JP4427345B2 - Layered Fe-based alloy and method for producing the same - Google Patents
Layered Fe-based alloy and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4427345B2 JP4427345B2 JP2004026374A JP2004026374A JP4427345B2 JP 4427345 B2 JP4427345 B2 JP 4427345B2 JP 2004026374 A JP2004026374 A JP 2004026374A JP 2004026374 A JP2004026374 A JP 2004026374A JP 4427345 B2 JP4427345 B2 JP 4427345B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- based alloy
- carbide
- base material
- layered
- diffusion layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Forging (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
本発明は、Fe基合金からなる母材の表面に、炭化物が拡散し且つ前記母材に比して高硬度である拡散層が設けられた有層Fe基合金及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a layered Fe-based alloy in which carbide is diffused on a surface of a base material made of an Fe-based alloy and a diffusion layer having a hardness higher than that of the base material is provided, and a method for manufacturing the same.
Fe基合金である鋼材の耐摩耗性や耐食性、強度等の諸特性を向上させる目的で、物理的気相成長(PVD)法や化学的気相成長(CVD)法、メッキ、陽極酸化等によって、該鋼材の表面に皮膜が設けられることがある。しかしながら、この場合、皮膜の形成に長時間を要し、しかも、皮膜形成コストが大きいという不具合がある。 For the purpose of improving various properties such as wear resistance, corrosion resistance, and strength of steel materials that are Fe-based alloys, physical vapor deposition (PVD) method, chemical vapor deposition (CVD) method, plating, anodic oxidation, etc. A film may be provided on the surface of the steel material. However, in this case, there is a problem that it takes a long time to form a film and the film formation cost is high.
そこで、浸炭、浸硫、窒化、炭窒化等の様々な表面処理を施すことにより、皮膜を設けることなく鋼材の表面の諸特性を向上させることが広汎に実施されている(例えば、特許文献1、2参照)。また、特許文献3には、ショットピーニングやショットブラスト等の機械的処理を施して表面に10kgf/cm2(およそ0.1MPa)の圧縮応力を付与することにより、加工用刃具の耐摩耗性及び耐欠損性を向上させることが提案されている。
Therefore, various surface treatments such as carburizing, sulfiding, nitriding, carbonitriding, etc. are widely performed to improve various characteristics of the surface of the steel material without providing a coating (for example, Patent Document 1). 2). Further, in
しかしながら、特許文献1〜3に記載されたような従来技術で諸特性が向上するのは、金属材の表面に限られる。例えば、窒化や浸炭等では、元素が拡散するのは金属材の表面から僅かに数μm、最大でも200μm程度であり、それより内部の諸特性を向上させることは困難である。このため、耐摩耗性や耐欠損性が著しく向上するとは言い難い側面がある。
However, it is limited to the surface of a metal material that various characteristics improve by the conventional techniques as described in
しかも、従来技術に係る処理方法では、形成された窒化層等と母材である金属材との間に界面が存在する。このため、界面に応力集中が起こるような条件下では、界面から脆性破壊が起こることが懸念される。 In addition, in the processing method according to the prior art, an interface exists between the formed nitride layer or the like and the metal material as the base material. For this reason, there is a concern that brittle fracture occurs from the interface under conditions where stress concentration occurs at the interface.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、硬度及び強度が向上し、且つ応力集中が起こり難いので脆性破壊が生じ難い有層Fe基合金及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to provide a layered Fe-based alloy that has improved hardness and strength and is less likely to cause brittle fracture because stress concentration hardly occurs and a method for manufacturing the same. And
前記の目的を達成するために、本発明は、Fe基合金からなる母材と、前記母材中を炭化物が拡散することによって形成され且つ前記母材に比して高硬度な拡散層とを有し、
当該有層Fe基合金の表面を基点として測定した前記拡散層の厚みが0.5mm以上であり、
且つ前記炭化物は、前記母材の表面に塗布されてFe基合金の硬度を上昇させる金属が炭化するとともに前記母材の内部に拡散することで形成されたものであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a base material composed of an Fe-based alloy, and a diffusion layer formed by diffusing carbide in the base material and having a higher hardness than the base material. Have
Der thickness 0.5mm or more of the organic layer Fe group the diffusion layer was measured surface as the base point of the alloy is,
And said carbide is characterized der Rukoto those formed by diffusion inside the preform together with the metal to be coated on the surface of the base material to increase the hardness of the Fe-based alloy is carbonized.
