JP2016535172A - 低温塩浴部分熱処理方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、低温塩浴部分熱処理方法を提供する。本発明の一側面によれば、熱処理によって加工物の表面を部分硬化させる表面熱処理方法において、加工物の表面に第１金属層をメッキするメッキ段階と、第１金属層を部分剥離させる部分剥離段階と、４００℃以上５００℃以下の温度で所定の時間加工物を熱処理する熱処理段階と、第１金属層全体を剥離させる全体剥離段階とを含んでなることを特徴とする低温塩浴熱処理方法を提供する。これにより、低温熱処理によって耐食性の低下を最小限に抑えながら熱処理する効果がある。

Description

本発明は、低温塩浴部分熱処理方法に関する。さらに詳しくは、加工物の表面に特定の金属が浸透するように熱処理して表面の硬度を高める熱処理において、低温で塩溶融液に浸漬させる方法で熱処理することにより、耐食性が低減する現象を防止する、低温塩浴部分熱処理方法に関する発明である。

熱処理は、加工物の表面硬度を向上させるための工程として広く用いられている。通常の熱処理は、加工物を高温で浸炭または窒化塩溶融液またはガスと接触させて炭素原子または窒素原子を加工物の表面に拡散させる。

塩を用いた熱処理は、クロムを含有した鉄（ステンレス鋼）のように耐食性が高い金属に対して硬度を高めるために使用できる。硬度を高めることは、通常「窒化物（Ｎｉｔｒｉｄｅ）」または「炭化物（Ｃａｒｂｉｄｅ）」と略称される析出窒化物または析出炭化物の形成によって行われる。

ここで、窒化物または炭化物は、クロムが窒素または炭素を中心に析出した構造である。このように析出を介して不均一な表面構造を持つ場合、クロムが抜け出してクロムが足りない部分とクロムが析出した部分との電気陰性度の差が生じ、このような差は一種のガルバニック電池として作用して金属製品が腐食し易い。析出物は、熱処理の温度が高いため粒子の透過が容易である場合、或いは析出物と同じ元素が加工物内に多く存在する場合に析出し易い。

加工物は、全体をすべて硬化させる必要もあるが、フェルールなどの部品の場合、一部にだけ高い硬度が要求されることもある。

図１ａ及び図１ｂはフェルール（Ｆｅｒｒｕｌｅ）の形状と用途を示すために、フェルールを用いて２つの管を組み合わせた構造を示す断面図と斜視図である。

図１ａはフェルールを用いて２つの管を組み合わせた構造の断面図である。

フェルールは、前記２つの管である前方管１１と後方管１５とを繋ぐにあたり、前方管１１と後方管１５との間の隙間を塞ぎ、管をかしめて（Ｓｗａｇｉｎｇ）密閉機能を獲得し、管の離脱を防止するために使用される部品である。

フェルールはフロントフェルール１３とバックフェルール１４に分けられる。

バックフェルール１４は、管を締め付ける継手管（Ｎｕｔ）１２がバックフェルール１４の後端（テール部分）１４ｂを押し付けながら、フロントフェルール１３へ力を伝達する役割を果たす。この際、継手管１２は、回転しながら管を締め付けるため、回転トルクが生じる。バックフェルール１４は、継手管１２が回転しながら前進するとき、継手管１２の進行方向に直線運動をする。

このとき、バックフェルール１４は、フロントフェルール１３の後方下端傾斜部を持ち上げながら、ノーズ部分（Ｎｏｓｅ Ｐｏｒｔｉｏｎ）１４ａが管をかしめて（Ｓｗａｇｉｎｇ）管を離脱させないようにする。

したがって、バックフェルール１４のノーズ部分の硬度こそ高いことにより所定の目的を十分に達成することができる。バックフェルール１４の全面の硬度が高いと、継手管１２の回転トルクが十分に吸収されないため、脆性（Ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ）が高まる。つまり、バックフェルール１４のノーズ部分１４ａのみを選択的に硬化させなければならない。

図１ｂはフェルールの様子を示す斜視図である。フェルールは、リング状であり、後方から捩れながら前方に加わる力によってノーズ部分が変形する。よって、ノーズ部分が特に硬化する必要がある。

フロントフェルール１３は、継手管１２が締め付けられることにより圧力が加わる支持部１３ｂと、加えられた圧力を受けて非可逆変形が起こり、管の縁部を密閉してかしめる凹部１３ａとから構成される。この時、変形が起こる過程で高い摩擦及び力が作用するので、凹部１３ａには高い硬度及び弾性が要求される。したがって、これらのフェルール１３、１４のように特定の部位に高い硬度が選択的に要求される部品の場合、選択的な部分硬化処理が必要である。

このように一部にだけ高い硬度が要求される場合、部分熱処理によって一部分だけ硬化させる。一般に使用される部分熱処理方法は、加工物に異種の金属でメッキを施し、このメッキを熱処理のマスクとして使用する。すなわち、加工物を異種の金属でメッキし、硬化する部分のメッキを除去して加工物の表面を外部に露出させる。そして、熱処理を施すと、外部に露出していない部分には、メッキにより窒素または炭素の透過が遮断されて析出が容易に起こらない。結果として、露出した部分のみが選択的に硬化することになる。

ところが、このようなメッキを用いて部分硬化を行いながら長期間高温で熱処理を施す合、部分熱処理が施される部分にクロムがあまり多く析出して耐食性が低下するという問題がある。

本発明は、部分熱処理方法において、低温の塩溶融液に浸漬させる熱処理を施すことにより、熱処理過程中に起こりうる耐食性の低下を防ぐことを主な目的とする。

本発明のある側面によれば、熱処理によって加工物の表面を部分硬化させる表面熱処理方法において、加工物の表面に第１金属層をメッキするメッキ段階と、前記第１金属層を部分剥離させる部分剥離段階と、４００℃以上５００℃以下の温度で所定の時間前記加工物を熱処理する熱処理段階と、前記第１金属層全体を剥離させる全体剥離段階とを含んでなることを特徴とする、低温塩浴熱処理方法を提供する。

ここで、前記第１金属層は、前記加工物とは金属の構造が異なるため、剥離の際に残存物を残すことなく剥離する金属であってもよい。

ここで、前記第１金属層は、銅、クロム、ニッケル及びスズの少なくとも１種を含んでもよい。

ここで、前記熱処理は、塩溶融液に前記加工物を浸漬させて熱処理する塩浴熱処理であってもよい。

ここで、前記塩溶融液は、ナトリウム、カリウム、リチウム、窒素及び窒素化合物が含まれている塩溶融液であってもよい。

ここで、前記熱処理は浸窒処理であってもよい。

ここで、前記第１金属層は、１５μｍ以上５０μｍ以下の厚さを持つものであってもよい。

ここで、前記所定の時間は２４時間以上４８時間以下であってもよい。

ここで、前記加工物は、管を接続するときに管と管との間の隙間を密閉するためのフェルール（Ｆｅｒｒｕｌｅ）であってもよい。

ここで、前記フェルールは、非可逆変形を介して前記管を密閉させるノーズ部分（Ｎｏｓｅ Ｐｏｒｔｉｏｎ）を含み、前記ノーズ部分の表面が前記部分剥離段階で露出してもよい。

本発明の他の側面によれば、フェルールの表面を熱処理して硬化させる熱処理方法において、前記フェルールの表面に第１金属層をメッキする一次メッキ段階と、前記第１金属層の一部分を剥離させて前記加工物の表面の一部を露出させる部分剥離段階と、前記加工物の表面を硬化させるために４００℃以上５００℃以下で熱処理を施す熱処理段階と、前記加工物の表面に残っている前記第１金属層を除去する全体剥離段階とを含んでなることを特徴とする、低温塩浴部分熱処理方法を提供する。

ここで、前記第１金属層は銅、クロム、ニッケル及びスズの少なくとも１種を含んでもよい。

ここで、前記熱処理は、窒素及び炭素化合物が含まれているアルカリ塩の溶融液に前記加工物を浸漬させる方法の熱処理であってもよい。

本発明の別の側面によれば、前記加工物の表面に第１金属層をメッキする一次メッキ段階と、前記第１金属層の表面に第２金属層をメッキする二次メッキ段階と、前記第１金属層及び前記第２金属層の一部分を剥離させて前記加工物の表面の一部を露出させる部分剥離段階と、前記加工物の表面を硬化させるための熱処理を４００℃以上５００℃以下の温度で行い、前記加工物の露出した表面を硬化させる熱処理段階と、前記加工物の表面に残っている前記第１金属層及び前記第２金属層を除去する全体剥離段階とを含んでなることを特徴とする、低温塩浴部分熱処理方法を提供する。

