JPS58174567A - Method for coating metal material with carbide - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To form a metal carbide layer with a necessary thickness on a necessary place, by a method wherein a carburization material containing carbon is applied to the surface of a metal material with reduced carbon content and the coated metal materal is heated in the presence of a powder comprising a carbide forming metal element. CONSTITUTION:A metal carbide layer having high hardness and excellent anti- wear property is applied to the surface of a metal material capable of forming solid solution with externally supplied carbon such as steel, a Ni alloy or a Co alloy or a Co alloy and extremely low in carbon content, especially, a knife having a thin sharp protruded part. On the other hand, a powder of a carburizing activator such as LiCO3 or BaCO3 is mixed in a fine powdery carbon material such as charcoal and the resulting mixture is blended with a sticky binder such as water glass to form a slurry which is in turn applied to a carbide forming place in a thickness of 0.1-1mm. to be dried thereon. In the next step, a metal of Ti, V, Nb, Ta or Cr, an alloy thereof or oxide thereof forming hard carbide is adhered to the coated caribide forming place in a powdery form and the whole is heated to 800-1,100 deg.C to simultaneously carry out carburization and the formation of carbide of the above-mentioned metal.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属材料、特Ｉｃ次素含有量の少ない金属材
料の表面に、任意の厚さの膨化物被覆層を形成する方法
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a swelling material coating layer of arbitrary thickness on the surface of a metal material, particularly a metal material having a low Ic element content.

金属材料１例えば鉄合金材料の表面に炭化物層を被覆す
ることは、該炭化物層がすぐれた・耐摩耗成に関する技
術は実用化されている。この場合。The technique of coating the surface of metal material 1, for example, an iron alloy material with a carbide layer, provides excellent wear resistance and has been put to practical use. in this case.

炭化物層形成に使用される次素は、材料中に含ましかし
、＃２化物被覆層を形成しようとする材料が、常ＩＣ＃
２化物層形成に必要な炭素量を含有するとは限らない。The secondary element used to form the carbide layer is contained in the material, but the material used to form the #2 carbide coating layer is usually IC#
It does not necessarily contain the amount of carbon necessary to form a bibide layer.

例えば、磁性の小さいオースブナイト系ステンレス鋼や
、冷間鍛造性のよい低層素鋼は炭素の含有量が少ないが
、いずれも工業上有用な材料であり、これらの材料表面
に耐摩耗性のすぐれた膨化物被覆を施す必要性は高い。For example, ausbunite stainless steel with low magnetism and low-rise steel with good cold forging properties have a low carbon content, but they are both industrially useful materials, and the surfaces of these materials have excellent wear resistance. There is a strong need to apply a puffed material coating.

その他、材料中に全く炭素を含まない材料についても１
次化物を被覆することによる利点も多い。In addition, 1 for materials that do not contain any carbon at all.
There are many advantages to coating with chemical compounds.

また、高次素鋼を用いる場合でも、薄い板の表面ＩＣ炭
化物層を形成させたい場合には母材内部に含まれる全炭
素量は炭化物形成面積に比べて小さいため、必要とされ
る厚さが得られないこともある。In addition, even when using high-grade raw steel, if you want to form an IC carbide layer on the surface of a thin plate, the total amount of carbon contained inside the base material is small compared to the carbide formation area, so the required thickness may not be obtained.

例えば００５ｍ厚さのＳＫ４の板の両面にはわずかＬ５
μｍの炭化物を形成することにより、母材中の炭素量は
ほとんど存在しなくなる。For example, only L5 on both sides of a 005m thick SK4 plate.
By forming micron carbides, the amount of carbon in the base material is almost eliminated.

さらに鋼の場合は、材料中に炭化物形成のため１ の必要な炭素量があっても−：その炭素をすべて家く。Furthermore, in the case of steel, due to the formation of carbides in the material, 1 Even if there is the required amount of carbon -: all that carbon is removed.

化物形成に使用すると、材料中ＩＣ残る炭素がなくなる
ため、その鋼材を焼入れしても、母材に所定の焼入硬さ
を与えることができなくなるという問題もある。そこで
、鋼材の場合は、炭化物層形成に必要な炭素量のはかｌ
ｌＩ：、さらに材料中Ｉｃｌ１ａ入れ硬さを得るに必要
な炭素量（α５〜ＬＯ−ｉ１番％−）が存在しているこ
とが必要 である場合もある。When used to form a compound, there is no carbon left in the material, so even if the steel material is quenched, it becomes impossible to give the base material a predetermined quenching hardness. Therefore, in the case of steel materials, it is difficult to estimate the amount of carbon required to form a carbide layer.
lI: In addition, it may be necessary that the amount of carbon (α5~LO-i1%-) necessary to obtain Icl1a hardness in the material is present.

しかし、従来の炭化物被覆方法では、上記のよう１ｃＪ
１１ｊ化物形成に使用でき硅素の含有量が少ない材料や
、焼入れ硬さを得るに必要な炭素量を含有しない鉄鋼材
料に対して、工業上有用な程度の厚さの炭化物被覆層を
形成することが困難であり。However, in the conventional carbide coating method, as described above, 1 cJ
To form a carbide coating layer with an industrially useful thickness on materials that can be used to form 11j carbides and have a low silicon content, and on steel materials that do not contain the amount of carbon necessary to obtain quenched hardness. is difficult.

