JPS5913061A - 鋼材の硼化処理方法 - Google Patents

鋼材の硼化処理方法

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JPS5913061A
JPS5913061A JP12186082A JP12186082A JPS5913061A JP S5913061 A JPS5913061 A JP S5913061A JP 12186082 A JP12186082 A JP 12186082A JP 12186082 A JP12186082 A JP 12186082A JP S5913061 A JPS5913061 A JP S5913061A
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JP12186082A
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JPS6127461B2 (ja
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Hiyoue Asano
苧野 兵衛
Minoru Makimura
牧村 実
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C8/00Solid 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
    • C23C8/60Solid 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 solids, e.g. powders, pastes
    • C23C8/62Solid 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 solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
    • C23C8/68Boronising
    • C23C8/70Boronising of ferrous surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼材の表面に硼化層を形成して硬度を上げ
る鋼材の硼化処理方法に関するものである。
一般に、硼化処理を行なうと、鋼材の表面にFe 、B
  およびFeBを主成分とする硼化層が形成される。
この硼化層はビッヵーヌ硬度1200以上の極めて硬い
層であシ、耐摩耗性に優れ、かつ、耐食性と耐酸化性に
富んでいるので、歯車の歯面、パンチ型の表面、高圧水
噴射ノズ/I10内面等に硼化処理が施される。
硼化処理方法には、従来よ如、鋼材をB、C(炭化ボロ
ン)を主成分とする粉末処理剤中に埋めて加熱する粉末
法、&H・およびB(J、を主成分とするガス中で加熱
するガス法、NaIB、O,を主成分とする溶融塩浴中
に浸漬する塩浴法、同主成分の溶融塩中で電解する電解
法、およびこの発明でも用いるペースト法がある。この
ペースト法は、B、Oと増量材である810 (炭化ケ
イ素)とを主成分とするペースト状の硼化処理剤を鋼材
の被処理面に塗布したのち加熱し、硼化層を形成する方
法である。
ところが、従来の硼化処理線、通常800℃以上の高温
、すなわち、A1変態点(723℃)以上の高温で行な
われるため、鋼材の熱変形、結晶粒の粗大化、母材組織
の変化による硬度低下があシ、好ましくない。また、と
の硬度低下をきたし九母材の硬度を適切なレベルに上げ
るために、硼化処理後に熱処理を行なうと、その焼入れ
時に、母材が膨張して硼化層に割れが発生する揚台が多
い。
この発明は生起従来の欠点に鑑みてなされた。シ・の劣
化を招くことなぐ、・硼化層を形成させる鋼材の硼化処
理方法を拠供することを目的とする。
従来のペースト法を706℃以゛量の低温で!l!施し
た揚台、はとんど実用に耐える厚さの硼化層は形験の結
果、グロー放電を利用、すれば1.650″Cの低温に
おい、て6も実用に耐える厚さの硼化層が得られること
を見い出した。
さらに、グロー放電を窒素算囲気下で行々うことによ)
、窒化がべ・=スト非塗布部にかりでなく、ペースト塗
布部においても起こり、このペースト塗布部の硼化を促
進するととが判明した。
以下、この発明を実施例によシさらに具体的に説明する
以下の各実施例、比較例および参考例において、供試材
は、第1図に示すようにJIS規格の8180に鋼(炭
素鋼)からなる鋼材■で、直径20mm 、長さ一、、
4o箇の丸棒である。この鋼材11の被処理面に、B、
Cおよび51−Cを主成分とするペースト状の硼化・′
処“理剤認を、厚さ2mとなるように塗布する。な訃、
上記鋼材Hの材質は低合金鋼であってもよい。
実施例1 上記鋼材11を、第2図に示す真空客器n内の負電極台
14に載置し、真空ポンプ通で排気しながらの)直流電
源17によp、上記買電@*!4を、通して鋼材Hに負
の電圧を、容器腿に正の電圧を印加し、グロ放散電19
を発生させて鋼材¥を加熱する。
処理条件:    ・        ・圧力i 3’
rorr   寡聞9iCj bk/Hs ”=371
温度!650°Cグロー放電時間:6時間ことで、上記
温門は鋼材iの被処理面の温度を示す。
上記処理条件の下での硼化処理によ如得られた硼化層の
厚さを第3図のデータIで示す。これによれ汀、A!変
線点(723°C)よシ低い650°Cの加熱によシ、
実用上必要とされる20μmをはるかに轄えゐ50μm
の厚さの硼化層が得られる。
とうして得られた硼化層の断面を第4図の図面代用写、
真に示す。この写真から明らかな、ように、鋼材の上部
表面に杜よく発達し、た硼化層が形成されている421
.1 5このように、 A4変態点以下の低温で加熱している
かも、第1図の鋼材tic、、高温による大暑な熱変形
、結晶粒の粗大化、硬度低下などの不県金が発生しない
、なお、硼化処理後に母材である綱材Uの硬度を上げる
ための熱処理を行なう必要がなくなるから、との熱処理
に伴なって硼化層に割れが発生すること奄なくなる。
実施例2         、、    、・算囲気を
N、が含まれないH1ガスのみとした点を除けば、処理
条件は全て実施例1と同一である。
この処理条件の下で得られた硼化層の厚さを第3図のデ
ータIで示す。これによれば、硼化層の厚さは40μm
弱であ如、・実施例1の揚台よル若干薄いが、実用上は
十分な厚さである。    。
比較例1   ・     ・   ・・  ・・・従
来のベース・ト法によ・る硼化処理を行なった。
すなわち、第1図に示す鋼材■を真空炉に入れ−N!ガ
スの算囲気下で加熱する。その際グロー放電は用いない
。         ・   、。
処理条件:           −・、−□圧力H4
50Torr  ’W囲気IN3゛温度畠650−70
0−750−850 = 900 r 950℃加熱時
間;6時間        、  ゛この処理条件の下
で得られた硼化層の厚さを第3図のデータ■で示す。こ
れによれば、実用上必要な20μm以上の厚さの硼化層
を得るには、AI変態点を越える750℃以上の高温で
加熱する必要があ)、前述した種々の欠点を有する。
参考例I 、              ・上記実施
例1の処理条件において、温度を750℃とじ九もので
ある。この温度はAI変態点を越えているので1.との
発明の効果は奏し得ないが、得られる硼化・層の厚さは
、データ■で示すように、同一温度750℃・における
従来のデータ■よpもはるかに大きい。つまシ、この発
明の硼化処理方法は、従来の方法と比べて、はるかに厚
い硼化層を形成させることがわかる。
参考例2 上記実施例2の処理条件において、温度を780°Cと
し九ものである。との処理条件の下で得られた硼化層の
厚さをデータVで示す。このデータVも、上記参考例1
と同様に、従来よ如も厚い硼化層が形成されることを示
している。
以上説明したように、この発明によれば、A、変線点以
下の温度で鋼材の表面に十分厚い硼化層を形成すること
ができるから、高温加熱による鋼材の大きな熱変形、結
晶粒の粗大化、硬度低下などの不具合が発生しない効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の硼化処理方法が施される鋼材を示す
斜視図、第2図は同方法の実施にあたって使用される真
空容器を示す縦断面図、第3図は同方法および他の硼化
処理方法によって得られた硼化層の厚さを示す特性図、
第4図はこの発明の実施によシ得られた硼化層の断面を
示す図面代用写真である。 U−鋼材、戊−硼化剤、U−真空容器、鯵−グブー放電
。 第1図 第2図 、al)’l (/= 温度(OC) 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭素鋼もしくは低合金鋼からなる鋼材の表面にペ
    ースト状の硼化剤を塗布し、グロー放電によシ上記被処
    理面を鋼材のAI変態点以下の温度に加熱して、上記被
    処理面に硼化層を形成する鋼材の硼化処理方法。
  2. (2)グロー放電を窒素を含む雰囲気下で行なう特許請
    求の範囲第1項記載の鋼材の硼化処理方法。
JP12186082A 1982-07-12 1982-07-12 鋼材の硼化処理方法 Granted JPS5913061A (ja)

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JPS5913061A true JPS5913061A (ja) 1984-01-23
JPS6127461B2 JPS6127461B2 (ja) 1986-06-25

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6089560A (ja) * 1983-06-25 1985-05-20 ウルリツヒ・ベント 鉄材料から成る物質の表面を焼入れするための方法
JP2007105779A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Press Kogyo Co Ltd プレス成形用金型及びその表面処理方法
JP2007297650A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Fuji Kihan:Kk ホウ化法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6089560A (ja) * 1983-06-25 1985-05-20 ウルリツヒ・ベント 鉄材料から成る物質の表面を焼入れするための方法
JP2007105779A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Press Kogyo Co Ltd プレス成形用金型及びその表面処理方法
JP2007297650A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Fuji Kihan:Kk ホウ化法

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