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JP2921140B2 - Surface hardening method and surface hardening member for substrate made of titanium or titanium alloy - Google Patents
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JP2921140B2 - Surface hardening method and surface hardening member for substrate made of titanium or titanium alloy - Google Patents

Surface hardening method and surface hardening member for substrate made of titanium or titanium alloy

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JP2921140B2
JP2921140B2 JP2655491A JP2655491A JP2921140B2 JP 2921140 B2 JP2921140 B2 JP 2921140B2 JP 2655491 A JP2655491 A JP 2655491A JP 2655491 A JP2655491 A JP 2655491A JP 2921140 B2 JP2921140 B2 JP 2921140B2
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alloy
coating layer
nickel
dispersed
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智 狩野
宏夫 大関
潤也 大江
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、チタン又はチタン合金
の表面硬化法および表面硬化部材に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for hardening a surface of titanium or a titanium alloy and a surface hardened member.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車エンジンでは、高速回転化
に伴なってエンジンの構成部材の軽量化が要求されてい
る。例えばロッカアームを例にとると、従来のロッカア
ームは、必要箇所に浸炭処理を施した鉄系の合金から形
成されるのが一般的であったが、近年、前記軽量化の要
求に答えるべく、チタンあるいはチタン合金を用いてロ
ッカアームを製造することが考えられている。これは、
チタンが、鉄と同程度の強度を持ちながらその比重が鉄
とアルミニウムの中間程度であるので、みやかにロッ
カアームの軽量化が図れるからである。
2. Description of the Related Art In recent years, with respect to an automobile engine, there has been a demand for a reduction in the weight of components of the engine as the engine speed increases. For example, taking a rocker arm as an example, a conventional rocker arm is generally formed from an iron-based alloy in which carburizing treatment has been performed on necessary portions. Alternatively, it has been considered to manufacture a rocker arm using a titanium alloy. this is,
Titanium, because the specific gravity while maintaining the same degree of strength and iron is an intermediate degree of iron and aluminum, because weight reduction of the rocker arm to be Miyaka can be achieved.

【0003】ところで、ロッカアームをチタンあるいは
チタン合金で製造する場合であっても、バルブトップや
カムとの接触部は優れた耐摩耗性を有する必要があり、
この部分は硬化させる必要がある。
[0003] Even when the rocker arm is made of titanium or a titanium alloy, the contact portion with the valve top or the cam needs to have excellent wear resistance.
This part needs to be cured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで現行で考えられ
るチタン表面の硬化法の1つとして、窒化があるが、窒
化ではチタン表面のごく一部分(例えば表面の数μm程
度)しか硬化することができず、ロッカアーム用には供
しえないものである。また、耐摩耗性の高い合金の盛金
による硬化法も知られているが、チタンの材料的な特性
上、溶接は難しく、この方法も採用しがたい問題があ
る。
One of the currently considered methods of curing the titanium surface is nitridation. Nitriding can cure only a small part of the titanium surface (for example, a few μm of the surface). It cannot be used for rocker arms. Also, a method of hardening an alloy having high wear resistance by using an alloy is known, but welding is difficult due to the material properties of titanium, and there is a problem that this method is also difficult to employ.

【0005】なお、特開昭50−28443号公報で開
示されるように、Ti又はTi合金に金属または合金を被
覆した後に硬化処理する方法が知られている。ところ
が、この方法で得られる硬化層の厚さは、数十μm程度
であって、ロッカアームなどの耐摩耗性部品用の硬化法
としては、十分な厚さの硬化層が形成できない問題があ
る。
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-28443, a method is known in which Ti or a Ti alloy is coated with a metal or an alloy and then subjected to a hardening treatment. However, the thickness of the hardened layer obtained by this method is about several tens of μm, and there is a problem that a hardened layer having a sufficient thickness cannot be formed as a hardening method for wear-resistant parts such as rocker arms.

【0006】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、比較的容易な処理によっ
てチタン又はチタン合金の基材の表面に1mm以上の厚い
硬化された層であって、セラミック粒子が分散させた
を形成することができ、チタン又はチタン合金製の耐摩
耗性の高い硬化材を得ることができるとともに、セラミ
ック粒子が分散された硬化された厚い層を有するチタン
又はチタン合金製の表面硬化部材を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hardened layer having a thickness of 1 mm or more on the surface of a titanium or titanium alloy substrate by a relatively easy treatment. , it is possible to form a layer ceramic particles are dispersed, it is possible to obtain a high wear resistance of titanium or a titanium alloy hardener, ceramic
It is an object of the present invention to provide a surface hardened member made of titanium or a titanium alloy having a hardened thick layer in which the hard particles are dispersed .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明は
前記課題を解決するために、チタン又はチタン合金から
なる基材の表面に、ニッケル、ニッケル合金又はチタン
合金からなり、セラミック粒子が分散された被覆層を形
成し、次いで前記被覆層と基材の少なくとも境界部分を
真空雰囲気中において共晶点以上の温度で900〜11
00℃の温度範囲に加熱して溶融拡散させ、溶融拡散に
より被覆層の少なくとも一部と基材表面部とを合金化
し、前記被覆層中に分散されていたセラミック粒子を合
金化部分に分散させるものである。
According to a first aspect of the present invention, to solve the above-mentioned problems, nickel, a nickel alloy or a titanium alloy is formed on a surface of a substrate made of titanium or a titanium alloy, and ceramic particles are formed on the surface of the substrate. Form a dispersed coating layer, then at least the boundary portion between the coating layer and the substrate
At temperatures above the eutectic point in the vacuum atmosphere 900-11
Melting and diffusion by heating to a temperature range of 00 ° C, and alloying at least a part of the coating layer and the surface of the substrate by melt diffusion
Then, the ceramic particles dispersed in the coating layer are combined.
It is to be dispersed in the gold portion .

【0008】請求項2に記載の発明は前記課題を解決す
るために、被覆層として、TiC、WC、B 4 C、C-B
N、TiN、Si 3 4 、サイアロン、SiCの中から選
択されるセラミック粒子が分散されたニッケルろう又は
チタンろうを用いるものである。
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, TiC, WC, B 4 C, CB
Select from N, TiN, Si 3 N 4 , Sialon, SiC
It employs a nickel or titanium braze in which the selected ceramic particles are dispersed.

【0009】請求項3に記載の発明は前記課題を解決す
るために、被覆層として、ニッケル、ニッケル合金又は
チタン合金の粉末の塗布物であってセラミック粒子が分
散されたもの、あるいは、前記粉末の圧密体であってセ
ラミック粒子が分散されたものを用いるものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a coating material of a powder of nickel, a nickel alloy or a titanium alloy, wherein ceramic particles are dispersed, Using a compact in which ceramic particles are dispersed.

【0010】請求項4に記載の発明は前記課題を解決す
るために、チタン又はチタン合金からなる基材と、この
基材上に形成された溶融拡散層とを具備してなり、前記
溶融拡散層が、ニッケル又はニッケル合金又はチタン合
金の構成元素と、チタン又はチタン合金の構成元素とを
含み、TiC、WC、B 4 C、C-BN、TiN、Si 3
4 、サイアロン、SiCの中から選択されるセラミッ
ク粒子が分散されてなるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a base made of titanium or a titanium alloy; and a melt diffusion layer formed on the base. The layer includes nickel, a nickel alloy or a titanium alloy constituent element, and titanium or a titanium alloy constituent element; TiC, WC, B 4 C, C-BN, TiN, Si 3
N 4, sialon, ceramic <br/> click particle selected from among SiC is what is dispersed.

【0011】請求項5に記載の発明は前記課題を解決す
るために、チタン又はチタン合金からなる基材と、この
基材上に形成された溶融拡散層と、この溶融拡散層上の
被覆層とを具備してなり、前記被覆層が、セラミック粒
子の分散されたニッケル又はニッケル合金又はチタン合
金からなり、前記溶融拡散層が、基材の構成元素と被覆
層の構成元素からなり、かつ、前記被覆層中に分散され
たセラミック粒子と同じセラミック粒子を分散状態で含
んでなるものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a base material made of titanium or a titanium alloy, a melt diffusion layer formed on the base material, and a coating layer on the melt diffusion layer. Wherein the coating layer is made of nickel or a nickel alloy or a titanium alloy in which ceramic particles are dispersed, the melt diffusion layer is made of a constituent element of a base material and a constituent element of a coating layer , and Dispersed in the coating layer
Containing the same ceramic particles in a dispersed state
Nde is made of.

【0012】請求項6に記載の発明は前記課題を解決す
るために、請求項4又は5に記載のニッケル合金を、炭
素、窒素、ホウ素、ジルコニウム、銅、タングステン、
モリブデンの中から選択される少なくとも1種以上の元
素を含有させてなるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a nickel alloy according to the fourth or fifth aspect, comprising carbon, nitrogen, boron, zirconium, copper, tungsten,
It contains at least one or more elements selected from molybdenum.

【0013】請求項7に記載の発明は前記課題を解決す
るために、請求項4又は5に記載の溶融拡散層に、ニッ
ケルとチタンとの化合物又はニッケル合金の構成元素と
チタンの化合物と、セラミック粒子とを混在させてなる
ものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a molten diffusion layer according to the fourth or fifth aspect, wherein a compound of nickel and titanium or a compound of titanium and a constituent element of a nickel alloy are provided. It is a mixture of ceramic particles.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、チタン又はチタン合金からな
る基材の表面に、セラミック粒子の分散されたニッケル
又はニッケル合金又はチタン合金からなる溶融拡散層を
形成するので、チタン又はチタン合金の構成元素とニッ
ケル又はニッケル合金の構成元素とが溶融拡散反応して
共晶合金化による硬化が起こり、更に化合物の析出によ
る析出硬化が生じ、更にセラミック粒子による分散強化
が生じ、これらにより硬化された溶融拡散層が基材表面
を硬化する。また、セラミック粒子はニッケル合金、チ
タン合金とのなじみが良好であり、被覆層の内部に均一
に分散させておけば、溶融拡散を行った後でも溶融拡散
層の内部に均一に分散しているので、セラミック粒子の
偏析は生じない。このようなセラミック粒子の具体例と
して、TiC、WC、B 4 C、C-BN、TiN、Si 3
4 、サイアロン、SiCの中から選択されるセラミッ
ク粒子を選択することができ、これらのセラミック粒子
を用いることで基材表面の硬化を確実になすことができ
る。更に、基材表面側に被覆層の構成元素が拡散すると
ともに、被覆層側にも基材構成元素が拡散するので、基
材と溶融拡散層の境界部分は硬さの勾配がゆるやかに変
化するようになる。
According to the present invention, a molten diffusion layer made of nickel or a nickel alloy or a titanium alloy in which ceramic particles are dispersed is formed on the surface of a base material made of titanium or a titanium alloy. The element and the constituent elements of nickel or a nickel alloy undergo a melt-diffusion reaction to cause hardening due to eutectic alloying, further cause precipitation hardening due to the precipitation of the compound, and further strengthen the dispersion by ceramic particles. The diffusion layer cures the substrate surface. In addition, the ceramic particles have good compatibility with nickel alloys and titanium alloys, and if they are uniformly dispersed in the coating layer, they are uniformly dispersed in the melt diffusion layer even after performing melt diffusion. Therefore, segregation of the ceramic particles does not occur. Specific examples of such ceramic particles
And TiC, WC, B 4 C, C-BN, TiN, Si 3
Ceramics selected from N 4 , Sialon and SiC
These ceramic particles can be selected
Can reliably cure the base material surface
You. Further, since the constituent elements of the coating layer are diffused to the base material surface side and the base material constituent elements are also diffused to the coating layer side, the hardness gradient gradually changes at the boundary between the base material and the melt diffusion layer. Become like

【0015】溶融拡散層は耐摩耗性に優れるので、本発
明により得られる表面硬化部材はロッカアームなどのよ
うに耐摩耗性が要求される機械部品用として好適であ
る。また、本発明の基材は、あくまでチタン又はチタン
合金であるので、本発明の表面硬化部材を用いて得られ
る機械部品は、従来の鉄系材料に比較して軽量で同程度
の強度を有し、耐摩耗性も優秀である。
Since the melt diffusion layer is excellent in abrasion resistance, the surface hardened member obtained by the present invention is suitable for a machine part requiring abrasion resistance such as a rocker arm. Further, since the base material of the present invention is only titanium or a titanium alloy, the mechanical parts obtained by using the surface-hardened member of the present invention are lighter and have the same strength as conventional iron-based materials. It also has excellent wear resistance.

