JPH09104962A - Ｆｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材およびその製造方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH09104962A JPH09104962A JP14982296A JP14982296A JPH09104962A JP H09104962 A JPH09104962 A JP H09104962A JP 14982296 A JP14982296 A JP 14982296A JP 14982296 A JP14982296 A JP 14982296A JP H09104962 A JPH09104962 A JP H09104962A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusion layer
- base material
- iron
- weight
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Dry Shavers And Clippers (AREA)
- Knives (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｆｅ−Ｃｒ系ステンレス鋼の基材と，基材上
に設けられた高い硬度と耐摩耗性を有するＡｌ−Ｆｅ拡
散層でなる鉄基合金部材を提供する。 【解決手段】 鉄基合金部材は，Ｆｅ−Ｃｒ系ステンレ
ス鋼の基材と基材上に設けられたＦｅ−Ａｌ拡散層で構
成されている。基材はビッカース硬度で４００あるいは
それ以上の硬度を有する。一方，拡散層は以下の特徴を
有する：(1）拡散層の厚さは２〜５０μｍの範囲であ
る；(2）拡散層は，拡散層の全体積に対して少なくとも
９０体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含む；(3）拡散
層の表面から少なくとも２μｍ深さまでのＡｌ含有量は
３５〜６５重量％である（ここに重量％は拡散層の少な
くとも２μｍ深さまでの領域の総重量に基づくものであ
る）。鉄基合金部材は，歯車や軸受け等の摺動部材，あ
るいは電気カミソリやバリカン等の刃のための材料とし
て使用されるだろう。
に設けられた高い硬度と耐摩耗性を有するＡｌ−Ｆｅ拡
散層でなる鉄基合金部材を提供する。 【解決手段】 鉄基合金部材は，Ｆｅ−Ｃｒ系ステンレ
ス鋼の基材と基材上に設けられたＦｅ−Ａｌ拡散層で構
成されている。基材はビッカース硬度で４００あるいは
それ以上の硬度を有する。一方，拡散層は以下の特徴を
有する：(1）拡散層の厚さは２〜５０μｍの範囲であ
る；(2）拡散層は，拡散層の全体積に対して少なくとも
９０体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含む；(3）拡散
層の表面から少なくとも２μｍ深さまでのＡｌ含有量は
３５〜６５重量％である（ここに重量％は拡散層の少な
くとも２μｍ深さまでの領域の総重量に基づくものであ
る）。鉄基合金部材は，歯車や軸受け等の摺動部材，あ
るいは電気カミソリやバリカン等の刃のための材料とし
て使用されるだろう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，Ｆｅ−Ｃｒステン
レス鋼の基材と高い硬度を有するＦｅ−Ａｌ拡散層でな
る鉄基合金部材およびその製造方法に関するものであ
る。この鉄基合金部材は歯車や軸受け等の摺動部材，あ
るいは電気カミソリやバリカン等の刃のための材料とし
て使用されるだろう。
レス鋼の基材と高い硬度を有するＦｅ−Ａｌ拡散層でな
る鉄基合金部材およびその製造方法に関するものであ
る。この鉄基合金部材は歯車や軸受け等の摺動部材，あ
るいは電気カミソリやバリカン等の刃のための材料とし
て使用されるだろう。
【０００２】
【従来の技術】従来において，炭素工具鋼，高炭素ステ
ンレス鋼および析出硬化型ステンレス鋼が歯車や軸受け
などの摺動部材や切削工具に使用されている。これらの
鋼は優れた靱性と耐衝撃性を備えているものの，寿命の
長い摺動部材や切削工具を提供するにあたっては表面硬
度や耐摩耗性の点で必ずしも十分とは言えない。この問
題点を改善するために，優れた耐摩耗性と硬度を有する
アルミナやジルコニア等のセラミック材を使用すること
が提案されている。しかしながら，セラミック材の破壊
靱性は鋼部材のそれに比べ著しく劣っていることや，摺
動部材や切削工具の種々の形状にセラミック材を加工す
る際の困難性から鋼部材の場合とは別の問題点が生じ
る。
ンレス鋼および析出硬化型ステンレス鋼が歯車や軸受け
などの摺動部材や切削工具に使用されている。これらの
鋼は優れた靱性と耐衝撃性を備えているものの，寿命の
長い摺動部材や切削工具を提供するにあたっては表面硬
度や耐摩耗性の点で必ずしも十分とは言えない。この問
題点を改善するために，優れた耐摩耗性と硬度を有する
アルミナやジルコニア等のセラミック材を使用すること
が提案されている。しかしながら，セラミック材の破壊
靱性は鋼部材のそれに比べ著しく劣っていることや，摺
動部材や切削工具の種々の形状にセラミック材を加工す
る際の困難性から鋼部材の場合とは別の問題点が生じ
る。
【０００３】例えば，特開平４−２５０９９５号公報は
電気カミソリ用の刃材料とその製造方法について開示し
ている。この刃材料は高硬度非磁性ステンレス鋼，鉄−
マンガン合金，べリリウム−銅合金のような基材，基材
の金属元素，例えば，ニッケルと鉄，とアルミニウムと
の金属間化合物層，および金属間化合物層上のアルミナ
層で構成されている。この刃材料は，ニッケル箔とアル
ミニウム箔をニッケル箔がアルミニウム箔と基材の間に
挟まれるように基材上に積み重ね，このようにして得ら
れたクラッド材を真空中あるいは酸化雰囲気中で加熱す
ることによりＮｉＡｌやＮｉ3 Ａｌの金属間化合物層と
アルミナ層を基材上に形成して作成される。熱処理が真
空中で実施される場合，そのクラッド材を４００〜６５
０℃の温度で１〜２０分間加熱し，一方，熱処理が酸化
雰囲気中で実施される場合は６００〜１０００℃の温度
で５〜２０時間加熱するとしている。しかしながら，基
材へのニッケル原子の拡散速度がアルミニウム原子のそ
れに比べ非常に遅く，またニッケル原子が基材へのアル
ミニウム原子の拡散を抑制することから，基材と金属間
化合物層の間の密着性が十分でないという問題がある。
電気カミソリ用の刃材料とその製造方法について開示し
ている。この刃材料は高硬度非磁性ステンレス鋼，鉄−
マンガン合金，べリリウム−銅合金のような基材，基材
の金属元素，例えば，ニッケルと鉄，とアルミニウムと
の金属間化合物層，および金属間化合物層上のアルミナ
層で構成されている。この刃材料は，ニッケル箔とアル
ミニウム箔をニッケル箔がアルミニウム箔と基材の間に
挟まれるように基材上に積み重ね，このようにして得ら
れたクラッド材を真空中あるいは酸化雰囲気中で加熱す
ることによりＮｉＡｌやＮｉ3 Ａｌの金属間化合物層と
アルミナ層を基材上に形成して作成される。熱処理が真
空中で実施される場合，そのクラッド材を４００〜６５
０℃の温度で１〜２０分間加熱し，一方，熱処理が酸化
雰囲気中で実施される場合は６００〜１０００℃の温度
で５〜２０時間加熱するとしている。しかしながら，基
材へのニッケル原子の拡散速度がアルミニウム原子のそ
れに比べ非常に遅く，またニッケル原子が基材へのアル
ミニウム原子の拡散を抑制することから，基材と金属間
化合物層の間の密着性が十分でないという問題がある。
【０００４】英国特許１２７８０８５号公報は，高温高
圧雰囲気中における耐硫化性を有するアルミニウム拡散
被覆鋼を教示している。この被覆鋼はアルミニウム拡散
被覆法によって形成された表面層を有する鋼部材で構成
されている。この被覆法は８００〜９５０℃の温度で行
なう熱処理として特徴づけられる。表面層はアルミニウ
ム合金のみからなり，３００μｍを越えない厚みを有し
ている。また，この表面層の表面領域のＡｌ含有量は３
０重量％以下である。例えば，この被覆鋼に使用される
鋼としては，０．５重量％以下の炭素，および０．１〜
１．２重量％のモリブデン，１０重量％以下のクロム，
４．５重量％以下のニッケルから選択される少なくとも
一つの元素を含む合金鋼を挙げることができる。アルミ
ニウム拡散被覆法としては，粉末充填法，ガス法，セラ
ミック吸着法および熱間浸積拡散法等を利用することが
できる。しかしながら，表面層のＡｌ含有量が３０重量
％以下であるので，Ａｌ5 Ｆｅ2 ，Ａｌ3 ＦｅおよびＡ
ｌ13Ｆｅ4 のような硬質のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を表
面層中に形成することは困難である。ゆえに，この表面
層は高硬度および耐摩耗性を提供するのに十分とは言え
ないだろう。
圧雰囲気中における耐硫化性を有するアルミニウム拡散
被覆鋼を教示している。この被覆鋼はアルミニウム拡散
被覆法によって形成された表面層を有する鋼部材で構成
されている。この被覆法は８００〜９５０℃の温度で行
なう熱処理として特徴づけられる。表面層はアルミニウ
ム合金のみからなり，３００μｍを越えない厚みを有し
ている。また，この表面層の表面領域のＡｌ含有量は３
０重量％以下である。例えば，この被覆鋼に使用される
鋼としては，０．５重量％以下の炭素，および０．１〜
１．２重量％のモリブデン，１０重量％以下のクロム，
４．５重量％以下のニッケルから選択される少なくとも
一つの元素を含む合金鋼を挙げることができる。アルミ
ニウム拡散被覆法としては，粉末充填法，ガス法，セラ
ミック吸着法および熱間浸積拡散法等を利用することが
できる。しかしながら，表面層のＡｌ含有量が３０重量
％以下であるので，Ａｌ5 Ｆｅ2 ，Ａｌ3 ＦｅおよびＡ
ｌ13Ｆｅ4 のような硬質のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を表
面層中に形成することは困難である。ゆえに，この表面
層は高硬度および耐摩耗性を提供するのに十分とは言え
ないだろう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、寿命
の長い電気カミソリやバリカン等の刃，あるいは摺動部
材を提供するという目的において，従来の鋼部材では表
面硬度や耐摩耗性の点で必ずしも十分とは言えず，鋼材
の強度と靱性を維持しつつ，且高い硬度と耐摩耗性を有
するような材料を開発することを課題とするものであ
る。
の長い電気カミソリやバリカン等の刃，あるいは摺動部
材を提供するという目的において，従来の鋼部材では表
面硬度や耐摩耗性の点で必ずしも十分とは言えず，鋼材
の強度と靱性を維持しつつ，且高い硬度と耐摩耗性を有
するような材料を開発することを課題とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる鉄基合金
部材は，Ｆｅ−Ｃｒ系ステンレス鋼の基材と基材上に設
けられたＦｅ−Ａｌ拡散層で構成されている。基材であ
るＦｅ−Ｃｒ系ステンレス鋼はビッカース硬度で４００
あるいはそれ以上の硬度を有する。一方，拡散層は以下
の点に特徴がある： (1）拡散層の厚さは２〜５０μｍの範囲である； (2）拡散層は，拡散層の全体積に対して少なくとも９０
体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含む： (3）拡散層の表面から少なくとも２μｍ深さまでのＡｌ
含有量は３５〜６５重量％である，ここに重量％は拡散
層の少なくとも２μｍ深さまでの領域の総重量に基づく
ものである。
部材は，Ｆｅ−Ｃｒ系ステンレス鋼の基材と基材上に設
けられたＦｅ−Ａｌ拡散層で構成されている。基材であ
るＦｅ−Ｃｒ系ステンレス鋼はビッカース硬度で４００
あるいはそれ以上の硬度を有する。一方，拡散層は以下
の点に特徴がある： (1）拡散層の厚さは２〜５０μｍの範囲である； (2）拡散層は，拡散層の全体積に対して少なくとも９０
体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含む： (3）拡散層の表面から少なくとも２μｍ深さまでのＡｌ
含有量は３５〜６５重量％である，ここに重量％は拡散
層の少なくとも２μｍ深さまでの領域の総重量に基づく
ものである。
【０００７】したがって，本発明の第１の目的は，Ｆｅ
−Ｃｒ系ステンレス鋼を基材とし，その基材上に設けら
れたＦｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材を提供する
ことであり，それにより基材の強度と靱性を維持しつつ
高い硬度と耐摩耗性を提供することができるのである。
本発明にあたっては，拡散層が，Ａｌ2 Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆ
ｅ2 ，Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4 から選択される少
