JPH0261553B2 - - Google Patents

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JPH0261553B2
JPH0261553B2 JP10355084A JP10355084A JPH0261553B2 JP H0261553 B2 JPH0261553 B2 JP H0261553B2 JP 10355084 A JP10355084 A JP 10355084A JP 10355084 A JP10355084 A JP 10355084A JP H0261553 B2 JPH0261553 B2 JP H0261553B2
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JP
Japan
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intermetallic compound
coating
melt
workpiece
temperature
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JP10355084A
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Japanese (ja)
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JPS60251277A (en
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Miharoitsuchi Sabitosukii Efugenii
Semenoitsuchi Goifuman Mihairu
Pyootorona Horiakowa Bikutoria
Fuiyoodoroitsuchi Shateinsukii Bikutoru
Borisofuna Gorina Neruri
Maryanoitsuchi Rudokofusukii Efugenii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuijiko Mehanichesukii Inst Imeeni Gee Bee Karupenko An Ukurai Ssr
INSUCHI METARURUGII IMENI AA AA BAIKOWA AN SSSR
Original Assignee
Fuijiko Mehanichesukii Inst Imeeni Gee Bee Karupenko An Ukurai Ssr
INSUCHI METARURUGII IMENI AA AA BAIKOWA AN SSSR
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Publication date
Application filed by Fuijiko Mehanichesukii Inst Imeeni Gee Bee Karupenko An Ukurai Ssr, INSUCHI METARURUGII IMENI AA AA BAIKOWA AN SSSR filed Critical Fuijiko Mehanichesukii Inst Imeeni Gee Bee Karupenko An Ukurai Ssr
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  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的に金属化学および金属との合金
の熱処理に関するものである。特に本発明は、拡
散析出によつて被覆を得るように鋼工作物を化学
及び熱処理する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates generally to metal chemistry and heat treatment of alloys with metals. In particular, the invention relates to a method for chemically and thermally treating steel workpieces to obtain coatings by diffusion precipitation.

本発明による方法は、器具製造分野において
(精密摩擦対体、電気接点、端子、可変抵電線)、
医学において(義歯および手術器機の製造のた
め)、電気工業において(電気接点)、時計工業に
おいて(腕時計のケース、腕輪、および部品)、
宝飾工業において(装飾品および食器類の製造の
ため)、および化学工業において(部品の腐食防
止または耐熱処理のため)、金および白金などの
貴金属の消費量を低減させまたはその代替材料と
して用いる目的で、物理特性および化学特性に関
してこれら貴金属に類似した被覆をうるために応
用することができる。
The method according to the invention can be used in the field of instrument manufacturing (precision frictional bodies, electrical contacts, terminals, variable resistance wires),
in medicine (for the manufacture of dentures and surgical instruments), in the electrical industry (electrical contacts), in the watch industry (watch cases, bracelets and parts),
To reduce the consumption of precious metals such as gold and platinum, or to use them as an alternative material, in the jewelry industry (for the production of ornaments and tableware) and in the chemical industry (for corrosion prevention or heat-resistant treatment of parts). can be applied to obtain coatings similar to these noble metals in terms of physical and chemical properties.

また本発明による方法は、各種用途のレフレク
タスクリーンの製造に際して、また部品を海水の
腐食から防護する被覆の施用のために使用するこ
とができる。
The method according to the invention can also be used in the production of reflector screens for various applications and for the application of coatings to protect components from corrosion by seawater.

現在、一般に電着法により貴金属被覆をうる各
種の技術(金メツキおよびパラジウムメツキ)が
広く使用されている。しかし電着法は、多くの場
合に、複雑な形状の部品上に確実な被覆を保証し
ない。故に公知の方法によつて得られた被覆は、
素地金属との接着力不足、特に工作物の隅部にお
ける不均一厚さ、低硬度および摩耗しやすさとい
う固有の欠点を有する。またこれら公知の方法を
実施する場合、機械的洗浄および酸洗いなどの工
作物表面の前処理を必要とする。
Currently, various techniques (gold plating and palladium plating) are widely used, which generally produce noble metal coatings by electrodeposition. However, electrodeposition methods often do not guarantee reliable coverage on parts with complex shapes. Therefore, the coating obtained by the known method is
It has the inherent disadvantages of poor adhesion to the base metal, non-uniform thickness especially at the corners of the workpiece, low hardness and easy wear. The implementation of these known methods also requires pretreatment of the workpiece surface, such as mechanical cleaning and pickling.

被覆の物理特性と化学特性を改良するため、最
近、新規な処理法が工業的に使用されるようにな
り、その1つの方法は拡散析出による金属部品の
化学及び熱処理を含む。
New processing methods have recently come into industrial use to improve the physical and chemical properties of coatings, one of which involves chemical and thermal treatment of metal parts by diffusion deposition.

拡散被覆は低多孔度と、素地金属との高接着力
とを特徴とする表面層である。拡散被覆法は、高
耐摩性、十分な硬度、腐食性雰囲気に対する耐
性、および高機懐強度などの有利な特性を保証す
る種々の化学組成の表面積を生じることができ
る。
Diffusion coatings are surface layers characterized by low porosity and high adhesion to the base metal. Diffusion coating methods can produce surface areas of various chemical compositions that guarantee advantageous properties such as high wear resistance, sufficient hardness, resistance to corrosive atmospheres, and high mechanical strength.

低融点金属の融成物からある物質を素地金属上
に拡散析出または吸着することによつて被覆を形
成する鋼工作物の化学及び熱処理法は公知であ
る。(ソ連発明者証、第582329号、IPC C23C9/
10参照)。
Chemical and heat treatment methods for steel workpieces are known in which coatings are formed by diffusion deposition or adsorption of certain substances from melts of low melting point metals onto the base metal. (Soviet inventor's certificate, No. 582329, IPC C23C9/
10).

融成物の低融点金属としてナトリウムが使用さ
れ、これに対して拡散析出中に被覆を形成する物
質として白金が使用される。
Sodium is used as the low-melting metal of the melt, whereas platinum is used as the substance forming the coating during the diffusion deposition.

拡散析出の好ましい条件としては、温度が630
〜670℃、時間が5〜6時間である。
The preferred conditions for diffusion precipitation include a temperature of 630°C.
~670°C, time is 5-6 hours.

故に、前記の方法は易融性または低融点の金属
を使用し、その中に他の金属元素を導入し、素地
金属上に析出させて拡散被覆を形成するにある。
その際に、恒温物質移動プロセスが生じ、易融性
金属融成物の中に金属元素の形で溶解した物質
が、被覆される工作物の表面上に移動し吸着され
て結合し、またこの元素が工作物の金属と拡散に
よつて反応する。その結果、拡散析出に参加する
元素から成る被覆が素地金属上に形成される。
Therefore, the above-mentioned method consists in using an easily melting or low melting point metal, into which other metal elements are introduced, and deposited on the base metal to form a diffusion coating.
In this case, isothermal mass transfer processes take place, in which the substances dissolved in the form of metallic elements in the easily meltable metal melt move onto the surface of the workpiece to be coated, are adsorbed and bonded, and this The elements react with the metal of the workpiece by diffusion. As a result, a coating is formed on the base metal consisting of the elements that participate in the diffusion deposition.

しかしこの方法は、所定の化学量論的組成の、
均一厚さの被覆を生じることができない。
However, this method does not allow for a given stoichiometric composition.
It is not possible to produce a coating of uniform thickness.

また、貴金属およびその代用イミテーシヨン金
属を用いる拡散析出による公知の化学及び熱処理
法は、処理中のこれらの金属の高損失率の故に不
利である。
Also, known chemical and thermal processing methods by diffusion precipitation using noble metals and their substitute imitation metals are disadvantageous due to the high rate of loss of these metals during processing.

本発明は、処理条件を変更しまた特殊の析出物
質を使用して、物理特性と化学特性において金と
白金などの貴金属をイミテートした被覆、すなわ
ち腐食に対する高い抵抗性と、金または白金をイ
ミテートした光沢と色彩とを有する被覆をうるこ
とのできる鋼工作物の化学及び熱処理法を提供す
るにある。
The present invention uses modified processing conditions and special deposited materials to produce coatings that imitate gold and noble metals such as platinum in physical and chemical properties, i.e. high resistance to corrosion and The object of the present invention is to provide a chemical and heat treatment method for steel workpieces that can provide a coating with gloss and color.

鋼工作物の素地金属上に低融点金属融成物から
物質を拡散析出することによつて鋼工作物上に被
覆を形成する化学及び熱処理法において、本発明
によれば、拡散析出法は所望厚さの被覆をうける
のに十分な時間、720〜820℃の範囲の温度で実施
され、前記融成物は好ましくは低融点金属として
ナトリウムまたはチリウムを含有し、金属間化合
物の形を有する物質が析出されることによつて、
本発明の目標は達成される。
In a chemical and heat treatment method for forming a coating on a steel workpiece by diffusion depositing a substance from a low melting point metal melt onto the base metal of the steel workpiece, according to the invention, the diffusion deposition method is carried out at a temperature in the range from 720 to 820° C. for a time sufficient to obtain a thick coating, said melt preferably containing sodium or thirium as the low melting metal and in the form of an intermetallic compound. By being precipitated,
The goals of the invention are achieved.

融解ナトリウムまたはチリウムの使用により、
酸洗いによる工作物表面の前処理の必要がなくな
る。なぜかならば、前記金属の融成物は高に湿潤
力と流動性を有するが故に、表面酸化物を除去
し、複雑な形状と内部キヤビチイおよびみぞ部分
を有する工作物と部品を洗浄することができるか
らである。またこのような融解金属浴の使用は工
作物表面の次の機械的浄化処理を不必要にする。
なぜかなら、工作物のスリツトおよび亀裂の中に
進入した融成物残分は、工作物を水中で洗浄する
ことによつて排除されるからである。さらに、拡
散による被覆の析出に使用される物質の損失量が
僅少である。なぜかならば、この種の物質はナト
リウムまたはチリウム融成物中に少量しか溶解せ
ず、これに対して化学及び熱処理法は、融成物中
に溶解した物質の量が被覆される工作物表面上に
析出した量に実質的に等しくなるパタンで進行す
るからである。
By using molten sodium or thium,
There is no need to pre-treat the workpiece surface by pickling. This is because the metal melt has high wetting power and fluidity, which makes it difficult to remove surface oxides and clean workpieces and parts with complex shapes and internal cavities and grooves. This is because it can be done. The use of such a molten metal bath also makes a subsequent mechanical cleaning treatment of the workpiece surface unnecessary.
This is because melt residues that have entered the slits and cracks of the workpiece are removed by washing the workpiece under water. Furthermore, the amount of loss of the substance used for depositing the coating by diffusion is low. This is because this type of material dissolves only in small amounts in the sodium or thium melt, whereas chemical and heat treatment methods limit the amount of material dissolved in the melt to the workpiece being coated. This is because the process proceeds in a pattern that is substantially equal to the amount deposited on the surface.

析出される物質として、所定の物理化学特性を
有する化学量論的組成の金属間化合物、例えば貴
金属の特性をイミテートした化合物が融成物の中
に導入される。これは、融成物中に導入された化
合物から成る被覆、すなわち所定組成の被覆をう
ることを可能にする。なぜかならば化合物元素の
融成物中の溶解、移動および析出が導入された化
合物の組成に対応する化学量論的割合で生じるか
らであり、これにより得られた被覆層の組成がそ
の厚さ全体に亘つて均一となる傾向を示す。
As the substance to be deposited, a stoichiometric intermetallic compound having predetermined physicochemical properties, for example a compound imitating the properties of noble metals, is introduced into the melt. This makes it possible to obtain coatings consisting of compounds introduced into the melt, ie coatings of a defined composition. This is because the dissolution, migration, and precipitation of compound elements in the melt occur in stoichiometric proportions corresponding to the composition of the introduced compound, and as a result, the composition of the resulting coating layer changes with respect to its thickness. It shows a tendency to be uniform over the entire area.

