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鋼材の電気化学的表面窒化処理法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P04P001216
整理番号 A151P42
掲載日 2004年9月24日
出願番号 特願2003-019914
公開番号 特開2004-232005
登録番号 特許第3639579号
出願日 平成15年1月29日(2003.1.29)
公開日 平成16年8月19日(2004.8.19)
登録日 平成17年1月21日(2005.1.21)
発明者
  • 伊藤 靖彦
  • 後藤 琢也
  • 辻村 浩行
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 鋼材の電気化学的表面窒化処理法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】鋼材の表面窒化法として従来用いられている塩浴窒化法は、シアン系の塩浴を用いるものが一般的であり、浴中にはシアン化物イオン(CN)が存在する。そのため、環境問題が厳しくなってきた現在では公害防止対策に相当な費用と労力をかけなければならず、排水・排ガスなどの処理コストが増大している。また、ステンレス鋼の表面には不動態皮膜が存在するためステンレスの窒化処理においては窒素の侵入が阻止され、窒化が起こりにくいという問題があり、不動態皮膜を除去するための前処理工程としての研磨工程等が必要である。
【解決手段】鉄のほかに少なくとも1種の窒化物生成元素を含む鋼材を被処理材とし、窒化物イオン(N3-)を含有する非シアン系溶融塩を電解質に用い、該電解質中で被処理材を作用極とし、浴と接触する対極に対し正の電位に保つことにより被処理材表面に窒化物層を形成することを特徴とする鋼材の電気化学的表面窒化処理法。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要


ステンレス鋼、工具鋼、耐熱鋼などの鋼材の表面窒化処理は、窒化物の形成により材料の表面を硬化させたり、表面圧縮残量応力を生じさせたりすることにより材料特性を向上させることができるため、自動車用エンジン部品の摩擦部分等や工作機械部品、切削工具類などの表面硬化法として実用化されている。従来のステンレス鋼などの鋼材の表面窒化法としては、アンモニアガスを用いたガス窒化法があるが、最も広く用いられているものは塩浴窒化法である(例えば、特許文献1)。



塩浴窒化法にはシアン系の塩浴が通常用いられるが、このような熱化学的方法に電気化学的方法を協同させた方法が知られている(特許文献2)。
一方、本発明者等は、これまでに、非シアン系の塩浴を用いた溶融塩電気化学プロセスを用いた表面窒化の研究に取り組んできた(非特許文献1、2)。



【特許文献1】
特開2000-73156号公報
【特許文献2】
特開平7-62522号公報
【非特許文献1】
T.Goto, R Obata and Y.Ito,「Electrochemical formation of iron nitride film in molten Li-KCl-Li3N system」,Electrochemica Acta,45,pp.3367-3373(2000)
【非特許文献2】
H.Tsujimura, T.Goto and Y.Ito,「Electrochemical Formation and contorol of chrominum nitride films in molten Li-KCl-Li3N systems」,Electrochemica Acta, 47,pp.2725-2731(2002)

産業上の利用分野


本発明は、非シアン系溶融塩を電解質に用いた鋼材の電気化学的表面窒化処理法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
鉄のほかに少なくとも1種の窒化物生成元素を含む鋼材を被処理材とし、窒化物イオン(N3-)を含有する非シアン系溶融塩を電解質に用い、該電解質中で被処理材を作用極とし、浴と接触する対極に対し正の電位に保つことにより被処理材表面に窒化物層を形成することを特徴とする鋼材の電気化学的表面窒化処理法。

【請求項2】
溶融塩はLiCl-KClであることを特徴とする請求項1記載の鋼材の電気化学的表面窒化処理法。

【請求項3】
被処理材はステンレス鋼部品であり、電解電位を0.3V~2.0Vに保つことによりステンレス鋼表面にCrNを主成分とする窒化物層を形成することを特徴とする請求項1または2記載の鋼材の電気化学的表面窒化処理法。

【請求項4】
ステンレス鋼は表面の不動態膜を除去していないステンレス鋼部品であることを特徴とする請求項3記載の鋼材の電気化学的表面窒化処理法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2003019914thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 資源循環・エネルギーミニマム型システム技術 領域
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