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JP3100342B2 - Low carbon steel or stainless steel with corrosion resistant nitride film - Google Patents
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JP3100342B2 - Low carbon steel or stainless steel with corrosion resistant nitride film - Google Patents

Low carbon steel or stainless steel with corrosion resistant nitride film

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JP3100342B2
JP3100342B2 JP08239719A JP23971996A JP3100342B2 JP 3100342 B2 JP3100342 B2 JP 3100342B2 JP 08239719 A JP08239719 A JP 08239719A JP 23971996 A JP23971996 A JP 23971996A JP 3100342 B2 JP3100342 B2 JP 3100342B2
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性窒化膜
耐摩耗性および耐食性を付与した低炭素鋼またはステ
ンレス鋼に関する。
The present invention relates to a corrosion-resistant nitride film .
Low carbon steel or stearyl imparted with abrasion resistance and corrosion resistance Ri
Stainless steel .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、耐摩耗性や耐衝撃性を必要と
する機械部品や構造材等のため、ステンレス鋼その他の
鉄系材料に窒化処理により表面改質を施し、必要な特性
を付与することが行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for mechanical parts and structural materials that require wear resistance and impact resistance, stainless steel and other iron-based materials are surface-modified by nitriding treatment to impart necessary characteristics. That is being done.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄系材
料に単に窒化処理を施したのでは、耐食性が不足するの
で、防錆油を塗布する必要を生じる。この場合には使用
中に防錆油が切れるとその切れた部分から錆が生じるこ
ととなる。また、真空機器や半導体製造工程、食品製造
工程等、油分を嫌う用途への使用は困難である。
However, simply subjecting the iron-based material to a nitriding treatment results in insufficient corrosion resistance, so that it becomes necessary to apply a rust-preventive oil. In this case, if the rust preventive oil runs out during use, rust will be generated from the cut portion. Also, it is difficult to use oil-free applications such as vacuum equipment, semiconductor manufacturing processes, and food manufacturing processes.

【0004】また、プラズマ窒化により処理温度を低温
にして窒化処理を行うと耐食性のよい窒化膜が形成され
ることが知られているが、そのような窒化膜は靭性が低
く脆いため、例えば電磁石装置の鉄心のような衝撃の加
わるものには使用できない。また、窒化後にクロム等の
メッキをして耐食性を付与することも考えられるが、メ
ッキ部分の厚さや耐摩耗性の点で難点があり、窒化膜の
利点を活かすことができない。
It is known that a nitride film having good corrosion resistance is formed by performing a nitridation process at a low processing temperature by plasma nitridation. However, such a nitride film has low toughness and is brittle. It cannot be used for devices that are subject to impact, such as the core of a device. It is also conceivable to provide corrosion resistance by plating with chromium or the like after nitriding, but there are difficulties in terms of the thickness of the plated portion and wear resistance, and the advantages of the nitride film cannot be utilized.

【0005】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためになされたものであり、耐食性窒化膜より優れた
耐摩耗性および耐食性を付与低炭素鋼またはステン
レス鋼を提供することを目的とする。
[0005] The present invention has been made to solve the problems of the prior art, low-carbon steel or stainless imparted with more excellent wear resistance and corrosion resistance and corrosion resistance nitride film
It aims to provide less steel .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この問題点を解決しよう
としてなされた本発明は、窒化処理による耐食性窒化膜
を有する低炭素鋼またはステンレス鋼であって、その耐
食性窒化膜は、5μm以上500μm以下の膜厚を有
し、鉄窒化物を含有し、硬度が400HV(ビッカース
硬度)以上1200HV以下であり、さらに、請求項1
の発明にあっては3%NaNO3 水溶液(35℃)浸漬
時の自然電位が−100mV(vsSCE(標準甘汞電
極))より貴であ、請求項2の発明にあっては1%N
aCl水溶液(35℃)浸漬時の自然電位が−200m
V(vsSCE)より貴であ、請求項3の発明にあっ
ては3.5%NaCl水溶液(30℃)浸漬時の孔食電
位V'c100(JIS G 0577)が−200mV(v
sSCE)より貴であ、請求項4の発明にあっては2
軸X線回折測定(Cu−Kα線)における γ−Fe4
(面指数111)ピーク(2θ=約41.0°)の積分
強度のα−Fe(面指数110)ピーク(2θ=約4
4.6°)の積分強度に対する比が0.1以上であるもの
である。なお、本発明にいう低炭素鋼は、後述する表1
に材種Dとして示すものに限る。
Means for Solving the Problems] The present invention has been made in an attempt to solve this problem, the corrosion resistance nitride film that by the nitriding
A low carbon steel or stainless steel having its resistance
The corrosion-resistant nitride film has a thickness of 5 μm or more and 500 μm or less, contains iron nitride, has a hardness of 400 HV (Vickers hardness) or more and 1200 HV or less, and further, 1.
Takashidea than In the invention NaNO 3% 3 solution (35 ° C.) natural potential during immersion -100 mV (vs SCE (standard calomel electrode)) of is, In the invention of claim 2 1% N
Natural potential at the time of immersion in aCl aqueous solution (35 ° C) is -200m
Ri Takashidea than V (vs SCE), wherein there are the 3.5% NaCl aqueous solution (30 ° C.) to the invention of claim 3 during immersion of pitting potential V'c 100 (JIS G 0577) is -200 mV (v
SSCE) Takashidea Ri than, in the invention of claim 4 2
Γ-Fe 4 N in axial X-ray diffraction measurement (Cu-Kα ray)
Α-Fe (plane index 110) peak (2θ = about 4) having an integrated intensity of (plane index 111) peak (2θ = about 41.0 °)
Those specific to the integral intensity of 4.6 °) is 0.1 or more
Der Ru. In addition, the low carbon steel referred to in the present invention is described in Table 1 below.
Limited to those shown as grade D.

【0007】すなわち本発明の低炭素鋼またはステンレ
ス鋼は、被処理材を1.5〜5.0Torrの範囲内(よ
り好ましくは4.0〜4.75Torrの範囲内)の圧力
の窒素−水素混合ガス中で窒化処理することにより得ら
れる。すなわち被処理材を負として350〜450V程
度の電圧を印加し、500〜750℃の範囲内(より好
ましくは500〜650の範囲内)の処理温度で4時間
程度の処理を行う。これにより、5〜500μm程度の
膜厚の窒化膜が形成される。
That is, the low carbon steel or stainless steel of the present invention
The stainless steel is obtained by nitriding the material to be treated in a nitrogen-hydrogen mixed gas at a pressure in the range of 1.5 to 5.0 Torr (more preferably, in the range of 4.0 to 4.75 Torr). . That is, a voltage of about 350 to 450 V is applied with the material to be processed being negative, and the processing is performed for about 4 hours at a processing temperature in the range of 500 to 750 ° C. (more preferably, in the range of 500 to 650). Thus, a nitride film having a thickness of about 5 to 500 μm is formed.