この加工処理は720〜820℃の範囲の温度で実施
される。このような温度条件は、化学及び熱処理
の実施に必要なすべての基本的物理及び化学的方
法を生じる。特に、融成物中への各種金属間化合
物の十分に活発な溶解、融成物から析出した元素
の工作物素地金属への拡散移動、工作物の所望の
使用条件によつて課される要求に見合うに十分な
厚さを有する被覆の形成を生じる。被覆の厚さは
拡散析出時間に依存し、この時間は処理法の物理
及び化学的パラメータによつて決定される。
This processing is carried out at temperatures in the range 720-820°C. Such temperature conditions give rise to all the basic physical and chemical methods necessary for carrying out chemical and thermal treatments. In particular, the requirements imposed by the sufficiently active dissolution of the various intermetallic compounds into the melt, the diffusive transfer of the elements precipitated from the melt into the base metal of the workpiece, and the desired conditions of use of the workpiece. This results in the formation of a coating having a thickness sufficient to meet the requirements. The thickness of the coating depends on the diffusion deposition time, which is determined by the physical and chemical parameters of the process.

この処理法を実施する際に、融成物中に導入さ
れるでき金属間化合物の量は好ましくは下記の式
によつて求められる。
When carrying out this process, the amount of intermetallic compound introduced into the melt is preferably determined by the following formula:

G1=0.03G2+S・δ・γ ここに、 G1=金属間化合物の重量、g、 G2=低融点金属の重量、g、 S=工作物の表面積、cm2、 δ=被覆層の所要の厚さ、cm、 γ=金属間化合物の密度、g/cm3 色彩において白金をイミテートし、十分な耐食
性、高温酸化耐性および高機械特性(硬度および
耐摩耗性)を有する被覆をうるためには、チリウ
ムとニツケル−アルミニウム金属間化合物とを含
有する融解浴中において6〜8時間、720〜780℃
の温度で拡散析出を実施することが望ましい。
G 1 =0.03G 2 +S・δ・γ Where, G 1 = Weight of intermetallic compound, g, G 2 = Weight of low melting point metal, g, S = Surface area of workpiece, cm 2 , δ = Coating layer required thickness, cm, γ=density of the intermetallic compound, g/cm Imitate platinum in three colors to obtain a coating with sufficient corrosion resistance, high temperature oxidation resistance and high mechanical properties (hardness and abrasion resistance). For this purpose, heat the mixture at 720-780°C for 6-8 hours in a melt bath containing thirium and a nickel-aluminum intermetallic compound.
It is desirable to carry out the diffusion precipitation at a temperature of .

金イミテーシヨン被覆をうるためには、ナトリ
ウムとパラジウム−インジウム金属間化合物とを
含有する融成物中において、6〜8時間、780〜
820℃の温度で拡散析出を実施することが好まし
い。
In order to obtain a gold imitation coating, 780 to
Preferably, the diffusion precipitation is carried out at a temperature of 820°C.

また融解ナトリウムは、所要特性の被覆をうる
ために必要なすべての条件を与える。(化合物の
十分な溶解性、鋼工作物の素地金属上の化合物元
素の吸着、相接合部:パラジウムとインジウムの
金属間化合物−ナトリウム−鋼における鋼溶出の
不存在)。
Molten sodium also provides all the conditions necessary to obtain a coating with the required properties. (sufficient solubility of the compound, adsorption of the compound elements on the base metal of the steel workpiece, phase junction: intermetallic compound of palladium and indium - absence of steel elution in sodium - steel).

780〜820℃の温度と6〜8時間の析出時間の好
ましい処理パラメータは広い応用範囲について有
効な厚さを有する被覆の吸着を保証する。
Preferred process parameters of temperatures of 780 DEG-820 DEG C. and deposition times of 6-8 hours ensure adsorption of coatings with useful thicknesses for a wide range of applications.

以下において本発明をその好ましい実施態様に
ついてさらに詳細に説明する。
In the following, the invention will be explained in more detail with respect to its preferred embodiments.

不活性物質(被覆を析出するために使用される
融解金属中に溶解しない物質)で作られたアンプ
ルなどの反応容器中に、被覆されるべき工作物を
配置する。そののち、アルゴンガスなどの中性ガ
ス雰囲気中において、ナトリウムまたはチリウム
などの低融点アルカリ金属融成物と素地金属上に
析出されるべき金属間化合物の形の物質とをアン
プルに充填する。
The workpiece to be coated is placed in a reaction vessel such as an ampoule made of an inert material (a material that does not dissolve in the molten metal used to deposit the coating). Thereafter, in a neutral gas atmosphere such as argon gas, the ampoule is filled with a low melting point alkali metal melt such as sodium or thium and the substance in the form of an intermetallic compound to be deposited on the base metal.

次にアルゴンガス中において溶接または継目充
填によつてアンプルを密封し、マツフル電気炉な
どの炉に配置し、720〜280℃の温度で、所望厚さ
の被覆をうるに必要な時間、拡散析出処理を実施
した。
The ampoule is then sealed by welding or seam filling in argon gas and placed in a furnace such as a Matsufuru electric furnace for diffusion deposition at temperatures between 720 and 280°C for the time necessary to obtain the desired coating thickness. Processing was carried out.

融成物中に存在すべき金属間化合物の割合は下
記によつて決定される。
The proportion of intermetallic compounds that should be present in the melt is determined by:

G1=0.03G2+S・δ・γ ここに、 G1=金属間化合物の重量、g、 G2=低融点金属の重量、g、 S=工作物の表面積、cm2、 δ=被覆層の所要の厚さ、cm、 γ=金属間化合物の密度、g/cm3 G 1 =0.03G 2 +S・δ・γ Where, G 1 = Weight of intermetallic compound, g, G 2 = Weight of low melting point metal, g, S = Surface area of workpiece, cm 2 , δ = Coating layer Required thickness, cm, γ=density of the intermetallic compound, g/cm 3 .

前記の式の第1項は融解ナトリウムまたはチリ
ウムの飽和に必要な化合物量を考慮し、広範囲の
化合物について、これは0.03G2に対応する。すな
わち、飽和濃度は3質量%に近い値で保証され
る。
The first term in the above equation takes into account the amount of compound required to saturate the molten sodium or thiium, and for a wide range of compounds this corresponds to 0.03G 2 . That is, the saturation concentration is guaranteed at a value close to 3% by mass.

方程式の第2項は、被覆層の所要厚さを形成す
るに必要な化合物量を考慮し、被覆される工作物
の寸法、被覆層の厚さおよび化合物の密度によつ
て決定される。すなわち、この第2項は、幾何学
的方法と物質の質量との一般的関連をその密度を
介して決定するものである。
The second term of the equation considers the amount of compound required to form the required thickness of the coating layer and is determined by the dimensions of the workpiece being coated, the thickness of the coating layer and the density of the compound. That is, this second term determines the general relationship between geometrical methods and the mass of a substance via its density.

拡散析出を生じる温度にアンプルを保持し、次
に冷却したのち、このアンプルを開き、被覆を形
成された工作物をアンプルの中から引出し、流水
中で洗浄する。
The ampoule is held at a temperature that causes diffusional deposition and then, after cooling, the ampoule is opened and the coated workpiece is withdrawn from the ampoule and washed under running water.

色彩特性と物理−化学特性に関して白金をイミ
テートした被覆をうるには、リチウムとニツケル
−アルミニウム金属間化合物とを含む融解金属組
成物中において720〜780℃の温度で6〜8時間、
工作物に対して拡散析出を実施する。化合物の量
は前記の方程式によつて決定される。
To obtain a coating that imitates platinum with respect to color and physico-chemical properties, it is possible to obtain a coating that imitates platinum in terms of color properties and physico-chemical properties, for 6 to 8 hours at a temperature of 720 to 780° C. in a molten metal composition containing lithium and a nickel-aluminum intermetallic compound.
Perform diffusion deposition on the workpiece. The amount of compound is determined by the equation above.

色彩特性と物理−化学特性に関して金をイミテ
ートした被覆をうるには、融解ナトリウムとパラ
ジウム−インジウム金属間化合物とから成る融成
物の中で、780〜820℃の温度で、6〜8時間、拡
散析出を実施する。
To obtain a gold-imitating coating with respect to color and physico-chemical properties, it is possible to obtain a coating consisting of molten sodium and palladium-indium intermetallic compound at a temperature of 780-820° C. for 6-8 hours. Perform diffusion precipitation.

