JPH03193861A - 金属材の前処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属材に対して、■窒化処理、ホウ化処理
、浸炭処理等の拡散浸透処理、■物理的蒸着処理、溶射
処理のようなセラミック硬質被膜コーティング処理また
は■溶融アルミニウムメツキ、溶融亜鉛メツキ等のメツ
キ処理を施すに先立って、金属材の表面を浄化および活
性化させる金属材の前処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

鋼材、アルミニウム材、チタン材ないしはニッケル材等
の金属材の表面に対して、熱拡散浸透処理、セラミック
硬質被膜のコーティング処理、メツキ処理等の本熱加工
処理を施す場合には、加工目的に応じて脱脂洗浄、酸洗
い、溶融フラックス処理等多岐にわたる前処理が行われ
ている。例えば、炭素鋼に対する浸炭処理や窒化処理等
の本熱加工処理では、アルカリ脱脂や有機洗浄が選択的
に行われるが、ステンレス鋼に対する窒化処理のような
本熱加工処理では、上記処理に加えてフッ硝酸洗浄によ
る不働態膜（例えば酸化皮ＩＩＩ）の除去工程が加えら
れる。また、物理的蒸着法（ＰＶＤ）や化学的蒸着法（
ＣＶＤ）によるセラミック硬質皮膜コーティングのよう
な本熱加工処理の場合には、基材である金属材に対する
コーテイング膜の密着強度を高めるため、場合によって
、ニッケルメッキのような中間加工を前処理工程として
導入することも行われる。また、溶融亜鉛メツキや溶融
アルミニウムメツキのようなメツキ処理等の本熱加工処
理に際しては、表面活性度の向上を実現するため、基材
に対して脱脂、酸洗浄した後、溶融フラックス処理を施
したり、本熱加工処理温度以上の温度に基材を一定時間
保持して、そこへ水素ガスないしは高濃度の水素を導入
し、その還元性雰囲気中で基材表面を還元する方法が行
われている。このような前処理方法は、本熱加工処理を
容易にかつ最大の効果を発揮させるようにするためのも
ので、基材となる金属材の表面の活性化を目的とする。

しかしながら、上記に例示した前処理方法の殆どが、最
近の排水規制、フロンガス規制９炸業環境の悪化等の要
因によって、実施することが難しくなってきており、そ
れによって上記のような前処理方法のコストが年々高く
なっている。そのうえ、溶融亜鉛や溶融アルミニウムを
用いたメツキ処理を行う場合、基材となる鋼材を高い温
度下で還元ガス雰囲気中に保持することが行われるが、
このような方法を行う場合には、高価な還元ガスを多量
に必要とするだけでなく、鋼材中に含まれているＭｎ、
Ｓｔ、Ａｆのような有価元素の選択酸化によるメツキ性
能の劣化の問題が生じる。すなわち、上記のような元素
は、ＦｅやＺｎ等に比べて、７８０°Ｃ以下の温度領域
において完全な還元状態に保持することが容易ではなく
、酸化されやすいことから、５００〜６００°Ｃ程度の
温度領域で容易に酸化してしまう。したがって、先に述
べたような酸化によるメツキ性能の劣化の問題が生ずる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来は、基材である金属材に対して本熱加
工処理を施す前の前処理方法として、前処理コストの上
昇や公害さらには、前処理による金属材自体の性能劣化
等の問題が生じており、その解決に対して強い要望があ
る。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、公
害や前処理のコスト高を招くことはなく、かつ金属材自
体の性能も劣化させることなく、金属材の表面を浄化・
活性化し、後続の本熱加工処理を容易にならしめるよう
にすることをその目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の金属材の前処理
方法は、金属材をフッ素系ガス雰囲気中において加熱状
態で保持し、ついで生成フッ化膜を除去することにより
、金属材の表面を浄化および活性化させるという構成を
とる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、金属材の表面を完全に浄化で
き、かつ同時に活性化をすることができる方法の開発を
目的として一連の研究を重ねた。

