CN1159851A - 耐金属磨损性优良的钢管接头及其表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是为油井管的螺纹接头提供优良的耐烧伤性。其特征是在螺纹部、金属密封部上形成一层厚度为5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，或者厚度为1～20μm的氮化处理层加上厚度为5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，然后在其上面涂布一种含有二硫化钼或二硫化钨粉末和从环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种树脂作为必须成分，并且按照特定的组成比构成的固体润滑剂，然后通过加热处理而使其形成一层厚度为10～45μm的固体润滑覆膜层。通过这种表面处理可以获得一种能够增加钢管的反复使用次数，而且在长时间内能防止发生磨损的钢管接头。

Description

耐金属磨损性优良的钢管接头 及其表面处理方法
技术领域
本发明涉及无润滑状态下耐烧伤性优良的螺纹接头；更详细地说，是涉及在原油开采中使用的油井管螺纹接头或输送被开采出来之原油的线路管用螺纹接头中，即使在不涂布润滑脂的情况下进行反复固紧、松驰也不会使接头烧伤，能重复使用的耐金属磨损性优良的钢管接头及其表面处理。
技术背景
油井挖掘时使用的配管或套管中通常使用螺纹接头。这些螺纹接头在使用环境下承受着内外压力、轴向力、弯曲等复合作用，因此要求接头即使在这些复合荷重下也不会产生泄漏和破损。另一方面，当配管或套管在下降作业时往往一度要松开紧固的接头，因此对于配管一般松10次，套管一般松3次时能够不产生烧伤地进行使用的接头，也是API(美国石油协会)所希望的。为了满足上述要求的性能，APIBUL5A2中所述的涂布复合润滑脂后再紧固接头迄今已经常识化。此处说的复合润滑脂的作用是确保耐烧伤性和提高密封性。
其后，作为进一步提高密封性的发明，具有金属与金属接触部位的特殊螺纹接头，即优质接头的开发盛行，发明了许多具有各种形状的优质接头(特公昭59-44552号公报，特公开5-41876号公报)。按照这些发明，接头的气密性可提高到与管体屈服强度同等以上。然而，为为获得更优的密封性，必须赋予金属接触部位更高的甚至超过母材屈服点那样高的表面压力，因而在烧伤也容易产生不可能修复的磨损，为防止金属磨损的研究盛行起来。
作为防止这种金属磨损的对策，有适当含有锌、铅、铜等重金属粉或云母等无机物的润滑油的开发或通过在密封部位形状上下功夫以减轻局部面压的技术(特开昭62-209291号公报，特开平4-277392号公报)和，控制密封面形状的技术(实公平6-713号公报)或通过表面处理提高金属耐磨损性的技术(特公平3-78517号公报特，特开平5-117870号公报、特开昭58-17285号公报，特开昭61-124792号公报，特开昭61-136087号公报)等。这些特许公报中示出的技术具有一定的效果，特别是通过合适的表面处理和利用复合润滑脂可将耐烧伤性也提高到实用上足够的范围内。
尤其是，特公平3-78517号公报中公开了，在油井管螺纹接头上开成一种分散混合有二硫化钼的树脂覆盖。但是，该公报说，按照小于金属与金属接触部位的表面粗糙度来形成树脂覆膜层。该方案是把念头放在涂布复合润滑脂上，瞄准在最终表面的凹凸处封入润滑脂的效果，对无润滑脂润滑下的固紧和松驰，利用基底表面粗糙度选择接触得不到稳定的耐烧伤性，而且还有，不考虑使随时间的劣化降到最小限度的基底处理，仅考虑粗糙度是得不到长时间的稳定耐烧伤性的。
特开平6-10154号公报中公开了，规定表面处理前的表面最大粗糙度和表面处理覆膜厚度之间的关系。然而该公报的目的是通过缩小金属接触部位的间隙来提高密封性，而且，尽管对复合润滑脂进行了描述，但对上述同样无润滑情况下的耐烧伤性完全没有描述。而且作为实施例描述的金属系表面处理，不能期待上述无润滑脂润滑下的耐烧伤性。
在这情况下，作为近年的研究，涂布的润滑脂在装配(紧固)中处于高压使用性能劣化(特开昭63-210487号公报，特开平6-11078号公报)和复合润滑脂中含有的重金属成分引起的环境问题等被提出，开始出现有关不含重金属成分的复合润滑脂商品化等复合润滑脂的问题。1991年制造的APIRP5C5中也有评价影响接头性能的润滑脂量和润滑脂压力问题的程序。而且，复合润滑脂的涂布作业不仅使作业环境恶化而且使作业效率也降低。因此，如果完全不用这种复合润滑脂，却能确保以前的性能，特别是耐金属磨损性，成为能克服上述问题的理想螺纹接头。虽然如此，必须使用复合润滑脂这是因为在完全无润滑脂的情况下用以前的技术时耐金属磨损性相当差。
USP4692988中，对作为螺纹接头上的固体润滑剂，使用二硫化钼，用TPFE等粘接，或者通过载体涂布PTFE时的方法进行描述。进而可判明该技术与液体润滑剂一起使用时可发挥效果，本发明在作为终极目标的完全无液体润滑环境下则不能发挥充分的效果。其理由是，特别是在螺纹接头密封时，由于高于管体屈服强度的高面压引起反复流动，因而容易在螺纹部以上导致烧伤的缘故。
作为解决该问题的方法，发明者们着眼于基底处理的适宜化，用适宜的方法对密封部位及螺纹部位施以磷酸覆膜处理后再在其上面形成固体润滑覆膜以致可以在完全没有液体润滑的情况下，维持耐烧伤性的技术进行了研究。
同样，将固体润滑剂应用于螺纹接头的例子中，有USP4414247。在该发明中，对基底施以喷砂处理后，和树脂一起涂布二硫化钼，并进行烧熔，但在喷砂基底处理中特别高的面压下无液本润滑的情况下不能充分发挥耐烧伤性。与此不同，施过磷酸盐覆膜处理的情况下，如实施例中所述，即使在无液体润滑下也不会产生烧伤，可以进行10次以上的接合-断开。
磷酸盐覆膜能使耐烧伤性优良的理由，是因为磷酸盐覆膜层的凹凸及空隙可增进树脂的锚定效果，反复滑动后也会在磷酸覆层的上表层上残存落膜的后退润滑覆膜。
发明的公开
为了解决上述问题，本发明者们反复进行了努力的研究，结果在于提供一种完全不使用以前在接头装配前涂布复合润滑脂等的液体润滑剂，对于反复紧固、松驰也不会产生磨损，而且密封性等使用性能也能满足的耐金属磨损性优良的钢管接头及其表面处理方法。本发明的要点如下所述。
(1)耐烧伤性优良的螺纹接头，在由阳螺纹和无螺纹金属接触部组成的栓杆以及由阴螺纹和无螺纹金属接触部组成的盒套构成的管螺纹接头中，在盒套或栓杆的接触表面上，形成磷酸系化成处理覆膜层或氮化处理层和磷酸系化成处理覆膜层的同时，在该磷酸系化成处理覆膜上形成一层在树脂中分散混合有二硫化钼或二硫化钨粉末的树脂覆盖层，规定上述树脂覆膜的膜厚大于该磷酸系化成处理覆膜层的膜原。
(2)第(1)项所述的耐烧伤优良的螺纹接头，其中，上述树脂覆膜的膜厚大于磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度。
(3)第(1)或(2)项所述的耐烧伤性优良的螺纹接头，其中，相对的滑动面表面粗糙度小于上述树脂覆膜层的厚度。
(4)第(1)～(3)中任一项所述的烧伤性优良的螺纹接头，其中，所述磷酸系化成处理覆膜层厚度为5～30μm，所述氮化处理层厚度为1～20μm，所述二硫化钼或二硫化钨粉末量的比例为
0.2≤[(二硫化钼或二硫化钨或二硫化钨粉末)的含量]/
[(树脂)的含量]≤9.0而且，所述树脂覆膜层的厚度为10～45μm。
(5)第(1)～(4)中任一项所述的耐烧伤性优良的螺纹接头，其中，在所述树脂中分散混合有抑制腐蚀剂。
(6)钢管接头的表面处理方法，其特征在于，在钢管的接头部分的螺纹部及金属密封部上，形成厚5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，或厚1～20μm的氮化处理层和厚5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层的同时，还涂布含有选自二硫化钼或二硫化钨粉末和环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中的一种作为必须成分，并且按下述组成比构成的固体润滑剂，
0.2≤[(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含量]/[(从环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中选定的一种)的含量]≤9.0(重量比)进行加热处理，形成厚10～45μm的固体润滑覆膜层。
(7)第(6)项所述的钢管接头的表面处理法，其中，涂布还含有助对于二硫化钼或二硫化钨粉末为10～50重量％Cu、Zn粉末的一种或二种，并且按下述组成比构成的固体润滑剂。
0.2≤[(二硫化钼或二硫化钨粉末和Cu、Zn粉末的一种或二种)的含量]/[(从环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中选定一种)的含量]≤9.0(重量比)。
(8)第(6)项中所述的钢管接头的表面处理方法，其特征在于，作为形成固体润滑覆膜层的固体润滑剂之必须成分的二硫化钼或二硫化钨粉末的粒径用费希尔(フ
Figure A9519550700091
シャ)法测定在0.45～10μm的范围内，而且由分子量在2,000～10,000范围内的环氧树脂、分子量在150～250范围内的呋喃树脂、分子量在10,000～25,000范围内的聚酰胺酰亚胺的树脂中选定的一种构成。
(9)第(7)项中所述的钢管接头的表面处理方法，其中，所述固体润滑剂中含有粒径为0.5～10μm范围的Cu或Zn粉末中的一种或二种。
(10)钢管接头的表面处理方法，其特征在于，在由Cr含量为10重量％以上的高Cr含量的合金钢组成的油井管接头部分的螺纹部及金属密封部上，形成以下三层覆膜层，即厚1～20μm的氮化处理层、厚0.5～15μm的镀铁层或含10％以下Ni、Co中一种或二种的镀铁合金层的基底处理层和厚5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，以及涂布含有二硫化钼或二硫化钨粉末和选自环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中的一种作为必须成分，并且按下述组成比构成的固体润滑剂，
0.2≤[(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含量]/[(从环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺酰亚胺树脂中选定一种)的含量]≤9.0(重量比)进行加热处理后形成的厚10～45μm的固体润滑覆膜层。
(11)第(10)项中所述的钢管接头的表面处理方法，其中，还含有相对于二硫化钼或二硫化钨为10～50％重量的Cu、Zn粉末中的一种或二种。
(12)第(10)项中所述的钢管接头的表面处理方法，其中，作为形成固体润滑覆膜层的固体润滑剂之必须成分的二硫化钼或二硫化钨粉末的粒径用费希尔法测定在0.45～10μm的范围内，而且由分子量在2,000～10,000范围内的环氧树脂、分子量为150～250范围内的呋喃树脂、分子为10,000～25,000范围内的聚酰胺亚胺树脂中选定的一种构成。
(13)第(1)项中所述的钢管接头的表面处理方法，其中，作为形成固体润滑预膜层的固体润滑剂之必须成分的二硫化钼或二硫化钨粉末的粒径用费希尔(Fisher)法测定在0.45～10μm的范围内，粉末粒径在0.05～10μm的范围内，粉末粉径在0.5～10μm范围内的Cu或Zn中的一种或二种，或从分子量在2,000～10,000范围内的环氧树脂、分子量在150～250范围内的呋喃树脂，分子量在10,000～25,000范围内的聚胺酰亚胺树脂中选定的一种构成。
附图的简单说明
图1是适用本发明的接头构成部件的概略图。
图2是表示各接头构成部件的组装构成图。
图3是表示各种表面处理的产生磨损时的次数之间关系的图。
图4是表示本发明中试验概要的图。
图5是表示分散镀覆而形成的表面覆膜的种类和直至烧伤时的滑动距离之间关系的图。
图6是表示将二硫化钼粉末分散混合在各种树脂中的覆膜和直至烧伤的滑动距离之间关系的图。
图7是表示将二硫化钼粉末分散混合在各种基底处理时的树脂中表面覆膜和直至烧伤的滑动距离之间关系的图。
图8是表示磷酸系化成处理的膜厚和直至烧伤时的滑动距离之间关系的图。
图9是表示本发明的树脂覆膜的膜厚和磷酸系化成处理覆膜层的膜厚之间关系的图。
图10是表示本发明的树脂覆膜的膜厚和磷酸系化成处理覆膜层的膜厚以及相对的滑动面表面粗糙度之间关系的图。
图11是表示本发明的树脂覆膜的膜厚和磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度之间关系的图。
图12是表示在滑动对于材料上施以喷砂情况下各种表面处理和产生磨损时的次数之间关系的图。
图13是表示本发明的树脂覆膜的膜厚和磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度以及相对的滑动面表面粗糙度之间关系的图。
图14是表示本发明的树脂覆膜厚度和表面粗糙度中的耐烧伤性之间关系的图。
图15是表示相对的滑动面粗糙度，接合·断开次数和树脂覆膜的减少过程之间关系的图。
实施发明的最佳方案
图1示出适用本发明的接头构成部件的概略图。如图1所示，关于作为接头构件的盒套1和栓杆(钢管前端接头部)2，对构成各自接头构件的螺纹部3及金属-金属接触部4，仅对盒套1或在盒套1和栓杆2的接触表面上施以磷酸锰系化成处理覆膜层或基底氮化处理和磷酸锰系化成处理覆膜层及树脂覆膜层，在接头螺合时，与该表面处理层相对的母材表面进行滑动。
图2是表示各接头构成部件的组装构成的图。如图2所示，使盒套1和栓杆2嵌合，在各自的螺纹部3，金属-金属接触部4上一边给予高面压，一边使其滑动。在这种结构中，一般是接头直径越大，对耐烧伤性的要求越严格。因此，例如对10次紧固一松驰而不产生金属磨损所要求的配管尺寸的最大径为φ178mm的，具有金属对金属接触部的优质接头，进行耐烧伤性评价。
图3示出各种表面处理和产生磨损时的次数之间的关系。如图3所示，施以镀锌、镀铜、镀锡、磷酸盐处理、喷砂的盒套和在机械加工状态的栓杆上不涂覆润滑脂，而进行紧固一松驰的情况下产生各种烧伤时的次数，被认为耐烧伤性最优良的镀铜仅3次就产生磨损，这说明无润滑情况下确保耐磨损性的确是难度很高的技术。其原因是，通常的优质接头为了进行气密封在金属对金属接触部产生600MPa这种超过母材自身屈服点的高压，挡接头接合、断开过程中在这种高面压下金属之间产生滑动的缘故。
因此，发明者们着眼于在高面压下润滑功能优良的二氧化钼或二氧化钨，对涉及油井管螺纹接头的固体润滑覆膜进行了研究。
一般说来，润滑剂的润滑效果，根据使用条件，即面压、滑动速度、润滑剂种类及有无、润滑面的状态及温度而有很大的差异，这是众所周知的。即使在二硫化钼或二硫化钨中，根据其使用方法可发挥极优的耐烧伤性，或者比普通润滑脂润滑时更差的情况也有，这也是周知的。特别是，二硫化钼或二硫化钨用作润滑剂的情况下，其基底处理和粘合剂左右润滑性优良与否的这种说法并不言过其实。
鉴于以上理由，当评价耐烧伤时希望用实际的接头是当然的，但首先从进行覆膜润滑性的相对比较的观点出发，开发了杆一盘(Pin-on-disk)型烧伤评价试验机，用小型试样进行评价。此处不用Bouden摩擦试验机等现有的烧伤评价试验机，这是因为当用独自的试验机评价时，如前所述，覆膜的耐烧伤性提高效果根据使用环境而有很大差异的缘故。优质接头的情况下，接触面压如前所述非常大，因此即使在小型试验中也必须提供这种高面压。图4示出本发明中的试验概要。以下示出试样及实验条件。
栓杆：试验面的形状：R24mm
盘的外径：φ250mm
盒套：外径：φ250mm
表面粗糙度：0.007mm
试验条件：负荷重：230kf
滑动速度：5m/分钟
旋转直径：178mm
温度：20℃
润滑剂：无
在此处说的栓杆上施以有耐烧伤性的覆膜，例如，假定实际接头的盒套，在盘中例如假定实际接头的栓杆，与实际接头同等的用车床加工而成的表面粗糙度。每转一次的滑动距离相当于178mm外径的管子。以实际接头允许的最大滑动速度提供与实际接头相同的高面压。进一步的特征在于，完全不用润滑脂之类的润滑剂，评价耐烧伤性。
首先，本发明者们对在已有的金属镀层上进行在基质中分散混合有二硫化钼的表面处理，也就是分散镀层进行了评价。其结果示于图5中。图5是表示用分散镀层的表面覆膜种类和直至烧伤时的滑动距离之间关系的图。从该图可以看出，分散镀层的耐烧伤性很大程度上取决于基质金属的耐烧伤性，二硫化钼分散效果几乎不出现，还不如说，金属基质单体的耐烧伤性优良的情况居多。这是高面压特有的现象，轻荷重下，一般说来，表现出二硫化钼的效果，分散镀层呈现出优良的耐烧伤性。关于二硫化钨也有同样的作用。
其次，图6示出对使二硫化钼粉末分散混合在由聚酰胺酰亚胺、环氧、呋喃等树脂制成的粘合剂中的涂覆层进行评价的结果。也就是，图6是表示在各种树脂中分散混合二硫化钼粉末的覆膜和直至烧伤时的滑动距离之间关系的图，此处，作为基底处理，施以磷酸锰系化成处理。这种覆膜的耐烧伤性，是以前被认为最优秀的铜镀层的耐烧伤性的10倍以上。即使达到暂时设定的最大试验滑动距离80m也不会产生金属磨损。而且，二硫化钨也具有同样的作用。
可以判明根据粘合剂种类的不同耐烧伤性有很大的差别，按聚酰胺酰亚胺、环氧、呋喃的顺序，前者比后者更优良。这也与树脂本身的抗拉强度、冲击值有关。
而且，必须在作为基底处理的磷酸系化成处理覆膜上形成厚度10～45μm的上述有机树脂按下述比例分散混合的树脂覆复层，
0.2≤〔(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含量〕/〔(树脂)的含量〕≤9.0
二硫化钼或二硫化钨粉末和有机树脂粘合剂的组成比不足0.2时，难以获得作为形成固体润滑覆膜层目的的提高润滑功能的效果，当组成比超过9时，形成的固体润滑覆膜层的粘附性恶化，尤其是从覆膜层上剥离下来的二硫化钼或二硫化钨粉末多等缺点因而是不利的。因此，为了形成固体润滑覆膜层而使用的、作为处理剂必须成分的二硫化钼或二硫化钨粉末和有机树脂粘合剂的含量组成比，规定在0.2～9的范围内。
在经过基底处理的磷酸系化成处理覆膜层上形成10～45μm的这些树脂覆膜层，这种覆膜厚度不足10μm时，作为本发明目的的提高润滑性的效果差，尤其是钢管接头的接合-断开的反复使用次数减少，因此是不利的。
另一方面，该覆膜的厚度超过45μm时，提高润滑机能的效果达到饱和，而且装配扭矩过于上升，在经济上是不利的。不如说，固体润滑覆膜层的粘附性劣化的倾向增加，成为由该覆膜剥离引起的挤裂产生的原因，因而是不利的。因此，树脂覆膜层厚度规定在10～45μm范围内，优选在15～40μm范围内。
涂层的基底处理是发挥二硫化钼特征的最重要因素，因此图7示出基底处理对耐烧伤性影响的评价。也就是，图7是表示各种基底处理情况下在树脂中分散混合二硫化钼粉末的表面覆膜和直至烧伤时的滑动距离之间关系的图，此处，作为基底处理，对磷酸锰系化成处理、氮化处理、喷砂处理、无处理进行评价试验。从其结果可判明，耐烧伤性，按磷酸锰系化成处理、氮化处理、喷砂处理、无处理的顺序，前者比后者优良，没有基底处理的情况下，仅只有铜镀层程度的耐烧伤性。对二硫化钨来说也具有同样的作用。氮化后进行磷酸锰系处理时其耐烧伤性最稳定。还有一点应注意，基底处理中采用喷砂时，二硫化钼的效果有很大的偏差。这被认为是，不用润滑脂润滑剂的烧伤试验中由喷砂造成的凹凸的凸部选择性地与对手金属接触，树脂覆膜部分地被损耗，金属之间产生凝聚而容易发生磨损的缘故。
基于上述机理，对磷酸锰系化成处理研究覆膜厚度的效果，判明形成厚5～30μm的磷酸系化成处理覆膜层为最佳。也就是，磷酸系化成处理覆膜层的厚度不足5μm时化成处理覆膜的均匀覆膜性不够好，难以获得对固体润滑覆膜层的足够的粘附性提高效果，特别是难以获得在腐蚀环境中长期暴露时的粘附性，所谓随时间的粘附性提高效果，而且，固体润滑覆膜层在消耗后的润滑性能不良，作为本发明目的的钢管接头的耐磨损性效果不够。
另一方面，磷酸系化成处理覆膜层以30μm以上的厚度生成时，产生二次结晶的倾向显著，该覆膜本身的粘附性恶化，而且树脂覆膜层的粘附性也恶化，因而是不利的。因此，在本发明中，磷酸系化成处理覆膜层的厚度规定在5～30μm的范围内，优选在10～25μm的范围内。
进而，在本发明中，根据需要进一步提高磷酸系化成处理覆膜层，特别是磷酸锰系化成处理覆膜层的附着强度，或者为了促进相对于具有妨碍该覆膜层均匀生成的钢成分的钢管接头的磷酸锰系化成处理覆膜层的均匀生成，以及确保树脂覆膜层消耗后长时间内的润滑效果为目的，形成经过扩散处理的氮化处理层作为磷酸锰系化成处理覆膜层的基底处理层。
而且，为了获得这些作用和效果，规定基底氮化处理层的厚度在1μm以上20μm以下的范围内。该基底氮化处理层厚度不足1μm时，氮化处理层中生成许多缺陷，难以获得上述效果因而是不利的。另一方面，基底氮化处理层的厚度如果超过20μm时，上述效果达到饱和，而且由于氮化层的硬度高，因此其厚度增加能引起钢管接头的材质发生变化的程度而是不利的。因此，本发明的基底氮化处理层的厚度规定在1～20μm范围内，优选在5～15μm的厚度。
图8是表示磷酸处理的膜厚和直至烧伤时的滑动距离之间关系的图。如该图所示，磷酸锰系化成处理层的厚度和树脂覆膜厚度之间存在一种能发挥更优耐烧伤性的特定关系，即形成的树脂覆膜厚度超过化成处理层的厚度。这种组合有效的理由被认为是，进行与前述喷砂基底处理机理相同的化成处理的情况下也会在表面上出现与化成处理膜厚相当的凹凸。因此，从防止选择性接触的目的来看，也必须按照超过化成处理膜的厚度来涂覆树脂覆膜。而且，不进行磷酸系化成处理，仅通过喷砂设置表面粗糙度，使其粗糙度小于树脂覆膜厚度时也可获得相当好的效果，但鉴于以下理由最好是进行磷酸系化成处理。
因此，把基底处理特定成磷酸系化成处理层的理由是，与喷砂等基底处理相比较，磷酸系化成处理从与树脂覆膜之间的粘附性方面来看不容易随时间发生劣化，而且施工性好。关于随时间经过而发生劣化这一点进行了实验，在基底处理时按采用磷酸锰系化成处理的方法和采用喷砂处理的方法形成同样的树脂覆膜，在水中浸渍1个月后，观察粘附情况，进行过磷酸锰系化成处理的尽管不发生变化，但经过喷砂处理的却观察到树脂覆膜有浮起现象，这说明尤其是在润滑环境下保存及使用时会产生问题。从施工性方面看，使用喷砂作为基底处理时，希望喷砂后必须在30分钟内进行涂覆处理，但在制造现场，往往是管线结构，不可能做到的情况居多。与此不同，确认磷酸锰系化成处理的情况下，即使处理后放置2周再进行树脂覆膜，在实际使用上也不会有问题。
不使用润滑脂润滑的情况下，金属密封部位的气密性恶化。为了评价无润滑下的气密性，对接头反复进行10次紧固和松驰后，根据APIRP5C5荷重条件，评价气密性。评价试验结果表明，即使在与以前有润滑脂油滑情况相同的加工公差范围内进行评价试验，接头也不会产生泄漏。这是因为，为了确保耐烧伤性，通过使形成的树脂膜厚大于基底处理的膜厚，使得实质上进行密封的金属接触部界面的凹凸极光滑，而且相对的滑动面间隙也被树脂密封，因而即使不用滑润脂也能发挥优良的密封功能。
图9是表示本发明树脂覆膜厚度和磷酸系化成处理覆膜层厚度之间关系的图。作为能达到本发明目的的钢管接头的表面状态，如图9所示，规定磷酸系化成处理覆膜层5或氮化处理层和磷酸系化成处理覆膜层的膜厚为δM和，在这些基底处理层上形成的将二氧化钼或二硫化钨粉末分散混合在树脂中的树脂覆膜层6的膜厚为δC，则按照满足δM＜δC的关系形成。也就是，树脂覆膜层的膜厚δC必须比磷酸系化成处理覆膜层或氮化处理层和磷酸系化成处理覆膜层的膜厚δM更大。比它小的情况下，不仅不能维持作为本发明目的的耐烧伤性，也不能维持密封性。
而且，该磷酸系化成处理覆膜层的膜厚δM是前述的5～30μm，树脂覆膜层的膜厚δC为10～45μm，因此这两者常常是必须在保持δM＜δC的条件下形成。
图10是表示本发明树脂覆膜的膜厚和磷酸系化成处理覆膜层的膜厚及相对的滑动面的表面粗糙度之间的图。是为达到本发明目的的第2发明，如图10所示，磷酸系化成处理覆膜层5或氮化处理层和磷酸系化成处理覆膜层的膜厚δM和，在这些基底处理层上形成的、使二硫化钼或二硫化钨粉末分散混合在树脂中的树脂覆膜层6的膜厚δC之间，具有δM＜δC的关系，而且，如果将相对的滑动面7的表面粗糙度规定为Rmax，按照满足Rmax＜δC的关系决定Rmax值。也就是，相对的滑动面表面粗糙度如果比树脂覆膜层的膜厚δC大，本发明中，由于没有润滑脂或液体润滑剂，因而出现泄漏，以致达不到本发明目的。
图11是表示本发明树脂覆膜的膜厚和磷酸系化成处理覆膜层表面粗糙度之间关系的图。作为达到本发明目的钢管接头的表面状态，如图11所示，如果规定磷酸系化成处理覆膜层5或氮化处理层和磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度为RM和，在这些基底处理层上形成的、使二硫化钼或二硫化钨粉末分散混合在树脂中而形成的树脂覆膜层6的膜厚为δc，按照满足RM＜δC的关系而形成。也就是，树脂覆膜层的膜厚δc必须比磷酸系化成处理覆膜层或氮化处理层和磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度RM大。比它小的情况下，不仅不能维持作为本发明目的的耐烧伤性，而且也不能维持其密封性。
该磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度RM规定在3-30μm的范围内。不足3μm时与树脂覆膜的粘附性差，如果表面粗糙度超过30μm，则磷酸系化成处理覆膜层的厚度变厚，生成二次结晶的倾向显著，该覆膜层自身变脆，粘附性反而恶化。因此，本发明中，将磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度RM限定在3～30μm的范围内。
作为提高接头金属接触部位耐烧伤性的方法，通过机械加工有意使接触界面粗糙，或施以喷砂而不用其它表面处理来提高耐烧伤性是通常使用的方法，在涂布复合润滑脂的环境下有一定的提高效果。然而，没有在润滑脂润滑的情况下评价这种相对滑动材料的表面性状的效果，图12中示出对无润滑脂润滑时镀过铜的母材通过喷砂处理使其表面粗糙度Rmax＝30μm的栓杆反复紧固一松驰时的结果。也就是，图12是表示对相对滑动材料施以喷砂时各种表面处理和产生金属磨损时的次数之间关系的图，如该图所示，对相对滑动材料表面施以喷砂的情况下显现出耐烧伤性恶化。其原因是，使表面粗糙的效果仅在于通过使表面粗糙而在接触界面之间设置间隙，在该间隙间封入复合润滑脂，使润滑脂效果提高，因此在无润滑脂润滑时，不仅没有这种效果，而且由于喷砂的凹凸使得具有唯一的耐烧伤性功能的表面处理被损耗掉。
图13是表示本发明树脂覆膜的膜厚和磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度以及相对滑动面的表面粗糙度之间关系的图。以下叙述为达到本发明目的的第2个发明，如图13所示，在磷酸系化成处理覆膜层5或氮化处理层和磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度RM，和在这些基底处理层上形成的使二硫化钼或二硫化钨粉末分散混合在树脂中的树脂覆膜层6的膜厚δc之间，存在RM＜δc的关系，而且如果规定相对滑动面7的表面粗糙度为Rmax，则按照Rmax＜δc的关系决定Rmax。也就是，如果相对滑动面的粗糙度Rmax比树脂覆膜层的厚度δc大，在本发明中则会由于没有润滑脂或液体润滑剂而引起泄漏，从而达不到本发明的目的。该表面粗糙度Rmax规定在1～5μm的范围内。不足1μm时会影响接头的生产效率，而超过25μm时则由于无润滑剂而引起烧伤，使密封性恶化。因此，相对滑动面的表面粗糙度Rmax希望在1～25μm的范围内。图14及图25中示出其作用、效果。
图14是表示本发明树脂膜厚度和表面粗糙度及耐烧伤性之间关系的图。它示出用磷酸锰系化成处理方法进行基底处理并使二硫化钼或二硫化钨分散混合在聚酰胺酰亚胺树脂中时的初期树脂覆膜和经过10次紧固一松驰后的树脂覆膜厚度。相对滑动面的表面粗糙度越粗，残存膜厚越小，说明耐烧伤性恶化。
图15是表示相对滑动面粗糙度、接合-断开次数和树脂覆膜厚度减少过程的图，示出反复紧固-松驰时的树脂膜厚的减少过程。从该图看出，总损耗量与相对滑动面的粗糙度相同时，损耗处于减少的倾向。因此，为了获得稳定的耐烧伤性，必须将树脂覆膜的膜厚设计成大于相对滑动面的粗糙度。
而且，使用将二硫化钼或二硫化钨作为唯一分散粒子的树脂覆膜，在无润滑脂润滑的情况下，是必须条件，但使用这种分散粒子时的弊病是S与水分中的氢结合，生成硫化氢，特别是母材为高强度的情况下会引起硫化物应力腐蚀裂纹。对这些问题的对策，是在树脂中分散2-聚合亚麻子、1-三亚乙基三氨基咪唑啉(2-Polymericlinseed，1-triethylene triaminoimido zoline)等抑制腐蚀剂，就可以在保持耐烧伤性的同时防止硫化物应力腐蚀裂纹。
而且，在本发明中，发现通过使固体润滑剂中含有适量的Cu粉末及Zn粉末的一种或二种，就可以进一步提高固体润滑覆膜层在高面压下的耐磨损性，也可以说这是一种适用的对策。因此，使用按照本发明构成的润滑剂形成固体润滑覆膜层，就可以获得润滑性及耐磨损性，即覆膜强度的提高效果。
为了谋求上述固体润滑覆膜层在处理后以及长期暴露在腐蚀环境下的粘附性，即所谓经时粘附性的提高，以及高面压下反复滑动引起对固体润滑覆膜层产生磨耗、损伤时也可以提高润滑寿命，采取的对策是，在固体润滑覆膜层的下层，生成氮化处理层，镀铁层或含有Ni、Co中一种或2种的镀铁合金层和磷酸锰系化成处理覆膜层以提高投锚效果。也就是，对于磷酸锰系化成处理覆膜层的均匀生成有困难的含Cr为10％以上的Cr合金钢制钢管接头，通过设置氮化处理层，镀铁层或镀合金层就可以均匀地生成磷酸锰系化成处理覆膜层，利用该覆膜层和固体润滑覆膜层的协同效果的活用来提高性能。也就是，磷酸锰系化成处理覆膜层在生成的晶粒间产生许多空隙，因此固体润滑覆膜层在空隙中大量以被捕集的状态附着而形成。因此可以形成粘附性优良的固体润滑覆膜层，以及通过磷酸锰系化成处理覆膜层的涂膜下腐蚀抑制效果而获得经时粘附性的提高效果。而且在固体润滑覆膜层被磨损和损伤后，由于磷酸盐系化成处理覆膜和被捕集在该覆膜层上的固体润滑覆膜层的协同效果，所以长期持续保持润滑功能效果。
如上所述，本发明的方法，对于含Cr为10％以上的高Cr合金钢制管接头，由于在形成氮化处理层、镀铁层或镀铁合金层和磷酸锰系化成处理层的同时，生产韧性、硬度及润滑性都优良的固体润滑覆膜层，因而粘附性、覆膜强度以及润滑性能极优秀，特别是可以形成能长期确保润滑寿命的表面处理覆膜层。因此，按照本发明方法的高Cr合金钢制钢管接头，对于钢管的长期使用，即接合-断开反复次数的增大，具有极优良的耐烧伤性、耐磨损性、耐久性。也就是，可获得对于长期反复使用，与先有技术相比，可防止烧伤和挤裂产生的耐金属磨损性极优的钢管接头。
以下详细叙述用于制造达到本发明目的的钢管接头的表面处理方法。
本发明方法中，对钢管接头设置厚5～30μm范围的磷酸锰系化成处理覆膜层，或厚1～20μm范围的基底氮化处理层和厚5～30μm范围的磷酸锰系化成处理覆膜层。也就是，磷酸锰系化成处理覆膜层厚度不足5μm时，化成处理覆膜层的均匀被覆性不够好，难以获得对固体润滑覆膜层的充分粘附性提高效果，尤其是难以获得长时间暴露在腐蚀环境中时的粘附性、所谓经时后的粘附性提高效果，而且固体润滑覆膜层消耗后的润滑性能不好，作为本发明目的的钢管接头的耐金属磨损性的提高效果不够。另一方面，磷酸锰系化成处理覆膜层以大于30μm的厚度生成时，生成二次结晶的倾向显著，该覆膜层本身的粘附性恶化，而且固体润滑覆膜层的粘附性也恶化，因而是不利的。因此，在本发明中，磷酸锰系化成处理覆膜层的厚度限定在5～30μm范围，优选10～20μm的范围内。
另外，在本发明中，可以根据需要，以进一步提高磷酸锰系化成处理覆膜层的附着强度，或促进具有妨碍该覆膜层均匀生成的钢成分的钢管接头能均匀生成磷酸锰系化成处理覆膜层以及固体润滑覆膜层消耗后长期确保其润滑效果为目的，形成经过扩散处理的氮化处理层作为磷酸锰系化成处理覆膜层的基底处理层。
而且，为了获得这些层的作用效果，基底氮化处理层的厚度限定在1～20μm的范围内。该基底氮化处理层的厚度不足1μm时，在氮化处理层中生成许多缺陷部位，难以获得上述效果，因此是不利的。另一方面，基底氮化处理层的厚度超过20μm时，上述效果达到饱和的同时，氮化层的硬度升高，因此随着其厚度的增加使钢管接头的材质恶化，这是不利的。因此，本发明中，基底氮化处理层的厚度限定在1～20μm的范围内，优选5～15μm厚度范围内。
然而，关于在钢管接头上形成磷酸锰系化成处理覆膜层，或基底氮化处理层和磷酸锰系化成处理覆膜层的方法，没有特别的限定。也就是，关于磷酸锰系化成处理，适用对钢管接头进行脱脂、酸洗，或脱脂、喷砂除锈等表面净化及活性化处理后，以前为提高这种钢管接头耐磨损性而进行已有公知的磷酸锰系化成处理方法。例如，在前述表面净化处理及活化处理后马上或在进行过前处理工序后施以磷酸锰系化成处理。作为前处理浴，例如使用浓度为0.1～3.0g/l的(钛胶体-焦磷酸钠)系浴、(锰胶体-焦磷酸钠)系浴等，但没有特别的规定。对随后进行的磷酸锰系化成处理，在本发明中也没有特别的规定，例如，使用含有磷酸锰为主成分的(Mn2+-Ni2+-PO4 3--NO3 -)系化成处理浴，或(Mn2+-Ni2+-Fe2+-PO4 3--NO3 --F-)系化成处理浴等，于温度75～98℃相应于作为目标的覆膜厚度在处理时间内设置覆膜层。
另一方面，关于施以基底氮化处理层和磷酸锰系化成处理覆膜层的方法，氮化处理层按下述方法形成。也就是，对钢管接头部分进行脱脂、酸洗，或脱脂、喷砂除锈等表面净化及活化处理后，关于氮化处理，使用含有下列处理浴组成的这类氮化合物的熔融盐浴：
(A)浴NaCN    25％
     KCN     10％
NaCNO         25％
KCNO          10％
Na2CO3      20％
K2CO3       10％
(B)浴NaCNO    10％
KCNO          45％
Na2CO3      10％
K2CO3       35％并且在浴温400～700℃的条件下，为获得作为目的的氮化处理层厚度，相应于钢管接头的大小、处理温度等适用条件在各自选定的处理时间内进行处理。
然后，经过该氮化处理的钢管接头，在脱脂、水洗后、或酸洗、水洗等表面净化和活化处理后，按与前述相同的方法形成磷酸锰系化成处理覆膜层。进而，为达到本发明目的，具有如上构成的磷酸锰系化成处理覆膜层或基底氮化处理层和磷酸锰系化成处理覆膜层的钢管接头，为了进一步提高防止烧伤和挤裂发生的功能，形成一层固体润滑剂覆膜层。而且，为了达到本发明目的，该固体润滑覆膜层的形成，必须是与磷酸锰系化成处理覆膜层的粘附性优良，而且在高面压下的润滑性能和被覆强度也优良。
关于镀铁或镀铁合金，作为处理液的组成，例如使用硫酸铁-氧化铁-氯化铵系Fe镀液，硫酸铁-氯化镍-硼酸系Fe-Ni合金镀液、硫酸铁-氯化钴-硼酸系Fe-Co合金镀液，硫酸铁-氯化镍-氯化钴-氯化铵系Fe-Ni-Co合金镀液，在电流密度1～20A/dm2、液温为室温～60℃的条件下，为获得作为目的的厚度设定电解时间进行电镀。而且，关于铁系合金电镀，根据相对于前述电镀液中含有的Fe2+选定Ni2+、Co2+添加量和电流密度，来调整镀液的组成。
因此，在本发明中，使用作为必须成分含有能为覆膜提供润滑功能的二硫化钼或二硫化钨粉末的同时，还含有旨在提高覆膜粘附性及覆膜强度从分子量分别为2,000～10,000范围的环氧树脂、150～250的呋喃树脂及10,000～25,000范围的聚酰胺酰亚胺树脂中选定的一种作为粘合剂而构成的固体润滑剂。而且，相对于该固体润滑剂，以进一步提高形成的覆膜的耐磨损性为目的，根据需要含有Cu粉末，Zn粉末中的一种或二种。
为达到本发明目的，必须对被处理材料涂布用费歇尔法测定的粒径为0.45～10μm的二硫化钼或二硫化钨粉末和上述有机树脂按下述组成比构成的固体润滑剂，
0.2≤[(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含量]/[(从环氧树脂、呋喃树脂或聚酰胺酰亚胺树脂中选定的一种)的含量]≤9.0(重量比)并在150℃～300℃温度范围内进行加热烘烤处理，形成厚度为10～45μm的固体润滑覆膜层。
也就是，在固体润滑剂中添加的二硫化钼或二硫化钨粉末用Fisher法测定的粒径不足0.45μm时，难以获得二硫化钼或二硫化钨粉末作为本发明目的的对耐金属磨损性的润滑功能提高效果。
另一方面，该粒子的粒径超过10μm时，覆膜中含有的二硫化钼或二硫化钨粉末的润滑剂提高效果达到饱和，而且很难调整作为目的的固体润滑覆膜层的厚度，因而是不利的。因此，本发明中使用的二硫化钼或二硫化钨粉末，限定按Fisher法测定的粒径在0.45～10μm范围内，优选在2～5μm的范围内。而且，构成该润滑剂的有机树脂系粘合剂分别规定，环氧树脂的分子量为2,000～10,000，呋喃树脂的分子量为150～150，聚酰胺酰亚胺树脂的分子量为10,000～25,000。也就是，环氧树脂的分子量不足2,000，呋喃树脂的分子量不足150，聚酰胺酰亚胺树脂的分子量不足10,000时，很难为生成的覆膜提供作为本发明目的的韧性和硬度；当环氧树脂的分子量超过10,000，呋喃树脂的分子量超过250、聚酰胺酰亚胺树脂的分子量超过25,000时，生成的覆膜的韧性和硬度提高效果达到饱和，而且很难按规定厚度均匀涂布处理剂，生成的覆膜和磷酸锰系化成覆膜的粘附性恶化，因此是不利的。
因此，在本发明中，在固体润滑覆膜层形成时适用的润滑剂中使用的有机树脂系粘合剂，规定为分子重为2,000～10,000以下，优选3,000～5,000范围内的环氧树脂，分子量为150～250以下，优选170～220范围内的呋喃树脂，分子量为10,000～25,000以下，优选15,000～20,000范围内的聚酰胺酰亚胺树脂，而且从这些树脂中选定一种使用。
为了达到作为本发明目的的效果，关于为了形成固体润滑覆膜层的固体润滑剂，上述二硫化钼或二硫化钨粉末和有机树脂粘合剂的组成比是重要的，在本发明中，该组成比按重量规定在下述范围内，
0.2≤[(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含量]/[(从环氧树脂、呋喃树脂或聚酰胺酰亚胺树脂中选定的一种)的含量]≤9.0(重量比)
该组成不足0.2时，形成的固体润滑覆膜层难以获得作为目的的润滑功能提高效果，该组成超过0.9时，形成的固体润滑覆膜层的粘附性差，尤其是二硫化钼或二硫化钨从覆膜层上剥离下来的情况显著，因而是不利的。
因此，为了形成固体润滑覆膜层而使用的处理剂中作为必须含有成分的二硫化钼或二硫化钨粉末和有机树脂粘合剂的含有组成比，规定在较好为0.5～3.0范围内，最好在0.8～2.0范围内。
本发明中，为了使形成的固体润滑覆膜层的耐磨损性进一步提高，根据需要在处理剂中添加Cu粉末，Zn粉末中的一种或二种以上。这些粉末，在粒径为0.5～10μm的范围内使用，并且，相对于处理剂中所含的二硫化钼或二硫化钨粉末，其添加量的10～50重量％以下的范围内。也就是，固体润滑覆膜层含有粒径不足0μm。5的cn粉末或zn粉末时，被膜层的强度提高效果中，当使用的粒径超过10μm时，很难将固体润滑剂覆膜层调整到规定的厚度，因而不是利的。
进而，这些粉末的添加量相对于二硫化钼或二硫化钨粉末不足10重量％时，作为目的的耐磨损性提高效果小，而超过50重量％时，生成的固体润滑覆膜层的润滑性能及与磷酸锰系化成处理覆膜层的粘附性差，因此是不利的。
因此，为了形成固体润滑覆膜层而使用的处理剂中作为必须含有成分的二硫化钼或硫化钨粉末和有机树脂粘合剂的含有组成比，规定在较好为0.5～3.0范围内，最好在0.8～2.0范围内。
本发明中，为了使形成的固体润滑覆膜层的耐磨损性进一步提高，根据需要在处理剂中添加Cu粉末、Zn粉末中的一种或二种以上。这些粉末，在粒径为0.5～1.0μm的范围内使用，并且，相对于处理剂中所含的二硫化钼或二硫化钨粉末，其添加量在10～50重量％以下的范围内。也就是，固体润滑覆膜层含有粒径不足0.5μm的Cu粉末或Zn粉末时，被膜层的强度提高效果小，当使用的粒径起过10μm时，很难将固本润滑剂覆膜层调整到规定的厚度，因而是不利的。
进而，这些粉末的添加量相对于二硫化钼或二硫化钨粉末不足10重量％时，作为目的的耐磨损性提高效果小，而超过50重量时，生成的固体润滑覆膜层的润滑性能及与磷酸锰系化成处理覆膜层的粘附性差，因此是不利的。
因此，在固体润滑剂中添加Cu粉末或Zn粉末使用时，限定粒径为0.5～10μm，优选0.8～6.5μm的范围，而且其添加量相对于二硫化钼或二硫化钨粉末限定为10～50重量％，优选20～42.5重量％范围内。
具有以上构成的固体润滑剂，相应于作为目的的覆膜厚度、涂布方法等，使用溶剂进行粘度调整，涂布在经过前述磷酸锰系化成处理或基底处理层和磷酸锰系化成处理的钢管接头上。至于这些固体润滑剂的粘度调整方法或涂布方法，在本发明中没有特别的限定，可用以前使用的方法，例如使用酮系溶剂作为溶剂进行粘度调整，利用喷涂方式进行涂布处理。然后对经过固体润滑剂涂布处理的钢管接头施以加热烘烤处理。作为本发明目的的使固体润滑覆膜层形成的本发明中，对该加热烘烤处理的方法或条件没有特别的规定，相应于固体润滑剂中使用的有机树脂系粘合剂的性状可任意设定加热温度，而且加热方法也可采用以前的公知的方法。例如，采用热风干燥、气体或电加热、红外线法等，加热温度150℃～300℃，优选180℃～270℃的温度范围内进行加热烘烤处理。
加热处理时间，可根据钢管接头的大小、形状等任意选定，为了加热处理时间的缩短及防止固体润滑剂涂布后，在加热烘烤处理期间产生下垂现象，还可以在进行固体润滑剂涂布处理前预先对钢管接头进行预热处理。
按照这些方法，在钢管接头上形成的固体润滑覆膜层的膜厚被规定在10～45μm的范围内。当该覆膜厚度不足10μm时，作为本发明目的的润滑性能提高效果差，特别是钢管接头的接合-断开的反复使用次数减少，因而是不利的。另一方面，该覆膜层厚超过45μm时，润滑功能的提高效果达到饱和，而且对经济也是不利的。固体润滑覆膜层的粘附性恶化的倾向增加，成为因该覆膜层剥离而导致挤裂产生的原因，因而是不利的。因此，固体润滑覆膜层，在本发明方法中，其厚度被规定为10～45μm，优选15～30μm的范围。
由于在使用具有上述构成的固体润滑剂的磷酸锰系化成处理覆膜层上形成固体润滑覆膜层，该固体润滑覆膜通过与磷酸锰系化成处理覆膜的相互作用而使粘附性非常优秀，而且覆膜的韧性和硬度，即覆膜强度及润滑性能极优。特别是对于作为本发明目的的用途，在上述各固体润滑剂中，使用二硫化钼或二硫化钨粉末-聚酰胺酰亚胺树脂以及其中添加Cu粉末或Zn粉末的固体润滑剂而形成的固体润滑覆膜层，与其它树脂系相比较其韧性和硬度优良，而且由于Cu粉末的添加效果而使耐磨损性进一步提高，从面获得更优的效果。也就是，由于形成的固体润滑覆膜层强度特别优良，高面压下接受反复滑动的使用条件下膜寿命的提高效果，使得长期接合-断开的重复使用时极为有效。
如上所述，在本发明中，钢管接头，由于形成由磷酸锰系化成处理覆膜层或基底氮化处理层和磷酸锰系化成处理覆膜层及通过这些覆膜层使得粘附性及覆膜强度和润滑性能极优的覆膜层组成的复合覆膜层，通过这些膜层的协同效果，可以获得在长期使用条件下耐磨损性极优的钢管接头。按照本发明方法具有复合覆膜层的钢管接头，在螺纹部或金属密封部上涂布复合润滑脂，在进行接合-断开的通常作业条件下是不言而喻的，而且在复合润滑脂涂布得不充分的情况下，或者有意不涂复合润滑脂的使用条件下，也很难产生覆膜烧伤，耐金属磨损性极优。
本发明的处理，可在连接油井管用的钢管接头部位，即在油井管前端上形成的螺纹部位和在其基部上形成的圆锥部分组成的栓杆以及和该螺纹部螺合的螺纹部和在前面上形成的细头圆锥的联结接头双方上施用，而且，也可在任何一方，特别是仅在联结接头上施用。本发明言及的是有关油井管螺纹接头的覆膜结构，对覆膜和接头的组合没有特殊限定。
以下根据实施例来更详细地描述本发明。实施例
实施例1
图1中示出钢管的接头部分，其中包括作为接头部件的盒套和栓杆，对于构成该接头部件的螺纹部和金属-金属接触部进行基底处理，也就是在所说盒套的接触表面上形成磷酸锰系化成处理覆膜层，或者形成基底氮化处理层加上磷酸锰系化成处理覆膜层或者进行喷砂处理，作为树脂覆膜，涂布一种由二硫化钼与聚酰胺-酰亚胺树脂、环氧系树脂和呋喃树脂按预定组成比构成的固体润滑剂，使树脂覆膜的膜厚作各种变化。另外，表1中示出在改变相对滑动面的粗糙度时，发生磨损时的次数。如表1所示，在不使用润滑脂润滑的情况下反复进行接头部件的紧固松驰试验时达到了最高的次数20次，这情况地表明本发明的效果很好。由于在无润滑脂润滑的条件下，滑动面显著地表现出如锉刀一样的效果，因此，在使用由二硫化钼分散混合于树脂中而形成的树脂覆膜的情况下，必须使树脂覆膜的厚度大于基底处理的覆膜的粗糙度，同时如上所述，使滑动面的表面粗糙度小于树脂覆膜的厚度。
表1
    基底处理(覆膜表面粗糙度)     树脂覆膜(膜层) 相对滑动面的表面粗糙度 发生磨损时的次数 备注
  1 氮化2μm磷酸锰系化成处理覆膜表25μm面粗糙度 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂28μm     7μm  20次以上 本发明
2 氮化2μm磷酸锰系化成处理覆膜表20μm面粗糙度 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂5μm     20μm   5次 比较例
3 氮化2μm磷酸锰系化成处理覆膜表20μm面粗糙度 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂7μm     7μm   8次
  4 氮化2μm磷酸锰系化成处理覆膜表15μm面粗糙度 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂20μm     7μm  20次以上 本发明
5 磷酸锰系化成处理覆膜表面粗糙度5μm 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂25μm     7μm  20次以上
  6 磷酸锰系化成处理覆膜表面粗糙度5μm 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂15μm     3μm  20次以上
  7 氮化2μm磷酸锌系化成 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺     7μm  20次以上
处理覆膜表12μm面粗糙度 树脂28μm
8 喷砂30μm 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂20μm     7μm   7次 比较例
9 喷砂20μm 二硫化钼/聚酰胺-酰亚胺树脂28μm     7μm   120次
10 磷酸锰系化成处理覆膜表面粗糙度5μ 二硫化钼/环氧系树脂25μm     7μm  20次以上 本发明
11 磷酸锰系化成处理覆膜表面粗糙度5μ 二硫化钼/呋喃系树脂25μm     7μm  20次以上
实施例2
关于钢管的接头部分，也就是图1中示出的盒套(接头部件)1和栓杆2(钢管前端接部头)，对于构成接头部分的螺纹部3和金属-金属密封部4，仅仅在盒套1上或者同时在盒套1和栓杆2上按照本发明方法形成磷酸锰系化成处理覆膜层或者进行基底氮化处理和形成磷酸锰系化成处理覆膜层和固体润滑覆膜层，以此制成钢管接头，将其提供作为评价试验用。
也就是说，把施加过本发明处理的评价材料按图2所示那样，使盒套1和栓杆2相互嵌合。然后使用一台紧固机，根据试验条件紧固到预定的扭矩值，使图2所示的盒套1和栓杆2相互滑动，同时向螺纹部3和金属-金属密封部4施加高的表面压力。然后，利用紧固机按照与紧固时相反的方向旋转盒套1和栓杆2以将其打开。打开后，观察盒套1和栓杆2的螺纹部3和金属-金属密封部4以调查表面处理覆膜的剥离状态和磨损的发生情况。
调查的结果，在不发生覆膜剥离、磨损的情况下或者剥离和磨损较轻的情况下，仍可使盒套1和栓杆2嵌合，并能使用上述的紧固机按照同样的条件进行紧固。
如上所述，对被评价的部件进行反复的紧固、松开操作最多达20次，直到发生覆膜的剥离、金属表面磨损时为止，以进行调查和评价。在紧固、松开时，使栓杆相对于盒套以1～3rpm的速度旋转，按此进行评价试验。
使用一种与APIP110相当的钢材制成一种内径为5.5英寸的盒套1和与其对应大小的栓杆2，将二者的前端部用水系脱脂剂脱脂，水洗后将其在12％HCl的水溶液中，在室温下酸洗20秒钟，然后进行水洗，紧接着使用由(9.5g/l Mn2+-0.15g/l Ni2+-1.0g/lFe2+-36g/l PO4 3--6.1g/lNO3 --0.3g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在95℃处理10分钟，从而形成磷酸锰系化成处理覆膜层。
然后在其表面上涂布一种含有平均粒径2.5μm的二硫化钼粉末和平均分子量4,2000的环氧树脂为主要成分，并且按1.3(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在180℃进行20分钟的加热烘烤处理，从而形成固体润滑剂覆膜层。
也就是说，按照本发明，在盒套1和栓杆2的螺纹部3和金属密封部4形成一种由18μm磷酸锰系化成处理覆膜层和16.5μm固体润滑覆膜层构成的二层覆膜层，以此形成评价材料。在盒套1和栓杆2的螺纹部2和金属密封部4上涂布一种与APIBU15A2 Sect2相当的复合润滑脂，在对密封部4施加3,000kg/cm3表面压力的同时对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。
当该试验反复操作试验进行15次时密封部分仍没有发生烧伤和挤裂，但在进行到第16次试验时发生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例1
使用与APIP110相当的钢材料制成一种内径5.5英寸的盒套1和栓杆2，将二者的前端部用水系脱脂剂脱脂，进行水洗，接着将其在12％HCl的水溶液中在室温下酸洗20秒钟，在水洗后，使用实施例1的固体润滑剂在盒套1和栓杆2和螺纹部3和金属密封部4上只形成一层厚度为16.5μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例1。
将该比较材料按照与实施例2同一的条件进行评价试验，结果，在反复操作试验进行到第7次时，发生较明显的固体润滑覆膜层的剥离，在进行第8次试验时发生了显著的烧伤和挤裂。
实施例3
使用与N-80相当的钢材料制成一种内径7英寸的盒套1，使用溶剂系脱脂剂进行脱脂、水洗，然后将其在一种由(20％NaCN-15％KCN-17.5％NaCNO-17.5％KCNO-10％Na2CO3-20％K2CO3)组成的熔融盐浴中，在450℃进行加热氮化处理30分钟，接着在油浴中冷却。将该氮化处理材料进行溶剂脱脂，再在5％H2SO4水溶液中在室温下酸洗5秒钟，水洗后，使用0.8g/l的(钛胶体-焦磷酸钠)系前处理浴，在室温下进行2分钟的前处理工序，然后使用由(8.7g/lMn2+-0.2g/lNi2+-0.6g/lFe2+-32.3g/lPO4 3--5.7g/l NO3 --0.6g/lF-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在90℃处理15分钟以形成磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径2.8μm的二硫化钼粉末与平均分子量185的呋喃树脂为主成分，并且按2.5(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在200℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成固体润滑剂覆膜层。也就是说，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属-金属密封部4上各自形成6.4μm的氮化处理层、14μm的磷酸锰系化成处理覆膜层和14μm的固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，以此形成评价材料。
在对密封部4施加6,000kg/cm3表面压力的同时对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。当该试验进行到第13次时几乎完全没有发生密封部的烧伤和挤裂，但在第15次试验时发生了烧伤和挤裂。
比较例2
使用与N-80相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，按照与实施例3同样的方法在该盒套1的螺纹部3和金属密封部4上形成厚度6.4μm的氮化处理层和厚度14μm的磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径2.8μm的二硫化钼粉末和平均分子量185的呋喃树脂为主要成分，并且按.015(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，然后在200℃进行30分钟的烘烤处理，从而形成一层厚度为14μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。
将该比较材料按照与实施例3同样的条件进行评价试验，结果表明，其润滑性不够好，在反复操作试验进行到第8次时发生了显著的烧伤，于是中断了评价试验。
实施例4
使用与T-90相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，对其进行水系脱脂和水洗，接着进行玻璃珠喷射(粒径#100，压力5kgf/cm2)，60秒的前处理，然后在(25％NaCN-10％KCN-25％NaCNO-10％KCNO-20％Na2CO3-10％K2CO3)系熔融盐浴中，在570℃进行20分钟的加热氮化处理，然后在油浴中冷却。将该氮化处理材料用水系脱脂剂脱脂，接着在10％H2SO4水溶液中和在室温下酸洗10秒钟后进行水洗，使用0.5g/l的(锰胶体-焦磷酸钠)系前处理浴，在室温下进行20秒钟的前处理，然后使用油(8g/l Mn2+-0.3g/l Ni2+-0.2g/lFe2+-29.5g/l PO4 3--5.4g/l NO3 --0.8g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在85℃处理13分钟，从而形成磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径3.0μm的二硫化钼粉末的平均分子量为20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按0.8(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在250℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成了固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成了由10μm氮化处理层、12μm磷酸锰系化成处理覆膜层和18.5μm固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层。
在对密封部4施加6,000kg/cm2表面压力的同时对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。在该试验进行到第15次时，几乎完全没有发生烧伤和擦伤，但在进行到第10次时产生了烧伤和挤裂。
比较例3
使用与T-90相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，按照与实施例4同样的方法在该盒套1的螺纹部3和金属密封部4上形成厚度10μm的氮化处理层和厚度12μm的磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径3.0μm的二硫化钼粉末和平均分子量20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂为主要成分，并且按9.5(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，然后在200℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成一层厚度为18.5μm的固体润滑覆膜层，以此作为比较例。
与实施例4同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复试验。其结果，固体润滑覆盖层发生显著剥离，当反复操作试验达到第7次时中断了评价试验。
实施例5
使用一种含有9％Cr-1％Mo的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，对其进行水系脱脂和玻璃珠喷射(粒径#100，压力5kgf/cm2，90秒)的前处理，然后在(25％NaCN-10％KCN-20％NaCNO-15％KCNO-20％Na2CO3-10％K2CO3)系熔融盐浴中，在580℃进行15分钟的加热氮化处理，然后在油浴中冷却。该将氮化处理材料用水系脱脂剂脱脂，接着在10％H2SO4水溶液中和室温下酸洗5秒钟，水洗，使用0.5g/l的(锰胶体-焦磷酸钠)系前处理浴，在室温下进行2分钟的前处理工序，然后使用由(9g/lMn2+-0.2g/l Ni2+-0.6g/l Fe2+-33.5g/l PO4 3--5.7g/lNO3 --0.6g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在88℃处理10分钟，从而形成磷酸锰系化成处理覆膜层。接着，将盒套1在175℃进行15分钟预热后，涂布一种含有平均粒径3.0μm的二硫化钼粉末和平均分子量20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按照1.0(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在240℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成了固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4各自形成了由11.5μm氮化处理层、13.5μm磷酸锰系化成处理覆膜层和20μm固体润滑膜层组成的三层覆膜层。
以该评价材料作为对象，在没有对盒套1和栓杆2的螺纹部3和金属密封部4涂布复合润滑脂的条件下对密封部件施加3.500kg/cm2的表面压力，一边对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。将该反复操作试验进行12次，结果表明，覆膜层的剥离较少，而且也没有发生密封部的烧伤和挤裂，在进行行13次试验时较明显地发生了烧伤和挤裂。
比较例4
使用含有9％Cr-1％Mo的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，在经过水系脱脂后进行喷砂前处理以将盒套1内的表面最大粗糙度调整到25μm。接着在175℃进行15分钟的预加热后，按照与实施例5同一的条件形成20μm厚的固体润滑覆膜层，以此作为比较例。
与实施例5同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，在进行第4次反复操作试验时发生了显著的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例6
使用与L-80相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，使用水系脱脂和进行水洗，然后在10％H2SO4的水溶液中，在50℃酸洗10秒钟和水洗后，使用0.5g/l的(钛胶体-焦磷酸钠)系前处理浴，在室温下进行1分钟的前处理，然后使用由(9.5g/lMn2+-0.15g/l Ni2+-0.9g/lFe2+-36g/lPO4 3--6.1g/lNO3 --0.5g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在95℃处理10分钟，从而生成磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径4.0μm和1.0μm的二硫化钼粉末以及平均分子量为16,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按1.1(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在260℃进行25分钟的加热烘烤处理，从而形成了固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成了由15μm磷酸锰系化成处理覆膜层和15μm固体润滑覆膜层组成的二层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例3同样地对接头部进行螺固、松开的反复试验。当该试验达到第18次时尚未发生烧伤和挤裂，在第19次试验尚未发生烧伤和挤裂，但在第19次试验时发生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例5
使用与L-80相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，按照与实施例6同样的方法在螺纹部3和金属密封部4上形成一层厚度为15μm的磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一层与实施例6同样组成的固体润滑剂，在260℃进行25分钟的加热烘烤处理，从而形成了一层厚度为5μm的固体的润滑覆膜层，以此作为比较例。
与实施例6同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，在进行第10次试验时发生了明显的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例7
使用与APIP110相当的钢材料制成一种内径7英寸的盒套1，使用水系脱脂剂脱脂和进行水洗，然后在15％H2SO4的水溶液中，在室温下酸洗18秒钟和水洗后，立即使用由(9.5g/lMn2+-0.15g/l Ni2+-0.4g/lFe2+-36g/lPO4 3--6.1g/l NO3 --0.3g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在90℃处理20分钟，从而生成磷酸锰系化成处理覆膜层。接着，将盒套1在180℃下进行15分钟预热，热后涂布一种含有平均粒径4.3μm的二硫化钼粉末和平均粒径1.0μm的Cu粉以及平均分子量20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按1.0(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在270℃进行20分钟的加热处理，从而形成了固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成了由16μm磷酸锰系化成处理覆膜层和17μm固体润滑覆膜层组成的二层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例3同样地对所说接头部进行紧固、松开的反复操作试验。在该试验进行了20次反复操作的结果，密封部的烧伤和挤裂都极少，情况非常良好。
比较例6
使用与APIP110相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，在经过水系脱脂后，以喷砂作为前处理将盒套1内表面的最大粗糙度调整到35μm。按照与实施例7同样的方法在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上形成一层厚度为16μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，以此作为比较例。
与实施例7同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复试验。其结果，在进行第9次反复操作试验时发生了明显的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例8