本発明の最良の実施態様の二、三の例を下記に
説明する。
A few examples of the best mode of carrying out the invention are described below.

実施例 1 下記の組成(質量%)の鋼から成る茶サジをア
ンプルの中に配置した。C=0.08、Mn=1〜2、
Cr=17〜19、Ni=9〜11、Ti=0.7、Fe=残分。
また56:44の比の質量%のパラジウムとインジウ
ムとの混合物を含む金属間化合物の試料をアンプ
ル中に配置し、次に融解ナトリウムをもつてアン
プルを充填した。
Example 1 A tea spoon made of steel having the following composition (% by mass) was placed in an ampoule. C=0.08, Mn=1~2,
Cr=17-19, Ni=9-11, Ti=0.7, Fe=residue.
A sample of the intermetallic compound also containing a mixture of palladium and indium in a ratio of 56:44 by weight was placed in an ampoule and the ampoule was then filled with molten sodium.

金属間化合物の量G1=5.17gは前記の等式から
求められた。ここに、 G2=150g、 S=37cm2、 δ=0.0018cm、 γ=10g/cm3
The amount of intermetallic compound G 1 =5.17 g was determined from the above equation. Here, G 2 = 150g, S = 37cm 2 , δ = 0.0018cm, γ = 10g/cm 3 .

アルゴンガス中においてアンプルを密封したの
ち、マツフル電気炉の中に配置し、その中に780
℃の温度で6時間保持した。そののちアンプルを
開き、工作物をとり出し、流水中で洗浄した。
After sealing the ampoule in argon gas, place it in a Matsufuru electric furnace and place it in a
The temperature was maintained at ℃ for 6 hours. Thereafter, the ampoule was opened, the workpiece was taken out, and washed under running water.

この化学及び熱処理の結果、耐食性と光沢にお
いて金に類似した被覆が工作物上に形成され、こ
の被覆は18mKm、2100〜2400MPaのマイクロ硬
度、および金−ピンク色彩を有していた。
As a result of this chemical and heat treatment, a coating similar to gold in corrosion resistance and luster was formed on the workpiece, with a microhardness of 18 mKm, 2100-2400 MPa, and a gold-pink color.

酸性およびアルカリ性媒質中の100時間のテス
トは被覆の表面の腐食を示さなかつた。
A 100 hour test in acidic and alkaline media showed no corrosion of the surface of the coating.

実施例 2 実施例1と異り、下記組成(質量%):C=
0.24〜0.32;Fe=残分の鋼リングの形の工作物を
含むアンプルに対して、7時間、800℃の温度で
熱処理を実施した。
Example 2 Unlike Example 1, the following composition (mass%): C=
The ampoule containing the workpiece in the form of a steel ring of 0.24-0.32; Fe=residue was subjected to a heat treatment at a temperature of 800° C. for 7 hours.

金属間化合物(パラジウムとインジウム)の
G1=1.16gの値を決定する出発データは前記の式
から求められる。ここに G2=30g、 S=9.4cm2、 δ=0.0025cm、 γ=10g/cm3
of intermetallic compounds (palladium and indium)
The starting data for determining the value of G 1 =1.16g are determined from the above equation. Here, G 2 = 30g, S = 9.4cm 2 , δ = 0.0025cm, γ = 10g/cm 3 .

化学及び熱処理の結果として、耐食性と光沢に
おいて金をイミテートし、25mKmの厚さと、
1850〜2025MPaのマイクロ硬度と、金−ピンク
色とを有する被覆層が鋼リング上に形成された。
耐食性は実施例1によつて得られた被覆と実質同
等であつた。
As a result of chemical and heat treatment, it imitates gold in corrosion resistance and luster, with a thickness of 25mKm,
A coating layer with a microhardness of 1850-2025 MPa and a gold-pink color was formed on the steel ring.
The corrosion resistance was substantially equivalent to the coating obtained according to Example 1.

実施例 3 下記組成(質量%):C=0.07〜0.13;Fe=残
分の鋼の時計ケースと、それぞれ56質量%と44質
量%のパラジウム−インジウム金属間化合物の試
料とをアンプルの中に配置し、次にアンプルに溶
解ナトリウムを充填した。
Example 3 The following composition (mass%): C = 0.07 to 0.13; Fe = residual steel watch case and palladium-indium intermetallic compound samples of 56% and 44% by mass, respectively, were placed in an ampoule. The ampoule was then filled with dissolved sodium.

