JPH02163367A - 合金鋼材、又はチタン合金材表面へのホウ化層形成方法 - Google Patents
合金鋼材、又はチタン合金材表面へのホウ化層形成方法Info
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- JPH02163367A JPH02163367A JP31925488A JP31925488A JPH02163367A JP H02163367 A JPH02163367 A JP H02163367A JP 31925488 A JP31925488 A JP 31925488A JP 31925488 A JP31925488 A JP 31925488A JP H02163367 A JPH02163367 A JP H02163367A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明はステンレス鋼、クロムモリブデン鋼のような合
金鋼材表面、又はチタン合金材表面にホウ素（Ｂ）の蒸
着と同時に不活性ガスイオンを照射し、材料表面にミキ
シング層を形成し、材料のｆ９３強度を向上する方法に
関する。
金鋼材表面、又はチタン合金材表面にホウ素（Ｂ）の蒸
着と同時に不活性ガスイオンを照射し、材料表面にミキ
シング層を形成し、材料のｆ９３強度を向上する方法に
関する。
［従来技術と課題］
例えば、鋼板の表面を改質する方法としてその表面にホ
ウ化層を形成する方法がとられる。このような方法では
活性なホウ素を清浄な鋼板の表面に生成させ、これを素
地中に浸透させることによりホウ化物層を形成する。
ウ化層を形成する方法がとられる。このような方法では
活性なホウ素を清浄な鋼板の表面に生成させ、これを素
地中に浸透させることによりホウ化物層を形成する。
このような方法として、三塩化ボロン法、ホウ砂浴法等
が一般に用いられる。
が一般に用いられる。
三塩化ボロン法は、ＢＣｌ３ガスを用い、ＢＣＪｉ＋
３／２Ｆｅ ＝ ３／２ＦｅＣｊ２＋ Ｂ１但し６００
℃以上で反応させる。
３／２Ｆｅ ＝ ３／２ＦｅＣｊ２＋ Ｂ１但し６００
℃以上で反応させる。
また、ホウ砂浴法は、ＮａＪ４０７＋ Ｂ１０を主成分
として８５０〜１０００℃の熱浴を作り、この中に材料
を浸漬する。
として８５０〜１０００℃の熱浴を作り、この中に材料
を浸漬する。
前者は処Ｐｌ！温度が高く、材料に熱歪を生じる。
また、後者はクリーンな処理環境を維持できない。
ところで、これら従来の技術では、最近のハイテク分野
に対する材料供給の面で、ダストにょる信頼性低下の課
題があり、ホウ化層処理を施された材料としては、切削
加工や研磨加工の後、高い寸法精度を維持したまま、そ
の後の各ｉ機能表面処理を行なえるものであることが要
望されている。
に対する材料供給の面で、ダストにょる信頼性低下の課
題があり、ホウ化層処理を施された材料としては、切削
加工や研磨加工の後、高い寸法精度を維持したまま、そ
の後の各ｉ機能表面処理を行なえるものであることが要
望されている。
［発明の目的、構成コ
本発明は、上記従来の方法によるホウ化層形成処理によ
る課題を解決する目的でなされたものであって、ステン
レス鋼、クロムモリブデン鋼のような合金鋼材表面、又
は、チタン合金材表面に、不活性ガスイオンを照射し、
同時に、または交互にホウ素の蒸着を行う方法にあり、
歪なく材料表面に圧縮残留応力を与え、材料の疲労寿命
を向上させようとするものである。
る課題を解決する目的でなされたものであって、ステン
レス鋼、クロムモリブデン鋼のような合金鋼材表面、又
は、チタン合金材表面に、不活性ガスイオンを照射し、
同時に、または交互にホウ素の蒸着を行う方法にあり、
歪なく材料表面に圧縮残留応力を与え、材料の疲労寿命
を向上させようとするものである。
以下、本発明の実施について説明する。
第２図は本発明を実施する装置を概略的に示す。図にお
