(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼を硬化させるために水素を用いる方法は広く知られているがかえって軟化するため、安定して鋼の硬化を増すことができる水素チャージ方法の提供。【解決手段】内部に電解質が溶解した水が満たされた浴槽２１、正極２３と負極２４を有し、正極に陽極が接続されている直流電源装置２２、交流電源装置３１、交流電源装置に接続されている消磁用コイル３２から構成され、消磁用コイルは浴槽の周囲に巻かれていることを特徴とする鉄硬化装置を用いた鉄片を硬化する方法であって、直流電源装置の負極に鉄片を接続するステップ、鉄片及び陽極を浴槽に満たされた水に浸すステップ、交流電源装置によって消磁用コイルに交流電流を流すステップ、直流電源装置によって陽極及び鉄片に直流電流を流すステップからなる鉄片を硬化する方法。【選択図】図１
2020128582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電解質が溶解した水が満たされた浴槽、
正極と負極を有し、正極に陽極が接続されている直流電源装置、
交流電源装置、
上記交流電源装置に接続されている消磁用コイルから構成され、当該消磁用コイルは上記浴槽の周囲に巻かれていることを特徴とする鉄硬化装置を用いた鉄片を硬化する方法であって、
上記直流電源装置の負極に上記鉄片を接続するステップ、
上記鉄片及び陽極を浴槽に満たされた水に浸すステップ、
交流電源装置によって上記消磁用コイルに交流電流を流すステップ、
直流電源装置によって上記陽極及び上記鉄片に直流電流を流すステップからなる鉄片を硬化する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄硬化装置を用いた鉄片を硬化する方法であって、
前記電解質が溶解した水が、強酸と強塩基性の塩及び／または強酸と弱塩基性の塩及び／または弱酸と強塩基性の塩が水に溶けていることを特徴とする前記電解質が溶解した水、または、強酸または強塩基の水溶液であることを特徴とする前記電解質が溶解した水を用いて各ステップを実施した後に、
前記電解質が溶解した水が、弱酸と弱塩基性の塩が水に溶けていることを特徴とする前記電解質が溶解した水、または、弱酸または弱塩基の水溶液であることを特徴とする前記電解質が溶解した水を用いて各ステップを再度実施することを特徴とする鉄片を硬化する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の硬化に関し、特に鋼に水素をチャージすることで安定して鋼を硬化することに関する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人類は、約５０００年前より鉄を用いており、爾来、改良に改良を重ねつつ、文明の基礎を織りなす素材として今日でも用いられている。鉄は、構成している成分や熱処理等によって様々な性質を発揮する。この成分のうち、特に含有比率が大きい元素として、炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄があり、これらの成分の多い少ないによって鉄に決定的な影響を与えることから重視されている。
【０００３】
ケイ素は、耐力（降伏点）と引張り強さ、耐熱性に影響し、多くいれると材質が脆くなる。マンガンは、粘り強さの指標である靭性をはじめ、耐摩耗性、衝撃強度、引張強さに寄与し、他の元素との組み合わせで効果を発揮する。リンは、加工性をあげるために意図的に添加することもあるが、一般的には少ないほうが良質といえ、特に低温脆性に寄与する有害元素と考えられている。硫黄も加工性をあげるために意図的に添加することもあるが、通常は低いほうが良質といえ、特に高温環境において強度が脆くなることが知られている。
【０００４】
