解決すべく、種々の表面硬化処理方法が提案さ
れているが、いまだ十分な効果が得られていないのが現
状である。
れるが、これをチタン材料に適用した場合には硬化層が
薄く、耐久性や安定性に問題を有している。近年、上記
の問題を解決すべく、種々の表面硬化処理方法が提案さ
れているが、いまだ十分な効果が得られていないのが現
状である。
【０００４】例えば、特開昭６１−６９９５６号公報に
は、Ｈ2 −Ｏ2 −Ｎ2 雰囲気中でチタン材を加熱するこ
とにより表面硬化層を得る方法が提案されている。しか
し、この方法では、鉄鋼材料への浸炭処理方法（特開昭
６３−７２８２１号公報参照）をチタン材に適用する場
合と同様、チタン中に水素が含有されてしまい、後工程
の脱水素が必要となるという欠点を有している。
は、Ｈ2 −Ｏ2 −Ｎ2 雰囲気中でチタン材を加熱するこ
とにより表面硬化層を得る方法が提案されている。しか
し、この方法では、鉄鋼材料への浸炭処理方法（特開昭
６３−７２８２１号公報参照）をチタン材に適用する場
合と同様、チタン中に水素が含有されてしまい、後工程
の脱水素が必要となるという欠点を有している。
【０００５】一方、本出願人は、さきにチタン材をＣＯ
2 ガスを含む雰囲気中で加熱処理することにより、微小
ビッカース硬さ５００Ｈｖ以上の厚さが５μｍ以上で、
しかも最大表面粗さＲmax ５〜１０μｍ以下の表面硬化
層を形成するチタン材の表面硬化処理方法について出願
している（特開平５−９７０３号公報）。
2 ガスを含む雰囲気中で加熱処理することにより、微小
ビッカース硬さ５００Ｈｖ以上の厚さが５μｍ以上で、
しかも最大表面粗さＲmax ５〜１０μｍ以下の表面硬化
層を形成するチタン材の表面硬化処理方法について出願
している（特開平５−９７０３号公報）。
【０００６】しかしながら、特開平５−９７０３号公報
に記載された方法では、酸化・浸炭により硬化層が厚く
なるとともに表面粗さが大きくなるという現象が同時に
おこるため、その適用には限界がある。また、刃物等、
表面硬化層の硬さと厚さのみならず、下地の硬さが大き
いことが不可欠な製品もあり、母材の高硬度化も求めら
れている。
に記載された方法では、酸化・浸炭により硬化層が厚く
なるとともに表面粗さが大きくなるという現象が同時に
おこるため、その適用には限界がある。また、刃物等、
表面硬化層の硬さと厚さのみならず、下地の硬さが大き
いことが不可欠な製品もあり、母材の高硬度化も求めら
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明はかかる事情
に鑑みてなされたものであり、その目的は第１に表面の
荒れを伴うことなく、簡便に、厚い表面硬化層が得られ
るチタン材の表面硬化処理方法を提供することにあり、
第２に、さらに母材の硬度も高くすることができるチタ
ン材の表面硬化処理方法を提供することにある。
に鑑みてなされたものであり、その目的は第１に表面の
荒れを伴うことなく、簡便に、厚い表面硬化層が得られ
るチタン材の表面硬化処理方法を提供することにあり、
第２に、さらに母材の硬度も高くすることができるチタ
ン材の表面硬化処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記課題を解決するために、第１に、チタン材をＣＯ2 ガ
ス分圧が１／２０気圧以上の雰囲気、またはＣＯ2 ガス
分圧が１／２０気圧以上で残部が不活性ガスもしくは窒
素ガスもしくはこれらの混合ガスからなる雰囲気中で所
定の加熱温度に加熱してその表面を硬化させ、その後不
活性ガス中または真空中において前記加熱温度以上の温
度でさらに加熱処理することを特徴とするチタン材の表
面硬化処理方法を提供する。
記課題を解決するために、第１に、チタン材をＣＯ2 ガ
ス分圧が１／２０気圧以上の雰囲気、またはＣＯ2 ガス
分圧が１／２０気圧以上で残部が不活性ガスもしくは窒
素ガスもしくはこれらの混合ガスからなる雰囲気中で所
定の加熱温度に加熱してその表面を硬化させ、その後不
活性ガス中または真空中において前記加熱温度以上の温
度でさらに加熱処理することを特徴とするチタン材の表
面硬化処理方法を提供する。
