JPH03207872A - プラズマ作用による鋼製品の表面処理の方法 - Google Patents
プラズマ作用による鋼製品の表面処理の方法Info
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Classifications
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- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
- C23C8/38—Treatment of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
(1) 産業上の利用分野
本発明は、鋼製品が稀薄ガス雰囲気において発生するプ
ラズマの作用を受ける型の前記製品の表面処理方法に関
する. (2)従来の技術 このような方法を金属表面を清浄にするために採用する
ことは知られている.この場合、雰囲気は稀ガス、特に
多くの場合、アルゴンガスによって形威される。負に分
極された材料はプラズマのガスのイオンを引き付け、そ
してイオンの衝撃は、雰囲気に対して高反応性の表面を
もち、かつ粗さも増大している材料を除去することによ
る清浄効果を有する。
ラズマの作用を受ける型の前記製品の表面処理方法に関
する. (2)従来の技術 このような方法を金属表面を清浄にするために採用する
ことは知られている.この場合、雰囲気は稀ガス、特に
多くの場合、アルゴンガスによって形威される。負に分
極された材料はプラズマのガスのイオンを引き付け、そ
してイオンの衝撃は、雰囲気に対して高反応性の表面を
もち、かつ粗さも増大している材料を除去することによ
る清浄効果を有する。
同様に、窒化又は浸炭型のプラズマを用いた表面処理を
行うことも知られている。これらの処理は数百゜Cまで
加熱された材料に対して行われる.更に、酸化、還元、
転化処理等のような通常の化学反応によって金属材料の
表面処理を行うことも知られている。かかる処理は、例
えば耐食性の改善、表面硬化、被膜、塗膜又は各種の保
護層の密着性の改善のような特定な特性をこれらの材料
の表面に付与するために行われる. 前述の特定な特性を被処理表面に付与するために、化学
的処理方法に代わって、プラズマを用いた表面処理方法
を使用することができるということは現在では知られて
いる. (3)発明が解決しようとする課題 それ故、本発明は明細書の冒頭に示した型のプラズマを
用いた表面処理方法を提供することを目的とする。
行うことも知られている。これらの処理は数百゜Cまで
加熱された材料に対して行われる.更に、酸化、還元、
転化処理等のような通常の化学反応によって金属材料の
表面処理を行うことも知られている。かかる処理は、例
えば耐食性の改善、表面硬化、被膜、塗膜又は各種の保
護層の密着性の改善のような特定な特性をこれらの材料
の表面に付与するために行われる. 前述の特定な特性を被処理表面に付与するために、化学
的処理方法に代わって、プラズマを用いた表面処理方法
を使用することができるということは現在では知られて
いる. (3)発明が解決しようとする課題 それ故、本発明は明細書の冒頭に示した型のプラズマを
用いた表面処理方法を提供することを目的とする。
(4)課題を解決するための手段及び作用本発明の方法
は、被処理製品が低温に保持され、そして、その製品が
低温において1〜10”Paの圧力でプラズマを用いて
表面処理されることを特徴とする。
は、被処理製品が低温に保持され、そして、その製品が
低温において1〜10”Paの圧力でプラズマを用いて
表面処理されることを特徴とする。
低温におけるプラズマ又は「コールドjプラズエ
マは、一般に低m (103Paより低い圧力)の雰囲
気中における発光放電によって得られるプラズマを指す
。かかる放電は、数百■の電圧、好ましくは直流電圧、
更により好ましくは400〜800νの電圧を加えるこ
とによりなされる.この電圧は、特にアノードとカソー
ドとして作用する負に分極された金属製品との間に加え
られる。更に直流電圧に高周波の可変電圧を重ねて加え