本発明に係る有層Fe基合金においては、母材であるFe基合金の内部深くまで炭化物が拡散しているので、内部まで優れた硬度及び強度を示す。しかも、この有層Fe基合金には、拡散した炭化物と母材との間に界面が存在しない。このため、応力集中が起こり難いので、脆性破壊が生じ難くなる。 In the layered Fe-based alloy according to the present invention, the carbide diffuses deep inside the Fe-based alloy which is the base material, and therefore shows excellent hardness and strength up to the inside. Moreover, this layered Fe-based alloy has no interface between the diffused carbide and the base material. For this reason, stress concentration is unlikely to occur, so that brittle fracture is less likely to occur.
金属の炭化物としては、Fe基合金の硬度を向上させる物質であれば特に限定されるものではないが、Cr、W、Mo、V、Ni、Mnの炭化物を好適な例として挙げることができる。 The metal carbide is not particularly limited as long as it is a substance that improves the hardness of the Fe-based alloy, but preferred examples include carbides of Cr, W, Mo, V, Ni, and Mn.
この場合、金属元素をMで表すとき、炭化物の組成式がM6C又はM23C6であることが好ましい。組成式がこのように表される炭化物は、Fe基合金の硬度を向上させる効果に特に優れるからである。 In this case, when the metal element is represented by M, the composition formula of the carbide is preferably M 6 C or M 23 C 6 . This is because the carbide whose composition formula is expressed in this way is particularly excellent in the effect of improving the hardness of the Fe-based alloy.
炭化物は、Cr、W、Mo、V、Ni、Mnの少なくともいずれか1種と、Feとの固溶体が炭化物化したものであってもよい。この場合、上記したような金属炭化物の相対量が低減するので、金属炭化物が過度に生成して脆性が上昇することを抑制することができる。 The carbide may be a carbide of a solid solution of at least one of Cr, W, Mo, V, Ni, and Mn and Fe. In this case, since the relative amount of the metal carbide as described above is reduced, it is possible to prevent the metal carbide from being excessively generated and the brittleness from being increased.
好ましい固溶体の炭化物は、金属元素をMで表すとき、その組成式が(Fe,M)6C又は(Fe,M)23C6で表されるものである。 A preferred solid solution carbide is one in which the composition formula is represented by (Fe, M) 6 C or (Fe, M) 23 C 6 when the metal element is represented by M.
また、本発明は、Fe基合金からなる母材と、前記母材中を炭化物が拡散することによって形成され且つ前記母材に比して高硬度な拡散層とを有し、当該有層Fe基合金の表面を基点として測定された前記拡散層の厚みが0.5mm以上である有層Fe基合金の製造方法であって、
Fe基合金の表面に硬度を上昇させる金属の粉末を塗布する工程と、
金属の粉末が塗布された前記Fe基合金を熱処理して、少なくとも該Fe基合金を構成する炭素と前記金属とを反応させて炭化物とするとともに、前記炭化物を前記Fe基合金中に拡散させる工程と、
を有することを特徴とする。
The present invention also includes a base material made of an Fe-based alloy, and a diffusion layer formed by diffusing carbide in the base material and having a hardness higher than that of the base material. A method for producing a layered Fe-based alloy in which the thickness of the diffusion layer measured from the surface of the base alloy is 0.5 mm or more,
Applying a metal powder for increasing the hardness to the surface of the Fe-based alloy;
Heat-treating the Fe-based alloy coated with metal powder to react at least carbon constituting the Fe-based alloy with the metal to form a carbide, and to diffuse the carbide into the Fe-based alloy When,
It is characterized by having.
このような工程を経ることにより、厚みの大きい拡散層を形成することができるとともに、拡散層と母材との間に界面が存在しない有層Fe基合金を製造することができる。得られた有層Fe基合金は、拡散層が存在するために硬度及び強度に優れる。 Through such a process, a thick diffusion layer can be formed, and a layered Fe-based alloy in which no interface exists between the diffusion layer and the base material can be produced. The obtained layered Fe-based alloy has excellent hardness and strength due to the presence of the diffusion layer.