なくとも一つの金属間化合物を含むことが好ましいとさ
れている。また，本発明の拡散層の外表面でのＸ線回折
により得られるＸ線回折プロファイルにおいて，上記金
属間化合物の主ピーク高さをＰ１とし，ＡｌＦｅおよび
ＡｌＦｅ３の主ピーク高さをＰ２とするとき，ピーク比
（％）が１００×Ｐ１/(Ｐ１＋Ｐ２）で定義され，その
ピーク比が少なくとも１０％となるような量で上記金属
間化合物が拡散層に含まれていることが特に好ましいと
されている。
−Ｃｒ系ステンレス鋼を基材とし，その基材上に設けら
れたＦｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材を提供する
ことであり，それにより基材の強度と靱性を維持しつつ
高い硬度と耐摩耗性を提供することができるのである。
本発明にあたっては，拡散層が，Ａｌ2 Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆ
ｅ2 ，Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4 から選択される少
なくとも一つの金属間化合物を含むことが好ましいとさ
れている。また，本発明の拡散層の外表面でのＸ線回折
により得られるＸ線回折プロファイルにおいて，上記金
属間化合物の主ピーク高さをＰ１とし，ＡｌＦｅおよび
ＡｌＦｅ３の主ピーク高さをＰ２とするとき，ピーク比
（％）が１００×Ｐ１/(Ｐ１＋Ｐ２）で定義され，その
ピーク比が少なくとも１０％となるような量で上記金属
間化合物が拡散層に含まれていることが特に好ましいと
されている。
【０００８】本発明にあたっては，基材として６６〜８
１．９重量％の鉄，１５〜２０重量％のクロム，３〜１
３重量％のニッケル；および以下の(i）〜(iii）のいず
れか一つを含む，(i）３〜６重量％の銅，(ii)炭素と窒
素の合計が０．０１〜０．２重量％，および(iii）０．
５〜２重量％のアルミニウム，を含む析出硬化型ステン
レス鋼を使用することが好ましい。また，基材として７
３〜８９．９重量％の鉄，１０〜１９重量％のクロム，
０．１〜１．２重量％の炭素，３重量％以下のニッケル
を含む高炭素ステンレス鋼を使用することも好ましい。
１．９重量％の鉄，１５〜２０重量％のクロム，３〜１
３重量％のニッケル；および以下の(i）〜(iii）のいず
れか一つを含む，(i）３〜６重量％の銅，(ii)炭素と窒
素の合計が０．０１〜０．２重量％，および(iii）０．
５〜２重量％のアルミニウム，を含む析出硬化型ステン
レス鋼を使用することが好ましい。また，基材として７
３〜８９．９重量％の鉄，１０〜１９重量％のクロム，
０．１〜１．２重量％の炭素，３重量％以下のニッケル
を含む高炭素ステンレス鋼を使用することも好ましい。
【０００９】本発明にかかる鉄基合金部材は，基材とし
て上記した析出硬化型ステンレス鋼を使用する場合，以
下の製造方法によって作成される。すなわち，アルミニ
ウム層を基材の表面に形成し，アルミニウム被覆基材を
得る。次にアルミニウム被覆基材を４５０〜６００℃の
温度で０．５〜４時間加熱し，基材の硬度をビッカース
硬度で４００あるいはそれ以上にするとともに，アルミ
ニウム原子と鉄原子をそれぞれの基材およびアルミニウ
ム層に相互拡散させ，被覆基材の表面にＦｅ−Ａｌ拡散
層を形成するのである。
て上記した析出硬化型ステンレス鋼を使用する場合，以
下の製造方法によって作成される。すなわち，アルミニ
ウム層を基材の表面に形成し，アルミニウム被覆基材を
得る。次にアルミニウム被覆基材を４５０〜６００℃の
温度で０．５〜４時間加熱し，基材の硬度をビッカース
硬度で４００あるいはそれ以上にするとともに，アルミ
ニウム原子と鉄原子をそれぞれの基材およびアルミニウ
ム層に相互拡散させ，被覆基材の表面にＦｅ−Ａｌ拡散
層を形成するのである。
【００１０】一方，基材として上記した高炭素ステンレ
ス鋼を使用する場合，本発明にかかる鉄基合金部材は以
下の製造方法によって作成される。すなわち，アルミニ
ウム層を基材の表面に形成し，アルミニウム被覆基材を
得る。次にアルミニウム被覆基材を９００〜１１００℃
の温度で１５〜１８０秒間加熱し，それによりアルミニ
ウム原子と鉄原子をそれぞれの基材およびアルミニウム
層に相互拡散させ，被覆基材の表面にＦｅ−Ａｌ拡散層
を形成するのである。その後，拡散層の形成された被覆
基材をその熱処理温度から少なくとも１０℃／秒の冷却
速度で冷却し，それにより基材の硬度をビッカース硬度
で４００あるいはそれ以上に上昇させる。
ス鋼を使用する場合，本発明にかかる鉄基合金部材は以
下の製造方法によって作成される。すなわち，アルミニ
ウム層を基材の表面に形成し，アルミニウム被覆基材を
得る。次にアルミニウム被覆基材を９００〜１１００℃
の温度で１５〜１８０秒間加熱し，それによりアルミニ
ウム原子と鉄原子をそれぞれの基材およびアルミニウム
層に相互拡散させ，被覆基材の表面にＦｅ−Ａｌ拡散層
を形成するのである。その後，拡散層の形成された被覆
基材をその熱処理温度から少なくとも１０℃／秒の冷却
速度で冷却し，それにより基材の硬度をビッカース硬度
で４００あるいはそれ以上に上昇させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を説明
する。本発明の鉄基合金部材は，Ｆｅ−Ｃｒステンレス
鋼の基材と基材上に形成されたＦｅ−Ａｌ拡散層を含む
ものである。鉄基合金部材の基材は，４００あるいはそ
れ以上のビッカース硬度を有する。本発明の鉄基合金部
材が電気カミソリやバリカン等の切削工具の刃に使用さ
れる場合は，特に，基材として，６６〜８１．９重量％
の鉄，１５〜２０重量％のクロム，３〜１３重量％のニ
ッケル；および以下の(i）〜(iii）のいずれか一つを含
む，(i）３〜６重量％の銅，(ii)炭素と窒素の合計が
０．０１〜０．２重量％，および(iii）０．５〜２重量
％のアルミニウム，を含む析出硬化型ステンレス鋼，あ
るいは７３〜８９．９重量％の鉄，１０〜１９重量％の
クロム，０．１〜１．２重量％の炭素，３重量％以下の
ニッケルを含む高炭素ステンレス鋼を使用することが好
ましい。
する。本発明の鉄基合金部材は，Ｆｅ−Ｃｒステンレス
鋼の基材と基材上に形成されたＦｅ−Ａｌ拡散層を含む
ものである。鉄基合金部材の基材は，４００あるいはそ
れ以上のビッカース硬度を有する。本発明の鉄基合金部
材が電気カミソリやバリカン等の切削工具の刃に使用さ
れる場合は，特に，基材として，６６〜８１．９重量％
の鉄，１５〜２０重量％のクロム，３〜１３重量％のニ
ッケル；および以下の(i）〜(iii）のいずれか一つを含
む，(i）３〜６重量％の銅，(ii)炭素と窒素の合計が
０．０１〜０．２重量％，および(iii）０．５〜２重量
％のアルミニウム，を含む析出硬化型ステンレス鋼，あ
るいは７３〜８９．９重量％の鉄，１０〜１９重量％の
クロム，０．１〜１．２重量％の炭素，３重量％以下の
ニッケルを含む高炭素ステンレス鋼を使用することが好
ましい。
【００１２】本発明の鉄基合金部材のＦｅ−Ａｌ拡散層
の厚さは，２〜５０μｍの範囲にある。拡散層の厚さが
２μｍ以下である時，鉄基合金部材に十分な耐摩耗性を
付与するのに十分でなく，５０μｍ以上である時は，拡
散層の表面硬度や靱性が低下したり，拡散層に隣接する
基材の硬度が低下するといった問題が生じる。特に，本
発明の鉄基合金部材がシャープエッジを有する刃物に使
用される場合は，シャープエッジでの欠けの発生を防ぐ
ため，拡散層の厚みを５〜１５μｍとすることが好まし
い。
の厚さは，２〜５０μｍの範囲にある。拡散層の厚さが
２μｍ以下である時，鉄基合金部材に十分な耐摩耗性を
付与するのに十分でなく，５０μｍ以上である時は，拡
散層の表面硬度や靱性が低下したり，拡散層に隣接する
基材の硬度が低下するといった問題が生じる。特に，本
発明の鉄基合金部材がシャープエッジを有する刃物に使
用される場合は，シャープエッジでの欠けの発生を防ぐ
ため，拡散層の厚みを５〜１５μｍとすることが好まし
い。
【００１３】拡散層の表面から少なくとも２μｍ深さま
でのＡｌ含有量は３５〜６５重量％である，ここに重量
％は拡散層の少なくとも２μｍ深さまでの領域の総重量
に基づくものである。このＡｌ含有量が３５重量％以下
である時，拡散層の外表面に高い硬度と優れた耐摩耗性
を付与するのに適切でない。一方，Ａｌ含有量が６５重
量％以上である時，硬度の低い純アルミニウムあるいは
Ｆｅ−Ａｌ固溶体が好ましくない量で拡散層に形成され
てしまう。
でのＡｌ含有量は３５〜６５重量％である，ここに重量
％は拡散層の少なくとも２μｍ深さまでの領域の総重量
に基づくものである。このＡｌ含有量が３５重量％以下
である時，拡散層の外表面に高い硬度と優れた耐摩耗性
を付与するのに適切でない。一方，Ａｌ含有量が６５重
量％以上である時，硬度の低い純アルミニウムあるいは
Ｆｅ−Ａｌ固溶体が好ましくない量で拡散層に形成され
てしまう。
【００１４】例えば，およそ１０μｍの厚さを有する拡
散層の断面ＳＥＭ写真が図１に示されている。また，そ
のＳＥＭ写真上の水平線に沿って線分析した時のＡｌ，
ＦｅおよびＣｒのEPMAプロファイルが図２に示されてい
る。図２中の点Ｄｏは拡散層の最表面に対応している。
参照番号２１によって示されているＡｌのEPMAプロファ
イルは，拡散層が高濃度のＡｌを含む表面領域を有し，
拡散層中のＡｌ濃度がその表面領域からおよそ１０μｍ
の深さに向かって徐々に減少していることを示してい
る。一方，ＦｅおよびＣｒのEPMAプロファイルはそれぞ
れ参照番号２２と２３によって示されている。拡散層中
のＦｅおよびＣｒの濃度は，拡散層の外表面からおよそ
１０μｍの深さに向かって徐々に増加している。図２
中，参照番号２４で示されているのはＳＥＭ写真を撮影
するために拡散層上に設けたニッケル被膜である。
散層の断面ＳＥＭ写真が図１に示されている。また，そ
のＳＥＭ写真上の水平線に沿って線分析した時のＡｌ，
ＦｅおよびＣｒのEPMAプロファイルが図２に示されてい
る。図２中の点Ｄｏは拡散層の最表面に対応している。
参照番号２１によって示されているＡｌのEPMAプロファ
イルは，拡散層が高濃度のＡｌを含む表面領域を有し，
拡散層中のＡｌ濃度がその表面領域からおよそ１０μｍ
の深さに向かって徐々に減少していることを示してい
る。一方，ＦｅおよびＣｒのEPMAプロファイルはそれぞ
れ参照番号２２と２３によって示されている。拡散層中
のＦｅおよびＣｒの濃度は，拡散層の外表面からおよそ
１０μｍの深さに向かって徐々に増加している。図２
中，参照番号２４で示されているのはＳＥＭ写真を撮影
するために拡散層上に設けたニッケル被膜である。
【００１５】図３は，およそ１０μｍの厚みを有する拡
散層の外表面から深さ方向におけるＡｌおよびＣｒ含有
量を示している。これらのＡｌとＣｒの含有量は，Ｘ線
マイクロアナリシスによって質量分析して得た値であ
る。図３中，Ａｌ含有量を示す曲線は，拡散層の表面か
らおよそ２μｍの深さ内のＡｌ含有量がその２μｍの厚
み範囲の拡散層の総重量に対して４５〜６０重量％であ
ることを示している。６０重量％のＡｌ含有量は約７６
原子％に匹敵するので，拡散層の表面にはＡｌ3Ｆｅが
形成されていると推測される。
散層の外表面から深さ方向におけるＡｌおよびＣｒ含有
量を示している。これらのＡｌとＣｒの含有量は，Ｘ線
マイクロアナリシスによって質量分析して得た値であ
る。図３中，Ａｌ含有量を示す曲線は，拡散層の表面か
らおよそ２μｍの深さ内のＡｌ含有量がその２μｍの厚
み範囲の拡散層の総重量に対して４５〜６０重量％であ
ることを示している。６０重量％のＡｌ含有量は約７６
原子％に匹敵するので，拡散層の表面にはＡｌ3Ｆｅが
形成されていると推測される。
【００１６】この拡散層の外表面から深さ方向における
ビッカース硬度の変化が図４に示されている。硬度は２
ｇ重の荷重の下で測定された。図４の結果より，拡散層
の外表面からおよそ６μｍの深さの範囲にわたって約１
１４０の高い硬度が安定に得られていることがわかる。
拡散層のこの範囲は，実質的に図３に示された３５〜６
０重量％のＡｌ含有量の範囲に対応している。硬度は，
この高硬度を示す領域からおよそ１０μｍの深さに向か
って徐々に減少していき，最終的に基材硬度のおよそ５
００に到達している。
ビッカース硬度の変化が図４に示されている。硬度は２
ｇ重の荷重の下で測定された。図４の結果より，拡散層
の外表面からおよそ６μｍの深さの範囲にわたって約１
１４０の高い硬度が安定に得られていることがわかる。
拡散層のこの範囲は，実質的に図３に示された３５〜６
０重量％のＡｌ含有量の範囲に対応している。硬度は，
この高硬度を示す領域からおよそ１０μｍの深さに向か
って徐々に減少していき，最終的に基材硬度のおよそ５
００に到達している。
【００１７】拡散層の構成は，Ｘ線回折により同定する
ことが可能である。例えば，上記拡散層のＸ線回折プロ
ファイルの一例が図５に示されている。このＸ線プロフ
ァイルは，Ｃｕｋα線を使用し，加速電圧および電流を
