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JP2002088431A - High hardness corrosion resistant alloy member and its production method - Google Patents

High hardness corrosion resistant alloy member and its production method

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JP2002088431A
JP2002088431A JP2000278256A JP2000278256A JP2002088431A JP 2002088431 A JP2002088431 A JP 2002088431A JP 2000278256 A JP2000278256 A JP 2000278256A JP 2000278256 A JP2000278256 A JP 2000278256A JP 2002088431 A JP2002088431 A JP 2002088431A
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JP
Japan
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alloy member
hardness
based alloy
resistant alloy
alloy
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JP2000278256A
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Takashi Rokutanda
貴史 六反田
Kiyoshi Nagasaki
潔 長崎
Hitoshi Nakajima
均 中島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high hardness corrosion resistant alloy member exhibiting good corrosion resistance to acids, alkalis, salts, or the like, while maintaining characteristics in accordance with use requiring high strength and high hardness including a press molding die and further improved in the wear resistance of a sliding part. SOLUTION: This high hardness corrosion resistant alloy member 3 is provided with an alloy member body 1 composed of an Ni-Cr-Al based alloy having a composition containing Cr in the range of, by mass, 25 to 60% and Al in the range of 0.01 to 10%, and the balance substantially Ni or an Ni-Cr-Al based alloy, further containing at least one kind of element selected from Ti, Nb, Ta, Mo, W and Zr in the range of 0.01 to 6% and a surface hardened layer 2 formed at least on a part of the surface of the alloy member body 1 and having hardness of >=700 Hv by Vickers hardness. The surface hardened layer is a nitrided layer formed by subjecting the surface of the alloy member body l to nitriding treatment or a coated layer formed by reactive sputtering or ion plating.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸、アルカリ、塩
などの腐食性物質が存在する環境下で使用される高硬度
耐食性合金部材とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-hardness corrosion-resistant alloy member used in an environment where corrosive substances such as acids, alkalis and salts are present, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、粉末や粒体などの原料物質を
圧縮して、医薬品、医薬部外品、化粧品、農薬、飼料、
食料などのタブレットを成形する場合、タブレット形状
に応じた貫通孔を有する臼と、この臼の貫通孔(臼孔)
内に挿入される下杵および上杵とを組合せた成形型が用
いられている。このような成形型を使用したタブレット
成形機では、まず下杵が挿入された臼内に粉末などの原
料物質を充填し、この原料物質を上杵で圧縮することに
より、所望のタブレットが成形される。
2. Description of the Related Art Conventionally, raw materials such as powders and granules are compressed to produce pharmaceuticals, quasi-drugs, cosmetics, pesticides, feeds,
When molding a tablet for food or the like, a die having a through hole according to the tablet shape, and a through hole (a die hole) of the die.
A molding die in which a lower punch and an upper punch inserted into the inside are combined is used. In a tablet molding machine using such a molding die, first, a raw material such as powder is filled into a die into which a lower punch is inserted, and the raw material is compressed by an upper punch, whereby a desired tablet is formed. You.

【0003】タブレット成形機などに用いられる成形型
には、例えば特開平7-8540号公報に記載されているよう
に、合金工具鋼(例えばSKS2やSKD11など)のよ
うな鉄基合金、あるいはMoやWなどの化合物を主体と
する超硬合金などが従来から用いられている。しかし、
これら従来の成形型用合金では、必ずしも耐食性や強度
の点で満足した特性が得られておらず、原料物質の性質
によっては成形型の寿命が大幅に低下するというような
問題が生じている。
As described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H7-8540, iron-based alloys such as alloy tool steel (for example, SKS2 and SKD11) or Mo-based alloys are used in a molding die used for a tablet molding machine or the like. Conventionally, a cemented carbide mainly composed of a compound such as W or W has been used. But,
These conventional alloys for molding dies do not always provide satisfactory properties in terms of corrosion resistance and strength, and there is a problem that the life of the molding dies is greatly reduced depending on the properties of the raw materials.

【0004】例えば、近年用途の多様化などに伴って、
酸性粉末やアルカリ性粉末のような腐食性の高い粉末な
どを加圧成形する必要が生じている。このような腐食性
の高い粉末の成形に、従来の合金工具鋼などからなる成
形型を用いた場合、それらの表面が早期に腐食されてし
まう。型表面の腐食は、原料粉末の離型性の低下要因と
なったり、さらには強度劣化などを招くことになる。
[0004] For example, with the recent diversification of applications,
There is a need to press-mold a highly corrosive powder such as an acidic powder or an alkaline powder. When a molding die made of a conventional alloy tool steel or the like is used for molding such a highly corrosive powder, their surfaces are corroded at an early stage. Corrosion of the mold surface causes a reduction in the releasability of the raw material powder, and further causes a deterioration in strength.

【0005】また、合金工具鋼などからなる成形型の耐
食性を向上させるために、クロムメッキで表面をコーテ
ィングすることも試みられているが、メッキ層の剥離に
より十分な効果は得られていない。クロムメッキ層は表
面硬度の向上などに対しても一定の効果を示すものの、
それ自体が容易に剥離してしまうことから、十分にかつ
安定して耐磨耗性の向上効果などを得ることはできな
い。このようなことから、成形型用部材の強度や硬度を
維持しつつ、耐食性や耐磨耗性などの向上を図ることが
望まれている。
[0005] Further, in order to improve the corrosion resistance of a mold made of alloy tool steel or the like, it has been attempted to coat the surface with chromium plating, but a sufficient effect has not been obtained by peeling off the plating layer. Although the chromium plating layer has a certain effect on improving the surface hardness, etc.,
Since the film itself is easily peeled off, it is not possible to sufficiently and stably obtain an effect of improving abrasion resistance. For these reasons, it is desired to improve the corrosion resistance and the abrasion resistance while maintaining the strength and hardness of the mold member.

【0006】一方、耐食性が求められる用途としては、
上述した腐食性粉末の成形型のような製造装置に限ら
ず、例えば薬品類の処理装置、廃液や廃泥の処理装置、
燃焼装置やその周辺部品などが挙げられる。このような
主として耐食性が求められる用途には、従来、ステンレ
ス鋼のような耐食鋼が用いられてきた。しかしながら、
ステンレス鋼のような耐食鋼は強度や硬度などが不十分
であり、特に硬度や耐磨耗性が求められる用途には使用
することができない。
On the other hand, applications requiring corrosion resistance include:
Not limited to a manufacturing apparatus such as a mold for corrosive powder described above, for example, a processing apparatus for chemicals, a processing apparatus for waste liquid and waste mud,
Examples include a combustion device and its peripheral parts. Corrosion-resistant steel such as stainless steel has heretofore been used for such applications mainly requiring corrosion resistance. However,
Corrosion-resistant steel such as stainless steel has insufficient strength and hardness, and cannot be used particularly for applications requiring hardness and abrasion resistance.

【0007】また、例えば特開昭63-18031号公報には、
耐食性に優れた熱間プレス金型として、Cr20〜50質量
%、Al1.5〜9質量%、残部が実質的にNiからなる金
型が記載されている。このプレス金型は、温度500〜800
℃、プレス圧500〜2000kg/cm 2(50〜200MPa)での熱間
プレスに対して高硬度を示し、耐座屈性を有するという
ような特性を有しており、またNiやCrにより耐食性
を得ている。しかし、このNi−Cr−Al系合金から
なる金型部品は、材料硬度や耐食性に優れるものの、必
ずしも十分な耐磨耗性を有しておらず、使用条件によっ
ては部品の摺動部に磨耗が進行し、部品寿命が短くなる
という欠点を有している。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-18031 discloses that
As a hot press mold with excellent corrosion resistance, Cr 20-50 mass
%, 1.5 to 9% by mass of Al, and the balance being substantially Ni
The type is listed. This press mold has a temperature of 500-800
℃, press pressure 500 ~ 2000kg / cm TwoHot (50-200MPa)
It shows high hardness to the press and has buckling resistance
It has the following characteristics, and has corrosion resistance due to Ni and Cr.
Have gained. However, from this Ni-Cr-Al alloy,
Mold parts have excellent material hardness and corrosion resistance,
They do not have sufficient abrasion resistance, and may vary depending on operating conditions.
Wear on the sliding parts of the parts, shortening the life of the parts
There is a disadvantage that.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
から加圧成形型部材として用いられてきた合金工具鋼
は、酸、アルカリ、塩などの腐食性の高い物質の成形に
適用した際に、型表面が腐食されるなどして、型寿命を
大幅に低下させてしまうというような問題を有してい
る。一方、従来から耐食性が求められる用途には、ステ
ンレス鋼などが用いられてきたが、強度や硬度の点で不
十分であることから、特に硬度や耐磨耗性が求められる
用途には使用することができない。
As described above, the alloy tool steel which has been conventionally used as a pressure forming die member is not suitable for forming highly corrosive substances such as acids, alkalis and salts. In addition, there is a problem that the mold surface is corroded and the life of the mold is greatly reduced. On the other hand, stainless steel and the like have been conventionally used for applications requiring corrosion resistance, but because of insufficient strength and hardness, they are used especially for applications requiring hardness and abrasion resistance. Can not do.

【0009】これらに対して、熱間プレス金型用の構成
材料などとして用いられてきたNi−Cr−Al系合金
は、材料硬度や耐食性に優れるものの、必ずしも十分な
耐磨耗性を有しておらず、使用条件によっては部品の摺
動部に磨耗が進行してしまうという問題を有している。
On the other hand, Ni-Cr-Al alloys which have been used as constituent materials for hot press dies have excellent material hardness and corrosion resistance, but do not always have sufficient wear resistance. However, there is a problem that abrasion progresses on the sliding portion of the component depending on use conditions.

【0010】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、加圧成形型をはじめとする高強度や高
硬度が求められる用途に応じた特性を維持しつつ、酸、
アルカリ、塩などに対して良好な耐食性を示し、さらに
摺動部の耐磨耗性の向上を図った高硬度耐食性合金部材
とその製造方法を提供することを目的としている。
[0010] The present invention has been made to address such a problem, and while maintaining characteristics according to applications requiring high strength and high hardness, such as a pressure molding die, acid,
An object of the present invention is to provide a high-hardness corrosion-resistant alloy member exhibiting good corrosion resistance to alkalis, salts, and the like and further improving the wear resistance of a sliding portion, and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の高硬度耐
食性合金部材は、請求項1に記載したように、Crを25
〜60質量%、Alを0.01〜10質量%の範囲で含み、残部
が実質的にNiからなるNi−Cr−Al系合金により
構成された合金部材本体と、前記合金部材本体の表面の
少なくとも一部に形成され、ビッカース硬さで700Hv以
上の硬度を有する表面硬化層とを具備することを特徴と
している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a high-hardness corrosion-resistant alloy member having a Cr content of 25%.
At least one of an alloy member main body composed of a Ni-Cr-Al-based alloy containing 60 to 60% by mass and Al in a range of 0.01 to 10% by mass, and the balance substantially consisting of Ni; And a hardened surface layer having a Vickers hardness of 700 Hv or more.

【0012】本発明の第2の高硬度耐食性合金部材は、
請求項2に記載したように、Crを25〜60質量%、Al
を0.01〜10質量%、Ti、Nb、Ta、Mo、Wおよび
Zrから選ばれる少なくとも1種の元素を0.01〜6質量%
の範囲で含み、残部が実質的にNiからなるNi−Cr
−Al系合金により構成された合金部材本体と、前記合
金部材本体の表面の少なくとも一部に形成され、ビッカ
ース硬さで700Hv以上の硬度を有する表面硬化層とを具
備することを特徴としている。
[0012] The second high-hardness corrosion-resistant alloy member of the present invention comprises:
As described in claim 2, 25 to 60 mass% of Cr,
0.01 to 10% by mass, and 0.01 to 6% by mass of at least one element selected from Ti, Nb, Ta, Mo, W and Zr.
Ni-Cr consisting essentially of Ni
-An alloy member main body made of an Al-based alloy, and a surface hardened layer formed on at least a part of the surface of the alloy member main body and having a Vickers hardness of 700 Hv or more.

【0013】本発明の高硬度耐食性合金部材において、
表面硬化層には例えば請求項3に記載したように、合金
部材本体の表面を窒化処理することにより形成された表
面窒化層、あるいは請求項5に記載したように、反応性
スパッタやイオンプレーティングにより形成されたコー
ティング層が適用される。また、請求項7に記載したよ
うに、表面硬化層の厚さは2〜300μmの範囲とすること
が好ましい。
[0013] In the high hardness corrosion resistant alloy member of the present invention,
The surface hardened layer may be, for example, a surface nitrided layer formed by nitriding the surface of the alloy member main body as described in claim 3, or reactive sputtering or ion plating as described in claim 5. Is applied. Further, as described in claim 7, the thickness of the hardened surface layer is preferably in the range of 2 to 300 μm.

【0014】本発明の合金部材は、高強度および高硬度
と良好な耐食性を有し、その上で耐磨耗性に優れるもの
である。すなわち、本質的に耐食性が良好なNiにCr
やAlを添加したNi−Cr−Al系合金は、耐食性を
より一層向上させることができると共に、時効処理によ
りγ相、α相、γ′相などが複合的に析出して高硬度化
することができる。その上で、摺動部などとなる合金部
材表面に、表面窒化層や反応性スパッタやイオンプレー
ティングによるコーティング層などからなる、700Hv以
上のビッカース硬さを有する表面硬化層を設けているた
め、良好な耐磨耗性を得ることができる。従って、摺動
部の磨耗などによる部品寿命の低下を抑制することが可
能となる。
The alloy member of the present invention has high strength and high hardness and good corrosion resistance, and furthermore has excellent wear resistance. In other words, Ni with Cr having essentially good corrosion resistance is Cr
Ni-Cr-Al-based alloys with Al and Al added can further improve corrosion resistance, and the aging treatment causes the γ-phase, α-phase, γ'-phase, etc. to precipitate and become harder. Can be. On top of that, on the surface of the alloy member such as a sliding part, a surface hardened layer having a Vickers hardness of 700 Hv or more, which is composed of a surface nitrided layer or a coating layer formed by reactive sputtering or ion plating, is provided. Good abrasion resistance can be obtained. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the life of the component due to wear of the sliding portion.

【0015】また、一般的に材料の表面を窒化させる
と、その改質層の影響により耐食性が劣化することが知
られているが、本発明で合金部材本体として用いている
合金系(Ni−Cr−Al系合金)の場合、Crを多く
含んでいるために、窒化しても耐食性が損われることは
ない。さらに、通常柔らかい材料の上にコーティングを
施した場合には、膜剥がれなどの問題が生じやすいが、
本発明で合金部材本体として用いているNi−Cr−A
l系合金は高硬度を有するため、コーティング層の剥が
れなどを有効に抑制することができる。
It is generally known that when the surface of a material is nitrided, the corrosion resistance is degraded due to the effect of the modified layer. In the case of (Cr-Al-based alloy), since it contains a large amount of Cr, even if nitriding, the corrosion resistance does not deteriorate. In addition, when coating is usually applied on a soft material, problems such as film peeling are likely to occur,
Ni-Cr-A used as an alloy member body in the present invention
Since the l-based alloy has high hardness, peeling of the coating layer and the like can be effectively suppressed.

【0016】上述したような本発明の高硬度耐食性合金
部材は、強度および硬度に加えて耐食性が求められ、さ
らには摺動動作が加わるような各種用途に好適に用いら
れる。具体的な使用用途としては、例えば請求項9に記
載したように、腐食性物質を含む原料物質の加圧成形型
用部材が挙げられる。ただし、本発明の高硬度耐食性合
金部材の用途はこれに限られるものではなく、例えば化
学工業設備の周辺摺動部品などにも好適に用いられるも
のである。
The high-hardness corrosion-resistant alloy member of the present invention as described above is required to have corrosion resistance in addition to strength and hardness, and is suitably used for various applications in which a sliding operation is added. As a specific use application, for example, as described in claim 9, a member for a pressure molding die of a raw material containing a corrosive substance may be mentioned. However, the application of the high-hardness corrosion-resistant alloy member of the present invention is not limited to this. For example, the high-hardness corrosion-resistant alloy member is suitably used for peripheral sliding parts of chemical industrial equipment.

【0017】本発明の第1の高硬度耐食性合金部材の製
造方法は、請求項10に記載したように、Ni−Cr−
Al系合金に熱間加工を施して、Ni−Cr−Al系合
金素材を作製する工程と、前記Ni−Cr−Al系合金
素材に900〜1350℃の範囲の温度で溶体化処理を施した
後、所望の部材形状に近似した形状まで加工する粗加工
工程と、前記粗加工工程を経たNi−Cr−Al系合金
材に、500〜900℃の範囲の温度で時効処理を施す工程
と、前記時効処理を施した前記Ni−Cr−Al系合金
材を、所望の部材形状まで加工する仕上げ加工工程と、
前記部材形状を有するNi−Cr−Al系合金部材の表
面に窒化処理、もしくは反応性スパッタまたはイオンプ
レーティングによるコーティング処理を施し、前記Ni
−Cr−Al系合金部材表面の所望の位置に表面硬化層
を形成する工程とを有することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a high hardness corrosion resistant alloy member, comprising the steps of:
Hot working the Al-based alloy to produce a Ni-Cr-Al-based alloy material; and subjecting the Ni-Cr-Al-based alloy material to a solution treatment at a temperature in the range of 900 to 1350 ° C. Thereafter, a rough processing step of processing to a shape similar to a desired member shape, and a step of performing aging treatment on the Ni-Cr-Al-based alloy material having passed through the rough processing step at a temperature in the range of 500 to 900 ° C, A finishing step of processing the Ni-Cr-Al-based alloy material subjected to the aging treatment to a desired member shape;
The surface of the Ni-Cr-Al-based alloy member having the member shape is subjected to nitriding treatment or coating treatment by reactive sputtering or ion plating, and the Ni
-Forming a surface hardened layer at a desired position on the surface of the Cr-Al-based alloy member.

【0018】本発明の第2の高硬度耐食性合金部材の製
造方法は、請求項11に記載したように、Ni−Cr−
Al系合金に熱間加工を施して、Ni−Cr−Al系合
金素材を作製する工程と、前記Ni−Cr−Al系合金
素材に900〜1350℃の範囲の温度で溶体化処理を施した
後、所望の部材形状に近似した形状まで加工する粗加工
工程と、前記粗加工工程を経たNi−Cr−Al系合金
材を、所望の部材形状まで加工する仕上げ加工工程と、
前記部材形状を有するNi−Cr−Al系合金部材を、
500〜900℃の範囲の温度で時効処理しつつ、その表面に
窒化処理を施し、前記Ni−Cr−Al系合金部材表面
の所望の位置に表面硬化層として窒化層を形成する工程
とを有することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a high hardness corrosion resistant alloy member comprising the steps of:
Hot working the Al-based alloy to produce a Ni-Cr-Al-based alloy material; and subjecting the Ni-Cr-Al-based alloy material to a solution treatment at a temperature in the range of 900 to 1350 ° C. Thereafter, a rough processing step of processing to a shape similar to a desired member shape, and a finishing processing step of processing the Ni-Cr-Al-based alloy material having undergone the rough processing step to a desired member shape,
Ni-Cr-Al-based alloy member having the member shape,
Forming a nitrided layer as a surface hardened layer at a desired position on the surface of the Ni-Cr-Al-based alloy member while performing aging at a temperature in the range of 500 to 900 ° C. It is characterized by:

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0020】図1は本発明の第1の実施形態による高硬
度耐食性合金部材の要部構成を示す断面図である。同図
において、1はNi−Cr−Al系合金からなる合金部
材本体である。この合金部材本体1の表面には、JIS Z
2244-1992で規定するビッカース硬さで700Hv以上の硬度
を有する表面窒化層2が表面硬化層として形成されてお
り、これにより高硬度耐食性合金部材3が構成されてい
る。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a main part of a high-hardness corrosion-resistant alloy member according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an alloy member main body made of a Ni-Cr-Al-based alloy. The surface of the alloy member main body 1 has JIS Z
A surface nitrided layer 2 having a hardness of 700 Hv or more in Vickers hardness specified in 2244-1992 is formed as a surface hardened layer, thereby forming a high hardness corrosion resistant alloy member 3.

