JPS63161170A - 耐摩耗性に優れた非磁性材料及びその製造方法 - Google Patents
耐摩耗性に優れた非磁性材料及びその製造方法Info
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- JPS63161170A JPS63161170A JP30620286A JP30620286A JPS63161170A JP S63161170 A JPS63161170 A JP S63161170A JP 30620286 A JP30620286 A JP 30620286A JP 30620286 A JP30620286 A JP 30620286A JP S63161170 A JPS63161170 A JP S63161170A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (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、フェライト磁石やプラスチック磁石の成形
用の金型などに使用される非磁性材料及びその製造方法
に関する。
用の金型などに使用される非磁性材料及びその製造方法
に関する。
例えばフェライト磁石を成形するとき素材を磁化するの
に磁場がかけられるが、その際の磁界の乱れを防ぐため
金型の材質は非磁性であることが必須であり、したがっ
て金型には５ｔｌＳ ３０４などのオーステナイト系ス
テンレス鋼が使用されている。
に磁場がかけられるが、その際の磁界の乱れを防ぐため
金型の材質は非磁性であることが必須であり、したがっ
て金型には５ｔｌＳ ３０４などのオーステナイト系ス
テンレス鋼が使用されている。
（従来の技術）
ところがオーステナイト系ステンレス鋼の硬さが固溶化
処理状態でＨｖ１５０〜１６０程度であり、耐摩耗性を
高めるため金型表面に窒化処理を施してから使用に供し
ているが、耐摩耗性は不十分である。そこでステンレス
鋼製の金型表面に超硬合金をはめ合わせることによって
耐摩耗性の向上をはかっているが、金型製作費用が増大
する欠点がある。
処理状態でＨｖ１５０〜１６０程度であり、耐摩耗性を
高めるため金型表面に窒化処理を施してから使用に供し
ているが、耐摩耗性は不十分である。そこでステンレス
鋼製の金型表面に超硬合金をはめ合わせることによって
耐摩耗性の向上をはかっているが、金型製作費用が増大
する欠点がある。
（発明が解決しようとする問題点）
発明者らは、耐摩耗性に優れた金型を安価に作製するに
は、表面に耐摩耗性に優れた被膜をそなえる非磁性材料
を用いるのが有利であることに着目した。
は、表面に耐摩耗性に優れた被膜をそなえる非磁性材料
を用いるのが有利であることに着目した。
一方特開昭５２−１１１８９１号公報にはクロムモリブ
デン鋼、機械構造用鋼の表面硬化処理についての開示が
あるが、非磁性材料への適用に関しての記載はない。
デン鋼、機械構造用鋼の表面硬化処理についての開示が
あるが、非磁性材料への適用に関しての記載はない。
そこで表面に耐摩耗性に優れた被膜をそなえる非磁性材
料を提供すること、及びその製造に好適な方法を提案す
ることが、この発明の目的である。
料を提供すること、及びその製造に好適な方法を提案す
ることが、この発明の目的である。
（問題点を解決するための手段）
コノ発明は、Ｃ： ０．００５〜０．２ ｗｔ！ （以
下単に％と示す） 、 Ｓｔ ： ０．０１〜１．０％
、 Ｍｎ ： ０．５〜４．０％、 Ｃｒ ： １６
．０〜３０．０％、 Ｎｉ ： ７．５〜２５．０％、
及びＡ ｆ ： ０．００１〜０，１％を含有し、表層
にＣ含有量０．３〜１．５％を示す少なくとも３μｍの
浸炭層をそなえるオーステ系ステンレス鋼の表面に、炭
化物層を形成してなる耐摩耗性の優れた非磁性材料、及
び上記成分にさらにＭｏ ： １．０〜３．０％を含有
し、表層にＣ含有量 ０．３〜１．５％を示す少なくと
も３μｍ厚の浸炭層をそなえるオーステナイト系ステン
レス鋼の表面に、炭化物層を形成してなる耐摩耗性に優
れた非磁性材料である。
下単に％と示す） 、 Ｓｔ ： ０．０１〜１．０％
、 Ｍｎ ： ０．５〜４．０％、 Ｃｒ ： １６
．０〜３０．０％、 Ｎｉ ： ７．５〜２５．０％、
及びＡ ｆ ： ０．００１〜０，１％を含有し、表層
にＣ含有量０．３〜１．５％を示す少なくとも３μｍの
浸炭層をそなえるオーステ系ステンレス鋼の表面に、炭
化物層を形成してなる耐摩耗性の優れた非磁性材料、及
び上記成分にさらにＭｏ ： １．０〜３．０％を含有
し、表層にＣ含有量 ０．３〜１．５％を示す少なくと
も３μｍ厚の浸炭層をそなえるオーステナイト系ステン
レス鋼の表面に、炭化物層を形成してなる耐摩耗性に優
れた非磁性材料である。
また上記非磁性材料の製造は、Ｃ： ０．００５〜０、
％、 Ｍｎ ： ０．５〜４．０％、 Ｃｒ ： １
６．０〜３０．０％及びＮｉ ： ７．５〜２５．０％
を含有するオーステナイト系ステンレス鋼材に、炉内雰
囲気ＣＨ４：２〜６０ ｖｏｌχ及び残部Ｈ２で、炉
内温度７５０〜１０００℃の条件にて１〜１０時間の浸
炭処理を施し、ついでドライプレーティング処理により
炭化物層を形成することを特徴とする耐摩耗性に優れた
非磁性材料の製造方法によって有利に充足される。
％、 Ｍｎ ： ０．５〜４．０％、 Ｃｒ ： １
６．０〜３０．０％及びＮｉ ： ７．５〜２５．０％
を含有するオーステナイト系ステンレス鋼材に、炉内雰
囲気ＣＨ４：２〜６０ ｖｏｌχ及び残部Ｈ２で、炉
内温度７５０〜１０００℃の条件にて１〜１０時間の浸
炭処理を施し、ついでドライプレーティング処理により
炭化物層を形成することを特徴とする耐摩耗性に優れた
非磁性材料の製造方法によって有利に充足される。
（作 用）
以下にこの発明の限定理由を述べる。
Ｃ： ０．００５〜０．２％
Ｃが０．００５％未満では、フェライト量が多くなって
透磁率が大きくなり、また０、２％を越えると製造が困
難となるため、０．００５〜０．２％と限定した。
透磁率が大きくなり、また０、２％を越えると製造が困
難となるため、０．００５〜０．２％と限定した。
Ｓｉ ： ０．０１〜１．０％
Ｓｉは脱酸のため使用される元素であるが、０．０１％
未満では効果がなく、１％を越えて含有させるとフェラ
イトが発生しやすくなるため、０．０１〜１．０％と限
定した。
未満では効果がなく、１％を越えて含有させるとフェラ
イトが発生しやすくなるため、０．０１〜１．０％と限
定した。
Ｍｎ ： ０．５〜４．Ｑ％
Ｍｎが０．５％未満ではフェライト量が多くなり、透磁
率が大きくなり、また４、０％を越えると耐食性が悪く
なるので、０．５〜４．０％とした。
率が大きくなり、また４、０％を越えると耐食性が悪く
なるので、０．５〜４．０％とした。
Ｃｒ ： １６．０〜３０．０％
Ｃｒが１６．０％未満では耐食性が充分ではなく、３０
．０％を越えるとフェライト量が多くなって透磁率が大
きくなるため、１６．０〜２５．０％とした。
．０％を越えるとフェライト量が多くなって透磁率が大
きくなるため、１６．０〜２５．０％とした。
Ｎｉ ： ７，５〜２５．０％
Ｎｉが７．５％未満では、フェライト量が多くなって透
磁率が大きくなり、−労合有量が多ければ多いほどオー
ステナイトは安定化されるが２５．０％を越えて含有さ
せても、その効果は飽和するため、７．５〜２５．０％
とした。
磁率が大きくなり、−労合有量が多ければ多いほどオー
ステナイトは安定化されるが２５．０％を越えて含有さ
せても、その効果は飽和するため、７．５〜２５．０％
とした。
上記成分にさらにＭｏ ： １．０〜３．０％を含有さ
せることも有効である。
せることも有効である。
すなわち、ＭＯは耐食性を向上させる元素であるが１．
０％未満では効果が小さく、また３、０％を越えて含有
させても、その効果は飽和するため、１．０〜３．０％
とする。
０％未満では効果が小さく、また３、０％を越えて含有
させても、その効果は飽和するため、１．０〜３．０％
とする。
また、オーステナイト系ステンレス鋼の表層にＣ含有量
０．３〜１．５％を示す浸炭層をすくなくとも３μｍ厚
で形成したのは、Ｃが０．３％未満では、その上に形成
される炭化物との密着性が悪（、また、１．５％を越え
て含有されても、その効果は飽和するためであり、また
、３μｍ未満の厚みでは、密着度が悪いため少なくとも
３μｍ厚さの層とした。
０．３〜１．５％を示す浸炭層をすくなくとも３μｍ厚
で形成したのは、Ｃが０．３％未満では、その上に形成
される炭化物との密着性が悪（、また、１．５％を越え
て含有されても、その効果は飽和するためであり、また
、３μｍ未満の厚みでは、密着度が悪いため少なくとも
３μｍ厚さの層とした。
なお、母材のオーステナイト系ステンレス鋼にさらに希
土類金属口１ｘｓχ〜ｌ０ＸＳχ）、Ｃａ：ＬＸＳ％〜
５ｘＳ％及びＢ ： ０．００２〜０．００５％を含有
させることは熱間加工性の向上に、そしてＳ−０，０３
〜０．３％、Ｐｂ ：０．０３〜０．３０％、Ｂｉ
： ０．０３〜０．３％、Ｓｅ ： ０．０３〜０．３
％の含有は切削性の向上にそれぞれ有効である。これら
の金属の含有により、炭化物層の密着度が劣化すること
はない。
土類金属口１ｘｓχ〜ｌ０ＸＳχ）、Ｃａ：ＬＸＳ％〜
５ｘＳ％及びＢ ： ０．００２〜０．００５％を含有
させることは熱間加工性の向上に、そしてＳ−０，０３
〜０．３％、Ｐｂ ：０．０３〜０．３０％、Ｂｉ
： ０．０３〜０．３％、Ｓｅ ： ０．０３〜０．３
％の含有は切削性の向上にそれぞれ有効である。これら
の金属の含有により、炭化物層の密着度が劣化すること
はない。
また、炭化物層の厚みは、５μｍ以上であることがのぞ
ましく、炭化物としてはＴｉＣのほかＳＩＣ、ＷＣｘ
Ｃｒ炭化物、■炭化物などが有利に適合する。
ましく、炭化物としてはＴｉＣのほかＳＩＣ、ＷＣｘ
Ｃｒ炭化物、■炭化物などが有利に適合する。
つぎに非磁性材料の製造方法について説明する。
まず出発材の成分組成の限定理由は、上記の非磁性材料
の合金成分と同様である。
の合金成分と同様である。
次に浸炭処理における炉内雰囲気をＣＨ，：２〜６０ｖ
ｏ１％で残部Ｈ２としたのは、ＣＨａが２ｖｏ１％未満
では次のドライプレーティング処理工程で十分な炭化物
層の密着が得られず、Ｃ１１４が６０ｖｏ １％をこえ
るとその効果は飽和するためである。
ｏ１％で残部Ｈ２としたのは、ＣＨａが２ｖｏ１％未満
では次のドライプレーティング処理工程で十分な炭化物
層の密着が得られず、Ｃ１１４が６０ｖｏ １％をこえ
るとその効果は飽和するためである。
一方炉内温度を７５０〜１０００℃としたのは、この温
度範囲をはずれると次工程にて炭化物層の十分な密着が
得られないことによる。
度範囲をはずれると次工程にて炭化物層の十分な密着が
得られないことによる。
さらに処理時間については、１時間未満では密着度が十
分でなく、１０時間をこえて処理してもその効果は飽和
するため経済的見地から１０時間以下とした。
分でなく、１０時間をこえて処理してもその効果は飽和
するため経済的見地から１０時間以下とした。
またドライプレーティング処理は、ＣＶＤ法又はＰＶＤ
法のどちらでも適用でき、例えばＴｉＣの被膜を形成す
る場合のＣＶＤ法及びＰＶＤ法の好適条件は以下の通り
である。
法のどちらでも適用でき、例えばＴｉＣの被膜を形成す
る場合のＣＶＤ法及びＰＶＤ法の好適条件は以下の通り
である。
（１１ＣＶ Ｄ法
炉内雰囲気 ＴｉＣｌ４： １〜１０ｖｏｌχＣＨｔ
： ０．５〜１Ｏｖｏｌχ Ｈ２：残 炉内温度：９００〜１１００℃ 全圧力 二０．５〜１．５ ａｔｍ 全流量 ： ５０〜２００ ｃｃ／ｍｉｎなお浸炭処理
に引続きＣＶＯ処理を行うのに好適な装置例を、第１図
に示す。なお図中１ａ、ｌｂは圧力計、２ａ、２ｂは流
量計、３ａ、３ｂは流量調節器、４はガス混合器、５は
ガス清浄器、６は４塩化チタン気化器、７は反応炉、８
は真空ポンプそして９はトラップである。
： ０．５〜１Ｏｖｏｌχ Ｈ２：残 炉内温度：９００〜１１００℃ 全圧力 二０．５〜１．５ ａｔｍ 全流量 ： ５０〜２００ ｃｃ／ｍｉｎなお浸炭処理
に引続きＣＶＯ処理を行うのに好適な装置例を、第１図
に示す。なお図中１ａ、ｌｂは圧力計、２ａ、２ｂは流
量計、３ａ、３ｂは流量調節器、４はガス混合器、５は
ガス清浄器、６は４塩化チタン気化器、７は反応炉、８
は真空ポンプそして９はトラップである。
（２） Ｐ Ｖ Ｄ法
材料温度 ：４５０〜６００℃
材料加熱方法：ヒーター又はイオンボンバートガ
ス ： ＣＨ。
ス ： ＣＨ。
流 量 ： ２５〜５００ ｃｃ／ｍｉｎアー
ク電流 ：２０〜１００Ａ （実施例） 実施炎上 表１に示す化学組成からなる２５ｍｍ厚の非磁性鋼板か
ら、第２図に示す試験片を作製し、円柱端面に表２に示
す条件にて浸炭処理を施して表面のＣ含有量を変化させ
、さらに表２に示す条件のＣＶＤ処理を施した。
ク電流 ：２０〜１００Ａ （実施例） 実施炎上 表１に示す化学組成からなる２５ｍｍ厚の非磁性鋼板か
ら、第２図に示す試験片を作製し、円柱端面に表２に示
す条件にて浸炭処理を施して表面のＣ含有量を変化させ
、さらに表２に示す条件のＣＶＤ処理を施した。
耐摩耗性の評価は、第３図に示す試験機を用いて、Ｔｉ
Ｃをコーティングした試験片の円柱端面と未処理の試験
片の円柱端面とを重ね合わせ、圧力５００ ｋｇのもと
て未処理の試験片を５０回転させてＴｉＣ被膜のはく離
状況を観察して行った。
Ｃをコーティングした試験片の円柱端面と未処理の試験
片の円柱端面とを重ね合わせ、圧力５００ ｋｇのもと
て未処理の試験片を５０回転させてＴｉＣ被膜のはく離
状況を観察して行った。
その結果を表１に併記したように、発明例でのＴｉＣ被
膜のはく離は皆無であることがわかる。
膜のはく離は皆無であることがわかる。
実ｍム
また第１図に示した装置を用いて、ｃ ： ｏ、ｏｓ％
、Ｓｉ 二 〇、４２ ％、Ｍｎ：１．２ ％、
Ｃｒ ： １Ｂ、１ ％、Ｎｉ：８．５％、Ａ
Ｊ ： ０．００２％、ｐ：ｏ、ｏ３％及びＳ ： ０
．００４％の組成になるオーステナイト系ステンレス鋼
板に表３に示す条件にて浸炭処理を施し、引続きＣＶＯ
処理を表２に示した条件にて施し、得られた鋼板につい
て上記実施例１と同様の評価を行った。
、Ｓｉ 二 〇、４２ ％、Ｍｎ：１．２ ％、
Ｃｒ ： １Ｂ、１ ％、Ｎｉ：８．５％、Ａ
Ｊ ： ０．００２％、ｐ：ｏ、ｏ３％及びＳ ： ０
．００４％の組成になるオーステナイト系ステンレス鋼
板に表３に示す条件にて浸炭処理を施し、引続きＣＶＯ
処理を表２に示した条件にて施し、得られた鋼板につい
て上記実施例１と同様の評価を行った。
表３に示す評価結果からこの発明に従う製造方法ではＴ
ｉＣ被膜のはく離が皆無であることがわかる。
ｉＣ被膜のはく離が皆無であることがわかる。
（発明の効果）
この発明によれば、例えば磁石作製用の金型に最適な耐
摩耗性に優れた非磁性材料を提供でき、金型自体の作製
コストを低減し得る。
摩耗性に優れた非磁性材料を提供でき、金型自体の作製
コストを低減し得る。
また、この発明の製造方法では、非磁性材料に耐摩耗性
に優れた炭化物層を容易に形成することができる。
に優れた炭化物層を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は浸炭及びＣＶＤ処理装置を示す説明図、第２図
は試験片の説明図、 第３図はは、く離試験機の説明図である。 ；Ａぺ
は試験片の説明図、 第３図はは、く離試験機の説明図である。 ；Ａぺ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００５〜０．２ｗｔ％ Ｓｉ：０．０１〜１．０ｗｔ％ Ｍｎ：０．５〜４．０ｗｔ％ Ｃｒ：１６．０〜３０．０ｗｔ％、 Ｎｉ：７．５〜２５．０ｗｔ％、及び Ａｌ：０．００１〜０．１ｗｔ％ を含有し、表層にＣ含有量０．３〜１．５ｗｔ％を示す
少なくとも３μｍ厚の浸炭層をそなえるオーステナイト
系ステンレス鋼の表面に、炭化物層を形成してなる耐摩
耗性に優れた非磁性材料。 ２、Ｃ：０．００５〜０．２ｗｔ％ Ｓｉ：０．０１〜１．０ｗｔ％ Ｍｎ：０．５〜４．０ｗｔ％ Ｃｒ：１６．０〜３０．０ｗｔ％ Ｎｉ：７．５〜２５．０ｗｔ％ Ａｌ：０．００１〜０．１ｗｔ％及び Ｍｏ：１．０〜３．０ｗｔ％ を含有し、表層にＣ含有量０．３〜１．５ｗｔ％を示す
少なくとも３μｍ厚の浸炭層をそなえるオーステナイト
系ステンレス鋼の表面に、炭化物層を形成してなる耐摩
耗性に優れた非磁性材料。 ３、Ｃ：０．００５〜０．２ｗｔ％ Ｍｎ：０．５〜４．０ｗｔ％ Ｃｒ：１６．０〜３０．０ｗｔ％及び Ｎｉ：７．５〜２５．０ｗｔ％ を含有するオーステナイト系ステンレス鋼材に、炉内雰
囲気ＣＨ＿４：２〜６０ｖｏｌ％及び残部Ｈ＿２で、炉
内温度７５０〜１０００℃の条件にて１〜１０時間の浸
炭処理を施し、ついでドライプレーティング処理により
炭化物層を形成することを特徴とする耐摩耗性に優れた
非磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30620286A JPS63161170A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 耐摩耗性に優れた非磁性材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30620286A JPS63161170A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 耐摩耗性に優れた非磁性材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63161170A true JPS63161170A (ja) | 1988-07-04 |
Family
ID=17954224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30620286A Pending JPS63161170A (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 耐摩耗性に優れた非磁性材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63161170A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005083633A (ja) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 誘導加熱式乾留炉 |
| US20230193439A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Carpenter Technology Corporation | Articles fabricated from cold-worked and case-hardened essentially co-free stainless steel alloys and methods of fabrication thereof |
-
1986
- 1986-12-24 JP JP30620286A patent/JPS63161170A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005083633A (ja) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 誘導加熱式乾留炉 |
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