金属間化合物の量は前記の等式によつて求めら
れた。この場合、 G2=70g、 S=28cm2、 δ=0.0035cm、 γ=10g/cm3、 その結果、G1=3.08g。
The amount of intermetallic compounds was determined by the equation above. In this case, G 2 = 70 g, S = 28 cm 2 , δ = 0.0035 cm, γ = 10 g/cm 3 , so that G 1 = 3.08 g.

前記内容物を含むアンプルをマツフル炉の中に
8時間、820℃の温度で保持した。
The ampoule containing the contents was kept in a Matsufuru furnace for 8 hours at a temperature of 820°C.

その結果としての化学反応を熱処理により、
35mKmの厚さと、1800〜2100MPaのマイクロ硬
度を有する被覆層が得られた。この被覆の色彩と
耐食性は実施例1について述べたものと類似であ
る。
The resulting chemical reaction is processed by heat treatment.
A coating layer with a thickness of 35 mKm and a microhardness of 1800-2100 MPa was obtained. The color and corrosion resistance of this coating is similar to that described for Example 1.

実施例 4 下記組成(質量%):C=0.24〜0.32;Fe=残
分を有する鋼の茶サジと、ニツケル−アルミニウ
ム金属間化合物試料(G1=3.35g)とをアンプル
の中に入れ、次にアンプルに融解リチウムを充填
した。金属間化合物の量G1は前記の式によつて
求められる。ここに、 G2=82g、 S=37cm2、 δ=0.004cm、 γ=6g/cm3
Example 4 The following composition (mass%): C = 0.24 to 0.32; Fe = steel tea leaves having a residue and a nickel-aluminum intermetallic compound sample (G 1 = 3.35 g) were placed in an ampoule, The ampoule was then filled with molten lithium. The amount of intermetallic compound G 1 is determined by the above formula. Here, G 2 = 82g, S = 37cm 2 , δ = 0.004cm, γ = 6g/cm 3 .

アルゴンガス中でアンプルを密封したのち、ア
ンプルを炉中に6時間、720℃の温度に保持した。
そののち、アンプルを開き、鋼を取出し、流水で
洗浄した。
After sealing the ampoule under argon gas, the ampoule was kept in the oven for 6 hours at a temperature of 720°C.
Thereafter, the ampoule was opened and the steel was taken out and washed with running water.

この化学及び熱処理の結果、耐食性と光沢にお
いて白金に類似し、40mKmの厚さと、4100〜
4200MPaのマイクロ硬度とを有する被覆層が形
成された。このようにして得られた被覆の色彩は
ライトグレーであつたが、酸性およびアルカリ性
の腐食性媒質に対する抵抗性はクロム−ニツケル
鋼に匹敵する。
The result of this chemical and heat treatment is similar to platinum in corrosion resistance and luster, with a thickness of 40mKm and a thickness of 4100~
A coating layer with a microhardness of 4200 MPa was formed. The color of the coating thus obtained was light gray, but its resistance to acidic and alkaline corrosive media is comparable to chrome-nickel steel.

実施例 5 下記の組成(質量%):C=0.07〜0.13、Fe=
残分を有する鋼の時計ケースと、ニツケル−アル
ミニウム金属間化合物試料(G1=2.9g)とをア
ンプルの中に配置し、次にこのアンプルに融解リ
チウムを満たした。前記の等式からG1の量を求
めた。ここに、 G2=40g、 S=28cm2、 δ=0.010cm、 γ=6g/cm3
Example 5 The following composition (mass%): C=0.07-0.13, Fe=
A steel watch case with residue and a nickel-aluminum intermetallic sample (G 1 =2.9 g) were placed in an ampoule, which was then filled with molten lithium. The amount of G 1 was determined from the above equation. Here, G2 =40g, S= 28cm2 , δ=0.010cm, γ=6g/ cm3 .

アンプルを7時間、750℃の温度に保持する。 The ampoule is held at a temperature of 750°C for 7 hours.