使用与L-80相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，使用水系脱脂剂脱脂和进行水洗，然后在12.5％的水溶液中，在室温下酸洗15秒，经水洗后，使用0.3g/l的(锰胶体-焦磷酸钠)系前处理浴，在常温下进行30秒钟的前处理，然后使用(8g/l Mn2+-0.15g/l Ni2+-0.4g/lFe2+-29.5g/l PO4 3--6.1g/l NO3 --0.7g/lF-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在80℃处理10分钟，从而生成磷酸锰系化成处理覆膜层。接着，将盒套1在180℃下进行15分钟预热，然后涂布一种含有平均粒径4.3μm的二硫化钼粉末和平均粒径1.0μm的Cu粉以及平均分子量19,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按1.0(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在270℃进行20分钟的加热处理，从而形成了固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成了由10.5μm磷酸锰系化成处理覆膜层和28.5μm固体润滑覆膜层组成的二层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例5同样地，在没有对盒套1和栓杆2的螺纹部3和金属密封部4涂布复合润滑脂的条件下，一边对密封部4施加4,000kg/cm2的表面压力，一边对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。当该试验进行13次时，密封部几乎完全没有产生烧伤和挤裂，但在进行第14次试验时产生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例7
使用与L-80相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，按照与实施例8同样的方法在其螺纹部3和金属密封部4上形成一层厚度为10.5μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，以此作为比较例。
与实施例8同样，在没有对该比较材料涂布复合润滑脂的条件下，一边对密封部4施加4,000kg/cm3的表面压力，一边对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，在进行反复操作试验的第3次试验时就发生了明显的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例9
使用与T-90相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，按照与实施例5相同的方法和处理条件在其上面形成氮化处理层和磷酸锰系化成处理覆膜层。接着，将盒套1在160℃下进行20分钟的预干燥，然后涂布一种含有平均粒径3.5μm的二硫化钼粉末、平均粒径0.8μm Cu粉末、平均粒径5.0μm的Zn粉末和平均分子量18,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按1.2(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在250℃进行25分钟的加热处理，从而形成了固体润滑覆膜层。
也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成由11.5μm氮化处理层、13.5μm磷酸锰系化成处理覆膜层和18.5μm固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例3同样地，对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。该试验反复进行20次的结果表明，在密封部发生的烧伤和挤裂极少，情况非常良好。
比较例8
使用与T-90相当的钢材制成一种内径7英寸的盒套1，按照与实施例5相同的方法在螺纹部3和金属密封部4上施加基底氮化处理和磷酸锰系化成处理，以此作为比较例。也就是说，与实施例5和实施例9一样，将一种已形成了厚度115.μm的氮化处理层和13.5μm的磷酸锰系化成处理覆膜层的盒套1作为比较材料进行评价。
与实施例9同样地在该比较材料上涂布复合润滑脂，一边对密封部4施加4,000kg/cm2的表面压力，一边对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，在反复操作试验的第10次试验时，发生了显著的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
如上所述，由本发明的磷酸锰系化成处理覆膜层或基底氮化处理层加上磷酸锰系化成处理覆膜以及固体润滑覆膜层的复合覆膜层构成的钢管接头，其覆膜的粘附性、覆膜强度以及润滑性均很优良，因此，在提高紧固、松开的反复操作次数、难以引起覆膜的烧伤和挤裂、耐磨损性几方面都十分优良。
实施例10
使用由表2中所示各种组成，Cr含量在10％以上的高Cr含量合金钢制造的钢管接头部分，也就是关于图1中所示的盒套(接头部件)1和栓杆2(钢管前端接头部)，对于构成它们各自接头部分的螺纹部3和金属-金属密封部4，仅仅在盒套1上，或者同时在盒套1或栓杆2上施加本发明方法的氮化处理、形成铁镀层或铁合金镀层的基底处理层、磷酸锰系化成处理覆膜层和固体润滑膜层，以此制成钢管接头，提供作为评价试验用。对这些评价材料进行反复的紧固、松开操作直至发生覆膜剥离、磨损时为止，最多反复15次，以此进行调查和评价。另外，在进行紧固、松开操作时，相对于联接器，使栓杆按1～3rpm的速度旋转，以此进行评价试验。
表2
                                                              (重量％)
  C   Si  Mn   P   S  Cu  Cr  Ni  Mo   Ti   Al   N
供试钢A  0.19  0.36  0.44  0.012  0.004  0.02  12.93  0.13  0.01 痕量 0.024  0.027
供试钢B  0.05  0.33  0.13  0.018  0.002  0.03  16.14  0.08  0.02   0.03 0.124 0.011
供试钢C  0.02  0.45  0.28  0.008  0.006  0.01  25.18  7.52  2.80   0.05  0.028  0.017
使用供试钢A制成一种内径5.5英寸的盒套1和与其对应尺寸的栓杆2，对它们的前端部进行溶剂脱脂后，将其置于一种由(20％NaCN-15％KCN-17.5％NaCNO-17.5％KCNO-10％Na2CO3-20％K2CO3)组成的熔融盐溶中，在450℃进行30分钟的加热氮化处理，然后在油浴中冷却。将该氮化处理材料进行溶剂脱脂，然后在5％H2SO4的水溶液中，在室温下酸洗5秒钟，水洗后，使用0.8g/l的(钛胶体-焦磷酸钠)系前处理浴，在室温下进行2分钟的前处理后，进行一种由(8.7g/l Mn2+-0.2g/l Ni2+-0.6g/l Fe2+-32.3g/l PO4 3--5.7g/l NO3 --0.6g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在90℃进行10分钟的处理，从而形成磷酸锰系化成处理覆膜层。
然后涂布一种含有平均粒径2.5μm的二硫化钼粉末和平均分子量为4,200的环氧树脂作为主要成分，并且按1.3(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在180℃进行20分钟的加热烘烤处理，从而形成固体润滑覆膜层。
也就是，按照本发明的处理，在盒套1和栓杆2的螺纹部3和金属密封部4上各自形成由6.4μm氮化处理层、13μm磷酸锰系化成处理覆膜层和16.5μm固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，以此作为评价材料。在联接器1和栓杆2的螺纹部3和金属密封部4上涂布一种与APIBU15A2 Sect2相当的复合润滑脂，一边对密封部4施加3,000kg/cm2的表面压力，一边对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。
在该试验进行到第10次时，几乎完全没有发生烧伤和挤裂，但在进行第11次试验时发生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例9
使用从供试钢A制成一种内径5.5英寸的盒套1和栓杆2，对它们的前端部进行溶剂脱脂后，使用喷砂方法将盒套1和栓杆2的螺纹部3和金属密封部4的表面最大粗糙度调整至35μm。在该处理后进行水洗和0.8g/l的(钛胶体-焦磷酸钠)系前处理，然后使用一种由(8.7g/lMn2+-0.2g/l Ni2+-0.6g/l Fe2+-32.3g/lPO4 3--5.7g/lNO3 --0.6g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在90℃进行10分钟的处理，以此作为比较例。
然而，在该比较材料上几乎不生成磷酸锰系化成处理覆膜层，按照与实施例10相同的条件进行评价试验的结果，在反复操作试验的第2次试验时就发生了显著的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例11
对一种使用供试钢C制成内径7英寸的盒套1用水系脱脂剂进行脱脂，然后使用(10％NHO3+1％HF)系水溶液在室温下酸洗30秒钟，在水洗后，使用一种由(250g/lFeSO4·7H2O-42g/lFeCl2·4H2O-20g/l NH4Cl)系组成的电镀浴，在电流密度10A/dm2的条件下进行60秒钟的电解处理。从而形成铁镀层。接着，在水洗后立即使用一种由(9.5g/l Mn2+-0.15g/l Ni2+-1.0g/l Fe2+-36g/l PO4 3--6.1g/lNO3 --0.3g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在95℃进行10分钟的处理，从而形成磷酸锰系化成处理覆膜层。进而，涂布一种含有平均粒径2.8μm的二硫化钼粉末和平均分子量185的呋喃树脂作为主要成分，并且按1.8(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在200℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成由1.5μm铁镀层、18μm磷酸锰系化成处理覆膜层与5μm固体润滑覆膜层构成的三层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例10同样，涂布复合润滑脂，一边向密封部4施加4,000kg/cm2的表面压力，一边对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。当该试验进行到第11次时，几乎完全没有发生密封部的烧伤和挤裂，但在第12次试验时发生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例10
对于使用供试钢C制成的，内径为7英寸的盒套1，进行与实施例11相同的前处理，然后按照同一条件形成1.5μm的铁镀层和18μm的磷酸锰系化成处理层。进而涂布与实施例2相同组成的固体润滑剂，在200℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成了由与实施例11相同的组成构成的，厚度为5μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。
按照与实施例11相同的条件对该比较材料进行评价试验，其结果，在反复操作试验进行到第8次时发生了显著的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例12
对于使用供试钢B制成的，内径为7英寸的联接器1用水系脱指剂进行脱脂，在使用玻璃珠喷射(粒径#100，压力5kgf/cm2，60秒)进行前处理后，将其置于一种(25％NaCN-10％KCN-25％NaCNO-10％KCNO-20％Na2CO3-10％K2CO3)系熔融盐浴中，在570℃进行20分钟的加热氮化处理，在油浴中冷却。使用水系脱脂剂使该氮化处理材料脱脂，然后将其置于10％N2SO4的水溶液中，在室温下酸洗10秒钟，水洗后，使用0.5g/l的(锰胶体-焦磷酸钠)系前处理浴，在室温下进行20秒钟的前处理，然后使用由(8g/lMn2+-0.3g/l Ni2+-0.2g/l Fe2+-29.5g/lPO4 3--5.4g/l NO3 --0.3g/lF-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在85℃进行13分钟的处理，从而形成磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径3.0μm的二硫化钼粉末和平均分子量20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按0.8(重量比)的组成比构的固体润滑剂，在250℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上的各自形成由10μm氮化处理层，12μm磷酸锰系化成处理覆膜层和15μm固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例11同样地对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。当该试验进行到第13次时，几乎完全没有发生烧伤和挤裂，但在第14次试验时发生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例11
使用供试钢B制成内径7英寸的盒套1，使用与实施例12相同的方法在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上形成10μm氮化处理层和12μm磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径3.0μm的二硫化钼粉末和平均分子量20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按9.5(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在200℃进行30分钟的烘烤处理，从而形成一种厚度为15μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。与实施例11同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，固体润滑覆膜层的剥离显著，在进行反复操作试验的第6次试验时中断了评价试验。
实施例13
对一种用供试钢B制成的，内径为7英寸的盒套1使用水系脱脂剂进行脱脂，然后使用(10％NHO3+1％HF)系水溶液在室温下酸洗45秒钟，再将其置于一种(330g/lFeSO4·7H2O-10g/l NiCl2·6H2O-10g/lCoCl2·6H2O-20g/l NH4Cl)系镀浴中，按7.5A/dm2的电流密度进行130秒钟的电解处理，从而形成一层Fe-1％Ni-1％Co系合金的电镀层。接着，进行水洗、10％H2SO4浴酸洗10秒钟，水洗、然后立即使用由(8g/l Mn2+-0.3g/lNi2+-0.7g/lFe2+-29.5g/l PO4 3--5.4g/l NO3 --0.5g/lF-)系浴组成的磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径3.5μm的二硫化钼粉末和平均分子量18,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按1.8(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在260℃进行25分钟的加热烘烤处理，从而形成一层固体润滑覆膜层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成由2.5μm的Fe-1％Ni-1％Co系合金镀层、17μm的磷酸锰系化成处理覆膜层和13μm的固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例11同样地对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。当该试验进行到第12次时尚没有发生烧伤和挤裂，但在第13次试验时发生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例12
对于用供试钢B制成的内径7英寸的盒套1，按照与实施例11相同的方法在该盒套1的螺纹部3和金属密封部4上形成2.5μm的在Fe-1％Ni-1％Co系合金镀层和17μm的磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径3.5μm的二硫化钼粉末和平均分子量为18,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，而且按0.15(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在250℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成一层厚度为12μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。与实施例11同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，固体润滑覆膜层对润滑剂性能的提高效果不够好，在反复操作试验进行到第5次试验时发生了显著的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例14
对于使用供试钢C制成的内径7英寸的盒套1，使用水系脱脂剂进行脱脂，使用(10％HNO3+1％HF)系水溶液在室温下酸洗60秒钟，然后使用(300g/lFeSO4·7H2O-35g/lNiCl2·6H2O-30g/lH2BO3)系组成的电镀浴，按电流密度15A/dm2进行82.5秒钟的电解处理，从而形成一层Ni含量为3.5％的Fe-Ni系合金镀层。然后进行水洗、在3％H2SO4浴中在室温下酸洗3秒钟，水洗后，立即使用由(8.7g/lMn2+-0.2g/l Ni2+-0.6g/lFe2+-32.3g/lPO4 3--5.7g/lNO3 --0.5g/lF-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在95℃进行10分钟的处理，从而生成磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径4.0μm和1.0μm的二硫化钼粉末和平均分子量为16,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按1.1(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，然后在260℃进行25分钟的加热烘烤处理，从而形成了固体润滑被膜层。也就是，按照本发明的处理，在联接器1的螺丝纹部3和金属密封部4上各自形成由3/0μm的Fe-Ni系合金镀层、15μm的磷酸锰系化成处理覆膜层和16μm的固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，将其作为评价材料。
与实施例11同样地对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。当该试验进行到第13次时仍没有发生烧伤和挤裂，但在14次试验时发生了较明显的烧伤和挤裂。
比较例13
对于使用供试钢C制成的，内径7英寸的盒套1，按照与实施例13相同的方法在螺纹部3和金属密封部4上形成3.0μm的Fe-3.5％Ni系合金镀层。然后涂布与实施例14同样的固体润滑剂，按照同样的处理形成一层厚度为16μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。
与实施例14同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，当反复操作试验进行到第7次时，发生了显著的固体润滑覆膜层的磨损，引起部分剥离的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例5
对于使用供试钢A制成的，内径7英寸的盒套1，用水系脱脂剂进行脱脂，使用10％HCl水溶液在50℃进行30分钟的酸洗，然后将其置于一种(15％NaCN-20％KCN-15％NaCNO-10％KCNO-20％Na2CO3-10％K2CO3)系熔融盐浴中，在590℃进行10分钟的加热氮化处理，然后在油浴中冷却。将该氮化处理材料用水系脱脂剂进行脱脂，在5％H2SO4的水溶液中，在室温下酸洗1秒钟，水洗后，立即使用一种由(9.5g/l Mn2+-0.15g/l Ni2+-0.4g/l Fe2+-36g/l PO4 3--6.1g/l NO3 --0.3g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在90℃处理20分钟，从而在氮化处理层表面上生成磷酸锰系化成处理覆膜层。然后对盒套1在180℃进行15分钟的预热，接着涂布一种含有平均粒径为4.3μm的二硫化钼粉末和平均粒径为1.0μm的Cu粉末以及平均分子量为20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，而且按1.0(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在270℃进行20分钟的加热处理，从而形成了固体润滑覆膜。也就是，按照本发明的处理，在联接器1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成由7.5μm的氮化处理层，16μm的磷酸锰系化成处理格膜层和15μm的固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层。
与实施例11同样地对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。将该试验进行到15次反复装操作时的结果表明，极少发生在密封部的烧伤和挤裂，情况非常良好。
比较例14
对于使用供试钢A制成的，内径7英寸的盒套1，按照与实施例15相同的方法在螺纹部3和金属密封部4上形成7.5μm的氮化处理。然后使用水系脱脂剂对其表面进行脱脂，水洗后，涂布与实施例15同样的固体润滑剂，按照同样的处理形成一层厚度为15μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。
与实施例11同样，对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，在进行到第8次反复操作试验时，固体润滑覆膜层发生了显著的磨损与部分的剥离，于是中断了评价试验。
实施例6
对于使用供试钢B制成的，内径7英寸的盒套1进行溶剂脱脂，然后使用(10％NHO3+1％HF)系水溶液在室温下酸洗60秒钟，在水洗后，将其置于一种(300g/lFeSO4·7H2O-12g/l CoCl2·6H2O-15g/l H2BO3)系镀浴中，按20A/dm2的电流密度进行40秒钟的电解处理，从而形成一种Fe-1.2％Co系合金镀层。接着进行水洗、5％H2SO4浴酸洗10秒钟、水洗，再按浓度0.3g/l的(锰胶体-焦磷酸钠)系前处理在室温下进行1分钟的前处理，然后使用由(9.5g/l Mn2+-0.15g/l Ni2+-0.9g/l Fe2+-36g/l PO4 3--6.1g/lNO2 --1.0g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在90℃处理12.5分钟，从而形成了磷酸锰系化成处理覆膜层。进而，将该盒套1在160℃预热20分钟，然后涂覆一种含有平均粒径3.5μm的二硫化钼粉末、平均粒径0.8μm的Cu粉末、平均粒径5.0μm的Zn粉末和平均分子量为18,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按1.2(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在250℃进行25分钟的加热处理，从而形成了固体润滑膜层。
也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成由2.0μm的Fe-1.2％Co系合金层、10μm的磷酸锰系化成处理覆膜层和21μm的固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层。
与实施例11同样地对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。将该试验反复进行15次的结果，密封部的烧伤和挤裂极少发生，情况非常良好。
比较例15
对一种使用供试钢B制成的，内径7英寸的盒套1按照与实施例14相同的方法进行脱脂和酸洗处理，然后在(150g/lFeSO4·7H2O-100g/l CoCl2·6H2O-20g/lH2BO3)系镀浴中以20A/dm2的电流密度进行40秒钟的电解处理，从而生成了Fe-15％Co系合金层。然后按照与实施例16相同的方法实施磷酸锰系化成处理覆膜层和固体润滑覆膜层的形成处理，将其作为比较例。
也就是说，按照上述的处理，在比较材料的螺纹部3和金属密封部4上形成了20μm的Fe-15％Co系合金镀层、不均一地、稀疏地生成的磷酸锰系化成处理覆膜层以及按照与实施例16相同组成而构成的，厚度为21μm的固体润滑覆膜层。
与实施例16同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，当进行反复操作试验的第7次试验时，覆膜显著剥离，于是中断了评价试验。
实施例17
对于使用与N-80相当的钢材制成的，内径为7英寸的盒套1，使用溶剂系脱脂剂脱脂并进行水洗，然后在一种由(20％NaCN-15％KCN-17.5％NaCNO-17.5％KCNO-10％Na2CO3-20％K2CO3)组成的熔融盐浴中，于450℃进行30分钟的加热氮化处理，然后在油浴中冷却。将该氮化处理材料进行溶剂脱脂，接着在5％H2SO4的水溶液中在室温下酸洗5秒钟，水洗后，使用0.8g/l的(钛胶体-焦磷酸钠)系前处理浴在室温下进行2分钟的前处理工序，然后使用一种由(8.7g/l Mn2+-0.2g/l Ni2+-0.6g/l Fe2+-32.3g/l PO4 3--5.7g/l NO3 --0.6g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在90℃处理15分钟，从而形成磷酸锰系化成处理覆膜层。接着涂布一种含有平均粒径2.8μm的二硫化钼粉末和平均分子量为185的呋喃树脂作为主要成分，并且按5.0(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在200℃进行30分的加热烘烤处理，从而形成了固体润滑覆膜层。也就是说，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属-金属密封部4上各自形成6.4μm的氮化处理层、14μm的磷酸锰系化成处理覆膜层和14μm的固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，以此作为评价材料。
一边对密封部4施加6,000kg/cm2的表面压力，一边对接头部进行紧固、松开的反复操作试验。当该试验进行到第15次时，密封部几乎完全没有发生烧伤和擦伤，但在进行第20次试验时发生了烧伤和挤裂。
比较例16
对一种使用与N-80相当的钢材制成的，内径为7英寸的盒套1，按照与实施例17相同的方法在该盒套1的螺纹部3和金属密封部4上形成厚度为6.4μm的氮化处理层和厚度为14μm的磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径为2.8μm的二硫化钼粉末和平均分子量为185的呋喃树脂作为主要成分，并且按0.15(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在200℃进行30分钟的烘烤处理，从而形成了厚度为14μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。
按照与实施例17相同的条件对该比较材料进行评价试验的结果表明，其润滑剂不够好，在反复操作试验进行到第10次时发生了明显的烧伤和挤裂，于是中断了评价试验。
实施例18
对于使用与T-90相当的钢材料制成的，内径为7英寸的盒套1进行水系脱脂和水洗，接着采用玻璃珠喷射(粒径#100，压力5kgf/cm2，60秒)的方法进行前处理，然后在(25％NaCN-10％KCN-25％NaCNO-10％KCNO-20％Na2CO3-10％K2CO3)系熔融盐浴中进行570℃，20分钟的加热氮化处理，接着在油浴中冷却。使用水系脱脂剂将该氮化处理材料脱脂，接着在10％H2SO4的水溶液中在室温下酸洗10秒钟，水洗后，使用0.5g/l的(锰胶体-焦磷酸钠)系前处理浴在室温下进行20秒钟的前处理，然后再用一种由(8g/l Mn2+-0.3g/l Ni2+-0.2g/l Fe2+-29.5g/lPO4 3--5.4g/l NO3 --0.8g/l F-)系浴组成的磷酸锰系化成处理浴，在85℃处理13分钟，从而形成了磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径3.0μm的二硫化钨粉末和平均分子量为20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按照8.0(重量比)的组成比构的固体润滑剂，在250℃进行30分钟的加热烘烤处理，从而形成了固体润滑覆层。也就是，按照本发明的处理，在盒套1的螺纹部3和金属密封部4上各自形成了10μm的氮化处理层、12μm的磷酸锰系化成处理覆膜层和18.5μm的固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，以此作为评价材料。
一边向密封部4施加6,000kg/cm2的表面压力，一边对接头部进行紧固，松开的反复操作试验。当该试验进行到第18次时，该密封部几乎完全没有发生烧伤和挤裂，但在进行到第20次试验时，发生了烧伤和挤裂。
比较例17
对于使用与T-90相当的钢材制成的，内径为7英寸的盒套1，按照与实施例18相同的方法在该盒套1的螺纹部3和金属密封部4上的形成10μm氮化处理层和12μm的磷酸锰系化成处理覆膜层。然后涂布一种含有平均粒径为3.0μm的二硫化钨粉末和平均分子量为20,000的聚酰胺-酰亚胺树脂作为主要成分，并且按照10(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，在200℃进行20分钟的加热烘烤处理，从而形成一层厚度为18.5μm的固体润滑覆膜层，将其作为比较例。
与实施例18同样地对该比较材料的接头部进行紧固、松开的反复操作试验。其结果，固体润滑覆膜层发生显著剥离，当反复操作试验进行到第9次试验时中断了评价试验。产生上利用的可能性。
如上所述，本发明的螺纹接头，由于在盒套或栓杆的接触表面上形成了磷酸系化成处理覆膜层或氮化处理层加上磷酸系化成处理覆膜层，并在该磷酸系化成处理覆膜层上形成树脂覆膜层，使该树脂覆膜的膜厚大于磷酸系化成处理覆膜的厚度或者大于其表面粗糙度，进而使该树脂覆膜的膜厚大于相对滑动面的表面粗糙度，因此，即使完全不用过去在接头紧固之前涂布的复合润滑脂之类的液体润滑剂，对于反复的紧固、松驰操作也不会引起磨损、而且也能够满足密封性等的使用性能，从而可以获得一种十分优良的管状螺纹接头。

Claims (13)

1.一种耐烧伤性优良的螺纹接头，它是一种由阳螺纹和无螺纹的金属接触部组成的栓杆与由阴螺纹和无螺纹的金属接触部组成的盒套构成的管状螺纹接头，在该螺纹接头的盒套或栓杆的接触表面上形成磷酸系化成处理覆膜层或者氮化处理层加上磷酸系化成处理覆膜层，并且在该磷酸系化成处理覆膜层上形成由二硫化钼或二硫化钨粉末分散混合于树脂中而生成的树脂覆膜层，并且使上述树脂覆膜的膜厚大于该磷酸系化成处理覆膜层的膜厚。
2.如权利要求1所述的耐烧伤性优良的螺纹接头，其中上述的树脂覆膜的膜厚大于磷酸系化成处理覆膜层的表面粗糙度。
3.如权利要求1或2所述的耐烧伤性优良的螺纹接头，其中所述相对滑动面的表面粗糙度小于上述树脂覆膜层的厚度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的耐烧伤性优良的螺纹接头，其中，上述磷酸系化成处理覆膜层的厚度在5～30μm的范围内，上述氮化处理层的厚度在1～20μm的范围内，上述二硫化钼或二硫化钨的粉末量符合
0.2≤{(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含有量}/{(树脂)的含有量}≤9.0的比例范围，而且上述树脂覆膜层的厚度在10～45μm的范围内。
5.如权利要求1至4中任一项所述的耐烧伤性优良的螺纹接头。其中，在上述的树脂中分散混合有腐蚀抑制剂。
6.一种钢管接头的表面处理方法，其特征在于，在钢管接头的螺纹部和金属密封部形成一层厚度为5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，或者形成厚度为1～20μm的氮化处理层后再形成厚度为5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，然后在其上面涂布一种含有二硫化钼或二硫化钨粉末与从环氧树脂，呋喃树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种作为必须成分，并且按照
0.2≤{(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含有量}/{(从环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种)的含有量}≤9.0(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，然后进行加热处理，从而形成一层厚度为10～45μm的固体润滑覆膜层。
7.如权利要求6所述的钢管接头的表面处理方法，其中包括涂布这样一种固体润滑剂，其中，在二硫化钼或二硫化钨粉末的基础上，还含有相对于此基础为10～50重量％的Cu、Zn粉末的一种或二种，并且按照
0.2≤{(二硫化钼或二硫化钨粉末与Cu、Zn粉末中的一种或二种)的含有量}/{(环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种)的含有量}≤9.0(重量比)的组成比构成该固体润滑剂。
8.如权利要求6所述的钢管接头的表面处理方法，其特征在于，作为用于形成固体润滑覆膜层的固体润滑剂的必须成分的二硫化钼或二硫化钨粉末的粒径，按费歇尔(Fisher)法测定，在0.45～10μm的范围内，另外，该固体润滑剂的必须成分还包括从分子量在2,000～10,000范围内的环氧树脂、分子量在150～250范围内的呋喃树脂，分子量在10,000～25,000范围内的聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种树脂。
9.如权利要求7所述的钢管接头的表面处理方法，其中使用粒径在0.5～10μm范围内的Cu或Zn粉末中的一种或二种。
10.一种钢管接头的表面处理方法，其特征在于，在一种由Cr含量在10重量％以上的高Cr合金钢制成的油井管的接头部分的螺纹部和金属密封部上形成一种由基底处理层、化成处理覆膜层和固体润滑覆膜层组成的三层覆膜层，其中，所说的基底处理是一种厚度为1～20μm的氮化处理层、厚度为0.5～15μm的铁镀层或者含量在10％以下的Ni和Co中的一种或二种的铁合金镀层，所说的化成处理覆膜层是一种厚度为5～30μm的磷酸锰系化成处理覆膜层，所说的固体润滑覆膜层是在磷酸锰化成处理覆膜层上涂布一种含有二硫化钼或二硫化钨粉末和从环氧树脂，呋喃树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种树脂作为必须成分，并且按照
0.2≤{(二硫化钼或二硫化钨粉末)的含有量}/{(从环氧树脂、呋喃树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种)的含有量}≤9.0(重量比)的组成比构成的固体润滑剂，然后对其进行热处理，使其变成厚度为10～45μm的固体润滑覆膜层。
11.如权利要求10所述的管接头的表面处理方法，其中除了含有二硫化钼或二硫化钨粉末以外，还在此基础上含有相对于此基础为10～50重量％的Cu、Zn粉末中的一种或二种。
12.如权利要求10所述的钢管接头的表面处理方法，其中，作为用于形成固体润滑覆膜层的固体润滑剂的必须成分的二硫化钼或二硫化钨粉末的粒径，按费歇尔法测定，在0.45～10μm的范围内，另外，该固体润滑剂的必须成分还包括从分子量在2,000～10,000范围内的环氧树脂、分子量在150～250范围内的呋喃树脂、分子量在10,000～25,000范围内的聚酰胺-酰亚胺中选定的一种树脂。
13.如权利要求11所述的钢管接头的表面处理方法，其中，用于形成固体润滑覆膜层的固体润滑剂的必要成分包括：按费歇尔法测得的粒径在0.45～10μm的范围内的二硫化钼或二硫化钨粉末、粒径在0.5～10μm范围内的Cu或Zn粉末中的一种或二种，以及从分子量在2,000～10,0000范围内的环氧树脂、分子量在150～250范围内的呋喃树脂、分子量在10,000～25,000范围内的聚酰胺-酰亚胺树脂中选定的一种树脂。
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