JP5258928B2 - Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent - Google Patents

Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent Download PDF

Info

Publication number
JP5258928B2
JP5258928B2 JP2011102696A JP2011102696A JP5258928B2 JP 5258928 B2 JP5258928 B2 JP 5258928B2 JP 2011102696 A JP2011102696 A JP 2011102696A JP 2011102696 A JP2011102696 A JP 2011102696A JP 5258928 B2 JP5258928 B2 JP 5258928B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel member
steel
quenching
nitride layer
ceramic precursor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011102696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011208281A (en
Inventor
正昭 別府
英久 作田
和彦 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Parkerizing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Parkerizing Co Ltd filed Critical Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority to JP2011102696A priority Critical patent/JP5258928B2/en
Publication of JP2011208281A publication Critical patent/JP2011208281A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5258928B2 publication Critical patent/JP5258928B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

本発明は、面圧強度、耐摩耗性、曲げ疲労強度等の機械的強度に優れた機械構造用部品の表面硬化処理技術に関するものである。   The present invention relates to a surface hardening treatment technology for machine structural parts having excellent mechanical strength such as surface pressure strength, wear resistance, and bending fatigue strength.

機械的強度向上のために、鋳鉄や鋼の機械構造部品に窒化処理、軟窒化処理、浸炭焼入れ、高周波焼入れ等の表面硬化処理が施されている。これらの中で、窒化処理により最表面に形成される窒化物層は、耐摺動性に優れ、磨耗に強く、更に焼き付き抵抗性が高いことが知られている。しかしながら、従来の窒化処理或いは軟窒化処理は、浸炭焼入れ、高周波焼入れに比し硬化層深さが浅く、面圧強度、疲労強度等に改善の余地が有った。そのため近年、窒素の特性を生かし、窒化処理或いは軟窒化処理後に、高周波焼入れを施し硬化深度を深くし、面圧強度を高めより疲労強度を高くする、複合硬化処理が開発されている。   In order to improve mechanical strength, surface hardening treatments such as nitriding treatment, soft nitriding treatment, carburizing and quenching, and induction hardening are performed on mechanical structural parts of cast iron and steel. Among these, it is known that the nitride layer formed on the outermost surface by nitriding treatment has excellent sliding resistance, is resistant to wear, and has high seizure resistance. However, the conventional nitriding treatment or soft nitriding treatment has a hardened layer depth shallower than carburizing and induction hardening, and there is room for improvement in surface pressure strength, fatigue strength, and the like. Therefore, in recent years, a composite curing process has been developed that takes advantage of the characteristics of nitrogen and that is subjected to induction quenching to deepen the curing depth, increase the surface pressure strength, and increase the fatigue strength after nitriding or soft nitriding.

しかしながら、当該複合処理は、例えば、特許文献1〜4では、窒化処理で得られた窒素拡散層における焼入れ組織の特性の利用、即ち、焼き戻し軟化抵抗性、亀裂発生抵抗性の利用で面圧強度、疲労強度の向上を期待するものであって、窒化処理で形成される窒化物層(化合物層)の利用は見当たらない。むしろ、上記公報では積極的に窒化物層の分解、消失させる高周波処理条件について検討がなされている。即ち、窒化処理後高周波焼入れでは、焼入れ温度は少なくともオーステナイト組織になる温度Ac1変態点以上の温度が必要であり、通常750〜1050℃の温度範囲から選択される。窒化温度570℃で形成される窒化物層は、鉄と窒素の結合であり、650℃以上に再加熱されると酸化を受け分解し、窒化物層の窒素は、最表面では窒素ガスとして放出され内部では拡散する結果、窒化物層が消失してしまう。このことは古くから報告されている(非特許文献1)。   However, for example, in Patent Documents 1 to 4, the composite treatment is performed by utilizing the characteristics of the quenched structure in the nitrogen diffusion layer obtained by nitriding treatment, that is, by utilizing the surface pressure by utilizing temper softening resistance and crack generation resistance. The improvement of strength and fatigue strength is expected, and use of a nitride layer (compound layer) formed by nitriding is not found. Rather, in the above publication, high frequency processing conditions for actively decomposing and disappearing the nitride layer are studied. That is, in induction hardening after nitriding, the quenching temperature needs to be at least the temperature Ac1 transformation point at which the austenite structure is formed, and is usually selected from a temperature range of 750 to 1050 ° C. The nitride layer formed at a nitriding temperature of 570 ° C. is a combination of iron and nitrogen. When re-heated to 650 ° C. or higher, it is oxidized and decomposed, and nitrogen in the nitride layer is released as nitrogen gas on the outermost surface. Then, as a result of diffusion inside, the nitride layer disappears. This has been reported for a long time (Non-Patent Document 1).

このような、窒化処理により表面に形成された窒化物層をそのまま高周波焼入れすることによる、高温加熱での窒化物層の損傷や消失という問題を解決しようとした技術として、窒化処理後の表面上に、酸化ケイ素を成分とするガス窒化・イオン窒化防止剤、浸炭防止剤、酸化防止剤を1〜3mmの厚みで被覆し、焼入れを行う方法が、特許文献5に開示されている。   As a technique for solving such a problem of damage or disappearance of the nitride layer by high-temperature heating by directly quenching the nitride layer formed on the surface by nitriding treatment, Further, Patent Document 5 discloses a method of coating and quenching a gas nitriding / ion nitriding inhibitor, carburizing inhibitor, and antioxidant containing silicon oxide as a component at a thickness of 1 to 3 mm.

しかし、この方法では、加熱時での酸化現象は防止できても、1mm以上の厚膜が必要で熱伝導性も低いことから、焼入れ時の冷却速度が不十分となり、目的とする微細マルテンサイトの硬さを得る事は困難であった。また、このような表面皮膜は摩擦抵抗が大きいため、焼入れ処理後に除去しなければならず、生産効率も十分なものではなかった。
特許第3193320号 特許第3327386号 特許第3145517号 特開平7−90364号 特開昭58−96815号 熱処理16巻4号 P206 昭和51年
However, in this method, even if the oxidation phenomenon during heating can be prevented, a thick film of 1 mm or more is required and the thermal conductivity is low, so that the cooling rate during quenching becomes insufficient, and the desired fine martensite. It was difficult to obtain the hardness. Moreover, since such a surface film has a high frictional resistance, it has to be removed after the quenching treatment, and the production efficiency is not sufficient.
Patent No. 3193320 Japanese Patent No. 3327386 Japanese Patent No. 3145517 JP-A-7-90364 JP 58-96815 Heat treatment Vol.16 No.4 P206 1976

そこで、本発明は、これら従来技術の問題点を解決し、焼入れの際の硬質窒化物層の損傷、分解を防止するだけでなく、焼入れ時の冷却速度を低下させることなく窒化物層に特定の組成からなるセラミックを複合化して強化し、その硬度や機械的強度を更に高めて面圧強度、疲労強度を得るとともに保護層を除去しなくても良好な摺動性が得られることを目的とする。   Therefore, the present invention solves these problems of the prior art, and not only prevents the hard nitride layer from being damaged and decomposed during quenching, but also identifies the nitride layer without reducing the cooling rate during quenching. The purpose is to obtain a good slidability without removing the protective layer, and to improve the hardness and mechanical strength to obtain surface pressure strength and fatigue strength. And

本発明者らは、表面に硬質窒化物層が形成された鉄鋼部材を焼入れ処理する前に、表面に焼入れ表面保護剤を含浸又は塗着させる方法において、数μm以下の膜厚(付着量で数千mg/m2以下)でも焼入れ時の窒化物層保護が可能で、焼入れ時の冷却速度に問題がなく、かつ焼入れ後に保護層を除去しなくても摺動性が低下しない焼入れ表面保護剤の組成について鋭意実験検討を行った。 In the method of impregnating or coating a hardened surface protective agent on the surface before quenching the steel member having a hard nitride layer formed on the surface, the present inventors have a film thickness of several μm or less (with an adhesion amount). several thousand mg / m 2 or less) even allows nitride layer protection during quenching, there is no problem on the cooling rate during quenching, and quenching the surface protection slidability without removing the protective layer after quenching is not reduced Intensive experiments were conducted on the composition of the agent.

