JPH0835076A - 耐摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法 - Google Patents
耐摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法Info
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- JPH0835076A JPH0835076A JP16954594A JP16954594A JPH0835076A JP H0835076 A JPH0835076 A JP H0835076A JP 16954594 A JP16954594 A JP 16954594A JP 16954594 A JP16954594 A JP 16954594A JP H0835076 A JPH0835076 A JP H0835076A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ホウ素非拡散Ｆｅ基合金を母材として、該母
材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群から選ばれる１種
または２種以上の金属とホウ素からなる被覆層を１０μ
ｍ以上の厚みで形成する。上記ホウ素非拡散Ｆｅ基合金
としては、Ｃｒを４．５原子％以上含有するＦｅ基合金
が挙げられる。また、上記被覆層に含有されたホウ素の
濃度は、１原子％以上であることが望ましく、しかも前
記被覆層に含有されたホウ素の濃度は、上記被覆層の表
面側が母材側より高くすることが好ましい。 【効果】 ホウ素非拡散Ｆｅ基合金の表面に密着性の優
れた硬質ホウ化処理層を形成でき、耐摩耗性及び耐溶損
性に優れたＦｅ基合金製部材およびその製造方法が提供
できることとなった。
材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群から選ばれる１種
または２種以上の金属とホウ素からなる被覆層を１０μ
ｍ以上の厚みで形成する。上記ホウ素非拡散Ｆｅ基合金
としては、Ｃｒを４．５原子％以上含有するＦｅ基合金
が挙げられる。また、上記被覆層に含有されたホウ素の
濃度は、１原子％以上であることが望ましく、しかも前
記被覆層に含有されたホウ素の濃度は、上記被覆層の表
面側が母材側より高くすることが好ましい。 【効果】 ホウ素非拡散Ｆｅ基合金の表面に密着性の優
れた硬質ホウ化処理層を形成でき、耐摩耗性及び耐溶損
性に優れたＦｅ基合金製部材およびその製造方法が提供
できることとなった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性及び耐溶損性
に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法に関し、詳
細には、摺動摩耗や転動摩耗、線間摩耗等に対する耐摩
耗性に優れたＦｅ基合金製部材であって、例えば自転車
のペダル軸受けやクランクシャフト、自動車のエンジン
バルブ，シリンダー，コイルスプリング，リテーナー，
コンロッド等の部材、ベアリングと接触する軸材、歯車
等の動力伝達部と接触する部材、更には高面圧下で使用
されるフォーミングロール、または高温域で使用される
ジェットエンジン用部材等として好適なＦｅ基合金製部
材およびその製造方法に関するものである。
に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法に関し、詳
細には、摺動摩耗や転動摩耗、線間摩耗等に対する耐摩
耗性に優れたＦｅ基合金製部材であって、例えば自転車
のペダル軸受けやクランクシャフト、自動車のエンジン
バルブ，シリンダー，コイルスプリング，リテーナー，
コンロッド等の部材、ベアリングと接触する軸材、歯車
等の動力伝達部と接触する部材、更には高面圧下で使用
されるフォーミングロール、または高温域で使用される
ジェットエンジン用部材等として好適なＦｅ基合金製部
材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】さらに上記Ｆｅ基合金製部材は、ダイカス
ト用の金型及びその部品、例えばプランジャースリー
ブ、プランジャーチップ、中子ピン及び湯口等の様な金
型材料に用いれば、優れた耐溶損性を発揮する。
ト用の金型及びその部品、例えばプランジャースリー
ブ、プランジャーチップ、中子ピン及び湯口等の様な金
型材料に用いれば、優れた耐溶損性を発揮する。
