JPH0565622A

JPH0565622A - チタン又はチタン合金からなる基材の表面硬化法および表面硬化部材

Info

Publication number: JPH0565622A
Application number: JP2655391A
Authority: JP
Inventors: Takumi Shibuya; 巧渋谷; Satoshi Kano; 智狩野; Hiroo Ozeki; 宏夫大関; Junya Oe; 潤也大江
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はチタン又はチタン合金の表面硬化法
および表面硬化部材を提供することを目的とする。【構成】チタン又はチタン合金の基材上にニッケル又
はニッケル合金の被覆層を形成し、加熱し溶融拡散反応
させて溶融拡散層を形成する。被覆層としては、ニッケ
ルろう、又は、粉末の塗布物、粉末の圧密体でも良い。
ニッケル合金を用いる場合は、窒素、炭素、ホウ素、ジ
ルコニウム、銅、タングステンを含むものを用いる。被
覆層としてＮi-Ｃr合金を用いる場合は、Ｃr含有量を１
０〜５０重量％とする。【効果】基材に含有される元素と被覆層に含有される
元素との溶融拡散反応により共晶合金化と化合物生成が
なされて硬い溶融拡散層が生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チタン又はチタン合金
の表面硬化法および表面硬化部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車エンジンでは、高速回転化
に伴なってエンジンの構成部材の軽量化が要求されてい
る。例えばロッカアームを例にとると、従来のロッカア
ームは、必要箇所に浸炭処理を施した鉄系の合金から形
成されるのが一般的であったが、近年、前記軽量化の要
求に答えるべく、チタンあるいはチタン合金を用いてロ
ッカアームを製造することが考えられている。これは、
チタンが、鉄と同程度の強度を持ちながらその比重が鉄
とアルミニウムの中間程度であるので、ずみやかにロッ
カアームの軽量化が図れるからである。

【０００３】ところで、ロッカアームをチタンあるいは
チタン合金で製造する場合であっても、バルブトップや
カムとの接触部は優れた耐摩耗性を有する必要があり、
この部分は硬化させる必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで現行で考えられ
るチタン表面の硬化法の１つとして、窒化があるが、窒
化ではチタン表面のごく一部分(例えば表面の数μm程
度)しか硬化することができず、ロッカアーム用には供
しえないものである。また、耐摩耗性の高い合金の盛金
による硬化法も知られているが、チタンの材料的な特性
上、溶接は難しく、この方法も採用しがたい問題があ
る。

【０００５】なお、特開昭５０−２８４４３号公報で開
示されるように、Ｔi又はＴi合金に金属または合金を被
覆した後に硬化処理する方法が知られている。ところ
が、この方法で得られる硬化層の厚さは、数十μm程度
であって、ロッカアームなどの耐摩耗性部品用の硬化法
としては、十分な厚さの硬化層が形成できない問題があ
る。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、比較的容易な処理によっ
てチタン又はチタン合金の表面に厚さ数mmの厚い硬化さ
れた層を形成することができ、チタン又はチタン合金製
の耐摩耗性の高い硬化部材を得ることができるととも
に、硬化された厚い層を有するチタン又はチタン合金製
の表面硬化部材を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は
前記課題を解決するために、チタン又はチタン合金から
なる基材の表面に、ニッケル又はニッケル合金からなる
被覆層を形成し、次いで前記被覆層と基材の少なくとも
境界部分を共晶点以上の温度に加熱して溶融拡散させ、
溶融拡散により被覆層の少なくとも一部と基材表面部と
を合金化するものである。

【０００８】請求項２に記載の発明は前記課題を解決す
るために、被覆層として、Ｎi-２５Ｃｒ合金を用いるも
のである。

【０００９】請求項３に記載の発明は前記課題を解決す
るために、被覆層として、ニッケル又はニッケル合金の
粉末の塗布物あるいは前記粉末の圧密体を用いるもので
ある。

【００１０】請求項４に記載の発明は前記課題を解決す
るために、チタン又はチタン合金からなる基材と、この
基材上に形成された溶融拡散層とを具備し、前記溶融拡
散層に、ニッケル又はニッケル合金の構成成分とチタン
又はチタン合金の構成成分とを具備させたものである。

【００１１】請求項５に記載の発明は前記課題を解決す
るために、チタン又はチタン合金からなる基材と、この
基材上に形成された溶融拡散層と、この溶融拡散層上の
被覆層とを具備してなり、前記被覆層を、ニッケル又は
ニッケル合金から構成し、前記溶融拡散層を、基材の構
成元素と被覆層の構成元素とを具備させたものである。

【００１２】請求項６に記載の発明は前記課題を解決す
るために、請求項４又は５に記載のニッケル合金を、炭
素、窒素、ホウ素、ジルコニウム、銅、タングステン、
モリブデンの中から選択される少なくとも１種以上の元
素を含有させてなるものである。

【００１３】請求項７に記載の発明は前記課題を解決す
るために、請求項４又は５に記載の溶融拡散層に、ニッ
ケルとチタンとの化合物、又は、ニッケル合金の構成元
素とチタンの化合物を混在させてなるものである。

【００１４】請求項８に記載の発明は前記課題を解決す
るために、チタンまたはチタン合金の基材上にＣrを１
０〜５０重量％含有するニッケル合金の溶融拡散層を形
成してなるものである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、チタン又はチタン合金からな
る基材の表面に、ニッケル又はニッケル合金からなる溶
融拡散層を形成するので、チタン又はチタン合金の構成
元素とニッケル又はニッケル合金の構成元素とが溶融拡
散反応して共晶合金化による硬化、並びに、化合物によ
る析出硬化が生じ、これらにより硬化された溶融拡散層
が基材表面を硬化する。また、基材表面側に被覆層の構
成元素が拡散するとともに、被覆層側にも基材構成元素
が拡散するので、基材と溶融拡散層の境界部分は硬さの
勾配がゆるやかに変化するようになる。

【００１６】溶融拡散層は耐摩耗性に優れるので、本発
明により得られる表面硬化部材はロッカアームなどのよ
うに耐摩耗性が要求される機械部品用として好適であ
る。また、本発明の基材は、あくまでチタン又はチタン
合金であるので、本発明の表面硬化部材を用いて得られ
る機械部品は、従来の鉄系材料に比較して軽量で同程度
の強度を有し、耐摩耗性も優秀である。

【００１７】更に、基材の構成元素と被覆層の構成元素
の溶融拡散反応によれば、拡散原子の相互拡散速度を高
めることができるので、厚い溶融拡散層が得られる。こ
の厚い溶融拡散層が基材上に形成されていると、基材の
塑性加工が可能になり、基材表面の切削加工が可能にな
る。

【００１８】被覆層として粉末の塗布物あるいは圧密体
を用いることで被覆層の厚さを自由に制御することがで
き、所望の厚さの硬化層が形成される。

【００１９】以下に本発明を更に詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明方法を適用して得られたロッ
カアームを示している。この例のロッカアーム１は、軸
受部２とその両側に延設されたアーム部３,４とを具備
してなり、アーム部３の先端にはカムに摺接する第１接
触部５が、また、アーム部４の先端にはバルブ軸に摺接
する第２接触部６が各々形成されている。

【００２１】前記ロッカアーム１は、チタン又はチタン
合金からなり、その接触部５,６には本発明方法に係る
硬化処理が施されている。ロッカアームを構成するチタ
ン合金として、Ｔi-６Ａl-４Ｖ合金、Ｔi-１３Ｖ-１１
Ｃr-３Ａl合金、Ｔi-５Ａl-２Ｃr-１-Ｆe合金、Ｔi-５
Ａl-３Ｍn合金などを例示することができるが、これ以
外のチタン合金を用いても良い。

【００２２】前記接触部５,６の断面構造は、図２に示
すようにチタン又はチタン合金からなる基材７と、この
基材７の表面に被覆された溶融拡散層８とからなってい
る。この溶融拡散層８は、厚さ０.７〜１.０mm以上にも
達するものであるが、後述する被覆層の厚さと溶融拡散
の処理時間を調節すればより薄く形成できる。

【００２３】溶融拡散層８を形成するには、図３に示す
基材７の表面に、図４に示すように被覆層９を形成す
る。この被覆層９を構成する金属として用いるのは、チ
タンとの間に、金属間化合物、炭化物、チッ化物、ホウ
化物などの化合物を生成する金属が好ましい。

【００２４】具体的には、純ニッケル、Ｎi-７Ｃr-３Ｂ
-４Ｓi-３Ｆe合金、Ｎi-１５Ｃr-３Ｂ合金、Ｎi-２５Ｃr
合金、Ｎi-０.５Ｃ-３Ｓi-１０Ｃr-２.５Ｆe-２Ｂ-０.１
Ｃo合金(商品名：コルモノイＮo４)、Ｎi-０.６５Ｃ-１
２Ｃr-４.２５Ｆe-４.０Ｓi-２.５Ｂ合金(コルモノイＮ
o５)、Ｎi-１.５Ｃ-２７Ｃr-８Ｗ-１.６Ｆe-１.５５Ｂ-
０.５Ｃo合金(コルモノイＮo８４)、５０Ｎi-３２Ｍｏ-
１５Ｃｒ-３Ｓｉ合金、商品名:トリバロイ７００)、あ
るいは、ＪＩＳ規定のＮiろうである、ＢＮｉ-２などを
例示することができるが、これらに限るものではない。

【００２５】被覆層９を基材７上に形成する手段として
は、前記各組成の金属の箔を基材７上に、圧着、接着、
スポット溶接などの方法により接合して形成しても良い
し、前記組成の金属の粉体をバインダーに混合した塗布
物を塗布しても良い。また、前記組成の金属を基材７上
に電解メッキ、無電解メッキにより被覆しても良いし、
基材７上に前記金属の粉末をまぶした後に、液圧プレス
などの手法により圧密して被覆しても良く、所要の厚さ
の被覆層９を形成する手段ならば任意の手段を用いて良
い。これにより厚さ数mm程度の被覆層９を容易に形成す
ることができる。

【００２６】被覆層９を形成したならば、真空炉などに
収納して、例えば１×１０^-4Ｔorr以下の真空中で９０
０〜１１００℃に加熱する。真空中で処理するのは、チ
タンが化学的に活性であり、酸化反応あるいは還元反応
を防止するためである。また、加熱温度は被覆層９の構
成主要元素とチタンとの共晶点近傍の温度あるいはそれ
以上の温度が好ましい。従って前記のように９００〜１
１００℃の範囲が好ましいが、加熱温度は被覆層９の種
類によって前記の範囲内で適宜設定するものとする。

【００２７】前記真空加熱処理によって被覆層９の一部
又は全部で溶融拡散が進行する。このような溶融拡散状
態で所定時間(数十分〜数十時間)保持することで被覆層
９を構成する元素と基材７を構成する元素が相互拡散
し、冷却後に図２に示す溶融拡散層８が生成する。

【００２８】この溶融拡散層８の硬度は、Ｔi-６Ａl-４
Ｖ合金の基材７を用い、被覆層９としてＮi-２５Ｃr合
金を用い、１１００℃で１時間加熱した場合に、ビッカ
ース硬さで６５０前後の硬度が得られる。

【００２９】ここで前記溶融拡散処理を行うことで、ニ
ッケルとチタンとの共晶合金化、更には、炭素とケイ素
とホウ素と窒素とジルコニウムとクロムのいずれかから
選択される元素と、基材のチタンとの２元系あるいは３
元系の共晶合金化、並びに金属間化合物の生成が起こ
り、被覆層９よりも硬化が高められた溶融拡散層８が形
成される。溶融拡散反応で生成される金属間化合物とし
てＮi₃(Ａl＋Ｔi)などのγ'相を例示することができ
る。また、被覆層９としてニッケル合金を用いる場合
は、炭素がカーバイド、ケイ素がシリサイド、ホウ素が
ボライド、窒素がチッ化物、ジルコニウムとニオブとク
ロムとが金属間化合物を生成して硬化に寄与する。な
お、前記被覆層９の溶融拡散を行なう場合、高周波加熱
などの手段を用い、基材７側の被覆層９の一部のみを溶
融拡散させても良いし、被覆層９の全体を溶融拡散させ
ても良い。

【００３０】図５は溶融拡散層８の拡大構造を示すもの
である。溶融拡散層８は、基部層１１と、この基部層１
１上の硬化層１２とから構成される。即ち、被覆層９の
構成元素が基材７側に拡散して生成されたものが基部層
１１であり、溶融拡散層８に基材７の構成元素が拡散し
て生成されたものが硬化層１２である。

【００３１】溶融拡散層８は、チタン又はチタン合金の
基材７に被覆層９の構成元素が拡散して構成され、硬化
層１２は、被覆層９の構成元素に基材７の構成元素が拡
散して構成されたものであるので、拡散元素の濃度勾配
が緩やかな場合は基部層１１と硬化層１２との境界部分
が明確ではないこともある。ここで硬化層１２は基部層
１１よりも硬くなる。即ち、硬さの分布に傾斜がつくわ
けであり、基材７側の基部層１１から硬化層１２側にか
けて順次硬度が向上するような構造になる。

【００３２】このように硬度がなめらかに低下する構造
をもつ表面硬化部材は、使用に際し、仮に表面の最も硬
い部分が摩耗した場合でも徐々に耐摩耗性が低下するだ
けで、摩耗が急激に進んで周囲の部品とのバランスが崩
れる不具合が生じない。即ち、ロッカアーム１の場合を
例にとると、バルブトップとの接触面積が急激に摩耗す
ることがなく、バルブクリアランスが大きくなりすぎる
ことがなく、打音が発生するといった不具合は生じな
い。

【００３３】これに対して通常の盛金による硬化法で
は、硬度が低下しないように基材と盛金との合金化を極
力抑えて行うのが通常であるが、本発明では逆に、積極
的に合金化を促進し、盛金よりも硬度を上げることがで
きるとともに、溶融拡散層８の硬度変化を滑らかに低下
させて基材７に連続させることができるようにしたもの
である。

【００３４】一方、図６は本発明の硬化部材をリングギ
ヤ３０に適用した実施例を示すものである。このリング
ギヤ３０では外周のギヤ部が本発明方法で硬化されてい
る。リングギヤ３０の全体の概略部分はチタン又はチタ
ン合金で鍛造などの通常の手段で作製し、この後に外周
のギヤ部全体に被覆層を形成して硬化させた後に、切削
加工あるいは研摩加工を行ってギヤ部を仕上げることで
リングギヤ３０を得ることができる。

【００３５】本発明に係る溶融拡散層８は数分の一〜数
mmと十分な厚さを有するので、切削加工や塑性加工が可
能になる。よって製造時に切削加工や塑性加工が必要な
機械部品をチタン又はチタン合金で製造することが可能
になる。

【００３６】なお、前記の例ではロッカアーム１とリン
グギヤ３０に本発明方法を適用した例について説明した
が、その他の耐摩耗性の要求される部材(バルブリテー
ナ、トランスミッションギア、デファレンシャルギア、
ディスクブレーキ、軸受など)に本発明を適用しても良
いのは勿論である。

【００３７】

【実施例】チタンあるいはチタン合金製の基材を用い、
その基材の表面に金属箔圧着法により厚さ０.２mmの種
々の組成の被覆層を形成し、この被覆層付きの基材を真
空加熱炉に収納して真空加熱炉の内部を１×１０^-4Ｔor
rに真空引きした後に、９００〜１１００℃に１時間加
熱して溶融拡散処理を行った。

【００３８】得られた溶融拡散層を有する基材を硬度Ｈ
ＲＣ−５７のＪＩＳ規定のＳＵＪリングあるいはステラ
イトリングに摺接させて摩耗速度(m／秒)と比摩耗量の
関係を測定した。この測定には、大越式摩耗試験機を用
いた。この大越式摩耗試験機は、株式会社：東京試験機
製作所製の迅速摩耗試験機であって、回転円盤を平面試
験片に押し付けて摩耗し、その時の摩耗痕の大きさで摩
耗量を測定する装置である。いま、回転円盤の外径を２
ｒ、厚さをＢとし、摩耗距離ｌoだけ摩耗した時の最終
荷重をＰo、摩耗痕の深さをboとすると、摩耗量（体
積）は、Ｂbo³／１２ｒｍｍ³で示され、接触圧力
は、Ｐo／Ｂbo ｋｇ／ｍｍ²で示されるとと
もに、試験材料の摩耗特性を示す比摩耗量Ｗｓは、
Ｂb³／８ｒＰoｌo ｍｍ²／ｋｇで示される。

【００３９】また、回転円盤の寸法は、外径２８ｍｍの
円筒部材の外周部に厚さ３ｍｍの外径３０ｍｍのフラン
ジ部を形成した回転円盤を用いるとともに、平面試験片
は、長さ４０〜６０ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ５〜１０ｍ
ｍのものを用い、回転軸の先端に前記回転円盤を装着
し、回転円盤のフランジ部を前記試験片に所要の圧力で
押し当てて回転軸を回転駆動し、フランジ部が試験片に
対して所定距離擦り合った後に試験を停止して摩耗痕を
測定し、計算により比摩耗量を算出した。

【００４０】図７と図８と図９と図１０に、チタン又は
チタン合金の基材にそれぞれの組成の被覆層を形成し、
それらの耐摩耗性について耐摩耗試験を行った結果を示
す。これらの図において相手材とは回転円盤の材料を示
す。本実施例では相手材としてステライトあるいはＪＩ
Ｓ規定のＳＵＪを使用した。

【００４１】図７に示す＃６はＣo-３Ｎi-２８Ｃr-４Ｗ
-１Ｃなる組成のステライト＃６を示し、＃１はＣo-３
Ｎi-３０Ｃr-１２Ｗ-２.５Ｃなる組成のステライト＃１
を示し、Ｔi合はＴi-６Ａl-４Ｖなる組成のチタン合金
を示す。図７から、Ｔi合金の基材にニッケルの被覆層
を形成して溶融拡散させた試料は、他の試料に比較して
摩耗速度が高い場合に特に耐摩耗性に優れていることが
判明した。

【００４２】図８と図９に示す試料においては、チタン
基材にＮi-５０Ｃo合金の被覆層を用いた試料と、チタ
ン合金基材にＮi-５０Ｃo合金の被覆層を用いた試料の
いずれもが優秀な耐摩耗性を発揮した。図８と図９に示
す試料にあっては、摩耗速度が向上しても比摩耗量がほ
とんど増加しないので、優秀な高速耐摩耗性を有してい
ることが明らかである。更に、チタン製の基材を用いた
試料においてビッカース硬度で３５０〜３８４、チタン
合金製の基材を用いた試料においてビッカース硬度で５
９５〜６０５の優秀な値が得られた。

【００４３】図１０に示すＭＢＦ２０はＮi-７Ｃｒ-４
Ｓｉ-３Ｆeなる組成の合金を示す。また、Ｔi-６Ａl-４
Ｖ合金の基材自体の比摩耗量は、図１０では省略されて
いるが、摩耗速度が０.０５４m／秒においては９×１０
^-7(mm³／kg・mm)であり、摩耗速度が０.０８３m／秒にお
いては８.７×１０^-7であり、摩耗速度が０.１１９ｍ／
秒においては１０．６×１０^-7であった。

【００４４】よって図１０において、比摩耗量が１０×
１０^-7以下の試料が特性優秀な試料であることが明らか
である。この特性優秀な試料とは、チタン又はチタン合
金の基材にニッケルの被覆層を形成して得られる試料
と、チタン又はチタン合金の基材にＮi-２５Ｃr合金の
被覆層を形成して得られる試料である。また、チタン合
金の基材を用い、被覆層としてＮi-２５Ｃr合金を用い
た試料にあっては、ビッカース硬度で６４３という優秀
な値が得られた。

【００４５】図１１は、Ｔi-６Ａl-４Ｖの基材にＮi-Ｃ
r系合金の被覆層を形成した後に溶融拡散させて得られ
る試料において、被覆層となるＮi-Ｃr系合金のＣr含有
量と比摩耗量との関係を示したものである。図１１から
明らかなように、Ｃrの含有量が５０重量％以上の場合
は未反応領域であり、Ｃrの含有量が１０重量％を越え
ると比摩耗量が著しく減少するので、このＮi-Ｃr系合
金の被覆層を用いる場合はＣr含有量を１０重量％以上
であって５０重量％以下とすることが好ましいことが判
明した。

【００４６】図１２はＴiあるいはＴi-６Ａｌ-４Ｖ合金
基材の表面にコルモノイＮｏ４の箔を被覆してプレスし
た後に９５０℃で１時間溶融拡散処理を行なって得られ
た硬化部材において、表面からの深さに応じた硬度の測
定結果を示す。図１２に示す結果から本発明による硬化
部材は、表面部分の硬度が最も高く、深くなるほど硬度
が低くなっていることが明らかになった。

【００４７】図１３はＴi-６Ａｌ-４Ｖ合金基材の板材
の一辺側にこの部分を覆うようにＪＩＳ規定のろう材で
あるＢＮi-２を被覆し、これを１０００℃で１時間溶融
拡散させて得られた硬化部材を示す。この硬化部材にお
いて、斜線部分が硬化層を示す。この硬化部材の冷間に
よる圧延加工性を測定したところ、硬化部材の厚ｔを厚
さ０.６ｔに減少させるまでの圧下率では硬化層にクラ
ックが生じなかったが、硬化部材の厚さを０.５ｔ以下
になるように圧下すると硬化層および基材との界面にヘ
アークラックが発生した。よってこの硬化部材は圧下率
４０％まで耐えることが判明した。なお、前記基材を構
成するＴi合金自体の冷間圧延加工の限界が２０〜３０
％程度であることが一般に知られていることを考慮する
と、硬化層の方が冷間加工に強いことが判明した。

【発明の効果】本発明の表面硬化部材においては、チタ
ン又はチタン合金の基材上にニッケル又はニッケル合金
の溶融拡散層を形成し、共晶合金化、化合物による析出
硬化をさせているので、この溶融拡散層自体が硬化する
とともに、基材を硬化する。また、被覆層は数mmの厚さ
に容易に形成することができ、この厚い被覆層を溶融さ
せて溶融拡散層を形成するので、数mmに達する厚さの溶
融拡散層を容易に得ることができる。よって本発明方法
により得られる表面硬化部材は、切削加工と組成加工が
可能になり、ロッカアームやバルブリテーナ、各種のギ
アなどの耐摩耗性の要求される機械部品を提供すること
ができる。溶融拡散層と基材とは互いの構成元素が相互
に拡散しているので、境界部分の基材も強化される。こ
の結果、仮に溶融拡散層の部分が摩耗した場合であって
も、耐摩耗性の低下はゆるやかであり、急激に耐摩耗性
が低下することはない。よってロッカアームなどの摺動
部分においては、摩耗が進んでもバルブクリアランスが
急に大きくなることはなく、打音が生じることはない。
また、本発明の表面硬化部材は、内部がチタン又はチタ
ン合金製であるので、従来の鉄系材料よりも軽量で耐食
性に優れ、強度も高い特徴がある。更に、Ｃrを１０〜
５０重量％含有させたニッケル合金の溶融拡散層を基材
上に形成したものにあっては、他の組成のものに対して
優れた耐摩耗性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る硬化部材を適用して得られ
るロッカアームの一例を示す側面図である。

【図２】図２は溶融拡散層を示す断面図である。

【図３】図３は基材の断面図である。

【図４】図４は基材上に被覆層を形成した状態を示す断
面図である。

【図５】図５は溶融拡散層の他の例を示す断面図であ
る。

【図６】図６は本発明に係る硬化部材を適用して得られ
たギヤの斜視図である。

【図７】図７は比摩耗量と摩耗速度との関係を示す第１
のグラフである。

【図８】図８は比摩耗量と摩耗速度との関係を示す第２
のグラフである。

【図９】図９は比摩耗量と摩耗速度との関係を示す第３
のグラフである。

【図１０】図１０は比摩耗量と摩耗速度との関係を示す
第４のグラフである。

【図１１】図１１はＣu含有量と比摩耗量の関係を示す
グラフである。

【図１２】図１２は硬化層の硬度と深さの関係を示すグ
ラフである。

【図１３】図１３は圧延加工試験に供した硬化部材を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１ロッカアーム３アーム部４アーム部５接触部６接触部７基材８溶融拡散層９被覆層１１基部層１２硬化層

フロントページの続き (72)発明者大江潤也埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社商品開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チタン又はチタン合金からなる基材の表
面に、ニッケル又はニッケル合金からなる被覆層を形成
し、次いで前記被覆層と基材の少なくとも境界部分を共
晶点以上の温度に加熱して溶融拡散させ、溶融拡散によ
り被覆層の少なくとも一部と基材表面部とを合金化する
ことを特徴とするチタン又はチタン合金からなる基材の
表面硬化法。
【請求項２】被覆層としてＮi-２５Ｃｒ合金を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の基材の表面硬化法。
【請求項３】被覆層として、ニッケル又はニッケル合
金の粉末の塗布物あるいは前記粉末の圧密体を用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の基材の表面硬化法。
【請求項４】チタン又はチタン合金からなる基材と、
この基材上に形成された溶融拡散層とを具備してなり、
前記溶融拡散層が、ニッケル又はニッケル合金の構成元
素とチタン又はチタン合金の構成元素とを含むことを特
徴とする表面硬化部材。
【請求項５】チタン又はチタン合金からなる基材と、
この基材上に形成された溶融拡散層と、この溶融拡散層
上の被覆層とを具備してなり、前記被覆層が、ニッケル
又はニッケル合金からなり、前記溶融拡散層が、基材の
構成元素と被覆層の構成元素とを含むことを特徴とする
表面硬化部材。
【請求項６】ニッケル合金が、炭素、窒素、ホウ素、
ジルコニウム、銅、タングステン、モリブデンの中から
選択される少なくとも１種以上の元素を含有してなるこ
とを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の表面硬化
部材。
【請求項７】溶融拡散層に、ニッケルとチタンとの化合
物、又は、ニッケル合金の構成元素とチタンとの化合物
が混在されてなることを特徴とする請求項４又は請求項
５に記載の表面硬化部材。
【請求項８】チタンまたはチタン合金の基材上にＣrを
１０〜５０重量％含有するニッケル合金の溶融拡散層が
形成されてなることを特徴とする表面硬化部材。