JPS61250178A - ステンレス鋼製ねじ部品 - Google Patents
ステンレス鋼製ねじ部品Info
- Publication number
- JPS61250178A JPS61250178A JP9060185A JP9060185A JPS61250178A JP S61250178 A JPS61250178 A JP S61250178A JP 9060185 A JP9060185 A JP 9060185A JP 9060185 A JP9060185 A JP 9060185A JP S61250178 A JPS61250178 A JP S61250178A
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- Japan
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- film
- stainless steel
- vapor deposited
- acid
- prevent
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- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はステンレス鋼製ねじ部品に関するものである
。
。
従来、多湿、多塩の状況下（たとえば、地中、水中もし
くは海中等に埋設された状態、または水、海水その他腐
食性の飛沫に曝された状態）で諸材料を締め付けるため
に、−鉄製ねじ部品が広く使用されて来たが、普通鋼は
腐食が激しく、近時これをステンレス鋼（不銹鋼）に代
替しようとする傾向にある。その上耐熱銅としても宇宙
、航空用機器等に盛んに使用されるようになって来た。
くは海中等に埋設された状態、または水、海水その他腐
食性の飛沫に曝された状態）で諸材料を締め付けるため
に、−鉄製ねじ部品が広く使用されて来たが、普通鋼は
腐食が激しく、近時これをステンレス鋼（不銹鋼）に代
替しようとする傾向にある。その上耐熱銅としても宇宙
、航空用機器等に盛んに使用されるようになって来た。
しかし、ろテンレス鋼は耐食性に優れているとは言って
も、通常の炭素鋼に比べて硬度が低く打痕傷が入りやす
かったり、また強力に締め付けるとねじ切れや焼き付け
などの現象を起こしたりして、充分な締め付けが出来な
くなり、宇宙、航空機用の締結部品として高温（９００
℃）にさらされると熱伝導率が小さく（普通鋼の約１７
３）、ねじの嵌合面および被締結物との間で発生した熱
が発散されにくく、焼き付は固着を起こすといった不都
合がしばしば生ずる。
も、通常の炭素鋼に比べて硬度が低く打痕傷が入りやす
かったり、また強力に締め付けるとねじ切れや焼き付け
などの現象を起こしたりして、充分な締め付けが出来な
くなり、宇宙、航空機用の締結部品として高温（９００
℃）にさらされると熱伝導率が小さく（普通鋼の約１７
３）、ねじの嵌合面および被締結物との間で発生した熱
が発散されにくく、焼き付は固着を起こすといった不都
合がしばしば生ずる。
また、金属表面の耐腐食性、耐摩耗性、非凝着性または
装飾性などの改善を目的とする表面処理方法が数多く開
発され実用化されており、電解による陽極酸化皮膜（硫
酸法、硬質陽極酸化法、シュウ酸性、クロム酸法、自然
発色法、電解着色法、その他）、無電解による金属皮膜
、化成皮膜（リン酸塩法、クロム酸塩法、その他）、加
熱圧着膜、溶着膜、蒸着膜（真空蒸着法、カソードスパ
ッタリング法、イオンブレーティング法、ペーパープレ
ーティング法、その他）など、基材表面に異質の皮膜層
が形成されることはよく知られ、そしてステンレス鋼の
前記欠陥を補うためにも各種の皮膜形成が試みられ、イ
オンブレーティング法に基づいて表面にＴｉＮ（窒化チ
タン）皮膜が被覆されることもよく知られている。この
イオンブレーティング法とは、たとえば金属チタンを真
