JPH0288778A - 金属または合金支持体の表面改質方法および該方法によって作られた表面改質製品 - Google Patents
金属または合金支持体の表面改質方法および該方法によって作られた表面改質製品Info
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- JPH0288778A JPH0288778A JP63263833A JP26383388A JPH0288778A JP H0288778 A JPH0288778 A JP H0288778A JP 63263833 A JP63263833 A JP 63263833A JP 26383388 A JP26383388 A JP 26383388A JP H0288778 A JPH0288778 A JP H0288778A
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- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
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-
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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、反応性金属および合金支持体の表面特性を改
質する方法そしてその方法によって作られた表面改質金
属または合金支持体に関する。
質する方法そしてその方法によって作られた表面改質金
属または合金支持体に関する。
（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）工学的
用途において普通に使用される反応性金属、例えばアル
ミニウム、マグネシウムおよびチタンは、元素状態にお
いて引掻きに対し弱いが役に立つものである。そのよう
な反応性金属の合金の多くは、引掻きに対し弱いにもか
がわらず同様に役に立つものである。しかし、もしこれ
ら金属および合金の表面を引掻きゃ摩耗に耐えるものと
することができたならば、該金属および合金の潜在的有
用性の範囲が大いに拡大するであろう。
用途において普通に使用される反応性金属、例えばアル
ミニウム、マグネシウムおよびチタンは、元素状態にお
いて引掻きに対し弱いが役に立つものである。そのよう
な反応性金属の合金の多くは、引掻きに対し弱いにもか
がわらず同様に役に立つものである。しかし、もしこれ
ら金属および合金の表面を引掻きゃ摩耗に耐えるものと
することができたならば、該金属および合金の潜在的有
用性の範囲が大いに拡大するであろう。
（課題を解決するための手段および発明の効果）本発明
者は、反応性金属または合金の表面を、該金属または合
金の表面特性が有益に変化するように改良することがで
きる方法を見い出した。
者は、反応性金属または合金の表面を、該金属または合
金の表面特性が有益に変化するように改良することがで
きる方法を見い出した。
本発明によれば、この改質は、フライアッシュ、これは
化石燃料の燃焼によって作られるが、またはフライアッ
シュ中に含まれるものと類似の酸化物粉末の混合物のよ
うな材料の使用を必要とする。
化石燃料の燃焼によって作られるが、またはフライアッ
シュ中に含まれるものと類似の酸化物粉末の混合物のよ
うな材料の使用を必要とする。
本発明のプロセスの間に起きる基礎的な化学反応は、公
知でありそしてテルミット法（Ｔｈｅｒｍｉｔ ｐｒ
ｏｃｅｓｓ）として知られる方法において起きる。テル
ミット法は一般に鉄または鋼形材、例えば鉄道線路の野
外修理を可能とするのに実用されている。テルミット法
において、アルミニウム粉末を酸化鉄粉末とともに混合
しそして発火させる。該方法は自己加熱でありそして酸
化鉄がアルミニウムによって完全に還元されたとき終了
する。アルミニウムは酸化されそして酸化の熱は作られ
る鉄が過熱溶融条件にある程に高い。酸化鉄とアルミニ
ウムの比は、過剰量のアルミニウムが鉄とともに合金化
するのに利用されないように制御しなければならない。
知でありそしてテルミット法（Ｔｈｅｒｍｉｔ ｐｒ
ｏｃｅｓｓ）として知られる方法において起きる。テル
ミット法は一般に鉄または鋼形材、例えば鉄道線路の野
外修理を可能とするのに実用されている。テルミット法
において、アルミニウム粉末を酸化鉄粉末とともに混合
しそして発火させる。該方法は自己加熱でありそして酸
化鉄がアルミニウムによって完全に還元されたとき終了
する。アルミニウムは酸化されそして酸化の熱は作られ
る鉄が過熱溶融条件にある程に高い。酸化鉄とアルミニ
ウムの比は、過剰量のアルミニウムが鉄とともに合金化
するのに利用されないように制御しなければならない。
今、アルミニウムおよびフライアッシュまたは酸化アル
ミニウムの酸化熱より低い酸化熱を有する他の酸化物間
の化学反応をアルミニウムの融点より低い温度でひき起
させることが可能であることを見い出した。本発明方法
は、金属または合金支持体の表面を作り出し、それをフ
ライアッシュ中または酸化鉄と他の成分との混合物中に
充填し、そしてその後それを金属または合金の融点より
ちょっと低い温度に加熱し、これによって堅く結合され
た表面層を金属または合金支持体上に形成することによ
り、堅く結合された耐摩耗性層を金属または合金支持体
上に生じさせる手段を提供するものである。表面層は支
持体と堅く結合されるので、複数の金属または合金支持
体を準備し、フライアッシュまたは酸化鉄を含む酸化物
の混合物を支持体間に充填し、そしてその後層構造体を
丁度金属または合金の融点以下に加熱することにより、
層構造体を作り上げることもまた可能である。得られた
構造体は、大変柔軟な延性材料と大変硬い脆性材料の交
互層より成る。その結果生じる製品は、鋼パーライト微
量成分またはダマスカス鋼（［ｌａｍａｓｃｕｓ ５ｔ
ｅｅｌ）の肉眼構造を巨視的に示すものである。
ミニウムの酸化熱より低い酸化熱を有する他の酸化物間
の化学反応をアルミニウムの融点より低い温度でひき起
させることが可能であることを見い出した。本発明方法
は、金属または合金支持体の表面を作り出し、それをフ
ライアッシュ中または酸化鉄と他の成分との混合物中に
充填し、そしてその後それを金属または合金の融点より
ちょっと低い温度に加熱し、これによって堅く結合され
た表面層を金属または合金支持体上に形成することによ
り、堅く結合された耐摩耗性層を金属または合金支持体
上に生じさせる手段を提供するものである。表面層は支
持体と堅く結合されるので、複数の金属または合金支持
体を準備し、フライアッシュまたは酸化鉄を含む酸化物
の混合物を支持体間に充填し、そしてその後層構造体を
丁度金属または合金の融点以下に加熱することにより、
層構造体を作り上げることもまた可能である。得られた
構造体は、大変柔軟な延性材料と大変硬い脆性材料の交
互層より成る。その結果生じる製品は、鋼パーライト微
量成分またはダマスカス鋼（［ｌａｍａｓｃｕｓ ５ｔ
ｅｅｌ）の肉眼構造を巨視的に示すものである。
さらに本発明者は、硬質磨砕材料はアランダムまたは合
成コランダムをボーキサイトより作るのに必要とされる
高い温度を用いずに作ることができることを見い出した
。公知のプロセスに従い、合成コランダムまたは金剛砂
は、酸化鉄および酸化アルミニウムを一緒に溶融させる
ことにより製造される。この操作は、ボーキサイト鉱を
非常に高い温度で、２０００゜Ｆを越えて、加熱し、そ
してアランダムとして知られた工業的に有用な磨砕材料
を生じさせることにより行なう。本発明の−の側面に従
うと、硬質磨砕材料は、フライアッシュまたは酸化物の
同様の混合物と粉末アルミニウムを化合させ次いで該混
合物を２０００゜Ｆより十分低い温度で加熱することに
より作ることができる。本発明の硬質磨砕材料は、その
生産の間にその場で構造工具部品に結合することができ
また機械加工用インサートとしてその後の使用のために
適当な形状に成形することもできる。
成コランダムをボーキサイトより作るのに必要とされる
高い温度を用いずに作ることができることを見い出した
。公知のプロセスに従い、合成コランダムまたは金剛砂
は、酸化鉄および酸化アルミニウムを一緒に溶融させる
ことにより製造される。この操作は、ボーキサイト鉱を
非常に高い温度で、２０００゜Ｆを越えて、加熱し、そ
してアランダムとして知られた工業的に有用な磨砕材料
を生じさせることにより行なう。本発明の−の側面に従
うと、硬質磨砕材料は、フライアッシュまたは酸化物の
同様の混合物と粉末アルミニウムを化合させ次いで該混
合物を２０００゜Ｆより十分低い温度で加熱することに
より作ることができる。本発明の硬質磨砕材料は、その
生産の間にその場で構造工具部品に結合することができ
また機械加工用インサートとしてその後の使用のために
適当な形状に成形することもできる。
本発明は金属または合金支持体の表面を改質する方法、
並びにそれによって作られた表面改質支持体に関する。
並びにそれによって作られた表面改質支持体に関する。
堅く結合された、耐摩耗性表面層は、支持体の上に酸化
物の粉末混合部（少なくとも一つの酸化物は支持体の酸
化物の酸化熱より低い酸化熱を有する。）を置き、次い
で支持体をその上に置かれた酸化物粉末とともに、金属
または合金支持体の融点または固相線温度より低い温度
まで加熱することにより、金属または合金支持体上に形
成される。
物の粉末混合部（少なくとも一つの酸化物は支持体の酸
化物の酸化熱より低い酸化熱を有する。）を置き、次い
で支持体をその上に置かれた酸化物粉末とともに、金属
または合金支持体の融点または固相線温度より低い温度
まで加熱することにより、金属または合金支持体上に形
成される。
本発明の第一の側面により、堅く結合された耐摩耗性表
面層が金属または合金支持体の少なくとも一つの外表面
の上に提供される。本発明の第二の側面により、複数の
金属または合金支持体は、酸化物の粉末混合物を隣接す
る金属または合金支持体の間に置き次いで支持体および
粉末混合物を加熱して隣接する支持体を一緒にその間の
強い硬質層で堅く結合することにより、例えば層状また
は網状構造に一緒に結合することができる。さらに本発
明の第三の側面により、硬質磨砕材料を製造するためか
あるいは硬質磨砕表面を金属または合金支持体上に作る
ためにアルミニウムのような粉末金属を粉末酸化物混合
物に添加することができる。
面層が金属または合金支持体の少なくとも一つの外表面
の上に提供される。本発明の第二の側面により、複数の
金属または合金支持体は、酸化物の粉末混合物を隣接す
る金属または合金支持体の間に置き次いで支持体および
粉末混合物を加熱して隣接する支持体を一緒にその間の
強い硬質層で堅く結合することにより、例えば層状また
は網状構造に一緒に結合することができる。さらに本発
明の第三の側面により、硬質磨砕材料を製造するためか
あるいは硬質磨砕表面を金属または合金支持体上に作る
ためにアルミニウムのような粉末金属を粉末酸化物混合
物に添加することができる。
したがって、本発明の目的は堅く結合された耐摩耗性表
面層を有する金属または合金支持体を製造することにあ
る。
面層を有する金属または合金支持体を製造することにあ
る。
本発明の他の目的は、安価な粉末酸化物混合物、特にフ
ライアッシュを使用して金属または合金支持体の表面を
改質する方法を提供することにある。
ライアッシュを使用して金属または合金支持体の表面を
改質する方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、安価な粉末酸化物混合物、
特にフライアッシュを使用して複数の金属または合金支
持体を一緒に結合する方法を提供することにある。
特にフライアッシュを使用して複数の金属または合金支
持体を一緒に結合する方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、安価な粉末酸化物混合物、例
えばフライアッシュ、および金属粉末より製造された硬
質磨砕材料を提供することにある。
えばフライアッシュ、および金属粉末より製造された硬
質磨砕材料を提供することにある。
また本発明の別の目的は、硬質磨砕表面を金属または合
金構造部品上に形成する方法を提供することにある。
金構造部品上に形成する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、容易に入手できる低コスト
土壌生成物、例えば一般に処分されかつ埋め土または同
様のものとして使用されるフライアッシュを使用する方
法を提供することにある。
土壌生成物、例えば一般に処分されかつ埋め土または同
様のものとして使用されるフライアッシュを使用する方
法を提供することにある。
本発明の更なる目的と利点は以下の詳細な説明および実
施例を参照することにより当業者にとって明らかになる
であろう。
施例を参照することにより当業者にとって明らかになる
であろう。
本発明の第一の側面に従い、反応性金属または合金支持
体の表面特性を改良する方法が提供される。この方法に
おいて、堅く結合された耐摩耗性表面層が金属または合
金支持体の少なくとも−の外表面の上に設けられる。酸
化物の混合物よりなる粉末を金属または合金支持体の外
表面上に置きそして次いで支持体をその上に置かれた粉
末とともに加熱して堅く結合された耐摩耗性表面層を支
持体上に作る。好ましくは、酸化物の混合物よりなる粉
末は、フライアッシュである。
体の表面特性を改良する方法が提供される。この方法に
おいて、堅く結合された耐摩耗性表面層が金属または合
金支持体の少なくとも−の外表面の上に設けられる。酸
化物の混合物よりなる粉末を金属または合金支持体の外
表面上に置きそして次いで支持体をその上に置かれた粉
末とともに加熱して堅く結合された耐摩耗性表面層を支
持体上に作る。好ましくは、酸化物の混合物よりなる粉
末は、フライアッシュである。
支持体は反応性金属または合金より成りつる。本発明に
おいて支持体として有用な反応性金属の中には、例えば
アルミニウム、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、
モリブデンおよびクロムがある。これら反応性金属のう
ちで、アルミニウムが特に好ましい。支持体として有用
な合金には、例えばアルミニウム合金例えばＡＳＴＭ
１１００．２０２４および７０７５、マグネシウム合金
例えばＤｏｗｍｅｔａｌ 、 ＡＳＴＭ ＦＳ −１
およびＤｏｗｍｅｔａｌ Ｊ −１、並びにチタン合
金例えばＴｉ ６．４ （Ｔｉ、 ６Ａｆｆ 、 ４
Ｖ）が含まれる。金属または合金支持体は如何なる望ま
しい形状、例えば線形、棒形、板形および同様の形状を
有することができる。本発明は金属または合金支持体の
形状によって限定されずそして表面改質支持体の予定さ
れた用途が一般にその形状を決定するであろう。
おいて支持体として有用な反応性金属の中には、例えば
アルミニウム、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、
モリブデンおよびクロムがある。これら反応性金属のう
ちで、アルミニウムが特に好ましい。支持体として有用
な合金には、例えばアルミニウム合金例えばＡＳＴＭ
１１００．２０２４および７０７５、マグネシウム合金
例えばＤｏｗｍｅｔａｌ 、 ＡＳＴＭ ＦＳ −１
およびＤｏｗｍｅｔａｌ Ｊ −１、並びにチタン合
金例えばＴｉ ６．４ （Ｔｉ、 ６Ａｆｆ 、 ４
Ｖ）が含まれる。金属または合金支持体は如何なる望ま
しい形状、例えば線形、棒形、板形および同様の形状を
有することができる。本発明は金属または合金支持体の
形状によって限定されずそして表面改質支持体の予定さ
れた用途が一般にその形状を決定するであろう。
金属または合金支持体上に置かれた粉末は少なくとも一
種の酸化物粉末よりなる。粉末中の酸化物は、支持体の
反応性金属または合金中の反応性金属の酸化熱より低い
酸化熱を有しなければならない。好ましくは、粉末は酸
化鉄および少なくとも一種の他の酸化物または粉末金属
より成る。酸化鉄および酸化珪素より成る粉末は特に有
用であると見い出した。最も好ましくは、粉末は、その
主要成分が酸化アルミニウム、酸化珪素および酸化鉄で
あるところのフライアッシュより成る。金属または合金
支持体上に置かれた粉末の粒子径は支持体上に備えるべ
き耐摩耗性表面層の所望の厚さに従って一般に選択され
る。平均粒子径的１ないし約２７５ミクロンの範囲内に
あるものを使用することができる。
種の酸化物粉末よりなる。粉末中の酸化物は、支持体の
反応性金属または合金中の反応性金属の酸化熱より低い
酸化熱を有しなければならない。好ましくは、粉末は酸
化鉄および少なくとも一種の他の酸化物または粉末金属
より成る。酸化鉄および酸化珪素より成る粉末は特に有
用であると見い出した。最も好ましくは、粉末は、その
主要成分が酸化アルミニウム、酸化珪素および酸化鉄で
あるところのフライアッシュより成る。金属または合金
支持体上に置かれた粉末の粒子径は支持体上に備えるべ
き耐摩耗性表面層の所望の厚さに従って一般に選択され
る。平均粒子径的１ないし約２７５ミクロンの範囲内に
あるものを使用することができる。
本発明により、粉末を金属または合金支持体上に置いた
後、粉末をその上に有する支持体を加熱して堅く結合さ
れた耐摩耗性表面層を作る。構造体を加熱する温度は、
金属または合金支持体の成分により決定される。好まし
くは、粉末および支持体は支持体の金属または合金の融
点または固相線温度よりやや低い温度に加熱する。表面
層の支持体との十分な結合を確実なものとするために、
加熱温度は、融点または固相線温度より約２５゜Ｆ内で
低くずへきである。
後、粉末をその上に有する支持体を加熱して堅く結合さ
れた耐摩耗性表面層を作る。構造体を加熱する温度は、
金属または合金支持体の成分により決定される。好まし
くは、粉末および支持体は支持体の金属または合金の融
点または固相線温度よりやや低い温度に加熱する。表面
層の支持体との十分な結合を確実なものとするために、
加熱温度は、融点または固相線温度より約２５゜Ｆ内で
低くずへきである。
加熱は、所望のまたは最大の硬度が達成されるまで続け
られる。
られる。
ある場合には、表面改質または結合をなす反応を促進す
ることは便宜または望ましいことである。これは、反応
性合金の場合には、加熱温度を、少量の支持体は液体と
なるものの支持体はなおその原形を保つような合金の固
相線温度よりやや高い温度にまで上げることにより達成
される。同様に、反応性金属支持体の場合には、加熱温
度は反応性金属の融点よりやや高（まで上昇させる。
ることは便宜または望ましいことである。これは、反応
性合金の場合には、加熱温度を、少量の支持体は液体と
なるものの支持体はなおその原形を保つような合金の固
相線温度よりやや高い温度にまで上げることにより達成
される。同様に、反応性金属支持体の場合には、加熱温
度は反応性金属の融点よりやや高（まで上昇させる。
本発明方法の反応の完了を確実にするために、酸化物粉
末またはフライアッシュと支持体の反応性金属または合
金との均質接触を促進することが必要である。一般に、
反応性金属または合金支持体はその表面上に、反応性金
属または合金とその上に置かれた粉末との均質接触を妨
げる傾向のある頑強な酸化物膜を有する。
末またはフライアッシュと支持体の反応性金属または合
金との均質接触を促進することが必要である。一般に、
反応性金属または合金支持体はその表面上に、反応性金
属または合金とその上に置かれた粉末との均質接触を妨
げる傾向のある頑強な酸化物膜を有する。
従って、耐摩耗性層が結合する支持体の表面は、酸化物
膜を除去するよう処理すべきである。酸化物膜は公知の
方法、例えばホールミル粉砕、ワイヤブラシ仕上、サン
ダー仕上および同様のものにより除去することができる
。粉砕と支持体の反応性金属または合金との均質接触は
、支持体を粉末と一緒にボールミル粉砕しこれによって
摩耗作用により粉末粒子が支持体上の酸化物膜を破砕し
金属または合金支持体中に埋め込まれるようになること
により達成しつる。同様に、均質接触は、支持体を塑性
変形させこれによって酸化物膜を破砕し、これと共に粉
末を新しい露出表面に押しこむことにより達成する。こ
の種の均質接触は、例えば圧延または圧伸作業の間で達
成することができる。
膜を除去するよう処理すべきである。酸化物膜は公知の
方法、例えばホールミル粉砕、ワイヤブラシ仕上、サン
ダー仕上および同様のものにより除去することができる
。粉砕と支持体の反応性金属または合金との均質接触は
、支持体を粉末と一緒にボールミル粉砕しこれによって
摩耗作用により粉末粒子が支持体上の酸化物膜を破砕し
金属または合金支持体中に埋め込まれるようになること
により達成しつる。同様に、均質接触は、支持体を塑性
変形させこれによって酸化物膜を破砕し、これと共に粉
末を新しい露出表面に押しこむことにより達成する。こ
の種の均質接触は、例えば圧延または圧伸作業の間で達
成することができる。
耐摩耗性表面層が支持体に堅く結合するのを確実にする
ために、粉末および支持体を加熱後、支持体および粉末
が熱いうちにプレス加工にかけるのが望ましい。一般に
、そのようなプレス加工は、５，０００ないし５０，０
００ｐｓｉ 、好ましくは１０．０００ないし３０，０
００ｐｓｉ 、より好ましくは１５、０００ないし２０
．０００ｐｓｉの圧力で、十分な結合強度を確実にする
のに十分な時間の間行われるであろう。
ために、粉末および支持体を加熱後、支持体および粉末
が熱いうちにプレス加工にかけるのが望ましい。一般に
、そのようなプレス加工は、５，０００ないし５０，０
００ｐｓｉ 、好ましくは１０．０００ないし３０，０
００ｐｓｉ 、より好ましくは１５、０００ないし２０
．０００ｐｓｉの圧力で、十分な結合強度を確実にする
のに十分な時間の間行われるであろう。
本発明の第二の側面により、複数の堅く結合された金属
または合金支持体より成る構造体の製造方法が提供され
る。本発明のこの側面は、少なくとも二つの金属または
合金支持体が備えられかつ酸化物粉末が二つの支持体の
隣接する表面間に位置されることにおいて第一の側面と
は異なる。支持体は如何なる望ましい形状に配置しても
よい。例えば、支持体は、酸化物粉末が隣接する二つの
金属または合金支持体の間に位置する層構造に積重ねて
もよい。あるいは、支持体は線材であってもよくそして
その結果たる構造体は、酸化物粉末が線材上に、少なく
とも線材間にその交点にて存在するように置かれた線材
メツシュであってよい。支持体および粉末組成、加熱条
件、表面処理そして所望のプレス条件は上気したのと同
一である。
または合金支持体より成る構造体の製造方法が提供され
る。本発明のこの側面は、少なくとも二つの金属または
合金支持体が備えられかつ酸化物粉末が二つの支持体の
隣接する表面間に位置されることにおいて第一の側面と
は異なる。支持体は如何なる望ましい形状に配置しても
よい。例えば、支持体は、酸化物粉末が隣接する二つの
金属または合金支持体の間に位置する層構造に積重ねて
もよい。あるいは、支持体は線材であってもよくそして
その結果たる構造体は、酸化物粉末が線材上に、少なく
とも線材間にその交点にて存在するように置かれた線材
メツシュであってよい。支持体および粉末組成、加熱条
件、表面処理そして所望のプレス条件は上気したのと同
一である。
本発明の第三の側面により、自立体としてまたは金属も
しくは合金支持体上の表面層としての硬質磨砕材料の製
造方法が提供される。この方法に従うに、酸化物粉末は
酸化物の粉末に加え金属または合金粉末より成る。好ま
しくは、粉末はフライアッシュおよび反応性金属または
合金粉末より成る。この方法において有用な反応性金属
および合金粉末の中には、反応性金属または反応性合金
支持体に関して上記したのと同一の材料がある。フライ
アッシュの平均粒子径は好ましくは約１ないし約２７５
ミクロンであり、また金属または合金粒子は好ましくは
、フライアッシュの粒子径と同様の粒子径を有するよう
に選択される。フライアッシュは好ましくは粉末の２な
いし３０重量％、より好ましくは約５ないし２０重量％
、最も好ましくは約１５重量％の量で存在する。
しくは合金支持体上の表面層としての硬質磨砕材料の製
造方法が提供される。この方法に従うに、酸化物粉末は
酸化物の粉末に加え金属または合金粉末より成る。好ま
しくは、粉末はフライアッシュおよび反応性金属または
合金粉末より成る。この方法において有用な反応性金属
および合金粉末の中には、反応性金属または反応性合金
支持体に関して上記したのと同一の材料がある。フライ
アッシュの平均粒子径は好ましくは約１ないし約２７５
ミクロンであり、また金属または合金粒子は好ましくは
、フライアッシュの粒子径と同様の粒子径を有するよう
に選択される。フライアッシュは好ましくは粉末の２な
いし３０重量％、より好ましくは約５ないし２０重量％
、最も好ましくは約１５重量％の量で存在する。
この方法において、粉末は、酸化物粉末および反応性金
属または合金粉末より成るが、１２５０゜Ｆないし２０
００”Ｆの温度に１０ないし６０分の時間の間加熱して
硬質磨砕材料を製造する。あるいは、酸化物粉末および
反応性金属粉末より成る粉末を構造部品の上に置き次い
で１２５０゜Ｆないし２０００゜Ｆの温度に加熱して硬
質磨砕表面層を構造部品上に生成してもよい。この方法
は金属または合金工具上に、例えば鋼やすり上に硬質磨
砕表面を作るのに特に有用なものである。
属または合金粉末より成るが、１２５０゜Ｆないし２０
００”Ｆの温度に１０ないし６０分の時間の間加熱して
硬質磨砕材料を製造する。あるいは、酸化物粉末および
反応性金属粉末より成る粉末を構造部品の上に置き次い
で１２５０゜Ｆないし２０００゜Ｆの温度に加熱して硬
質磨砕表面層を構造部品上に生成してもよい。この方法
は金属または合金工具上に、例えば鋼やすり上に硬質磨
砕表面を作るのに特に有用なものである。
（実施例）
以下の実施例は本発明を説明するのを意味するものであ
って、特許請求の範囲記載の発明の範囲を限定するもの
と解釈してはならない。
って、特許請求の範囲記載の発明の範囲を限定するもの
と解釈してはならない。
叉１」口。
焼なまし２０２４アルミニウム合金からなる２個の１イ
ンチ立方体をフライアッシュとともに１時間の間ボール
ミル粉砕した。その後ボールミル粉砕されたアルミニウ
ム合金立方体の一方を他方の頂上に積み重ね、１０００
゜Ｆに１時間加熱する。その後フライアッシュと元素の
アルミニウムとの均質接触を確実にするため積重ね構造
体を１５０００ｐｓｉで熱いうちにプレスし、次いでプ
レス機より取り出した。１２ミクロン厚の硬質層がアル
ミニウム合金立方体の全ての自由表面上に生じそして２
個の立方体は一体に結合された。
ンチ立方体をフライアッシュとともに１時間の間ボール
ミル粉砕した。その後ボールミル粉砕されたアルミニウ
ム合金立方体の一方を他方の頂上に積み重ね、１０００
゜Ｆに１時間加熱する。その後フライアッシュと元素の
アルミニウムとの均質接触を確実にするため積重ね構造
体を１５０００ｐｓｉで熱いうちにプレスし、次いでプ
レス機より取り出した。１２ミクロン厚の硬質層がアル
ミニウム合金立方体の全ての自由表面上に生じそして２
個の立方体は一体に結合された。
東Ｗ
５個のアルミニウムの焼なまし板（各板は１７１６イン
チの厚さで１平方インチの大きさである。）をサンダー
仕上げしてその表面から酸化物層を除去する。板を、各
対の板ごとに異なる条件で加熱する炉の中に積み重ねる
。最初の２枚の板は、その間に添加物を備えることなく
、互いに直接積み重ねた。５重量％のフライアッシュが
ブレンドされた少量のアルミニウム粉末を第二と第三の
板の間に置いた。１０重量％のフライアッシュおよびア
ルミニウム粉末を、第三と第四のアルミニウム板の間に
表面上に置いた。２０重量％フライアッシュおよびアル
ミニウム合金より成る粉末を、第四と第五の板の間に表
面上に置いた。各場合において、ブレンド粉末の量は最
小限にした。積重ね構造体を１０００”Ｆに加熱し、熱
いうちに１５．０００ｐｓｉでプレスし、そしてその後
プレス機より取り出した。第一および第二の板は、それ
らの間に粉末が置かれなかったものだが、結合しなかっ
た。残りの板は一体に結合しそして顕微鏡検査では、薄
い硬質層が積重ね構造体の残りの板の各々の間に形成さ
れているのが示された。
チの厚さで１平方インチの大きさである。）をサンダー
仕上げしてその表面から酸化物層を除去する。板を、各
対の板ごとに異なる条件で加熱する炉の中に積み重ねる
。最初の２枚の板は、その間に添加物を備えることなく
、互いに直接積み重ねた。５重量％のフライアッシュが
ブレンドされた少量のアルミニウム粉末を第二と第三の
板の間に置いた。１０重量％のフライアッシュおよびア
ルミニウム粉末を、第三と第四のアルミニウム板の間に
表面上に置いた。２０重量％フライアッシュおよびアル
ミニウム合金より成る粉末を、第四と第五の板の間に表
面上に置いた。各場合において、ブレンド粉末の量は最
小限にした。積重ね構造体を１０００”Ｆに加熱し、熱
いうちに１５．０００ｐｓｉでプレスし、そしてその後
プレス機より取り出した。第一および第二の板は、それ
らの間に粉末が置かれなかったものだが、結合しなかっ
た。残りの板は一体に結合しそして顕微鏡検査では、薄
い硬質層が積重ね構造体の残りの板の各々の間に形成さ
れているのが示された。
支胤■ニ
アルミニウム合金釘およびアルミニウムの小さい棒をフ
ライアッシュ中で、ボールミル粉砕し、耐火容器内にフ
ライアッシュの中に充填し、１０００゜Ｆに１時間の間
加熱しそして取り出した。得られた各製品は、その上に
、薄い、１０ミクロン未満の、硬質表面層を有するもの
であった。
ライアッシュ中で、ボールミル粉砕し、耐火容器内にフ
ライアッシュの中に充填し、１０００゜Ｆに１時間の間
加熱しそして取り出した。得られた各製品は、その上に
、薄い、１０ミクロン未満の、硬質表面層を有するもの
であった。
塞」１１丘
１インチマグネシウム棒なフライアッシュ中でボールミ
ル粉砕し、不活性雰囲気中に置き、１０００”Ｆに加熱
し、室温まで冷却し、そしてその後不活性雰囲気より除
去した。結果得られた構造体はおよそ１０ミクロン厚の
硬質表面層を含むものであった。
ル粉砕し、不活性雰囲気中に置き、１０００”Ｆに加熱
し、室温まで冷却し、そしてその後不活性雰囲気より除
去した。結果得られた構造体はおよそ１０ミクロン厚の
硬質表面層を含むものであった。
本発明はその特別な態様に関して詳細に記載してきたけ
れども、上記したようなそして特許請求の範囲に記載さ
れるような本発明の精神および範囲より外れることなく
変形は可能であると理解すべきである。
れども、上記したようなそして特許請求の範囲に記載さ
れるような本発明の精神および範囲より外れることなく
変形は可能であると理解すべきである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）酸化珪素および酸化鉄よりなる粉末混合物を反応
性金属または反応性合金支持体の少なくとも一つの外表
面上に置くこと、並びに 前記支持体および粉末混合物を支持体の融点または固相
線温度以下から支持体のほぼ融点または固相線温度まで
加熱し、これによって堅く結合された耐摩耗性表面層を
前記支持体上に形成することにより成る、堅く結合され
た耐摩耗性表面層を有する反応性金属または反応性合金
支持体の製造方法。 （２）前記温度は、支持体の融点または固相線温度以下
約２５゜Ｆ内である請求項１記載の方法。 （３）前記支持体はアルミニウム、マグネシウムおよび
チタンよりなる群から選択された金属から成る請求項１
記載の方法。 （４）前記支持体はアルミニウム１１００、アルミニウ
ム２０２４およびアルミニウム７０７５よりなる群から
選択された合金から成る請求項１記載の方法。 （５）前記支持体はＤｏｗｍｅｔａｌ、ＡＳＴＭＦＳ−
１およびＤｏｗｍｅｔａｌＪ−１よりなる群から選択さ
れた合金から成る請求項１記載の方法。 （６）前記支持体はＴｉ６．４より成る請求項１記載の
方法。 （７）前記粉末混合物はフライアッシュである請求項１
記載の方法。 （８）さらに支持体および粉末混合物を熱いうちに５０
００ないし５００００ｐｓｉの圧力で圧締することより
成る請求項１記載の方法。 （９）前記圧力が１０，０００ないし３０，０００ｐｓ
ｉである請求項８記載の方法。 （１０）前記圧力が１５，０００ないし２０，０００ｐ
ｓｉである請求項８記載の方法。（１１）アルミニウム
支持体の少なくとも一つの表面より酸化アルミニウム層
を全て除去して少なくとも一つの酸化アルミニウムの無
い外表面を有するアルミニウム支持体を作ること、実質
的にフライアッシュより成る粉末を前記アルミニウム支
持体の酸化アルミニウムの無い前記表面の上に置くこと
、 前記アルミニウム支持体をその上に置かれたフライアッ
シュ粉末とともに９００ないし１１５０゜Ｆの温度に加
熱すること、 前記アルミニウム支持体およびフライアッシュ粉末を熱
いうちに１５０００ないし３００００ｐｓｉの圧力で圧
締し、これによって堅く結合された耐摩耗性表面層を有
するアルミニウム支持体を製造することより成る、堅く
結合された耐摩耗性表面層を有するアルミニウム支持体
の製造方法。 （１２）酸化アルミニウム層をアルミニウム支持体より
除去しそしてフライアッシュ粉末をアルミニウム支持体
の酸化アルミニウムの無い外表面の上に、前記アルミニ
ウム支持体および前記フライアッシュ粉末を一緒にボー
ルミル粉砕することにより置く請求項１１記載の方法。 （１３）フライアッシュおよび反応性金属または反応性
合金粉末の粉末混合物を支持体の少なくとも一つの外表
面の上に置くこと、並びに 支持体および粉末混合物を反応性金属または反応性合金
の融点または固相線温度より低い温度に加熱し、これに
よって堅く結合された磨砕表面層を前記支持体上に形成
することより成る、堅く結合された磨砕表面層を有する
支持体の製造方法。 （１４）前記反応性金属または反応性合金粉末はアルミ
ニウム粉末であり、そして前記温度は９００ないし１０
００゜Ｆである請求項１３記載の方法。 （１５）酸化珪素および酸化鉄よりなる粉末混合物を隣
接する反応性金属または反応性合金支持体の間に置くこ
と、並びに 支持体および粉末混合物を前記支持体の融点または固相
線温度より低い温度で加熱し、これによって硬い結合層
を隣接する前記支持体の間に有する結合構造体を製造す
ることより成る、複数の反応性金属または反応性合金支
持体を一体に結合する方法。 （１６）前記粉末混合物はフライアッシュより成る請求
項１５記載の方法。 （１７）請求項１記載の方法により作られた堅く結合さ
れた耐摩耗性表面層を有する反応性金属または反応性合
金支持体より成る複合体。 （１８）請求項１１記載の方法により作られた堅く結合
された耐摩耗性表面層を有するアルミニウム支持体より
成る複合体。 （１９）請求項１３記載の方法により作られた堅く結合
された磨砕表面層を有する支持体より成る複合体。 （２０）請求項１５記載の方法により作られた結合構造
体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/243,608 US4881681A (en) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | Process for modifying the surface of metal or metal alloy substrates and surface modified products produced thereby |
| US243608 | 1988-09-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288778A true JPH0288778A (ja) | 1990-03-28 |
| JP2613100B2 JP2613100B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=22919419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63263833A Expired - Lifetime JP2613100B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-10-19 | 金属または合金支持体の表面改質方法および該方法によって作られた表面改質製品 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4881681A (ja) |
| EP (1) | EP0358829B1 (ja) |
| JP (1) | JP2613100B2 (ja) |
| AU (1) | AU608063B2 (ja) |
| CA (1) | CA1295442C (ja) |
| DE (1) | DE3887987T2 (ja) |
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1988
- 1988-09-13 US US07/243,608 patent/US4881681A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-23 CA CA000578340A patent/CA1295442C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-26 DE DE3887987T patent/DE3887987T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-26 EP EP88308898A patent/EP0358829B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-27 AU AU22847/88A patent/AU608063B2/en not_active Ceased
- 1988-10-19 JP JP63263833A patent/JP2613100B2/ja not_active Expired - Lifetime
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