JPH0427295B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0427295B2 JPH0427295B2 JP58071635A JP7163583A JPH0427295B2 JP H0427295 B2 JPH0427295 B2 JP H0427295B2 JP 58071635 A JP58071635 A JP 58071635A JP 7163583 A JP7163583 A JP 7163583A JP H0427295 B2 JPH0427295 B2 JP H0427295B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bath
- alkali metal
- oxygen
- salt
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 29
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 29
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 27
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 17
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 13
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 12
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 7
- -1 alkali metal nitrites Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims description 6
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical class OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 4
- ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-N iodic acid Chemical class OI(=O)=O ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004978 peroxycarbonates Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M iodate Chemical compound [O-]I(=O)=O ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- MMCOUVMKNAHQOY-UHFFFAOYSA-L oxido carbonate Chemical compound [O-]OC([O-])=O MMCOUVMKNAHQOY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 3
- 150000005324 oxide salts Chemical class 0.000 claims 3
- SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N dichromate(2-) Chemical compound [O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 17
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 4
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 3
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 3
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical class [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 2
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical group 0.000 description 2
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000915 Free machining steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010669 acid-base reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001913 cyanates Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910000704 hexaferrum Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFERHFITKHKBEO-UHFFFAOYSA-N iron;sulfur monoxide Chemical compound O=S=[Fe] CFERHFITKHKBEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- MWNQXXOSWHCCOZ-UHFFFAOYSA-L sodium;oxido carbonate Chemical compound [Na+].[O-]OC([O-])=O MWNQXXOSWHCCOZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/70—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using melts
- C23C22/72—Treatment of iron or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鉄金属部品を溶融塩の酸化浴に浸漬し
て鉄金属部品の耐食性を改良する方法に関するも
ので、この方法はその表面層に結合又は遊離の硫
黄を含有する部品を処理するのに適するものであ
る。 部品の耐食性を改良することのできる方法の固
有の価値は、特にもし部品の組成又は受ける処理
が特殊の機械的性質を有する部品に生ずるなら
ば、自明である。一般に、耐食性における改良は
本来耐食性である連続被覆又は表面に連続酸化層
の形成(不働態化現象)の何れかによつて行なわ
れる。本来耐食性である被覆は屡々大気と接触す
る酸化(不動態)層の自発的形成のためにこの性
質を有する、又部品を製造するために固体状態で
使用されるある金属及び合金は同じ理由で腐食に
耐える。 然しながら、本来耐食性である被覆及び固体金
属、合金の両者は、特にもし金属部品の特殊の機
械的性質が要求されるならば、高価である。硬質
クロムメツキ(chroming)による鋼の保護又は
クロム−ニツケル鋼は、もし他の稀金属の添加量
で適当ならばこれを例証している。 それ故、表面における連続せる不浸透性の酸化
層の成育により部品の自然の耐食性を改良する処
理には関心がある。酸化方法は論議中の金属の化
学的反応及びその酸化物の性質に依存するので、
方法の限定は必ず少くとも一つの基金属に限定さ
れる。本発明において、基金属は鉄であり、鉄、
鋳鉄、鋼の如き鉄金属は断然機械工学に最も広く
使用されるからである。 耐食性を改良するための鉄金属部品の酸化方法
は長い間知られており、例えば武器のブロンジン
グ(bronzing)が知られている。酸化性雰囲気
での加熱、又は金属部品、特に赤熱状態にある鋳
鉄部品における水蒸気の作用による酸化方法が採
用されて来た。これらの古い方法は制限された効
率であり又屡々調節が困難であるため得られる耐
食性は広く変る価値を有する。 酸化塩浴の使用、正確に調節できる組成と温度
が改良せる再現性の耐食性を達成する。 フランス特許出願第7607858(第2306268で公表)
はアルカリ金属水酸化物より成り、適当ならば2
〜20重量%のアルカリ金属硝酸塩を有する酸化塩
浴を開示している。200℃〜300℃の範囲における
好ましい作業温度において、この塩浴はシアン酸
塩/青化物の窒化浴を去る窒化せる鉄金属部品の
調節冷却を同時に行ない、部品によつて持ち運ば
れる青化物の酸化による破壊を企図している。 フランス特許出願第8018401(第2463821で公表)
によれば、2〜20重量%のアルカリ金属硝酸塩を
含有するアルカリ金属水酸化物浴はもし250〜450
℃の温度で15〜50分の充分な時間、浴に浸漬され
るならば窒化部品の実質的に増加せる耐食性を与
える。 このフランス特許出願第8018401の考察、特に
重量で37.4%の苛性ソーダ、52.6%の苛性カリ及
び10%の硝酸ソーダより成る浴を述べている実施
例の考察は腐食の痕跡が現われる前に露出時間の
事実上の倍加を生ずる処の塩ミストによつて起る
腐食に対する抵抗性に改良を示している。 実施例は又部品の浸漬温度及び時間が処理され
る組成に適応しなければならないことを示してい
る。さらに、酸化塩浴における処理によつて得ら
れる耐食性の改良は、主として処理される部品の
表面組成に依存し、種々の酸化−還元ポテンシヤ
ルを有する化学種(chemieal species)の並例は
すべての酸化/還元対(oxidising/
reducingpairs)が包含され得る複雑なレドツク
ス(redox)平衡を生ずることがわかる。さらに
又、表面層が構成される化学種は準安定結合に包
含され、又これらの結合の酸化塩浴と接触する際
の挙動は屡々酸化層の形成方法において大きな重
要性を有する。 鉄金属部品の表面層における硫黄の存在は一般
に耐食性に好ましくない影響を有する。硫黄、硫
化物及びオキシサルフアイドの介在物は初期の腐
食帯域を形成する。遊離又は結合硫黄は普通構造
用鋼、鋳鉄及び屡々焼結鉄に不純物として存在
し、又所謂硫黄鋼(特に快削鋼)に活性添加剤と
して存在する、商標名SULFINUZ及び
SURSULFとして知られているような炭化−窒化
−浸硫法(carbo−nitro−sulphurisation)又は
窒化−浸硫法(nitro−sulphurisalion)による表
面処理は処理される部品の表面層に硫黄を系統的
に導入する。亜硝酸塩及び硝酸塩を含有する通常
の酸化塩浴は酸化層における硫黄含有量を、耐食
性の改良が実質的であるような値に低減するには
不充分であることが知見された。硫黄及びその化
合物に関する酸化塩浴の相対非能率性に対する理
由は確実には知られていない。然しながら、硫黄
は酸素と容易に結合するけれども、硫黄と酸素と
は金属との反応において対抗し、かつ多くの金属
硫化物又はオキシサルフアイドは酸化媒体におい
て可成り安定である。 公知の酸化塩浴はアルカリ金属水酸化物によつ
て稀釈されたアルカリ金属硝酸塩及び(又は)亜
硝酸塩を含有し、適当ならばアルカリ金属炭酸塩
を含有し、種々の成分の割合は予想される使用条
件により専問家によつて調節される。特に使用温
度及び処理される部品の形状の複雑性はある程度
特に使用温度における組成物の粘度を支配する。
さらに、水酸化物はそれ自体酸化剤ではないが、
浴における塩類と部品の表面に形成される酸化物
との間の酸−塩基反応を変性する。なおさらに、
近接酸化剤の稀釈、即ち水酸化物及び炭酸塩によ
る硝酸塩及び亜硝酸塩の稀釈は爆発の危険を減ず
る。 硫黄を含有する鉄金属部品の耐食性を実質的に
改良する処の酸化塩浴における処理方法を提供す
るのが本発明の主な目的である。 本発明は、表面層に遊離又は結合硫黄を含有す
る鉄金属部品をアルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属硝酸塩、アルカリ金属亜硝酸塩及びアルカリ
金属炭酸塩から成る群より選ばれる少なくとも一
種の溶融塩の酸化浴に浸漬して該部品の耐食性を
改良する方法であつて、該酸化浴に水素参照電極
に対し−1.0V以下の標準酸化還元電位を有する
アルカリ金属の酸化塩を0.5〜15重量%添加する
工程;酸素を含有するガスを該浴に吹込んで、該
浴を溶解酸素で飽和させる工程;該部品を該浴に
浸漬してその表面層の組成物を安定化させる工
程;及び該浴中の不溶性粒子の割合を、3重量%
以下に維持する工程を有する方法を提供するもの
である。 本発明に導いた基本的発見は部品における鉄の
存在において遊離又は結合硫黄の酸化は充分に強
力な酸化剤が存在しない限り改変できない充分な
程度には起らないという事実であり、即ちその酸
化剤は標準の酸化−還元ポテンシヤルは水素参照
電極に関し−1.0ボルト以下であるか又は等しく、
換言すれば1.0ボルトの絶対値より大きいか又は
等しいものである。然しながら、これらの強力な
酸化塩は浴の使用温度で酸素を形成して分解する
傾向を有し、この分解する傾向は塩浴を溶解酸素
での飽和状態を保つことによつて、即ち塩浴自体
によつて形成される酸素電極と強力に酸化する塩
とより成る対(pair)のレドツクス(redox)ポ
テンシヤルを最小に保つことによつて低減するこ
とできる。さらに浴に懸垂される粒子の存在は強
力酸化剤の分解を触媒反応する傾向を有する。 好適に使用される酸化塩はアルカリ金属、即ち
ソーダ及びカリの重クロム酸塩、過マンガン酸
塩、パーオキシ炭酸塩、沃素酸塩及び過沃素酸塩
である。 浴において飽和で残るように溶解している酸素
に対しては吹込まれる純酸素の量が0℃、760mm
Hgの下で浴100Kgに対し1.5〜7/hrとなるよ
うな速度、即ち100Kgの浴に対し、1〜5g/hr
の酸素となるような速度で酸素−含有ガスを吹込
むのが好ましいということが実験的に決定されて
いる。空気は酸素−含有ガスとして好適である。 −1ボルト以下の標準の酸化−還元ポテンシヤ
ルを有する酸化塩の添加前の塩浴の組成は好まし
くは重量で25〜35%のアルカリ金属硝酸塩及び15
%以下のアルカリ金属炭酸塩を包含し、残部アル
カリ金属水酸化物であり、又アルカリ金属は特に
ナトリウム及びカリウムから成る群より選ばれる
少なくとも一種である。好ましい使用温度は350゜
〜450℃の範囲である。 粒子の重量割合を規定する制限以下に保つに
は、3ミクロン(μm)の当量メツシユサイズ
(equivalent mesh size)を有するフイルター、
即ち3ミクロンより大きいサイズを有するほぼす
べての粒子及び2〜3ミクロンのサイズを有する
粒子の多くを保持するフイルターを通過して浴を
連続的に循環させるのが好ましい。 好ましい配置としてはフイルターを通過する連
続循環は侵食的媒体で作動する機械的循環ポンプ
を使用しなければならないのを避けるために吹込
込まれる酸素−含有ガスによつて溶融塩を連行す
ることによつて引き起される。 本発明の特徴及び利点を以下に実施例を示して
明らかにする。 実施例1 本発明による試験浴の形成 1020gの苛性カリ、510gの硝酸ソーダ、170g
の炭酸ソーダを1ルツボで電熱溶解する。重量
で等量部の過マンガン酸カリと重クロム酸カリの
混合物で、その標準の酸化−還元ポテンシヤルが
水素電極に関し−1ボルト以下である混合物85g
をそれに添加する。ルツボには0.02〜0.3cm3/s
のオーダの流量を測定することのできる流量調節
弁と流量計とを経由して加圧空気供給源に連結し
た埋設ノズルが固着されている。ルツボには次い
で、ルツポの内容物が週期的に通過する処の加熱
ジヤケツトを有する焼結鉄フイルターがある。焼
結鉄フイルターは3ミクロン以上の直径を有する
粒子を保有するために提供されている。 実施例2 鋳鉄部品の処理 400℃±10℃の温度における実施例1の浴で、
0.1%の硫黄を含有する一連の鋳鉄部品を、各部
品を30分間浴に残留して処理する。空気流量は標
準の条件で計算して0.1cm3/sであり、これは浴
1.785Kgに対し約0.1/hrの酸素に相当する。 毎10作業、浴は焼結鉄フイルターで過され
る。 浴を通過する部品の数が、浴と接触する鋳鉄の
全面積が50cm2に達するようなものとなるとき、浴
は硫黄化合物の含有量について分析される 硫黄含有量は20ppmであり、即ち全浴に対し36
mgの硫黄である。 比較のため、鋳鉄部品が1020gの苛性カリ、
510gの硝酸ソーダ、170gの炭酸ソーダを含有す
る浴において、同じ手段で処理される対照処理が
実施された。浴の硫黄含有量は僅か5ppmであつ
た。(9mgの硫黄) さらに重クロム酸カリと過マンガン酸カリの混
合物85gを含有する本発明の浴で処理した部品を
塩ミストによる腐食の標準試験に付し、対照部品
も又この試験に付した。対照部品では、35〜45時
間の露出後に腐食の明らかな痕跡が現われるが、
重クロム酸カリと過マンガン酸カリとを含有する
浴で処理した部品は150時間の露出後、実際に変
化しなかつた。 実施例3 鋼部品の処理 前述の試験を同一の手段で鋼部品に繰返した。
本発明による浴及び普通の浴の硫黄含有量は夫々
5ppm及び1ppmであり、それは9mg及び2mgの硫
黄である。勿論、鋼は鋳鉄より実質的に少ない硫
黄を含有する。 浴の硝酸塩又は亜炭酸塩含有量を重量で25〜35
%、アルカリ金属炭酸塩含有量を重量で0〜15%
に変え、残部を苛性ソーダ及び苛性カリとして同
じ試験を実施した。これらの浴で処理した部品は
実施例2及び3の比較部品と殆んど同じ手段で実
施する。浴に通される硫黄の量は同等である。 その標準の酸化−還元ポテンシヤルが水素電極
に関し−1ボルト以下である、0.5〜15重量%の
酸化アルカリ金属塩がこれらの浴に添加されると
き、浴に通される硫黄の量は実質的に増加するこ
とが発見された。同時に、可成りの硫黄含有量を
有する鋳鉄部品は実施例2における同じオーダの
耐食性におけるめざましい増大を示す。重クロム
酸カリと過マンガン酸カリに加えて、使用する酸
化塩はパーオキシ炭酸塩、沃素酸塩、過沃素酸塩
であつた。−1ボルトの限界(threshold)は重要
であることを示した。 実施する試験は内部容量が約900である容器
で実際作業で部品に行なわれた。 基本浴は900Kgの苛性カリ、450Kgの硝酸ソー
ダ、150Kgの炭酸ソーダを含有し、この基本浴に
50Kgの過マンガン酸カリ、50Kgの重クロム酸カリ
及び50Kgのパーオキシ炭酸ソーダが添加された。 実施例4 窒化部品の処理 鉄金属部品が活性剤として硫化物を有するアル
カリ金属(ソーダ、カリ及びリチウム)のシアン
酸塩/炭酸塩の塩浴で窒化された。窒化層の重量
組成は約87%の窒化鉄ε(Fe2-3N)及び約10%の
窒化鉄γプライム(Fe4N)、残部は不十分に限定
された組成の酸化鉄、硫化鉄及びオキシ硫化鉄を
包含する。 窒化浴を離れ、部品は420℃±15℃に加熱され、
それに420/hrの速度(標準の温度及び圧力条
件で)で空気を吹込んだ上述の浴に20分間浸漬さ
れる。さらに、浴は約100/hrの速度で、約3
ミクロンに相当するフイルターの当量メメツシユ
サイズのワイヤゲージのフイルターで連続循環す
ることによつて過される。 処理後、部品の窒化層は約6%のγプライム窒
化鉄を有するε窒化鉄を含有するが、一方総ての
オキシ硫化物化合物は初めの2ミクロン又は3ミ
クロン以上の挿入する酸素でマグネタイト酸化鉄
に転換されている。 塩ミストによつて起る耐食性は200〜250時間に
達するか又は超えるが、比較として酸化浴で処理
されない窒化部品は50〜60時間を超えない。 さらに、耐摩耗性及び耐疲労性の見地から性能
特性は実質的に酸化処理によつて修正されなく
て、改良は耐焼付性(anti−seizing property)
に、特に乾式摩擦の条件の下で発見される。 比較例 窒化部品が空気の供給を省略する以外は実施例
4と同じ条件で処理された。処理部品は100時間
を超えない耐食性を有していた。 浴の過を省略すると、処理部品の耐食性に低
下をきたし、それは浴における不溶性物質の割合
が3重量%に達した時空気の吹込を中止したのに
よるのと同じであつた。 鋳鉄部品は、表面層より離れる黒鉛と硫化鉄と
の存在のために比較的多量の不溶性物質の形成を
起すことが示されている。 連続循環による過は、ポンプが浴より内容物
を除き塩がそれから重力で戻すことのできるフイ
ルターに供給すると考えられる。系全体は塩が充
分に流体であるような塩浴の温度で作動しなけれ
ばならない。低く均一なスループツト
(throughput)を提供するのに適する機械ポンプ
が急速に使用しないようになる。それ故、過は
セツトによつて備えるのが好ましく、その配置を
図面に示す。 図示した配置は金属表皮(skin)で内張した耐
火物壁2を有する塩浴1より成る。過装置は壁
2に付いている耐火物台座6に載せた耐火物ライ
ニング4及びカバー5を有する円筒状の一般形状
を有する炉3より成る。炉3は側面の加熱要素7
を有し、台座6におけるチヤンネル6aは塩浴1
に対し傾斜し、炉3の内部と連結している。この
チヤンネル6aは半加熱要素8(half heating
element)を有する。 炉3には金属フイルター室9が固着され、それ
には底を有する鉄金網製の管状過要素10があ
る。フイルター室9の底にはチヤンネル6aに沿
つて通りかつ排出樋13aに終結している排出ノズ
ル13が固着されている。室には又室9の上方中
間に溢流ノズル12が固着されている。 内径22mmの軟鋼パイプ11が浴1内の一端11
aから垂直に延び、チヤンネル6aに沿つて通る
ように曲り、それから炉3において耐火物ライニ
ング4と室9との間を垂直に昇り、フイルター1
0上の樋11bで終結している。8mmの直径を有
し、流量調節弁及び安全弁(何れも図示せず)を
固着している軟鋼製の圧縮空気導入管14が台座
6の下を通り、パイプ11の垂直部分に取り付け
られ、浴1に浸漬されている。パイプ14の一端
14aはループ状をなしているので、パイプ11
の端11aに同軸状態で入つている。 圧縮空気が調節せる速度でパイプ14に導入さ
れるとき、この空気は端14aを通つて脱出して
泡を形成し、その限定容量は泡の上昇力とパイプ
14aの周囲における浴の表面張力との間の平衡
に相応している。連続する泡は管11を上昇し、
2つの連続する泡の間に捕集されている溶融塩を
その前方に押し上げる。管11における塩浴の柱
の有効高さが管11の端11aが浴1に浸漬され
ている深さより小さいとき、溶融塩は樋11bを
通つてフイルター10に排出される。“柱の有効
高さ”なる表現は溶融塩によつて有効に占められ
ている高さを意味するものと解され、泡の高さが
端11aと11bを分ける高さ全体から引かれ
る。溶融塩は重力で管11の壁に沿つて滴垂する
傾向があり、塩浴の粘度に依存する速度で流動す
るので、非常に遅い空気の流動では、連行する溶
融塩の量は0に減ずる。他方、もし空気流動が過
剰ならば、別の泡はもはや形成さずポンプ輸送も
又有効でない。然しながら、1.5〜4の空気流
動では、1〜8/分の塩の流動が得られる。 フイルター10に排出された塩はそれを通り、
内壁で固体粒子をあとに残し、室9の下部で集め
られて管13を流れ浴1に戻る。フイルター10
を塞いだ場合、塩はフイルター10の周りの室9
に溢流し、溢流ノズル12を経て排出される。溢
流ノズル12を通つて流れる塩の出現はフイルタ
ーが詰まつたことを示す。 空気連行を有する過装置はお互に対して摩擦
する可動部分より成つていないために、過装置
の信頼性は満足すべきものである。さらにポンプ
送入の空気の噴射は吹込みによる浴の酸化に対し
貢献している。
て鉄金属部品の耐食性を改良する方法に関するも
ので、この方法はその表面層に結合又は遊離の硫
黄を含有する部品を処理するのに適するものであ
る。 部品の耐食性を改良することのできる方法の固
有の価値は、特にもし部品の組成又は受ける処理
が特殊の機械的性質を有する部品に生ずるなら
ば、自明である。一般に、耐食性における改良は
本来耐食性である連続被覆又は表面に連続酸化層
の形成(不働態化現象)の何れかによつて行なわ
れる。本来耐食性である被覆は屡々大気と接触す
る酸化(不動態)層の自発的形成のためにこの性
質を有する、又部品を製造するために固体状態で
使用されるある金属及び合金は同じ理由で腐食に
耐える。 然しながら、本来耐食性である被覆及び固体金
属、合金の両者は、特にもし金属部品の特殊の機
械的性質が要求されるならば、高価である。硬質
クロムメツキ(chroming)による鋼の保護又は
クロム−ニツケル鋼は、もし他の稀金属の添加量
で適当ならばこれを例証している。 それ故、表面における連続せる不浸透性の酸化
層の成育により部品の自然の耐食性を改良する処
理には関心がある。酸化方法は論議中の金属の化
学的反応及びその酸化物の性質に依存するので、
方法の限定は必ず少くとも一つの基金属に限定さ
れる。本発明において、基金属は鉄であり、鉄、
鋳鉄、鋼の如き鉄金属は断然機械工学に最も広く
使用されるからである。 耐食性を改良するための鉄金属部品の酸化方法
は長い間知られており、例えば武器のブロンジン
グ(bronzing)が知られている。酸化性雰囲気
での加熱、又は金属部品、特に赤熱状態にある鋳
鉄部品における水蒸気の作用による酸化方法が採
用されて来た。これらの古い方法は制限された効
率であり又屡々調節が困難であるため得られる耐
食性は広く変る価値を有する。 酸化塩浴の使用、正確に調節できる組成と温度
が改良せる再現性の耐食性を達成する。 フランス特許出願第7607858(第2306268で公表)
はアルカリ金属水酸化物より成り、適当ならば2
〜20重量%のアルカリ金属硝酸塩を有する酸化塩
浴を開示している。200℃〜300℃の範囲における
好ましい作業温度において、この塩浴はシアン酸
塩/青化物の窒化浴を去る窒化せる鉄金属部品の
調節冷却を同時に行ない、部品によつて持ち運ば
れる青化物の酸化による破壊を企図している。 フランス特許出願第8018401(第2463821で公表)
によれば、2〜20重量%のアルカリ金属硝酸塩を
含有するアルカリ金属水酸化物浴はもし250〜450
℃の温度で15〜50分の充分な時間、浴に浸漬され
るならば窒化部品の実質的に増加せる耐食性を与
える。 このフランス特許出願第8018401の考察、特に
重量で37.4%の苛性ソーダ、52.6%の苛性カリ及
び10%の硝酸ソーダより成る浴を述べている実施
例の考察は腐食の痕跡が現われる前に露出時間の
事実上の倍加を生ずる処の塩ミストによつて起る
腐食に対する抵抗性に改良を示している。 実施例は又部品の浸漬温度及び時間が処理され
る組成に適応しなければならないことを示してい
る。さらに、酸化塩浴における処理によつて得ら
れる耐食性の改良は、主として処理される部品の
表面組成に依存し、種々の酸化−還元ポテンシヤ
ルを有する化学種(chemieal species)の並例は
すべての酸化/還元対(oxidising/
reducingpairs)が包含され得る複雑なレドツク
ス(redox)平衡を生ずることがわかる。さらに
又、表面層が構成される化学種は準安定結合に包
含され、又これらの結合の酸化塩浴と接触する際
の挙動は屡々酸化層の形成方法において大きな重
要性を有する。 鉄金属部品の表面層における硫黄の存在は一般
に耐食性に好ましくない影響を有する。硫黄、硫
化物及びオキシサルフアイドの介在物は初期の腐
食帯域を形成する。遊離又は結合硫黄は普通構造
用鋼、鋳鉄及び屡々焼結鉄に不純物として存在
し、又所謂硫黄鋼(特に快削鋼)に活性添加剤と
して存在する、商標名SULFINUZ及び
SURSULFとして知られているような炭化−窒化
−浸硫法(carbo−nitro−sulphurisation)又は
窒化−浸硫法(nitro−sulphurisalion)による表
面処理は処理される部品の表面層に硫黄を系統的
に導入する。亜硝酸塩及び硝酸塩を含有する通常
の酸化塩浴は酸化層における硫黄含有量を、耐食
性の改良が実質的であるような値に低減するには
不充分であることが知見された。硫黄及びその化
合物に関する酸化塩浴の相対非能率性に対する理
由は確実には知られていない。然しながら、硫黄
は酸素と容易に結合するけれども、硫黄と酸素と
は金属との反応において対抗し、かつ多くの金属
硫化物又はオキシサルフアイドは酸化媒体におい
て可成り安定である。 公知の酸化塩浴はアルカリ金属水酸化物によつ
て稀釈されたアルカリ金属硝酸塩及び(又は)亜
硝酸塩を含有し、適当ならばアルカリ金属炭酸塩
を含有し、種々の成分の割合は予想される使用条
件により専問家によつて調節される。特に使用温
度及び処理される部品の形状の複雑性はある程度
特に使用温度における組成物の粘度を支配する。
さらに、水酸化物はそれ自体酸化剤ではないが、
浴における塩類と部品の表面に形成される酸化物
との間の酸−塩基反応を変性する。なおさらに、
近接酸化剤の稀釈、即ち水酸化物及び炭酸塩によ
る硝酸塩及び亜硝酸塩の稀釈は爆発の危険を減ず
る。 硫黄を含有する鉄金属部品の耐食性を実質的に
改良する処の酸化塩浴における処理方法を提供す
るのが本発明の主な目的である。 本発明は、表面層に遊離又は結合硫黄を含有す
る鉄金属部品をアルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属硝酸塩、アルカリ金属亜硝酸塩及びアルカリ
金属炭酸塩から成る群より選ばれる少なくとも一
種の溶融塩の酸化浴に浸漬して該部品の耐食性を
改良する方法であつて、該酸化浴に水素参照電極
に対し−1.0V以下の標準酸化還元電位を有する
アルカリ金属の酸化塩を0.5〜15重量%添加する
工程;酸素を含有するガスを該浴に吹込んで、該
浴を溶解酸素で飽和させる工程;該部品を該浴に
浸漬してその表面層の組成物を安定化させる工
程;及び該浴中の不溶性粒子の割合を、3重量%
以下に維持する工程を有する方法を提供するもの
である。 本発明に導いた基本的発見は部品における鉄の
存在において遊離又は結合硫黄の酸化は充分に強
力な酸化剤が存在しない限り改変できない充分な
程度には起らないという事実であり、即ちその酸
化剤は標準の酸化−還元ポテンシヤルは水素参照
電極に関し−1.0ボルト以下であるか又は等しく、
換言すれば1.0ボルトの絶対値より大きいか又は
等しいものである。然しながら、これらの強力な
酸化塩は浴の使用温度で酸素を形成して分解する
傾向を有し、この分解する傾向は塩浴を溶解酸素
での飽和状態を保つことによつて、即ち塩浴自体
によつて形成される酸素電極と強力に酸化する塩
とより成る対(pair)のレドツクス(redox)ポ
テンシヤルを最小に保つことによつて低減するこ
とできる。さらに浴に懸垂される粒子の存在は強
力酸化剤の分解を触媒反応する傾向を有する。 好適に使用される酸化塩はアルカリ金属、即ち
ソーダ及びカリの重クロム酸塩、過マンガン酸
塩、パーオキシ炭酸塩、沃素酸塩及び過沃素酸塩
である。 浴において飽和で残るように溶解している酸素
に対しては吹込まれる純酸素の量が0℃、760mm
Hgの下で浴100Kgに対し1.5〜7/hrとなるよ
うな速度、即ち100Kgの浴に対し、1〜5g/hr
の酸素となるような速度で酸素−含有ガスを吹込
むのが好ましいということが実験的に決定されて
いる。空気は酸素−含有ガスとして好適である。 −1ボルト以下の標準の酸化−還元ポテンシヤ
ルを有する酸化塩の添加前の塩浴の組成は好まし
くは重量で25〜35%のアルカリ金属硝酸塩及び15
%以下のアルカリ金属炭酸塩を包含し、残部アル
カリ金属水酸化物であり、又アルカリ金属は特に
ナトリウム及びカリウムから成る群より選ばれる
少なくとも一種である。好ましい使用温度は350゜
〜450℃の範囲である。 粒子の重量割合を規定する制限以下に保つに
は、3ミクロン(μm)の当量メツシユサイズ
(equivalent mesh size)を有するフイルター、
即ち3ミクロンより大きいサイズを有するほぼす
べての粒子及び2〜3ミクロンのサイズを有する
粒子の多くを保持するフイルターを通過して浴を
連続的に循環させるのが好ましい。 好ましい配置としてはフイルターを通過する連
続循環は侵食的媒体で作動する機械的循環ポンプ
を使用しなければならないのを避けるために吹込
込まれる酸素−含有ガスによつて溶融塩を連行す
ることによつて引き起される。 本発明の特徴及び利点を以下に実施例を示して
明らかにする。 実施例1 本発明による試験浴の形成 1020gの苛性カリ、510gの硝酸ソーダ、170g
の炭酸ソーダを1ルツボで電熱溶解する。重量
で等量部の過マンガン酸カリと重クロム酸カリの
混合物で、その標準の酸化−還元ポテンシヤルが
水素電極に関し−1ボルト以下である混合物85g
をそれに添加する。ルツボには0.02〜0.3cm3/s
のオーダの流量を測定することのできる流量調節
弁と流量計とを経由して加圧空気供給源に連結し
た埋設ノズルが固着されている。ルツボには次い
で、ルツポの内容物が週期的に通過する処の加熱
ジヤケツトを有する焼結鉄フイルターがある。焼
結鉄フイルターは3ミクロン以上の直径を有する
粒子を保有するために提供されている。 実施例2 鋳鉄部品の処理 400℃±10℃の温度における実施例1の浴で、
0.1%の硫黄を含有する一連の鋳鉄部品を、各部
品を30分間浴に残留して処理する。空気流量は標
準の条件で計算して0.1cm3/sであり、これは浴
1.785Kgに対し約0.1/hrの酸素に相当する。 毎10作業、浴は焼結鉄フイルターで過され
る。 浴を通過する部品の数が、浴と接触する鋳鉄の
全面積が50cm2に達するようなものとなるとき、浴
は硫黄化合物の含有量について分析される 硫黄含有量は20ppmであり、即ち全浴に対し36
mgの硫黄である。 比較のため、鋳鉄部品が1020gの苛性カリ、
510gの硝酸ソーダ、170gの炭酸ソーダを含有す
る浴において、同じ手段で処理される対照処理が
実施された。浴の硫黄含有量は僅か5ppmであつ
た。(9mgの硫黄) さらに重クロム酸カリと過マンガン酸カリの混
合物85gを含有する本発明の浴で処理した部品を
塩ミストによる腐食の標準試験に付し、対照部品
も又この試験に付した。対照部品では、35〜45時
間の露出後に腐食の明らかな痕跡が現われるが、
重クロム酸カリと過マンガン酸カリとを含有する
浴で処理した部品は150時間の露出後、実際に変
化しなかつた。 実施例3 鋼部品の処理 前述の試験を同一の手段で鋼部品に繰返した。
本発明による浴及び普通の浴の硫黄含有量は夫々
5ppm及び1ppmであり、それは9mg及び2mgの硫
黄である。勿論、鋼は鋳鉄より実質的に少ない硫
黄を含有する。 浴の硝酸塩又は亜炭酸塩含有量を重量で25〜35
%、アルカリ金属炭酸塩含有量を重量で0〜15%
に変え、残部を苛性ソーダ及び苛性カリとして同
じ試験を実施した。これらの浴で処理した部品は
実施例2及び3の比較部品と殆んど同じ手段で実
施する。浴に通される硫黄の量は同等である。 その標準の酸化−還元ポテンシヤルが水素電極
に関し−1ボルト以下である、0.5〜15重量%の
酸化アルカリ金属塩がこれらの浴に添加されると
き、浴に通される硫黄の量は実質的に増加するこ
とが発見された。同時に、可成りの硫黄含有量を
有する鋳鉄部品は実施例2における同じオーダの
耐食性におけるめざましい増大を示す。重クロム
酸カリと過マンガン酸カリに加えて、使用する酸
化塩はパーオキシ炭酸塩、沃素酸塩、過沃素酸塩
であつた。−1ボルトの限界(threshold)は重要
であることを示した。 実施する試験は内部容量が約900である容器
で実際作業で部品に行なわれた。 基本浴は900Kgの苛性カリ、450Kgの硝酸ソー
ダ、150Kgの炭酸ソーダを含有し、この基本浴に
50Kgの過マンガン酸カリ、50Kgの重クロム酸カリ
及び50Kgのパーオキシ炭酸ソーダが添加された。 実施例4 窒化部品の処理 鉄金属部品が活性剤として硫化物を有するアル
カリ金属(ソーダ、カリ及びリチウム)のシアン
酸塩/炭酸塩の塩浴で窒化された。窒化層の重量
組成は約87%の窒化鉄ε(Fe2-3N)及び約10%の
窒化鉄γプライム(Fe4N)、残部は不十分に限定
された組成の酸化鉄、硫化鉄及びオキシ硫化鉄を
包含する。 窒化浴を離れ、部品は420℃±15℃に加熱され、
それに420/hrの速度(標準の温度及び圧力条
件で)で空気を吹込んだ上述の浴に20分間浸漬さ
れる。さらに、浴は約100/hrの速度で、約3
ミクロンに相当するフイルターの当量メメツシユ
サイズのワイヤゲージのフイルターで連続循環す
ることによつて過される。 処理後、部品の窒化層は約6%のγプライム窒
化鉄を有するε窒化鉄を含有するが、一方総ての
オキシ硫化物化合物は初めの2ミクロン又は3ミ
クロン以上の挿入する酸素でマグネタイト酸化鉄
に転換されている。 塩ミストによつて起る耐食性は200〜250時間に
達するか又は超えるが、比較として酸化浴で処理
されない窒化部品は50〜60時間を超えない。 さらに、耐摩耗性及び耐疲労性の見地から性能
特性は実質的に酸化処理によつて修正されなく
て、改良は耐焼付性(anti−seizing property)
に、特に乾式摩擦の条件の下で発見される。 比較例 窒化部品が空気の供給を省略する以外は実施例
4と同じ条件で処理された。処理部品は100時間
を超えない耐食性を有していた。 浴の過を省略すると、処理部品の耐食性に低
下をきたし、それは浴における不溶性物質の割合
が3重量%に達した時空気の吹込を中止したのに
よるのと同じであつた。 鋳鉄部品は、表面層より離れる黒鉛と硫化鉄と
の存在のために比較的多量の不溶性物質の形成を
起すことが示されている。 連続循環による過は、ポンプが浴より内容物
を除き塩がそれから重力で戻すことのできるフイ
ルターに供給すると考えられる。系全体は塩が充
分に流体であるような塩浴の温度で作動しなけれ
ばならない。低く均一なスループツト
(throughput)を提供するのに適する機械ポンプ
が急速に使用しないようになる。それ故、過は
セツトによつて備えるのが好ましく、その配置を
図面に示す。 図示した配置は金属表皮(skin)で内張した耐
火物壁2を有する塩浴1より成る。過装置は壁
2に付いている耐火物台座6に載せた耐火物ライ
ニング4及びカバー5を有する円筒状の一般形状
を有する炉3より成る。炉3は側面の加熱要素7
を有し、台座6におけるチヤンネル6aは塩浴1
に対し傾斜し、炉3の内部と連結している。この
チヤンネル6aは半加熱要素8(half heating
element)を有する。 炉3には金属フイルター室9が固着され、それ
には底を有する鉄金網製の管状過要素10があ
る。フイルター室9の底にはチヤンネル6aに沿
つて通りかつ排出樋13aに終結している排出ノズ
ル13が固着されている。室には又室9の上方中
間に溢流ノズル12が固着されている。 内径22mmの軟鋼パイプ11が浴1内の一端11
aから垂直に延び、チヤンネル6aに沿つて通る
ように曲り、それから炉3において耐火物ライニ
ング4と室9との間を垂直に昇り、フイルター1
0上の樋11bで終結している。8mmの直径を有
し、流量調節弁及び安全弁(何れも図示せず)を
固着している軟鋼製の圧縮空気導入管14が台座
6の下を通り、パイプ11の垂直部分に取り付け
られ、浴1に浸漬されている。パイプ14の一端
14aはループ状をなしているので、パイプ11
の端11aに同軸状態で入つている。 圧縮空気が調節せる速度でパイプ14に導入さ
れるとき、この空気は端14aを通つて脱出して
泡を形成し、その限定容量は泡の上昇力とパイプ
14aの周囲における浴の表面張力との間の平衡
に相応している。連続する泡は管11を上昇し、
2つの連続する泡の間に捕集されている溶融塩を
その前方に押し上げる。管11における塩浴の柱
の有効高さが管11の端11aが浴1に浸漬され
ている深さより小さいとき、溶融塩は樋11bを
通つてフイルター10に排出される。“柱の有効
高さ”なる表現は溶融塩によつて有効に占められ
ている高さを意味するものと解され、泡の高さが
端11aと11bを分ける高さ全体から引かれ
る。溶融塩は重力で管11の壁に沿つて滴垂する
傾向があり、塩浴の粘度に依存する速度で流動す
るので、非常に遅い空気の流動では、連行する溶
融塩の量は0に減ずる。他方、もし空気流動が過
剰ならば、別の泡はもはや形成さずポンプ輸送も
又有効でない。然しながら、1.5〜4の空気流
動では、1〜8/分の塩の流動が得られる。 フイルター10に排出された塩はそれを通り、
内壁で固体粒子をあとに残し、室9の下部で集め
られて管13を流れ浴1に戻る。フイルター10
を塞いだ場合、塩はフイルター10の周りの室9
に溢流し、溢流ノズル12を経て排出される。溢
流ノズル12を通つて流れる塩の出現はフイルタ
ーが詰まつたことを示す。 空気連行を有する過装置はお互に対して摩擦
する可動部分より成つていないために、過装置
の信頼性は満足すべきものである。さらにポンプ
送入の空気の噴射は吹込みによる浴の酸化に対し
貢献している。
添付図面は塩を循環、過する装置を図示した
ものである。 図中、1…塩浴、3…炉、9…フイルター室、
10…フイルター、11…管、14…圧縮空気導
入管。
ものである。 図中、1…塩浴、3…炉、9…フイルター室、
10…フイルター、11…管、14…圧縮空気導
入管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 表面層に遊離又は結合硫黄を含有する鉄金属
部品をアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属硝酸
塩、アルカリ金属亜硝酸塩及びアルカリ金属炭酸
塩から成る群より選ばれる少なくとも一種の溶融
塩の酸化浴に浸漬して該部品の耐食性を改良する
方法であつて、該酸化浴に水素参照電極に対し、
−1.0V以下の標準酸化還元電位を有するアルカ
リ金属の酸化塩を0.5〜15重量%添加する工程;
酸素を含有するガスを該浴に吹込んで、該浴を溶
解酸素で飽和させる工程;該部品を該浴に浸漬し
てその表面層の組成物を安定化させる工程;及び
該浴中の不溶性粒子の割合を、3重量%以下に維
持する工程を有する方法。 2 アルカリ金属の酸化塩は重クロム酸塩、過マ
ンガン酸塩、パーオキシ炭酸塩、沃素酸塩、及び
過沃素酸塩から成る群より選択され、アルカリ金
属はナトリウム及びカリウムから成る群より選ば
れる少なくとも1種である特許請求の範囲第1項
記載の方法。 3 酸素含有ガスは0℃、760mmHgで測定して純
酸素の流量が100Kgの浴に対し、1.5〜7/時間
である速度で浴に吹込まれる特許請求の範囲第1
項記載の方法。 4 酸素含有ガスは空気である特許請求の範囲第
3項記載の方法。 5 酸化浴は重量で25〜35%のアルカリ金属硝酸
塩、15%以下のアルカリ金属炭酸塩、残部のアル
カリ金属水酸化物より成り、アルカリ金属はナト
リウム及びカリウムから成る群より選ばれる少な
くとも一種である特許請求の範囲第1項記載の方
法。 6 浴の温度が350〜450℃である特許請求の範囲
第1項記載の方法。 7 浴における不溶性粒子の割合は3ミクロンの
当量メツシユサイズを有するフイルターを通して
溶融塩を連続循環させることによつて3重量%以
下に保たれる特許請求の範囲第1項記載の方法。 8 上昇パイプにおける酸素含有ガスの泡によつ
て溶融塩を連行することによつてフイルターを通
つて溶融塩を連続的に循環させることを含む特許
請求の範囲第7項記載の方法。 9 表面層に遊離又は結合硫黄を含有する鉄金属
部品をアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属硝酸
塩、アルカリ金属亜硝酸塩及びアルカリ金属炭酸
塩から成る群より選ばれる少なくとも一種の溶融
塩の酸化浴に浸漬して該部品の耐食性を改良する
方法であつて、該酸化浴に0.5〜15重量%のアル
カリ金属の酸化塩(重クロム酸塩、過マンガン酸
塩、パーオキシ炭酸塩、沃素酸塩、過沃素酸塩か
ら成る群より選ばれ、アルカリ金属はナトリウム
及びカリウムから成る群より選ばれる少なくとも
一種であり、該塩の標準酸化−還元電位は水素参
照電極に対し−1.0V以下である)を添加する工
程;酸素を含有するガスを0℃、760mmHgで測定
して純酸素の流量が100Kgの浴に対し1.5〜7/
時間である速度で該浴に吹込んで、該浴を溶解酸
素で飽和させる工程;該部品を該浴に浸漬してそ
の表面層の組成物を安定化させる工程;及び該浴
中の不溶性粒子の割合を3重量%以下に維持する
工程を有する特許請求の範囲第1項記載の方法。 10 酸素含有ガスが空気である特許請求の範囲
第9項記載の方法。 11 浴の温度が350〜450℃である特許請求の範
囲第10項記載の方法。 12 浴における不溶性粒子の割合は3ミクロン
の当量メツシユサイズを有するフイルターを通し
て溶融塩を連続循環させることによつて3重量%
以下に保たれる特許請求の範囲第11記載の方
法。 13 上昇パイプにおける酸素含有ガスの泡によ
つて溶融塩を連行することによつてフイルターを
通つて溶融塩を連続的に循環させることを含む特
許請求の範囲第12項記載の方法。 14 表面層に遊離又は結合硫黄を含有する鉄金
属部分を重量で25〜35%のアルカリ金属硝酸塩、
15%以下のアルカリ金属炭酸塩、残部のアルカリ
金属水酸化物より成り、アルカリ金属はナトリウ
ム及びカリウムから成る群より選ばれる少なくと
も一種である溶融塩の酸化浴に浸漬して該部品の
耐食性を改良する方法であつて、該酸化浴に0.5
〜15重量%のアルカリ金属の酸化塩(重クロム酸
塩、過マンガン酸塩、パーオキシ炭酸塩、沃素酸
塩、過沃素酸塩から成る群より選ばれ、アルカリ
金属はナトリウム及びカリウムから成る群より選
ばれる少なくとも一種であり、該塩の標準酸化−
還元電位は水素参照電極に対し−1.0V以下であ
る)添加する工程;酸素を含有するガスを0℃、
760mmHgで測定して純酸素の流量が100Kgの浴に
対し1.5〜7/時間である速度で該浴に吹込ん
で、該浴を溶解酸素で飽和させる工程;該部品を
該浴に浸漬してその表面層の組成物を安定化させ
る工程;及び該浴中の不溶性粒子の割合を3重量
%以下に維持する工程を有する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 15 アルカリ金属の酸化塩は重クロム酸塩、過
マンガン酸塩、パーオキシ炭酸塩、沃素酸塩、過
沃素酸塩より成る群より選ばれ、アルカリ金属は
ナトリウム及びカリウムから成る群より選ばれる
少なくとも一種である特許請求の範囲第14項記
載の方法。 16 酸素含有ガスは0℃、760mmHgで測定して
純酸素の流量が100Kgの浴に対し1.5〜7/時間
であるような速度で浴に吹込まれる特許請求の範
囲第14項記載の方法。 17 酸素含有ガスは空気である特許請求の範囲
第16項記載の方法。 18 浴の温度が350〜450℃である特許請求の範
囲第14項記載の方法。 19 浴における不溶性粒子の割合は3ミクロン
の当量メツシユサイズを有するフイルターを通し
て溶融塩を連続循環させることによつて3重量%
以下に保たれる特許請求の範囲第14項記載の方
法。 20 上昇パイプにおける酸素含有ガスの泡によ
つて溶融塩を連行することによつてフイルターを
通つて溶融塩を連続的に循環させることを含む特
許請求の範囲第14項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8207008A FR2525637B1 (fr) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | Procede de traitement de pieces en metal ferreux en bain de sels oxydant, pour ameliorer leur resistance a la corrosion, les pieces contenant du soufre |
| FR8207008 | 1982-04-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197283A JPS58197283A (ja) | 1983-11-16 |
| JPH0427295B2 true JPH0427295B2 (ja) | 1992-05-11 |
Family
ID=9273306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071635A Granted JPS58197283A (ja) | 1982-04-23 | 1983-04-22 | 鉄金属部品の耐食性を改良する方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4448611A (ja) |
| JP (1) | JPS58197283A (ja) |
| BR (1) | BR8302057A (ja) |
| DE (1) | DE3314708A1 (ja) |
| ES (1) | ES8402622A1 (ja) |
| FR (1) | FR2525637B1 (ja) |
| GB (1) | GB2120682B (ja) |
| IT (1) | IT1161170B (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2561667B1 (fr) * | 1984-03-20 | 1986-09-12 | Stephanois Rech Mec | Procede de traitement au bain de sels, en vue d'ameliorer la resistance a la corrosion, de pieces en metal ferreux qui ont subi un traitement thermochimique prealable |
| US4756774A (en) * | 1984-09-04 | 1988-07-12 | Fox Steel Treating Co. | Shallow case hardening and corrosion inhibition process |
| US5037491A (en) * | 1986-02-28 | 1991-08-06 | Fox Patrick L | Shallow case hardening and corrosion inhibition process |
| FR2672059B1 (fr) * | 1991-01-30 | 1995-04-28 | Stephanois Rech Mec | Procede pour conferer a des pieces en metal ferreux, nitrurees puis oxydees, une excellente resistance a la corrosion tout en conservant les proprietes acquises de friction. |
| US5272798A (en) * | 1992-08-05 | 1993-12-28 | Kolene Corporation | Method and apparatus for descaling metal strip |
| FR2708623B1 (fr) * | 1993-08-06 | 1995-10-20 | Stephanois Rech Mec | Procédé de nitruration de pièces en métal ferreux, à résistance améliorée à la corrosion. |
| US5576066A (en) * | 1993-08-10 | 1996-11-19 | Centre Stephanois De Recherches Mecaniques Hydromecanique Et Frottement | Method of improving the wear and corrosion resistance of ferrous metal parts |
| FR2708941B1 (fr) * | 1993-08-10 | 1995-10-27 | Stephanois Rech Mec | Procédé pour améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion de pièces en métaux ferreux. |
| ES2138638T3 (es) * | 1994-01-13 | 2000-01-16 | Houghton Durferrit Gmbh | Unidad de filtro y dispositivo para desenlodar baños salinos. |
| FR2715943B1 (fr) * | 1994-02-09 | 1996-05-15 | Stephanois Rech Mec | Composition de bains de sels à base de nitrates alcalins pour oxyder du métal ferreux et ainsi améliorer sa résistance à la corrosion. |
| WO1996034127A1 (fr) * | 1995-04-28 | 1996-10-31 | Centre Stephanois De Recherches Mecaniques Hydromecanique Et Frottement | Compositions de bains de sels a base de nitrates alcalins pour oxyder du metal ferreux et ainsi ameliorer sa resistance a la corrosion |
| US6117249A (en) * | 1998-02-13 | 2000-09-12 | Kerk Motion Products, Inc. | Treating metallic machine parts |
| US6475289B2 (en) | 2000-12-19 | 2002-11-05 | Howmet Research Corporation | Cleaning of internal passages of airfoils |
| US7521153B2 (en) * | 2004-03-16 | 2009-04-21 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Corrosion protection using protected electron collector |
| US7348102B2 (en) * | 2004-03-16 | 2008-03-25 | Toyota Motor Corporation | Corrosion protection using carbon coated electron collector for lithium-ion battery with molten salt electrolyte |
| US7468224B2 (en) * | 2004-03-16 | 2008-12-23 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Battery having improved positive electrode and method of manufacturing the same |
| US9133382B2 (en) * | 2012-04-10 | 2015-09-15 | Basf Se | Nitrate salt compositions comprising alkali metal carbonate and their use as heat transfer medium or heat storage medium |
| US10011754B2 (en) | 2013-01-23 | 2018-07-03 | Basf Se | Method of improving nitrate salt compositions by means of nitric acid for use as heat transfer medium or heat storage medium |
| US12480214B2 (en) | 2017-03-19 | 2025-11-25 | Purdue Research Foundation | Methods and materials systems for enhancing corrosion resistance of solid materials and corrosion resistant devices made therefrom |
| CN111763907A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-10-13 | 北京天仁道和新材料有限公司 | 一种用于金属工件表面处理的盐浴渗氮剂及金属工件表面处理方法 |
| FR3151860A1 (fr) | 2023-08-04 | 2025-02-07 | Hydromecanique Et Frottement | Procédé de traitement superficiel d’une pièce mécanique en acier pour améliorer sa résistance à l’usure et à la corrosion, sous contraintes sévères |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2271375A (en) * | 1935-08-13 | 1942-01-27 | Rust Proofing Company | Process of coating metal surfaces |
| BE420964A (ja) * | 1936-06-03 | |||
| US2394899A (en) * | 1942-12-31 | 1946-02-12 | American Rolling Mill Co | Stainless steel and method of coating same |
| USRE22887E (en) * | 1944-06-02 | 1947-06-03 | Process for removing oxide from | |
| US2537035A (en) * | 1945-05-29 | 1951-01-09 | Armco Steel Corp | Method of coating stainless steel |
| US2479979A (en) * | 1945-07-25 | 1949-08-23 | Hooker Electrochemical Co | Processes for treating ferrous metals before drawing through dies |
| GB761541A (en) * | 1953-01-28 | 1956-11-14 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Method of working up semi-finished products, particularly wires, tubes, rods, bands, sheets, and other sections, and also shaped parts |
| US3847685A (en) * | 1970-02-11 | 1974-11-12 | Texas Instruments Inc | Oxide coated metal discs and method of making the same |
| US3915759A (en) * | 1974-01-08 | 1975-10-28 | Coral Chemical Co | Black oxide coating for stainless steels |
| DE2514398C2 (de) * | 1975-04-02 | 1984-04-05 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Salzbad zur Abschreckung badnitrierter Bauteile |
| DE2934113C2 (de) * | 1979-08-23 | 1985-05-09 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit nitrierter Bauteile aus Eisenwerkstoffen |
-
1982
- 1982-04-23 FR FR8207008A patent/FR2525637B1/fr not_active Expired
-
1983
- 1983-04-19 GB GB08310530A patent/GB2120682B/en not_active Expired
- 1983-04-20 BR BR8302057A patent/BR8302057A/pt not_active IP Right Cessation
- 1983-04-22 ES ES521761A patent/ES8402622A1/es not_active Expired
- 1983-04-22 JP JP58071635A patent/JPS58197283A/ja active Granted
- 1983-04-22 IT IT20759/83A patent/IT1161170B/it active
- 1983-04-22 DE DE19833314708 patent/DE3314708A1/de active Granted
- 1983-04-25 US US06/488,612 patent/US4448611A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2120682A (en) | 1983-12-07 |
| DE3314708A1 (de) | 1983-10-27 |
| IT1161170B (it) | 1987-03-11 |
| JPS58197283A (ja) | 1983-11-16 |
| IT8320759A0 (it) | 1983-04-22 |
| US4448611A (en) | 1984-05-15 |
| ES521761A0 (es) | 1984-02-01 |
| ES8402622A1 (es) | 1984-02-01 |
| DE3314708C2 (ja) | 1987-10-22 |
| IT8320759A1 (it) | 1984-10-22 |
| GB2120682B (en) | 1985-12-18 |
| GB8310530D0 (en) | 1983-05-25 |
| FR2525637A1 (fr) | 1983-10-28 |
| FR2525637B1 (fr) | 1986-05-09 |
| BR8302057A (pt) | 1983-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0427295B2 (ja) | ||
| US4461656A (en) | Low temperature hardening of the surface of a ferrous metal workpiece in a fluidized bed furnace | |
| KR850000556B1 (ko) | 크롬 함유선철의 탈인, 탈황, 탈질소 방법 | |
| RU2234541C1 (ru) | Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов | |
| EP0054371A1 (en) | Process for detoxification | |
| US4762555A (en) | Process for the production of nodular cast iron | |
| FI94775C (fi) | Magnesiumkäsittelymenetelmä | |
| KR890003928B1 (ko) | 칼슘카바이드를 연료로 사용하는 제강공정 | |
| JPH01279707A (ja) | 鉄からの窒素の除去方法 | |
| KR900004157B1 (ko) | 구상화 흑연 주철의 제조방법 | |
| US2715062A (en) | Method of treating zinc slags | |
| US2073020A (en) | Method of improving the physical and mechanical properties of alloys | |
| SU1341217A1 (ru) | Способ производства легированных сталей | |
| RU2041273C1 (ru) | Способ непрерывного обеднения расплава шлака, содержащего железо и цветные металлы | |
| SU981447A1 (ru) | Способ химико-термической обработки стальных деталей | |
| RU2203963C2 (ru) | Способ обработки стали | |
| US2073019A (en) | Process for the purification of metals and metallic alloys | |
| DE2722915A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von zink aus zinkhaltigen schlacken | |
| SU990829A1 (ru) | Порошкообразный реагент дл рафинировани стали | |
| US1081571A (en) | Method of treating tungsten ores. | |
| JPS6159375B2 (ja) | ||
| US2222592A (en) | Purification of copper | |
| JPS63134623A (ja) | 酸化鉄を利用した脱窒素法 | |
| DE69022839T2 (de) | Verfahren zur entphosphorung von chrom-enthaltenden roheisen mit niedrigem oxidationsverlust von chrom. | |
| JPS61500125A (ja) | 介在物がほぼ球形状の鋼の製造方法 |