金属としては、Fe基合金の硬度を向上させることができるということから、Cr、W、Mo、V、Ni、Mnを使用することが好ましい。 As the metal, it is preferable to use Cr, W, Mo, V, Ni, or Mn because the hardness of the Fe-based alloy can be improved.
また、窒素雰囲気下で前記熱処理を行い、炭化物を窒化して炭窒化物とするようにしてもよい。この場合においても、Fe基合金の硬度を向上させることができる。 Further, the heat treatment may be performed in a nitrogen atmosphere to nitride the carbide to form a carbonitride. Even in this case, the hardness of the Fe-based alloy can be improved.
本発明によれば、拡散層の厚みが大きいので、Fe基合金の硬度や強度を内部まで向上させることができる。すなわち、硬度に優れた有層Fe基合金を構成することができるという効果が達成される。 According to the present invention, since the diffusion layer is thick, the hardness and strength of the Fe-based alloy can be improved to the inside. That is, the effect that a layered Fe-based alloy having excellent hardness can be formed is achieved.
以下、本発明に係る有層Fe基合金及びその製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a layered Fe-based alloy and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本実施の形態に係る有層Fe基合金からなる鍛造加工用パンチの概略全体斜視図を図1に示す。この鍛造加工用パンチ10は、SKH51を原材料(母材)として作製されたものであり、大径部12と、該大径部12に連接されてテーパ状に縮径した縮径部14と、小径部16と、該小径部16の一端部から突出形成されて湾曲した湾曲突出部18とを有する。このうちの湾曲突出部18と、小径部16の先端部とが、図示しないダイのキャビティ内に収容されたワークを押圧して、該ワークを所定の形状に成形させる。すなわち、小径部16の先端部と湾曲突出部18は、ワーク押圧部位である。
FIG. 1 shows a schematic overall perspective view of a forging punch made of a layered Fe-based alloy according to the present embodiment. This forging
ここで、ワーク押圧部位の断面を拡大して図2に示す。該図2から諒解されるように、ワーク押圧部位の表層部には、母材であるSKH51中を金属の炭化物が拡散してなる拡散層20が存在している。
Here, the cross section of the workpiece pressing portion is enlarged and shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, a
炭化物を形成する金属元素としては、SKH51の硬度を向上させるものであれば特に限定されないが、好適な例としては、Cr、W、Mo、V、Ni、Mnを挙げることができる。このような金属元素の炭化物が拡散することによって形成された拡散層20は、高硬度及び高強度を示す。このため、鍛造加工用パンチ10において、拡散層20が存在するワーク押圧部位では、拡散層20が存在しない大径部12や縮径部14等に比して、硬度及び強度が高くなる。換言すれば、拡散層20が設けられたワーク押圧部位は、他の部位に比して高硬度及び高強度となる。
The metal element forming the carbide is not particularly limited as long as it improves the hardness of SKH51, and preferable examples include Cr, W, Mo, V, Ni, and Mn. The
炭化物は、金属元素をMで表すとき、組成式がM7C3で表される炭化物であってもよいが、Cr6C、W6C、Mo6C等のようにM6Cで表される炭化物や、M23C6で表される炭化物である方が好ましい。この場合、硬度及び強度を向上させる効果に最も優れているからである。 Carbides, when represents a metal element in M, tables in M 6 C as may be carbide composition formula is represented by M 7 C 3 but, Cr 6 C, W 6 C , Mo 6 C , etc. And a carbide represented by M 23 C 6 is preferred. In this case, it is because it is most excellent in the effect of improving hardness and strength.
