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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
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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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