JPS62250175A - ３層物体及びその製造法 - Google Patents
３層物体及びその製造法Info
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- JPS62250175A JPS62250175A JP62088995A JP8899587A JPS62250175A JP S62250175 A JPS62250175 A JP S62250175A JP 62088995 A JP62088995 A JP 62088995A JP 8899587 A JP8899587 A JP 8899587A JP S62250175 A JPS62250175 A JP S62250175A
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Classifications
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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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
種々の最終使用施工のため、物体の基体、或は本体より
すぐれた耐摩耗性、或は耐腐食性により特徴づけられる
材料で被覆されている物体を提供することが知られてい
る。この目的に対し、鉄、ニッケル、コバルト及びチタ
ン系合金のような合金物体を提供することが知られてい
る。これらは、圧延、鍛造、及び押出しのような種々の
一般的な操作により最終製品形態に作られる。その後、
望まれる耐摩耗或は耐腐食性被覆加工が行はれる。
すぐれた耐摩耗性、或は耐腐食性により特徴づけられる
材料で被覆されている物体を提供することが知られてい
る。この目的に対し、鉄、ニッケル、コバルト及びチタ
ン系合金のような合金物体を提供することが知られてい
る。これらは、圧延、鍛造、及び押出しのような種々の
一般的な操作により最終製品形態に作られる。その後、
望まれる耐摩耗或は耐腐食性被覆加工が行はれる。
被覆物は、物体が使用の間にさらされている摩耗、或は
腐食性媒体により選択される０代表的には、この目的に
対し被覆物は物体より硬くて形成しにくい材料である。
腐食性媒体により選択される０代表的には、この目的に
対し被覆物は物体より硬くて形成しにくい材料である。
したがって、若し全物体が被覆物体で作られ、或は形成
前に被覆されるなら、望まれる形態に物体を作ることは
困難になるか、不可能になるであろう。加えて、抵抗性
被覆物は、一般に物体の残りの部分の材料より高価な材
料である。耐摩耗、及び耐腐食性のためこれら合金基体
に使用される代表的被覆物は、耐火物、セラミック及び
金属間化合物である。
前に被覆されるなら、望まれる形態に物体を作ることは
困難になるか、不可能になるであろう。加えて、抵抗性
被覆物は、一般に物体の残りの部分の材料より高価な材
料である。耐摩耗、及び耐腐食性のためこれら合金基体
に使用される代表的被覆物は、耐火物、セラミック及び
金属間化合物である。
鉄、ニッケル及びコバルト系合金に塗られた抵抗性被覆
物は、被覆物と合金の間の熱膨張の違いの結果として、
スポーリングにより合金基体から分離しやすい。代表的
に耐摩耗及び耐摩耗性被覆材料は、合金基体より相当に
低い熱膨張係数をもっている。それ故、熱スポーリング
が、温度変化の間に生じるであろう。合金基体と被覆物
との間の熱膨張の違いが被覆物−合金基体界面で応力を
生じ、界面結合力を越えるであろうからである。
物は、被覆物と合金の間の熱膨張の違いの結果として、
スポーリングにより合金基体から分離しやすい。代表的
に耐摩耗及び耐摩耗性被覆材料は、合金基体より相当に
低い熱膨張係数をもっている。それ故、熱スポーリング
が、温度変化の間に生じるであろう。合金基体と被覆物
との間の熱膨張の違いが被覆物−合金基体界面で応力を
生じ、界面結合力を越えるであろうからである。
加えて、スポーリングは工業用使用の間に被覆物にがさ
ねられる機械応力、例えば、衝突負荷により生じるであ
ろう。これら被覆物のスポーリングに対するこの傾向は
、これら被覆物が、被覆物の代表的な低延性及び高硬度
のため、塑性流れにより応力を軽減する能力がないこと
により、悪化されている。
ねられる機械応力、例えば、衝突負荷により生じるであ
ろう。これら被覆物のスポーリングに対するこの傾向は
、これら被覆物が、被覆物の代表的な低延性及び高硬度
のため、塑性流れにより応力を軽減する能力がないこと
により、悪化されている。
高温で一般的習慣により使用されねばならぬ被覆物は、
高温での使用のあと、環境温度に冷却することでもスポ
ールするであろう。したがって、スポール問題のため、
多くの望ましい耐摩耗性及び耐腐食性被覆物が限定され
た工業用利用の特定の合金基体への使用に限定されてい
る。そして使用されるとき、工業的使用の物体の長期の
使用のため不充分な望ましくない被覆厚さに抑制される
であろう。
高温での使用のあと、環境温度に冷却することでもスポ