炭素は、硬さに決定的な影響を与える元素であり、炭素が含まれる量が増えると、鉄は硬さを増すが、一般に硬くなるにつれて、靭性は落ちる。そのため、硬いものは限度を超える力がかかると折れやすくなる。炭素が含まれる量に応じて鉄は、鋼、鋳鉄と呼び名を変える。
【０００５】
硬さと粘り強さ（折れにくさ）は反比例するため、炭素が多ければ多いほどよいというものではないが、硬いということは極めて重要な性質であるため、鉄を鍛造、圧延、精錬の各段階での工夫や、各種の浸炭や熱処理などをおこない、鉄製品の表面の硬さを上げるための追求が古来より行われている。なお、現代では、上記の５つの元素以外の金属元素との合金などを作ることも行われているが、コストが上昇するため利用分野が限られている。
【０００６】
鉄の利用分野は様々で多岐にわたるが、伝統的な利用方法として、薄い端部を用いて切断する刃物が挙げられる。刃物を薄くすれば切れ味が増すのは当然であるが、対象物に薄い鉄を押し当てた場合でも鉄が負けないだけの硬さが必要となることから、いかに硬い鉄を作り出すかについての研究が古来よりなされてきた。古くは日本刀、槍の穂先など、現代でも和包丁やナイフなどの様々な分野で用いられている。
【０００７】
他の例として、モース硬度７程度の石を用いた着火方法も挙げられる。鉄製品を用いて石に対して打撃摩擦をおこなうと、モース硬度7程度の石に鉄が研削され火花が飛ぶ。この火花を消し炭等へ着火させることにより火をおこす。この手法は古来用いられており、現代でもキャンプなどで火打ち石と、鋼刃物の背の部分を利用して実施されている。鋼を用いる方法としては、着火に専念した火打金専用品も広く用いられている。着火の際に鉄が軟らかいと火花が飛びにくくなるため、鉄の硬さが重要となってくる。
【０００８】
一般に、結晶表面では原子結合が片側で欠けていて、材料内部にある対称性は失われる。そのため、結晶表面では特異な原子配列やエネルギー状態が現れて、物性に影響する。水素分子が鉄表面に近づくと運動エネルギーを失い、表面の鉄原子とファンデルワールス力（誘起電気双極子による静電的な相互作用）が働いて物理吸着の状態になる。水素分子がさらに表面に近づくと反発力が大きくなるが、鉄表面には外側に滲み出した電子による電気双極子が存在しており、水素原子と鉄原子の間で電子のやりとりが起きると、水素原子と金属原子の間にイオンあるいは共有結合が生じて化学吸着状態となる。
【０００９】
このようにして水素が鉄と一体化すると、鉄、とくに鋼や高強度鋼を静荷重下にて利用した際に、時間的な遅れをともない（使用してから相応の時間経過の後）破壊される原因となり、こういった水素起因の脆性破壊現象を一般に遅れ破壊と称している。鋼の遅れ破壊自体は、航空機用めっきボルトの破損事故などを契機に、１９５０年代からよく知られている。だが、鋼材の高強度化要求は強く、水素起因の脆性破壊現象が発生するのは避けられないにしても、どのような条件下であれば安全に使用できるのかについて研究が進められている。
【００１０】
鋼への水素の影響を調べるために、鋼に水素をチャージさせるための手法も開発されている。代表的なものについてのみ説明すると、まず酸浸漬や塩水噴霧など素材を腐食が促進される環境に曝す方法が挙げられる。この方法は、溶液中に鉄片を浸漬させ、腐食反応によって発生した水素をチャージさせる。溶液中の水素イオンが鉄表面で水素原子となり、その大部分は再結合して水素分子となり水素ガスとして放出されるものの、その一部が金属中に吸収される性質を利用している。なお、浸漬溶液にはチオシアン酸塩水溶液が多用される。チオシアン酸には水素の侵入過程を遅らせる効果があるためである。
【００１１】
試料を水素ガス雰囲気に曝す方法も多用されている。高温高圧で水素ガス雰囲気にさらされる鉄材の健全性評価などを目的として、４００℃から６００℃の高温で１０から３０ＭＰａ程度の高圧水素ガスに鉄片を暴露させる方法である。他の方法として、電気化学的方法による水素ガス環境に曝すといった方法もある。溶液中に鉄片と対極を浸漬し、鉄片を陰極として水の電気分解をおこなうことにより、鉄片表面を水素環境に暴露させる方法である、溶液の種類や電流密度の制御などによって、水素チャージ量をコントロールしやすい特徴がある。これらの方法については、特許文献１乃至３でも紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−３７６０６号公報
【特許文献２】特開２０１２−４７５４０号公報
【特許文献３】特開２０１７−１２２６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
鋼に水素が含まれることによって、脆性がまし、遅れ破壊等の原因となることは好ましくない性質である。だが、水素によって鋼の硬さがますことによるメリットも存在し、その用途によっては遅れ破壊が問題とならないケースも多い。その典型例が刃物である。刃となる箇所の硬さがますことによって、より鋭く研いだ場合であっても十分な耐久性を維持しつつ、切れ味を増すことが可能となる。また、火打金としての利用においても、硬さが増すことによって火花が飛びやすくなる効果があり有用である。
【００１４】
遅れ破壊の発生には応力が必要であるが、刃物は基本的に引いて切る、あるいは押して切るという言葉に代表されるように、対象物に対して大きな荷重をかけることがないため、大きな応力が発生しない。火打金として利用する場合も火打ち石への打撃摩擦がおこなうものの、継続して大きな圧力をかけ続けることがないため、大きな応力が発生することはない。そのため遅れ破壊が生じる虞がなく、硬さが増すことによるメリットのみを享受できる。
【００１５】
このようなことに鑑み、様々な鉄製品に意図的に水素をチャージし、その硬さを増そうとする試みも行われてはいる。だが、その成果にはばらつきも多いのが現状である。発明者らが確認したところによると、鉄片のある領域については硬化するものの、別の領域では逆に軟化してしまったケースもある。火打金専用品であれば、硬化した領域のみを用いるといった運用での工夫で対応可能であるが、刃物として用いた場合、刃の部分が硬化しなくては意味をなさないことから、安定して鉄片全域の硬さを増すことができる水素チャージ方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで本発明では、
内部に電解質が溶解した水が満たされた浴槽、
正極と負極を有し、正極に陽極が接続されている直流電源装置、
交流電源装置、
上記交流電源装置に接続されている消磁用コイルから構成され、当該消磁用コイルは上記浴槽の周囲に巻かれていることを特徴とする鉄硬化装置を用いた鉄片を硬化する方法であって、
上記直流電源装置の負極に上記鉄片を接続するステップ、
上記鉄片及び陽極を浴槽に満たされた水に浸すステップ、
交流電源装置によって上記消磁用コイルに交流電流を流すステップ、
直流電源装置によって上記陽極及び上記鉄片に直流電流を流すステップからなる鉄片を硬化する方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の方法を用いると、鉄片の全領域の硬さを増すことができるばかりか、チャージした水素のうち、拡散性水素が揮発し本発明を適用していない鉄片より少ない状態、あるいは検出すらされなくなった状態となっても、硬化した状態を保つことができ、長く硬化した状態を保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】鉄片を消磁しつつ水素チャージする構成を示した図
【図２】鉄片の実施例の寸法を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の概念図である。鉄１を硬化するために、電気分解装置２、消磁装置３の双方を用いる。電気分解装置２は、浴槽２１、電気分解用電源装置２２、陽極２３、陰極２４（鉄１）、電解質含有水２５から構成され、消磁装置３は、消磁用電源装置３１、消磁用コイル３３から構成される。
【００２０】
