JPS6089561A - アルミニウム拡散処理方法 - Google Patents
アルミニウム拡散処理方法Info
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- JPS6089561A JPS6089561A JP19717783A JP19717783A JPS6089561A JP S6089561 A JPS6089561 A JP S6089561A JP 19717783 A JP19717783 A JP 19717783A JP 19717783 A JP19717783 A JP 19717783A JP S6089561 A JPS6089561 A JP S6089561A
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- zirconium
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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
- C23C10/36—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
- C23C10/48—Aluminising
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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、金属物品表面に対するアルｊ ニウム拡散処
理方法に関し、更に詳細には金属物品の底面に形成され
るアルミニウム拡散被膜の耐熱性、耐酸化性、耐腐食性
などを更に向上させるだめの嵌口処理方法に関する。
理方法に関し、更に詳細には金属物品の底面に形成され
るアルミニウム拡散被膜の耐熱性、耐酸化性、耐腐食性
などを更に向上させるだめの嵌口処理方法に関する。
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ｔ４ツク
法は、アルεニウム粉末、アルミナ、ハロダン化活性剤
（たとえばＮＨ４ＣＡ ）から成るパック剤中に金屑物
品を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱することによシ、
金属物品表面にアルミニウム化合物から成る拡散被膜を
形成するものである。とのアルミノ千ツク処理破膜の耐
酸化性、耐腐食性を更に向上させるためにパック剤に希
土頌元索を添加する方法も知られている。たとえば特開
昭５６−８７６６１号公報には、上記アルミニウム粉末
の一部を希土類元素と他の金属（たとえばアルミニウム
）との合金粉末または希土類金属のへログン化物粉末に
置換してパック処理を行い、希土類元素を被処理金属物
品表面に拡散浸透させる方法が開示されている。しかし
ながら希土類元素は微量添加した場合には非常に効果が
あるが、それゆえに次のような問題点がある。
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ｔ４ツク
法は、アルεニウム粉末、アルミナ、ハロダン化活性剤
（たとえばＮＨ４ＣＡ ）から成るパック剤中に金屑物
品を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱することによシ、
金属物品表面にアルミニウム化合物から成る拡散被膜を
形成するものである。とのアルミノ千ツク処理破膜の耐
酸化性、耐腐食性を更に向上させるためにパック剤に希
土頌元索を添加する方法も知られている。たとえば特開
昭５６−８７６６１号公報には、上記アルミニウム粉末
の一部を希土類元素と他の金属（たとえばアルミニウム
）との合金粉末または希土類金属のへログン化物粉末に
置換してパック処理を行い、希土類元素を被処理金属物
品表面に拡散浸透させる方法が開示されている。しかし
ながら希土類元素は微量添加した場合には非常に効果が
あるが、それゆえに次のような問題点がある。
（イ）微量添加であるため希土類元素をパック剤中に均
一に分散させることが極めて難しい。このため均一な拡
散処理層が得られない。一方、希土類元素の添加量を多
くすれば、希土類元素の偏在が緩和され、その分布をほ
ぼ均一にすることができる。しかし、アルミパック処理
は所定の７４７り層厚みを得るために長い処理一時間が
必景である。このためアルＳ ニウム拡散層中の希土類
元素の量も増加し、希土類元素がアルミニウム、ニッケ
ルなどと低融点の化合物をっ〈シ、その結果、被膜が剥
離しゃすくなシ、母材の耐酸化性が低下してしまう。
一に分散させることが極めて難しい。このため均一な拡
散処理層が得られない。一方、希土類元素の添加量を多
くすれば、希土類元素の偏在が緩和され、その分布をほ
ぼ均一にすることができる。しかし、アルミパック処理
は所定の７４７り層厚みを得るために長い処理一時間が
必景である。このためアルＳ ニウム拡散層中の希土類
元素の量も増加し、希土類元素がアルミニウム、ニッケ
ルなどと低融点の化合物をっ〈シ、その結果、被膜が剥
離しゃすくなシ、母材の耐酸化性が低下してしまう。
（ロ）希土類元素を／９ツク剤中に均一に分散させるに
はできるだけ細かい粒度のもの、たとえば２００メツシ
ユより細かいものを使用することが望ましい。しかし、
希土類元素またはその合金を、このような粒度まで細粒
化することは極めて難しい。
はできるだけ細かい粒度のもの、たとえば２００メツシ
ユより細かいものを使用することが望ましい。しかし、
希土類元素またはその合金を、このような粒度まで細粒
化することは極めて難しい。
したがって本発明の目的は、耐熱性、耐酸化性、耐腐食
性、耐久性にすぐれたアルミニウム拡散被膜を与えるこ
とができるアルミニウム拡散処理方法を提供することで
ある。
性、耐久性にすぐれたアルミニウム拡散被膜を与えるこ
とができるアルミニウム拡散処理方法を提供することで
ある。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を行い
、アルＳ ／４ツク処理粉末すなわちパック剤中にジル
コニウムまたはジルコニウム合金を含有させるととによ
シ、従来の欠点が解消されることを見出し、本発明を完
成するに至った。
、アルＳ ／４ツク処理粉末すなわちパック剤中にジル
コニウムまたはジルコニウム合金を含有させるととによ
シ、従来の欠点が解消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、アルミニウム粉末もしくけアルミニ
ウム合金粉末とへロダン活性剤と不活性担体粉末とから
成る混合粉末中に金属物品を埋設して非酸化性雰囲気中
で加熱するアルミニウム拡散処理方法において、前記混
合粉末にジルコニウムまたはジルコニウム合金を添加し
た仁とを特徴とするアルミニウム拡散処理方法である。
ウム合金粉末とへロダン活性剤と不活性担体粉末とから
成る混合粉末中に金属物品を埋設して非酸化性雰囲気中
で加熱するアルミニウム拡散処理方法において、前記混
合粉末にジルコニウムまたはジルコニウム合金を添加し
た仁とを特徴とするアルミニウム拡散処理方法である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明はアルミ／臂ツク処理粉末にジルコニウムまたは
ジルコニウム合金を含有させたことを特徴とするもので
ｓｂ、ジルコニウムの添加によって酸化層からアルミニ
ウム拡散層に対してアンカー効果が生じて酸化層の剥離
が抑制され、アルミニウム拡散層の効果と相俟って耐熱
性、耐酸化性、耐食性が一層向上するものと考えられる
。またジルコニウムは酸化されやすいため、アルミニウ
ムが酸化されるときに同時に酸化され、アンカー効果を
生じるものと考えられる。ジルコニウムまたはジルコニ
ウム合金の添加量は、アルミパック処理粉末の全重量に
対して０．１〜１０重量％が適当である。０．１重量％
よシ少ないと、アンカー効果すなわち酸化皮膜の密着性
向上効果が小さくな）、また１０重履チよシ多い場合に
もアンカー効果が小さくなシ、酸化皮膜の剥離が起υや
すくなる１、ジルコニウム合金としては、ジルコニウム
と鉄、ニッケルなどとの合金や錫、鉄、クロムを少量含
有するシルカロイを使用することができる。
ジルコニウム合金を含有させたことを特徴とするもので
ｓｂ、ジルコニウムの添加によって酸化層からアルミニ
ウム拡散層に対してアンカー効果が生じて酸化層の剥離
が抑制され、アルミニウム拡散層の効果と相俟って耐熱
性、耐酸化性、耐食性が一層向上するものと考えられる
。またジルコニウムは酸化されやすいため、アルミニウ
ムが酸化されるときに同時に酸化され、アンカー効果を
生じるものと考えられる。ジルコニウムまたはジルコニ
ウム合金の添加量は、アルミパック処理粉末の全重量に
対して０．１〜１０重量％が適当である。０．１重量％
よシ少ないと、アンカー効果すなわち酸化皮膜の密着性
向上効果が小さくな）、また１０重履チよシ多い場合に
もアンカー効果が小さくなシ、酸化皮膜の剥離が起υや
すくなる１、ジルコニウム合金としては、ジルコニウム
と鉄、ニッケルなどとの合金や錫、鉄、クロムを少量含
有するシルカロイを使用することができる。
合金を使用する場合、合金中のジルコニウム含有升は３
００重量％上とするのが適尚でおる。
００重量％上とするのが適尚でおる。
本発明に使用する・・ロダン化活性剤は、パック剤中の
アルミニウムが被処理金属表面に拡散浸透するのを促進
するものであシ、具体的にはＮＨ４Ｃ０１ＮＨ４Ｆ％Ｎ
ａＣ１、ＮａＦなどのハロゲン化物が使用される。また
、不活性担体粉末は、溶融した合金粉末粒子が相互に接
触しないように働くものであシ、たとえばアルξすが使
用される。
アルミニウムが被処理金属表面に拡散浸透するのを促進
するものであシ、具体的にはＮＨ４Ｃ０１ＮＨ４Ｆ％Ｎ
ａＣ１、ＮａＦなどのハロゲン化物が使用される。また
、不活性担体粉末は、溶融した合金粉末粒子が相互に接
触しないように働くものであシ、たとえばアルξすが使
用される。
本発明に使用するパック剤は、アルミニウム粉末もしく
はアルミニウム合金粉末５〜５０重貝チ、ジルコニウム
またはジルコニウム合金０．１〜１０重なチ、・・ログ
ン活性剤１〜５重月チ、アルミナ粉末残部とするのが適
当である。とのパッ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はよい。
はアルミニウム合金粉末５〜５０重貝チ、ジルコニウム
またはジルコニウム合金０．１〜１０重なチ、・・ログ
ン活性剤１〜５重月チ、アルミナ粉末残部とするのが適
当である。とのパッ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はよい。
まずパック剤中に椋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Ａｒ雰囲気中、７００〜９
００℃で０．５〜２．５時間ノやツク処理を行う。次に
被処理物をパック剤の中から取り出しｓ Ｎ２ ｓ Ｎ
２またはＡｒ のような非酸化性囲囲気中、８００〜１
１００℃で１．０〜５．０時間拡散処理を行えばよい。
囲気、たとえばＮ２．またはＡｒ雰囲気中、７００〜９
００℃で０．５〜２．５時間ノやツク処理を行う。次に
被処理物をパック剤の中から取り出しｓ Ｎ２ ｓ Ｎ
２またはＡｒ のような非酸化性囲囲気中、８００〜１
１００℃で１．０〜５．０時間拡散処理を行えばよい。
本発明によれば、・ぐツク剤中に含まれるジルコニウム
によりアンカー効果が生じて酸化層の剥離が抑制される
ので、従来のジルコニウムを含まないパック剤により処
理されたものにくらべて耐熱性、耐酸化性、耐腐食性の
一層すぐれたアルミニウム処理被膜を形成することがで
きる。
によりアンカー効果が生じて酸化層の剥離が抑制される
ので、従来のジルコニウムを含まないパック剤により処
理されたものにくらべて耐熱性、耐酸化性、耐腐食性の
一層すぐれたアルミニウム処理被膜を形成することがで
きる。
次に実姉例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
次の組成を有するＮｉＲｅ５１ｓｔ にレジスト）鋳鉄
から２０ ｉＪＸ ４５ ｍ、ｒｎ×５１１７３の試料
を作成した。
から２０ ｉＪＸ ４５ ｍ、ｒｎ×５１１７３の試料
を作成した。
Ｃ２，０（重景憾 ）
Ｓ’＋ ２ 、 ２
Ｍｎ １ 、Ｏ
Ｎ＋ ２０．０
Ｃｒ ２ 、 ２
Ｐ Ｏ，０３
Ｆｅ残
この試料を次の組成を有するツクツク剤中に埋設し、Ｎ
２ 雰囲気中、７５０℃で１．５時間Ａ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、９５
０℃で６．５時間拡散処理を行ったＯ ノ々ツク剤の組成（沖骨９６） アルミナ粉末 ６８係 （１００〜２００メツシユ） ＮＨ４Ｃｔ２憾 このようにして得られた試料のアルミニウム拡散層の厚
みは１６０μであった。これらの試料について、次のよ
うに耐酸化性試験を行った。
２ 雰囲気中、７５０℃で１．５時間Ａ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、９５
０℃で６．５時間拡散処理を行ったＯ ノ々ツク剤の組成（沖骨９６） アルミナ粉末 ６８係 （１００〜２００メツシユ） ＮＨ４Ｃｔ２憾 このようにして得られた試料のアルミニウム拡散層の厚
みは１６０μであった。これらの試料について、次のよ
うに耐酸化性試験を行った。
１０００℃に保った大気炉中に上記試料を４５分間保持
し、次に試料を炉から取シ出して空気中で１５分間自然
冷却する。これを１ツ“イクル（６０分）として、計２
０ザイクル静り返した後、試験前後の重量変化により、
被膜の耐酸化性を評価した。
し、次に試料を炉から取シ出して空気中で１５分間自然
冷却する。これを１ツ“イクル（６０分）として、計２
０ザイクル静り返した後、試験前後の重量変化により、
被膜の耐酸化性を評価した。
結果を第１図に示す。この図から、ジルコニウム−鉄合
金の添加量が０．１〜１０重９ｆ、４のときに明らかに
酸化皮膜の剥離が抑制され、耐酸化性が向上しているこ
とがわかる。
金の添加量が０．１〜１０重９ｆ、４のときに明らかに
酸化皮膜の剥離が抑制され、耐酸化性が向上しているこ
とがわかる。
実施例２
次の組成を有する鋳鉄試料から実施例つと同じ寸法の試
料を作成した。
料を作成した。
Ｃ９１Ｍｎ ＮＩ Ｃｒ Ｐ Ｆｅ
試 料 １ ２．０ ２．２ １，０ ２０．ｎ ２．
２ ０．０＋ 残にレジスト鋳鉄） 試 料 ２ ２．０ ５．１ ０．８ ３８．０ ２．
５ ０．０３ 残にレジスト鋳鉄） 試 料 ３ １，１１４．！５ ｎ、５−− ０．０２
残（高ｓＮ？’３鉄） （重量係） この試料を、実施例１で使用したものと同じ組成（アル
ミニウム粉末２Ｂ％、ジルコニウム−鉄合金２係）のパ
ック剤および比較例として従来のパック剤（アルミニウ
ム粉末５０係、アルミナ粉末６８ ％、 ＮＨ４Ｃ７２
係）を用いて、実施例１と回−桑件でそれぞれ処理した
。得られた試料１および２のアルミニウム拡散層の厚み
は、いずれのノ４ツク剤を用いた場合にも１３０μであ
り、試料６のアルミニウム拡散層の厚みは、いずノｔの
・９ツク剤を用いた場合にも１２０Ｂであった。
２ ０．０＋ 残にレジスト鋳鉄） 試 料 ２ ２．０ ５．１ ０．８ ３８．０ ２．
５ ０．０３ 残にレジスト鋳鉄） 試 料 ３ １，１１４．！５ ｎ、５−− ０．０２
残（高ｓＮ？’３鉄） （重量係） この試料を、実施例１で使用したものと同じ組成（アル
ミニウム粉末２Ｂ％、ジルコニウム−鉄合金２係）のパ
ック剤および比較例として従来のパック剤（アルミニウ
ム粉末５０係、アルミナ粉末６８ ％、 ＮＨ４Ｃ７２
係）を用いて、実施例１と回−桑件でそれぞれ処理した
。得られた試料１および２のアルミニウム拡散層の厚み
は、いずれのノ４ツク剤を用いた場合にも１３０μであ
り、試料６のアルミニウム拡散層の厚みは、いずノｔの
・９ツク剤を用いた場合にも１２０Ｂであった。
このようにして得られた試料を実姉例１に記載した耐酸
化性試験にかけ、５．１０．１５．２０サイクルにおけ
る試料の重量変化を測定した。結果を第２図に示す。試
料１．２．５いずれの場合にも、ジルコニウムを添加す
ることにより、酸化減量が抑制されることがわかる。
化性試験にかけ、５．１０．１５．２０サイクルにおけ
る試料の重量変化を測定した。結果を第２図に示す。試
料１．２．５いずれの場合にも、ジルコニウムを添加す
ることにより、酸化減量が抑制されることがわかる。
第１図はジルコニウム添加分と耐酸化性との関係を示す
グラフであり、第２図は、種々の試料をジルコニウムを
含むパック剤ならびに含まないパック剤で処理した場合
の耐酸化性を比較して示すグラフである。 第′１図 °［ １。 ０ ５ １０ Ｆｅ−Ｚｒ ’ｊ％７Ｊ”Ｊｉ （ｗｔ ’／。 第２図 手続補正書 ５８．１１．２Ｂ １．ＩＴ件の表示 昭和５８年！１．１許願第１９７］
７７号２、発明の名称 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 ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 図 面
グラフであり、第２図は、種々の試料をジルコニウムを
含むパック剤ならびに含まないパック剤で処理した場合
の耐酸化性を比較して示すグラフである。 第′１図 °［ １。 ０ ５ １０ Ｆｅ−Ｚｒ ’ｊ％７Ｊ”Ｊｉ （ｗｔ ’／。 第２図 手続補正書 ５８．１１．２Ｂ １．ＩＴ件の表示 昭和５８年！１．１許願第１９７］
７７号２、発明の名称 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 ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正の対象 図 面
Claims (2)
- （１） アルミニウム粉末もしくはアルミニウム合金粉
末とへログン活性剤と不活性担体粉末とから成る混合粉
末中に金屑物品を埋設して非酸化性雰囲気中で加熱する
アルミニウム拡散処理方法において、前記混合粉末にジ
ルコニウムまたはジルコニウム合金を添加したととを特
徴とするアルミニウム拡散処理方法。 - （２） ジルコニウムまたはジルコニウム合金の添加量
が混合粉末の全重量に対して０．１〜１０重景−重心−
特許請求の範囲第１項記載のアルミニウム拡散処理方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19717783A JPS6089561A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | アルミニウム拡散処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19717783A JPS6089561A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | アルミニウム拡散処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089561A true JPS6089561A (ja) | 1985-05-20 |
Family
ID=16370078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19717783A Pending JPS6089561A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | アルミニウム拡散処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6089561A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624882A1 (fr) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | Mtu Muenchen Gmbh | Procede de revetement de pieces en alliages de titane par de l'aluminium diffuse |
| WO2011044771A1 (zh) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | 北京中路大成科技发展有限公司 | 在工件表面制备ZnAlZr多元合金防腐涂层的方法 |
| JP2013529726A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-07-22 | スネクマ | 金属部品の表面上に保護コーティングを形成するプロセス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4982545A (ja) * | 1972-12-18 | 1974-08-08 | ||
| JPS5057037A (ja) * | 1973-09-19 | 1975-05-19 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP19717783A patent/JPS6089561A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4982545A (ja) * | 1972-12-18 | 1974-08-08 | ||
| JPS5057037A (ja) * | 1973-09-19 | 1975-05-19 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624882A1 (fr) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | Mtu Muenchen Gmbh | Procede de revetement de pieces en alliages de titane par de l'aluminium diffuse |
| WO2011044771A1 (zh) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | 北京中路大成科技发展有限公司 | 在工件表面制备ZnAlZr多元合金防腐涂层的方法 |
| JP2013529726A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-07-22 | スネクマ | 金属部品の表面上に保護コーティングを形成するプロセス |
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