JPH0571661B2 - - Google Patents

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JPH0571661B2
JPH0571661B2 JP63166646A JP16664688A JPH0571661B2 JP H0571661 B2 JPH0571661 B2 JP H0571661B2 JP 63166646 A JP63166646 A JP 63166646A JP 16664688 A JP16664688 A JP 16664688A JP H0571661 B2 JPH0571661 B2 JP H0571661B2
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JP
Japan
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steel material
gas
treatment
corrosion
black
Prior art date
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JP63166646A
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JPS6431957A (en
Inventor
Jon Deibitsudo Sumisu
Sutefuan Eritsuku Banesu
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ZF International UK Ltd
Original Assignee
Lucas Industries Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は耐蝕性鋼材の製造に係わる。さらに詳
細には、美的で素晴らしく、均一で、緻密で、黒
色の仕上がり面を有する耐蝕性鋼材に関するもの
である。
（従来の技術、発明が解決しようとする問題点） 合金鋼材に耐蝕性のイプシロン窒化鉄あるいは
浸炭窒化層を形成させることは、例えば欧州特許
Ａ−0077627号で公知である。また、英国特許Ａ
−2180264号によれば、このような処理層は機械
的表面処理を施した後、ガス酸化を行つて酸素分
の多い表面層を付与することによつて得られる。
本発明は、所定の表面層を有する鋼材を予め定
めたガス酸化させ、次いで所定の表面処理を行え
ば、その鋼材が耐蝕性と美的で素晴らしい、黒色
の外観との両方を共有するものとなるという事実
に基づくものである。
さらに、こうして得られた鋼材は、例えばワツ
クス、シーラントや塗料、油膜等の被膜形成を必
要とせずに使用できる。
（問題点を解決するための手段） 従つて、本願発明の一態様は、鋼材にイプシロ
ン窒化鉄あるいは浸炭窒化表面層を形成させ、次
いでこの表面層を酸化処理することによりなり、
この表面層が形成された後、鋼材をガス酸化温度
に曝し、ガス酸化媒体で酸化させて四三酸化鉄
（Fe3O4）よりなる緻密な黒色被膜を形成させ、
次いで表面酸化処理を行うことを特徴とする耐蝕
性鋼材の製造方法を提供するものである。
本発明の一つの特徴は、この発明の熱処理工程
が同じ処理容器中で、直ちに連続して実施できる
ことである。
本発明の好ましい一態様としては、窒化処理あ
るいは浸炭窒化処理が、その処理温度で、ある処
理容器中で行なわれ、この工程が終わると温度を
ガス酸化温度に調製して、同じ容器中でガス酸化
が実施されることである。好ましくは、窒化処理
あるいは浸炭窒化処理した後、容器から窒化ある
いは浸炭窒化ガスを排出させ、冷却中この容器に
不活性ガスを満たし、次いで酸化工程用のガス酸
化媒体を充填する。
表面処理層を形成させるのに使つたその容器中
でガス酸化を実施することの一つの利点は、ガス
酸化条件を例えば緻密に調節するように予め決め
ることができるので、得られる酸化物が実質的に
四三酸化鉄（Fe3O4）に制約でき、その結果、均
一で緻密で真黒な層となる。
勿論、この方法は、それぞれ別々の容器中で行
うような幾つかの工程でも実施できるが、その場
合別の酸化物の生成を招くような他のガスが存在
するのを避けるように特別の注意を払うべきであ
る。
ガス酸化は、ある一般的な温度、好ましくは約
400〜650℃、さらに好ましくは約500℃で行う。
ガス酸化媒体としては、酸素、発熱性ガス、水蒸
気、窒素ガス、炭酸ガス、もしくはこれらの混合
物であつてもよく、好ましくは、このガス酸化媒
体はリーン天然ガスであつてもよい。また、好ま
しくはこの酸化処理は専ら四三酸化鉄（Fe3O4）
のみよりなる層を形成させるために、約１時間行
うと、得られた鋼材は、均一で、緻密で、黒色の
ものとなる。このガス酸化処理が終わると、鋼材
を冷却し、次いで処理容器から取出す。
表面層は、流動床炉で形成させても、またプラ
ズマ放電処理法で形成させてもよい。
この酸化物層の厚さは、好ましくはこの後、研
磨、ラツピング等の機械的表面調製処理を付与す
るのに十分耐え得るものとする。好ましくは、こ
の酸化物層の厚さは、少なくとも0.2μで1.0μを越
えることはない。
鋼材としては、炭素鋼、非合金鋼、合金鋼等の
いずれであつてもよい。
驚いたことには、この緻密で、黒色の外観が、
英国特許Ａ−2180624号に教示された酸化処理温
度による着色度の調製に基づいて、本発明の方法
によつて鋼材上に形成できた。
本発明の別の好ましい一態様としては、均一
で、黒色の外観の耐蝕性鋼材の製造方法を提供す
ることであつて、この方法は鋼材にイプシロン窒
化鉄あるいは浸炭窒化表面層を形成させ、次いで
この表面層を酸化処理することよりなり、鋼材を
高温壁の真空炉中に置き、不活性ガスを導入し、
温度を窒化あるいは浸炭窒化温度まで上昇させ、
窒化あるいは浸炭窒化ガスを導入して、ある時間
そのガスに曝し、窒化あるいは浸炭窒化ガスを容
器から排出しながらガス酸化温度まで冷却し、ガ
ス酸化媒体、好ましくは発熱性ガスを導入し、こ
のガス酸化媒体に一定時間曝して実質的に四三酸
化鉄（Fe3O4）のみよりなる表面層を形成させ、
窒素ガスのような不活性ガス雰囲気中で任意の温
度まで冷却し、次いで所定の機械的表面処理を行
うことを特徴とするものである。
この冷却は、通常の焼入れ法で迅速に行つても
よいし、また酸化または不活性ガス中で徐々に行
つてもよい。これらの操作は炉内または炉外で行
つてもよい。
本発明は、その後焼入れ工程を実施することを
含めて、上記の方法に基づいて製造された耐蝕性
の黒色鋼を包含するものである。本発明に基づく
鋼材は優れた耐蝕性を有し、真黒で、例えばワツ
クスや油膜のようなシーラントを用いないでその
まゝ使用できる。
本発明を、より十分に理解するために、以下の
実施例に基づき説明する。
（実施例） 英国工業規格BS−970に基づく材料080A37製
のダンパー・ロツドを高温壁真空炉中、610℃で
90分間、アンモニア・ベースの浸炭窒化ガスを用
いて浸炭窒化処理した。この炉中で処理した鋼材
を500℃まで冷却し、その間前記浸炭窒化ガスを
窒素ガスで排出した。温度が500℃に落着いた後、
ポンプ・ダウン・バツク・フイル法を用いて窒素
ガスをリーン天然ガスで迅速に置換し、約１時間
このガスを充満させ、表面層を酸化させて四三酸
化鉄（Fe3O4）を形成させた。得られた緻密な黒
色の層は深さ0.5μにまで達し、外観の好ましい、
均一で緻密な、黒色を呈していた。処理炉と鋼材
は室温まで冷却させ、この冷却期間中窒素ガスを
導入した。
次いで、この黒色のダンパー・ロツドを処理炉
から取出し、研磨して表面処理層が最大0.4μｍ
Raとなるようにした。
こうして得られた、塗料もワツクス・シーラン
トも付与せず、研磨した黒色の耐蝕性ダンパー・
ロツドは、米国材料試験協会規格ASTM−B117
に基づく、中性塩水噴霧試験を行つたが、200時
間の試験後も何らの腐触を示さなかつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼材にイプシロン窒化鉄あるいは浸炭窒化表
    面層を形成させ、次いでこの表面処理層に酸化処
    理を付与することによりなる均一で緻密で黒色の
    仕上り面を有する耐蝕性鋼材の製造方法におい
    て、 鋼材にイプシロン窒化鉄あるいは浸炭窒化表
    面層を形成させ、 前記鋼材を約400°〜650℃のガス酸化温度に
    曝して約0.2〜1.0μの厚さの酸化物層を形成さ
    せ、実質的に四三酸化鉄（Fe3O4）よりなる均
    一で緻密で黒色の酸化物層を形成させ、 更に、均一で緻密で黒色の仕上り面に影響を
    及ぼすことなく表面仕上げ処理を順次行なうこ
    とを特長とする耐蝕性鋼材の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
    て、各工程が本質的に同一の真空炉中において、
    順次行なわれることを特長とする耐蝕性鋼材の製
    造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の方
    法において、前記表面仕上げ処理が最大粗度
    0.4μRaの研磨面となることを特長とする耐蝕性
    鋼材の製造方法。
JP63166646A 1987-07-17 1988-07-04 Production corrosion resistant steel material Granted JPS6431957A (en)

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JPS6431957A JPS6431957A (en) 1989-02-02
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EP (1) EP0299625B1 (ja)
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ES (1) ES2045121T3 (ja)
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