JP2017088989A - 鉄系部品の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄後の鉄系部品の表面に焼入れ油を含む水滴が付着して当該水滴に起因した錆が前記表面に発生するのを防止することができる鉄系部品の洗浄方法を提供する。【解決手段】焼入れ油を用いて鉄系部品の焼入れ処理を行った後に、０．１〜０．５質量％の、望ましくは０．２質量％の界面活性剤を添加した洗浄液を用いて前記鉄系部品を洗浄する。界面活性剤としては、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ等のアルカリ系金属成分を含有しない界面活性剤を使用することが望ましい。【選択図】図２

Description

本発明は鉄系部品の洗浄方法に関する。さらに詳しくは、焼入れ油を用いた焼入れ処理を行った鉄系部品の洗浄方法に関する。

鉄系粉末材料を成形及び焼結することで得られる焼結部品は、必要に応じてサイジング処理を行った後に強度を高めるための処理が施される。かかる処理として、焼結部品を焼き入れした後に焼き戻すという熱処理が広く行われている。

焼入れは、例えば８７０℃程度の高温に焼結部品を加熱し、ついで加熱した焼結部品を焼入れ油に浸漬して油冷却することで行われる。油冷却された焼結部品は、例えば２００℃程度の温度まで加熱されることで焼き戻される。

油冷却した焼結部品をそのままの状態で焼き戻すと、焼結部品に付着した焼入れ油が燃えてススが発生し、当該ススが焼結部品に付着して美観を損ねるため、通常、焼入れ処理を行った焼結部品は湯又は水で洗浄される。焼結部品の洗浄は、洗浄槽内に満たされた湯又は水の中に焼結部品を浸し、当該焼結部品を搖動させるか、又は、当該焼結部品に気泡を吹き付ける（バブリング）ことで行われている。

しかし、洗浄後に焼結部品を洗浄槽から引き上げるときに洗浄液（湯又は水）と焼入れ油が混ざった水滴ｗが当該焼結部品に付着することがある（図３参照）。前述した搖動又はバブリングによって焼結部品の表面から離脱した焼入れ油は洗浄槽内の湯又は水からなる洗浄液の液面に浮かび上がる。この液面に浮かぶ焼入れ油はオーバーフローさせることで槽内から除去されているが、除去しきれずに液面に残った焼入れ油が洗浄液と混ざり水滴ｗとなって槽内から引き上げられる焼結部品に付着してしまう。

油分を含む水滴ｗが焼結部品の表面に残ると、焼き戻し工程において当該水滴ｗの輪郭形状に、すなわちリング形状に洗浄液の成分が凝縮する。洗浄液である湯又は水（水道水又は工業用水）には塩素が含まれているが、凝縮した洗浄液成分中の塩素が鉄と酸素の反応を活性化させるため、焼結部品にリング形状の錆が発生してしまう（図４の丸印内参照）。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、洗浄後の鉄系部品の表面に焼入れ油を含む水滴が付着して当該水滴に起因した錆が前記表面に発生するのを防止することができる鉄系部品の洗浄方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る鉄系部品の洗浄方法は、焼入れ油を用いて鉄系部品の焼入れ処理を行った後に当該鉄系部品を洗浄する洗浄方法であって、
０．１〜０．５質量％の界面活性剤を添加した洗浄液を用いて前記鉄系部品を洗浄する。

上記発明によれば、洗浄後の鉄系部品の表面に焼入れ油を含む水滴が付着して当該水滴に起因した錆が前記表面に発生するのを防止することができる。

本発明の洗浄方法の一実施形態の説明図である。 本発明の一実施形態に係る洗浄方法において洗浄槽から引き上げた焼結部品の表面の一部を示す写真である。 従来の洗浄方法において鉄系部品の表面に発生した水滴を示す写真である。 水滴に起因して、鉄系部品の表面に発生したリング状の錆を示す写真である。