化学及び熱処理の結果として、耐食性と光沢に
おいて白金に近似し130mKmの厚さ、約4500〜
4800MPaの間のマイクロ硬度を有する被覆層が
形成された。このようにして得られた被覆の耐食
性と色彩は実施例4に記載の方法によつて作られ
たものと類似である。
As a result of chemical and heat treatment, it approximates platinum in corrosion resistance and luster, with a thickness of 130mKm, approximately 4500 ~
A coating layer with a microhardness of between 4800 MPa was formed. The corrosion resistance and color of the coating thus obtained are similar to that produced by the method described in Example 4.

実施例 6 この処理は実施例5について述べたものと実質
同様に実施されたが、その相違点は前記と同一の
式から求められたG1=3.38gの量のニツケル−ア
ルミニウム金属間化合物が使用されたことにあ
る。
Example 6 This treatment was carried out substantially as described for Example 5, with the difference that a nickel-aluminum intermetallic compound in an amount of G 1 =3.38 g, determined from the same equation as above, was used. It has been used.

G2=40g、 S=28cm2、 δ=0.013cm、 γ=6g/cm3 G2 =40g, S= 28cm2 , δ=0.013cm, γ=6g/ cm3 .

アンプルを8時間、780℃の温度で熱処理した。 The ampoule was heat treated at a temperature of 780°C for 8 hours.

耐食性と光沢において白金に類似し130mKm
の厚さと4500〜4800MPaのマイクロ硬度を有す
る被覆が工作物の素地金属上に形成された。その
色彩と耐食性は実施例4について述べた被覆と実
質同等であつた。
Similar to platinum in corrosion resistance and luster, 130mKm
A coating with a thickness of 4500-4800 MPa and a microhardness of 4500-4800 MPa was formed on the base metal of the workpiece. Its color and corrosion resistance were substantially equivalent to the coating described for Example 4.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ナトリウムまたはリチウムなどの低融点金属
の融成物から、金属間化合物の形の物質を素地金
属上に拡散析出することによつて被覆を形成する
ようにした鋼工作物の化学及び熱処理法におい
て、拡散析出は720乃至820℃の温度で、所要厚さ
の被覆層をうるに必要な時間、実施されることを
特徴とする方法。 2 融成物中の金属間化合物の量は下記の式から
求められ、 G1=0.03G2+S・δ・γ ここに、 G1=金属間化合物の重量、g、 G2=低融点金属の重量、g、 S=工作物の表面積、cm2、 δ=被覆層の所要厚さ、cm、 γ=金属間化合物の密度、g/cm3 とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
よる方法。 3 拡散析出は、リチウムとニツケル−アルミニ
ウム金属間化合物とを含む融成物の中において、
6乃至8時間、720乃至780℃の温度で実施される
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項による方法。 4 拡散析出は、ナトリウムとパラジウム−イン
ジウム金属間化合物とを含む融成物の中におい
て、6乃至8時間、780乃至820℃の温度で実施さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第1項また
は第2項による方法。
[Claims] 1. A steel workpiece in which a coating is formed by diffusing and precipitating a substance in the form of an intermetallic compound onto a base metal from a melt of a low melting point metal such as sodium or lithium. A chemical and thermal treatment method characterized in that the diffusion deposition is carried out at a temperature of 720 to 820° C. for a period of time necessary to obtain a coating layer of the required thickness. 2 The amount of intermetallic compound in the melt is determined from the following formula, G 1 = 0.03G 2 + S・δ・γ where, G 1 = weight of intermetallic compound, g, G 2 = low melting point metal weight of the intermetallic compound, g, S=surface area of the workpiece, cm 2 , δ=required thickness of the coating layer, cm, γ=density of the intermetallic compound, g/cm 3 Method according to Section 1. 3 Diffusion precipitation occurs in a melt containing lithium and a nickel-aluminum intermetallic compound.
Process according to claim 1 or 2, characterized in that it is carried out at a temperature of 720-780° C. for 6-8 hours. 4. The diffusion precipitation is carried out in a melt containing sodium and palladium-indium intermetallic compound for 6 to 8 hours at a temperature of 780 to 820°C. Or the method according to paragraph 2.
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