JPH01165755A - 高温に敏感な製品を硬質層で被覆する方法および被覆製品 - Google Patents
高温に敏感な製品を硬質層で被覆する方法および被覆製品Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、一般に高温に敏感な製品を低い温度で被覆す
る方法、殊に少なくとも1つの金属炭化物からなる層を
得るのに適当な方法に関し、この場合本発明は、このよ
うな方法によって得られた製品にも関連する。
る方法、殊に少なくとも1つの金属炭化物からなる層を
得るのに適当な方法に関し、この場合本発明は、このよ
うな方法によって得られた製品にも関連する。
従来の技術
硬質であって耐摩耗性である表面を有する製品を得るた
めに種々の方法が公知であり、これらの方法の中のある
方法は広範に使用されている。最も耐摩耗性である材料
は、例えば炭化タングステン(WC)、炭化チタン(T
iC)および炭化クロム(Cr3C2)のような金属炭
化物である。よく知られた炭化タングステンは、粉末冶
金で製造されるコバルト(co)との合金の形で使用さ
れ;それは、団塊の形をとりかつ被覆として使用するこ
とができない。他面、得るべき硬質の炭化物層を可能な
らしめる公知の被覆法が存在する。従って、材料を蒸気
相中で化学的に析出させる化学蒸着法またはCVD法を
使用するかまたは蒸気相の材料を物理的に析出させる物
理蒸着法またはPVD法を使用することにより金属また
はセラミック材料の製品に炭化チタンの硬質層を付着さ
せることができる。しかし、CVD法は、800 ’C
よりも高い温度を必要とし、かつPVD法によって処理
された製品は、300°C〜400°C程度の温度に達
する。炭化物を蒸着する他の方法は、溶融塩の雰囲気中
で800 ’Cよりも高い温度で、特に電気化学的また
は“無電流”装置によって試みられた。上記の種々の方
法の主たる欠点は、包含される温度(これは、典型的に
は400℃よりも高い)が高いことにあり、このことに
より、前記温度で変形しがちである材料、例えば銅もし
くはアルミニウム合金またはこのような温度で機械的性
質を失う材料、例えば硬質鋼は禁止されている。
めに種々の方法が公知であり、これらの方法の中のある
方法は広範に使用されている。最も耐摩耗性である材料
は、例えば炭化タングステン(WC)、炭化チタン(T
iC)および炭化クロム(Cr3C2)のような金属炭
化物である。よく知られた炭化タングステンは、粉末冶
金で製造されるコバルト(co)との合金の形で使用さ
れ;それは、団塊の形をとりかつ被覆として使用するこ
とができない。他面、得るべき硬質の炭化物層を可能な
らしめる公知の被覆法が存在する。従って、材料を蒸気
相中で化学的に析出させる化学蒸着法またはCVD法を
使用するかまたは蒸気相の材料を物理的に析出させる物
理蒸着法またはPVD法を使用することにより金属また
はセラミック材料の製品に炭化チタンの硬質層を付着さ
せることができる。しかし、CVD法は、800 ’C
よりも高い温度を必要とし、かつPVD法によって処理
された製品は、300°C〜400°C程度の温度に達
する。炭化物を蒸着する他の方法は、溶融塩の雰囲気中
で800 ’Cよりも高い温度で、特に電気化学的また
は“無電流”装置によって試みられた。上記の種々の方
法の主たる欠点は、包含される温度(これは、典型的に
は400℃よりも高い)が高いことにあり、このことに
より、前記温度で変形しがちである材料、例えば銅もし
くはアルミニウム合金またはこのような温度で機械的性
質を失う材料、例えば硬質鋼は禁止されている。
発明を達成するための手段
従って、本発明の1つの目的は、硬質で耐摩耗性であり
かつ前記の欠点を有しない被覆を有する製品を得る方法
を提供することである。
かつ前記の欠点を有しない被覆を有する製品を得る方法
を提供することである。
本発明の池の目的は、双方硬質でありかつ製品の過剰な
温度上昇を包含しない層で製品を被覆する方法を提供す
ることである。
温度上昇を包含しない層で製品を被覆する方法を提供す
ることである。
本発明のもう1つの目的は、少なくとも1つの金属炭化
物を包含する硬質層で製品を被覆する方法を提供するこ
とである。
物を包含する硬質層で製品を被覆する方法を提供するこ
とである。
更に、本発明の他の目的は、少なくとも1つの金属炭化
物を包含する硬質被膜を有する製品を得ることである。
物を包含する硬質被膜を有する製品を得ることである。
本発明の特徴は、請求項1記載の対象および請求項2か
ら10までのいずれか1項に記載の対象を形成する。
ら10までのいずれか1項に記載の対象を形成する。
本発明の主たる利点は、既に機械加工されおよび/また
は処理された製品に製品の寸法特性および/または機織
的特性の如何なる実質的な変化もなしに炭化物を包含す
る硬質で薄手の被覆層を設けることか可能になるという