なお、M6CやM23C6が過度に存在すると、鍛造加工用パンチ10が脆性を示すようになる。そこで、Feと上記金属元素の固溶体の炭化物を生成することが好ましい。すなわち、炭化物は、(Fe,M)6Cや、(Fe,M)23C6等で表されるものであってもよい。このような炭化物を生成させた場合、M6CやM23C6の相対量が低減するので、鍛造加工用パンチ10が脆性を示すことを確実に回避することができるようになる。
If M 6 C or M 23 C 6 is excessively present, the forging
ここで、拡散層20の厚み、換言すれば、炭化物の拡散距離は、該鍛造加工用パンチ10の表面からの深さが少なくとも0.5mm(500μm)に達しており、通常は3〜7mm(3000〜7000μm)、最大では15mm(15000μm)に達することがある。この値は、窒化や浸炭等における元素の拡散距離が数十μm、大きくても200μm程度であるのに対し、著しく大きい。すなわち、本実施の形態においては、炭化物を、従来技術に係る表面処理方法によって導入された元素に比して著しく深い部位にまで拡散させることができる。
Here, the thickness of the
このような拡散層20が設けられたワーク押圧部位では、炭化物が拡散した深さまで母材の硬度が向上する。すなわち、鍛造加工用パンチ10の内部まで硬度及び強度が上昇し、その結果、内部の耐摩耗性が向上するとともに、変形し難くなる。
In the workpiece pressing portion provided with such a
なお、後述するように、拡散層20は、母材の表面から拡散された金属元素が炭化物を生成することによって形成される。このため、炭化物の濃度は、表面で最も高く、母材の内部に指向するにつれて漸次的に減少する。
As will be described later, the
また、炭化物の濃度がこのように漸次的に減少するため、拡散層20と母材との間に明確な界面は存在しない。このため、応力集中が起こることを回避することができるので、金属元素を拡散させることに伴って脆性が増すことを回避することができる。なお、図2においては、拡散層20が存在することを明確にするため、拡散層20と母材との間に便宜的に境界線を付している。
Further, since the carbide concentration gradually decreases in this way, there is no clear interface between the
このように構成された鍛造加工用パンチ10は、例えば、ワークに対して温間鍛造加工が施される際に使用され、この際には、該鍛造加工用パンチ10のワーク押圧部位がワークを押圧する。上記したように、該ワーク押圧部位は、拡散層20が存在するために高硬度及び高強度であり、且つ靱性が確保されている。従って、該ワーク押圧部位は、鍛造加工を繰り返し行っても摩耗し難く、しかも、欠損が生じ難い。すなわち、長寿命を確保することができる。
The forging
炭化物は、炭窒化物であってもよい。 The carbide may be a carbonitride.
この鍛造加工用パンチ10は、以下のようにして製造することができる。
This forging
先ず、図3(a)に示すSKH51からなる円筒体形状のワークWに対して、図3(b)に示すように、バイト30による切削加工を施し、鍛造加工用パンチ10の形状に対応する形状の予備成形体32とする。
First, as shown in FIG. 3B, the cylindrical workpiece W made of SKH 51 shown in FIG. 3A is cut by a
次に、この予備成形体32の表面に、図3(c)に示すように、拡散させる金属の粉末をワーク押圧部位の表面に塗布する。例えば、Wを拡散させるのであればW粉末が配合された粉末、Crを拡散させるのであればCr粉末が配合された粉末を塗布すればよい。なお、粉末の塗布分量は、例えば、W6CやCr6C等が生成する量とすればよい。
Next, as shown in FIG. 3C, a metal powder to be diffused is applied to the surface of the workpiece pressing portion on the surface of the
粉末の塗布は、該粉末を溶媒に分散させて調製した塗布剤34を塗布することによって行う。溶媒としては、アセトンやアルコール等、容易に蒸発する有機溶媒を選定することが好ましい。そして、この溶媒に、W、Cr等の粉末を分散させる。
The powder is applied by applying a
ここで、母材であるSKH51の表面には、通常、酸化物膜が形成されている。この状態でWやCr等を拡散させるには、WやCr等が酸化物膜を通過できるように、多大な熱エネルギを供給しなければならない。これを回避するために、塗布剤34に、酸化物膜を還元することが可能な還元剤を混合することが好ましい。
Here, an oxide film is usually formed on the surface of the base material SKH 51. In order to diffuse W, Cr, etc. in this state, a great amount of heat energy must be supplied so that W, Cr, etc. can pass through the oxide film. In order to avoid this, it is preferable to mix the
具体的には、酸化物膜に対して還元剤として作用し、且つSKH51とは反応しない物質を溶媒に分散ないし溶解させる。還元剤の好適な例としては、ニトロセルロース、ポリビニル、アクリル、メラミン、スチレンの各樹脂を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、還元剤の濃度は、5%程度とすればよい。 Specifically, a substance that acts as a reducing agent on the oxide film and does not react with SKH51 is dispersed or dissolved in a solvent. Preferable examples of the reducing agent include nitrocellulose, polyvinyl, acrylic, melamine, and styrene resins, but are not particularly limited thereto. Note that the concentration of the reducing agent may be about 5%.
以上の物質が溶解ないし分散された塗布剤34は、図3(c)に示すように、刷毛36を使用する刷毛塗り法によってワーク押圧部位の表面に塗布される。勿論、刷毛塗り法以外の公知の塗布技術を採用するようにしてもよい。
The
次いで、ワーク押圧部位の表面に塗布剤34が塗布された予備成形体32に対して熱処理を施す。この熱処理は、図3(d)に示すように、バーナー火炎38を予備成形体32の一端面側から当てることによって施すことができる。勿論、熱処理炉内において不活性雰囲気中で熱処理するようにしてもよい。
Next, heat treatment is performed on the
この昇温の過程では、250℃程度で還元剤が分解し始め、炭素や水素が生成する。予備成形体32の酸化物膜は、この炭素や水素の作用下に還元されて消失する。このため、WやCr等が酸化物膜を通過する必要がなくなるので、拡散に要する時間を短縮することができるとともに、熱エネルギを低減することができる。
In this temperature rising process, the reducing agent begins to decompose at about 250 ° C., and carbon and hydrogen are generated. The oxide film of the
さらに昇温を続行すると、母材であるSKH51の構成元素であるC、Feや、還元剤が分解することによって生成したCと、WやCr等とが反応して、W6CやCr6C、W23C6、Cr23C6等が生成する。Feが関与した場合には、(Fe,W)6C、(Fe,Cr)6C、(Fe,W)23C6、(Fe,Cr)23C6等も生成する。 When the temperature is further increased, C, Fe, which are constituent elements of SKH51, which is the base material, C generated by decomposition of the reducing agent, W, Cr, and the like react with each other, and W 6 C, Cr 6 C, W 23 C 6 , Cr 23 C 6 and the like are generated. When Fe is involved, (Fe, W) 6 C, (Fe, Cr) 6 C, (Fe, W) 23 C 6 , (Fe, Cr) 23 C 6 and the like are also generated.
生成したW6CやCr6C、(Fe,W)6C、(Fe,Cr)6C等の炭化物は即座に分解し、Fe、W、Crに戻る。このうち、W、Crは、次に、母材のより内部側に存在する該母材の構成元素であるC、Feや、該母材のより内部側に遊離状態で存在するCと結合して、新たにW6C、Cr6C、(Fe,W)6C、(Fe,Cr)6C等を生成する。このW6CやCr6C、(Fe,W)6C、(Fe,Cr)6Cも即座に分解してW、Crに戻った後、母材の一層内部側に存在する該母材の構成元素であるC、Feや、該母材の一層内部側に遊離状態で存在するCと結合して、再度W6C、Cr6C、(Fe,W)6C、(Fe,Cr)6C等を生成する。このようにして炭化物が分解、生成を繰り返すことにより、該炭化物が母材の内部深くまで拡散する。 The generated carbides such as W 6 C, Cr 6 C, (Fe, W) 6 C, and (Fe, Cr) 6 C are immediately decomposed and returned to Fe, W, and Cr. Among these, W and Cr are next combined with C and Fe, which are constituent elements of the base material existing on the inner side of the base material, and C existing in a free state on the inner side of the base material. Thus, W 6 C, Cr 6 C, (Fe, W) 6 C, (Fe, Cr) 6 C and the like are newly generated. These W 6 C, Cr 6 C, (Fe, W) 6 C, and (Fe, Cr) 6 C are also immediately decomposed and returned to W and Cr, and then the base material existing further inside the base material. Are combined with C and Fe, which are constituent elements of C, and C which is present in a free state on the inner side of the base material, and again W 6 C, Cr 6 C, (Fe, W) 6 C, (Fe, Cr ) 6 C etc. are generated. In this way, the carbide is repeatedly decomposed and produced, so that the carbide diffuses deep inside the base material.
このようして、母材の内部にW6CやCr6C、(Fe,W)6C、(Fe,Cr)6Cを拡散させることができ、その結果、拡散層20が形成される(図2参照)。なお、炭化物の濃度は漸次的に減少し、炭化物の拡散到達終端部と母材との間に明確な界面が生じることはない。従って、脆性破壊が生じることを回避することができるので、拡散層20が形成されたワーク押圧部位の靱性を確保することもできる。拡散層20の厚み、すなわち、炭化物の拡散距離は、最大で表面から15mm程度の深さまで及ぶ。
In this way, W 6 C, Cr 6 C, (Fe, W) 6 C, and (Fe, Cr) 6 C can be diffused inside the base material, and as a result, the
最後に、図3(e)に示すように、予備成形体32に対してバイト30で仕上げ加工を行い、鍛造加工用パンチ10とする。
Finally, as shown in FIG. 3 (e), the preforming
このようにして得られた鍛造加工用パンチ10を長手方向に沿って切断し、切断面における表面側から内部に指向して測定したCスケールのロックウェル硬度(HRC)を、通常のSKH51のHRCとともに図4に示す。図4から、この場合、表面から2.5mmの内部まで硬度が上昇していることが明らかである。
The forging
また、同様にして拡散層20が形成されたJIS Z 2201 4号試験片のテストピースにおける強度は、拡散層20が形成されていない同寸法のテストピースに比して強度が著しく向上する。具体的には、拡散層20が形成されていないテストピースにおける引っ張り強度が約1800MPaであるのに対し、拡散層20を有するテストピースにおける引っ張り強度は約2200MPaと、およそ1.2倍となる。
Similarly, the strength of the test piece of the JIS Z 2201 No. 4 test piece in which the
上記と同様にして、MoやV、Niの炭化物を母材の内部に拡散させることもできる。 Similarly to the above, carbides of Mo, V, and Ni can be diffused into the base material.
なお、上記した実施の形態においては、有層Fe基合金として鍛造加工用パンチ10を例示して説明したが、特にこれに限定されるものではなく、その他の部材であってもよいことはいうまでもない。
In the above-described embodiment, the forging
また、炭化物は、組成式がM7C3で表されるものであってもよいし、これ以外の組成式で表されるものであってもよい。 Further, the carbide may have a compositional formula represented by M 7 C 3 or may be represented by another compositional formula.
さらに、上記の熱処理を、熱処理炉内において窒素雰囲気下で行うようにしてもよい。この場合、炭化物が窒化されて炭窒化物となる。この場合においても、上記と同様に高強度及び高硬度を示す有層Fe基合金が得られるに至る。 Further, the above heat treatment may be performed in a nitrogen atmosphere in a heat treatment furnace. In this case, the carbide is nitrided to become carbonitride. Even in this case, a layered Fe-based alloy showing high strength and high hardness is obtained in the same manner as described above.
高速度工具鋼であるSKH51、ダイス鋼であるSKD11を用い、底面の直径が80mm、高さが80mmの円柱体を作製した。 Using SKH51, which is a high-speed tool steel, and SKD11, which is a die steel, a cylindrical body having a bottom diameter of 80 mm and a height of 80 mm was produced.
その一方で、エポキシ樹脂10%のアセトン溶液に、周期表III族〜VIII族に属する物質の粉末(粒径10〜70μm)を図5に示す割合で添加して、2種の塗布剤A、Bを調製した。 On the other hand, a powder of a substance belonging to Group III-VIII of the periodic table (particle size 10-70 μm) is added to an acetone solution of 10% epoxy resin at a ratio shown in FIG. B was prepared.
その後、塗布剤AをSKH51の前記円柱体の全表面に塗布するとともに、塗布剤BをSKD11の前記円柱体の全表面に塗布した。なお、塗布は刷毛塗りによって行い、塗布剤A、Bの厚みは、1mmとした。 Thereafter, coating agent A was applied to the entire surface of the cylindrical body of SKH51, and coating agent B was applied to the entire surface of the cylindrical body of SKD11. In addition, application | coating was performed by brush coating and the thickness of the coating agents A and B was 1 mm.
塗布剤を自然乾燥させた後、1000〜1180℃で2時間保持することによって焼入処理を行い、次に、500〜600℃で2時間保持して焼戻処理を行った。 After the coating agent was naturally dried, a quenching treatment was performed by holding at 1000 to 1180 ° C. for 2 hours, and then a tempering treatment was performed by holding at 500 to 600 ° C. for 2 hours.
各円柱体を高さ方向に切断して、底面の中心から高さ方向に沿って0.5mm毎にHRCを測定した。表面からの距離とHRCとの関係を、未塗布のSKH51、SKD11と併せ、グラフにして図6又は図7に示す。HRCの測定誤差を考慮すれば、これら図6又は図7から、各円柱体において、底面からおよそ6mmの深さまで硬度が上昇していることが明らかである。 Each cylindrical body was cut in the height direction, and HRC was measured every 0.5 mm along the height direction from the center of the bottom surface. The relationship between the distance from the surface and HRC is shown in FIG. 6 or FIG. 7 together with uncoated SKH51 and SKD11 as a graph. Considering the measurement error of HRC, it is clear from these FIG. 6 or FIG. 7 that the hardness of each cylindrical body increases to a depth of about 6 mm from the bottom surface.
また、生成した炭化物を同定したところ、(Fe,W)6C、(Fe,W)23C6、(Fe,Cr)6C、(Fe,Cr)23C6であることが確認された。 Moreover, when the produced carbide was identified, it was confirmed to be (Fe, W) 6 C, (Fe, W) 23 C 6 , (Fe, Cr) 6 C, (Fe, Cr) 23 C 6 . .
10…鍛造加工用パンチ 16…小径部
18…湾曲突出部 20…拡散層
30…バイト 32…予備成形体
34…塗布剤 36…刷毛
DESCRIPTION OF
Claims (5)
当該有層Fe基合金の表面を基点として測定した前記拡散層の厚みが0.5mm以上であり、
且つ前記炭化物は、前記母材の表面に塗布されてFe基合金の硬度を上昇させる金属が炭化して、金属元素をMで表すとき、M 6 C、M 23 C 6 、(Fe,M) 6 C又は(Fe,M) 23 C 6 として表される炭化物に変化するとともに前記母材の内部に拡散することで形成されたものであることを特徴とする有層Fe基合金。 A base material composed of an Fe-based alloy, and a diffusion layer formed by diffusing carbides in the base material and having a higher hardness than the base material,
The thickness of the diffusion layer measured from the surface of the layered Fe-based alloy as a base point is 0.5 mm or more,
The carbide is applied to the surface of the base material, and when the metal that raises the hardness of the Fe-based alloy is carbonized and the metal element is represented by M, M 6 C, M 23 C 6 , (Fe, M) A layered Fe-based alloy characterized by being formed by changing to carbides represented as 6 C or (Fe, M) 23 C 6 and diffusing inside the base material.
Fe基合金の表面に硬度を上昇させる金属の粉末を、金属元素をMで表すとき、M 6 C、M 23 C 6 、(Fe,M) 6 C又は(Fe,M) 23 C 6 として表される炭化物が生成する量で塗布する工程と、
金属の粉末が塗布された前記Fe基合金を熱処理して、少なくとも該Fe基合金を構成する炭素と前記金属とを反応させて前記炭化物とするとともに、該炭化物を前記Fe基合金中に拡散させる工程と、
を有することを特徴とする有層Fe基合金の製造方法。 A base material composed of an Fe-based alloy, and a diffusion layer formed by diffusing carbide in the base material and having a hardness higher than that of the base material, and the surface of the layered Fe-based alloy A method for producing a layered Fe-based alloy in which the thickness of the diffusion layer measured as follows is 0.5 mm or more,
Table powder metal to increase the hardness on the surface of the Fe-based alloy, when represents a metal element in M, M 6 C, M 23 C 6, (Fe, M) 6 C or (Fe, M) as a 23 C 6 Applying in an amount that produces carbides to be produced ;
By heat-treating the Fe-based alloy metal powder is applied, as well as to the carbide by reacting the carbon metal constituting at least said Fe-based alloy, thereby diffusing the carbide during the Fe-based alloy Process,
A method for producing a layered Fe-based alloy, comprising:
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004026374A JP4427345B2 (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Layered Fe-based alloy and method for producing the same |
EP05709674A EP1715074A4 (en) | 2004-02-03 | 2005-02-03 | Fe BASE ALLOY HAVING LAYER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF |
PCT/JP2005/001581 WO2005075699A1 (en) | 2004-02-03 | 2005-02-03 | Fe BASE ALLOY HAVING LAYER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF |
CN2005800039496A CN1914350B (en) | 2004-02-03 | 2005-02-03 | Fe base alloy having layer and method for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004026374A JP4427345B2 (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Layered Fe-based alloy and method for producing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005220367A JP2005220367A (en) | 2005-08-18 |
JP4427345B2 true JP4427345B2 (en) | 2010-03-03 |
Family
ID=34996241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004026374A Expired - Fee Related JP4427345B2 (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Layered Fe-based alloy and method for producing the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4427345B2 (en) |
CN (1) | CN1914350B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007038249A (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | Die for forging and producing method therefor |
JP2007038251A (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | Die for forging and producing method therefor |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6340770B2 (en) * | 2013-10-22 | 2018-06-13 | 新日鐵住金株式会社 | Titanium alloy material excellent in hydrogen absorption resistance and method for producing the same |
JP6998265B2 (en) * | 2018-04-27 | 2022-02-04 | 日立Astemo株式会社 | Sliding member and its manufacturing method and power steering device and its manufacturing method |
CN111041360B (en) * | 2019-12-16 | 2021-04-09 | 宁国市铸丰钢球铸造有限公司 | Wear-resistant hammer head and manufacturing method thereof |
-
2004
- 2004-02-03 JP JP2004026374A patent/JP4427345B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-02-03 CN CN2005800039496A patent/CN1914350B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007038249A (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | Die for forging and producing method therefor |
JP2007038251A (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Honda Motor Co Ltd | Die for forging and producing method therefor |
JP4564421B2 (en) * | 2005-08-02 | 2010-10-20 | 本田技研工業株式会社 | Die for forging and manufacturing method thereof |
JP4568655B2 (en) * | 2005-08-02 | 2010-10-27 | 本田技研工業株式会社 | Die for forging and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005220367A (en) | 2005-08-18 |
CN1914350A (en) | 2007-02-14 |
CN1914350B (en) | 2012-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2394072B1 (en) | Method for producing a brake disc | |
CN102282282B (en) | Steel for surface hardening for machine structural use, and component for machine structural use | |
US20150211621A1 (en) | Sintered component | |
US20200047254A1 (en) | Method for Manufacturing Iron-based Powder Metallurgical Parts | |
JP4427345B2 (en) | Layered Fe-based alloy and method for producing the same | |
US20080282544A1 (en) | Powder metal internal gear rolling process | |
JP5642386B2 (en) | High carbon surface densified sintered steel product and its production method | |
JP4989146B2 (en) | Layered Fe-based alloy and method for producing the same | |
JP4789141B2 (en) | Manufacturing method of iron parts | |
US20100154938A1 (en) | Layered fe-based alloy and process for production thereof | |
US20090320551A1 (en) | Thread rolling die | |
US20070172693A1 (en) | Fe base alloy having layer and method for production thereof | |
JP4478631B2 (en) | Method for producing layered Fe-based alloy | |
JP4427397B2 (en) | Layered Fe-based alloy member and manufacturing method thereof | |
JP2010222648A (en) | Production method of carbon steel material and carbon steel material | |
JP3861055B2 (en) | Method for manufacturing mold made of inclined composite material | |
JP4829025B2 (en) | Method for producing layered Fe-based alloy | |
JP4829026B2 (en) | Method for producing layered Fe-based alloy | |
JP4568655B2 (en) | Die for forging and manufacturing method thereof | |
JP4865438B2 (en) | Surface treatment method of aluminum extrusion die and aluminum extrusion die | |
JP2005220373A (en) | LAYER-HAVING Fe BASED ALLOY, AND ITS PRODUCTION METHOD | |
WO2007015514A1 (en) | LAYERED Fe-BASED ALLOY AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF | |
EP1715074A1 (en) | Fe BASE ALLOY HAVING LAYER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF | |
JP4746934B2 (en) | Die for forging and manufacturing method thereof | |
JP2003193168A (en) | Functionally graded composite material and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090811 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091013 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091208 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |