JPS62109979A - ボロン化合物層を備えた表面処理物品およびその製造法 - Google Patents
ボロン化合物層を備えた表面処理物品およびその製造法Info
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- JPS62109979A JPS62109979A JP24862885A JP24862885A JPS62109979A JP S62109979 A JPS62109979 A JP S62109979A JP 24862885 A JP24862885 A JP 24862885A JP 24862885 A JP24862885 A JP 24862885A JP S62109979 A JPS62109979 A JP S62109979A
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- 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
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、ボロン化合物層を表面に備えた物品、ならび
に物品にそのボロン化合物層を形成する方法、特に、Ｃ
ｒ−Ｖ、 Ｗ、 Ｍｏ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、、Ｎｂ、Ｔａ
、 Ｎｉおよびそれらの合金から選んだ金属を含有する
物品表面に溶融塩化物浴を使用して、金属ホウ化物層を
形成する方法に関する。
に物品にそのボロン化合物層を形成する方法、特に、Ｃ
ｒ−Ｖ、 Ｗ、 Ｍｏ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、、Ｎｂ、Ｔａ
、 Ｎｉおよびそれらの合金から選んだ金属を含有する
物品表面に溶融塩化物浴を使用して、金属ホウ化物層を
形成する方法に関する。
（従来の技術）
従来より、金属材料、特に鉄系材料において表面硬度あ
るいはその耐摩耗性を向上させる目的で各種金属あるい
は非金属元素を例えば炭化物、ホウ化物の形態で材料表
面に付着させる各種の方法が知られている。一般には、
メッキ法、電解あるいは無電解溶融塩浴浸漬法、セメン
チージョン法、溶射法、放電硬化法、ｅｔｃ、である。
るいはその耐摩耗性を向上させる目的で各種金属あるい
は非金属元素を例えば炭化物、ホウ化物の形態で材料表
面に付着させる各種の方法が知られている。一般には、
メッキ法、電解あるいは無電解溶融塩浴浸漬法、セメン
チージョン法、溶射法、放電硬化法、ｅｔｃ、である。
例えば、無電解溶融塩浴浸漬法は、溶融ホウ酸または溶
融ホウ酸塩浴中に目的とする金属を配合し、これに被処
理物品を浸漬することによって、上記金属の炭化物ある
いはホウ化物層を被処理材表面に付着する方法である。
融ホウ酸塩浴中に目的とする金属を配合し、これに被処
理物品を浸漬することによって、上記金属の炭化物ある
いはホウ化物層を被処理材表面に付着する方法である。
一般に金属炭化物あるいはボウ化物は硬く、耐摩耗性に
富んでいるので、耐摩耗性部品、例えば金型、治工具、
工作機械あるいは自動車の摺動部品などとして今日広く
使用されている。
富んでいるので、耐摩耗性部品、例えば金型、治工具、
工作機械あるいは自動車の摺動部品などとして今日広く
使用されている。
（発明が解決しようとする問題点）
このように、今日実用化されている処理方法には多くの
ものがあるが、溶融塩浴浸漬法はその処理方法が簡便で
あるということから、実用化には魅力のある方法である
。なお、電解溶融塩浴浸漬法は上述の浸漬時に被処理材
を陰極として電解を併せて行う方法であり、金属化合物
の析出が促進されるが、処理操作がかなり複雑となり、
高価な処理といえる。
ものがあるが、溶融塩浴浸漬法はその処理方法が簡便で
あるということから、実用化には魅力のある方法である
。なお、電解溶融塩浴浸漬法は上述の浸漬時に被処理材
を陰極として電解を併せて行う方法であり、金属化合物
の析出が促進されるが、処理操作がかなり複雑となり、
高価な処理といえる。
そこで、本発明者は単なる溶融塩浴浸漬法による表面処
理に着目して検討をおこなった。
理に着目して検討をおこなった。
しかし、被処理物品表面に形成する金属化合物層は非常
に安定したものが要求され、このことは、通常の溶融塩
化物浴では多くの金属化合物は遊離してこない、つまり
反応しないということであり、一般にそのような金属化
合物層の形成は困難と考えられていた。そのために従来
はホウ酸もしくはホウ酸塩浴を利用しているのである。
に安定したものが要求され、このことは、通常の溶融塩
化物浴では多くの金属化合物は遊離してこない、つまり
反応しないということであり、一般にそのような金属化
合物層の形成は困難と考えられていた。そのために従来
はホウ酸もしくはホウ酸塩浴を利用しているのである。
ここに、本発明者は、溶融塩の組成並びにそれに添加す
る金属化合物の種類についてその組合せを種々検討し、
反応エネルギー的に最も可能性のある組合せをいくつか
取り出して、実際に処理を行ってみたところ、従来、反
応しないと考えられていた金属酸化物についてもフッ化
物の存在下ではフッ化金属イオンに変化し、かかる化合
物の存在下では金属炭化′！＃（あるいはホウ化物）が
容易に被処理物品表面に析出し、そのようにして得られ
た処理表面が基体と密着するとともにすぐれた硬さ、耐
摩耗性、さらには耐食性を有することを見出し、先に特
願昭５９−２０７５４８号として特許出願した。
る金属化合物の種類についてその組合せを種々検討し、
反応エネルギー的に最も可能性のある組合せをいくつか
取り出して、実際に処理を行ってみたところ、従来、反
応しないと考えられていた金属酸化物についてもフッ化
物の存在下ではフッ化金属イオンに変化し、かかる化合
物の存在下では金属炭化′！＃（あるいはホウ化物）が
容易に被処理物品表面に析出し、そのようにして得られ
た処理表面が基体と密着するとともにすぐれた硬さ、耐
摩耗性、さらには耐食性を有することを見出し、先に特
願昭５９−２０７５４８号として特許出願した。
また、本発明者は、同様な操作によりＴｉ材物品につい
てボロン化合物層を形成することを見い出して、特願昭
６０−１６５１５２号として特許出願した。
てボロン化合物層を形成することを見い出して、特願昭
６０−１６５１５２号として特許出願した。
ここに、本発明はそれをさらに発展させたものでその特
徴とするところは、表面にＣｒ、■、Ｗ１’Ｉｏ、 Ｚ
ｒ、 Ｉｆｆ、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｎｉおよびそれらの
合金から選んだ金属を含有する物品をフッ化物含有溶融
塩化物浴に？ｉ ？Ｒすることにより形成したボロン化
合物層をｍ■記裏表面備えた表面処理物品である。
徴とするところは、表面にＣｒ、■、Ｗ１’Ｉｏ、 Ｚ
ｒ、 Ｉｆｆ、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｎｉおよびそれらの
合金から選んだ金属を含有する物品をフッ化物含有溶融
塩化物浴に？ｉ ？Ｒすることにより形成したボロン化
合物層をｍ■記裏表面備えた表面処理物品である。
また別の特徴によれば、本発明は、フン化物含有イ容融
塩化物浴にボロン酸化物およびボロンを含む合金を添加
して浸漬浴を調製し、次いで、表面にＣｒ、 Ｖ、、Ｗ
、、Ｍｏ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｎｉお
よびそれらの合金から選んだ金属を含有する物品の処理
すべき表面を適宜時間該浸漬浴に浸漬することを特徴と
する、前記物品の表面にボロン化合物層を形成する方法
である。
塩化物浴にボロン酸化物およびボロンを含む合金を添加
して浸漬浴を調製し、次いで、表面にＣｒ、 Ｖ、、Ｗ
、、Ｍｏ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｎｉお
よびそれらの合金から選んだ金属を含有する物品の処理
すべき表面を適宜時間該浸漬浴に浸漬することを特徴と
する、前記物品の表面にボロン化合物層を形成する方法
である。
物品−１とはそれらの金属で全体を構成されたものでも
、また適宜物品にそれらの金属をめっきして得たもので
もいずれであってもよく、少なくともその表面にかかる
金属が存在している物品をいうものである。そのための
方法としては、例えば、電気、無電解めっき法、クラ、
ト法、物理蒸着法（例ニスバッタリング）、化学蒸着法
（例：気相メッキ）等多くのものを挙げることができる
。もちろん、物品それ自体はその限りにおいて何らその
材質、形状等制限されるものではない。
、また適宜物品にそれらの金属をめっきして得たもので
もいずれであってもよく、少なくともその表面にかかる
金属が存在している物品をいうものである。そのための
方法としては、例えば、電気、無電解めっき法、クラ、
ト法、物理蒸着法（例ニスバッタリング）、化学蒸着法
（例：気相メッキ）等多くのものを挙げることができる
。もちろん、物品それ自体はその限りにおいて何らその
材質、形状等制限されるものではない。
本発明は塩化物浴の有する利点を利用するもので、前記
）８融塩化物浴はアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩
化物の少なくとも一種から成るものであってもよく、ま
た−態様によれば、前記フッ化物はアルカリ金属または
アルカリ土類金属のフッ化物である。
）８融塩化物浴はアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩
化物の少なくとも一種から成るものであってもよく、ま
た−態様によれば、前記フッ化物はアルカリ金属または
アルカリ土類金属のフッ化物である。
（作用）
上記溶融塩化物浴は、一般にはＭＣｌ−ＢａＣｌ２を基
本組成とし、これにフッ物、例えばＮａＦを添加したも
のである。その他、溶融塩化物浴としては、代表的には
Ｎａ（：ｌ、ＬｉＣ１、ＣａＣＩｚ等が例示され、また
フッ化物としては、ＮａＦ 、 ＫＦ、 ＬｉＦ 、
ＣａＦｚ、ＢａＦ２等がある。好ましくはアルカリ金属
塩化物−アルカリ土類金属塩化物−アルカリ金属フッ化
物から成る浴組成が好ましい。そのときの具体的組成割
合などはすでに当業者には明らかなところであるが、一
般には、ＭＣｌ−ＢａＣ１ｚ−ＮａＦ系の場合、ＭＣＩ
は、５〜９５モル！ 、ＢａＣ１，は、５〜９５モルχ
、そしてＮａＦは、５〜５０モルχである。フッ化物が
５０モル％を超えると、浴温度が高くなりすぎるばかり
でなく、腐食の問題が生しる。
本組成とし、これにフッ物、例えばＮａＦを添加したも
のである。その他、溶融塩化物浴としては、代表的には
Ｎａ（：ｌ、ＬｉＣ１、ＣａＣＩｚ等が例示され、また
フッ化物としては、ＮａＦ 、 ＫＦ、 ＬｉＦ 、
ＣａＦｚ、ＢａＦ２等がある。好ましくはアルカリ金属
塩化物−アルカリ土類金属塩化物−アルカリ金属フッ化
物から成る浴組成が好ましい。そのときの具体的組成割
合などはすでに当業者には明らかなところであるが、一
般には、ＭＣｌ−ＢａＣ１ｚ−ＮａＦ系の場合、ＭＣＩ
は、５〜９５モル！ 、ＢａＣ１，は、５〜９５モルχ
、そしてＮａＦは、５〜５０モルχである。フッ化物が
５０モル％を超えると、浴温度が高くなりすぎるばかり
でなく、腐食の問題が生しる。
このような塩化物浴に、ボロンは酸化物として加えられ
るが、酸化物は人手も容易であり、また、−Ｃ的に取扱
も容易であることから、有利である。
るが、酸化物は人手も容易であり、また、−Ｃ的に取扱
も容易であることから、有利である。
また、他の一部は、それを含む合金、例えばフェロアロ
イなどとして添加してもよく、これも本発明の有利な点
である。
イなどとして添加してもよく、これも本発明の有利な点
である。
このように、フン化物としてナトリウム金属のフン化物
を使用した場合、溶融塩中のＮａＦとボロン酸化物とが
反応して、部分的にフッ化ホウ素酸カリやフッ化ホウ素
酸ソーダ等が生成する。 ＢｔＯｉ−ＫＢＦ４である。
を使用した場合、溶融塩中のＮａＦとボロン酸化物とが
反応して、部分的にフッ化ホウ素酸カリやフッ化ホウ素
酸ソーダ等が生成する。 ＢｔＯｉ−ＫＢＦ４である。
そしてこれは、次いで被処理物品表面で反応して、例え
ばＣｒＢ２、ＶＢ２ となる。
ばＣｒＢ２、ＶＢ２ となる。
浸漬時間、温度は一般には、７００〜１０００°Ｃで１
〜数時間処理すれば十分である。
〜数時間処理すれば十分である。
ボロン合金の添加量については制限はないが、重量％で
浴全重量の一般には２〜２０％、好ましくは５〜１５％
である。同様にポロン酸化物の量も制限はないが、２〜
７％、好ましくは５〜７％である。
浴全重量の一般には２〜２０％、好ましくは５〜１５％
である。同様にポロン酸化物の量も制限はないが、２〜
７％、好ましくは５〜７％である。
次に本発明を実施例によって、さらに具体的に説明する
。なお、本明細書において１″χ」は特にことわりがな
ければ、「重量％」である。
。なお、本明細書において１″χ」は特にことわりがな
ければ、「重量％」である。
尖施桝
本例では、磁性ルツボにＫＣｉ ＢａＣ１ｚおよびＮａ
Ｆをそれぞれ４２．２．２０．２、および３７．６モル
χ加えて加熱溶融した後、一旦温度杢６００〜７００℃
に下げて、所定量のポロン酸化物および第１表に組成を
示すボロン合金粉末（フェロアロイ）を添加して、十分
攪拌し、浸漬浴とした。このようにして調製した浸漬浴
にそれぞれ２０．０μｍ厚にＣｒおよび■を電気めっき
した冷延鋼板を所定時間だけ浸漬した。
Ｆをそれぞれ４２．２．２０．２、および３７．６モル
χ加えて加熱溶融した後、一旦温度杢６００〜７００℃
に下げて、所定量のポロン酸化物および第１表に組成を
示すボロン合金粉末（フェロアロイ）を添加して、十分
攪拌し、浸漬浴とした。このようにして調製した浸漬浴
にそれぞれ２０．０μｍ厚にＣｒおよび■を電気めっき
した冷延鋼板を所定時間だけ浸漬した。
第１表 （重量％）
Ｂ ｉ Ｃ−一違一賄
１９．５９４．３６０．０１０．６４残反応条件を種々
変えて一連の実験を行った。それらの結果を第２表およ
び第３表にまとめて示す。
変えて一連の実験を行った。それらの結果を第２表およ
び第３表にまとめて示す。
第２表および第３表は浸？１４／ＭＬ度および時間を種
々変えて行ったときの各生成ボロン化合物の組成とその
被覆厚さとのデータをまとめて示す。
々変えて行ったときの各生成ボロン化合物の組成とその
被覆厚さとのデータをまとめて示す。
なお、本発明にかかる方法にあっては、合金（もしくは
単体金属）とフ、化金属イオンとが同時に存在しなけれ
ば反応は進行しない。換言すれば、合金（もしくは車体
金属）と金属酸化物およびフッ化物とが共存しなければ
皮膜形成は起こらなかった。
単体金属）とフ、化金属イオンとが同時に存在しなけれ
ば反応は進行しない。換言すれば、合金（もしくは車体
金属）と金属酸化物およびフッ化物とが共存しなければ
皮膜形成は起こらなかった。
次に、ＫＣＩ １５ｇ 、 ＢａＣ１ｚ ２０ｇ 、、
ＮａＦ ７．５ｇ、ポロン酸化物１ｇ 、Ｂ−Ｆｅ合金
粉末５ｇを加えて調製した浸漬浴を使い、ＫＺｒ材仮を
１０００°Ｃで２時間処理した場合に得られた皮膜につ
いてその硬度、耐摩耗性、および耐食性をそれぞれ試験
した。
ＮａＦ ７．５ｇ、ポロン酸化物１ｇ 、Ｂ−Ｆｅ合金
粉末５ｇを加えて調製した浸漬浴を使い、ＫＺｒ材仮を
１０００°Ｃで２時間処理した場合に得られた皮膜につ
いてその硬度、耐摩耗性、および耐食性をそれぞれ試験
した。
マイクロビッカース硬度計によって測定した上記皮膜の
表面硬さは２８００Ｈｖであった。極めて高い硬度が得
られるのが分かる。
表面硬さは２８００Ｈｖであった。極めて高い硬度が得
られるのが分かる。
耐摩耗性の試験は往復動摩耗試験機によって行ったが、
その結果からは、はとんど摩耗がみられなかった。
その結果からは、はとんど摩耗がみられなかった。
なお、耐食性についても、Ｈ２ＳＯ，溶液中およびＮａ
ＣＩ溶液中のいずれにおいてもすぐれた結果が得られた
。
ＣＩ溶液中のいずれにおいてもすぐれた結果が得られた
。
なお、上記のＣｒ、 Ｖ以外の金属についても、それら
についてはスバ、タリングにより冷１ｉＥ １）２１板
に厚さ４０μｍに被膜層を設けてから同様な処理をした
