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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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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