JPH06184728A - 鋼材の表面処理方法 - Google Patents
鋼材の表面処理方法Info
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- JPH06184728A JPH06184728A JP34376392A JP34376392A JPH06184728A JP H06184728 A JPH06184728 A JP H06184728A JP 34376392 A JP34376392 A JP 34376392A JP 34376392 A JP34376392 A JP 34376392A JP H06184728 A JPH06184728 A JP H06184728A
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- steel material
- steel products
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有害薬品の面倒な廃液処理から解放されると
共に、処理行程中における鋼材表面上の結露の発生を防
止して、均一な酸化物富化表面層を形成することによ
り、耐食性の向上を図る。 【構成】 低炭素鋼材のピストンロッドを、アンモニア
７０％，吸熱性ガス３０％の混合ガス中で、５７０℃の
温度中に２時間保持して、窒化鉄表面層（Ｆｅ3Ｎ）を
形成する。その後、ピストンロッドを、約１５０℃〜１
８０℃の雰囲気温度の電気炉内に入れて、該ピストンロ
ッドを約１５０℃になるまで加熱（予熱）する。次に、
ピストンロッドを、１００℃以下に冷めないうちに、水
蒸気処理炉に入炉して、５００℃の温度で３０分間保持
し、表面に酸化物富化表面層（Ｆｅ3Ｏ4）を形成した。
共に、処理行程中における鋼材表面上の結露の発生を防
止して、均一な酸化物富化表面層を形成することによ
り、耐食性の向上を図る。 【構成】 低炭素鋼材のピストンロッドを、アンモニア
７０％，吸熱性ガス３０％の混合ガス中で、５７０℃の
温度中に２時間保持して、窒化鉄表面層（Ｆｅ3Ｎ）を
形成する。その後、ピストンロッドを、約１５０℃〜１
８０℃の雰囲気温度の電気炉内に入れて、該ピストンロ
ッドを約１５０℃になるまで加熱（予熱）する。次に、
ピストンロッドを、１００℃以下に冷めないうちに、水
蒸気処理炉に入炉して、５００℃の温度で３０分間保持
し、表面に酸化物富化表面層（Ｆｅ3Ｏ4）を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食性に優れた鋼材の
表面処理方法に関する。
表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、鋼材の優れた耐食性を得
るための方法としては、例えば特公昭５３−３７１号公
報に記載されているものが知られている。この方法は、
鋼材を窒化性ガスと浸炭性ガスとの混合気中で、５００
〜６００℃の温度で０.５〜３時間処理して窒化鉄表面
層を形成した後、空気中に６０〜１２０秒間保持して、
四三酸化鉄層（Ｆｅ3Ｏ4）を形成し、そのまま常温で冷
却するものである。
るための方法としては、例えば特公昭５３−３７１号公
報に記載されているものが知られている。この方法は、
鋼材を窒化性ガスと浸炭性ガスとの混合気中で、５００
〜６００℃の温度で０.５〜３時間処理して窒化鉄表面
層を形成した後、空気中に６０〜１２０秒間保持して、
四三酸化鉄層（Ｆｅ3Ｏ4）を形成し、そのまま常温で冷
却するものである。
【０００３】しかし、この方法にあっては、鋼材の表面
に窒化鉄表面層εを形成した後の、四三酸化鉄層の形成
処理を、化成処理ではなく、単に空気中に前記所定時間
の間放置することによって行っているため、処理作業の
簡素化は図れるものの、鋼材表面の四三酸化鉄層の形成
が不十分となり、十分に優れた耐食性が得られない。
に窒化鉄表面層εを形成した後の、四三酸化鉄層の形成
処理を、化成処理ではなく、単に空気中に前記所定時間
の間放置することによって行っているため、処理作業の
簡素化は図れるものの、鋼材表面の四三酸化鉄層の形成
が不十分となり、十分に優れた耐食性が得られない。
【０００４】そこで、昭和５６年６月３０日，第２０回
ＭＥＴ＆Ｃｏｏｔｉｎｇ ＳＨＯＷ技術講演会で発表さ
れた新タフトライドが実用化されている。
ＭＥＴ＆Ｃｏｏｔｉｎｇ ＳＨＯＷ技術講演会で発表さ
れた新タフトライドが実用化されている。
