(57)【要約】高められた表面硬さを有する耐腐食性導管システムは、ステンレス鋼導管およびステンレス鋼取り付け具、またはそのような取り付け具の一部分を含むプレアセンブリを形成し、次にプレアセンブリを低温浸炭にさらすことによって作られる。この開示の技術は、これらのワークピースのプレアセンブリを形成し、次にこのようにして形成されたプレアセンブリを拡散ベース表面処理プロセスにさらすことによって、複数の金属ワークピースから作られた、形状を与えられた金属物品に任意の拡散ベース表面処理プロセスを適用するためにもより広く使用され得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのステンレス鋼導管および少なくとも１つの取り付け具から成る導管システムに、拡散ベースの表面処理を適用するプロセスであって、該取り付け具または該取り付け具の少なくとも１つのコンポーネントもステンレス鋼から作られており、該プロセスは、該ステンレス鋼導管と該取り付け具または該取り付け具の該ステンレス鋼コンポーネントとを機械的に接合してプレアセンブリを形成し、その後に、該プレアセンブリを拡散ベースの表面処理にさらす、プロセス。
【請求項２】
前記拡散ベースの表面処理は低温浸炭である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記導管システムは、フェルールがステンレススチールから作られているフェルールベースの導管システムであり、さらに該ステンレス鋼導管と該フェルールとは、機械的に接合されて前記プレアセンブリを形成する、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記導管は、低温浸炭の前に塑性流動にさらされる、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記ステンレス鋼導管および前記フェルールは、低温浸炭の前に予め接合されている、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記フェルールベースの導管システムは、ステンレス鋼導管と取り付け具とを含み、該取り付け具は、取り付け本体とステンレス鋼フェルールと取り付けナットとを有しており、さらに前記プロセスは、該ステンレス鋼導管、該フェルール、ならびに該取り付け本体および該取り付けナットのうちの少なくとも１つを備えているプレアセンブリを低温浸炭することを含む、請求項３に記載のプロセス。
【請求項７】
前記取り付け本体、前記取り付けナットまたは両方は、ステンレス鋼から作られている、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの導管の端は、低温浸炭の前にプレスエージされている、請求項４に記載のプロセス。
【請求項９】
前記フェルールは、スエージングタイプの取り付け具、バイトタイプの取り付け具、または集合変形グリップタイプの取り付け具である、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
潤滑油が、前記フェルールと前記チューブとの間の接触ゾーンの近く、かつその外側の該フェルールの外側端への前記ステンレス鋼導管に適用される、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１１】
第１の嵌合面を画定する第１の協働するワークピース、および第２の嵌合面を画定する第２の協働するワークピースから作られた物品に、拡散ベースの表面処理を適用するプロセスであって、該物品が最終的な形にあるとき、該第１および該第２の嵌合面は実質的な圧縮応力を受けており、該プロセスは、これらの協働する金属ワークピースのプレアセンブリを形成することと、次に該プレアセンブリを拡散ベースの表面処理にさらすこととを含む、プロセス。
【請求項１２】
前記拡散ベースの表面処理は、ステンレス鋼の低温浸炭である、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記物品が最終的な形状にあるとき、前記第１の嵌合面の形状は、前記第２の嵌合面との接触を介して塑性変形によって少なくとも部分的に形成される請求項１２に記載のプロセスであって、該プロセスは、前記プレアセンブリが形成される後ではあるが、該プレアセンブリが前記拡散ベースの表面処理にさらされる前に、該第２の嵌合面に該第１の嵌合面を塑性的に変形させることをさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記第２の嵌合面は、前記第１の嵌合面よりも硬い、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記第１の協働するワークピースおよび前記第２の協働するワークピースは、共に接合されて、プレアセンブリを形成し、
応力が次に該プレアセンブリに適用され、前記第２の嵌合面に前記第１の嵌合面を塑性的に変形させ、
該応力が除去され、