【０００３】
【従来の技術】機械構造用鋼としては、機械的強度を向
上させることを目的として、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の元素を
含有させた合金が汎用されている。但し、上記の様な高
強度合金であってもフォーミングロールや歯車材等高い
面圧下での摺動摩耗が繰り返される部品やジェットエン
ジン部品等のように過酷な条件下で用いる合金鋼として
は耐摩耗性が不充分である。
上させることを目的として、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の元素を
含有させた合金が汎用されている。但し、上記の様な高
強度合金であってもフォーミングロールや歯車材等高い
面圧下での摺動摩耗が繰り返される部品やジェットエン
ジン部品等のように過酷な条件下で用いる合金鋼として
は耐摩耗性が不充分である。
【０００４】また金型材料としては、ＳＫＤ６１等のダ
イス鋼が汎用されているが、これをアルミダイカスト用
の金型として用いようとすると、高温の溶融Ａｌに溶損
してしまうことから耐溶損性を改善することが必要であ
る。
イス鋼が汎用されているが、これをアルミダイカスト用
の金型として用いようとすると、高温の溶融Ａｌに溶損
してしまうことから耐溶損性を改善することが必要であ
る。
【０００５】耐摩耗性及び耐溶損性を向上させる技術と
しては、浸炭処理、窒化処理やホウ化処理等の表面硬化
処理方法が挙げられるが、中でもホウ化処理は、金属表
面に形成されるホウ化層の硬度が高く、優れた耐摩耗性
及び耐溶損性を発揮することから好ましい。しかしなが
ら、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の元素が添加された機械構造用鋼
やＳＫＤ６１等のダイス鋼（以下、ホウ素非拡散性Ｆｅ
基合金ということがある）は、ホウ素の拡散速度が非常
に小さく、この様なホウ素非拡散Ｆｅ基合金にホウ化処
理を施して得られるホウ化層の厚みは、十数μｍ程度で
あり、せっかくホウ化処理を行っても十分な耐摩耗性及
び耐溶損性が得られないという問題点があった。
しては、浸炭処理、窒化処理やホウ化処理等の表面硬化
処理方法が挙げられるが、中でもホウ化処理は、金属表
面に形成されるホウ化層の硬度が高く、優れた耐摩耗性
及び耐溶損性を発揮することから好ましい。しかしなが
ら、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の元素が添加された機械構造用鋼
やＳＫＤ６１等のダイス鋼（以下、ホウ素非拡散性Ｆｅ
基合金ということがある）は、ホウ素の拡散速度が非常
に小さく、この様なホウ素非拡散Ｆｅ基合金にホウ化処
理を施して得られるホウ化層の厚みは、十数μｍ程度で
あり、せっかくホウ化処理を行っても十分な耐摩耗性及
び耐溶損性が得られないという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
着目してなされたものであって、耐摩耗性及び耐溶損性
に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法を提供しよ
うとするものである。
着目してなされたものであって、耐摩耗性及び耐溶損性
に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法を提供しよ
うとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のＦｅ基合金製部材とは、ホウ素非拡散Ｆｅ基合金を
母材として、該母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群
から選ばれる１種または２種以上の金属とホウ素からな
る被覆層が１０μｍ以上の厚みで形成されてなることを
要旨とするものである。上記ホウ素非拡散Ｆｅ基合金と
しては、Ｃｒを４．５原子％以上含有するＦｅ基合金が
挙げられる。
明のＦｅ基合金製部材とは、ホウ素非拡散Ｆｅ基合金を
母材として、該母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群
から選ばれる１種または２種以上の金属とホウ素からな
る被覆層が１０μｍ以上の厚みで形成されてなることを
要旨とするものである。上記ホウ素非拡散Ｆｅ基合金と
しては、Ｃｒを４．５原子％以上含有するＦｅ基合金が
挙げられる。
【０００８】また、上記被覆層に含有されたホウ素の濃
