JPH01159358A - チタン部材の表面処理方法 - Google Patents
チタン部材の表面処理方法Info
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- JPH01159358A JPH01159358A JP31705687A JP31705687A JPH01159358A JP H01159358 A JPH01159358 A JP H01159358A JP 31705687 A JP31705687 A JP 31705687A JP 31705687 A JP31705687 A JP 31705687A JP H01159358 A JPH01159358 A JP H01159358A
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Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、チタン部材の耐摩耗性と疲れ強度を高める表
面処理方法に関する。
面処理方法に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点チタンは
、軽く、錆を生じ難く、しかも、比強度が高いことから
、近年、様々な分野で使用されるようになったが、相互
に、あるいは相手部材と摺動したり、衝突したりする部
分における摩耗が大きいという欠点があるため、イオン
窒化をはじめとして、種々のＰ Ｖ Ｄ （Ｐｈｙｓｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ−ｓｉｔｉｏｎ）処理、
または、ＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｒａｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理により、表面に耐摩耗性に
優れた被覆層を形成する方法が試みられているが、部品
形状が複雑な場合には均一な厚さに被覆することができ
ないばかりでなく、特に、ばねのように、耐摩耗性とと
もに疲れ強度が要求される部材においては、ショットピ
ーニングの実施が不可欠であるにもかかわらず、従来の
、ＰＶＤまたはＣＶＤ処理により形成した被覆層は母材
への結合力が弱く、ショットピーニングによって簡単に
剥離してしまうという欠点があった。
、軽く、錆を生じ難く、しかも、比強度が高いことから
、近年、様々な分野で使用されるようになったが、相互
に、あるいは相手部材と摺動したり、衝突したりする部
分における摩耗が大きいという欠点があるため、イオン
窒化をはじめとして、種々のＰ Ｖ Ｄ （Ｐｈｙｓｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ−ｓｉｔｉｏｎ）処理、
または、ＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｒａｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理により、表面に耐摩耗性に
優れた被覆層を形成する方法が試みられているが、部品
形状が複雑な場合には均一な厚さに被覆することができ
ないばかりでなく、特に、ばねのように、耐摩耗性とと
もに疲れ強度が要求される部材においては、ショットピ
ーニングの実施が不可欠であるにもかかわらず、従来の
、ＰＶＤまたはＣＶＤ処理により形成した被覆層は母材
への結合力が弱く、ショットピーニングによって簡単に
剥離してしまうという欠点があった。
問題点を解決するための手段
本発明はこのような問題点を解決するための手段として
、チタン部材の表面に無電解Ｎｉメツキを施し、２５０
〜４５０℃で焼鈍した後、ショットピーニングを施す構
成とした。
、チタン部材の表面に無電解Ｎｉメツキを施し、２５０
〜４５０℃で焼鈍した後、ショットピーニングを施す構
成とした。
発明の作用及び効果
本発明は上記構成になり、チタン部材の表面に無電解Ｎ
ｉメツキを施したから、電解メツキを施した場合のよう
に水素脆性を生ずるおそれがなく、また、従来のＰＶＤ
、ＣＶＤ処理に比べて複雑な形状の部材にも、均一１こ
、かつ、強固にＮｉ被覆層を形成することができ、しか
も、ＰＶＤ処理の上うに高価な真空装置を必要とせず、
安価にＮｉ被覆を形成することが可能であり、次いで、
２５０〜４５０℃で焼鈍することによりＮｉ被覆層中か
らＰやＢがＮｌ３Ｐ％Ｎ１ａＢ等の化合物として析出し
てＨｖ１０００程度まで硬度が高められて耐摩耗性が向
上するとともに、さらに、そのＮｉ被覆層にショットピ
ーニングを施すことにより圧縮残留応力が付与され、あ
たかも、チタン部材の周りに硬い殻でタガをはめたよう
に作用して、チタン部材表面の疲労クラックの発生及び
、その成長を抑えることによって疲れ強度が向上する効
果がある。
ｉメツキを施したから、電解メツキを施した場合のよう
に水素脆性を生ずるおそれがなく、また、従来のＰＶＤ
、ＣＶＤ処理に比べて複雑な形状の部材にも、均一１こ
、かつ、強固にＮｉ被覆層を形成することができ、しか
も、ＰＶＤ処理の上うに高価な真空装置を必要とせず、
安価にＮｉ被覆を形成することが可能であり、次いで、
２５０〜４５０℃で焼鈍することによりＮｉ被覆層中か
らＰやＢがＮｌ３Ｐ％Ｎ１ａＢ等の化合物として析出し
てＨｖ１０００程度まで硬度が高められて耐摩耗性が向
上するとともに、さらに、そのＮｉ被覆層にショットピ
ーニングを施すことにより圧縮残留応力が付与され、あ
たかも、チタン部材の周りに硬い殻でタガをはめたよう
に作用して、チタン部材表面の疲労クラックの発生及び
、その成長を抑えることによって疲れ強度が向上する効
果がある。
なお、無電解Ｎｉメツキ用の水溶液中にＡＩ。
０３等の硬質の微粒化を混入して複合分散メツキを行な
うことにより、耐摩耗性がより向上する効果がある。
うことにより、耐摩耗性がより向上する効果がある。
実施例監