その結果、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属を含むセラミック前駆体を含む焼入れ表面保護剤が、従来知られていない数μm以下の薄膜の被覆でも良好な窒化物保護効果を示し、熱処理後に保護膜を除去しなくても良好な摺動性能を示すことを見出し、さらに表面保護剤にはCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる1種を含むことによりさらに窒化物保護効果が改善されることを見出した。   As a result, a quenching surface protective agent comprising a ceramic precursor containing at least one metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo and Al is conventionally known. It is found that even a thin coating of a few μm or less that is not known shows a good nitride protection effect, and shows good sliding performance without removing the protective film after heat treatment. It has been found that the nitride protective effect is further improved by including one selected from Mg, Y, Sc and Ba.

また、焼入れ後の皮膜をEPMA等により断面組成分析した結果、これらの皮膜は窒化物皮膜の上層として存在し、一部は窒化物と複合又は反応して強固に結合して保護効果、摺動効果を高めていると推定して本発明を完成した。   In addition, as a result of cross-sectional composition analysis of the quenched film by EPMA or the like, these films exist as the upper layer of the nitride film, and some of them are combined or reacted with the nitride and bonded firmly to protect and slide. The present invention was completed on the assumption that the effect was enhanced.

即ち、本発明の「焼入れ鉄鋼部材」は、その第1の発明が、鉄鋼材料の表面に硬質窒化物層が形成され、さらにその上層として、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む無機化合物層が形成されたことを特徴とするものである。第2の発明は、前記金属酸化物を含む無機化合物層が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種を含む、前記第1の発明である。また、第3の発明は、硬質窒化物層が、Fe、Ti、Zr、Mo、W、Cr、B及びSiの中から選ばれる少なくとも1種の窒化物である、前記第1の発明又は前記第2の発明である。第4の発明は、前記無機化合物層が、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属を、該金属換算の合計で1〜2000mg/mの範囲で含有する、前記第1の発明〜前記第3の発明のいずれか一つである。そして、第5の発明が、前記鉄鋼部材が高面圧領域で使用される機械構造部品である、前記第1の発明〜前記第4の発明のいずれか一つである。 That is, in the “hardened steel member” of the present invention, the first invention is that a hard nitride layer is formed on the surface of the steel material, and further, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr are formed thereon. An inorganic compound layer containing at least one metal oxide selected from the group consisting of W, Mo, and Al is formed. A second invention is the first invention, wherein the inorganic compound layer containing the metal oxide further contains at least one selected from Ca, Mg, Y, Sc and Ba. Further, in the third invention, the hard nitride layer is at least one nitride selected from Fe, Ti, Zr, Mo, W, Cr, B, and Si. It is the second invention. In a fourth aspect of the invention, the inorganic compound layer contains at least one metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo and Al, in terms of the metal It is any one of said 1st invention-said 3rd invention contained in the range of 1-2000 mg / m < 2 > in total. A fifth invention is any one of the first to fourth inventions, wherein the steel member is a mechanical structural component used in a high surface pressure region.

また、本発明の「鉄鋼部材の焼入れ方法」及び本発明の「焼入れ鉄鋼部材の製造方法」は、表面に硬質窒化物層を有する鉄鋼材料を、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を含む液(例えば、酸化物、水和酸化物、イオン、錯イオンの中から選ばれる少なくとも1種の状態として当該元素を含有するセラミック前駆体を含む溶液)に接触させたのち、焼入れ処理を行うものであり、前記焼入れ処理は高周波焼入れであることが好ましく、前記セラミック前駆体を含む液(例えば前記溶液)は、さらにCa、Mg、Y、Sc、及びBaの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する(例えば、酸化物、水和酸化物、イオン、錯イオンの中から選ばれる少なくとも1種の状態として当該元素を含有する)ことが好ましい。   Further, the “method for quenching steel member” and the method for producing quenched steel member according to the present invention include a steel material having a hard nitride layer on the surface, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, A liquid containing a ceramic precursor containing at least one element selected from the group consisting of Cr, W, Mo, and Al (for example, selected from oxides, hydrated oxides, ions, complex ions) A solution containing a ceramic precursor containing the element as at least one state) and then performing a quenching treatment, and the quenching treatment is preferably induction quenching, and includes the ceramic precursor. The liquid (for example, the solution) further contains at least one element selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba (for example, oxide, hydrated oxide, ion, complex ion). At least containing the element as one state of) is preferably selected from among.

また、本発明の「焼入れ表面保護剤」は、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を含む液(例えば、酸化物、水和酸化物、イオン、錯イオンの中から選ばれる少なくとも1種の状態で当該元素を含有するセラミック前駆体を含む溶液)からなり、当該セラミック前駆体を含む液(例えば前記溶液)は、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する(例えば、酸化物、水和酸化物、イオン、錯イオンの中から選ばれる少なくとも1種の状態として当該元素を含有する)ことがより好ましい。ここで、そのままで使用可能なタイプに加え、使用時に溶媒で希釈する濃縮タイプや溶媒を添加する乾燥タイプも「焼入れ表面保護剤」の概念に包含される(但し、以下ではそのままで使用可能なタイプを例示)。
具体的には、本発明は下記態様に関する。
(1)鉄鋼材料の表面に硬質窒化物層が形成され、さらにその上層として、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む無機化合物層が形成されたことを特徴とする焼入れ鉄鋼部材。
(2)前記金属酸化物を含む無機化合物層が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種を含むものである、(1)に記載の焼入れ鉄鋼部材。
(3)前記硬質窒化物層が、Fe、Ti、Zr、Mo、W、Cr、B及びSiの中から選ばれる少なくとも1種の窒化物である、(1)又は(2)の焼入れ鉄鋼部材。
(4)前記無機化合物層が、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属を、該金属換算の合計で1〜2000mg/mの範囲で含有するものである、(1)〜(3)のいずれかの焼入れ鉄鋼部材。
(5)前記鉄鋼部材が、高面圧領域で使用される機械構造部品である、(1)〜(4)の焼入れ鉄鋼部材。
(6)表面に硬質窒化物層を有する鉄鋼材料を、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を含む液に接触させたのち、焼入れ処理を行うことを特徴とする鉄鋼部材の焼入れ方法。
(7)前記セラミック前駆体を含む液が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する、(6)の鉄鋼部材の焼入れ方法。
(8)前記焼入れ処理が高周波焼入れである、(6)又は(7)の鉄鋼部材の焼入れ方法。
(9)表面に硬質窒化物層を有する鉄鋼材料を、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を含む液に接触させたのち、焼入れ処理を行うことを特徴とする焼入れ鉄鋼部材の製造方法。
(10)前記セラミック前駆体を含む液が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する、(9)の焼入れ鉄鋼部材の製造方法。
(11)前記焼入れ処理が高周波焼入れである、(9)又は(10)の焼入れ鉄鋼部材の製造方法。
(12)Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を含む液であることを特徴とする焼入れ表面保護剤。
(13)前記セラミック前駆体を含む液が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する、(12)の焼入れ表面保護剤。
特に、本発明は下記態様に関する。
(A1)焼入れ処理する前の鉄鋼部材であって、当該鉄鋼部材の表面には、窒素拡散処理により硬質窒化物層が形成され、さらに硬質窒化物層上には、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を適用することによりセラミック前駆体層が形成されていることを特徴とする鉄鋼部材。
(A2)セラミック前駆体層が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種を含むものである、(A1)の鉄鋼部材。
(A3)セラミック前駆体層が、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属を、該金属換算の合計で1〜2000mg/mの範囲で含有するものである、(A1)又は(A2)の鉄鋼部材。
(A4)硬質窒化層が、塩浴窒化処理、ガス軟窒化処理、イオン窒化処理及びプラズマ窒化処理から選択される処理により形成されたたものである、(A1)〜(A3)のいずれかの鉄鋼部材。
(A5)(i)硬質窒化物層を表面に有する鉄鋼材料に対し、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を含む液を適用する工程と、(ii)当該セラミック前駆体を含有する液の溶媒を除去する工程と、を含む方法により製造された、(A1)〜(A4)のいずれかの鉄鋼部材。
(A6)セラミック前駆体を含有する液が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種を含む、(A5)の鉄鋼部材。
(A7)セラミック前駆体を含有する液の溶媒が、中性からアルカリ性である、(A5)又は(A6)の鉄鋼部材。
(A8)(A1)〜(A7)のいずれかの鉄鋼部材を焼入れ処理することで得られる焼入れ処理された鉄鋼部材であって、当該鉄鋼部材の表面に、窒素拡散処理により形成された硬質窒化物層が存在する鉄鋼部材。
(A9)高面圧領域で使用される機械構造部品である、(A8)の鉄鋼部材。
(A10)軸、歯車、ピストン、シャフト又はカムである、(A9)の鉄鋼部材。
(A11)焼入れ処理が800〜850℃で実行された、(A8)〜(A10)のいずれかの鉄鋼部材。
(A12)焼入れ処理が高周波焼入れである、(A8)〜(A11)の鉄鋼部材。
The “quenched surface protective agent” of the present invention is a ceramic containing at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo and Al. A liquid containing a precursor (for example, a solution containing a ceramic precursor containing the element in at least one state selected from oxides, hydrated oxides, ions, and complex ions), and the ceramic precursor (For example, the solution) further contains at least one element selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba (for example, among oxides, hydrated oxides, ions, and complex ions). It is more preferable that the element is contained as at least one state selected from: Here, in addition to a type that can be used as it is, a concentrated type that is diluted with a solvent at the time of use and a dry type that is added with a solvent are also included in the concept of “quenched surface protective agent” (however, it can be used as it is below) Type)).
Specifically, the present invention relates to the following aspects.
(1) A hard nitride layer is formed on the surface of the steel material, and at least selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo and Al as the upper layer A hardened steel member, wherein an inorganic compound layer containing one kind of metal oxide is formed.
(2) The quenched steel member according to (1), wherein the inorganic compound layer containing the metal oxide further contains at least one selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba.
(3) The hardened steel member according to (1) or (2), wherein the hard nitride layer is at least one nitride selected from Fe, Ti, Zr, Mo, W, Cr, B, and Si. .
(4) The inorganic compound layer includes at least one metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al, in total in terms of the metal. The hardened steel member according to any one of (1) to (3), which is contained in the range of 1 to 2000 mg / m 2 .
(5) The quenched steel member according to (1) to (4), wherein the steel member is a machine structural component used in a high surface pressure region.
(6) A steel material having a hard nitride layer on the surface contains at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo and Al. A method for quenching a steel member, wherein the quenching treatment is performed after contacting the liquid containing the ceramic precursor to be cured.
(7) The method for quenching a steel member according to (6), wherein the liquid containing the ceramic precursor further contains at least one element selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba.
(8) The method for quenching a steel member according to (6) or (7), wherein the quenching treatment is induction quenching.
(9) A steel material having a hard nitride layer on the surface contains at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo and Al A method for producing a hardened steel member, comprising: bringing into contact with a liquid containing a ceramic precursor to be subjected to hardening treatment.
(10) The method for producing a quenched steel member according to (9), wherein the liquid containing the ceramic precursor further contains at least one element selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba.
(11) The method for producing a quenched steel member according to (9) or (10), wherein the quenching treatment is induction quenching.
(12) A liquid containing a ceramic precursor containing at least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al. Quenching surface protective agent.
(13) The quenching surface protective agent according to (12), wherein the liquid containing the ceramic precursor further contains at least one element selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba.
In particular, the present invention relates to the following embodiments.
(A1) Steel member before quenching treatment, and a hard nitride layer is formed on the surface of the steel member by a nitrogen diffusion treatment, and Ti, Zr, Hf, V are further formed on the hard nitride layer. A ceramic precursor layer is formed by applying a ceramic precursor containing at least one element selected from the group consisting of Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al. Steel member to be used.
(A2) The steel member according to (A1), wherein the ceramic precursor layer further contains at least one selected from Ca, Mg, Y, Sc and Ba.
(A3) The ceramic precursor layer contains at least one metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al in terms of the total metal equivalent. The steel member of (A1) or (A2) which is contained in the range of 1 to 2000 mg / m 2 .
(A4) The hard nitrided layer is formed by a process selected from a salt bath nitriding process, a gas soft nitriding process, an ion nitriding process, and a plasma nitriding process, and any one of (A1) to (A3) Steel member.
(A5) (i) At least one selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al for a steel material having a hard nitride layer on the surface (A1) to (A4) manufactured by a method including: a step of applying a liquid containing a ceramic precursor containing the element of (ii); and a step of (ii) removing a solvent of the liquid containing the ceramic precursor. ) Any steel member.
(A6) The steel member according to (A5), wherein the liquid containing the ceramic precursor further contains at least one selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba.
(A7) The steel member of (A5) or (A6), wherein the solvent of the liquid containing the ceramic precursor is neutral to alkaline.
(A8) A hard nitrided steel member obtained by quenching a steel member of any one of (A1) to (A7) and formed on the surface of the steel member by nitrogen diffusion treatment Steel members with physical layers.
(A9) The steel member of (A8), which is a machine structural component used in a high surface pressure region.
(A10) The steel member of (A9), which is a shaft, gear, piston, shaft or cam.
(A11) The steel member according to any one of (A8) to (A10), wherein the quenching process is performed at 800 to 850 ° C.
(A12) The steel member of (A8) to (A11), wherein the quenching treatment is induction hardening.

本発明の焼入れ鉄鋼部材、鉄鋼部材の焼入れ方法、焼入れ鉄鋼部材の製造方法及び焼入れ表面保護剤によれば、従来にない薄膜で焼入れの際の硬質窒化物層の損傷、分解を防止できるため、焼入れ時の冷却速度を低下させることなく焼入れが可能となって高い硬度・機械的強度を得ることができる。また、保護層を除去しなくても良好な摺動性が得られるため、従来の技術よりも量産性、実用性を高めることができる。   According to the quenched steel member of the present invention, a method of quenching a steel member, a method of manufacturing a quenched steel member, and a quenching surface protective agent, it is possible to prevent damage and decomposition of the hard nitride layer during quenching with an unprecedented thin film, Quenching is possible without reducing the cooling rate during quenching, and high hardness and mechanical strength can be obtained. In addition, since good slidability can be obtained without removing the protective layer, mass productivity and practicality can be improved as compared with conventional techniques.

はじめに、本発明に係る「焼入れ鉄鋼部材」の各要素について詳述する。まず、本発明の適用対象となる鉄鋼材料は、特に限定されず、例えば、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼、鋳鉄を挙げることができる。特に好ましい材料は、高炭素炭素鋼、低合金鋼等である。   First, each element of the “hardened steel member” according to the present invention will be described in detail. First, the steel material to which the present invention is applied is not particularly limited, and examples thereof include carbon steel, low alloy steel, high alloy steel, and cast iron. Particularly preferred materials are high carbon carbon steel, low alloy steel and the like.

本発明における鉄鋼材料表面の硬質窒化物層は、鉄鋼を表面処理(窒素拡散処理、CVD、PVD等)して形成される窒化物層である限り特に限定されず、Fe、Ti、Zr、Mo、W、Cr、B及びSiの中から選ばれる少なくとも1種の窒化物層であることが好ましく、量産性の面からは、これらのうちFeが最も好ましい。Feの硬質窒化物層の形成方法としては、タフトライド処理、パルソナイト処理等の塩浴窒化処理、ガス軟窒化処理、イオン窒化処理、プラズマ窒化処理等、何れかの窒化方法が好ましい。また、Fe以外の硬質窒化物層の形成は、プラズマCVD、スパッタリング、イオンプレーティング等のPVD等の方法によることが好ましい。   The hard nitride layer on the surface of the steel material in the present invention is not particularly limited as long as it is a nitride layer formed by surface treatment of steel (nitrogen diffusion treatment, CVD, PVD, etc.), Fe, Ti, Zr, Mo , W, Cr, B and Si are preferably at least one nitride layer selected from Si, and Fe is most preferable from the viewpoint of mass productivity. As a method for forming the hard nitride layer of Fe, any nitriding method such as salt bath nitriding treatment such as tuftride treatment or pulsonite treatment, gas soft nitriding treatment, ion nitriding treatment or plasma nitriding treatment is preferable. The formation of the hard nitride layer other than Fe is preferably performed by a method such as PVD such as plasma CVD, sputtering, or ion plating.

本発明における無機化合物層は、鉄鋼材料表面の硬質窒化物層の上に存在しており、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属酸化物を主成分として含み、さらに任意成分としてCa、Mg、Ba、Y及びScから選ばれる少なくとも1種を含有していることが好適である。前者の主成分は、耐酸化性、窒化物形成能に優れ、好ましい任意成分は、結晶の物性、安定性向上効果が期待できる。   The inorganic compound layer in the present invention exists on the hard nitride layer on the surface of the steel material and is selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al. It is preferable that at least one metal oxide is contained as a main component and further contains at least one selected from Ca, Mg, Ba, Y and Sc as an optional component. The former main component is excellent in oxidation resistance and nitride forming ability, and a preferable optional component can be expected to improve the physical properties and stability of crystals.

ここで、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む無機化合物層は、前記金属の窒化物をさらに含むことが好ましい。無機化合物層がこれらの金属窒化物を含むことにより焼入れ性、摺動性の向上が期待できる。尚、当該金属を含有するセラミック前駆体を硬質窒化物層上に適用して焼入れした場合、当該金属に関しては窒化物が安定であるので、当該金属の一部は、焼入れの際に硬質窒化物層から来た窒素と反応し、窒化物を形成する。したがって、この場合には、当該金属酸化物を含む無機化合物層は、窒化物を必須的に含むことになる。   Here, the inorganic compound layer containing at least one metal oxide selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al is a nitride of the metal. It is preferable that it is further included. When the inorganic compound layer contains these metal nitrides, improvement in hardenability and slidability can be expected. In addition, when the ceramic precursor containing the metal is applied and hardened on the hard nitride layer, since the nitride is stable with respect to the metal, a part of the metal is hard nitride during the quenching. Reacts with nitrogen coming from the layer to form nitrides. Therefore, in this case, the inorganic compound layer containing the metal oxide essentially contains nitride.

前記無機化合物層は、前記金属群の中から選択される少なくとも1種の必須金属を該金属換算の合計で1〜2000mg/m2含有していることが好ましい。該金属換算の合計が1mg/m2未満では窒化物層の保護効果が不十分となり、2000mg/m2を超えると摺動性、密着性が低下するため好ましくない。尚、本明細書における当該数値は、当該無機化合物層が形成された後における、当該層中の当該金属量であるが、この数値は、焼入れ前に鉄鋼表面に付着させたセラミック前駆体液中の金属量と同一である。また、任意金属の量は、必須金属の約20%以下であることが好適である。 The inorganic compound layer preferably contains at least one essential metal selected from the metal group in an amount of 1 to 2000 mg / m 2 in terms of the metal. If the total metal conversion is less than 1 mg / m 2 , the protective effect of the nitride layer is insufficient, and if it exceeds 2000 mg / m 2 , the slidability and adhesion deteriorate, which is not preferable. In addition, although the said numerical value in this specification is the said metal amount in the said layer after the said inorganic compound layer was formed, this numerical value is in the ceramic precursor liquid made to adhere to the steel surface before quenching. It is the same as the amount of metal. Further, the amount of the optional metal is preferably about 20% or less of the essential metal.

次に、本発明に係る「焼入れ鉄鋼部材」の用途について説明する。本発明に係る焼入れ鉄鋼部材は、高圧領域で使用されるものであることが好ましく、好ましい面圧の範囲は、約0.5Mpa〜3.5Mpaである。また、鉄鋼部材の形状、部品種は特に限定されず、例えば、軸、歯車、ピストン、シャフト、カム等を挙げることができる。   Next, the use of the “quenched steel member” according to the present invention will be described. The quenched steel member according to the present invention is preferably used in a high pressure region, and a preferable range of surface pressure is about 0.5 Mpa to 3.5 Mpa. Moreover, the shape of a steel member and a component kind are not specifically limited, For example, a shaft, a gearwheel, a piston, a shaft, a cam etc. can be mentioned.

次に、本発明に係る「鉄鋼部材の焼入れ方法」及び「焼入れ鉄鋼部材の製造方法」を説明する。本方法は、表面に硬質窒化物層を有する鉄鋼材料にセラミック前駆体含有液を適用する適用工程と、前記液が適用された鉄鋼材料を焼入れ処理する焼入れ工程とを必須工程として含む。尚、本方法は、その他、例えば、鉄鋼部材表面に適用したセラミック前駆体液の溶媒を除去するための乾燥工程等を含んでいてもよい。この場合、当該乾燥工程は、焼入れ前に行うことが好ましく、自然乾燥、加熱乾燥等、方法は問わない。   Next, “a method for quenching a steel member” and “a method for producing a quenched steel member” according to the present invention will be described. This method includes an application process of applying a ceramic precursor-containing liquid to a steel material having a hard nitride layer on the surface, and a quenching process of quenching the steel material to which the liquid is applied. In addition, this method may include the drying process for removing the solvent of the ceramic precursor liquid applied to the steel member surface etc., for example. In this case, it is preferable to perform the said drying process before quenching, and methods, such as natural drying and heat drying, are not ask | required.

ここで、まず、適用工程に関して説明すると、焼入れ前に、表面に硬質窒化物層(例えば窒化鉄を含む層)を有する鉄鋼材料を、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を、酸化物、水和酸化物、イオン、錯イオンの中から選ばれる少なくとも1種の状態として含有するセラミック前駆体を含む溶液に接触させることが好適である。ここで、当該溶液は、これらの元素に加えて、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる元素を含むことがより好ましい。接触方法としては、特に限定されず、例えば、スプレー、ディップ、刷毛塗り、フローコート、ロールコート、電解析出等が可能である。   Here, first, the application process will be described. Before quenching, a steel material having a hard nitride layer (for example, a layer containing iron nitride) on the surface is made of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W A ceramic precursor containing at least one element selected from the group consisting of Mo and Al as at least one state selected from an oxide, a hydrated oxide, an ion, and a complex ion It is preferred to contact the solution. Here, it is more preferable that the solution further contains an element selected from Ca, Mg, Y, Sc and Ba in addition to these elements. The contact method is not particularly limited, and for example, spraying, dipping, brushing, flow coating, roll coating, electrolytic deposition and the like are possible.

次に、焼入れ工程に関して説明すると、本工程は、特に限定されず、例えば、塩浴焼入れ、フレーム焼入れ、高周波焼入れ等を挙げることができ、高周波焼入れが最も好ましい。ここで、焼入れ条件としては、例えば低合金鋼材料の場合、一般的に焼入れは、材料のオーステナイト化温度より50〜60℃高い900〜930℃に設定されるが、本発明ではあらかじめ窒化処理が施されているため、急速加熱が可能な高周波焼入れの場合、800〜850℃に設定することがより好ましい。   Next, the quenching process will be described. This process is not particularly limited, and examples thereof include salt bath quenching, flame quenching, and induction quenching, and induction quenching is most preferable. Here, as quenching conditions, for example, in the case of a low alloy steel material, quenching is generally set to 900 to 930 ° C. which is 50 to 60 ° C. higher than the austenitizing temperature of the material. Since it has been applied, in the case of induction hardening capable of rapid heating, it is more preferable to set the temperature to 800 to 850 ° C.

ここで、鉄鋼部材表面に適用されたセラミック前駆体中の金属は、当該焼入れ工程で、当該金属が酸化物の形態にない場合には酸化物形成プロセスを経て、焼きしめられてセラミックス化する。尚、前記のように、当該金属は酸化物の形態よりも窒化物の形態が安定であるので、当該焼入れ工程の際に、当該金属と窒化物層からの窒素とが反応し、当該金属の窒化物も形成される。   Here, the metal in the ceramic precursor applied to the steel member surface is tempered and ceramicized through an oxide formation process when the metal is not in the form of an oxide in the quenching step. As described above, since the metal is more stable in the form of nitride than in the form of oxide, the metal reacts with nitrogen from the nitride layer during the quenching process, and the metal Nitride is also formed.

次に、上記方法で用いられる、本発明に係る「焼入れ表面保護剤」は、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を、酸化物、水和酸化物、イオン、錯イオンの中から選ばれる少なくとも1種の状態で含有するセラミック前駆体を含む溶液であることが好適である。これらの金属のうち、主成分としては、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Mo及びAlの酸化物、水和酸化物、イオン又は錯イオンが好ましく、これらに補助的にCa、Mg、Ba、Y及びScの酸化物、水和酸化物、イオン又は錯イオンを添加することがより好ましい。また、セラミック前駆体を含む液(例えば溶液)の溶媒としては、安全性の面から、水を主な溶媒とすることが好ましく、鉄鋼部材の腐食を防ぐためには中性〜アルカリ性であることがより好ましい。尚、溶液の固形分濃度は、特に限定されないが、0.1〜10wt%が好ましい。   Next, the “quenched surface protective agent” used in the above method according to the present invention is at least selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo and Al. A solution containing a ceramic precursor containing one element in at least one state selected from an oxide, a hydrated oxide, an ion, and a complex ion is preferable. Among these metals, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Mo, and Al oxides, hydrated oxides, ions, or complex ions are preferable as the main component. It is more preferable to add Mg, Ba, Y, and Sc oxides, hydrated oxides, ions, or complex ions. Moreover, as a solvent of the liquid (for example, solution) containing a ceramic precursor, it is preferable to use water as a main solvent from a safety surface, and in order to prevent corrosion of steel members, it should be neutral to alkaline. More preferred. In addition, although the solid content concentration of a solution is not specifically limited, 0.1-10 wt% is preferable.

ここで、本発明に係る「焼入れ表面保護剤」の製造方法(セラミック前駆体溶液の調製方法)としては、金属化合物原料として、硝酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩等の当該金属塩や金属アルコキシド等が好適に使用できる。これらの金属化合物原料は、そのまま溶媒に希釈して使用してもよいが、加水分解、加熱結晶化等により酸化物や水和酸化物の分散ゾルとして使用してもよい。また、市販のこれらの金属酸化物ゾルも使用することができる。また、本発明の焼入れ表面保護剤には、ゾルの分散剤や安定化剤、濡れ性向上剤、増粘剤等、その他の有機/無機添加成分を補助的に含むことも好ましい。   Here, as a manufacturing method (a method for preparing a ceramic precursor solution) of the “quenched surface protective agent” according to the present invention, as a metal compound raw material, the metal salt such as nitrate, acetate, oxalate, metal alkoxide, etc. Can be suitably used. These metal compound raw materials may be used as diluted in a solvent as they are, but may be used as a dispersion sol of oxides or hydrated oxides by hydrolysis, heat crystallization, or the like. Commercially available metal oxide sols can also be used. In addition, the quenching surface protective agent of the present invention preferably further includes other organic / inorganic additive components such as a sol dispersant and stabilizer, a wettability improver, and a thickener.

以下に本発明の実施形態を実施例を挙げて説明するが、本発明の範囲は、以下の実施例に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
基材として直径8mm、長さ12mmのSCM440調質材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で2時間塩浴軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して油冷し、鋼材表面に厚さ12μmの窒化鉄からなる化合物層を形成した。
<Example 1>
SCM440 tempered material with a diameter of 8 mm and a length of 12 mm was used as the base material, and after degreasing and cleaning this surface, salt bath soft nitriding treatment in a molten salt bath at 570 ° C. for 2 hours (tuftride treatment: Nippon Parkerizing Co., Ltd.) And a compound layer made of iron nitride having a thickness of 12 μm was formed on the surface of the steel material.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材に対して、さらに濃度4%の酸化チタン中性水分散ゾル(パルチタン5603:アナターゼ+アモルファスゾル 日本パーカライジング(株)製)をディップコーティングし、余分な液を除去した後、180℃で乾燥させた。Ti付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、150mg/mであった。 The steel material with the iron nitride layer formed on the surface is dip-coated with a 4% concentration titanium oxide neutral water dispersion sol (Pal Titanium 5603: Anatase + Amorphous Sol, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.). After removing, it was dried at 180 ° C. The amount of Ti deposited was measured with a fluorescent X-ray analyzer and found to be 150 mg / m 2 .

このようにして酸化チタンを含む無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材について、さらに高周波焼入れ装置を使用して約150℃/secの速度で加熱して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   In this way, the steel material on which the iron nitride layer formed with the inorganic compound layer containing titanium oxide is further heated at a rate of about 150 ° C./sec using an induction hardening device to generate a high frequency of 850 ° C. × 3 seconds. In addition, it was immediately cooled with water and quenched.

<実施例2>
基材として直径20mm、長さ40mmの調質材(SCM440)を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で2時間軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼材表面に厚さ10μmの窒化鉄からなる化合物層を形成した。
<Example 2>
A tempered material (SCM440) having a diameter of 20 mm and a length of 40 mm was used as a base material. After degreasing and cleaning this surface, soft nitriding treatment (tuftride treatment: Nippon Parkerizing Co., Ltd.) at 570 ° C. for 2 hours in a molten salt bath And a compound layer made of iron nitride having a thickness of 10 μm was formed on the surface of the steel material.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材に対して、さらに濃度8%の炭酸ジルコニウムアンモニウム(第一稀元素化学工業(株)製)及び酸化イットリウムを含むコーティング剤溶液を刷毛塗りした後、150℃で乾燥させた。ZrとYの付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、Zrが850mg/m、Yが50mg/mであった。 The steel material having an iron nitride layer formed on the surface in this manner was further brushed with a coating solution containing 8% concentration of ammonium zirconium carbonate (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.) and yttrium oxide. And dried. The adhesion amount of Zr and Y as measured by a fluorescent X-ray analyzer, Zr is 850 mg / m 2, Y was 50 mg / m 2.

このようにしてジルコニウム及びイットリウムを含む酸化物からなる無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して800℃×5秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。 The steel material on which the iron nitride layer formed with the inorganic compound layer made of oxide containing zirconium and yttrium in this way was further applied with a high frequency of 800 ° C. × 5 seconds using the same induction hardening apparatus as in Example 1. Immediately cooled with water and quenched.

<実施例3>
基材として直径8mm、長さ12mmのSCM440調質材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で2時間軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼材表面に厚さ12μmの窒化鉄層を形成した。
<Example 3>
SCM440 tempered material with a diameter of 8 mm and a length of 12 mm was used as the base material, and after degreasing and cleaning this surface, soft nitriding treatment was performed in a molten salt bath at 570 ° C. for 2 hours (Tufftride treatment: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) Then, an iron nitride layer having a thickness of 12 μm was formed on the steel surface.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材に対して、さらに濃度10%のアルミナゾル(アルミナゾル200 日産化学工業(株)製)を刷毛塗りした後、乾燥させた。Al付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、1300mg/mであった。 The steel material having the iron nitride layer formed on the surface in this manner was further brush-coated with alumina sol (alumina sol 200 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a concentration of 10%, and then dried. It was 1300 mg / m < 2 > when Al adhesion amount was measured with the fluorescent X ray analyzer.

このようにして酸化アルミニウムを含む無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   Thus, about the steel material which formed the iron nitride layer in which the inorganic compound layer containing an aluminum oxide was formed, using the same induction hardening apparatus as Example 1, the high frequency of 850 degreeC * 3 second was added, and it immediately water-cooled. And hardened.

<実施例4>
基材として直径8mm、長さ12mmのSCM440調質材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で2時間軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼材表面に厚さ12μmの窒化鉄層を形成した。
<Example 4>
SCM440 tempered material with a diameter of 8 mm and a length of 12 mm was used as the base material, and after degreasing and cleaning this surface, soft nitriding treatment was performed in a molten salt bath at 570 ° C. for 2 hours (Tufftride treatment: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) Then, an iron nitride layer having a thickness of 12 μm was formed on the steel surface.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材に対して、さらに濃度3%のモリブデン酸アンモニウムと2%のタングステン酸アンモニウムを含むコーティング剤溶液をディップコートした後、乾燥させた。MoとWの付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、Moが150mg/m、Wが100mg/mであった。 The steel material having the iron nitride layer formed on the surface in this manner was further dip coated with a coating solution containing 3% ammonium molybdate and 2% ammonium tungstate, and then dried. When the adhesion amounts of Mo and W were measured with a fluorescent X-ray analyzer, Mo was 150 mg / m 2 and W was 100 mg / m 2 .

このようにしてタングステン及びモリブデンを含む酸化物からなる無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して800℃×5秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   In this way, a high frequency of 800 ° C. × 5 seconds was applied to the steel material on which the iron nitride layer formed with the inorganic compound layer made of oxide containing tungsten and molybdenum was further applied using the same induction hardening apparatus as in Example 1. Immediately cooled with water and quenched.

<実施例5>
基材として直径20mm、長さ40mmの調質材(SCM440)を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で2時間軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼材表面に厚さ10μmの窒化鉄層を形成した。
<Example 5>
A tempered material (SCM440) having a diameter of 20 mm and a length of 40 mm was used as a base material. After degreasing and cleaning this surface, soft nitriding treatment (tuftride treatment: Nippon Parkerizing Co., Ltd.) at 570 ° C. for 2 hours in a molten salt bath And an iron nitride layer having a thickness of 10 μm was formed on the surface of the steel material.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材は、さらに濃度0.8%の水和酸化クロム(III)ゾル(クロム酸を還元して調製)をディップコートした後、乾燥させた。Cr付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、25mg/mであった。 The steel material having the iron nitride layer formed on the surface was further dip-coated with a hydrated chromium oxide (III) sol (prepared by reducing chromic acid) having a concentration of 0.8% and then dried. The amount of Cr deposited was measured with a fluorescent X-ray analyzer and found to be 25 mg / m 2 .

このようにして酸化クロムを含む無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   Thus, about the steel material which formed the iron nitride layer which formed the inorganic compound layer containing chromium oxide, using the same induction hardening apparatus as Example 1, the high frequency of 850 degreeC x 3 second was added, and it immediately water-cooled. And hardened.

<実施例6>
基材として直径8mm、長さ12mmのSCM440調質材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で2時間軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼材表面に厚さ12μmの窒化鉄層を形成した。
<Example 6>
SCM440 tempered material with a diameter of 8 mm and a length of 12 mm was used as the base material, and after degreasing and cleaning this surface, soft nitriding treatment was performed in a molten salt bath at 570 ° C. for 2 hours (Tufftride treatment: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) Then, an iron nitride layer having a thickness of 12 μm was formed on the steel surface.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材に対して、さらに濃度3%のペルオキソチタン酸ゾルと0.2%のシュウ酸カルシウムを含むコーティング剤溶液をディップコートした後、250℃で乾燥させた。TiとCaの付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、Tiが310mg/m、Caが40mg/mであった。 The steel material having the iron nitride layer formed on the surface in this manner was further dip coated with a coating agent solution containing a 3% concentration of peroxotitanate sol and 0.2% calcium oxalate, and then dried at 250 ° C. When the adhesion amounts of Ti and Ca were measured with a fluorescent X-ray analyzer, Ti was 310 mg / m 2 and Ca was 40 mg / m 2 .

このようにしてTi及びCaを含む酸化物からなる無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して800℃×5秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   Thus, about the steel material which formed the iron nitride layer which formed the inorganic compound layer which consists of an oxide containing Ti and Ca, using the same induction hardening apparatus as Example 1, the high frequency of 800 degreeC x 5 second was added. Immediately cooled with water and quenched.

<実施例7>
基材として直径20mm、長さ40mmの調質材(SCM440)を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、イオンプレーティング装置により1時間処理し、鋼材表面に厚さ3μmの窒化チタンからなる硬質窒化物層を形成した。
<Example 7>
A tempered material (SCM440) having a diameter of 20 mm and a length of 40 mm is used as a base material. After degreasing and cleaning the surface, the surface is treated with an ion plating apparatus for 1 hour, and the surface of the steel material is made of titanium nitride having a thickness of 3 μm A nitride layer was formed.

こうして表面に窒化チタン層を形成した鋼材に対して、さらに濃度8%の炭酸ジルコニウムアンモニウム(第一稀元素化学工業(株)製)及び酸化イットリウムを含むコーティング剤溶液を刷毛塗りした後、150℃で乾燥させた。ZrとYの付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、Zrが600mg/m、Yが35mg/mであった。 The steel material having the titanium nitride layer formed on the surface in this manner was further brushed with a coating agent solution containing 8% concentration of ammonium zirconium carbonate (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.) and yttrium oxide, and then 150 ° C. And dried. When the adhesion amount of Zr and Y was measured with a fluorescent X-ray analyzer, Zr was 600 mg / m 2 and Y was 35 mg / m 2 .

このようにしてジルコニウム及びイットリウムを含む酸化物からなる無機化合物層を形成した窒化チタン層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して800℃×5秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   In this way, with respect to the steel material on which the titanium nitride layer formed with the inorganic compound layer made of oxide containing zirconium and yttrium was formed, a high frequency of 800 ° C. × 5 seconds was applied using the same induction hardening apparatus as in Example 1. Immediately cooled with water and quenched.

<実施例8>
基材として直径8mm、長さ12mmのSCM440調質材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、イオンプレーティング装置で2時間処理し、鋼材表面に厚さ5μmの窒化クロムからなる硬質窒化物層を形成した。
<Example 8>
Using a SCM440 tempered material having a diameter of 8 mm and a length of 12 mm as a base material, this surface was degreased and cleaned, and then treated with an ion plating apparatus for 2 hours, and a hard nitride made of chromium nitride having a thickness of 5 μm on the steel surface. A layer was formed.

こうして表面に窒化クロム層を形成した鋼材に対して、さらに濃度4%の酸化チタン中性水分散ゾル(パルチタン5603:アナターゼ+アモルファスゾル 日本パーカライジング(株)製)をディップコーティングし、余分な液を除去した後、180℃で乾燥させた。Ti付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、180mg/mであった。 The steel material with the chromium nitride layer formed on the surface is then dip coated with a 4% concentration titanium oxide neutral water dispersion sol (Pal Titanium 5603: Anatase + Amorphous Sol, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.). After removing, it was dried at 180 ° C. The amount of Ti deposited was measured with a fluorescent X-ray analyzer and found to be 180 mg / m 2 .

このようにして酸化チタンを含む無機化合物層を形成した窒化クロム層を形成した鋼材について、さらに高周波焼入れ装置を使用して約150℃/secの速度で加熱して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   In this way, the steel material on which the chromium nitride layer formed with the inorganic compound layer containing titanium oxide is further heated at a rate of about 150 ° C./sec using an induction hardening device to generate a high frequency of 850 ° C. × 3 seconds. In addition, it was immediately cooled with water and quenched.

<実施例9>
基材として直径8mm、長さ12mmのSCM440調質材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、プラズマCVD装置で3時間処理し、鋼材表面に厚さ3μmの窒化ホウ素からなる硬質窒化物層を形成した。
<Example 9>
Using a SCM440 tempered material with a diameter of 8 mm and a length of 12 mm as a base material, this surface was degreased and cleaned, and then treated with a plasma CVD apparatus for 3 hours, and a hard nitride layer made of boron nitride having a thickness of 3 μm on the steel surface Formed.

こうして表面に窒化ホウ素層を形成した鋼材に対して、さらに濃度4%の酸化チタン中性水分散ゾル(パルチタン5603:アナターゼ+アモルファスゾル 日本パーカライジング(株)製)をディップコーティングし、余分な液を除去した後、180℃で乾燥させた。Ti付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、160mg/mであった。 The steel material with the boron nitride layer formed on the surface in this way is dip coated with a 4% concentration titanium oxide neutral water dispersion sol (Pal Titanium 5603: Anatase + Amorphous Sol, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.). After removing, it was dried at 180 ° C. The amount of Ti deposited was measured with a fluorescent X-ray analyzer and found to be 160 mg / m 2 .

このようにして酸化チタンを含む無機化合物層を形成した窒化ホウ素層を形成した鋼材について、さらに高周波焼入れ装置を使用して約150℃/secの速度で加熱して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   The steel material on which the boron nitride layer on which the inorganic compound layer containing titanium oxide has been formed in this way is further heated at a rate of about 150 ° C./sec using an induction hardening device to generate a high frequency of 850 ° C. × 3 seconds. In addition, it was immediately cooled with water and quenched.

<実施例10>
基材として直径20mm、長さ40mmの調質材(SCM440)を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、イオンプレーティング装置により2時間処理して鋼材表面に厚さ3μmの窒化ジルコニウム層を形成した。
<Example 10>
A tempered material (SCM440) having a diameter of 20 mm and a length of 40 mm is used as a base material. After this surface is degreased and cleaned, it is treated with an ion plating apparatus for 2 hours to form a zirconium nitride layer having a thickness of 3 μm on the steel surface. did.

こうして表面に硬質窒化物層を形成した鋼材に対して、さらに濃度2%の水酸化タンタル及び濃度0.3%の水酸化ニオブのゾル溶液をディップコートした後、乾燥させた。タンタルの付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、70mg/mであった。 The steel material having the hard nitride layer formed on the surface was further dip coated with a sol solution of 2% tantalum hydroxide and 0.3% niobium hydroxide, and then dried. The amount of tantalum deposited was measured with a fluorescent X-ray analyzer and found to be 70 mg / m 2 .

このようにしてタンタル及びニオブを含む無機化合物層を形成した窒化ジルコニウム層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。   Thus, about the steel material which formed the zirconium nitride layer in which the inorganic compound layer containing a tantalum and niobium was formed, using the same induction hardening apparatus as Example 1, the high frequency of 850 degreeC * 3 second was added, and water cooling was carried out immediately. And quenching.

<実施例11>
基材として直径8mm、長さ12mmのSCM440調質材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で2時間軟室化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼材表面に厚さ12μmの窒化鉄層を形成した。
<Example 11>
Using a SCM440 tempered material with a diameter of 8 mm and a length of 12 mm as a base material, this surface was degreased and washed, and then softened in a molten salt bath at 570 ° C. for 2 hours (tuftride treatment: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) ) To form a 12 μm thick iron nitride layer on the steel surface.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材は、さらに濃度2%のシュウ酸ハフニウムを含むコーティング剤溶液をディップコートした後、250℃で乾燥させた。Hfの付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、Hfが120mg/mであった。 The steel material having the iron nitride layer formed on the surface in this manner was further dip-coated with a coating solution containing 2% hafnium oxalate and then dried at 250 ° C. When the adhesion amount of Hf was measured with a fluorescent X-ray analyzer, Hf was 120 mg / m 2 .

このようにしてHfを含む酸化物からなる無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材は、さらに実施例1と同じ高周波焼き入れ装置を使用して800℃×5秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼き入れを行った。   In this way, the steel material on which the iron nitride layer formed with the inorganic compound layer composed of the oxide containing Hf was further applied with a high frequency of 800 ° C. × 5 seconds using the same induction hardening apparatus as in Example 1. Immediately cooled with water and quenched.

<比較例1>
基材として実施例1と同じ炭素鋼材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で1時間軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼板表面に厚さ12μmの窒化鉄層を形成したのち、そのまま実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。
<Comparative Example 1>
The same carbon steel material as in Example 1 was used as a base material, this surface was degreased and washed, and then soft nitriding treatment (tuftride treatment: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) at 570 ° C. for 1 hour in a molten salt bath. After forming an iron nitride layer having a thickness of 12 μm, the same induction hardening apparatus as in Example 1 was used to apply a high frequency of 850 ° C. × 3 seconds, followed by quenching immediately by water cooling.

<比較例2>
基材として実施例1と同じ炭素鋼材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、溶融塩浴中で570℃で1時間軟窒化処理(タフトライド処理:日本パーカライジング(株)製)して鋼板表面に厚さ約5μmの窒化鉄層を形成した。
<Comparative example 2>
The same carbon steel material as in Example 1 was used as a base material, this surface was degreased and washed, and then soft nitriding treatment (tuftride treatment: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) at 570 ° C. for 1 hour in a molten salt bath. An iron nitride layer having a thickness of about 5 μm was formed.

こうして表面に窒化鉄層を形成した鋼材に対して、さらに酸化ケイ素を成分とする浸炭防止剤溶液をディップコーティングし、余分な液を除去した後、乾燥させた。Si付着量を蛍光X線分析装置で測定したところ、350mg/mであった。 The steel material having the iron nitride layer formed on the surface in this manner was further dip-coated with a carburizing inhibitor solution containing silicon oxide as a component, and the excess liquid was removed, followed by drying. The amount of Si deposited was measured with a fluorescent X-ray analyzer and found to be 350 mg / m 2 .

このようにして酸化チタンを含む無機化合物層を形成した窒化鉄層を形成した鋼材について、さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて加熱したのち、直ちに水冷して焼入れを行った。   About the steel material on which the iron nitride layer in which the inorganic compound layer containing titanium oxide was formed in this manner was further heated using the same induction hardening apparatus as in Example 1 at 850 ° C. × 3 seconds, Immediately cooled with water and quenched.

<比較例3>
基材として実施例1と同じ炭素鋼材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、イオンプレーティング装置により1時間処理し、鋼材表面に厚さ3μmの窒化チタンからなる硬質窒化物層を形成した。さらに、実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。
<Comparative Example 3>
The same carbon steel material as in Example 1 was used as a base material, and this surface was degreased and washed, and then treated with an ion plating apparatus for 1 hour to form a hard nitride layer made of titanium nitride having a thickness of 3 μm on the steel material surface. . Further, using the same induction hardening apparatus as in Example 1, a high frequency of 850 ° C. × 3 seconds was applied, and immediately quenched with water.

<比較例4>
基材として実施例1と同じ炭素鋼材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、イオンプレーティング装置により1時間処理し、鋼材表面に鋼材表面に厚さ5μmの窒化クロムからなる硬質窒化物層を形成した。さらに、実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。
<Comparative example 4>
The same carbon steel material as in Example 1 was used as a base material, this surface was degreased and cleaned, and then treated with an ion plating apparatus for 1 hour, and a hard nitride layer made of chromium nitride having a thickness of 5 μm on the steel material surface. Formed. Further, using the same induction hardening apparatus as in Example 1, a high frequency of 850 ° C. × 3 seconds was applied, and immediately quenched with water.

<比較例5>
基材として実施例1と同じ炭素鋼材を使用し、この表面を脱脂洗浄したのち、プラズマCVD装置で3時間処理し、鋼材表面に厚さ3μmの窒化ホウ素からなる硬質窒化物層を形成した。さらに実施例1と同じ高周波焼入れ装置を使用して850℃×3秒間の高周波を加えて、直ちに水冷して焼入れを行った。
<Comparative Example 5>
The same carbon steel material as in Example 1 was used as a substrate, and this surface was degreased and cleaned, and then treated with a plasma CVD apparatus for 3 hours to form a hard nitride layer made of boron nitride having a thickness of 3 μm on the steel material surface. Further, using the same induction hardening apparatus as in Example 1, a high frequency of 850 ° C. × 3 seconds was added, and immediately quenched with water.

(評価試験)
これらの処理を行った鋼材は、マイクロカッターで切断し、窒化物層の残存状態を金属顕微鏡で確認するとともに、最表面及び表面から0.1mmの断面の硬度をマイクロビッカース硬度計で測定した。表1に評価試験結果の一覧を示す。また、図1〜図3に、実施例1、比較例1及び比較例2における、断面の金属顕微鏡写真を示す。尚、図1〜図3の中央の白色部が窒化鉄を含む無機化合物層であり、その下部が鉄鋼基材部である。
(Evaluation test)
The steel material subjected to these treatments was cut with a microcutter, the remaining state of the nitride layer was confirmed with a metal microscope, and the hardness of a cross section of 0.1 mm from the outermost surface and the surface was measured with a micro Vickers hardness meter. Table 1 shows a list of evaluation test results. 1 to 3 show cross-sectional metal micrographs in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. FIG. In addition, the white part of the center of FIGS. 1-3 is an inorganic compound layer containing iron nitride, and the lower part is a steel base part.

表から、本発明の実施例1〜11では、焼入れ後においても表面の窒化物層がダメージを受けることなく残存しており、表面硬度及び表面から一定深さまでの断面の硬度も十分高いことがわかる。これに対し、保護層のコーティングを行わなかった比較例1では、窒化鉄からなる化合物層の酸化分解が進行しており、窒化物が酸化物に変化して表面の硬度が低下していた。一方、Si酸化物で保護層を形成した比較例2でも、化合物層が損傷を受けて一部が失われており、SiO膜の熱伝導性が悪いために十分な焼入れ効果が得られておらず、断面硬度の低下が認められるため好ましくないことがわかる。 From the table, in Examples 1 to 11 of the present invention, the nitride layer on the surface remains without being damaged even after quenching, and the surface hardness and the hardness of the cross section from the surface to a certain depth are sufficiently high. Recognize. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the protective layer was not coated, the oxidative decomposition of the compound layer made of iron nitride progressed, and the nitride changed to an oxide, resulting in a decrease in surface hardness. On the other hand, even in Comparative Example 2 in which the protective layer was formed of Si oxide, the compound layer was damaged and partly lost, and a sufficient quenching effect was obtained because the thermal conductivity of the SiO 2 film was poor. This is not preferable because a decrease in cross-sectional hardness is observed.