【０００５】この新タフトライド法は、鋼材をアルカリ
金属のシアン酸化物及び炭酸塩を主成分とした第１塩浴
中で窒化を行い、これによって窒化鉄表面層εを形成
し、その後、水酸化カリウム，水酸化ナトリウム及び硝
酸カリウムを含む第２塩浴中で焼き入れを行う。また、
処理物の表面仕上げを必要とするものは、ラッピング等
で表面仕上げを行った後、再度第２塩浴中で焼き入れを
行うものである。
金属のシアン酸化物及び炭酸塩を主成分とした第１塩浴
中で窒化を行い、これによって窒化鉄表面層εを形成
し、その後、水酸化カリウム，水酸化ナトリウム及び硝
酸カリウムを含む第２塩浴中で焼き入れを行う。また、
処理物の表面仕上げを必要とするものは、ラッピング等
で表面仕上げを行った後、再度第２塩浴中で焼き入れを
行うものである。
【０００６】この第２塩浴中の焼き入れによって、四三
酸化鉄層を形成するようになっている。
酸化鉄層を形成するようになっている。
【０００７】したがって、斯かる上述の処理方法によっ
て、耐食性の良好な表面層を形成することが可能にな
り、塩水噴霧試験による耐食性調査においては、試験時
間９６時間まで錆の発生が見られなかった。
て、耐食性の良好な表面層を形成することが可能にな
り、塩水噴霧試験による耐食性調査においては、試験時
間９６時間まで錆の発生が見られなかった。
【０００８】ところが、この新タフトライド法にあって
は、一部に有害な化学薬品を用いているため、環境汚染
を防止するための廃液処理が面倒である。
は、一部に有害な化学薬品を用いているため、環境汚染
を防止するための廃液処理が面倒である。
【０００９】このため、前記新タフトライド法を改良し
た表面処理技術が米国特許第４,５９６,６１１号公報等
によって提案されている。
た表面処理技術が米国特許第４,５９６,６１１号公報等
によって提案されている。
【００１０】この処理方法は、鋼材を窒化ガス雰囲気中
で熱処理して窒化鉄表面層を形成して、冷却した後に機
械的に表面仕上げ処理し、続いて、塩浴酸化処理ではな
く、酸化性雰囲気中で熱処理して酸化物富化表面層を形
成するものである。
で熱処理して窒化鉄表面層を形成して、冷却した後に機
械的に表面仕上げ処理し、続いて、塩浴酸化処理ではな
く、酸化性雰囲気中で熱処理して酸化物富化表面層を形
成するものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記米国特
許に係る従来例にあっては、本出願人が実験した結果、
新タフトライド法と同程度の良好な耐食性を確保できな
いことが明らかになった。
許に係る従来例にあっては、本出願人が実験した結果、
新タフトライド法と同程度の良好な耐食性を確保できな
いことが明らかになった。
【００１２】具体的に説明すれば、鋼材として車両のサ
スペンションに施用される液圧緩衝器用ピストンロッド
（外径１２.５mm，長さ３００mm，Ｓ2ＯＣ材）を用い、
該ピストンロッドを、ＮＨ3７０％，吸熱性ガス３０％
の混合ガス中で、窒化鉄表面層を２０〜２５μm形成
し、油で冷却後、表面のラッピング仕上げ処理を行っ
た。その後、水蒸気雰囲気中で、２〜４μmの酸化物富
化表面層を形成した。
スペンションに施用される液圧緩衝器用ピストンロッド
（外径１２.５mm，長さ３００mm，Ｓ2ＯＣ材）を用い、
該ピストンロッドを、ＮＨ3７０％，吸熱性ガス３０％
の混合ガス中で、窒化鉄表面層を２０〜２５μm形成
し、油で冷却後、表面のラッピング仕上げ処理を行っ
た。その後、水蒸気雰囲気中で、２〜４μmの酸化物富
化表面層を形成した。
【００１３】そして、斯かるピストンロッドの塩水噴霧
試験を行ったところ、１０本中、７本が４８時間経過後
に発錆し、残りのものについては、９６〜２４０時間後
に発錆した。
試験を行ったところ、１０本中、７本が４８時間経過後
に発錆し、残りのものについては、９６〜２４０時間後
に発錆した。
【００１４】原因を調査したところ、前述のように水蒸
気雰囲気中で酸化処理を行ったピストンロッドの約８０
％に僅かな色斑が発生したことが判明した。この色斑
は、水蒸気処理炉の中央付近に発生し、炉壁付近では発
生していない。斯かる色斑の状況等からして結露による
ものと推測され、この結露は、常温のピストンロッドが
５００℃前後の水蒸気処理炉に収納された際、該ピスト
ンロッドの表面で１００℃以下に冷却された水蒸気が水
滴となって付着することがわかった。したがって、酸化
処理時に、該結露が保護膜として機能してしまい、この
結露部分に酸化物富化表面層が形成されにくくなり、こ
の結果、色斑となって現れることが明らかになった。
気雰囲気中で酸化処理を行ったピストンロッドの約８０
％に僅かな色斑が発生したことが判明した。この色斑
は、水蒸気処理炉の中央付近に発生し、炉壁付近では発
生していない。斯かる色斑の状況等からして結露による
ものと推測され、この結露は、常温のピストンロッドが
５００℃前後の水蒸気処理炉に収納された際、該ピスト
ンロッドの表面で１００℃以下に冷却された水蒸気が水
滴となって付着することがわかった。したがって、酸化
処理時に、該結露が保護膜として機能してしまい、この
結露部分に酸化物富化表面層が形成されにくくなり、こ
の結果、色斑となって現れることが明らかになった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の問
題点に鑑みて案出されたもので、例えば合金の鋼材を、
窒化ガス雰囲気中で熱処理して窒化鉄表面層（Ｆｅ3Ｎ
（Ｃ））を形成し、次に該鋼材を油等で冷却した後、機
械的に表面仕上げ処理を行う。その後、鋼材を約１００
℃〜２００℃の温度で加熱し、この加熱処理後、鋼材の
温度が１００℃以下になる前に、例えば水蒸気雰囲気中
で酸化物富化表面層（Ｆｅ3Ｏ4）を得る処理を開始す
る。このように、鋼材の予熱処理によって、水蒸気雰囲
気中での酸化処理時において、鋼材外周面の結露の発生
が確実に防止されるのである。
題点に鑑みて案出されたもので、例えば合金の鋼材を、
窒化ガス雰囲気中で熱処理して窒化鉄表面層（Ｆｅ3Ｎ
（Ｃ））を形成し、次に該鋼材を油等で冷却した後、機
械的に表面仕上げ処理を行う。その後、鋼材を約１００
℃〜２００℃の温度で加熱し、この加熱処理後、鋼材の
温度が１００℃以下になる前に、例えば水蒸気雰囲気中
で酸化物富化表面層（Ｆｅ3Ｏ4）を得る処理を開始す
る。このように、鋼材の予熱処理によって、水蒸気雰囲
気中での酸化処理時において、鋼材外周面の結露の発生
が確実に防止されるのである。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。まず、
鋼材として、前述と同様に液圧緩衝器のピストンロッド
に適用した。このピストンロッドは、外径１２.５mm，
長さ３００mmの低炭素鋼材で形成されている。
鋼材として、前述と同様に液圧緩衝器のピストンロッド
に適用した。このピストンロッドは、外径１２.５mm，
長さ３００mmの低炭素鋼材で形成されている。
【００１７】先に、ピストンロッドの表面を０.０５〜
０.１３Ｒａの面粗度に仕上げ、脱脂洗浄後、アンモニ
ア７０％，吸熱性ガス３０％の混合ガス中で、５７０℃
の温度中に２時間保持して熱処理を行った。これによっ
て、ピストンロッドの表面に約８〜１５μmの窒化鉄表
面層を形成した。
０.１３Ｒａの面粗度に仕上げ、脱脂洗浄後、アンモニ
ア７０％，吸熱性ガス３０％の混合ガス中で、５７０℃
の温度中に２時間保持して熱処理を行った。これによっ
て、ピストンロッドの表面に約８〜１５μmの窒化鉄表
面層を形成した。
【００１８】次に、ピストンロッドを油中に浸漬して冷
却した。その後、ピストンロッドの表面をラッピング加
工により０.０５Ｒａ以下の面粗度に仕上げ、脱脂洗浄
した。
却した。その後、ピストンロッドの表面をラッピング加
工により０.０５Ｒａ以下の面粗度に仕上げ、脱脂洗浄
した。
【００１９】続いて、ピストンロッドを、炉内が約１５
０〜１８０℃の雰囲気温度に保たれた電気炉に入炉し、
該ピストンロッドの温度が約１５０℃になるまで加熱し
た。
０〜１８０℃の雰囲気温度に保たれた電気炉に入炉し、
該ピストンロッドの温度が約１５０℃になるまで加熱し
た。
【００２０】その後、ピストンロッドを電気炉内から取
り出して、該ピストンロッドの温度が１００℃以下に冷
めないうちに、水蒸気処理炉に入炉し、５００℃の温度
で３０分の間保持した。これによって、２〜４μmの酸
化物富化表面層（Ｆｅ3Ｏ4）を形成した。このＦｅ3Ｏ4
の表面層は、表面全体に均一に形成されて、色斑等の発
生がなかった。
り出して、該ピストンロッドの温度が１００℃以下に冷
めないうちに、水蒸気処理炉に入炉し、５００℃の温度
で３０分の間保持した。これによって、２〜４μmの酸
化物富化表面層（Ｆｅ3Ｏ4）を形成した。このＦｅ3Ｏ4
の表面層は、表面全体に均一に形成されて、色斑等の発
生がなかった。
【００２１】そして、このままの状態では、外径寸法