【0016】更に、基材の構成元素と被覆層の構成元素
の溶融拡散反応によれば、拡散原子の相互拡散速度を高
めることができるので、厚い溶融拡散層が得られる。こ
の厚い溶融拡散層が基材上に形成されていると、基材の
塑性加工が可能になり、基材表面の切削加工が可能にな
る。
Further, according to the melt diffusion reaction between the constituent elements of the base material and the constituent elements of the coating layer, the mutual diffusion speed of the diffused atoms can be increased, so that a thick melt diffusion layer can be obtained. When the thick melt diffusion layer is formed on the base material, the base material can be plastically worked, and the base material surface can be cut.

【0017】被覆層として粉末の塗布物あるいは圧密体
を用いることで被覆層の厚さを自由に制御することがで
き、所望の厚さの硬化層が形成される。
By using a powder coating or a compact as the coating layer, the thickness of the coating layer can be freely controlled, and a cured layer having a desired thickness can be formed.

【0018】以下に本発明を更に詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0019】図1は本発明方法を適用して得られたロッ
カアームを示している。この例のロッカアーム1は、軸
受部2とその両側に延設されたアーム部3,4とを具備
してなり、アーム部3の先端にはカムに摺接する第1接
触部5が、また、アーム部4の先端にはバルブ軸に摺接
する第2接触部6が各々形成されている。
FIG. 1 shows a rocker arm obtained by applying the method of the present invention. The rocker arm 1 of this example includes a bearing portion 2 and arm portions 3 and 4 extending on both sides of the bearing portion 2. A first contact portion 5 that slides on a cam is provided at the tip of the arm portion 3. At the tip of the arm 4, second contact portions 6 slidably contacting the valve shaft are formed.

【0020】前記ロッカアーム1は、チタン又はチタン
合金からなり、その接触部5,6には本発明方法に係る
硬化処理が施されている。ロッカアームを構成するチタ
ン合金として、Ti-6Al-4V合金、Ti-13V-11
Cr-3Al合金、Ti-5Al-2Cr-1-Fe合金、Ti-5
Al-3Mn合金などを例示することができるが、これ以
外のチタン合金を用いても良い。
The rocker arm 1 is made of titanium or a titanium alloy, and its contact portions 5, 6 are subjected to a hardening treatment according to the method of the present invention. Ti-6Al-4V alloy, Ti-13V-11 as the titanium alloy constituting the rocker arm
Cr-3Al alloy, Ti-5Al-2Cr-1-Fe alloy, Ti-5
An Al-3Mn alloy or the like can be exemplified, but other titanium alloys may be used.

【0021】前記接触部5,6の断面構造は、図2に示
すようにチタン又はチタン合金からなる基材7と、この
基材7の表面に被覆された溶融拡散層8とからなってい
る。この溶融拡散層8は、厚さ0.7〜1.0mm以上にも
達するものであるが、後述する被覆層の厚さを調節する
ならばこれ以上薄く形成することもできる。
As shown in FIG. 2, the cross-sectional structure of the contact portions 5, 6 comprises a base material 7 made of titanium or a titanium alloy and a melt diffusion layer 8 coated on the surface of the base material 7. . The melt diffusion layer 8 has a thickness of 0.7 to 1.0 mm or more, but can be formed thinner if the thickness of a coating layer described later is adjusted.

【0022】溶融拡散層8を形成するには、まず、図3
に示す基材7の表面に、図4に示すように被覆層9を形
成する。この被覆層9を構成する金属として用いるの
は、チタンとの間に、金属間化合物、炭化物、チッ化
物、ホウ化物などの化合物を生成する金属が好ましい。
具体的には、純ニッケル、Ni-7Cr-3B-4Si-3Fe
合金、Ni-15Cr-3B合金、Ni-25Cr合金、Ni-0.
5C-3Si-10Cr-2.5Fe-2B-0.1Co合金(コル
モノイNo4)、Ni-0.65C-12Cr-4.25Fe-4.
0Si-2.5B合金(コルモノイNo5)、Ni-1.5C-2
7Cr-8W-1.6Fe-1.55B-0.5Co合金(コルモ
ノイNo84)、50Ni-32Mo-15Cr-3Si合金
商品名:トリバロイ700)、JIS規定BNi、など
のニッケルろう、Ti-48Zr-4Be、Ti-30V-4B
e、Ti-33Cr、Ti-13V-11Cr-3Alなどのチタ
ンろうを例示することができるが、これらに限るもので
はない。
In order to form the melt diffusion layer 8, first, FIG.
The coating layer 9 is formed on the surface of the substrate 7 shown in FIG. It is preferable to use a metal which forms a compound such as an intermetallic compound, a carbide, a nitride, or a boride with titanium as a metal constituting the coating layer 9.
Specifically, pure nickel, Ni-7Cr-3B-4Si-3Fe
Alloy, Ni-15Cr-3B alloy, Ni-25Cr alloy, Ni-0.
5C-3Si-10Cr-2.5Fe-2B-0.1Co alloy (Colmonoy No4), Ni-0.65C-12Cr-4.25Fe-4.
0Si-2.5B alloy (Colmonoy No5), Ni-1.5C-2
7Cr-8W-1.6Fe-1.55B-0.5Co alloy (Colmonoy No84), 50Ni-32Mo-15Cr-3Si alloy (Trivalloy 700), JIS-specified BNi, etc. Nickel brazing, Ti-48Zr-4Be , Ti-30V-4B
e, Ti-33Cr, Ti-13V-11Cr-3Al and the like can be exemplified, but not limited thereto.

【0023】そして、前記組成の金属にセラミック粒子
を分散させることで被覆層9が構成される。用いるセラ
ミック粒子として、TiC、WC、B4C、C-BN、Ti
N、Si34、サイアロン、SiCなどを例示することが
できるがこれらに限るものではない。なおここで、セラ
ミック粒子として例えばウイスカを混合しても良い。
The coating layer 9 is formed by dispersing ceramic particles in the metal having the above composition. TiC, WC, B 4 C, C-BN, Ti
Examples thereof include N, Si 3 N 4 , Sialon, and SiC, but are not limited thereto. Here, for example, whiskers may be mixed as the ceramic particles.

【0024】被覆層9を基材7上に形成する手段として
は、セラミック粒子の分散した前記各組成の金属の箔を
基材7上に、圧着、接着、スポット溶接などの方法によ
り接合して形成しても良いし、前記組成の金属の粉体と
セラミック粒子をバインダーに混合した塗布物を塗布し
ても良い。また、セラミック粒子を含む前記組成の金属
の粉末を基材7上にまぶした後に、液圧プレスなどの手
法により圧密して被覆しても良い。要は、セラミック粒
子が均一に分散されたもので、ある程度の厚さをもった
被覆層9を形成できる手段であれば公知のいかなる手段
を用いても良い。前記の手段により、厚さ数mm程度の被
覆層9を容易に形成することができる。
The means for forming the coating layer 9 on the substrate 7 is as follows. A metal foil of each of the above-described compositions in which ceramic particles are dispersed is bonded to the substrate 7 by a method such as pressure bonding, adhesion, spot welding or the like. It may be formed, or a coating material in which a metal powder and a ceramic particle having the above composition are mixed with a binder may be applied. Further, after the metal powder having the above-mentioned composition including the ceramic particles is spread on the base material 7, the metal powder may be densely coated by a technique such as hydraulic pressing. In short, any known means may be used as long as it is a means in which the ceramic particles are uniformly dispersed and a coating layer 9 having a certain thickness can be formed. By the above means, the coating layer 9 having a thickness of about several mm can be easily formed.

【0025】被覆層9を形成したならば、真空炉などに
収納して、例えば1×10-4Torr以下の真空中で90
0〜1100℃に加熱する。真空中で処理するのは、チ
タンが化学的に活性であり、還元反応を防止するためで
ある。また、加熱温度は被覆層9の構成主要元素とチタ
ンとの共晶点近傍の温度が好ましく、それ以上の温度で
も良い。従って前記のように900〜1100℃の範囲
が好ましいが、加熱温度は被覆層9の種類によって前記
の範囲内で適宜設定するものとする。
After the coating layer 9 is formed, it is housed in a vacuum furnace or the like, and is placed, for example, in a vacuum of 1 × 10 −4 Torr or less.
Heat to 0-1100 ° C. The treatment in vacuum is for the purpose of preventing titanium from being chemically active and reducing. The heating temperature is preferably a temperature in the vicinity of the eutectic point of the main constituent element of the coating layer 9 and titanium, and may be a higher temperature. Therefore, the range of 900 to 1100 ° C. is preferable as described above, but the heating temperature is appropriately set within the above range depending on the type of the coating layer 9.

【0026】前記真空加熱処理によって被覆層9の一部
又は全部が溶融拡散する。このような溶融拡散状態で所
定時間(数十分〜数十時間)保持することで被覆層9を構
成する元素と基材7を構成する元素が相互拡散し、冷却
後に図2に示す溶融拡散層8が生成する。また、被覆層
9の溶融拡散時においてセラミック粒子は被覆層9との
なじみが良好であるので、溶融拡散層8においてもセラ
ミック粒子が均一に分散する。
Part or all of the coating layer 9 is melted and diffused by the vacuum heating treatment. By maintaining such a melt diffusion state for a predetermined time (several tens to several tens of hours), the elements constituting the coating layer 9 and the elements constituting the base material 7 mutually diffuse, and after cooling, the melt diffusion shown in FIG. Layer 8 forms. In addition, since the ceramic particles are well adapted to the coating layer 9 during the melt diffusion of the coating layer 9, the ceramic particles are also uniformly dispersed in the melt diffusion layer 8.

【0027】この溶融拡散層8の硬度は、Ti-6Al-4
V合金の基材7を用い、被覆層9として、TiC粒子を
分散させたNi-1.5C-27Cr-8W-1.6Fe-1.5
5B-0.5Co合金(コルモノイNo84)を用い、107
0℃で1時間加熱した場合にビッカース硬さで710前
後の硬度が得られる。なお、前記の被覆層9においては
コルモノイNo84合金とTiC粒子とを体積比で1:1
に配合したものである。
The hardness of the melt diffusion layer 8 is Ti-6Al-4.
Ni-1.5C-27Cr-8W-1.6Fe-1.5 in which TiC particles are dispersed is used as a coating layer 9 using a V alloy base material 7.
Using 5B-0.5Co alloy (Colmonoy No84), 107
When heated at 0 ° C. for 1 hour, a Vickers hardness of about 710 is obtained. In the coating layer 9, the Colmonoy No. 84 alloy and the TiC particles were mixed at a volume ratio of 1: 1.
It is blended in.

【0028】ここで前記溶融拡散処理を行うことで、ニ
ッケルとチタンとの共晶合金化、更には、炭素とケイ素
とホウ素と窒素とジルコニウムとクロムのいずれかから
選択される元素と、基材のチタンとの2元系あるいは3
元系の共晶合金化、並びに金属間化合物の生成が起こ
り、被覆層9よりも硬化が高められた溶融拡散層8が形
成される。溶融拡散反応で生成される金属間化合物とし
てNi3(Al+Ti)などのγ'相を例示することができ
る。また、被覆層9としてニッケル合金を用いる場合
は、炭素がカーバイド、ケイ素がシリサイド、ホウ素が
ボライド、窒素がチッ化物、ジルコニウムとニオブとク
ロムとが金属間化合物を生成して硬化に寄与する。更
に、溶融拡散状態の被覆層9となじみが良好なセラミッ
ク粒子は溶融拡散層8の硬化に寄与する。
Here, by performing the melt diffusion treatment, a eutectic alloy of nickel and titanium is formed, and further, an element selected from carbon, silicon, boron, nitrogen, zirconium, and chromium, Binary or 3 with titanium
The eutectic alloying of the base system and the formation of the intermetallic compound occur, and the melt diffusion layer 8 having higher curing than the coating layer 9 is formed. The γ 'phase such as Ni 3 (Al + Ti) can be exemplified as the intermetallic compound generated by the melt diffusion reaction. When a nickel alloy is used for the coating layer 9, carbon is carbide, silicon is silicide, boron is boride, nitrogen is nitride, and zirconium, niobium and chromium form intermetallic compounds and contribute to hardening. Furthermore, the ceramic particles that are well compatible with the coating layer 9 in the melt diffusion state contribute to the hardening of the melt diffusion layer 8.

【0029】なお、前記被覆層9を加熱溶融する場合、
高周波加熱などの手段を用い、基材7側の被覆層9の一
部を溶融させても良いし、被覆層9の全体を溶融させて
も良い。
When the coating layer 9 is melted by heating,
Using a means such as high-frequency heating, a part of the coating layer 9 on the substrate 7 side may be melted, or the entire coating layer 9 may be melted.

【0030】図5は溶融拡散層8の拡大構造を示すもの
である。溶融拡散層8は、基部層11と、この基部層1
1上の硬化層12とから構成される。即ち、被覆層9の
構成元素が基材7側に拡散して生成されたものが基部層
11であり、溶融拡散層8に基材7の構成元素が拡散し
て生成されたものが硬化層12である。
FIG. 5 shows an enlarged structure of the melt diffusion layer 8. The melt diffusion layer 8 includes a base layer 11 and the base layer 1.
1 on the hardened layer 12. That is, the base layer 11 is formed by diffusing the constituent elements of the coating layer 9 toward the base material 7, and the hardened layer is formed by diffusing the constituent elements of the base material 7 into the melt diffusion layer 8. Twelve.

【0031】溶融拡散層8は、チタン又はチタン合金の
基材7に被覆層9の構成元素が拡散して構成され、硬化
層12は、被覆層9の構成元素に基材7の構成元素が拡
散して構成されたものであるので、拡散元素の濃度勾配
が緩やかな場合は基部層11と硬化層12との境界部分
が明確ではないこともある。ここで硬化層12は基部層
11よりも硬くなる。即ち、硬さの分布に傾斜がつくわ
けであり、基材7側の基部層11から硬化層12側にか
けて順次硬度が向上するような構造になる。
The melt diffusion layer 8 is formed by diffusing the constituent elements of the coating layer 9 into the titanium or titanium alloy base material 7, and the hardened layer 12 is formed by adding the constituent elements of the base layer 7 to the constituent elements of the coating layer 9. Since it is formed by diffusion, if the concentration gradient of the diffusion element is gentle, the boundary between the base layer 11 and the hardened layer 12 may not be clear. Here, the hardened layer 12 is harder than the base layer 11. That is, the hardness distribution is inclined, and the structure is such that the hardness is gradually improved from the base layer 11 on the base material 7 side to the hardened layer 12 side.

【0032】このように硬度がなめらかに低下する構造
をもつ表面硬化部材は、使用に際し、仮に表面の最も硬
い部分が摩耗した場合でも徐々に耐摩耗性が低下するだ
けで、摩耗が急激に進んで周囲の部品とのバランスが崩
れる不具合が生じない。即ち、ロッカアーム1の場合を
例にとると、バルブトップとの接触面積が急激に摩耗す
ることがなく、バルブクリアランスが大きくなりすぎる
ことがなく、打音が発生するといった不具合は生じな
い。
The surface hardened member having the structure in which the hardness is smoothly reduced as described above, when used, even if the hardest part of the surface is worn, the wear resistance is gradually reduced, and the wear is rapidly advanced. Therefore, there is no problem that the balance with the surrounding parts is lost. That is, in the case of the rocker arm 1 as an example, a problem does not occur such that the contact area with the valve top is not rapidly abraded, the valve clearance is not too large, and a tapping sound is generated.

【0033】これに対して通常の盛金による硬化法で
は、硬度が低下しないように基材と盛金との合金化を極
力抑えて行うのが通常であるが、本発明では逆に、積極
的に合金化を促進し、盛金よりも硬度を上げることがで
きるとともに、溶融拡散層8の硬度変化を滑らかに低下
させて基材7に連続させることができるようにしたもの
である。
On the other hand, in the ordinary hardening method using an overlay, it is usual to carry out alloying between the base material and the overlay as much as possible so that the hardness is not reduced. In addition to promoting the alloying, the hardness can be increased more than the embossed metal, and the change in hardness of the melt diffusion layer 8 can be smoothly reduced to be continuous with the base material 7.

【0034】一方、図6は本発明の硬化材をリングギヤ
30に適用した実施例を示すものである。このリングギ
ヤ30では外周のギヤ部が本発明方法で硬化されてい
る。リングギヤ30の全体の概略部分はチタン又はチタ
ン合金で鍛造などの通常の手段で作製し、この後に外周
のギヤ部全体に被覆層を形成して硬化させた後に、切削
加工あるいは研摩加工を行ってギヤ部を仕上げることで
リングギヤ30を得ることができる。
FIG. 6 shows an embodiment in which the hardened material of the present invention is applied to a ring gear 30. In the ring gear 30, the outer gear portion is hardened by the method of the present invention. A general portion of the entire ring gear 30 is made of titanium or a titanium alloy by ordinary means such as forging, and thereafter, a coating layer is formed on the entire outer peripheral gear portion and hardened, and thereafter, cutting or polishing is performed. The ring gear 30 can be obtained by finishing the gear portion.

【0035】本発明に係る溶融拡散層8は数分の一mm〜
数mmと十分な厚さを有するので、切削加工や塑性加工が
可能になる。よって製造時に切削加工や塑性加工が必要
な機械部品をチタン又はチタン合金で製造することが可
能になる。
The melt diffusion layer 8 according to the present invention has a thickness of a few
Since it has a sufficient thickness of several mm, cutting and plastic working become possible. Therefore, it is possible to manufacture a mechanical part that requires cutting or plastic working at the time of manufacturing from titanium or a titanium alloy.

【0036】なお、前記の例ではロッカアーム1とリン
グギヤ30に本発明方法を適用した例について説明した
が、その他の耐摩耗性の要求される部材(バルブリテー
ナ、トランスミッションギア、デファレンシャルギア、
ディスクブレーキ、軸受など)に本発明を適用しても良
いのは勿論である。
In the above-described example, an example in which the method of the present invention is applied to the rocker arm 1 and the ring gear 30 has been described. However, other members requiring abrasion resistance (a valve retainer, a transmission gear, a differential gear,
Of course, the present invention may be applied to disc brakes, bearings, and the like).