【０００９】第２に、（α＋β）型またはβ型チタン合
金材をＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧以上の雰囲気、ま
たはＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧以上で残部が不活性
ガスもしくは窒素ガスもしくはこれらの混合ガスからな
る雰囲気中で所定の加熱温度に加熱してその表面を硬化
させ、その後不活性ガス中または真空中において前記加
熱温度以上の温度でさらに加熱処理し、次いで時効硬化
処理を施すことを特徴とするチタン材の表面硬化処理方
法を提供する。
金材をＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧以上の雰囲気、ま
たはＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧以上で残部が不活性
ガスもしくは窒素ガスもしくはこれらの混合ガスからな
る雰囲気中で所定の加熱温度に加熱してその表面を硬化
させ、その後不活性ガス中または真空中において前記加
熱温度以上の温度でさらに加熱処理し、次いで時効硬化
処理を施すことを特徴とするチタン材の表面硬化処理方
法を提供する。
【００１０】本発明者らは、上記課題を解決すべく種々
検討を重ねた結果、特定のＣＯ2 ガス分圧で加熱するこ
とによりチタン材表層に酸素および炭素原子を侵入させ
た後、不活性ガスまたは真空中において加熱処理するこ
とにより、侵入した酸素および炭素が内部に拡散され、
これによって表面粗度が小さく厚い硬化層が形成される
ことを見出した。また、チタン材として（α＋β）型ま
たはβ型チタン合金を用いる場合には、不活性ガスまた
は真空中での加熱処理は溶体化処理を兼ねることがで
き、その加熱処理の後、時効処理すれば、表面粗度が小
さく厚い表面硬化層が形成され、しかも母材の硬度が上
昇することを見出した。
検討を重ねた結果、特定のＣＯ2 ガス分圧で加熱するこ
とによりチタン材表層に酸素および炭素原子を侵入させ
た後、不活性ガスまたは真空中において加熱処理するこ
とにより、侵入した酸素および炭素が内部に拡散され、
これによって表面粗度が小さく厚い硬化層が形成される
ことを見出した。また、チタン材として（α＋β）型ま
たはβ型チタン合金を用いる場合には、不活性ガスまた
は真空中での加熱処理は溶体化処理を兼ねることがで
き、その加熱処理の後、時効処理すれば、表面粗度が小
さく厚い表面硬化層が形成され、しかも母材の硬度が上
昇することを見出した。
【００１１】上記構成を有する本発明は、本発明者らの
このような知見に基づいて完成されたものである。な
お、以下の説明において、上述の特定のＣＯ2 ガス分圧
で加熱することによりチタン材表層に酸素および炭素原
子を侵入させる処理を「表面硬化加熱処理」と記載し、
その後の不活性ガス中または真空中における加熱処理を
「拡散加熱処理」と記載する。
このような知見に基づいて完成されたものである。な
お、以下の説明において、上述の特定のＣＯ2 ガス分圧
で加熱することによりチタン材表層に酸素および炭素原
子を侵入させる処理を「表面硬化加熱処理」と記載し、
その後の不活性ガス中または真空中における加熱処理を
「拡散加熱処理」と記載する。
【００１２】次に、この発明の根拠となった実験につい
て説明する。Ａｌ：４．４８重量％、Ｖ：２．９８重量
％、Ｍｏ：１．８９重量％、Ｆｅ：１．９９重量％、
Ｏ：０．１１３重量％、Ｃ：０．０１重量％、Ｎ：０．
００７重量％、Ｈ：０．００４８重量％を含有するβ変
態点が９０５℃の（α＋β）型チタン合金板（厚さ１
２．５ｍｍ）を、ＣＯ2 ガス分圧が０．２気圧、アルゴ
ンガスが０．８気圧の混合ガス雰囲気中において７００
〜９５０℃で２時間表面硬化加熱処理を行い表面を硬化
させた。この表面硬化加熱処理後、表層部の硬さ分布お
よび平均表面粗さＲａを測定した。図１は微小ビッカー
ス硬さ６００Ｈｖ以上の硬化層厚さと平均表面粗さＲａ
との関係を示す図である。なお、図中には表面硬化加熱
処理の際の加熱温度を示す。図１に示すように、このよ
