JPS58179295A - ステンレス鋼製ボルト・ナツトの潤滑処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、トルク係数−をＯ，１２〜０２２にするこ
とによ−〕で、締め付けの際の焼き付き防止および電食
防止をするステンレス鋼製ボルト・ナツトの潤滑処理ノ
Ｊ″法に関するものである。 従来、ジヨイントに使用する軟鋼または鋳鉄製のボルト
・ナツト類は、被締結物かほとんど健全であるにも拘ら
ず、ボルト・ナツトが異常腐食（電・食）を起こすこと
がしばしはある。そうで、このような現象を避けるため
に、耐食性、耐久性に優れたステンレス鋼製への移行が
注目さ°れ、著しい普及をするに至った。 一般に、ステンレス鋼材の冷間塑性加工に際して、蓚酸
塩皮膜が皮膜潤滑剤として広く使用されていることはよ
く知られており、通常、ステンレス鋼を脱脂酸洗した後
、温度７０〜９５°Ｃの処理液に５〜１５分間浸漬する
方法がとられる。このときの処理液は、蓚酸に酸化剤と
して硝酸塩、チオ硫酸塩、そのほか素地の溶解剤として
弗化物、塩化物等のハロゲン化物を添加したもので、一
般に、このような処理液によって処理されたステンレス
鋼の表面には、灰褐色で蓚酸Ｑ　（ＩＩ）を主成分とす
る５〜２０　ｇ／”２の皮膜が形成される。さらに、こ
の皮膜上に油脂、ソーダ石鹸水溶液等を塗布し、反応さ
せ、乾燥によって水分を険去して、冷間加Ｔに供するも
のである。 一方、従来のステンレス鋼製ボルト・ナツトは、多くは
素材がＳ　ＬＩ　５３０４であって摩擦係数は太きく、
その結果、ねしの噛み合い面で摺動抵抗が大きくなり、
また、熱伝導率か炭素鋼や合金鋼等の３分のｌ程ｊ用と
小さいため、ねじの噛み合い而に光牛する摩擦熱か発散
されにくくて、局部的に高温になりやすく、さらに、熱
膨張係数が普通鋼の約１５倍と太きいため、前記の性質
も加わって、ねし山の膨張が大きくなり、「かじり」が
起こりやすくなるっしたかって、潤滑処理は不可欠のも
のとなるか、前記したようなステンレス鋼材の冷間塑性
加圧のための潤滑処理法のそのままを、ステンレス鋼゛
製ポルト・ナツトに応用しても、潤滑か良過ぎるために
締り過きて、返って支障が出てくる。たとえは、１６　
ｍｍ径Ｘ　７５　ｍｍ長さのステンレスボルト（Ｓ［Ｊ
Ｓ３Ｑ４）とステンレスナツト（Ｓ　Ｌｌ　５３０４　
）とを、冷間塑性加工のための潤滑処理法によって表面
加工をして調へた結果、標準締め伺はトルクｌ　ｌ　ｋ
ｇｆ　−ｍ　　で締め付けると、締め付は力は６９００
〜７３００　ｋｇＦとなり、トルク８’ｋｇｒ　−＋ｎ
　程度から塑性変形が起こる。そして、そのときの締め
付は力は約６００°Ｑ　ｋｇｆであるから、この１６　
ｍｍ径のボルトにおいては、降伏点は６０００　ｋｇＦ
であり、締め付は力が容易にこの降伏点を越える危険が
あり、一方、このことは緩みやすいという欠点にもつな
がるので、充分満足する結果は得られていない。したが
って、潤滑がよ、すきると締りすきて、ボルトの降伏点
を越える危険があり、一方、このことは緩みやすいとい
う欠点にもつながり、充分満足する結果が得られない。 この発明は、このような現状に着目してなされたもので
あり、ステンレス鋼製のボルトおよびナツトの少なくと
も一方の表面に、通常の蓚酸塩処理によって蓚酸塩皮膜
を形成した後、さらに、その上をワックス類と鉱油との
混合物にＣ１２〜Ｃ２□の脂肪酸のアミン塩を必須成分
として水性エマルジぐ ヨンとした潤滑剤によって処理して、潤滑性を付与する
ことを特徴とするステンレス鋼製ボルト・ナツトの潤滑
処理方法を提供するものである。以下にその詳細を説明
する。 ステンレス鋼製ボルト・ナツトに蓚酸塩処理を施Ｊか、
この蓚酸塩処理の方法は、特に限定するものではなく、
前記したステンレス鋼材の冷間塑性加［に際して広く採
用されている通常の方法で何等の支障をも生じない。た
とえば、化学洗剤の水溶液による脱脂処理および水洗を
した後、蓚酸塩処理剤フェルポンド（［］本パー力ライ
ジング株式会社登録商標）のＡ　−１号剤およびＡ−２
号剤に促進剤を添υｌして皮膜形成処理を行ない、水洗
および乾燥を行なえはよい。このような処理番こよって
、基何表面にＩｌ′ｙ酸第−鉄を主成分とする皮膜か形
成されるのである。 蓚酸塩処理を終った基材に、さらに潤滑剤処理を施すか
、この発明に用いる潤滑剤はつきのようなものである。 すなわち、ワックス類と鉱油を混ａ（、たものにＣ１２
〜Ｃ２□の脂肪酸のアミン塩を必須成分として添υ１）
混合したもので、これを水性エマルジョンの状態にして
使用すれば、取扱いがきわめて便利−Ｃある１、ここで
、ワックス類としては、モンクンロウ系ワックス、カル
ナラバラワックス、ポリエチレン系ワックス、パラフィ
ン系ワックス等を挙けることかでき、好ましくはパラフ
ィン系ワックスがよく、鉱油としては、パラフィン系、
ナフテン系゛の鉱油等か挙げられ、好ましくはパラフィ
ン系鉱油がよい。一方、Ｃ１２〜Ｃ２□の脂肪酸のアミ
ン塩としては、Ｃ１２〜Ｃ２２の脂肪酸にはラウリル酸
、六ルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が挙げら
れ、また、アミンとしては、モノエタノールアミン、ジ
ェタノールアミン、トリエタノールアミン等を挙げるこ
とができ、好ましくはステアリン酸とモノエタノールア
ミンとの８Ｗ　Ｕｊ　酸のアミン塩がよい。この脂肪酸
のアミン塩を添加した潤滑剤は、後述のような組成のも
のであり、グリース状であるが、水を加えて容易に水性
エマルジョン化することができるっ この発明の水性エマルジョン潤滑剤の組成を示すとつき
のとおりである。なお、チは重量係である。 ワックス類ｌＯ〜４０％好ましくは２０〜３５％高粘度
鉱油　　　　　５〜３０　　％　　　　　　１５〜２５
％脂肪酸のアミン塩　　５〜２０　％　　　　　　　７
〜１５％水　　　　　　　、３０〜７０　　％ＪＪｆま
しくは４０〜６０％、−の７１’７１　／ｉ’）　１’
ｔ’ｌ　ｉ４、た々えは、１０％の水性工フル／Ｅ　：
／　Ｋ’ｉ、　−ｒ　２　（１°ｃ　Ｆ　（７）ＩＩＩ
値か９．０．−ｔ　１．０　（７）　７　ルｈすＭ：　
４−小Ｊもの−Ｃあるから、潤滑性の向上のはか１′、
蒔酸ｊ、ｉｍ泗１’ｌ’　Ｉこｒｔう酸１１１分を中性
化またはアルｉＪ　ＩＪ　ｉ／ｌ化−・ノる効宋分もた
らすのである。たとえスＴ／

【・ス鋼１−菖−）Ｃも、
酸性化で絶７１（こ腐食［７ない９′−いつものＣ（１
ら゛いので、脂肪酸のアミン塩を冷）Ｊｌｌ　Ｌ　’−
（アル１１１）　ＩＩＩに転換した潤滑剤によって、ｊ
ルト・ナツトのｈｅｒ　Ｖ’）　イｊけの際に生ずる隙
間の腐食６−冗、ｆ（こ１ＩＪＪＩＩすることかできる
３３　この発明の潤滑剤び）入直Ｊ）使用にあたっては
、この潤滑剤を更＋ｒ　（ｔｒ茅ＩＩ↓か１０〜５０　
ｇ、、、’１程度１ごなるよう水に均−ＩＣ対散させ、
この（イ１ｉｌｌ　ｌこ蓚酸塩処理を終えた基材４浸債
ずイ１は、↓、い。ここで、潤滑剤濃度を１０〜５０片
１程１Ｗとする理由は、１．（Ｉｇ／ｌよりもイ氏く４
る、易、１′１然のこ。１なから、優れた潤滑効果は得
Ｃ，イ１ず、たとλは、ナツトのみに：３０．２０．１
“５、ｌＯお、１．０・５片′１の濃度処理をしたとき
のｉ・　ル　タ　１ｆ−数１ｉ白　は　、　　そ　イ１
　そ　第１　、　０．２１２　　、　０２１　１．０２
６７．０２９６および０３５１て、ｆ）す、また、５０
　ｇｚ”を越える濃度のものは、たとえは、ボルトおよ
びナツトの両方に２０　ｇｚ’ｌ　ａ　ｌｉｔの処理し
がしなかったときても、ホルトとナツトの噛み合わせ方
（間隙の大小）、なじみ方等によって、０Ｖ３３．０１
２８、Ｏ，ｌ　ｌ　２のようなトルク係数値になること
もあるので、潤滑効果かあり過きる危険があると同時に
、コストに眉を招き好ましくないがらである。この際の
散湯は、特に／Ｊｌ＋熱する必要はなく、通常の室温程
度で充分であり、浸漬時間は１〜５分程度でよい。 最後に、潤滑処理を終ったボルト・ナツトを乾燥すれは
、所望の製品が得ら才′する。この発明における潤滑剤
処理は、ボルトおよびナツトの両者に４ＬＬで行なうこ
とは勿論最も好ましいことであるか、ボルトもしくはナ
ツトのいずれか一方を処理することによってもほぼ同等
の効果が得られる。 したか−〕で、この究明によ・って１；Ｉられるステン
レス鋼製ボルト・ナンドは、従来の方法では得られない
優、れたホルト・ナツトてあり、従来のステンレス鋼・
ン２ｊルトナントよりも小さい締ｙ）付はトルク−Ｃ’
ｌｒ易ｊこ鞘Ｉｙ）ｆｌけかでき、しかも、アルカリ（
１１の４７１滑削（−用いることによって、隙間防食も
充分目的をｙ”Ｅ　Ｌ　（！Ｊるのて、耐用年数は少な
くとも数１）ζ】ソ１．（こ延艮することかでき、また
、潤滑剤のベースとちり−Ｃいるｃｙ酸塩皮膜は、電気
の不良導体Ｃあるので、分用の上位列の異なる金属との
接触面；ＣＪ・ｉＪる腐食をｌ！１）１１することか判
明したので、ｄこの、？明の１′各ルはきわめて太きい
と言える１、１ノドに、実施例および比較例を示す。　
−ステ／レス六μｊボルト・ナツト（Ｓ　ＬＩ　Ｓ　３
　’０４、Ｍ　］　（ｉ　〉、７５　）　ヲ４０’ｔｌ
ｌ　用、ｆＥ　Ｌ、第１表に示すように口゛（酸塩皮１
１９処理をｂ也し、これを同表に示した実施例１お、よ
ひ２．４＜らび番こ、比較例１および２にイ（！シで試
験した。 １゛１°ｌ　１’ｉ？処［４Ｉ（の終ったステンレス六
角ボルト・ナンドθ）締めイ１’、ｔ　トルク・軸ｊＪ
・ゆるめトルクの関係を測ｒＬＬ−た１、この測定条件
はつきのとおりである。。 、Ｊ−ｆ、ｉわ４４，１．；、（１１にｔル締付物をセ
ットし、三ツボスク１１−ルチャソクーＣボルトを固定
し、ボックスレンチてナツトを回して、所定のトルク（
ｔｉｏｏｋｇ［−ｃｍ）まで締め付ける。トルクまたは
軸力は、電磁オノログラフの掘れて監視し、締め付けに
続いてボックスレンチでナツトをゆるめ、この際必凹と
したゆるめトルクを前記電磁オシログラフの振第１から
読み増っだ。測定は３組のボルト・ナツトを抽出して行
ない、その結果を第２表にまとめた。第２表は、締め付
はトルクが一定（１１００ｋｇｆ−ＣＩＴ＋）のときの
軸力およびゆるめトルクと、こ、ｔ１第２表 らの値から計算されたトルク係数値とを併記したもので
ある。 なお、トルク係数値にはっきの計算式ζこよって求めた
ものである。すなわち ■ ｄ　・　ＦＸＩＯ’ （ここに、■は締め付はトルク、ｄはボルトねし径、Ｆ
は軸力） このようなトルク係数値には材質によって好ましい値が
変化するが、ステンレス鋼材においては、０．１７を中
心値としてその前後３０％の値、すなわち、０１２〜０
２２が実用的に望ましい数値とされている。これは標準
締め付はトルクで締めたとき、その最小のトルク係数値
０．１２の軸力はステンレス鋼製ボルトの降伏点の９６
％を越えることはなく、また、その最大値０．２２の場
合においても、従来のステンレス鋼製ボルト・ナツトに
マシン油潤滑したものを標準締め付はトルクで締め付け
た軸力より約１５〜２０％向上するので、スパナ−等の
手動工具を用いて締め付けるときは、その締め付は力は
標準締め付はトルクを越えることはなく、上動トルクレ
ンチ等でトルク管理をして締めず・１けるときには、こ
の発明の潤滑ボルト・ナツトの締めイ・１けトルクは標
準締め付はトルクの８５％が適切゛Ｃある。したかって
、締め付はトルクを一足にしたとき軸力は適ｉＥで、ゆ
るめトルクは比較的大てし、かもバラツキか少ない。潤
滑を安疋的に適正化したトルク係数が０．１２〜０２２
の範囲内に収まるものか最も埴ましいものであるという
ことになるので、第２表の結果から、この実施例１およ
び２によって得られたボルト・ナツトはきわめて優れた
ものであることが明らかとなった。これに対して比較例
１および２はいずれも不明であると判断された。なぜな
らば、比較例１はトルク係数値が０，１２を下回わるの
で、ボルトの降伏点を越えて締め付ける危険かあり、比
較例２は同一の製漬電ツット内でのトルク係数値のバラ
ツキか大きいからである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステンレス鋼製のボルトおよびナツトの少なくとも一方
   の表面に、通常の蓚酸塩処理によって蓚酸塩皮膜を形成
   した後、さらに、その上にワックス類と鉱油との混合物
   に６１２〜Ｃ２２の脂肪酸のアミン塩を必須成分として
   水性エマルジョンにした潤滑剤によって処理して潤滑性
   を付与することを特徴とするステンレス鋼製ボルト・ナ
   ツトの潤滑処理方法。