JPS5816097A - 金属表面の耐摩耗性付与方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属表面熟思方法に関し、更に詳しくは、基
材表−にレーザ光を使用して優れ九耐摩耗性を有する合
金層を形成せしめる方法に関する。

従来、高温摺動部材、熱間鍛造曹鋳造機械。

及び機械部品などのような高温で使用される部品、並び
にネジ、弁、及び弁座のように可酷な条件下で使用され
ｈｓ晶は、よ）優れ良耐摩耗性、耐酸化性、及び耐腐食
性が要求されている。

これらＯ部品には、上記ＯＩｌ能を陶土させる友めに１
種々の基材表ｉＩ＃ｌ＆濁が施されてい為、かかる処理
方法としては、ホウ素浸遥感層法及びクーム浸透処層法
等が知られてお伽１例えば。

ホウ素又はクロムを含有すゐ被覆剤中に基材を曹込み加
熱する仁とによ）（ｌ＃Ｆ錆管運、°７２・Ｓポロナイ
ジンダの現況、ａ本金属学条謔、”ｓ５デ４０４　）　
、或いはホウ素又はり關ムＩＩ融塩中に基材を浸漬する
ことによ如（防錆管Ｉ１．　’７１１１ボ四ナイジング
の現況、金属表ＩＩ技術便覧）基材表ＩＩＯ舎金化処層
が諭される。

しかし表から、これらの方法は、いずれ−七の１合金層
形成時において、被覆層を基材表１ｉＫ拡散させる九め
に、基材金体を加熱しなければならない。そのために、
基材に施しである熱躯思履履を損うことにな夛、既に熱
熟層を施し九基材には使用することが出来１いという欠
点を有している。又、これらの方法は、製晶食体を処理
することが技術的Ｋｉｌ難であることが少くはなく、＊
＋ＳＯ一部分Ｏみ部分層する必要があ為場合には、必ず
し４適してはい１に％Ｉ−ｈという問題点を有していゐ
。

本発明の目的は、上記し九問題点を解決し。

基材に施され良熱処理履履を損う仁となく、基材表［Ｋ
優れた耐摩耗性を付与する方法を提供するにある。

即ち１本発明の金属１１面の耐摩耗性付与方法は、基材
表ｌ１ｉＦＣ１クロムメッキ処理を施す第１工Ｓ１次い
で皺クロムメッキ層上に％更にホウ素含有化金物を被覆
せしめる＃Ｉ２工１１．及びレーザ光を該被覆層上Ｋｊ
ｌｌ射して合金層を形成せしめる第３工鵬、から成るこ
とを特徴とするものである。

以下１本発明を更に詳細に説明する。

本発明において使用される基材は、鉄、非鉄、及びそれ
らの合金であれば使用可能であシ、所定の熱処瀾を施し
たものであって亀よい。かかる基材を使用して、先ず第
１工程としてり一ムメツ中を施す。クロムメッキは、電
気り四ムメツ命法を使用す為ことが好ましく１通常、す
一ジエント浴を使用して施される。かかる電解浴組成は
１例えば、クロム１１２５０１／）、及び硫酸２、５　
Ｗ／Ｊかも成るものである。又、その電鍍条件は１例え
ば、電流密＆　：　４　Ｓ　Ｉｖ’ＩｂＢ”、及び液温
：５０〜５５Ｃである０本工程において形成されるクロ
ムメッキ層Ｏ膜厚は、形成すべき含金層の膜厚によシ決
定される。

零発ｗｅ方法は１合金化熟思をよ）完璧に行なう良めに
１クロムメッキ層中に含まれている゛　水素の除去を目
的として真空下で加熱処理を施すことが好ましい。かか
る＃！Ｉｌ盾は、例えば、圧力１Ｇ−’Ｔｏｒｒ　ｓ　
９１度１００〜４００Ｃで３０分１１度行なうものであ
る。

次いで第２工程として、該りａムメッキ層上に、更にホ
ウ素含有化合物を被覆せしめる０本発明において使用す
る示つ素含有化合物は、ホウ素を含有する常温で固体の
ものであれば何でもよく１例えば、ホウ素（Ｂ）、炭化
ホウ素（Ｂ４Ｃ）。

又は四ホウ酸ナトリウム（Ｎａ１Ｂ４０ｙ　）等が挙げ
られ、これらから選ｄれえ１種もしくは２１１以上以上
のが使用される。上記ホウ素含有化合物を基材ＩＩｆｌ
ｌＫ被覆ぜしめゐＫは、例えば、粉末状Ｏｔ★被覆せし
めるか、或いはカルボキシメチルセルロースナトψりム
塩と共に水に溶解したものを、はけＩｋ珈叉は吹き付は
等一般に知られている方法で被覆層しめればよく、後者
の場合には被覆処理後乾燥する。水に溶解して使用すゐ
場合には、ホウ素含有化金物は０．４重量−以上含有せ
しめることが好ましい。木工１１ＫＴｈいて形成される
ホウ素含有化金物から成る層の膜厚は、形成すべ禽舎金
層Ｏ膜厚によ如決定されるＯ 第３工１として、上記処理を施し九基材に対し、レーず
党を照射することｋよ）、ホウ素含有化金物、ター五メ
ッキ及び基材表−とを溶融して含金層を廖威艙しめ為０
本ＩＡ嘴において使用するレーず光源は、いかなるもの
でも使用可能であるが１作業効率Ｏ向上、及び処理時間
の短縮のためには、高出力のものが適轟であシ、特にＣ
ｏ、％／−ずを用いることが好ましい。ｃｏ。

レーずＯ使用条件は、形成すぺ禽舎金層の膜厚によ）種
々選択することが出来るが１例えと。

出力５００　Ｗ以上、ビーム１１１１以上、及び走査速
度〒Ｗ−以上である。かか為レーず党Ｏ照射は、ホウ素
含有化金物の酸化を防止するえめに。

不活性ガス雰囲気中で行なうことが好★しく。

例えばアルゴン等が使用される。叉、レーず光照射は、
レーず光源自体を走査させて施すもＯであるが、目的に
応じて基材を走査させてもよい。

以上Ｏ処理を施して得られた基材は、基材に膣され九熱
処１履履が何ら損なわれておらず。

且つ優れた耐摩耗性及び耐腐食性を有して％／−ｈ為−
のである。

以下ＫｓＩ−いて実施例を掲け５本発明を更に詳しく説
明する。

ｌｌ１１＃Ａｆｌｌ 外径４０■、内１１１＠■、及び厚さ１０簡のニッケル
基耐熱合金Ｉｍｅ＠＊１＠ｌ　７ＧＧを１処ｍｌ　（１
，１７５ＣＸ　ｔ　ｈｒ、　、空冷後＄７ＳＵＸ４ｈｒ
、）ＬえもＯＫ。

電気クロムメッキ幾層を施した。このクロムメッキ処理
は％ナージエント浴を使用し、り四ム酸２５０９／ｊ及
び硫酸ＬＳＩ／Ｊを含む電解浴中にシいて、電流書度４
５ム／　ｄｗａ”及び液温５ｓｃｏ条件で行ない、膜厚
３０μの／四ムメツ命層が得られた。とのクロムメッキ
処理を施した基材を。

圧力１０　”’　Ｔ＊ｖｒ　−ｍ１１ｍ　４＠（Ｓ　Ｃ
Ｏ条件で３０分間保持し、水素ｏ＊＊ｍｙａを行なった
。次いで、Ｂ、Ｃ４・鋒、Ｎａ１１６０ｇ　６６　％　
（重量比）から成るホウ素含有化舎物を、り■ムメッキ
層上に、約０６５■Ｏ厚さで被覆しえ。かかる基材に対
し。

ＣＯ，レーずを使用して、アルゴン雰囲気中、基材を５
ｒＰｍで回転さぜながら、出力ｓＫＷ及びビーム径転Ｏ
■で、そＯ外周ｌｉに照射を施した。

上配処看を施して得られ九基材にりいて。

ＸＭＡ（Ｘ纏マイク四分析針）を用いてその断−を分析
したとζろ、厚ｔＥ０．６■Ｏ合金層が形成されている
ことが確認された。

上記処理を施し九Ｉ論Ｃ・！Ｉ＠ｌ　７０＠及び無Ｊ６
！ｌＯ比較晶について、それぞれ基＃Ｏ硬さくブリネル
硬さ、ＨＩ３　）、アムスラ一式摩耗試験機を使用した
耐摩耗性、並びにバナジクムアタック試験による高温腐
食性（基材Ｏ厚さ減少率）を評価した。試験条件及び試
験結果を以下に示す。

〈耐摩耗性試験条件〉 相手材：焼入軸受鋼、荷重：　２ｋｐ／ｌａｇ”　。

速　＊　：　ｌｓｍ／ｓｅｔ摩擦距離：８００ｍ。

くパナジウムアタツタ試験（高温腐食試験）条件〉 浴組成：　ｖ、ｏ、　＋　１０％Ｎａｔｉ０４−温　＊
：５ｚｏｒ、　　時　間：５０時間。

第１表 表から明らかなように１本発明の部層を施したものは、
処理前と比べて七〇熱処麿履履が何ら損なわれておらず
、且′）１無処理のものに比較して耐摩耗性及び耐腐食
性が優れている仁とが確１された。

実施例２ ニッケル基耐熱舎金Ｎ１ｍ＠ｎｌ＠８Ｇを熱地ＩＩ（１
，０８０ＣＸ　８　ｈｒ、、水冷後γｏｏｃｘｔ６ｈｒ
、）　した屯ＯＫついて、実施例ＩＫおけると同様０Ｊ
ａｌを施して合金層を形成せしめ九。

かかる処理を施したＨｌｍｏｉｒｉｃ　８Ｇ及び無処理
Ｏ比較品について、ｌ！論例１と同様に、　ｌ！さ、耐
摩耗性、及び高温腐食性を評価しえ、試験結果を第２表
に示す。

第２表 表から明らかなように１本発明の処理を施したものは、
無処理の４のに比較して耐摩耗性及び耐腐食性が優れて
いることが確認された。

以上の結果から、本発明方法によれと１基材に施１しで
ある熱処理履履を何ら損なうむとなく。

優れた耐摩耗性、並びに耐腐食性を付与することが可能
であ〕、且り基材全体を、ｍｓする会費はなく、所望す
る部分Ｏみに処理を施すことが出来るものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基材表面に％り■ムメッキ処理を施す第１工１、次いで
   、諌り四ムメッキ層上に、更にホウ素含有化合物を被覆
   せしめる第２工１．及びレーザ光を該被覆層上に照射し
   て合金層を形成せしめる第３工１１．から威ることを特
   徴とする金属表面の耐摩耗性付与方法。