うな処理のみでは処理温度が高くなるほど表面硬化層厚
さは大きくなるものの、表面粗さが大きくなるという欠
点があることが理解される。そこで、上記ガス雰囲気中
において７００〜９００℃で２時間加熱して表面を硬化
させたチタン材に対して、アルゴンガス雰囲気中にて８
００℃で３時間加熱するという条件の拡散加熱処理を行
った。その後チタン材表層の硬さ分布および平均表面粗
さＲａを同様に測定した。図２は拡散加熱処理を行った
後の微小ビッカース硬さ６００Ｈｖ以上の表面硬化層厚
さと平均表面粗さＲａとの関係を示す図である。なお、
図２には比較のため図１に示した関係を併せて表示し
た。図２から、表面硬化加熱処理の後、その温度以上の
温度で拡散加熱処理を施すことにより、表面粗さを劣化
させることなく表面硬化層厚さを大きくすることが可能
であることが導かれる。
て説明する。Ａｌ：４．４８重量％、Ｖ：２．９８重量
％、Ｍｏ：１．８９重量％、Ｆｅ：１．９９重量％、
Ｏ：０．１１３重量％、Ｃ：０．０１重量％、Ｎ：０．
００７重量％、Ｈ：０．００４８重量％を含有するβ変
態点が９０５℃の（α＋β）型チタン合金板（厚さ１
２．５ｍｍ）を、ＣＯ2 ガス分圧が０．２気圧、アルゴ
ンガスが０．８気圧の混合ガス雰囲気中において７００
〜９５０℃で２時間表面硬化加熱処理を行い表面を硬化
させた。この表面硬化加熱処理後、表層部の硬さ分布お
よび平均表面粗さＲａを測定した。図１は微小ビッカー
ス硬さ６００Ｈｖ以上の硬化層厚さと平均表面粗さＲａ
との関係を示す図である。なお、図中には表面硬化加熱
処理の際の加熱温度を示す。図１に示すように、このよ
うな処理のみでは処理温度が高くなるほど表面硬化層厚
さは大きくなるものの、表面粗さが大きくなるという欠
点があることが理解される。そこで、上記ガス雰囲気中
において７００〜９００℃で２時間加熱して表面を硬化
させたチタン材に対して、アルゴンガス雰囲気中にて８
００℃で３時間加熱するという条件の拡散加熱処理を行
った。その後チタン材表層の硬さ分布および平均表面粗
さＲａを同様に測定した。図２は拡散加熱処理を行った
後の微小ビッカース硬さ６００Ｈｖ以上の表面硬化層厚
さと平均表面粗さＲａとの関係を示す図である。なお、
図２には比較のため図１に示した関係を併せて表示し
た。図２から、表面硬化加熱処理の後、その温度以上の
温度で拡散加熱処理を施すことにより、表面粗さを劣化
させることなく表面硬化層厚さを大きくすることが可能
であることが導かれる。
【００１３】次に、この発明における各要件の限定理由
について説明する。まず、表面硬化加熱処理に用いるＣ
Ｏ2 ガス分圧を１／２０気圧以上とする。ＣＯ2 ガスは
チタン材の表面で還元され酸素、炭素源となり、この酸
素、炭素がチタン材表面に侵入することにより表面硬化
層が形成されるが、ＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧未満
では十分な表面硬化層が得られないか、または硬化処理
に要する時間が長時間化して現実的ではない。
について説明する。まず、表面硬化加熱処理に用いるＣ
Ｏ2 ガス分圧を１／２０気圧以上とする。ＣＯ2 ガスは
チタン材の表面で還元され酸素、炭素源となり、この酸
素、炭素がチタン材表面に侵入することにより表面硬化
層が形成されるが、ＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧未満
では十分な表面硬化層が得られないか、または硬化処理
に要する時間が長時間化して現実的ではない。
【００１４】また、表面硬化加熱処理に引き続いて行わ
れる拡散加熱処理は、表面硬化加熱処理の温度以上の温
度で行う。この温度が表面硬化加熱処理温度よりも低い
と拡散が十分でなく、上述した表面粗さを劣化させずに
表面硬化層厚さを大きくするという効果が得られない。
れる拡散加熱処理は、表面硬化加熱処理の温度以上の温
度で行う。この温度が表面硬化加熱処理温度よりも低い
と拡散が十分でなく、上述した表面粗さを劣化させずに
表面硬化層厚さを大きくするという効果が得られない。
【００１５】特に、チタン材が（α＋β）型またはβ型
チタン合金である場合には、この拡散加熱処理が溶体化
処理を兼ねることができ、その温度を表面硬化加熱処理
の温度以上とすることにより、その後の時効硬化処理に
よって母材の硬度をより高めることが可能である。この
場合、拡散加熱処理後の冷却速度は時効硬化が得られる
に十分大きい速度とする必要がある。具体的な下限冷却
速度は、合金のβ相の安定度によって異なり、（α＋
β）型チタン合金、βリッチ（α＋β）型チタン合金、
β型チタン合金と、β相の安定度が大きくなるに従って
小さくなる。すなわち、好ましい冷却速度は、上記各合
金について、それぞれ１０℃／秒、１℃／秒、０．１℃
／秒以上である。
チタン合金である場合には、この拡散加熱処理が溶体化
処理を兼ねることができ、その温度を表面硬化加熱処理
の温度以上とすることにより、その後の時効硬化処理に
よって母材の硬度をより高めることが可能である。この
場合、拡散加熱処理後の冷却速度は時効硬化が得られる
に十分大きい速度とする必要がある。具体的な下限冷却
速度は、合金のβ相の安定度によって異なり、（α＋
β）型チタン合金、βリッチ（α＋β）型チタン合金、
β型チタン合金と、β相の安定度が大きくなるに従って
小さくなる。すなわち、好ましい冷却速度は、上記各合
金について、それぞれ１０℃／秒、１℃／秒、０．１℃
／秒以上である。
【００１６】なお、表面硬化加熱処理の際の温度は、チ
タン材とＣＯ2 ガスとを活性化し、これらの間の反応を
促進するために十分な値に設定すればよく、特に限定さ
れるものではないが、効率的に表面硬化層を形成する観
点からは、７００℃以上であることが好ましい。
タン材とＣＯ2 ガスとを活性化し、これらの間の反応を
促進するために十分な値に設定すればよく、特に限定さ
れるものではないが、効率的に表面硬化層を形成する観
点からは、７００℃以上であることが好ましい。
【００１７】また、表面硬化加熱処理および拡散加熱処
理に際しては、気密性の高い一般の熱処理炉（ピット炉
や管状炉）、または鋼の浸炭や窒化処理に用いられてい
る工業炉を利用することができるが、これらに限定され
ず種々の炉を使用することができる。なお、本発明にお
けるチタン材は、純チタン、各種チタン合金、各種チタ
ン基金属間化合物を総称するものである。
理に際しては、気密性の高い一般の熱処理炉（ピット炉
や管状炉）、または鋼の浸炭や窒化処理に用いられてい
る工業炉を利用することができるが、これらに限定され
ず種々の炉を使用することができる。なお、本発明にお
けるチタン材は、純チタン、各種チタン合金、各種チタ
ン基金属間化合物を総称するものである。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）工業用純チタン（ＪＩＳ２種）をＣＯ2 ガ
スとアルゴンガスとの混合ガス（ＣＯ2 ガス分圧０．２
気圧、アルゴンガス分圧０．８気圧）中において８００
℃で３時間の表面硬化加熱処理を行い、引き続き真空中
（真空度１×１０-4Torr）において８５０℃で３時間の
拡散加熱処理を行い、表面硬化層の硬さ分布を測定し
た。その結果を図３に示す。比較のため、８００℃およ
び８５０℃において３時間の表面硬化加熱処理のみを行
ったものについても同様に硬さ分布を測定した。その結
果も併せて図３に示す。
スとアルゴンガスとの混合ガス（ＣＯ2 ガス分圧０．２
気圧、アルゴンガス分圧０．８気圧）中において８００
℃で３時間の表面硬化加熱処理を行い、引き続き真空中
（真空度１×１０-4Torr）において８５０℃で３時間の
拡散加熱処理を行い、表面硬化層の硬さ分布を測定し
た。その結果を図３に示す。比較のため、８００℃およ
び８５０℃において３時間の表面硬化加熱処理のみを行
ったものについても同様に硬さ分布を測定した。その結
果も併せて図３に示す。
【００１９】図３に示すように、８００℃での表面硬化
加熱処理のみを行ったチタン材の表面硬化層厚さ（微小
ビッカース硬さ５００Ｈｖ以上の厚さ）が約２０μｍで
あるのに対し、８００℃での表面硬化加熱処理の後に拡
散加熱処理を行った本発明例のものはその厚さが約３５
μｍとなり、１５μｍ程度大きくなることが確認され
た。