ールするであろう。したがって、スポール問題のため、
多くの望ましい耐摩耗性及び耐腐食性被覆物が限定され
た工業用利用の特定の合金基体への使用に限定されてい
る。そして使用されるとき、工業的使用の物体の長期の
使用のため不充分な望ましくない被覆厚さに抑制される
であろう。
チタン系合金及びそれから作られた物体について、チタ
ンの望ましい有名な強さ対重量比は、種々の工業使用に
利点がある。然しなから、チタン合金は耐摩耗、耐浸食
及び耐研摩を要求している使用に於てあまり効果がない
。したがって、チタン系合金を使用することに対し耐摩
耗、耐浸食及び耐研摩被覆加工は工業的に重要である。
ンの望ましい有名な強さ対重量比は、種々の工業使用に
利点がある。然しなから、チタン合金は耐摩耗、耐浸食
及び耐研摩を要求している使用に於てあまり効果がない
。したがって、チタン系合金を使用することに対し耐摩
耗、耐浸食及び耐研摩被覆加工は工業的に重要である。
この目的に対する望まれる被覆物は２ホウ化チタン（Ｔ
ｉＢｚ）である。この化合物は極端にかたく、著しい摩
耗性を示す。２ホウ化チタンを含めチタンとホウ素の金
属間化合物の大変薄い層は、高温でチタン合金を活性化
ホウ素拡散加工にか；ることによりチタン合金表面に作
られる。不幸にも、工業的に重要な厚さ、或は深さに、
これらホウ化物拡散層を作るため要求される温度と時間
は高いので、チタン合金基体の性質の分解が生じる。然
しなから、拡散層に邪魔されるので、被覆物上に析出又
は加えられる２ホウ化チタンは、工業上充分な厚さで、
及びチタン合金基体が分解されるより低い温度で化学気
相メッキ（ＣＶＤ）の使用によりチタン合金基体に生成
されるであろう。特に、一般の習慣により、これらの被
覆物は、２ホウ化チタンを作るため４塩化チタンと３塩
化ホウ素の水素還元により与えられるであろう。然しな
から、塩化水素ガスがこの反応の副産物として生成され
る。不幸にも、塩素及び塩化水素ガスを含めハロゲン及
びハロゲン含有化合物は、チタン合金表面を腐食し分解
するので望まれた高品質のＣＶＤ被覆物が生成されない
、それ故、望まれた工業的使用に対し適当な厚さの２ホ
ウ化チタン耐研摩、耐摩耗性被覆物をもつチタン基体合
金物は人手されない。
ｉＢｚ）である。この化合物は極端にかたく、著しい摩
耗性を示す。２ホウ化チタンを含めチタンとホウ素の金
属間化合物の大変薄い層は、高温でチタン合金を活性化
ホウ素拡散加工にか；ることによりチタン合金表面に作
られる。不幸にも、工業的に重要な厚さ、或は深さに、
これらホウ化物拡散層を作るため要求される温度と時間
は高いので、チタン合金基体の性質の分解が生じる。然
しなから、拡散層に邪魔されるので、被覆物上に析出又
は加えられる２ホウ化チタンは、工業上充分な厚さで、
及びチタン合金基体が分解されるより低い温度で化学気
相メッキ（ＣＶＤ）の使用によりチタン合金基体に生成
されるであろう。特に、一般の習慣により、これらの被
覆物は、２ホウ化チタンを作るため４塩化チタンと３塩
化ホウ素の水素還元により与えられるであろう。然しな
から、塩化水素ガスがこの反応の副産物として生成され
る。不幸にも、塩素及び塩化水素ガスを含めハロゲン及
びハロゲン含有化合物は、チタン合金表面を腐食し分解
するので望まれた高品質のＣＶＤ被覆物が生成されない
、それ故、望まれた工業的使用に対し適当な厚さの２ホ
ウ化チタン耐研摩、耐摩耗性被覆物をもつチタン基体合
金物は人手されない。
従って、本発明の目的は、耐火物、セラミック或は金属
間化合物であろう望まれた耐摩耗性及び／或は耐腐食性
をもつ被覆物を備える鉄、ニッケル、コバルト或はチタ
ン系合金の合金基体を有する合金物体を提供することで
ある。
間化合物であろう望まれた耐摩耗性及び／或は耐腐食性
をもつ被覆物を備える鉄、ニッケル、コバルト或はチタ
ン系合金の合金基体を有する合金物体を提供することで
ある。
発明の更に特定の目的は、機械応力或は熱サイクリング
（ｃｙｃｌ ｉｎｇ）からスポーリングを生じない耐摩
耗、耐腐食性被覆加工が成されている合金物体を製造す
る方法及びこの特性の物体を提供することである。
（ｃｙｃｌ ｉｎｇ）からスポーリングを生じない耐摩
耗、耐腐食性被覆加工が成されている合金物体を製造す
る方法及びこの特性の物体を提供することである。
発明の他の特定の目的は、チタン系合金基体の性質を崩
壊することなしに化学気相メッキにより２ホウ化チタン
の望まれた耐摩耗、耐腐食性被覆物を備えるチタン系合
金物体を提供することである。
壊することなしに化学気相メッキにより２ホウ化チタン
の望まれた耐摩耗、耐腐食性被覆物を備えるチタン系合
金物体を提供することである。
広く、発明に従って、被覆された物体は、鉄、ニッケル
、コバルト或はチタン系合金である合金基体と、その上
に基体合金の金属間ホウ化物で作られた拡散層よりなっ
ている。その後、合金基体以上の耐摩耗性及び／或は耐
腐食性をもつ被覆物がこの拡散層上に設けられる。被覆
物は耐火物、セラミック或は金属間化合物であろう。
、コバルト或はチタン系合金である合金基体と、その上
に基体合金の金属間ホウ化物で作られた拡散層よりなっ
ている。その後、合金基体以上の耐摩耗性及び／或は耐