事実にある。このことは、原理的に製品の主体か低い温
度(これは、典型的には300℃未満である)で全塗布
処理を通して残存するという事実に基づく。また、低い
融点を有する材料の使用も可能である。
は処理された製品に製品の寸法特性および/または機織
的特性の如何なる実質的な変化もなしに炭化物を包含す
る硬質で薄手の被覆層を設けることか可能になるという
事実にある。このことは、原理的に製品の主体か低い温
度(これは、典型的には300℃未満である)で全塗布
処理を通して残存するという事実に基づく。また、低い
融点を有する材料の使用も可能である。
更に、本発明の目的、特徴および利点は、実施例による
特殊な構成の次の記載から明らかになるであろう:この
記載は、例示的なものにすぎない。
特殊な構成の次の記載から明らかになるであろう:この
記載は、例示的なものにすぎない。
実施例
例 1
本方法の第1工程は、電気メッキ装置によって硬質鋼を
ニッケル/タングステン(Ni−W)の合金層で被覆す
ることにある。この工程は、自体公知であり:その際に
使用された主なパラメーターの1例は、以下に記載され
ている:処理浴の組成: Na2W0.2H2070、
59/QNiSO4,6H20609IQ クエン酸 90 9/(1 (NH4)2sO+ 60 9/ρ水性N
H3、例えば6〈浴pH<3 浴温、 70°C析出時間
30分間析出されたN1−W層の厚
さ 5μm本方法の第2工程は、析出層中に含有
されているタングステンに浸炭処理を実施することにあ
る。この処理は、処理すべき表面を浸炭雰囲気中でレー
ザービームを使用することにより掃引することによって
実施される。前記処理の条件の1例は、以下に記載され
ている: CO2レーザー ビームの直径 400μmパルス幅
Q 、 l m5ecパルス周波数
250Hzビームの掃引速度
1OIIIIIl/5ec2つの掃引線間の距離
0.1mmCH4雰囲気の圧力 0.5バ
ールこうして処理された製品の表面は、約2μmの厚さ
でニッケルおよびタングステンの炭化物の組成を有する
ことが判明した。レーザー処理に対して異なるパラメー
ターは、塗布された層の実質的表面の重大な温度上昇が
包含される場合に、塗布された層の内部での全ての温度
上昇、殊に製品それ自体の温度上昇がなお少ないままで
あるように選択すべきであることが明らかとなる。この
ことは、殊に製品それ自体が処理の間に冷却される場合
か、第1の析出層が比較的に厚手である場合か、または
レーザービームの掃引速度が高い場合に行なわれる。し
かし、この種々のパラメーターは、選択される適用(例
えば、製品の材料の性質、またはその形状および寸法等
)に関連して定義されなければならない。
ニッケル/タングステン(Ni−W)の合金層で被覆す
ることにある。この工程は、自体公知であり:その際に
使用された主なパラメーターの1例は、以下に記載され
ている:処理浴の組成: Na2W0.2H2070、
59/QNiSO4,6H20609IQ クエン酸 90 9/(1 (NH4)2sO+ 60 9/ρ水性N
H3、例えば6〈浴pH<3 浴温、 70°C析出時間
30分間析出されたN1−W層の厚
さ 5μm本方法の第2工程は、析出層中に含有
されているタングステンに浸炭処理を実施することにあ
る。この処理は、処理すべき表面を浸炭雰囲気中でレー
ザービームを使用することにより掃引することによって
実施される。前記処理の条件の1例は、以下に記載され
ている: CO2レーザー ビームの直径 400μmパルス幅
Q 、 l m5ecパルス周波数
250Hzビームの掃引速度
1OIIIIIl/5ec2つの掃引線間の距離
0.1mmCH4雰囲気の圧力 0.5バ
ールこうして処理された製品の表面は、約2μmの厚さ
でニッケルおよびタングステンの炭化物の組成を有する
ことが判明した。レーザー処理に対して異なるパラメー
ターは、塗布された層の実質的表面の重大な温度上昇が
包含される場合に、塗布された層の内部での全ての温度
上昇、殊に製品それ自体の温度上昇がなお少ないままで
あるように選択すべきであることが明らかとなる。この
ことは、殊に製品それ自体が処理の間に冷却される場合
か、第1の析出層が比較的に厚手である場合か、または
レーザービームの掃引速度が高い場合に行なわれる。し
かし、この種々のパラメーターは、選択される適用(例
えば、製品の材料の性質、またはその形状および寸法等
)に関連して定義されなければならない。
例 2
本方法の第1工程は、コバルト/タングステン(Co−
W)合金の層を電気メッキにより析出させることによっ
て波膜を標準ゲージに塗布することにある。
W)合金の層を電気メッキにより析出させることによっ
て波膜を標準ゲージに塗布することにある。
処理浴の組成: Na3WO4,2H2070,59/
QCoSO4,7H20609IQ クエン酸 90 g#! (NH4)2SO4609/Q 水性NH3、例えば6〈浴pH< 8 浴温: 70°C析出されたC