空下（１０Ｍ、 １０ Ｔｏｒｒ ）電子ビームもし
くは抵抗加熱方式によって蒸発させ、蒸発した粒子と熱
電子とを衝突させてイオン化させ、電界分布により走行
するイオン化粒子とほかの蒸発粒子との衝突によってイ
オン化粒子はさらに増殖され、これらイオン化によって
強力な運動エネルギーをもった蒸発チタン粒子が系内に
導入された窒素ガスと反応し、適当な電圧が印加された
被処理物表面に大きい速度で衝突してＴ ｉ Ｎ皮膜を
形成するというものであって、通常数μｍ以下のきわめ
て薄い膜厚のものが用いられている。このようなＴｉＮ
皮膜の形成によって基材の硬度、耐腐食性、非凝着性お
よび装飾性などが著しく向上するのである。
装飾性などの改善を目的とする表面処理方法が数多く開
発され実用化されており、電解による陽極酸化皮膜（硫
酸法、硬質陽極酸化法、シュウ酸性、クロム酸法、自然
発色法、電解着色法、その他）、無電解による金属皮膜
、化成皮膜（リン酸塩法、クロム酸塩法、その他）、加
熱圧着膜、溶着膜、蒸着膜（真空蒸着法、カソードスパ
ッタリング法、イオンブレーティング法、ペーパープレ
ーティング法、その他）など、基材表面に異質の皮膜層
が形成されることはよく知られ、そしてステンレス鋼の
前記欠陥を補うためにも各種の皮膜形成が試みられ、イ
オンブレーティング法に基づいて表面にＴｉＮ（窒化チ
タン）皮膜が被覆されることもよく知られている。この
イオンブレーティング法とは、たとえば金属チタンを真
空下（１０Ｍ、 １０ Ｔｏｒｒ ）電子ビームもし
くは抵抗加熱方式によって蒸発させ、蒸発した粒子と熱
電子とを衝突させてイオン化させ、電界分布により走行
するイオン化粒子とほかの蒸発粒子との衝突によってイ
オン化粒子はさらに増殖され、これらイオン化によって
強力な運動エネルギーをもった蒸発チタン粒子が系内に
導入された窒素ガスと反応し、適当な電圧が印加された
被処理物表面に大きい速度で衝突してＴ ｉ Ｎ皮膜を
形成するというものであって、通常数μｍ以下のきわめ
て薄い膜厚のものが用いられている。このようなＴｉＮ
皮膜の形成によって基材の硬度、耐腐食性、非凝着性お
よび装飾性などが著しく向上するのである。
このようにステンレス鋼表面にＴｉＮ皮膜を形成するこ
とによってステンレス鋼の硬度は上昇し、ねじ部品のよ
うな特殊な用途に使用される際のねじ切れ、焼き付けな
どの防止にきわめて有効であることは明らかであるが、
トルク係数の低減による適正軸力の確保、電食防止また
は隙間腐食防止などについては充分満足できず幾多の問
題が残されている。
とによってステンレス鋼の硬度は上昇し、ねじ部品のよ
うな特殊な用途に使用される際のねじ切れ、焼き付けな
どの防止にきわめて有効であることは明らかであるが、
トルク係数の低減による適正軸力の確保、電食防止また
は隙間腐食防止などについては充分満足できず幾多の問
題が残されている。
上記の問題点を解決するために、この発明はステンレス
鋼製ねじ部品の全面もしくは一部にＴｉＮ蒸着膜を形成
し、このＴｉＮ蒸着膜の欠損部分に蓚酸塩皮膜を形成し
、その膜上に有機酸塩による処理層を形成させるという
手段を採用したのである。
鋼製ねじ部品の全面もしくは一部にＴｉＮ蒸着膜を形成
し、このＴｉＮ蒸着膜の欠損部分に蓚酸塩皮膜を形成し
、その膜上に有機酸塩による処理層を形成させるという
手段を採用したのである。
元来、蒸着膜は膜厚が薄く、ピンホールのような微細な
孔が残りやすく、また、蒸発源から見て影になる部分に
は皮膜が付着しないという宿命的な欠陥がある。このよ
うな欠陥は蒸着時間を延長したり、被蒸着物を回転させ
たりすることによっである程度減らすことは可能であっ
ても、完全に無くすことは不可能である。したがってこ
の発明のねじ部品は、蒸着膜固有の欠陥部分とともに、
意図的に蒸着膜を形成しなかった部分（たとえば、ボル
トの頭部）などにも蓚酸塩皮膜を形成し、その膜上に有
機酸塩の処理膜を適宜形成させて、この処理膜とＴｉＮ
皮膜との相乗作用を期待したものである。