４０ｋＶ，２００ｍＡとして，通常の２θ−θゴニオメ
−タを有するＸ線回折装置を使用して測定されたもので
ある。Ｘ線は拡散層の表面に照射された。このＸ線プロ
ファイルは本発明の拡散層がＦｅとＡｌとの複数の金属
間化合物を含むことを示唆している。Ａｌ3 Ｆｅのピー
クはＡｌ5 Ｆｅ2 ，およびＡｌ13Ｆｅ4 のピークと重な
っていて，それらを個々に同定できないことがわかる。
したがって，図５のＸ線プロファイル中○印で示された
ピークは，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,およびＡｌ13Ｆｅ
4 から選択される少なくとも一つの金属間化合物の存在
を意味していると理解できるだろう。また，図５のＸ線
プロファイル中×印で示されたＡｌ2 Ｆｅの幾つかのピ
ークは，○印で示される金属間化合物のピークと重なっ
ている。さらに，△印で示されるＡｌＦｅのピークは，
□印で示されるＡｌＦｅ3 のピークと重なっている。結
果として，このＸ線プロファイルの拡散層は，Ａｌ2 Ｆ
ｅ，ＡｌＦｅ3 ，およびＡｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,およ
びＡｌ13Ｆｅ4 の少なくとも一つを含むと結論づけるこ
とができるだろう。また，図２に示されるように，拡散
層の外表面付近にＡｌ濃度の高い表面領域が形成されて
いることと，図４に示されているように拡散層のその表
面領域の硬度が高いことから，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ
2,およびＡｌ13Ｆｅ4 のような高硬度，高Ａｌ濃度の金
属間化合物が比較的多くの量で拡散層の外表面付近に存
在していると推測される。
ことが可能である。例えば，上記拡散層のＸ線回折プロ
ファイルの一例が図５に示されている。このＸ線プロフ
ァイルは，Ｃｕｋα線を使用し，加速電圧および電流を
４０ｋＶ，２００ｍＡとして，通常の２θ−θゴニオメ
−タを有するＸ線回折装置を使用して測定されたもので
ある。Ｘ線は拡散層の表面に照射された。このＸ線プロ
ファイルは本発明の拡散層がＦｅとＡｌとの複数の金属
間化合物を含むことを示唆している。Ａｌ3 Ｆｅのピー
クはＡｌ5 Ｆｅ2 ，およびＡｌ13Ｆｅ4 のピークと重な
っていて，それらを個々に同定できないことがわかる。
したがって，図５のＸ線プロファイル中○印で示された
ピークは，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,およびＡｌ13Ｆｅ
4 から選択される少なくとも一つの金属間化合物の存在
を意味していると理解できるだろう。また，図５のＸ線
プロファイル中×印で示されたＡｌ2 Ｆｅの幾つかのピ
ークは，○印で示される金属間化合物のピークと重なっ
ている。さらに，△印で示されるＡｌＦｅのピークは，
□印で示されるＡｌＦｅ3 のピークと重なっている。結
果として，このＸ線プロファイルの拡散層は，Ａｌ2 Ｆ
ｅ，ＡｌＦｅ3 ，およびＡｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,およ
びＡｌ13Ｆｅ4 の少なくとも一つを含むと結論づけるこ
とができるだろう。また，図２に示されるように，拡散
層の外表面付近にＡｌ濃度の高い表面領域が形成されて
いることと，図４に示されているように拡散層のその表
面領域の硬度が高いことから，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ
2,およびＡｌ13Ｆｅ4 のような高硬度，高Ａｌ濃度の金
属間化合物が比較的多くの量で拡散層の外表面付近に存
在していると推測される。
【００１８】本発明の拡散層は，拡散層の全体積に対し
て少なくとも９０体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含
んでいる。金属間化合物の体積含有率（Ｖ：体積％）は
以下の式により求めることができる： Ｖ（体積％）＝１００×Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２） ここに，Ｓ１はＸ線回折プロファイル上に同定されるす
べてのＡｌ−Ｆｅ金属間化合物のピーク面積の合計であ
り，Ｓ２は同Ｘ線プロファイル上で同定される前記Ａｌ
−Ｆｅ金属間化合物以外の純アルミニウムおよび／ある
いはＦｅがＡｌに固溶することにより形成されるＡｌ合
金のピーク面積の合計である。この体積含有率が９０体
積％以下である場合，拡散層中に純アルミニウムおよび
／あるいは硬度の低いＡｌ合金が残留するため，拡散層
の硬度が低下してしまう。例えば，図５のＸ線プロファ
イル上には純アルミニウムおよび硬度の低いＡｌ合金の
ピークは同定されていないので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ
金属間化合物の体積含有率は１００％である。
て少なくとも９０体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含
んでいる。金属間化合物の体積含有率（Ｖ：体積％）は
以下の式により求めることができる： Ｖ（体積％）＝１００×Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２） ここに，Ｓ１はＸ線回折プロファイル上に同定されるす
べてのＡｌ−Ｆｅ金属間化合物のピーク面積の合計であ
り，Ｓ２は同Ｘ線プロファイル上で同定される前記Ａｌ
−Ｆｅ金属間化合物以外の純アルミニウムおよび／ある
いはＦｅがＡｌに固溶することにより形成されるＡｌ合
金のピーク面積の合計である。この体積含有率が９０体
積％以下である場合，拡散層中に純アルミニウムおよび
／あるいは硬度の低いＡｌ合金が残留するため，拡散層
の硬度が低下してしまう。例えば，図５のＸ線プロファ
イル上には純アルミニウムおよび硬度の低いＡｌ合金の
ピークは同定されていないので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ
金属間化合物の体積含有率は１００％である。
【００１９】ところで，図５のＸ線プロファイルには基
材のピークが現れていない。しかしながら，拡散層の厚
みが薄くなるにつれて基材の幾つかのピークが現れてく
るだろう。一方，拡散層の外表面でのＡｌ含有量が65重
量％以上である時，純アルミニウムの幾つかのピークが
同定されるようになるだろう。また，特筆すべきは，ア
ルミナのピークがＸ線プロファイル上に全く観測されな
いことである。換言すれば，本発明の拡散層の表面には
アルミナ層は形成されないのである。さらに，図５のＸ
線プロファイルにはＡｌとＣｒの金属間化合物が同定さ
れていない。しかしながら，仮に少量のＡｌとＣｒの金
属間化合物が拡散層中に形成されたとしても，拡散層の
硬度は低下されないので特に問題にはならない。
材のピークが現れていない。しかしながら，拡散層の厚
みが薄くなるにつれて基材の幾つかのピークが現れてく
るだろう。一方，拡散層の外表面でのＡｌ含有量が65重
量％以上である時，純アルミニウムの幾つかのピークが
同定されるようになるだろう。また，特筆すべきは，ア
ルミナのピークがＸ線プロファイル上に全く観測されな
いことである。換言すれば，本発明の拡散層の表面には
アルミナ層は形成されないのである。さらに，図５のＸ
線プロファイルにはＡｌとＣｒの金属間化合物が同定さ
れていない。しかしながら，仮に少量のＡｌとＣｒの金
属間化合物が拡散層中に形成されたとしても，拡散層の
硬度は低下されないので特に問題にはならない。
【００２０】本発明の拡散層は，好ましくは以下の式に
より定義されるピーク比（Ｐ％）が少なくとも１０％に
なるような量で高Ａｌ濃度の金属間化合物を含む： Ｐ（％）＝１００×Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２） ここに，Ｐ１はＡｌ2 Ｆｅ，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,
およびＡｌ13Ｆｅ4 から選択される少なくとも一つの高
Ａｌ濃度の金属間化合物の主ピーク高さであり，Ｐ２は
ＡｌＦｅおよびＡｌＦｅ3 の主ピーク高さである。Ｐ１
およびＰ２は，拡散層の外表面でのＸ線回折により得ら
れるＸ線回折プロファイルから得られる。図５のＸ線プ
ロファイルでは，およそ４３．３°に観察される主ピー
ク高さＰ１と４３．７°に観察される主ピーク高さＰ２
に基づいてピーク比を求めることができ，そのピーク比
は９０％である。
より定義されるピーク比（Ｐ％）が少なくとも１０％に
なるような量で高Ａｌ濃度の金属間化合物を含む： Ｐ（％）＝１００×Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２） ここに，Ｐ１はＡｌ2 Ｆｅ，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,
およびＡｌ13Ｆｅ4 から選択される少なくとも一つの高
Ａｌ濃度の金属間化合物の主ピーク高さであり，Ｐ２は
ＡｌＦｅおよびＡｌＦｅ3 の主ピーク高さである。Ｐ１
およびＰ２は，拡散層の外表面でのＸ線回折により得ら
れるＸ線回折プロファイルから得られる。図５のＸ線プ
ロファイルでは，およそ４３．３°に観察される主ピー
ク高さＰ１と４３．７°に観察される主ピーク高さＰ２
に基づいてピーク比を求めることができ，そのピーク比
は９０％である。
【００２１】次に，本発明の鉄基合金部材を作成する方
法について紹介する。基材として，前記した析出硬化型
ステンレス鋼を使用する場合，鉄基合金部材は以下の方
法によって製造される。すなわち，アルミニウム層を基
材の表面に形成し，アルミニウム被覆基材を得る。例え
ば，アルミニウム層は，熱間浸積法，電気鍍金法，真空
蒸着法，クラッド法あるいはサンドウイッチ圧延法等の
手段により作成されるだろう。次にアルミニウム被覆基
材を４５０〜６００℃の温度で０．５〜４時間加熱し，
それによりアルミニウム原子と鉄原子をそれぞれの基材
およびアルミニウム層に相互拡散させ，被覆基材の表面
にＦｅ−Ａｌ拡散層を形成するのである。またこれと同
時に，上記熱処理によって基材に析出硬化が施され，基
材の硬度はビッカース硬度で４００あるいはそれ以上に
増加される。
法について紹介する。基材として，前記した析出硬化型
ステンレス鋼を使用する場合，鉄基合金部材は以下の方
法によって製造される。すなわち，アルミニウム層を基
材の表面に形成し，アルミニウム被覆基材を得る。例え
ば，アルミニウム層は，熱間浸積法，電気鍍金法，真空
蒸着法，クラッド法あるいはサンドウイッチ圧延法等の
手段により作成されるだろう。次にアルミニウム被覆基
材を４５０〜６００℃の温度で０．５〜４時間加熱し，
それによりアルミニウム原子と鉄原子をそれぞれの基材
およびアルミニウム層に相互拡散させ，被覆基材の表面
にＦｅ−Ａｌ拡散層を形成するのである。またこれと同
時に，上記熱処理によって基材に析出硬化が施され，基
材の硬度はビッカース硬度で４００あるいはそれ以上に
増加される。
【００２２】拡散層は，基材の金属元素，例えば，Ｆｅ
およびＣｒ，とアルミニウム層のＡｌの間での相互拡散
を介して形成されるので，拡散層と基材との間に優れた
密着性を提供することが可能である。熱処理温度が４５
０℃以下であったり，保持時間が０．５時間以下であっ
たりすると，拡散層を形成するのに十分な相互拡散が生
じないだけでなく，基材に析出硬化を施すことも困難に
なる。熱処理温度が６００℃上であったり，保持時間が
４時間以上である場合は，基材の析出硬化が過剰に進行
し，基材の硬度が低下してしまうという不都合を生じ
る。したがって，熱処理温度を４５０℃〜６００℃の間
で高く設定するにつれて保持時間を０．５〜４時間の範
囲内で減少させることが好ましい。
およびＣｒ，とアルミニウム層のＡｌの間での相互拡散
を介して形成されるので，拡散層と基材との間に優れた
密着性を提供することが可能である。熱処理温度が４５
０℃以下であったり，保持時間が０．５時間以下であっ
たりすると，拡散層を形成するのに十分な相互拡散が生
じないだけでなく，基材に析出硬化を施すことも困難に
なる。熱処理温度が６００℃上であったり，保持時間が
４時間以上である場合は，基材の析出硬化が過剰に進行
し，基材の硬度が低下してしまうという不都合を生じ
る。したがって，熱処理温度を４５０℃〜６００℃の間
で高く設定するにつれて保持時間を０．５〜４時間の範
囲内で減少させることが好ましい。
【００２３】基材として，前記した高炭素ステンレス鋼
を使用する場合，鉄基合金部材は以下の方法によって製
造される。すなわち，アルミニウム層を基材の表面に形
成し，アルミニウム被覆基材を得る。次にアルミニウム
被覆基材を９００〜１１００℃の温度で１５〜１８０秒
間加熱し，それによりアルミニウム原子と鉄原子をそれ
ぞれの基材およびアルミニウム層に相互拡散させ，被覆
基材の表面にＦｅ−Ａｌ拡散層を形成するのである。そ
の後，拡散層の形成された被覆基材をその熱処理温度か
ら少なくとも１０℃／秒の冷却速度で冷却する。この冷
却ステップにより基材に焼き入れ硬化が施され，基材の
硬度はビッカース硬度で４００あるいはそれ以上に上昇
する。
を使用する場合，鉄基合金部材は以下の方法によって製
造される。すなわち，アルミニウム層を基材の表面に形
成し，アルミニウム被覆基材を得る。次にアルミニウム
被覆基材を９００〜１１００℃の温度で１５〜１８０秒
間加熱し，それによりアルミニウム原子と鉄原子をそれ
ぞれの基材およびアルミニウム層に相互拡散させ，被覆
基材の表面にＦｅ−Ａｌ拡散層を形成するのである。そ
の後，拡散層の形成された被覆基材をその熱処理温度か
ら少なくとも１０℃／秒の冷却速度で冷却する。この冷
却ステップにより基材に焼き入れ硬化が施され，基材の
硬度はビッカース硬度で４００あるいはそれ以上に上昇
する。
【００２４】冷却速度が１０℃／秒以下である時，基材
の硬度は焼き入れ硬化により向上されなくなる。一方，
熱処理温度が９００℃以下である場合，十分な焼き入れ
硬化が基材に施されない。熱処理温度が１１００℃以上
であったり，保持時間が１８０秒以上である場合は，拡
散層の硬度および拡散層に隣接する基材の硬度が，Ａｌ
原子の基材中への急速な拡散のために低下する。一方，
保持時間が１５秒以下である場合は，基材の金属元素と
アルミニウム層のＡｌの相互拡散が拡散層を形成するの
に十分な程度に起らないだけでなく，焼き入れ硬化を基
材に均一に施すことができないという不都合を生じる。
したがって，熱処理温度を９００℃〜１１００℃の間で
高く設定するにつれて保持時間を１５〜１８０秒間の範
囲内で減少させることが好ましい。
の硬度は焼き入れ硬化により向上されなくなる。一方，
熱処理温度が９００℃以下である場合，十分な焼き入れ
硬化が基材に施されない。熱処理温度が１１００℃以上
であったり，保持時間が１８０秒以上である場合は，拡
散層の硬度および拡散層に隣接する基材の硬度が，Ａｌ
原子の基材中への急速な拡散のために低下する。一方，
保持時間が１５秒以下である場合は，基材の金属元素と
アルミニウム層のＡｌの相互拡散が拡散層を形成するの
に十分な程度に起らないだけでなく，焼き入れ硬化を基
材に均一に施すことができないという不都合を生じる。
したがって，熱処理温度を９００℃〜１１００℃の間で
高く設定するにつれて保持時間を１５〜１８０秒間の範
囲内で減少させることが好ましい。
【００２５】
【実施例】以下，本発明を実施例によって詳述する。 （実施例１）厚さ３ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基材と
して使用された。このステンレス鋼は，１３．５重量％
のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭素，残
りが鉄で構成されている。４５μｍの厚みを有するアル
ミニウム層（Ａｌ層）を電気メッキ法により基材の両面
に形成し，３．０９ｍｍの厚みを有するＡｌ被覆基材を
得た。この被覆基材に，表１に示すような大気中，１０
５０℃の温度で１８０秒間の熱処理を施し，その後６０
℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施例１の鉄基
合金部材を得た。
して使用された。このステンレス鋼は，１３．５重量％
のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭素，残
りが鉄で構成されている。４５μｍの厚みを有するアル
ミニウム層（Ａｌ層）を電気メッキ法により基材の両面
に形成し，３．０９ｍｍの厚みを有するＡｌ被覆基材を
得た。この被覆基材に，表１に示すような大気中，１０
５０℃の温度で１８０秒間の熱処理を施し，その後６０
℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施例１の鉄基
合金部材を得た。
【００２６】この鉄基合金部材は，４５μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有する。基材のビッカース硬度
は６００で，拡散層の表面硬度は９００である。硬度測
定は２ｇ重の荷重下で行なった。拡散層の外表面でのＸ
線回折を介して得られたＸ線回折プロファイルを用い
て，拡散層中のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物の体積率（Ｖ：
体積％）を次式により求めた： Ｖ（体積％）＝１００×Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２） ここに，Ｓ１はＸ線回折プロファイル上に同定されるす
べてのＡｌ−Ｆｅ金属間化合物のピーク面積の合計であ
り，Ｓ２は同Ｘ線プロファイル上で同定される前記Ａｌ
−Ｆｅ金属間化合物以外の純アルミニウムおよび／ある
いはＦｅが主にＡｌに固溶することにより形成されるＡ
ｌ合金のピーク面積の合計である。実施例１において，
体積率は９７体積％である。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有する。基材のビッカース硬度
は６００で，拡散層の表面硬度は９００である。硬度測
定は２ｇ重の荷重下で行なった。拡散層の外表面でのＸ
線回折を介して得られたＸ線回折プロファイルを用い
て，拡散層中のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物の体積率（Ｖ：
体積％）を次式により求めた： Ｖ（体積％）＝１００×Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２） ここに，Ｓ１はＸ線回折プロファイル上に同定されるす
べてのＡｌ−Ｆｅ金属間化合物のピーク面積の合計であ
り，Ｓ２は同Ｘ線プロファイル上で同定される前記Ａｌ
−Ｆｅ金属間化合物以外の純アルミニウムおよび／ある
いはＦｅが主にＡｌに固溶することにより形成されるＡ
ｌ合金のピーク面積の合計である。実施例１において，
体積率は９７体積％である。
【００２７】さらに，Ａｌ−Ｆｅ金属間化合物のピーク
比（Ｐ：％）を次式により求めた： Ｐ（％）＝１００×Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２） ここに，Ｐ１はＡｌ2 Ｆｅ，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,
およびＡｌ13Ｆｅ4 のような高Ａｌ濃度の金属間化合物
の主ピーク（およそ４３．３°）でのピーク高さであ
り，Ｐ２はＡｌＦｅおよびＡｌＦｅ3 の主ピーク（およ
そ４３．７°）でのピーク高さである。実施例１におい
て，ピーク比は４０％である。
比（Ｐ：％）を次式により求めた： Ｐ（％）＝１００×Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２） ここに，Ｐ１はＡｌ2 Ｆｅ，Ａｌ3 Ｆｅ，Ａｌ5 Ｆｅ2,
およびＡｌ13Ｆｅ4 のような高Ａｌ濃度の金属間化合物
の主ピーク（およそ４３．３°）でのピーク高さであ
り，Ｐ２はＡｌＦｅおよびＡｌＦｅ3 の主ピーク（およ
そ４３．７°）でのピーク高さである。実施例１におい
て，ピーク比は４０％である。
【００２８】拡散層の外表面からおよそ２μｍの深さ内
に含まれるＡｌ含有量がＸ線マイクロアナリシス法によ
り決定された。実施例１において，そのＡｌ含有量は４
５重量％である。ここに，重量％は拡散層のおよそ２μ
ｍ深さの領域の総重量に基づくものである。実施例１と
同様の分析および測定が以下に示す実施例と比較例に対
しても実施された。
に含まれるＡｌ含有量がＸ線マイクロアナリシス法によ
り決定された。実施例１において，そのＡｌ含有量は４
５重量％である。ここに，重量％は拡散層のおよそ２μ
ｍ深さの領域の総重量に基づくものである。実施例１と
同様の分析および測定が以下に示す実施例と比較例に対
しても実施された。
【００２９】（実施例２）厚さ０．２ｍｍの高炭素ステ
ンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して２０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，９７５℃の温度で１２０秒間の熱処理
を施し，その後１５℃／秒の冷却速度で冷却することに
より実施例２の鉄基合金部材を得た。
ンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して２０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，９７５℃の温度で１２０秒間の熱処理
を施し，その後１５℃／秒の冷却速度で冷却することに
より実施例２の鉄基合金部材を得た。
【００３０】この鉄基合金部材は，２０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
４８０で，拡散層の表面硬度は１０２０である。 （実施例３）厚さ０．１ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１６．５重
量％のＣｒ，０．４重量％のＭｏ，０．９重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。厚みが１５μｍのアル
ミ箔を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層
体を圧延して０．１２ｍｍの厚みを有するＡｌ被覆基材
を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気中，１
０００℃の温度で３０秒間の熱処理を施し，その後１０
℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施例３の鉄基
合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
４８０で，拡散層の表面硬度は１０２０である。 （実施例３）厚さ０．１ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１６．５重
量％のＣｒ，０．４重量％のＭｏ，０．９重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。厚みが１５μｍのアル
ミ箔を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層
体を圧延して０．１２ｍｍの厚みを有するＡｌ被覆基材
を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気中，１
０００℃の温度で３０秒間の熱処理を施し，その後１０
℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施例３の鉄基
合金部材を得た。
【００３１】この鉄基合金部材は，１３μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５００で，拡散層の表面硬度は１０００である。 （実施例４）厚さ０．２ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１２．５重
量％のＣｒ，０．７重量％の炭素，残りが鉄で構成され
ている。アルミ箔を基材の両面に配置して積層体を得た
後，その積層体を圧延して８μｍの厚みのアルミニウム
層（Ａｌ層）を有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基
材に，表１に示すような大気中，９００℃の温度で１８
０秒間の熱処理を施し，その後３０℃／秒の冷却速度で
冷却することにより実施例４の鉄基合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５００で，拡散層の表面硬度は１０００である。 （実施例４）厚さ０．２ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１２．５重
量％のＣｒ，０．７重量％の炭素，残りが鉄で構成され
ている。アルミ箔を基材の両面に配置して積層体を得た
後，その積層体を圧延して８μｍの厚みのアルミニウム
層（Ａｌ層）を有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基
材に，表１に示すような大気中，９００℃の温度で１８
０秒間の熱処理を施し，その後３０℃／秒の冷却速度で
冷却することにより実施例４の鉄基合金部材を得た。
【００３２】この鉄基合金部材は，８μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
２０で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例５）厚さ０．３ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１４重量％