【0021】まず、合金部材本体1について詳述する。
本発明の高硬度耐食性合金部材3の合金部材本体1は、
Crを25〜60質量%、Alを0.01〜10質量%の範囲で含
み、残部が実質的にNiからなるNi−Cr−Al系合
金からなるものである。この合金部材本体1を構成する
Ni−Cr−Al系合金には、さらにTi、Nb、T
a、Mo、WおよびZrから選ばれる少なくとも1種の
元素を0.01〜6質量%の範囲で含有させてもよい。
First, the alloy member main body 1 will be described in detail.
The alloy member main body 1 of the high hardness corrosion resistant alloy member 3 of the present invention includes:
It is composed of a Ni-Cr-Al-based alloy containing 25 to 60% by mass of Cr and 0.01 to 10% by mass of Al and the balance substantially consisting of Ni. The Ni-Cr-Al-based alloy constituting the alloy member body 1 further includes Ti, Nb, T
At least one element selected from a, Mo, W and Zr may be contained in the range of 0.01 to 6% by mass.

【0022】なお、Ni−Cr−Al系合金は、微量の
不可避不純物(Fe、V、Co、Cu、O、Nなど)
を、例えば0.1質量%以下程度の範囲で含んでいてもよ
い。また、製造工程上SiがSiO2として0.002質量%
程度不可避に入ることがあるが、本発明の合金部材の特
性に影響を与えるものではない。
The Ni-Cr-Al alloy contains a small amount of unavoidable impurities (Fe, V, Co, Cu, O, N, etc.).
May be contained, for example, in a range of about 0.1% by mass or less. In the production process, Si is 0.002% by mass as SiO 2.
Although it may be inevitable to some extent, it does not affect the properties of the alloy member of the present invention.

【0023】合金部材本体1を構成するNi−Cr−A
l系合金は、Niを主成分とすることが好ましい。主成
分としてのNiは、靭性を高めると共に耐食性を付与す
るものであり、またNi−Cr−Al系合金のγ相(母
相)を形成する成分である。
Ni—Cr—A constituting the alloy member main body 1
Preferably, the l-based alloy contains Ni as a main component. Ni as a main component enhances toughness and imparts corrosion resistance, and is a component that forms the γ phase (mother phase) of the Ni—Cr—Al alloy.

【0024】CrはNiと同様に耐食性が高く、Ni−
Cr−Al系合金ひいてはそれを用いた各種部品に優れ
た耐食性を付与する成分である。また、Crは後に詳述
する時効処理によって、粒界反応に基づくα相の析出を
促進する成分である。適量のCrを含むNi−Cr−A
l系合金においては、時効処理によりCr基のα相が析
出し、強度や硬度が向上する。
Cr has high corrosion resistance like Ni, and Ni-
It is a component that imparts excellent corrosion resistance to Cr-Al-based alloys and various components using the same. Cr is a component that promotes the precipitation of the α phase based on the grain boundary reaction by the aging treatment described later in detail. Ni-Cr-A containing an appropriate amount of Cr
In an l-based alloy, the aging treatment precipitates a Cr-based α phase, and improves the strength and hardness.

【0025】このようなCrの含有量は25〜60質量%の
範囲とすることが好ましい。Crの含有量が25質量%未
満であると、時効処理によるα相の析出量が不足し、十
分な強度や硬度が得られないおそれがある。一方、Cr
の含有量が60質量%を超えると、延性が低下して脆くな
る。Crの含有量は、α相をより安定して析出させるこ
とが可能な30〜45質量%の範囲とすることが好ましく、
さらには35〜43質量%の範囲とすることが望ましい。
The content of such Cr is preferably in the range of 25 to 60% by mass. When the content of Cr is less than 25% by mass, the amount of the α phase precipitated by the aging treatment is insufficient, and sufficient strength and hardness may not be obtained. On the other hand, Cr
If the content exceeds 60% by mass, the ductility decreases and the material becomes brittle. The content of Cr is preferably in the range of 30 to 45% by mass, which allows the α phase to be more stably precipitated,
More preferably, it is in the range of 35 to 43% by mass.

【0026】Alは、Ni−Cr−Al系合金ひいては
それを用いた各種部品の耐食性をさらに高めると共に、
Crとの複合添加により強度および硬度の向上に寄与す
る成分である。すなわち、Alは後に詳述する時効処理
によって、例えばα相とγ母相との間にγ′相(Ni3
Alなど)を析出させる成分である。
Al further enhances the corrosion resistance of the Ni—Cr—Al alloy and thus various components using the same,
It is a component that contributes to improvement in strength and hardness when added in combination with Cr. That is, Al is subjected to, for example, an aging treatment described later in detail, for example, causing a γ ′ phase (Ni 3
Al, etc.).

【0027】Alは微量添加で著しく時効硬化性を高め
るものであり、その含有量は0.01〜10質量%の範囲とす
ることが好ましい。Alの含有量が0.01質量%未満であ
ると、時効硬化による硬度や強度の向上効果を十分に得
ることができない。一方、Alの含有量が10質量%を超
えると、後述する溶体化処理後の硬度が高くなりすぎ
て、切削加工性などが低下する。Alの含有量は、より
安定して複合析出構造を得ることが可能な0.1〜5質量%
の範囲とすることが好ましく、さらには1.5〜4.5質量%
の範囲とすることが望ましい。
Al significantly enhances age hardening when added in a small amount, and its content is preferably in the range of 0.01 to 10% by mass. If the Al content is less than 0.01% by mass, the effect of improving hardness and strength by age hardening cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the Al content exceeds 10% by mass, the hardness after the solution treatment described below becomes too high, and the machinability and the like are reduced. The content of Al is 0.1 to 5% by mass, which makes it possible to obtain a composite precipitation structure more stably.
Is preferably in the range of 1.5 to 4.5% by mass.
It is desirable to be within the range.

【0028】上述したようなγ相、α相、γ′相による
複合析出構造(特に積層構造)を得ることによって、N
i−Cr−Al系合金に高硬度および高強度を付与する
ことができる。具体的には、本発明による合金部材本体
1(Ni−Cr−Al系合金)の硬度は、時効処理後に
JIS Z 2244-1992で規定するビッカース硬さで500Hv以上
とすることができる。また、時効処理条件の制御などに
よって、Ni−Cr−Al系合金の硬度はビッカース硬
さで650Hv以上とすることも可能である。さらに、本発
明による合金部材本体1は、Ni、CrおよびAlの基
本成分に基づいて、良好な耐食性を有するものである。
By obtaining a composite precipitation structure (particularly a laminated structure) of the γ phase, α phase, and γ ′ phase as described above,
High hardness and high strength can be imparted to the i-Cr-Al-based alloy. Specifically, the hardness of the alloy member main body 1 (Ni-Cr-Al-based alloy) according to the present invention is determined after the aging treatment.
Vickers hardness specified in JIS Z 2244-1992 can be 500Hv or more. The hardness of the Ni-Cr-Al-based alloy can be set to Vickers hardness of 650 Hv or more by controlling the aging condition. Furthermore, the alloy member main body 1 according to the present invention has good corrosion resistance based on the basic components of Ni, Cr and Al.

【0029】合金部材本体1を構成するNi−Cr−A
l系合金は、上記した基本成分に加えて、Ti、Nb、
Ta、Mo、WおよびZrから選ばれる少なくとも1種
の元素を0.01〜6質量%の範囲で含有していてもよい。
この場合、これら各元素に基づいてNi−Cr−Al系
合金の各種特性の向上を図ることができる。すなわち、
上記した各元素は、一部はα相とγ相に固溶し、一部は
炭化物などの分散粒子として析出するため、その固溶強
化や分散強化の効果を安定して得ることができる。これ
らの元素の含有量は0.5〜4質量%の範囲とすることがさ
らに好ましい。
Ni-Cr-A constituting the alloy member body 1
The l-based alloys include Ti, Nb,
At least one element selected from Ta, Mo, W and Zr may be contained in the range of 0.01 to 6% by mass.
In this case, various characteristics of the Ni-Cr-Al-based alloy can be improved based on each of these elements. That is,
Since each of the above-mentioned elements partially dissolves in the α phase and the γ phase and partially precipitates as dispersed particles such as carbides, the effects of solid solution strengthening and dispersion strengthening can be stably obtained. More preferably, the content of these elements is in the range of 0.5 to 4% by mass.

【0030】さらに、Ni−Cr−Al系合金は、S
i、C、Mg、Mn、TiおよびBから選ばれる少なく
とも1種の元素を例えば0.005〜0.8質量%の範囲で含ん
でいてもよい。Mn、Si、C、Mgなどは脱酸剤とし
て機能する。脱酸剤の含有量は0.1質量%以下とするこ
とが好ましい。また、Mg、Ti、Bなどは展延性向上
成分として機能し、その含有量は0.1質量%以下とする
ことが好ましい。これらの機能を十分に得る上で、各添
加剤としての元素の含有量は0.005質量%以上とするこ
とが好ましい。
Further, the Ni—Cr—Al alloy is S
At least one element selected from i, C, Mg, Mn, Ti and B may be contained, for example, in a range of 0.005 to 0.8% by mass. Mn, Si, C, Mg and the like function as deoxidizing agents. The content of the deoxidizing agent is preferably set to 0.1% by mass or less. Further, Mg, Ti, B and the like function as a ductility improving component, and the content thereof is preferably 0.1% by mass or less. In order to sufficiently obtain these functions, the content of each additive element is preferably 0.005% by mass or more.

【0031】上述したようなNi−Cr−Al系合金か
らなる合金部材本体1の表面には、ビッカース硬さで70
0Hv以上の硬度を有する表面窒化層2が表面硬化層とし
て形成されている。ここで、表面硬化層は合金部材本体
1の表面全面に形成しなければならないものではなく、
使用用途に応じて耐磨耗性が求められる表面のみに形成
することができる。また当然ながら、表面硬化層は合金
部材本体1の表面全面に形成してもよい。
The surface of the alloy member body 1 made of the Ni-Cr-Al-based alloy as described above has a Vickers hardness of 70%.
The surface nitrided layer 2 having a hardness of 0 Hv or more is formed as a surface hardened layer. Here, the surface hardened layer does not have to be formed on the entire surface of the alloy member main body 1,
It can be formed only on the surface where abrasion resistance is required depending on the use application. Further, as a matter of course, the surface hardened layer may be formed on the entire surface of the alloy member main body 1.

【0032】表面窒化層2は合金部材本体1の表面を窒
化処理することにより形成されたものであり、例えば主
として窒化クロムにより構成されたものである。Ni−
Cr−Al系合金からなる合金部材本体1の表面に窒化
処理を施すと、窒化しやすいクロムの窒化物(CrN)
を主体とする窒化層2が形成される。このような表面窒
化層2は高硬度を有し、ビッカース硬さで700Hv以上、
さらには1000〜3000Hvというような硬度を示すものであ
る。
The surface nitrided layer 2 is formed by subjecting the surface of the alloy member main body 1 to a nitriding treatment, and is mainly composed of, for example, chromium nitride. Ni-
When the surface of the alloy member main body 1 made of a Cr-Al alloy is subjected to a nitriding treatment, chromium nitride (CrN) which is easily nitrided
Is formed mainly. Such a surface nitrided layer 2 has a high hardness, a Vickers hardness of 700 Hv or more,
Furthermore, it shows a hardness of 1000 to 3000 Hv.

【0033】このような表面窒化層2を合金部材本体1
の表面に形成することによって、高硬度耐食性合金部材
3の耐磨耗性を大幅に向上させることが可能となる。具
体的には、高圧力および腐食性環境下で摺動試験などを
行った場合に、長期間にわたって摺動部の磨耗を抑制す
ることができる。すなわち、優れた耐磨耗性が得られ
る。表面窒化層2は耐食性にも優れることから、腐食性
環境下での耐磨耗性の向上に対して特に効果を示すもの
である。
The surface nitrided layer 2 is formed on the alloy member body 1
It is possible to greatly improve the wear resistance of the high hardness corrosion-resistant alloy member 3 by forming it on the surface. Specifically, when a sliding test or the like is performed under a high pressure and corrosive environment, it is possible to suppress wear of the sliding portion for a long period of time. That is, excellent wear resistance is obtained. Since the surface nitrided layer 2 is also excellent in corrosion resistance, it is particularly effective for improving wear resistance in a corrosive environment.

【0034】さらに、表面窒化層2は合金部材本体1の
構成元素を窒化することで形成しているため、合金部材
本体1に対して優れた密着力を示すものである。従っ
て、摺動条件下で使用した場合においても、表面窒化層
2が剥離して効果が損なわれるというようなことがな
い。すなわち、表面窒化層2による耐磨耗性の向上効果
などを、長期間にわたって安定して得ることができる。
Further, since the surface nitrided layer 2 is formed by nitriding the constituent elements of the alloy member main body 1, the surface nitrided layer 2 exhibits excellent adhesion to the alloy member main body 1. Therefore, even when used under sliding conditions, the surface nitrided layer 2 does not peel off and the effect is not impaired. That is, the effect of improving the wear resistance by the surface nitrided layer 2 can be stably obtained over a long period of time.

【0035】上述したような耐磨耗性の向上効果を得る
上で、表面窒化層2はビッカース硬さで700Hv以上の硬
度を有している必要がある。表面硬化層としての表面窒
化層2のビッカース硬さは1000Hv以上であることがさら
に好ましい。
In order to obtain the effect of improving the wear resistance as described above, the surface nitrided layer 2 needs to have a Vickers hardness of 700 Hv or more. The Vickers hardness of the surface nitrided layer 2 as the surface hardened layer is more preferably 1000 Hv or more.

【0036】また、表面窒化層2からなる表面硬化層の
厚さは2〜300μmの範囲とすることが好ましい。表面窒
化層2の厚さが2μm未満であると、表面硬度を十分に高
めることができないおそれがある。表面窒化層2の硬度
は厚さが増すにつれて高くなるものの、表面窒化層2の
厚さを300μmを超えて厚くしても、それ以上の効果が得
られないだけでなく、製造コストの上昇や剥離のおそれ
などが生じる。表面窒化層2の厚さは3〜100μmの範囲
とすることがより好ましい。
The thickness of the surface hardened layer composed of the surface nitrided layer 2 is preferably in the range of 2 to 300 μm. If the thickness of the surface nitrided layer 2 is less than 2 μm, the surface hardness may not be sufficiently increased. Although the hardness of the surface nitrided layer 2 increases as the thickness increases, even if the thickness of the surface nitrided layer 2 exceeds 300 μm, not only no further effect can be obtained, but also a rise in manufacturing costs and There is a risk of peeling. More preferably, the thickness of the surface nitrided layer 2 is in the range of 3 to 100 μm.

【0037】表面窒化層2を形成するための窒化処理に
は、例えば窒素ガス中やアンモニアのような窒素を含む
化合物雰囲気中で合金部材本体1を350〜700℃の温度で
熱処理する方法、あるいは真空雰囲気中または減圧雰囲
気中でのグロー放電によるイオン窒化法などを適用する
ことができる。これらのうち、特にイオン窒化法によれ
ば、処理後の表面化合物層(表面窒化層2)は空孔がな
く、緻密な層とすることができるため、より良好な表面
硬化層が得られる。また、部分窒化が容易であるため、
使用用途に応じて耐磨耗性が求められる表面のみに硬化
層を形成することができる。
The nitriding treatment for forming the surface nitrided layer 2 may be performed by, for example, heat treating the alloy member body 1 at a temperature of 350 to 700 ° C. in a nitrogen gas or a compound atmosphere containing nitrogen such as ammonia. An ion nitriding method by glow discharge in a vacuum atmosphere or a reduced-pressure atmosphere can be applied. Among them, particularly according to the ion nitriding method, the surface compound layer (surface nitride layer 2) after the treatment has no pores and can be a dense layer, so that a better surface hardened layer can be obtained. Also, because partial nitriding is easy,
A cured layer can be formed only on the surface where abrasion resistance is required according to the intended use.

【0038】上述したような表面窒化層2を有する高硬
度耐食性合金部材3によれば、合金部材本体1が有する
強度、硬度および耐食性に優れるという特性に加えて、
表面窒化層2により良好な耐磨耗性を得ることができ
る。従って、腐食性物質が存在し、かつ高圧力が印加さ
れるような環境(条件)下で、さらに摺動動作が加わる
ような用途に、高硬度耐食性合金部材3を使用した場合
においても、部材全体としての腐食や摺動部の磨耗を良
好に抑制することができる。これらによって、高硬度耐
食性合金部材3により構成した各種部品の長寿命化など
を達成することが可能となる。
According to the high-hardness corrosion-resistant alloy member 3 having the surface nitrided layer 2 as described above, in addition to the strength, hardness and corrosion resistance of the alloy member main body 1,
Good wear resistance can be obtained by the surface nitrided layer 2. Therefore, even when the high hardness corrosion-resistant alloy member 3 is used in an environment (condition) in which a corrosive substance is present and a high pressure is applied, a sliding operation is further applied. Corrosion and abrasion of the sliding portion as a whole can be favorably suppressed. Thus, it is possible to achieve a longer life and the like of various components formed of the high hardness corrosion resistant alloy member 3.

【0039】次に、本発明の第2の実施形態による高硬
度耐食性合金部材について、図2を参照して説明する。
図2に示す高硬度耐食性合金部材3は、前述した第1の
実施形態と同様な合金部材本体1、すなわちNi−Cr
−Al系合金からなる合金部材本体1の表面に、ビッカ
ース硬さで700Hv以上の硬度を有するコーティング層4
を形成して構成したものである。
Next, a high hardness corrosion resistant alloy member according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The high-hardness corrosion-resistant alloy member 3 shown in FIG. 2 has the same alloy member body 1 as that of the first embodiment described above, that is, Ni—Cr.
A coating layer 4 having a Vickers hardness of 700 Hv or more on the surface of the alloy member body 1 made of an Al-based alloy;
Is formed.

【0040】表面硬化層としてのコーティング層4は、
反応性スパッタまたはイオンプレーティングにより形成
される。これら反応性スパッタやイオンプレーティング
によるコーティング層4は、窒化チタン(TiN)、炭
窒化チタン(TiCN)、炭化チタン(TiC)、窒化
ジルコニウム(ZrN)、窒化クロム(CrN)、およ
び窒化チタン・アルミニウム(TiAlN)から選ばれ
る少なくとも1種により主として構成することが好まし
い。
The coating layer 4 as a surface hardened layer is
It is formed by reactive sputtering or ion plating. The coating layer 4 formed by these reactive sputtering or ion plating is made of titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), titanium carbide (TiC), zirconium nitride (ZrN), chromium nitride (CrN), and titanium aluminum nitride. It is preferable to mainly constitute at least one kind selected from (TiAlN).

【0041】このような窒化物層、炭化物層、炭窒化物
層などを反応性スパッタやイオンプレーティングで形成
することによって、表面窒化処理と同様に、ビッカース
硬さで700Hv以上、さらには1000〜3000Hvというような
高硬度を有すると共に、合金部材本体1に対して優れた
密着力を示すコーティング層4を得ることができる。従
って、高硬度耐食性合金部材3の耐磨耗性を大幅に向上
させることができると共に、そのような効果を長期間に
わたって安定して得ることが可能となる。
By forming such a nitride layer, carbide layer, carbonitride layer, etc. by reactive sputtering or ion plating, the Vickers hardness is 700 Hv or more, and more preferably 1000 to The coating layer 4 having high hardness such as 3000 Hv and exhibiting excellent adhesion to the alloy member main body 1 can be obtained. Therefore, the wear resistance of the high-hardness corrosion-resistant alloy member 3 can be significantly improved, and such an effect can be stably obtained over a long period of time.

