JPH0713242B2 - 焼結機械部品の表面処理方法 - Google Patents
焼結機械部品の表面処理方法Info
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- JPH0713242B2 JPH0713242B2 JP60094240A JP9424085A JPH0713242B2 JP H0713242 B2 JPH0713242 B2 JP H0713242B2 JP 60094240 A JP60094240 A JP 60094240A JP 9424085 A JP9424085 A JP 9424085A JP H0713242 B2 JPH0713242 B2 JP H0713242B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
- C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車、家電機器、事務機、釣具用等の各種機
械部品に利用される鉄系焼結部品の耐蝕性、耐熱性を向
上させるための表面処理法に関するものであり、焼結部
品の寿命を飛躍的に向上せしめ、その利用範囲を拡大せ
しめることを目的とする。
械部品に利用される鉄系焼結部品の耐蝕性、耐熱性を向
上させるための表面処理法に関するものであり、焼結部
品の寿命を飛躍的に向上せしめ、その利用範囲を拡大せ
しめることを目的とする。
従来技術の問題点 鉄粉を主体とする原料をプレス、焼結した所謂鉄系焼結
機械部品は自動車用部品等各種用途に広く利用されてい
るが、これら部品は焼結したままの焼結体安価ではある
が表面及び内部に残留気孔を保有しているために表面か
ら酸化、腐蝕するという欠点を有している。
機械部品は自動車用部品等各種用途に広く利用されてい
るが、これら部品は焼結したままの焼結体安価ではある
が表面及び内部に残留気孔を保有しているために表面か
ら酸化、腐蝕するという欠点を有している。
このため腐蝕性雰囲気で使用する場合に各種の表面処理
を施すことが行われている。最も簡単なものとして通常
の溶製材で行われているメッキ処理があるが、上述の如
く焼結体として残留気孔があるためそのままではメッキ
処理ガ不可能で予め樹脂含浸によって封孔処理したのち
メッキ処理を行う必要があり、高価となり表面部の一部
は樹脂であるためメッキ層の剥離が発生し易く強度的に
不充分である。又鉄系焼結体を水蒸気と水素雰囲気の中
で高温（400〜600℃）で処理することによって表面部を
緻密な主としてFe3O4の酸化被膜を形成せしめる所謂水
蒸気処理が行われている。これは処理コストは安いが完
全封孔が困難で防錆力が低い。これはむしろ、表面部の
硬度向上による耐摩耗性向上に価値がある。従来のこれ
らの焼結機械部品に対する表面処理法では特に、塩害、
塩水等の高い防錆力を要求される場合はいずれも使用に
耐えないというのが現状である。
を施すことが行われている。最も簡単なものとして通常
の溶製材で行われているメッキ処理があるが、上述の如
く焼結体として残留気孔があるためそのままではメッキ
処理ガ不可能で予め樹脂含浸によって封孔処理したのち
メッキ処理を行う必要があり、高価となり表面部の一部
は樹脂であるためメッキ層の剥離が発生し易く強度的に
不充分である。又鉄系焼結体を水蒸気と水素雰囲気の中
で高温（400〜600℃）で処理することによって表面部を
緻密な主としてFe3O4の酸化被膜を形成せしめる所謂水
蒸気処理が行われている。これは処理コストは安いが完
全封孔が困難で防錆力が低い。これはむしろ、表面部の
硬度向上による耐摩耗性向上に価値がある。従来のこれ
らの焼結機械部品に対する表面処理法では特に、塩害、
塩水等の高い防錆力を要求される場合はいずれも使用に
耐えないというのが現状である。
一方、通常の鉄系溶製材については鉄系焼結機械部品に
較べれば表面酸化の問題は致命的ではないにしてもその
用途が広いため各種の防錆処理が行われている。一般に
は亜鉛etcの電気メッキがあるが最近は電気メッキ法は
公害etcの問題で制約されている。最近、ダクロタイズ
ドの名で呼ばれている表面処理法がこれら溶製材の部品
に対して使用されている。これは特公昭45−24230号、
特公昭52−904号等に開示されている如く、６価のクロ
ム供給物質（クロム酸等）、亜鉛、マンガン、アルミニ
ウム、マグネシウム、これらの混合物およびこれらの合
金から選ばれた約50重量％以下の粉状金属及び10重量％
以下の界面活性剤からなる液状媒体に緊密に混合した混
合物に被処理金属部品を浸漬したのち、250℃〜400℃の
温度で加熱して、表面に腐蝕抵抗性の被履層を与えるも
のであり、この被履層は当初含まれていた６価クロムが
３価クロムに還元され、更にこれの重合物が金属表面、
亜鉛等の金属粒子の表面を覆った構造を示すと云われ、
従来の亜鉛メッキに比較し、すぐれた耐熱防錆性を示
し、しかも水洗工程が無いため公害の問題が無い優れた
表面処理法である。（以下ダクロタイズド処理という。
このダクロタイズドは商標である。） この表面処理法を鉄系焼結機械部品にそのまま施すこと
を試みたところ、一応被履層が形成されたものの、塩水
噴霧試験を行うと数十時間で発錆が生じて実用に耐える
ものではなかった。これは前述の如く残留気孔（連続お
よび独立）の存在により、加熱処理による焼結金属内部
の空気が膨張し、表面被履層中の気孔をおし広げて、下
地の鉄焼結体と外部とがつながった連続空孔が数多く存
在するためと思われる。
較べれば表面酸化の問題は致命的ではないにしてもその
用途が広いため各種の防錆処理が行われている。一般に
は亜鉛etcの電気メッキがあるが最近は電気メッキ法は
公害etcの問題で制約されている。最近、ダクロタイズ
ドの名で呼ばれている表面処理法がこれら溶製材の部品
に対して使用されている。これは特公昭45−24230号、
特公昭52−904号等に開示されている如く、６価のクロ
ム供給物質（クロム酸等）、亜鉛、マンガン、アルミニ
ウム、マグネシウム、これらの混合物およびこれらの合
金から選ばれた約50重量％以下の粉状金属及び10重量％
以下の界面活性剤からなる液状媒体に緊密に混合した混
合物に被処理金属部品を浸漬したのち、250℃〜400℃の
温度で加熱して、表面に腐蝕抵抗性の被履層を与えるも
のであり、この被履層は当初含まれていた６価クロムが
３価クロムに還元され、更にこれの重合物が金属表面、
亜鉛等の金属粒子の表面を覆った構造を示すと云われ、
従来の亜鉛メッキに比較し、すぐれた耐熱防錆性を示
し、しかも水洗工程が無いため公害の問題が無い優れた
表面処理法である。（以下ダクロタイズド処理という。
このダクロタイズドは商標である。） この表面処理法を鉄系焼結機械部品にそのまま施すこと
を試みたところ、一応被履層が形成されたものの、塩水
噴霧試験を行うと数十時間で発錆が生じて実用に耐える
ものではなかった。これは前述の如く残留気孔（連続お
よび独立）の存在により、加熱処理による焼結金属内部
の空気が膨張し、表面被履層中の気孔をおし広げて、下
地の鉄焼結体と外部とがつながった連続空孔が数多く存
在するためと思われる。
問題点を解決するための手段 そこで鉄系焼結体に対し各種の表面処理法との組合せを
検討した結果、上述のダクロタイズド処理の前工程とし
て、成型、焼結した焼結体に水蒸気処理を行う方法、更
にダクロタイズド処理の後に水ガラス又は樹脂を含浸処
理することにより耐蝕性が飛躍的に向上し、その密着性
も優れることが判明した。
検討した結果、上述のダクロタイズド処理の前工程とし
て、成型、焼結した焼結体に水蒸気処理を行う方法、更
にダクロタイズド処理の後に水ガラス又は樹脂を含浸処
理することにより耐蝕性が飛躍的に向上し、その密着性
も優れることが判明した。
上述において、予じめ水蒸気処理をすることによって鉄
系焼結部品の表面は封孔処理されて、ダクロタイズド処
理における400℃位の温度に加熱しても、内部の空気の
膨張による気孔発生が防止されるため緻密な被履層が形
成される。
系焼結部品の表面は封孔処理されて、ダクロタイズド処
理における400℃位の温度に加熱しても、内部の空気の
膨張による気孔発生が防止されるため緻密な被履層が形
成される。
又、水蒸気処理なしでダクロタイズド処理した場合は表
面被履層に気孔が発生するが、更に水ガラス又は樹脂含
浸することによって鉄系焼結体と外部とが連続する気孔
を封じてしまうのでダクロタイズド処理による被履層の
効果がそのまま発揮されることが判明した。
面被履層に気孔が発生するが、更に水ガラス又は樹脂含
浸することによって鉄系焼結体と外部とが連続する気孔
を封じてしまうのでダクロタイズド処理による被履層の
効果がそのまま発揮されることが判明した。
更に特に高温で腐蝕条件に曝露される機械部品の場合
は、水蒸気処理−ダクロタイズド処理−樹脂又は水ガラ
ス含浸処理の工程で表面処理することによって極めて高
い防錆力が得られる。これらの組合せはその機械部品の
用途によって使い分けるのが経済的である。
は、水蒸気処理−ダクロタイズド処理−樹脂又は水ガラ
ス含浸処理の工程で表面処理することによって極めて高
い防錆力が得られる。これらの組合せはその機械部品の
用途によって使い分けるのが経済的である。
次に実施例によって本発明の効果を説明する。
実施例 ２％Ni,0.5％C,残.Feからなる混合粉末を原料として加
圧成型して密度6.8g/cm3の成型密度とし、これをブタン
変成ガス雰囲気中で1130℃、１時間焼結してFe−Ni−Ｃ
焼結体を得た。この焼結体に次の４種類の表面処理を行
い、従来の表面処理を行った比較材と共にJISZ2371によ
る防錆力試験を行い第１表に示す結果を得た。
圧成型して密度6.8g/cm3の成型密度とし、これをブタン
変成ガス雰囲気中で1130℃、１時間焼結してFe−Ni−Ｃ
焼結体を得た。この焼結体に次の４種類の表面処理を行
い、従来の表面処理を行った比較材と共にJISZ2371によ
る防錆力試験を行い第１表に示す結果を得た。
A:ダクロタイズド処理のみ。
クロム酸55容量％，亜鉛粉末40容量％及び界面活性剤５
％からなる混合物を液状媒体中に分散混合した処理液中
に焼結体を浸漬せしめ、余滴を除去したのち、熱風加熱
炉中で300℃加熱処理。
％からなる混合物を液状媒体中に分散混合した処理液中
に焼結体を浸漬せしめ、余滴を除去したのち、熱風加熱
炉中で300℃加熱処理。
B:Aの処理を施したのち、樹脂含浸。
C:焼結体を550℃の水蒸気／水素雰囲気で加熱処理した
のち、Ａの処理。
のち、Ａの処理。
D:Cの処理を施したのちＡの処理を行い、更にＢの処理
を施した。
を施した。
本発明における相乗効果の証明は、特に（Ｂ）＋（Ａ）
の例において典型的にあらわれており、基地との密着性
に優れた水蒸気処理方法によって形成された酸化鉄によ
る優れた封孔性効果と酸化鉄自身の耐食性を活かしなが
ら、後工程としてダクロタイズド処理の本来耐食性に優
れるものの残留空孔に起因する発泡効果による被膜の欠
陥発生を抑制するとともに、ダクロタイズド処理中の封
孔処理材の分解などの問題を回避すること、及び耐食性
表面被膜の機械的強度を実現している。ここにおいて、
少なくともこの２種の表面被膜の密着性と安定共存性が
重要であり、処理順序としても（Ｂ）＋（Ａ）の順でな
ければ（Ｂ）の効果が全く発揮されないなど、順序自身
にも実用的な意味がある。たとえば、実施例には開示し
ていない不適切な例として、（Ｂ）＋メッキの組合せの
方法では、酸化鉄層の存在によってメッキ性が損なわれ
る他、メッキ液の残留染みだしなどの点で工業的に問題
が多い。また、樹脂含浸の後にダクロタイズド処理をす
ることは焼成温度によって封入樹脂が分解してしまう
為、不可能である。
の例において典型的にあらわれており、基地との密着性
に優れた水蒸気処理方法によって形成された酸化鉄によ
る優れた封孔性効果と酸化鉄自身の耐食性を活かしなが
ら、後工程としてダクロタイズド処理の本来耐食性に優
れるものの残留空孔に起因する発泡効果による被膜の欠
陥発生を抑制するとともに、ダクロタイズド処理中の封
孔処理材の分解などの問題を回避すること、及び耐食性
表面被膜の機械的強度を実現している。ここにおいて、
少なくともこの２種の表面被膜の密着性と安定共存性が
重要であり、処理順序としても（Ｂ）＋（Ａ）の順でな
ければ（Ｂ）の効果が全く発揮されないなど、順序自身
にも実用的な意味がある。たとえば、実施例には開示し
ていない不適切な例として、（Ｂ）＋メッキの組合せの
方法では、酸化鉄層の存在によってメッキ性が損なわれ
る他、メッキ液の残留染みだしなどの点で工業的に問題
が多い。また、樹脂含浸の後にダクロタイズド処理をす
ることは焼成温度によって封入樹脂が分解してしまう
為、不可能である。
また、下地の酸化鉄層の存在は硬くて高強度な耐食性被
膜の支持体として重要であり、この上に形成された比較
的軟質で柔軟性にとむダクロタイズド被膜の存在が、硬
軟両方の耐機械的損傷性を実現している。
膜の支持体として重要であり、この上に形成された比較
的軟質で柔軟性にとむダクロタイズド被膜の存在が、硬
軟両方の耐機械的損傷性を実現している。
さらに、（Ｂ）＋（Ａ）＋（Ｃ）の組合せにおいては、
上記（Ｂ）＋（Ａ）の被膜の基本特性を損なうことなく
信頼性をさらに高める追加方法としての相乗効果を開示
している。（Ｃ）の手法そのものは、すでにのべたとお
り公知の方法であるがそれは実施例にも開示されている
通り不完全な処理方法であり、それ自身では効果が不十
分である。また、不適切な組合せの例としてこれらの処
理と他のいずれか１種の方法でも耐食性は不十分であ
る。なぜならそれらの組合せは何れも、被膜無欠陥性、
被膜機械的強度、封孔性などにおいて問題があるからで
ある。さらに、（Ｃ）の処理の組合せも、この順でなけ
れば（Ａ）や（Ｂ）の処理が実現できない。
上記（Ｂ）＋（Ａ）の被膜の基本特性を損なうことなく
信頼性をさらに高める追加方法としての相乗効果を開示
している。（Ｃ）の手法そのものは、すでにのべたとお
り公知の方法であるがそれは実施例にも開示されている
通り不完全な処理方法であり、それ自身では効果が不十
分である。また、不適切な組合せの例としてこれらの処
理と他のいずれか１種の方法でも耐食性は不十分であ
る。なぜならそれらの組合せは何れも、被膜無欠陥性、
被膜機械的強度、封孔性などにおいて問題があるからで
ある。さらに、（Ｃ）の処理の組合せも、この順でなけ
れば（Ａ）や（Ｂ）の処理が実現できない。
下線部は実施例に記載のない比較例である。
本発明による効果 本発明による鉄系焼結機械部品は従来の水蒸気処理、樹
脂含浸処理したものに較べて、耐熱、防錆性が優れ、耐
塩水噴霧性が強く、密着強度が高いため使用条件が厳し
い機械部品に利用することにより寿命が向上した。
脂含浸処理したものに較べて、耐熱、防錆性が優れ、耐
塩水噴霧性が強く、密着強度が高いため使用条件が厳し
い機械部品に利用することにより寿命が向上した。
Claims (2)
- 【請求項１】鉄系焼結金属の表面処理において、まず、
下記（Ｂ）の処理を行ない、しかるのちに下記（Ａ）の
処理を施すことを特徴とする焼結機械部品の表面処理方
法。 （Ａ）該焼結部品を、亜鉛、アルミニウムの１種又は２
種、６価クロム供給物質および該物質に対する還元剤な
らびに表面活性剤からなる混合物が液状媒体中に分散し
た処理液に浸漬したのち250℃〜400℃で加熱し揮発成分
を焼失せしめ焼結部品の表面に亜鉛および／またはアル
ミニウムの粒子が３価のクロム重合物で囲まれた被膜を
形成させる工程。 （Ｂ）該焼結部品を水蒸気と水素を含む雰囲気中で高温
で処理して該焼結部品の表面および内部に緻密な酸化鉄
被膜を形成せしめ表面層の封孔する工程。 - 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項において、まず
該（Ｂ）の処理を行い、次に該（Ａ）の処理を施し、最
後に下記（Ｃ）の処理を施すことを特徴とする焼結機械
部品の表面処理方法。 （Ｃ）該焼結部品の連続空孔に又はおよび焼結部品の表
面に形成させた亜鉛および／またはアルミニウムの粒子
が３価クロム重合物で囲まれた被膜の空孔に、水ガラス
又は樹脂を含浸封孔する工程。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094240A JPH0713242B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 焼結機械部品の表面処理方法 |
| CA000507942A CA1254083A (en) | 1985-04-30 | 1986-04-30 | Surface treatment method for improving corrosion resistance of a ferrous sintered part |
| US07/075,199 US4799970A (en) | 1985-04-30 | 1987-07-16 | Surface treatment method for improving corrosion resistance of ferrous sintered parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094240A JPH0713242B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 焼結機械部品の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253358A JPS61253358A (ja) | 1986-11-11 |
| JPH0713242B2 true JPH0713242B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=14104781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094240A Expired - Fee Related JPH0713242B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 焼結機械部品の表面処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4799970A (ja) |
| JP (1) | JPH0713242B2 (ja) |
| CA (1) | CA1254083A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4140148A1 (de) * | 1991-02-07 | 1992-08-13 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum herstellen eines oberflaechengehaerteten werkstuecks aus sintereisen |
| US5741372A (en) * | 1996-11-07 | 1998-04-21 | Gugel; Saveliy M. | Method of producing oxide surface layers on metals and alloys |
| US6488783B1 (en) | 2001-03-30 | 2002-12-03 | Babcock & Wilcox Canada, Ltd. | High temperature gaseous oxidation for passivation of austenitic alloys |
| JP2006046540A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧流体軸受装置 |
| US7837082B2 (en) | 2006-05-23 | 2010-11-23 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Powder metal friciton stir welding tool and method of manufacture thereof |
| US8196797B2 (en) | 2006-05-23 | 2012-06-12 | Federal-Mogul Corporation | Powder metal ultrasonic welding tool and method of manufacture thereof |
| DE102012219949A1 (de) * | 2012-10-31 | 2014-04-30 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Rotor eines Nockenwellenverstellers, Nockenwellenversteller mit einem solchen Rotor und Verfahren zum Herstellen eines Rotors |
| CN112792336A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-14 | 广东东睦新材料有限公司 | 一种阀板加工工艺 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3257244A (en) * | 1964-10-14 | 1966-06-21 | Reynolds Metals Co | Sealing and inhibiting corrosion of anodized aluminum |
| US3382081A (en) * | 1965-09-02 | 1968-05-07 | Diamond Shamrock Corp | Chemical composition and method |
| US3708350A (en) * | 1970-12-10 | 1973-01-02 | Diamond Shamrock Corp | Coated metal and method |
| JPS52904A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-06 | Nichigou Asechiren Kk | Process for recovering activity of washing liquid for acetylene gas purification |
| JPS5635704A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-08 | Toshiba Corp | Sintered parts |
| JPS5741302A (en) * | 1980-08-23 | 1982-03-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method and device for steam treatment of ferrous sintered material |
| US4365003A (en) * | 1981-01-12 | 1982-12-21 | Diamond Shamrock Corporation | Silicate treatment for coated substrate |
| US4555445A (en) * | 1984-03-30 | 1985-11-26 | Frey Gary T | Corrosion resistant lubricant coating composite |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60094240A patent/JPH0713242B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-04-30 CA CA000507942A patent/CA1254083A/en not_active Expired
-
1987
- 1987-07-16 US US07/075,199 patent/US4799970A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1254083A (en) | 1989-05-16 |
| US4799970A (en) | 1989-01-24 |
| JPS61253358A (ja) | 1986-11-11 |
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