JPH05345968A - アルミニウム部材及びアルミニウム合金部材 - Google Patents
アルミニウム部材及びアルミニウム合金部材Info
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- JPH05345968A JPH05345968A JP20576292A JP20576292A JPH05345968A JP H05345968 A JPH05345968 A JP H05345968A JP 20576292 A JP20576292 A JP 20576292A JP 20576292 A JP20576292 A JP 20576292A JP H05345968 A JPH05345968 A JP H05345968A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬質かつ耐久性を示す表面保護膜を有するア
ルミニウム部材及びアルミニウム合金部材を提供する。 【構成】 前記表面保護膜は、金属相と硬質相との二相
からなり、かつ、一方の相中に他方の相が分散した状態
となっている。前記表面保護膜は、蒸着法によりアルミ
ニウムもしくはアルミニウム合金の表面に形成される。
前記金属相は、好ましくはＮｉ又はＣｏ、もしくはＮ
ｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合金である。前記
硬質相は、好ましくは周期律表第IVａ族、第Vａ族、第V
Iａ族の遷移金属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つ
の窒化物、炭化物又はほう化物である。上記表面保護膜
中における金属相の割合は、５重量％〜８５重量％であ
ることが好ましい。
ルミニウム部材及びアルミニウム合金部材を提供する。 【構成】 前記表面保護膜は、金属相と硬質相との二相
からなり、かつ、一方の相中に他方の相が分散した状態
となっている。前記表面保護膜は、蒸着法によりアルミ
ニウムもしくはアルミニウム合金の表面に形成される。
前記金属相は、好ましくはＮｉ又はＣｏ、もしくはＮ
ｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合金である。前記
硬質相は、好ましくは周期律表第IVａ族、第Vａ族、第V
Iａ族の遷移金属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つ
の窒化物、炭化物又はほう化物である。上記表面保護膜
中における金属相の割合は、５重量％〜８５重量％であ
ることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた耐久性を有する
アルミニウム部材もしくはアルミニウム合金部材に係わ
り、特に、自身の表面に金属相と硬質相との二相からな
り、かつ、一方の相中に他方の相が分散した状態の組織
を有する表面保護膜を被覆したアルミニウム部材及びア
ルミニウム合金部材に関するものである。
アルミニウム部材もしくはアルミニウム合金部材に係わ
り、特に、自身の表面に金属相と硬質相との二相からな
り、かつ、一方の相中に他方の相が分散した状態の組織
を有する表面保護膜を被覆したアルミニウム部材及びア
ルミニウム合金部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルミニウム、或いはアルミニウ
ム合金は、軽量、優れた比強度、高熱伝導性、高電気伝
導性、非磁性、低放射化、低ガス放出性等の優れた種々
の性質により、身近な家庭用品から、建材、航空機、自
動車、船舶、電気通信機器、金属機械、真空機器等、非
常に幅広い分野で利用されている。しかし、アルミニウ
ム、或いはアルミニウム合金は軟らかいために、イオン
プレーティング法によるＴｉＮ，ＴｉＣ等のコーティン
グや、Ｎｉ−Ｐめっき等の特殊な表面処理を施すことに
よって、耐久性を向上させるように改良されている。
ム合金は、軽量、優れた比強度、高熱伝導性、高電気伝
導性、非磁性、低放射化、低ガス放出性等の優れた種々
の性質により、身近な家庭用品から、建材、航空機、自
動車、船舶、電気通信機器、金属機械、真空機器等、非
常に幅広い分野で利用されている。しかし、アルミニウ
ム、或いはアルミニウム合金は軟らかいために、イオン
プレーティング法によるＴｉＮ，ＴｉＣ等のコーティン
グや、Ｎｉ−Ｐめっき等の特殊な表面処理を施すことに
よって、耐久性を向上させるように改良されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アルミニウ
ム或いはアルミニウム合金は非常に熱膨張率が高いため
に、熱膨張係数が低いＴｉＮやＴｉＣなどの既存の硬質
膜をコーティングしてもその界面には大きな内部歪が存
在し、硬質膜の剥離やクラックを生じ易いという問題が
あった。
ム或いはアルミニウム合金は非常に熱膨張率が高いため
に、熱膨張係数が低いＴｉＮやＴｉＣなどの既存の硬質
膜をコーティングしてもその界面には大きな内部歪が存
在し、硬質膜の剥離やクラックを生じ易いという問題が
あった。
【０００４】また、比較的熱膨張係数が大きいＮｉ−Ｐ
めっきの膜では硬度が低いために、充分な耐久性が得ら
れなかった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、硬質かつ充分な耐久性
を有したアルミニウム部材及びアルミニウム合金部材を
提供することを目的とする。
めっきの膜では硬度が低いために、充分な耐久性が得ら
れなかった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、硬質かつ充分な耐久性
を有したアルミニウム部材及びアルミニウム合金部材を
提供することを目的とする。
【０００５】本発明者らは、上述のように従来耐久性が
ないとされていたアルミニウム或いはアルミニウム合金
の表面処理の実験を重ねて鋭意研究の結果、イオンプレ
ーティング法等の蒸着法を用い、蒸発源として、雰囲気
ガスと反応せずに金属として析出することになる金属
と、雰囲気ガスと反応して硬質相として析出することに
なる金属とを用い、蒸着させることにより得られた被膜
がアルミニウム部材及びアルミニウム合金部材表面の硬
質保護膜として非常に有効であることを見い出し、さら
に、該被膜の組織を研究し、本発明を完成するに至っ
た。
ないとされていたアルミニウム或いはアルミニウム合金
の表面処理の実験を重ねて鋭意研究の結果、イオンプレ
ーティング法等の蒸着法を用い、蒸発源として、雰囲気
ガスと反応せずに金属として析出することになる金属
と、雰囲気ガスと反応して硬質相として析出することに
なる金属とを用い、蒸着させることにより得られた被膜
がアルミニウム部材及びアルミニウム合金部材表面の硬
質保護膜として非常に有効であることを見い出し、さら
に、該被膜の組織を研究し、本発明を完成するに至っ
た。
【課題を解決するための手段】而して、本発明のアルミ
ニウム部材及びアルミニウム合金部材は、アルミニウム
もしくはアルミニウム合金の表面に形成された被膜が、
金属相と硬質相とが相互にいり乱れた組織、すなわち、
金属相が硬質相中に、もしくは硬質相が金属相中に分散
したような組織構造の表面保護膜（以下、金属相と硬質
相との混合相からなる表面保護膜と称する。）であるこ
とを前記課題の解決手段とした。
ニウム部材及びアルミニウム合金部材は、アルミニウム
もしくはアルミニウム合金の表面に形成された被膜が、
金属相と硬質相とが相互にいり乱れた組織、すなわち、
金属相が硬質相中に、もしくは硬質相が金属相中に分散
したような組織構造の表面保護膜（以下、金属相と硬質
相との混合相からなる表面保護膜と称する。）であるこ
とを前記課題の解決手段とした。
【０００６】そして、本発明のアルミニウム部材及びア
ルミニウム合金部材は、アルミニウムもしくはアルミニ
ウム合金の表面に、金属相と硬質相との混合相からなる
表面保護膜を蒸着法により形成してなることを前記課題
の解決手段とした。
ルミニウム合金部材は、アルミニウムもしくはアルミニ
ウム合金の表面に、金属相と硬質相との混合相からなる
表面保護膜を蒸着法により形成してなることを前記課題
の解決手段とした。
【０００７】ここで、前記金属相がＮｉ又はＣｏ、もし
くはＮｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合金であ
り、前記硬質相が、周期律表第IVａ族の遷移金属、周期
律表第Vａ族の遷移金属、周期律表第VIａ族の遷移金
属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つの窒化物、炭化
物又はほう化物であることが好ましい。
くはＮｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合金であ
り、前記硬質相が、周期律表第IVａ族の遷移金属、周期
律表第Vａ族の遷移金属、周期律表第VIａ族の遷移金
属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つの窒化物、炭化
物又はほう化物であることが好ましい。
【０００８】また、前記金属相がＦｅ−Ｎｉ合金である
ことが好ましい。そして、前記硬質相がＦｅ−Ｃｒ−Ｎ
複合窒化物であことが好ましい。さらに、前記金属相と
硬質相との混合相からなる表面保護膜を、該表面保護膜
全体に対して金属相を５重量％〜８５重量％とし、前記
表面保護膜の金属相以外の残部が硬質相及び不可避不純
物からなる組成とすることが好ましい。
ことが好ましい。そして、前記硬質相がＦｅ−Ｃｒ−Ｎ
複合窒化物であことが好ましい。さらに、前記金属相と
硬質相との混合相からなる表面保護膜を、該表面保護膜
全体に対して金属相を５重量％〜８５重量％とし、前記
表面保護膜の金属相以外の残部が硬質相及び不可避不純
物からなる組成とすることが好ましい。
【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。す
なわち、成膜法としてイオンプレーティング法、反応性
スパッタリング法等の蒸着法を用い、蒸発源として、雰
囲気ガスと反応せずに金属相として析出することになる
金属と雰囲気ガスと反応して硬質相として析出すること
になる金属とを用い、もしくはこれら金属の合金を用
い、これら金属もしくはその合金を蒸着させることによ
り得られた被膜の組織を、電子プローブ微小部分分析法
(Electron Probe Micro Analysis)、Ｘ線回析分析法(X-
ray Diffraction Analysis)、Ｘ線光電子分光法(X-ray
Photoelectron Spectroscopy)等により分析して金属相
と硬質相とが存在することを見い出した。この被膜の組
織構造は、金属相と硬質相とが互いに入り乱れて存在す
る混合相からなることが確認された。
なわち、成膜法としてイオンプレーティング法、反応性
スパッタリング法等の蒸着法を用い、蒸発源として、雰
囲気ガスと反応せずに金属相として析出することになる
金属と雰囲気ガスと反応して硬質相として析出すること
になる金属とを用い、もしくはこれら金属の合金を用
い、これら金属もしくはその合金を蒸着させることによ
り得られた被膜の組織を、電子プローブ微小部分分析法
(Electron Probe Micro Analysis)、Ｘ線回析分析法(X-
ray Diffraction Analysis)、Ｘ線光電子分光法(X-ray
Photoelectron Spectroscopy)等により分析して金属相
と硬質相とが存在することを見い出した。この被膜の組
織構造は、金属相と硬質相とが互いに入り乱れて存在す
る混合相からなることが確認された。
【００１０】そして、前記アルミニウム或いはアルミニ
ウム合金の表面の金属相となる金属は、蒸着時に雰囲気
ガス（ＡｒとＮ2との混合ガス、ＡｒとＣＨ4との混合ガ
ス、ＡｒとＢ2Ｈ6との混合ガス等）と反応しにくいよう
な金属としてＮｉ又はＣｏ、もしくはＮｉ、Ｃｏのうち
どちらか一方を含む合金が好ましい。
ウム合金の表面の金属相となる金属は、蒸着時に雰囲気
ガス（ＡｒとＮ2との混合ガス、ＡｒとＣＨ4との混合ガ
ス、ＡｒとＢ2Ｈ6との混合ガス等）と反応しにくいよう
な金属としてＮｉ又はＣｏ、もしくはＮｉ、Ｃｏのうち
どちらか一方を含む合金が好ましい。
【００１１】また、硬質相となる金属化合物の金属とし
ては、前記雰囲気ガスと反応する周期律表の第IVａ族、
第Vａ族、第VIａ族の遷移金属（これら遷移金属とは、
周期律表のIVａ、Vａ、VIａ族のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等である。なお、周期率表
によっては、上記遷移金属をIVＢ、VＢ、VIＢ族と記載す
る場合がある。）、Ａｌ、Ｓｉが好ましい。
ては、前記雰囲気ガスと反応する周期律表の第IVａ族、
第Vａ族、第VIａ族の遷移金属（これら遷移金属とは、
周期律表のIVａ、Vａ、VIａ族のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等である。なお、周期率表
によっては、上記遷移金属をIVＢ、VＢ、VIＢ族と記載す
る場合がある。）、Ａｌ、Ｓｉが好ましい。
【００１２】上記金属相となるＮｉ又はＣｏ、もしくは
Ｎｉ、Ｃｏのうちどちらか一方を含む合金と、上記硬質
相となる周期律表の第IVａ族、第Vａ族、第VIａ族の遷
移金属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つとを同時に
蒸発させることにより、選択的に硬質相となる金属のみ
が雰囲気ガスと反応することになる。そして、硬質相と
なる前記金属は雰囲気ガスと反応して窒化物、炭化物も
しくはほう化物となる。
Ｎｉ、Ｃｏのうちどちらか一方を含む合金と、上記硬質
相となる周期律表の第IVａ族、第Vａ族、第VIａ族の遷
移金属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つとを同時に
蒸発させることにより、選択的に硬質相となる金属のみ
が雰囲気ガスと反応することになる。そして、硬質相と
なる前記金属は雰囲気ガスと反応して窒化物、炭化物も
しくはほう化物となる。
【００１３】そして、雰囲気ガスと反応しにくい金属が
金属相としてアルミニウムもしくはアルミニウム合金の
表面に蒸着し、雰囲気ガスと反応する金属が窒化物、炭
化物もしくはほう化物となり、これら化合物が硬質相と
してアルミニウムもしくはアルミニウム合金の表面に蒸
着する。このようにして、金属相と硬質相との混合相か
らなる表面保護膜が、アルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金の表面に形成されるようになっている。
金属相としてアルミニウムもしくはアルミニウム合金の
表面に蒸着し、雰囲気ガスと反応する金属が窒化物、炭
化物もしくはほう化物となり、これら化合物が硬質相と
してアルミニウムもしくはアルミニウム合金の表面に蒸
着する。このようにして、金属相と硬質相との混合相か
らなる表面保護膜が、アルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金の表面に形成されるようになっている。
【００１４】そして、上記金属相と硬質相との混合相か
らなる表面保護膜の組成を、金属相となるＮｉ又はＣ
ｏ、もしくはＮｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合
金を５〜８５重量％とし、表面保護膜の金属相以外の残
部を周期律表の第IVａ族，第Vａ族，第VIａ族の遷移金
属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つの窒化物、炭化
物又はほう化物及び不可避不純物とするのが好ましい。
らなる表面保護膜の組成を、金属相となるＮｉ又はＣ
ｏ、もしくはＮｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合
金を５〜８５重量％とし、表面保護膜の金属相以外の残
部を周期律表の第IVａ族，第Vａ族，第VIａ族の遷移金
属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくとも一つの窒化物、炭化
物又はほう化物及び不可避不純物とするのが好ましい。
【００１５】そして、以上のようにアルミニウム或いは
アルミニウム合金の表面に、前記金属相と硬質相との複
合相からなる表面保護膜を、蒸着法により形成されたア
ルミニウム部材或いはアルミニウム合金部材は、その表
面保護膜に剥離、クラックが生じ難く、優れた耐久性を
有する。
アルミニウム合金の表面に、前記金属相と硬質相との複
合相からなる表面保護膜を、蒸着法により形成されたア
ルミニウム部材或いはアルミニウム合金部材は、その表
面保護膜に剥離、クラックが生じ難く、優れた耐久性を
有する。
【００１６】即ち、金属相としてのＮｉ又はＣｏ、もし
くはＮｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合金を５〜
８５重量％とし、残部を周期率表の第IVａ族，第Vａ
族，第VIａ族の遷移金属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくと
も一つの窒化物、炭化物又はほう化物と不可避不純物と
した組成の混合相を、アルミニウム或いはアルミニウム
合金の表面保護膜とすることにより、有効なアルミニウ
ム部材或いはアルミニウム合金部材となる。
くはＮｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合金を５〜
８５重量％とし、残部を周期率表の第IVａ族，第Vａ
族，第VIａ族の遷移金属、Ａｌ、Ｓｉのうちの少なくと
も一つの窒化物、炭化物又はほう化物と不可避不純物と
した組成の混合相を、アルミニウム或いはアルミニウム
合金の表面保護膜とすることにより、有効なアルミニウ
ム部材或いはアルミニウム合金部材となる。
【００１７】なお、表面保護膜の金属相が５重量％未満
では保護膜としての熱膨張係数が低く、母材との間に大
きな内部歪をもたらし、かつ保護膜としての靱性が低い
ために、機械的、熱的応力がかかった時に、保護膜の剥
離、クラックを生じ易く、金属相が８５重量％を越える
と、保護膜としての硬度が低くなって、傷が付き易く、
既存のＮｉ−Ｐめっき膜と同程度の耐久性しか得られな
いため好ましくない。
では保護膜としての熱膨張係数が低く、母材との間に大
きな内部歪をもたらし、かつ保護膜としての靱性が低い
ために、機械的、熱的応力がかかった時に、保護膜の剥
離、クラックを生じ易く、金属相が８５重量％を越える
と、保護膜としての硬度が低くなって、傷が付き易く、
既存のＮｉ−Ｐめっき膜と同程度の耐久性しか得られな
いため好ましくない。
【００１８】本発明のアルミニウム部材及びアルミニウ
ム合金部材は、上記の組成の表面保護膜をアルミニウム
或いはアルミニウム合金の表面に被覆して、硬度、及び
熱サイクル試験を行なった結果、良好な耐久性があるこ
とが判明した。
ム合金部材は、上記の組成の表面保護膜をアルミニウム
或いはアルミニウム合金の表面に被覆して、硬度、及び
熱サイクル試験を行なった結果、良好な耐久性があるこ
とが判明した。
【００１９】従って、本発明のアルミニウム部材及びア
ルミニウム合金部材は、上記の組成の表面保護膜を被覆
することによって、アルミニウム或いはアルミニウム合
金の表面の強度が改良されたものが得られ、更に表面の
損傷を防止でき、ひいては、耐久性が問題となっている
アルミニウム或いはアルミニウム合金に適用できる。
ルミニウム合金部材は、上記の組成の表面保護膜を被覆
することによって、アルミニウム或いはアルミニウム合
金の表面の強度が改良されたものが得られ、更に表面の
損傷を防止でき、ひいては、耐久性が問題となっている
アルミニウム或いはアルミニウム合金に適用できる。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明のアルミニウム部材及びアル
ミニウム合金部材の実施例を具体的に実験例に基づいて
説明するが、本発明は、それらによって限定されるもの
ではない。
ミニウム合金部材の実施例を具体的に実験例に基づいて
説明するが、本発明は、それらによって限定されるもの
ではない。
【００２１】（実験例）アルミニウム合金またはアルミ
ニウム基板として、Ａ１０５０（純アルミニウム）とＡ
２２１９（アルミニウム−銅系合金）とＡ５０８６（ア
ルミニウム合金）との３種をそれぞれ１００φ×１．５
ｔの円盤に成形したものを用意し、これら円盤の表面に
荒研磨と仕上げ研磨とを施し、鏡面に仕上げた。次に市
販の溶剤により脱脂し、７０℃の５％Ｈ2ＳＯ4水溶液で
３０秒間エッチングを施し、室温の３０％のＨＮＯ3水
溶液で３０秒間スマット除去を行った。その後、蒸着法
としては反応性スパッタリング法を用い、対陰極材（タ
ーゲット）として組成を変化させたＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合
金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｗ合金、或いはＮｉ−Ｖ合
金を用い、それぞれ、Ａｒ−Ｎ2、Ａｒ−ＣＨ4、Ａｒ−
Ｂ2Ｈ6雰囲気のもとでプラズマを発生させ、様々な組成
を持つ被膜をアルミニウムまたはアルミニウム合金基板
に被覆した後、硬度を測定し、さらに熱サイクル試験を
行ない、保護膜の剥離や膨れの有無を確認した。
ニウム基板として、Ａ１０５０（純アルミニウム）とＡ
２２１９（アルミニウム−銅系合金）とＡ５０８６（ア
ルミニウム合金）との３種をそれぞれ１００φ×１．５
ｔの円盤に成形したものを用意し、これら円盤の表面に
荒研磨と仕上げ研磨とを施し、鏡面に仕上げた。次に市
販の溶剤により脱脂し、７０℃の５％Ｈ2ＳＯ4水溶液で
３０秒間エッチングを施し、室温の３０％のＨＮＯ3水
溶液で３０秒間スマット除去を行った。その後、蒸着法
としては反応性スパッタリング法を用い、対陰極材（タ
ーゲット）として組成を変化させたＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合
金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｗ合金、或いはＮｉ−Ｖ合
金を用い、それぞれ、Ａｒ−Ｎ2、Ａｒ−ＣＨ4、Ａｒ−
Ｂ2Ｈ6雰囲気のもとでプラズマを発生させ、様々な組成
を持つ被膜をアルミニウムまたはアルミニウム合金基板
に被覆した後、硬度を測定し、さらに熱サイクル試験を
行ない、保護膜の剥離や膨れの有無を確認した。
【００２２】上記実験による金属相と硬質相とからなる
表面保護膜を被覆したアルミニウム及びアルミニウム合
金基板の評価結果を表１ないし表３に示す。なお、上記
Ａ５０８６からなる基盤には、ターゲットとしてＦｅ−
Ｎｉ−Ｃｒ合金を用いてＦｅ−Ｎｉ合金とＦｅ−Ｃｒ−
Ｎ複合窒化物からなる保護膜を形成し、その評価結果を
表１に示す。また、上記Ａ１０５０からなる基板には、
ターゲットとしてＮｉ−Ｃｒ合金を用いてＮｉとＣｒ2
Ｎとからなる保護膜を形成し、その評価結果を表２に示
す。また、上記Ａ２２１９からなる基板には、ターゲッ
トとしてＣｏ−Ｗ合金を用いてＣｏとＷＣとからなる保
護膜を形成し、その評価結果を表３に示す。また、上記
Ａ５０８６からなる基板には、ターゲットとしてＮｉ−
Ｖ合金を用いてＮｉとＶＢ2とからなる保護膜を形成
し、その評価結果を表４に示す。
表面保護膜を被覆したアルミニウム及びアルミニウム合
金基板の評価結果を表１ないし表３に示す。なお、上記
Ａ５０８６からなる基盤には、ターゲットとしてＦｅ−
Ｎｉ−Ｃｒ合金を用いてＦｅ−Ｎｉ合金とＦｅ−Ｃｒ−
Ｎ複合窒化物からなる保護膜を形成し、その評価結果を
表１に示す。また、上記Ａ１０５０からなる基板には、
ターゲットとしてＮｉ−Ｃｒ合金を用いてＮｉとＣｒ2
Ｎとからなる保護膜を形成し、その評価結果を表２に示
す。また、上記Ａ２２１９からなる基板には、ターゲッ
トとしてＣｏ−Ｗ合金を用いてＣｏとＷＣとからなる保
護膜を形成し、その評価結果を表３に示す。また、上記
Ａ５０８６からなる基板には、ターゲットとしてＮｉ−
Ｖ合金を用いてＮｉとＶＢ2とからなる保護膜を形成
し、その評価結果を表４に示す。
【００２３】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【００２４】なお、表面保護膜の組成分析は、電子プロ
ーブ微小部分析法（Electron probemicro analysis) 、
X線回折分析法（X-ray diffraction analysis）、Ｘ線
光電子分光法（X-ray photoelectoron spectroscopy）
により行った。また、硬度はビッカース硬度計で測定
し、この際の測定条件を荷重１ｋｇｆ（１５ｓｅｃ）と
した。そして、熱サイクル試験は４００℃（３０ｍｉ
ｎ）−常温（水冷）の条件で、保護膜の剥離、クラック
等がないかどうかを確認しながら３０回まで繰り返し
た。最後まで問題がなかったものを○印で示し、途中、
剥離等を生じたものにはその時の回数を示した。
ーブ微小部分析法（Electron probemicro analysis) 、
X線回折分析法（X-ray diffraction analysis）、Ｘ線
光電子分光法（X-ray photoelectoron spectroscopy）
により行った。また、硬度はビッカース硬度計で測定
し、この際の測定条件を荷重１ｋｇｆ（１５ｓｅｃ）と
した。そして、熱サイクル試験は４００℃（３０ｍｉ
ｎ）−常温（水冷）の条件で、保護膜の剥離、クラック
等がないかどうかを確認しながら３０回まで繰り返し
た。最後まで問題がなかったものを○印で示し、途中、
剥離等を生じたものにはその時の回数を示した。
【００２５】表１ないし表３に示すように、 金属相をＦｅ−Ｎｉ合金とし硬質相をＦｅ−Ｃｒ−Ｎ
複合窒化物とした混合相からなる表面保護膜と、 金属相をＮｉとし硬質相をＣｒ2Ｎとした表面保護膜
と、 金属相をＣｏとし硬質相をＷＣとした表面保護膜と、 金属相をＮｉとし硬質相をＶＢ2とした表面保護膜と を有するそれぞれのアルミニウム合金部材は、金属相の
組成を略８５重量％以下とした場合に、６００Ｈｖ以上
の硬度を得ることができ、金属相の組成を略５重量％以
上とすることにより上記熱サイクル試験において３０回
以上の耐久性を有する。
複合窒化物とした混合相からなる表面保護膜と、 金属相をＮｉとし硬質相をＣｒ2Ｎとした表面保護膜
と、 金属相をＣｏとし硬質相をＷＣとした表面保護膜と、 金属相をＮｉとし硬質相をＶＢ2とした表面保護膜と を有するそれぞれのアルミニウム合金部材は、金属相の
組成を略８５重量％以下とした場合に、６００Ｈｖ以上
の硬度を得ることができ、金属相の組成を略５重量％以
上とすることにより上記熱サイクル試験において３０回
以上の耐久性を有する。
【００２６】以上のように、本実施例のアルミニウム合
金部材は、その表面が高い硬度と耐久性を有することが
ができ、幅広い分野で用いることができる。
金部材は、その表面が高い硬度と耐久性を有することが
ができ、幅広い分野で用いることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のア
ルミニウム部材及びアルミニウム合金部材により、次の
ような顕著な技術的効果が得られた。 ａ、本発明のアルミニウム部材及びアルミニウム合金部
材は、その表面を硬質かつ耐久性を有するものとするこ
とができる。 ｂ、従って、アルミニウム部材及びアルミニウム合金部
材を用いる広い分野に渡って、耐久性を有するアルミニ
ウム部材及びアルミニウム合金部材を提供することがで
きる。 ｃ、また、従来、耐久性の面からアルミニウム部材或い
はアルミニウム合金部材を用いるのが困難な分野におい
ても、本発明のアルミニウム部材及びアルミニウム合金
部材を用いることが可能となり、アルミニウムの需要を
大幅に拡大することができる。 ｄ、以上のことから、本発明のアルミニウム部材及びア
ルミニウム合金部材は、これらを用いる各産業の発展に
大きく寄与することができる。
ルミニウム部材及びアルミニウム合金部材により、次の
ような顕著な技術的効果が得られた。 ａ、本発明のアルミニウム部材及びアルミニウム合金部
材は、その表面を硬質かつ耐久性を有するものとするこ
とができる。 ｂ、従って、アルミニウム部材及びアルミニウム合金部
材を用いる広い分野に渡って、耐久性を有するアルミニ
ウム部材及びアルミニウム合金部材を提供することがで
きる。 ｃ、また、従来、耐久性の面からアルミニウム部材或い
はアルミニウム合金部材を用いるのが困難な分野におい
ても、本発明のアルミニウム部材及びアルミニウム合金
部材を用いることが可能となり、アルミニウムの需要を
大幅に拡大することができる。 ｄ、以上のことから、本発明のアルミニウム部材及びア
ルミニウム合金部材は、これらを用いる各産業の発展に
大きく寄与することができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 アルミニウムもしくはアルミニウム合金
の表面に、金属相と硬質相との二相からなり、かつ、一
方の相中に他方の相が分散した状態の組織を有する表面
保護膜を形成してなることを特徴とするアルミニウム部
材及びアルミニウム合金部材。 - 【請求項２】 アルミニウムもしくはアルミニウム合金
の表面に、金属相と硬質相との二相からなり、かつ、一
方の相中に他方の相が分散した状態の組織を有する表面
保護膜を、蒸着法により形成してなることを特徴とする
アルミニウム部材及びアルミニウム合金部材。 - 【請求項３】 前記金属相がＮｉ又はＣｏ、もしくはＮ
ｉ、Ｃｏのうちのどちらか一方を含む合金であり、前記
硬質相が、周期律表第IVａ族の遷移金属、周期律表第V
ａ族の遷移金属、周期律表第VIａ族の遷移金属、Ａｌ、
Ｓｉのうちの少なくとも一つの窒化物、炭化物又はほう
化物であることを特徴とする請求項１または請求項２記
載のアルミニウム部材及びアルミニウム合金部材。 - 【請求項４】 前記金属相がＦｅ−Ｎｉ合金であること
を特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のア
ルミニウム部材及びアルミニウム合金部材。 - 【請求項５】 前記硬質相がＦｅ−Ｃｒ−Ｎ複合窒化物
であることを特徴する請求項１、請求項２、請求項３又
は請求項４記載のアルミニウム部材及びアルミニウム合
金部材。 - 【請求項６】 前記金属相と硬質相との二相からなり、
かつ一方の相中に他方の相が分散した状態の組織を有す
る表面保護膜は、該表面保護膜全体に対して金属相を５
重量％〜８５重量％とし、前記表面保護膜の金属相以外
の残部が硬質相及び不可避不純物からなる組成とするこ
とを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４又は請求項５記載のアルミニウム部材及びアルミニウ
ム合金部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20576292A JPH05345968A (ja) | 1991-12-06 | 1992-07-31 | アルミニウム部材及びアルミニウム合金部材 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-323427 | 1991-12-06 | ||
| JP32342791 | 1991-12-06 | ||
| JP20576292A JPH05345968A (ja) | 1991-12-06 | 1992-07-31 | アルミニウム部材及びアルミニウム合金部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05345968A true JPH05345968A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=26515238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20576292A Pending JPH05345968A (ja) | 1991-12-06 | 1992-07-31 | アルミニウム部材及びアルミニウム合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05345968A (ja) |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP20576292A patent/JPH05345968A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011204 |