o−W層の厚さ 3μm本方法の第2段階は、
析出したC o −W層上にコロイド状の黒鉛塗料を塗
布することあり、この場合この層の厚さは、あまり重要
ではない。次に、例えばレーザー処理を、例えば例1の
記載と同様に実施する。レーザー処理後、析出層は、極
めて高い耐摩耗性を有するコバルト/タングステン炭化
物の合金からなる。この最後に記載した層の厚さは、約
2μmである。
QCoSO4,7H20609IQ クエン酸 90 g#! (NH4)2SO4609/Q 水性NH3、例えば6〈浴pH< 8 浴温: 70°C析出されたC
o−W層の厚さ 3μm本方法の第2段階は、
析出したC o −W層上にコロイド状の黒鉛塗料を塗
布することあり、この場合この層の厚さは、あまり重要
ではない。次に、例えばレーザー処理を、例えば例1の
記載と同様に実施する。レーザー処理後、析出層は、極
めて高い耐摩耗性を有するコバルト/タングステン炭化
物の合金からなる。この最後に記載した層の厚さは、約
2μmである。
前記例は、電気メッキ法のような低温法を使用すること
により、浸炭雰囲気中でレーザー処理の間に炭化物を得
ることができる元素を含有する第1層を析出することが
可能であることを示す。第1層には、タングステンをベ
ースとする合金、例えばタングステン/コバルト合金、
タングステン/ニッケル合金またはタングステン/鉄合
金、またはクロムをベースとする合金を使用することが
できる。また、合金元素の1つが炭化物を生じることが
できる池の合金も使用することができる。付加的に、第
1層の析出は、電気メッキ法とは別の方法によって実施
することができる。第1に重要なことは、使用される方
法で製品の性質または特徴が変化しうる水準を越えて処
理すべき製品の温度が上昇してはならないことにある。
により、浸炭雰囲気中でレーザー処理の間に炭化物を得
ることができる元素を含有する第1層を析出することが
可能であることを示す。第1層には、タングステンをベ
ースとする合金、例えばタングステン/コバルト合金、
タングステン/ニッケル合金またはタングステン/鉄合
金、またはクロムをベースとする合金を使用することが
できる。また、合金元素の1つが炭化物を生じることが
できる池の合金も使用することができる。付加的に、第
1層の析出は、電気メッキ法とは別の方法によって実施
することができる。第1に重要なことは、使用される方
法で製品の性質または特徴が変化しうる水準を越えて処
理すべき製品の温度が上昇してはならないことにある。
従って、第1層の析出は、蒸着法、スパッタリング法ま
たはイオンメッキ法によって実施することができる。前
記方法は、電気メッキ法よりも高価ではあるけれども、
一定の適用の場合には、有利である:例えば、イオンメ
ッキ法により、直接の析出を実施することができる。
たはイオンメッキ法によって実施することができる。前
記方法は、電気メッキ法よりも高価ではあるけれども、
一定の適用の場合には、有利である:例えば、イオンメ
ッキ法により、直接の析出を実施することができる。
本発明を種々の工業的分野に適用することかできるは、
容易に判断されるであろう。実施例を制限することがな
い場合には、標準ゲージ、ゲージ切削工具およびフェル
ールを使用する工具に適用することができる。
容易に判断されるであろう。実施例を制限することがな
い場合には、標準ゲージ、ゲージ切削工具およびフェル
ールを使用する工具に適用することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、硬質層が耐摩耗性でありかつ少なくとも1つの金属
元素の炭化物を包含する、高温に敏感な製品を硬質層で
被覆する方法において、−該製品を金属元素の炭化物を
生じることができる少なくとも1つの金属元素を包含す
る層で被覆する第1工程;および −該層の表面を炭素を含有する雰囲気中でレーザービー
ムによって掃引し、この場合この掃引は、製品の温度上
昇が中位のままであるように実施される第2工程を包含
することを特徴とする、高温に敏感な製品を硬質層で被
覆する方法。 2、第1工程を電気メッキにより実施する、請求項1記
載の方法。 3、第1工程を蒸発により実施する、請求項1記載の方
法。 4、第1工程をプラズマスパッタリングにより実施する
、請求項1記載の方法。 5、第1工程をイオンメッキにより実施する、請求項1
記載の方法。 6、浸炭雰囲気が炭素を包含する析出層からなる、請求
項1記載の方法。 7、浸炭雰囲気が炭素を含有するガスからなる、請求項
1記載の方法。 8、層がタングステンを含有する、請求項1記載の方法
。 9、層がクロムを含有する、請求項1記載の方法。 10、硬質の耐摩耗性層を有する被覆された製品におい
て、該層が請求項1から9までのいずれか1項に記載さ
れた方法によって得られた少なくとも1つの金属元素の
炭化物を包含することを特徴とする、被覆製品。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH3761/87-7 | 1987-09-29 | ||
CH376187A CH674523A5 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01165755A true JPH01165755A (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=4262933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24120688A Pending JPH01165755A (ja) | 1987-09-29 | 1988-09-28 | 高温に敏感な製品を硬質層で被覆する方法および被覆製品 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0310560A3 (ja) |
JP (1) | JPH01165755A (ja) |
CH (1) | CH674523A5 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005248324A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-09-15 | Honda Motor Co Ltd | 金属材表面処理方法 |
JP2005256165A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-09-22 | Honda Motor Co Ltd | 不動態膜除去方法 |
US7425093B2 (en) * | 2003-07-16 | 2008-09-16 | Cabot Corporation | Thermography test method and apparatus for bonding evaluation in sputtering targets |
US7993497B2 (en) * | 2005-11-21 | 2011-08-09 | Wd Media (Singapore) Pte. Ltd. | Magnetic disk and magnetic disk manufacturing method |
US8414710B2 (en) | 2004-02-04 | 2013-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for surface treatment of metal material |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2169318A (en) * | 1985-01-04 | 1986-07-09 | Rolls Royce | Metal surface hardening by carbide formation |
-
1987
- 1987-09-29 CH CH376187A patent/CH674523A5/fr not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-09-26 EP EP88810659A patent/EP0310560A3/fr not_active Withdrawn
- 1988-09-28 JP JP24120688A patent/JPH01165755A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4494995B2 (ja) * | 2004-02-04 | 2010-06-30 | 本田技研工業株式会社 | 金属材表面処理方法 |
US8414710B2 (en) | 2004-02-04 | 2013-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for surface treatment of metal material |
JP2005256165A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-09-22 | Honda Motor Co Ltd | 不動態膜除去方法 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0310560A2 (fr) | 1989-04-05 |
CH674523A5 (ja) | 1990-06-15 |
EP0310560A3 (fr) | 1989-12-06 |
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