孔が残りやすく、また、蒸発源から見て影になる部分に
は皮膜が付着しないという宿命的な欠陥がある。このよ
うな欠陥は蒸着時間を延長したり、被蒸着物を回転させ
たりすることによっである程度減らすことは可能であっ
ても、完全に無くすことは不可能である。したがってこ
の発明のねじ部品は、蒸着膜固有の欠陥部分とともに、
意図的に蒸着膜を形成しなかった部分（たとえば、ボル
トの頭部）などにも蓚酸塩皮膜を形成し、その膜上に有
機酸塩の処理膜を適宜形成させて、この処理膜とＴｉＮ
皮膜との相乗作用を期待したものである。
まず、この発明のねじ部品とは、小ねじ類、ボルトおよ
びナツト（六角ボルト、六角穴付きポル・ト、植込みボ
ルト、基礎ボルト、角根丸頭ボルト等およびそれぞれに
対応するナツト類）、ならびに座金類であり、さらにス
テンレス鋼とは前記部品がそれぞれ必要とする機械的諸
性質を発現するに適した組成を有するニックルークロム
鋼、クロム銅、ニッケル鋼（不銹鋼）である。
びナツト（六角ボルト、六角穴付きポル・ト、植込みボ
ルト、基礎ボルト、角根丸頭ボルト等およびそれぞれに
対応するナツト類）、ならびに座金類であり、さらにス
テンレス鋼とは前記部品がそれぞれ必要とする機械的諸
性質を発現するに適した組成を有するニックルークロム
鋼、クロム銅、ニッケル鋼（不銹鋼）である。
つぎに、この発明におけるＴｉＮ蒸着膜の形成方法は、
特に限定するものではなく、従来広く用いられている方
法、すなわち、前記した゛真空蒸着法、カソードスパッ
タリング法、イオンブレーティング法、ペーパーブレー
ティング法などと呼ばれている方法のいずれであっても
よい。なお、ＴｉＮ蒸着膜形成前にステンレス鋼製ねじ
部品の基材表面を脱脂、酸洗などによって清浄にしてお
くことは言うまでもない。
特に限定するものではなく、従来広く用いられている方
法、すなわち、前記した゛真空蒸着法、カソードスパッ
タリング法、イオンブレーティング法、ペーパーブレー
ティング法などと呼ばれている方法のいずれであっても
よい。なお、ＴｉＮ蒸着膜形成前にステンレス鋼製ねじ
部品の基材表面を脱脂、酸洗などによって清浄にしてお
くことは言うまでもない。
また、蓚酸塩皮膜を形成するには、たとえば、蓚酸に硝
酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等の酸化剤および弗
酸、塩酸、ハロゲン化物等の素材溶解剤を少量添加した
処理液中に被処理物を５〜１５分間浸漬すればよい。
酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等の酸化剤および弗
酸、塩酸、ハロゲン化物等の素材溶解剤を少量添加した
処理液中に被処理物を５〜１５分間浸漬すればよい。
さらに、この発明における有機酸塩とは、脂肪酸、樹脂
酸もしくはナフテン酸などのアルカリ金属塩またはこれ
ら有機酸のアルミニウム、マンガン、コバルト、鉛、カ
ルシウム、クロム、銅、鉄、水銀、マグネシウム、亜鉛
、ニッケル等の金属塩（通常金属石鹸と呼ばれるもの）
であって、価格や含有金属の毒性等からはアルカリ金属
（たとえばナトリウム）またはアルカリ土類金属（たと
えばカルシウム）の塩が好ましい。そして、蓚酸塩皮膜
を形成し、その膜上にこれら有機酸塩を、水もしくはア
ルコール系の溶剤および反応促進剤等を適宜加えて処理
液とし、この処理液に前記ＴｉＮ蒸着膜および蓚酸塩皮
膜を形成した基材を浸漬すればよい。この際の浸漬温度
は通常の場合６０〜８０℃程度でよく、また浸漬時間は
約０．５〜５．０分程度でよい。
酸もしくはナフテン酸などのアルカリ金属塩またはこれ
ら有機酸のアルミニウム、マンガン、コバルト、鉛、カ
ルシウム、クロム、銅、鉄、水銀、マグネシウム、亜鉛
、ニッケル等の金属塩（通常金属石鹸と呼ばれるもの）
であって、価格や含有金属の毒性等からはアルカリ金属
（たとえばナトリウム）またはアルカリ土類金属（たと
えばカルシウム）の塩が好ましい。そして、蓚酸塩皮膜
を形成し、その膜上にこれら有機酸塩を、水もしくはア
ルコール系の溶剤および反応促進剤等を適宜加えて処理
液とし、この処理液に前記ＴｉＮ蒸着膜および蓚酸塩皮
膜を形成した基材を浸漬すればよい。この際の浸漬温度
は通常の場合６０〜８０℃程度でよく、また浸漬時間は
約０．５〜５．０分程度でよい。
以上の処理を行なえば、ＴｉＮ蒸着膜の形成時に影にな
った部分および意識してＴｉＮ蒸着膜の形成を避けた部
分などのようなＴｉＮ蒸着膜の形成されていない場所に
対しても有機酸塩の層が形成され、ＴｉＮ蒸着膜のみが
形成された状態のものに比較してねじ切れ、焼き付けな
どの防止のみならず、トルク係数の低減による適正軸力
の確保、電食または隙間腐食の防止などにもきわめて効
果のあるねじ部品が得られる。
った部分および意識してＴｉＮ蒸着膜の形成を避けた部
分などのようなＴｉＮ蒸着膜の形成されていない場所に
対しても有機酸塩の層が形成され、ＴｉＮ蒸着膜のみが
形成された状態のものに比較してねじ切れ、焼き付けな
どの防止のみならず、トルク係数の低減による適正軸力
の確保、電食または隙間腐食の防止などにもきわめて効
果のあるねじ部品が得られる。
このような効果を確認するために材質５ＵＳ３Ｑ４、径
１５ ｍｍ 、呼び長さ７５ｍｍのステンレス鋼製ボル
トを用いてつぎの条件に従ってＴｉＮ蒸着膜およびステ
アリン酸ナトリウム皮膜を形成し、締め付はトルクｋｇ
ｆ−ｃｍ 、軸力ｋｇｆ 、ゆるめトルクｋｇｆ −ｃ
ｍを測定し、得られた結果を表にまとめた。
１５ ｍｍ 、呼び長さ７５ｍｍのステンレス鋼製ボル
トを用いてつぎの条件に従ってＴｉＮ蒸着膜およびステ
アリン酸ナトリウム皮膜を形成し、締め付はトルクｋｇ
ｆ−ｃｍ 、軸力ｋｇｆ 、ゆるめトルクｋｇｆ −ｃ
ｍを測定し、得られた結果を表にまとめた。
なお、対照品はＴｉＮ蒸着膜のみを形成し、ステアリン
酸す） ＩＪウム皮膜を設けない同質、同寸法のボルト
である。
酸す） ＩＪウム皮膜を設けない同質、同寸法のボルト
である。
ＴｉＮ蒸着膜形成条件：
アーク放電最高真空イオンブレーティング装置（神港精
機社製： ＡＩＨ−１０７０ＳＢ形）、１０ Ｔｏｒ
ｒ、 ２０分、膜厚３μｍ蓚酸塩皮膜形成条件： 蓚酸（酸化剤として硝酸ナトリウム、素材溶解剤として
塩酸を含有）の処理液中に１０分間浸漬 ステアリン酸ナトリウム皮膜形成条件ニステアリン酸ナ
トリウム６％水溶液、温度７０℃浸漬３分間、乾燥８０
℃５分、膜厚５μｍ 表に示した結果から明らかなように、同−締め付はトル
クに対して、対照品よりも軸力は遥かに大きく、ゆるめ
トルクは小さい値を示した。また、つぎの実験としてボ
ルト・ナツト（Ｍ１６ Ｘ ７５）を１１００ ｋｇｆ
−ｃｍの締め付はトルクで締めたものを９００℃で８時
間加熱し、その後１６時間大気中で自然冷却することを
１５回反復したところ、皮膜。
機社製： ＡＩＨ−１０７０ＳＢ形）、１０ Ｔｏｒ
ｒ、 ２０分、膜厚３μｍ蓚酸塩皮膜形成条件： 蓚酸（酸化剤として硝酸ナトリウム、素材溶解剤として
塩酸を含有）の処理液中に１０分間浸漬 ステアリン酸ナトリウム皮膜形成条件ニステアリン酸ナ
トリウム６％水溶液、温度７０℃浸漬３分間、乾燥８０
℃５分、膜厚５μｍ 表に示した結果から明らかなように、同−締め付はトル
クに対して、対照品よりも軸力は遥かに大きく、ゆるめ
トルクは小さい値を示した。また、つぎの実験としてボ
ルト・ナツト（Ｍ１６ Ｘ ７５）を１１００ ｋｇｆ
−ｃｍの締め付はトルクで締めたものを９００℃で８時
間加熱し、その後１６時間大気中で自然冷却することを
１５回反復したところ、皮膜。
なしのブライトボルト・ナツトには腐食現象が明瞭に認
められ、被締結物との焼付固着を起こしたが、本発明品
にはそのような現象は全く認められなかった。この実験
後のボルト・ナツトのゆるめトルクは１３００ ｋｇｆ
−ｃｍでＣ発明品は６４０ ｋｇｆ−ｃｍの値を示し、
）ねじの嵌合面での焼き付は現象がうかがわれた。
められ、被締結物との焼付固着を起こしたが、本発明品
にはそのような現象は全く認められなかった。この実験
後のボルト・ナツトのゆるめトルクは１３００ ｋｇｆ
−ｃｍでＣ発明品は６４０ ｋｇｆ−ｃｍの値を示し、
）ねじの嵌合面での焼き付は現象がうかがわれた。
この発明のステンレス鋼製ねじ部品は、ねじ切れ、９０
０℃以下高温使用後の焼き付けなどの防止、適正軸力の
確保（トルク係数の低減）、電食または隙間腐食の防止
に非常に有効であり、この発明の意義はきわめて大きい
と言うことができる。
０℃以下高温使用後の焼き付けなどの防止、適正軸力の
確保（トルク係数の低減）、電食または隙間腐食の防止
に非常に有効であり、この発明の意義はきわめて大きい
と言うことができる。
Claims (1)
- 基材表面の全面もしくは一部にＴｉＮ蒸着膜を形成し、
このＴｉＮ蒸着膜の欠損部分に蓚酸塩皮膜を形成し、そ
の膜上に有機酸塩による処理層を形成したことを特徴と
するステンレス鋼製ねじ部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060185A JPS61250178A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | ステンレス鋼製ねじ部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060185A JPS61250178A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | ステンレス鋼製ねじ部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61250178A true JPS61250178A (ja) | 1986-11-07 |
| JPS6231068B2 JPS6231068B2 (ja) | 1987-07-06 |
Family
ID=14002990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9060185A Granted JPS61250178A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | ステンレス鋼製ねじ部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61250178A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2541079A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-02 | Rolls-Royce plc | A coated fastener |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4720451B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2011-07-13 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP9060185A patent/JPS61250178A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2541079A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-02 | Rolls-Royce plc | A coated fastener |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6231068B2 (ja) | 1987-07-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |