JPS59140372A - 周期的系の第4,第5又は第6の副群の要素より成る構成部分の中に硬い層を形成するための方法 - Google Patents
周期的系の第4,第5又は第6の副群の要素より成る構成部分の中に硬い層を形成するための方法Info
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- JPS59140372A JPS59140372A JP58163386A JP16338683A JPS59140372A JP S59140372 A JPS59140372 A JP S59140372A JP 58163386 A JP58163386 A JP 58163386A JP 16338683 A JP16338683 A JP 16338683A JP S59140372 A JPS59140372 A JP S59140372A
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- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は周期系の第4.第5又は第6の副群の要素又は
それ等の合金よ構成る構成部分の縁の領域の中に窒化物
よ構成る層を形成するための方法に係わる。
それ等の合金よ構成る構成部分の縁の領域の中に窒化物
よ構成る層を形成するための方法に係わる。
窒化物の層は例えばチタン又はその合金の表面の磨耗特
性を上昇させる働きをする。硬い表面を有するチタンか
ら例えばタービンブレード、される。
性を上昇させる働きをする。硬い表面を有するチタンか
ら例えばタービンブレード、される。
チタンの構成部分の表面を加熱にょシ酸化することは既
知である。空気、酸素はチタンと結合してTlO2とな
シ、薄い厚みの酸化物の層を形成する。酸化物の層を厚
くすることは不可能である。即ち酸素に依シテタン構成
部分が廃□退する。
知である。空気、酸素はチタンと結合してTlO2とな
シ、薄い厚みの酸化物の層を形成する。酸化物の層を厚
くすることは不可能である。即ち酸素に依シテタン構成
部分が廃□退する。
チタン構成部分の表面硬化の更に他の可能性は同構成物
を約800℃で青酸塩で溶解物の中につけることにある
。この様な処理によ多窒素、炭素及び少量の酸素を含む
混合結晶の領域が発生する。層の厚みは外側の領域にお
いて700HV0.025の硬度の場合に約0.Q35
rnxである。これはデグサ社の有名なTiduran
法である。
を約800℃で青酸塩で溶解物の中につけることにある
。この様な処理によ多窒素、炭素及び少量の酸素を含む
混合結晶の領域が発生する。層の厚みは外側の領域にお
いて700HV0.025の硬度の場合に約0.Q35
rnxである。これはデグサ社の有名なTiduran
法である。
鉄と同様に更にチタンその合金は硼素も添加される。し
かしながらこれは保護ガス雰囲気又は真空でなければな
らない。硼化物の硬度は約310 D EV、5である
。0.031mの層の厚みを得るためには1200℃に
於て6時間の処理時間が必要である。900℃に於ては
同じ時間の間に約o、ooawの層の厚みが得られる。
かしながらこれは保護ガス雰囲気又は真空でなければな
らない。硼化物の硬度は約310 D EV、5である
。0.031mの層の厚みを得るためには1200℃に
於て6時間の処理時間が必要である。900℃に於ては
同じ時間の間に約o、ooawの層の厚みが得られる。
上記の方法は比較的に高い処理温度を必要とする。部分
を冷却する際に収縮に依シ困難が発生する。更にこの方
法においては有害で不可逆な組織の変化が伴う。
を冷却する際に収縮に依シ困難が発生する。更にこの方
法においては有害で不可逆な組織の変化が伴う。
既知のイオン窒化は400℃よシロ00℃迄の処理温度
で行なわれる。異常なグローウ放電に依ってイオン化さ
れた窒素が発生し加工物の表面の中に沖着する。縁にお
ける硬度の値は約1500 HVo、1で30μの深さ
迄に400 HVo、1にいて焼結後バードメタルに窒
素を添加する方法が記載されている。窒素は焼結直後に
バートメ。
で行なわれる。異常なグローウ放電に依ってイオン化さ
れた窒素が発生し加工物の表面の中に沖着する。縁にお
ける硬度の値は約1500 HVo、1で30μの深さ
迄に400 HVo、1にいて焼結後バードメタルに窒
素を添加する方法が記載されている。窒素は焼結直後に
バートメ。
タルの格子の空虚な箇所に圧入されこれによシバ−トメ
タルのマトリックスが固定され切断特性が改善される。
タルのマトリックスが固定され切断特性が改善される。
しかしながらこの場合測定可能な硬度の上昇は得られな
い。
い。
総ての既知の方法の目的はチタン又はその合金において
よシ良い耐磨耗性を得るにある。この材料は低い比重で
、硬化された鋼鉄に相当する機械的特性が得られる。し
かしながらこの材料の固有の硬度は低いので上記の方法
に依って少なくとも縁の領域でよシ高い硬度即ちよシ良
好な耐磨耗性を得ることが試みられる。この方法の不利
な点は収縮及び亀裂現象、高い費用及び有害な組織の変
化である。
よシ良い耐磨耗性を得るにある。この材料は低い比重で
、硬化された鋼鉄に相当する機械的特性が得られる。し
かしながらこの材料の固有の硬度は低いので上記の方法
に依って少なくとも縁の領域でよシ高い硬度即ちよシ良
好な耐磨耗性を得ることが試みられる。この方法の不利
な点は収縮及び亀裂現象、高い費用及び有害な組織の変
化である。
70−79 (196B )の中に窒素の金属ニオブの
中の拡散が記載されている。この際交流又は直流で加熱
されたニオブ線が2ないし200 atの圧力の窒素の
もとに置かれる。即ち線は抵抗発熱体の働きをし、従っ
て線の回シに円く置かれた電場を有する。これによって
ガスの分子がイオン化され線の中に侵入する。窒化され
る部分がここでは電流を通じこれは不利である。
中の拡散が記載されている。この際交流又は直流で加熱
されたニオブ線が2ないし200 atの圧力の窒素の
もとに置かれる。即ち線は抵抗発熱体の働きをし、従っ
て線の回シに円く置かれた電場を有する。これによって
ガスの分子がイオン化され線の中に侵入する。窒化され
る部分がここでは電流を通じこれは不利である。
特許請求の範囲の(りに記載の本発明の目的は、上記の
既知の方法の不利を経済的に有利に除去するにある。こ
の方法においては構成部分の収縮がなくかつ表面層の張
力が一様である。窒化される部分はこの際電流を通じな
い。
既知の方法の不利を経済的に有利に除去するにある。こ
の方法においては構成部分の収縮がなくかつ表面層の張
力が一様である。窒化される部分はこの際電流を通じな
い。
上記の目的は本発明に依シ化学的に処理されていない構
成部分を窒素ガス又はガス状の窒素化合物よ構成る雰囲
気を有するオートクレーブの中で少なくとも1時間の間
食なくとも100バールの静定圧力及び少なくとも20
0℃の温度のもとに置かれ、その後オートクレーブの中
の圧力及び熱が一様にゆつくシと取シ除かれることに依
シ違せられる。
成部分を窒素ガス又はガス状の窒素化合物よ構成る雰囲
気を有するオートクレーブの中で少なくとも1時間の間
食なくとも100バールの静定圧力及び少なくとも20
0℃の温度のもとに置かれ、その後オートクレーブの中
の圧力及び熱が一様にゆつくシと取シ除かれることに依
シ違せられる。
構成部分に約20μの厚みの一様に配分された連続的な
窒化物の層が形成されると有利である。
窒化物の層が形成されると有利である。
例えば化学的に処理されでいないチタン又はその合金よ
シなる構成部分が純粋な窒素ガスが圧入されたオートク
レーブの中に置かれる。チタンの代シに周期系の第4.
第5又は第6の副群の他の要素又はそれ等の合金も用い
られる。
シなる構成部分が純粋な窒素ガスが圧入されたオートク
レーブの中に置かれる。チタンの代シに周期系の第4.
第5又は第6の副群の他の要素又はそれ等の合金も用い
られる。
オートクレーブの中の雰囲気は純粋な窒素ガスの代シに
アンモニヤ(庇3)又は笑気(M2O)の様なガス状の
窒素化合物よ構成る。
アンモニヤ(庇3)又は笑気(M2O)の様なガス状の
窒素化合物よ構成る。
オートクレーブの中の圧力及び温度の組合せに依シテク
ン構成部分の緑の領域に約20μのTiN一層が生じる
。この様な層を形成するためにはチタン構成部分はオー
トクレーブや中で少なくとも1時間の間食なくともi
0Q barの静定圧力及び少なくとも200℃の温度
のもとに置かれなければならない。オートクレーブの中
の静定圧力に依シテタン構成部分の総ての幾何学的箇所
の表面に確実に窒素が一様かつ連続的に配分される。冷
却の際には圧力及び温度が一様かつゆつくシと下降する
。このことに依シ構成部分は収縮せずかつ表面層内の応
力は一様である。
ン構成部分の緑の領域に約20μのTiN一層が生じる
。この様な層を形成するためにはチタン構成部分はオー
トクレーブや中で少なくとも1時間の間食なくともi
0Q barの静定圧力及び少なくとも200℃の温度
のもとに置かれなければならない。オートクレーブの中
の静定圧力に依シテタン構成部分の総ての幾何学的箇所
の表面に確実に窒素が一様かつ連続的に配分される。冷
却の際には圧力及び温度が一様かつゆつくシと下降する
。このことに依シ構成部分は収縮せずかつ表面層内の応
力は一様である。
チタンの表面反応は抛物線時間則(Parabolis
cheZeitgesθtz)に依)行われるので窒化
速度は窒化時間の増加と共に減少する。外側のチタン窒
化物の層の中の窒素の拡散速度は従ってチタン混合結晶
物のその下にある領域の中におけるよυも低い。従って
当然厚い窒化物の層は形成出来ない。窒素又はアンモニ
ヤの純度は高くなければならない。即ち酸素が存在する
と窒化物の層の形成が阻害されるであろう。
cheZeitgesθtz)に依)行われるので窒化
速度は窒化時間の増加と共に減少する。外側のチタン窒
化物の層の中の窒素の拡散速度は従ってチタン混合結晶
物のその下にある領域の中におけるよυも低い。従って
当然厚い窒化物の層は形成出来ない。窒素又はアンモニ
ヤの純度は高くなければならない。即ち酸素が存在する
と窒化物の層の形成が阻害されるであろう。
圧力、温度及び時間の様なもっとも重要なパラメーター
は正確に測定及び調節出来る。オートクレーブは専門家
の間では1熱靜定プレス”の名称のもとで知られておシ
ガスの供給及び排出の少し変更すればこの処理に用いら
れる。
は正確に測定及び調節出来る。オートクレーブは専門家
の間では1熱靜定プレス”の名称のもとで知られておシ
ガスの供給及び排出の少し変更すればこの処理に用いら
れる。
チタン構成部分の緑の領域における、上記の方法で得ら
れたチタン窒化物の層の上に1つ又はいくつかの追加の
固い層を化学的又は物理的ガス層分離に依って載ること
が出来る。チタン構成部分の緑の領域の中に最初に形成
されたチタン窒化物の層がなければこの事は不可能であ
ろう。理由は即ち表面が上記の様には処理されていない
構成部分の上に載せられた固い層の外皮は磨耗にさらさ
れる。
れたチタン窒化物の層の上に1つ又はいくつかの追加の
固い層を化学的又は物理的ガス層分離に依って載ること
が出来る。チタン構成部分の緑の領域の中に最初に形成
されたチタン窒化物の層がなければこの事は不可能であ
ろう。理由は即ち表面が上記の様には処理されていない
構成部分の上に載せられた固い層の外皮は磨耗にさらさ
れる。
上記の方法に依シ窒素はチタンと結合してTiN一層と
成シ同層はチタン構成部分の縁の領域に形成され約20
μの厚みを有する。チタン構成部分の中の窒素拡散維持
時間和の間静定圧力を5 Q Q barに、温度を1
200℃に上げて維持することが出来る。これ等の値が
高ければ高い程窒化物の属はますます厚くなる。この際
材料が構成部分の上に載るのではなく固い層が構成部分
の内側に向って成長するのである。
成シ同層はチタン構成部分の縁の領域に形成され約20
μの厚みを有する。チタン構成部分の中の窒素拡散維持
時間和の間静定圧力を5 Q Q barに、温度を1
200℃に上げて維持することが出来る。これ等の値が
高ければ高い程窒化物の属はますます厚くなる。この際
材料が構成部分の上に載るのではなく固い層が構成部分
の内側に向って成長するのである。
上記の方法手段を更によく説明するために2つの例を記
載する。
載する。
例 1
合金Ti6Ai4Vの構成部分が3時間の間900パー
ル(1)a)の圧力の窒素及び1000℃の温度のもと
に置かれる。縁に於ける硬度は層の厚み20μの場合8
00Hvo、o5である(第1図参照)。
ル(1)a)の圧力の窒素及び1000℃の温度のもと
に置かれる。縁に於ける硬度は層の厚み20μの場合8
00Hvo、o5である(第1図参照)。
例 2
合金Ti6A14Vの構成部分が3時間の間1300b
arの圧力の窒素及び950℃の温度のもとに置かれる
。緑に於ける硬度は層の厚み0.012闘の場合800
HVo、asである(第2図参照)。
arの圧力の窒素及び950℃の温度のもとに置かれる
。緑に於ける硬度は層の厚み0.012闘の場合800
HVo、asである(第2図参照)。
−チ−*a m1二」1カ5.
116和タ?年 2 月29t1ヨ
特許庁長官 若杉和夫 殿
1、 事件の表示
昭和 タ8年特許願第1633夕2号
3、補正をする者
事件との関係 出願人
4、代理人
住 所 東京都PJ区虎ノ門二丁目8番1号(虎の門電
気ヒル)〔電話03 (502) 1476 (代表)
〕5、補正命令の日附 昭和 タフ年 7月 77日 7、補正の内容 別紙の通り つの例を記載する。 例 1 合金Ti6A14Vの構成部分が3時間の間900バー
/I/(bar)の圧力の窒素及び1000℃の温度の
もとに置かれる。縁に於ける硬度は層の厚み20μの場
合800 HVo、osである(第1図参照)。 例 2 合金Ti6A14Vの構成部分が3時間の間1300b
arの圧力の窒素及び930℃の温度のもとに置かれる
。緑に於ける硬度鉱層の厚み0.012關の場合800
HV(1,[+5である(第2図参照)。 代理人江崎光好 代理人江崎光史
気ヒル)〔電話03 (502) 1476 (代表)
〕5、補正命令の日附 昭和 タフ年 7月 77日 7、補正の内容 別紙の通り つの例を記載する。 例 1 合金Ti6A14Vの構成部分が3時間の間900バー
/I/(bar)の圧力の窒素及び1000℃の温度の
もとに置かれる。縁に於ける硬度は層の厚み20μの場
合800 HVo、osである(第1図参照)。 例 2 合金Ti6A14Vの構成部分が3時間の間1300b
arの圧力の窒素及び930℃の温度のもとに置かれる
。緑に於ける硬度鉱層の厚み0.012關の場合800
HV(1,[+5である(第2図参照)。 代理人江崎光好 代理人江崎光史
Claims (3)
- (1)周期系の第4.第5又は第6の副群の要素又はそ
れ等の合金よ)成る構成部分の縁の領域の中に窒化物よ
構成る層を形成するための方法において、化学的に処理
されていない構成部分を窒素ガス又はガス状の窒素化合
物よ構成る雰囲気を有するオートクレーブの中で少なく
とも1時間の間食なくとも100バールの静定圧力及び
少なくとも200℃の温度のもとに置き、その後オート
クレーブの中の圧力及び熱を一様にゆつくシと取シ除く
ことを特徴とする方法。 - (2)構成部分に約20μの厚さの貫通し一様に配分さ
れた窒化物の層を形成させることを特徴とする特許請求
の範囲の(1)に記載の方法。 - (3)窒化物の層を少なくとも更に他の1つの硬い層を
化学的又は物理的気体相分離法にょシ載るための基礎層
として用いる特許請求の範囲の(りに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH5313/82A CH650532A5 (de) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | Verfahren zur bildung einer haerteschicht im bauteil aus elementen der vierten, fuenften oder sechsten nebengruppen des periodischen systems oder deren legierungen. |
CH5313/820 | 1982-09-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59140372A true JPS59140372A (ja) | 1984-08-11 |
Family
ID=4291498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58163386A Pending JPS59140372A (ja) | 1982-09-07 | 1983-09-07 | 周期的系の第4,第5又は第6の副群の要素より成る構成部分の中に硬い層を形成するための方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4511411A (ja) |
EP (1) | EP0105835B1 (ja) |
JP (1) | JPS59140372A (ja) |
AT (1) | ATE31559T1 (ja) |
CA (1) | CA1214364A (ja) |
CH (1) | CH650532A5 (ja) |
DE (1) | DE3375027D1 (ja) |
IL (1) | IL69633A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6483653A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-29 | Fujikura Ltd | Wear-resistant member |
JP2015501882A (ja) * | 2011-12-07 | 2015-01-19 | ジャレド ホールディングス リミテッド | 金属及び合金で作られた製品の機械的特性の改良方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5509933A (en) * | 1989-12-21 | 1996-04-23 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Medical implants of hot worked, high strength, biocompatible, low modulus titanium alloys |
US5477864A (en) * | 1989-12-21 | 1995-12-26 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Cardiovascular guidewire of enhanced biocompatibility |
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US5211768A (en) * | 1990-11-15 | 1993-05-18 | Degussa Aktiengesellschaft | Method of nitriding work pieces of steel under pressure |
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