JPS58161771A - 表面硬化金属及びその製造方法 - Google Patents
表面硬化金属及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS58161771A JPS58161771A JP4352282A JP4352282A JPS58161771A JP S58161771 A JPS58161771 A JP S58161771A JP 4352282 A JP4352282 A JP 4352282A JP 4352282 A JP4352282 A JP 4352282A JP S58161771 A JPS58161771 A JP S58161771A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pure
- furnace
- hardened metal
- pure titanium
- temperature
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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】
本発明は、物にｉ％速切削や重切削などの切削工具の材
料とし１便用するのに適した表面硬化金属及びそのＩＩ
遣ＪｆｆｉＫ関する０従−米、この種の材料とじ１は、
Ｃｏｙ７ｇ粘ＷＩ剤とＬ−ｔＷｃｔｌｌｌｌしたり、６
４い１ｉＷＣ＋ＴｉＣｋＣＯＴ：ｍ曾ｌｌ１ｌｌＩシタ
１１１硬曾金中純直８８．５％ 以上のα−ＡＪ、Ｏ，
を王とし１、ＣｔＬ Ｋ ＭｇＯ１ＣａＯ１Ｎａ、Ｏｌ
へ０、ＳｉＣ％などｔ微量ａｍしたセラミックエＡ材料
ＩＩＩＩかめった。
料とし１便用するのに適した表面硬化金属及びそのＩＩ
遣ＪｆｆｉＫ関する０従−米、この種の材料とじ１は、
Ｃｏｙ７ｇ粘ＷＩ剤とＬ−ｔＷｃｔｌｌｌｌしたり、６
４い１ｉＷＣ＋ＴｉＣｋＣＯＴ：ｍ曾ｌｌ１ｌｌＩシタ
１１１硬曾金中純直８８．５％ 以上のα−ＡＪ、Ｏ，
を王とし１、ＣｔＬ Ｋ ＭｇＯ１ＣａＯ１Ｎａ、Ｏｌ
へ０、ＳｉＣ％などｔ微量ａｍしたセラミックエＡ材料
ＩＩＩＩかめった。
しかし、上記Ｓ鍍曾金は一般に脆さが看しく、切削の１
Ｉｉ１に割れたり欠けたりするケースが多かった０ またセラミックスは上配超−ｔｔＬ以上に脆性で、従う
？ｆＪ１ｍ囲か看しく限定され１いたＯ１！に上記の他
にＴＩＣ基焼結台金に＋ｑ；−ＭＯ曾金を粘ｌＩＮとし
たり、るるいはＣ「、９基焼結曾金ＫＮｉｔ−粘＃１材
としたサーメット工具材料もめるが、この材料も土配超
−会金とほぼ同じぐらいの臆さｔ有し１いた０ なお、炭素鋼工具は温［のよ昇とともに硬さが低下して
しｌうので高速切削に通さず、甘酸工具鋼、肴にｉＩ＆
速度鋼は土配超硬曾金等に比して硬さか着しく低いため
注記が劣つ１いる０本発明に、上記に雁み、超−曾金並
みの畿さｔ−！Ｌ、Ｌかも靭性ｔもたぜ１脆さｔ是正し
た−のｒ侍んとし１なされたものでるり、七〇費旨は成
形した純チタンの表−Ｋｍ！ｌ炭層を形成し１硬化させ
たことに一轡値とする表面硬化金属と、成形した純チタ
ンを真空炉内に入れ、ｃＣＤ＾空炉ｔｊｌｌｉ＠に保ち
つつこの中に一炭票及び旙ｇｔ富むガスを送り込んで上
記純チタノの表面に１！ｌ！炭層を形成し、焼入れによ
つ′を硬化させることｔ脣奮とする表１ａ蒙化金属の製
造方法にろる０すなわち、表面に超硬曾金並みの−さｔ
満たすことにより、高趙切師や重切削等に絶え得ること
ができ、しかも中心部Ｋに靭性を持たせ１脆さｔ是正し
たもの及びその製造方法でめる〇以下、本発明の一実Ｎ
１例を第１図及び系２図ｔ＃照し１峰細に説明する０ 先ず、チタン−塊を熱間るるいは冷間−造又は切削加ニ
ーにより所望形状にＩＩ！を彫加工する。
Ｉｉ１に割れたり欠けたりするケースが多かった０ またセラミックスは上配超−ｔｔＬ以上に脆性で、従う
？ｆＪ１ｍ囲か看しく限定され１いたＯ１！に上記の他
にＴＩＣ基焼結台金に＋ｑ；−ＭＯ曾金を粘ｌＩＮとし
たり、るるいはＣ「、９基焼結曾金ＫＮｉｔ−粘＃１材
としたサーメット工具材料もめるが、この材料も土配超
−会金とほぼ同じぐらいの臆さｔ有し１いた０ なお、炭素鋼工具は温［のよ昇とともに硬さが低下して
しｌうので高速切削に通さず、甘酸工具鋼、肴にｉＩ＆
速度鋼は土配超硬曾金等に比して硬さか着しく低いため
注記が劣つ１いる０本発明に、上記に雁み、超−曾金並
みの畿さｔ−！Ｌ、Ｌかも靭性ｔもたぜ１脆さｔ是正し
た−のｒ侍んとし１なされたものでるり、七〇費旨は成
形した純チタンの表−Ｋｍ！ｌ炭層を形成し１硬化させ
たことに一轡値とする表面硬化金属と、成形した純チタ
ンを真空炉内に入れ、ｃＣＤ＾空炉ｔｊｌｌｉ＠に保ち
つつこの中に一炭票及び旙ｇｔ富むガスを送り込んで上
記純チタノの表面に１！ｌ！炭層を形成し、焼入れによ
つ′を硬化させることｔ脣奮とする表１ａ蒙化金属の製
造方法にろる０すなわち、表面に超硬曾金並みの−さｔ
満たすことにより、高趙切師や重切削等に絶え得ること
ができ、しかも中心部Ｋに靭性を持たせ１脆さｔ是正し
たもの及びその製造方法でめる〇以下、本発明の一実Ｎ
１例を第１図及び系２図ｔ＃照し１峰細に説明する０ 先ず、チタン−塊を熱間るるいは冷間−造又は切削加ニ
ーにより所望形状にＩＩ！を彫加工する。
そして、購１図にボすように、この成形したして真空ポ
ンプ（図示せずンにより真空炉２を臭！にする。
ンプ（図示せずンにより真空炉２を臭！にする。
次にｊ１２ＩＱで示すように真空炉２ｋ”ｆｆｌ熱し、
純チタノｌが＄ ６５０℃になった時、この〃ｕ熱ｋ
一旦中止し１この余熱でしばらくの関このｍｆｔ保持す
る〇 ζＶようＫｍ＊を一旦中止することにより純チタン１０
表ｔｉＫスケール、すなわち熱した並属＠に出来るうろ
こ状の酸化ｑＩＩＪ反Ｍ１４に生じさせｑｌｎための状
雇に保つのでりる。
純チタノｌが＄ ６５０℃になった時、この〃ｕ熱ｋ
一旦中止し１この余熱でしばらくの関このｍｆｔ保持す
る〇 ζＶようＫｍ＊を一旦中止することにより純チタン１０
表ｔｉＫスケール、すなわち熱した並属＠に出来るうろ
こ状の酸化ｑＩＩＪ反Ｍ１４に生じさせｑｌｎための状
雇に保つのでりる。
次に再ｆｆｉ＠して義チタ／ｌが１０５０℃になるまで
上昇さぜる０ こ０時、純チタノｌは真空中に置かれ純チタノｌ゛に優
する雰囲気のガス０分圧が低い１こめ、純チタ／１中の
水素、酸素、ｉ１１１００ガスは大々外気の分圧に平衡
する濃度まで低下しようとし１その残存量ｔＲ１！シく
低減され、硬度にル讐【与えるこれらの不純物ａ除かれ
るＣと（なる。
上昇さぜる０ こ０時、純チタノｌは真空中に置かれ純チタノｌ゛に優
する雰囲気のガス０分圧が低い１こめ、純チタ／１中の
水素、酸素、ｉ１１１００ガスは大々外気の分圧に平衡
する濃度まで低下しようとし１その残存量ｔＲ１！シく
低減され、硬度にル讐【与えるこれらの不純物ａ除かれ
るＣと（なる。
そし１、この温［ｔ−一定に保ちつつプロパン、ブタン
るるいはメタン等Ｏ炭化水素系ガスとＮガスの混合ガス
ｔガス供給口２０より真空炉１円に送り込んでいわゆる
浸炭による表ｌ１ｌｒ硬化処堀【施す０ すなわち上記混合ガスにより還元性の雰囲気ｔ−拝９、
活性化されたＣｔ発生させ１これｔ純チタノｌの表面に
浸炭させ、浸炭層を形成するのでめる〇 例えば、よ紀混酋ガスとし−（Ｌｔ’（ｊ （液化プロ
パ／ガス）とＮガスを用いれば ３ＣａＨｇ ＋ ４ Ｎｌｌ＋” ９ Ｃ＋８ Ｎｔ（
。
るるいはメタン等Ｏ炭化水素系ガスとＮガスの混合ガス
ｔガス供給口２０より真空炉１円に送り込んでいわゆる
浸炭による表ｌ１ｌｒ硬化処堀【施す０ すなわち上記混合ガスにより還元性の雰囲気ｔ−拝９、
活性化されたＣｔ発生させ１これｔ純チタノｌの表面に
浸炭させ、浸炭層を形成するのでめる〇 例えば、よ紀混酋ガスとし−（Ｌｔ’（ｊ （液化プロ
パ／ガス）とＮガスを用いれば ３ＣａＨｇ ＋ ４ Ｎｌｌ＋” ９ Ｃ＋８ Ｎｔ（
。
ＮＨ，田Ｎ＋３？１
となり、このＮとＨｔ−還元剤として炭ＩＲＣと純チタ
ンとｔ直媛化曾させ、炭化＠Ｔ＋Ｃｆ生じさせるのでる
る。
ンとｔ直媛化曾させ、炭化＠Ｔ＋Ｃｆ生じさせるのでる
る。
なお、この時真空炉２の上方に備えたファン３に回転さ
せ、混合ガスかむらなく分布させて浸炭が均一に竹われ
るようにし、また、この時発生する廃カスは排気口２Ｃ
ｔ−介し１真空炉２の外部へ流出さぜる０ この浸炭層の厚さａ１上記ＬＰＧガスとＮガスの１會ガ
スｔ−３ｆｆ？／Ｈで供給した時、３時間で約３ｍｍの
割曾ＩＩｃなるので、所望厚さに応じ１この漏曾ガスの
供給時間ｔｌｉｉｉｌ１ｇｌする。
せ、混合ガスかむらなく分布させて浸炭が均一に竹われ
るようにし、また、この時発生する廃カスは排気口２Ｃ
ｔ−介し１真空炉２の外部へ流出さぜる０ この浸炭層の厚さａ１上記ＬＰＧガスとＮガスの１會ガ
スｔ−３ｆｆ？／Ｈで供給した時、３時間で約３ｍｍの
割曾ＩＩｃなるので、所望厚さに応じ１この漏曾ガスの
供給時間ｔｌｉｉｉｌ１ｇｌする。
浸炭が４当に行われた饋、炉１１【）げ、攪拌しなから
油温ｔ＃６０℃に保持した油中ＶＬ ＃ ｚ分間の虜入
れ【行って急冷させ、値化させる。
油温ｔ＃６０℃に保持した油中ＶＬ ＃ ｚ分間の虜入
れ【行って急冷させ、値化させる。
この時、外周部と中心部とａ熱伝番度のため冷却達ＩＩ
Ｌに大きな差＾を生ずる、いわゆる實童効釆により、中
心部の硬さが減少し、従っ１＠性が増し、外周ｉ１ａ健
く、更に上記浸炭により、より硬くなり、趙−曾金並み
の便さ、すなわちＨＲＣ（ロックウェルＣスケール＊り
７２の硬さが得られるのでるる〇 上記焼入れ終了俊、こｎ【自然放置し１放冷を行い、次
ｉＩｃ機械加工【Ｍして製品化する。
Ｌに大きな差＾を生ずる、いわゆる實童効釆により、中
心部の硬さが減少し、従っ１＠性が増し、外周ｉ１ａ健
く、更に上記浸炭により、より硬くなり、趙−曾金並み
の便さ、すなわちＨＲＣ（ロックウェルＣスケール＊り
７２の硬さが得られるのでるる〇 上記焼入れ終了俊、こｎ【自然放置し１放冷を行い、次
ｉＩｃ機械加工【Ｍして製品化する。
従ってこの製品化されたものはＳｒＭがＨｎＣ７２の硬
さで超硬曾金並みの硬さとなり、しかも中心部は表面は
ど硬くはない靭性を持っているので脆さが是正されるの
でるる。
さで超硬曾金並みの硬さとなり、しかも中心部は表面は
ど硬くはない靭性を持っているので脆さが是正されるの
でるる。
不発明に上記のように表面は超硬曾金並みの硬さで、中
心Ｓに靭性を持たせ１いるので、骨に超硬工具とし″を
便用したとき威力奮発揮する。
心Ｓに靭性を持たせ１いるので、骨に超硬工具とし″を
便用したとき威力奮発揮する。
例えば切削工具とし？９！用したときＬ従来の特休工具
に比べ１約３倍の切削総力がうり、打ち抜き工具は約５
ｆｆｌの耐久力、また引き抜き、紋り加工工具は従来の
ｔのより１０倍の耐久力がでることが実親の結果で立証
されている。
に比べ１約３倍の切削総力がうり、打ち抜き工具は約５
ｆｆｌの耐久力、また引き抜き、紋り加工工具は従来の
ｔのより１０倍の耐久力がでることが実親の結果で立証
されている。
また、チタノは−くしかも装置Ｉ４効釆を肩するので、
？ＩＲＣ５５以上の値さｔ必要とされる時計−とし’Ｌ
％Ｒ用できる。
？ＩＲＣ５５以上の値さｔ必要とされる時計−とし’Ｌ
％Ｒ用できる。
第１図は真空炉内を示す概要図、第２図に純チタンの１
直と時間との関係の−！ｉｊＭ例を示すグラフでめる。 ｌ・・・純テタ／、２・・・真空炉、２ｂ嗜・・ガス供
給口。 第１図 フ 第２図
直と時間との関係の−！ｉｊＭ例を示すグラフでめる。 ｌ・・・純テタ／、２・・・真空炉、２ｂ嗜・・ガス供
給口。 第１図 フ 第２図
Claims (1)
- （１）成形した純チタンの表面に浸炭層ｔ−形成し１ｄ
化させたことｔ−％似とする表面硬化金属０（２）成形
した純チタンを真空炉内に入れ、該真空Ｆｋ扁１に沫ち
つりこの中に炭素及び菫素を言むガス【送り込んで上記
純チタノＯ表面に浸炭層を形成し、Ａ入れに、よって硬
化させるＣとｔ脅値とする表面硬化金属の製造方法０（
３）純チタンが約６５０℃となるまで扉熱し、この温ｆ
ｔ余熱でしばらくの間保持した恢、８加熱して約１０５
０℃まで上昇させ、この温度で炭素及び菫嵩ｔ−せむガ
スを送υ込み、次に６０℃に保った油中に貌入れ？Ｉ−
付うことｔ−籍値とする脅１ｅＦ縛求の範ｖ！Ａ＃Ｉ２
項す己幀の表面硬化金属の製造刀先
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4352282A JPS58161771A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 表面硬化金属及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4352282A JPS58161771A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 表面硬化金属及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161771A true JPS58161771A (ja) | 1983-09-26 |
Family
ID=12666074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4352282A Pending JPS58161771A (ja) | 1982-03-18 | 1982-03-18 | 表面硬化金属及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161771A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4908072A (en) * | 1987-09-10 | 1990-03-13 | Nippon Mining Co., Ltd. | In-process formation of hard surface layer on Ti/Ti alloy having high resistance |
| WO2002053792A1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Centro Sviluppo Materiali S.P.A. | Process for the surface treatment of titanium, items made of or coated with titanium and treated according to such process |
| WO2008124239A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-16 | Swagelok Company | Hybrid carburization with intermediate rapid quench |
-
1982
- 1982-03-18 JP JP4352282A patent/JPS58161771A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4908072A (en) * | 1987-09-10 | 1990-03-13 | Nippon Mining Co., Ltd. | In-process formation of hard surface layer on Ti/Ti alloy having high resistance |
| WO2002053792A1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-11 | Centro Sviluppo Materiali S.P.A. | Process for the surface treatment of titanium, items made of or coated with titanium and treated according to such process |
| WO2008124239A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-16 | Swagelok Company | Hybrid carburization with intermediate rapid quench |
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