JPS583031B2 - ホウ化物被覆金属の製造方法 - Google Patents

ホウ化物被覆金属の製造方法

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JPS583031B2
JPS583031B2 JP14325980A JP14325980A JPS583031B2 JP S583031 B2 JPS583031 B2 JP S583031B2 JP 14325980 A JP14325980 A JP 14325980A JP 14325980 A JP14325980 A JP 14325980A JP S583031 B2 JPS583031 B2 JP S583031B2
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boride
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JP14325980A
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加藤誠
生田史朗
中山登
田口昭
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Agency of Industrial Science and Technology
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は簡便かつ高能率なホウ化物被覆金属の製造方法
に関するものである。
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の鉄族元素、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ
，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の４Ａ族、５Ａ族又ぱ
６Ａ族元素のホウ化物は硬度、耐摩耗性、耐酸化性、耐
焼き付き性、耐食性等にすぐれている。
このため、ホウ化物被覆金属の製造方法が種々検討され
、粉末法，溶融塩浸せき法、溶融塩電解法、気体法など
が提案されている。
しかし、ホウ化剤を粉末状で供給する粉末法はホウ化剤
が不均一に付着すること、ホウ化と焼入れの同時処理が
困難なこと、またホウ化剤溶融塩中で浸せき処理する溶
融塩浸せき法は生成ホウ化物層の諸特性が劣ること、浴
容器のいたみが早いこと，作業能率が悪いこと，ホウ化
剤溶融塩中で電解処理する溶融塩電解法は均一なホウ化
物層を得にくいこと、小型被処理物の多量処理が困難な
こと、他方気体状のホウ化剤で処理する気体法は、特殊
な装置、高度な操作技術を要すること，該気体が危険か
つ有害であること、ホウ化と焼入れの同時処理が困難な
ことなどの欠点を有し，いずれの方法も実用上満足でき
るものではなかった。
本発明者らは、これら従来技術の欠点を克服し均一で良
質なホウ化物被覆金属の簡便かつ高能率な製造方法を開
発するために鋭意研究を重ねた結果、金属材料の表面を
ホウ砂で被覆したのちアルミニウム溶融浴中に浸せきし
還元させることによりその目的を達成しうることを見出
し、本発明をなすに至った。
こうして完成された本発明方法では、その物理条件を変
えることにより、被処理材を同時に焼入れあるいは調質
することも可能である。
本発明方法においてろホウ化剤としてホウ砂が用いられ
るが、これは必ずしも純粋である必要はなく、ホウ酸、
ホウ酸塩などを含んでいてもよい。
このホウ砂を用いて金属材料を被覆する手段については
特に制限はないが、ホウ砂を溶融させ、これに金属材料
を浸せきする方法が均等な被覆層を容易に形成できるの
で好ましい。
被覆層の厚さについては，１回の浸せきによって形成さ
れる層厚で十分であるが、これに限定されない。
この溶融液を調整するに際し、溶融液の液性、反応性あ
るいは作業性等の改良に用いられる公知の各種添加剤を
加えてもよい。
本発明方法において用いられる還元浴用の金属としては
アルミニウムが用いられるが、これは必ずしも単体であ
る必要はなく，アルミニウムを主体とする合金であって
もよい。
これら金属の溶融浴中に前記ホウ砂被覆金属材料を浸せ
きすることにより、金属材料の表層に遊離状ホウ素が浸
入してそのホウ化物層を形成し、目的物のホウ化物被覆
金属を生成する。
この際、ホウ化物被覆金属の表面には溶融アルミニウム
やホウ化剤の層が残存付着しているが，これは例えば水
浴中で煮沸するなどの処理により容易に除去される。
本発明によれば，ホウ化剤被覆厚さ、金属溶融浴温度又
はその浴中ヘの浸せき時間を調節することにより、形成
される金属ホウ化物層の組成や厚さを調整することがで
きる。
例えば，ホウ砂を約０．３ｍｍの厚さに被覆した鋼をア
ルミニウム溶融浴に８００℃で２０分間浸せきした場合
に形成されるホウ化物層の組成は表層部がＦｅＢ、内層
部がＦｅ２Ｂであり、５０分間浸せきした場合にはＦｅ
２Ｂの単一層からなるホウ化層が形成される。
また、上記と同仕様の被覆鋼を同じくアルミニウム溶融
浴に浸せきした場合に形成されるホウ化物層の厚さは、
７００℃で浸せき時間が５０分のとき約２０μｍ，８０
０℃で浸せき時間が２０分のとき約２２μｍ、５０分の
とき約３２μｍ，１００分のとき約３８μｍ、９００℃
で浸せき時間が５０分のとき約５０μｍである。
さらに，本発明方法は従来よりも低い製造温度でホウ化
物層を形成することができ，被ホウ化物の熱歪みや空孔
生成の防止、結晶の粗大化に有利である。
本発明方法は、前記ホウ化物生成金属のすべてに使用す
ることができる。
複雑な形状をしたあるいは小型の金属材料であってもそ
の形状を実質的に変えることなく良好な仕上りでホウ化
物被覆金属を得ることができる。
実施例 １ 大気中において，ホウ砂を主成分とするホウ化剤溶融液
中に軟鋼棒を５分間浸せきしたのち、２〜３分間放冷し
てホウ化剤を被覆し、次いで温度の異なるアルミニウム
溶融浴に６０分間浸せきして得られるホウ化物被覆金属
におけるホウ化物層の厚さを調べた。
その結果、浴温度が１０００℃では１１０μｍ，９００
℃では５５μｍ、８００℃では２３μｍ、７００℃では
８μｍであった。
比較のため行ったホウ砂と炭化ケイ素（４０重量％）か
らなる溶融塩浴に同様の軟鋼棒を６０分間、浴温度を違
えて浸せきする方法では，ホウ化物層の厚さは１０００
℃で５０μｍ，９００℃で１３μｍと本発明方法に比し
て小さいうえに、８５０℃以下の浴温度では良好なホウ
化物層は形成されなかった。
実施例 ２ 大気中において，溶融ホウ砂中に１０ｍｍ径の鋼ボルト
を浸せきしてホウ砂を被覆したのち、８５０５℃のアル
ミニウム浴に３０分間浸せきし，ホウ化物被覆鋼ボルト
を得た。
このものは、ホウ砂被覆時その溝切部がその他の胴部と
外観上ほぼ同様に被覆され、したがって溝切部では，そ
の被覆厚さが異なっていたにもかかわらず，第１図に示
すように，もとの鋼ボルトとほぼ同様の形状であって、
外周にほぼ均等な厚さのホウ化物層を有していた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法により製造されたホウ化物被覆鋼ボ
ルト溝切部の顕微鏡写真（４０倍）である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 金属材料の表面にホウ砂を被覆したのち，これをア
    ルミニウム溶融浴中に浸せきし還元させることを特徴と
    するホウ化物被覆金属の製造方法。
JP14325980A 1980-10-14 1980-10-14 ホウ化物被覆金属の製造方法 Expired JPS583031B2 (ja)

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JPS5767170A JPS5767170A (en) 1982-04-23
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6196527U (ja) * 1984-11-29 1986-06-21
JPH01171024U (ja) * 1988-05-20 1989-12-04
JPH02131332U (ja) * 1989-04-05 1990-10-31
JP2011202260A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Gunma Univ 金属の硬化処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20116978U1 (de) * 2001-10-16 2003-02-27 Winklhofer & Soehne Gmbh Gelenkkette
RU2477337C2 (ru) * 2011-05-24 2013-03-10 Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) Способ получения боридных покрытий из борной кислоты

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6196527U (ja) * 1984-11-29 1986-06-21
JPH01171024U (ja) * 1988-05-20 1989-12-04
JPH02131332U (ja) * 1989-04-05 1990-10-31
JP2011202260A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Gunma Univ 金属の硬化処理方法

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