JPH10192957A - アルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法 - Google Patents
アルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法Info
- Publication number
- JPH10192957A JPH10192957A JP121397A JP121397A JPH10192957A JP H10192957 A JPH10192957 A JP H10192957A JP 121397 A JP121397 A JP 121397A JP 121397 A JP121397 A JP 121397A JP H10192957 A JPH10192957 A JP H10192957A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- die
- ion
- implanted
- white layer
- extrusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 予熱時に薄層の酸化を防止し、押出しに繰返
し使用してもベアリング面の劣化がなく、表面性状の良
好な押出し形材を得る。 【解決手段】 Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化合物よりも酸化物
生成エネルギーが低い元素を窒化処理されたダイス表面
にイオン注入する。注入イオン種には、Ａｌ，Ｃｒ，Ｓ
ｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等があり、表層から０．１μｍ以上
の深さで濃度が２０原子％以上となるようにダイス表面
にイオン注入される。イオン注入に際してダイスを２０
０〜３５０℃に保持するとき、ダイスの材質に悪影響を
及ぼすことなく、照射イオンの注入効率を高めることが
できる。 【効果】 イオン注入を押出し前の予熱に先立って施す
とき、注入されたイオン種が予熱工程で優先的に酸化さ
れるので、Ｆｅ−Ｎ系からなる白層の酸化が防止され
る。
し使用してもベアリング面の劣化がなく、表面性状の良
好な押出し形材を得る。 【解決手段】 Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化合物よりも酸化物
生成エネルギーが低い元素を窒化処理されたダイス表面
にイオン注入する。注入イオン種には、Ａｌ，Ｃｒ，Ｓ
ｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等があり、表層から０．１μｍ以上
の深さで濃度が２０原子％以上となるようにダイス表面
にイオン注入される。イオン注入に際してダイスを２０
０〜３５０℃に保持するとき、ダイスの材質に悪影響を
及ぼすことなく、照射イオンの注入効率を高めることが
できる。 【効果】 イオン注入を押出し前の予熱に先立って施す
とき、注入されたイオン種が予熱工程で優先的に酸化さ
れるので、Ｆｅ−Ｎ系からなる白層の酸化が防止され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長期間にわたって健全
な硬質皮膜が押出し用ダイス表面に維持されるように、
ダイス表面に形成された白層の酸化を防止する方法に関
する。
な硬質皮膜が押出し用ダイス表面に維持されるように、
ダイス表面に形成された白層の酸化を防止する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】安定な窒化物を形成するＣｒ，Ｍｏ等の
合金元素を含む鋼材は、窒化処理によって著しく硬化す
る。鋼材表面に形成されたε−Ｆｅx Ｎ（Ｘ＝２〜
３），γ’−Ｆｅ4 Ｎ等の窒化層は、ビッカース硬さで
１０００〜１２００に達し、耐摩耗性に富み、高温硬さ
が高く、再加熱によっても硬さの低下が少ない。このよ
うなことから、アルミの押出し等に使用される熱間加工
用ダイスには、Ｃｒ，Ｍｏ等の合金元素を含むＳＫＤ６
１，ＳＫＤ６２等の熱間工具鋼を使用し、窒化処理によ
って表面硬化させている。窒化層は、塩浴窒化，ガス窒
化等によってダイス表面に形成される。塩浴窒化は、２
〜３時間の短時間の処理で窒化層が形成され、しかも低
コストである。塩浴窒化された鋼材には、厚み５〜１０
μｍの白層が表面に形成されている。白層は、硬質で耐
摩耗性に優れているものの、脆く剥離し易い欠点があ
る。ガス窒化では、アンモニアの気流中で鋼材を高温加
熱した後、徐冷する。アンモニアは高温域で分解し、反
応性の強い発生期のＮ及びＨとなり、Ｆｅ，Ｃｒ等の金
属元素と化合して窒化物を作り、硬質の窒化層となる。
合金元素を含む鋼材は、窒化処理によって著しく硬化す
る。鋼材表面に形成されたε−Ｆｅx Ｎ（Ｘ＝２〜
３），γ’−Ｆｅ4 Ｎ等の窒化層は、ビッカース硬さで
１０００〜１２００に達し、耐摩耗性に富み、高温硬さ
が高く、再加熱によっても硬さの低下が少ない。このよ
うなことから、アルミの押出し等に使用される熱間加工
用ダイスには、Ｃｒ，Ｍｏ等の合金元素を含むＳＫＤ６
１，ＳＫＤ６２等の熱間工具鋼を使用し、窒化処理によ
って表面硬化させている。窒化層は、塩浴窒化，ガス窒
化等によってダイス表面に形成される。塩浴窒化は、２
〜３時間の短時間の処理で窒化層が形成され、しかも低
コストである。塩浴窒化された鋼材には、厚み５〜１０
μｍの白層が表面に形成されている。白層は、硬質で耐
摩耗性に優れているものの、脆く剥離し易い欠点があ
る。ガス窒化では、アンモニアの気流中で鋼材を高温加
熱した後、徐冷する。アンモニアは高温域で分解し、反
応性の強い発生期のＮ及びＨとなり、Ｆｅ，Ｃｒ等の金
属元素と化合して窒化物を作り、硬質の窒化層となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】窒化処理が施された押
出し用ダイスは、押出し工程を円滑にスタートさせるた
め、押出し温度近傍（具体的には４５０℃程度）まで予
熱された後、押出し機にセットされる。しかし、このダ
イス予熱工程中に窒化処理で形成したＦｅ−Ｎ系の白層
が酸化され、剥離し易い状態になる。白層の剥離は、押
出し形材の品質や高価なダイスの寿命に悪影響を及ぼ
す。特に、予熱温度が４００〜５００℃と高くなる最近
の傾向に伴って、白層の剥離が大きな問題となってい
る。すなわち、Ｆｅ−Ｎ系化合物が酸化され、脆い酸化
鉄等の皮膜となり、押出し中に剥離し、アルミ押出し形
材の表面に欠陥を発生させる。また、白層が剥離したダ
イスを再窒化する回数が増えることから、ダイス寿命も
短くなる。
出し用ダイスは、押出し工程を円滑にスタートさせるた
め、押出し温度近傍（具体的には４５０℃程度）まで予
熱された後、押出し機にセットされる。しかし、このダ
イス予熱工程中に窒化処理で形成したＦｅ−Ｎ系の白層
が酸化され、剥離し易い状態になる。白層の剥離は、押
出し形材の品質や高価なダイスの寿命に悪影響を及ぼ
す。特に、予熱温度が４００〜５００℃と高くなる最近
の傾向に伴って、白層の剥離が大きな問題となってい
る。すなわち、Ｆｅ−Ｎ系化合物が酸化され、脆い酸化
鉄等の皮膜となり、押出し中に剥離し、アルミ押出し形
材の表面に欠陥を発生させる。また、白層が剥離したダ
イスを再窒化する回数が増えることから、ダイス寿命も
短くなる。
【０００４】白層の酸化を防止する方法として、本発明
者等は、非酸化性の予熱雰囲気でダイスを予熱する方法
（特願平８−１８５６１８号），酸化防止保護膜を塗布
する方法（特願平７−３５１４８号）等を提案してい
る。しかし、予熱炉を雰囲気制御すると、使用する窒素
ガス量が多くなり、予熱工程のコストが高くなる。ま
た、ダイスに塗布された酸化防止保護膜は、予熱温度が
高くなるに従って酸化の進行を抑制できなくなる。本発
明は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、ダイス鋼表面に酸化物生成エネルギーが低い元素を
注入することにより、Ｆｅ−Ｎ系化合物の酸化を抑制
し、白層の剥離がない押出し用ダイスを提供し、表面性
状の良好な押出し形材を得ることを目的とする。
者等は、非酸化性の予熱雰囲気でダイスを予熱する方法
（特願平８−１８５６１８号），酸化防止保護膜を塗布
する方法（特願平７−３５１４８号）等を提案してい
る。しかし、予熱炉を雰囲気制御すると、使用する窒素
ガス量が多くなり、予熱工程のコストが高くなる。ま
た、ダイスに塗布された酸化防止保護膜は、予熱温度が
高くなるに従って酸化の進行を抑制できなくなる。本発
明は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、ダイス鋼表面に酸化物生成エネルギーが低い元素を
注入することにより、Ｆｅ−Ｎ系化合物の酸化を抑制
し、白層の剥離がない押出し用ダイスを提供し、表面性
状の良好な押出し形材を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の白層酸化防止方
法は、その目的を達成するため、Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化
合物よりも酸化物生成エネルギーが低い元素を窒化処理
されたダイス表面にイオン注入することを特徴とする。
注入イオン種には、Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ
等があり、表層から０．１μｍ以上の深さで濃度が２０
原子％以上となるようにダイス表面にイオン注入され
る。イオン注入は、ダイスの全表面又は一部表面の何れ
に施すこともできる。たとえば、ベアリング面にイオン
注入する場合、割り型によるインサート型ダイスのよう
にベアリング面が直視できるダイスが好適である。イオ
ン注入を押出し前の予熱に先立って施すとき、注入され
たイオン種が予熱工程で優先的に酸化されるので、Ｆｅ
−Ｎ系からなる白層の酸化が防止される。また、２００
〜３５０℃に保持したダイスにイオン注入するとき、ダ
イスの材質に悪影響を及ぼすことなく、照射イオンの注
入深さを深くすることができる。
法は、その目的を達成するため、Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化
合物よりも酸化物生成エネルギーが低い元素を窒化処理
されたダイス表面にイオン注入することを特徴とする。
注入イオン種には、Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ
等があり、表層から０．１μｍ以上の深さで濃度が２０
原子％以上となるようにダイス表面にイオン注入され
る。イオン注入は、ダイスの全表面又は一部表面の何れ
に施すこともできる。たとえば、ベアリング面にイオン
注入する場合、割り型によるインサート型ダイスのよう
にベアリング面が直視できるダイスが好適である。イオ
ン注入を押出し前の予熱に先立って施すとき、注入され
たイオン種が予熱工程で優先的に酸化されるので、Ｆｅ
−Ｎ系からなる白層の酸化が防止される。また、２００
〜３５０℃に保持したダイスにイオン注入するとき、ダ
イスの材質に悪影響を及ぼすことなく、照射イオンの注
入深さを深くすることができる。
【０００６】
【作用】本発明においては、窒化処理されたダイスの表
面にＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉの１種又は２種
以上をイオン注入している。Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍ
ｎ，Ｔｉ等の元素は、酸化物生成エネルギーがＦｅ及び
Ｆｅ−Ｎ系化合物よりも低く、酸化雰囲気に加熱される
と優先的に酸化され、Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ
2 ，Ｖ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＴｉＯ2 等の酸化物になる。生
成した酸化物は、白層の表面に０．１μｍ以上の厚みを
もつ保護膜を形成する。そのため、押出し直前の予熱を
非酸化性雰囲気で行う必要がなく、通常雰囲気の予熱処
理でも白層内部にあるＦｅ−Ｎ系化合物の酸化が防止さ
れ、押出し時に白層が剥離しなくなる。
面にＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉの１種又は２種
以上をイオン注入している。Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍ
ｎ，Ｔｉ等の元素は、酸化物生成エネルギーがＦｅ及び
Ｆｅ−Ｎ系化合物よりも低く、酸化雰囲気に加熱される
と優先的に酸化され、Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｃｒ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ
2 ，Ｖ2 Ｏ3 ，ＭｎＯ，ＴｉＯ2 等の酸化物になる。生
成した酸化物は、白層の表面に０．１μｍ以上の厚みを
もつ保護膜を形成する。そのため、押出し直前の予熱を
非酸化性雰囲気で行う必要がなく、通常雰囲気の予熱処
理でも白層内部にあるＦｅ−Ｎ系化合物の酸化が防止さ
れ、押出し時に白層が剥離しなくなる。
【０００７】
【実施の形態】ダイス表面へのＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，
Ｍｎ，Ｔｉ等の拡散には、種々の方法を採用できる。し
かし、大半の方法は、ダイス材質劣化の原因となる高温
の加熱を必要とする。この点、前述した元素を比較的低
温で拡散できるイオン注入が好適である。なかでも、真
空アーク放電型のイオン注入法（ＭＥＶＶＡ法）は、金
属イオンを２００〜３５０℃の低温で注入できることか
ら、ダイス鋼の材質を変化させることがない。ＭＥＶＶ
Ａ法では、注入しようとする元素を陰極に使用し、１０
〜５００ｋｅＶ，好ましくは５０〜３００ｋｅＶの加速
エネルギーで発生したイオンビームを窒化処理されたダ
イス表面に照射・注入する。Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍ
ｎ，Ｔｉ等は、単独でも、或いは合金にして注入するこ
とができる。また、別々の元素を単体ごとに２回以上注
入しても良い。注入濃度は、２×１０17イオン／ｃｍ2
以上，好ましくは５×１０17イオン／ｃｍ2 のイオン量
にする。イオン注入量が２×１０17イオン／ｃｍ2 未満
では、２０原子％の濃度に満たない。
Ｍｎ，Ｔｉ等の拡散には、種々の方法を採用できる。し
かし、大半の方法は、ダイス材質劣化の原因となる高温
の加熱を必要とする。この点、前述した元素を比較的低
温で拡散できるイオン注入が好適である。なかでも、真
空アーク放電型のイオン注入法（ＭＥＶＶＡ法）は、金
属イオンを２００〜３５０℃の低温で注入できることか
ら、ダイス鋼の材質を変化させることがない。ＭＥＶＶ
Ａ法では、注入しようとする元素を陰極に使用し、１０
〜５００ｋｅＶ，好ましくは５０〜３００ｋｅＶの加速
エネルギーで発生したイオンビームを窒化処理されたダ
イス表面に照射・注入する。Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍ
ｎ，Ｔｉ等は、単独でも、或いは合金にして注入するこ
とができる。また、別々の元素を単体ごとに２回以上注
入しても良い。注入濃度は、２×１０17イオン／ｃｍ2
以上，好ましくは５×１０17イオン／ｃｍ2 のイオン量
にする。イオン注入量が２×１０17イオン／ｃｍ2 未満
では、２０原子％の濃度に満たない。
【０００８】イオン注入に際しては、窒化処理されたダ
イスを２００〜３５０℃に保持する。室温でもイオン注
入可能であるが、注入中にダイス温度を上げることによ
り、注入元素の拡散を促進させ、ダイス内部まで深く金
属イオンが侵入するようになる。ダイス温度が２００℃
に達しないと照射されたイオンの再分布が起こりにく
く、注入深さも浅い。逆に３５０℃を超えるダイス温度
では、ダイスに材質的又は金属組織的な悪影響を及ぼす
虞れがある。なお、窒化処理には、従来通りの塩浴窒
化，ガス窒化，流動層熱処理等が採用される。イオン注
入は、０．１μｍ以上の深さにすることが好ましい。注
入深さが０．１μｍ未満では、注入したイオン種の酸化
によって生じる酸化膜が薄すぎ、白層内部にあるＦｅ−
Ｎ系化合物の酸化抑制効果が小さくなる。また、注入量
が２０原子％未満であると、生じた酸化膜がダイス表面
を十分にカバーせず、同様にＦｅ−Ｎ系化合物の酸化抑
制効果が小さくなる。おおよその目安としては、１００
ｋｅＶの加速エネルギーで約０．１μｍの深さまで、３
００ｋｅＶの加速エネルギーで約０．３μｍの深さまで
イオン注入される。
イスを２００〜３５０℃に保持する。室温でもイオン注
入可能であるが、注入中にダイス温度を上げることによ
り、注入元素の拡散を促進させ、ダイス内部まで深く金
属イオンが侵入するようになる。ダイス温度が２００℃
に達しないと照射されたイオンの再分布が起こりにく
く、注入深さも浅い。逆に３５０℃を超えるダイス温度
では、ダイスに材質的又は金属組織的な悪影響を及ぼす
虞れがある。なお、窒化処理には、従来通りの塩浴窒
化，ガス窒化，流動層熱処理等が採用される。イオン注
入は、０．１μｍ以上の深さにすることが好ましい。注
入深さが０．１μｍ未満では、注入したイオン種の酸化
によって生じる酸化膜が薄すぎ、白層内部にあるＦｅ−
Ｎ系化合物の酸化抑制効果が小さくなる。また、注入量
が２０原子％未満であると、生じた酸化膜がダイス表面
を十分にカバーせず、同様にＦｅ−Ｎ系化合物の酸化抑
制効果が小さくなる。おおよその目安としては、１００
ｋｅＶの加速エネルギーで約０．１μｍの深さまで、３
００ｋｅＶの加速エネルギーで約０．３μｍの深さまで
イオン注入される。
【０００９】イオン注入されたダイスは、押出しに先立
って大気雰囲気で予熱される。本発明では、予熱時の大
気雰囲気をＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等の優先
酸化に利用している。すなわち、この予熱でより安定な
酸化物が生成し、その酸化膜によって白層内部にあるＦ
ｅ−Ｎ系化合物の酸化が防止される。本発明では、この
ように予熱時に発生しがちな酸化現象を積極的に利用し
ているので、非酸化性雰囲気の必要なく通常の大気雰囲
気でダイスを予熱できる。そのため、設備的な改良も少
なくて済む。Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等の酸
化膜によって、白層の酸化が防止されるため、予熱後の
ダイスは十分な表面硬さ及び耐摩耗性をもっている。し
たがって、ダイスの消耗を抑制し、且つ形状特性が良好
な押出し形材が得られる。ダイス表面にあるＡｌ，Ｃ
ｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等の酸化膜は、押出し後には
摩耗・消滅している。そこで、次の押出し工程に際して
は、予熱に先立ってＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ
等を再度イオン注入することが好ましい。再注入された
元素は、同様に酸化して保護膜となり、白層の酸化を防
止する。
って大気雰囲気で予熱される。本発明では、予熱時の大
気雰囲気をＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等の優先
酸化に利用している。すなわち、この予熱でより安定な
酸化物が生成し、その酸化膜によって白層内部にあるＦ
ｅ−Ｎ系化合物の酸化が防止される。本発明では、この
ように予熱時に発生しがちな酸化現象を積極的に利用し
ているので、非酸化性雰囲気の必要なく通常の大気雰囲
気でダイスを予熱できる。そのため、設備的な改良も少
なくて済む。Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等の酸
化膜によって、白層の酸化が防止されるため、予熱後の
ダイスは十分な表面硬さ及び耐摩耗性をもっている。し
たがって、ダイスの消耗を抑制し、且つ形状特性が良好
な押出し形材が得られる。ダイス表面にあるＡｌ，Ｃ
ｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等の酸化膜は、押出し後には
摩耗・消滅している。そこで、次の押出し工程に際して
は、予熱に先立ってＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ
等を再度イオン注入することが好ましい。再注入された
元素は、同様に酸化して保護膜となり、白層の酸化を防
止する。
【００１０】
【実施例】ＳＫＤ６１鋼材でインサートタイプのダイス
（ベアリング長さ５ｍｍ，スリットサイズ４０ｍｍ×３
ｍｍ）を作り、硬さＨRC４８に調質した後、５７０℃×
２．５時間の塩浴窒化で厚み８μｍの白層をダイス表面
に生成させた。窒化処理されたダイスを３００℃に保持
し、Ａｌイオンを加速エネルギー１００ｋｅＶ，注入量
５×１０17イオン／ｃｍ2 ，イオンビーム電流密度５０
μＡ／ｃｍ2 の条件下でＭＥＶＶＡ法によりイオン注入
した。イオン注入されたダイスを、押出し直前に大気中
で４５０℃×３時間予熱した後、押出しに使用した。押
出しでは、ダイス温度４５０℃及び押出し速度４０ｍ／
分で６０６３アルミ合金ビレットを形材に押し出した。
（ベアリング長さ５ｍｍ，スリットサイズ４０ｍｍ×３
ｍｍ）を作り、硬さＨRC４８に調質した後、５７０℃×
２．５時間の塩浴窒化で厚み８μｍの白層をダイス表面
に生成させた。窒化処理されたダイスを３００℃に保持
し、Ａｌイオンを加速エネルギー１００ｋｅＶ，注入量
５×１０17イオン／ｃｍ2 ，イオンビーム電流密度５０
μＡ／ｃｍ2 の条件下でＭＥＶＶＡ法によりイオン注入
した。イオン注入されたダイスを、押出し直前に大気中
で４５０℃×３時間予熱した後、押出しに使用した。押
出しでは、ダイス温度４５０℃及び押出し速度４０ｍ／
分で６０６３アルミ合金ビレットを形材に押し出した。
【００１１】ビレット１０本を押し出した後、ベアリン
グ面の摩耗、押し出し形材の表面性状及び表面粗さを調
査した。なお、押出し形材の表面粗さＲmax は、押出し
方向に垂直な方向に沿って各３か所測定し、その平均値
で表した。表１の調査結果にみられるように、本発明に
従ってＡｌをイオン注入したダイスでは、ベアリング表
面の平滑度の低下が少なく、押出し形材も表面粗さの変
動が抑えられ、均一性のよい製品であった。このことか
ら、Ａｌのイオン注入によってダイス予熱時に窒化層の
酸化が抑制され、押出し時においても窒化層が健全な状
態に維持されることが判る。実際、予熱後のダイス表面
を観察したところ、Ａｌ2 Ｏ3 の薄層が白層を覆ってい
ることが判った。他方、従来のダイスを使用した比較例
では、ビレット１０本を押し出した後でベアリング表面
の平滑度及び押し出し形材の表面粗さが大幅に悪化して
いた。これは、予熱時の酸化によって白層が剥離したこ
とが原因である。
グ面の摩耗、押し出し形材の表面性状及び表面粗さを調
査した。なお、押出し形材の表面粗さＲmax は、押出し
方向に垂直な方向に沿って各３か所測定し、その平均値
で表した。表１の調査結果にみられるように、本発明に
従ってＡｌをイオン注入したダイスでは、ベアリング表
面の平滑度の低下が少なく、押出し形材も表面粗さの変
動が抑えられ、均一性のよい製品であった。このことか
ら、Ａｌのイオン注入によってダイス予熱時に窒化層の
酸化が抑制され、押出し時においても窒化層が健全な状
態に維持されることが判る。実際、予熱後のダイス表面
を観察したところ、Ａｌ2 Ｏ3 の薄層が白層を覆ってい
ることが判った。他方、従来のダイスを使用した比較例
では、ビレット１０本を押し出した後でベアリング表面
の平滑度及び押し出し形材の表面粗さが大幅に悪化して
いた。これは、予熱時の酸化によって白層が剥離したこ
とが原因である。
【００１２】
【００１３】本実施例では、Ａｌのイオン注入を説明し
た。しかし、Ａｌ以外のＣｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等
も同様にイオン注入でき、何れも優先酸化して保護膜と
なり、窒化により生成している白層の酸化を防止する作
用を呈することが判った。
た。しかし、Ａｌ以外のＣｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ等
も同様にイオン注入でき、何れも優先酸化して保護膜と
なり、窒化により生成している白層の酸化を防止する作
用を呈することが判った。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、予熱に先立ってＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ
等の酸化自由エネルギーが大きな元素を窒化処理された
ダイス表面にイオン注入している。これらの元素は、予
熱時に優先酸化し、薄層の酸化を防止する保護膜として
作用する。そのため、大気雰囲気中でダイスを予熱して
も薄層の酸化が防止され、ベアリング面の硬さ及び耐摩
耗性が確保されることから、ダイス寿命が延命されると
共に、表面性状の良好な押出し形材が得られる。
は、予熱に先立ってＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｔｉ
等の酸化自由エネルギーが大きな元素を窒化処理された
ダイス表面にイオン注入している。これらの元素は、予
熱時に優先酸化し、薄層の酸化を防止する保護膜として
作用する。そのため、大気雰囲気中でダイスを予熱して
も薄層の酸化が防止され、ベアリング面の硬さ及び耐摩
耗性が確保されることから、ダイス寿命が延命されると
共に、表面性状の良好な押出し形材が得られる。
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化合物よりも酸化物
生成エネルギーが低い元素を窒化処理されたダイス表面
にイオン注入することを特徴とするアルミ押出し用ダイ
スの白層酸化防止方法。 - 【請求項２】 Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化合物よりも酸化物
生成エネルギーが低い元素がＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｖ，Ｍ
ｎ，Ｔｉの１種又は２種以上である請求項１記載のアル
ミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法。 - 【請求項３】 Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化合物よりも酸化物
生成エネルギーが低い元素を、表層から０．１μｍ以上
の深さで濃度が２０原子％以上となるように、窒化処理
されたダイス表面にイオン注入することを特徴とするア
ルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法。 - 【請求項４】 押出し前又は再押出し前の予熱に先立っ
て、Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化合物よりも酸化物生成エネル
ギーが低い元素をイオン注入する請求項１〜３の何れか
に記載のアルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法。 - 【請求項５】 Ｆｅ及びＦｅ−Ｎ系化合物よりも酸化物
生成エネルギーが低い元素をイオン注入する際、ダイス
を２００〜３５０℃に保持する請求項１〜４の何れかに
記載のアルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP121397A JPH10192957A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | アルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP121397A JPH10192957A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | アルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10192957A true JPH10192957A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11495202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP121397A Pending JPH10192957A (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | アルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10192957A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100694455B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2007-03-12 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체패키지 |
| JP2010121177A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Jfe Steel Corp | 耐食性に優れた表面処理鋼材 |
-
1997
- 1997-01-08 JP JP121397A patent/JPH10192957A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100694455B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2007-03-12 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | 반도체패키지 |
| JP2010121177A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Jfe Steel Corp | 耐食性に優れた表面処理鋼材 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10192957A (ja) | アルミ押出し用ダイスの白層酸化防止方法 | |
| US4837091A (en) | Diffusion alloy steel foil | |
| JP2943626B2 (ja) | チタン材の表面硬化処理方法 | |
| JP2584551B2 (ja) | チタン材の表面硬化処理方法 | |
| JPH10192960A (ja) | アルミ押出し用ダイスの窒化方法 | |
| JP3250463B2 (ja) | アルミ押出し用ダイスの窒化処理法及びアルミ押出し用ダイス | |
| JP3271526B2 (ja) | アルミ押出用ダイスの表面改質法及び耐久性に優れたダイス | |
| JP2005248256A (ja) | ベータ型チタンの表面硬化処理方法およびベータ型チタン系部材、ベータ型チタンの表面硬化処理装置 | |
| JP3742912B2 (ja) | アルミ押出し用ダイスの表面改質方法 | |
| JP3486506B2 (ja) | ガス浸炭方法 | |
| JP3604447B2 (ja) | 酸化スケール密着性が高い熱処理用鋼板 | |
| JPH06256886A (ja) | 耐摩耗性に優れたＴｉ合金部材とその製造方法 | |
| JP3097536B2 (ja) | 耐熱・耐酸化性に優れた窒化層をもつダイス及びその製造方法 | |
| JPH08188866A (ja) | 耐酸化性に優れた硬質表面層をもつダイス鋼及び製造方法 | |
| JPH0776764A (ja) | 軸受部品 | |
| JP2952840B2 (ja) | 窒素含有化合物を有する耐銹性に優れたステンレス鋼 | |
| JPH09125226A (ja) | 高温耐酸化性に優れた窒化層をもつダイス及びその製造方法 | |
| JP4010691B2 (ja) | 表面改質層を形成した鉄鋼材の作製方法 | |
| JP3097508B2 (ja) | 耐酸化性に優れた窒化層をもつダイス及びその製造方法 | |
| JPH11302830A (ja) | 硬質材料及びその製造方法 | |
| JP2639256B2 (ja) | Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される磁気特性および機械特性の優れた高珪素鋼板およびその製造方法 | |
| JP3787876B2 (ja) | 硬質材料およびその製造方法 | |
| JP2007253282A (ja) | 金型および各種部品の表面改質方法 | |
| JP3237826B2 (ja) | 面疲労強度に優れた鋼製部品の製造方法 | |
| JPH07188759A (ja) | 磁気特性の優れた方向性けい素鋼板の製造方法 |