腐食性をもつ被覆物がこの拡散層上に設けられる。被覆
物は耐火物、セラミック或は金属間化合物であろう。
コバルト、ニッケル及び鉄系合金で、一般にこれらの被
覆物は、基体より低い熱膨張係数をもっている。それ故
、熱的に誘導された界面応力は析出温度からの冷却の間
に発生し、上に論じたようにスポールを生じるであろう
。本発明により、金属間ホウ化物の拡散層は、未被覆合
金表面より、析出した被覆物に近接した熱膨張係数をも
つ表面となり、それにより冷却におけるスポールを妨げ
ている。加えて拡散されたホウ化物層は、比較的硬度が
高く、それ故引続いての被覆加工にすぐれた機械的支持
を与える。被覆物は、基体より拡散層に近い熱膨張係数
をもっている。更に特定的に、被覆物は拡散層より±３
０％以内の熱膨張係数を、更に好ましくは拡散層の±１
５％以内の熱膨張係数をもつであろう。特定の被覆材料
は２ホウ化チタン（ＴｉＢｚ） 、酸化アルミニウム（
ＡｊｚＯｚ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（Ｃ
ｒ３Ｃｚ）、炭化バナジウム（ＶＣ） 、及び窒化チタ
ン（ＴｉＮ）であろう。
覆物は、基体より低い熱膨張係数をもっている。それ故
、熱的に誘導された界面応力は析出温度からの冷却の間
に発生し、上に論じたようにスポールを生じるであろう
。本発明により、金属間ホウ化物の拡散層は、未被覆合
金表面より、析出した被覆物に近接した熱膨張係数をも
つ表面となり、それにより冷却におけるスポールを妨げ
ている。加えて拡散されたホウ化物層は、比較的硬度が
高く、それ故引続いての被覆加工にすぐれた機械的支持
を与える。被覆物は、基体より拡散層に近い熱膨張係数
をもっている。更に特定的に、被覆物は拡散層より±３
０％以内の熱膨張係数を、更に好ましくは拡散層の±１
５％以内の熱膨張係数をもつであろう。特定の被覆材料
は２ホウ化チタン（ＴｉＢｚ） 、酸化アルミニウム（
ＡｊｚＯｚ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化クロム（Ｃ
ｒ３Ｃｚ）、炭化バナジウム（ＶＣ） 、及び窒化チタ
ン（ＴｉＮ）であろう。
チタン系合金基体をもつ発明による物体を生成すること
において、拡散層は金属間チタンホウ化物よりなり、被
覆物が化学気相メッキにより拡散層上に析出され、その
中にハロゲン化合物が生成されている。このハロゲン化
合物はチタン系基体の性質を崩壊する観点から有害であ
る。然しなから、金属間チタンホウ化物化合物の拡散層
は、ハロゲン化合物の悪影響からチタン系合金基体を遮
蔽することによりそれを保護している。この目的のため
、拡散層は基体表面上連続であるべきである。被覆層は
拡散層より厚いことが好ましいが、少くとも拡散層と仝
じ厚さである。被覆物層及び拡散層は、基体の性質が実
質的に影響されない温度で作られる。更に特定的に、発
明により、金属間チタンホウ化物化合物の拡散層は、短
時間と低温で、工業的な耐性使用に不充分な厚さである
が、チタン基体の性質の温度崩壊なしでハロゲン、特に
塩化水素ガスからの悪影響を妨げる遮蔽として作用する
に充分な厚さにチタン基体に生成されるであろう。した
がって代表的工業使用に適している厚い厚さをもつ耐性
被覆物が、チタン基体に悪影響を与えているこの被覆加
工操作に付随して生じる塩化水素ガスなしに化学気相メ
ッキにより拡散層上に析出されるであろう。それ故、ま
ず第一に、例えば、代表的な最終使用施工に対し充分な
厚さにある２ホウ化チタンの耐性被覆物が、高温、或は
塩化水素ガスのようなハロゲン化合物いずれかにより基
体が悪影響されることなしに、チタン基体に生成される
であろう。
において、拡散層は金属間チタンホウ化物よりなり、被
覆物が化学気相メッキにより拡散層上に析出され、その
中にハロゲン化合物が生成されている。このハロゲン化
合物はチタン系基体の性質を崩壊する観点から有害であ
る。然しなから、金属間チタンホウ化物化合物の拡散層
は、ハロゲン化合物の悪影響からチタン系合金基体を遮
蔽することによりそれを保護している。この目的のため
、拡散層は基体表面上連続であるべきである。被覆層は
拡散層より厚いことが好ましいが、少くとも拡散層と仝
じ厚さである。被覆物層及び拡散層は、基体の性質が実
質的に影響されない温度で作られる。更に特定的に、発
明により、金属間チタンホウ化物化合物の拡散層は、短
時間と低温で、工業的な耐性使用に不充分な厚さである
が、チタン基体の性質の温度崩壊なしでハロゲン、特に
塩化水素ガスからの悪影響を妨げる遮蔽として作用する
に充分な厚さにチタン基体に生成されるであろう。した
がって代表的工業使用に適している厚い厚さをもつ耐性
被覆物が、チタン基体に悪影響を与えているこの被覆加
工操作に付随して生じる塩化水素ガスなしに化学気相メ
ッキにより拡散層上に析出されるであろう。それ故、ま
ず第一に、例えば、代表的な最終使用施工に対し充分な
厚さにある２ホウ化チタンの耐性被覆物が、高温、或は
塩化水素ガスのようなハロゲン化合物いずれかにより基
体が悪影響されることなしに、チタン基体に生成される
であろう。
発明の実用的方法に従って、鉄、ニッケル、コバルト或