【0042】上述したような耐磨耗性の向上効果を得る
上で、コーティング層4はビッカース硬さで700Hv以上
の硬度を有している必要がある。表面硬化層としてのコ
ーティング層4のビッカース硬さは1000Hv以上であるこ
とがさらに好ましい。また、コーティング層4からなる
表面硬化層の厚さは、表面窒化層2と同様な理由から2
〜300μmの範囲とすることが好ましく、さらに望ましく
は3〜100μmの範囲である。
In order to obtain the effect of improving the wear resistance as described above, the coating layer 4 needs to have a hardness of 700 Hv or more in Vickers hardness. The Vickers hardness of the coating layer 4 as the surface hardened layer is more preferably 1000 Hv or more. The thickness of the surface hardened layer composed of the coating layer 4 is 2 for the same reason as the surface nitrided layer 2.
The thickness is preferably in a range of from 300 to 300 µm, and more preferably in a range of from 3 to 100 µm.

【0043】このようなコーティング層4を有する高硬
度耐食性合金部材3によれば、合金部材本体1が有する
強度、硬度および耐食性に優れるという特性に加えて、
コーティング層4により良好な耐磨耗性を得ることがで
きる。また、コーティング層4は合金部材本体1に対し
て優れた密着力を示すことから、コーティング層4によ
る優れた耐磨耗性を長期間にわたって安定して得ること
が可能となる。
According to the high hardness corrosion-resistant alloy member 3 having the coating layer 4, in addition to the strength, hardness and corrosion resistance of the alloy member main body 1,
Good abrasion resistance can be obtained by the coating layer 4. Further, since the coating layer 4 exhibits excellent adhesion to the alloy member main body 1, it is possible to stably obtain excellent wear resistance of the coating layer 4 over a long period of time.

【0044】従って、腐食性物質が存在し、かつ高圧力
が印加されるような環境(条件)下で、さらに摺動動作
が加わるような用途に、高硬度耐食性合金部材3を使用
した場合においても、部材全体としての腐食や摺動部の
磨耗を良好に抑制することができる。これらによって、
高硬度耐食性合金部材3により構成した各種部品の長寿
命化などを達成することが可能となる。
Therefore, when the high hardness corrosion-resistant alloy member 3 is used for an application in which a sliding operation is further applied in an environment (condition) where a corrosive substance is present and a high pressure is applied. Also, it is possible to favorably suppress corrosion of the entire member and wear of the sliding portion. By these,
It is possible to achieve a long life and the like of various components constituted by the high hardness corrosion resistant alloy member 3.

【0045】上述したような本発明の高硬度耐食性合金
部材3は、例えば各種の原料物質をタブレットとする際
に用いられる杵や臼、すなわち加圧成形型の構成材料と
して好適である。言い換えると、本発明の高硬度耐食性
合金部材3は、加圧成形型に求められる強度および硬度
を満足すると共に、良好な耐食性を有しており、さらに
その上で耐磨耗性に優れるものである。
The high-hardness corrosion-resistant alloy member 3 of the present invention as described above is suitable as, for example, a punch or a die used for making various raw materials into tablets, that is, as a constituent material of a press-molding die. In other words, the high-hardness corrosion-resistant alloy member 3 of the present invention satisfies the strength and hardness required for the pressure molding die, has good corrosion resistance, and further has excellent wear resistance. is there.

【0046】従って、例えば酸性粉末のような腐食性物
質を含む原料物質の加圧成形に適用した場合において
も、加圧成形型の腐食進行が大幅に抑えられると共に、
摺動部の磨耗を抑制することができる。これらによっ
て、加圧成形型の長寿命化ならびに信頼性の向上などを
達成することが可能となる。
Therefore, even when the present invention is applied to pressure molding of a raw material containing a corrosive substance such as an acidic powder, the progress of corrosion of the pressure molding die can be greatly suppressed, and
Wear of the sliding portion can be suppressed. Thus, it is possible to achieve a longer life of the pressing mold and an improvement in reliability.

【0047】さらに、本発明の高硬度耐食性合金部材3
に用いているNi−Cr−Al系合金(合金部材本体
1)は、溶体化処理により良好な切削性を示すため、予
め溶体化処理後におおよその型寸法まで粗加工してお
き、その後に時効処理および仕上げ加工などを施すこと
によって、加工コストの上昇を抑制することができる。
従って、高硬度、高強度、高耐食性を有する加圧成形型
の低コスト化および高精度化を実現することができる。
Further, the high hardness corrosion resistant alloy member 3 of the present invention
The Ni-Cr-Al-based alloy (alloy member main body 1) used in Example 1 exhibits good machinability by solution treatment. By performing the processing and the finishing processing, it is possible to suppress an increase in processing cost.
Therefore, it is possible to reduce the cost and the accuracy of the pressure mold having high hardness, high strength, and high corrosion resistance.

【0048】なお、本発明の高硬度耐食性合金部材3の
用途は、上述した加圧成形型用部材に限られるものでは
なく、例えば化学工業設備の周辺摺動部品などにも好適
に用いられるものである。
The use of the high-hardness corrosion-resistant alloy member 3 of the present invention is not limited to the above-mentioned members for press-molding dies, and is preferably used for, for example, peripheral sliding parts of chemical industrial equipment. It is.

【0049】前述した第1および第2の実施形態による
高硬度耐食性合金部材3は、例えば以下のようにして作
製される。
The high-hardness corrosion-resistant alloy member 3 according to the first and second embodiments is manufactured, for example, as follows.

【0050】すなわち、まず上述した組成を有するNi
−Cr−Al系合金を溶解および鋳造してインゴットと
した後、熱間鍛造や圧延などを施して、適当な大きさお
よび形状を有するNi−Cr−Al系合金素材を作製す
る。溶解、鋳造、鍛造、圧延などは常法にしたがって実
施する。
That is, first, Ni having the above-described composition
After melting and casting the Cr-Al-based alloy to form an ingot, hot forging or rolling is performed to produce a Ni-Cr-Al-based alloy material having an appropriate size and shape. Melting, casting, forging, rolling and the like are performed according to a conventional method.

【0051】次に、上記したNi−Cr−Al系合金素
材に溶体化処理を施す。溶体化処理時の加熱温度は900
〜1350℃の範囲とすることが好ましい。加熱温度が900
℃未満であると、溶体化域に達することができず、良好
な切削加工性などを得ることができないおそれがある。
一方、加熱温度が1350℃を超えると融点直下となり、部
分的に溶融・変形を起こす危険性がある。上記した温度
での保持時間(溶体化処理時間)は、特に限定されるも
のではないが、1時間以上とすることが好ましい。ま
た、上記した温度からの急冷は、例えば油冷や水冷によ
り実施する。
Next, the above-mentioned Ni-Cr-Al alloy material is subjected to a solution treatment. Heating temperature during solution treatment is 900
The temperature is preferably in the range of 1350 ° C. Heating temperature is 900
If the temperature is lower than 0 ° C., the solution-hardened region cannot be reached, and good cutting workability or the like may not be obtained.
On the other hand, if the heating temperature exceeds 1350 ° C., the temperature becomes just below the melting point, and there is a risk of causing partial melting and deformation. The holding time at the above temperature (solution treatment time) is not particularly limited, but is preferably 1 hour or more. The rapid cooling from the above temperature is performed by, for example, oil cooling or water cooling.

【0052】溶体化処理を施したNi−Cr−Al系合
金素材は、次いで所望の部材形状に近似した形状、具体
的には所望の部材形状より若干大きい形状まで粗加工さ
れる。この際の加工形状は、所望の部材寸法より少なく
とも0.2%以上大きい形状、好ましくは1%程度大きい形
状とする。この時点では、Ni−Cr−Al系合金素材
は溶体化処理により良好な切削加工性、すなわち適度な
硬度を有しているため、作業性の低下などを招くことが
ない。言い換えると、低コストで加工することができ
る。
The solution-treated Ni-Cr-Al-based alloy material is then roughly processed to a shape similar to a desired member shape, specifically, a shape slightly larger than the desired member shape. The processed shape at this time is a shape that is at least 0.2% or more larger than the desired member size, and preferably a shape that is larger by about 1%. At this point, the Ni-Cr-Al-based alloy material has good cutting workability by solution treatment, that is, appropriate hardness, and thus does not cause a decrease in workability or the like. In other words, it can be processed at low cost.

【0053】上記した粗加工を施したNi−Cr−Al
系合金材(加工材)に対する加工工程としては、以下の
2通りのいずれかを選択することができる。
Ni-Cr-Al roughened as described above
The processing steps for the base alloy material (working material) are as follows:
You can choose one of two ways.

【0054】まず、第1の方法においては、粗加工した
Ni−Cr−Al系合金材に時効処理を施す。時効処理
の際の加熱温度は500〜900℃の範囲とすることが好まし
く、このような温度で2〜6時間保持した後、常温まで徐
冷する。時効処理の加熱温度が500℃未満であると、前
述したα相やγ′相の析出量が不足し、Ni−Cr−A
l系合金材を十分に時効硬化させることができないおそ
れがある。一方、加熱温度が900℃を超えると固溶域に
近くなり、α相やγ′相の析出量が少なくなり、硬度が
低下するおそれがある。時効処理温度は550〜700℃の範
囲とすることがより好ましい。
First, in the first method, an aging treatment is applied to the roughly machined Ni-Cr-Al alloy material. The heating temperature at the time of the aging treatment is preferably in the range of 500 to 900 ° C. After maintaining at such a temperature for 2 to 6 hours, the temperature is gradually cooled to room temperature. If the heating temperature of the aging treatment is lower than 500 ° C., the precipitation amount of the α phase and γ ′ phase described above becomes insufficient, and Ni—Cr—A
There is a possibility that the l-based alloy material cannot be sufficiently age-hardened. On the other hand, if the heating temperature exceeds 900 ° C., the temperature becomes close to the solid solution region, the precipitation amount of the α phase and the γ ′ phase decreases, and the hardness may decrease. The aging temperature is more preferably in the range of 550 to 700 ° C.

【0055】上述したような時効処理によって、Ni−
Cr−Al系合金材(合金部材本体)の硬度は、ビッカ
ース硬さで例えば500Hv以上、さらには650Hv以上とな
る。そして、時効処理したNi−Cr−Al系合金材を
所定の部材寸法まで仕上げ加工した後、このNi−Cr
−Al系合金部材の所望の表面に窒化処理を施して表面
窒化層2を形成する、あるいは反応性スパッタやイオン
プレーティングによりコーティング層4を形成すること
によって、本発明の高硬度耐食性合金部材3が得られ
る。表面窒化層2やコーティング層4の具体的条件は、
前述した通りである。
By the aging treatment described above, Ni-
The hardness of the Cr-Al-based alloy material (alloy member main body) is, for example, Vickers hardness of 500 Hv or more, and further, 650 Hv or more. After finishing the aging-treated Ni-Cr-Al-based alloy material to a predetermined member size, this Ni-Cr
-The hardened corrosion-resistant alloy member 3 of the present invention is formed by subjecting a desired surface of the Al-based alloy member to nitriding treatment to form the surface nitrided layer 2 or forming the coating layer 4 by reactive sputtering or ion plating. Is obtained. Specific conditions of the surface nitrided layer 2 and the coating layer 4 are as follows:
As described above.

【0056】また、第2の方法においては、粗加工した
Ni−Cr−Al系合金材を所定の部材寸法まで仕上げ
加工した後に時効処理を施す。この際、時効処理の温度
は上述したように500〜900℃の範囲とするが、この温度
は前述した窒化処理温度とほぼ重複する。従って、時効
処理を例えば窒素ガス中やアンモニアガス中などで行う
(ガス窒化)ことによって、仕上げ加工したNi−Cr
−Al系合金材を時効硬化させつつ、その表面に窒化処
理を施すことができる。この際、イオン窒化を適用する
ことも可能である。すなわち、Ni−Cr−Al系合金
材の硬度を高めつつ、その表面に硬化層として表面窒化
層2を形成することができる。このような方法によって
も、本発明の高硬度耐食性合金部材3を得ることができ
る。
Further, in the second method, the aging treatment is performed after finishing the rough-worked Ni—Cr—Al-based alloy material to a predetermined member size. At this time, the aging treatment temperature is in the range of 500 to 900 ° C. as described above, but this temperature substantially overlaps with the nitriding treatment temperature described above. Therefore, the aging treatment is performed in, for example, a nitrogen gas or an ammonia gas (gas nitriding), so that the finished Ni—Cr
A nitriding treatment can be performed on the surface of the Al-based alloy material while age-hardening it. At this time, it is also possible to apply ion nitriding. That is, it is possible to form the surface nitrided layer 2 as a hardened layer on the surface while increasing the hardness of the Ni—Cr—Al-based alloy material. Even by such a method, the high hardness corrosion resistant alloy member 3 of the present invention can be obtained.

【0057】上述した本発明の高硬度耐食性合金部材3
の製造方法において、時効処理および仕上げ加工後に表
面窒化層2やコーティング層4の形成を実施した場合に
は、部材形状の精度を高めることができる。一方、時効
処理と窒化処理を同時に実施した場合には、製造コスト
の低減を図ることができる。いずれの方法においても、
本発明の高硬度耐食性合金部材3を再現性よく得ること
が可能である。
The above-mentioned high hardness corrosion resistant alloy member 3 of the present invention
In the production method described above, when the surface nitrided layer 2 and the coating layer 4 are formed after the aging treatment and the finishing, the accuracy of the member shape can be improved. On the other hand, when the aging treatment and the nitriding treatment are performed simultaneously, the manufacturing cost can be reduced. In either method,
It is possible to obtain the high hardness corrosion resistant alloy member 3 of the present invention with good reproducibility.

【0058】[0058]

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例およびその評
価結果について述べる。
Next, specific examples of the present invention and evaluation results thereof will be described.

【0059】実施例1 まず、Crを38.0質量%、Alを3.8質量%含み、残部
が実質的にNiからなる組成を有するNi−Cr−Al
系合金試料を溶解および鋳造した後、熱間鍛造および熱
間圧延して直径35mmの丸棒とした。このNi−Cr−A
l系合金材を1200℃で2時間保持した後に油冷して溶体
化処理した。溶体化処理後のNi−Cr−Al系合金材
を切削加工した後、650℃の温度で5時間保持することに
より時効処理した。時効処理後の合金材のビッカース硬
さは660Hvであった。
Example 1 First, a Ni—Cr—Al alloy containing 38.0% by mass of Cr and 3.8% by mass of Al and the balance substantially consisting of Ni was used.
After melting and casting the system alloy sample, it was hot forged and hot rolled into a 35 mm diameter round bar. This Ni-Cr-A
The l-based alloy material was kept at 1200 ° C. for 2 hours, then cooled with oil and solution-treated. After the Ni-Cr-Al-based alloy material after the solution treatment was cut, it was aged by holding it at a temperature of 650 ° C for 5 hours. The Vickers hardness of the alloy material after the aging treatment was 660 Hv.

【0060】次に、上記した時効処理後のNi−Cr−
Al系合金材を仕上げ加工した後、窒素雰囲気中にて60
0℃×2時間の条件で窒化熱処理し、Ni−Cr−Al系
合金部材の表面に窒化層を形成した。得られた窒化層の
状態を測定、評価したところ、この窒化層は主としてC
rNにより構成されており、かつその厚さは約4.5μm
で、表面のビッカース硬さは1050Hvであった。このよう
な表面窒化層を有する高硬度耐食性合金部材を後述する
特性評価に供した。
Next, the Ni-Cr-
After finishing the Al-based alloy material, 60
Nitriding heat treatment was performed at 0 ° C. × 2 hours to form a nitrided layer on the surface of the Ni—Cr—Al alloy member. The state of the obtained nitrided layer was measured and evaluated.
rN and its thickness is about 4.5μm
And the Vickers hardness of the surface was 1050 Hv. The high-hardness corrosion-resistant alloy member having such a surface nitrided layer was subjected to characteristic evaluation described later.

【0061】実施例2 実施例1と同一組成を有するNi−Cr−Al系合金試
料を溶解および鋳造した後、熱間鍛造および熱間圧延し
て直径35mmの丸棒とした。このNi−Cr−Al系合金
材を1200℃で2時間保持した後に油冷して溶体化処理し
た。溶体化処理後のNi−Cr−Al系合金材を切削加
工ならびに仕上げ加工した後、窒素雰囲気中にて650℃
×5時間の条件で熱処理した。この熱処理によって、N
i−Cr−Al系合金材を時効硬化させつつ、その表面
に窒化層を形成した。
Example 2 A Ni-Cr-Al alloy sample having the same composition as in Example 1 was melted and cast, and then hot forged and hot rolled into a round bar having a diameter of 35 mm. This Ni—Cr—Al alloy material was kept at 1200 ° C. for 2 hours and then oil-cooled to perform a solution treatment. After cutting and finishing the Ni-Cr-Al-based alloy material after solution treatment, 650 ° C in a nitrogen atmosphere
Heat treatment was performed for 5 hours. By this heat treatment, N
A nitride layer was formed on the surface of the i-Cr-Al alloy material while age hardening the material.

【0062】上記した時効処理後のNi−Cr−Al系
合金部材本体のビッカース硬さは665Hvであった。部材
本体のビッカース硬さは、切断面の硬さを測定すること
により求めたものである。また、得られた窒化層は主と
してCrNにより構成されており、かつその厚さは約5.
0μmで、表面のビッカース硬さは1060Hvであった。この
ような表面窒化層を有する高硬度耐食性合金部材を後述
する特性評価に供した。
The Vickers hardness of the Ni-Cr-Al-based alloy member main body after the aging treatment was 665 Hv. The Vickers hardness of the member body was determined by measuring the hardness of the cut surface. The obtained nitrided layer is mainly composed of CrN, and has a thickness of about 5.
At 0 μm, the Vickers hardness of the surface was 1060 Hv. The high-hardness corrosion-resistant alloy member having such a surface nitrided layer was subjected to characteristic evaluation described later.

【0063】実施例3 実施例1と同一組成を有するNi−Cr−Al系合金試
料を溶解および鋳造した後、熱間鍛造および熱間圧延し
て直径35mmの丸棒とした。このNi−Cr−Al系合金
材を1200℃で2時間保持した後に油冷して溶体化処理し
た。溶体化処理後のNi−Cr−Al系合金材を切削加
工した後、650℃の温度で5時間保持することにより時効
処理した。時効処理後の合金材のビッカース硬さは660H
vであった。
Example 3 A Ni-Cr-Al alloy sample having the same composition as in Example 1 was melted and cast, and then hot forged and hot rolled to obtain a round bar having a diameter of 35 mm. This Ni—Cr—Al alloy material was kept at 1200 ° C. for 2 hours and then oil-cooled to perform a solution treatment. After the Ni-Cr-Al-based alloy material after the solution treatment was cut, it was aged by holding it at a temperature of 650 ° C for 5 hours. Vickers hardness of alloy material after aging treatment is 660H
was v.