【0037】[0037]

【実施例】チタンあるいはチタン合金製の基材を用い、
その基材の表面に粉末塗布法により、セラミック粒子の
分散した厚さ0.5mmの種々の組成の被覆層を形成し、
この被覆層付きの基材を真空加熱炉に収納して真空加熱
炉の内部を1×10-4Torrに真空引きした後に、90
0〜1100℃に1時間加熱して溶融拡散処理を行っ
た。
Example: Using a substrate made of titanium or a titanium alloy,
A coating layer of various compositions having a thickness of 0.5 mm in which ceramic particles are dispersed is formed on the surface of the base material by a powder coating method,
The base material with the coating layer was housed in a vacuum heating furnace, and the inside of the vacuum heating furnace was evacuated to 1 × 10 −4 Torr.
The mixture was heated to 0 to 1100 ° C. for 1 hour to perform a melt diffusion treatment.

【0038】得られた溶融拡散層を有する基材をビッカ
ース硬度802のステライト#1のリングと硬度HRC
−57のJIS規定SUJリングに摺接させて摩耗速度
(m/秒)と比摩耗量の関係を測定した。この測定には、
大越式摩耗試験機を用いた。この大越式摩耗試験機と
は、株式会社:東京試験機製作所製の迅速摩耗試験機で
あって、回転円盤を平面試験片に押し付けて摩耗し、そ
の時の摩耗痕の大きさで摩耗量を測定する装置である。
いま、回転円盤の外径を2r、厚さをBとし、摩耗距離
loだけ摩耗した時の最終荷重をPo、摩耗痕の深さをbo
とすると、 摩耗量(体積)は、 Bbo3/12r mm3で示さ
れ、 接触圧力は、 Po/Bbo kg/mm2で示さ
れるとともに、 試験材料の摩耗特性を示す 比摩耗量Wsは、 Bb3/8rPolo mm2/k
gで示される。
The obtained base material having a melt diffusion layer was coated with a ring of Stellite # 1 having a Vickers hardness of 802 and a hardness of HRC.
Abrasion rate by sliding contact with JIS-specified SUJ ring of -57
(m / sec) and the specific wear amount were measured. For this measurement,
Ogoshi abrasion tester was used. This Ogoshi type abrasion tester is a rapid abrasion tester manufactured by Tokyo Testing Machine Co., Ltd., which is worn by pressing a rotating disk against a flat test piece, and the amount of abrasion is measured by the size of abrasion marks at that time. It is a device to do.
Now, the outer diameter of the rotating disk is 2r, the thickness is B, the final load when worn by the wear distance l0 is Po, and the depth of the wear mark is bo.
Then, the wear amount (volume) is represented by Bbo 3 / 12r mm 3 , the contact pressure is represented by Po / Bbo kg / mm 2 , and the specific wear amount Ws indicating the wear characteristics of the test material is Bb 3 / 8rPolo mm 2 / k
Indicated by g.

【0039】また、回転円盤の寸法は、外径28mmの
円筒部材の外周部に厚さ3mmの外径30mmのフラン
ジ部を形成した回転円盤を用いるとともに、平面試験片
は、長さ40〜60mm、幅25mm、厚さ5〜10m
mのものを用い、回転軸の先端に前記回転円盤を装着
し、回転円盤のフランジ部を前記試験片に所要の圧力で
押し当てて回転軸を回転駆動し、フランジ部が試験片に
対して所定距離擦り合った後に試験を停止して摩耗痕を
測定し、計算により比摩耗量を算出した。
The dimensions of the rotating disk were such that a cylindrical member having an outer diameter of 28 mm and a flange having a thickness of 3 mm and an outer diameter of 30 mm were formed on the outer peripheral portion, and the flat test piece had a length of 40 to 60 mm. , Width 25mm, thickness 5-10m
m, the rotating disk is attached to the tip of the rotating shaft, and the flange portion of the rotating disk is pressed against the test piece at a required pressure to drive the rotating shaft to rotate. After rubbing a predetermined distance, the test was stopped to measure wear marks, and the specific wear amount was calculated by calculation.

【0040】図7と図8に、チタン又はチタン合金の基
材にそれぞれの組成の被覆層を形成し、それらの耐摩耗
性について耐摩耗試験を行った結果を示す。
FIGS. 7 and 8 show the results of forming a coating layer of each composition on a titanium or titanium alloy base material and performing a wear resistance test on their wear resistance.

【0041】図7に示す#6はCo-3Ni-28Cr-4W
-1Cなる組成のステライト#6を示し、#1はCo-3
Ni-30Cr-12W-2.5Cなる組成のステライト#1
を示し、Ti合はTi-6Al-4Vなる組成のチタン合金
を示す。図7から、チタン合金の基材に、Ti-C入りの
コルモノイ合金の被覆層を形成して溶融拡散させた試料
は、他の試料に比較して摩耗速度が速い場合に特に耐摩
耗性に優れていることが判明した。
# 6 shown in FIG. 7 is Co-3Ni-28Cr-4W.
-1C shows stellite # 6 having a composition of # 1C, and # 1 represents Co-3.
Stellite # 1 having a composition of Ni-30Cr-12W-2.5C
And Ti alloy indicates a titanium alloy having a composition of Ti-6Al-4V. From FIG. 7, it can be seen that the sample formed by forming a coating layer of a Col-Monoy alloy containing Ti-C on a titanium alloy substrate and melt-diffusion has a particularly high abrasion resistance when the wear rate is higher than other samples. It turned out to be excellent.

【0042】図8に示す試料においては、コルモノイN
o4とTiCを混合した被覆層をチタン合金の基材に被覆
した試料と、コルモノイNo84とWCを混合した被覆
層を用いた試料のいずれもが、他の試料に比較して極め
て優秀な耐摩耗性を発揮した。図8に示す耐摩耗性の良
好な試料にあっては、摩耗速度が向上しても比摩耗量が
ほとんど増加しないものがあるので、優秀な高速耐摩耗
性を有していることが明らかである。更に、Ti-6Al-
4V合金の基材を用い、TiCを分散させたコルモノイ
No84の被覆層の試料にあっては、ビッカース硬度で
709の優秀な値が得られた。
In the sample shown in FIG. 8, Colmonoy N
Both the sample in which the coating layer mixed with o4 and TiC was coated on the titanium alloy base material and the sample in which the coating layer mixed with Colmonoy No84 and WC were excellent in wear resistance as compared with the other samples. Demonstrated the nature. Some of the samples having good abrasion resistance shown in FIG. 8 hardly increase the specific abrasion amount even if the abrasion speed is improved, so that it is apparent that they have excellent high-speed abrasion resistance. is there. Furthermore, Ti-6Al-
An excellent value of 709 in Vickers hardness was obtained in the sample of the coating layer of Colmonoy No. 84 in which TiC was dispersed using a base material of 4V alloy.

