JPS60258470A - 炭化物被覆方法 - Google Patents
炭化物被覆方法Info
- Publication number
- JPS60258470A JPS60258470A JP11403484A JP11403484A JPS60258470A JP S60258470 A JPS60258470 A JP S60258470A JP 11403484 A JP11403484 A JP 11403484A JP 11403484 A JP11403484 A JP 11403484A JP S60258470 A JPS60258470 A JP S60258470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbide
- powder
- fluidized bed
- furnace
- treated
- 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.)
- Pending
Links
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
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5057—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/87—Ceramics
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
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、流動層式炉を用いて、炭素を含む被処理材の
表面に、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（■）。
表面に、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（■）。
＝、ｔｙ”（Ｎｂ ）、 タンｐｗ（Ｔａ ）、 りａ
ム（Ｏｒ）又はマンガン（Ｍｎ）、（以下、これらの元
素を炭化物形成元素と総称する）の炭化物層を形成させ
る表面処理方法に関するものである。
ム（Ｏｒ）又はマンガン（Ｍｎ）、（以下、これらの元
素を炭化物形成元素と総称する）の炭化物層を形成させ
る表面処理方法に関するものである。
従来、鋼の熱処理用炉として、アルミナ粉体に。
空気やアルゴン等のガスを吹込んで流動状態とした流動
層を、熱媒体として使用する流動層式炉が使用されてき
た。この熱媒体は温度分布が均一であり、かつ熱伝達が
迅速であるので、この熱媒体を利用すれば２品物を急速
に、かつ品物の各部の温度を均一に加熱することができ
る。
層を、熱媒体として使用する流動層式炉が使用されてき
た。この熱媒体は温度分布が均一であり、かつ熱伝達が
迅速であるので、この熱媒体を利用すれば２品物を急速
に、かつ品物の各部の温度を均一に加熱することができ
る。
そこで、すでにこの流動層炉を使用して、金属表面への
拡散被覆を行う試みが公表されている。
拡散被覆を行う試みが公表されている。
この方法を第２図を基に説明する。まず浸透用元素を含
む物質とア／Ｌ／ミナ等の不活性物質との混合粉末より
なる処理剤を流動層式炉の炉本体ａ内の散気板す上に置
く。ついで、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスをガス供
給通路ＣＩを経て炉本体ａ内に注入し、処理剤粉末を流
動状態にして、流動層ｄを形成する。そして、炉本体ａ
の頂部の１ｊＪｅをとって、被処理材ｆを流動層ｄ中に
埋設し、蓋ｅを締める。その場合に、炉の密閉の確保に
は充分注意する。ついで、水素をキャリヤーガスとして
。
む物質とア／Ｌ／ミナ等の不活性物質との混合粉末より
なる処理剤を流動層式炉の炉本体ａ内の散気板す上に置
く。ついで、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスをガス供
給通路ＣＩを経て炉本体ａ内に注入し、処理剤粉末を流
動状態にして、流動層ｄを形成する。そして、炉本体ａ
の頂部の１ｊＪｅをとって、被処理材ｆを流動層ｄ中に
埋設し、蓋ｅを締める。その場合に、炉の密閉の確保に
は充分注意する。ついで、水素をキャリヤーガスとして
。
活性化剤のハロゲン蒸気がガス供給通路Ｃ２を経て、流
動層ｄに供給される。すると、／１０ゲン蒸気と浸透用
元素の粉末とが相互反応して、浸透用元素のハロゲン化
物のガスが発生する。
動層ｄに供給される。すると、／１０ゲン蒸気と浸透用
元素の粉末とが相互反応して、浸透用元素のハロゲン化
物のガスが発生する。
ハロゲン化物のガスは、流動層ｄ中の被処理材ｆに接触
すると１分解して浸透用元素を被処理材表面に析出させ
る。このようにして拡散被覆が行われる。
すると１分解して浸透用元素を被処理材表面に析出させ
る。このようにして拡散被覆が行われる。
しかし、この方法では、以下のように、炉の取り扱い、
および処理操作がきわめて、やっかいである点が問題で
あった。すなわち、第１に１本方法で被覆層を形成する
