JPH08151592A - 潤滑皮膜材、潤滑皮膜の製造方法及び潤滑皮膜を施したボルト・ナット - Google Patents

潤滑皮膜材、潤滑皮膜の製造方法及び潤滑皮膜を施したボルト・ナット

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JPH08151592A
JPH08151592A JP29651294A JP29651294A JPH08151592A JP H08151592 A JPH08151592 A JP H08151592A JP 29651294 A JP29651294 A JP 29651294A JP 29651294 A JP29651294 A JP 29651294A JP H08151592 A JPH08151592 A JP H08151592A
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JP
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lubricating film
potassium
calcium sulfate
water
bolt
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Yoshimi Kagimoto
良実 鍵本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温に至るまで潤滑性が良好で湿分にべたつ
くことがない潤滑皮膜を形成し、また固着することがな
いボルト・ナットを提供する。 【構成】 タングステン酸カリウムとモリブデン酸カリ
ウムの少くともいずれか及び水和して固化した硫酸カル
シウムを主成分として潤滑皮膜材を構成する。タングス
テン酸カリウムとモリブデン酸カリウムの少くともいず
れかの水溶液と硫酸カルシウムと水の混合物とを混合し
た上材料表面に吹付け又は塗布して潤滑皮膜を形成す
る。前記潤滑皮膜材よりなる潤滑皮膜をボルト・ナット
に施した上締付けてボルト・ナットの固着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラ構造物の支持金
物等の固定用ボルト・ナット、その他高温での摺動面一
般に適用な可能潤滑皮膜、潤滑皮膜の製造方法及び潤滑
皮膜を施したボルト・ナットに関する。
【0002】
【従来の技術】ボイラ構造物の支持金物等の固定用ボル
トは、定期点検や補修工事の際には取り外す必要があ
る。しかし、長い期間高温雰囲気に置かれるために、ね
じ部分の固着を起こして取外しが困難になる場合があ
り、特に使用温度が高くなるほどこの傾向が顕著であ
る。ねじの固着防止のために、二硫化モリブデンや酸化
鉛、金属微粉末等を主成分とする潤滑剤が市販されてい
るが、その効果は充分ではない。
【0003】こうした問題点を解決できる高温用の固体
潤滑剤としては、タングステン酸カリウム、モリブデン
酸カリウム等の2種類以上の金属元素を含む酸化物が優
れた特性を示すことが明らかになっている。しかし、こ
れをねじ面の固着防止用潤滑剤として実用に供した例は
なかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】タングステン酸カリウ
ムおよびモリブデン酸カリウムは優れた潤滑剤としての
特性を示すが、実用化する場合の問題点として次のよう
なものがあった。
【0005】1.油に溶けないし、油に溶けないばかり
でなく、メタノール,アセトン等の溶媒にも不溶であ
る。従って、タングステン酸カリウムやモリブデン酸カ
リウムを単独で皮膜とする場合に適当な溶媒がない。タ
ングステン酸カリウム及びモリブデン酸カリウムは水溶
性であるため、水を溶媒として皮膜を形成させることが
できれば良いのであるが、その場合、溶媒を発揮させて
タングステン酸カリウム又はモリブデン酸カリウムのみ
を材料表面に残すことが難しい。単純に水の蒸発を待て
ば長時間を要するし、加熱すると濃縮された水滴の表面
からタングステン酸カリウム又はモリブデン酸カリウム
が析出して皮膜を作り、その下に封じ込められた水の圧
力で皮膜が弾かれて脱落してしまう。
【0006】2.多湿時には大気中の水分を吸収して、
液状になってしまう。そのため、取り扱い時に液状にな
った皮膜が取れてしまったり、周囲を汚染する。また、
周囲の塵埃を皮膜のなかに取り込みやすく、それを除去
することができない。
【0007】こうした特性のために、タングステン酸カ
リウム又はモリブデン酸カリウムは材料表面に皮膜とし
て形成させることが難しく、また、形成された皮膜の保
存性が悪かった。
【0008】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
もので、潤滑性の優れた潤滑皮膜材及び潤滑皮膜の製造
方法並びに潤滑性の優れた潤滑皮膜を施したボトル・ナ
ットを提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明の潤滑皮膜材は、タングステン酸カリウム
とモリブデン酸カリウムの少くともいずれか及び水和し
て固化した硫酸カルシウムを主成分とすることを特徴と
する。 (2)本発明の潤滑皮膜の製造方法は、タングステン酸
カリウムとモリブデン酸カリウムの少くともいずれかの
水溶液を硫酸カルシウムの水溶液とを混合した上材料表
面に吹付け又は塗布することを特徴とする。 (3)本発明のボルト・ナットは、前記(1)の潤滑皮
膜材よりなる潤滑皮膜を施した上締付けたことを特徴と
する。
【0010】
【作用】硫酸カルシウム(CaSO4 )は水と反応して
2水塩(CaSO4 ・2H2 O)になり、固化する性質
があり、従来造形などに用いられている。本発明におい
ては、硫酸カルシウムとして、無水の硫酸カルシウムを
使用することができるが、焼石膏と呼ばれ安価に入手で
きる焼石膏を用いることもでき、焼石膏には重量比で7
0%ないし80%の水を混和して使用する。
【0011】前記本発明(1)では、硫酸カルシウムが
水和して固化する際に、タングステン酸カリウムとモリ
ブデン酸カリウムの少くともいずれかがその中に取り込
まれ、タングステン酸カリウムとモリブデン酸カリウム
の少くともいずれかを含む潤滑性皮膜材が得られる。こ
の皮膜材は、適用される材料表面から形成されていくの
で、密着性が高く剥かれにくい。しかも、タングステン
酸カリウムとモリブデン酸カリウムの少くともいずれか
が含まれているので、高温に至るまで良好な潤滑性を具
備している。また、硫酸カルシウムが水和して固化して
いるので、大気中の湿分を吸ってもべとつかない皮膜と
することができる。
【0012】良好な潤滑性を示すカリウム塩の中で、タ
ングステン酸カリウムとモリブデン酸カリウムの2種だ
けは水に良く溶ける。前記本発明(2)では、これらの
少くともいずれかの水溶液を硫酸カルシウムと水の混合
物(スラリー又は水溶液)としているので、タングステ
ン酸カリウム、モリブデン酸カリウムと硫酸カルシウム
がよく混合した水溶液が得られ、この水溶液を金属材料
表面に吹付け又は塗布することによって、高温に至るま
で潤滑性のよく密着性が高く、かつ、きれいな皮膜が容
易に得られる。また、硫酸カルシウムは水和して固化し
ているので、大気中の湿分を吸ってもべとつくことがな
い。
【0013】前記本発明(3)のボルト・ナットでは、
前記本発明(1)の潤滑皮膜材よりなる潤滑皮膜を施し
た上締付けているので、潤滑性の良好な潤滑皮膜によっ
てボルト・ナットの固着を防止することができる。
【0014】なお、前記本発明(2)において、タング
ステン酸カリウムとモリブデン酸カリウムの少くともい
ずれかの水溶液と硫酸カルシウムと水の混合物を混合し
た水溶液(以下皮膜形成直前の水溶液という)中で必要
とする硫酸カルシウムの総量は、水100グラムに対し
て25〜50グラムとするのが望ましい。即ち、重量比
で硫酸カルシウム1に対し水2〜4とする。この量は通
常造形に使うときの量(70から80%)と比較して少
ないが、タングステン酸カリウム又はモリブデン酸カリ
ウムを入れることにより固化しやすくなるので、前記本
発明(2)の皮膜形成直前の水溶液において、硫酸カル
シウムに対する水の量が2以下では混ぜてから固化する
までの時間が著しく短くなって塗布または吹付ける時間
が制限され、反対に、4以上では水分が過剰になって皮
膜形成が難しくなるためである。また、硫酸カルシウム
と水とを混合して流動性あるスラリーとするために必要
な水の量は、硫酸カルシウム100グラムに対して約7
5グラム程度である。従って、前記本発明(2)におけ
る硫酸カルシウムと水の混合物では、水に対して重量比
で1.3倍(100/70)程度以下の硫酸カルシウム
を用いてスラリー又は水溶液とするのが好ましく、この
硫酸カルシウムと水の混合物をタングステン酸カリウム
とモリブデン酸カリウムの少くともいずれかと水の水溶
液に混合して皮膜形成直前の水溶液とした時に水を重量
比で硫酸カルシウムの2から4倍とすることが好まし
い。
【0015】また、前記本発明(2)では、タングステ
ン酸カリウムとモリブデン酸カリウムの少くともいずれ
かの水溶液を作っておき、硫酸カルシウムを水に混合し
てから間をおかずにタングステン酸カリウム水溶液を加
え、すぐに刷毛塗り又はスプレーなどで材料表面に塗布
するのが望ましい。この場合、硫酸カルシウムの水溶液
は水分量が少ないと流動性に乏しく扱いにくいので、同
量以上の水で溶かすことが望ましい。
【0016】また、タングステン酸カリウムの水溶液濃
度は63%程度、モリブデン酸カリウムの水溶液濃度は
61.5%程度が上限であるから、前記本発明(2)に
おいて出来上がりの皮膜の中のタングステン酸カリウム
又はモリブデン酸カリウムの量を多くしようとすると、
硫酸カルシウム水溶液に対してタングステン酸カリウム
又はモリブデン酸カリウムの水溶液の量を増やすことに
なる。しかし、前記の通り皮膜形成直前の水溶液では硫
酸カルシウム1に対して水分量は4程度までが限界であ
る。従って、前記本発明(2)において皮膜中のタング
ステン酸カリウムの濃度を最大にしようとすると、タン
グステン酸カリウム100グラムを水59グラムに溶か
したものと硫酸カルシウム18グラムを水13.5グラ
ムに混合したスラリーを混合することになる。この場
合、出来上り皮膜におけるタングステン酸カリウムの重
量100グラムは硫酸カルシウムの重量18グラムの約
5.5倍となり、皮膜中のタングステン酸カリウムの量