鉄１は、鉄を材質に含んでいれば、構成比率はどのような比率であってもよく、鉄そのものである軟鉄、鋼、鋳鉄に加えていわゆる鉄合金であってもよい。その形状も問わないが、好適な形状はナイフや火打金専用品といった板状の様な形である。本発明の適用によって鉄が硬化し、加工が困難となる虞が高いため、本発明の適用に先立って熱処理や浸炭等を行い加工をおこなった半製品、製品となったナイフ、火打金専用品等を用いるとよい。
【００２１】
浴槽２１は、純水やシュウ酸、硫酸ナトリウム、チオシアン酸アンモニウムなどの電解質を含んだ電解質含有水２５を担持可能な容器である。その容量は、対象となる鉄１の大きさに応じて適宜選択すればよい。消磁装置３に悪影響を与えない観点から金属製ではなく、ガラスや陶器、各種樹脂などを用いるとよいが、樹脂を用いる場合は用いる水溶液によって侵されない樹脂を選択しなくてはならない。
【００２２】
電気分解用電源装置２２は、直流電流を出力可能な電源装置であり、公知のものを流用可能である。電気分解用電源装置２２の電源として交流を用いても直流を用いてもよいが、直流電流を出力できる電源として機能する必要がある。
【００２３】
水や水溶液に電極を入れた状態で電圧をかけると、陰極には正イオン（純水の場合は水素イオン）、陽極には負イオン（純水の場合は水酸化物イオン）が引き寄せられる。この際に、正イオンの酸化還元電位（イオンが電子をやりとりできる電位）より陰極のエネルギーが負に大きくなれば、陰極から正イオンへ電子が移動する。実際には活性化エネルギーを超える必要があるため、水を電気分解するためには陰極電位をさらに上げ過電圧分を上乗せする必要がある。電気分解用電源装置２２は、少なくとも水を持続して電気分解可能な程度の陰極電位を持続できる直流電流供給能力がなくてはならない。
【００２４】
電気分解用電源装置２２の正極２２１には陽極２３、負極２２２には陰極２４（鉄１）が接続される。陽極２３には活性化エネルギーの低い、すなわち過電圧が低い物質として知られる白金（Pt）、金（Au）、炭素（C）などを選択すればよい。これ以外であってもかまわないが、陽極自体が酸化されて陽イオンとなって溶け出す点に留意が必要である。なお、表面に凸凹があると電圧が小さくなるため、白金等の表面上に微細な粉状の白金等を付したものを用いるなどの工夫を行えば、消費電力を小さく抑えることが可能である。陰極２４として鉄１を用いることで、水素が鉄１へチャージされる。
【００２５】
電解質含有水２５は、純水に電解質が溶解したものである。電解質としては、様々なものが利用可能である。例えば、強酸と弱塩基性の塩、強酸と強塩基性の塩、弱酸と弱塩基性の塩、弱酸と強塩基性の塩、強酸、弱酸、強塩基、弱塩基、またはこれらの組み合わせのいずれも利用可能である。具体例をあげると、各種シュウ酸などの弱酸、チオシアン酸アンモニウム、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムや塩化ナトリウムなどである。要するに電離度を高めることで水に電流が流れやすくするのが目的であり、この目的に叶う物質であれば、どのようなものでも利用可能である。
【００２６】
ただし、本発明者の実験によって、電解質含有水２５として弱酸や弱塩基の水溶液、弱酸と弱塩基の塩を溶かした水、またはこれらの混合物といった電離度の低い電解質含有水２５を用いて本発明の方法をおこなうと鉄が硬化した状態を長い期間にわたって維持可能であるものの、鉄の焼入れの程度等によってはうまく硬化しない場合があることが判明している。その際に効果的なのは、電解質含有水２５として強酸と弱塩基性の塩、強酸と強塩基性の塩、弱酸と強塩基性の塩を水に溶かしたもの、強酸や強塩基の水溶液、またはこれらの混合物といった電離度の高い電解質含有水２５を用いて本発明の方法をおこなうことである。電離度の高い電解質含有水２５を用いると多くの場合で鉄を硬化させることが可能であることが本発明者によって判明した為である。ただし、電離度の高い電解質含有水２５を用いて硬化させた鉄は数ヶ月程度で軟化してしまうことも判明している。電離度の高い電解質含有水２５を用いて本発明の方法をおこなった後で、さらに電離度の低い電解質含有水２５を用いて本発明の方法を行うことで時間がたっても硬化を維持させることができることが本発明者によって判明しているため、電離度の高い電解質含有水２５を用いた後に電離度の低い電解質含有水２５を用いて本発明の方法を２回実施するとよい。なお、電離度の高い電解質含有水２５を作成するためには水酸化カリウム、硫酸、水酸化ナトリウムなどが好適であり、電離度の低い電解質含有水２５を作成するためにはチオシアン酸アンモニウム（チオシアン酸は比較的強い酸であるが本発明では弱酸として扱う）やシュウ酸などが好適である。
【００２７】
消磁用電源装置３１は、交流電流を出力可能な電源装置であり、公知のものを流用可能である。消磁用電源装置３１の電源として交流を用いても、直流を用いてもよいが、交流電流を出力できる電源として機能しなくてはならない。消磁用電源装置３１が直接交流３０V、３Aを出力可能であれば不要であるが、そのような出力が不可能な場合は、変圧器の一時巻線側へ消磁用電源装置３１を接続した状態で、二次巻線側に最大３Ａを出力できる変圧器３２を用いれば良い。消磁用電源装置３１または変圧器３２は、消磁用コイル３３に接続される。
【００２８】
消磁用コイル３３は、エナメル線で浴槽２１を螺旋状に幾重も取り巻いたコイルである。電流を通し、磁界を外部に発生させるものであればエナメル線にかぎる必要はなく、銅線ではなく銀線を用いても良いし、絶縁皮膜もエナメルワニスに限らない。皮膜も磁界を通すのであればどのようなものでもよく、ポリビニルホルマール、ポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリエステル、ナイロンなどであってよい。銅線の太さも直径０．０２５から３．２ｍｍ程度であれば、どのような太さであってもよい。
【００２９】
本発明では、以上の装置を用いて鉄１を硬化させる。まず、装置を上述のとおり接続する。すなわち、電気分解用電源装置２２の正極２２１に白金等を接続し陽極２３とし、負極２２２に鉄１を接続して陰極２４とし、陽極２３と陰極２４を浴槽２１内に満たされた水に漬ける。
【００３０】
次に浴槽２１に電解質としてチオシアン酸アンモニウムなどの電解質を投入し、撹拌させ電解質含有水２５とする。そして、電気分解用電源装置２２を操作し、直流電圧を１．６V、直流電流０．０３Aを保った状態で６時間保持する。この間、陰極２４では水の電気分解によって水素が発生し続け、当該水素が鉄１へとチャージされる。
【００３１】
この間、消磁用電源装置３１を操作して、消磁用コイル３３に交流電圧３０Ｖ６０Ｈｚ、交流電流３Ａ６０Ｈｚを５秒間印加し、１０秒間で交流電圧０Ｖ、交流電流０Ａとなるよう徐々に電圧電流を減少させる操作を行う。消磁用コイル３３に電流が流れることで、浴槽２１には磁界が発生するが、当該磁界は６０Ｈｚの頻度で向きが変化する。消磁用電源装置３１による当該操作は、電気分解用電源装置２２による通電が行われる６時間の間に、３０回から６０回程度繰り返し行う。この操作を通じて浴槽２１内の鉄１は徐々に磁性を失っていき、消磁されていく。当該操作は１０分に１回程度行うことを基本とするが、必ずしもこの回数に限定されるものではなく、鉄１が十分に消磁される頻度、強さであれば、どのような回数であってもよい。なお、交流５０Ｈｚであっても回数を重ねることで最終的には６０Ｈｚを用いた場合と同様に硬化させることが可能である。
【００３２】
６時間が経過すると、電気分解用電源装置２２の動作を停止させ、鉄１を取り外し、水分を拭き取り乾燥させる。水素チャージによって水素が付加された鉄１は、従前に比して、浴槽２１に浸潤していた全域で硬度を増している。従来は、その一部のみが硬化し、ある部位は軟化するなど不安定であったが、十分な消磁を行うことで安定して硬化させることが可能になる。
【００３３】
なお、上記説明では鉄１を陰極２４としたが、別の鉄片の組み合わせを陰極とした上で鉄１を上記鉄片で挟み込むようにして担持することとしてもよい。この際に鉄片のみならず、導電性の他の物質を採用してもよいことはもちろんである。
【００３４】
上記の説明では、浴槽２１に電解質としてチオシアン酸アンモニウムなどの電解質を投入するものとしたが、チオシアン酸アンモニウムやシュウ酸など、電離度がそれほど大きくない物質を用いた場合、鉄１の種類によっては表面硬さが硬化しないケースが発生することが発明者らの実験によって判明している。
【００３５】
その場合は、シュウ酸等の弱酸やチオシアン酸アンモニウム等といった水に溶かしても電離度が高くならない物質ではなく、強酸と弱塩基性の塩、強酸と強塩基性の塩、弱酸と強塩基性の塩、強酸水溶液、強塩基水溶液、具体的には、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、苛性ソーダや苛性カリといった物質を電解質として用いた電解質含有水２５を用いて、上述した通り、消磁しながら電気分解を行う本発明の方法を前処理として実施する。なお、消磁の方法や直流電流の流し方は上述のとおりであるが、直流電流については少し多めに流しても良い。ただし、鉄１と電解質含有水２５の間にアーク放電が発生する程にまで電流を増やす必要はない。いわゆる電解焼入れを行うためのものではなく、必要以上に鉄１を高温化させる必要がないためである。この方法を前処理としておこなった後、鉄１を乾燥させ、鉄１が硬化しているか否かを確認する。
【００３６】
この前処理によっても鉄１の表面が硬化しない場合は、鉄１の表面熱処理や浸炭などによる硬化不足が考えられるため、再び熱処理や浸炭等を行った上で、改めて本発明を適用すればよい。鉄１が硬化した場合は、チオシアン酸アンモニウムやシュウ酸等を用いた電解質含有水２５によって上述のとおり本発明の方法を適用することで、鉄１をさらに安定して硬化させることができる。本発明者によって、電離度の高い電解質含有水２５を用いた場合は硬化させやすいものの、時間の経過とともに硬化が失われやすいことが判明している。これは、電離度の低い電解質含有水２５を用いて再度本発明の方法を実施することで、対応可能である。すなわち、硬化した状態を長く保つことが可能であることが実験の結果判明している。そのため、電離度の高い電解質含有水２５を用いて前処理を行った後に、電離度の低い電解質含有水２５を用いて本発明の方法を実施するとよい。
【００３７】
以下、実施例にもとづいて、さらに詳細に本発明を説明する。
【実施例１】
【００３８】
鉄１として、図２に示すとおり、縦７６．５ｍｍ、中心部の幅２９．５ｍｍ、端部の幅２３．５ｍｍ、厚さ３．１５ｍｍの鉄片を採用した。質量は概ね５０ｇである。この鉄片を陰極２４として電気分解用電源装置２２の負極２２２に接続し、プラチナの板を電気分解用電源装置２２の正極２２１に接続し陽極２３とした上でガラス製の浴槽２１に純水４２５ｍｌを投入し、当該純水の中に陽極２３と陰極２４を浸した。陰極２４の純水への浸漬部表面積は４０１６平方ミリメートルあったが、理想的には完全に水没させることが望ましい。
【００３９】
次に、電気分解用電源装置２２を操作して０．０３Ａの定電流を発生させた状態でチオシアン酸アンモニウムを徐々に加え、電圧が１．６Ｖに到達した状態をもって電気分解装置２として用いた。
【００４０】
消磁装置３としては、直径１．０ｍｍの太さをもつエナメル線を浴槽２１に７０回巻いたものを採用した。エナメル線とエナメル線の間はなるべく隙間がすくなくなるよう、手巻きにて詰めて巻き上げている。
【００４１】
以上の状態を初期状態として、硬化を開始した。すなわち、電気分解用電源装置２２を操作して０．０３Ａの電流を供給し、これを６時間継続した。消磁操作として消磁用電源装置３１を操作し、消磁用コイル３３に６０Ｈｚの交流電圧３０Ｖ、交流電流３Ａを５秒間印加し、１０秒間で交流電圧０Ｖ、交流電流０Ａとなるよう徐々に電圧電流を減少させる操作を行った。消磁操作は１０分に１回の割合で行った。すなわち、６時間で３６回の消磁操作を行った。この６時間の一連の操作を１セットとし、２２セットの操作を行った状態で鉄片の硬化度合いを計測した。
【００４２】
以上の操作を行った鉄片について、ビッカース硬さを測定した。その結果を以下に示す。表１の上段は、鉄片の左端部から距離であり、その時点でのビッカース硬さを下段に示している。下段の単位はＨＶ０．２ｋｇである。表１の上段は、鉄片の左端部から距離であり、その時点でのビッカース硬さを下段に示している。下段の単位はＨＶ０．２ｋｇである。表２の上段は、鉄片の右端部から距離であり、その時点でのビッカース硬さを下段に示している。下段の単位はＨＶ０．２ｋｇである。なお、両端から１０ｍｍを超える位置、すなわち鉄片の中心付近のビッカース硬さは概ね１００ＨＶ０．２ｋｇ周辺である。
【００４３】
【表１】
2020128582.tif 000003
【００４４】
【表２】
2020128582.tif 000004
【比較例】
【００４５】
比較例として、上記鉄片を本発明の操作を行う前に測定したビッカース硬さは以下の通りである。表３の上段は、鉄片の左端部から距離であり、その時点でのビッカース硬さを下段に示している。下段の単位はＨＶ０．２ｋｇである。表４の上段は、鉄片の右端部から距離であり、その時点でのビッカース硬さを下段に示している。下段の単位はＨＶ０．２ｋｇである。なお、両端から１０ｍｍを超える鉄片中心付近のビッカース硬さは概ね１００ＨＶ０．２ｋｇ周辺である。
【００４６】
【表３】
2020128582.tif 000005
【００４７】
【表４】
2020128582.tif 000006
【００４８】
実施例と比較すると、本発明の方法を適用することで刃としても火打金としても多用される端部における硬度が上昇しつつ、軟化した部位が存在していないことから、非常に使い勝手のよい製品となったことがわかる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態の一部または全部は、以下の付記のように記載される。
［付記１］
内部に電解質が溶解した水が満たされた浴槽、
正極と負極を有し、正極に陽極が接続されている直流電源装置、
交流電源装置、
上記交流電源装置に接続されている消磁用コイルから構成され、当該消磁用コイルは上記浴槽の周囲に巻かれていることを特徴とする鉄硬化装置を用いた鉄片を硬化する方法であって、
上記直流電源装置の負極に上記鉄片を接続するステップ、
上記鉄片及び陽極を浴槽に満たされた水に浸すステップ、
交流電源装置によって上記消磁用コイルに交流電流を流すステップ、
直流電源装置によって上記陽極及び上記鉄片に直流電流を流すステップからなる鉄片を硬化する方法。
［付記２］
付記１に記載の鉄硬化装置を用いた鉄片を硬化する方法であって、
前記電解質が溶解した水が、強酸と強塩基性の塩及び／または強酸と弱塩基性の塩及び／または弱酸と強塩基性の塩が水に溶けていることを特徴とする前記電解質が溶解した水、または、強酸または強塩基の水溶液であることを特徴とする前記電解質が溶解した水を用いて各ステップを実施した後に、
前記電解質が溶解した水が、弱酸と弱塩基性の塩が水に溶けていることを特徴とする前記電解質が溶解した水、または、弱酸または弱塩基の水溶液であることを特徴とする前記電解質が溶解した水を用いて各ステップを再度実施することを特徴とする鉄片を硬化する方法。
【符号の説明】
【００５０】
１  鉄
２  電気分解装置
２１  浴槽
２２  電気分解用電源装置
２２１  正極
２２２  負極
２３  陽極
２４  陰極
２５  電解質含有水
３  消磁装置
３１  消磁用電源装置
３２  変圧器
３３  消磁用コイル
【図１】
2020128582.tif 000007
【図２】
2020128582.tif 000008