該プレアセンブリは次に、前記拡散ベースの表面処理にさらされ、別の応力が次に該プレアセンブリに適用されることにより、該第１の協働するワークピースおよび該第２の協働するワークピースにそれらの最終的な形を取らせる、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記第１の協働するワークピースおよび前記第２の協働するワークピースは、共に接合されて、プレアセンブリを形成し、
応力が次に該プレアセンブリに適用されることにより、前記第２の嵌合面に前記第１の嵌合面を塑性的に変形させ、
該プレアセンブリは次に、該応力を実質的に除去せずに、前記拡散ベースの表面処理にさらされる、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記ワークピースは、前記拡散ベースの表面処理の前に、それらの最終的な形に結合される、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記ワークピースは、前記拡散ベースの表面処理の前に、それらの最終的な形に結合される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１９】
導管システムへの高められた表面処理の提供において使用するプレアセンブリであって、該導管システムはステンレス鋼導管から形成され、取り付け具は複数のコンポーネントから形成され、そのコンポーネントのうちの少なくとも１つはステンレス鋼から作られており、該プレアセンブリは、該ステンレス鋼導管および互いに物理的に組み合わされた該取り付け具の少なくとも１つのステンレス鋼コンポーネントを備え、該プレアセンブリは、既に低温浸炭によって肌焼きされている、プレアセンブリ。
【請求項２０】
前記プレアセンブリは、少なくとも１つの端に予め取り付けられたステンレス鋼フェルールを有するステンレス鋼導管を備えている、請求項１９に記載のプレアセンブリ。
【請求項２１】
前記フェルールは、取り付け本体、フェルールおよび取り付けナットを含むフェルールベースの取り付け具のコンポーネントであり、さらに前記プレアセンブリは、該取り付け本体および該取り付けナットのうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載のプレアセンブリ。
【請求項２２】
高められた表面硬さを有する耐腐食性導管システムであって、該導管システムは、取り付け具に接合された、肌焼きされたステンレス鋼導管を備えている、耐腐食性導管システム。
【請求項２３】
前記導管システムは、フェルールベースの取り付け具に接合された、肌焼きされたステンレス鋼導管を備えている、請求項２２に記載の導管システム。
【請求項２４】
前記導管システムは、少なくとも１つの端に予め取り付けられたフェルールを有するステンレス鋼導管から成るプレアセンブリ上の、フェルールベースの導管取り付け具の、前記取り付け本体および取り付けナットをプルアップすることによって形成され、該プレアセンブリは、既に低温浸炭によって肌焼きされており、それによってステンレス鋼チューブおよびフェルールの表面は、本質的にカーバイド沈殿物がない、請求項２３に記載の導管システム。
【請求項２５】
物品に高められた表面処理を提供することにおいて使用するプレアセンブリであって、該物品は第１の協働する金属ワークピースおよび第２の協働する金属ワークピースから少なくとも作られ、該第１の協働するワークピースおよび該第２の協働するワークピースは、該物品が最終的な形にあるとき、互いに嵌合するそれぞれの第１の嵌合面および第２の嵌合面を画定し、該第２の嵌合面は該第１の嵌合面よりも硬く、該第１の嵌合面の形状は、該第２の嵌合面によって適用された塑性変形によって少なくとも部分的に変形させられ、該プレアセンブリは、互いに物理的に組み合わされた少なくとも該第１の協働する金属ワークピースおよび該第２の協働する金属ワークピースを備え、該第１の嵌合面は既に該第２の嵌合面によって適用された塑性変形によって少なくとも部分的に形成され、該プレアセンブリも既に低温浸炭によって肌焼きされている、プレアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ステンレス鋼の低温浸炭（「ＬＴＣ」）は、特許文献１、特許文献２、日本国特許文書９−１４０１９（特許文献３）、特許文献４、特許文献５を含む多くの刊行物に記述されている。これらの文献の開示は、参考として本明細書に援用されている。この技術において、ワークピースは、１０００°Ｆ（５３８°Ｃ）よりも低い昇温温度で炭素含有気体と接触させられる。結果として、カーバイド沈殿物の形成なく、高い濃度の元素状炭素が、ワークピースの表面の中に拡散する。この結果、ワークピースの表面硬さおよび腐食抵抗が、有意に高められる。
【０００２】
この技術は、ステンレス鋼導管システムを形成するために使用されるフェルール（ｆｅｒｒｕｌｅ）ベースの取り付け具のコンポーネントを表面硬化するために使用される。導管自体を表面硬化することは、通常行なわれていない。
【特許文献１】米国特許第５，７９２，２８２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０７８７８１７号明細書
【特許文献３】特開平９−２６８３６４号公報
【特許文献４】米国特許第６，１６５，５９７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５４７，８８８号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この開示に従って、このようなシステムに使用されるステンレス鋼導管は、それ自体が低温浸炭によって肌焼きされ、この肌焼きは、フェルールおよび随意的にこのような取り付け具の他の部品を、ステンレス鋼導管に予め取り付け、かつこのようにして形成されたプレアセンブリをＬＴＣにさらすことによって行なわれる。
【０００４】
この開示の技術は、これらのワークピースのプレアセンブリを形成し、次にこのようにして形成されたプレアセンブリを拡散ベース表面処理プロセスにさらすことによって、複数の金属ワークピースから作られた、形状を与えられた金属物品に任意の拡散ベース表面処理プロセスを適用するためにもより広く使用され得る。
【０００５】
従って、特定の実施形態において、この開示は、高められた表面硬さを有する耐腐食性導管システムを作るプロセスを提供し、このプロセスにおいては、ステンレス鋼導管から形成されたプレアセンブリ、および予め取り付けられたステンレス鋼フェルールベースの取り付け具、またはそのような取り付け具のステンレス鋼コンポーネントは、低温浸炭され、それによってステンレス鋼チューブおよび取り付け具または取り付けコンポーネントは、カーバイド沈殿物の形成なく肌焼きされる。
【０００６】
さらに広く、この開示は、第１の嵌合面を画定する第１の協働するワークピース、および第２の嵌合面を画定する第２の協働するワークピースから作られた物品に、拡散ベースの表面処理を適用するプロセスを提供し、物品が最終的な形にあるとき、第１および第２の嵌合面は実質的な圧縮応力を受け、該プロセスは、これらの協働する金属ワークピースのプレアセンブリを形成し、次にプレアセンブリを拡散ベースの表面処理にさらすことを含む。
【０００７】
さらに、この開示は、高められた表面硬さを有する耐腐食性導管システムを形成する際に使用されるプレアセンブリであって、該プレアセンブリは、予め取り付けられたフェルールベースの取り付け具、またはそのような取り付け具のコンポーネントを有するステンレス鋼導管を含み、該プレアセンブリは、低温浸炭によって肌焼きされ、それによってステンレス鋼チューブおよび取り付け具または取り付け具コンポーネントは、本質的にカーバイド沈殿物がないプレアセンブリをさらに提供する。
【０００８】
さらにこの開示は、高められた表面硬さを有する耐腐食性導管システムであって、該導管システムは、ステンレス鋼フェルールベースの取り付け具、またはそのような取り付け具のステンレス鋼コンポーネントに接合された肌焼きされたステンレス鋼導管を含む、導管システムをさらに提供する。望ましくは、この導管システムは、少なくとも１つの端に予め取り付けられたステンレス鋼フェルールを有するステンレス鋼導管から成るプレアセンブリ上の、フェルールベースの取り付け具の、取り付け本体および取り付けナットをプルアップすることによって形成され、プレアセンブリは、低温浸炭によって肌焼きされ、それによってステンレス鋼チューブおよびフェルールの表面は、本質的にカーバイド沈殿物がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（詳細な記述）
（用語）
この開示において、「カーバイド沈殿物の形成なく」ステンレス鋼を浸炭することへの言及は、形成されたカーバイド沈殿物の量は、もしあるとしても小さすぎてステンレス鋼の腐食抵抗に悪影響を及ぼすことはあり得ないことを意味する。
【００１０】
さらに、「チューブ」、「配管」、「パイプ」および「導管」は、同じものを指しているとして理解され、意味の違いは意図されていない。これに関連して、「パイプ」と「チューブ」との間の違いは基本的に、歴史的な理由で生じる命名法、および慣例の違いである。特に、「パイプ」は、特定の内径を有する導管を指すために伝統的に使用される用語であり、一方、「チューブ」は、特定の外径を有する導管を指すために伝統的に使用される用語であった。従って、「２インチパイプ」は、２インチ内径を有する導管を指すとして理解され、一方、「２インチチューブ」は、２インチ外径を有する導管を指すとして理解された。壁厚も異なり得た。後に、「パイプ」に関する協定が、固定された外径も規格化するために変更された。今日、パイプおよびチューブは、同じプロセスによって作られ、同じ構造を有する。従って、本明細書において、「導管」は特に指示がない限り、パイプとチューブの両方を指すために使用される。
【００１１】
さらに、「ユニオン」は、取り付け具だけではなく、導管と取り付け具との組み合わせを指すために、本明細書では使用される。
【００１２】
さらに、物品の「協働するワークピース」は、物品が最終的な形状に組み立てられるとき、互いと直接物理的に接触している物品の２つ以上のピース（ｐｉｅｃｅ）または部品を意味する。