その結果、金属材を炉中において加熱し昇温させ、その
状態で炉中にフッ素系ガスを導入して金属材の表面を上
記フッ素系ガスと接触させると、活性化したフッ素原子
により、金属材の表面に付着していた加工助剤等の異物
が破壊等されて除去され表面が浄化されると同時に、金
属材の表面の、酸化皮膜のような不働態膜がフッ化膜に
変化して金属材の表面がフッ化膜で被覆保護された状態
になる。このフッ化膜は、Ｈ！　、Ｈｚ　Ｏの存在がな
ければ、３００〜６００°Ｃ程度の温度下において安定
で金属材の表面の被覆保護を維持する。また、上記フッ
化膜は金属材自体ではなく炉の内壁面にも付着してその
内壁面を被覆保護することとなるため、炉の内壁面の腐
蝕損耗の防止効果も得られるようになる。

上記のような、フッ素系ガス以外にＣＨ，Ｃ１、ＨＣｌ
などの塩素系のガスも存在する。しかしながら、この種
の塩素系ガスが金属材と反応して生成する化合物、例え
ばＦｅＣ１！、ＣｒＣ１□ＣｒＣ１，のような塩化物は
、フッ化物に比べて十万倍も蒸気圧が高（昇華性が強い
ため、Ｃｒ欠乏症（金属材表面のＣｒ原子がＣｒＣ１ｚ
となって昇華してしまい、金属材表面がＣｒ不足となっ
て耐食性等が大幅に低下する。）の欠陥が生じるばかり
か、蒸発しやすいことから塩素系ガスとなって炉内壁面
を侵し、炉内壁面の損耗を激化するという難点があり、
実使用には適さない。

以上のように、この発明は、金属材表面の不働態膜をフ
ッ化膜に変えて金属材の表面を被覆保護するのであり、
このような本発明の効果は、特に後続の本熱加工処理が
７００°Ｃ以下の温度でなされる場合に著しい。これは
、つぎの理由による。

すなわち、金属材、例えば鋼材中のＣｒ、Ｍｎ。

Ｓｉ、Ａｊ！のような金属元素は、上記温度領域で酸化
されやすい。しかし、上記温度領域においては、これら
の金属元素を完全に中性もしくは還元性に維持する雰囲
気をつくることが困難なことから、上記金属元素は上記
温度領域で殆ど酸化され、それによって本熱加工処理に
際して金属材の表面に粒界酸化物が形成されこの粒界酸
化物が障害となって本熱加工処理が阻害される。この発
明によれば、金属材表面をフッ化膜で被覆した状態で金
属材を本熱加工処理に供することができるため、そのよ
うな問題が全く生じない。

なお、上記のようにして金属材表面を被覆保護するフッ
化膜は、本熱加工処理、例えば窒化処理の際、４８０〜
７００°Ｃ程度の温度で、窒素源を有するガス（例えば
Ｎ　Ｈｓガス）とＨ２ガスとの混合ガスを炉内に導入す
ることにより、上記Ｈ２ガスによって破壊され除去され
る。これにより、浄化されて活性化した金属素地が現わ
れ、この活性化した金属素地に窒化ガス（例えばＮＨ，
ガス）中のＮ原子が作用し、内部に迅速に浸透拡散し深
い窒化層を均一に形成する。

つぎに、この発明について詳しく説明する。

この発明では、フッ素系ガスを用いて金属材の表面を前
処理する。

上記フッ素系ガスは、ＮＦ３　、ＢＦ３　、ＣＦ４、Ｈ
Ｆ，ＳＦ６、Ｆ！の単独もしくは混合物からなるフッ素
源成分をＮ２等の不活性ガス中に含有させたガスのこと
である。上記ＮＦ３　、ＢＦ、。

ＣＦ、、Ｆ、は常温で気体であり、ＳＦ６は常温で液体
である。そして、これらは単独でもしくは併せてＮ２等
の不活性ガス中に混合され、不活性ガスとともに、この
発明におけるフッ素系ガスを構成する。上記フッ素源成
分のなかでも、安全性、反応性、コントロール性、取扱
性等の点でＮＦ３が最も優れており実用的である。Ｆ２
は反応性。

毒性が大きすぎ取扱性や炉の操作性に難点があることか
らあまり好適ではない。そして、一般に、フッ素系ガス
は、高温雰囲気下で用いられるものであり、したがって
，ＳＦ６のような常温で液体であるフッ素源成分も気化
され、不活性ガス中に混合される。このようなフッ素系
ガスでは、効果の点から、ＮＦ３等のフッ素源成分が０
．０５％〜２０％（重量基準、以下同じ）の濃度に設定
される。好ましいのは２％〜７％であり、より好ましい
のは３％〜５％の範囲内である。

この発明の対象となる金属材としては、鋼材。

アルミニウム材、チタン材、ニッケル材があげられる。

鋼材の中には、炭素鋼、ステンレス鋼等各種の鋼材が含
まれる。これら金属材の形状等は特に限定するものでは
なく、板やコイルの状態であっても加工されてネジ等の
形状になっていても差し支えはない。なお、この発明の
金属材には上記のような単体材料だけではなく、上記の
材料を適宜に配合した合金ないしは上記の材料を主要成
分とし、これに上記以外の他の金属材料を配合した合金
も含まれる。

この発明は、上記金属材を例えばつぎのようにして前処
理する。すなわち、加熱炉中に上記金属材を入れ加熱し
て金属材を１５０〜６００°Ｃ１好適には３００〜５０
０　”Ｃの温度に昇温させる。つぎに、その状態で加熱
炉中にフッ素系ガスを導入し、上記金属材を上記温度に
おいてフッ素ガス雰囲気中に１０〜１２０分、好適には
２０〜９０分、より好適には３０〜６０分程度保持する
。これにより金属材表面の不働態膜（主として酸化膜か
らなる）がフッ化膜に変化する。この一連の工程は、例
えば本熱加工処理が窒化処理の場合、第１図に示すよう
な熱処理炉１を用いて行われる。この炉１はピット炉で
あり、外殻２と内容器４との間の空間にヒーター３が設
けられている。５はガス導入管であり、ボンベ１５．１
６から流量計１７、バルブ１８を経由してガスが供給さ
れる。７はモーター、８はそのモーター７で駆動される
ファンである。１１は金属材の金網製コンテナであり、
このコンテナ内に金属材ｌＯが入れられ炉１内に装填さ
れる。６は排気管、１３はその真空ポンプ、１４は除外
装置である。

この熱処理炉１において、前処理は、つぎのようにして
行われる。すなわち、炉１内に図示のように金属材１０
を装填し、その状態で金属材１０をヒーター３によって
加熱し、所定の温度に昇温させる。ついで、ボンベ１５
から、例；ｔ　ハＮ　Ｆ　３とＮ２とからなるフッ素系
ガスを炉１内に導入する。これにより、金属材１０の表
面に付着していた加工助剤等が除去されると同時に、金
属材１０の表面の不働態膜がフッ化膜に変化する。その
結果、金属材１０の表面がフッ化膜で被覆保護された状
態となる。そして、上記炉１では、上記のような金属材
１０の前処理を行った後、窒化処理を行う。すなわち、
炉１内のフッ素系ガスを排気管６から真空排気した後、
ヒーター３による加熱で、金属材１０を４８０〜７００
°Ｃの温度に昇温させる。つぎに、その状態で、ボンベ
１６から、窒化ガス、例えばＮＨ，単体からなるガスな
いしはＮ　Ｈｓと炭素源とからなる混合ガス（例えばＲ
Ｘガス）を炉１内に導入し、その状態で１０〜１２０分
保持する。金属材１０の表面に形成されたフッ化膜は先
に述べたように、Ｎ２または微量の水分によって還元除
去ないしは破壊除去される。この窒化処理に際しては、
Ｎ２または水分が副生するのであり、それによって上記
フッ化膜を除去するようにしてもよいし、上記窒化ガス
の導入前にＮ２とＮ２からなる混合ガスあるいはＮ２単
独のガスを吹き込んでフッ化膜を除去するようにしても
よい。後者のようにすることがフッ化アンモンによるト
ラブルがなくなるという点で好適である。このようにし
て窒化処理工程中に金属材表面のフッ化膜が破壊除去さ
れ、浄化されて活性化した金属素地が金属材１０の表面
に現われる。そして、この表面に窒化ガスに由来する活
性な窒素原子が作用し、内部に浸透・拡散する。その結
果、金属材１０の表面から内側に向かってＣｒＮ、Ｆｅ
ｚＮ、　Ｆ　ｅ＝　Ｎ、　　Ｆ　ｅａ　Ｎ、等の窒化物
を含有する超硬質な化合物層（窒化層）が均一に、深く
形成され、それに続いて硬質なＮ原子の拡散層が形成さ
れ上記化合物層＋拡散層が全窒化層を構成する。　この
ように、この発明の方法によれば、フッ化膜の破壊と同
時に現れる金属材表面が極めて活性化されており、その
活性化された金属材表面から、窒化処理においてはＮ原
子が内部に浸透し深い領域まで超硬質な窒化層を形成す
るのであり、これがこの発明の大きな特徴である。しか
も、上記窒化層は均一な状態で形成される。

なお、上記の説明は、後続の本熱加工処理として窒化処
理のみをあげているが、後続の本熱加工処理はこれに限
るものではない。例えば、７００°Ｃ以下で行われる浸
炭窒化処理や物理的蒸着法（ＰＶＤ）、化学的蒸着法（
ＣＶＤ）等の加工処理でも有効である。これらの場合、
フッ化膜を形成するための前処理は本熱加工処理とは別
個の炉で行うことが好ましい。さらに、後続の有効な他
の本熱加工処理法として溶融亜鉛や溶融アルミニウムを
用いたメツキ処理があげられる。これらの処理はアルカ
リ脱脂→酸洗い→溶融フラックス処理→アルミニウム、
亜鉛液浸漬という複雑な工程を含んでいるが、この発明
の前処理方法を採用することにより、アルカリ脱脂から
溶融フシックス処理までの前処理段階を省略することが
でき、それによって工程を短縮化してコストを低くでき
るだけでなく、特に高′Ｓｉ含有の鋼材等の表面にメツ
キする場合でも、密着性のよい良好なメツキ層を形成す
ることができるという大きな効果が得られるようになる
。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〕 く前処理〉 ５ＵＳ３０５系（ステンレス鋼）のタッピングネジ（試
料）を形成した後、トリクロロエチレンで蒸気洗浄した
。つぎに、これを前記第１図に示す炉１内に入れて加熱
し３５０″Ｃに昇温させた。

そして、その状態で、７．０％のＮ　Ｆ　ｘを含み残部
がＮ２からなるフッ素系ガスを炉ｌ内に入れ２０分保持
した。その後、上記試料の一部を取り出し表面層を調べ
た結果、表面の全体にフッ化膜が形成されていることが
わかった。

（窒化処理〉 つぎに、炉１内に残った試料の残部を加熱して５５０°
Ｃに昇温させ、その状態で、ＮＨ，が５゜％、ＣＯ□が
１０％、残部がＮ２の混合ガスを炉１内に導入して５時
間窒化処理を行った。この処理後、試料を空冷して炉か
ら取り出した。