〔本発明の実施形態の説明〕
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る鉄系部品の洗浄方法（以下、単に「洗浄方法」ともいう）は、
（１）焼入れ油を用いて鉄系部品の焼入れ処理を行った後に当該鉄系部品を洗浄する洗浄方法であって、
０．１〜０．５質量％の界面活性剤を添加した洗浄液を用いて前記鉄系部品を洗浄する。

本態様に係る洗浄方法は、所定量の界面活性剤を添加した洗浄液を用いて焼入れ後の鉄系部品を洗浄している。界面活性剤を添加しているので鉄系部品の表面に付着していた焼入れ油の当該表面からの離脱が促進され、また、離脱した焼入れ油は界面活性剤によって分散されて洗浄液を収容する洗浄槽の縁部ないし隅部に溜まっていく。このため、洗浄槽の液面の中央付近に浮かぶ油分の量が少なくなる。さらに、界面活性剤を添加することで濡れ性が高まるので、洗浄槽から鉄系部品を引き上げるときに当該鉄系部品は全体的にかつ均一に濡れ、従来のような水滴が鉄系部品の表面にできることがない。このため、水滴に起因するリング形状のシミ（乾燥により凝縮した洗浄液成分）ができることがなく、その結果、凝縮した洗浄液成分中の塩素が鉄と酸素の反応を活性化させて焼結部品にリング形状の錆を発生させるのを防止することができる。
なお、界面活性剤の添加量が０．１質量％未満であると、前述した界面活性剤の効果が小さく、鉄系部品の表面に水滴が残ることがあり、一方、界面活性剤の添加量が０．５質量％を超えると、焼き戻し時に当該界面活性剤に起因するススが発生して鉄系部品に付着することがある。

（２）上記（１）の洗浄方法において、前記界面活性剤の添加量が０．２質量％であることが望ましい。この場合、焼入れ油が混ざった水滴が焼結部品の表面に付着するのを効果的に防止することができ、当該焼結部品にリング形状の錆が発生するのを防止することができる。

（３）上記（１）又は（２）の洗浄方法において、前記界面活性剤は実質的に金属成分を含有しない界面活性剤であることが望ましい。この場合、焼き戻し後に当該金属成分に起因する残渣が鉄系部品の表面に残るのを防止することができる。

（４）上記（１）〜（３）の洗浄方法において、前記鉄系部品を、鉄系粉末材料を成形及び焼結した焼結部品とすることができる。

〔本発明の実施形態の詳細〕
以下、本発明の洗浄方法を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施形態に係る洗浄方法は、鉄系粉末材料を粉末成形装置を用いて所望の形状に成形した成形体ないし圧粉体を加熱して焼結部品とし、必要に応じてサイジング処理を施した焼結部品に焼入れ処理をした後に行われる洗浄方法である。

焼入れ処理は、例えば８７０℃程度の高温に焼結部品を加熱し、ついで加熱した焼結部品を焼入れ油に浸漬して油冷却することで行われる。

油冷却された焼結部品の表面には焼入れ油が付着しており、この付着した焼入れ油をそのままにして焼結部品を焼き戻すと、焼結部品に付着した焼入れ油が燃えてススが発生し、当該ススが焼結部品に付着して美観を損ねるため、焼入れ処理を行った焼結部品を湯又は水（水道水又は工業用水）で洗浄する。水道水又は工業用水には、消毒のための塩素が残留している。

洗浄は、図１に示されるように、湯又は水からなる洗浄液１が満たされた洗浄槽２に油冷却された焼結部品３を浸漬し、この状態の焼結部品３を搖動機構（図示せず）を用いて搖動させるか、又は、当該焼結部品３に気泡を吹き付ける（バブリング）ことで行うことができる。焼結部品３を搖動させつつ、当該焼結部品３に気泡を吹き付けるようにしてもよい。搖動は、例えば２分間程度行われ、また、バブリングは、例えば２分間程度行われる。

本実施形態では、洗浄液１中に０．１〜０．５質量％の界面活性剤を添加している。界面活性剤を添加することで、焼結部品３の表面に付着していた焼入れ油が当該表面から離脱するのを促進させることができる。また、離脱した焼入れ油は界面活性剤によって分散されて洗浄槽２の縁部ないし隅部２ａに溜まっていく。縁部ないし隅部２ａに集まってきた焼入れ油４は、洗浄槽２内の洗浄液１をオーバーフローさせることで、洗浄槽２に隣接して配設された廃液回収部５内に移動させることができる。これにより、洗浄槽２の液面２ｂの中央付近の油分の量を少なくすることができる。

また、界面活性剤を添加することにより洗浄液の濡れ性が高まるので、洗浄処理が終わった後に焼結部品３を洗浄槽１から引き上げるときに当該焼結部品３は、図２に示されるように、全体的にかつ均一に濡れ、従来のような焼入れ油が混ざった水滴が焼結部品３の表面にできることがない。このため、水滴に起因するリング形状のシミ（乾燥により凝縮した洗浄液成分）ができることがなく、その結果、凝縮した洗浄液成分中の塩素が鉄と酸素の反応を活性化させて焼結部品３にリング形状の錆を発生させるのを防止することができる。

界面活性剤としては、例えばキレストライトＷ−１Ｍ（商品名。キレスト株式会社製）等を使用することができ、本発明において特に限定されるものではないが、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ等のアルカリ系金属成分を含有しない界面活性剤を使用することが望ましい。金属成分を含有しない界面活性剤を用いることで、焼き戻し後に当該金属成分に起因する残渣が焼結部品３の表面に残るのを防止することができる。

界面活性剤の添加量は０．１〜０．５質量％の範囲内である。界面活性剤の添加量が０．１質量％未満であると、前述した界面活性剤の効果が小さく、焼結部品３の表面に水滴が残ることがあり、一方、界面活性剤の添加量が０．５質量％を超えると、焼き戻し時に当該界面活性剤に起因するススが発生して焼結部品３に付着することがある。前述した範囲の内、界面活性剤の添加量は、０．２質量％であることが望ましく、この程度の添加量であると、焼入れ油が混ざった水滴が焼結部品３に付着するのを効果的に防止することができ、当該焼結部品３にリング形状の錆が発生するのを防止することができる。

〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、鉄系粉末材料から作製した焼結部品を焼入れ油を用いて焼入れ処理を施し、その後洗浄しているが、本発明の洗浄方法は、焼結部品以外の鉄系部品全般に適用することができる。焼入れ油を用いて焼入れ処理を行う、焼結部品以外の鉄系部品についても、洗浄液に０．１〜０．５質量％の界面活性剤を添加することで当該鉄系部品の表面に水滴に起因するリング形状の錆が発生するのを防止することができる。

また、前述した実施形態では、焼入れ時に使用する焼入れ油を対象にして洗浄方法を説明しているが、サイジング油を用いてサイジング処理を行う場合は、かかるサイジング油が焼結部品の表面に付着していることがあり、界面活性剤は、かかるサイジング油に対しても焼入れ油に対してと同様の作用効果を奏することができる。したがって、本発明の洗浄方法は、焼入れ油とともにサイジング油が付着した焼結部品にも適用することができる。

１ ：洗浄液
２ ：洗浄槽
２ａ：縁部ないし隅部
２ｂ：液面
３ ：焼結部品
４ ：焼入れ油
５ ：廃液回収部
ｗ ：水滴

Claims (4)

1. 焼入れ油を用いて鉄系部品の焼入れ処理を行った後に当該鉄系部品を洗浄する洗浄方法であって、
   ０．１〜０．５質量％の界面活性剤を添加した洗浄液を用いて前記鉄系部品を洗浄する、鉄系部品の洗浄方法。
2. 前記界面活性剤の添加量が０．２質量％である、請求項１に記載の鉄系部品の洗浄方法。
3. 前記界面活性剤は実質的に金属成分を含有しない界面活性剤である、請求項１又は請求項２に記載の鉄系部品の洗浄方法。
4. 前記鉄系部品は、鉄系粉末材料を成形及び焼結した焼結部品である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の鉄系部品の洗浄方法。