【００１３】
同様に、ある物品におけるワークピースに関する「最終的な形状」とは、物品の製造が完了する前での、これらワークピースの関係とは対照的に、物品が、その完全に組み立てられた最終的な構成にあるときの、これらワークピースの互いに対する関係を指す。例えば、フェルールベース取り付け具の導管およびフェルールは、取り付け具が、完全に締め付けられ、それによって導管への取り付け具の取り付けが完成するとき、「最終的な形状」にある。
【００１４】
（合金）
この開示の技術は、鉄またはニッケル含有合金の表面の中への炭素原子の低温拡散によって硬化された表面すなわち「ケース」を形成するために最も普通に使用される。そのような材料は周知であり、例えば上記の米国特許第５，７９２，２８２号、米国特許第６，０９３，３０３号、米国特許第６，５４７，８８８号、ＥＰＯ０７８７８１７、および日本国特許文書９−１４０１９（特開平９−２６８３６４号広報）に記述され、それらの開示が参考として本明細書に援用されている。
【００１５】
この開示の技術は、肌焼き鋼、特に５〜５０重量％Ｎｉ、好ましくは１０〜４０重量％Ｎｉを含む鋼において、特定の適用性を見出す。好ましい合金は、１０〜４０重量％Ｎｉおよび１０〜３５重量％Ｃｒを含む。ステンレス鋼、特にＡＩＳＩ  ３００および４００シリーズ鋼が、より好ましい。特に関心があるものは、幾つか例を挙げれば、ＡＩＳＩ  ３１６、３１６Ｌ、３１７、３１７Ｌおよび３０４ステンレス鋼、合金６００、合金６２５、合金８２５、合金Ｃ−２２、合金Ｃ−２７６、および合金２０Ｃｂである。
【００１６】
（他の拡散ベース表面処理）
この開示は、低温浸炭によるステンレス鋼の肌焼きに集中する。しかし、この開示の技術は、他の類似の表面処理を、複数の金属ワークピースから作られた、形状を与えられた金属の物品に適用するためにも使用され得る。
【００１７】
低温浸炭において、原子の炭素は、隙間に入ってワークピースの表面の中に拡散する。すなわち、炭素原子は、金属原子の間の空間を通って移動する。処理温度は低いので、これらの炭素原子は、ワークピースの表面の金属原子と固溶体を形成する。炭素原子は、これらの金属原子と反応して他の化合物を形成することはない。従って、低温浸炭は、高温で実行される通常の浸炭とは異なる。高温で実行される通常の浸炭では、炭素原子は、反応してカーバイド沈殿物、すなわち、それらが含まれる金属基質から分離し、かつ離れた離散相の形で配置されたＭ２３Ｃ６（例えばＣｒ２３Ｃ６またはクロムカーバイド）、Ｍ５Ｃ２などのような特殊な金属化合物を形成する。
【００１８】
他の類似的なプロセスは、金属ワークピースの表面特性を変化させることで公知である。すなわち、金属ワークピースの硬さ、腐食抵抗、および／または他の表面特性が、原子がワークピースの表面の中の隙間に拡散し、離散相の中に新しい化合物を形成せずにその中の金属原子と固溶体を形成することによって変化させられ得る他の処理が公知である。幾つか名を挙げただけでも、例は、鉄の窒化、クロムおよび／またはニッケルベースの合金、鉄の炭素−窒化、クロムおよび／またはニッケルベースの合金、ならびにチタンベースの合金の窒化を含む。便宜上、これらの処理のすべては、「拡散ベースの表面処理」と総称される。
【００１９】
すべてのこのような拡散ベースの表面処理は、この開示の技術を使用して適用され得る。つまり、これらの拡散ベースの表面処理の各々は、金属ワークピースのプレアセンブリを最初に形成し、次にこのプレアセンブリを拡散ベースの表面処理にさらすことによって、この開示の技術を使用して複数の金属ワークピースから作られた、成形金属物品に適用され得る。
【００２０】
（導管システム）
この開示の技術は、低温浸炭によって肌焼きされたステンレス鋼導管システムを生み出すことに特に適している。「導管システム」とは、少なくとも１つの導管、および少なくとも１つの追加的な流体処理コンポーネント、例えばカップレング、バルブ、計量器その他一般に「取り付け具」と称されるものから成る流体処理システムを意味する。
【００２１】
ステンレス鋼導管、および低温浸炭フェルールを有するステンレス鋼取り付け具が、ステンレス鋼導管システムを作るために使用されたが、全体としての導管システム、および特にそのような導管システムを形成する導管は、低温浸炭されていない。しかし、この開示の技術に従って、導管システム全体、または極端な腐食および／または機械的応力の条件と接触する導管システムの少なくとも一部分は、肌焼きされたステンレス鋼から形成される。従って、例えば、水素を動力源とする自動車における水素供給システムの導管と取り付け具の両方は、この開示の技術に従って肌焼きされ、道路の塩および他の道路のくずからの腐食および物理的な損害を防ぎ得る。（少なくとも１つの導管を含む）このような導管システムを形成するコンポーネントのうちの少なくとも一部は予め組み立てられているので、導管システム全体の低温浸炭は、部品が組み立ての前に個々に低温浸炭される場合よりもはるかに容易になされる。そして、プレアセンブリにおける導管システムのコンポーネントの一部が、低温浸炭の前に大きな応力のもとで「予め接合」される（すなわち、以下にさらに定義されるように、接着されることなくその最終的な形式に接合される）場合において、このことは特にそうである。
【００２２】
導管システムの任意のタイプが、この開示の技術で処理され得る。通常、導管への取り付け具のグリッピング（ｇｒｉｐｐｉｎｇ）および密封が機械的になされる導管システムが、処理される。例は、フレア（ｆｌａｒｅ）取り付け具を使用する導管システム、以下にさらに十分に論議されるフェルールベースの取り付け具を使用する導管システム、米国特許第３，２８８，４９４号に示されるような（密封のためのＯリングを使用する）ＶＣＯシステムを使用する導管システム、および米国特許第３，５２１，９１０号に示されるような（密封のための平らなまたは環状のガスケットを使用する）ＶＣＲを使用する導管システムを含む。これらの特許の開示は、参考として本明細書に援用されている。
【００２３】
これらの導管システム（例えばフレア取り付け具および一部のフェルールベースの取り付け具）の一部において、導管の端は、取り付け具の導管への最終的な接合の前に、塑性的に変形させられる。他のもの（例えばＶＣＯおよびＶＣＲ取り付け具）においては、フランジまたは他の構造が、例えば溶接または他の技術によって導管の端に取り付けられ得る。それでもやはり、このようなシステムにおける予め形成された導管の端への取り付け具の接合は、機械的になされる。
【００２４】
（フェルールベースの取り付け具を有する導管システム）
特に関心があるものは、フェルールベースの取り付け具から形成された導管システムである。これに関連して、「フェルールベースの取り付け具」は、取り付け具が導管を掴みかつ密封する一次的なメカニズムは、フェルールによって機械的になされる取り付け具である。
【００２５】
フェルールベースの取り付け具は、周知の商業的物品である。通常、それらは、導管の端の上に嵌るように適合された取り付け本体、取り付けナットおよび補完的なフェルールから成る。金属の導管と共に使用されるように意図された取り付け具は、ほとんど常に金属から作られるが、他の材料が可能である。一部のフェルールベースの取り付け具は、２つのフェルールを使用し、一方、３つ以上のフェルールが理論的に可能である。取り付け本体、取り付けナットおよびフェルールは、ナットの取り付け本体に対する最終的な締め付け（「プルアップ（ｐｕｌｌ−ｕｐ）として公知）が、フェルール、フェルールと係合する導管の部分、または両方を、多少なりとも塑性的に変形させるように設計される。
【００２６】
フェルールベースの取り付け具の４つの一般的なタイプが通常使用される。最も普通のものは、圧縮タイプのフェルールと考えられている。街角の金物屋で購入される普通の日常のフェルールベースの取り付け具が、これの良い例である。このようなフェルールから形成された取り付け具は、小さな局所的な、導管の変形を示すのみであり、フェルールによって生成された掴持力は、主に摩擦を原因とするものである。
【００２７】
フェルールベースの取り付け具の第２のタイプは、スエージング（ｓｗａｇｅ）タイプの取り付け具と考えられ得る。これらの取り付け具において、フェルールによって生成される掴持力は、主にスエージング、すなわちカッティングではない変導管表面の有意な半径方向の変形を主に原因とする。
【００２８】
フェルールベースの取り付け具の第３のタイプは、バイトまたはカッティングタイプの取り付け具と考えられ得る。これらの取り付け具において、フェルールによって生成される掴持力の大部分は、導管の表面にフェルールの最先端が食い込むことによる。導管の幾らかのスエージングも生じ得る。このタイプのフェルールベースの取り付けが、例えば米国特許第２，１７９，１２７号に示され、その開示は、参考として本明細書に援用されている。
【００２９】
フェルールベースの取り付け具の第４のタイプは、集合変形グリップタイプ取り付け具と見なされ得る。これらの取り付け具において、フェルールによって生成される掴持力は、力の組み合わせが原因である。カッティングタイプの取り付け具におけるように、大きな掴持力は、導管の表面にフェルールの最先端が食い込む結果として生成される。さらに、実質的かつ追加的な掴持作用は、プルアップの間、フェルールの変形を介して、このカットの外側で生成される。このタイプのフェルールベースの取り付け具は、例えば米国特許第６，６２９，７０８号Ｂ２の、特に図２〜図２８に示され、その開示も、参考として本明細書に援用されている。
【００３０】
上記のように、導管システムの任意のタイプが、この開示の技術で処理され得る。例えば、導管システムは、導管、および複数のコンポーネントから形成された取り付け具を含み得る。一実施形態において、導管システムが、複数のコンポーネントから形成されたステンレス鋼導管および取り付け具を含み得、複数のコンポーネントのうちの少なくとも１つが、ステンレス鋼から作られている。例示的な実施形態において、導管システムに高められた表面処理を提供する際に使用されるプレアセンブリは、物理的に互いに組み合わされたステンレス鋼導管、および取り付け具の少なくとも１つのステンレス鋼コンポーネントを含み、プレアセンブリは、低温浸炭によって肌焼きされている。
【００３１】
１つのこのような例示的な導管システムは、配管に使用される商業的に入手可能であり、かつ非常にうまくいく２つのフェルール取り付け具を含み、これは図１および図１Ａに例示されている。図１および図１Ａは、米国特許第６，６２９，７０８号から取られ、その開示は、以下に示されているように、参考として援用されている。図１は、最終的な締め付けの準備としての、手できつく締めた位置にある取り付け具コンポーネントを示し、一方、図１Ａは、最終的な締め付けの後の取り付け具を示す。図示のように、取り付け具は、チューブ端１３を受けるためにカウンタボア（ｃｏｕｎｔｅｒｂｏｒｅ）された円筒状の開口部１２を有する本体１０を含む。次第に細くされた円錐台カミングマウス１４がカウンタボアの軸方向の外側の端に位置している。滑らかで円筒状の内壁１８を有するフロントフェルール１６は、チューブで緊密に受けられる。前部フェルールは、カミングマウスで受けられる円錐台の外面２０を有している。
【００３２】
図示のように、次第に細くされたノーズ部分２４および傾斜した端面２８を有するフランジ２６と共に構成された後部フェルール２２は、前部フェルール１６と関連し、かつそこから軸方向外側に位置している。当業者には明らかであるように、後部フェルール２２の傾斜した端面は、端面に作用するプルアップ力の半径方向の成分ならびに軸方向の成分を提供する。次第に細くされたノーズ部分２４は、前部フェルールの後面の、次第に細くされたカミング面に入る。
【００３３】
フェルール１６、２２は、本体１０にねじで結合された駆動ナット部材３０によって囲まれている。取り付け具の締め付けおよびメイクアップの間、ナットの内部端面、フランジ、またはショルダ３２は、後部フェルールの後部壁端面２８に対して作用し、図１Ａに示されるように、フェルールを前方に完全に係合した位置に駆動する。
【００３４】
この開示の技術は、フェルールまたはフェルール（複数）、および随意的に取り付け本体、取り付けナットまたは両方がステンレス鋼で作られるフェルールベースの取り付け具を有する肌焼き導管システムを形成するために有利に使用される。さらに、この技術は、重要な機械的な作用およびアセンブリステップが、完成された気体供給システムを形成するために必要である、スエージングタイプ、バイトタイプおよび／または集合変形グリップタイプ取り付け具に基づく肌焼き導管システムに対して特に有用である。この理由は、各個々の導管および取り付け具（または取り付け部分）を個別の浸炭ステップにさらすのではなく、全部ではないにしても低温浸炭のほとんどは、これらの機械的作用およびアセンブリステップが完成されるかまたは実質的に完成した後、単一のステップ（または幾つかの浸炭ステップ）だけで行なわれ得るからである。
【００３５】
さらに、フェルールベースの取り付け具が使用されるとき、潤滑油が、フェルールと導管との間の接触ゾーンの近く、かつその外側の導管に適用され得る。例えば、その開示が参考として本明細書に援用された米国仮特許出願第６０／６５２，６３１号（代理人整理番号２２１８８／０６８８４）を参照。
【００３６】
（形状を与えられた金属物品および金属ワークピース）
この開示の技術は、肌焼きされた導管システムを形成することに特に有用であるが、ワークピースが機械的に接合されたとき実質的な圧縮応力のもとで、それぞれの嵌合面を画定する少なくとも２つの機械的に接合された協働する金属ワークピースから成る任意の形状および構造の肌焼きされた金属物品を作るためにも使用され得る（これ以降「より広い技術」）。
【００３７】
この背景において、「機械的に接合された」とは、例えば溶接することによってまたは接着剤で接着することなく、それらの最終的な形および関係において互いに接合されることを意味する。さらに、この背景において「嵌合面」とは、他方のワークピースと物理的に接触する各ワークピースの表面を意味する。最後に、この背景において「実質的な圧縮応力」とは、付随的な圧縮応力以上を意味する。従って、例えば、引き締められたナットおよびボルトの嵌合面は、「実質的な圧縮応力」の下にある。なぜならば、それらの引き締められた状態の結果として生成された応力は通常、ナットとボルトとが外れることを防ぐからである。同様に、十分に引き締められた取り付け具におけるフェルールおよび導管の嵌合面、または予めフレア（ｆｌａｒｅ）された導管および関連するフレア取り付け具から形成された十分に引き締められたフレア取り付け具の嵌合面は、「実質的な圧縮応力」の下にある。なぜならば、それらは、取り付け具によって生成された圧縮応力が原因で互いに対して動かないからである。これとは対照的に、米国特許第６，９０５，７５８号Ｂ１の例Ｂ１に記述された回転可能に接続された腕時計バンドピースは、これらの腕時計バンドピースが機械的に接合されるとき、実質的な圧縮応力の下にある、それぞれの嵌合面を画定しない。なぜならば、それらが接合されている「接続部分」は、これらの接続部分およびバンドピースの互いに対する自由な回転可能な動きを許すからである。
【００３８】
この開示のより広い技術に従って、圧縮応力のもとにあり、または圧縮応力のもとにあることになるであろう嵌合面を有する協働する金属ワークピースの低温浸炭は、これらの金属ワークピースのうちの２つ以上を予め組み立て、そのようにして形成されたプレアセンブリを低温浸炭にさらすことによって達成される。その後、予め組み立てられたワークピースは、機械的に接合され、完成された金属物品を形成する。あるいは、ワークピースは、低温浸炭の前に、機械的に接合され得る。さらに別の代替において、ワークピースは、低温浸炭の前に、機械的に部分的に接合され得、機械的な接合の残りは、低温浸炭の後になされる。
【００３９】
「プレアセンブリ」および「プレアセンブリング」は、これに関連して、金属ワークピースが物理的に組み合わされ、それによって、それらは、部分のうちの少なくとも１つが他方によって支持されるかまたは収容され得るかする態様で、互いに接触し、または接触することができる。例えば、導管とスライド接触するフェルール、ボルトにゆるくねじ込まれたナット、チェインの２つのリンク、およびねじを担持する穴を有する金属プレートは、互いに「物理的に組み合わされ」ている。なぜならば、各組み合わせは、他方に触れずに、組み合わせの１つの部材だけを操作することによって、１つの位置から次の位置へ動かされ得るからである。とは言え、操作されない部材は、操作される部材から自由に外れ落ちることがあり得る。
【００４０】
特に、これに関連して、「予め組み立てられた」ワークピースは、最終的な形状に既に組み立てられ得る、すなわちナットとボルトが最終的に締め付けられるときのように、機械的に接合され得ることに留意されたい。さらに、「予め組み立てられた」ワークピースは、例えばナットがそのボルトにゆるくねじ込まれ、それによって最終的な締め付けが後になされ得るときのように、予備的な形状に組み立てられていてもよい。
【００４１】
製品形状の金属物品を形成するコンポーネントの一部またはすべてのプレアセンブリが、低温浸炭されるので、物品全体の低温浸炭は、各部分が組み立ての前に個々に低温浸炭される場合よりも、はるかに容易になされ得る。これは、製造の全体的なプロセスをより単純に、より早く、かつより費用効果を高くする。
【００４２】
この技術によって製造される最終的な形状の金属物品は、任意の形状を有し得るばかりではなく、この最終的な製品を形成する金属ワークピースも任意の形状を有し得る。さらに、その形状は、曲げ、伸ばし、ワーキング、マシニングその他を含む任意の手段によって形成され得る。さらに、この製品を形成する金属ワークピースは、一体的に形成され得る。すなわち、単一ピースの金属から構成されるか、またはそれらは、溶接されるかまたは他の方法で共に固定される金属部品から構成され得る。さらに、金属ワークピースは、複数の協働する部品、例えばバルブなどから形成され得る。さらに、それらは、例えばバルブのプラスチックシールなど、それら自身が非金属である部品の部分を含み得る。
【００４３】
（プレアセンブリの前に塑性流動にさらされるワークピース）
このより広い技術の一局面において、最終的に製造された物品における圧縮応力の下での嵌合面のうちの少なくとも１つは、塑性流動によって少なくとも部分的に形状が与えられる。普通の例は、金属チューブの端が、補完的なフレア取り付け具に接合される前にフレア（ｆｌａｒｅ）される、フレア取り付けユニオンである。同様な例は、フェルールが、例えば、その開示が参考として本明細書に援用された米国特許第６，８３４，５２４号Ｂ２に示されたとおりの導管に予めスエージされるときである。これらの例において、この嵌合面の塑性変形は、協働する金属ワークピースのプレアセンブリの前（および従ってこのプレアセンブリの低温浸炭の前）に生じる。この嵌合面の追加的な塑性変形はプレアセンブリの後に、低温浸炭の後に、または所望の場合は、その両方で生じ得る。
【００４４】
既に示されたように、ステンレス鋼が低温浸炭されるとき、鋼の表面硬さが有意に高められる。さらに、その腐食抵抗は、元のステンレス鋼のそれよりも、実質的に改善され、これは、鋼の表面における炭素の高い濃度が原因と考えられている。低温浸炭の後に実行される塑性変形は、硬さの問題で物理的に難しくあり得るので、できるだけプレアセンブリの低温浸炭の前に塑性変形を完成して、硬くなった部分を塑性的に変形するために必要とされるさらなる努力を避けることが望ましくあり得る。
【００４５】
（プレアセンブリ後に塑性流動にさらされるワークピース）
圧縮応力の下での嵌合面が、少なくとも部分的に塑性流動によって形状が与えられる別の例は、フェルールベースの取り付け具の特定のタイプにあり、この特定のタイプにおいては、導管、フェルールまたは両方が取り付け具のプルアップ（締め付け）の一部として塑性変形を受ける。この例において、この嵌合面の塑性変形は、協働する金属ワークピースを共に接合した結果として、プレアセンブリの後に生じる。換言すると、これらの嵌合面を形成する２つの協働するワークピースが共に接合されるとき、「第１の」嵌合面の形状は、「第２の」嵌合面との接触を介して塑性変形によって少なくとも部分的に形成される。
【００４６】
通常、最終的な形状においてワークピースの機械的な接合を達成するために必要とされる塑性変形のすべては、低温浸炭の前の、このときに達成される。しかし、嵌合面の追加的な塑性変形は、所望の場合は、低温浸炭の後にも生じ得る。さらに、これらのワークピースから形成されるプレアセンブリの低温浸炭は、塑性変形を生じさせるためにこのプレアセンブリに既に適用された圧縮応力を軽減することなくなされ得る。あるいは、この圧縮応力が、部分的にまたは全体的にプレアセンブリから軽減され、次に低温浸炭され、そして別の圧縮応力が低温浸炭の後にプレアセンブリに適用され、第１および第２の協働するワークピースにそれらの最終的な形状を取らせる。
【００４７】
（硬さの差を介しての塑性流動）
特に関心のあるアプローチにおいては、協働するすなわち「第２」の嵌合面による１つのすなわち「第１の」嵌合面の塑性流動（または変形）は、第１の嵌合面よりも硬い第２の嵌合面を選択することによって容易にされる。結果として、２つの嵌合面が、相互の圧縮応力にさらされるとき、第２の嵌合面は、そのより硬い性質が原因で、第１の嵌合面を塑性的に変形させる。
【００４８】
他方よりも硬い１つの嵌合面を選択することは、様々に異なる方法で行われ得る。例えば、これらの嵌合面を定義する協働する金属ワークピースは、様々な硬さを有する様々な合金から形成され得る。あるいは、協働する金属ワークピースは、同じ合金から作られ得るが、プレアセンブリの前に処理され、異なる表面硬さを達成し得る。例えば、第２の嵌合面は、協働する金属ワークピースのプレアセンブリの前に、第２の嵌合面を別の追加的な低温浸炭処理にさらすことによって、第１の嵌合面よりも硬くされ得る。窒化、浸炭窒化、熱間加工または冷間加工などを含んで他の表面硬化技術も使用され得る。これらのアプローチの組み合わせも使用され得る。
【００４９】
（予め接合されたワークピース）
上に示されるように、「予め接合する」と本明細書において称されるこの開示の技術の一局面において、協働するワークピースは、低温浸炭の前に機械的に接合される（すなわち、ワークピースは最終的な形に組み立てられる）。例えば、ナットおよびボルトは、低温浸炭の前に最終的に締め付けられ得る。同様に、フェルールベースの取り付け具は、低温浸炭の前に最終的に締め付けられ得る。驚くことに、活性化（脱不動態化）がハロゲンを含む化合物または気体、例えばＨＣｌ、ＨＦ、ＣＬ２、Ｆ２、ＮＦ３その他で、少なくともなされるとき、これらのワークピースの嵌合面さえも、低温浸炭によって効果的に肌焼きされ得る。
【００５０】
ステンレス鋼は、さびない。なぜならば、それは、大気への露出と同時に本質的に瞬間的にコヒーレントな酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）の保護層を形成するからである。この酸化クロム層は、炭素原子の拡散に対して不浸透性がある。従って、低温浸炭の前に、ワークピース表面を炭素原子の拡散に対して透過性があるようにすることが必要であり、この処理は通常、「活性化」または「脱不動態化（ｄｅｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）」と称される。これは、ワークピースをハロゲン化水素の気体、例えばＨＣｌまたはＨＦと、高められた温度（例えば５００〜６００°Ｆ）で接触させること、ワークピースを強塩基と接触させること、ワークピースを鉄で電気めっきすること、ワークピースを液体ナトリウムと接触させること、およびシアン化ナトリウムを含む溶けた塩浴と接触させることを含む様々に異なる技術によってなされ得る。ワークピースが、この実施形態に従って、低温浸炭の前に機械的に接合されるとき、これらのワークピースの嵌合面は、浸炭しないことが予想される。なぜならば、これらの表面への物理的なアクセスは遮られるからである。しかし実際には、活性化がハロゲンを含む化合物または気体、例えばＨＣｌ、ＨＦ、ＣＬ２、Ｆ２、ＮＦ３その他で実行される場合、ほとんどの例において、活性化および次の低温浸炭がそれらの嵌合面においてさえも、十分に生じることが発見されている。
【００５１】
この技術の幾つかの実施形態だけが上に記述されたが、多くの変更がなされ得ることが理解されるべきである。すべてのそのような変更は、この開示の範囲内に含まれることが意図され、この開示の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、最終的な締め付けの準備としての、手できつく締めた位置にある取り付け具コンポーネントを示す。
【図１Ａ】図１Ａは、最終的な締め付けの後の取り付け具を示す。
【図１】
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【図１Ａ】
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【国際調査報告】
2009508075.tif 000004
2009508075.tif 000005