JPS5937346B2 - 表面被覆ステライト部材 - Google Patents
表面被覆ステライト部材Info
- Publication number
- JPS5937346B2 JPS5937346B2 JP5886579A JP5886579A JPS5937346B2 JP S5937346 B2 JPS5937346 B2 JP S5937346B2 JP 5886579 A JP5886579 A JP 5886579A JP 5886579 A JP5886579 A JP 5886579A JP S5937346 B2 JPS5937346 B2 JP S5937346B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stellite
- layer
- coating
- coating layer
- coated
- 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.)
- Expired
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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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、表面に被覆層を形成することによつて、耐
食性、耐熱性、および耐摩耗性を高め、使用寿命の著し
い延命化をはかつたステラィト部材に関するものである
。
食性、耐熱性、および耐摩耗性を高め、使用寿命の著し
い延命化をはかつたステラィト部材に関するものである
。
コバルトを主成分とし、ニッケル、ケイ素、鉄、マンガ
ン、クロム、モリブデン、タングステン、炭素、バナジ
ウム等を副成分として含有するステライ日ち高温におけ
る硬度が高く、しかも高い強度をもつことから、発熱の
高い摺動部品や、弁部材、さらに切削工具等を製造する
際に用いられ、また硬さと耐食性に優れているといラ性
質を生かして高級な装飾部品として用いられたりしてい
る。
ン、クロム、モリブデン、タングステン、炭素、バナジ
ウム等を副成分として含有するステライ日ち高温におけ
る硬度が高く、しかも高い強度をもつことから、発熱の
高い摺動部品や、弁部材、さらに切削工具等を製造する
際に用いられ、また硬さと耐食性に優れているといラ性
質を生かして高級な装飾部品として用いられたりしてい
る。
そして、このようなステライト部材の製造方法としては
、鋳造法、鋳造材の圧延、粉末焼結法等があり、さらに
、その熱膨脹係数と溶融温度が鋼に近いので、鋼基材に
ステライト鋳造材を盛金してステライト部材とすること
も普通に行われている。特に硬さを必要とするステライ
ト部材の製造には、鋳造法、盛金法ならびに粉末焼結法
が適用されている。これらのステラィト部材は腐食の激
しい環境や、高温で酸化が起る条件、あるいは高負荷や
高速の摺動による摩耗進行の激しい条件など、苛酷な条
件で使用されており、これらの条件の下においては、ス
テライト部材といえども必ずしも充分満足できる耐食性
、耐熱性および耐摩耗性を示すものではなかつた。本発
明者等は、上述のような観点から、ステラィトの有する
ところの、高温においても硬度や強度が高く、耐食性に
優れているといラ特性を生かし、さらにその耐食性、耐
熱性および耐摩耗性を高めて使用寿命を著しく延命化し
た部材を提供すべく種々研究を行なつた結果、炭化チタ
ン、窒化チタン、酸化チタン、およびこれらの２種以上
の固溶体は硬度が高く、化学的に安定なため耐摩耗性が
高く、耐食性や耐熱性にも富んでいて、特に摺動部に用
いた場合の耐摩耗性が非常に優れており、したがつてス
テライト部材にこれらの被覆を施こすと、ステライトの
有する特性がさらに助長され、その中でもステライトの
有する耐摩耗性を格段に向上させることを見出した。
、鋳造法、鋳造材の圧延、粉末焼結法等があり、さらに
、その熱膨脹係数と溶融温度が鋼に近いので、鋼基材に
ステライト鋳造材を盛金してステライト部材とすること
も普通に行われている。特に硬さを必要とするステライ
ト部材の製造には、鋳造法、盛金法ならびに粉末焼結法
が適用されている。これらのステラィト部材は腐食の激
しい環境や、高温で酸化が起る条件、あるいは高負荷や
高速の摺動による摩耗進行の激しい条件など、苛酷な条
件で使用されており、これらの条件の下においては、ス
テライト部材といえども必ずしも充分満足できる耐食性
、耐熱性および耐摩耗性を示すものではなかつた。本発
明者等は、上述のような観点から、ステラィトの有する
ところの、高温においても硬度や強度が高く、耐食性に
優れているといラ特性を生かし、さらにその耐食性、耐
熱性および耐摩耗性を高めて使用寿命を著しく延命化し
た部材を提供すべく種々研究を行なつた結果、炭化チタ
ン、窒化チタン、酸化チタン、およびこれらの２種以上
の固溶体は硬度が高く、化学的に安定なため耐摩耗性が
高く、耐食性や耐熱性にも富んでいて、特に摺動部に用
いた場合の耐摩耗性が非常に優れており、したがつてス
テライト部材にこれらの被覆を施こすと、ステライトの
有する特性がさらに助長され、その中でもステライトの
有する耐摩耗性を格段に向上させることを見出した。
としてまた、このような被覆を施こしたステライト部材
にさらに酸化アルミニウムの被覆を施こせば、高温での
耐酸化性がより一層向上するということをも見出したの
である。したがつて、この発明は上記知見にもとづいて
なされたものであつて、鋳物部材、肉盛部材、あるいは
焼結部材等、いずれもステラィトで構成された部材の表
面に、炭化チタン、窒化チタン、酸化チタン、およびこ
れらの２種以上の固溶体（以下これらを総称してチタン
化合物という）からなる群から選んだ１種の単層または
２種以上の多重層からなる被覆層を１〜２０μｍの層厚
で施こし、さらに必要に応じて、その上に０．２〜１０
μｍの層厚で酸化アルミニウムの被覆層を施こして、耐
食性、耐熱性および耐摩耗性を高めて使用寿命を著しく
延命化したことに特徴を有するものである。
にさらに酸化アルミニウムの被覆を施こせば、高温での
耐酸化性がより一層向上するということをも見出したの
である。したがつて、この発明は上記知見にもとづいて
なされたものであつて、鋳物部材、肉盛部材、あるいは
焼結部材等、いずれもステラィトで構成された部材の表
面に、炭化チタン、窒化チタン、酸化チタン、およびこ
れらの２種以上の固溶体（以下これらを総称してチタン
化合物という）からなる群から選んだ１種の単層または
２種以上の多重層からなる被覆層を１〜２０μｍの層厚
で施こし、さらに必要に応じて、その上に０．２〜１０
μｍの層厚で酸化アルミニウムの被覆層を施こして、耐
食性、耐熱性および耐摩耗性を高めて使用寿命を著しく
延命化したことに特徴を有するものである。
ついで、この発明の表面被覆ステライト部材において、
チタン化合物被覆層の層厚および酸化アルミニウム被覆
層の層厚を上述のように限定した理由を説明する。（ａ
）チタン化合物被覆層の層厚 その層厚が１μｍ未満でをち所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができず、一方２０μｍを越えた層厚にす
ると、被覆層にチツピングや剥離が起るようになること
から、その層厚を１〜２０μｍと定めた。
チタン化合物被覆層の層厚および酸化アルミニウム被覆
層の層厚を上述のように限定した理由を説明する。（ａ
）チタン化合物被覆層の層厚 その層厚が１μｍ未満でをち所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができず、一方２０μｍを越えた層厚にす
ると、被覆層にチツピングや剥離が起るようになること
から、その層厚を１〜２０μｍと定めた。
（５）酸化アルミニウム被覆層の層厚
その層厚が０．２μｍ未満では、所望のすぐれた耐酸化
性を確保することが困難であり、一方１０μｍを越えた
層厚にすると被覆層に剥離現象が起きるので、その層厚
を０．２〜１０μｍと定めた。
性を確保することが困難であり、一方１０μｍを越えた
層厚にすると被覆層に剥離現象が起きるので、その層厚
を０．２〜１０μｍと定めた。
なお、ステライト部材表面にチタン化合物や酸化アルミ
ニウムの被覆層を施こす方法としてｉｌζ公知の如何な
る方法も適用できるものであるが、特に化学蒸着法やイ
オンプレーテイング法によるのが効果的である。また、
比較的低温の下で、均一な被覆層を形成せしめるための
方法としてプラズマ中で化学蒸着する方法がある。すな
わち成形加工の完了したステライト部材を反応槽内に陰
極として装着し、陽極とした反応槽壁との間に１０−２
〜１０ｔ０ｒｒの減圧下においてグロー放電を生じさせ
、この雰囲気中に所望組成の被覆層形成のための反応ガ
スを導入することによつて、前記ステライト部材の表面
に５５０℃以下の低温で、１μｍ以下の微細な粒度をも
つた所望組成の被覆層を形成し、しかも前記反応ガスの
組成を連続的に変化して、前記反応ガスの変化に見合つ
た多重層の被覆層を形成する方法の適用が有効である。
このようにして形成した被覆層＆ζ特にすぐれた耐酸化
性および極めて小さい摩擦係数をもつたものとなるので
ある。つぎに、この発明を実施例により説明する。
ニウムの被覆層を施こす方法としてｉｌζ公知の如何な
る方法も適用できるものであるが、特に化学蒸着法やイ
オンプレーテイング法によるのが効果的である。また、
比較的低温の下で、均一な被覆層を形成せしめるための
方法としてプラズマ中で化学蒸着する方法がある。すな
わち成形加工の完了したステライト部材を反応槽内に陰
極として装着し、陽極とした反応槽壁との間に１０−２
〜１０ｔ０ｒｒの減圧下においてグロー放電を生じさせ
、この雰囲気中に所望組成の被覆層形成のための反応ガ
スを導入することによつて、前記ステライト部材の表面
に５５０℃以下の低温で、１μｍ以下の微細な粒度をも
つた所望組成の被覆層を形成し、しかも前記反応ガスの
組成を連続的に変化して、前記反応ガスの変化に見合つ
た多重層の被覆層を形成する方法の適用が有効である。
このようにして形成した被覆層＆ζ特にすぐれた耐酸化
性および極めて小さい摩擦係数をもつたものとなるので
ある。つぎに、この発明を実施例により説明する。
実施例 １ヘインズステライト屋４を盛金したバルブシ
ートの表面に、イオンプレーティング法により、３μｍ
の層厚の窒化チタンを被覆した。
ートの表面に、イオンプレーティング法により、３μｍ
の層厚の窒化チタンを被覆した。
この表面被覆バルブシートをテスト用エンジンに組み込
べ５０万キロメートルの走行に相当する長時間テストに
用いたところ、上記表面被覆バルブシートは、被覆処理
を施こさない従来バルブシートの約１／２の摩耗量しか
示さなかつた。実施例 ２ チルキヤストにより製造したヘインズステライト黒１製
高温回転物のセンターを２本用意し、その一方に以下に
示す条件の化学蒸着法により、５μｍの層厚の窒化チタ
ン被覆と、その上に０．５μｍの層厚の酸化アルミニウ
ム（Ａｌ，Ｏ，）被覆とを施こした。
べ５０万キロメートルの走行に相当する長時間テストに
用いたところ、上記表面被覆バルブシートは、被覆処理
を施こさない従来バルブシートの約１／２の摩耗量しか
示さなかつた。実施例 ２ チルキヤストにより製造したヘインズステライト黒１製
高温回転物のセンターを２本用意し、その一方に以下に
示す条件の化学蒸着法により、５μｍの層厚の窒化チタ
ン被覆と、その上に０．５μｍの層厚の酸化アルミニウ
ム（Ａｌ，Ｏ，）被覆とを施こした。
上記２重被覆層を有するセンターと、被覆を施こさない
センターの両方を、つぎに示す条件の下で、実際の使用
に供して比較したところ、従来の被覆を有しないセンタ
ーは５分で焼付いて回転トルクに異常な増加を生じたの
に対して、この発明の２重被覆層を有するセンターは５
時間の連続使用に耐えるものであつた。
センターの両方を、つぎに示す条件の下で、実際の使用
に供して比較したところ、従来の被覆を有しないセンタ
ーは５分で焼付いて回転トルクに異常な増加を生じたの
に対して、この発明の２重被覆層を有するセンターは５
時間の連続使用に耐えるものであつた。
上述のように、この発明の表面被覆ステラィト部材＆翫
ステライトの有するところの、高温においても硬度や強
度が高く、耐食性に優れているという特性をそのまま有
し、さらにその耐食性、耐熱性および耐摩耗性が飛躍的
に向上したものになつているので、著しく長い使用寿命
が確保できるなど工業上有用な特性をもつものである。
ステライトの有するところの、高温においても硬度や強
度が高く、耐食性に優れているという特性をそのまま有
し、さらにその耐食性、耐熱性および耐摩耗性が飛躍的
に向上したものになつているので、著しく長い使用寿命
が確保できるなど工業上有用な特性をもつものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ いずれもステライトで構成された鋳物部材、盛金部
材、あるいは焼結部材の表面に、炭化チタン、窒化チタ
ン、酸化チタン、およびこれらの２種以上の固溶体から
なる群から選んだ１種の単層または２種以上の多重層か
らなる被覆層を１〜２０μｍの層厚で被覆してなる表面
被覆ステライト部材。 ２ いずれもステライトで構成された鋳物部材、盛金部
材、あるいは焼結部材の表面に、炭化チタン、窒化チタ
ン、酸化チタン、およびこれらの２種以上の固溶体から
なる群から選んだ１種の単層または２種以上の多重層か
らなる被覆層を１〜２０μｍの層厚で被覆し、さらにそ
の上に表面被覆層として層厚０．２〜１０μｍの酸化ア
ルミニウムを被覆してなる表面被覆ステライト部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5886579A JPS5937346B2 (ja) | 1979-05-14 | 1979-05-14 | 表面被覆ステライト部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5886579A JPS5937346B2 (ja) | 1979-05-14 | 1979-05-14 | 表面被覆ステライト部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55152174A JPS55152174A (en) | 1980-11-27 |
| JPS5937346B2 true JPS5937346B2 (ja) | 1984-09-08 |
Family
ID=13096612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5886579A Expired JPS5937346B2 (ja) | 1979-05-14 | 1979-05-14 | 表面被覆ステライト部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5937346B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0598422A (ja) * | 1991-04-04 | 1993-04-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | イオン窒化〜セラミツクスコーテイング連続処理方法 |
-
1979
- 1979-05-14 JP JP5886579A patent/JPS5937346B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0598422A (ja) * | 1991-04-04 | 1993-04-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | イオン窒化〜セラミツクスコーテイング連続処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55152174A (en) | 1980-11-27 |
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