のＣｒ，１．１重量％の炭素，残りが鉄で構成されてい
る。アルミ箔を基材の両面に配置して積層体を得た後，
その積層体を圧延して１５μｍの厚みのアルミニウム層
（Ａｌ層）を有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材
に，表１に示すような大気中，１１００℃の温度で１５
秒間の熱処理を施し，その後２０℃／秒の冷却速度で冷
却することにより実施例５の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
２０で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例５）厚さ０．３ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１４重量％
のＣｒ，１．１重量％の炭素，残りが鉄で構成されてい
る。アルミ箔を基材の両面に配置して積層体を得た後，
その積層体を圧延して１５μｍの厚みのアルミニウム層
（Ａｌ層）を有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材
に，表１に示すような大気中，１１００℃の温度で１５
秒間の熱処理を施し，その後２０℃／秒の冷却速度で冷
却することにより実施例５の鉄基合金部材を得た。
【００３３】この鉄基合金部材は，１５μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５５０で，拡散層の表面硬度は８１０である。 （実施例６）厚さ０．１８ｍｍの高炭素ステンレス鋼を
基材として使用した。このステンレス鋼は，１４重量％
のＣｒ，１．０重量％の炭素，残りが鉄で構成されてい
る。厚みが３μｍのＡｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法によ
り基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を得た。この被覆
基材に，表１に示すようなアルゴンと窒素の混合ガス雰
囲気中，１０００℃の温度で１５秒間の熱処理を施し，
その後１０℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施
例６の鉄基合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５５０で，拡散層の表面硬度は８１０である。 （実施例６）厚さ０．１８ｍｍの高炭素ステンレス鋼を
基材として使用した。このステンレス鋼は，１４重量％
のＣｒ，１．０重量％の炭素，残りが鉄で構成されてい
る。厚みが３μｍのＡｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法によ
り基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を得た。この被覆
基材に，表１に示すようなアルゴンと窒素の混合ガス雰
囲気中，１０００℃の温度で１５秒間の熱処理を施し，
その後１０℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施
例６の鉄基合金部材を得た。
【００３４】この鉄基合金部材は，３μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
５０で，拡散層の表面硬度は７００である。 （実施例７）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５
重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔を基材の両面
に配置して積層物を得た後，その積層物を圧延して１０
μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を有するＡｌ被
覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，９７５℃の温度で３０秒間の熱処理を施し，その後
１５℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施例７の
鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
５０で，拡散層の表面硬度は７００である。 （実施例７）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５
重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔を基材の両面
に配置して積層物を得た後，その積層物を圧延して１０
μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を有するＡｌ被
覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，９７５℃の温度で３０秒間の熱処理を施し，その後
１５℃／秒の冷却速度で冷却することにより実施例７の
鉄基合金部材を得た。
【００３５】この鉄基合金部材は，１０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５００で，拡散層の表面硬度は１１４０である。 （実施例８）厚さ０．５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５重
量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。厚みが６μｍのアルミ
箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，その積層物
を圧延してＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１
に示すような大気中，９２５℃の温度で６０秒間の熱処
理を施し，その後３０℃／秒の冷却速度で冷却すること
により実施例８の鉄基合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５００で，拡散層の表面硬度は１１４０である。 （実施例８）厚さ０．５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基
材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５重
量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。厚みが６μｍのアルミ
箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，その積層物
を圧延してＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１
に示すような大気中，９２５℃の温度で６０秒間の熱処
理を施し，その後３０℃／秒の冷却速度で冷却すること
により実施例８の鉄基合金部材を得た。
【００３６】この鉄基合金部材は，５μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は１１５０である。 （実施例９）厚さ２ｍｍの高炭素ステンレス鋼を基材と
して使用した。このステンレス鋼は，１３．５重量％の
Ｃｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭素，残り
が鉄で構成されている。厚みが３０μｍのＡｌ被覆層を
Ａｌの真空蒸着法により基材の両面に形成し，Ａｌ被覆
基材を得た。この被覆基材に，表１に示すようなアルゴ
ンと窒素の混合ガス雰囲気中，１１００℃の温度で９０
秒間の熱処理を施し，その後２０℃／秒の冷却速度で冷
却することにより実施例９の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は１１５０である。 （実施例９）厚さ２ｍｍの高炭素ステンレス鋼を基材と
して使用した。このステンレス鋼は，１３．５重量％の
Ｃｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭素，残り
が鉄で構成されている。厚みが３０μｍのＡｌ被覆層を
Ａｌの真空蒸着法により基材の両面に形成し，Ａｌ被覆
基材を得た。この被覆基材に，表１に示すようなアルゴ
ンと窒素の混合ガス雰囲気中，１１００℃の温度で９０
秒間の熱処理を施し，その後２０℃／秒の冷却速度で冷
却することにより実施例９の鉄基合金部材を得た。
【００３７】この鉄基合金部材は，３０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５５０で，拡散層の表面硬度は６３０である。 （実施例１０）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量
％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．
１重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが１３μｍ
のアルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，そ
の積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材
を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にそ
の厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示
すようなアルゴンガス中，５５０℃の温度で２時間の熱
処理を施し，実施例１０の鉄基合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
５５０で，拡散層の表面硬度は６３０である。 （実施例１０）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量
％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．
１重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが１３μｍ
のアルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，そ
の積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材
を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にそ
の厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示
すようなアルゴンガス中，５５０℃の温度で２時間の熱
処理を施し，実施例１０の鉄基合金部材を得た。
【００３８】この鉄基合金部材は，５μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
５０で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例１１）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量
％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０.
１重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが９μｍの
アルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，その
積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材を
得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にその
厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示す
ようなアルゴンガス中，５００℃の温度で４時間の熱処
理を施し，実施例１１の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
５０で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例１１）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量
％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０.