加熱処理のみを行ったチタン材の表面硬化層厚さ（微小
ビッカース硬さ５００Ｈｖ以上の厚さ）が約２０μｍで
あるのに対し、８００℃での表面硬化加熱処理の後に拡
散加熱処理を行った本発明例のものはその厚さが約３５
μｍとなり、１５μｍ程度大きくなることが確認され
た。
【００２０】また、上記拡散加熱処理を行った試料、な
らびに８００℃および８５０℃で表面硬化加熱処理のみ
を行った上記２つの比較例の試料について表面粗度を測
定した。その結果、これら試料の平均粗さ（Ｒａ）は、
それぞれ０．４０、０．４５、０．６５μｍとなり、拡
散加熱処理を行ったものは表面粗度が小さくなっている
ことが確認された。
らびに８００℃および８５０℃で表面硬化加熱処理のみ
を行った上記２つの比較例の試料について表面粗度を測
定した。その結果、これら試料の平均粗さ（Ｒａ）は、
それぞれ０．４０、０．４５、０．６５μｍとなり、拡
散加熱処理を行ったものは表面粗度が小さくなっている
ことが確認された。
【００２１】（実施例２）Ａｌ：４．５６重量％、Ｖ：
３．１１重量％、Ｍｏ：２．０８重量％、Ｆｅ：２．０
１重量％、Ｏ：０．０８３重量％、Ｃ：０．００９重量
％、Ｎ：０．００６重量％、Ｈ：０．００４０重量％を
含有するβ変態点が８９５℃の（α＋β）型チタン合金
板（厚さ１２．５ｍｍ）を、ＣＯ2 ガス分圧が０．１気
圧、アルゴンガスが０．９気圧の混合ガス雰囲気中にお
いて８００℃で１時間の表面硬化加熱処理を行った。そ
の後、アルゴンガス中において７５０〜９２５℃の各温
度にて溶体化処理を兼ねた拡散加熱処理を行い、５℃／
秒で室温まで冷却し、引き続き５１０℃において１時間
の時効処理を行った。これら試料について、表層部およ
び板厚中央部の微小ビッカース硬さを測定した。また、
上記拡散加熱処理を行わなかったものについても同様に
微小ビッカース硬さを測定した。表１にこの際の微小ビ
ッカース硬さ６００Ｈｖ以上の表層部厚さおよび板厚中
央部の微小ビッカース硬さを示す。
３．１１重量％、Ｍｏ：２．０８重量％、Ｆｅ：２．０
１重量％、Ｏ：０．０８３重量％、Ｃ：０．００９重量
％、Ｎ：０．００６重量％、Ｈ：０．００４０重量％を
含有するβ変態点が８９５℃の（α＋β）型チタン合金
板（厚さ１２．５ｍｍ）を、ＣＯ2 ガス分圧が０．１気
圧、アルゴンガスが０．９気圧の混合ガス雰囲気中にお
いて８００℃で１時間の表面硬化加熱処理を行った。そ
の後、アルゴンガス中において７５０〜９２５℃の各温
度にて溶体化処理を兼ねた拡散加熱処理を行い、５℃／
秒で室温まで冷却し、引き続き５１０℃において１時間
の時効処理を行った。これら試料について、表層部およ
び板厚中央部の微小ビッカース硬さを測定した。また、
上記拡散加熱処理を行わなかったものについても同様に
微小ビッカース硬さを測定した。表１にこの際の微小ビ
ッカース硬さ６００Ｈｖ以上の表層部厚さおよび板厚中
央部の微小ビッカース硬さを示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１に示すように、溶体化処理を兼ねた拡
散加熱処理の温度が表面硬化加熱処理温度未満では、拡
散加熱処理による表面硬化層厚さの増大がもたらされな
いばかりでなく、時効処理による母材の硬さ上昇も生じ
ないのに対し、拡散加熱処理の温度が表面硬化加熱処理
温度以上の場合には、表面硬化層の厚さが増大すると共
に母材の硬さが上昇することが確認された。
散加熱処理の温度が表面硬化加熱処理温度未満では、拡
散加熱処理による表面硬化層厚さの増大がもたらされな
いばかりでなく、時効処理による母材の硬さ上昇も生じ
ないのに対し、拡散加熱処理の温度が表面硬化加熱処理
温度以上の場合には、表面硬化層の厚さが増大すると共
に母材の硬さが上昇することが確認された。
【００２４】（実施例３）Ａｌ：２．９８重量％、Ｖ：
１５．０重量％、Ｓｎ：３．１２重量％、Ｃｒ：２．８
９重量％、Ｏ：０．０８３重量％、Ｃ：０．００８重量
％、Ｎ：０．０１１重量％、Ｈ：０．００６１重量％を
含有するβ変態点が７４５℃のβ型チタン合金板（厚さ
１０．５ｍｍ）をＣＯ2 ガス３０％含有するＣＯ2 ガス
と窒素ガスとの混合ガス中において８２０℃で３時間の
表面硬化加熱処理を行い、そのまま炉内を真空脱気し、
３時間の真空焼鈍（溶体化処理を兼ねた拡散加熱処理に
対応）を行った。その後室温まで１℃／秒で冷却し、次
いで５１０℃にて１４時間の時効処理を施した。この試
料の表層部の硬さ分布および母材の硬さを測定した。比
較のために、時効処理を行わない試料、ならびに真空焼
鈍および時効処理のいずれも行わない試料についても同
様に硬さを測定した。その結果を図４に示す。
１５．０重量％、Ｓｎ：３．１２重量％、Ｃｒ：２．８
９重量％、Ｏ：０．０８３重量％、Ｃ：０．００８重量
％、Ｎ：０．０１１重量％、Ｈ：０．００６１重量％を
含有するβ変態点が７４５℃のβ型チタン合金板（厚さ
１０．５ｍｍ）をＣＯ2 ガス３０％含有するＣＯ2 ガス
と窒素ガスとの混合ガス中において８２０℃で３時間の
表面硬化加熱処理を行い、そのまま炉内を真空脱気し、
３時間の真空焼鈍（溶体化処理を兼ねた拡散加熱処理に
対応）を行った。その後室温まで１℃／秒で冷却し、次
いで５１０℃にて１４時間の時効処理を施した。この試
料の表層部の硬さ分布および母材の硬さを測定した。比
較のために、時効処理を行わない試料、ならびに真空焼
鈍および時効処理のいずれも行わない試料についても同
様に硬さを測定した。その結果を図４に示す。
【００２５】図４に示すように、溶体化処理を兼ねた拡
散加熱処理に対応する真空焼鈍を行うことにより、より
厚い表面硬化層を得ることができ、さらに、時効処理を
行うことにより、母材の硬度を著しく上昇させることが
可能であることが確認された。
散加熱処理に対応する真空焼鈍を行うことにより、より
厚い表面硬化層を得ることができ、さらに、時効処理を
行うことにより、母材の硬度を著しく上昇させることが
可能であることが確認された。
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば、表面の荒れを伴うこ
となく、簡便に、厚い表面硬化層が得られるチタン材の
表面硬化処理方法、およびこれに加えてさらに母材の硬
度も高くすることができるチタン材の表面硬化処理方法
が提供される。
となく、簡便に、厚い表面硬化層が得られるチタン材の
表面硬化処理方法、およびこれに加えてさらに母材の硬
度も高くすることができるチタン材の表面硬化処理方法
が提供される。
【図１】表面硬化加熱処理を行ったチタン材の微小ビッ
カース硬さ６００Ｈｖ以上の表面硬化層の厚さと平均表
面粗さＲａとの関係を示す図。
カース硬さ６００Ｈｖ以上の表面硬化層の厚さと平均表
面粗さＲａとの関係を示す図。
【図２】表面硬化加熱処理および拡散加熱処理を行った
チタン材の微小ビッカース硬さ６００Ｈｖ以上の表面硬
化層の厚さと平均表面粗さＲａとの関係を示す図。
チタン材の微小ビッカース硬さ６００Ｈｖ以上の表面硬
化層の厚さと平均表面粗さＲａとの関係を示す図。
【図３】この発明の実施例において表面硬化加熱処理お
よび拡散加熱処理を行った純チタン材表層部の硬度分布
示す図。
よび拡散加熱処理を行った純チタン材表層部の硬度分布
示す図。
【図４】表面硬化加熱処理、拡散加熱処理および時効処
理を行ったβ型チタン合金材の表層部および母材の硬度
分布を示す図。
理を行ったβ型チタン合金材の表層部および母材の硬度
分布を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 8/28 Ｃ２３Ｃ 8/28 8/80 8/80 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 8/16,8/28,8/80
Claims (2)
- 【請求項１】 チタン材をＣＯ2 ガス分圧が１／２０気
圧以上の雰囲気、またはＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧
以上で残部が不活性ガスもしくは窒素ガスもしくはこれ
らの混合ガスからなる雰囲気中で所定の加熱温度に加熱
してその表面を硬化させ、その後不活性ガス中または真
空中において前記加熱温度以上の温度でさらに加熱処理
することを特徴とするチタン材の表面硬化処理方法。 - 【請求項２】 （α＋β）型またはβ型チタン合金材を
ＣＯ2 ガス分圧が１／２０気圧以上の雰囲気、またはＣ
Ｏ2 ガス分圧が１／２０気圧以上で残部が不活性ガスも
しくは窒素ガスもしくはこれらの混合ガスからなる雰囲
気中で所定の加熱温度に加熱してその表面を硬化させ、
その後不活性ガス中または真空中において前記加熱温度
以上の温度でさらに加熱処理し、次いで時効硬化処理を
施すことを特徴とするチタン材の表面硬化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24024294A JP2943626B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | チタン材の表面硬化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24024294A JP2943626B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | チタン材の表面硬化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08104970A JPH08104970A (ja) | 1996-04-23 |
| JP2943626B2 true JP2943626B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=17056576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24024294A Expired - Fee Related JP2943626B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | チタン材の表面硬化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943626B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4663154B2 (ja) * | 2001-05-25 | 2011-03-30 | 株式会社田中 | 純チタンのベーキング処理方法 |
| JP2003073799A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-12 | Fuji Oozx Inc | チタン系材料の表面処理方法 |
| JP3930420B2 (ja) | 2002-11-20 | 2007-06-13 | 愛三工業株式会社 | チタン部材の表面処理方法 |
| JP4658843B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2011-03-23 | シチズンホールディングス株式会社 | チタンまたはチタン合金装飾部材の製造方法 |
| JP5297436B2 (ja) * | 2010-10-30 | 2013-09-25 | 株式会社セブン・セブン | 真空断熱二重容器の製造方法 |
| JP6543981B2 (ja) * | 2015-03-20 | 2019-07-17 | 日本製鉄株式会社 | β型チタン合金板 |
| CN104740701A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-01 | 焦雷 | 一种医用心脏泵泵体 |
| JP6886239B2 (ja) * | 2015-12-28 | 2021-06-16 | 株式会社Ｎｂｃメッシュテック | 粉体付着抑制チタン部材 |
-
1994
- 1994-10-04 JP JP24024294A patent/JP2943626B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08104970A (ja) | 1996-04-23 |
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