JP2018502220A5

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Publication number: JP2018502220A5
Application number: JP2017533624A
Authority: JP
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2035-12-15

Description

変形例として、酸化工程は、大部分が水蒸気で構成される気相媒体中で、４５０℃〜５５０℃の温度で、３０〜１２０分間実施される。
これらのさまざまな好適な選択肢は、非限定的な例を説明する目的で実施されたさまざまな試験に基づく。
より具体的には、これらの試験は、それ自体が知られている数種の窒化処理または軟窒化処理、それ自体が知られている数種の酸化処理、および数種の含浸を組み合わせて実施された。これらの試験は、平滑領域および鋭い縁を有する鉄系金属部品について実施された。より具体的には、焼なましされ、かつ研磨されたＸＣ４５スチールの、平滑(smooth)区域およびねじ山(threaded)区域を有する溝付軸について試験が実施された。

前述の結果は、ＸＣ４５スチール試料に基づいて得られたが、使用される材料に応じて処理パラメータを適応させ、前述の教示に倣うことは、当業者の能力の範囲内である。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕スチール部品に高い耐摩耗性および耐腐食性を付与するための、スチール部品の表面処理方法であって、
− 厚さが少なくとも８μｍであり、ε相および／またはγ’相の窒化鉄で形成される結合層を形成するよう構成される、窒化工程または軟窒化工程、
− 厚さが０．１から３μｍの間の酸化物層を生成するよう構成される酸化工程、ならびに
− 含浸浴中に少なくとも５分間、大気温度で浸漬させる含浸工程であり、前記含浸浴が、Ｃ９−Ｃ１７の一連のアルカンで形成される炭化水素の混合物で形成される、少なくとも７０質量％でその誤差は１％の溶媒、Ｃ１６−Ｃ３２の一連のアルカンから構成される、１０質量％〜３０質量％でその誤差は１％の少なくとも１つのパラフィンオイル、および濃度が０．０１質量％から３質量％の間でその誤差は０．１％の、少なくとも１つの合成フェノール添加剤型の添加剤で形成される、工程
を含む方法。
〔２〕前記合成フェノール添加剤が、式Ｃ ₁₅ Ｈ ₂₄ Ｏで表される化合物である、前記〔１〕に記載の方法。
〔３〕前記含浸浴が、９０質量％±０．５質量％の溶媒、１０質量％±０．５質量％のパラフィンオイル、および０．０１％から１％±０．１％未満の間の、式Ｃ ₁₅ Ｈ ₂₄ Ｏで表される合成フェノール添加剤で形成される、前記〔２〕に記載の方法。
〔４〕前記含浸浴が、カルシウムまたはナトリウムのスルホン酸塩、亜リン酸塩、ジフェニルアミン、ジチオリン酸亜鉛、亜硝酸塩、ホスホロアミドからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤をさらに含む、前記〔１〕から〔３〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔５〕前記浸漬工程の後に、自然乾燥工程、または焼成により促進される乾燥工程が続く、前記〔１〕から〔４〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔６〕前記窒化工程または前記軟窒化工程が、１４質量％〜４４質量％のアルカリ金属シアン酸塩を含有する溶融塩浴中、５５０℃〜６５０℃の温度で、少なくとも４５分間実施される、前記〔１〕から〔５〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔７〕窒化／軟窒化浴が、１４質量％〜１８質量％のアルカリ金属シアン酸塩を含有する、前記〔６〕に記載の方法。
〔８〕窒化／軟窒化処理が、５９０℃の温度で、９０分間〜１００分間実施される、前記〔６〕または前記〔７〕に記載の方法。
〔９〕窒化／軟窒化処理が、６３０℃の温度で、約４５分間〜５０分間実施される、前記〔６〕または前記〔７〕に記載の方法。
〔１０〕前記軟窒化工程が、５００℃から６００℃の間の、アンモニアを含有する気相媒体中で実施される、前記〔１〕から〔５〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１１〕前記窒化工程または前記軟窒化工程が、少なくとも窒素および水素を含む、プラズマを形成するイオン媒体中で、低圧で実施される、前記〔１〕から〔５〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１２〕前記窒化工程または前記軟窒化工程が、厚さが少なくとも１０μｍの結合層を形成するよう実施される、前記〔１〕から〔１１〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１３〕前記酸化工程が、アルカリ金属硝酸塩、アルカリ金属炭酸塩、およびアルカリ金属水酸化物を含有する溶融塩浴中で実施される、前記〔１〕から〔１２〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１４〕前記酸化工程が、４３０℃〜４７０℃の温度で、１５〜２０分間実施される、前記〔１３〕に記載の方法。
〔１５〕前記酸化工程が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属硝酸塩、およびアルカリ金属亜硝酸塩を含有する水性浴中で実施される、前記〔１〕から〔１２〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１６〕前記酸化工程が、１１０℃〜１３０℃の温度で、１５〜２０分間実施される、前記〔１５〕に記載の方法。
〔１７〕前記酸化工程が、大部分が水蒸気で構成される気相媒体中、４５０°〜５５０°の温度で、３０〜１２０分間実施される、前記〔１〕から〔１２〕までのいずれか１項に記載の方法。
〔１８〕前記〔１〕から〔１７〕までのいずれか１項に記載の方法によって得られる、高い耐摩耗性および耐腐食性を有するスチール部品であって、少なくとも８μｍの結合層、厚さが０．１から３μｍの間の酸化物層、および指触乾燥した含浸層を含む、スチール部品。

Claims

スチール部品に高い耐摩耗性および耐腐食性を付与するための、スチール部品の表面処理方法であって、
− 厚さが少なくとも８μｍであり、ε相および／またはγ’相の窒化鉄で形成される結合層を形成するよう構成される、窒化工程または軟窒化工程、
− 厚さが０．１から３μｍの間の酸化物層を生成するよう構成される酸化工程、ならびに
− 含浸浴中に少なくとも５分間、大気温度で浸漬させる含浸工程であり、前記含浸浴が、Ｃ９−Ｃ１７の一連のアルカンで形成される炭化水素の混合物で形成される、少なくとも７０質量％でその誤差は１％の溶媒、Ｃ１６−Ｃ３２の一連のアルカンから構成される、１０質量％〜３０質量％でその誤差は１％の少なくとも１つのパラフィンオイル、および濃度が０．０１質量％から３質量％の間でその誤差は０．１％の、少なくとも１つの式Ｃ ₁₅ Ｈ ₂₄ Ｏで表わされる合成フェノール添加剤で形成される、工程
を含む方法。
前記含浸浴が、９０質量％±０．５質量％の溶媒、１０質量％±０．５質量％のパラフィンオイル、および０．０１％から１％±０．１％未満の間の、式Ｃ₁₅Ｈ₂₄Ｏで表される合成フェノール添加剤で形成される、請求項１に記載の方法。
前記含浸浴が、カルシウムまたはナトリウムのスルホン酸塩、亜リン酸塩、ジフェニルアミン、ジチオリン酸亜鉛、亜硝酸塩、ホスホロアミドからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
前記浸漬工程の後に、自然乾燥工程、または焼成により促進される乾燥工程が続く、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
前記窒化工程または前記軟窒化工程が、１４質量％〜４４質量％のアルカリ金属シアン酸塩を含有する溶融塩浴中、５５０℃〜６５０℃の温度で、少なくとも４５分間実施される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
窒化／軟窒化浴が、１４質量％〜１８質量％のアルカリ金属シアン酸塩を含有する、請求項５に記載の方法。
窒化／軟窒化処理が、５９０℃の温度で、９０分間〜１００分間実施される、請求項５または請求項６に記載の方法。
窒化／軟窒化処理が、６３０℃の温度で、約４５分間〜５０分間実施される、請求項５または請求項６に記載の方法。
前記軟窒化工程が、５００℃から６００℃の間の、アンモニアを含有する気相媒体中で実施される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
前記窒化工程または前記軟窒化工程が、少なくとも窒素および水素を含む、プラズマを形成するイオン媒体中で、低圧で実施される、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
前記窒化工程または前記軟窒化工程が、厚さが少なくとも１０μｍの結合層を形成するよう実施される、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
前記酸化工程が、アルカリ金属硝酸塩、アルカリ金属炭酸塩、およびアルカリ金属水酸化物を含有する溶融塩浴中で実施される、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
前記酸化工程が、４３０℃〜４７０℃の温度で、１５〜２０分間実施される、請求項１２に記載の方法。
前記酸化工程が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属硝酸塩、およびアルカリ金属亜硝酸塩を含有する水性浴中で実施される、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
前記酸化工程が、１１０℃〜１３０℃の温度で、１５〜２０分間実施される、請求項１４に記載の方法。
前記酸化工程が、大部分が水蒸気で構成される気相媒体中、４５０℃〜５５０℃の温度で、３０〜１２０分間実施される、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
高い耐摩耗性および耐腐食性を有するスチール部品であって、少なくとも８μｍの結合層、厚さが０．１から３μｍの間の酸化物層、および指触乾燥した含浸層を含み、前記含浸層が少なくとも１つの式Ｃ ₁₅ Ｈ ₂₄ Ｏで表わされる合成フェノール添加剤を含む、スチール部品。
前記結合層が、ε相および／またはγ’相の窒化鉄で形成されている、請求項１７に記載のスチール部品。
前記結合層の厚さが、少なくとも１０μｍである、請求項１７又は１８に記載のスチール部品。
前記結合層の厚さが、１０μｍ〜２５μｍである、請求項１７又は１８に記載のスチール部品。
前記含浸層が、Ｃ１６−Ｃ３２の一連のアルカンから構成される少なくとも１つのパラフィンオイルを含む、請求項１７〜２０のいずれか１項に記載のスチール部品。
前記含浸層が、カルシウムまたはナトリウムのスルホン酸塩、亜リン酸塩、ジフェニルアミン、ジチオリン酸亜鉛、亜硝酸塩、ホスホロアミドからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤をさらに含む、請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のスチール部品。