【0008】この窒化膜の形成メカニズムは、次のよう
に考えられている。すなわち、雰囲気ガス中で電離した
窒素イオンが被処理材の電圧降下により加速されて被処
理材に衝突し鉄原子をスパッタする。このスパッタされ
た鉄原子が雰囲気ガス中で窒素と結合した後被処理材の
表面に吸着し、その一部がイオンの衝撃により解離して
窒素が被処理材の内部に進入拡散することによる。
The formation mechanism of this nitride film is considered as follows. That is, the nitrogen ions ionized in the atmosphere gas are accelerated by the voltage drop of the material to be processed, collide with the material to be processed, and sputter iron atoms. This is because the sputtered iron atoms are bonded to nitrogen in the atmosphere gas and then adsorbed on the surface of the material to be treated, a part of which is dissociated by ion bombardment and nitrogen enters and diffuses into the material to be treated.

【0009】この窒化膜中には、進入・拡散した窒素が
被処理材の鉄と結合して生成した窒化鉄(γ−Fe4
)が存在している。被処理材が例えばステンレス鋼の
ようにクロムを含む場合には窒化クロム(CrN)も存
在する。またこれらの他、α−Feの結晶格子中に侵入
型で固溶している窒素原子も存在すると考えられる。好
ましくは、後述する発明の実施の形態および実施例に示
すように、窒化鉄を比較的多く含む表面の上層部分と、
窒化鉄はあまり含まないが固溶窒素は含むと考えられる
下層部分との2層膜構造をなすのがよい。これらによ
り、400〜1200HV程度の硬度が得られ、優れた
耐摩耗性、耐衝撃性が得られる。また、優れた耐食性も
得られる。
In the nitride film, the nitrogen that has entered and diffused is combined with the iron of the material to be processed, and the iron nitride (γ-Fe 4 N
) Is present. If the material to be treated contains chromium, such as stainless steel, chromium nitride (CrN) is also present. In addition to these, it is considered that there is also an interstitial solid solution nitrogen atom in the crystal lattice of α-Fe. Preferably, as shown in the embodiments and examples of the invention described below, an upper layer portion of the surface containing a relatively large amount of iron nitride,
It is preferable to form a two-layer film structure with a lower layer portion that does not contain much iron nitride but contains solute nitrogen. As a result, a hardness of about 400 to 1200 HV can be obtained, and excellent wear resistance and impact resistance can be obtained. Also, excellent corrosion resistance is obtained.

【0010】窒化膜の厚さについては、耐食性の観点か
ら5μm以上あることが望ましい。さらに膜の靭性の観
点を考慮すれば、20μm以上あることがより好まし
い。また厚さの上限については、500μmあれば十分
でそれを超えるものを形成してもコストに見合う特性向
上は期待できない。現実的な使用状況を考えれば300
μmあればほぼ十分である。
The thickness of the nitride film is preferably at least 5 μm from the viewpoint of corrosion resistance. Further, in consideration of the toughness of the film, the thickness is more preferably 20 μm or more. Further, as for the upper limit of the thickness, 500 μm is sufficient, and even if a thickness exceeding 500 μm is formed, it is not possible to expect an improvement in the characteristics corresponding to the cost. 300 for realistic usage
μm is almost enough.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0012】まず、被処理材に施す窒化処理について説
明する。窒化処理は、図14に示す窒化装置10を用い
て行う。窒化装置10は、真空槽11と、その内部に設
けられ被処理材1を載置するステージ13とを有してい
る。真空槽11とステージ13とは、絶縁体23により
互いに絶縁されている。真空槽11には、排気管15と
バルブ17とが設けられ、排気管15は真空ポンプに接
続されている。したがって、バルブ17を開けば真空ポ
ンプにより真空槽11の内部を真空に引くことが可能で
ある。また真空槽11には、ガス導入管19とバルブ2
1とが設けられ、ガス導入管19は窒素と水素との混合
ガスのガス源に接続されている。したがって、真空槽1
1の内部を真空に引いた状態でバルブ21を開けば、窒
素と水素との混合ガスを真空槽11に導入することがで
きる。また、ステージ13には熱電対27が備えられ、
被処理材1の温度を測定できるようになっている。この
熱電対27には絶縁チューブ29が被覆されており、真
空槽11とステージ13との絶縁が図られている。そし
て、真空槽11とステージ13との間には、電源25に
より直流電圧を印加できるようになっている。
First, the nitriding treatment applied to the material to be processed will be described. The nitriding treatment is performed using the nitriding device 10 shown in FIG. The nitriding apparatus 10 includes a vacuum chamber 11 and a stage 13 provided inside the vacuum chamber 11 for mounting the workpiece 1. The vacuum chamber 11 and the stage 13 are insulated from each other by an insulator 23. The vacuum chamber 11 is provided with an exhaust pipe 15 and a valve 17, and the exhaust pipe 15 is connected to a vacuum pump. Therefore, if the valve 17 is opened, the inside of the vacuum chamber 11 can be evacuated by the vacuum pump. The vacuum chamber 11 has a gas introduction pipe 19 and a valve 2.
The gas introduction pipe 19 is connected to a gas source of a mixed gas of nitrogen and hydrogen. Therefore, the vacuum chamber 1
If the valve 21 is opened while the inside of 1 is evacuated, a mixed gas of nitrogen and hydrogen can be introduced into the vacuum chamber 11. The stage 13 is provided with a thermocouple 27,
The temperature of the material to be processed 1 can be measured. The thermocouple 27 is covered with an insulating tube 29 so that the vacuum chamber 11 and the stage 13 are insulated. Then, a DC voltage can be applied between the vacuum chamber 11 and the stage 13 by the power supply 25.

