JP2686001B2 - オーステナイト系ステンレス製硬質ねじ - Google Patents
オーステナイト系ステンレス製硬質ねじInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、表面層が硬質の窒化
層に形成され、この表面層がメッキ被膜または樹脂被膜
で被覆されているオーステナイト系ステンレス製硬質ね
じに関するものである。
層に形成され、この表面層がメッキ被膜または樹脂被膜
で被覆されているオーステナイト系ステンレス製硬質ね
じに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ねじとしては各種のものがあ
り、図３，図４，図５に示すように、軽量鉄鋼板のよう
な下地材に石膏ボード，耐熱ボード等を取り付けるため
に用いられるタッピングねじ２０、ドリリングタッピン
グねじ２１、ドライウォールスクリュー２２など各種の
ものがある。上記タッピングねじ２０は、ねじ径よりも
小さな穴を下地材に開け、これにねじ込まれるものであ
り、またドリリングタッピングねじ２１やドライウォー
ルスクリュー２２などは下地穴を全く設けず、ねじ先の
ドリルや刃先によってそれ自身で穿孔しねじ止めするも
のである。この種のねじの材質は、従来から鉄等の浸炭
品やステンレス材から構成されている。特に、この種の
ステンレス材でもニッケルを全く含まないマルテンサイ
ト系のＳＵＳ４１０が多用されている。このような材質
のねじは、一般にそのまま使用されることは少なく、各
種のメッキがなされて使用されるが、このようにメッキ
が施されていても、錆が発生し易い、あるいは硫酸，硝
酸などの酸や酸性雨に対する耐蝕性が悪い等の難点があ
る。
り、図３，図４，図５に示すように、軽量鉄鋼板のよう
な下地材に石膏ボード，耐熱ボード等を取り付けるため
に用いられるタッピングねじ２０、ドリリングタッピン
グねじ２１、ドライウォールスクリュー２２など各種の
ものがある。上記タッピングねじ２０は、ねじ径よりも
小さな穴を下地材に開け、これにねじ込まれるものであ
り、またドリリングタッピングねじ２１やドライウォー
ルスクリュー２２などは下地穴を全く設けず、ねじ先の
ドリルや刃先によってそれ自身で穿孔しねじ止めするも
のである。この種のねじの材質は、従来から鉄等の浸炭
品やステンレス材から構成されている。特に、この種の
ステンレス材でもニッケルを全く含まないマルテンサイ
ト系のＳＵＳ４１０が多用されている。このような材質
のねじは、一般にそのまま使用されることは少なく、各
種のメッキがなされて使用されるが、このようにメッキ
が施されていても、錆が発生し易い、あるいは硫酸，硝
酸などの酸や酸性雨に対する耐蝕性が悪い等の難点があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、上記のようなマ
ルテンサイト系のステンレス以外に、オーステナイト系
のステンレス材（ニッケルを７〜１９重量％含有してい
る）があげられ、この種のステンレス材は、表面が不働
態膜となり耐蝕性が極めて大であることから、通常はメ
ッキ等をせずそのまま使用されている。ところが、この
ようなオーステナイト系ステンレスは基本的に表面硬度
が小さいことから、先に述べた各種の用途に使用する場
合、強度的に大きな制約がある。
ルテンサイト系のステンレス以外に、オーステナイト系
のステンレス材（ニッケルを７〜１９重量％含有してい
る）があげられ、この種のステンレス材は、表面が不働
態膜となり耐蝕性が極めて大であることから、通常はメ
ッキ等をせずそのまま使用されている。ところが、この
ようなオーステナイト系ステンレスは基本的に表面硬度
が小さいことから、先に述べた各種の用途に使用する場
合、強度的に大きな制約がある。
【０００４】そこで、本発明者らはこのような欠点を改
善する目的で、上記オーステナイト系ステンレス材の表
面を窒化して窒化膜を形成することにより、表面硬度を
高める方法を開発しすでに特許出願している（特願平１
−１７７６６０）。このような窒化処理のなされたステ
ンレス材は、表面硬度が極めて大きくなるものの、窒化
処理によって、上記用途に使用する場合、穿孔時間が長
くなるという弊害やねじの頭飛びや折損が発生するとい
う弊害が生じる。また、表面の窒化層が錆びる欠点も現
れる。
善する目的で、上記オーステナイト系ステンレス材の表
面を窒化して窒化膜を形成することにより、表面硬度を
高める方法を開発しすでに特許出願している（特願平１
−１７７６６０）。このような窒化処理のなされたステ
ンレス材は、表面硬度が極めて大きくなるものの、窒化
処理によって、上記用途に使用する場合、穿孔時間が長
くなるという弊害やねじの頭飛びや折損が発生するとい
う弊害が生じる。また、表面の窒化層が錆びる欠点も現
れる。
【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、オーステナイト系ステンレス材からなるねじ
の表面層を窒化層に形成して、表面硬度を高くすると同
時に、窒化層の表面にメッキまたは樹脂被膜を施すこと
により潤滑性を付与して、穿孔時間が長くなる等の欠点
を解消することを目的とする。
たもので、オーステナイト系ステンレス材からなるねじ
の表面層を窒化層に形成して、表面硬度を高くすると同
時に、窒化層の表面にメッキまたは樹脂被膜を施すこと
により潤滑性を付与して、穿孔時間が長くなる等の欠点
を解消することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明のオーステナイト系ステンレス製硬質ねじ
は、オーステナイト系ステンレス材製のねじ本体が、フ
ッ素を含有する反応ガスでフッ化処理されたのち窒化処
理されることによって、表面から所定厚みの内側に至る
表面層が窒化層に形成され、その表面層が、メッキ被膜
または樹脂被膜で被覆されているという構成をとる。
め、この発明のオーステナイト系ステンレス製硬質ねじ
は、オーステナイト系ステンレス材製のねじ本体が、フ
ッ素を含有する反応ガスでフッ化処理されたのち窒化処
理されることによって、表面から所定厚みの内側に至る
表面層が窒化層に形成され、その表面層が、メッキ被膜
または樹脂被膜で被覆されているという構成をとる。
【０００７】
【作用】すなわち、この発明のオーステナイト系ステン
レス製硬質ねじは、上記のように、フッ素を含有する反
応ガスによってフッ化処理され、その状態で窒化処理さ
れている。したがって、上記フッ化処理によって、窒化
処理されるべきねじ本体の金属表面が、不純物を除去し
た状態でフッ化膜に被覆保護され、次工程の窒化処理に
よってこのフッ化膜が分解消失して活性な面となるた
め、金属表面への窒素原子の浸透拡散が、迅速かつ均一
に行われ、良好な窒化層が形成される。このようにして
得られた窒化層は、表面硬度が大であり、ねじに求めら
れる各種の用途に使用した場合に高強度となる。そし
て、上記窒化層が均一に形成されているため、ねじの硬
度に部分的なムラがなく、全体的に良好な高強度を呈す
る。しかも、その窒化層の表面がメッキ被膜または樹脂
被膜で被覆されていることから、メッキ被膜または樹脂
被膜の潤滑性によって穿孔時間の大幅な短縮化も実現で
きるようになる。また、窒化層自体の錆の発生が上記メ
ッキ被膜または樹脂被膜の存在によって防止され、長期
間湿潤雰囲気下に保管しておいても錆が生じないという
利点を有するようになる。また、窒化層の表面にメッキ
被膜を施すときには、窒化層の表面にステンレス材と同
等の光沢を付与しうるようになる。
レス製硬質ねじは、上記のように、フッ素を含有する反
応ガスによってフッ化処理され、その状態で窒化処理さ
れている。したがって、上記フッ化処理によって、窒化
処理されるべきねじ本体の金属表面が、不純物を除去し
た状態でフッ化膜に被覆保護され、次工程の窒化処理に
よってこのフッ化膜が分解消失して活性な面となるた
め、金属表面への窒素原子の浸透拡散が、迅速かつ均一
に行われ、良好な窒化層が形成される。このようにして
得られた窒化層は、表面硬度が大であり、ねじに求めら
れる各種の用途に使用した場合に高強度となる。そし
て、上記窒化層が均一に形成されているため、ねじの硬
度に部分的なムラがなく、全体的に良好な高強度を呈す
る。しかも、その窒化層の表面がメッキ被膜または樹脂
被膜で被覆されていることから、メッキ被膜または樹脂
被膜の潤滑性によって穿孔時間の大幅な短縮化も実現で
きるようになる。また、窒化層自体の錆の発生が上記メ
ッキ被膜または樹脂被膜の存在によって防止され、長期
間湿潤雰囲気下に保管しておいても錆が生じないという
利点を有するようになる。また、窒化層の表面にメッキ
被膜を施すときには、窒化層の表面にステンレス材と同
等の光沢を付与しうるようになる。
【０００８】つぎに、実施例について説明する。
【０００９】まず、実施例に使用する熱処理炉を用意す
る。この炉１は、図１に示すように、外殻２内に設けた
ヒータ３の内側に内容器４を入れたピット炉で、ガス導
入管５と排気管６が挿入されている。ガス導入管５には
ボンベ１５，１６から流量計１７、バルブ１８等を経由
してガスが供給される。内部の雰囲気はモータ７で回転
するファン８によつて撹拌される。ワーク１０は金属製
のコンテナ１１に入れて炉内に装入される。図中、１３
は真空ポンプ、１４は除害装置である。
る。この炉１は、図１に示すように、外殻２内に設けた
ヒータ３の内側に内容器４を入れたピット炉で、ガス導
入管５と排気管６が挿入されている。ガス導入管５には
ボンベ１５，１６から流量計１７、バルブ１８等を経由
してガスが供給される。内部の雰囲気はモータ７で回転
するファン８によつて撹拌される。ワーク１０は金属製
のコンテナ１１に入れて炉内に装入される。図中、１３
は真空ポンプ、１４は除害装置である。
【００１０】この炉中にフッ素を含む反応ガス、例えば
ＮＦ３とＮ２との混合ガスを導入し、所定の反応温度に
加熱することにより、ワーク１０に対しフッ化処理を行
う。すなわち、上記ＮＦ３は２５０〜４００℃の温度で
活性基のフッ素を発生し、これによりワーク１０表面の
有機，無機系の汚染を除去すると同時に、このフッ素が
ワーク１０表面のＦｅ，クロム生地ないしはＦｅＯ，Ｆ
ｅ３Ｏ４，Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物と迅速に反応して、例
えば次式に示す如く、ＦｅＦ２，ＦｅＦ３，ＣｒＦ２，
ＣｒＦ４等の化合物を金属組織中に含むごく薄いフッ化
膜が形成される。
ＮＦ３とＮ２との混合ガスを導入し、所定の反応温度に
加熱することにより、ワーク１０に対しフッ化処理を行
う。すなわち、上記ＮＦ３は２５０〜４００℃の温度で
活性基のフッ素を発生し、これによりワーク１０表面の
有機，無機系の汚染を除去すると同時に、このフッ素が
ワーク１０表面のＦｅ，クロム生地ないしはＦｅＯ，Ｆ
ｅ３Ｏ４，Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物と迅速に反応して、例
えば次式に示す如く、ＦｅＦ２，ＦｅＦ３，ＣｒＦ２，
ＣｒＦ４等の化合物を金属組織中に含むごく薄いフッ化
膜が形成される。
【００１１】
【化１】
【００１２】この反応により、ワーク１０表面の酸化皮
膜はフッ化膜に変換され、表面に吸着されていたＯ２も
除去される。そして、このようなフッ化膜は、Ｏ２，Ｈ
２，Ｈ２Ｏが存在しない場合、６００℃以下の温度で安
定であり、後続の窒化処理までの間、金属素地への酸化
皮膜の形成やＯ２の吸着を防止すると考えられる。ま
た、上記フッ化膜は、ワーク１０表面だけでなく、炉材
表面に対しても形成されることとなることから、その安
定な膜による保護作用によって炉材表面に対する損傷が
最少限になる。
膜はフッ化膜に変換され、表面に吸着されていたＯ２も
除去される。そして、このようなフッ化膜は、Ｏ２，Ｈ
２，Ｈ２Ｏが存在しない場合、６００℃以下の温度で安
定であり、後続の窒化処理までの間、金属素地への酸化
皮膜の形成やＯ２の吸着を防止すると考えられる。ま
た、上記フッ化膜は、ワーク１０表面だけでなく、炉材
表面に対しても形成されることとなることから、その安
定な膜による保護作用によって炉材表面に対する損傷が
最少限になる。
【００１３】つぎに、上記フッ素を含有する反応ガスで
処理したワーク１０に対し、引き続き４８０〜７００℃
の窒化温度に加熱し、ＮＨ３あるいはＮＨ３と、炭素源
を有するガス（例えば、ＣＯ，Ｈ２，Ｎ２の混合ガスで
あるＲＸガス）との混合ガスを上記加熱状態で添加こと
により、窒化処理を行う。これにより、上記フッ化膜は
Ｈ２または微量の水分によって還元除去あるいは破壊除
去（上記ＲＸガスの導入に先立って、Ｎ２＋Ｈ２の混合
ガスとして炉中に導入される）され、ワーク１０の表面
に活性な金属素地が形成される。
処理したワーク１０に対し、引き続き４８０〜７００℃
の窒化温度に加熱し、ＮＨ３あるいはＮＨ３と、炭素源
を有するガス（例えば、ＣＯ，Ｈ２，Ｎ２の混合ガスで
あるＲＸガス）との混合ガスを上記加熱状態で添加こと
により、窒化処理を行う。これにより、上記フッ化膜は
Ｈ２または微量の水分によって還元除去あるいは破壊除
去（上記ＲＸガスの導入に先立って、Ｎ２＋Ｈ２の混合
ガスとして炉中に導入される）され、ワーク１０の表面
に活性な金属素地が形成される。
【００１４】このように、活性な金属素地が形成される
と同時に活性なＮ原子が吸着されて金属内に侵入，拡散
してゆき、その結果、表面から所定厚みの内側に至る表
面層に、ＣｒＮ，Ｆｅ２Ｎ，Ｆｅ３Ｎ，Ｆｅ４Ｎ等の窒
化物を含有する化合物層（窒化層）が形成される。この
後、その表面に、メッキ被膜または樹脂被膜を形成す
る。
と同時に活性なＮ原子が吸着されて金属内に侵入，拡散
してゆき、その結果、表面から所定厚みの内側に至る表
面層に、ＣｒＮ，Ｆｅ２Ｎ，Ｆｅ３Ｎ，Ｆｅ４Ｎ等の窒
化物を含有する化合物層（窒化層）が形成される。この
後、その表面に、メッキ被膜または樹脂被膜を形成す
る。
【００１５】上記メッキ被膜としては、亜鉛メッキ被
膜，ニッケル亜鉛メッキ被膜，スズメッキ被膜等各種の
メッキ被膜があげられ、その厚みは２５〜１μｍ、好適
には５±３μｍに設定される。上記各種のメッキと光沢
クロメートとを組み合わせて上記メッキ十光沢クロメー
トからなる被膜を形成してもよい。樹脂被膜としては、
フッ素樹脂被膜，塩化ビニル樹脂被膜，ポリエチレン，
ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂被膜等の熱可塑
性樹脂被膜があげられ、その厚みは２５〜１μｍ、好適
には３±２μｍに設定される。また、フェノール樹脂，
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂被膜も用いられる。これ
らの樹脂被膜は、ねじ本体を上記樹脂の溶液中に浸漬，
またはスプレーし加熱乾燥する等により形成される。
膜，ニッケル亜鉛メッキ被膜，スズメッキ被膜等各種の
メッキ被膜があげられ、その厚みは２５〜１μｍ、好適
には５±３μｍに設定される。上記各種のメッキと光沢
クロメートとを組み合わせて上記メッキ十光沢クロメー
トからなる被膜を形成してもよい。樹脂被膜としては、
フッ素樹脂被膜，塩化ビニル樹脂被膜，ポリエチレン，
ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂被膜等の熱可塑
性樹脂被膜があげられ、その厚みは２５〜１μｍ、好適
には３±２μｍに設定される。また、フェノール樹脂，
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂被膜も用いられる。これ
らの樹脂被膜は、ねじ本体を上記樹脂の溶液中に浸漬，
またはスプレーし加熱乾燥する等により形成される。
【００１６】つぎに、上記処理炉を用い、具体的につぎ
のようにしてねじ本体を処理した。
のようにしてねじ本体を処理した。
【００１７】
【実施例１】ワークとしてのＳＵＳ３０５系ステンレス
製タッピングドリルねじをトリクロロエチレン洗浄した
後、図１に示す処理炉１に入れ、ＮＦ３を２重量％含有
するＮ２ガス雰囲気で３００℃で１５分間保持した。そ
の後７００℃に加熱し、５０％ＮＨ３＋５０％Ｎ２の混
合ガスを炉内に導入して５時間窒化処理を行い、しかる
のち空冷して取り出した。
製タッピングドリルねじをトリクロロエチレン洗浄した
後、図１に示す処理炉１に入れ、ＮＦ３を２重量％含有
するＮ２ガス雰囲気で３００℃で１５分間保持した。そ
の後７００℃に加熱し、５０％ＮＨ３＋５０％Ｎ２の混
合ガスを炉内に導入して５時間窒化処理を行い、しかる
のち空冷して取り出した。
【００１８】得られたワークの窒化層の厚みは均一で、
その硬度は、基材の部分が２７０〜２９０Ｈｖであるの
に対し、表面硬度が７００〜８００Ｈｖであつた。
その硬度は、基材の部分が２７０〜２９０Ｈｖであるの
に対し、表面硬度が７００〜８００Ｈｖであつた。
【００１９】つぎに、上記のようにして、窒化処理がな
された試料を亜鉛ポット炉（図示せず）に入れて、亜鉛
メッキ＋光沢クロメート被膜を形成した。この場合、被
膜の厚みは５μｍに設定した。つぎに、得られた試料を
さらにＳｉ−Ｏ−Ｒ基を含有する有機，無機複合コーテ
ィング液に浸漬し、５μｍのコーティング被膜を形成し
た。
された試料を亜鉛ポット炉（図示せず）に入れて、亜鉛
メッキ＋光沢クロメート被膜を形成した。この場合、被
膜の厚みは５μｍに設定した。つぎに、得られた試料を
さらにＳｉ−Ｏ−Ｒ基を含有する有機，無機複合コーテ
ィング液に浸漬し、５μｍのコーティング被膜を形成し
た。
【００２０】このようにして得られた試料（タッピング
ドリルねじ）のねじ山は、その断面電子写真顕微鏡写真
（倍率５００倍）を模式的に表す図２に示すように、そ
の表面１から所定厚みｔだけ内側に至る表面層が窒化層
Ｂに形成され、その表面１にメッキ被膜Ｃが積層形成さ
れていた。そして、上記のようにして得られた試料１０
本を、窒化処理のみを行った比較例品（１０本）を対照
として、冷間圧延鋼板ＳＰＣＣに対して２．３ｔ，１．
６ｔのねじ込みテストを行った。その結果は、表１のと
おりである。なお、ねじ込みテストはＪＩＳにもとづい
て行った。
ドリルねじ）のねじ山は、その断面電子写真顕微鏡写真
（倍率５００倍）を模式的に表す図２に示すように、そ
の表面１から所定厚みｔだけ内側に至る表面層が窒化層
Ｂに形成され、その表面１にメッキ被膜Ｃが積層形成さ
れていた。そして、上記のようにして得られた試料１０
本を、窒化処理のみを行った比較例品（１０本）を対照
として、冷間圧延鋼板ＳＰＣＣに対して２．３ｔ，１．
６ｔのねじ込みテストを行った。その結果は、表１のと
おりである。なお、ねじ込みテストはＪＩＳにもとづい
て行った。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【実施例２】実施例１のタッピングねじに代えて、ＳＵ
Ｓ３１６のドライウォールねじを用いた。そして、上記
実施例１と同様にして窒化処理をしたのち、ニッケル＋
亜鉛メッキ＋光沢クロメート処理をし、さらにＳｉ−Ｏ
−Ｒ基を含有する有機，無機のコーティング液に浸漬し
た。このようにして得られた実施例品について、窒化処
理のみを行ったものを対照品として、塩水噴霧試験を行
った。その結果は、下記の表２のとおりである。
Ｓ３１６のドライウォールねじを用いた。そして、上記
実施例１と同様にして窒化処理をしたのち、ニッケル＋
亜鉛メッキ＋光沢クロメート処理をし、さらにＳｉ−Ｏ
−Ｒ基を含有する有機，無機のコーティング液に浸漬し
た。このようにして得られた実施例品について、窒化処
理のみを行ったものを対照品として、塩水噴霧試験を行
った。その結果は、下記の表２のとおりである。
【００２３】
【表２】
【００２４】また、本発明品（実施例品）を５％沸騰Ｈ
２ＳＯ４テストに供したが、減耗量は８ｇ／ｍ２ｈと極
めて低かった。
２ＳＯ４テストに供したが、減耗量は８ｇ／ｍ２ｈと極
めて低かった。
【００２５】
【実施例３】実施例１で用いたと同じタッピングドリル
ねじを用い、これに実施例１と同様にして窒化層を形成
した。他方、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
の微粉末をナフサに分散（濃度１０重量％）させた分散
液を用意した。つぎに、この分散液に上記窒化層の形成
されたタッピングドリルねじを浸漬し、ナフサ溶剤を揮
散させたのち、加熱炉（図示せず）に入れ、３６０〜３
８０℃で焼成しフッ素樹脂被膜（厚み５μｍ）を形成し
た。
ねじを用い、これに実施例１と同様にして窒化層を形成
した。他方、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
の微粉末をナフサに分散（濃度１０重量％）させた分散
液を用意した。つぎに、この分散液に上記窒化層の形成
されたタッピングドリルねじを浸漬し、ナフサ溶剤を揮
散させたのち、加熱炉（図示せず）に入れ、３６０〜３
８０℃で焼成しフッ素樹脂被膜（厚み５μｍ）を形成し
た。
【００２６】得られた実施例品について、ＪＩＳにもと
づくねじ込みテストおよび塩水噴霧試験を行った結果、
それぞれ実施例１品，実施例２品と同様の成績が得られ
た。
づくねじ込みテストおよび塩水噴霧試験を行った結果、
それぞれ実施例１品，実施例２品と同様の成績が得られ
た。
【００２７】なお、実施例１で得られたタッピングねじ
の窒化層の厚みｔ（図２参照）を、一本のねじについて
適当な間隔で５個所ずつ測定することを１０本のねじに
ついて繰り返し、そのばらつきを調べたところ、下記の
表３に示すように、そのばらつきは非常に小さいもので
あることがわかった。これに対し、フッ化処理を行わず
に、実施例１と同様の窒化処理を行ったものについて
も、上記と同様にして窒化層の厚みｔのばらつきを調べ
たところ、下記の表３に併せて示すように、そのばらつ
きは大きいものであり、窒化層が均一に形成されていな
いことがわかった。
の窒化層の厚みｔ（図２参照）を、一本のねじについて
適当な間隔で５個所ずつ測定することを１０本のねじに
ついて繰り返し、そのばらつきを調べたところ、下記の
表３に示すように、そのばらつきは非常に小さいもので
あることがわかった。これに対し、フッ化処理を行わず
に、実施例１と同様の窒化処理を行ったものについて
も、上記と同様にして窒化層の厚みｔのばらつきを調べ
たところ、下記の表３に併せて示すように、そのばらつ
きは大きいものであり、窒化層が均一に形成されていな
いことがわかった。
【００２８】
【表３】
【００２９】また、上記の実施例では、いずれも窒化処
理に先立ってＮＦ３ガスで前処理をしているが、これに
代えてＢＦ３，ＣＦ４，ＨＦ，ＳＦ６，Ｆ２，ＣＨ２Ｆ
２，ＣＨ３Ｆ，Ｃ２Ｆ６，ＷＦ６，ＣＨＦ３，ＳｉＦ４
等の単独もしくは混合物からなるものを用いてもよい
し、これらの少なくとも一つとＮＦ３とを併用してもよ
い。また、フッ素系ガスとしては、上記のガスだけでは
なく、ＢＦ３，ＣＦ４，ＨＦ，ＳＦ６，Ｃ２Ｆ６，ＷＦ
６，ＣＨＦ３，ＳｉＦ４等のＦを含む化合物を熱クラッ
キング装置に導入し、分解生成したＦ２を用いるように
してもよい。上記ＢＦ３等の化合物をクラッキングして
用いる場合は、加熱冷却炉の手前側にクラッキング装置
を設け、上記化合物を熱クラッキングしたのち、Ｎ２と
混合し、加熱冷却炉に導入することが行われる。本発明
におけるフッ素系ガスには、上記のようにして分解生成
したＦ２も含まれる。このようなフッ素ガス雰囲気下
（ガス濃度は０．０５〜２０重量％、好適なのは２〜７
重量％、より好適なのは３〜５重量％）で上記ステンレ
ス材を１５０〜６００℃、好適には３００〜５００℃の
温度に加熱保持して鋼材表面を処理したのち、公知の窒
化用ガス、例えばアンモニアを用いて窒化処理（または
浸炭窒化処理）が行われる。
理に先立ってＮＦ３ガスで前処理をしているが、これに
代えてＢＦ３，ＣＦ４，ＨＦ，ＳＦ６，Ｆ２，ＣＨ２Ｆ
２，ＣＨ３Ｆ，Ｃ２Ｆ６，ＷＦ６，ＣＨＦ３，ＳｉＦ４
等の単独もしくは混合物からなるものを用いてもよい
し、これらの少なくとも一つとＮＦ３とを併用してもよ
い。また、フッ素系ガスとしては、上記のガスだけでは
なく、ＢＦ３，ＣＦ４，ＨＦ，ＳＦ６，Ｃ２Ｆ６，ＷＦ
６，ＣＨＦ３，ＳｉＦ４等のＦを含む化合物を熱クラッ
キング装置に導入し、分解生成したＦ２を用いるように
してもよい。上記ＢＦ３等の化合物をクラッキングして
用いる場合は、加熱冷却炉の手前側にクラッキング装置
を設け、上記化合物を熱クラッキングしたのち、Ｎ２と
混合し、加熱冷却炉に導入することが行われる。本発明
におけるフッ素系ガスには、上記のようにして分解生成
したＦ２も含まれる。このようなフッ素ガス雰囲気下
（ガス濃度は０．０５〜２０重量％、好適なのは２〜７
重量％、より好適なのは３〜５重量％）で上記ステンレ
ス材を１５０〜６００℃、好適には３００〜５００℃の
温度に加熱保持して鋼材表面を処理したのち、公知の窒
化用ガス、例えばアンモニアを用いて窒化処理（または
浸炭窒化処理）が行われる。
【００３０】さらに、上記の実施例では、メッキ被膜を
電気メッキ法によるニッケル−亜鉛メッキと光沢クロメ
ートメッキとによって形成しているが、上記ニッケル−
亜鉛メッキに代えて無電解ニッケルメッキを用いてもよ
い。また、光沢クロメートメッキを取り止め、ニッケル
−亜鉛メッキまたは亜鉛メッキないしは錫メッキもしく
は無電解ニッケルメッキのみでメッキ被膜を構成するよ
うにしても差し支えはない。なお、メッキ法としては電
気メッキ，溶融メッキ，無電解メッキ法等を広く利用す
ることができる。また、上記樹脂被膜は単層のみでな
く、２種以上の樹脂被膜を重ねた複合層であってもよ
い。また、被膜形成に使用する樹脂は、単独重合体のみ
ならず前記例示の樹脂の共重合体であっても差し支えは
ない。
電気メッキ法によるニッケル−亜鉛メッキと光沢クロメ
ートメッキとによって形成しているが、上記ニッケル−
亜鉛メッキに代えて無電解ニッケルメッキを用いてもよ
い。また、光沢クロメートメッキを取り止め、ニッケル
−亜鉛メッキまたは亜鉛メッキないしは錫メッキもしく
は無電解ニッケルメッキのみでメッキ被膜を構成するよ
うにしても差し支えはない。なお、メッキ法としては電
気メッキ，溶融メッキ，無電解メッキ法等を広く利用す
ることができる。また、上記樹脂被膜は単層のみでな
く、２種以上の樹脂被膜を重ねた複合層であってもよ
い。また、被膜形成に使用する樹脂は、単独重合体のみ
ならず前記例示の樹脂の共重合体であっても差し支えは
ない。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明のオーステナイ
ト系ステンレス製硬質ねじは、フッ素を含有する反応ガ
スによってフッ化処理され、その状態で窒化処理されて
いる。したがって、上記フッ化処理によって、窒化処理
されるべきねじ本体の金属表面が、不純物を除去した状
態でフッ化膜に被覆保護され、次工程の窒化処理によっ
てこのフッ化膜が分解消失して活性な面となるため、金
属表面への窒素原子の浸透拡散が、迅速かつ均一に行わ
れ、良好な窒化層が形成される。このようにして得られ
た窒化層は、表面硬度が大であり、ねじに求められる各
種の用途に使用した場合に高強度となる。そして、上記
窒化層が均一に形成されているため、ねじの硬度に部分
的なムラがなく、全体的に良好な高強度を呈する。しか
も、上記窒化層の表面がメッキ被膜で被覆されており、
そのメッキ被膜の潤滑作用により上記ねじ込み性の大幅
な改善を実現できるようになる。そして、上記メッキ被
膜によって錆易い窒化層が外気から遮断され、したがっ
て、湿潤雰囲気下で長期間保管する場合における錆の発
生が防止できるようになる。また、メッキ被膜により光
沢が付与されることから、外観もステンレス材と同様光
沢のある状態となる。
ト系ステンレス製硬質ねじは、フッ素を含有する反応ガ
スによってフッ化処理され、その状態で窒化処理されて
いる。したがって、上記フッ化処理によって、窒化処理
されるべきねじ本体の金属表面が、不純物を除去した状
態でフッ化膜に被覆保護され、次工程の窒化処理によっ
てこのフッ化膜が分解消失して活性な面となるため、金
属表面への窒素原子の浸透拡散が、迅速かつ均一に行わ
れ、良好な窒化層が形成される。このようにして得られ
た窒化層は、表面硬度が大であり、ねじに求められる各
種の用途に使用した場合に高強度となる。そして、上記
窒化層が均一に形成されているため、ねじの硬度に部分
的なムラがなく、全体的に良好な高強度を呈する。しか
も、上記窒化層の表面がメッキ被膜で被覆されており、
そのメッキ被膜の潤滑作用により上記ねじ込み性の大幅
な改善を実現できるようになる。そして、上記メッキ被
膜によって錆易い窒化層が外気から遮断され、したがっ
て、湿潤雰囲気下で長期間保管する場合における錆の発
生が防止できるようになる。また、メッキ被膜により光
沢が付与されることから、外観もステンレス材と同様光
沢のある状態となる。
【図１】この発明に用いる熱処理炉の構成図である。
【図２】この発明の一実施例のねじ山の倍率５００倍の
断面電子顕微鏡写真を模式的に示す図である。
断面電子顕微鏡写真を模式的に示す図である。
【図３】この発明の対象となるねじの説明図である。
【図４】この発明の対象となるねじの説明図である。
【図５】この発明の対象となるねじの説明図である。
１ 表面 Ａ 金属素地 Ｂ 窒化層 Ｃ メッキ被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仙北谷 春男 大阪府富田林市藤沢台１丁目３−306− 404 (72)発明者 北野 憲三 大阪府河内長野市小山田町1498−１ (72)発明者 湊 輝男 和歌山県橋本市城山台３丁目38−２ (56)参考文献 特開 昭58−72711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−202027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−313675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−151494（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−66450（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−51257（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−40320（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−40319（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 オーステナイト系ステンレス材製のねじ
本体が、フッ素を含有する反応ガスでフッ化処理された
のち窒化処理されることによって、表面から所定厚みの
内側に至る表面層が窒化層に形成され、その表面層が、
メッキ被膜または樹脂被膜で被覆されてなるオーステナ
イト系ステンレス製硬質ねじ。 - 【請求項２】 メッキ被膜が、亜鉛メッキ被膜，ニッケ
ル−亜鉛メッキ被膜またはスズメッキ被膜上に光沢クロ
メート被膜が積重形成されて構成されている請求項１記
載のオーステナイト系ステンレス製硬質ねじ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194858A JP2686001B2 (ja) | 1990-07-09 | 1991-07-08 | オーステナイト系ステンレス製硬質ねじ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-73074 | 1990-07-09 | ||
| JP7307490 | 1990-07-09 | ||
| JP3194858A JP2686001B2 (ja) | 1990-07-09 | 1991-07-08 | オーステナイト系ステンレス製硬質ねじ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055187A JPH055187A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2686001B2 true JP2686001B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=26414199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3194858A Expired - Fee Related JP2686001B2 (ja) | 1990-07-09 | 1991-07-08 | オーステナイト系ステンレス製硬質ねじ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686001B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3090809B2 (ja) * | 1993-03-05 | 2000-09-25 | 株式会社東芝 | 自走式エレベータ |
| JPH08260127A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-08 | Tanaka:Kk | ねじ部品 |
| JP3396336B2 (ja) * | 1995-05-23 | 2003-04-14 | エア・ウォーター株式会社 | 鋼材の窒化方法 |
| JP2009185995A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Nitto Seiko Co Ltd | ねじ |
| JP6799424B2 (ja) * | 2016-09-13 | 2020-12-16 | 日東精工株式会社 | タッピンねじ |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5066450A (ja) * | 1973-10-17 | 1975-06-04 | ||
| JPS5872711A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-30 | 有限会社新城製作所 | オ−ステナイト系ステンレス鋼からなるドリルねじ |
| JPS60151494A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-09 | 住友金属工業株式会社 | 耐焼付性に優れた油井管継手 |
| JPH054564Y2 (ja) * | 1985-08-29 | 1993-02-04 | ||
| JPH054565Y2 (ja) * | 1985-08-30 | 1993-02-04 | ||
| JPS62202027A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-05 | Toopura:Kk | ステンレス製タツピンねじ |
| JPS63313675A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-21 | Toyota Motor Corp | スタッド部品及びその溶接方法 |
| JPH0251257U (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-10 |
-
1991
- 1991-07-08 JP JP3194858A patent/JP2686001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH055187A (ja) | 1993-01-14 |
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