JPS60100659A - 鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法 - Google Patents
鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法Info
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- JPS60100659A JPS60100659A JP20876383A JP20876383A JPS60100659A JP S60100659 A JPS60100659 A JP S60100659A JP 20876383 A JP20876383 A JP 20876383A JP 20876383 A JP20876383 A JP 20876383A JP S60100659 A JPS60100659 A JP S60100659A
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- aluminum
- iron member
- nickel plating
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- 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
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
- C23C10/34—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
- C23C10/52—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in one step
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法に関し、
更に詳細には、鋳鉄部材にニッケルめっきを施したのち
アルミニウム拡散処理を施すことにより、アルミニウム
拡散層の耐酸化性、耐腐食性を向上させることを特徴と
するアルミニウム拡散処理方法に関する。
更に詳細には、鋳鉄部材にニッケルめっきを施したのち
アルミニウム拡散処理を施すことにより、アルミニウム
拡散層の耐酸化性、耐腐食性を向上させることを特徴と
するアルミニウム拡散処理方法に関する。
金属物品の表面にアルミニウムを拡散浸透させてその耐
酸化性、耐腐食性などを付与する方法はよく知られてい
る。この方法の一つとして知られているアルミパック処
理法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末、不
活性担体、ハロゲン化活性剤から成るパック剤中に金属
物品を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱することにより
、金属物品表面にアルミニウム拡散被膜を形成するもの
である。
酸化性、耐腐食性などを付与する方法はよく知られてい
る。この方法の一つとして知られているアルミパック処
理法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末、不
活性担体、ハロゲン化活性剤から成るパック剤中に金属
物品を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱することにより
、金属物品表面にアルミニウム拡散被膜を形成するもの
である。
ところで鋳鉄部材は比較的多量の黒鉛を含んでいる。こ
のような鋳鉄材、外に上記アルミノ４ツク処理を直接遣
雨した場合には、アルミニウム拡散層中にも黒鉛が存在
することになる。鋳鉄母材、アルミニウム拡散層および
黒鉛の熱膨張係数はそれぞれ異なり、またアルミニウム
拡散層の最表面側はもろいため、熱衝撃、熱疲労を受け
ると拡散層表面に存在する黒鉛の近傍からクラックを生
じやすり、シかも一旦生じたクラックは容易に拡散層お
よび鋳鉄母材内部に進行し、母材を酸化、腐食する。こ
のため、鋳鉄部材に耐酸化性、耐腐さ性にすぐれたアル
ミニウム拡散層を有利に形成させる方法が望まれていた
。
のような鋳鉄材、外に上記アルミノ４ツク処理を直接遣
雨した場合には、アルミニウム拡散層中にも黒鉛が存在
することになる。鋳鉄母材、アルミニウム拡散層および
黒鉛の熱膨張係数はそれぞれ異なり、またアルミニウム
拡散層の最表面側はもろいため、熱衝撃、熱疲労を受け
ると拡散層表面に存在する黒鉛の近傍からクラックを生
じやすり、シかも一旦生じたクラックは容易に拡散層お
よび鋳鉄母材内部に進行し、母材を酸化、腐食する。こ
のため、鋳鉄部材に耐酸化性、耐腐さ性にすぐれたアル
ミニウム拡散層を有利に形成させる方法が望まれていた
。
したがって本発明の目的は、鋳鉄部材の表面に耐酸化性
、耐腐食性、耐久性にすぐれた表面層を形成する方法を
提供することである。
、耐腐食性、耐久性にすぐれた表面層を形成する方法を
提供することである。
本発明者は、鋳鉄部材表面にニッケルめっきを施した後
、アルミニウム拡散層を形成することにより上記目的が
達成されることを見出し本発明を完成するに至った。す
なわち本発明は、＠鉄部材の表面にニッケルめっきを施
した後、該めっき層の外表面からアルミニウムを拡散供
給してニッケルめっき層および鋳鉄部材表面にアルミニ
ウム拡散層を形成せしめることを特徴とする鋳鉄部材の
アルミニウム拡散処理方法である。
、アルミニウム拡散層を形成することにより上記目的が
達成されることを見出し本発明を完成するに至った。す
なわち本発明は、＠鉄部材の表面にニッケルめっきを施
した後、該めっき層の外表面からアルミニウムを拡散供
給してニッケルめっき層および鋳鉄部材表面にアルミニ
ウム拡散層を形成せしめることを特徴とする鋳鉄部材の
アルミニウム拡散処理方法である。
ニッケルめっきは、必要により鋳鉄部材表面を脱脂洗浄
した後、通常のニッケルめっき浴を泪いて電気めっきに
より施す。このニッケルめっき層は、鋳鉄部材表面に露
出し、あるいは表面直下に存在する黒鉛を十分に被覆し
て、表面からのクラックの発生ならびに進行を抑制する
ことを目的とするものである。したがって、ニッケルめ
っき層の厚さはＳμ〜りＳμの範囲とするのが好ましい
。
した後、通常のニッケルめっき浴を泪いて電気めっきに
より施す。このニッケルめっき層は、鋳鉄部材表面に露
出し、あるいは表面直下に存在する黒鉛を十分に被覆し
て、表面からのクラックの発生ならびに進行を抑制する
ことを目的とするものである。したがって、ニッケルめ
っき層の厚さはＳμ〜りＳμの範囲とするのが好ましい
。
！μ以下では表面層の被覆が不十分である。また弘５μ
より厚くするとニッケルとアルミニウムの化合物層が剥
離しやすくなるので好ましくない。
より厚くするとニッケルとアルミニウムの化合物層が剥
離しやすくなるので好ましくない。
ニッケルめっき層が厚いと、アルミノ９ツク処理法して
もアルミニウム拡散層はニッケルめっき層の一部または
全体にのみ形成され、ニッケルめっき層の下層となって
いる鋳鉄部材表面には全く形成されないような状態とな
り、その結果、表面層の密着力が低下して、このような
剥離を起こすものと考えられる。ｓ−＋５μの厚さのニ
ッケルめっき層を設けた後に、このニッケルめっき層の
下層の鋳鉄部材表面まで侵入するような厚さを有するア
ルミニウム拡散層を設けると、鋳鉄部材表面に）に出し
ていた黒鉛はＮ ＩＭ、 Ｎ Ｉ ２１１５ のような
ニッケルとアルミニウムの化合物層に完全に覆われ、表
面からのり２ツクの発生が防止される。また最表面のニ
ッケルとアルミニウムの化合物層は非常にすぐれた耐酸
化性および耐腐食性を示す。
もアルミニウム拡散層はニッケルめっき層の一部または
全体にのみ形成され、ニッケルめっき層の下層となって
いる鋳鉄部材表面には全く形成されないような状態とな
り、その結果、表面層の密着力が低下して、このような
剥離を起こすものと考えられる。ｓ−＋５μの厚さのニ
ッケルめっき層を設けた後に、このニッケルめっき層の
下層の鋳鉄部材表面まで侵入するような厚さを有するア
ルミニウム拡散層を設けると、鋳鉄部材表面に）に出し
ていた黒鉛はＮ ＩＭ、 Ｎ Ｉ ２１１５ のような
ニッケルとアルミニウムの化合物層に完全に覆われ、表
面からのり２ツクの発生が防止される。また最表面のニ
ッケルとアルミニウムの化合物層は非常にすぐれた耐酸
化性および耐腐食性を示す。
本発明のアルミニウム拡散層を設ける方法としては種々
のものがあるが、通常のアルミノ９ツク処理法によるの
が便利である。この方法は、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金粉末、アルミナなどの不活性担体粉末、およ
びＮＨ４αなどの／Ｓログン化活性剤から成るパック剤
中に被処理物を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱するこ
とにより、被処理物表面にアルミニウム拡散層を形成す
るものであり、一般に、アルミニウムまたはアルミニク
ム合金粉末ｔ−ＳＯ重量悸、ハロダン化活性剤ｌ〜５重
量％、アルミナ粉末残部から成るノ母ツク剤が使用され
る。このよりなノ４ツク剤を用いてアルミパック処理を
行うにはたとえば次のようにすればよい。
のものがあるが、通常のアルミノ９ツク処理法によるの
が便利である。この方法は、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金粉末、アルミナなどの不活性担体粉末、およ
びＮＨ４αなどの／Ｓログン化活性剤から成るパック剤
中に被処理物を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱するこ
とにより、被処理物表面にアルミニウム拡散層を形成す
るものであり、一般に、アルミニウムまたはアルミニク
ム合金粉末ｔ−ＳＯ重量悸、ハロダン化活性剤ｌ〜５重
量％、アルミナ粉末残部から成るノ母ツク剤が使用され
る。このよりなノ４ツク剤を用いてアルミパック処理を
行うにはたとえば次のようにすればよい。
まずパック剤中に被処理金属物品を埋設し、非酸化性雰
囲気、たとえばＮ２またはＡ「雰囲気中、り０Ｏ−９０
０Ｃで０． 、！−−ユＳ時間パック処理を行う。次に
被処理物を７４ツク剤の中から取り出し、Ｎ２、Ｎ２ま
たはＡｒ のような非酸化性雰囲気中、ｇ０θ〜／／θ
０Ｃでｌθ〜よ０時間拡散処理を行えばよい。
囲気、たとえばＮ２またはＡ「雰囲気中、り０Ｏ−９０
０Ｃで０． 、！−−ユＳ時間パック処理を行う。次に
被処理物を７４ツク剤の中から取り出し、Ｎ２、Ｎ２ま
たはＡｒ のような非酸化性雰囲気中、ｇ０θ〜／／θ
０Ｃでｌθ〜よ０時間拡散処理を行えばよい。
本発明ではニッケルめっきした後アルミニウム拡散処理
を行うため、最表面にニッケルとアルミニウムの化合物
層が形成され、非常に良好な耐酸化性、耐腐食性を示す
。しかもこの化合物層には黒鉛が含まれていないのでり
２ツクの発生が防、止される。またアルミニウム拡散層
はニッケルめっき層の下層の鋳鉄母材表面にも形成され
ているので処理被膜層の密着力にすぐれ、被膜の剥離が
起こらない。したがって、このように処理した鋳鉄部材
を、ターボチャージャーのケーシング材等の高温にさら
される部材に適用すると、その耐用温度（＠界が著しく
向上する。
を行うため、最表面にニッケルとアルミニウムの化合物
層が形成され、非常に良好な耐酸化性、耐腐食性を示す
。しかもこの化合物層には黒鉛が含まれていないのでり
２ツクの発生が防、止される。またアルミニウム拡散層
はニッケルめっき層の下層の鋳鉄母材表面にも形成され
ているので処理被膜層の密着力にすぐれ、被膜の剥離が
起こらない。したがって、このように処理した鋳鉄部材
を、ターボチャージャーのケーシング材等の高温にさら
される部材に適用すると、その耐用温度（＠界が著しく
向上する。
次に実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例／
次の組成を有するＮＩ Ｒｅ５ｔｓｔ ＠鉄から２５ｍ
翼×弘Ｏｙｔｍ×！；ｖｒｍの試料を作成した（試料ｌ
）。
翼×弘Ｏｙｔｍ×！；ｖｒｍの試料を作成した（試料ｌ
）。
Ｃ２・０（重量％）
＆ λ、２
ＮＩ ７．Ｏ
Ｃｒ ２０．０
Ｍｎ ２． Ｑ
Ｐ Ｑ、θ３
ｈ残
この試料を脱脂洗浄後、３〜３０μのニッケルめっきを
施した。
施した。
この試料を次の組成を有するｉ４ツク剤中に埋設し、Ｎ
２ 雰囲気中、７．！；ＯＣでｌＳ時間ノ９ツク処理を
行い、次にパック剤の中から取り出し、Ｎ２雰囲気中、
９５０Ｃで３．．５″時間拡散処理を行った。
２ 雰囲気中、７．！；ＯＣでｌＳ時間ノ９ツク処理を
行い、次にパック剤の中から取り出し、Ｎ２雰囲気中、
９５０Ｃで３．．５″時間拡散処理を行った。
ノ臂ツク剤の組成
アルミナ粉末（１００〜コ００メツシユ） ６ｇ（重量
％）アルミニウム粉末（１０θ〜ツθθメツシユ）３Ｏ
ＮＨ４α コ このようにして得られるアルミニウム拡散層の厚さはニ
ッケルめっき層の厚さにより次のように変化した。
％）アルミニウム粉末（１０θ〜ツθθメツシユ）３Ｏ
ＮＨ４α コ このようにして得られるアルミニウム拡散層の厚さはニ
ッケルめっき層の厚さにより次のように変化した。
ニッケルめつき哲（μ） アルミニウム拡散層（μ）Ｏ
／３０ 左 ７θ １０ ７０ １５ ６左 ３０ ６左 ダ０ 乙０ 左θ ４１．５ このようにして得られた各試料について、次のように耐
酸化性試験を行った。
／３０ 左 ７θ １０ ７０ １５ ６左 ３０ ６左 ダ０ 乙０ 左θ ４１．５ このようにして得られた各試料について、次のように耐
酸化性試験を行った。
／θＯ０Ｃに保った大気炉中に上記試料を＋、１分間保
持し、次に試料を炉から取り出して空気中で７３分間自
然冷却する。これを／サイクル（６０分）として、所定
のサイクル繰り返した後、試験前後の重量変化および試
験後の表面性状により、被膜の耐酸化性を評価した。
持し、次に試料を炉から取り出して空気中で７３分間自
然冷却する。これを／サイクル（６０分）として、所定
のサイクル繰り返した後、試験前後の重量変化および試
験後の表面性状により、被膜の耐酸化性を評価した。
２０サイクル繰り返したときの結果を第１図に示す。こ
の図から、ニッケルめっき層の厚さが左〜Ｑ５μのとき
耐酸化性の向上していることがよくわかる。ニッケルめ
っき層の厚さが！ｒＯμ以上になると表面のニッケルと
アルミニウムの化合物層が試験中に剥離してくるので好
ましくない。
の図から、ニッケルめっき層の厚さが左〜Ｑ５μのとき
耐酸化性の向上していることがよくわかる。ニッケルめ
っき層の厚さが！ｒＯμ以上になると表面のニッケルと
アルミニウムの化合物層が試験中に剥離してくるので好
ましくない。
第２図には、ニッケルめつき１＠を設けない従来例、ニ
ッケルめっき層の厚さ３θμ、および３０μのそれぞれ
の場合について試験サイクル数と重量変化の関係を示す
。ニッケルめっき層の厚さが３０μのときには１．２左
サイクル後も重量減はなく、すぐれた耐酸化性を示して
いるのに対し、厚さがＳＯμの場合には２０サイクルの
ときに著しい重量減があり、表面層が剥離したことを示
している。また、ニッケルめっき層を全く設けない場合
には、表面層は試験の初めから重量減があり、耐＋’Ｅ
ｌ化性のないことがわかる。
ッケルめっき層の厚さ３θμ、および３０μのそれぞれ
の場合について試験サイクル数と重量変化の関係を示す
。ニッケルめっき層の厚さが３０μのときには１．２左
サイクル後も重量減はなく、すぐれた耐酸化性を示して
いるのに対し、厚さがＳＯμの場合には２０サイクルの
ときに著しい重量減があり、表面層が剥離したことを示
している。また、ニッケルめっき層を全く設けない場合
には、表面層は試験の初めから重量減があり、耐＋’Ｅ
ｌ化性のないことがわかる。
実施例λ
次のｍ成を有する鋳鉄材料から、実施例／と同じ寸法の
試料を作成し、同様に表面処理（但しニッケルめっき層
の厚さは３０μ〕８よび耐酸化性試験を行った。
試料を作成し、同様に表面処理（但しニッケルめっき層
の厚さは３０μ〕８よび耐酸化性試験を行った。
試料■ 試料■
Ｃ２，０（重量％） ｌ／（慮端％）
＆ 左／ ７弱５
Ｎｌ ３ｇ、０ −
Ｃｒ ２．３ −
Ｍｎ Ｏ，ｇ Ｏ，３
ｐ Ｏ，０３０，０２
ｈ残残
試料■および■とも、ニッケルめっき層を施さないとき
のアルミニウム拡散層の厚さは／３θμ、ニッケルめっ
き層（３０μ）を施したときのアルミ巴つム拡散層の厚
さは６５μであった。試料■についてはダθサイクル、
試料１については一〇サイクルの加熱冷却試験を行った
。結果を次表に示す。
のアルミニウム拡散層の厚さは／３θμ、ニッケルめっ
き層（３０μ）を施したときのアルミ巴つム拡散層の厚
さは６５μであった。試料■についてはダθサイクル、
試料１については一〇サイクルの加熱冷却試験を行った
。結果を次表に示す。
■ あ リ 十〇７０
Ｈなし −〇り！
１ あ リ ＋θｔθ
１ なし −ムθ
試料ｎおよび■とも、ニッケルめっき層を施してからア
ルミニウム拡散処理を行うことにより、耐酸化性が向上
することがわかる。
ルミニウム拡散処理を行うことにより、耐酸化性が向上
することがわかる。
第１図は、ニッケルめっき層の厚さと耐酸化性との関係
を示すグラフであり、第２図は、本発明方法と従来法に
より処理して得られる被膜の耐酸化性を比較して示すグ
ラフである。 第１図 Ｎｔ、メッキ層厚さ Ｃａｂ） 第２図 加熱冷却サイクル較 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０８７６３号２
４発明の名称 鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法３
、補正をする者 事件との関係 出願人 名 称 （３１３）東洋工業株式会社 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内３丁目３番１号電話（代
） ２１１−８７４１ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 図 面 ７、補正の内容 第１図を別紙の通り訂正する。
を示すグラフであり、第２図は、本発明方法と従来法に
より処理して得られる被膜の耐酸化性を比較して示すグ
ラフである。 第１図 Ｎｔ、メッキ層厚さ Ｃａｂ） 第２図 加熱冷却サイクル較 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０８７６３号２
４発明の名称 鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法３
、補正をする者 事件との関係 出願人 名 称 （３１３）東洋工業株式会社 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内３丁目３番１号電話（代
） ２１１−８７４１ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 図 面 ７、補正の内容 第１図を別紙の通り訂正する。
Claims (1)
- 鋳鉄部材の表面にニッケルめっきを施したのち、該めっ
き層の外表面からアルミニウムを拡散供給してニッケル
めっき層および鋳鉄部材表面にアルミニウム拡散層を形
成せしめることを特徴とする鋳鉄部材のアルミニウム拡
散処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20876383A JPS60100659A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20876383A JPS60100659A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100659A true JPS60100659A (ja) | 1985-06-04 |
Family
ID=16561680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20876383A Pending JPS60100659A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 鋳鉄部材のアルミニウム拡散処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60100659A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6309699B2 (en) | 1998-02-20 | 2001-10-30 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Method of producing a metallic part exhibiting excellent oxidation resistance |
| CN111424232A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种料浆渗铝用渗剂制备方法及应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54162636A (en) * | 1978-06-14 | 1979-12-24 | Hitachi Ltd | Surface treating method for heat resistant alloy |
| JPS5681667A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-03 | Chobe Taguchi | Surface treatment of heat resistant metal |
| JPS57108258A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-06 | Chobe Taguchi | Surface treatment of metal for heat resistance |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP20876383A patent/JPS60100659A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54162636A (en) * | 1978-06-14 | 1979-12-24 | Hitachi Ltd | Surface treating method for heat resistant alloy |
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| CN111424232A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种料浆渗铝用渗剂制备方法及应用 |
| CN111424232B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-05-03 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种料浆渗铝用渗剂制备方法及应用 |
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