【0064】次に、上記した時効処理後のNi−Cr−
Al系合金材を仕上げ加工した後、真空雰囲気中にて65
0℃の温度でイオン窒化し、Ni−Cr−Al系合金部
材の表面に窒化層を形成した。得られたイオン窒化層は
主としてCrNにより構成されており、かつその厚さは
約8.0μmで、表面のビッカース硬さは1050Hvであった。
このような表面窒化層を有する高硬度耐食性合金部材を
後述する特性評価に供した。
Next, the Ni-Cr-
After finishing the Al-based alloy, 65
Ion nitriding was performed at a temperature of 0 ° C. to form a nitrided layer on the surface of the Ni—Cr—Al-based alloy member. The obtained ion nitrided layer was mainly composed of CrN, had a thickness of about 8.0 μm, and had a Vickers hardness of 1050 Hv on the surface.
The high-hardness corrosion-resistant alloy member having such a surface nitrided layer was subjected to characteristic evaluation described later.

【0065】比較例1 実施例1と同一組成を有するNi−Cr−Al系合金試
料を溶解および鋳造した後、熱間鍛造および熱間圧延し
て直径35mmの丸棒とした。このNi−Cr−Al系合金
材を1200℃で2時間保持した後に油冷して溶体化処理し
た。溶体化処理後のNi−Cr−Al系合金材を切削加
工した後、650℃の温度で5時間保持することにより時効
処理した。この合金部材を仕上げ加工した後、以下に示
す特性評価に供した。
Comparative Example 1 A Ni—Cr—Al alloy sample having the same composition as in Example 1 was melted and cast, and then hot forged and hot rolled into a round bar having a diameter of 35 mm. This Ni—Cr—Al alloy material was kept at 1200 ° C. for 2 hours and then oil-cooled to perform a solution treatment. After the Ni-Cr-Al-based alloy material after the solution treatment was cut, it was aged by holding it at a temperature of 650 ° C for 5 hours. After finishing this alloy member, it was subjected to the following property evaluation.

【0066】上述した実施例1〜3および比較例1によ
る各高硬度耐食性合金部材の表面硬度を、ビッカース試
験機を用いて1000g、15秒荷重の条件下で測定した。ま
た、各合金部材の磨耗量(実施例1〜3については表面
窒化層を有する部分の磨耗量)を、西原式金属磨耗試験
機(圧縮荷重:2940N(300kgf),回転率:800rpm,試験
片寸法:直径30mm×8mm,相手材:硬さ870Hvの工具鋼)
を用いて5×105回で回転後の磨耗量を測定した。さら
に、各合金部材の耐食性を、塩水(濃度=5%)、硫酸
(濃度=5%)の各溶液中に72時間放置し、その後の腐食
の有無を目視観察することにより健全率(%)を評価し
た。これらの結果を表1に併せて示す。
The surface hardness of each of the high hardness corrosion resistant alloy members according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was measured using a Vickers tester under the conditions of 1000 g and a load of 15 seconds. Further, the wear amount of each alloy member (the wear amount of the portion having the surface nitrided layer in Examples 1 to 3) was measured using a Nishihara-type metal abrasion tester (compression load: 2940N (300 kgf), rotation rate: 800 rpm, test piece). Dimensions: diameter 30mm x 8mm, mating material: tool steel of hardness 870Hv)
Was used to measure the amount of wear after rotation at 5 × 10 5 times. Furthermore, the corrosion resistance of each alloy member was measured by standing for 72 hours in a solution of salt water (concentration = 5%) and sulfuric acid (concentration = 5%) for 72 hours, and then visually observing the presence or absence of corrosion. Was evaluated. The results are shown in Table 1.

【0067】[0067]

【表1】 表1から明らかなように、実施例1〜3による各高硬度
耐食性合金部材は、耐食性に優れるだけでなく、表面硬
度が高く、その結果として耐磨耗性に優れることが分か
る。
[Table 1] As is clear from Table 1, each of the high hardness corrosion resistant alloy members according to Examples 1 to 3 has not only excellent corrosion resistance, but also high surface hardness, and as a result, excellent wear resistance.

【0068】実施例4〜9 表2にそれぞれ組成を示す合金試料を用い、各Ni−C
r−Al系合金材に対して実施例3と同様にして時効処
理および仕上げ加工まで施した。これら各Ni−Cr−
Al系合金部材をイオン窒化し、それぞれの表面に窒化
層を形成した。このイオン窒化工程において、窒化処理
の温度と時間の条件を調整することによって、窒化層の
厚さをそれぞれ表2に示す通りとした。
Examples 4 to 9 Using alloy samples each having the composition shown in Table 2, each Ni-C
The r-Al-based alloy material was subjected to aging treatment and finishing in the same manner as in Example 3. Each of these Ni-Cr-
The Al-based alloy member was ion-nitrided to form a nitrided layer on each surface. In this ion nitriding step, the thickness of the nitrided layer was adjusted as shown in Table 2 by adjusting the conditions of the temperature and time of the nitriding treatment.

【0069】このようにして得た実施例4〜9による各
高硬度耐食性合金部材の表面硬度および磨耗量を、実施
例1と同様にして測定、評価した。これらの値を表2に
併せて示す。
The surface hardness and the amount of wear of each of the high hardness corrosion resistant alloy members according to Examples 4 to 9 thus obtained were measured and evaluated in the same manner as in Example 1. These values are also shown in Table 2.

【0070】[0070]

【表2】 実施例10〜17 表3にそれぞれ組成を示す合金試料を用い、各Ni−C
r−Al系合金材に対して実施例3と同様にして時効処
理および仕上げ加工まで施した。これら各Ni−Cr−
Al系合金部材の表面に、反応性スパッタまたはイオン
プレーティングによりコーティング層を形成した。コー
ティング層の形成材料および膜厚は表3に示す通りであ
る。
[Table 2] Examples 10 to 17 Using alloy samples each having a composition shown in Table 3, each Ni-C
The r-Al-based alloy material was subjected to aging treatment and finishing in the same manner as in Example 3. Each of these Ni-Cr-
A coating layer was formed on the surface of the Al-based alloy member by reactive sputtering or ion plating. The material and thickness of the coating layer are as shown in Table 3.

【0071】この際、反応性スパッタは、スパッタ圧:
4×10-1Pa、スパッタ電流:5A、Ar流量:15sccm、N
流量:30sccmの条件により実施し、ガス圧により膜厚を
調整した。また、イオンプレーティングは、投入電力5k
Wの条件により実施し、さらに膜厚を調整した。
At this time, the reactive sputtering is performed under the following sputtering pressure:
4 × 10 -1 Pa, sputter current: 5A, Ar flow rate: 15sccm, N
The flow rate was set at 30 sccm, and the film thickness was adjusted by the gas pressure. In addition, ion plating has a power input of 5k
The operation was performed under the condition of W, and the film thickness was further adjusted.

【0072】このようにして得た実施例10〜17によ
る各高硬度耐食性合金部材の表面硬度および磨耗量を、
実施例1と同様にして測定、評価した。これらの値を表
3に併せて示す。
The surface hardness and the amount of wear of each of the high hardness corrosion resistant alloy members according to Examples 10 to 17 thus obtained were
Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1. These values are also shown in Table 3.

【0073】[0073]

【表3】 また、図3は表面硬化層としてのイオン窒化層、TiN
コーティング層(イオンプレーティングにより形成)、
およびCrNコーティング層(イオンプレーティングに
より形成)の各膜厚と表面硬度(Hv)との関係を示したも
のである。この図から表面硬化層の膜厚を2μm以上とす
ることによって、必要な表面硬度が得られることが分か
る。また、表面硬度の向上率は膜厚10μmを超えるあた
りから鈍化するため、あまり厚くしてもそれ以上の効果
は得られない。耐食性なども考慮して、表面硬化層の膜
厚は300μm以下とすることが好ましい。
[Table 3] FIG. 3 shows an ion nitride layer as a surface hardened layer, TiN
Coating layer (formed by ion plating),
3 shows the relationship between each film thickness of the CrN coating layer (formed by ion plating) and the surface hardness (Hv). From this figure, it can be seen that the required surface hardness can be obtained by setting the film thickness of the surface hardened layer to 2 μm or more. Further, since the rate of improvement of the surface hardness becomes slower when the thickness exceeds 10 μm, no further effect can be obtained even if the thickness is too large. In consideration of corrosion resistance and the like, the thickness of the surface hardened layer is preferably 300 μm or less.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば十
分な強度と良好な耐食性とを併せ持つと共に、優れた耐
磨耗性を示す高硬度耐食性合金部材を提供することがで
きる。このような高硬度耐食性合金部材は、例えば腐食
性物質が存在すると共に、高圧力などが印加されるよう
な環境(条件)下で、さらに摺動動作が加わるような用
途においても、部品寿命を大幅に向上させることが可能
となる。
As described above, according to the present invention, a high-hardness corrosion-resistant alloy member having both sufficient strength and good corrosion resistance and exhibiting excellent wear resistance can be provided. Such a high-hardness corrosion-resistant alloy member has a long component life even in an application in which, for example, a corrosive substance is present and a sliding operation is applied under an environment (condition) where a high pressure or the like is applied. It is possible to greatly improve.