ためには、活性化剤としてのハロゲン蒸気が必要であり
、その１１０ゲン蒸気を搬送するキャリヤーガスとして
水素の使用が不可欠である。ところが、水素は爆発の危
険が多く。
および処理操作がきわめて、やっかいである点が問題で
あった。すなわち、第１に１本方法で被覆層を形成する
ためには、活性化剤としてのハロゲン蒸気が必要であり
、その１１０ゲン蒸気を搬送するキャリヤーガスとして
水素の使用が不可欠である。ところが、水素は爆発の危
険が多く。
そのため配管および炉の密閉などに相当の注意を要する
。そのため、炉の操作が必ずしも能率的でない。また第
２に、水素の爆発を防ぐために密閉状態で炉を使用する
ので、高温状態の被処理拐を炉外に取り出すことができ
ず、そのため、引続いて母材の焼入れを行うことが困難
である。第６に。
。そのため、炉の操作が必ずしも能率的でない。また第
２に、水素の爆発を防ぐために密閉状態で炉を使用する
ので、高温状態の被処理拐を炉外に取り出すことができ
ず、そのため、引続いて母材の焼入れを行うことが困難
である。第６に。
ハロゲン蒸気発生装置が必要であるので、炉の構・造が
複雑になり、操作も煩雑である。
複雑になり、操作も煩雑である。
本発明は、水素やハロゲン蒸気を使用することなく、シ
かも流動層炉を使用して、実用的な厚さで、かつその表
面が平滑な炭化物層を短時間で安全に形成することがで
きる表面処理方法を提供すべくなされたものである。
かも流動層炉を使用して、実用的な厚さで、かつその表
面が平滑な炭化物層を短時間で安全に形成することがで
きる表面処理方法を提供すべくなされたものである。
本発明は、アルミナ等の耐火物粉末と、炭化物形成元素
の金属またはそれらの合金から成る炭化物形成用粉末と
、処理温度以下の温度で昇華または蒸発する金属ハロゲ
ン化物粉末とより成る処理剤、および炭素を含む被処理
材を流動層式炉中に配置すると共に、該炉中に流動化ガ
スを導入して。
の金属またはそれらの合金から成る炭化物形成用粉末と
、処理温度以下の温度で昇華または蒸発する金属ハロゲ
ン化物粉末とより成る処理剤、および炭素を含む被処理
材を流動層式炉中に配置すると共に、該炉中に流動化ガ
スを導入して。
前記処理剤を流動化させることにより前記流動層式炉中
に流動層を形成せしめ、かつこれらを加熱することによ
り被処理材の表面に灰化物層を形成させることを特徴と
する炭化物被覆方法である。
に流動層を形成せしめ、かつこれらを加熱することによ
り被処理材の表面に灰化物層を形成させることを特徴と
する炭化物被覆方法である。
本発明で使用する流動層式炉は、一般に、乾燥。
焼却、還元等の目的で通常使用されている流動層式炉で
よい。
よい。
耐火物は、炭化物形成用粉末が流動中に固まりとなるの
を防ぐだめのものであり、炭化物形成用粉末と反応しな
いものが望ましい。該耐火物としては、処理温度で変質
しにくい、アルミナ（ＡＩ！１０、）、酸化ケイ素（８
ｉ０．）、酸化チタン（Ｔｉｅ、）。
を防ぐだめのものであり、炭化物形成用粉末と反応しな
いものが望ましい。該耐火物としては、処理温度で変質
しにくい、アルミナ（ＡＩ！１０、）、酸化ケイ素（８
ｉ０．）、酸化チタン（Ｔｉｅ、）。
ジｌレコニア（ＺｒＯ，）等が挙げられ、これらのうち
の１種または２種以上で用いる。
の１種または２種以上で用いる。
炭化物形成元素の金属とは、炭素と結合して炭化物を形
成しやすい金属をいい、第■８族元素のチタン、第ｙａ
族元素のバナジウム、ニオブ、タンタル、そして第ｙ１
ａ族元素のクロム、および第■ａ族元素のマンガンが代
表的である。炭化物形成元素の合金としては、特に、
Ｆｅ−Ｖ、 Ｆｅ−Ｎｂ。
成しやすい金属をいい、第■８族元素のチタン、第ｙａ
族元素のバナジウム、ニオブ、タンタル、そして第ｙ１
ａ族元素のクロム、および第■ａ族元素のマンガンが代
表的である。炭化物形成元素の合金としては、特に、
Ｆｅ−Ｖ、 Ｆｅ−Ｎｂ。
Ｆｅ−０ｒなどの合金鉄が工業上使用されることが多い
。
。
なお、複合あるいは二層以上の炭化物層を形成するため
に、２種類以上の炭化物形成元素の金属又は合金を混合
して、処理剤の成分として配合することができる。
に、２種類以上の炭化物形成元素の金属又は合金を混合
して、処理剤の成分として配合することができる。
上記炭化物形成元素の金属又は合金から成る炭化物形成
用粉末の配合量は、処理剤中に５〜５０重量％（以下１
重量％を％と表記する。）の範囲にあるのが望ましい。
用粉末の配合量は、処理剤中に５〜５０重量％（以下１
重量％を％と表記する。）の範囲にあるのが望ましい。
この配合量が５％未満の場合１次化物層が形成しにくく
なり、逆に５０％より多くなると、金属粉末が付着しや
すくなるので好ましくない。
なり、逆に５０％より多くなると、金属粉末が付着しや
すくなるので好ましくない。
処理温度以下の温度で昇華または蒸発する金属ハロゲン
化物としては、静化チタン（ＴｉＦ４ ） ｒ詐化ニオ
ブ（ＮｂＦ＆）、缶化バナジウム（ＶＦ、）。
化物としては、静化チタン（ＴｉＦ４ ） ｒ詐化ニオ
ブ（ＮｂＦ＆）、缶化バナジウム（ＶＦ、）。
塩化鉄（ＦｅＣ１，） 、塩化モリブデｙ （Ｍａｉｌ
、 ）。
、 ）。
塩化ニオブ（ＮｂＣｌ５）、塩化バナジウム（ＶＯＡ’
、）。
、）。
臭化チタｙ （Ｔ１Ｂｒ４）、臭化＝オフ（ＮｂＢｒ、
）等があり、これらのうちの１種または２種以上で使用
する。金属ハロゲン化物のうちでも、処理温度以下の温
度で昇華または蒸発しないものを使用すると、流動層中
で融解してしまい、流動化が困難になり、更に被処理材
に付着するおそれがある、この処理温度以下の温度で昇
華または蒸発する金属へ９ゲン化物粉末は、炭化物形成
用粉末と反応して、炭化物形成に関与する炭化物形成元
素のハロゲン化物のガスを発生させる。またＴＩＦ４や
■Ｃムなどの炭化物形成元素のハロゲン化物を使用した
場合は該ハロゲン化物が直接灰化物の形成に寄与する。
）等があり、これらのうちの１種または２種以上で使用
する。金属ハロゲン化物のうちでも、処理温度以下の温
度で昇華または蒸発しないものを使用すると、流動層中
で融解してしまい、流動化が困難になり、更に被処理材
に付着するおそれがある、この処理温度以下の温度で昇
華または蒸発する金属へ９ゲン化物粉末は、炭化物形成
用粉末と反応して、炭化物形成に関与する炭化物形成元
素のハロゲン化物のガスを発生させる。またＴＩＦ４や
■Ｃムなどの炭化物形成元素のハロゲン化物を使用した
場合は該ハロゲン化物が直接灰化物の形成に寄与する。
しかして、該金属／１０ゲン化物粉末の配合量は［１，
２〜３％の範囲にあるのが望ましい。
２〜３％の範囲にあるのが望ましい。
該配合量がα２％より少ないと炭化物の形成が弱く、形
成される炭化物層の厚みが薄くなる。しかし、５％より
多くなると９発生するハロゲン化物のガス量が増大して
、排気孔のつまり等のトラブルが起とシやすくなるので
好ましくない。
成される炭化物層の厚みが薄くなる。しかし、５％より
多くなると９発生するハロゲン化物のガス量が増大して
、排気孔のつまり等のトラブルが起とシやすくなるので
好ましくない。
処理剤は、上記灰化物形成用粉末、金属ハロゲン化物粉
末及び耐火物粉末とから成り、該処理剤の粉末粒度は、
いずれも６０メツシユから３５０メツシユの範囲のもの
が好ましい。６０メツシユより粗いと、処理剤を流動化
させるために多量の流動化ガスを必要とする。その結果
１発生したハロゲン化物のガスが、多量の流動化ガスに
より吹き払われて品物の表面に到達できなくなり、炭化
物形成が進まないので好ましくない。逆に６５０メツシ
ユより細かくなると、粉末が浮遊しゃすくなり、取扱い
が困難になるので、同様に好ましくない。
末及び耐火物粉末とから成り、該処理剤の粉末粒度は、
いずれも６０メツシユから３５０メツシユの範囲のもの
が好ましい。６０メツシユより粗いと、処理剤を流動化
させるために多量の流動化ガスを必要とする。その結果
１発生したハロゲン化物のガスが、多量の流動化ガスに
より吹き払われて品物の表面に到達できなくなり、炭化
物形成が進まないので好ましくない。逆に６５０メツシ
ユより細かくなると、粉末が浮遊しゃすくなり、取扱い
が困難になるので、同様に好ましくない。
なお１条件によっては、処理剤粉末が流動化ガス導入口
に詰まって、正常な流動化が阻害されることがあり、こ
れを防止するため、ガス導入口と処理剤粉末との間に粗
粒（粒度５〜２ｏメツシユ）のアルミナ等の耐火物を置
いてもよい。
に詰まって、正常な流動化が阻害されることがあり、こ
れを防止するため、ガス導入口と処理剤粉末との間に粗
粒（粒度５〜２ｏメツシユ）のアルミナ等の耐火物を置
いてもよい。
流動化ガスとしては、処理剤と接触しても反応が生じな
いように不活性ガスが使用される。なかでも、普通純度
のアルゴン（Ａｒ）の使用が一般的である。
いように不活性ガスが使用される。なかでも、普通純度
のアルゴン（Ａｒ）の使用が一般的である。
流動化ガスは、所定の圧力、流量で流動層式炉内に注入
される。その結果、処理剤粉末は、炉内に吹き上げられ
、しかも引続き流入する流動化ガスの圧力によシ落下せ
ず、浮遊状態で炉内を移動する流動層となる。この流動
化ガスの流速が小さい場合には、被処理材の表面にわず
かに処理剤粉末が付着することがあり、この付着した粉
末は。
される。その結果、処理剤粉末は、炉内に吹き上げられ
、しかも引続き流入する流動化ガスの圧力によシ落下せ
ず、浮遊状態で炉内を移動する流動層となる。この流動
化ガスの流速が小さい場合には、被処理材の表面にわず
かに処理剤粉末が付着することがあり、この付着した粉
末は。
ワイヤーブラシで研摩等にょ９除去する必要がある。そ
れ故、・被処理材表面に粉末の付着がなく。
れ故、・被処理材表面に粉末の付着がなく。
平滑な被覆層を形成するためには、流動化ガスの流速が
流動層の横断゛面単位面積当’）５０ｗ分以上とするの
が望ましい。また、流速が大きい場合には、流動化が激
しくなり、著しいバブリングが生じ、処理操作に手間が
かかる。それ故、流速の上限は７００１分とするのがよ
い。なお、粉末の流動化を良くシ、処理操作をなし易く
するためには６０〜６００ｍ１分とするのがより好まし
い。
流動層の横断゛面単位面積当’）５０ｗ分以上とするの
が望ましい。また、流速が大きい場合には、流動化が激
しくなり、著しいバブリングが生じ、処理操作に手間が
かかる。それ故、流速の上限は７００１分とするのがよ
い。なお、粉末の流動化を良くシ、処理操作をなし易く
するためには６０〜６００ｍ１分とするのがより好まし
い。
また、流動化ガスの圧力は、取扱い上０．５〜２に１の
範囲が望ましい。
範囲が望ましい。
本発明の被処理材としては、炭素を含む材料が使用でき
る。また９炭素を含む材料としては、炭素を含む鉄、ニ
ッケル、コ、パ／９）などの金属材料。
る。また９炭素を含む材料としては、炭素を含む鉄、ニ
ッケル、コ、パ／９）などの金属材料。
超硬合金および黒鉛を主体とした炭素材料が含まれる。
被処理材中に含まれる炭素と、処理剤中の炭化物形成元
素が結合して、被処理材表面に炭化物形成元素の炭化物
を形成するので９本発明に使用の被処理材はα１％以上
の炭素を含むことが望ましい。０．１％よシ戻素量が小
さいと、炭化物層の形成が困難であった＃）、５ｉ！！
用的な厚さの炭化物形成に長時間を要することがある。
素が結合して、被処理材表面に炭化物形成元素の炭化物
を形成するので９本発明に使用の被処理材はα１％以上
の炭素を含むことが望ましい。０．１％よシ戻素量が小
さいと、炭化物層の形成が困難であった＃）、５ｉ！！
用的な厚さの炭化物形成に長時間を要することがある。
なお、流動化ガス中に炭素を含むガス、例えば炭化水素
等のガスを、混合することにより、炭化物形成に要する
炭素を外部から供給することができる。
等のガスを、混合することにより、炭化物形成に要する
炭素を外部から供給することができる。
また、上記被処理材の表面に予め窒化処理を施すことに
よって、窒素を含む炭化物を形成することができる。
よって、窒素を含む炭化物を形成することができる。
本発明の加熱工程は、熱媒体である流動層を加熱するこ
とにより行う。加熱の具体的手段は、流動層を含む流動
層式炉を電気炉等の外部加熱器内に装入して、外部から
流動層を加熱する方式、あるいは流動層式炉内に設けら
れた加熱器により。
とにより行う。加熱の具体的手段は、流動層を含む流動
層式炉を電気炉等の外部加熱器内に装入して、外部から
流動層を加熱する方式、あるいは流動層式炉内に設けら
れた加熱器により。
直接流動層を加熱する方式のいずれでもよい。加熱され
た流動層は２品物に接触して品物を加熱し。
た流動層は２品物に接触して品物を加熱し。
その結果１品物表面での灰化物層形成が生ずる。
加熱処理温度は、７００°Ｃ〜１２００°Ｃの範囲内で
選択される。７００°Ｃ未満では、被処理材表面に十分
な厚さの炭化物層が形成されない。他方。
選択される。７００°Ｃ未満では、被処理材表面に十分
な厚さの炭化物層が形成されない。他方。
１２００°Ｃを越えると、処理剤が密着固化しゃすくな
シ、又、被処理材の材質の劣化をまねくおそれもあり、
好ましくない。
シ、又、被処理材の材質の劣化をまねくおそれもあり、
好ましくない。
処理時間は、必要とする灰化物層の厚さ、および被処理
材の材質を考慮して、０５時間から１６時間の間で選択
される。加熱時間が０．５時間よシ短かいと、十分な厚
さの灰化物層が得られない場合がある。また、１６時間
を越えて加熱すると。
材の材質を考慮して、０５時間から１６時間の間で選択
される。加熱時間が０．５時間よシ短かいと、十分な厚
さの灰化物層が得られない場合がある。また、１６時間
を越えて加熱すると。
被処理材の材質劣化が起きやすくなる。一般に。
一定厚さの炭化物層を得るためには、高い処理温度では
比較的短い処理時間、低い処理温度では比較的長い処理
時間を必要とする。
比較的短い処理時間、低い処理温度では比較的長い処理
時間を必要とする。
本発明では、処理剤として金属ハロゲン化物の粉末を使
用しているので、ハロゲン蒸気を使用する必要がない。
用しているので、ハロゲン蒸気を使用する必要がない。
しだがって、ハロゲン蒸気を炉中に搬入するキャリヤガ
スとしての水素を必要としない。そのため本願発明では
、水素による爆発の危険もなく、安全に炭化物被覆処理
を行うことができる。また、被処理材を高温の流動層中
に直接装入でき１品物を急速に加熱することができる。
スとしての水素を必要としない。そのため本願発明では
、水素による爆発の危険もなく、安全に炭化物被覆処理
を行うことができる。また、被処理材を高温の流動層中
に直接装入でき１品物を急速に加熱することができる。
そのため１本発明では、構造も操作も簡単な流動層式炉
を使用することができる。また、熱媒体として流動状態
の処理剤粉末を利用するので、処理剤が品物の表面に付
着することがない。そのため。
を使用することができる。また、熱媒体として流動状態
の処理剤粉末を利用するので、処理剤が品物の表面に付
着することがない。そのため。
本方法によればきわめて平滑な材料表面を得ることがで
きる。さらに、流動層の温度分布が均一であるので１品
物表面に均一な厚さの炭化物層を形成するとともできる
。また、二種類以上の炭化物形成元素の金属を同時に混
合して処理剤成分として使用することにより、簡単な操
作で１品物表面に複合あるいは二層以上の炭化物層を形
成することもできる。
きる。さらに、流動層の温度分布が均一であるので１品
物表面に均一な厚さの炭化物層を形成するとともできる
。また、二種類以上の炭化物形成元素の金属を同時に混
合して処理剤成分として使用することにより、簡単な操
作で１品物表面に複合あるいは二層以上の炭化物層を形
成することもできる。
以下１本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図に示す流動層式炉を用いて１本発明の炭化物被覆
処理を行った。なお、流動層式炉は、炉本体１の下部に
、ガス供給通路２が開口し、開口部の直上に、炉内を二
つに仕切る散気板３が設けられている。散気板６は厚さ
方向に貫通する多数のガス分散孔３１を有する、該散気
板３の上に処理剤粉末による分散孔のつまりを防止し、
流動化せられ、蓋４の一部には、ガス排出通路５が開口
している。炉本体１の外周には、加熱器６が設置されて
いる。また、炉本体１は、耐熱鋼製であり。
処理を行った。なお、流動層式炉は、炉本体１の下部に
、ガス供給通路２が開口し、開口部の直上に、炉内を二
つに仕切る散気板３が設けられている。散気板６は厚さ
方向に貫通する多数のガス分散孔３１を有する、該散気
板３の上に処理剤粉末による分散孔のつまりを防止し、
流動化せられ、蓋４の一部には、ガス排出通路５が開口
している。炉本体１の外周には、加熱器６が設置されて
いる。また、炉本体１は、耐熱鋼製であり。
かつ形状は直径６０１ＪＩＸ高さ８００ｍの円柱形状で
ある。
ある。
上記流動層式炉の粗粒のアルミナ？上に、処理剤粉末Ｉ
Ｋｇを置いた。その処理剤中の各成分の配合割合は、
２０％のフ二ロチタン粉末（４５％チタン含有、１００
〜１５０メツシユ）、１５％の争化チタン（ＴｉＦ、）
粉末（８０〜２００メツシユ）＄−よび残部アルミナ粉
末（８０〜１００メソシユ）であった。ついで、流動化
ガスとしてアルボｙ（Ａｒ）ガスを、圧力１．５ Ｋｇ
／ｌｉ 、流動層の横断面単位面積当り５０１分の流
速で、ガス供給通路２よシ炉本体１内に送入した。
Ｋｇを置いた。その処理剤中の各成分の配合割合は、
２０％のフ二ロチタン粉末（４５％チタン含有、１００
〜１５０メツシユ）、１５％の争化チタン（ＴｉＦ、）
粉末（８０〜２００メツシユ）＄−よび残部アルミナ粉
末（８０〜１００メソシユ）であった。ついで、流動化
ガスとしてアルボｙ（Ａｒ）ガスを、圧力１．５ Ｋｇ
／ｌｉ 、流動層の横断面単位面積当り５０１分の流
速で、ガス供給通路２よシ炉本体１内に送入した。
処理剤粉末は流動化し、流動層７が形成された。
ついで、炉本体１の頂部のＭ４をとり、流動層７中に被
処理材（合金工具鋼ＪＩ８８ＫＤ１１ 、高さ２００ｆ
ｆ×径７１１１）８を支持具を介してつ９さげた。
処理材（合金工具鋼ＪＩ８８ＫＤ１１ 、高さ２００ｆ
ｆ×径７１１１）８を支持具を介してつ９さげた。
ついで、加熱器６により炉本体１の外部より流動層７を
９５０°Ｃに加熱した。その温度で２時間加熱処理を行
った後、そのまま冷却せしめた。このようにして得られ
た被処理材の表面を目視したところ、処理剤の付着もな
く、平滑な材料表面であった。ぞして、その断面を顕微
鏡観察したところ。
９５０°Ｃに加熱した。その温度で２時間加熱処理を行
った後、そのまま冷却せしめた。このようにして得られ
た被処理材の表面を目視したところ、処理剤の付着もな
く、平滑な材料表面であった。ぞして、その断面を顕微
鏡観察したところ。
第３図の顕微鏡写真に示すように、２〜３μｍの被覆層
が均一に形成されていることが認められた。
が均一に形成されていることが認められた。
この層をＸ線回折で分析したところ、チタン炭化物（Ｔ
ｉｅ ）層であることが確認された。また。
ｉｅ ）層であることが確認された。また。
この層の硬さを測定したところ、約ＫＶ ３０００の硬
度を示した。また上記と同一処理剤を使用し。
度を示した。また上記と同一処理剤を使用し。
黒鉛を被処理材として、上記と同一条件で処理を行った
。その結果、黒鉛の表面には６〜７μｍの平滑なチタン
炭化物層が形成されていた。
。その結果、黒鉛の表面には６〜７μｍの平滑なチタン
炭化物層が形成されていた。
実施例２
処理剤の各成分の配合割合を３０％のフェロバナジウム
粉末（７０％バナジウム含有、１００〜２００メソシユ
）、１％の塩化バナジウム（Ｙｏ佑）粉末（８０〜２０
０メツンユ）および残部アルミナ粉末（８０〜１００メ
ツシユ）とした処理剤１に９を用意した。この処理剤を
使用し、アルゴンガスを圧力１．５ Ｋｇ／ｒｄ、流動
層の横断面単位面積当り１００１分で送入した以外は、
実施例１と同一条件でＪＩ８８に４材（高さ２００ｆｌ
Ｘ径８Ｈ）に対して炭化物被覆を行なった。得られたＪ
Ｉ８８に４材表面は、処理剤の付着もまったくなく、ｆ
８わめて平滑であった。そして、その断面を顕微鏡観察
したところ、第４図の顕微鏡写真に示すように。
粉末（７０％バナジウム含有、１００〜２００メソシユ
）、１％の塩化バナジウム（Ｙｏ佑）粉末（８０〜２０
０メツンユ）および残部アルミナ粉末（８０〜１００メ
ツシユ）とした処理剤１に９を用意した。この処理剤を
使用し、アルゴンガスを圧力１．５ Ｋｇ／ｒｄ、流動
層の横断面単位面積当り１００１分で送入した以外は、
実施例１と同一条件でＪＩ８８に４材（高さ２００ｆｌ
Ｘ径８Ｈ）に対して炭化物被覆を行なった。得られたＪ
Ｉ８８に４材表面は、処理剤の付着もまったくなく、ｆ
８わめて平滑であった。そして、その断面を顕微鏡観察
したところ、第４図の顕微鏡写真に示すように。
５〜６μｍの均一な被覆層が形成されていた。この層を
Ｘ線回折したところ、／＜ナジウム炭化物（ＶＣ）層で
あることが確認された。また、この層の硬さを測定した
ところ、約ＨＶ ３ｓ ｏ ｏの硬度を示した。上記と
同一の処理剤を使用し、超硬合金（ＷＯ−６％Ｃｏ）を
被処理材として、上記と同一条件で処理を行った。その
結果、超硬合金表面には１〜２μｍのバナジウム炭化物
層が形成されていた。
Ｘ線回折したところ、／＜ナジウム炭化物（ＶＣ）層で
あることが確認された。また、この層の硬さを測定した
ところ、約ＨＶ ３ｓ ｏ ｏの硬度を示した。上記と
同一の処理剤を使用し、超硬合金（ＷＯ−６％Ｃｏ）を
被処理材として、上記と同一条件で処理を行った。その
結果、超硬合金表面には１〜２μｍのバナジウム炭化物
層が形成されていた。
実施例３
処理剤の各成分の配合割合を、４０％のフェロバナジウ
ム粉末（７０％バナジウム含有、１００〜２００メツシ
ユ）、３％の塩化鉄（ＦｅＣｊｌ畠）粉末（８０〜２０
０メツシユ）、残部アルミナ粉末（８０メツシユ）とし
た処理剤１に９を用意した。
ム粉末（７０％バナジウム含有、１００〜２００メツシ
ユ）、３％の塩化鉄（ＦｅＣｊｌ畠）粉末（８０〜２０
０メツシユ）、残部アルミナ粉末（８０メツシユ）とし
た処理剤１に９を用意した。
この処理剤を使用し、アルゴンガスを圧力１．５ Ｋｇ
／禰、流動層の横断面単位面積当ｐ１００１分で送入し
た以外は、実施例１と同一条件でＪＩ８８４５Ｃ材（高
さ１１００Ｎ×径８ ｆｌ ）に対して炭化物被覆を行
なった。得られた被処理材の表面は、処理剤の付着もま
ったくなく、きわめて平滑であった。
／禰、流動層の横断面単位面積当ｐ１００１分で送入し
た以外は、実施例１と同一条件でＪＩ８８４５Ｃ材（高
さ１１００Ｎ×径８ ｆｌ ）に対して炭化物被覆を行
なった。得られた被処理材の表面は、処理剤の付着もま
ったくなく、きわめて平滑であった。
そして、その断面を顕微鏡観察したところ、８〜１０μ
ｍの均一な被覆層が形成されていた。この層をＸ線回折
したところ、バナジウム炭化物（ＶＣ）層であることが
確認された。
ｍの均一な被覆層が形成されていた。この層をＸ線回折
したところ、バナジウム炭化物（ＶＣ）層であることが
確認された。
実施例４
処理剤の各成分の配合割合を、２０％のフェロ（８０〜
２００メツシユ）、残部アルミナとした処理剤Ｉ Ｋｇ
を用意した。この処理剤を使用し、アルゴンガスを圧力
１．５ Ｋｇ ／ｃｄ 、流動層の横断面単位面積当り
２００１分で送入した以外は、実施例１と同一条件でＪ
Ｉ８８に４材に対して炭化物被覆を行なった。得られた
被処理材の表面は、処理剤の付着もまったくなく、！わ
めて平滑であった、そして、その断面を顕微鏡観察した
ところ、第５図の１ｊＩ微鏡写真に示すように、５〜６
μｍの均一な被覆層が形成されていた。この層をＸ線回
折ならびＸ線マイクロアナライザーによって調べたとこ
ろ、外側にバナジウム炭化物（ｖｃ）、内ａ＋にチタン
炭化物（Ｔｉｅ ）の層が形成されていることが確認さ
れた。このチタン炭化物が形成されたことは、金属ハロ
ゲン化物の構成物であるチタンが直接寄与したことを示
している。
２００メツシユ）、残部アルミナとした処理剤Ｉ Ｋｇ
を用意した。この処理剤を使用し、アルゴンガスを圧力
１．５ Ｋｇ ／ｃｄ 、流動層の横断面単位面積当り
２００１分で送入した以外は、実施例１と同一条件でＪ
Ｉ８８に４材に対して炭化物被覆を行なった。得られた
被処理材の表面は、処理剤の付着もまったくなく、！わ
めて平滑であった、そして、その断面を顕微鏡観察した
ところ、第５図の１ｊＩ微鏡写真に示すように、５〜６
μｍの均一な被覆層が形成されていた。この層をＸ線回
折ならびＸ線マイクロアナライザーによって調べたとこ
ろ、外側にバナジウム炭化物（ｖｃ）、内ａ＋にチタン
炭化物（Ｔｉｅ ）の層が形成されていることが確認さ
れた。このチタン炭化物が形成されたことは、金属ハロ
ゲン化物の構成物であるチタンが直接寄与したことを示
している。
実施例５
処理剤の各成分の配合割合を、３０％のフェロ−２００
メツンユ）、残部アルミナとした処理剤１ｋｑを用意し
た。この処理剤を使用し、アルゴンガスを圧力１．５
Ｋｇ ／ ｒｙｌ 、流動層の横断面単位面積当り１０
０ ｃｍ１分で送入した以外は、実施例１と同一条件で
ＪＩＳ８ＫＤ１１材に対して炭化物被覆を行なった。得
られた被処理材の表面は、処理剤の付着もまったくなく
、きわめて平滑であった。
メツンユ）、残部アルミナとした処理剤１ｋｑを用意し
た。この処理剤を使用し、アルゴンガスを圧力１．５
Ｋｇ ／ ｒｙｌ 、流動層の横断面単位面積当り１０
０ ｃｍ１分で送入した以外は、実施例１と同一条件で
ＪＩＳ８ＫＤ１１材に対して炭化物被覆を行なった。得
られた被処理材の表面は、処理剤の付着もまったくなく
、きわめて平滑であった。
そして、その断面を顕微鏡観察したところ、第６図の顕
微鏡写真に示すように、２〜３μｍの均一な被覆層が形
成されていた。この層をＸ線回折したところ、二オグ炭
化物（ＮｂＣ）層であることが確認された。
微鏡写真に示すように、２〜３μｍの均一な被覆層が形
成されていた。この層をＸ線回折したところ、二オグ炭
化物（ＮｂＣ）層であることが確認された。
第１図は１本発明の実施例を示す説明図、第２図は、従
来技術の概略を示す説明図、第３図ないし第６図は１本
発明の実施例において得られた次化物層の断面金属組織
の４００倍の顕微鏡写真である。 １・・・炉本体、２・・・ガス供給通路。 ３・・・散気板、５１・・・ガス分散孔。 ４・・・蓋、５・・・ガス排出通路。 ６・・・加熱器、７・・・流動層。 ８・・・被処理材、９・・・粗粒のアルミナ特許出願人 株式会社 豊田中央研究所 ｌ 第１図 第２図
来技術の概略を示す説明図、第３図ないし第６図は１本
発明の実施例において得られた次化物層の断面金属組織
の４００倍の顕微鏡写真である。 １・・・炉本体、２・・・ガス供給通路。 ３・・・散気板、５１・・・ガス分散孔。 ４・・・蓋、５・・・ガス排出通路。 ６・・・加熱器、７・・・流動層。 ８・・・被処理材、９・・・粗粒のアルミナ特許出願人 株式会社 豊田中央研究所 ｌ 第１図 第２図
Claims (3)
- （１） アルミヂ等の耐火物粉末と、炭化物形成元素の
金属またはそれらの合金から成る炭化物形成用粉末と、
処理温度以下の温度で昇華または蒸発する金属ハロゲン
化物粉末とよシ成る処理剤、および炭素を含む被処理材
を流動層式炉中に配置すると共に、該炉中に流動化ガス
を導入して、前記処理剤を流動化させることにより前記
流動層式炉中に流動層を形成せしめ、かつこれらを加熱
することによシ被処理材の表面に炭化物層を形成させる
ことを特徴とする炭化物被覆方法。 - （２）上記処理剤は、５〜５０重量％の炭化物形成用粉
末と０．２〜３重量％の金属ハロゲン化物粉末と残部耐
火物粉末とから成る特許請求の範囲第（１）項記載の炭
化物被覆方法。 - （３）” 上記流動化ガスは、流動層の横断面単位面積
当り５０１分以上の流速で導入する特許請求の範囲第（
１）項記載の炭化物被覆方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11403484A JPS60258470A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 炭化物被覆方法 |
| AU42449/85A AU570799B2 (en) | 1984-05-17 | 1985-05-14 | Vapour phase coating of carbide in fluidised bed |
| DE8585106020T DE3565999D1 (en) | 1984-05-17 | 1985-05-15 | Method of forming a carbide layer |
| EP85106020A EP0161684B1 (en) | 1984-05-17 | 1985-05-15 | Method of forming a carbide layer |
| CA000481668A CA1240243A (en) | 1984-05-17 | 1985-05-16 | Method of forming a carbide layer |
| US06/913,643 US4686117A (en) | 1984-05-17 | 1986-09-30 | Method of forming a carbide layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11403484A JPS60258470A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 炭化物被覆方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60258470A true JPS60258470A (ja) | 1985-12-20 |
Family
ID=14627372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11403484A Pending JPS60258470A (ja) | 1984-05-17 | 1984-06-04 | 炭化物被覆方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60258470A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004502033A (ja) * | 2000-06-29 | 2004-01-22 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 炭化物で被覆された鋼品およびその製造方法 |
| KR100431696B1 (ko) * | 2002-01-23 | 2004-05-17 | 한국과학기술연구원 | 팩 시멘테이션 방법을 이용한 엠씨에프씨용 분리판의 금속부식 방지막 코팅 방법 및 시스템 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107990A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 炭素を含む材料の炭化物被覆方法 |
| JPS60243274A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-03 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 炭化物被覆方法 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP11403484A patent/JPS60258470A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107990A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 炭素を含む材料の炭化物被覆方法 |
| JPS60243274A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-03 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 炭化物被覆方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004502033A (ja) * | 2000-06-29 | 2004-01-22 | ボーグワーナー・インコーポレーテッド | 炭化物で被覆された鋼品およびその製造方法 |
| KR100776492B1 (ko) | 2000-06-29 | 2007-11-16 | 보그-워너 인코포레이티드 | 탄화물로 코팅된 강철 물품 및 이의 제조 방법 |
| KR100431696B1 (ko) * | 2002-01-23 | 2004-05-17 | 한국과학기술연구원 | 팩 시멘테이션 방법을 이용한 엠씨에프씨용 분리판의 금속부식 방지막 코팅 방법 및 시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0161684B1 (en) | Method of forming a carbide layer | |
| CA1300440C (en) | Method of surface treatment and apparatus used therefor | |
| JPS6245305B2 (ja) | ||
| JP3173054B2 (ja) | 金属材料の表面処理方法 | |
| CA1336150C (en) | Method and apparatus for surface treatment | |
| EP0238666B1 (en) | Surface treating method and apparatus | |
| US5227195A (en) | Low temperature method of forming materials using one or more metal reactants and a halogen-containing reactant to form one or more reactive intermediates | |
| EP0222241B1 (en) | Deposition of titanium aluminides | |
| JP2584217B2 (ja) | 表面処理方法 | |
| US3540920A (en) | Process of simultaneously vapor depositing silicides of chromium and titanium | |
| JPH04501886A (ja) | １種もしくはそれ以上の金属反応体とハロゲン含有反応体とを用いて１種もしくはそれ以上の反応性中間体を生成させる材料の低温度形成方法 | |
| US5620521A (en) | Method for surface treatment | |
| JPS60258470A (ja) | 炭化物被覆方法 | |
| Chen et al. | Nickel and copper deposition on Al2O3 and SiC particulates by using the chemical vapour deposition–fluidized bed reactor technique | |
| JPS59107990A (ja) | 炭素を含む材料の炭化物被覆方法 | |
| CA1267767A (en) | Chemical vapour deposition of titanium borides on graphite mold | |
| JPS60243274A (ja) | 炭化物被覆方法 | |
| JPH0270057A (ja) | 表面処理方法及びその装置 | |
| JP2001020056A (ja) | 炭化チタン／硼化タングステンコーティング | |
| KR950029235A (ko) | Ti과 Cr탄화물의 동시 확산 피복 방법 |