ここで、前記第２金属層は鉄、ニッケル、クロム及びスズのいずれか１種またはこれらの合金であってもよい。

フェルール（Ｆｅｒｒｕｌｅ）の形状と用途を示すために、フェルールを用いて２つの管を組み合わせた構造を示す断面図である。 フェルール（Ｆｅｒｒｕｌｅ）の形状と用途を示すために、フェルールを用いて２つの管を組み合わせた構造を示す斜視図である。 本発明の一実施例に係る加工物の加工過程を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る一次メッキが施されたフェルールの断面図である。 本発明の一実施例に係る二次メッキが施されたフェルールの断面図である。 本発明の一実施例に係る部分剥離したフェルールの断面図である。 本発明の一実施例に係る浸窒時のメッキの有無による浸透状況を図式的に示す図である。 本発明の一実施例に係る浸炭時のメッキの有無による浸透状況を図式に示す図である。 本発明の一実施例に係るメッキが除去されたフェルールの断面図である。

本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。まず、各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素についてはたとえ他の図面上に表示されるとしても、できる限り同一の符号で示されるようにしている。この際、図面に図示され且つこれにより説明される本発明の構成及び作用は少なくとも一つの実施例として説明されるものであり、本発明の技術的思想とその核心構成及び作用を制限するものではない。

本発明の一実施例として、低温塩浴部分熱処理方法は、加工物の上部に第１金属層３１０をメッキし、熱処理を予定する部分を剥離させた後、低温塩溶融液に浸漬させて塩浴部分熱処理を施す方法である。

一般に、熱処理は、６００℃以上の温度で加工物の表面を熱処理する。この際、加工物の表面は高熱によって再結晶化が起こる。熱処理温度が高温である場合、再結晶化が急激に起こってクロムが不均一で過度な大きさに析出する。このようにクロムが不均一に析出する場合、クロムの濃度によって電気陰性度が異なって耐食性が低下する。

しかし、低温で長時間熱処理する場合、クロムの析出が制限的に起こってクロムが均一に析出する。よって、硬度の増加に比べて耐食性が小幅に減少する。言い換えれば、高い耐食性と高い硬度を同時に獲得することができるのである。

長時間熱処理する場合、第１金属層３１０が変性して熱処理の効果をきちんと遮蔽しない場合がある。かかる問題を防止するために、第２金属層４１０を第１金属層３１０上にさらにメッキして遮蔽効果を向上させることができる。

また、熱処理時間は２４時間〜４８時間であってもよい。５００℃以下の温度で硬化が有意に起こる時間は１５時間前後である。

しかし、工程で実際に使用されるほどに硬化する時間は、好ましくは２４時間であり、４８時間を超えると耐食性が低下するため、熱処理温度を下げた効果（耐食性の維持）が希釈されるため、２４時間〜４８時間の間の時間を設定して熱処理する。

図２は本発明の一実施例に係る加工物の加工過程を示すフローチャートである。本発明の一実施例として、図２には二重にメッキして熱処理する方法が提示されるが、単層にメッキして熱処理する方法が使用されても構わない。

但し、低温で熱処理する場合、従来よりも長期間熱処理を施さなければならないので、メッキ層の損傷が起こり易いので、二重にメッキして熱処理の際に耐食性の低下を抑える必要性があるので、これを実施例として説明する。

一次メッキ段階（Ｓ２１０）で、加工物の表面は第１金属層でメッキされる。

メッキ方法は、いずれの方法を使用しても構わないが、メッキ領域に空白領域があってはならないので、電気メッキが適する。

後述する加工段階には、メッキを剥がす段階が含まれている。このとき、メッキを剥がした後も残存物が残った場合、残存物がある部分には熱処理が施されない。

したがって、第１金属層は、剥離の際に残存物を残すことなく剥離する金属を使用することが有利である。残存物を残すことなく金属層が剥離するには、メッキの際に被メッキ金属たる加工物とは構造が異なるため、境界で相互浸透してはならないので、第１金属層は加工物とは異なる組織の金属であってもよい。

言い換えれば、加工物の表面とメッキされた第１金属層との境界が不分明になり易い金属は、第１金属層として好適ではない。

また、第１金属層は、高熱環境で炭素または窒素を浸透させたときに腐食せずに炭素または窒素を防ぐことができるように高い耐食性を持たなければならない。本発明の一実施例で提案するメッキ金属は銅であり、本実施例においても銅を第１金属層として用いたことを説明する。ところが、第１金属層は、加工物の窒化を防ぐことが可能なスズ、クロム、ニッケルまたはこれらの合金であってもよい。

ここで、第１金属層の厚さは約１５μｍ〜５０μｍであることが有利である。１５μｍは浸透する物質の透過を防ぐとともに均一な厚さを維持することが可能な厚さであり、５０μｍは後述する剥離が容易な厚さである。

二次メッキ段階（Ｓ２２０）において、前記第１金属層の表面に第２金属層をメッキする。

このとき、第２金属層は、第１金属層に比べて組織が緻密であって、第１金属層の稠密でない部分（エネルギーが高い部分）に細密にメッキできる金属層でなければならない。第１金属層を銅とした場合、第２金属層として銅よりも稠密かつ緻密な構造を持つ組成物は多様であり得るが、クロム、ニッケル、スズ及び鉄などの金属が使用可能であり、これら金属の２種以上の合金でメッキしても構わない。このとき、第１金属層と第２金属層とが同じ金属であれば、第１金属層を２回にわたって厚くメッキしたものに過ぎないので、第１金属層と第２金属層を互いに異なる金属にすることが好ましい。

ここで、第１金属層及び第２金属層は、少なくとも１５μｍの厚さにメッキされ、高温環境で長時間塩の透過を阻止することができなければならない。

また、後述する加工物を溶解液に浸漬させ、メッキされた第１金属層３１０及び第２金属層４１０を剥離させるとき、加工物に損傷が加えられない程度に短い剥離時間の間、第１金属層３１０及び第２金属層４１０の残存物がすべて除去されなければならない。したがって、第１金属層３１０及び第２金属層４１０は十分に薄い（５０μｍ以下の）厚さにメッキされなければならない。

部分剥離段階Ｓ２３０で、加工物にメッキされた第１金属層３１０及び第２金属層４１０の一部を剥離させて加工物の表面の一部を露出させる。加工物の既に設定された領域は、加工物における高い硬度が要求される部分であって、バックフェルール１４の場合、非可逆変形を介して管の表面に密着するノーズ部分１４ａであり得る。

剥離方法は多様であるが、残存物が全く残らず、金属層のみを溶かして加工物に損傷を与えない方法が好ましい。

このとき、金属層を溶かす溶解液に浸漬させる方法で特定の部位のメッキを除去することができる。溶解液が２つの金属層を全て溶かすことができて同時に除去することができれば、溶解液に浸漬させる方法で２つの金属層を同時に除去することもできるが、２つのメッキ金属を溶解させる溶解液の種類が異なる場合、外部のメッキを溶解させる溶解液に先ず浸漬させ、内部のメッキを溶解させる溶解液に後で浸漬させることで順次メッキを除去することができる。第１金属層が銅である場合には、第１金属層を溶解させる溶解液は硝酸であり、第２金属層がクロムである場合には、第２金属層を溶解させる溶解液は塩酸であり得る。

もちろん、第１金属層３１０のみでメッキした場合は、第１金属層３１０を剥離させることが可能な溶解液に浸漬させることで十分である。

熱処理段階（Ｓ２４０）で加工物を熱処理する。このとき、熱処理方法は塩浴熱処理であってもよい。塩浴熱処理の場合、加工物を高温の塩溶融液に浸漬させる方法で熱処理する。ここで、塩溶融液の種類に応じて、熱処理過程で表面に浸透する成分が決定される。

このとき、炭素または窒素の含まれている塩を用いて塩浴熱処理を施すことができる。炭素の含まれている塩を用いて塩浴熱処理（浸炭処理）を施す場合、炭素が浸透して再結晶化が起こり、窒素の含まれている塩を用いて塩浴熱処理（浸窒処理）を施す場合、窒素が浸透して再結晶化が起こる。このとき、塩は加工物の表面の反応性を高めるためにアルカリを含むことができる。

ここで、熱処理温度は、表面に浸透する成分の浸透深さと速度を決定付ける。言い換えれば、熱処理温度が高い場合、表面に浸透する成分がさらに速く且つ深く浸透することができる。

しかし、熱処理温度が高い場合、加工物に含まれている成分（特にクロム）が再結晶化されて加工物が不均質な構造に変換される。このように構造が変わった場合、不均質は電気陰性度の差を生じさせて一種のガルバニック電池を生成するので、耐食性を大幅に低下させる。したがって、高温ではなく、低温で長時間熱処理を施して、浸透する物質が均一に内部に浸透して表面構造を均一かつ強固に変性させることができる。この場合、耐食性の低下が抑制される。

この際、低温とは析出が最小限に抑えられる４００℃以上５００℃以下の温度であり、長時間とは硬度が有意に硬化し始める１５時間以上であり得る。

高温が加わることは加工物全体に対して起こるので、浸透成分が加工物全体に浸透する。しかし、メッキされた部分には、浸透成分が直接加工物の表面と接触しないため浸透できない。すなわち、加工物の表面は熱処理によって変性し難くなる。

一方、メッキされた部分であっても、金属層があまり薄いか、或いは金属層の構造が稠密でないか、或いは金属層が長期間の熱処理によって浸透する成分を透過させると、メッキされた部分にも浸透が起こって再結晶化が進んで耐食性が低下する。低温で長時間塩浴する場合、多くの種類のメッキが浸食されて熱処理の影響を防ぐことができない。

したがって、第１金属層３１０に稠密な構造の層で二次メッキを施して浸透成分の透過を防止することができる。一般に、構造の異なる各層で二重にメッキすることは、厚さが均一でないため行わない。

しかし、一次メッキが堅固でない部分のメッキを補強するために二次メッキを施す場合、均一な厚さにメッキされる必要はない。むしろ、一次メッキが堅固でない部分に二次メッキが補強されて全体的に均一な電気陰性度を有する方が有利である。

したがって、第１金属層には、一般に、耐食性があり且つ剥離が容易な銅を使用することができ、第２金属層には、第１金属層よりも緻密な構造である金属、例えば、鉄、ニッケル、クロム及びスズのいずれか１種またはこれらの合金を使用することができる。

このとき、熱処理が必ずしも塩溶融液に浸漬させる方法である必要はなく、浸透する物質が高温の気体または高温のエアロゾル状態で表面に塗布されても構わない。しかし、塩浴熱処理の場合、均質に表面の変性が起こるので、高品質の製品を生産するのに有利である。また、低温で熱処理を施す場合、浸透する物質がゆっくり浸透する傾向がある。炭素に比べて窒素がさらに速く表面に浸透するので、本発明の一実施例として、塩浴熱処理は浸窒熱処理であることが有利である。ここで、浸窒熱処理は熱処理の際に窒素の分圧が高い環境を維持する場合も含むが、窒素酸化物または窒素及び炭素化合物を含む塩溶融液に浸漬させる方法が、より均一かつ迅速な硬化を実現することができる。

全体剥離段階（Ｓ２５０）で、残りの第１金属層と第２金属層を剥離させる。部分剥離段階のように溶解液を用いて残りの金属層を剥離させることができ、剥離が完了した後、残存金属層の存在有無を確認する段階を含むことができる。もちろん、熱処理が終わって硬化を介して耐食性が低下したので化学的な方法が適さない場合、物理的な方法によって剥離させることができる。言い換えれば、研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）のように物理的に金属層を除去することも可能である。

ここで、二次メッキ段階（Ｓ２２０）は省略できる。この場合、部分剥離段階（Ｓ２３０）で、加工物にメッキされた第１金属層３１０の一部を剥離させて加工物の表面の一部を露出させる。

ここまでは、一部のみ硬化が必要な加工物全般について部分硬化方法を説明した。次に、図３〜図７を参照して、加工物がフェルールである場合の部分硬化方法を、それぞれの段階に製作される中間生成物を例として挙げて説明する。

図３は本発明の一実施例に係る一次メッキが施されたフェルールの断面図である。

バックフェルール１４は、後端部の圧力を支えるテール部分１４ｂと、テール部分１４ｂに連結され、テール部分１４ｂから伝えられる圧力によって非可逆変形を介して前記管を密閉させるノーズ部分１４ａとを含んでなる。選択的な熱処理となるために、バックフェルール１４のノーズ部分１４ａのみが現れるように、ノーズ部分１４ａを除いた部分をメッキすることは難しいので、バックフェルール１４全体を先ずメッキし、ノーズ部分１４ａに該当する部分を選択的に剥離させる。したがって、一次メッキ段階でバックフェルール１４全体が第１金属層でメッキされる。第１金属層３１０は、バックフェルール１４の組成物とは構造が異なるため、表面から化学的、物理的処理によって容易に分離できる元素でなければならない。例えば、ステンレス製バックフェルール１４に対して、第１金属層３１０は銅であってもよく、クロム、ニッケル及びスズのいずれか１種またはこれらの合金であってもよい。第１金属層３１０は、表面に万遍なくメッキが施されながら外部の物質からバックフェルール１４を保護することができる程度の厚さである１５μｍ以上であってもよく、化学的剥離の際に残存物が存在しない厚さである５０μｍ以下であってもよい。メッキ方法は電気メッキであってもよいが、表面に万遍なくメッキできればいずれの方法でも構わない。

図４は本発明の一実施例に係る二次メッキが施されたフェルールの断面図である。
二次メッキ段階では、一次メッキ段階で生成された第１金属層の上部に第２金属層をメッキする。第１金属層のみでは長期間の熱処理期間中に窒素と炭素などの浸透物に透過する。したがって、第１金属層よりも緻密な構造の第２金属層で二次メッキを施す。第１金属層３１０と第２金属層４１０は、構造の緻密な程度が異なるため、均質なメッキが行われ難い。しかし、電気メッキの場合、第１金属層３１０が薄くメッキされて抵抗の低い部分に第２金属層が厚くメッキされるため、第１金属層３１０の不十分な部分を第２金属層で補強するという目的には、均質なメッキよりも不均質なメッキがさらに適する。メッキ方法は、電気メッキであってもよいが、表面が万遍なくメッキできればいずれの方法でも構わない。

第２金属層４１０は、銅よりも緻密で塩に強い鉄、ニッケル、クロム、スズまたはこれらの合金を使用してもよい。第２金属層は、第１金属層と同じ種類の金属を使用してもよいが、第１金属層とは異なる金属を使用することが好ましい。第２金属層４１０は、表面に万遍なくメッキが施されながら、外部の物質からバックフェルール１４を保護することができる程度の厚さである１５μｍ以上であってもよく、化学的剥離の際に残存物が存在しない５０μｍ以下であってもよい。

必要に応じて、二次メッキ段階は省略できる。

図５は本発明の一実施例に係る部分剥離したフェルールの断面図である。

二次メッキが終わった後、ノーズ部分１４ａに該当する領域のメッキを除去する。除去方法は、当該金属層を溶解させることが可能な溶媒に、ノーズ部分１４ａに該当する部分を浸す方法であり得る。例えば、銅の場合には硝酸に溶け、鉄、ニッケル、クロムまたはスズの場合には塩酸に溶けるので、塩酸と硝酸に、順次二次メッキされたバックフェルール１４のノーズ部分１４ａに該当する領域を浸漬させるか、或いは、塩酸と硝酸の混合物に、バックフェルール１４のノーズ部分１４ａに該当する領域を浸漬させることにより、特定の部位のメッキを除去することができる。

二次メッキ段階が省略された場合、部分剥離の際に、ノーズ部分に該当する第１メッキ層３１０のみが剥離する。

図６ａ及び図６ｂは本発明の一実施例に係る浸窒時または浸炭時のメッキの有無による浸透状況を図式的に示す図である。

図６ａに示すように、浸窒の際にバックフェルール１４の表面が現れるノーズ部分１４ａでは窒素が浸透し、浸透できる表面６１０で変性が起こって硬度が増加し、二重にメッキされているテール部分１３２では窒素が浸透しないので、変性が起こらない。図６ｂは浸炭の場合の部分別炭素の浸透状況を図式的に示す図である。

熱処理は塩浴処理であってもよく、このとき、塩は、アルカリ金属と窒素及び炭素化合物が溶融した塩であってもよい。言い換えれば、浸窒処理であってもよい。また、塩がアルカリ金属と炭素化合物が溶融した塩であってもよい。言い換えれば、浸炭処理であってもよい。

熱処理温度が高い場合、高温処理それ自体のみでクロムが再結晶化できる。したがって、熱処理温度は５００℃以下が望ましい。熱処理温度を下げる場合、窒素または炭素の浸透速度が遅くなるので、長期間熱処理を施すことができる。このとき、熱処理時間は２４時間以上４８時間以内であってもよい。

図７は本発明の一実施例に係るメッキが除去されたフェルールの断面図である。

熱処理が終わった後、塩を除去し、冷却させることができる。テール部分１３２を覆っている第２金属層４１０と第１金属層３１０を順次溶解液で溶解させて除去すると、ノーズ部分１４ｂのみ硬化したバックフェルール１４が完成する。

第２金属層４１０をメッキしていない場合、第１金属層３１０を溶解液に溶解させて除去する。

ステンレス鋼のような耐食性がある金属の場合、表面に酸化皮膜が形成されて金属を保護することができる。したがって、バックフェルール１４または加工物を熱処理する直前にアルカリ金属塩または酸性塩などに浸漬させて酸化皮膜を除去しなければならない。よって、熱処理の段階で、塩溶融液はアルカリ金属を含むことが一般的であり、アルカリ金属を含む塩溶融液を使用するものと説明したが、物理的に掻き取ったり、アルカリ金属ではなく還元剤を用いて皮膜を除去したりすることができれば、必ずしもアルカリ金属塩が含まれている塩溶融液を使用する必要はない。

以上、部分硬化が必要な加工物の一実施例としてバックフェルール１４を例示した。ところが、［背景技術］で説明したように、バックフェルール１４だけでなく、フロントフェルール１３も部分硬化が必要である。つまり、本発明は、一般なフェルールや、耐食性が求められるとともに特定の部位に高い硬度が求められる加工物に適用できる。

Claims (10)

1. 熱処理によって、クロムを含有した鉄からなる加工物の表面を硬化させる部分熱処理方法において、
   前記加工物の表面に銅またはスズで第１金属層をメッキする一次メッキ段階と、
   前記第１金属層の表面にニッケルまたはクロムで第２金属層をメッキする二次メッキ段階と、
   前記第１金属層及び前記第２金属層の一部分を剥離させて前記加工物の表面の一部を露出させる部分剥離段階と、
   所定の時間の間４００℃以上５００℃以下の熱溶融液に前記加工物を浸漬させて熱処理する熱処理段階と、
   前記加工物の表面に残っている前記第１金属層及び前記第２金属層を除去する全体剥離段階とを含んでなることを特徴とする、低温塩浴部分熱処理方法。
2. 前記全体剥離段階では塩酸及び硝酸の混合物における浸漬を行うことを特徴とする、請求項１に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
3. 前記熱処理は浸窒処理であることを特徴とする、請求項１に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
4. 前記塩溶融液は、窒素化合物、ナトリウム、カリウム及びリチウムを含むことを特徴とする、請求項３に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
5. 前記熱処理は、窒素及び炭素化合物が溶融した塩に浸漬させる処理であることを特徴とする、請求項１に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
6. 前記塩溶融液は、窒素及び炭素化合物、ナトリウム、カリウム及びリチウムを含むことを特徴とする、請求項５に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
7. 前記第１金属層は１５μｍ以上５０μｍ以下の厚さを持つことを特徴とする、請求項１に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
8. 前記所定の時間は２４時間以上４８時間以下であることを特徴とする、請求項１に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
9. 前記加工物は、管を接続するときに管と管との間の隙間を密閉するためのフェルール（Ｆｅｒｒｕｌｅ）であることを特徴とする、請求項１に記載の低温塩浴部分熱処理方法。
10. 前記フェルールは、非可逆変形を介して前記管を密閉させるノーズ部分（Ｎｏｓｅ Ｐｏｒｔｉｏｎ）を含み、前記ノーズ部分の表面が前記部分剥離段階で露出することを特徴とする、請求項９に記載の低温塩浴部分熱処理方法。

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