１重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが９μｍの
アルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，その
積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材を
得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にその
厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示す
ようなアルゴンガス中，５００℃の温度で４時間の熱処
理を施し，実施例１１の鉄基合金部材を得た。
【００３９】この鉄基合金部材は，３μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例１２）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量
％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．
０５重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが９μｍ
のアルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，そ
の積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材
を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にそ
の厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示
すようなアルゴンガス中，６００℃の温度で２時間の熱
処理を施し，実施例１２の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例１２）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量
％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．
０５重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが９μｍ
のアルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，そ
の積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材
を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にそ
の厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示
すようなアルゴンガス中，６００℃の温度で２時間の熱
処理を施し，実施例１２の鉄基合金部材を得た。
【００４０】この鉄基合金部材は，３μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
００で，拡散層の表面硬度は８５０である。 （実施例１３）厚さ１ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼を
基材として使用した。このステンレス鋼は１６重量％の
Ｃｒ，４重量％のＮｉ，４重量％Ｃｕ，残りが鉄で構成
されている。厚みが６μｍのアルミ箔を基材の両面に配
置して積層物を得た後，その積層物を圧延してＡｌ被覆
基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，４９０℃の温度で４時間の熱処理を施し，実施例１
３の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
００で，拡散層の表面硬度は８５０である。 （実施例１３）厚さ１ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼を
基材として使用した。このステンレス鋼は１６重量％の
Ｃｒ，４重量％のＮｉ，４重量％Ｃｕ，残りが鉄で構成
されている。厚みが６μｍのアルミ箔を基材の両面に配
置して積層物を得た後，その積層物を圧延してＡｌ被覆
基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，４９０℃の温度で４時間の熱処理を施し，実施例１
３の鉄基合金部材を得た。
【００４１】この鉄基合金部材は，５μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
００で，拡散層の表面硬度は１１５０である。 （実施例１４）厚さ０．２ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１７重量
％のＣｒ，７重量％のＮｉ，１重量％Ａｌ，残りが鉄で
構成されている。固溶化熱処理が１０００℃で基材に施
された。厚みが６μｍのアルミ箔をこの処理基材の両面
に配置して積層物を得た後，その積層物を圧延してＡｌ
被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大
気中，５７５℃の温度で１．５時間の熱処理を施し，実
施例１４の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
００で，拡散層の表面硬度は１１５０である。 （実施例１４）厚さ０．２ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１７重量
％のＣｒ，７重量％のＮｉ，１重量％Ａｌ，残りが鉄で
構成されている。固溶化熱処理が１０００℃で基材に施
された。厚みが６μｍのアルミ箔をこの処理基材の両面
に配置して積層物を得た後，その積層物を圧延してＡｌ
被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大
気中，５７５℃の温度で１．５時間の熱処理を施し，実
施例１４の鉄基合金部材を得た。
【００４２】この鉄基合金部材は，６μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
００で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例１５）厚さ０．２ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１７重量
％のＣｒ，７重量％のＮｉ，１重量％Ａｌ，残りが鉄で
構成されている。固溶化熱処理が１０５０℃で基材に施
された。厚みが３μｍのＡｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法
により基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を得た。この
被覆基材に，表１に示すような大気中，５７５℃の温度
で１．５時間の熱処理を施し，実施例１５の鉄基合金部
材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
００で，拡散層の表面硬度は１１００である。 （実施例１５）厚さ０．２ｍｍの析出硬化型ステンレス
鋼を基材として使用した。このステンレス鋼は１７重量
％のＣｒ，７重量％のＮｉ，１重量％Ａｌ，残りが鉄で
構成されている。固溶化熱処理が１０５０℃で基材に施
された。厚みが３μｍのＡｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法
により基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を得た。この
被覆基材に，表１に示すような大気中，５７５℃の温度
で１．５時間の熱処理を施し，実施例１５の鉄基合金部
材を得た。
【００４３】この鉄基合金部材は，３μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
１０で，拡散層の表面硬度は９５０である。 （比較例１）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５
重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔を基材の両面
に配置して積層体を得た後，その積層体を圧延して１０
μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を有するＡｌ被
覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，１１５０℃の温度で１２０秒間の熱処理を施し，そ
の後２０℃／秒の冷却速度で冷却することにより比較例
１の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
１０で，拡散層の表面硬度は９５０である。 （比較例１）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５
重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔を基材の両面
に配置して積層体を得た後，その積層体を圧延して１０
μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を有するＡｌ被
覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，１１５０℃の温度で１２０秒間の熱処理を施し，そ
の後２０℃／秒の冷却速度で冷却することにより比較例
１の鉄基合金部材を得た。
【００４４】この鉄基合金部材は，１０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３００で，拡散層の表面硬度は４００である。Ｘ線回折
結果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2
Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2, Ａｌ3ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を
含まないことが確認された。一方，別の金属間化合物
（ＡｌＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されてい
ることが確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間
化合物の体積率のみ計算可能であった。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３００で，拡散層の表面硬度は４００である。Ｘ線回折
結果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2
Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2, Ａｌ3ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を
含まないことが確認された。一方，別の金属間化合物
（ＡｌＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されてい
ることが確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間
化合物の体積率のみ計算可能であった。
【００４５】（比較例２）厚さ０．１８ｍｍの高炭素ス
テンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して１０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，８５０℃の温度で６０秒間の熱処理を
施し，その後３０℃／秒の冷却速度で冷却することによ
り比較例２の鉄基合金部材を得た。
テンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して１０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，８５０℃の温度で６０秒間の熱処理を
施し，その後３０℃／秒の冷却速度で冷却することによ
り比較例２の鉄基合金部材を得た。
【００４６】この鉄基合金部材は，１０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３５０で，拡散層の表面硬度は１２００である。 （比較例３）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５
重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔を基材の両面
に配置して積層体を得た後，その積層体を圧延して１０
μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を有するＡｌ被
覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，９７５℃の温度で５秒間の熱処理を施し，その後１
５℃／秒の冷却速度で冷却することにより比較例３の鉄
基合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３５０で，拡散層の表面硬度は１２００である。 （比較例３）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，１３．５
重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．４重量％の炭
素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔を基材の両面
に配置して積層体を得た後，その積層体を圧延して１０
μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を有するＡｌ被
覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示すような大気
中，９７５℃の温度で５秒間の熱処理を施し，その後１
５℃／秒の冷却速度で冷却することにより比較例３の鉄
基合金部材を得た。
【００４７】この鉄基合金部材は，１０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３５０で，拡散層の表面硬度は３５０である。Ｘ線回折
結果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2
Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含
まないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａ
ｌＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されているこ
とが確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合
物の体積率のみ計算可能であった。また，拡散層は純Ａ
ｌを含むことも確認されている。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３５０で，拡散層の表面硬度は３５０である。Ｘ線回折
結果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2
Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含
まないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａ
ｌＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されているこ
とが確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合
物の体積率のみ計算可能であった。また，拡散層は純Ａ
ｌを含むことも確認されている。
【００４８】（比較例４）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ス
テンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して１０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，９７５℃の温度で２４０秒間の熱処理
を施し，その後１５℃／秒の冷却速度で冷却することに
より比較例４の鉄基合金部材を得た。
テンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して１０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，９７５℃の温度で２４０秒間の熱処理
を施し，その後１５℃／秒の冷却速度で冷却することに
より比較例４の鉄基合金部材を得た。
【００４９】この鉄基合金部材は，１０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
４００で，拡散層の表面硬度は４５０である。Ｘ線回折
結果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2
Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含
まないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａ
ｌＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されているこ
とが確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合
物の体積率のみ計算可能であった。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
４００で，拡散層の表面硬度は４５０である。Ｘ線回折
結果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2
Ｆｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含
まないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａ
ｌＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されているこ
とが確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合
物の体積率のみ計算可能であった。
【００５０】（比較例５）厚さ０．１５ｍｍの高炭素ス
テンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して１０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，９７５℃の温度で３０秒間の熱処理を
施し，その後３℃／秒の冷却速度で冷却することにより
比較例５の鉄基合金部材を得た。
テンレス鋼が基材として使用された。このステンレス鋼
は，１３．５重量％のＣｒ，１．２重量％のＭｏ，０．