【0043】図9はTiあるいはTi-6Al-4V合金基
材の表面にTiCを分散させたコルモノイNo4の箔を
被覆してプレスした後に1100℃で1時間溶融拡散処
理を行なって得られた硬化部材において、表面からの深
さに応じた硬度の測定結果を示す。図9に示す結果から
本発明による硬化部材は、表面部分の硬度が最も高く、
深くなるほど硬度が低くなっていることが明らかになっ
た。
FIG. 9 shows the hardening obtained by coating and pressing a foil of Colmonoy No. 4 in which TiC is dispersed on the surface of a Ti or Ti-6Al-4V alloy base material and then performing a melt diffusion treatment at 1100 ° C. for 1 hour. The measurement result of the hardness according to the depth from the surface of the member is shown. From the results shown in FIG. 9, the cured member according to the present invention has the highest hardness of the surface portion,
It became clear that the hardness became lower as the depth became deeper.

【発明の効果】本発明の表面硬化部材においては、チタ
ン又はチタン合金の基材上にニッケル、ニッケル合金
又はチタン合金の溶融拡散層を形成し、セラミック粒子
の分散強化、共晶合金化、化合物による析出硬化をさせ
ているので、この溶融拡散層自体が硬化するとともに、
基材を硬化する。ラミック粒子は溶融状態の被覆層と
なじみが良好で均一分散できるので、均一な硬度になる
ように硬化させることができる。更に、被覆層は数mmの
厚さに容易に形成することができ、この厚い被覆層を溶
融させて溶融拡散層を形成するので、数mmに達する厚さ
の溶融拡散層を容易に得ることができる。って本発明
方法により得られる表面硬化部材は、切削加工と組成加
工が可能になり、ロッカアームやバルブリテーナ、各種
のギアなどの耐摩耗性の要求される機械部品を提供する
ことができる。また、具体的なセラミック粒子として、
TiC、WC、B 4 C、C-BN、TiN、Si 3 4 、サ
イアロン、SiCの中から選択されるセラミック粒子を
選択することができ、これらのセラミック粒子を溶融拡
散層に均一分散させることで、先の特徴を有する表面硬
化材を確実に得ることができる。溶融拡散層と基材とは
互いの構成元素が相互に拡散しているので、境界部分の
基材も強化される。この結果、仮に溶融拡散層の部分が
摩耗した場合であっても、耐摩耗性の低下はゆるやかで
あり、急激に耐摩耗性が低下することはない。よってロ
ッカアームなどの摺動部分においては、摩耗が進んでも
バルブクリアランスが急に大きくなることはなく、打音
が生じることはない。また、本発明の表面硬化部材は、
内部がチタン又はチタン合金製であるので、従来の鉄系
材料よりも軽量で耐食性に優れ、強度も高い特徴があ
る。
In surface hardening member present invention, on a substrate of titanium or a titanium alloy to form nickel, a melt diffusion layer of a nickel alloy or titanium alloy, dispersion strengthened, eutectic alloy of ceramic particles, Because the compound is precipitation hardened, this melt diffusion layer itself hardens,
Cure the substrate. Since ceramic particles familiar a coating layer in a molten state it can be satisfactorily uniform dispersion can be cured to form a uniform hardness. Further, the coating layer can be easily formed to a thickness of several mm, and this thick coating layer is melted to form a melt diffusion layer, so that a melt diffusion layer having a thickness of several mm can be easily obtained. Can be. Surface hardening member obtained by the method of the present invention I O is cutting the composition processing becomes possible, it is possible to provide a mechanical component that is the rocker arm and the valve retainer, the wear resistance of various gears request. Also, as specific ceramic particles,
TiC, WC, B 4 C, C-BN, TiN, Si 3 N 4 ,
Iaron, ceramic particles selected from SiC
These ceramic particles can be melt-expanded.
By uniformly dispersing in the dispersed layer, the surface hardness
It is possible to reliably obtain a chemical material. Since the constituent elements of the melt diffusion layer and the base material are mutually diffused, the base material at the boundary portion is strengthened. As a result, even if the melt diffusion layer is worn, the wear resistance is slowly reduced, and the wear resistance is not suddenly reduced. Therefore, in the sliding portion such as the rocker arm, even if the wear progresses, the valve clearance does not suddenly increase, and the tapping sound does not occur. Further, the surface hardened member of the present invention,
Since the inside is made of titanium or a titanium alloy, it has features that it is lighter, has better corrosion resistance, and has higher strength than conventional iron-based materials.

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

【図1】図1は本発明に係る硬化材を適用して得られる
ロッカアームの一例を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing an example of a rocker arm obtained by applying a hardening material according to the present invention.

【図2】図2は溶融拡散層を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a melt diffusion layer.

【図3】図3は基材の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a base material.

【図4】図4は基材上に被覆層を形成した状態を示す断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where a coating layer is formed on a base material.

【図5】図5は溶融拡散層の他の例を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the melt diffusion layer.

【図6】図6は本発明に係る硬化材を適用して得られた
ギヤの斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a gear obtained by applying the hardening material according to the present invention.

【図7】図7は比摩耗量と摩耗速度との関係を示す第1
のグラフである。
FIG. 7 is a first graph showing the relationship between the specific wear amount and the wear rate.
It is a graph of.

【図8】図8は比摩耗量と摩耗速度との関係を示す第2
のグラフである。
FIG. 8 is a second graph showing the relationship between the specific wear amount and the wear rate.
It is a graph of.

【図9】図9は硬化層の硬度と深さの関係を示すグラフ
である。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the hardness and the depth of the cured layer.

【符号の説明】 1 ロッカアーム 3 アーム部 4 アーム部 5 接触部 6 接触部 7 基材 8 溶融拡散層 9 被覆層 11 基部層 12 硬化層[Description of Signs] 1 Rocker arm 3 Arm part 4 Arm part 5 Contact part 6 Contact part 7 Base material 8 Melt diffusion layer 9 Coating layer 11 Base layer 12 Hardened layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大関 宏夫 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 商品開発センタ ー内 (72)発明者 大江 潤也 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 商品開発センタ ー内 (56)参考文献 特開 昭62−270277(JP,A) 特開 平2−250951(JP,A) 特公 昭55−48586(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 12/00 - 12/02 C23C 10/28 - 10/30 C23C 26/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroo Ozeki 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Mitsui Materials Corporation Product Development Center (72) Inventor Junya Oe 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Address Mitsubishi Materials Corporation Product Development Center (56) References JP-A-62-270277 (JP, A) JP-A-2-250951 (JP, A) JP-B-55-48586 (JP, B2) ( 58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 12/00-12/02 C23C 10/28-10/30 C23C 26/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チタン又はチタン合金からなる基材の表
面に、ニッケル、ニッケル合金又はチタン合金からな
り、セラミック粒子が分散された被覆層を形成し、次い
で前記被覆層と基材の少なくとも境界部分を真空雰囲気
中において共晶点以上の温度で900〜1100℃の温
度範囲に加熱して溶融拡散させ、溶融拡散により被覆層
の少なくとも一部と基材表面部とを合金化し、前記被覆
層中に分散されていたセラミック粒子を合金化部分に分
散させることを特徴とするチタン又はチタン合金からな
る基材の表面硬化法。
1. A coating layer made of nickel, a nickel alloy or a titanium alloy and having ceramic particles dispersed thereon is formed on a surface of a substrate made of titanium or a titanium alloy, and then at least a boundary portion between the coating layer and the substrate. The vacuum atmosphere
At a temperature of 900 to 1100 ° C at a temperature above the eutectic point
Melted and diffused by heating to a temperature range , alloying at least a part of the coating layer and the substrate surface portion by melt diffusion ,
The ceramic particles dispersed in the layer are separated into alloyed parts.
A method for hardening a surface of a substrate made of titanium or a titanium alloy, characterized by being dispersed .
【請求項2】 被覆層として、TiC、WC、B 4 C、
C-BN、TiN、Si 3 4 、サイアロン、SiCの中
から選択されるセラミック粒子が分散されたニッケルろ
う又はチタンろうを用いることを特徴とする請求項1記
載の基材の表面硬化法。
2. A coating layer comprising TiC, WC, B 4 C,
C-BN, TiN, Si 3 N 4 , Sialon, SiC
2. The method for hardening a surface of a substrate according to claim 1, wherein nickel brazing or titanium brazing in which ceramic particles selected from the following are dispersed is used.
【請求項3】 被覆層として、ニッケル、ニッケル合金
又はチタン合金の粉末の塗布物であって、TiC、W
C、B 4 C、C-BN、TiN、Si 3 4 、サイアロン、
SiCの中から選択されるセラミック粒子が分散された
もの、あるいは、前記粉末の圧密体であって、TiC、
WC、B 4 C、C-BN、TiN、Si 3 4 、サイアロ
ン、SiCの中から選択されるセラミック粒子が分散さ
れたものを用いることを特徴とする請求項1記載の基材
の表面硬化法。
3. A coating material of nickel, nickel alloy or titanium alloy powder as a coating layer , wherein TiC, W
C, B 4 C, C-BN, TiN, Si 3 N 4 , Sialon,
A ceramic particle selected from SiC dispersed therein, or a compact of the powder, wherein TiC,
WC, B 4 C, C-BN, TiN, Si 3 N 4 , sialo
2. The method for hardening a surface of a substrate according to claim 1, wherein ceramic particles selected from the group consisting of SiC and SiC are dispersed.
【請求項4】 チタン又はチタン合金からなる基材と、
この基材上に形成された溶融拡散層とを具備してなり、
前記溶融拡散層が、ニッケル又はニッケル合金又はチタ
ン合金の構成元素と、チタン又はチタン合金の構成元素
とを含み、セラミック粒子が分散されてなることを特徴
とする表面硬化部材。
4. A substrate made of titanium or a titanium alloy,
And a melt diffusion layer formed on the substrate,
A surface hardened member, wherein the melt diffusion layer contains nickel, a nickel alloy or a titanium alloy constituent element, and titanium or a titanium alloy constituent element, and is formed by dispersing ceramic particles.
【請求項5】 チタン又はチタン合金からなる基材と、
この基材上に形成された溶融拡散層と、この溶融拡散層
上の被覆層とを具備してなり、前記被覆層が、セラミッ
ク粒子の分散されたニッケル又はニッケル合金又はチタ
ン合金からなり、前記溶融拡散層が、基材の構成元素と
被覆層の構成元素からなり、かつ、前記被覆層中に分散
されたセラミック粒子と同じセラミック粒子を分散状態
で含んでなることを特徴とする表面硬化部材。
5. A substrate made of titanium or a titanium alloy,
A melt diffusion layer formed on the base material, and a coating layer on the melt diffusion layer, wherein the coating layer is made of nickel or a nickel alloy or a titanium alloy in which ceramic particles are dispersed; The melt diffusion layer is composed of the constituent elements of the base material and the constituent elements of the coating layer , and is dispersed in the coating layer.
Same ceramic particles as the dispersed ceramic particles
A surface hardened member characterized by comprising:
【請求項6】 ニッケル合金が、炭素、窒素、ホウ素、
ジルコニウム、銅、タングステン、モリブデンの中から
選択される少なくとも1種以上の元素を含有してなるこ
とを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の表面硬化
部材。
6. The nickel alloy comprises carbon, nitrogen, boron,
The surface-hardened member according to claim 4, wherein the member includes at least one element selected from zirconium, copper, tungsten, and molybdenum.
【請求項7】溶融拡散層に、ニッケルとチタンとの化合
物又はニッケル合金の構成元素とチタンとの化合物と、
TiC、WC、B 4 C、C-BN、TiN、Si 3 4 、サ
イアロン、SiCの中から選択されるセラミック粒子と
が混在されてなることを特徴とする請求項4又は請求項
5に記載の表面硬化部材。
7. A molten diffusion layer comprising: a compound of nickel and titanium or a compound of titanium and a constituent element of a nickel alloy;
TiC, WC, B 4 C, C-BN, TiN, Si 3 N 4 ,
The surface hardened member according to claim 4 or 5, wherein ceramic particles selected from Iaron and SiC are mixed.
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