本発明の鉄鋼部材の焼入れ方法、焼入れ鉄鋼部材、焼入れ鉄鋼部材の製造方法及び焼入れ表面保護剤は、機械、自動車、産業機械、工作機械等のギア、シャフト、カム等の部品、工具、金型、軸受等、硬度、耐磨耗性、疲労強度を要求される全ての鉄鋼部材に適用することができる。また、無機化合物層の組成を選択することによって、耐食性や接着・密着性や帯電防止性も同時に付与することが可能なため、これら以外の用途にも好適に使用することができるため産業上利用できる範囲が広い。   Hardening method of steel member, hardened steel member, manufacturing method of hardened steel member and quenching surface protective agent of the present invention are parts such as gears, shafts, cams, etc., tools, molds for machines, automobiles, industrial machines, machine tools, etc. It can be applied to all steel members that require hardness, wear resistance and fatigue strength, such as bearings. In addition, by selecting the composition of the inorganic compound layer, it is possible to impart corrosion resistance, adhesion / adhesion, and antistatic properties at the same time. Wide range is possible.

実施例1の鋼材の焼入れ後の化合物層断面写真である。It is a compound layer cross-sectional photograph after hardening of the steel materials of Example 1. 比較例1の鋼材の焼入れ後の化合物層断面写真である。It is a compound layer cross-sectional photograph after hardening of the steel materials of the comparative example 1. 比較例2の鋼材の焼入れ後の化合物層断面写真である。It is a compound layer cross-sectional photograph after hardening of the steel material of the comparative example 2.

Claims (12)

焼入れ処理する前の鉄鋼部材であって、当該鉄鋼部材の表面には、窒素拡散処理により硬質窒化物層が形成され、さらに硬質窒化物層上には、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を適用することによりセラミック前駆体層が形成されていることを特徴とする鉄鋼部材。   It is a steel member before quenching treatment, and a hard nitride layer is formed on the surface of the steel member by a nitrogen diffusion treatment, and further on the hard nitride layer, Ti, Zr, Hf, V, Nb, A steel member in which a ceramic precursor layer is formed by applying a ceramic precursor containing at least one element selected from the group consisting of Ta, Cr, W, Mo and Al . セラミック前駆体層が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種を含むものである、請求項1に記載の鉄鋼部材。   The steel member according to claim 1, wherein the ceramic precursor layer further contains at least one selected from Ca, Mg, Y, Sc and Ba. セラミック前駆体層が、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の金属を、該金属換算の合計で1〜2000mg/mの範囲で含有するものである、請求項1又は2に記載の鉄鋼部材。 The ceramic precursor layer contains at least one metal selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al in a total of 1 to 2000 mg in terms of the metal. The steel member according to claim 1 or 2, which is contained in a range of / m 2 . 硬質窒化層が、塩浴窒化処理、ガス軟窒化処理、イオン窒化処理及びプラズマ窒化処理から選択される処理により形成されたたものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の鉄鋼部材。   The steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the hard nitrided layer is formed by a process selected from salt bath nitriding, gas soft nitriding, ion nitriding, and plasma nitriding. Element. (i)硬質窒化物層を表面に有する鉄鋼材料に対し、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、W、Mo及びAlからなる群の中から選択される少なくとも1種の元素を含有するセラミック前駆体を含む液を適用する工程と、(ii)当該セラミック前駆体を含有する液の溶媒を除去する工程と、を含む方法により製造された、請求項1〜4のいずれか一項に記載の鉄鋼部材。   (I) At least one element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, W, Mo, and Al for a steel material having a hard nitride layer on the surface. The method of any one of Claims 1-4 manufactured by the method of including the process of applying the liquid containing the ceramic precursor to contain, and the process of removing the solvent of the liquid containing the said ceramic precursor (ii). Steel member according to item. セラミック前駆体を含有する液が、さらにCa、Mg、Y、Sc及びBaの中から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項5に記載の鉄鋼部材。   The steel member according to claim 5, wherein the liquid containing the ceramic precursor further contains at least one selected from Ca, Mg, Y, Sc, and Ba. セラミック前駆体を含有する液の溶媒が、中性からアルカリ性である、請求項5又は6記載の鉄鋼部材。   The steel member according to claim 5 or 6, wherein the solvent of the liquid containing the ceramic precursor is neutral to alkaline. 請求項1〜7のいずれか一項に記載された鉄鋼部材を焼入れ処理することで得られる焼入れ処理された鉄鋼部材であって、当該鉄鋼部材の表面に、窒素拡散処理により形成された硬質窒化物層が存在する鉄鋼部材。   A hard nitrided steel member obtained by quenching the steel member according to any one of claims 1 to 7, and formed on the surface of the steel member by nitrogen diffusion treatment Steel members with physical layers. 高面圧領域で使用される機械構造部品である、請求項8に記載の鉄鋼部材。   The steel member according to claim 8, which is a mechanical structural component used in a high surface pressure region. 軸、歯車、ピストン、シャフト又はカムである、請求項9に記載の鉄鋼部材。   The steel member according to claim 9, which is a shaft, a gear, a piston, a shaft, or a cam. 焼入れ処理が800〜850℃で実行された、請求項8〜10のいずれか一項に記載の鉄鋼部材。   The steel member according to any one of claims 8 to 10, wherein the quenching process is performed at 800 to 850 ° C. 焼入れ処理が高周波焼入れである、請求項8〜11のいずれか一項に記載の鉄鋼部材。   The steel member according to any one of claims 8 to 11, wherein the quenching treatment is induction hardening.
JP2011102696A 2011-05-02 2011-05-02 Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent Active JP5258928B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011102696A JP5258928B2 (en) 2011-05-02 2011-05-02 Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011102696A JP5258928B2 (en) 2011-05-02 2011-05-02 Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006216577A Division JP4762077B2 (en) 2006-08-09 2006-08-09 Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011208281A JP2011208281A (en) 2011-10-20
JP5258928B2 true JP5258928B2 (en) 2013-08-07

Family

ID=44939626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011102696A Active JP5258928B2 (en) 2011-05-02 2011-05-02 Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5258928B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114990473B (en) * 2022-04-22 2023-08-01 江西省航宇电子材料有限公司 Stainless steel base surface treatment method, copper-clad plate and preparation method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5896815A (en) * 1981-12-07 1983-06-09 Toyota Motor Corp Heat treatment for cast iron
JP3341846B2 (en) * 1991-04-04 2002-11-05 住友電気工業株式会社 Ion nitriding-ceramic coating continuous treatment method
JP3371142B2 (en) * 1991-09-27 2003-01-27 日本フエロー株式会社 Composition for preventing oxidative decarburization of steel
JPH08188866A (en) * 1995-01-11 1996-07-23 Nippon Light Metal Co Ltd Die steel having hard surface layer excellent in oxidation resistance and its manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011208281A (en) 2011-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4762077B2 (en) Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent
JP5322001B2 (en) Steel material, manufacturing method thereof and induction-hardened component
JP6576832B2 (en) Method for producing a chromium coating on a metal substrate and coated article
JP6774135B2 (en) How to make a chrome coating and the coated object
JP3825456B2 (en) A method for producing molded parts with extremely high mechanical property values by stamping from strips of coated rolled steel sheets, especially coated hot rolled steel sheets
JP5328545B2 (en) Steel member having nitrogen compound layer and method for producing the same
WO2011013360A1 (en) Treatment liquid for forming protective film for steel member having nitrogen compound layer, and compound layer protective film
WO2012035900A1 (en) Iron steel member having nitrogen compound layer, and process for production thereof
JP6125313B2 (en) Hot pressing method for plated steel sheet
JP4786576B2 (en) Stainless steel material excellent in temper color resistance and its manufacturing method
CN112962047B (en) Method for preparing Ti-Al system intermediate phase/Ti-Al-C system MAX phase composite coating on surface of titanium or titanium alloy
JP5258928B2 (en) Hardening method of steel member, hardened steel member and hardened surface protective agent
JPH08319557A (en) Method for modifying surface of steel utilizing diffusing dilution of aluminum
JP5520536B2 (en) Protective film forming treatment liquid for steel member having nitrogen compound layer, and compound layer protective film
CN113322464B (en) Method for preparing Ti-Al system intermediate phase/Ti-Al-N system MAX phase composite coating on titanium or titanium alloy surface
Betiuk et al. INFLUENCE OF ION ETCHING GENERATED BY USING Cr, Ti ELECTRODES IN LOW PRESSURE ARC DISCHARGE IN PLASMA ON DUPLEX COAT ADHESION
JP2005248324A (en) Method for surface treatment of metal material

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130410

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130423

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5258928

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250