いて３は基板ホルダ、５は蒸発用るつぼ、７はイオン源
、９はプラズマ室、 １０はイオン加速用電源を示す。
いて３は基板ホルダ、５は蒸発用るつぼ、７はイオン源
、９はプラズマ室、 １０はイオン加速用電源を示す。
図示していないが、真空容器中に、基板ホルダ３に対向
して、イオン源７及び蒸発用るつぼ５が配置される。イ
オン源７は、パケット、又はカウフマン型イオン源が用
いられるが、図はパケット型のものを示す。プラズマ室
９の外側に直性磁石ＩＯを配置し、その底部にイオンソ
ース用ガスボンベ８が連結し、内部には加熱用ヒーター
１１を備え、ヒーター１１と基板ホルダ３との間には負
の加速電圧が印加される。
して、イオン源７及び蒸発用るつぼ５が配置される。イ
オン源７は、パケット、又はカウフマン型イオン源が用
いられるが、図はパケット型のものを示す。プラズマ室
９の外側に直性磁石ＩＯを配置し、その底部にイオンソ
ース用ガスボンベ８が連結し、内部には加熱用ヒーター
１１を備え、ヒーター１１と基板ホルダ３との間には負
の加速電圧が印加される。
蒸発用るつぼ５には電子銃、あるいは差ｆ！Ｊ＋排気し
たホローカソードイオン銃など高真空下で、基板にＢが
蒸着可能な構成のものを用いる。
たホローカソードイオン銃など高真空下で、基板にＢが
蒸着可能な構成のものを用いる。
イオン源としては不活性ガスをソース用ガスボンベ８よ
り供給し、例えばＨｅ＋ Ｎｅ＋ Ａｒ、 Ｋｒ、 Ｘ
ｅ。
り供給し、例えばＨｅ＋ Ｎｅ＋ Ａｒ、 Ｋｒ、 Ｘ
ｅ。
Ｃｏ等のイオンを作り、これを基板ホルダ３に保持した
材料基板１に照射できるようにする。イオンの照射エネ
ルギーはｌ０ｅｖ〜５０ＫｅＶとする。イオンエネルギ
ーの下限はイオン源の引出し下限によって決まる。上限
のエネルギーは特に限定されないが、イオン照射装置の
コスト面から実用上イオン引出しエネルギー程度Ｉ Ｋ
ｅｖ〜５０ＫｅＪとする。これ以上の大きい加速エネル
ギーを得るには、さらにイオン加速装置を付加しなけれ
ばならない。
材料基板１に照射できるようにする。イオンの照射エネ
ルギーはｌ０ｅｖ〜５０ＫｅＶとする。イオンエネルギ
ーの下限はイオン源の引出し下限によって決まる。上限
のエネルギーは特に限定されないが、イオン照射装置の
コスト面から実用上イオン引出しエネルギー程度Ｉ Ｋ
ｅｖ〜５０ＫｅＪとする。これ以上の大きい加速エネル
ギーを得るには、さらにイオン加速装置を付加しなけれ
ばならない。
Ｂ／イオンの組成（原子数）は、特に限定されないが、
イオンの割合がＢの０．１％以上とする。
イオンの割合がＢの０．１％以上とする。
交互にイオン照射とＢの蒸着を行う場合、予め蒸着する
Ｂの厚さを注入イオンの飛程程度とする。
Ｂの厚さを注入イオンの飛程程度とする。
ミキシング層の厚さをさらに増すため、イオン注入後熱
処理してもよく、又注入時に加熱してもよい。
処理してもよく、又注入時に加熱してもよい。
第１図は本発明によって製造される基板の概念図である
。ここで１はステンレス鋼、あるいはＯｒ−にＧ鋼の基
板を示し、２はＢとステンレス鋼、あるいはＣｒ −Ｍ
ｏｆｌＡとのミキシング層を示す。
。ここで１はステンレス鋼、あるいはＯｒ−にＧ鋼の基
板を示し、２はＢとステンレス鋼、あるいはＣｒ −Ｍ
ｏｆｌＡとのミキシング層を示す。
［実施例コ
太さ３φのステンレス銅材、及びＯｒ−Ｍｏａ材表面上
に、電子銃を用いてＢを蒸着しながら、２５ＫｅＶのＮ
ｅイオンをｔｏ１７個／ｄ照射し、表面に約７００五の
ミキシング層を形成した。
に、電子銃を用いてＢを蒸着しながら、２５ＫｅＶのＮ
ｅイオンをｔｏ１７個／ｄ照射し、表面に約７００五の
ミキシング層を形成した。
この試料の表面硬度はそれぞれの母材より２０％、３０
％増加し、この時の疲労強度はそれぞれ、１．５倍、２
倍に向上した。
％増加し、この時の疲労強度はそれぞれ、１．５倍、２
倍に向上した。
Ｃｒ −ＭｏｔＩ４については特に腐食、疲労寿命が向
上し、総合的に１０倍以上の寿命向上がみられた。
上し、総合的に１０倍以上の寿命向上がみられた。
なお、チタン合金の実施例について具体的に示すところ
はないがＮ Ｃｒ＋ １ｌｌｎ、 Ｇｏ、 ＮＩ＋ Ａ
Ｉを含むＴ１合金においてもボ′ロンとのミキシング層
を形成することによって寿命の向上を行うことができる
。
はないがＮ Ｃｒ＋ １ｌｌｎ、 Ｇｏ、 ＮＩ＋ Ａ
Ｉを含むＴ１合金においてもボ′ロンとのミキシング層
を形成することによって寿命の向上を行うことができる
。
［発明の効果コ
本発明によれば、すでに述べた従来の方法と対比して高
度に均質で疲労強度の極めて大きく、かつ合金鋼材、又
はチタン合金と結合したボロン化層を表面に備える合金
鋼材、又はチタン合金材を得ることができる。
度に均質で疲労強度の極めて大きく、かつ合金鋼材、又
はチタン合金と結合したボロン化層を表面に備える合金
鋼材、又はチタン合金材を得ることができる。
第１図は本発明によって製造される表面にボロンミキシ
ングの合金鋼材を概念的に示す。 第２図は本発明を実施する装置を示す。 工・・・合金鋼材よりなる基板、２・・・ボロンミキシ
ング層、３・・・基板ホルダ、４・・・ボロンの蒸気、
５・・・蒸発るつぼ、６・・・加速イオン、７・・・イ
オン源、８・・・イ オンソース用ガスボンベ、 ９・・・プラズマ 室、 ＩＯ・・・イオン用電源。 賽 図
ングの合金鋼材を概念的に示す。 第２図は本発明を実施する装置を示す。 工・・・合金鋼材よりなる基板、２・・・ボロンミキシ
ング層、３・・・基板ホルダ、４・・・ボロンの蒸気、
５・・・蒸発るつぼ、６・・・加速イオン、７・・・イ
オン源、８・・・イ オンソース用ガスボンベ、 ９・・・プラズマ 室、 ＩＯ・・・イオン用電源。 賽 図
Claims (2)
- （１）合金鋼材、又はチタン合金材表面にボロンの蒸着
と不活性ガスイオンの照射を同時、又は交互に行ない、
前記材料の表面にボロンとのミキシング層を形成するこ
とを特徴とする合金鋼材、又はチタン合金材表面へのホ
ウ化層形成方法。 - （２）請求項（１）で形成されるミキシング層の上に、
さらにボロンの蒸着層を形成することを特徴とする合金
鋼材、又はチタン合金材表面へのホウ化層形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31925488A JPH02163367A (ja) | 1988-12-17 | 1988-12-17 | 合金鋼材、又はチタン合金材表面へのホウ化層形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31925488A JPH02163367A (ja) | 1988-12-17 | 1988-12-17 | 合金鋼材、又はチタン合金材表面へのホウ化層形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163367A true JPH02163367A (ja) | 1990-06-22 |
Family
ID=18108143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31925488A Pending JPH02163367A (ja) | 1988-12-17 | 1988-12-17 | 合金鋼材、又はチタン合金材表面へのホウ化層形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02163367A (ja) |
-
1988
- 1988-12-17 JP JP31925488A patent/JPH02163367A/ja active Pending
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