ることも可能である。電流密度は、好ましくは10sA
/cjより低い。
気中における発光放電によって得られるプラズマを指す
。かかる放電は、数百■の電圧、好ましくは直流電圧、
更により好ましくは400〜800νの電圧を加えるこ
とによりなされる.この電圧は、特にアノードとカソー
ドとして作用する負に分極された金属製品との間に加え
られる。更に直流電圧に高周波の可変電圧を重ねて加え
ることも可能である。電流密度は、好ましくは10sA
/cjより低い。
処理されるべき製品は、「コールド」状態に保持される
.即ち、その製品の温度は、約300゜Cより低い。実
際的には、温度は通常100℃よりも低い周囲温度付近
に保持される.かかる保持は、例えば水の循環によって
冷却されるカソードを使用することによってなされうる
.低温の金属薄板に適用される処理の場合、その薄板は
単純に以下のような方法によって、周囲温度付近の温度
に保持されてもよい。即ち、多くの場合に薄板の支持体
を冷却することにより目的達戒するような、処理用の閉
鎖容器の中での十分に簡単な処理順序によって低温に保
持される。これは、殊に、動いている薄板の処理に応用
される.要求される条件は、(プラズマを用いた処理が
計画的に加熱され数百“Cの温度まで上げられた製品に
対して行われるある種の既知の方法とは対照的に)処理
によってのみ引起こされる温度の上昇が製品の特性を劣
化させないことである. 通常、処理の時間は1秒から10分までである。
.即ち、その製品の温度は、約300゜Cより低い。実
際的には、温度は通常100℃よりも低い周囲温度付近
に保持される.かかる保持は、例えば水の循環によって
冷却されるカソードを使用することによってなされうる
.低温の金属薄板に適用される処理の場合、その薄板は
単純に以下のような方法によって、周囲温度付近の温度
に保持されてもよい。即ち、多くの場合に薄板の支持体
を冷却することにより目的達戒するような、処理用の閉
鎖容器の中での十分に簡単な処理順序によって低温に保
持される。これは、殊に、動いている薄板の処理に応用
される.要求される条件は、(プラズマを用いた処理が
計画的に加熱され数百“Cの温度まで上げられた製品に
対して行われるある種の既知の方法とは対照的に)処理
によってのみ引起こされる温度の上昇が製品の特性を劣
化させないことである. 通常、処理の時間は1秒から10分までである。
処理される材料が特定の加熱手段又はプラズマの作用自
体のどちらか一方によって加熱される既知の処理方法に
おいては、該材料が比較的高い温度を有するため、プラ
ズマの特定の作用が、処理される材料の窒化型の化学反
応と組み合わされることがある.ある場合においては、
このような処理によって、酸化物が形成される場合もあ
りうる.これとは対照的に、本発明による方法は、プラ
ズマを用いた処理の作用を材料の表面域に限定し、更に
プラズマが発生する1又は2種以上のガスの性質に応じ
て、例えば、処理材料の耐食性又は処理材料の表面に対
する密着性を改善することを可能にする.これはこれら
の特性の取得と水続性に悪影響を及ぼしうる原因に対す
る特有な作用によるものである。
体のどちらか一方によって加熱される既知の処理方法に
おいては、該材料が比較的高い温度を有するため、プラ
ズマの特定の作用が、処理される材料の窒化型の化学反
応と組み合わされることがある.ある場合においては、
このような処理によって、酸化物が形成される場合もあ
りうる.これとは対照的に、本発明による方法は、プラ
ズマを用いた処理の作用を材料の表面域に限定し、更に
プラズマが発生する1又は2種以上のガスの性質に応じ
て、例えば、処理材料の耐食性又は処理材料の表面に対
する密着性を改善することを可能にする.これはこれら
の特性の取得と水続性に悪影響を及ぼしうる原因に対す
る特有な作用によるものである。
従って、蕩鋼板のような鋼製品の耐食性を改善するため
に本発明の方法を利用する場合には、処理は、酸素、オ
ゾン、窒素、水素、空気、二酸化遣 炭素、一酸化炭素、酸化窒素、水、可燃性ガス又は中性
ガスとそれらの混合物の中から選択された少なくとも1
種の分子状ガスからなる雰囲気において、低い温度でプ
ラズマの作用によって行われる。ここで、該製品は、低
い温度に保持される。
に本発明の方法を利用する場合には、処理は、酸素、オ
ゾン、窒素、水素、空気、二酸化遣 炭素、一酸化炭素、酸化窒素、水、可燃性ガス又は中性
ガスとそれらの混合物の中から選択された少なくとも1
種の分子状ガスからなる雰囲気において、低い温度でプ
ラズマの作用によって行われる。ここで、該製品は、低
い温度に保持される。
電界の効果の下で、ガスの分子は解離し、励起又はイオ
ン化し、結果として生じた放電域内で、低エネルギーの
プラズマが材料の表面を横切って払拭し、そして、種々
のガス状化学種がそれらの化学親和力によって表面原子
と反応する。ガスの化学的効果(例えば、酸化又は還元
)とスパッタリング効果との組合せによって、多数の元
素が被処理表面から消失する。処理の後、通常、表面は
例えば、c,s,p. ○等のような通常の汚染元素雰
囲気に対して不動態となる。
ン化し、結果として生じた放電域内で、低エネルギーの
プラズマが材料の表面を横切って払拭し、そして、種々
のガス状化学種がそれらの化学親和力によって表面原子
と反応する。ガスの化学的効果(例えば、酸化又は還元
)とスパッタリング効果との組合せによって、多数の元
素が被処理表面から消失する。処理の後、通常、表面は
例えば、c,s,p. ○等のような通常の汚染元素雰
囲気に対して不動態となる。
本発明による分子のプラズマを用いた処理の最も興味深
い特性の1つは、低い融点をもつ層であっても、材料の
表面粗さを変えないことである。
い特性の1つは、低い融点をもつ層であっても、材料の
表面粗さを変えないことである。
対照的に、稀ガスを用いた場合、浸食はより大きく、そ
の結果、雰囲気の汚染物に対して非常に高い反応性がも
たらされることがある. 処理された後の表面に対する密着性を改善するために、
本発明の方法を利用した場合には、ガスの雰囲気は水素
、窒素、塩素化合物及び稀ガスの中から選択された少な
くとも1種のガスからなる.この場合ガスの雰囲気は酸
素化合物を含まないのが好ましい。
の結果、雰囲気の汚染物に対して非常に高い反応性がも
たらされることがある. 処理された後の表面に対する密着性を改善するために、
本発明の方法を利用した場合には、ガスの雰囲気は水素
、窒素、塩素化合物及び稀ガスの中から選択された少な
くとも1種のガスからなる.この場合ガスの雰囲気は酸
素化合物を含まないのが好ましい。
この方法を利用することによって、発明者らは、アルミ
ニウム、鉛、カルシウム及びマグネシウムの酸化物、珪
素、マンガン等のような密着性に対して有害な元素類が
表面上に凝離するのを抑制できることが分かった. 鉄製品の表面における密着性を改善するために現在まで
に最も一般的に用いられてきた表面処理は湿潤下で、処
理すべき表面を酸性又はアルカリ襞 性の化学試験と接触させて置くことにより行われた。し
かしながら、このような処理はいくつかの欠点を有する
.即ち、用いられる試薬の大部分は腐食性があり、それ
らの使用は安全性及び公害の表 問題を生じさせる。更に、歪面から除去されるべき化合
物の熔解液は必ずしも選択的ではなく、従って、金属マ
トリックスの表面溶解を回避することができずに、表面
の状態の変化や雰囲気に対するより高い反応性がもたら
される. 本発明の方法は、これらの欠点を解消し、更に金属薄板
(殊に続いてりん酸塩処理又はクロメート処理されるか
、ラッカー塗布されるか、例えばデ センドイッチ薄板を製造するためにボリマーの薄板とホ
ッドブレスされることによって結合されるか、又は、接
着剤で結合されることを意図されている亜鉛めっき薄板
)のような製品を製造する過程における化学処理の代替
として有利である。
ニウム、鉛、カルシウム及びマグネシウムの酸化物、珪
素、マンガン等のような密着性に対して有害な元素類が
表面上に凝離するのを抑制できることが分かった. 鉄製品の表面における密着性を改善するために現在まで
に最も一般的に用いられてきた表面処理は湿潤下で、処
理すべき表面を酸性又はアルカリ襞 性の化学試験と接触させて置くことにより行われた。し
かしながら、このような処理はいくつかの欠点を有する
.即ち、用いられる試薬の大部分は腐食性があり、それ
らの使用は安全性及び公害の表 問題を生じさせる。更に、歪面から除去されるべき化合
物の熔解液は必ずしも選択的ではなく、従って、金属マ
トリックスの表面溶解を回避することができずに、表面
の状態の変化や雰囲気に対するより高い反応性がもたら
される. 本発明の方法は、これらの欠点を解消し、更に金属薄板
(殊に続いてりん酸塩処理又はクロメート処理されるか
、ラッカー塗布されるか、例えばデ センドイッチ薄板を製造するためにボリマーの薄板とホ
ッドブレスされることによって結合されるか、又は、接
着剤で結合されることを意図されている亜鉛めっき薄板
)のような製品を製造する過程における化学処理の代替
として有利である。
本発明の方法によって得られた密着性の改善効果は、清
浄効果と不動態によって説明できる。ここで、不動態は
、処理される表面上のプラズマイオンの機械的作用と例
えば水素による還元又は揮発性の化合物の形威のような
ガスの化学作用との結合から生じたものである.なお、
塩素化ガスを用いた場合には、要求される低い圧力を保
持するための汲み出し装置によって、揮発性の化合物は
除去される. 被処理製品の表面の密着性を改善するために本発明の方
法を利用した実施例について、異った種々の試験の特徴
及び結果を以下に記載する。
浄効果と不動態によって説明できる。ここで、不動態は
、処理される表面上のプラズマイオンの機械的作用と例
えば水素による還元又は揮発性の化合物の形威のような
ガスの化学作用との結合から生じたものである.なお、
塩素化ガスを用いた場合には、要求される低い圧力を保
持するための汲み出し装置によって、揮発性の化合物は
除去される. 被処理製品の表面の密着性を改善するために本発明の方
法を利用した実施例について、異った種々の試験の特徴
及び結果を以下に記載する。
(5)実施例
実施例1
処理は、アノードと製品(カソード)の間隔を4閣あけ
て、400v及び200■^の電流の直流電圧をかけて
行われた.試料は、70 X 120mmの寸法をもっ
ていた。
て、400v及び200■^の電流の直流電圧をかけて
行われた.試料は、70 X 120mmの寸法をもっ
ていた。
違ったガスを用いていくつかの試験が行われた。
即ち、
a)Nz−Hzプラズマ下において5分間処理、b)
N.−OXプラズマ下において5分間処理、c)
Nl−Hzプラズマ下において5分間処理、次いで N
! Oxプラズマ下において5分間処理の3通りの試
験を行った。
N.−OXプラズマ下において5分間処理、c)
Nl−Hzプラズマ下において5分間処理、次いで N
! Oxプラズマ下において5分間処理の3通りの試
験を行った。
発光放電分光測定(LDS)によるその後の表面分析か
ら、全ての処理が、硫黄、りん、アルミニウム及びホウ
素のような外表面にある汚染物を除去する結果を生レさ
せたことが分かった.カルシウムは、Nz Hzプラ
ズマ下における還元処理を用いた場合にのみ消失した。
ら、全ての処理が、硫黄、りん、アルミニウム及びホウ
素のような外表面にある汚染物を除去する結果を生レさ
せたことが分かった.カルシウムは、Nz Hzプラ
ズマ下における還元処理を用いた場合にのみ消失した。
このように処理された薄板の試料は、その後、りん酸塩
処理された. 前処理としてアルカリ脱脂することなしに行われた3陽
イオン浴によるりん酸塩処理の試験の結果は、NZ−H
E処理した場合、及び、Nt l{t処理し次にN.
−0.処理した場合の両方に関しては非常に良かった.
即ち、りん酸塩被膜は、微細で均一で膜に関しては、結
晶が粗大、不規則であり、りん酸塩処理されていない領
域が存在した。これは、酸素化合物を含まないガスの雰
囲気中でのプラズマを用いた処理の有利性を証明するも
のである。
処理された. 前処理としてアルカリ脱脂することなしに行われた3陽
イオン浴によるりん酸塩処理の試験の結果は、NZ−H
E処理した場合、及び、Nt l{t処理し次にN.
−0.処理した場合の両方に関しては非常に良かった.
即ち、りん酸塩被膜は、微細で均一で膜に関しては、結
晶が粗大、不規則であり、りん酸塩処理されていない領
域が存在した。これは、酸素化合物を含まないガスの雰
囲気中でのプラズマを用いた処理の有利性を証明するも
のである。
更に、密着性試験が、未処理軟鋼薄板の試料に対して行
われた. 基準試料は、単純にクロロプタノールを用いて脱脂され
た.本発明の方法によって処理すべき試料はNアーhプ
ラズマを用いて、400v及び200■Aで4分間処理
された。
われた. 基準試料は、単純にクロロプタノールを用いて脱脂され
た.本発明の方法によって処理すべき試料はNアーhプ
ラズマを用いて、400v及び200■Aで4分間処理
された。
周囲温度で重合する2威分エボキシ系接着剤(チバガイ
ギー会社から^−134の名称で販売されている)を用
いて、接着が行われた. 接着された材料は、その後、熱くて湿潤の雰囲気(65
゜Cで10ozの相対密度)で48時間暴露されて熟威
された。
ギー会社から^−134の名称で販売されている)を用
いて、接着が行われた. 接着された材料は、その後、熱くて湿潤の雰囲気(65
゜Cで10ozの相対密度)で48時間暴露されて熟威
された。
3点曲げ試験(フランス規椙、NET76143及びN
FT30010)によって得られた結果は、次の表によ
って示されている。ここで、F最大は、最大破断力であ
る。
FT30010)によって得られた結果は、次の表によ
って示されている。ここで、F最大は、最大破断力であ
る。
表1
処理後の製品の密着性に関し、熟威なしの状態で20%
、熟或ありの状態で28%の最大破断力の増大が観察さ
れた。
、熟或ありの状態で28%の最大破断力の増大が観察さ
れた。
実施例2:
亜鉛を塗布された薄板に対して実施された表面処理
(亜鉛を塗布された側に単型( rMonogal t
ype」)処理された亜鉛めっきIFS II薄板)処
理は、400v及び200mAで実施された.試料は、
実施例1のものと同じ寸法をもっていた.又、ガスは、
それぞれNx Hz及びN! 0!が用いられた.
処理した後の表面のLDS分析によって、N.−■,下
において実施された処理が、外表面のP及びSのような
汚染物を急速に除去し、Ca, AZ及びM.の除去に
は約5分ものより長い時間がかかったことが示された.
lbOzプラズマを用いた処理についても、同様な結果
が得られたが、実質的に2倍の処理時間が必要であった
. 処理され、その後りん酸堪処理された後の薄板の表面の
分析によって、Nz Hzプラズマを用いた処理によ
りアルカリ脱脂することなしに、均一で微細なリン酸塩
被膜が形成されたことが示された.Nx Oxプラズ
マ処理の後では、りん酸塩被膜は若干均一であった. 前に説明した未処理薄板に関しては、同じ条件下で亜鉛
めっきした薄板に対して、密着性試験が行われた. これらの試験の結果は、以下の表に示されている.ここ
で、d最大は、規格の3点曲げ試験中において、密着し
ている材料が破断する前の最大変形である. 表 2 ?準 5分間N.−0■処理 4分間Nz ’At処理 9分間N.−H.処理 0.29 0.5 0.32 0.42 0.32 0.6B 0.45 1.08 これらの結果は、単に脱脂された薄板(基準)と比べて
、N,−H.プラズマを用いた処理の後の密着性が改善
されていることを証明している.プラズマによる表面の
清浄化処理が完全であったため、全ての試料に対し良好
な改善結果が得られた。この処理は、下地に応じて十分
な処理時間を必要とする。
ype」)処理された亜鉛めっきIFS II薄板)処
理は、400v及び200mAで実施された.試料は、
実施例1のものと同じ寸法をもっていた.又、ガスは、
それぞれNx Hz及びN! 0!が用いられた.
処理した後の表面のLDS分析によって、N.−■,下
において実施された処理が、外表面のP及びSのような
汚染物を急速に除去し、Ca, AZ及びM.の除去に
は約5分ものより長い時間がかかったことが示された.
lbOzプラズマを用いた処理についても、同様な結果
が得られたが、実質的に2倍の処理時間が必要であった
. 処理され、その後りん酸堪処理された後の薄板の表面の
分析によって、Nz Hzプラズマを用いた処理によ
りアルカリ脱脂することなしに、均一で微細なリン酸塩
被膜が形成されたことが示された.Nx Oxプラズ
マ処理の後では、りん酸塩被膜は若干均一であった. 前に説明した未処理薄板に関しては、同じ条件下で亜鉛
めっきした薄板に対して、密着性試験が行われた. これらの試験の結果は、以下の表に示されている.ここ
で、d最大は、規格の3点曲げ試験中において、密着し
ている材料が破断する前の最大変形である. 表 2 ?準 5分間N.−0■処理 4分間Nz ’At処理 9分間N.−H.処理 0.29 0.5 0.32 0.42 0.32 0.6B 0.45 1.08 これらの結果は、単に脱脂された薄板(基準)と比べて
、N,−H.プラズマを用いた処理の後の密着性が改善
されていることを証明している.プラズマによる表面の
清浄化処理が完全であったため、全ての試料に対し良好
な改善結果が得られた。この処理は、下地に応じて十分
な処理時間を必要とする。
最大変形は9分間された場合に55%、熟威されない場
合で、116%増大した, しかしNz OX型のガスを用いた処理では殆ど効果
がなかったことが分かった。
合で、116%増大した, しかしNz OX型のガスを用いた処理では殆ど効果
がなかったことが分かった。
実施例3:
亜鉛めっきaim板(rガルバデIアJ (Galva
dua)名で直接呼される型)に対して行われた表面処
理4種類の試験が、70 X 120−mの寸法をもつ
同し製品からなる試料に対して行われた。
dua)名で直接呼される型)に対して行われた表面処
理4種類の試験が、70 X 120−mの寸法をもつ
同し製品からなる試料に対して行われた。
T1:アルカリ脱脂され、その後、クロメート処理され
た薄板である。これらは、比較例である。
た薄板である。これらは、比較例である。
T2 : 400V及び201)+Aで5分間20%酸
素を有するNz Otプラズマを用いて処理され、そ
の後、クロメート処理された薄板である。
素を有するNz Otプラズマを用いて処理され、そ
の後、クロメート処理された薄板である。
T3 : 400V及び200mAで4分間10%水素
を有する?b Hzプラズマを用いて処理され、その
後、クロメート処理された薄板である. 74 : 400V及び200mAで5分間N,−0■
プラズマを用いて処理された後、4分間Hz Hzプ
ラズマを用いて処理され、その後、クロメート処理され
た薄のラッカーで二回塗布され被覆された.最初の塗布
により形威された被膜は5−の厚さをもち、仕上げの塗
布により形成された被膜は15,nの厚さをもっていた
. このようにして形威された材料の密着性は、熟威の前と
後に3点曲げ試験によって試験された.3点曲げ試験で
用いられた接着剤は、60分で重合する2威分エポキシ
系接着剤である。
を有する?b Hzプラズマを用いて処理され、その
後、クロメート処理された薄板である. 74 : 400V及び200mAで5分間N,−0■
プラズマを用いて処理された後、4分間Hz Hzプ
ラズマを用いて処理され、その後、クロメート処理され
た薄のラッカーで二回塗布され被覆された.最初の塗布
により形威された被膜は5−の厚さをもち、仕上げの塗
布により形成された被膜は15,nの厚さをもっていた
. このようにして形威された材料の密着性は、熟威の前と
後に3点曲げ試験によって試験された.3点曲げ試験で
用いられた接着剤は、60分で重合する2威分エポキシ
系接着剤である。
この試験の結果は、以下の表に示されている。
表3
熟威前 熟威後
処理 F最大(N) F最大(N)T 1
134.9 777 2
138.2 119.2T 3
129.9 109.1T 4
147.6 107.6熟威前の被処
理材料の最大破断力(Fsax)の値は全てお互いに近
い値であった。
134.9 777 2
138.2 119.2T 3
129.9 109.1T 4
147.6 107.6熟威前の被処
理材料の最大破断力(Fsax)の値は全てお互いに近
い値であった。
一方、T3及びT4 (Nt+a,プラズマを用いた)
処理に関しては、破断は専ら最初の被膜と仕上げの被膜
との間の界面で観察されたのに対し、T1及びT2 (
N.+O.プラズマを用いたアルカリ洗浄)の処理に関
しては、特定の破断域が、金属薄板ラッカー界面で観察
された。
処理に関しては、破断は専ら最初の被膜と仕上げの被膜
との間の界面で観察されたのに対し、T1及びT2 (
N.+O.プラズマを用いたアルカリ洗浄)の処理に関
しては、特定の破断域が、金属薄板ラッカー界面で観察
された。
従って、Nz+Hzプラズマを用いた処理の場合、金属
薄択一ラッカー界面における密着性が非常に良好であっ
たことが観察できた. まない通常のクロメート処理のサイクルを経たものに関
しては、50%程度まで減少したのに対し、プラズマを
用いた処理を経た薄板に関しては、約20%のみ程度の
減少に留まった. ラッカー一金属薄板の界面における破断域が、その後観
察された. 顕微鏡観察及びX線分析により、アルカリ洗浄(T I
)を経た薄板に関しては、表面剥離が酸化域で始まっ
ていたことが示された。
薄択一ラッカー界面における密着性が非常に良好であっ
たことが観察できた. まない通常のクロメート処理のサイクルを経たものに関
しては、50%程度まで減少したのに対し、プラズマを
用いた処理を経た薄板に関しては、約20%のみ程度の
減少に留まった. ラッカー一金属薄板の界面における破断域が、その後観
察された. 顕微鏡観察及びX線分析により、アルカリ洗浄(T I
)を経た薄板に関しては、表面剥離が酸化域で始まっ
ていたことが示された。
一方、N, + Fl,プラズマを用いた処理(T3)
に関しては、酸化物の存在は認められなかった。これに
よって熟成されない状態に比べて、F■axが少し減少
していることが説明できるであろう.(6)効果 これらの違いは、本発明の表面処理がりん酸塩処理又は
続いてのクロメート処理を行う場合に用いられるアルカ
リ洗浄、又は、接着する場合に用いられる単純な洗浄及
び脱脂のような通常の処理に比べて、薄板の表面の密着
性を一般に改善することを可能とすることを示すもので
ある。このような相対的な改善が明確でない場合におい
ても、プラズマを用いた表面処理の方法は、腐食し易い
化学製品の処理に、従来の処理に代えて用いることがで
きる.これによって、このような製品の使用に伴うリス
クを除くことを可能とする.本発明の方法は、又、既に
強調されているように、処理後の製品特にステンレス鋼
薄板のような製品の耐食性を改善するために利用できる
,(外4名)
に関しては、酸化物の存在は認められなかった。これに
よって熟成されない状態に比べて、F■axが少し減少
していることが説明できるであろう.(6)効果 これらの違いは、本発明の表面処理がりん酸塩処理又は
続いてのクロメート処理を行う場合に用いられるアルカ
リ洗浄、又は、接着する場合に用いられる単純な洗浄及
び脱脂のような通常の処理に比べて、薄板の表面の密着
性を一般に改善することを可能とすることを示すもので
ある。このような相対的な改善が明確でない場合におい
ても、プラズマを用いた表面処理の方法は、腐食し易い
化学製品の処理に、従来の処理に代えて用いることがで
きる.これによって、このような製品の使用に伴うリス
クを除くことを可能とする.本発明の方法は、又、既に
強調されているように、処理後の製品特にステンレス鋼
薄板のような製品の耐食性を改善するために利用できる
,(外4名)
Claims (11)
- (1) 鋼製品が稀薄ガス雰囲気中で発生するプラズマ
の作用を受ける、前記製品の表面処理の方法であって、 処理されるべき前記製品が低温に保持され、かつ前記製
品が1〜10^3Paの圧力で低い温度のプラズマを用
いた表面処理を受けることを特徴とする方法。 - (2) プラズマが直流電圧で発生することを特徴とす
る、請求項1記載の方法。 - (3) 電圧が約400Vと800Vとの間であること
を特徴とする、請求項2記載の方法。 - (4) 電流が10mA/cm^2より低いことを特徴
とする、請求項2記載の方法。 - (5) 処理されるべき製品が負に分極され、かつカソ
ードを構成する前記製品とアノードとの間に加えられる
数百Vの電圧によってプラズマが発生することを特徴と
する、請求項2記載の方法。 - (6) 処理時間が1秒から10分までであることを特
徴とする、請求項1記載の方法。 - (7) 前記製品の表面の密着性の改善に利用される方
法であって、ガスの雰囲気が水素、窒素、塩素化合物及
び稀ガスから選択された少なくとも1種類のガスを含む
ことを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1つに記
載の方法。 - (8) ガスの雰囲気が酸素化合物を含まないことを特
徴とする、請求項7記載の方法。 - (9) 処理される製品が亜鉛で被覆された鋼からなる
ことを特徴とする、請求項7記載の方法。 - (10) ガスの雰囲気が酸素、オゾン、窒素、水素、
空気、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素酸化物、水、燃焼
ガス、又は中性ガスと燃焼ガスとの混合物から選択され
た少なくとも1種の分子状ガスからなることを特徴とし
、前記製品の耐食性を改善する、請求項1乃至6のいず
れか1つに記載の方法。 - (11) 前記製品がステンレス鋼からなることを特徴
とする、請求項10に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8913879 | 1989-10-17 | ||
FR8913879A FR2653137B1 (fr) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Procede de traitement de surface de produits siderurgiques par action d'un plasma. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03207872A true JPH03207872A (ja) | 1991-09-11 |
Family
ID=9386685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2278868A Pending JPH03207872A (ja) | 1989-10-17 | 1990-10-17 | プラズマ作用による鋼製品の表面処理の方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0424211A1 (ja) |
JP (1) | JPH03207872A (ja) |
KR (1) | KR910008160A (ja) |
CA (1) | CA2027703A1 (ja) |
FR (1) | FR2653137B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2989746B2 (ja) * | 1994-07-19 | 1999-12-13 | 株式会社ライムズ | 鋼系複合表面処理製品とその製造方法 |
FR2747398B1 (fr) * | 1996-04-12 | 1998-05-15 | Nitruvid | Procede de traitement de surface d'une piece metallique |
FR2839728A1 (fr) * | 2002-05-14 | 2003-11-21 | Centre Nat Rech Scient | Procede et dispositif d'elimination du ou des oxydes presents a la surface d'un materiau metallique et de reconstitution d'une couche d'oxydes sur ladite surface |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1233454A (fr) * | 1958-09-18 | 1960-10-12 | Plasma Flame Corp | Procédé de traitement de métaux par flux de plasma |
DE2111183B2 (de) * | 1970-09-21 | 1978-03-23 | Vereinigte Edelstahlwerke Ag (Vew), Wien Niederlassung Vereinigte Edelstahlwerke Ag (Vew) Verkaufsniederlassung Buederich, 4005 Meerbusch | Verfahren und Anordnung zur zweistufigen Oberflächenhärtung von Werkstücken aus härtbaren Eisen- und Stahllegierungen |
US4872926A (en) * | 1987-12-30 | 1989-10-10 | American Air Liquide | Process for heat treating metals or metal alloys in a thermal plasma |
FR2630133B1 (fr) * | 1988-04-18 | 1993-09-24 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede pour l'amelioration de la resistance a la corrosion de materiaux metalliques |
-
1989
- 1989-10-17 FR FR8913879A patent/FR2653137B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-10-08 EP EP90402793A patent/EP0424211A1/fr not_active Withdrawn
- 1990-10-15 KR KR1019900016324A patent/KR910008160A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-10-16 CA CA002027703A patent/CA2027703A1/en not_active Abandoned
- 1990-10-17 JP JP2278868A patent/JPH03207872A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2653137B1 (fr) | 1993-06-11 |
FR2653137A1 (fr) | 1991-04-19 |
EP0424211A1 (fr) | 1991-04-24 |
CA2027703A1 (en) | 1991-04-18 |
KR910008160A (ko) | 1991-05-30 |
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