４重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。アルミ箔
を基材の両面に配置して積層体を得た後，その積層体を
圧延して１０μｍの厚みのアルミニウム層（Ａｌ層）を
有するＡｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示
すような大気中，９７５℃の温度で３０秒間の熱処理を
施し，その後３℃／秒の冷却速度で冷却することにより
比較例５の鉄基合金部材を得た。
【００５１】この鉄基合金部材は，１０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３８０で，拡散層の表面硬度は１１５０である。 （比較例６）厚さ３ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基材と
して使用された。このステンレス鋼は，１４重量％のＣ
ｒ，０．２重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。
６０μｍの厚みを有するアルミニウム層（Ａｌ層）を電
気メッキ法により基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を
得た。この被覆基材に，表１に示すような大気中，１１
００℃の温度で１５０秒間の熱処理を施し，その後６０
℃／秒の冷却速度で冷却することにより比較例６の鉄基
合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は
３８０で，拡散層の表面硬度は１１５０である。 （比較例６）厚さ３ｍｍの高炭素ステンレス鋼が基材と
して使用された。このステンレス鋼は，１４重量％のＣ
ｒ，０．２重量％の炭素，残りが鉄で構成されている。
６０μｍの厚みを有するアルミニウム層（Ａｌ層）を電
気メッキ法により基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を
得た。この被覆基材に，表１に示すような大気中，１１
００℃の温度で１５０秒間の熱処理を施し，その後６０
℃／秒の冷却速度で冷却することにより比較例６の鉄基
合金部材を得た。
【００５２】この鉄基合金部材は，６０μｍの厚みを有
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有する。基材のビッカース硬度
は４６０で，拡散層の表面硬度は９５０である。 （比較例７）厚さ０．２７ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，９重量％
のＣｒ，０．５重量％の炭素，残りが鉄で構成されてい
る。厚みが１μｍのＡｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法によ
り基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を得た。この被覆
基材に，表１に示すような大気中，９５０℃の温度で１
５秒の熱処理を施し，その後１０℃／秒の冷却速度で冷
却することにより比較例７の鉄基合金部材を得た。
するＦｅ−Ａｌ拡散層を有する。基材のビッカース硬度
は４６０で，拡散層の表面硬度は９５０である。 （比較例７）厚さ０．２７ｍｍの高炭素ステンレス鋼が
基材として使用された。このステンレス鋼は，９重量％
のＣｒ，０．５重量％の炭素，残りが鉄で構成されてい
る。厚みが１μｍのＡｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法によ
り基材の両面に形成し，Ａｌ被覆基材を得た。この被覆
基材に，表１に示すような大気中，９５０℃の温度で１
５秒の熱処理を施し，その後１０℃／秒の冷却速度で冷
却することにより比較例７の鉄基合金部材を得た。
【００５３】この鉄基合金部材は，１μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０である。拡散層の厚さが薄いため，拡散層の表面硬
度，Ａｌ含有量，ピーク比および体積率は計算できなか
った。 （比較例８）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼
を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量％
のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．０
５重量％，残りが鉄で構成されている。基材は０．２ｍ
ｍの厚みになるように冷間圧延された。厚みが１μｍの
Ａｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法により基材の両面に形成
し，Ａｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示す
ようなアルゴンガス中，６００℃の温度で２時間の熱処
理を施し，比較例８の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０である。拡散層の厚さが薄いため，拡散層の表面硬
度，Ａｌ含有量，ピーク比および体積率は計算できなか
った。 （比較例８）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼
を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量％
のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．０
５重量％，残りが鉄で構成されている。基材は０．２ｍ
ｍの厚みになるように冷間圧延された。厚みが１μｍの
Ａｌ被覆層をＡｌの真空蒸着法により基材の両面に形成
し，Ａｌ被覆基材を得た。この被覆基材に，表１に示す
ようなアルゴンガス中，６００℃の温度で２時間の熱処
理を施し，比較例８の鉄基合金部材を得た。
【００５４】この鉄基合金部材は，１μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
００である。拡散層の厚さが薄いため，拡散層の表面硬
度，Ａｌ含有量，ピーク比および体積率は計算できなか
った。 （比較例９）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼
を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量％
のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．０
５重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが９μｍの
アルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，その
積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材を
得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にその
厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示す
ようなアルゴンガス中，６００℃の温度で０．３時間の
熱処理を施し，比較例９の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は５
００である。拡散層の厚さが薄いため，拡散層の表面硬
度，Ａｌ含有量，ピーク比および体積率は計算できなか
った。 （比較例９）厚さ０．５ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼
を基材として使用した。このステンレス鋼は１８重量％
のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素の合計が０．０
５重量％，残りが鉄で構成されている。厚みが９μｍの
アルミ箔を基材の両面に配置して積層物を得た後，その
積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍのＡｌ被覆基材を
得た。この被覆基材をさらに冷間圧延して最終的にその
厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材に，表１に示す
ようなアルゴンガス中，６００℃の温度で０．３時間の
熱処理を施し，比較例９の鉄基合金部材を得た。
【００５５】この鉄基合金部材は，３μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
００で，拡散層の表面硬度は３００である。Ｘ線回折結
果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2 Ｆ
ｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含ま
ないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａｌ
ＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されていること
が確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合物
の体積率のみ計算可能であった。また，拡散層は純Ａｌ
を含むことも確認されている。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
００で，拡散層の表面硬度は３００である。Ｘ線回折結
果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2 Ｆ
ｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含ま
ないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａｌ
ＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されていること
が確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合物
の体積率のみ計算可能であった。また，拡散層は純Ａｌ
を含むことも確認されている。
【００５６】（比較例１０）厚さ０．５ｍｍの析出硬化
型ステンレス鋼を基材として使用した。このステンレス
鋼は１８重量％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素
の合計が０．０５重量％，残りが鉄で構成されている。
厚みが９μｍのアルミ箔を基材の両面に配置して積層物
を得た後，その積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍの
Ａｌ被覆基材を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延し
て最終的にその厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材
に，表１に示すようなアルゴンガス中，６００℃の温度
で６時間の熱処理を施し，比較例１０の鉄基合金部材を
得た。
型ステンレス鋼を基材として使用した。このステンレス
鋼は１８重量％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素
の合計が０．０５重量％，残りが鉄で構成されている。
厚みが９μｍのアルミ箔を基材の両面に配置して積層物
を得た後，その積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍの
Ａｌ被覆基材を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延し
て最終的にその厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材
に，表１に示すようなアルゴンガス中，６００℃の温度
で６時間の熱処理を施し，比較例１０の鉄基合金部材を
得た。
【００５７】この鉄基合金部材は，３μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は４５０である。Ｘ線回折結
果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2 Ｆ
ｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含ま
ないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａｌ
ＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されていること
が確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合物
の体積率のみ計算可能であった。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は４５０である。Ｘ線回折結
果より，拡散層は高Ａｌ濃度の金属間化合物（Ａｌ2 Ｆ
ｅ, Ａｌ5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4)を含ま
ないことが確認された。一方，別の金属間化合物（Ａｌ
ＦｅおよびＡｌＦｅ3)は拡散層内に形成されていること
が確認されたので，拡散層中のＦｅ−Ａｌ金属間化合物
の体積率のみ計算可能であった。
【００５８】（比較例１１）厚さ０．５ｍｍの析出硬化
型ステンレス鋼を基材として使用した。このステンレス
鋼は１８重量％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素
の合計が０．０５重量％，残りが鉄で構成されている。
厚みが９μｍのアルミ箔を基材の両面に配置して積層物
を得た後，その積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍの
Ａｌ被覆基材を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延し
て最終的にその厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材
に，表１に示すようなアルゴンガス中，６５０℃の温度
で２時間の熱処理を施し，比較例１１の鉄基合金部材を
得た。
型ステンレス鋼を基材として使用した。このステンレス
鋼は１８重量％のＣｒ，１２重量％のＮｉ，炭素と窒素
の合計が０．０５重量％，残りが鉄で構成されている。
厚みが９μｍのアルミ箔を基材の両面に配置して積層物
を得た後，その積層物を圧延して厚みが０．４８ｍｍの
Ａｌ被覆基材を得た。この被覆基材をさらに冷間圧延し
て最終的にその厚みを０．２ｍｍにした。この被覆基材
に，表１に示すようなアルゴンガス中，６５０℃の温度
で２時間の熱処理を施し，比較例１１の鉄基合金部材を
得た。
【００５９】この鉄基合金部材は，３μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は５００である。 （比較例１２）厚さ１ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼を
基材として使用した。このステンレス鋼は１６重量％の
Ｃｒ，４重量％のＮｉ，４重量％Ｃｕ，残りが鉄で構成
されている。固溶化熱処理が１０５０℃で基材に施され
た。厚みが６μｍのアルミ箔をこの処理基材の両面に配
置して積層物を得た後，その積層物を圧延してＡｌ被覆
基材を得た。この被覆基材に，表１に示すようなアルゴ
ンガス中，４００℃の温度で４時間の熱処理を施し，比
較例１２の鉄基合金部材を得た。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は４
５０で，拡散層の表面硬度は５００である。 （比較例１２）厚さ１ｍｍの析出硬化型ステンレス鋼を
基材として使用した。このステンレス鋼は１６重量％の
Ｃｒ，４重量％のＮｉ，４重量％Ｃｕ，残りが鉄で構成
されている。固溶化熱処理が１０５０℃で基材に施され
た。厚みが６μｍのアルミ箔をこの処理基材の両面に配
置して積層物を得た後，その積層物を圧延してＡｌ被覆
基材を得た。この被覆基材に，表１に示すようなアルゴ
ンガス中，４００℃の温度で４時間の熱処理を施し，比
較例１２の鉄基合金部材を得た。
【００６０】この鉄基合金部材は，５μｍの厚みを有す
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は３
００で，拡散層の表面硬度は２５０である。また，拡散
層に純Ａｌが含まれていることが確認された。実施例１
〜１５および比較例１〜１２において，基材の組成およ
び熱処理条件が表１にまとめられている。また，Ｆｅ−
Ａｌ拡散層の厚さ（μｍ）および表面硬度（Ｈｖ），拡
散層の外表面からおよそ２μｍの深さ内に含まれるＡｌ
含有量（重量％），拡散層の全体積に対するＦｅ−Ａｌ
金属間化合物の体積率(vol％），金属間化合物のＸ線ピ
ーク比（％）および基材のビッカース硬度（Ｈｖ）が表
２に示されている。
るＦｅ−Ａｌ拡散層を有し，基材のビッカース硬度は３
００で，拡散層の表面硬度は２５０である。また，拡散
層に純Ａｌが含まれていることが確認された。実施例１
〜１５および比較例１〜１２において，基材の組成およ
び熱処理条件が表１にまとめられている。また，Ｆｅ−
Ａｌ拡散層の厚さ（μｍ）および表面硬度（Ｈｖ），拡
散層の外表面からおよそ２μｍの深さ内に含まれるＡｌ
含有量（重量％），拡散層の全体積に対するＦｅ−Ａｌ
金属間化合物の体積率(vol％），金属間化合物のＸ線ピ
ーク比（％）および基材のビッカース硬度（Ｈｖ）が表
２に示されている。
【００６１】
【表１】
【００６２】
【表２】
【００６３】図６は上記実施例と比較例の結果に基づい
て求められた拡散層の表面硬度（縦軸）と拡散層のＡｌ
含有量（横軸）との関係を示している。Ａｌ含有量が３
５〜６５重量％の範囲内にある時，６００〜１２００の
間の高い硬度が得られることが図６の曲線から理解され
るだろう。反対に，Ａｌ含有量が３５重量％以下であっ
たり，６５重量％以上であったりすると，拡散層の硬度
が著しく低下することがわかる。
て求められた拡散層の表面硬度（縦軸）と拡散層のＡｌ
含有量（横軸）との関係を示している。Ａｌ含有量が３
５〜６５重量％の範囲内にある時，６００〜１２００の
間の高い硬度が得られることが図６の曲線から理解され
るだろう。反対に，Ａｌ含有量が３５重量％以下であっ
たり，６５重量％以上であったりすると，拡散層の硬度
が著しく低下することがわかる。
【００６４】比較例６では拡散層の硬度が９５０で，基
材の硬度が４６０であり，それぞれ高い硬度を示してい
るが，電気カミソリ用刃をこの比較例６の鉄基合金部材
で作成したところ，拡散層の厚さが厚い（＝６０μｍ）
ため刃先で多数の欠けが発生した。図７は上記実施例と
比較例の結果に基づいて求められた拡散層の表面硬度
（縦軸）とピーク比（横軸）との関係を示している。ピ
ーク比が１０％あるいはそれ以上である時，６００〜１
２００の間の高い硬度が得られることが図７の曲線から
理解されるだろう。
材の硬度が４６０であり，それぞれ高い硬度を示してい
るが，電気カミソリ用刃をこの比較例６の鉄基合金部材
で作成したところ，拡散層の厚さが厚い（＝６０μｍ）
ため刃先で多数の欠けが発生した。図７は上記実施例と
比較例の結果に基づいて求められた拡散層の表面硬度
（縦軸）とピーク比（横軸）との関係を示している。ピ
ーク比が１０％あるいはそれ以上である時，６００〜１