(水分を除く)は85%が上限となる。また、モリブデ
ン酸カリウムの水溶液濃度の上限は前記の通りほぼタン
グステン酸カリウムの水溶液濃度の上限とほぼ同じであ
るから、皮膜中のモリブデン酸カリウムの量の上限もタ
ングステン酸カリウムの場合とほぼ同様な値となる。
【0017】また更に、前記本発明(2)において、タ
ングステン酸カリウムとモリブデン酸カリウムの少くと
もいずれかの水溶液と硫酸カルシウムと水の混合物を混
ぜた後は固化するのが速いので、短時間に作業する必要
がある。したがって、2液式の塗料などのスプレーのよ
うに両者を吹付と同時に混和できるようなものが理想的
であるが、少量であれば刷毛塗りを行うようにしてもよ
い。
【0018】
【実施例】本発明の第1の実施例を図1によって説明す
る。焼石膏(硫酸カルシウム)11の10グラムをフラ
スコ等の容器10内で同量(10cc)の水12で溶か
した50%水溶液と、タングステン酸カリウム21の1
0グラムをフラスコ等の容器20内で同量(10cc)
の水22で溶かした50%水溶液を作っておき、前者に
後者を加えて混ぜ、金属材料表面に刷毛塗りして潤滑皮
膜を形成する。
【0019】この潤滑皮膜は、「作用」欄で詳述したよ
うに、潤滑性がよく、密着性が高く、かつ、きれいな皮
膜を形成して固着の防止を効果的に行うことができ、か
つ、大気中の湿分を吸ってもべたつくことがない。
【0020】ボルト・ナットを金属材料として本実施例
のテストを行った。このボルト・ナットを図2に示す。
ボルト1とナット2はいずれもインコロイ800Hでで
きたもので、M16のねじを切ってある。なお、ボルト
1側はインコロイ800Hをそのまま使用したものと、
ねじ面にクロムめっきを施したものとの2種類について
行った。なお、図2中、1aはボルト1のねじ部であ
り、3はボルト1とナット2の間に介装するスペーサで
ある。潤滑皮膜4はボルト1のねじ面1aとナット2の
座面に施工し、スペーサ3を挟んでナット2で締め付け
た。そのまま、温度870℃の電気炉中に300時間放
置し、取り出して冷却後に固着がないかどうかを調べ
た。その結果を表1中に実施例1として示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1には、同様のことを市販のねじ固着防
止用潤滑剤を用いて行った結果を併記しているが、本実
施例に係る潤滑皮膜が最も良い値(ねじを外す際のトル
クが小さい)を示していて良い評価を得ている。なお、
市販潤滑剤Aではねじを外すことができず、市販潤滑剤
B,Cについてはねじを外すことはできたものの、その
際のトルクが大きかった。
【0023】本発明の第2の実施例は、前記第1の実施
例のタングステン酸カルシウムをモリブデン酸カルシウ
ムに置き換えたものであり、前記第1の実施例と同様な
作用及び効果を奏することができる。
【0024】なお、前記表1中には、本第2の実施例の
場合を実施例2として示している。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、高温ま
で潤滑性がよく低く安定した摩擦係数の下ですべりを起
こさせることができる潤滑皮膜を形成することができ、
またこのような潤滑皮膜を施し固着を防ぐことができる
ボルト・ナットを提供することができる。従って、本発
明によって高温で使用される機器の損傷を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示し、図1(a)、図
1(b)及び図1(c)はそれぞれ同実施例の手順を示
す説明図である。
【図2】前記実施例のテストに用いられたボルト・ナッ
トを示し、図2(a)はその全体図、図2(b)はボル
トのねじ部の断面図である。
【符号の説明】
1 ボルト 1a ボルトのねじ部 2 ナット 3 スペーサ 4 潤滑皮膜 10 容器 11 焼石膏 12 水 20 容器 21 タングステン酸カリウム 22 水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 10:12 20:00 A 40:36

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タングステン酸カリウムとモリブデン酸
    カリウムの少くともいずれか及び水和して固化した硫酸
    カルシウムとを主成分とすることを特徴とする潤滑皮膜
    材。
  2. 【請求項2】 タングステン酸カリウムとモリブデン酸
    カリウムの少くともいずれかの水溶液と硫酸カルシウム
    と水の混合物とを混合した上材料表面に吹付け又は塗布
    すことを特徴とする潤滑皮膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の潤滑皮膜材よりなる潤
    滑皮膜を施した上締付けたことを特徴とするボルト・ナ
    ット。
JP29651294A 1994-11-30 1994-11-30 潤滑皮膜材、潤滑皮膜の製造方法及び潤滑皮膜を施したボルト・ナット Withdrawn JPH08151592A (ja)

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