上、ピストンロッドの外周面とシリンダに固定された摺
動部材との摺動抵抗が高い状況にあるため、再度表面を
ラッピング加工した。尚、処理数量は全部で５００kgで
ある。
上、ピストンロッドの外周面とシリンダに固定された摺
動部材との摺動抵抗が高い状況にあるため、再度表面を
ラッピング加工した。尚、処理数量は全部で５００kgで
ある。
【００２２】前述のような行程で表面処理されたピスト
ンロッドの塩水噴霧試験を行ったところ、２４０時間以
上発錆のなり優れた耐食性が得られた。また、Ｆｅ3Ｏ4
の均一な表面層により仕上がり外観が向上する。
ンロッドの塩水噴霧試験を行ったところ、２４０時間以
上発錆のなり優れた耐食性が得られた。また、Ｆｅ3Ｏ4
の均一な表面層により仕上がり外観が向上する。
【００２３】また、前記ピストンロッドの予熱温度を、
１５０℃としたのは、電気炉から取り出して水蒸気処理
炉に入炉する際に、１００℃以下になっては、前記の結
露を発生させる可能性が生じてしまうからであり、ま
た、２００℃以上に加熱すると、加熱時間にもよるが、
表面にＦｅ2Ｏ3の赤錆が発生してしまう惧れがるからで
ある。
１５０℃としたのは、電気炉から取り出して水蒸気処理
炉に入炉する際に、１００℃以下になっては、前記の結
露を発生させる可能性が生じてしまうからであり、ま
た、２００℃以上に加熱すると、加熱時間にもよるが、
表面にＦｅ2Ｏ3の赤錆が発生してしまう惧れがるからで
ある。
【００２４】本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、例えばピストンロッドの予熱方法として、専用
の加熱炉を使用せずに、前記水蒸気処理炉をそのまま利
用することも可能である。この場合、水蒸気処理炉内を
約５００℃まで昇温させて、ピストンロッドの入炉前の
少なくとも３０分の間水蒸気の流入を停止させた状態に
しておき、その後、この炉中に脱脂洗浄したピストンロ
ッドを入れ、該ピストンロッドを加熱する。そして、ピ
ストンロッドが１５０℃前後に昇温した時点で水蒸気を
流入させて、Ｆｅ2Ｏ3の表面処理を行う。このようにす
れば、製造作業性が向上すると共に、装置の簡素化とコ
ストの大巾な低廉化が図れる。
はなく、例えばピストンロッドの予熱方法として、専用
の加熱炉を使用せずに、前記水蒸気処理炉をそのまま利
用することも可能である。この場合、水蒸気処理炉内を
約５００℃まで昇温させて、ピストンロッドの入炉前の
少なくとも３０分の間水蒸気の流入を停止させた状態に
しておき、その後、この炉中に脱脂洗浄したピストンロ
ッドを入れ、該ピストンロッドを加熱する。そして、ピ
ストンロッドが１５０℃前後に昇温した時点で水蒸気を
流入させて、Ｆｅ2Ｏ3の表面処理を行う。このようにす
れば、製造作業性が向上すると共に、装置の簡素化とコ
ストの大巾な低廉化が図れる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係る鋼材の表面処理方法によれば、面倒な有害薬品の廃
液処理から解放されることは勿論のこと、酸化性雰囲気
中で熱処理する前に、鋼材を約１００℃〜２００℃の温
度で予熱処理したため、該酸化性雰囲気中の熱処理中に
おける鋼材表面の結露の発生を未然に防止できる。この
ため、鋼材の表面全体に、酸化物富化表面層を均一に形
成することが可能になり、発錆のない優れた耐食性が得
られる。
係る鋼材の表面処理方法によれば、面倒な有害薬品の廃
液処理から解放されることは勿論のこと、酸化性雰囲気
中で熱処理する前に、鋼材を約１００℃〜２００℃の温
度で予熱処理したため、該酸化性雰囲気中の熱処理中に
おける鋼材表面の結露の発生を未然に防止できる。この
ため、鋼材の表面全体に、酸化物富化表面層を均一に形
成することが可能になり、発錆のない優れた耐食性が得
られる。
Claims (1)
- 【請求項１】 合金及び非合金の鋼材を、窒化ガス雰囲
気中で熱処理して窒化鉄表面層を形成し、次に、鋼材を
冷却した後、機械的に表面仕上げ処理を行い、続いて酸
化性雰囲気中で熱処理して酸化物富化表面層を形成して
なる鋼材の表面処理方法において、前記酸化性雰囲気中
で熱処理する前に、鋼材を約１００℃〜２００℃の温度
で予熱処理したことを特徴とする鋼材の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34376392A JP2911325B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 鋼材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34376392A JP2911325B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 鋼材の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184728A true JPH06184728A (ja) | 1994-07-05 |
| JP2911325B2 JP2911325B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=18364056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34376392A Expired - Fee Related JP2911325B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 鋼材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2911325B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030023808A (ko) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | 박상현 | 냉매재생시스템용 모터의 막처리공정 |
| US7326306B2 (en) | 2001-10-16 | 2008-02-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing nitriding steel |
| JPWO2008044555A1 (ja) * | 2006-10-06 | 2010-02-12 | 旭テック株式会社 | 耐食性部材およびその製造方法 |
| JP2010137193A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Yasui Seiki:Kk | 複合材料シート製造機 |
| WO2014209283A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-31 | Kalt Manufacturing Co. | Improved tool durability methods |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP34376392A patent/JP2911325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030023808A (ko) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | 박상현 | 냉매재생시스템용 모터의 막처리공정 |
| US7326306B2 (en) | 2001-10-16 | 2008-02-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing nitriding steel |
| JPWO2008044555A1 (ja) * | 2006-10-06 | 2010-02-12 | 旭テック株式会社 | 耐食性部材およびその製造方法 |
| JP4571217B2 (ja) * | 2006-10-06 | 2010-10-27 | カナン精機株式会社 | 耐食性部材およびその製造方法 |
| JP2010137193A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Yasui Seiki:Kk | 複合材料シート製造機 |
| WO2014209283A1 (en) * | 2013-06-25 | 2014-12-31 | Kalt Manufacturing Co. | Improved tool durability methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2911325B2 (ja) | 1999-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |