JPS61257464A - アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面硬化方法 - Google Patents
アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面硬化方法Info
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- JPS61257464A JPS61257464A JP9849485A JP9849485A JPS61257464A JP S61257464 A JPS61257464 A JP S61257464A JP 9849485 A JP9849485 A JP 9849485A JP 9849485 A JP9849485 A JP 9849485A JP S61257464 A JPS61257464 A JP S61257464A
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- Japan
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- aluminum
- alloy
- alloy material
- aluminum alloy
- coating layer
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- Pending
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (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
この発明はアルミニウム材またはアルミニウム合金材の
表面硬化方法に関する。
表面硬化方法に関する。
従来技術とその問題点
アルミニウム材またはアルミニウム合金材は、軽量等の
特徴を生かして各種機械部品に数多く利用されているが
、アルミニウム材またはアルミニウム合金材は、硬さの
点で他の金属に劣っているので、アルミニウム製または
アルミニウム合金製の各種機械部品に耐摩耗性、耐傷性
を付与するために、従来その表面に硬質層が形成されて
いた。従来の硬質層としては、硬質陽極酸化皮膜、硬質
クロムメッキ層、硬質ニッケルメッキ層などが主流であ
った。ところが、硬質陽極酸化皮膜の場合、形成するた
めのコス１へか高くなるとともに、アルミニウムの熱伝
導性や電気伝導性を阻害するという問題があった。また
、硬質クロムメッキ層および硬質ニッケルメ＝ ２ ＝ ツキ層の場合、母相アルミニウムとの間に冶金的な連続
性がないｔｃめ、メッキ層が剥離したり、アルミニウム
の熱伝導性や電気伝導性を阻害するという問題があった
。
特徴を生かして各種機械部品に数多く利用されているが
、アルミニウム材またはアルミニウム合金材は、硬さの
点で他の金属に劣っているので、アルミニウム製または
アルミニウム合金製の各種機械部品に耐摩耗性、耐傷性
を付与するために、従来その表面に硬質層が形成されて
いた。従来の硬質層としては、硬質陽極酸化皮膜、硬質
クロムメッキ層、硬質ニッケルメッキ層などが主流であ
った。ところが、硬質陽極酸化皮膜の場合、形成するた
めのコス１へか高くなるとともに、アルミニウムの熱伝
導性や電気伝導性を阻害するという問題があった。また
、硬質クロムメッキ層および硬質ニッケルメ＝ ２ ＝ ツキ層の場合、母相アルミニウムとの間に冶金的な連続
性がないｔｃめ、メッキ層が剥離したり、アルミニウム
の熱伝導性や電気伝導性を阻害するという問題があった
。
この発明の目的は、上記問題を解決したアルミニウム材
またはアルミニウム合金材の表面硬化方法を提供するこ
とにある。
またはアルミニウム合金材の表面硬化方法を提供するこ
とにある。
問題点を解決するだめの手段
この発明によるアルミニウム材またはアルミニウム合金
材の表面硬化方法は、アルミニウム材またはアルミニウ
ム合金材の表面に、アルミニウムと反応してアルミニウ
ムよりも硬い合金をつくる金属の被覆層を形成した後、
加熱拡散処理を施すことによって、アルミニウム材また
はアルミニウム合金材の表面に、上記被覆層を形成する
金属とアルミニウムとの合金層を形成することを特徴と
覆るものである。
材の表面硬化方法は、アルミニウム材またはアルミニウ
ム合金材の表面に、アルミニウムと反応してアルミニウ
ムよりも硬い合金をつくる金属の被覆層を形成した後、
加熱拡散処理を施すことによって、アルミニウム材また
はアルミニウム合金材の表面に、上記被覆層を形成する
金属とアルミニウムとの合金層を形成することを特徴と
覆るものである。
上記においてアルミニウム材またはアルミニウム合金Ｉ
としては、純アルミニウム、高純度アルミニウム、５０
００系のＡｌ−ＭＯ系合金、７０００系のＡｌ−７ｎ−
Ｍｇ系合金、３０００系のＡｌ−１ｙｌｎ系合金などか
らなるものが用いられるが、これらのものに限定されな
い。また上記において、アルミニウムと反応してアルミ
ニウムよりも硬い合金をつくる金属としては、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、△ｕ、 ＦｅＳ’ｒｉ、ＡＯなどを用いることがで
きる。アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面
に金属の被覆層を形成するのは、電気メッキ、溶融メッ
キ、真空メッキ、化学メッキ等の各種メッキ方法や、イ
オンブレーティング等のＰＶＤ法や、プラズマ溶則方等
により行なわれる。また、アルミニウム材またはアルミ
ニウム合金材が板状である場合には、クラッド法により
金属被覆層を形成してもよい。
としては、純アルミニウム、高純度アルミニウム、５０
００系のＡｌ−ＭＯ系合金、７０００系のＡｌ−７ｎ−
Ｍｇ系合金、３０００系のＡｌ−１ｙｌｎ系合金などか
らなるものが用いられるが、これらのものに限定されな
い。また上記において、アルミニウムと反応してアルミ
ニウムよりも硬い合金をつくる金属としては、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、△ｕ、 ＦｅＳ’ｒｉ、ＡＯなどを用いることがで
きる。アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面
に金属の被覆層を形成するのは、電気メッキ、溶融メッ
キ、真空メッキ、化学メッキ等の各種メッキ方法や、イ
オンブレーティング等のＰＶＤ法や、プラズマ溶則方等
により行なわれる。また、アルミニウム材またはアルミ
ニウム合金材が板状である場合には、クラッド法により
金属被覆層を形成してもよい。
金属被覆層の厚さは、被覆層を構成する金属の種類、形
成すべき合金層の厚さおよび要求される硬さ等を考慮し
て決定されるが、その厚さは５〜２ｏｕｍとするのがよ
い。加熱拡散処理の温度は、金属被覆層を構成する金属
の種類および母相となるアルミニウム材またはアルミニ
ウム合金材の融点等を考慮して決定される。たとえば、
金属被覆層を構成する金属がＣｕ、Ｎｉ、ＡＬＪ、 Ｆ
ｅＸＴ ｉ 、ＡＱであればそれぞれ５００±２０℃、
６００±２０℃、５００±２０℃、６００±２０℃、６
００±２０℃、５００±２０℃が好ましい。これらの温
度では、上記金属とアルミニウムが反応し、アルミニウ
ムよりはるかに硬い金属間化合物が生成して、アルミニ
ラム材またはアルミニウム合金材の表面に金属間化合物
層が形成されるからである。上記温度より高いと、アル
ミニウム材またはアルミニウム合金材の表面層で共晶反
応を起こ、して溶融する危険性が高く、上記温度より低
いと、合金層を形成するための拡散が遅くなり、工業的
価値を減する。また、拡散処理の処理時間は、形成され
る金属間化合物層の硬さとはほとんど関連性を持たない
。さらに、拡散処理は、真空中や、Ａｒ等の不活性ガス
雰囲気中や、Ｎ２等のアルミニウムに対して不活性ガス
雰囲気中で実施するのがよく、とくに工業的にはＡｒガ
ス雰囲気中で実施するのが好ましい。
成すべき合金層の厚さおよび要求される硬さ等を考慮し
て決定されるが、その厚さは５〜２ｏｕｍとするのがよ
い。加熱拡散処理の温度は、金属被覆層を構成する金属
の種類および母相となるアルミニウム材またはアルミニ
ウム合金材の融点等を考慮して決定される。たとえば、
金属被覆層を構成する金属がＣｕ、Ｎｉ、ＡＬＪ、 Ｆ
ｅＸＴ ｉ 、ＡＱであればそれぞれ５００±２０℃、
６００±２０℃、５００±２０℃、６００±２０℃、６
００±２０℃、５００±２０℃が好ましい。これらの温
度では、上記金属とアルミニウムが反応し、アルミニウ
ムよりはるかに硬い金属間化合物が生成して、アルミニ
ラム材またはアルミニウム合金材の表面に金属間化合物
層が形成されるからである。上記温度より高いと、アル
ミニウム材またはアルミニウム合金材の表面層で共晶反
応を起こ、して溶融する危険性が高く、上記温度より低
いと、合金層を形成するための拡散が遅くなり、工業的
価値を減する。また、拡散処理の処理時間は、形成され
る金属間化合物層の硬さとはほとんど関連性を持たない
。さらに、拡散処理は、真空中や、Ａｒ等の不活性ガス
雰囲気中や、Ｎ２等のアルミニウムに対して不活性ガス
雰囲気中で実施するのがよく、とくに工業的にはＡｒガ
ス雰囲気中で実施するのが好ましい。
実 施 例
純度９９．９９ｗｔ％の高純度アルミニウムからなる厚
さ１ ｍｍ、硬さくＨＶ）＝３０のアルミニウム板を用
意し、その表面に電気メツキ法により銅、ニッケルの被
覆層を形成した。その後、Δｒガガス囲気中で拡散処理
を施した。そして、アルミニウム板の表面のビッカース
硬さくＨｖ）の測定をするとともに、表面状態を観察し
た。
さ１ ｍｍ、硬さくＨＶ）＝３０のアルミニウム板を用
意し、その表面に電気メツキ法により銅、ニッケルの被
覆層を形成した。その後、Δｒガガス囲気中で拡散処理
を施した。そして、アルミニウム板の表面のビッカース
硬さくＨｖ）の測定をするとともに、表面状態を観察し
た。
その結果を下表にまとめて示す。
（以下余白）
≦ 。 ミ 乏 々 。 ミ 丞 ミ 。 歓 々
ミ 乏函巨 ご ご
ｃｅ＝喀 ００００ ０００００−ロ０００ ０００’） ０１−− ００ 哨００００００ Ｗ ０
Ｑ＞ ＝ −Φ ぐ ０ ｅ％Ｊ Ｃ
ｏ Φ ００− “ ヘ − “Ｉｌ！ｌ 己：：
？ ？ ？ ？”ｌ ｚ ２２２２Ｍ ？ ？＠
ｌす′″″）８容８容 ８Ｓ呂８帛ｇ ｇ ５； ｇ
ｇく口 印 −−−デ −す
− −？ μｍ −才 −才 −−
−−αコ′＝ Ｏミ 塑−容 容
８◇＋ＣＪ￥３ ｇ ？ ｅｉｉ、 ♀
目 ？ 疑 起 妥 ８８Ｓ 謂 １１２く口 馳
≦七 ８
≠７欧５ 駆−″′≧−−′）≧−一叩起♀≧−≧−一額官 注：上表の表面状態の欄においてＳはＳｍ０Ｏｔｈ。
ミ 乏函巨 ご ご
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≦七 ８
≠７欧５ 駆−″′≧−−′）≧−一叩起♀≧−≧−一額官 注：上表の表面状態の欄においてＳはＳｍ０Ｏｔｈ。
ＲはＲｏｕｇｈを示す。またＳＭは表面が部分的に溶浸
したことを示し、ＢＭは表面が激しく溶浸したことを示
す。
したことを示し、ＢＭは表面が激しく溶浸したことを示
す。
上表から明らかなように、この発明の方法によって表面
硬化が行なわれたアルミニウム板の表面は、純アルミニ
ウムの元の硬さくＨｖ＝３０）および被覆層の表面硬さ
よりも硬くなっていることがわかる。
硬化が行なわれたアルミニウム板の表面は、純アルミニ
ウムの元の硬さくＨｖ＝３０）および被覆層の表面硬さ
よりも硬くなっていることがわかる。
発明の効果
上述のように、この発明の表面硬化方法にＪ：れば、ア
ルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面に合金層
が形成されるので、その表面硬さは元のアルミニウム材
またはアルミニウム合金材の表面硬さよりも硬くなり、
耐摩耗性、耐傷性等が向上する。しかも合金層は母相ア
ルミニラムとの間に冶金的な連続性を有するので、この
層がアルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面か
ら剥Ｈするおそれはない。また、従来の硬質陽極酸化皮
膜を形成する場合に比べてコス］〜が安くなる。さらに
、硬質陽極酸化皮膜のｊ；うにアルミニウム材またはア
ルミニウム合金材の熱伝導性ヤ〕電気伝導性を両］害す
ることもない。
ルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面に合金層
が形成されるので、その表面硬さは元のアルミニウム材
またはアルミニウム合金材の表面硬さよりも硬くなり、
耐摩耗性、耐傷性等が向上する。しかも合金層は母相ア
ルミニラムとの間に冶金的な連続性を有するので、この
層がアルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面か
ら剥Ｈするおそれはない。また、従来の硬質陽極酸化皮
膜を形成する場合に比べてコス］〜が安くなる。さらに
、硬質陽極酸化皮膜のｊ；うにアルミニウム材またはア
ルミニウム合金材の熱伝導性ヤ〕電気伝導性を両］害す
ることもない。
以 」二
Claims (1)
- アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面に、ア
ルミニウムと反応してアルミニウムよりも硬い合金をつ
くる金属の被覆層を形成した後、加熱拡散処理を施すこ
とによって、アルミニウム材またはアルミニウム合金材
の表面に、上記被覆層を形成する金属とアルミニウムと
の合金層を形成することを特徴とするアルミニウム材ま
たはアルミニウム合金材の表面硬化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9849485A JPS61257464A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面硬化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9849485A JPS61257464A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面硬化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61257464A true JPS61257464A (ja) | 1986-11-14 |
Family
ID=14221196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9849485A Pending JPS61257464A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面硬化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61257464A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013091856A (ja) * | 2013-02-01 | 2013-05-16 | Masanari Migitaka | クロス・カップリング反応によるアルミニウム硬化材の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51122633A (en) * | 1975-04-19 | 1976-10-26 | Tohoku Daigaku Kinzoku Zairyo | Surface treatment process for hardening nonnferrous metals |
-
1985
- 1985-05-08 JP JP9849485A patent/JPS61257464A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51122633A (en) * | 1975-04-19 | 1976-10-26 | Tohoku Daigaku Kinzoku Zairyo | Surface treatment process for hardening nonnferrous metals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013091856A (ja) * | 2013-02-01 | 2013-05-16 | Masanari Migitaka | クロス・カップリング反応によるアルミニウム硬化材の製造方法 |
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