２００の間の高い硬度が得られることが図７の曲線から
理解されるだろう。
【００６５】このように，本発明の鉄基合金部材は基材
のビッカース硬度を４００あるいはそれ以上に保ちつ
つ，拡散層の高い硬度を提供するので，電気カミソリや
バリカン等の刃や歯車や軸受けのような摺動部材に好ん
で使用されるだろう。
のビッカース硬度を４００あるいはそれ以上に保ちつ
つ，拡散層の高い硬度を提供するので，電気カミソリや
バリカン等の刃や歯車や軸受けのような摺動部材に好ん
で使用されるだろう。
【００６６】
【発明の効果】上記のように本発明の鉄基合金部材は，
４００あるいはそれ以上のビッカース硬度を有するＦｅ
−Ｃｒ系ステンレス鋼の基材とその基材の表面に以下の
特徴，(1）拡散層の厚さは２〜５０μｍの範囲である，
(2）拡散層は，拡散層の全体積に対して少なくとも９０
体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含む，(3）拡散層の
表面から少なくとも２μｍ深さまでのＡｌ含有量は３５
〜６５重量％である（ここに重量％は拡散層の少なくと
も２μｍ深さまでの領域の総重量に基づくものである),
を有するＡｌ−Ｆｅ拡散層で構成されており，その結
果，基材の強度と靱性を損なうことなく高い表面硬度と
耐摩耗性を提供できるものである。また，Ａｌ−Ｆｅ拡
散層は，熱処理中に基材の金属元素，例えば，Ｆｅおよ
びＣｒ，と基材上のアルミニウム層のＡｌの間での相互
拡散を介して形成されるので，拡散層と基材との間に優
れた密着性を提供することが可能である。
４００あるいはそれ以上のビッカース硬度を有するＦｅ
−Ｃｒ系ステンレス鋼の基材とその基材の表面に以下の
特徴，(1）拡散層の厚さは２〜５０μｍの範囲である，
(2）拡散層は，拡散層の全体積に対して少なくとも９０
体積％のＡｌ−Ｆｅ金属間化合物を含む，(3）拡散層の
表面から少なくとも２μｍ深さまでのＡｌ含有量は３５
〜６５重量％である（ここに重量％は拡散層の少なくと
も２μｍ深さまでの領域の総重量に基づくものである),
を有するＡｌ−Ｆｅ拡散層で構成されており，その結
果，基材の強度と靱性を損なうことなく高い表面硬度と
耐摩耗性を提供できるものである。また，Ａｌ−Ｆｅ拡
散層は，熱処理中に基材の金属元素，例えば，Ｆｅおよ
びＣｒ，と基材上のアルミニウム層のＡｌの間での相互
拡散を介して形成されるので，拡散層と基材との間に優
れた密着性を提供することが可能である。
【００６７】また，拡散層の厚みを５〜１５μｍとする
ことによって，本発明の鉄基合金部材をシャープエッジ
を有する刃物，例えば，電気カミソリやバリカン等の刃
材料として使用する場合に，エッジでの欠けの発生を防
ぐことができ，結果的に高い硬度と耐摩耗性に優れたシ
ャープエッジを提供することができるのである。
ことによって，本発明の鉄基合金部材をシャープエッジ
を有する刃物，例えば，電気カミソリやバリカン等の刃
材料として使用する場合に，エッジでの欠けの発生を防
ぐことができ，結果的に高い硬度と耐摩耗性に優れたシ
ャープエッジを提供することができるのである。
【図１】Ａｌ，ＦｅおよびＣｒのＥＰＭＡ(Electron Pr
obe Micro Analysis）プロファイルを有する，本発明の
鉄基合金部材の断面ＳＥＭ写真である。
obe Micro Analysis）プロファイルを有する，本発明の
鉄基合金部材の断面ＳＥＭ写真である。
【図２】図１のＥＰＭＡプロファイルの説明図である。
【図３】鉄基合金部材の拡散層の外表面から深さ方向に
おけるＡｌおよびＣｒ含有量の変化を示すグラフであ
る。
おけるＡｌおよびＣｒ含有量の変化を示すグラフであ
る。
【図４】拡散層の外表面から深さ方向におけるビッカー
ス硬度の変化を示すグラフである。
ス硬度の変化を示すグラフである。
【図５】拡散層の外表面でのＸ線回折を介して得られる
Ｘ線回折プロファイルである。
Ｘ線回折プロファイルである。
【図６】拡散層の表面硬度（縦軸）と拡散層の外表面か
らおよそ２μｍの深さ内のＡｌ含有量（横軸）との関係
を示すグラフである。
らおよそ２μｍの深さ内のＡｌ含有量（横軸）との関係
を示すグラフである。
【図７】拡散層の表面硬度（縦軸）とＦｅ−Ａｌ金属間
化合物のピーク比（横軸）との関係を示すグラフであ
る。
化合物のピーク比（横軸）との関係を示すグラフであ
る。
２１ アルミニウムのＥＰＭＡプロファイル ２２ 鉄のＥＰＭＡプロファイル ２３ クロムのＥＰＭＡプロファイル ２４ ニッケル被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 修司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 山田 廣志 愛知県春日井市高森台１−12−24 (72)発明者 岩根 文男 愛知県名古屋市南区泉楽通４−７−３ 真 栄マンション泉楽602
Claims (8)
- 【請求項１】 以下の構成よりなるＦｅ−Ａｌ拡散層を
有する鉄基合金部材：Ｆｅ−Ｃｒ系ステンレス鋼でなる
基材，基材の硬度はビッカース硬度で４００あるいはそ
れ以上である；および基材表面に形成されたＦｅ−Ａｌ
拡散層，前記拡散層の厚さは２〜５０μｍである，前記
拡散層は拡散層の全体積に対して少なくとも９０体積％
のＦｅ−Ａｌ金属間化合物を含む，前記拡散層の表面か
ら少なくとも２μｍ深さまでのＡｌ含有量は３５〜６５
重量％である，ここに重量％は拡散層の少なくとも２μ
ｍ深さまでの領域の総重量に基づくものである。 - 【請求項２】 前記金属間化合物は，Ａｌ2 Ｆｅ, Ａｌ
5 Ｆｅ2,Ａｌ3 ＦｅおよびＡｌ13Ｆｅ4 からなるグルー
プから選択される少なくとも一つを含むことを特徴とす
る請求項１に記載の鉄基合金部材。 - 【請求項３】 前記拡散層の外表面でのＸ線回折により
得られるＸ線回折プロファイルにおいて，前記金属間化
合物の主ピーク高さをＰ１とし，ＡｌＦｅおよびＡｌＦ
ｅ3 の主ピーク高さをＰ２とするとき，ピーク比（％）
が１００×Ｐ１/(Ｐ１＋Ｐ２）で定義され，前記拡散層
はピーク比が少なくとも１０％となるような量で前記金
属間化合物を含んでいることを特徴とする請求項１に記
載の鉄基合金部材。 - 【請求項４】 前記拡散層の厚みは５〜１５μｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄基合金部材。 - 【請求項５】 前記基材は，６６〜８１．９重量％の
鉄，１５〜２０重量％のクロム，３〜１３重量％のニッ
ケル，および以下の(i）〜(iii）のいずれか一つ： (i）３〜６重量％の銅，(ii)炭素と窒素の合計が０．０
１〜０．２重量％，および(iii）０．５〜２重量％のア
ルミニウム，を含むことを特徴とする請求項１に記載の
鉄基合金部材。 - 【請求項６】 前記基材は，７３〜８９．９重量％の
鉄，１０〜１９重量％のクロム，０．１〜１．２重量％
の炭素，３重量％以下のニッケルを含むことを特徴とす
る請求項１に記載の鉄基合金部材。 - 【請求項７】 以下のステップを含むＦｅ−Ａｌ拡散層
を有する鉄基合金部材の製造方法：基材上にＡｌ表面層
を形成しＡｌ被覆基材を得る，前記基材は，６６〜８
１．９重量％の鉄，１５〜２０重量％のクロム，３〜１
３重量％のニッケル；および以下の(i）〜(iii）のいず
れか一つを含む，(i）３〜６重量％の銅，(ii)炭素と窒
素の合計が０．０１〜０．２重量％以下，および(iii）
０．５〜２重量％のアルミニウム，被覆基材を４５０〜
６００℃の熱処理温度で０．５〜４時間保持し，ビッカ
ース硬度で４００あるいはそれ以上の硬度に基材を硬化
させるとともに，Ａｌ原子の基材への拡散とＦｅ原子の
Ａｌ表面層への拡散の相互拡散に基づいて被覆基材の表
面にＦｅ−Ａｌ拡散層を形成する，前記拡散層は，拡散
層の全体積に対して少なくとも１０体積％のＦｅ−Ａｌ
金属間化合物を含み，かつ拡散層の厚さが２〜５０μｍ
になるように形成される。 - 【請求項８】 以下のステップを含むＦｅ−Ａｌ拡散層
を有する鉄基合金部材の製造方法：基材上にＡｌ表面層
を形成しＡｌ被覆基材を得る，前記基材は，７３〜８
９．９重量％の鉄，１０〜１９重量％のクロム，０．１
〜１．２重量％の炭素，３重量％以下のニッケルを含
む；被覆基材を９００〜１１００℃の熱処理温度で１５
〜１８０秒間保持し，Ａｌ原子の基材への拡散とＦｅ原
子のＡｌ表面層への拡散の相互拡散に基づいて被覆基材
の表面にＦｅ−Ａｌ拡散層を形成する，前記拡散層は，
拡散層の全体積に対して少なくとも１０体積％のＦｅ−
Ａｌ金属間化合物を含み，かつ拡散層の厚さが２〜５０
μｍになるように形成される；前記被覆基材を熱処理温
度から少なくとも１０℃／秒の冷却速度で冷却し，ビッ
カース硬度で４００あるいはそれ以上の硬度に基材を硬
化させる。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14982296A JP3523415B2 (ja) | 1995-05-19 | 1996-05-20 | Ｆｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-121810 | 1995-05-19 | ||
| JP12181095 | 1995-05-19 | ||
| JP14982296A JP3523415B2 (ja) | 1995-05-19 | 1996-05-20 | Ｆｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09104962A true JPH09104962A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3523415B2 JP3523415B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=26459082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14982296A Expired - Fee Related JP3523415B2 (ja) | 1995-05-19 | 1996-05-20 | Ｆｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523415B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001340672A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-11 | Kaijirushi Hamono Kaihatsu Center:Kk | 刃部材及びその刃先の製造方法 |
| WO2010056553A2 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Low-temperature synthesis of integrated coatings for corrosion resistance |
| JP2016514240A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-05-19 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 耐摩耗ピストンリングコーティング |
| JP6954508B1 (ja) * | 2020-07-01 | 2021-10-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ａｌコーティング層付きステンレス鋼板 |
| WO2022004100A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ａｌコーティング層付きステンレス鋼板 |
| WO2023234831A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | Husqvarna Ab | Hybrid coating process by pvd and thermal diffusion |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP14982296A patent/JP3523415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001340672A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-11 | Kaijirushi Hamono Kaihatsu Center:Kk | 刃部材及びその刃先の製造方法 |
| WO2010056553A2 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Low-temperature synthesis of integrated coatings for corrosion resistance |
| WO2010056553A3 (en) * | 2008-11-10 | 2010-08-26 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Low-temperature synthesis of integrated coatings for corrosion resistance |
| US8795845B2 (en) | 2008-11-10 | 2014-08-05 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Low-temperature synthesis of integrated coatings for corrosion resistance |
| JP2016514240A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-05-19 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 耐摩耗ピストンリングコーティング |
| JP6954508B1 (ja) * | 2020-07-01 | 2021-10-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ａｌコーティング層付きステンレス鋼板 |
| WO2022004100A1 (ja) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ａｌコーティング層付きステンレス鋼板 |
| WO2023234831A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | Husqvarna Ab | Hybrid coating process by pvd and thermal diffusion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3523415B2 (ja) | 2004-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2355788C2 (ru) | Стальной лист с высоким содержанием алюминия и способ его производства | |
| FI82844C (fi) | Oxidationsbestaendig metallfolie baserad pao jaern och foerfarande foer dess framstaellning. | |
| EP2495352B1 (en) | Hot-pressed member and process for producing same | |
| JP5476676B2 (ja) | ホットプレス部材及びその製造方法 | |
| EP0743374B1 (en) | Ferrous alloy with Fe-Al diffusion layer and method of making the same | |
| EP0813907A2 (en) | Metal foil material and a method of making it | |
| EP0149655B1 (en) | Diffusion treated hot-dip aluminum coated steel and method or treating | |
| JP7383809B2 (ja) | プレス硬化方法 | |
| JP2006299377A (ja) | 塗料密着性、塗装後耐食性に優れたＡｌ系めっき鋼板及びこれを用いた自動車部材並びにＡｌ系めっき鋼板の製造方法 | |
| CA1232171A (en) | Aluminum coated low-alloy steel foil | |
| WO1999024633A1 (fr) | Acier inoxydable revetu d'un compose intermetallique et son procede de production | |
| EP0846521A2 (en) | Material for use in the manufacture of a catalytic converter | |
| EP0148938A4 (en) | POWDER METAL AND / OR FIRE RESISTANT COATED FERROUS METALS. | |
| JP2009035793A (ja) | 熱間プレス鋼板部材の製造方法 | |
| US4678717A (en) | Powder metal and/or refractory coated ferrous metals | |
| JPH09104962A (ja) | Ｆｅ−Ａｌ拡散層を有する鉄基合金部材およびその製造方法 | |
| US20090104090A1 (en) | In-situ diffusion alloying and pre-oxidation annealing in air of fe-cr-al alloy catalytic converter material | |
| EP0201910B1 (en) | Diffusion alloy steel foil | |
| KR20220072862A (ko) | 프레스 경화 방법 | |
| JP3130470B2 (ja) | プレス加工性及びメッキ密着性に優れる高強度溶融亜鉛メッキ鋼板 | |
| JP3487979B2 (ja) | 拡散接合性に優れたフェライト系ステンレス鋼板及びその製造方法 | |
| JPH09228030A (ja) | 低Ｍｇ濃度の高加工性Ｚｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板及びその製造方法 | |
| JP3030927B2 (ja) | 高温耐食部材およびその製造方法 | |
| JP3463481B2 (ja) | 表面硬化Ｆｅ−Ａｌ系合金の製造方法 | |
| US4666794A (en) | Diffusion treated hot-dip aluminum coated steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031215 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040127 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040206 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |