JPS6017064A - 鉄鋼表面にけい素拡散被覆又は窒化けい素被覆を形成する方法 - Google Patents
鉄鋼表面にけい素拡散被覆又は窒化けい素被覆を形成する方法Info
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- JPS6017064A JPS6017064A JP12319283A JP12319283A JPS6017064A JP S6017064 A JPS6017064 A JP S6017064A JP 12319283 A JP12319283 A JP 12319283A JP 12319283 A JP12319283 A JP 12319283A JP S6017064 A JPS6017064 A JP S6017064A
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- C23C12/00—Solid state diffusion of at least one non-metal element other than silicon and at least one metal element or silicon into metallic material surfaces
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- 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
- C23C10/36—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
- C23C10/44—Siliconising
- C23C10/46—Siliconising of ferrous surfaces
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- Organic Chemistry (AREA)
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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、鉄、鋼、ステンレス鋼のような鉄や鉄合金の
表面に珪素拡散被覆又は窒化珪素の被覆を施すための工
業的方法に関するものである。
表面に珪素拡散被覆又は窒化珪素の被覆を施すための工
業的方法に関するものである。
従来から鉄鋼の浸珪処理方法としていくつかの方法が提
案され実用化されているが、金属珪素粉末とかフェロシ
リコン粉末を拡散剤として使用すると珪素浸透拡散層が
多孔質のものとなるので敬遠されていたし、工業化され
ていないのが現状である。
案され実用化されているが、金属珪素粉末とかフェロシ
リコン粉末を拡散剤として使用すると珪素浸透拡散層が
多孔質のものとなるので敬遠されていたし、工業化され
ていないのが現状である。
本発明はかかる欠点を解決せんとしてなされたものであ
り、その要旨は (1)鉄鋼表面に、すを重量係で03〜10%含有する
Fe −81−AJ&合金粉末を用いて珪素拡散被覆処
理を行うことを特徴とする鉄鋼表面に珪素拡散被覆を形
成する方法。
り、その要旨は (1)鉄鋼表面に、すを重量係で03〜10%含有する
Fe −81−AJ&合金粉末を用いて珪素拡散被覆処
理を行うことを特徴とする鉄鋼表面に珪素拡散被覆を形
成する方法。
(2)鉄鋼表面に豆を重量%で0.3〜10%含有する
Fe−8i−A、1合金粉末を用いて珪素拡散被覆処理
を行い、ついでその表向を窒化することを特徴とする鉄
鋼表面に窒化珪素被覆を形成する方法である。
Fe−8i−A、1合金粉末を用いて珪素拡散被覆処理
を行い、ついでその表向を窒化することを特徴とする鉄
鋼表面に窒化珪素被覆を形成する方法である。
本発明者は浸珪処理の欠陥である拡散層に於ける多孔性
をフェロシリコン粉末の使用法に於いて解決せんと永年
研究の結果、封孔効果を示すものとして炭素、アルミニ
ューム、チタン、クロムが有望であることを見出し、こ
れらの金属のフェロシリコンえの混合利用を研究した。
をフェロシリコン粉末の使用法に於いて解決せんと永年
研究の結果、封孔効果を示すものとして炭素、アルミニ
ューム、チタン、クロムが有望であることを見出し、こ
れらの金属のフェロシリコンえの混合利用を研究した。
その結果届の添加が、封孔効果にも経済性においても最
も優れているのみならず、重量%0.3〜10%のAk
を含有するフェロシリコン塊は湿度の影響により自然風
化崩壊して粉末状となり、鋳塊を粉砕機にかけることな
く、そのまま浸珪処理に使用可能であシ多孔性が充分解
消されること見出した。
も優れているのみならず、重量%0.3〜10%のAk
を含有するフェロシリコン塊は湿度の影響により自然風
化崩壊して粉末状となり、鋳塊を粉砕機にかけることな
く、そのまま浸珪処理に使用可能であシ多孔性が充分解
消されること見出した。
本発明において主剤たるU混入フェロシリコン粉末と促
進剤として塩化アンモニューム、焼結緩和剤としてアル
ミナ粉末の混合拡散剤の中に鉄鋼成品を埋没し、800
℃から1.100°Cの温度に加熱すると、被処理材表
面に無孔にして平滑な、珪素浸透拡散層が形成される。
進剤として塩化アンモニューム、焼結緩和剤としてアル
ミナ粉末の混合拡散剤の中に鉄鋼成品を埋没し、800
℃から1.100°Cの温度に加熱すると、被処理材表
面に無孔にして平滑な、珪素浸透拡散層が形成される。
この際雰囲気として水素雰囲気もしくは無酸化雰囲気が
好ましいが大気中においてもその目的を達し得る。粉末
の粘度は80〜120メツシユの範囲が最も好ましい結
果をもたらす。また塩化アンモニューム(Nl−14c
、e)の添加量は通常6%以下であるが1%でも充分良
好な珪素拡散層を形成する。加熱温度と加熱時間の関係
であるが、比較的低温即ち800°C〜950℃の温度
では長時間即ち7〜20時間の加熱が必要であり、比較
的高温即ち1000°C〜1ioo”cでは1〜2時間
の短時間処理で珪素の拡散層が得られる。
好ましいが大気中においてもその目的を達し得る。粉末
の粘度は80〜120メツシユの範囲が最も好ましい結
果をもたらす。また塩化アンモニューム(Nl−14c
、e)の添加量は通常6%以下であるが1%でも充分良
好な珪素拡散層を形成する。加熱温度と加熱時間の関係
であるが、比較的低温即ち800°C〜950℃の温度
では長時間即ち7〜20時間の加熱が必要であり、比較
的高温即ち1000°C〜1ioo”cでは1〜2時間
の短時間処理で珪素の拡散層が得られる。
拡散剤の焼結緩和剤としてAk205を用いるとNH4
CJと化学反応をおこしてA−ecjl’−、十Fe→
、す十F e CL3 、 、uが遊離するので無孔浸
珪に好ましい影響をもたらし、アルミナは重量係にてフ
ェロシリコンの2〜4倍捷で使用することが出来る。そ
の点綴和剤としてS + 02を用いることは好ましく
ない。
CJと化学反応をおこしてA−ecjl’−、十Fe→
、す十F e CL3 、 、uが遊離するので無孔浸
珪に好ましい影響をもたらし、アルミナは重量係にてフ
ェロシリコンの2〜4倍捷で使用することが出来る。そ
の点綴和剤としてS + 02を用いることは好ましく
ない。
拡散被纜に用いる混合拡散剤の繰返し使用については、
初回の与剤に対してFe* 8 ’ +人eの合金粉末
を5〜10wt%補充して2回目の処理を行い3回目以
降の処理も同様にして補充を繰返して拡散剤を使用する
。
初回の与剤に対してFe* 8 ’ +人eの合金粉末
を5〜10wt%補充して2回目の処理を行い3回目以
降の処理も同様にして補充を繰返して拡散剤を使用する
。
フェロシリコンは市販の2号品(Si75〜80%)を
使用して肩を0.3〜10wt%混合する。
使用して肩を0.3〜10wt%混合する。
その理由は第1図にて明かの如くフェロシリコンが崩壊
し易いからと届によるシリコナイジングの封孔効果を期
待するからである。シリコナイジングの拡散層の厚みは
0.6〜D、 5 mm形成されれば充分である。第1
図はフェロシリコン崩壊に及ぼすP、 AJ!=の影響
を示す。
し易いからと届によるシリコナイジングの封孔効果を期
待するからである。シリコナイジングの拡散層の厚みは
0.6〜D、 5 mm形成されれば充分である。第1
図はフェロシリコン崩壊に及ぼすP、 AJ!=の影響
を示す。
次に窒化珪素は、代表的なセラミックの一つであシ、耐
蝕性並びに耐酸性にすぐれるとともに耐熱性も著しくま
た耐摩耗性にも強い。従って鉄鋼の表面をセラミック化
することにより、鉄鋼の耐久力を倍加するとともにセラ
ミックの欠点である機械的強度の弱さを鉄鋼により補わ
んするものであり、鉄や鉄合金の工業的利用分野が表面
のセラミック化によシ著しく拡大強化されることが期待
される。本発明はかかる窒化珪素被覆を鉄鋼表面に形成
するための出期的な方法である。
蝕性並びに耐酸性にすぐれるとともに耐熱性も著しくま
た耐摩耗性にも強い。従って鉄鋼の表面をセラミック化
することにより、鉄鋼の耐久力を倍加するとともにセラ
ミックの欠点である機械的強度の弱さを鉄鋼により補わ
んするものであり、鉄や鉄合金の工業的利用分野が表面
のセラミック化によシ著しく拡大強化されることが期待
される。本発明はかかる窒化珪素被覆を鉄鋼表面に形成
するための出期的な方法である。
すなわち本発明において、さきの鉄鋼表面におけるシリ
コナイジングの拡散層の厚みを0.3〜Q、 5 mm
形成されたこの表面を窒化することによシ最外層は5i
5N4を主体とする硬度の高い窒化物層が形成される。
コナイジングの拡散層の厚みを0.3〜Q、 5 mm
形成されたこの表面を窒化することによシ最外層は5i
5N4を主体とする硬度の高い窒化物層が形成される。
窒化はアンモニア気流中で700〜900°Cの温度で
2〜8時間処理すると0.30 am、以上の厚みが窒
化されSi3N4の皮膜が出来る。窒化物層の厚さはS
iの含有量によって影響され、8iが増すと厚みは減少
する。例えば同一加熱条件で1%Si で14μあった
窒化物層の厚みが、Si 4%に増加すると6μに減少
する。従って窒化物層の厚みを増すために窒化温度は7
00℃以下では不充分で700″C以上が好ましい。
2〜8時間処理すると0.30 am、以上の厚みが窒
化されSi3N4の皮膜が出来る。窒化物層の厚さはS
iの含有量によって影響され、8iが増すと厚みは減少
する。例えば同一加熱条件で1%Si で14μあった
窒化物層の厚みが、Si 4%に増加すると6μに減少
する。従って窒化物層の厚みを増すために窒化温度は7
00℃以下では不充分で700″C以上が好ましい。
窒化法としてはNH3ガスによるガス窒化法のみならず
RXガス、有機液剤の添加による窒化を主体とする浸炭
窒化法も採用される。浸炭は珪素浸透拡散層の封孔効果
に寄与するので浸炭をともなう窒化法は好ましいもので
ある。
RXガス、有機液剤の添加による窒化を主体とする浸炭
窒化法も採用される。浸炭は珪素浸透拡散層の封孔効果
に寄与するので浸炭をともなう窒化法は好ましいもので
ある。
以上述べた如く本発明は浸珪処理をA!含有フェロシリ
コン粉末により従来一般に行われているパック法により
加熱炉内で処理し、珪素拡散被覆を形成するが、更にそ
の表面を引続き製品を一般に行われている窒化法あるい
は浸炭窒化法によシ窒化あるいは浸炭窒化することによ
シ、鉄鋼部材の表面に窒化珪素の拡散被覆と封孔を施す
ための極めて効果のある工業的方法である。
コン粉末により従来一般に行われているパック法により
加熱炉内で処理し、珪素拡散被覆を形成するが、更にそ
の表面を引続き製品を一般に行われている窒化法あるい
は浸炭窒化法によシ窒化あるいは浸炭窒化することによ
シ、鉄鋼部材の表面に窒化珪素の拡散被覆と封孔を施す
ための極めて効果のある工業的方法である。
実施例I
合金剤の組成
5i−75、Fe −25合金に対してAA8%の合金
粉末届、03粉末重量にて上記と等量 NH4CA 3 w t% 処理品 軟鋼板及棒鋼 加熱温度 950°C1加熱時間5H 以上の条件にてシリコナイジングを実施し厚み300μ
の無孔浸透層を得た。
粉末届、03粉末重量にて上記と等量 NH4CA 3 w t% 処理品 軟鋼板及棒鋼 加熱温度 950°C1加熱時間5H 以上の条件にてシリコナイジングを実施し厚み300μ
の無孔浸透層を得た。
次いで本資料をアンモニヤ気流中で800 ”0−4
H窒化処理を施した。
H窒化処理を施した。
結果300μの浸珪層の外層180μの厚さに窒化珪素
S+3N4の検出を見た。
S+3N4の検出を見た。
実施例■
合金剤の組成
5i−75、Fe −25合金に対して届5%の合金粉
末 A、e203粉末重量にて上記と等量 Nl(+CA 2 w t% 処理品 軟鋼板及18−8鋼板 加熱温度 1.000°C1加熱・時間6 H以上の条
件にてシリコナイジングを実施した結果厚み250μの
無孔浸珪層を得た。
末 A、e203粉末重量にて上記と等量 Nl(+CA 2 w t% 処理品 軟鋼板及18−8鋼板 加熱温度 1.000°C1加熱・時間6 H以上の条
件にてシリコナイジングを実施した結果厚み250μの
無孔浸珪層を得た。
次いで本資料をアンモニヤ気流中で850℃−5H望化
処理を施した。
処理を施した。
結果250μ浸珪層のSiが蟹化され5i5N4が25
0μの厚みにわたり検出された。
0μの厚みにわたり検出された。
第1図はフェロシリコン崩壊に及ぼすPl、すの影響を
示す図である。
示す図である。
Claims (2)
- (1)鉄鋼表面に届を重t%で0.3〜10%含有する
Fe −81−A11=合金粉末を用いて珪素拡散被覆
処理を行うことを特徴とする鉄鋼表面に珪素拡散被覆を
形成する方法。 - (2)鉄鋼表面にA!を重量係で0.3〜10%含有す
るFe−8i−見合金粉末を用いて珪素拡散被覆処理を
行い、ついでその表面を窒化することを特徴とする鉄鋼
表面に窒化珪素被覆を形成する方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12319283A JPS6017064A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 鉄鋼表面にけい素拡散被覆又は窒化けい素被覆を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12319283A JPS6017064A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 鉄鋼表面にけい素拡散被覆又は窒化けい素被覆を形成する方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6017064A true JPS6017064A (ja) | 1985-01-28 |
JPH0218383B2 JPH0218383B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=14854466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12319283A Granted JPS6017064A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 鉄鋼表面にけい素拡散被覆又は窒化けい素被覆を形成する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6017064A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100946070B1 (ko) * | 2002-11-27 | 2010-03-10 | 주식회사 포스코 | 고규소 전기강판 제조방법 |
KR100967049B1 (ko) * | 2002-11-11 | 2010-06-29 | 주식회사 포스코 | 고규소 강판 제조방법 |
KR101060913B1 (ko) | 2003-12-20 | 2011-08-30 | 주식회사 포스코 | 철손특성이 우수한 고규소 방향성 전기강판의 제조방법 |
CN105525255A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-04-27 | 常州大学 | 钢的一种快速高效铝-硅-氮复合渗技术 |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12319283A patent/JPS6017064A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100967049B1 (ko) * | 2002-11-11 | 2010-06-29 | 주식회사 포스코 | 고규소 강판 제조방법 |
KR100946070B1 (ko) * | 2002-11-27 | 2010-03-10 | 주식회사 포스코 | 고규소 전기강판 제조방법 |
KR101060913B1 (ko) | 2003-12-20 | 2011-08-30 | 주식회사 포스코 | 철손특성이 우수한 고규소 방향성 전기강판의 제조방법 |
CN105525255A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-04-27 | 常州大学 | 钢的一种快速高效铝-硅-氮复合渗技术 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0218383B2 (ja) | 1990-04-25 |
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