ところ、はぼ同じ結果がＶＩ認された。
についてはスバ、タリングにより冷１ｉＥ １）２１板
に厚さ４０μｍに被膜層を設けてから同様な処理をした
ところ、はぼ同じ結果がＶＩ認された。
（効果）
このように、本発明によれば、取扱いの容易な溶融塩化
物浴を使用するという簡便な浸漬処理だけで従来のホウ
酸塩浴で得られた、あるいは電解処理と組合せて得られ
た表面皮膜と同等あるいはそれより優れた表面皮膜が得
られるのであって、当業界の発展に寄与するところ大で
ある。
物浴を使用するという簡便な浸漬処理だけで従来のホウ
酸塩浴で得られた、あるいは電解処理と組合せて得られ
た表面皮膜と同等あるいはそれより優れた表面皮膜が得
られるのであって、当業界の発展に寄与するところ大で
ある。
なお、本発明方法にあって、必要によりさらに電解処理
法を組合せても良いことは明らかである。
法を組合せても良いことは明らかである。
第２表
（注）生成金属化合物： ＣｒＢ２
第３表
Claims (4)
- （１）表面にＣｒ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｎｉおよびそれらの合金から選んだ金属を含有す
る物品をフッ化物含有溶融塩化物浴に浸漬することによ
り形成したボロン化合物層を前記表面に備えた表面処理
物品。 - （２）フッ化物含有溶融塩化物浴にボロン酸化物および
ボロンを含む合金を添加して浸漬浴を調製し、次いで、
表面にＣｒ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｎｉおよびそれらの合金から選んだ金属を含有する物品
の処理すべき表面を適宜時間該浸漬浴に浸漬することを
特徴とする、前記物品の表面にボロン化合物層を形成す
る方法。 - （３）前記溶融塩化物浴がアルカリ金属、アルカリ土類
金属の塩化物の少なくとも一種から成る、特許請求の範
囲第２項に記載の方法。 - （４）前記フッ化物がアルカリ金属またはアルカリ土類
金属のフッ化物である、特許請求の範囲第２項または第
３項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24862885A JPS62109979A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | ボロン化合物層を備えた表面処理物品およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24862885A JPS62109979A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | ボロン化合物層を備えた表面処理物品およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62109979A true JPS62109979A (ja) | 1987-05-21 |
| JPH0216383B2 JPH0216383B2 (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=17180940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24862885A Granted JPS62109979A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | ボロン化合物層を備えた表面処理物品およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62109979A (ja) |
-
1985
- 1985-11-06 JP JP24862885A patent/JPS62109979A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0216383B2 (ja) | 1990-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |