JPS587705B2

JPS587705B2 - 金やすりの表面硬化処理方法

Info

Publication number: JPS587705B2
Application number: JP51102068A
Authority: JP
Inventors: 橋本弘志; 清水俊夫
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seikosha KK
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1983-02-10
Also published as: JPS5326743A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、鋼製やすりの表面に耐摩耗性のあるクロム
炭化物又はパナジウム炭化物の硬化層を形成する処理方
法に関するものである。

従来、金やすりを対象さしたクロム炭化物、バナジウム
炭化物による表面硬化処理方法として、気相法、液相法
、固相法があるが、経済性、工程の簡易性、装置の自動
化の容易性、公害対策等の観点から総合的に見て、固相
法が最も有利である。

固相法の中でも粉末ペースト法が優れており、この方法
によれば、簡単な方法で安価に、しかも公害に対しても
十分な配慮をして、やすり表面にクロム、バナジウム等
の炭化物被覆処理層を形成さぜることができるのである
。

従来の、粉末成分を使うペースト法において、バインダ
ーとしての粘着剤は、メチルセルロース、澱粉等の多糖
類系や、蔗糖等の二糖類又は珪酸ナトリウムが主体であ
る。

これらの中、メチルセルロース系のものでは、所定の組
成粉末と混合後経時的にクロム、バナジウム等の金属成
分粉末に酸化変質が生じ、乾質してしまう。

二糖類を用いた場合でも同様である。

珪酸ナトリウム系でもやはり粒状ないし固塊状に変化し
硬化してしまう。

したがって、これらのバインダーを用いた従来のペース
ト法を連続的な量産手法として用いるには、取扱い、保
守の点で問題が多い。

またペーストは速乾性ではないので、ハケ、噴霧装置、
浸漬法等により塗布後ヒーターにより乾燥させなければ
ならない。

本発明は、これら従来のペースト法における欠点を除去
し、新規なペースト剤を用いることにより、金やすりの
新しい表面硬化処理方法を提供するものである。

本発明によれば、クロムまたはバナジウムの炭化物層形
成用の処理粉末を低融点高級アルコールに添加し、該高
級アルコールの融点以上の温度に加熱保持したペースト
剤を鋼製金やすり表面に塗布し、無酸素雰囲気中で加熱
保持することを特徴とする金やすりの表面硬化処理方法
が提供される。

バインダに添加される粉末は、金やすり表面に被覆形成
すべき硬化層によって適宜選択される。

たとえば、炭化クロムを形成する場合であればＣｒ・・
・・・・３０〜７０ｗｔ％Ａｌ２０３・・・３０〜６０ｗｔ％ＮＨ４Ｃｌ・・・０．５〜２０ｗｔ％よりなる混合粉末を用いることができる。

また、炭化バナジウムを形成する場合であれば、■又は
Ｆｅｒｒｏ−Ｖ・・・３０〜９０ｗｔ％Ｃｒ２Ｏ３・・
・・・・・・・・・・・・・・・・３０〜６０ｗｔ％Ｎ
Ｈ４Ｃｌ・・・・・・・・・・・・・・・・・・０．５
〜２０ｗｔ％よりなる混合粉末を用いることができる。

バインダーとして用いられる低融点高級アルコールとし
て、たとえばセチルアルコール（融点５０℃）、ステア
リルアルコール（融点６０℃）がある。

ペースト剤の調合に際しては、アルコール中に処理粉末
を５ｗｔ％〜７０ｗｔ％の範囲で添加する。

５ｗｔ％以下では十分な硬化層が得にくく、また、７０
％以上では粘性が強く、金やすりの浸漬操作により均一
なコーティングが難しくなる。

最適な混合量は、処理時間と必要層厚のかねあいから実
験的に決められるのであるが、通常は処理粉１０％〜３
０％が適当といえる。

得られたペーストは従来のペーストに比べ、経時変化が
少ないという特色を有している。

ペースト剤の保温については、ベヒクルである高級アル
コールの融点より５０〜１０℃程度高めがよく、それ以
上高くするとペーストが金やすりに薄くコーティングさ
れる。

従って、逆に温度のコントロールによって被コーティン
グ材上のペースト量をコントロールすることも可能であ
る。

ベヒクルとしてセチルアルコールを使用した場合、ペー
ストをセチルアルコールの融点５０℃よりやや高い５５
°〜６０℃に保持し、所定組成粉末を混ぜ撹拌させてお
く。

被処理材、すなわち金やすりに被覆処理を施こすには、
上述のように保温保持されたペースト中に金やすりを浸
漬後これを引き上げるだけで、ペーストが金やすり表面
に均一厚さに塗布される。

また浸漬槽から引上げると常温でペーストは瞬間的に固
化し、その後の工程においても金やすり表面のペースト
層が剥離・破壊することはない。

すなわち、コーティング後のやすりを反応レトルト内に
セットし加熱処理をするわけであるが、粉末中に埋没さ
せる従来法に比べて極めて容易に行なえるとともに、微
粉塵による作業環境汚染も全く生じないので、作業安全
性上からも極めて優れ、かつ取扱いやすい。

加熱処理過程において、セチルアルコールの融解蒸発に
よるペースト剤からの逸脱により、やすり目溝部に適量
の成分粉末を残留させ、気孔性ペーストとして反応に作
用する。

昇温時に融解したペースト剤は処理用レトルト内の底部
に溜まりレトルト内で気相反応し、光沢性のある均一な
硬化処理層を形成するに到る。

この際、セチルアルコールの分解生成物である活性Ｃが
、炭素鋼の脱炭防止と浸炭雰囲気としてプラスの作業を
するのみならず、Ｈ２による置換還元反応をより速やか
に行なわしめる効果を有することはいうまでもない。

このようにしてできた硬化処理後の金やすりは、目溝部
に従来法において見られる粉末の固着は全く認められず
、簡単な振動を付与するだけで完全に清浄化し、気相法
によって処理した場合とほぼ同等な光沢性を有している
。

本発明によるペースト粉末コーティングの前に緩衝作用
をもたせるため従来法によるＡｌ２Ｏ３の予備コーティ
ングした場合でも、同様に光沢性のある硬化層が得られ
る。

つぎに、本発明に関連してなした実験について説明する
。

実験１Ａ〜Ｄに示す４種のペーストを作成した。

Ａ〜Ｃは、従来技術によるものであり、Ｄは本発明にか
かるものである。

Ａ・・・３２５メッシュＣｒ４０ｖｏｌ％２００メッ
シュＡｌ２Ｏ３５０％ＮＨ４Ｃｌ５％ＣｒＣｌ３５％よりなる混
合粉を水にてペースト化した。

Ｂ・・・３２５メッシュＣｒ４０ｖｏｌ％２００メッ
シュＡｌ２Ｏ３５０％ＮＨ４Ｃｌ１０％よりなる混合粉をメチルセルロースをメチルアルコール
で溶かした溶媒にてペースト化した。

Ｃ・・・３２５メツシユＣｒ４０ｖｏｌ％２００メ
ッシュＡｌ２０３５０％ＮＨ４Ｃｌ１０％よりなる混合粉末をＮａ２Ｓｉ０３の水溶液にてペース
ト化した。

Ｄ・・・３２５メッシュＣｒ４０ｖｏｌ％２００メッ
シュＡｌ２０３５０％ＮＨ４ＣＡ１０％よりなる混合粉末をセチルアルコールにてペースト化し
た。

これらペーストＡ〜Ｄの経時変化についてみると、ペー
スト作成後３日目にはＡとＣは粒状ないし固塊状となっ
てしまい、そのままでは使えなくなってしまった。

Ｂは使えないという状態にまで至らないが、組成粉末の
酸化変質、ペーストの乾質化がおこりはじめており、好
ましいものではなくなっている。

これに対し、Ｄは何ら経時変化が見られなかった。

実験２市販の精密組やすり（ＳＫ−１相当）を４本用意し、Ａ
ｌ２０３コーティング後上記Ａ〜Ｄの各ペーストに浸漬
塗布し、ＳＵＳ製レトルト内にセツとしアルゴン雰囲気
中で１，０００℃，３０分処理後冷却した。

いずれのペーストを用いたものでもクロム炭化物層は６
〜７μ得られたが、仕上り状況等にペーストにより違い
がみられた。

仕上がり状況・・・Ａでは余り良い表面平滑性かえられ
なかった。

Ｂ，Ｃ，Ｄについては、光沢のある良好な仕上り面とな
った。

目詰まり状況・・・Ａ，Ｃでは、やすりの歯間に粉末が
つまって使用できないものであった。

Ｂ，Ｄは、目詰まりは認められなかった。

硬化層の均一性・・・Ａでは均一性にやや難点が見られ
た。

Ｂ，Ｃ，Ｄは、ほぼ良好な均一性が得られた。

これらの関係を表にまとめると、次のとおりでる。

表中、○，△，×は、それぞれ上述したところにしたが
い、良好、余り良くない、不良状態を示すものとする。

この実験から、ＢとＤを用いたものでは総合的に考慮し
て良好な処理層が得られることがわかる。

しかし、実験１でみたように、ペースト剤の経時変化と
いう点をも考慮すると、本発明にかかるペーストＤが優
れていることがわかる。

実験３市販の鉄鋼やすり（ＳＫ−１相当）に下地コーティング
を種々の試料で行ない、あるいは下地コーティング無し
のものに実験１で掲げたペーストＤを使用し塗布し、Ｓ
ＵＳレトルト内にセットしアルゴン雰囲気中にて１，０
００℃で３０分処理後冷却した。

その結果を次表に示す。

表中、◎はきわめて良好、○はあまり良好とは言えない
までも、実用上さしつかえない状態を示すものとする。

この表から明らかなように、予めセチルアルコールを下
地コーティングしておくことによってすべての点で好ま
しい処理層が得られているが、他の試料あるいはコーテ
ィングなしのものでも十分な処理層が得られることがわ
かる。

実験４市販の鉄鋼やすり（ＳＫ−１相当）に実験１のペースト
Ｄのものを添加粉末濃度を１０〜５０％の範囲で変えて
浸漬し塗布したものをＳＵＳ製レトルト内にセットし、
アルゴン雰囲気中で１０００℃で６０分処理後冷却した
。

結果は次表のとおりである。

この表から明らかなように、粉末濃度が３０％位までは
濃度に比例して硬度は高くなり、厚さも増すが、３０％
以上では大差がない。

ペースト剤としての塗布均一性および経済性からして処
理粉含有割合は１０〜４０％が適当である。

なお、硬化層厚のコントロールは塗布ペースト剤の厚さ
と処理時間でコントロールすることができる。

実験５実験１のペーストＤで組成粉末濃度２０％のものに浸漬
、塗布した鉄鋼やすりと、全くペーストを塗布していな
い鉄鋼やすりの両方を混ぜて任意にＳＵＳ製レトルト内
にセットし、１，０００℃で６０分加熱処理を行なった
。

その結果、ペーストを塗布しなかったやすりにもほぼＨ
Ｖ１２８８（Ｌ＝１００ｇ）の均一なクロム炭化物層が
得られた。

ペーストを塗布したものは１５３３ＨＶの硬度を示した
。

このことから、セチルアルコール融解とともに脱落した
ペースト剤反応成分は、レトルト内において反応に寄与
し、やすりの処理層の均一性に対し、重要な役割を果た
していることがわかる。

実験６セチルアルコールをペースト溶剤として１００メッシュ
のＦｅｒｒｏ一Ｖ，２００メッシュＣｒ２ｏ３，ＮＨ４
Ｃｌ粉末をｖｏｌ％でそれぞれ７０％、２５％、５％混
ぜたものを十分撹拌し、６０度に保持した。

このペーストを入れた容器中に市販の鉄鋼やすりを浸漬
塗布した後、ＳＵＳレトルト内にセットしアルゴン雰囲
気中で１０５０℃で１．５時間加熱後冷却したところ、
４〜５μのＶＣと■２Ｃの炭化物層が得られた。

やすり目溝部へ粉末の残留はほとんどなく、簡単な振動
を与えることにより完全におとされた。

また表面は、光沢性を有していた。

Claims

【特許請求の範囲】１クロム炭化物層またはバナジウム炭化物層形成用の
処理粉末を低融点高級アルコールに添加撹拌し、上記高
級アルコールの融点以上の温度に加熱保持してペースト
剤をつくり、上記ペースト剤を鋼製やすり表面に塗布し
、無酸化雰囲気で９５０〜１１００℃で加熱することを
特徴とする金やすりの表面硬化処理方法。２上記処理粉末がペーストの２０〜６０ｗｔ％である
特許請求の範囲第１項記載の金やすりの表面硬化処理方
法。３上記低融点高級アルコールはセチルアルコールまた
はステアリルアルコールである特許請求の範囲第１項記
載の金やすりの表面硬化処理方法。