はチタン系合金の基体は、望まれた物体の形に一般的方
法により作られる。それからホウ素が基体合金の金属間
ホウ化物の望まれた拡散層を作るため物体の表面に拡散
される。鉄系合金基体で、ホウ化物はＦｅｚＢ ；ニッ
ケル系合金で、ホウ化物はＮｉにコバルト系合金で、ホ
ウ化物はＣｏ、８ Ｂチタン系合金で、ホウ化物は２ホ
ウ化チタンであろう。
はチタン系合金の基体は、望まれた物体の形に一般的方
法により作られる。それからホウ素が基体合金の金属間
ホウ化物の望まれた拡散層を作るため物体の表面に拡散
される。鉄系合金基体で、ホウ化物はＦｅｚＢ ；ニッ
ケル系合金で、ホウ化物はＮｉにコバルト系合金で、ホ
ウ化物はＣｏ、８ Ｂチタン系合金で、ホウ化物は２ホ
ウ化チタンであろう。
望まれた拡散層をえるためのホウ化物加工は適当な一般
的方法により達せられるであろう。鉄、ニッケル及びコ
バルト系合金で発明の方法の使用に適したホウ化方法の
１例は、１９７６年２月３日に発行されたフィチル（Ｆ
ｉｃｈｔｌ） らによる米国特許第３９３６３２７号明
細書に開示されている。
的方法により達せられるであろう。鉄、ニッケル及びコ
バルト系合金で発明の方法の使用に適したホウ化方法の
１例は、１９７６年２月３日に発行されたフィチル（Ｆ
ｉｃｈｔｌ） らによる米国特許第３９３６３２７号明
細書に開示されている。
チタン系合金をホウ化するに適した方法は、１９７４年
１月２２日に登録されたクンスト（Ｋｕｎｓｔ）の米国
特許第３７８７２４５号明細書の方法であろう。
１月２２日に登録されたクンスト（Ｋｕｎｓｔ）の米国
特許第３７８７２４５号明細書の方法であろう。
析出される被覆物は、化学気相メッキにより生成される
であろう。物理気相メッキ、熱スプレ法及び類似法のよ
うな他の適した方法も発明の物体の合金基体で使用され
るであろう。
であろう。物理気相メッキ、熱スプレ法及び類似法のよ
うな他の適した方法も発明の物体の合金基体で使用され
るであろう。
発明に従って、それらの物体が熱サイクリングにさらさ
れると、拡散層は被覆物に比較的近い熱膨張係数をもつ
ため、先行技術物体を特徴づけている被覆物のスポーリ
ングはさけられる。加えて、代表的最終使用施工に充分
な厚さに２ホウ化チタン被覆物の化学気相メッキの間、
発明ｉ従って基体がチタン系合金である物体において、
化学気相メッキ工程の間生成される塩化水素ガスは、金
属間チタンホウ化物化合物、即ち、２ホウ化チタンの拡
散層によりチタン系合金基体から遮蔽される。
れると、拡散層は被覆物に比較的近い熱膨張係数をもつ
ため、先行技術物体を特徴づけている被覆物のスポーリ
ングはさけられる。加えて、代表的最終使用施工に充分
な厚さに２ホウ化チタン被覆物の化学気相メッキの間、
発明ｉ従って基体がチタン系合金である物体において、
化学気相メッキ工程の間生成される塩化水素ガスは、金
属間チタンホウ化物化合物、即ち、２ホウ化チタンの拡
散層によりチタン系合金基体から遮蔽される。
まず第１に、この発明は鉄、ニッケル及びコバルト系合
金の被覆された物体、及び被覆された基体にまさる耐摩
耗、耐腐食性をもつ被覆物のような耐性被覆媒体が、熱
サイクリングの間スポーリングの不利点なしに、望まれ
た最終使用施工に適した厚さで備えられるであろう被覆
された物体を製造する方法を提供することが判明するで
あろう。
金の被覆された物体、及び被覆された基体にまさる耐摩
耗、耐腐食性をもつ被覆物のような耐性被覆媒体が、熱
サイクリングの間スポーリングの不利点なしに、望まれ
た最終使用施工に適した厚さで備えられるであろう被覆
された物体を製造する方法を提供することが判明するで
あろう。
物体を被覆されたチタン系合金の場合、２ホウ化チタン
の望まれた被覆物が、この被覆物の析出の間にチタン系
合金基体の性質の崩壊なしに、適当な厚さに備えられる
であろう。
の望まれた被覆物が、この被覆物の析出の間にチタン系
合金基体の性質の崩壊なしに、適当な厚さに備えられる
であろう。
「合金」及び「金属」なる語が、こ＼で交換可能に使用
されており、金属はそれらの合金も含む様意図されてい
ることが理解される。
されており、金属はそれらの合金も含む様意図されてい
ることが理解される。
例１゜
約０．０１５２４ ｃｓ （０，０６インチ）の厚さで
鉄ホウ化物（ＦｅＪ）の拡散層をもつＡｆＳＩタイプ０
１工具鋼の試料が０．００２５４ Ｃｌ１１ （０，Ｑ
Ｏ１インチ）の被覆物層をえるため、化学気相メッキ
で２ホウ化チタンを析出させることにより被覆された。
鉄ホウ化物（ＦｅＪ）の拡散層をもつＡｆＳＩタイプ０
１工具鋼の試料が０．００２５４ Ｃｌ１１ （０，Ｑ
Ｏ１インチ）の被覆物層をえるため、化学気相メッキ
で２ホウ化チタンを析出させることにより被覆された。
被覆物の化学気相メッキは、「化学気相メッキによる金
属の２ホウ化チタンでの被覆加工Ｊ３（１４−３１７Ｗ
（エイッチ・オー・ビルソン及びエリクランディチ（Ｈ
，Ｏ，Ｐｉｅｒｓｏｎ （１７）ｄ ｌＥｒ１ｋ Ｒ（
１７）ｄｉｃｈ）、気相メッキに関する第６回国際会議
会議録、電気化学協会１９７７年〕に記された方法に従
って、１時間、９００℃で行はれた。被覆加工のあと、
試料の試験は化学気相メッキにさらされた表面が２−ホ
ウ化チタンの連続で密着した被覆加工を示すことをあら
れした。被覆された試料は繰りかえしボールピーンハン
マー（ｂａｌｌ ｐｅｅｎ ｈ（１６）ｍｅｒ）でうた
れたが被覆物の脱離を生じなかった。
属の２ホウ化チタンでの被覆加工Ｊ３（１４−３１７Ｗ
（エイッチ・オー・ビルソン及びエリクランディチ（Ｈ
，Ｏ，Ｐｉｅｒｓｏｎ （１７）ｄ ｌＥｒ１ｋ Ｒ（
１７）ｄｉｃｈ）、気相メッキに関する第６回国際会議
会議録、電気化学協会１９７７年〕に記された方法に従
って、１時間、９００℃で行はれた。被覆加工のあと、
試料の試験は化学気相メッキにさらされた表面が２−ホ
ウ化チタンの連続で密着した被覆加工を示すことをあら
れした。被覆された試料は繰りかえしボールピーンハン
マー（ｂａｌｌ ｐｅｅｎ ｈ（１６）ｍｅｒ）でうた
れたが被覆物の脱離を生じなかった。
例２゜
約０．０００２５４ｃｍ （０，０００１インチ）の厚
さの２ホウ化チタンの拡散層を有するアルミニウム６％
、バナジウム４％、何れも（重量％）及び残りがチタン
であるチタン系合金組成の試料が０．００２５４ （１
６）（０，０１インチ）の被覆物層をえるため２ホウ化
チタンの拡散層上に化学気相メッキにより２ホウ化チタ
ンを析出させることにより被覆された。化学気相メッキ
による被覆加工は例１に使用された方法により行はれた
。被覆加工後の試料試験は、化学気相メッキにさらされ
た表面が２ホウ化チタンの連続密着被覆物を示すことを
あられした。被覆された試料は、繰返しボールビーンハ
ンマーでうたれたが被覆物の落離を生じなかった。２ホ
ウ化チタンの拡散層をもたない同じチタン系合金組成の
類似の試料が、最初の試料と同じ方法で化学気相メッキ
により被覆された。被覆加工完了で試料は表面腐食の有
意の面積を示した。
さの２ホウ化チタンの拡散層を有するアルミニウム６％
、バナジウム４％、何れも（重量％）及び残りがチタン
であるチタン系合金組成の試料が０．００２５４ （１
６）（０，０１インチ）の被覆物層をえるため２ホウ化
チタンの拡散層上に化学気相メッキにより２ホウ化チタ
ンを析出させることにより被覆された。化学気相メッキ
による被覆加工は例１に使用された方法により行はれた
。被覆加工後の試料試験は、化学気相メッキにさらされ
た表面が２ホウ化チタンの連続密着被覆物を示すことを
あられした。被覆された試料は、繰返しボールビーンハ
ンマーでうたれたが被覆物の落離を生じなかった。２ホ
ウ化チタンの拡散層をもたない同じチタン系合金組成の
類似の試料が、最初の試料と同じ方法で化学気相メッキ
により被覆された。被覆加工完了で試料は表面腐食の有
意の面積を示した。
前に記したこと及び例かられかるであろうように、発明
は、鉄、ニッケル及びコバルト系合金の被覆された物体
の生産を提供し、それら合金基体はこれまでスポーリン
グなしに到達しえない工業的有用な厚さで耐摩耗、及び
／或は耐腐食材料で被覆されるであろう。この発明より
以前に、若し発明に従っている合金組成物の物体基体が
これらの耐性被覆物で被覆されたなら、そして特に一般
的耐摩耗施工に要求された厚さで、セラミック及び耐火
物のような硬く耐摩耗である被覆物で被覆、されるなら
、そのような被覆物は熱サイクリング、或は機械応力の
適用の間スポーリングなしに保持されない。したがって
、この発明より以前に、熱サイクリングの間硬い耐摩耗
性及び密着した被覆物の組合せをもつこのタイプの被覆
された物体はえられえない、加えて、発明はチタン素地
合金の性質に悪影響を与えることなしに化学気相メッキ
により２ホウ化チタンで被覆されるであろうチタン系合
金をえる。遮蔽として作用するホウ化物拡散層のため、
チタン系合金は、ハロゲン及び化学気相メッキ法に生成
され易い化合物特に塩化水素に存在する塩素により影響
されない、２ホウ化チタン被覆を析出さす化学気相メッ
キの使用により、チタン系合金への有害な高温がさけら
れるであろう、したがって、まずこの発明で、耐摩耗に
要求された被覆物厚は、物体基体のチタン系合金の望ま
れた性質の保持との組合せで達せられるであろう、２ホ
ウ化チタン被覆物の化学気相メッキの間に生成された塩
化水素から遮蔽されているチタン系合金により、この低
温方法は、チタン系合金が害されない充分な低温で望ま
れた被覆物厚さを生成さすため使用されるであろう。
は、鉄、ニッケル及びコバルト系合金の被覆された物体
の生産を提供し、それら合金基体はこれまでスポーリン
グなしに到達しえない工業的有用な厚さで耐摩耗、及び
／或は耐腐食材料で被覆されるであろう。この発明より
以前に、若し発明に従っている合金組成物の物体基体が
これらの耐性被覆物で被覆されたなら、そして特に一般
的耐摩耗施工に要求された厚さで、セラミック及び耐火
物のような硬く耐摩耗である被覆物で被覆、されるなら
、そのような被覆物は熱サイクリング、或は機械応力の
適用の間スポーリングなしに保持されない。したがって
、この発明より以前に、熱サイクリングの間硬い耐摩耗
性及び密着した被覆物の組合せをもつこのタイプの被覆
された物体はえられえない、加えて、発明はチタン素地
合金の性質に悪影響を与えることなしに化学気相メッキ
により２ホウ化チタンで被覆されるであろうチタン系合
金をえる。遮蔽として作用するホウ化物拡散層のため、
チタン系合金は、ハロゲン及び化学気相メッキ法に生成
され易い化合物特に塩化水素に存在する塩素により影響
されない、２ホウ化チタン被覆を析出さす化学気相メッ
キの使用により、チタン系合金への有害な高温がさけら
れるであろう、したがって、まずこの発明で、耐摩耗に
要求された被覆物厚は、物体基体のチタン系合金の望ま
れた性質の保持との組合せで達せられるであろう、２ホ
ウ化チタン被覆物の化学気相メッキの間に生成された塩
化水素から遮蔽されているチタン系合金により、この低
温方法は、チタン系合金が害されない充分な低温で望ま
れた被覆物厚さを生成さすため使用されるであろう。
Claims (57)
- （１）鉄、ニッケル、コバルト及びチタン系合金からえ
らばれた合金基体、合金基体の金属間ホウ化物よりなり
合金基体の上に作られた拡散層、および該合金基体以上
の耐摩耗性及び／或は耐腐食性をもつ耐火物、セラミッ
ク及び金属間化合物よりなる群からえらばれた物質の該
拡散層上への被覆物よりなる３層物体。 - （２）該被覆物が、該基体より該拡散層の熱膨張係数に
近い熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１項記載
の３層物体。 - （３）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３０
％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１項
記載の３層物体。 - （４）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１５
％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１項
記載の３層物体。 - （５）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔｉ
Ｃ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群からえ
らばれた物質である特許請求の範囲第１項記載の３層物
体。 - （６）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第１
項記載の３層物体。 - （７）鉄系合金の合金基体、合金基体の金属間ホウ化物
よりなり合金基体の上に作られた拡散層、および該合金
基体以上の耐摩耗性及び／或は耐腐食性をもつ耐火物、
セラミック及び金属間化合物よりなる群からえらばれた
物質の該拡散層上の被覆物よりなる被覆された３層物体
。 - （８）該被覆物が、該基体より該拡散層に近い熱膨張係
数をもっている特許請求の範囲第７項記載の３層物体。 - （９）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３０
％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第７項
記載の３層物体。 - （１０）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１
５％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第７
項記載の３層物体。 - （１１）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔ
ｉＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群から
えらばれた物質である特許請求の範囲第７項記載の３層
物体。 - （１２）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
７項記載の３層物体。 - （１３）ニッケル系合金の合金基体、合金基体の金属間
ホウ化物よりなり合金基体の上に作られた拡散層、およ
び該合金基体以上の耐摩耗性、及び／或は耐腐食性をも
っている耐火物、セラミック及び金属間化合物よりなる
群からえらばれた物質の該拡散層上の被覆物よりなる被
覆された３層物体。 - （１４）該被覆物が、該基体より該拡散層に近い熱膨張
係数をもっている特許請求の範囲第１３項記載の３層物
体。 - （１５）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３
０％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１
３項記載の３層物体。 - （１６）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１
５％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１
３項記載の３層物体。 - （１７）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔ
ｉＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群から
えらばれた物質である特許請求の範囲第１３項記載の３
層物体。 - （１８）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
１３項記載の３層物体。 - （１９）コバルト系合金の合金基体、合金基体の金属間
ホウ化物よりなり合金基体上に作られた拡散層、および
該合金基体以上の耐摩耗性及び／或は耐腐食性をもって
いる耐火物、セラミック及び金属間化合物よりなる群か
らえらばれた物質の該拡散層上の被覆物よりなる被覆さ
れた３層物体。 - （２０）該被覆物が、該基体より該拡散層の熱膨張係数
に近い熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１９項
記載の３層物体。 - （２１）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３
０％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１
９項記載の３層物体。 - （２２）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１
５％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第１
９項記載の３層物体。 - （２３）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔ
ｉＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群から
えらばれた物質である特許請求の範囲第１９項記載の３
層物体。 - （２４）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
１９項記載の３層物体。 - （２５）チタン系合金基体、金属間チタンホウ化物化合
物よりなり合金基体の上に作られた拡散層、および該合
金基体以上の耐腐食性及び耐研摩性をもつ耐火物、セラ
ミック及び金属間化合物よりなる群からえらばれた物質
の該層上の被覆物よりなる被覆された３層物体。 - （２６）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
２５項記載の３層物体。 - （２７）該被覆物が該拡散層より厚い特許請求の範囲第
２５項記載の３層物体。 - （２８）鉄、ニッケル、コバルト及びチタン系合金より
なる群からえらばれた合金の合金基体、を与えること該
基体上に合金基体の金属間ホウ化物の拡散層を作ること
、および、該拡散層上に該合金基体以上の耐摩耗性及び
／或は耐腐食性をもつ耐火物、セラミック及び金属間化
合物よりなる群からえらばれた物質の被覆物を析出させ
ることによりなる被覆された３層物体の製造法。 - （２９）該被覆物が、該基体より該拡散層の熱膨張係数
に近い熱膨張係数をもつ特許請求の範囲第２８項記載の
製造法。 - （３０）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３
０％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第２
８項記載の製造法。 - （３１）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１
５％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第２
８項記載の製造法。 - （３２）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔ
ｉＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群から
えらばれた物質である特許請求の範囲第２８項記載の製
造法。 - （３３）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
２８項記載の製造法。 - （３４）鉄系合金の合金基体を与えること、該基体上に
合金基体の金属間ホウ化物の拡散層を作ること、および
該合金基体以上の耐摩耗性及び／或は耐腐食性をもって
いる耐火物、セラミック、及び金属間化合物よりなる群
からえらばれた物質の被覆物を該拡散層上に析出させる
ことよりなる被覆された３層物体の製造法。 - （３５）該被覆物が、該基体より該拡散層の熱膨張係数
に近い熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第３４項
記載の製造法。 - （３６）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３
０％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第３
４項記載の製造法。 - （３７）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１
５％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第３
４項記載の製造法。 - （３８）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔ
ｉＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群から
えらばれた物質である特許請求の範囲第３４項記載の製
造法。 - （３９）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
３４項記載の製造法。 - （４０）ニッケル系合金の合金基体を与えること、該基
体上に合金基体の金属間ホウ化物の拡散層を作ること、
および該層上に該合金基体以上の耐摩耗性及び／或は耐
腐食性をもつ耐火物、セラミック及び金属間化合物より
なる群からえらばれた物質の被覆物を析出させることよ
りなる被覆された３層物体の製造法。 - （４１）該被覆物が、該基体より該拡散層の熱膨張係数
に近い熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第４０項
記載の製造法。 - （４２）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３
０％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第４
０項記載の製造法。 - （４３）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１
５％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第４
０項記載の製造法。 - （４４）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔ
ｉＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群から
えらばれた物質である特許請求の範囲第４０項記載の製
造法。 - （４５）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
４０項記載の製造法。 - （４６）コバルト系合金の合金基体を与えること、該基
体上に合金基体の金属間ホウ化物の拡散層を作ること、
および該層上に、該合金基体以上の耐摩耗性及び／或は
耐腐食性をもっている耐火物、セラミック及び金属間化
合物よりなる群からえらばれた物質の被覆物を析出させ
ることよりなる被覆された３層物体の製造法。 - （４７）該被覆物が、該基体より該拡散層の熱膨張係数
に近い熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第４６項
記載の製造法。 - （４８）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−３
０％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第４
６項記載の製造法。 - （４９）該被覆物が、該拡散層の熱膨張係数の＋／−１
５％以内の熱膨張係数をもっている特許請求の範囲第４
６項記載の製造法。 - （５０）該被覆物が、ＴｉＢ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｔ
ｉＣ、Ｃｒ＿３Ｃ＿２、ＶＣ及びＴｉＮよりなる群から
えらばれた物質である特許請求の範囲第４６項記載の製
造法。 - （５１）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
４６項記載の製造法。 - （５２）チタン系合金基体を与えること、該基体上に金
属間チタンホウ化物化合物よりなる拡散層を作ること、
および該チタン系合金基体に有害であるハロゲン化合物
が作られる化学気相メッキにより、該拡散層上に、被覆
物を析出させることよりなる被覆された３層物体の製造
法。 - （５３）該拡散層が連続である特許請求の範囲第５２項
記載の製造法。 - （５４）該被覆物が該拡散層より厚い特許請求の範囲第
５３項記載の製造法。 - （５５）該基体の性質が実質的に影響されない温度で該
被覆物が作られている特許請求の範囲第５２項記載の製
造法。 - （５６）該温度が９００℃をこえない特許請求の範囲第
５５項記載の製造法。 - （５７）該被覆物がＴｉＢ＿２である特許請求の範囲第
５２項或は第５６項記載の製造法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US851086 | 1986-04-14 | ||
| US06/851,086 US4692385A (en) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | Triplex article |
Publications (1)
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