得られた試料の表面には、窒化層が均一に形成されてい
た。

〔比較例〕

上記タッピンネジからなる試料をトリクロロエチレンで
蒸気洗浄した後、フッ硝酸中に３０分間浸漬して前処理
したのち上記炉１内に入れ、ＮＨ３が５０％でＲＸ　（
Ｈ，、Ｃｏ）が５０％の混合ガスで５時間窒化処理を行
った。

このようにして得られた実施例１の試料の窒化層の状態
等と比較例のそれとを対比して次表に示した。また、実
施例１の試料の表面層付近の倍率５０倍の断面顕微鏡写
真を模式的に示す図を第２図に示し、比較例のそれを第
３図に示した。また、実施例１の試料のねし山の倍率５
００倍の断面電子写真顕微鏡写真を模式的に示す図を第
４図に示した。第２図〜第４図において、Ａは金属素地
、Ｂは窒化層である。

（以下余白） 〔実施例２〕 〈前処理〉 実施例１と同様の試料を粗脱脂洗浄した後、トリクロロ
エチレンによる有機洗浄をすることなく直接第１図に示
す炉１内に入れて、３３０°Ｃに加熱した。そして、そ
の状態で実施例１と同様にしてＮＦ、が３．６％で残部
がＮ２からなるフッ素系ガスを炉内に導入し、かつ同量
のガスを排出しながら４０分間前処理した。

〈窒化処理〉 つぎに、フッ素系ガスを排出した後、試料を５５０°Ｃ
に昇温させその状態で実施例１と同様の窒化処理用ガス
を導入して５時間窒化処理した。

得られた試料の窒化層は、実施例１と全（同様のもので
あった。この実施例２から、前記の実施例１のように前
処理に先立ってトリクロロエチレンのような有機洗浄を
しなくても同様の結果が得られることがわかった。

〔実施例３〕 〈前処理〉 ５ＵＳ３０５およびｘＭ７（ステンレス鋼）のネジを粗
洗浄後、窒化用の炉とは別の炉内に入れ、加熱して３３
０°Ｃに昇温させ、ついでＮＦ、ｔ％十Ｎ２残部のフッ
素系ガスを炉内に導入して４０分間保持し前処理した。

く窒化処理〉 つぎに、前処理を終えたものを炉外へ取り出した後、第
１図に示す炉ｌに入れ直して加熱し試料を５３０°Ｃに
昇温させた。その状態でＮ　Ｈａが２０％、Ｃｏｔが１
０％、残部がＮ２からなる混合ガスを炉１内に導入し４
時間保持して窒化処理した。生成した窒化層は、前記実
施例と同様、良好な状態であった。

〔実施例４〕 く前処理〉 ５ＵＳ３０５のタッピングネジおよびモクネジをトリク
ロロエチレンで洗浄した後、第１図に示す炉１に入れて
加熱して３５０°Ｃに昇温させ、ついでＮ　Ｆ　３が３
６％で残部がＮ２のフッ素系ガスを炉内に導入して２０
分間保持し前処理した。

く窒化処理〉 つぎに、前処理を終えたものを５５０°Ｃまで昇温させ
、まずＮ２が３０％で残部がＮｔのフッ素系ガスを４０
分間吹き込み、その後Ｎ　Ｈｚが１５％、ＣＯｚが１５
％、残部がＮ２からなる混合ガスを吹き込み４時間窒化
処理した。上記のように、ガスを吹き込むことによりフ
ッ化アンモンの結晶の析出を防止できた。

なお、実施例２および４に示す窒化サンプルをバレル研
磨後、塩水噴霧ならびに硫酸腐蝕試験に供したが、５Ｕ
Ｓ４１０マルテンサイト系よりも耐食性は向上していた
。また、この発明による全窒化層中化合物層のみをフッ
硝酸により除去して現われた窒化表面（拡散層表面）は
、硫酸、硝酸に対して５Ｕ５３０５基材なみの耐食性を
示した。

〔実施例５〕 く前処理〉 ５ＵＳ３０５のネジおよび５ＵＳ３０４のボルトを粗洗
浄した後、第１図に示す炉１に入れ、ＮＦ３が３．６％
で残部がＮ２のフッ素系ガス雰囲気下で２０分間保持し
前処理した。

〈窒化処理〉 つぎに、前処理を終えたものを同炉内で５５０°Ｃまで
昇温させ、その状態でＨ！が５０％で残部がＮ２からな
る混合ガスを４０分間吹き込んだ後、ＮＨ３を含む混合
ガスを炉内に導入して４０分間窒化処理した。この時の
窒化剤としての混合ガス成分は、Ｎ　Ｈｓが１５％、Ｃ
Ｏが１５％、Ｃｏｔが１％、残部がＮ２のフッ素系ガス
であった。この実施例では、窒化キャリアーガスとして
ＣＯの添加していることから、上記実施例４の場合より
、全窒化層中の拡散層の深さを５０％増大させることが
できた。

〔実施例６〕 く前処理〉 ５ＵＳ３０５のネジおよび５Ｏ３３０５のボルトを前記
実施例５と同様にして前処理をした。

く窒化処理〉 つぎに、前処理を終えたものを、第１図に示す炉内に入
れ４５０°Ｃまで昇温させて、その状態で、ＮＨｓが２
０％、ＣＯ，が１０％、残部がＮ２からなる混合ガスを
炉内に導入して１２時間窒化処理した。この場合も、実
施例１品と同様の厚さをもつ窒化層が形成された。

〔実施例７〕 Ｓｉ１．５％、Ｍｎ０．５％含有の極低炭素鋼ストリッ
プの断片を基材とし、これをアルカリ脱脂した後、水洗
し第５図に示す炉内に入れた。第５図において、２０は
断熱壁をもつ炉体、２１は炉体２０内に周方向に埋設さ
れたヒーター、２２はこの炉体２０の底面に設けられた
スライド扉で図示の左右方向にスライドする。この炉体
２０の天井面にはガス導入パイプ２３が連結されており
、炉体２０の内部にガスを導入するようになっている。

２４は処理対象となる基材である。炉体２１の下側には
スライド扉２２で仕切られた亜鉛ポット炉２５が設けら
れている。この亜鉛ポット炉２５には第６図に示すよう
に周壁内にインダクションコイル２６が埋設されており
、内部に４５０℃の温度の亜鉛浴２７が満たされている
。そして、このような炉内に入れられた基材は炉内で３
００°Ｃに加熱され、その状態で、炉内に導入された、
１％のＮＦ、を含み残部Ｎ２からなる混合ガス中で３０
分間保持されて前処理される。つぎに上記基材は、５０
０°Ｃに加熱され、炉内に吹き込み導入されたＮ２が７
５％でＮ２が２５％の混合ガス中に１０分間保持され、
上記前処理で生じたフッ化膜を除去される。ついで、上
記基材は、スライド扉２２が開けられることにより、亜
鉛ポット炉２５内に移され、亜鉛メツキされる。そして
、亜鉛メツキ後、上記基材は、炉から取り出されると同
時に、Ｎ２ガスが吹き付けられ、ついで、冷却乾燥され
る。これによって、目的とする亜鉛メツキのなされた基
材が得られた。

〔比較例〕

他方、上記と同様の極低炭素鋼ストリップの断片を上記
と同様アルカリ脱脂、酸洗い、水洗の工程を終えた後、
第５図に示す炉内に入れて７００°Ｃに加熱し、その状
態でＮ２が２５％でＮ２が７５％からなる混合ガスを２
０分間吹き込んだ。ついで、これを、炉のスライド扉２
２を開いてその下側の亜鉛ポット炉内に移し、上記と同
様の条件で亜鉛メツキを行い、その後Ｎ２ガスの吹き付
けを行い、ついで冷却乾燥した。

このようにして得られた２種類の鋼材について、メツキ
皮膜の密着性を比較するために、密着曲げ試験を行って
その曲げ部を観察した。その結果、７５０°Ｃに加熱し
た比較例の基材では、断片的に著しいメツキ被膜の付着
不良が見られた。これに対して、実施測高にはそのよう
な現象はみられなかった。そして、上記実施例および比
較例の基材を光学顕微鏡、ＥＰＭＡ　（Ｘ線マイクロア
ナライザー）、ＩＭＡ（イオンマイクロアナライザー）
で表面分析した結果、比較例の基材では、Ｓｔ。

Ｏｌｌ、Ｍｎ、Ｏ，選択酸化現象が観察されたが、実施
例の基材にはそのような現象はみられなかった。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の方法は、金属材をフッ素系ガ
ス雰囲気下に加熱状態で保持することにより、フッ素系
ガスの活性化したフッ素原子を金属材に作用させ、金属
材の表面に付着している加工助剤等の異物を破壊除去し
て表面を浄化すると同時に、その表面の酸化皮膜等から
なる不働態膜をフッ化膜に変化させ、このフッ化膜で金
属材の表面を被覆保護する。そして、上記フッ化膜は後
続の窒化処理等の本熱加工処理の際に分解除去され、そ
れによって金属材の表面が素地の状態で露呈すると同時
に活性化された状態になる。すなわち、この発明は、金
属材の表面の不働態膜を一旦フツ化膜に変えて金属材表
面を被覆保護するため、前処理から窒化処理等の本熱加
工処理までに時間がかかつても、前処理された金属材表
面に新たに不働態膜が再生するという不都合な現象を招
かない。そして、上記フッ化膜は後続の本熱加工処理時
に分解して消失するため、金属材の表面が素地の状態で
露呈する。そして、この素地の状態の金属材表面は活性
化された状態となっているため、例えば窒化処理時にお
ける窒素原子の浸透・拡散が迅速、均一にかつ深い領域
まで行われる。すなわち、この発明によれば、金属材表
面の不働態膜を、分解除去の容易なフッ化膜に変えて金
属材の表面を素地の状態で露呈させることができ、しか
もその金属材の露呈表面を活性化状態にすることができ
るのであり、これが大きな特徴である。

また、この発明では、前処理に使用するフッ素系ガスと
して、ＮＦ、のように常温で反応性がなくガス状の取り
扱いやすいものを用いているのであり、それによって連
続操作が可能となる等前処理の簡素化をも実現できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる処理炉の一例の断面図、第２
図は実施測高の倍率５０倍の断面顕微鏡写真の模式図、
第３図は比較測高の倍率５０倍の断面顕微鏡写真の模式
図、第４図は実施測高の倍率５００倍の断面電子顕微鏡
写真の模式図、第５図はこの発明で用いる処理炉の他の
例の断面図、第６図はその丸で囲われた部分Ａの部分的
拡大図である。 ■・・・熱処理炉　３・・・ヒーター　５・・・ガス導
入管１ Ｏ・・・金属材 １５゜ ６・・・ガスボンベ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属材をフッ素系ガス雰囲気中において加熱状態
   で保持し、ついで生成フッ化膜を除去することにより、
   金属材の表面を浄化および活性化させることを特徴とす
   る金属材の前処理方法。
2. （２）金属材が、鋼材，アルミニウム材，チタン材また
   はニッケル材である請求項（１）記載の金属材の前処理
   方法。
3. （３）フッ素系ガスが、ＮＦ＿３，ＢＦ＿３，ＣＦ＿４
   ，ＨＦ，ＳＦ＿６およびＦ＿２からなる群から選ばれた
   少なくとも一つのフッ素源成分を不活性ガス中に含有さ
   せたものである請求項（１）または（２）記載の金属材
   の前処理方法。