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

【図1】 本発明の第1の実施形態による高硬度耐食性
合金部材の要部構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a high hardness corrosion resistant alloy member according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施形態による高硬度耐食性
合金部材の要部構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of a high hardness corrosion resistant alloy member according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の高硬度耐食性合金部材における表面
硬化層と表面硬度との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a surface hardened layer and a surface hardness in the high hardness corrosion resistant alloy member of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……合金部材本体 2……表面窒化層 3……高硬度耐食性合金部材 4……コーティング層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Alloy member main body 2 ... Surface nitride layer 3 ... High hardness corrosion resistant alloy member 4 ... Coating layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C22C 27/06 C22C 27/06 C22F 1/00 602 C22F 1/00 602 613 613 630 630C 631 631B 640 640A 682 682 683 683 691 691B 1/11 1/11 (72)発明者 中島 均 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 4K028 AA02 AB02 AC08 BA02 BA13 4K029 AA02 BA54 BA55 BA58 BA60 BC00 BC01 BD05 CA04 CA06 EA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C22C 27/06 C22C 27/06 C22F 1/00 602 C22F 1/00 602 613 613 630 630 630C 631 631B 640 640A 682 682 683 683 691 691B 1/11 1/11 (72) Inventor Hitoshi Nakajima 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Toshiba Yokohama Office 4K028 AA02 AB02 AC08 BA02 BA13 4K029 AA02 BA54 BA55 BA58 BA60 BC00 BC01 BD05 CA04 CA06 EA01

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Crを25〜60質量%、Alを0.01〜10質
量%の範囲で含み、残部が実質的にNiからなるNi−
Cr−Al系合金により構成された合金部材本体と、 前記合金部材本体の表面の少なくとも一部に形成され、
ビッカース硬さで700Hv以上の硬度を有する表面硬化層
とを具備することを特徴とする高硬度耐食性合金部材。
1. A Ni— alloy containing 25 to 60% by mass of Cr and 0.01 to 10% by mass of Al, with the balance substantially consisting of Ni.
An alloy member main body made of a Cr-Al-based alloy, formed on at least a part of a surface of the alloy member main body,
A high hardness corrosion resistant alloy member comprising: a surface hardened layer having a Vickers hardness of 700 Hv or more.
【請求項2】 Crを25〜60質量%、Alを0.01〜10質
量%、Ti、Nb、Ta、Mo、WおよびZrから選ば
れる少なくとも1種の元素を0.01〜6質量%の範囲で含
み、残部が実質的にNiからなるNi−Cr−Al系合
金により構成された合金部材本体と、 前記合金部材本体の表面の少なくとも一部に形成され、
ビッカース硬さで700Hv以上の硬度を有する表面硬化層
とを具備することを特徴とする高硬度耐食性合金部材。
2. An alloy containing 25 to 60% by mass of Cr, 0.01 to 10% by mass of Al, and at least one element selected from Ti, Nb, Ta, Mo, W and Zr in a range of 0.01 to 6% by mass. An alloy member main body made of a Ni-Cr-Al-based alloy substantially composed of Ni, and formed on at least a part of the surface of the alloy member main body;
A high hardness corrosion resistant alloy member comprising: a surface hardened layer having a Vickers hardness of 700 Hv or more.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の高硬度耐
食性合金部材において、 前記表面硬化層は、前記合金部材本体の表面を窒化処理
することにより形成された窒化層であることを特徴とす
る高硬度耐食性合金部材。
3. The high hardness corrosion resistant alloy member according to claim 1, wherein the hardened surface layer is a nitrided layer formed by nitriding a surface of the alloy member body. High hardness corrosion resistant alloy member.
【請求項4】 請求項3記載の高硬度耐食性合金部材に
おいて、 前記窒化層は、主として窒化クロムにより構成されてい
ることを特徴とする高硬度耐食性合金部材。
4. The high-hardness corrosion-resistant alloy member according to claim 3, wherein the nitride layer is mainly made of chromium nitride.
【請求項5】 請求項1または請求項2記載の高硬度耐
食性合金部材において、 前記表面硬化層は、反応性スパッタまたはイオンプレー
ティングにより形成されたコーティング層であることを
特徴とする高硬度耐食性合金部材。
5. The high hardness corrosion resistant alloy member according to claim 1, wherein the hardened surface layer is a coating layer formed by reactive sputtering or ion plating. Alloy members.
【請求項6】 請求項5記載の高硬度耐食性合金部材に
おいて、 前記コーティング層は、窒化チタン、炭窒化チタン、炭
化チタン、窒化ジルコニウム、窒化クロム、および窒化
チタン・アルミニウムから選ばれる少なくとも1種によ
り主として構成されていることを特徴とする高硬度耐食
性合金部材。
6. The high hardness corrosion resistant alloy member according to claim 5, wherein the coating layer is made of at least one selected from titanium nitride, titanium carbonitride, titanium carbide, zirconium nitride, chromium nitride, and titanium nitride / aluminum. A high-hardness corrosion-resistant alloy member mainly constituted.
【請求項7】 請求項1ないし請求項6のいずれか1項
記載の高硬度耐食性合金部材において、 前記表面硬化層は2〜300μmの範囲の厚さを有すること
を特徴とする高硬度耐食性合金部材。
7. The high hardness corrosion resistant alloy according to claim 1, wherein said hardened surface layer has a thickness in a range of 2 to 300 μm. Element.
【請求項8】 請求項1ないし請求項7のいずれか1項
記載の高硬度耐食性合金部材において、 前記合金部材本体は、さらにSi、C、Mg、Mn、T
iおよびBから選ばれる少なくとも1種の元素を0.005〜
0.8質量%の範囲で含むことを特徴とする高硬度耐食性
合金部材。
8. The high hardness corrosion resistant alloy member according to claim 1, wherein said alloy member main body further comprises Si, C, Mg, Mn, and T.
0.005 to at least one element selected from i and B
A high-hardness corrosion-resistant alloy member characterized by being contained in the range of 0.8% by mass.
【請求項9】 請求項1ないし請求項8のいずれか1項
記載の高硬度耐食性合金部材において、 腐食性物質を含む原料物質の加圧成形型用部材として用
いられることを特徴とする高硬度耐食性合金部材。
9. The high-hardness corrosion-resistant alloy member according to claim 1, wherein the high-hardness corrosion-resistant alloy member is used as a member for a pressure forming die of a raw material containing a corrosive substance. Corrosion resistant alloy members.
【請求項10】 Ni−Cr−Al系合金に熱間加工を
施して、Ni−Cr−Al系合金素材を作製する工程
と、 前記Ni−Cr−Al系合金素材に900〜1350℃の範囲
の温度で溶体化処理を施した後、所望の部材形状に近似
した形状まで加工する粗加工工程と、前記粗加工工程を
経たNi−Cr−Al系合金材に、500〜900℃の範囲の
温度で時効処理を施す工程と、 前記時効処理を施した前記Ni−Cr−Al系合金材
を、所望の部材形状まで加工する仕上げ加工工程と、 前記部材形状を有するNi−Cr−Al系合金部材の表
面に窒化処理、もしくは反応性スパッタまたはイオンプ
レーティングによるコーティング処理を施し、前記Ni
−Cr−Al系合金部材表面の所望の位置に表面硬化層
を形成する工程とを有することを特徴とする高硬度耐食
性合金部材の製造方法。
10. A step of subjecting a Ni-Cr-Al-based alloy to hot working to produce a Ni-Cr-Al-based alloy material, and applying a temperature of 900 to 1350 ° C to the Ni-Cr-Al-based alloy material. After performing a solution treatment at a temperature of about 5%, a rough working step of working to a shape approximate to a desired member shape, and a Ni-Cr-Al-based alloy material having passed through the rough working step, in a range of 500 to 900 ° C Aging treatment at a temperature, a finishing processing step of processing the Ni-Cr-Al-based alloy material subjected to the aging treatment to a desired member shape, and a Ni-Cr-Al-based alloy having the member shape The surface of the member is subjected to nitriding treatment or coating treatment by reactive sputtering or ion plating, and the Ni
Forming a surface hardened layer at a desired position on the surface of the Cr-Al-based alloy member.
【請求項11】 Ni−Cr−Al系合金に熱間加工を
施して、Ni−Cr−Al系合金素材を作製する工程
と、 前記Ni−Cr−Al系合金素材に900〜1350℃の範囲
の温度で溶体化処理を施した後、所望の部材形状に近似
した形状まで加工する粗加工工程と、 前記粗加工工程を経たNi−Cr−Al系合金材を、所
望の部材形状まで加工する仕上げ加工工程と、 前記部材形状を有するNi−Cr−Al系合金部材を、
500〜900℃の範囲の温度で時効処理しつつ、その表面に
窒化処理を施し、前記Ni−Cr−Al系合金部材表面
の所望の位置に表面硬化層として窒化層を形成する工程
とを有することを特徴とする高硬度耐食性合金部材の製
造方法。
11. A step of subjecting a Ni-Cr-Al-based alloy to hot working to produce a Ni-Cr-Al-based alloy material, and applying a temperature of 900 to 1350 ° C to the Ni-Cr-Al-based alloy material. After performing a solution treatment at a temperature of the above, a rough processing step of processing to a shape approximate to a desired member shape, and processing the Ni-Cr-Al-based alloy material having passed through the rough processing step to a desired member shape. Finishing processing step, Ni-Cr-Al-based alloy member having the member shape,
Forming a nitrided layer as a surface hardened layer at a desired position on the surface of the Ni-Cr-Al-based alloy member while performing aging at a temperature in the range of 500 to 900 ° C. A method for producing a high-hardness corrosion-resistant alloy member.
【請求項12】 請求項10または請求項11記載の高
硬度耐食性合金部材の製造方法において、 前記Ni−Cr−Al系合金は、Crを25〜60質量%、
Alを0.01〜10質量%の範囲で含み、残部が実質的にN
iからなることを特徴とする高硬度耐食性合金部材の製
造方法。
12. The method for producing a high-hardness corrosion-resistant alloy member according to claim 10, wherein the Ni—Cr—Al-based alloy contains 25 to 60% by mass of Cr;
Al in the range of 0.01 to 10% by mass, with the balance being substantially N
i. A method for producing a high-hardness corrosion-resistant alloy member, comprising:
【請求項13】 請求項10または請求項11記載の高
硬度耐食性合金部材の製造方法において、 前記Ni−Cr−Al系合金は、Crを25〜60質量%、
Alを0.01〜10質量%、Ti、Nb、Ta、Mo、Wお
よびZrから選ばれる少なくとも1種の元素を0.01〜6質
量%の範囲で含み、残部が実質的にNiからなることを
特徴とする高硬度耐食性合金部材の製造方法。
13. The method for producing a high-hardness corrosion-resistant alloy member according to claim 10, wherein the Ni—Cr—Al-based alloy contains 25 to 60% by mass of Cr,
Al is contained in an amount of 0.01 to 10% by mass, at least one element selected from Ti, Nb, Ta, Mo, W and Zr in a range of 0.01 to 6% by mass, and the balance substantially consists of Ni. Of manufacturing a high hardness corrosion resistant alloy member.
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