度は、１原子％以上であることが望ましく、しかも前記
被覆層に含有されたホウ素の濃度は、上記被覆層の表面
側が母材側より高くすることが好ましい。
度は、１原子％以上であることが望ましく、しかも前記
被覆層に含有されたホウ素の濃度は、上記被覆層の表面
側が母材側より高くすることが好ましい。
【０００９】上記Ｆｅ基合金製部材を製造するにあたっ
ては、以下の（１）〜（３）の方法が推奨される。 （１） 母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群から選
ばれる１種または２種以上の金属からなる金属被覆層
を、湿式めっき法またはマグネトロンスパッタリング法
により形成した後に、ホウ化処理を行うことによって上
記金属被覆層中にホウ素を拡散させる方法。 （２） 前記金属とホウ素からなる被覆層を、該被覆層
に対応する組成を有するターゲットを用いてマグネトロ
ンスパッタリング法により形成する方法。 （３） 上記被覆層を構成する金属材料をターゲットと
して、ホウ化物ガス雰囲気下で反応性スパッタリング法
により形成する方法。
ては、以下の（１）〜（３）の方法が推奨される。 （１） 母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群から選
ばれる１種または２種以上の金属からなる金属被覆層
を、湿式めっき法またはマグネトロンスパッタリング法
により形成した後に、ホウ化処理を行うことによって上
記金属被覆層中にホウ素を拡散させる方法。 （２） 前記金属とホウ素からなる被覆層を、該被覆層
に対応する組成を有するターゲットを用いてマグネトロ
ンスパッタリング法により形成する方法。 （３） 上記被覆層を構成する金属材料をターゲットと
して、ホウ化物ガス雰囲気下で反応性スパッタリング法
により形成する方法。
【００１０】
【作用】本発明者らは、耐摩耗性及び耐溶損性に優れた
Ｆｅ基合金製部材の開発を目的として、表面硬化処理に
ついて種々検討を重ねた結果、前記ホウ素非拡散Ｆｅ基
合金からなる母材表面にホウ化処理を直接行うのではな
く、まず母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群から選
ばれる１種または２種以上の金属からなる金属被覆層を
形成してこの金属被覆層にホウ化処理を行えば、Ｆｅ基
合金製部材の表面に厚さ１０μｍ以上のホウ化処理層が
形成でき、十分な耐摩耗性及び耐溶損性を発揮できるＦ
ｅ基合金製部材を得ることができることを見出した。但
し、本発明のＦｅ基合金製部材は、上記の製造方法によ
って限定されるものではなく、ホウ素非拡散Ｆｅ基合金
よりなる母材の表面に、上記母材よりホウ素拡散速度の
大きい金属材料とホウ素からなる被覆層が形成されてい
ればよい。
Ｆｅ基合金製部材の開発を目的として、表面硬化処理に
ついて種々検討を重ねた結果、前記ホウ素非拡散Ｆｅ基
合金からなる母材表面にホウ化処理を直接行うのではな
く、まず母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群から選
ばれる１種または２種以上の金属からなる金属被覆層を
形成してこの金属被覆層にホウ化処理を行えば、Ｆｅ基
合金製部材の表面に厚さ１０μｍ以上のホウ化処理層が
形成でき、十分な耐摩耗性及び耐溶損性を発揮できるＦ
ｅ基合金製部材を得ることができることを見出した。但
し、本発明のＦｅ基合金製部材は、上記の製造方法によ
って限定されるものではなく、ホウ素非拡散Ｆｅ基合金
よりなる母材の表面に、上記母材よりホウ素拡散速度の
大きい金属材料とホウ素からなる被覆層が形成されてい
ればよい。
【００１１】本発明において、ホウ素非拡散Ｆｅ基合金
とは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の元素が添加された機械構造用
鋼や、ＳＫＤ６１等のダイス鋼が例示できるが、特にＣ
ｒを４．５％以上含有するＦｅ基合金製部材であれば、
本発明に係るホウ化層の形成方法が有効である。
とは、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の元素が添加された機械構造用
鋼や、ＳＫＤ６１等のダイス鋼が例示できるが、特にＣ
ｒを４．５％以上含有するＦｅ基合金製部材であれば、
本発明に係るホウ化層の形成方法が有効である。
【００１２】本発明において十分な耐摩耗性及び耐溶損
性を発揮できるホウ化処理層の厚みとは、１０μｍ以上
をいうが、面圧の高い部材として用いることを考える
と、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより望ま
しい。
性を発揮できるホウ化処理層の厚みとは、１０μｍ以上
をいうが、面圧の高い部材として用いることを考える
と、２０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより望ま
しい。
【００１３】また、本発明において十分な耐摩耗性及び
耐溶損性を発揮させる為には、被覆層中に十分な量のホ
ウ化物を形成することが必要であり、被覆層中のホウ素
の濃度は１原子％以上とすることが望ましい。尚より望
ましくは５原子％以上であり、一方上限としては５０原
子％が望ましく、３０原子％以下がより望ましい。
耐溶損性を発揮させる為には、被覆層中に十分な量のホ
ウ化物を形成することが必要であり、被覆層中のホウ素
の濃度は１原子％以上とすることが望ましい。尚より望
ましくは５原子％以上であり、一方上限としては５０原
子％が望ましく、３０原子％以下がより望ましい。
【００１４】さらに被覆層中に含まれるホウ素は表面に
行くほど段階的または傾斜的に高濃度とすることが望ま
しく、被覆層の表層部は硬度を高くして優れた耐摩耗性
を発揮させると共に、母材との界面ではホウ素濃度を低
くして母材との密着性に優れた被覆層とすることができ
る。
行くほど段階的または傾斜的に高濃度とすることが望ま
しく、被覆層の表層部は硬度を高くして優れた耐摩耗性
を発揮させると共に、母材との界面ではホウ素濃度を低
くして母材との密着性に優れた被覆層とすることができ
る。
【００１５】本発明は、上記Ｆｅ基合金製部材の製造方
法を限定するものではないが、まず金属層を被覆した後
にホウ化処理を行なう方法が推奨される。この方法によ
ればホウ化処理時に被覆金属層とＴｉ合金母材との界面
に拡散層が形成され、著しく密着性が向上すると共に熱
サイクル性も改善される。
法を限定するものではないが、まず金属層を被覆した後
にホウ化処理を行なう方法が推奨される。この方法によ
ればホウ化処理時に被覆金属層とＴｉ合金母材との界面
に拡散層が形成され、著しく密着性が向上すると共に熱
サイクル性も改善される。
【００１６】尚本発明は上記被覆金属層にホウ化処理を
施す方法を限定するものでもなく、溶融塩や粉末ペース
トによるホウ化処理、ＢＣｌ3 等のガスを利用したホウ
化処理など公知のホウ化処理方法を採用すればよい。
施す方法を限定するものでもなく、溶融塩や粉末ペース
トによるホウ化処理、ＢＣｌ3 等のガスを利用したホウ
化処理など公知のホウ化処理方法を採用すればよい。
【００１７】またホウ化処理は６００〜１１００℃の温
度範囲で行うことができ、加熱時間としては２〜１０時
間加熱すればよい。その他イオン注入によってホウ素を
金属層内に拡散させてもよい。
度範囲で行うことができ、加熱時間としては２〜１０時
間加熱すればよい。その他イオン注入によってホウ素を
金属層内に拡散させてもよい。
【００１８】さらに本発明は金属層を被覆する方法を限
定するものでもなく、湿式めっき法の他、スパッタリン
グ、イオンプレーティング、ＣＶＤ及び溶射等の気相コ
ーティングが挙げられるが、湿式めっき法が以下の理由
で好適である。即ち耐摩耗部品として使用されるものに
はエンジンバルブ、シリンダー、コイルスプリング、リ
テーナー、コンロッド等、複雑な形状を有するものが多
い。湿式めっき法を採用することによって複雑な形状を
有する部材に対して均一に被膜を形成することが容易と
なる。尚湿式めっき法は無電解めっきと電気めっきに大
別でき、無電解めっきは被覆層の密着性が高い点で優
れ、一方電気めっきは膜厚コントロールの点で有利であ
る。
定するものでもなく、湿式めっき法の他、スパッタリン
グ、イオンプレーティング、ＣＶＤ及び溶射等の気相コ
ーティングが挙げられるが、湿式めっき法が以下の理由
で好適である。即ち耐摩耗部品として使用されるものに
はエンジンバルブ、シリンダー、コイルスプリング、リ
テーナー、コンロッド等、複雑な形状を有するものが多
い。湿式めっき法を採用することによって複雑な形状を
有する部材に対して均一に被膜を形成することが容易と
なる。尚湿式めっき法は無電解めっきと電気めっきに大
別でき、無電解めっきは被覆層の密着性が高い点で優
れ、一方電気めっきは膜厚コントロールの点で有利であ
る。
【００１９】本発明のＦｅ基合金製部材を製造するにあ
たっては、金属材料とホウ素からなる被覆層を、該被覆
層に対応する組成を有するターゲットを用いてマグネト
ロンスパッタリング法により形成する方法や、上記被覆
層を構成する金属材料をターゲットとして、ホウ化物ガ
ス雰囲気下で反応性スパッタリング法により形成する方
法等を採用してもよい。
たっては、金属材料とホウ素からなる被覆層を、該被覆
層に対応する組成を有するターゲットを用いてマグネト
ロンスパッタリング法により形成する方法や、上記被覆
層を構成する金属材料をターゲットとして、ホウ化物ガ
ス雰囲気下で反応性スパッタリング法により形成する方
法等を採用してもよい。
【００２０】尚、母材上に形成する金属被覆層には、皮
膜の諸特性（硬度、耐食性等）を向上させることを目的
として、ホウ素の拡散速度をＴｉより低下させない範囲
で添加元素を加えてもよい。
膜の諸特性（硬度、耐食性等）を向上させることを目的
として、ホウ素の拡散速度をＴｉより低下させない範囲
で添加元素を加えてもよい。
【００２１】
【実施例】実施例１ ＳＫＤ６１を母材として以下の成膜方法により表１に示
す化学組成の皮膜を形成した。最表面の化合物組成及び
皮膜の厚さも表１に併記する。
す化学組成の皮膜を形成した。最表面の化合物組成及び
皮膜の厚さも表１に併記する。
【００２２】成膜方法(1) ：試験片Ｎｏ．１，２は、母
材表面に被覆する金属ホウ化物に対応する組成を有する
ターゲットを用い、ＲＦマグネトロンスパッタリング法
によって皮膜を形成した。Ｎｏ．１はホウ化Ｎｉターゲ
ットを用い、Ｎｏ．２はＦｅ−Ｃｏホウ化物ターゲット
を用いて表１に併記する組成の金属ホウ化物の被覆層を
母材表面に形成した。
材表面に被覆する金属ホウ化物に対応する組成を有する
ターゲットを用い、ＲＦマグネトロンスパッタリング法
によって皮膜を形成した。Ｎｏ．１はホウ化Ｎｉターゲ
ットを用い、Ｎｏ．２はＦｅ−Ｃｏホウ化物ターゲット
を用いて表１に併記する組成の金属ホウ化物の被覆層を
母材表面に形成した。
【００２３】成膜方法(2) ：試験片Ｎｏ．３、４は、反
応性スパッタリング法を用いて成膜時にＢＣｌ3 ガスの
分圧を制御することによって表面側ほどホウ素濃度の高
いホウ化物層を形成した。Ｎｏ．３はＮｉターゲットを
用い、Ｎｏ．４はＦｅターゲットを用いて表１に併記す
る組成の金属ホウ化物の被覆層を母材表面に形成した。
応性スパッタリング法を用いて成膜時にＢＣｌ3 ガスの
分圧を制御することによって表面側ほどホウ素濃度の高
いホウ化物層を形成した。Ｎｏ．３はＮｉターゲットを
用い、Ｎｏ．４はＦｅターゲットを用いて表１に併記す
る組成の金属ホウ化物の被覆層を母材表面に形成した。
【００２４】成膜方法(3) ：試験片Ｎｏ．５はマグネト
ロンスパッタリング法によってＦｅ−Ｎｉ合金皮膜を形
成後、溶融塩中において９００℃で２時間ホウ化処理を
行った。
ロンスパッタリング法によってＦｅ−Ｎｉ合金皮膜を形
成後、溶融塩中において９００℃で２時間ホウ化処理を
行った。
【００２５】成膜方法(4) ：試験片Ｎｏ．６〜１２は湿
式無電解めっきによって金属層を形成した後、溶融塩中
で９００℃で２時間ホウ化処理を行った。上記湿式無電
解めっきによって形成された金属層は、Ｎｏ．６がＮｉ
皮膜、Ｎｏ．７はＦｅ皮膜、Ｎｏ．８はＦｅ−Ｎｉ合金
皮膜、Ｎｏ．９はＣｏ皮膜、Ｎｏ．１０はＦｅ−Ｃｏ合
金皮膜、Ｎｏ．１１はＣｏ−Ｎｉ合金皮膜、Ｎｏ．１２
はＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金皮膜であり、ホウ化処理を行な
うことによって、表１に併記する組成の金属ホウ化物と
した。
式無電解めっきによって金属層を形成した後、溶融塩中
で９００℃で２時間ホウ化処理を行った。上記湿式無電
解めっきによって形成された金属層は、Ｎｏ．６がＮｉ
皮膜、Ｎｏ．７はＦｅ皮膜、Ｎｏ．８はＦｅ−Ｎｉ合金
皮膜、Ｎｏ．９はＣｏ皮膜、Ｎｏ．１０はＦｅ−Ｃｏ合
金皮膜、Ｎｏ．１１はＣｏ−Ｎｉ合金皮膜、Ｎｏ．１２
はＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金皮膜であり、ホウ化処理を行な
うことによって、表１に併記する組成の金属ホウ化物と
した。
【００２６】また試験片Ｎｏ．１３〜１６は、母材に実
施例と同様ＳＫＤ６１を用いた比較例であって、Ｎｏ．
１３は表面硬化処理が一切施されていない場合の比較
例、Ｎｏ．１４は母材に直接ホウ化処理を施した比較
例、Ｎｏ．１５は母材に直接窒化処理を施した比較例、
Ｎｏ．１６は母材にＣｒめっきを施した場合の比較例で
ある。
施例と同様ＳＫＤ６１を用いた比較例であって、Ｎｏ．
１３は表面硬化処理が一切施されていない場合の比較
例、Ｎｏ．１４は母材に直接ホウ化処理を施した比較
例、Ｎｏ．１５は母材に直接窒化処理を施した比較例、
Ｎｏ．１６は母材にＣｒめっきを施した場合の比較例で
ある。
【００２７】上記試験片について、以下に示す方法によ
って、表面硬化層厚みを測定すると共に、密着性及び耐
摩耗性を調べた。 ＜表面硬化層厚み＞ホウ化処理後に切断、断面観察を行
なった。 ＜密着性＞スクラッチ試験機の臨界荷重の測定より評価
した。 ＜耐摩耗性＞ピンオンディスク型の摺動摩耗試験機を用
いて、ピンには窒化処理を施したＳＫＤ６１を使用し、
荷重１ｋｇ／ｃｍ2 で試験を行なった。 ◎ ：摩耗なし ○○：摩耗量 １０μｍ未満 ○ ：摩耗量 ５０μｍ未満 × ：摩耗量 １００μｍ未満 ××：摩耗量 １００μｍ以上 結果は表１に併記する。
って、表面硬化層厚みを測定すると共に、密着性及び耐
摩耗性を調べた。 ＜表面硬化層厚み＞ホウ化処理後に切断、断面観察を行
なった。 ＜密着性＞スクラッチ試験機の臨界荷重の測定より評価
した。 ＜耐摩耗性＞ピンオンディスク型の摺動摩耗試験機を用
いて、ピンには窒化処理を施したＳＫＤ６１を使用し、
荷重１ｋｇ／ｃｍ2 で試験を行なった。 ◎ ：摩耗なし ○○：摩耗量 １０μｍ未満 ○ ：摩耗量 ５０μｍ未満 × ：摩耗量 １００μｍ未満 ××：摩耗量 １００μｍ以上 結果は表１に併記する。
【００２８】
【表１】
【００２９】Ｎｏ．１〜１２は本発明に係る実施例であ
り、いずれも密着性及び耐摩耗性に優れている。特に湿
式無電解めっきによって金属層を形成した後ホウ化処理
を行ったＮｏ．６〜１２は密着性及び耐摩耗性の両特性
において非常に優れている。これに対して、表面処理が
施されていないか、或いは従来の表面処理が施された比
較例１３〜１６はいずれも耐摩耗性に乏しいことが分か
る。
り、いずれも密着性及び耐摩耗性に優れている。特に湿
式無電解めっきによって金属層を形成した後ホウ化処理
を行ったＮｏ．６〜１２は密着性及び耐摩耗性の両特性
において非常に優れている。これに対して、表面処理が
施されていないか、或いは従来の表面処理が施された比
較例１３〜１６はいずれも耐摩耗性に乏しいことが分か
る。
【００３０】実施例２ 実施例１と同様にして試験片Ｎｏ．１〜１６を作製し、
表面硬化層の厚みを測定すると共に、以下の方法により
耐溶損性と耐熱サイクル性を調べた。 ＜耐溶損性＞７５０℃、ＡＣ８Ｃの溶湯に３時間浸漬を
行い、皮膜の肉厚減少を測定した。
表面硬化層の厚みを測定すると共に、以下の方法により
耐溶損性と耐熱サイクル性を調べた。 ＜耐溶損性＞７５０℃、ＡＣ８Ｃの溶湯に３時間浸漬を
行い、皮膜の肉厚減少を測定した。
【００３１】＜耐熱サイクル性＞高温（６５０℃）槽お
よび低温（水冷）槽を有する熱サイクル試験機を用い
て、１サイクルを約２分間として上記高温槽及び低温槽
の往復を繰り返し行うことによって、試験片に熱サイク
ルを負荷した。評価は表面のクラック発生に至るまでの
回数で行った。 皮膜の組成と評価結果は表２に併記する。
よび低温（水冷）槽を有する熱サイクル試験機を用い
て、１サイクルを約２分間として上記高温槽及び低温槽
の往復を繰り返し行うことによって、試験片に熱サイク
ルを負荷した。評価は表面のクラック発生に至るまでの
回数で行った。 皮膜の組成と評価結果は表２に併記する。
【００３２】
【表２】
【００３３】Ｎｏ．１〜１２は本発明に係る実施例であ
るが、特に金属層を形成した後にホウ化処理を行ったＮ
ｏ．５〜１２は耐溶損性に優れ、しかも耐熱サイクル性
に優れており、とりわけ湿式無電解めっきによって金属
層を形成したＮｏ．６〜１２は耐溶損性及び耐熱サイク
ル性の両特性において非常に優れている。一方Ｎｏ．１
３〜１６は従来方法による比較例であり、耐溶損性及び
耐熱サイクル性に劣っているか、少なくとも耐熱サイク
ル性に乏しい。
るが、特に金属層を形成した後にホウ化処理を行ったＮ
ｏ．５〜１２は耐溶損性に優れ、しかも耐熱サイクル性
に優れており、とりわけ湿式無電解めっきによって金属
層を形成したＮｏ．６〜１２は耐溶損性及び耐熱サイク
ル性の両特性において非常に優れている。一方Ｎｏ．１
３〜１６は従来方法による比較例であり、耐溶損性及び
耐熱サイクル性に劣っているか、少なくとも耐熱サイク
ル性に乏しい。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、ホウ素非拡散Ｆｅ基合金の表面に密着性の優れた硬
質ホウ化処理層を形成でき、耐摩耗性及び耐溶損性に優
れたＦｅ基合金製部材およびその製造方法が提供できる
こととなった。
で、ホウ素非拡散Ｆｅ基合金の表面に密着性の優れた硬
質ホウ化処理層を形成でき、耐摩耗性及び耐溶損性に優
れたＦｅ基合金製部材およびその製造方法が提供できる
こととなった。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 14/34 Ｓ 8939−4Ｋ
Claims (8)
- 【請求項１】 ホウ素非拡散Ｆｅ基合金を母材として、
該母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群から選ばれる
１種または２種以上の金属とホウ素からなる被覆層が１
０μｍ以上の厚みで形成されてなることを特徴とする耐
摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材。 - 【請求項２】 上記ホウ素非拡散Ｆｅ基合金が、Ｃｒを
４．５原子％以上含有するＦｅ基合金である請求項１に
記載のＦｅ基合金製部材。 - 【請求項３】 上記被覆層に含有されたホウ素の濃度
が、１原子％以上である請求項１または２に記載のＦｅ
基合金製部材。 - 【請求項４】 上記被覆層に含有されたホウ素の濃度
を、上記被覆層の表面側が母材側より高くしてなる請求
項１〜３に記載のＦｅ基合金製部材。 - 【請求項５】 請求項１〜４に記載のＦｅ基合金製部材
の製造方法であって、母材表面にＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉより
なる群から選ばれる１種または２種以上の金属からなる
金属被覆層を形成した後に、ホウ化処理を行うことによ
って上記金属被覆層中にホウ素を拡散させることを特徴
とする耐摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材
の製造方法。 - 【請求項６】 上記金属被覆層を湿式めっき法またはマ
グネトロンスパッタリング法により形成する請求項５に
記載の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１〜４に記載のＦｅ基合金製部材
の製造方法であって、上記被覆層に対応する組成のター
ゲットを用いマグネトロンスパッタリング法により前記
被覆層を形成することを特徴とする耐摩耗性及び耐溶損
性に優れたＦｅ基合金製部材の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１〜４に記載のＦｅ基合金製部材
の製造方法であって、上記被覆層を構成する金属材料を
ターゲットとして、ホウ化物ガス雰囲気下で反応性スパ
ッタリング法により前記被覆層を形成することを特徴と
する耐摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16954594A JPH0835076A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 耐摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16954594A JPH0835076A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 耐摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835076A true JPH0835076A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15888470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16954594A Withdrawn JPH0835076A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 耐摩耗性及び耐溶損性に優れたＦｅ基合金製部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0835076A (ja) |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP16954594A patent/JPH0835076A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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