JP3149577B2 - Ti−Al系金属間化合物の表面処理方法 - Google Patents
Ti−Al系金属間化合物の表面処理方法Info
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- JP3149577B2 JP3149577B2 JP30809192A JP30809192A JP3149577B2 JP 3149577 B2 JP3149577 B2 JP 3149577B2 JP 30809192 A JP30809192 A JP 30809192A JP 30809192 A JP30809192 A JP 30809192A JP 3149577 B2 JP3149577 B2 JP 3149577B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はTi-Al 系金属間化合物
の表面を処理して硬化させる方法に関するものである。
の表面を処理して硬化させる方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Ti 系材料は軽量で比強度が高く、特に
Ti-Al 系金属間化合物は高温での強度が高く、例えば
内燃機関用のカムやバルブ等の高温での往復部品や回転
部品等の材料として極めて適するものであると言われて
いる。
Ti-Al 系金属間化合物は高温での強度が高く、例えば
内燃機関用のカムやバルブ等の高温での往復部品や回転
部品等の材料として極めて適するものであると言われて
いる。
【0003】しかしながら上記Ti-Al 系金属間化合物
はブレーキ部品等にみるように高速摺動等の過酷な条件
下における耐摩耗性が充分でないと言う欠点がある。上
記Ti-Al 系金属間化合物の欠点を改良するための手段
として、従来プラズマアーク溶射によってTi-Al 系金
属間化合物の表面にTi Cを分散した硬化層を形成させ
て耐摩耗性を付与する方法が提案されている(例えば特
願平3−211624号、特願平3−231709
号)。
はブレーキ部品等にみるように高速摺動等の過酷な条件
下における耐摩耗性が充分でないと言う欠点がある。上
記Ti-Al 系金属間化合物の欠点を改良するための手段
として、従来プラズマアーク溶射によってTi-Al 系金
属間化合物の表面にTi Cを分散した硬化層を形成させ
て耐摩耗性を付与する方法が提案されている(例えば特
願平3−211624号、特願平3−231709
号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の改良手段にあっては、Ti-Al 系金属間化合物の表
面を比較的狭い範囲で処理するには有効であるが、広い
範囲にわたって耐摩耗性を付与するにはコストが高くな
る。またTi-Al 系金属間化合物を上記処理した後に機
械部品等に使用するためには、Ti-Al 系金属間化合物
表面に形成されたTi C分散硬化層の凹凸を切削、研磨
等の最終加工によって除去しなければならないと言う手
間がかゝる。更に上記従来の改良手段ではTi C分散硬
化層は深くなり、Ti-Al 系金属間化合物の極く表層の
みを硬化させることは困難である。
来の改良手段にあっては、Ti-Al 系金属間化合物の表
面を比較的狭い範囲で処理するには有効であるが、広い
範囲にわたって耐摩耗性を付与するにはコストが高くな
る。またTi-Al 系金属間化合物を上記処理した後に機
械部品等に使用するためには、Ti-Al 系金属間化合物
表面に形成されたTi C分散硬化層の凹凸を切削、研磨
等の最終加工によって除去しなければならないと言う手
間がかゝる。更に上記従来の改良手段ではTi C分散硬
化層は深くなり、Ti-Al 系金属間化合物の極く表層の
みを硬化させることは困難である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するための手段として、Ti-Al 系金属間化合物
の表面を浸炭によって硬化させるTi-Al 系金属間化合
物の表面処理方法を提供し、更にTi-Al 系金属間化合
物の表面付近にTi を濃化させた後、該表面を浸炭によ
って硬化させるTi-Al 系金属間化合物の表面処理方法
およびTi-Al系金属間化合物の表面に強アルカリを接
触せしめることによって該表面付近のTi を濃化させた
後浸炭によって硬化させるTi-Al 系金属間化合物の表
面処理方法を提供するものである。
を解決するための手段として、Ti-Al 系金属間化合物
の表面を浸炭によって硬化させるTi-Al 系金属間化合
物の表面処理方法を提供し、更にTi-Al 系金属間化合
物の表面付近にTi を濃化させた後、該表面を浸炭によ
って硬化させるTi-Al 系金属間化合物の表面処理方法
およびTi-Al系金属間化合物の表面に強アルカリを接
触せしめることによって該表面付近のTi を濃化させた
後浸炭によって硬化させるTi-Al 系金属間化合物の表
面処理方法を提供するものである。
【0006】本発明を以下に詳細に説明すれば、本発明
に用いられるTi-Al 系金属間化合物とは、Ti Al,T
i3Al,もしくはTi Al-Ti3Al 等であり、若干のβ
相、Ti Al3相等が生成していても差支えなく、上記T
i-Al 系金属間化合物を部品とするには通常、恒温鍛造
法、鋳造法、粉末冶金法等どのような公知の方法が適用
されてもよい。上記Ti-Al 系金属間化合物は上記のよ
うにしてバルブ、ブレーキ用品等の部品とされ、該部品
の表面を浸炭によって硬化させる。
に用いられるTi-Al 系金属間化合物とは、Ti Al,T
i3Al,もしくはTi Al-Ti3Al 等であり、若干のβ
相、Ti Al3相等が生成していても差支えなく、上記T
i-Al 系金属間化合物を部品とするには通常、恒温鍛造
法、鋳造法、粉末冶金法等どのような公知の方法が適用
されてもよい。上記Ti-Al 系金属間化合物は上記のよ
うにしてバルブ、ブレーキ用品等の部品とされ、該部品
の表面を浸炭によって硬化させる。
【0007】上記浸炭にはどのような公知の方法が適用
されてもよいが、望ましい方法としてはメタンガス、エ
チレンガス、プロパンガス、一酸化炭素等の炭素化合物
のガスのプラズマ処理による方法がある。
されてもよいが、望ましい方法としてはメタンガス、エ
チレンガス、プロパンガス、一酸化炭素等の炭素化合物
のガスのプラズマ処理による方法がある。
【0008】上記浸炭処理の前に上記Ti-Al 系金属間
化合物の部品の表面付近にTi を濃化させておくことが
望ましい。該部品の表面付近にTi を濃化させるには、
例えば浸漬、スプレー等の手段によってカセイソーダ、
カセイカリ等の強アルカリの水溶液を該部品表面に接触
せしめ、該部品表面付近のAl を該強アルカリ水溶液に
溶出させる。
化合物の部品の表面付近にTi を濃化させておくことが
望ましい。該部品の表面付近にTi を濃化させるには、
例えば浸漬、スプレー等の手段によってカセイソーダ、
カセイカリ等の強アルカリの水溶液を該部品表面に接触
せしめ、該部品表面付近のAl を該強アルカリ水溶液に
溶出させる。
【0009】
【作用】本発明ではTi-Al 系金属間化合物の表面を浸
炭してTi の炭化物を形成させ、硬度を高め耐摩耗性を
向上させる。このような浸炭処理によれば、Ti-Al 系
金属間化合物表面を広い範囲にわたって処理することが
容易に出来る。Ti-Al 系金属間化合物表面付近にTi
を濃化させておけば、炭化物が形成された後のマトリッ
クス組成がAl リッチとならず、Ti3Al および/また
はTiAl から構成されるので、割れ感受性を下げるこ
とが出来る。
炭してTi の炭化物を形成させ、硬度を高め耐摩耗性を
向上させる。このような浸炭処理によれば、Ti-Al 系
金属間化合物表面を広い範囲にわたって処理することが
容易に出来る。Ti-Al 系金属間化合物表面付近にTi
を濃化させておけば、炭化物が形成された後のマトリッ
クス組成がAl リッチとならず、Ti3Al および/また
はTiAl から構成されるので、割れ感受性を下げるこ
とが出来る。
【0010】
【実施例】〔実施例1〕 33.5重量%のAl を含有するTi-Al 系金属間化合
物をプラズマスカル溶解によって8Kgのインゴットに鋳
造した。該インゴットから直径8mm,長さ25mmのピン
状の素材を切出した。上記素材についてプラズマ浸炭処
理を行なった。プラズマ浸炭処理については1.5Tor
r 圧のAr-プロパンガス混合ガス中900℃,3時間処
理した。このようにして各素材には表面から10〜10
0μm厚で浸炭処理による硬化層が形成される。
物をプラズマスカル溶解によって8Kgのインゴットに鋳
造した。該インゴットから直径8mm,長さ25mmのピン
状の素材を切出した。上記素材についてプラズマ浸炭処
理を行なった。プラズマ浸炭処理については1.5Tor
r 圧のAr-プロパンガス混合ガス中900℃,3時間処
理した。このようにして各素材には表面から10〜10
0μm厚で浸炭処理による硬化層が形成される。
【0011】上記処理を行なったピンについて摩擦摩耗
試験を行なった。即ち常温にてSUJ2(HRC61)
を材料として直径55mm、厚さ5mmのディスクを周速
7.5m/分で回転させ、該ディスクの表面へ潤滑油を
使用することなく乾式で上記処理したピンの先端を荷重
10Kgf で押付け、3Kmの距離分ピンとディスクとを擦
過せしめた後、ピンとディスクとの減量を測定する。そ
の結果を表1に示す。
試験を行なった。即ち常温にてSUJ2(HRC61)
を材料として直径55mm、厚さ5mmのディスクを周速
7.5m/分で回転させ、該ディスクの表面へ潤滑油を
使用することなく乾式で上記処理したピンの先端を荷重
10Kgf で押付け、3Kmの距離分ピンとディスクとを擦
過せしめた後、ピンとディスクとの減量を測定する。そ
の結果を表1に示す。
【表1】
【0012】表1によれば、本発明の浸炭処理品は未処
理品に比して摩耗量がはるかに少ないことが明らかであ
る。
理品に比して摩耗量がはるかに少ないことが明らかであ
る。
【0013】〔実施例2〕 実施例1で使用したピン状の素材を0.5Nのカセイソ
ーダ水溶液に10分間浸漬した後水洗し、実施例1と同
様な浸炭処理を行なう。このようにして得られたピンに
ついて実施例1と同様な摩擦摩耗試験を行なった。その
結果は表2に示される。
ーダ水溶液に10分間浸漬した後水洗し、実施例1と同
様な浸炭処理を行なう。このようにして得られたピンに
ついて実施例1と同様な摩擦摩耗試験を行なった。その
結果は表2に示される。
【表2】
【0014】表2によれば、アルカリ処理を行なった本
実施例のピンは、表1に示すアルカリ処理を行なわない
未処理品よりも摩耗量が少なくなる。
実施例のピンは、表1に示すアルカリ処理を行なわない
未処理品よりも摩耗量が少なくなる。
【0015】〔実施例3〕 33.5重量%のAl を含有するTi-Al 系金属間化合
物により軸径7mm,傘径30mm,全長約100mmのバル
ブを作製し、該バルブから直径6.5mm,長さ45mmの
素材を切出した。上記素材について、1.0Torr 圧の
Ar-プロパンガス−H2 混合ガス中850℃,3時間の
プラズマ浸炭処理行なった。上記処理品について、ファ
ビリー型摩耗試験機により、荷重200Kg,摩擦速度
0.1m/秒,試験距離61.3m,潤滑油を使用しな
い乾式条件において摩耗試験を行なった。結果を表3に
示す。
物により軸径7mm,傘径30mm,全長約100mmのバル
ブを作製し、該バルブから直径6.5mm,長さ45mmの
素材を切出した。上記素材について、1.0Torr 圧の
Ar-プロパンガス−H2 混合ガス中850℃,3時間の
プラズマ浸炭処理行なった。上記処理品について、ファ
ビリー型摩耗試験機により、荷重200Kg,摩擦速度
0.1m/秒,試験距離61.3m,潤滑油を使用しな
い乾式条件において摩耗試験を行なった。結果を表3に
示す。
【表3】
【0016】表3によれば、浸炭処理品の摩耗量は未処
理品に比してはるかに少ないことが明らかである。
理品に比してはるかに少ないことが明らかである。
【0017】
【発明の効果】したがって本発明においては高温での強
度が高いTi-Al 系金属間化合物の耐摩耗性を格段に向
上させることが出来、本発明は内燃機関用のカムやバル
ブ、ブレーキ用部品等に適用して極めて有用である。な
お本発明の処理は上記品の一部にのみ施されてもよく、
例えばバルブについて言えば本発明の処理はバルブ全
体、あるいは軸部、軸端、傘部の少なくとも1個所以上
に施されてもよい。
度が高いTi-Al 系金属間化合物の耐摩耗性を格段に向
上させることが出来、本発明は内燃機関用のカムやバル
ブ、ブレーキ用部品等に適用して極めて有用である。な
お本発明の処理は上記品の一部にのみ施されてもよく、
例えばバルブについて言えば本発明の処理はバルブ全
体、あるいは軸部、軸端、傘部の少なくとも1個所以上
に施されてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 8/20,8/02,8/24
Claims (3)
- 【請求項1】Ti-Al 系金属間化合物の表面を浸炭によ
って硬化させることを特徴とするTi-Al 系金属間化合
物の表面処理方法 - 【請求項2】Ti-Al 系金属間化合物の表面付近にTi
を濃化させた後、該表面を浸炭によって硬化させること
を特徴とするTi-Al 系金属間化合物の表面処理方法 - 【請求項3】Ti-Al 系金属間化合物の表面に強アルカ
リを接触せしめることによって該表面付近のTi を濃化
させた後、該表面を浸炭によって硬化させることを特徴
とするTi-Al 系金属間化合物の表面処理方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30809192A JP3149577B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Ti−Al系金属間化合物の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30809192A JP3149577B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Ti−Al系金属間化合物の表面処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06136507A JPH06136507A (ja) | 1994-05-17 |
JP3149577B2 true JP3149577B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=17976762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30809192A Expired - Fee Related JP3149577B2 (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Ti−Al系金属間化合物の表面処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3149577B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08260127A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-08 | Tanaka:Kk | ねじ部品 |
JP2002061717A (ja) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Enuma Chain Seisakusho:Kk | 腐食性雰囲気用チェーン |
US20060289088A1 (en) * | 2005-06-28 | 2006-12-28 | General Electric Company | Titanium treatment to minimize fretting |
CN102560175B (zh) * | 2011-12-28 | 2014-09-03 | 成都易态科技有限公司 | 金属多孔材料的孔径调节方法及金属多孔材料的孔结构 |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP30809192A patent/JP3149577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06136507A (ja) | 1994-05-17 |
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Legal Events
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