【0013】窒化処理を行うときにはステージ13に被
処理材1を載置し、バルブ17を開いて真空ポンプによ
り真空槽11の内部を真空に引く。そしてバルブ21を
開いて真空槽11に窒素と水素との混合ガスを導入す
る。このとき真空槽11内のガス圧は絶対圧で4Tor
r(全圧)前後に維持する。そして、電源25を用いて
ステージ13と真空槽11との間に350〜450V程
度の直流電圧を印加する。このとき、ステージ13が
負、真空槽11が正となるようにする。すると、混合ガ
ス中の窒素分子の一部が電離して陽イオン(N2 +)とな
り、これがステージ13と真空槽11との間の電圧降下
により被処理材1に向けて加速され、鉄原子をスパッタ
する。スパッタされた鉄原子は雰囲気ガス中で窒素と結
合した後被処理材1の表面に吸着する。そしてその一部
はイオン衝撃を受けつつ解離して窒素が内部に進入拡散
する。進入拡散した窒素は、被処理材の材種や処理時
間、処理温度にもよるが表面から5〜500μm程度の
範囲内に分布し、鉄等の金属元素と化合して窒化物を形
成する。この窒化処理中の被処理材1は、イオンの衝撃
のエネルギーにより加熱され500〜750℃程度の温
度となる。この温度は、熱電対27によりモニタされ
る。
When performing the nitriding treatment, the workpiece 1 is placed on the stage 13, the valve 17 is opened, and the inside of the vacuum chamber 11 is evacuated by a vacuum pump. Then, the valve 21 is opened, and a mixed gas of nitrogen and hydrogen is introduced into the vacuum chamber 11. At this time, the gas pressure in the vacuum chamber 11 is 4 Torr in absolute pressure.
Maintain around r (total pressure). Then, a DC voltage of about 350 to 450 V is applied between the stage 13 and the vacuum chamber 11 using the power supply 25. At this time, the stage 13 is set to be negative and the vacuum chamber 11 is set to be positive. Then, a part of the nitrogen molecules in the mixed gas is ionized to become cations (N 2 + ), which are accelerated toward the material 1 to be processed by a voltage drop between the stage 13 and the vacuum chamber 11, and are iron atoms Is sputtered. The sputtered iron atoms are combined with nitrogen in the atmosphere gas and then adsorbed on the surface of the workpiece 1. Then, a part thereof is dissociated while receiving ion bombardment, and nitrogen enters and diffuses inside. The nitrogen that has entered and diffused is distributed within a range of about 5 to 500 μm from the surface, depending on the type of the material to be processed, the processing time, and the processing temperature, and combines with a metal element such as iron to form a nitride. The workpiece 1 during this nitriding treatment is heated by the energy of ion bombardment to reach a temperature of about 500 to 750 ° C. This temperature is monitored by thermocouple 27.

【0014】被処理材1としては、普通鋼あるいはステ
ンレス鋼その他の鉄系材料を、ステージ13に載置しや
すい形状にして用いる。
As the material 1 to be treated, ordinary steel, stainless steel, or other iron-based material is used in a shape that can be easily mounted on the stage 13.

【0015】このような窒化処理を行うと、被処理材1
の表面に耐食性窒化膜が形成される。4時間程度窒化処
理を行って耐食性窒化膜を形成した被処理材の断面組織
の例を図1の顕微鏡写真に示す。この例では約120μ
mの窒化膜が形成されている。
When such a nitriding treatment is performed, the material to be treated 1
A corrosion resistant nitride film is formed on the surface of the substrate. FIG. 1 shows a micrograph of an example of a cross-sectional structure of a material to be processed on which a corrosion-resistant nitride film is formed by performing a nitriding treatment for about 4 hours. In this example, about 120μ
m nitride film is formed.

【0016】この被処理材の結晶構造をX線回折(θ−
2θ2軸回折法)により解析すると、図5に示すパター
ンが得られる。このパターンにおいて、2θ=約41.
0°および約48.0°のピークは窒化鉄(γ−Fe
4N)のピーク(面指数はそれぞれ111と200)で
あり、2θ=約44.6°のピークはα−Fe(鉄の基
本相)のピークである。そして、 γ−Fe4N(11
1)ピークの積分強度のα−Fe(110)ピークの積
分強度に対する比は0.1以上となる(図5のものでは
200)。なお、この被処理材はクロムを含有する材種
なので、窒化鉄(γ−Fe4N )のピークの他に窒化ク
ロム(CrN)のピークも出ている。また、α−Feの
ピークが出ているのは、窒化膜内といえどもすべての金
属原子が窒素と化合しているわけではないからである。
The crystal structure of the material to be treated is determined by X-ray diffraction (θ-
When analyzed by the 2θ two-axis diffraction method, a pattern shown in FIG. 5 is obtained. In this pattern, 2θ = about 41.
The peaks at 0 ° and about 48.0 ° correspond to the iron nitride (γ-Fe
4 peak of N) (plane indices are each 111 and 200), 2 [Theta] = peak at about 44.6 ° is the peak of the alpha-Fe (basic phase of iron). And γ-Fe 4 N (11
1) The ratio of the integrated intensity of the peak to the integrated intensity of the α-Fe (110) peak is 0.1 or more (200 in FIG. 5). Since the material to be treated contains chromium, a peak of chromium nitride (CrN) appears in addition to the peak of iron nitride (γ-Fe 4 N). Further, the reason why the peak of α-Fe appears is that not all metal atoms are combined with nitrogen even in the nitride film.

【0017】かかる耐食性窒化膜は、ビッカース硬度で
400〜1200HV程度の高い硬度を示す。これは窒
化処理により生成したγ−Fe4N 等の金属窒化物自体
が硬いためであると考えられる。またこの窒化膜は、硬
いだけでなく靭性にも優れ、耐摩耗性や耐衝撃性が高
い。また、耐食性も優れており、空気中に長期間放置し
ても錆を生じない。
The corrosion-resistant nitride film has a high Vickers hardness of about 400 to 1200 HV. This is considered to be because the metal nitride itself such as γ-Fe 4 N generated by the nitriding treatment is hard. This nitride film is not only hard but also excellent in toughness, and has high wear resistance and impact resistance. Also, it has excellent corrosion resistance and does not rust even if left in air for a long time.

【0018】また、電解溶液中での自然電位や分極電位
変化も貴な値を示す。例えば3%NaNO3 水溶液中で
の自然電位はSCEに対し−100mVより貴な値を示
し、1%NaCl水溶液中での自然電位はSCEに対し
−200mVより貴な値を示す。また、孔食電位も貴な
値を示す。すなわち、JIS G 0577規格に従い、
3.5%NaCl水溶液(30℃)に浸漬した状態で自
然分極電位からアノード分極を行ったときの、アノード
分極曲線において電流密度100μA/cm2に対応す
る最も貴な電位(V'c100)が−200mV(vsSC
E)より貴である。
The spontaneous potential and the polarization potential change in the electrolytic solution also show noble values. For example, the spontaneous potential in a 3% NaNO 3 aqueous solution has a value nobler than −100 mV with respect to SCE, and the spontaneous potential in a 1% NaCl aqueous solution has a value nobler than −200 mV with respect to SCE. The pitting potential also shows a noble value. That is, according to the JIS G 0577 standard,
The most noble potential (V′c 100 ) corresponding to a current density of 100 μA / cm 2 in the anodic polarization curve when anodic polarization is performed from the spontaneous polarization potential in a state of being immersed in a 3.5% NaCl aqueous solution (30 ° C.) Is -200 mV (vsSC
E) More precious.

【0019】[0019]

【実施例】以下、いくつかの実施例について窒化膜形成
を実施し、その特性試験を行ったのでその結果を説明す
る。第1実施例は、電解溶液中での自然電位や分極電位
により耐食性の評価を行った例である。
EXAMPLES In the following, the formation of a nitride film was carried out for several examples, and the characteristic test was conducted. The results will be described. The first embodiment is an example in which the corrosion resistance was evaluated based on the spontaneous potential and polarization potential in an electrolytic solution.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】表1に、第1実施例に用いた被処理材の化
学成分を示す。材種A、B、C、Dが本実施例の被処理
材であり、このうち材種A、B、Cはクロムを含有する
ステンレス鋼である。材種Dは低炭素鋼である。材種
E、Fは後述する耐食性試験において比較材として用い
るものであり、材種Eはクロムを含有するステンレス
鋼、材種Fはクロムおよびニッケルを含有するステンレ
ス鋼である。
Table 1 shows the chemical components of the material to be treated used in the first embodiment. Grades A, B, C, and D are the materials to be treated in this embodiment, and among them, grades A, B, and C are chromium-containing stainless steels. Grade D is low carbon steel. Grades E and F are used as comparative materials in a corrosion resistance test described later. Grade E is a stainless steel containing chromium, and grade F is a stainless steel containing chromium and nickel.

【0022】この材種A、B、C、Dの被処理材につい
て、図14の窒化装置10を用いて窒化処理を行った。
窒化処理に際して各被処理材の形状は、直径10mm、
高さ10mmの円柱形状とした。そして処理条件は材種
ごとに表2に示す条件とし、処理時間はいずれも4時間
とした。
The materials A, B, C, and D were subjected to nitriding using the nitriding apparatus 10 shown in FIG.
At the time of nitriding, the shape of each material to be treated is 10 mm in diameter,
It was a column with a height of 10 mm. The processing conditions were as shown in Table 2 for each material type, and the processing time was 4 hours in each case.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】窒化処理後の各被処理材の断面組織の光学
顕微鏡写真を図1〜図4に示す。撮影時の倍率はいずれ
も160倍である。材種A(図1)で約120μm、材
種B(図2)で約160μm、材種C(図3)で約24
0μm、材種D(図4)で約50μmの窒化膜が形成さ
れていることが理解できる。
FIGS. 1 to 4 show optical microscope photographs of the cross-sectional structure of each of the workpieces after the nitriding treatment. The magnification at the time of shooting is 160 times. About 120 μm for grade A (FIG. 1), about 160 μm for grade B (FIG. 2), and about 24 for grade C (FIG. 3).
It can be understood that a nitride film of about 50 μm is formed with 0 μm and the grade D (FIG. 4).

【0025】各被処理材のX線回折測定結果を図5〜図
8に示す。測定はCuターゲットのX線を用いて行っ
た。クロムを含有する材種A(図5)、B(図6)、C
(図7)については窒化鉄(γ−Fe4N )および窒化
クロム(CrN)のピークがみられ、クロムを含有しな
い材種D(図8)については窒化鉄(γ−Fe4N )の
ピークがみられる。またどの被処理材でもα−Fe(鉄
の基本相)のピークが出ているが、すべての金属原子が
窒素と化合しているわけではなく、窒化膜内にもとのα
相が残存しているためである。
The results of X-ray diffraction measurement of each material to be processed are shown in FIGS. The measurement was performed using X-rays of a Cu target. Grade A (Fig. 5), B (Fig. 6), C containing chromium
(7) the peak of iron nitride (gamma-Fe 4 N) and chromium nitride (CrN) was observed for chromium and does not contain grade D of the iron nitride for (FIG. 8) (γ-Fe 4 N ) A peak is seen. In addition, although peaks of α-Fe (a basic phase of iron) appear in all the materials to be processed, not all metal atoms are combined with nitrogen, and α
This is because the phase remains.

【0026】各被処理材のビッカース硬度測定結果を図
9のグラフに示す。各材種とも、窒化膜内では基材の硬
度(約200HV程度)に比べて大幅に硬度が上昇して
いることが理解できる。すなわち材種Aで800〜90
0HV程度、材種Bで800〜1100HV程度、材種
Cで400〜900HV程度、材種Dで300〜500
HV程度の硬度を示している。またここで硬度の上昇が
見られる表面からの深さは、図1〜図4の断面写真から
読み取られる窒化膜の厚さとほぼ一致している。
FIG. 9 is a graph showing the results of measuring the Vickers hardness of each material to be processed. It can be understood that the hardness of each material type is significantly increased in the nitride film as compared with the hardness of the base material (about 200 HV). That is, 800 to 90 for grade A
About 0HV, about 800-1100HV for grade B, about 400-900HV for grade C, 300-500 for grade D
It shows a hardness of about HV. In addition, the depth from the surface where the increase in hardness is observed here substantially matches the thickness of the nitride film read from the cross-sectional photographs of FIGS.

【0027】次に各試料の耐食性試験の結果を説明す
る。耐食性試験は、図15に示す試験装置30を用いて
自然電位と分極電位変化とを測定することにより行っ
た。試験装置30は、水槽31内に測定槽34、補助槽
33、参照槽32とを配置してなる。水槽31には温度
35℃の水Wが満たされており、測定槽34、補助槽3
3、参照槽32を一定温度に保つようになっている。測
定槽34と補助槽33とは共に後述する試験溶液Tで満
たされ、測定槽34には試料1と白金対極39とが配置
されている。なお試料1の測定対象面の面積は、Oリン
グシールにより0.332cm2 とされている。測定槽
34と補助槽33との試験溶液Tはルギン管38で連絡
され、ルギン管38の測定槽34側の端部は試料1の測
定対象面の上方1mmの位置にセットされている。参照
槽32は飽和KCl水溶液Sで満たされ、標準甘汞電極
(SCE)36が配置されている。また、補助槽33と
参照槽32との間には塩橋37が設けられ、両溶液が混
合しないで導通がとられるようになっている。そして、
試料1と白金対極39との間にはガルバノスタット41
が、試料1とSCE36との間には高入力抵抗電圧計4
2が、それぞれ設けられている。
Next, the results of the corrosion resistance test of each sample will be described. The corrosion resistance test was performed by measuring a spontaneous potential and a polarization potential change using a test device 30 shown in FIG. The test apparatus 30 includes a water tank 31, a measurement tank 34, an auxiliary tank 33, and a reference tank 32. The water tank 31 is filled with water W at a temperature of 35 ° C., and the measuring tank 34 and the auxiliary tank 3
3. The reference tank 32 is kept at a constant temperature. The measuring tank 34 and the auxiliary tank 33 are both filled with a test solution T described later, and the sample 1 and the platinum counter electrode 39 are arranged in the measuring tank 34. The area of the measurement target surface of the sample 1 is set to 0.332 cm 2 by an O-ring seal. The test solution T between the measurement tank 34 and the auxiliary tank 33 is connected by a lugine tube 38, and the end of the lugine tube 38 on the measurement tank 34 side is set at a position 1 mm above the surface of the sample 1 to be measured. The reference tank 32 is filled with a saturated aqueous KCl solution S, and a standard calomel electrode (SCE) 36 is provided. In addition, a salt bridge 37 is provided between the auxiliary tank 33 and the reference tank 32 so that the two solutions do not mix and conduct. And
Galvanostat 41 is placed between sample 1 and platinum counter electrode 39.
However, there is a high input resistance voltmeter 4 between the sample 1 and the SCE 36.
2 are provided respectively.

【0028】まず、試験溶液Tを3%NaNO3 水溶液
として、各材種A〜Dの処理済材の他、各材種A〜Dの
未処理材および比較材種E、Fについて測定した。
First, using the test solution T as a 3% NaNO 3 aqueous solution, in addition to the treated materials of the grades A to D, the untreated materials of the grades A to D and the comparative grades E and F were measured.

【0029】自然電位は、試料1を測定槽34に浸漬
し、15分経過して安定した後の高入力抵抗電圧計42
の読み値である。このときガルバノスタット41は作動
させない。この結果を図10のグラフに示す。図10か
ら、材種A〜Dの各被処理材とも、−100〜0mVの
範囲内の良好な値を示していることが理解できる。特
に、材種A、Bの被処理材は0mVに近い優れた値を示
している。また、クロムを含有しない材種Dでは、未処
理材の−650mVに対して処理済材は−80mV程度
と、窒化処理により著しく貴に変位している。
The natural potential is measured by immersing the sample 1 in the measuring tank 34 and stabilizing it for 15 minutes, and then setting the high input resistance voltmeter 42
Is the reading of. At this time, the galvanostat 41 is not operated. The results are shown in the graph of FIG. From FIG. 10, it can be understood that each of the materials to be treated of the grades A to D shows a good value in the range of −100 to 0 mV. In particular, the materials to be treated of the grades A and B show excellent values close to 0 mV. In the case of the material D containing no chromium, the treated material is about -80 mV compared to -650 mV of the untreated material.

【0030】分極電位変化は、自然電位測定後直ちにガ
ルバノスタット41を用いて試料1と白金対極39との
間に1.5μAの直流電流を試料1がアノードとなる向
きに流し、1分後の高入力抵抗電圧計42の読み値の自
然電位からの変化分である。この結果を図11のグラフ
に示す。図11から、材種A〜Dの各被処理材とも、1
00〜250mVの範囲内の良好な値を示していること
が理解できる。特に、普通鋼である材種Dでは、未処理
材の約10mVに対して処理済材は約130mV程度
と、窒化処理により著しく大きな分極を見せている。
The polarization potential was changed by using a galvanostat 41 immediately after the measurement of the spontaneous potential, and applying a direct current of 1.5 μA between the sample 1 and the platinum counter electrode 39 in a direction in which the sample 1 became an anode. This is the amount of change in the read value of the high input resistance voltmeter 42 from the natural potential. The results are shown in the graph of FIG. From FIG. 11, each of the materials to be treated of the grades A to D is 1
It can be understood that a good value in the range of 00 to 250 mV is shown. In particular, in the case of grade D, which is ordinary steel, the treated material has a remarkably large polarization due to the nitriding treatment, with the treated material having a strength of about 130 mV, compared to the untreated material of about 10 mV.

【0031】そして、図10の自然電位測定で特に優れ
た値を示した材種A、Bと比較材について、試験溶液T
を1%NaCl水溶液に変更して同様の測定を行った。
この試験溶液中での自然電位を図12のグラフに示す。
材種A、Bとも、処理済材は未処理材より200mV以
上貴な電位を示している。また、この試験溶液中での分
極電位変化を図13のグラフに示す。材種A、Bとも、
処理済材は未処理材より100mV程度分極が大きくな
っている。
Then, for the grades A and B which showed particularly excellent values in the self potential measurement shown in FIG.
Was changed to a 1% NaCl aqueous solution, and the same measurement was performed.
The graph of FIG. 12 shows the spontaneous potential in this test solution.
In both of the grades A and B, the treated material has a potential higher than the untreated material by 200 mV or more. The change in polarization potential in this test solution is shown in the graph of FIG. For grades A and B,
The treated material has about 100 mV more polarization than the untreated material.

【0032】図10〜図13の測定結果により、A〜D
の各材種とも処理済材の耐食性が良好であることが理解
できる。
According to the measurement results shown in FIGS.
It can be understood that the corrosion resistance of the treated material is good for each material type.

【0033】次に第2実施例として、前記の材種A、
B、Dについて、窒化処理時の処理温度を少しずつ変化
させて処理品を作製し、X線回折のピーク積分強度比と
孔食電位とにより特性評価を行った例を説明する。この
実施例では、表3に示す各条件で処理品を作製した。
Next, as a second embodiment, the above-mentioned grade A,
For B and D, an example will be described in which a processed product is manufactured by gradually changing the processing temperature during the nitriding process, and the characteristics are evaluated based on the peak integrated intensity ratio of X-ray diffraction and the pitting potential. In this example, processed products were manufactured under the conditions shown in Table 3.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】窒化処理後の各処理品の、断面組織の光学
顕微鏡写真を図16〜図19に、X線回折測定結果を図
20〜図23に、それぞれ示す。これらの各処理品の、
断面組織から読みとった膜厚と、X線回折パターンから
読みとったピーク強度比(γ−Fe4N(111)/α
−Fe(110) 、積分強度の比)と、孔食電位(そ
の測定方法は後述する)とを表4に示す。なおこれらの
各処理品はいずれも、ビッカース硬度を測定すると40
0HV以上の良好な値を示す。
Optical micrographs of the cross-sectional structure of each of the processed products after the nitriding treatment are shown in FIGS. 16 to 19, and the results of X-ray diffraction measurement are shown in FIGS. 20 to 23, respectively. For each of these processed products,
The film thickness read from the cross-sectional structure and the peak intensity ratio (γ-Fe 4 N (111) / α) read from the X-ray diffraction pattern
Table 4 shows -Fe (110), the ratio of the integrated intensity) and the pitting corrosion potential (the measuring method will be described later). Each of these treated products had a Vickers hardness of 40 when measured.
It shows a good value of 0 HV or more.

【0036】[0036]

【表4】 [Table 4]

【0037】表4のX線回折強度比の欄によれば、材種
Aのものでは処理温度600℃および620℃の処理品
で強度比0.1以上の良好な値が得られている。材種B
のものでは処理温度600℃ないし640℃の処理品で
強度比0.1以上の良好な値が得られている。材種Dの
ものでは処理温度500℃から600℃にわたるすべて
の処理品で強度比0.1以上の良好な値が得られてい
る。なお図20、図21のX線回折パターンによれば、
クロムを含有する材種A、材種Bのものでは窒化クロム
(CrN)のピークも出ている。また、表4のX線回折
強度比と窒化処理の処理温度との関係は、図24のグラ
フに示すように強い相関性があり、処理温度が高いとγ
−Fe4N のピークが相対的に弱くなる傾向が読みとら
れる。
According to the column of X-ray diffraction intensity ratio in Table 4, in the case of grade A, good values having an intensity ratio of 0.1 or more were obtained in the processed products at processing temperatures of 600 ° C. and 620 ° C. Grade B
In the case of No. 1, good values having an intensity ratio of 0.1 or more were obtained in the processed products at a processing temperature of 600 to 640 ° C. In the case of the material type D, a good value having an intensity ratio of 0.1 or more was obtained in all the processed products at a processing temperature of 500 ° C. to 600 ° C. According to the X-ray diffraction patterns of FIGS.
Chromium-containing grades A and B also have chromium nitride (CrN) peaks. Further, the relationship between the X-ray diffraction intensity ratio and the nitriding treatment temperature in Table 4 has a strong correlation as shown in the graph of FIG.
Peak of -fe 4 N is relatively weaker tendency is read.

【0038】また、図16〜図19の断面組織によれ
ば、多くの処理品において、窒化層が上層と下層との2
層をなしている。中でも顕著なのは材種Dの処理温度5
40℃および560℃のものである。540℃のもので
は、写真中に白く現れている上層が約9μm、その下に
黒く現れている下層が約14μm存在している。560
℃のものでは、上層が約13μm、下層が約37μm存
在している。表4の膜厚の欄に示した数値は、上層と下
層との合計の膜厚である。この上層は、窒化鉄(材種
A、材種Bの場合には窒化鉄および窒化クロム)が比較
的多く含まれる層であると考えられる。一方下層は、窒
化鉄や窒化クロムはあまり含まれないが金属結晶の格子
中に窒素原子が侵入型固溶している層であると考えられ
る。なお、これらの処理品で上層のみを研磨して除去し
てからX線回折測定を行ったところ窒化鉄や窒化クロム
のピークはほとんど見られなかった。
Further, according to the cross-sectional structures shown in FIGS. 16 to 19, in many processed products, the nitrided layer is composed of the upper layer and the lower layer.
In layers. The most remarkable is the processing temperature of grade D5.
40 ° C and 560 ° C. At 540 ° C., the upper layer that appears white in the photograph is about 9 μm, and the lower layer that appears black below it is about 14 μm. 560
In the case of ° C., the upper layer is about 13 μm and the lower layer is about 37 μm. The numerical values shown in the column of the film thickness in Table 4 are the total film thickness of the upper layer and the lower layer. This upper layer is considered to be a layer containing a relatively large amount of iron nitride (iron nitride and chromium nitride in the case of grade A and grade B). On the other hand, the lower layer is considered to be a layer that does not contain much iron nitride or chromium nitride, but has nitrogen atoms interstitial solid solution in the lattice of the metal crystal. In addition, when only the upper layer was polished and removed from these treated products, and X-ray diffraction measurement was performed, almost no peak of iron nitride or chromium nitride was observed.

【0039】上層は、その中に含まれる窒化鉄や窒化ク
ロムにより、窒化膜のすぐれた硬度、耐食性等の特性を
主として担っている層であると考えられる。そして下層
は、特に硬度の点において上層と下地との中間の特性を
有することにより、硬い上層が衝撃等により剥離するの
を防止しているものと考えられる。
The upper layer is considered to be a layer mainly responsible for the properties such as excellent hardness and corrosion resistance of the nitride film due to iron nitride and chromium nitride contained therein. It is considered that the lower layer has an intermediate property between the upper layer and the base in terms of hardness in particular, thereby preventing the hard upper layer from peeling off due to impact or the like.

【0040】次に孔食電位について説明する。ここでの
孔食電位の測定はJIS G 0577規格により行っ
た。すなわち図15の試験装置30において、ガルバノ
スタット41および高入力抵抗電圧計42をポテンショ
スタットおよび電位掃引装置で置き換え、試験溶液Tを
3.5%NaCl水溶液とし、そして水槽31の水Wの
温度を30℃とする。この状態で測定槽34の試験溶液
Tを窒素ガスN2 またはアルゴンガスArで脱気しつ
つ、電位掃引装置により試料1を自然浸漬電位から掃引
速度20mV/分の動電位法で、アノード電流密度が5
00μA/cm2 に達するまでアノード分極する。この
ときのアノード分極曲線においてアノード電流密度10
0μA/cm2 に対応する最も貴な電位が孔食電位V'
100である。
Next, the pitting potential will be described. The measurement of the pitting potential here was performed according to JIS G 0577 standard. That is, in the test apparatus 30 of FIG. 15, the galvanostat 41 and the high input resistance voltmeter 42 are replaced with a potentiostat and a potential sweeping device, the test solution T is a 3.5% NaCl aqueous solution, and the temperature of the water W in the water tank 31 is reduced. 30 ° C. In this state, while the test solution T in the measuring tank 34 was degassed with nitrogen gas N 2 or argon gas Ar, the potential sweeping device was used to sweep the sample 1 from the spontaneous immersion potential by the electrokinetic method at a sweep rate of 20 mV / min. Is 5
Anodize until reaching 00 μA / cm 2 . In the anode polarization curve at this time, the anode current density 10
The most noble potential corresponding to 0 μA / cm 2 is the pitting potential V ′.
c is 100 .

【0041】表4の孔食電位V'c100の欄には、各処理
品ごとに3個ずつ試料を用意してそれぞれ測定した値と
それらの平均値とが記載されている。この平均値とX線
回折パターンのピーク強度比との関係は、図25のグラ
フに示すように強い相関性があり、γ−Fe4N のピー
ク強度が相対的に強い(グラフ中強度比の数値が大き
い)ほど孔食電位V'c100が高い(耐食性が優れる)傾
向が読みとられる。これより、γ−Fe4N の存在が窒
化膜の高い耐食性に貢献しているものと理解される。
In the column of pitting potential V'c 100 in Table 4, three samples are prepared for each processed product, and the measured values and their average values are described. The relationship between the average value and the peak intensity ratio of the X-ray diffraction pattern has a strong correlation as shown in the graph of FIG. 25, and the peak intensity of γ-Fe 4 N is relatively strong (the intensity ratio in the graph is lower). It can be seen that the larger the value, the higher the pitting potential V'c 100 (the better the corrosion resistance). From this, it is understood that the presence of γ-Fe 4 N contributes to the high corrosion resistance of the nitride film.

【0042】以上実施の形態および実施例を用いて説明
したように、鉄系の材料である被処理材に窒化処理を施
すことにより、窒化鉄や窒化クロムのような窒化物を含
有する窒化膜が5〜500μm程度形成される。この窒
化膜は優れた硬度を示し耐摩耗性や耐衝撃性が高く、ま
た耐食性にも優れている。したがって、例えば電磁ソレ
ノイドの鉄心のような衝撃を繰り返し受けるような部材
に好適に用いることができ、あるいは、例えば真空機器
や半導体製造工程、食品製造工程等、油分を嫌う装置の
摩擦部分にも無潤滑で使用することができるものであ
る。
As described above with reference to the embodiment and the examples, a nitride film containing a nitride such as iron nitride or chromium nitride is obtained by performing a nitriding treatment on a material to be processed, which is an iron-based material. Is formed in the order of 5 to 500 μm. This nitride film has excellent hardness, high wear resistance and high impact resistance, and also excellent corrosion resistance. Therefore, it can be suitably used for a member that repeatedly receives an impact such as an iron core of an electromagnetic solenoid, or has no frictional parts of a device that dislikes oil, such as a vacuum device, a semiconductor manufacturing process, and a food manufacturing process. It can be used for lubrication.

【0043】なお、前記実施の形態および実施例は本発
明を何ら限定するものではなく、発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々の変形、改良が可能であることは
もちろんである。
The above embodiments and examples do not limit the present invention in any way, and it is needless to say that various modifications and improvements can be made without departing from the gist of the invention.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上の説明から明かなように本発明によ
れば、耐食性窒化膜より優れた耐摩耗性および耐食性
を付与された低炭素鋼またはステンレス鋼を提供するこ
とができ、その低炭素鋼またはステンレス鋼は、衝撃を
受ける部材や無潤滑で使用しなければならない摩擦部分
にも好適に用いることができる。
According to the present invention As apparent from the above description, it is possible to provide better abrasion resistance and low-carbon steel or stainless steel corrosion resistance imparted corrosion resistance nitride film, the low Carbon steel or stainless steel can be suitably used for a member that receives an impact or a friction portion that must be used without lubrication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理材
の断面顕微鏡写真である。
FIG. 1 is a cross-sectional micrograph of a workpiece on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図2】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理材
の断面顕微鏡写真である。
FIG. 2 is a cross-sectional micrograph of a workpiece on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図3】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理材
の断面顕微鏡写真である。
FIG. 3 is a cross-sectional micrograph of a material to be processed on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図4】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理材
の断面顕微鏡写真である。
FIG. 4 is a cross-sectional micrograph of a material to be processed on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図5】図1の被処理材のX線回折測定結果を示すグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of the material to be processed in FIG.

【図6】図2の被処理材のX線回折測定結果を示すグラ
フである。
FIG. 6 is a graph showing an X-ray diffraction measurement result of the material to be processed in FIG. 2;

【図7】図3の被処理材のX線回折測定結果を示すグラ
フである。
FIG. 7 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of the material to be processed in FIG.

【図8】図4の被処理材のX線回折測定結果を示すグラ
フである。
8 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of the material to be processed in FIG.

【図9】図1〜4の各被処理材のビッカース硬度測定結
果を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing Vickers hardness measurement results of each of the workpieces shown in FIGS.

【図10】3%NaNO3水溶液中での自然電位を示す
グラフである。
FIG. 10 is a graph showing a spontaneous potential in a 3% NaNO 3 aqueous solution.

【図11】3%NaNO3水溶液中での分極電位を示す
グラフである。
FIG. 11 is a graph showing the polarization potential in a 3% NaNO 3 aqueous solution.

【図12】1%NaCl水溶液中での自然電位を示すグ
ラフである。
FIG. 12 is a graph showing a spontaneous potential in a 1% NaCl aqueous solution.

【図13】1%NaCl水溶液中での分極電位を示すグ
ラフである。
FIG. 13 is a graph showing a polarization potential in a 1% NaCl aqueous solution.

【図14】本発明に係る耐食性窒化膜の形成に用いた窒
化装置の概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of a nitriding apparatus used for forming a corrosion-resistant nitride film according to the present invention.

【図15】耐食性窒化膜の耐食性試験に用いた試験装置
の概略図である。
FIG. 15 is a schematic view of a test apparatus used for a corrosion resistance test of a corrosion resistant nitride film.

【図16】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理
材の断面顕微鏡写真である。
FIG. 16 is a cross-sectional micrograph of a material to be processed on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図17】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理
材の断面顕微鏡写真である。
FIG. 17 is a cross-sectional micrograph of a material to be processed on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図18】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理
材の断面顕微鏡写真である。
FIG. 18 is a cross-sectional micrograph of a material to be processed on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図19】本発明に係る耐食性窒化膜を形成した被処理
材の断面顕微鏡写真である。
FIG. 19 is a cross-sectional micrograph of a workpiece on which a corrosion-resistant nitride film according to the present invention is formed.

【図20】図16の被処理材のX線回折測定結果を示す
グラフである。
20 is a graph showing the result of X-ray diffraction measurement of the material to be processed in FIG.

【図21】図17の被処理材のX線回折測定結果を示す
グラフである。
FIG. 21 is a graph showing the result of X-ray diffraction measurement of the material to be processed in FIG.

【図22】図18の被処理材のX線回折測定結果を示す
グラフである。
FIG. 22 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of the material to be processed in FIG.

【図23】図19の被処理材のX線回折測定結果を示す
グラフである。
FIG. 23 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of the material to be processed in FIG.

【図24】図16〜図19の各被処理材における処理温
度とピーク強度比との関係を示すグラフである。
FIG. 24 is a graph showing a relationship between a processing temperature and a peak intensity ratio in each of the materials to be processed in FIGS. 16 to 19;

【図25】図16〜図19の各被処理材におけるピーク
強度比と孔食電位との関係を示すグラフである。
FIG. 25 is a graph showing a relationship between a peak intensity ratio and a pitting potential in each of the materials to be processed shown in FIGS. 16 to 19;

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜飼 良行 愛知県小牧市大字北外山字早崎3005 シ ーケーディ株式会社内 (72)発明者 柳谷 彰彦 兵庫県姫路市飾磨区中島3007 山陽特殊 製鋼株式会社内 (72)発明者 高田 揚大 兵庫県姫路市飾磨区中島3007 山陽特殊 製鋼株式会社内 (72)発明者 佐藤 紀男 兵庫県姫路市飾磨区中島3007 山陽特殊 製鋼株式会社内 (72)発明者 田中 義和 兵庫県姫路市飾磨区中島3007 山陽特殊 製鋼株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 8/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiyuki Ukai 3005 Hayasaki, Kita-gaiyama, Komaki-shi, Aichi Prefecture Inside Kakei Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Yanagiya 3007 Nakajima, Shima, Himeji-shi, Hyogo Sanyo Special Steel Co., Ltd (72) Inventor Yangta Takada 3007 Nakajima, Shima, Himeji City, Hyogo Prefecture Inside Sanyo Special Steel Co., Ltd. (72) Inventor Norio Sato 3007 Nakajima, Shima, Ward, Himeji City, Hyogo Prefecture Inside Sanyo Special Steel Co., Ltd. (72) Inventor Yoshikazu Tanaka 3007 Nakashima, Shima, Himeji-shi, Hyogo Sanyo Special Steel Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 8/26

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 窒化処理による耐食性窒化膜を有する低
炭素鋼またはステンレス鋼において、前記耐食性窒化膜は、 5μm以上500μm以下の膜厚を有し、 鉄窒化物を含有し、 硬度が400HV以上1200HV以下であり、 3%NaNO3 水溶液(35℃)浸漬時の自然電位が−
100mV(vsSCE)より貴であることを特徴とす
る耐食性窒化膜を有する低炭素鋼またはステンレス鋼
1. A low-resistant to corrosion nitride film that by the nitriding
In carbon steel or stainless steel , the corrosion-resistant nitride film has a thickness of 5 μm to 500 μm, contains iron nitride, has a hardness of 400 HV to 1200 HV, and is immersed in a 3% NaNO 3 aqueous solution (35 ° C.) When the natural potential is-
Low carbon steel or stainless steel having a corrosion resistant nitride film , which is nobler than 100 mV (vs SCE).
【請求項2】 窒化処理による耐食性窒化膜を有する低
炭素鋼またはステンレス鋼において、前記耐食性窒化膜は、 5μm以上500μm以下の膜厚を有し、 鉄窒化物を含有し、 硬度が400HV以上1200HV以下であり、 1%NaCl水溶液(35℃)浸漬時の自然電位が−2
00mV(vsSCE)より貴であることを特徴とする
耐食性窒化膜を有する低炭素鋼またはステンレス鋼
2. A low-resistant to corrosion nitride film that by the nitriding
In carbon steel or stainless steel , the corrosion-resistant nitride film has a thickness of 5 μm or more and 500 μm or less, contains iron nitride, has a hardness of 400 HV or more and 1200 HV or less, and is dipped in a 1% NaCl aqueous solution (35 ° C.) Has a natural potential of -2
A low carbon steel or a stainless steel having a corrosion resistant nitride film , which is nobler than 00 mV (vs SCE).
【請求項3】 窒化処理による耐食性窒化膜を有する低
炭素鋼またはステンレス鋼において、前記耐食性窒化膜は、 5μm以上500μm以下の膜厚を有し、 鉄窒化物を含有し、 硬度が400HV以上1200HV以下であり、 3.5%NaCl水溶液(30℃)浸漬時の孔食電位
V'c100が−200mV(vsSCE)より貴であるこ
とを特徴とする耐食性窒化膜を有する低炭素鋼またはス
テンレス鋼
3. A low-resistant to corrosion nitride film that by the nitriding
In carbon steel or stainless steel , the corrosion-resistant nitride film has a thickness of 5 μm or more and 500 μm or less, contains iron nitride, has a hardness of 400 HV or more and 1200 HV or less, and has a 3.5% NaCl aqueous solution (30 ° C.) A low-carbon steel or stainless steel having a corrosion-resistant nitride film , characterized in that the pitting potential V'c 100 upon immersion is more noble than -200 mV (vs SCE) .
Tenless steel .
【請求項4】 窒化処理による耐食性窒化膜を有する低
炭素鋼またはステン レス鋼において、前記耐食性窒化膜は、 5μm以上500μm以下の膜厚を有し、 鉄窒化物を含有し、 硬度が400HV以上1200HV以下であり、 2軸X線回折測定(Cu−Kα線)における γ−Fe4
N(面指数111)ピーク(2θ=約41.0°)の積
分強度のα−Fe(面指数110)ピーク(2θ=約4
4.6°)の積分強度に対する比が0.1以上であること
を特徴とする耐食性窒化膜を有する低炭素鋼またはステ
ンレス鋼
4. A low-resistant to corrosion nitride film that by the nitriding
In carbon steel or stainless steel, the corrosion-resistant nitride layer has a thickness of at least 500μm below 5 [mu] m, and contains iron nitride, hardness of less 1200HV least 400 HV, 2-axis X-ray diffraction measurement (Cu- Γ-Fe 4
Α-Fe (plane index 110) peak (2θ = about 4) having an integrated intensity of N (plane index 111) peak (2θ = about 41.0 °)
Low carbon steel or stainless steel having a corrosion resistant nitride film , wherein the ratio to the integrated strength (4.6 °) is 0.1 or more.
Stainless steel .
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