又鋼については仮に炭化物を形成しても、その母材の焼
入れ硬さが得られないので、全体として炭化物被覆層形
成の効果を発揮することができない・そこで、かって本
発明者らにより、かかる材料に対する炭化物被覆方法と
して１次の方法が考えられた。In addition, even if carbide is formed in steel, the hardness of the base material cannot be obtained by quenching, so the effect of forming a carbide coating layer cannot be exerted as a whole. The first method was considered as a method for coating materials with carbide.

すなわち、まず第１工程として、材料に浸脚処環を施し
て被処理材中の炭素、章有量を増加させ、ついで第２工
程糺て、増加した−素を利用して被処理材表ＩＩｉに炭
化物被覆層を形成する方法である（特公昭５６−８６７
０８）。ところが、この方法で、第１工程の浸脚を行り
ても、材料中Ｃ固溶限以上の炭素な含有させることはで
きないので、形成できる炭化物層の厚さは、事実上沓材
料の炭素の一溶＠により制約され、常に厚い炭化物層の
形成が可能となったわけではなか９た。That is, in the first step, the material is subjected to immersion treatment to increase the amount of carbon and carbon in the material to be treated, and then in the second step, the increased carbon content is used to increase the surface of the material to be treated. This is a method of forming a carbide coating layer on IIi (Japanese Patent Publication No. 56-867
08). However, in this method, even if the first step of soaking is performed, it is not possible to incorporate carbon in the material in an amount exceeding the solid solubility limit of C. Therefore, the thickness of the carbide layer that can be formed is actually the same as the carbon in the shoe material. However, it was not always possible to form a thick carbide layer due to the single melting property.

本発明は、上記電点を克服し、材料中の炭素量とは無関
係に任意の厚さの炭化物被覆層を形成することができる
方法を提供しようとするものである。The present invention aims to provide a method that overcomes the above-mentioned electric point and can form a carbide coating layer of any thickness regardless of the amount of carbon in the material.

すなわち１本発明は、炭化物層を形成する表面以外の金
属材、料の表面に浸脚剤を塗布した後、該金属材料をチ
タン、バチ５ＦａＡ、ニオブ、タンタル、およびクロム
の各元素の内、いずれか一種の存在下に加熱することに
より、炭素な浸廣剤から金属材料へ浸透拡散させる浸羨
魁珊と、金属材料の表ＷＢＣ任意の厚さの炭化物被覆層
を形成させる炭化物形成処理とを同時に並行して行うこ
とを特■ 黴とする金属材料の炭化物被覆方法、にある。That is, in the present invention, after applying a dipping agent to the surface of a metal material other than the surface on which a carbide layer is to be formed, the metal material is treated with one of the following elements: titanium, 5FaA, niobium, tantalum, and chromium. By heating in the presence of one of these, a carbon-based penetrating agent penetrates and diffuses into the metal material, and a carbide forming treatment forms a carbide coating layer of an arbitrary thickness on the surface WBC of the metal material. ■ A method for coating metal materials with carbide, which is characterized by carrying out the following steps simultaneously and in parallel.

本発明方法によれば、外部から金属材料中ｃｌ素を補給
する浸脚処環を続けながら、同時に他方で、材料中にも
ともと存在していた炭素と、補給された炭素との両方の
炭素を使用して、材料表面Ｗ−炭化物被覆層を形成する
ことかできる。そのため、金属材料中にもともと存在し
ていた炭素量に制約されることなく、又金属材料の固有
の固ＷＩＩ！ｉとも無関係に任意の厚さの炭化物層を容
ＪＩＣｍ成することができる。その結果、第１Ｆ：従来
は、含有炭素量が少なく、ｓｅ化物を形成できなかつた
材料の表面に炭化物被覆層を形成することができるよう
になり、さらに第ＳｔＣ今迄は薄い炭化物層しか形成で
きなかつた薄板の材料に厚い駅化物層を任官ｌｃ形成す
ることができるようになった。According to the method of the present invention, while continuing the immersion ring to replenish chlorine in the metal material from the outside, at the same time, both the carbon originally present in the material and the replenished carbon are removed. It can be used to form a W-carbide coating on the material surface. Therefore, it is not limited by the amount of carbon that originally existed in the metal material, and the inherent hardness of the metal material! A carbide layer of any thickness can be formed regardless of i. As a result, it has become possible to form a carbide coating layer on the surface of materials that previously had a low carbon content and were unable to form selenium compounds. It is now possible to form a thick layer of stationary material on thin plate material, which previously was not possible.

このため１本発明方法により、数ミクロンという藩い金
属薄板の表面に、その板の厚さ以上の厚い炭化物層の形
成が可能となった。Therefore, by the method of the present invention, it has become possible to form a thick carbide layer on the surface of a thin metal plate with a thickness of several microns, which is thicker than the thickness of the plate.

また従来、被処理材の有する特殊形状のために。Also, conventionally, due to the special shape of the material to be treated.

すべての表１１ｉＩｃ炭化物を形成することは困難とさ
れていた材料があった。すなわち刃物やタップのようＣ
，鋭角の突起部分を有する場合は１脚化物形成時に突起
部分の母材中の炭素が不足し、厚い炭化物形成かで倉な
かりた。There were materials for which it was difficult to form all Table 11iIc carbides. In other words, like a knife or a tap C
In cases where the protrusion has an acute angle, carbon in the matrix of the protrusion is insufficient during the formation of a monopod, resulting in the formation of a thick carbide.

しかしながら１本発明方法により、この様な突起部分の
近傍の材料表面に浸炭剤を塗布することにより突起部分
にも充分な厚さの炭化物層の形成を行うことができる。However, according to the method of the present invention, by applying a carburizing agent to the surface of the material in the vicinity of such projections, a sufficiently thick carbide layer can be formed even on the projections.

本発明方法を適用する被処理材は、従来の膨化物形成方
法の適用対象と異なり、１４素を全く含まないものでも
良い。しかし、外部から供給された炭素を母材中に！ｉ
ｎすることができる金属材料でなければならない。この
様な金属材料としては。The material to be treated to which the method of the present invention is applied may not contain any of the 14 elements, unlike the materials to which the conventional expanded material forming method is applied. However, carbon supplied from the outside is in the base material! i
It must be a metal material that can be As a metal material like this.

例えば、１０００　　℃で１５％の炭素の１１ｉｌｌ隈
を有する鉄鋼や、αｇｑＭ程度の廣素固＊ｔｉのニッケ
ル会合およびコバルト合金などがある。For example, there are steels with 11 ills of 15% carbon at 1000° C., nickel association and cobalt alloys with a hardness of about αgqM, and cobalt alloys.

さらに本発明の最゛大の実用上のメリットであるが２本
発明の被処理材は薄板の材料でもよい。薄板の場合は、
母材中の全炭素量が膨化物形成面積にくらバて小さいた
め、厚い炭化物層の形成が不：′ｉ 可能とされていた。しかし、・本発明方法のように。Furthermore, the two greatest practical advantages of the present invention are that the material to be treated in the present invention may be a thin plate material. In the case of thin plates,
Since the total amount of carbon in the base material is smaller than the area in which the expanded material is formed, it was thought that it was possible to form a thick carbide layer. However, like the method of the present invention.

炭化物形成のための炭素を連続的に供給し続けることに
より、薄板の上に厚い炭化物層の形成が可能となつた。By continuously supplying carbon for carbide formation, it became possible to form a thick carbide layer on the thin plate.

なお、ここで薄板とは、はぼ１■以下の厚さの板をいう
、１ＩＩＩＩを輔す厚さの材料であれば、母材中の全炭
素量が炭化物形成に不足することは少ない。Note that the term "thin plate" here refers to a plate with a thickness of 1 inch or less, and as long as the material has a thickness of 13 mm or less, the total carbon content in the base material is unlikely to be insufficient for carbide formation.

被処理材に塗布される浸炭剤は、＊素供給物質と浸炭用
活性剤と、これらを結合させるバインダーとからなり、
さらＥ、水又はアルコールが添加され、全体が混練され
てスラリー状１ＩＩＩＣある。The carburizing agent applied to the material to be treated consists of *a raw material, a carburizing activator, and a binder that binds them together.
Further, water or alcohol is added and the whole is kneaded to form a slurry 1IIIC.

炭素供給物質としては、木炭、コークス、および黒鉛を
使用する。これら、炭化物供給物質は。Charcoal, coke, and graphite are used as carbon feed materials. These carbide supply substances.

浸炭剤がスラリー状で金属材料に塗布できるように、粉
末状態であることが必要であり１粒度は−６０〜−１０
０メッシ、程度が望ましい。The carburizing agent needs to be in a powder state so that it can be applied to metal materials in slurry form, and the particle size is -60 to -10.
A level of 0 mesh is desirable.

浸炭用活性剤としては、炭酸リチウム（ＬｉＣＯｉ）。Lithium carbonate (LiCOi) is used as an activator for carburizing.

炭酸バリウム（８ａＣＯ１）＊炭酸ナトリウム（Ｎａｓ
ＣＯｍ）等の炭酸塩を用いる。Barium carbonate (8aCO1) * Sodium carbonate (Nas
Carbonates such as COm) are used.

バインダーとしては、コロイダルＶ　ＩＩ　＊　、コロ
イダルアルミナ、コ・ｃ１□：・・イダ〜グラフ窄イト
、水ガラス、デキストリン等の＆如の粘着剤を用いる。As the binder, adhesives such as colloidal VII*, colloidal alumina, co-c1□:...Ida-graphite, water glass, dextrin, etc. are used.

なお、これらバインダーは、′ｌ＃融塩浴法において。In addition, these binders are used in the 'l# molten salt bath method.

洛中で硼酸又は硼酸樵と反応しで、溶液中に溶入するも
のであってはならない。It must not react with boric acid or boric acid wood in the atmosphere and dissolve into the solution.

スラリー状のｉ！［剤は、１ｌｌＩ用的にはα１〜１−
の厚さで材料表面に塗布することが好ましし・。Slurry i! [For 1llI, the agent is α1-1-
It is preferable to apply it to the surface of the material at a thickness of .

このように金属表面に比較的薄く塗布するの−よ。In this way, it is applied relatively thinly to the metal surface.

加熱によるスフリーの剥離をＥ２ＦＩ！Ｉ、１ＩＩＩｋ
塩浴中に長時間浸漬してもバインダーとしての結合力を
雑持し、しかも処理１！に温水洗浄により容″易にスゲ
啼−を除去で會るからである。なお、α１−未満の塗布
厚さでは浸択の効果が少ない。E2FI prevents souffle from peeling off due to heating! I, 1IIIk
Even when immersed in a salt bath for a long time, it retains its binding strength as a binder, and it is treated with 1! This is because the sedge sedge can be easily removed by washing with warm water.If the coating thickness is less than α1, the selection effect will be small.

１！Ｉｍ剤は、母材中の炭素が欠乏する部分に近し・材
料表ｌ１１ｉＩｃｆ１１布することが望ましい・したが
−で・刃物やＩツブのような、鋭角な突起部分を有する
材料に炭化物を被覆する場合は、特ＩｃＮ票が欠乏する
突起部分の母材ｌｃ迂い材料表面に浸炭剤を塗布し、炭
化物層を形成しようとする突起部分への炭素の供給を容
易にする。1! The Im agent should be applied close to the carbon-deficient part of the base material.It is preferable to apply it to the material table l11iIcf11. However, it is recommended to coat the carbide on materials with sharp protrusions, such as knives and Icf11. In this case, a carburizing agent is applied to the surface of the material around the base material lc of the protruding portions where IcN is deficient to facilitate the supply of carbon to the protruding portions where the carbide layer is to be formed.

浸炭剤を塗布した金属材料は、チタン、ノクナジウム、
＝１プ、タンｌｋ−，およびタームの各元素（以下１次
化物形成元素と総称する）の（１ずれか一纏の存在下で
加熱し、最終的には□材料表面Ｃｍ化物被積層を形成す
る。この加熱工程においては。Metal materials coated with carburizing agents include titanium, nocnasium,
=1P, Tanlk-, and Term elements (hereinafter collectively referred to as primary compound-forming elements) are heated in the presence of one or more of them, and finally a Cm compound layer is formed on the surface of the material. In this heating process.

金属材料への浸炭処理と、炭化物形成処理が同時に蛇管
して行われている。したがって、浸軟のための加熱条件
、雰囲気等の処理条件は、＊化物形成のための処理条件
と同一の条件が使用される。Carburizing treatment of metal materials and carbide formation treatment are performed simultaneously in a spiral manner. Therefore, the processing conditions such as heating conditions and atmosphere for maceration are the same as those for *compound formation.

膨化物形成元素は、金属単体、これらの金属を含む合金
雪あるいは、これら金属の酸化物の形で使用する。例え
ば９合金としては、）！ロバナνウム（Ｆ・−ｖ）ｌあ
るいはフェロクロム（Ｆ・−Ｃｒ）、などであり、酸化
物としては、酸化バナνつＡ　（ｖａ　ｏ＠）　＋ルイ
ｉ１酸化りｏＡ（ＣｒｔＯｌ）等である。The swelling compound-forming element is used in the form of a simple metal, an alloy containing these metals, or an oxide of these metals. For example, for alloy 9)! Examples of oxides include vanadium oxide (F・-v)l or ferrochrome (F・-Cr), and examples of oxides include vanadium oxide (vao@) + Louis i1 oxide (CrtOl), etc. .

浸炭処理は、金属材料に塗布された浸炭剤中の炭素供給
物質から出た炭素が金属材料の表面に浸透し９次いで材
料の母材中を拡散することにより行われる。この際炭素
の拡散は、＃ＩＩ化物形成時に母材中に炭素の少ない部
分が生ずるとその部分に崗は優先的に行われる。Carburizing is performed by carbon released from a carbon supply substance in a carburizing agent applied to a metal material, penetrating the surface of the metal material, and then diffusing into the matrix of the material. At this time, carbon diffusion is preferentially carried out in a portion where there is less carbon in the base material when the #II compound is formed.

また、ｇｋｍ処理は。炭化物形成処理の続く隈り１連続
しで行う。Also, gkm processing. Carbide formation treatment is performed in one continuous area.

しかしてｌ匙物形成元票の存在下で加熱された金属材料
の表面では、外部から供給される炭化物形成元素と母材
表面近くの炭素が結合して、金属材料の表面に炭化物を
形成する。However, on the surface of a metal material heated in the presence of a spoon-forming element, carbide-forming elements supplied from the outside and carbon near the surface of the base material combine to form carbide on the surface of the metal material. .

炭化物形成の場所は、金属材料の表面で浸炭剤が塗布さ
れなかった部分である。The location of carbide formation is the part of the surface of the metal material to which the carburizing agent was not applied.

本発明で、＃２化物被覆層を形成させるための具体的な
方法は、すて＃ＣＣ知知炭化物被覆方法すなわち溶融塩
浴法、電解法、粉末法、および気相法の各法が使用でき
る。In the present invention, specific methods for forming the #2 compound coating layer include #CC known carbide coating methods, ie, molten salt bath method, electrolytic method, powder method, and vapor phase method. can.

溶融樵洛法としては１発明者らが先に開発した方法、即
ち１脚化物形成元素を落人せしめた硼酸又は硼酸塩の溶
融塩浴中に被処理材を浸漬保持して被処理材の表ｌ１１
ｃｊ１２化物層を拳或する方法が極めで有効である。ま
た諌処環浴中に被処理材を浸漬保持してこれを陰極とし
、別に浴中に挿入した１ｉ１１ 電極性材料を＆１１ｆＩｉとして電解処理な行う電解法
は。The melting method is a method previously developed by the inventors, in which the material to be treated is immersed and held in a molten salt bath of boric acid or borate in which monopod-forming elements are allowed to fall. Table l11
The method of removing the cj12 compound layer is extremely effective. In addition, there is an electrolytic method in which the material to be treated is immersed and held in a ring bath, and this is used as a cathode, and a 1i11 electrode material inserted into the bath is separately subjected to electrolytic treatment using &11fIi.

処理時間を短縮するために有効である。粉末法としては
一般に使用されている種化アンモニウム（ＮＨ２Ｃｌ　
＞　、あるいは発明者らの開発した弗化硼素酸樵、たと
えば硼弗化カリウム（ＫＢＦ、）の粉末とｌ化物ｌＩ成
元素七食む粉末との混合粉末中に、被処理材を埋め込ん
で加熱する方法がすぐれティる。この場合に、混合粉末
にさらに水又はアルコールｖｉＩ加して全体をスラリー
状態にして。This is effective for shortening processing time. As a powder method, seeded ammonium (NH2Cl) is commonly used.
> Alternatively, using a fluoroboric acid mill developed by the inventors, for example, the material to be treated is embedded and heated in a mixed powder of potassium borofluoride (KBF) powder and powder containing seven elements of 1I compound. The method is excellent. In this case, water or alcohol viI is further added to the mixed powder to make the whole into a slurry state.

被処理材の表面に塗布するのがスラリー法である。The slurry method is used to coat the surface of the material to be treated.

この方法によれば、被処理材の一部にのみ塗布しテラそ
の部分を局部的Ｃ炭化物層とすることができる。According to this method, it is possible to coat only a part of the material to be treated and make that part a local C carbide layer.

また、他の方法として、四樵化チ滉タン（ＣＨ，）、水
素（Ｈ３）の混合ガスが封入された密閉容器またはそれ
らのガスの９ＩｃｆＩｌ中で被処理材を加熱保持するこ
とによってもチタン炭化物（ＴｉＣ）をｌｌｌ或するこ
とができる。Another method is to heat and hold the material to be treated in a closed container filled with a mixed gas of titanium chloride (CH) and hydrogen (H3) or in a 9IcfIl of these gases. Carbide (TiC) can be used.

炭化物形成のための処理温度は、従来一般に知られてい
るように、？ＯＯｔから金属材料の融点以下の範囲でよ
い。しかし、炭化物の形成は、温度が高い程急速だが、
他方高温になれば、材質の劣化が激しくなるので、実用
的Ｉｃｔよ８００℃ないし１１００℃が望ましい。The processing temperature for carbide formation is, as is generally known in the past, ? The range may be from OOt to below the melting point of the metal material. However, carbide formation is more rapid at higher temperatures;
On the other hand, if the temperature becomes high, the deterioration of the material becomes severe, so a practical Ict of 800°C to 1100°C is desirable.

炭化物形成のための処理時間は、必要とする炭化物被覆
層の厚さや処理温度との関係で決定される。すなわち、
厚い炭化物層の形成を目的とする場合、および処りＩａ
度が低い場合番よ、いずれも長い処理時間を必要とする
。一般に１時間ないし８０時間程度が適当である。The treatment time for carbide formation is determined in relation to the required thickness of the carbide coating layer and the treatment temperature. That is,
When the purpose is to form a thick carbide layer, and treatment Ia
Both cases require a long processing time. Generally, about 1 hour to 80 hours is appropriate.

り薄いと耐摩耗性の効果に不安がある。なお１脚化物層
の形成は、１！Ｉ炭剤からの炭素の供給と炭化物形成元
素が存在する限り続くので、処１Ｉａ１度と処理時間を
選竜すれは、任意の厚さの炭化物層の形成が可能である
。しかし、炭化物層があまり厚実施例１ α０５ｍ厚さのＪＩＢ８に４ＣＩ１．素含有量約１重量
優、以下重量％を％と略記する。）の板状試片の片面に
のみスラリー状の浸炭剤を約１＋ｗ厚さで塗布し、１ｏ
ｏｔｒで乾燥させた。上記浸炭剤としては、−１００メ
マｖ１の木炭粉４７６％と。If the thickness is too thin, there is concern about the wear resistance effect. The formation of the monopodal monster layer is 1! Since the supply of carbon from the carbon agent continues as long as the carbide-forming elements are present, it is possible to form a carbide layer of any thickness by selecting the treatment time and treatment time. However, the carbide layer is too thick in Example 1 α05m thick JIB8 and 4CI1. The elemental content is about 1% by weight, hereinafter abbreviated as % by weight. ) A slurry-like carburizing agent was applied to one side of the plate specimen to a thickness of about 1+w, and 1o
Dry on otr. The carburizing agent used was -100 mema v1 charcoal powder 476%.

−６０メｙＦａａのＢａＣＯ５４？、５％の混合粉末に
コロイダル水層液５％を添加し、かくはんして調製した
。この試片な１脚化物形成元素としてのＦ・−■粉（バ
ナＶつふ５Ｂ形含む）２０１；と硼砂８０ｇ６を要人し
てなる溶融浴中に浸漬し、９００℃で８時間保持した。-60 May Faa BaCO54? , 5% colloidal aqueous phase liquid was added to 5% mixed powder, and the mixture was stirred. This specimen was immersed in a molten bath made of dignitaries with 201 grams of F. .

次に、その試片を浴中かち取り出し、水焼入し、ついで
温水で試片を洗騎して付着していた浸炭剤を除去した。Next, the specimen was taken out of the bath and water quenched, and then the specimen was washed with warm water to remove the adhering carburizing agent.

このようにして得られた試片を切断し断面組織を観察し
た。栴１図は、この時の断面組織を示す顕微鏡写真であ
る。この顕微鏡写真、およびＸ線マイクロアナフィイー
による分析により、試片の浸炭剤を塗布した表面と反対
側の表面（以下、こＣＬ”（，６０μｍ厚さの鋼の上に
、約１５μｍのバナジウム次化物層が形成されていた。The specimen thus obtained was cut and the cross-sectional structure was observed. Figure 1 is a microscopic photograph showing the cross-sectional structure at this time. This micrograph and analysis by X-ray microanaphy revealed that the surface of the specimen opposite to the surface coated with the carburizing agent (hereinafter referred to as "CL") was coated with a vanadium layer of about 15 μm on the 60 μm thick steel. A compound layer was formed.

また、この場合の鋼の母材硬さはＨマ８８０であって１
本発明の処理を施さない場合の焼入れ機の母材硬さと同
一の硬さを得ることができた。In addition, the base material hardness of the steel in this case is H ma 880 and 1
It was possible to obtain the same hardness as the base material of the quenching machine without the treatment of the present invention.

一方、閤−試片ｃ　ｌｔｔ　Ｌ　＃浸炭剤を塗布するこ
となく１１−洛中で同一条件で炭化物被覆処理を行また
・その結果得られた試片の断面組織を第８図の顕微鏡写
真に示す。写真から明らかなように試片の両伺表１１ｉ
に形成されたバｆＮつ五脚化物層はわずか１８μＫｍＩ
Ｃすぎず、又、母材硬さも純鉄に近い約Ｈマ１００にす
「なかうた。On the other hand, a carbide coating treatment was carried out under the same conditions in 11-Raku without applying carburizing agent.The cross-sectional structure of the resulting specimen is shown in the micrograph in Fig. 8. . As is clear from the photo, the test specimen has both sides 11i.
The pentapodite layer formed in
It's not too hard, and the base material hardness is about 100 H, which is close to pure iron.

実施例２ αｌａｗ厚さの純ニッケルの板状試片の片ｃｉｌｉＫ−
のみ一実施例１と同一の浸炭剤を約Ｑ８鱈の厚さで塗布
し、その後１１然乾燥させた。Example 2 A plate-shaped specimen of pure nickel with αlaw thickness ciliK-
The same carburizing agent as in Example 1 was applied to a thickness of approximately Q8, followed by drying for 11 days.

この試片の炭化物形成ＷＪにスラリー状の処理剤を約３
厘の厚さで塗布し、その後自然乾燥させた。A slurry treatment agent was applied to the carbide forming WJ of this specimen for about 30 minutes.
It was applied to a thickness of 100 cm and then allowed to dry naturally.

上記処理材としては、−１００メツＶＪ−の膨化物形成
元素としての７１０ニオブ（Ｆ・−Ｎｂ　、ニ第１ プロ６９６含む）粉末９６９６と、−１００メッシ１の
ＫＢＦ、粉末６ｇ６との涙金粉末にコロイダルシリカ水
磐液６％を加えてＩＩＩＩした。The above-mentioned treatment materials include 710 niobium (F・-Nb, including Nidai 1 Pro 696) powder 9696 as a swelling substance forming element of -100 mesh VJ-, KBF of -100 mesh 1, and lacrimal gold of powder 6 g6. 6% colloidal silica solution was added to the powder for III.

この試片を耐熱鋼製有蓋客器（直径１８０８１゜高＃１
００■、肉ｊ１１ｍｌ）に入れ、蓋と容器の隙間に７翼
ロボロン（Ｆ・−Ｂ、ボロンの含有ｔｇ。This specimen was used as a heat-resistant steel boxbox (diameter 18081° height #1).
00 ■, meat j 11 ml) and put it in the gap between the lid and the container.

優）粉を置いてＶ−ルした。ついでその春−を大気中の
電気炉に入れ、９００℃で３時間加熱した。Excellent) Powder was placed and V-ru was applied. The spring was then placed in an electric furnace in the atmosphere and heated at 900°C for 3 hours.

そのＩｌ、容器を電気炉より取り出し、空冷した。The container was taken out of the electric furnace and cooled in air.

ついで、容器から試片を取り出し、試片に付着していた
処理層を除去した。Then, the sample was taken out from the container, and the treated layer adhering to the sample was removed.

以上の旭珊により試片の炭化物形成面には、約１０ｐｍ
のニオブ廣化物層が形成されていた。なお、この際の母
材硬さは鋼のように焼入硬化しないため約Ｈマ８０であ
った。The above Asahi coral has about 10 pm on the carbide forming surface of the specimen.
A niobium fluoride layer was formed. Note that the hardness of the base material at this time was about Hma 80 because it does not harden by quenching like steel.

一方、＊−試片に対し、浸炭剤を塗布することなく、た
だ同−処理剤を塗布して、同一条件で炭化物被覆処理を
試みたが、試片の表ｍｔｃｔよ、全く脚化物層が形成さ
れなかつた。On the other hand, an attempt was made to coat the *-specimen with carbide under the same conditions by simply applying the same treatment agent without applying carburizing agent, but the surface mtct of the specimen showed that there was no pedicle layer at all. It was not formed.

実施例８ 実施例１と同一のＪＩ８８に’？板状試片の片面にのみ
、スラリー状の浸炭剤を約１５ｍ厚さで塗布した後、乾
燥させた。上記浸炭剤として一１００メツＶａの木脚粉
ＢＯ９６ｋ　１−６０’ｙ　Ｖａｆ）Ｎａ雪ＣＯｉ粉６
０％の混合粉末ｃｌ水ガフス水溶液ｌＯ％を添加して調
製した。Example 8 The same JI88 as in Example 1'? A slurry carburizing agent was applied to a thickness of about 15 m only on one side of the plate-shaped specimen, and then dried. As the above carburizing agent, 1100 Metsu Va tree leg powder BO96k 1-60'y Vaf) Na snow COi powder 6
It was prepared by adding 0% mixed powder Cl water gaff aqueous solution 10%.

一方、−１００メマＶ島の金属クロム粉６６％と焼結防
止剤として一１００メツＶ−のＡｌ＊Ｏｍ粉ｔｓｏ＊と
一１００メ１ＶａのＮＨ４Ｃｌ粉５ｇ６とを混合して調
製した処理剤を、上端開口の耐熱鋼製客器に上端より８
〜４＃ｌＩＩして゛いれた０次に試片を処理剤の中央部
に埋め込み、最後に処理剤の上に一１０’０メツＶ、の
Ｆ・−Ｂ粉を８−の厚さで被覆した。ついでその容器を
大気中の電気炉に入れ、９５０℃で８時間加熱処理を行
った。その後、処理容器を電気炉より取り出し、そのま
まの状態で空冷した。冷却した処ｍｙａ器から試験片を
とり出し、付着していた浸炭剤、および処理剤をワイヤ
プフＶで簡単Ｃ＃夫した。On the other hand, a treatment agent prepared by mixing 66% of metallic chromium powder of -100 mV and 5 g of 1100 mV of Al*Om powder and 5 g of NH4Cl powder of 1100 mV as an anti-sintering agent was used. , 8 from the top of the heat-resistant steel customer appliance with an opening at the top.
Embed the sample containing ~4 #lII in the center of the treatment agent, and finally cover the treatment agent with 110'0V of F/-B powder to a thickness of 8. did. The container was then placed in an electric furnace in the atmosphere and heat treated at 950° C. for 8 hours. Thereafter, the processing container was taken out of the electric furnace and air-cooled in that state. The test piece was taken out from the cooled processing vessel, and the adhering carburizing agent and treatment agent were removed using a wire puff V.

このようにして得られた試片の断面組織を顕微鏡観察し
たところ、試片の炭化物形成面には、約１６μｍの厚さ
のクロム炭化物が形成されていた。When the cross-sectional structure of the specimen thus obtained was observed under a microscope, it was found that chromium carbide with a thickness of about 16 μm was formed on the carbide-forming surface of the specimen.

なお、その母材硬さは約Ｈマ８００であつた。The hardness of the base material was approximately 800 mm.

一方、上記試片に対し浸炭剤を塗布することなく、同一
処理条件で炭化物被覆処理を行ったが。On the other hand, the above sample was subjected to carbide coating treatment under the same treatment conditions without applying a carburizing agent.

１１Ｂ成されたクロム炭化物層の厚さは、わずか約壱μ
論にすｌなかった。The thickness of the chromium carbide layer formed by 11B is only about 1 μm.
There was no argument.

実施例４ αｌ麿厚さｆ）ＪＩ８８１８８０４　（炭素會有量約α
Ｏ＋＊）の板状試片の片面にのみ、実施例１上同−の浸
炭剤を約ａｓｍの厚さで塗布し、　１１００℃で乾燥さ
せた。“ついでこの試片を、浴全量に対して１０％のＦ
・−■粉を溶入さ豐た溶融硼砂浴中に浸漬し、試片を陰
極、容器を陽極として、α８Ａ／ｄの電流密度で１時間
電解した・ 上記処理後の試片の断面組織を第８図の顕微鏡写真によ
り示す。写真より明らかなごとく、試片の炭化物形成面
には、約１８μｍのバナＶつ五廣化物層が形成されてい
た。なお、その母材硬さは約Ｈマ８４０であつた。Example 4 αl thickness f) JI8818804 (Carbon content approximately α
The carburizing agent of Example 1 and above was applied to a thickness of about asm only on one side of a plate-shaped specimen of O+*), and was dried at 1100°C. “Next, add this sample to 10% F of the total bath volume.
・-■ The powder was immersed in a molten borax bath and electrolyzed for 1 hour at a current density of α8A/d using the specimen as a cathode and the container as an anode.・The cross-sectional structure of the specimen after the above treatment was This is shown by the micrograph in FIG. As is clear from the photograph, an approximately 18 μm thick V-shaped carbide layer was formed on the carbide-forming surface of the specimen. The hardness of the base material was approximately 840 mm.

一方、浸廣剤を全く塗布することなく・同−試片に対し
、同一条件で炭化物被覆処理を行った。On the other hand, the same specimen was subjected to carbide coating under the same conditions without applying any soaking agent.

その結果、試片の両面に形成されたバナジウム炭化物層
の厚さは、わずか０８μｍｌｃすぎなかうた。As a result, the thickness of the vanadium carbide layer formed on both sides of the specimen was only 0.8 μml.

実施例５ αｌ■厚さの純コバルトの板状試片の片１１ｉにのみ、
ヌラリー状の浸屓剤を約α＠”ｍ厚さで塗布し、乾燥さ
せた。上記浸次剤としては、−６０ＩｙＦＪ＆のコーク
ス粉５０ｑ６と、−２０メマシ、のＫｍ　ＣＯ，１）　
４０９６の混合粉末に、デキストリン水溶液１０ｇ６を
添加して調製した。この試片を、浴全量に対して６９６
に相当する量だけ金属Ｔ烏を陽極にして電解要人させた
溶融硼砂洛中に浸漬し。Example 5 Only on piece 11i of a pure cobalt plate specimen with thickness αl■,
A nullary-like soaking agent was applied to a thickness of about α@”m and dried.The soaking agent used was -60IyFJ& coke powder 50q6 and -20Memashi Km CO, 1)
It was prepared by adding 10 g6 of a dextrin aqueous solution to the mixed powder of 4096. Add this sample to 696% of the total amount of the bath.
An amount corresponding to the amount of metal used as an anode was immersed in molten borax.

１０００℃で２時間保持し、ついで収り出し空冷した。It was held at 1000°C for 2 hours, then taken out and cooled in the air.

以上の処理により、試片の膨化物形成面には。As a result of the above treatment, the swelling material-forming surface of the test piece is coated.

約１５１１ＩＩＩのダンタｖｌｅ化物層が形成されてい
た。A Danta Vle compound layer of about 1511 III was formed.

なお、この母材硬さは約Ｈマ９０であった。Note that the hardness of this base material was about Hma90.

一方、同一試片に対し、浸脚剤を塗布することなく、同
一浴中で同一条件で羨化物被覆処理を試、、１１ みたが、試片の表ｆｆ１ｉｌ−は、□全く膨化物層が形
成されなかった。On the other hand, the same specimen was coated with enzymatic material under the same conditions in the same bath without applying any soaking agent. Not formed.

実施例６ α１ｍ厚さの純コバルトの板状試片の片面にのみ、実施
例１と同一のｉ！ｌ炭剤を約１５１１の厚さで塗布し、
乾燥させた。ついでこの試片を耐熱鋼調有蓋容ｓＩｃ入
れ、　＄１ＣＴＩＣ１ａ　αｏｇ９ＩＣ圧。Example 6 The same i! Apply charcoal agent to a thickness of about 1511,
Dry. Next, this test piece was placed in a heat-resistant steel style lidded container sIC, and the pressure was set to $1CTIC1a αog9IC.

ＣＨ６α０８気圧−Ｈ５Ｃ１９暴慨圧よりなる混合ガス
を容器内に封入し、蕾をして、密閉容器とした。A gas mixture consisting of CH6α08 atmospheres and H5C19 explosive pressure was sealed in a container, and a bud was formed to form a closed container.

ついでこの容器を大気中の電気炉に入れ、１０００℃で
８時間加熱した。その後容器を電気炉より取り出し、空
冷した俵、容器より試片を取り出した。This container was then placed in an electric furnace in the atmosphere and heated at 1000° C. for 8 hours. Thereafter, the container was taken out of the electric furnace, and the air-cooled bales and specimens were taken out from the container.

以上の処理により得られた試片の膨化物形成面には、約
１５μｍのチタン巌化物が形成されていた。また、その
母材硬さは豹Ｈマ９ｏでありた。About 15 μm of titanium sulfide was formed on the expanded surface of the specimen obtained by the above treatment. Moreover, the hardness of the base material was 9o.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図、および第８ＷＡは、それぞれ実施例１゜倍）で
ある。 −３８（ 黄や りFIG. 1 and 8th WA are each 1° times larger than the example. -38 (yellow)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１１Ｎ化物層を形成する表面以外の金属材料の表面に
浸炭剤を塗布した談、咳金属材料をチタン、バナＶウム
、＝オプ、タン一ル、およびクロムの各元素の内、いず
れか一種の存在下に加熱することにより１脚素を浸炭剤
から金属材料へ浸透拡散させる浸脚処理と、金属材料の
表１１ｆＩｃ任意の厚さの鯉化物被覆層を形成させる炭
化物形成処理とを同時に並行して仝 行うことを特徴とする金属材料の炭化物被覆方法 （２）金属材料は、薄板であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の金属材料の炭化物被覆方法 （８）金属材料は、鋭角な突起部分を有する材料であっ
て、浸炭剤の塗布部分はすくなくとも突起部分の近傍で
あることを特徴とする特許令 請求の範囲第１項記載の金属材料の軟化物被覆方法[Claims] (A story in which a carburizing agent is applied to the surface of a metal material other than the surface on which a 11N compound layer is formed.) Table 11 fIc of metal materials Table 11 fIc Carbide to form a carpide coating layer of arbitrary thickness (2) A method for coating a metal material with a carbide, characterized in that the formation treatment is carried out simultaneously and in parallel. Coating method (8) The metal material according to claim 1 of the Patent Law, wherein the metal material has an acute protrusion, and the carburizing agent is applied at least in the vicinity of the protrusion. Softened coating method