まず、テストピースとして、一般に、Ｔｉ−６ＡＩ−４
Ｖとして知られるα−β型Ｔｉ合金の丸棒（φ２０Ｘ５
ｍｍ）を研掃後、脱脂、アルカリ洗浄、フッ酸・硝酸液
で処理した後、Ｎ ｔ−４％Ｐ（ｔ、Ｏ，分散）、Ｎｉ
−８％Ｐ及びＮｉ−１％Ｂの液で、゛夫々、膜厚２０μ
ｍの無電解メツキを施し、その後、２００〜５００℃で
１時間加熱して焼鈍し、φ０．７１翼、Ｈｖ ６００の
硬さのカットワイヤショットを６８ ｘ／ ｓのスピー
ドで投射してショットピーニングを行なったものについ
て、硬さ、残留応力及び硬鋼片と擦り合わせた場合の摩
耗減量を測定した結果を、夫々、表１、表２、表３に示
す。また、膜厚２０μｍのＮｉ−８％Ｐ無電解メツキを
施したテストピースの断面の顕微鏡写真を第１図に、ま
た、そのテストピースのメツキ層の焼鈍温度の変化によ
る結晶化の進行状況を示すＸ線回折試験結果を第２図に
示す。
Ｖとして知られるα−β型Ｔｉ合金の丸棒（φ２０Ｘ５
ｍｍ）を研掃後、脱脂、アルカリ洗浄、フッ酸・硝酸液
で処理した後、Ｎ ｔ−４％Ｐ（ｔ、Ｏ，分散）、Ｎｉ
−８％Ｐ及びＮｉ−１％Ｂの液で、゛夫々、膜厚２０μ
ｍの無電解メツキを施し、その後、２００〜５００℃で
１時間加熱して焼鈍し、φ０．７１翼、Ｈｖ ６００の
硬さのカットワイヤショットを６８ ｘ／ ｓのスピー
ドで投射してショットピーニングを行なったものについ
て、硬さ、残留応力及び硬鋼片と擦り合わせた場合の摩
耗減量を測定した結果を、夫々、表１、表２、表３に示
す。また、膜厚２０μｍのＮｉ−８％Ｐ無電解メツキを
施したテストピースの断面の顕微鏡写真を第１図に、ま
た、そのテストピースのメツキ層の焼鈍温度の変化によ
る結晶化の進行状況を示すＸ線回折試験結果を第２図に
示す。
これらの結果から、無電解Ｎｉメツキ層はチタン母材へ
の拡散浸透はほとんど見られず、母材の表面を殻で覆っ
た状態となり、３５０℃以上の焼鈍により結晶化が急速
に進み、３００〜４００℃付近で硬さ及び圧縮残留応力
が最大で摩耗減量が最小となることが判明した。
の拡散浸透はほとんど見られず、母材の表面を殻で覆っ
た状態となり、３５０℃以上の焼鈍により結晶化が急速
に進み、３００〜４００℃付近で硬さ及び圧縮残留応力
が最大で摩耗減量が最小となることが判明した。
表１
表２
表３
実施例２
Ｔｉ−１３ｖ−１１Ｏｒ−３ＡＩの組織を有する析出硬
化型のβ型Ｔｉ合金の線材をコイリングし、４２５℃で
２０時間の時効処理して析出硬化させた後、ショットピ
ーニングにより表面を研掃し、さらに脱脂、アルカリ洗
條、フッ酸−硝酸液処理した後、Ｎｉ−８％Ｐで無電解
Ｎｉメツキを施して表４の諸元のコイルばねを製造した
。メツキ層の膜厚は１０μｍ、２０μｍ、３０ｇｍの３
水準とした。そのあと、３００℃で１時間の硬化処理の
続き、φ０．Ｉｘｘのカットワイヤーショツトで５４
ｔａｎｇの投射スピードでショットピーニングを施し、
供試駒材として硬さと、摩耗減量を測定した結果を表５
に示す。ここで摩耗域ｍとは、１８００ｒｐｒｎ、５０
±２５ ｋｇ’ｆ／ｌＩｍ”の低い繰り返し応力で２Ｘ
１０’回繰り返し耐久試験を行なった際の線間接触によ
る線径の減少型である。
化型のβ型Ｔｉ合金の線材をコイリングし、４２５℃で
２０時間の時効処理して析出硬化させた後、ショットピ
ーニングにより表面を研掃し、さらに脱脂、アルカリ洗
條、フッ酸−硝酸液処理した後、Ｎｉ−８％Ｐで無電解
Ｎｉメツキを施して表４の諸元のコイルばねを製造した
。メツキ層の膜厚は１０μｍ、２０μｍ、３０ｇｍの３
水準とした。そのあと、３００℃で１時間の硬化処理の
続き、φ０．Ｉｘｘのカットワイヤーショツトで５４
ｔａｎｇの投射スピードでショットピーニングを施し、
供試駒材として硬さと、摩耗減量を測定した結果を表５
に示す。ここで摩耗域ｍとは、１８００ｒｐｒｎ、５０
±２５ ｋｇ’ｆ／ｌＩｍ”の低い繰り返し応力で２Ｘ
１０’回繰り返し耐久試験を行なった際の線間接触によ
る線径の減少型である。
表 ４
表 ５
次に上記供試ばねのうち校厚さ２０μｍのものを用いて
耐久性試験を行なった結果を表６に示４゛。
耐久性試験を行なった結果を表６に示４゛。
この試験は、足型疲労試験機を用い、応力条件５５ ：
ｊ： ４０ ｋｇｒ／ｎ＋ｍ’で実施し、平均疲れ寿命
（Ｍ、Ｔ。
ｊ： ４０ ｋｇｒ／ｎ＋ｍ’で実施し、平均疲れ寿命
（Ｍ、Ｔ。
Ｔ、Ｉ’）を求めた。（ｎ＝８）
表 ６
以上の結果から、無電解Ｎｉメツキを施したチタン合金
製コイルばねは、硬さが著しく向上して線間接触による
摩耗減量が著しく減少するとともに、疲れ寿命が著しく
向」二することが判明した。
製コイルばねは、硬さが著しく向上して線間接触による
摩耗減量が著しく減少するとともに、疲れ寿命が著しく
向」二することが判明した。
第１図は、ヂタン母材に無電解Ｎｉメツキを施したテス
トピースの断面の金属組織を表わす顕微鏡写真、第２図
は、無電解Ｎ＋メツキ層の焼鈍温度の変化による結晶化
の進行状況を示すＸ線回折＋ｉＡ状栢木（のり０ 出願人 本田技研工業株式会社
トピースの断面の金属組織を表わす顕微鏡写真、第２図
は、無電解Ｎ＋メツキ層の焼鈍温度の変化による結晶化
の進行状況を示すＸ線回折＋ｉＡ状栢木（のり０ 出願人 本田技研工業株式会社
Claims (1)
- チタン部材の表面に無電解Ｎｉメッキを施し、２５０〜
４５０℃で焼鈍した後、ショットピーニングを施すこと
を特徴とするチタン部材の表面処理方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317056A JP2632688B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | チタン部材の表面処理方法及びその表面処理方法を適用したコイルスプリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317056A JP2632688B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | チタン部材の表面処理方法及びその表面処理方法を適用したコイルスプリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01159358A true JPH01159358A (ja) | 1989-06-22 |
| JP2632688B2 JP2632688B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=18083926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62317056A Expired - Fee Related JP2632688B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | チタン部材の表面処理方法及びその表面処理方法を適用したコイルスプリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2632688B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426777A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-29 | Nippon Parkerizing Co Ltd | チタン又はチタン合金に耐熱耐摩耗性、耐摺動性に優れた皮膜を形成させる方法 |
| US8065898B2 (en) | 2008-07-29 | 2011-11-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Method and article for improved adhesion of fatigue-prone components |
| US8789635B2 (en) | 2009-06-10 | 2014-07-29 | Gottwald Port Technology Gmbh | Heavy-duty ground transportation vehicle, in particular an unmanned heavy-duty transportation vehicle for ISO containers |
| US8875826B2 (en) | 2009-06-10 | 2014-11-04 | Terex Mhps Gmbh | System for replacing a battery of a ground transportation vehicle, particularly of an unmanned heavy-duty transportation vehicle for ISO containers |
| CN112805175A (zh) * | 2018-10-12 | 2021-05-14 | 沃尔沃卡车集团 | 用于车辆的电池组布置 |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP62317056A patent/JP2632688B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SAE TECHNICAL PAPER SERIES 850716 PLATING ON TITANIUM ALLOYS=1985 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0426777A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-29 | Nippon Parkerizing Co Ltd | チタン又はチタン合金に耐熱耐摩耗性、耐摺動性に優れた皮膜を形成させる方法 |
| US8065898B2 (en) | 2008-07-29 | 2011-11-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Method and article for improved adhesion of fatigue-prone components |
| US8297094B2 (en) | 2008-07-29 | 2012-10-30 | Hamilton Sundstrand Corporation | Article for improved adhesion of fatigue-prone components |
| US8789635B2 (en) | 2009-06-10 | 2014-07-29 | Gottwald Port Technology Gmbh | Heavy-duty ground transportation vehicle, in particular an unmanned heavy-duty transportation vehicle for ISO containers |
| US8875826B2 (en) | 2009-06-10 | 2014-11-04 | Terex Mhps Gmbh | System for replacing a battery of a ground transportation vehicle, particularly of an unmanned heavy-duty transportation vehicle for ISO containers |
| CN112805175A (zh) * | 2018-10-12 | 2021-05-14 | 沃尔沃卡车集团 | 用于车辆的电池组布置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2632688B2 (ja) | 1997-07-23 |
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