KR100215252B1 - Ferrous metal parts with simultaneously improved corrosion resistance and friction properties - Google Patents

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KR100215252B1
KR100215252B1 KR1019980055024A KR19980055024A KR100215252B1 KR 100215252 B1 KR100215252 B1 KR 100215252B1 KR 1019980055024 A KR1019980055024 A KR 1019980055024A KR 19980055024 A KR19980055024 A KR 19980055024A KR 100215252 B1 KR100215252 B1 KR 100215252B1
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corrosion resistance
nitriding
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KR1019980055024A
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실비 무르네
죠셉 와라
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쥐. 엘 뽈띠
쌍트르 스테파느와 드 르쉑슈 메까니끄 이드로메까니끄 에 프로뜨망
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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Abstract

사용중에 심한 마찰과 부식을 겪는 정밀한 철계금속 부품을 바람직하게는 CNO-시아네이트 이온에 기초한 용융염욕에서 질화처리하고, 바람직하게는 용융산화 알칼리염욕에서 산화처리하고 그 다음에 소수성 왁스로 함침한다.Precise ferrous metal parts which undergo severe friction and corrosion during use are nitridized in a molten salt bath, preferably based on CNO - cyanate ions, preferably oxidized in a molten oxidized alkali salt bath and then impregnated with a hydrophobic wax.

질화처리와 산화처리 단계 후에 조밀 딥 서브- 레이어와 두께가 5 내지 25μm 이고 직경이 0.2 내지 3μm 범위의 관통기공을 나타내는 기공성 표면 서브레이어로 이루어진 층이 형성된다. 함침왁스는 500 내지 10,000 사이의 고분자량이고, 액상상태에서 표면장력이 10 내지 75mN/m 사이이고 표면 레이어의 고상과 액상인 왁스 사이의 접촉각이 0 내지 75°사이인 유기화합물이다.After the nitriding and oxidation step, a layer is formed of the dense deep sub-layer and the porous surface sublayer having a thickness of 5 to 25 μm and through-holes in the range of 0.2 to 3 μm in diameter. The impregnated wax is an organic compound having a high molecular weight of 500 to 10,000, a surface tension of 10 to 75 mN / m in the liquid state and a contact angle between the solid phase and the liquid wax of the surface layer is 0 to 75 °.

Description

내식성과 마찰 특성이 동시에 개선된 철계 금속 부품Ferrous metal parts with improved corrosion resistance and friction

본발명은 철계금속 부품의 내식성과 마찰 특성을 동시에 개선시키기 위한 처리방법과 결과로서 얻은 처리된 철계금속 부품에 관한 것이다.The present invention relates to a treatment method for simultaneously improving the corrosion resistance and friction characteristics of ferrous metal parts and to the resulting treated ferrous metal parts.

철계금속 부품에 마찰 특성과 내식성을 모두 제공하기 위해서는 일반적으로 2개의 별개의 처리를 연속해서 수행하는데, 제 1처리는 부품에 마찰특성을 제공하기 위한 것이고 제 2표면처리는 내식성을 확보하기 위한 것이며 예컨대 아연을 도금한 다음에 크로메이트 처리하는 것이다.To provide both friction and corrosion resistance to ferrous metal parts, two separate treatments are generally performed in succession. The first treatment is to provide the friction properties to the part and the second surface treatment is to ensure corrosion resistance. For example, zinc is plated and then chromated.

이들 처리에 의해 획득되는 마찰 및 내식 특성은 종종 상용부품용으로서는 충분하다.The friction and corrosion resistance obtained by these treatments is often sufficient for commercial parts.

그러나, 점증하는 보다 우수한 기술적 성능이 부품 특히 동시에 여러가지의 요건( 마찰, 마모 특히 마찰마모, 충격, 부식 )을 포함하는 심한 부담이 가해지는 부품에 요구되는 어떤 적용에 대해서는 종래의 공정에 의해 제공되는 특성으로는 불충분하다.However, for some applications where increasing superior technical performance is required for parts that are heavily loaded at the same time, including various requirements (friction, wear, especially friction wear, impact, corrosion), the conventional process provides Insufficient in properties.

예컨대, 이것은 잠금기구용으로 의도된 부품, 어떤 타입의 볼트와 정밀나사 작은 나사(machine screw), 힌지핀, 잭과 완충로드, 및 게임볼 또는 보울(bowl)에 적용된다. 관련 산업은 특히 자동차산업, 공공토목사업, 재료취급, 생산재, 가정용기구 및 수압장치 등이다.For example, this applies to parts intended for locking mechanisms, bolts and machine screws of any type, hinge pins, jacks and buffer rods, and game balls or bowls. Related industries are in particular automotive, public works, material handling, production, household appliances and hydraulics.

우수한 마찰 특성과 우수한 내식성은 질화처리한 다음에 산화함으로써 철계금속부분에 제공될 수 있다는 것이 공지되어 있다.It is known that good friction properties and good corrosion resistance can be provided to the ferrous metal part by nitriding and then oxidizing.

이것은 철계금속 부품을 질화하는 공지의 방법, 특히 프랑스 특허출원 제 2 171 993 호와 프랑스 특허출원 제 2 271 307호에 설명된 바와같이 용융 시아네이트와 카보네이트의 욕으로 질화처리하는 공지의 공정과 마찰계수를 줄이고 마모와 소착(seizure) 에 대한 내성을 향상시킴으로써 부품의 마찰 특성을 개선하는, 이온화된 질소분위기에서의 질화에 의해 달성된다.This involves friction with known processes for nitriding ferrous metal parts, in particular with known processes for nitriding with baths of molten cyanates and carbonates as described in French Patent Application No. 2 171 993 and French Patent Application No. 2 271 307. This is achieved by nitriding in an ionized nitrogen atmosphere, which improves the frictional properties of the part by reducing the modulus and improving resistance to wear and seizure.

이미 질화된 부분이 산화된다면, 질화에 의해 획득된 마찰 특성은 보존되면서 질화된 표면에서 변화가 야기되고 이들 부분의 내식성은 향상된다는 것 또한 공지되어 있다. 이러한 목적에서, 프랑스 특허출원 제 2 525 637호에는 용융산화염욕내에서의 특히 효과적인 산화처리가 제안되어 있다. 내식성에 관한 비교할 수 있는 결과가 산소를 포함하는 가스의 이온화된 분위기에서의 산화공정에 의해서 획득된다.It is also known that if already nitrided parts are oxidized, the frictional properties obtained by nitriding are preserved while causing changes in the nitrided surface and the corrosion resistance of these parts is improved. For this purpose, French patent application No. 2 525 637 proposes a particularly effective oxidation treatment in a molten oxide bath. Comparable results on corrosion resistance are obtained by the oxidation process in an ionized atmosphere of a gas containing oxygen.

그러나, 이런 형태의 방법은 상기의 적용을 위해서는 불충분한 마찰특성과 내식성을 질화되고 그 다음에 산화된 부품에 제공한다.However, this type of method provides insufficient frictional properties and corrosion resistance for the above application to nitriding and then oxidized parts.

이러한 부족한 점은 질화와 산화처리를 행하고 최종 피복을 도포함으로써 극복될 수 있다는 것을 발견하였다.It has been found that this lack can be overcome by performing nitriding and oxidation treatments and applying the final coating.

본발명은 통상 많은 부품은 특히 조립되기 전에 세척된다는 발견에 기초하며, 한편 그것들은 그러한 세척을 필요로 하지 않기 때문에 종래의 세척을 견디는 표면처리를 행할 필요가 없다는 것은 잘 알려져 있다.The present invention is usually based on the finding that many parts are cleaned, especially before they are assembled, while it is well known that they do not require surface treatment to withstand conventional cleaning since they do not require such cleaning.

본발명의 한가지 양태에 따라 질화, 산화 및 피복 단계를 포함하는 부품의 내식성과 마찰 특성을 모두 개선하기 위한 철계금속 부품의 처리방법이 제공되는데 상기 방법은 질화처리와 산화처리 단계 후의 조밀한 딥 서브- 레이어(deep sub-layer)와 기공이 많고 두께가 5 내지 25μm 이고 직경이 0.2 내지 3μm 범위인 관통기공을 나타내는 표면 서브- 레이어로 이루어진 층을 형성하기 위한 질화와 산화를 수행하고, 분자량이 500 내지 10,000인 탄소질 유기화합물이고, 액상에서 표면장력이 10 내지 73mN/m이고 고상인 표면 레이어와 액상의 왁스 사이의 접촉각이 0 내지 75°인 소수성 왁스를 산화층상에 함침시키는 것으로 구성되어 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for treating ferrous metal parts for improving both corrosion resistance and friction characteristics of a part including nitriding, oxidation, and coating steps, which comprises a dense deep serve after nitriding and oxidation steps. Nitriding and oxidation to form a layer consisting of deep sub-layers and surface sub-layers with many pores, through-pores with thicknesses ranging from 5 to 25 μm and diameters ranging from 0.2 to 3 μm, with a molecular weight of 500 And a carbonaceous organic compound having a surface area of 10 to 73 mN / m in a liquid phase and impregnating a hydrophobic wax having a contact angle of 0 to 75 ° between the liquid phase wax and the liquid phase on the oxide layer.

본발명의 다른 양태에 따라, 질화와 산화 후에 조밀한 딥 서브- 레이어와 기공이 많고 두께가 5 내지 25μm 이고 관통기공 범위가 0.2 내지 3μm 이고, 분자량이 500 내지 10,000인 탄소질 유기화합물이고 액상에서 표면장력이 10 내지 73mN/m이고 고상인 표면 레이어와 액상의 왁스 사이의 접촉각이 0 내지 75°인 소수성 왁스가 함침되어 있는 기공이 많는 가상의 서브- 레이어를 가지고 있는 처리된 철계금속 부품이 제공되어 있다.According to another aspect of the present invention, a carbonaceous organic compound having a high density of deep sub-layers and pores after nitriding and oxidation, having a thickness of 5 to 25 μm, a through pore range of 0.2 to 3 μm, and a molecular weight of 500 to 10,000, in a liquid phase Provided is a treated ferrous metal part with a highly porous sub-layer impregnated with a hydrophobic wax with a contact angle between 0 to 75 ° and a solid surface layer with a surface tension of 10 to 73 mN / m. It is.

다른 특성에 있어서, 표면 서브- 레이어는 Fe2-3N(철 ε질화물) 고상을 60% 이상 함유하며 550 내지 650HV 0.1의 경도와 0.3 내지 1.5μm CLA의 조도를 나타낸다.In other properties, the surface sub-layer contains at least 60% Fe 2-3 N (iron ε nitride) solid phase and exhibits a hardness of 550-650 HV 0.1 and a roughness of 0.3-1.5 μm CLA.

함침 왁스는 다음 목록으로 부터 선택된다:Impregnated waxes are selected from the following list:

천연왁스, 또는 인조폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 플루오르화왁스, 또는 변종석유 잔유물.Natural waxes, or artificial polyethylene, polypropylene, polyesters, fluorinated waxes, or variant petroleum residues.

본발명법은 부품이 복잡한 형태이더라도 공업생산 직렬 부품에서 조차도, 처리된 부품상에 고도의 기술적 성능을 부여하는 도구에 저렴하고 용이함의 장점을 제공한다.The present invention offers the advantages of inexpensive and easy to implement tools that give a high degree of technical performance on the treated parts, even in industrial serial parts, even if the parts are complex.

더욱이, 마찰, 마찰마모, 충격 및 습식부식에 의한 시효에 대해서 이 방법에 의해 처리된 표면의 보호효과는 종래에 사용한 해결책에 비해 상당한 비율로 증가되었고 오랫동안 이런 형태의 악화에 견디는 것을 돕는다. 이들결과는 실시예에서 추가로 전개될 것이다.Moreover, the protective effect of the surface treated by this method against aging by friction, abrasion, impact and wet corrosion has increased significantly in comparison with the solutions used in the past and helps to withstand this type of deterioration for a long time. These results will be further developed in the Examples.

질화층의 조성, 그 두께 및 경도는 필연적인 취화없이 마모에 견디도록 조정되는데 그 이유는 그러한 경우에 반복되는 충격의 영향으로 질화층이 깨지기 때문이다. 철/ 질소 평행 상태도의 조밀육방정 조직의 Fe2-3N상은 벽개면에서의 높은 원자밀도 때문에 우수한 변형능을 제공하며 따라서 마찰에 이상적으로 적용될 수 있다.The composition, thickness and hardness of the nitride layer are adjusted to withstand wear without inevitable embrittlement because the nitride layer breaks under the influence of repeated impacts in such cases. The Fe 2-3 N phase of the dense hexagonal structure of the iron / nitrogen parallelism diagram provides good deformation due to the high atomic density at the cleaved surface and thus can be ideally applied to friction.

표면조도, 왁스의 분자량과 표면장력 및 고상과 액상 사이의 접촉각의 결합된 효과에 있어서, 지적된 간격은 왁스 합침의 최대 효과를 낳는 것인데, 그 이유는 이런 상황에서 왁스는 단지 지나치게 즉 매우 비범하고 결과적으로는 의도한 적용을 위한 예외적인 조건으로 밖에 제거될 수 없기 때문이다.In the combined effects of surface roughness, molecular weight and surface tension of the wax, and the contact angle between the solid and liquid phases, the indicated spacing produces the maximum effect of the wax incorporation, because in this situation the wax is only excessively or very unusual and As a result, they can only be removed as exceptional conditions for their intended application.

개선된 내식성은 왁스 만의 효과가 아니라는 것을 실험으로 알수 있는데 그 이유는 왁스를 다른 표면에 도포하여도, 비록 유기화합물의 접착성에는 이롭다고 알려져 있지만 단지 내식성이 훨씬 낮아질 뿐이기 때문이다.Experiments show that the improved corrosion resistance is not the only effect of wax, because even if the wax is applied to other surfaces, it is only known to be beneficial for the adhesion of organic compounds, but only much lower.

한편, 왁스를 빼면 마찰 특성 및 충격 강도의 견지에서 질화의 효과가 감소되는데 그 이유로 왁스가 리바운드(rebound) 효과를 저하시키는 경향이 있기 때문이다.On the other hand, when wax is removed, the effect of nitriding is reduced in view of friction characteristics and impact strength, because the wax tends to lower the rebound effect.

본발명의 특히 흥미로운 배열에 있어서, 질화처리를 프랑스 특허출원 제 2 171 993 호에서와 같이 알카리금속인 K, Na, Li 의 카보네이트와 시아네이트 즉 1 내지 35중량% 의 음이온 CO3 2- 와 35 내지 65중량% 의 음이온 CNO-및 알카리 양이온의 총무게에 있어서 알카리금속의 중량비가 Na+: 25 내지 42.6%, K+: 42.6 내지 62.5%, Li+: 11.3 내지 17.1%로 이루어진 용융염욕내에서 수행한다.In a particularly interesting arrangement of the present invention, the nitriding treatment is carried out with the carbonates and cyanates of the alkali metals K, Na, Li, i.e. from 1 to 35% by weight, as in French patent application 2 171 993. CO 3 2 - And molten salt of 35 to 65% by weight of anionic CNO - and an alkali cation in which the weight ratio of alkali metal is Na + : 25-42.6%, K + : 42.6-62.5%, Li + : 11.3-17.1% Perform in bathing.

더욱이, 질화염욕은 또한 프랑스 특허출원 제 2 271 307호와 같이 황원소의 함량이 0.001 내지 1중량% 인 황화합물을 포함한다.Moreover, the nitriding salt bath also contains sulfur compounds with a content of 0.001 to 1% by weight of sulfur elements, as in French Patent Application No. 2 271 307.

이것은 이종원소(hetero-element)의 확산에 기인한 함침된 표면의 서브- 레이어의 형성을 정확하게 제어하는 것과 철/ 질소 평행상태도의 Fe2-3N 상의 상당한 비율 즉 60% 이상의 출현을 촉진하는 것을 가능하게 한다.This has been shown to precisely control the formation of sub-layers of impregnated surfaces due to hetero-element diffusion and to promote the emergence of a significant proportion of the Fe 2-3 N phase in the iron / nitrogen parallelism, ie more than 60%. Make it possible.

내식성을 이미 개선하는것 이외에 정확하게 제어한다면 산화처리는 고상의 표면 특성을 이상적으로 조절하여 왁스 함침의 최대 효과를 이룩하도록 한다.In addition to improving the corrosion resistance already, if controlled correctly, the oxidation treatment can ideally adjust the surface properties of the solid phase to achieve the maximum effect of wax impregnation.

본원 발명자는 국부적으로 전기적 쌍극자를 형성하는 강한 전자도너 또는 억셉터의 혼합층이 존재한다는 것에 동의 한다고 믿을 만한 훌륭한 이유를 가지고 있다. 사실 이런 경우에 화학결합력이 생기는데 이것은 국부적으로 모세관력(capillary force) 을 증대시킨다. 이것을 달성하기 위해서 산소는 물론 황의 존재가 표면 서브- 레이어에서 허가된다.The inventor has a good reason to believe that there is a mixed layer of strong electron donors or acceptors that locally form electrical dipoles. In fact, in this case a chemical bond force occurs, which locally increases the capillary force. To achieve this, the presence of oxygen as well as sulfur is allowed in the surface sub-layer.

바람직한 배열에 따라, 산화는 프랑스 특허 제 2 525 637호에서와 같이 일반적으로 350 내지 450℃의 온도 범위에서 용융염욕내에서 수행된다.According to a preferred arrangement, the oxidation is carried out in a molten salt bath, generally in the temperature range of 350 to 450 ° C. as in French Patent No. 2 525 637.

본발명의 특성과 다른 장점들은 실험예로 설명된 하기의 설명으로 부터 보다 더 잘 나타날 것이다.The features and other advantages of the present invention will be better seen from the following description set forth by way of example.

실시예 1Example 1

XC 38 강인 직경 35mm의 링과 30×18×8mm 인 판으로 이루어진 시편을 조합하여 사용한다.XC 38 steel 35 mm diameter ring and 30 × 18 × 8 mm plates are used in combination.

이들 시편을 용융염욕에서 질화하는데 염욕은 프랑스 특허출원 제 2 171 993 호와 2 271 307 호에서와 같이 나트륨, 칼륨 및 리튬 시아네이트와 카보네이트와 CNO-시아네이트 이온 37 중량% 와 약 10ppm의 S2-이온을 포함하며 욕온도는 570 ± 15℃이고 부품의 침지 시간는 90분 이었다.Nitriding these specimens in a molten salt bath, the salt bath of 37% by weight of sodium, potassium and lithium cyanates and carbonates and CNO - cyanate ions and about 10 ppm of S 2 , as in French patent applications 2 171 993 and 2 271 307 It contains ions and the bath temperature is 570 ± 15 ℃ and the part immersion time is 90 minutes.

중량조성으로 황질화층은 약 87%의 철ε질화물( Fe2-3N ), 약 10%의 τ' 질화물( Fe4N ), 잔부는 산화철, 황화철 및 산황화철로 이루어져 있다. 경도는 600 HV 0.1 이다.By weight composition, the sulfide layer is composed of about 87% iron ε nitride (Fe 2-3 N), about 10% τ 'nitride (Fe 4 N), and the balance consists of iron oxide, iron sulfide, and iron oxysulfide. The hardness is 600 HV 0.1.

구조적으로 술포나이트라이드화 층은 8μm 두께의 조밀 딥 서브- 레이어와 7μm 두께의 기공성 표면 서브- 레이어를 포함하여 두께가 15μm 이고 기공의 직경은 1 내지 2.5μm 의 범위이고 최대 기공밀도부는 1.5 내지 2μm 의 범위이다.Structurally, the sulfonitized layer comprises an 8 μm thick deep sub-layer and a 7 μm porous surface sub-layer with a thickness of 15 μm, pore diameters ranging from 1 to 2.5 μm, and maximum pore densities from 1.5 to It is in the range of 2 m.

질화욕에서 부품을 꺼내서 프랑스 특허출원 제 2 525 637호에서와 같이 420± 15℃의 온도인 염욕에 20분간 침지시킨다.The parts are removed from the nitriding bath and soaked for 20 minutes in a salt bath at a temperature of 420 ± 15 ° C as in French Patent Application No. 2 525 637.

상기 처리후에 부품의 질화층은 6%의 τ' 질화물을 포함하는 ε질화물로 이루어지며 모든 산황화물은 산소가 표면으로 부터 2 내지 3미크론 삽입되어 있는 마그네타이트 산화철( Fe2O4)로 변환된다.After the treatment, the nitride layer of the part consists of ε nitride containing 6% τ 'nitride and all of the oxysulfides are converted to magnetite iron oxide (Fe 2 O 4 ) with oxygen intercalated 2-3 microns from the surface.

표면조도는 0.6μ CLA 이다.The surface roughness is 0.6 μ CLA.

표준 염 미스트내에서의 내식성은 질화된 부품의 경우에는 50 내지 60시간이고 질화된 후에 산화된 부품의 경우에는 200 내지 250시간 이었으며 처리전의 부품은 단 몇시간 후에 번성된 부식을 나타내었다.Corrosion resistance in standard salt mist was 50 to 60 hours for nitrided parts and 200 to 250 hours for oxidized parts after nitriding and the parts before treatment showed a flourishing corrosion after only a few hours.

회전링을 슬라이딩 속도 0.55m/s 로 초기값 10 daN으로 부터 직선적으로 하중을 증가시키면서 직사각형 판에 지지하는 마찰테스트에서 질화된 부품에 대해 시험시간이 30분에 이르렀고 두 부품의 점증적인 마모는 50μm 였고 마찰계수는 0.40 이었다. 질화된 다음에 산화된 부품에 있어서 이들 수치는 각각 45분의 시험시간, 40μm 인 점증적인 마모 및 0.30인 마찰계수로 바뀌었다.In the friction test supporting the rectangular plate while linearly increasing the load from the initial value of 10 daN at a sliding speed of 0.55 m / s, the test time reached 30 minutes for the nitrided parts and the incremental wear of the two parts was 50 μm. The coefficient of friction was 0.40. For nitrided and oxidized parts, these values were changed to a test time of 45 minutes, incremental wear of 40 μm and a coefficient of friction of 0.30, respectively.

그렇게 질화된 다음에 산화된 부품에 대한 함침을 150℃의 용융된 폴리에틸렌 왁스에 2분간 침지하여 수행하였다. 용융왁스욕에서 꺼내어 부품을 청결하고 건조한 천으로 닦았다.Impregnation of the oxidized parts after such nitriding was carried out by immersion in molten polyethylene wax at 150 ° C. for 2 minutes. The parts were removed from the molten wax bath and wiped with a clean, dry cloth.

점성이 있는 상의 표면장력은 32mN/m이였고 고상, 여기서는 술폰나이트라이드 처리된 후에 산화된 층과 점성이 있는 상 사이의 접촉각은 41°였다.The surface tension of the viscous phase was 32 mN / m and the solid phase, here the contact angle between the oxidized layer and the viscous phase after sulfonitride treatment was 41 °.

내식성은 2000h 를 초과하였고 한편 마찰시험는 50분간 계속될 수 있었고 점증적 마모는 단지 25μm 이고 마찰계수는 0.18이였다.The corrosion resistance exceeded 2000h while the friction test could last 50 minutes with incremental wear only 25μm and coefficient of friction 0.18.

동일한 종류의 실험이 암모니아 분위기 내에서 기체적인 방법 또는 질소분위기에서의 이온법중 어느한 방법에 의해 질화된 부품에 행해졌다. 비교결과를 얻었다.Experiments of the same kind have been carried out on nitrided parts by either a gaseous method in an ammonia atmosphere or an ionic method in a nitrogen atmosphere. A comparison result was obtained.

마찬가지로, 질소/ 탄소 매체내에서 예컨대 염욕내 또는 기체법에 의해 열화학적 질탄화처리(nitrocarburizing treatment)를 행함으로써 탄소취하 효과를 제한하는데 실제로는 표면의 확산층내에서 3%로 제한된다.Likewise, the effect of carbon withdrawal is limited by performing a thermochemical nitrocarburizing treatment in a nitrogen / carbon medium such as in a salt bath or by a gas method, which in practice is limited to 3% in the surface diffusion layer.

열화학적 처리에 후속한 산화는 염욕내에서 뿐아니라 단순한 또는 이온화된 가스법에 의해 수행될 수 있다는 것이 확인되었다.It has been found that the oxidation following the thermochemical treatment can be carried out not only in the salt bath but also by a simple or ionized gas method.

최종 피복는 부품을 용융왁스의 욕이 아닌 용해된 상태에서 상기 왁스를 함유하는 용매내에 침지함으로써 수행될 수 있다.The final coating can be carried out by immersing the part in a solvent containing the wax in the dissolved state rather than a bath of molten wax.

일련의 실시예는 실제 산업을 대표하는 전형적인 부품에 본발명을 적용하는 것을 후술한다.A series of embodiments will be described below applying the present invention to typical components representative of the actual industry.

실시예 2Example 2

질화처리는 프랑스 특허출원 제 2 171 993호와 2 271 307 호에 설명된 조건에 따라서 형태가 복잡하고 각인되어 있고 펀칭된 벤트 시트금속의 자동차 잠금부품에 대해 수행된다.Nitriding is carried out on automotive locking parts of bent sheet metal which are complex, stamped and punched according to the conditions described in French patent applications 2 171 993 and 2 271 307.

질화처리를 끝낸 후에 부품은 프랑스 특허출원 제 2 525 637호에 설명된 조건에 따라 산화처리 된다. 왁스 함침은 백색알콜에 70g/ℓ의 비율로 용해된 상기 왁스에 부품을 침지함으로써 술폰네이트 변성 석유 유도형의 왁스를 사용해서 수행된다.After nitriding, the parts are oxidized according to the conditions described in French patent application No. 2 525 637. Wax impregnation is carried out using a sulfonate modified petroleum derived wax by immersing the part in the wax dissolved in a ratio of 70 g / L in white alcohol.

이렇게 제어된 부품은 자동차 제조업자에 의해 요구되는 모든 요건 특히 백청(white rust) 없이 적어도 200 시간 동안 그리고 적청(red rust) 없이 적어도 400 시간 동안 염 미스트에서의 내식성을 충족시키며 처리된 부품은 염 미스트에 노출되기 전에 120℃의 온도에서 1 시간 동안 가열된다.This controlled part meets all the requirements required by the automotive manufacturer, especially for at least 200 hours without white rust and at least 400 hours without red rust, and the treated parts are salt mist It is heated for 1 hour at a temperature of 120 ° C. before being exposed to.

아연 또는 아연/ 니켈 합금을 도포한 다음에 크롬처리하는 것으로 이루어진 이런 형태의 적용에 현재까지 일반적으로 사용되는 용액은 상기의 요건을 충족시키지 못한다는 것이 발견되었다.It has been found that solutions commonly used to date for this type of application consisting of the application of zinc or zinc / nickel alloys followed by chrome treatment do not meet the above requirements.

동시에 부품의 내식성이 개선됨에 따라, 수십회의 문의 개폐동작 후에도 잠금장치는 매우 부드럽게 작동하였고 마모가 관찰되지 않았으며 개폐동작중 몇몇 동작은 과잉응력과 충격효과를 내기에 충분히 급하게 행해졌다.At the same time, as the corrosion resistance of the parts improved, the locking device operated very smoothly after dozens of door openings and closings, no wear was observed, and some of the openings and closings were urgent enough to produce excessive stress and shock effects.

실시예 3Example 3

실시예 2와 동일한 조건으로 진동하는 와이퍼의 서포트이고 탄소강으로 만들어진 윈드스크린 와이퍼 샤프트를 처리하였다.Windscreen wiper shafts made of carbon steel that were supported by vibrating wipers under the same conditions as in Example 2 were treated.

실시예 1에서와 같은 내식성에 대한 요건들이 여기서도 충족되었고 오일이 함침된 소결된 링에 대한 마찰이 매우 만족스러운 상태에서 발생되었다.The same requirements for corrosion resistance as in Example 1 were also met here and occurred with very satisfactory friction on the oil-impregnated sintered rings.

전해 니켈을 도금하는 것인 현재까지의 해결책은 두가지 결점을 나타내었다: 즉 불충분한 내식성과 부품 집합체에 해로운 날카로운 에지상의 과잉의 두꺼운 도금의 존재.The current solution to plating electrolytic nickel has shown two drawbacks: insufficient corrosion and the presence of excess thick plating on sharp edges that is detrimental to the assembly of parts.

실시예 4Example 4

여전히 상기 실시예와 동일한 조건에서 20 CDV 5 강으로 제조되었고 나무를 30mm 드릴링하고 그 다음에 강을 태핑으로 6mm 드릴링하도록 설계된 태핑나사를 처리하였다.Still in the same conditions as in the above example, a tapping screw was treated which was made of 20 CDV 5 steel and designed to drill wood 30 mm and then drill 6 mm by tapping the steel.

종래의 침탄/퀀칭(quenching)/아연 전기도금과 비교해서 조립후에 나사의 가시부분(말하자면 헤드와 관통단부)뿐만 아니라 나무와 접촉하고 강과 접촉하는 나사부분에서도 마찰계수의 상당한 감소와 내마모성의 실질적인 개선과 내식성의 명백한 향상을 발견하였다.Compared to conventional carburizing / quenching / zinc electroplating, significant reductions in coefficient of friction and substantial improvement in wear resistance not only in the visible parts of the screw (ie the head and through ends) after assembly, but also in the screw contacting with wood and with steel A clear improvement in resistance to corrosion and corrosion was found.

실시예 5Example 5

본 실시예는 35 CD 4 강으로 제조된 트럭엘레베이터와 같은 엘레베이트 미문(tail gate) 또는 포크- 리프트 트럭에서 발견되는 것과 같은 힌지핀에 관한 것이다.This embodiment relates to hinge pins such as those found in elevator tail gate or fork-lift trucks such as truck elevators made of 35 CD 4 steel.

퀀칭/ 소결 열처리 후에 중크롬 아연도금을 채택하는 종래의 해결책과 비교해서 중요한 개선은 부품의 수소 취화의 위험없이 힌지의 다이나믹한 작동에 있어서 마찰계수와 매우 우수한 내식성을 발견하였다.Compared with the conventional solution of adopting heavy chromium zinc plating after quenching / sintering heat treatment, a significant improvement was found in the coefficient of friction and very good corrosion resistance in the dynamic operation of the hinge without the risk of hydrogen embrittlement of the part.

실시예 6Example 6

본발명은 게임볼 또는 보울 특히 보씨 볼 또는 보울로 알려진 프랑스 게임 베탕끄 에 적용된다. 이런 볼 또는 보울은 직경면을 따라 용접된 합금강 25 CD 4 로 만들어진 2개의 반구형 컵으로 제조된다. 수치에 맞게 연마한 후에 열처리하여 전체적으로 110 daN/mm2이상인 특정의 경도를 나타내도록 열처리한다. 그 다음에 전기 4항의 실시예에서와 같이 동일한 표면처리를 한다.The present invention applies to a game ball or bowl, especially the French game Betancque, also known as the Bosch ball or bowl. These balls or bowls are made of two hemispherical cups made of alloy steel 25 CD 4 welded along the diameter plane. After grinding to the numerical value, the heat treatment is performed to give a specific hardness of 110 daN / mm 2 or more as a whole. Then, the same surface treatment is performed as in the embodiment of the foregoing 4.

전문가의 의견에 따르면 이렇게해서 얻어진 볼 또는 보울은 공식적인 참피언전 또는 경기에 참가한 정상급 선수들에게 특히 인기가 있는 일련의 특징 즉 마찰계수와 표면 규칙성을 나타낸다. 이것들은 특히 매우 우수한 내식성, 규정에 틀림없이 부합되는 매우 낮은 마모성이 있는데, 이것은 경기에 의한 중량감소가 표시된 중량보다 15g 이상 작지않고, 손상되지 않고 충격을 견딜 수 있고 광택성 흑색인 매력적인 외관을 갖는다는 것을 의미한다.According to experts, the balls or bowls thus obtained exhibit a set of features that are particularly popular with top athletes in formal championships or competitions: coefficient of friction and surface regularity. These have particularly good corrosion resistance, very low abrasion that must be met by regulation, which has an attractive appearance that can withstand impacts without damage and gloss black without losing weight by more than 15g less than the indicated weight. Means that.

이런 종류의 응용에 있어서, 최종 왁스칠은 경기자 자신이 계속할 수 있다는 것은 명백하다.For this kind of application it is clear that the final waxing can be continued by the player himself.

Claims (4)

처리된 철계금속 부품이, 질화처리와 산화처리 단계 후에 조밀 딥 서브레이어 및 두께가 5 내지 25μm 이고 직경이 0.2 내지 3μm 범위의 관통기공을 나타내며, 분자량이 500 내지 10,000인 탄소질 유기 화합물이고 액상 상태에서 표면장력이 10 내지 73mN/m이고, 표면 레이어의 고상과 액상의 왁스 사이의 접촉각이 0 내지 75°범위인 소수성 왁스로 함침되어 있는, 다공성 표면 서브- 레이어로 이루어진 층을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 철계 금속 부품.The treated iron-based metal part is a carbonaceous organic compound having a molecular weight of 500 to 10,000 and a liquid state after the nitriding and oxidation step, with a dense deep sublayer and through pores having a thickness of 5 to 25 μm and a diameter of 0.2 to 3 μm. Characterized by having a layer of porous surface sub-layer impregnated with hydrophobic wax having a surface tension of 10 to 73 mN / m and a contact angle between the solid phase of the surface layer and the liquid wax in the range of 0 to 75 °. Iron-based metal parts. 제 1 항에 있어서, 표면 서브- 레이어는 고상인 Fe2-3N 을 60% 이상 함유하고 경도가 550 내지 650 HV 0.1 사이이며 조도의 범위가 0.3 내지 1.5μ CLA 인 것을 특징으로 하는 철계 금속 부품.2. The iron-based metal part according to claim 1, wherein the surface sub-layer contains at least 60% of a solid Fe 2-3 N, a hardness of 550 to 650 HV 0.1, and a range of roughness of 0.3 to 1.5 mu CLA. . 제 1 항에 있어서, 왁스는 천연왁스, 인조왁스 및 변종석유 잔유물로 이루어진 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 철계 금속 부품.The iron-based metal part according to claim 1, wherein the wax is selected from the group consisting of natural waxes, artificial waxes and petroleum residues. 제 3 항에 있어서, 인조왁스는 플루오르화, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리에스테르 왁스로 이루어진 군으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 철계 금속 부품.4. The iron-based metal part according to claim 3, wherein the artificial wax is selected from the group consisting of fluorinated, polyethylene, polypropylene, and polyester wax.
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