(57)【要約】【課題】シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品の残留シアン濃度を少なくする。【解決手段】水酸基を含有するアルカリ性水溶液に接触させて洗浄する。アルカリ性水溶液はアルカリ金属の水酸化物であり、さらに、必要により次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸から選ばれる１種以上の酸化剤を含有する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を、水酸基を含有するアルカリ性水溶液に接触させて洗浄することを特徴とする鉄系焼結部品の洗浄方法。
【請求項２】
前記アルカリ性水溶液中の前記水酸基の濃度が０．０１ｍｏｌ／Ｌから飽和溶解度までである請求項１記載の鉄系焼結部品の洗浄方法。
【請求項３】
前記アルカリ性水溶液はアルカリ金属の水酸化物の水溶液である請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか１項記載の方法で洗浄後、前記鉄系焼結部品にショットブラストを施すことを特徴とする鉄系焼結部品の洗浄方法。
【請求項５】
シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸から選ばれる１種以上の酸化剤を含有するアルカリ性水溶液に接触させることにより洗浄することを特徴とする鉄系焼結部品の洗浄方法。
【請求項６】
前記アルカリ性水溶液に含有される前記次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸の濃度を酸化還元電位により管理する請求項５記載の鉄系焼結部品の洗浄方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の方法で洗浄後、前記鉄系焼結部品にショットブラストを施すことを特徴とする鉄系焼結部品の洗浄方法。
【請求項８】
シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を第１の工程として請求項１から３までの何れか１項記載の洗浄方法を適用した後、第２の工程として請求項５から７までの何れか１項記載の洗浄方法を適用することにより洗浄することを特徴とする鉄系焼結部品の洗浄方法。
【請求項９】
シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品において、前記シアン含有塩浴剤による処理表面に厚さが１μｍ以上の軽元素の化合物層が形成されているか、あるいは前記シアン含有塩浴剤による処理表面に軽元素の化合物層が形成されていず軽元素の拡散層が形成されており、その硬度はＨｖ１０００以上であるとともに、該鉄系焼結部品の表面に連通する連続空孔に残存するシアン含有処理剤の残存量が下記シアン溶出試験法で測定して２ｐｐｍ以下であることを特徴とする鉄系焼結部品。
シアン溶出試験法：３Ｌの脱イオン水に６．６ｇのＮａＯＨを溶解し、測定試料を浸漬し、８０℃で２０時間保持した後、測定質量当りのシアン量を測定する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シアン含有塩浴剤で表面熱処理した鉄系焼結部品の洗浄方法に関するものであり、特に表面硬化された鉄系焼結部品の硬度などの表面性状に影響を与えずに空孔部に侵入した異物を除去することができ、実際に鉄系焼結部品を使用中に異物の吹き出しのない鉄系焼結部品を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄系焼結材料に表面熱処理を施すことにより表面を硬化させ、耐摩耗性、耐焼き付き性等のトライボロジー特性の向上や表面応力を調整することによる耐疲労性向上が行われるが、そのような技術の中に、シアン含有溶融塩浴中に鉄系焼結材料を浸漬することによりその表面に軽元素、すなわち炭素，窒素及び／又は硫黄を拡散浸透させることによる方法がある。例えば、シアン含有塩浴剤による表面熱処理では、浸炭窒化、塩浴軟窒化及び塩浴浸硫窒化処理などが代表的である。これらのシアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品は、処理後、付着しているシアン化合物を水洗や湯洗により洗浄している。しかし、鉄系焼結部品をシアン含有塩浴剤で表面熱処理すると、焼結部品の空孔内に処理塩が残留し、該鉄系焼結部品を水洗、湯洗により洗浄しても該鉄系部品の空孔内の処理塩を完全に除去することが困難である。シアン含有塩浴剤が鉄系焼結部品の空孔部に残留していると、使用中に該鉄系焼結部品よりシアンを含む異物の吹き出しが発生するという問題があった。
【０００３】
シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部を機械構成部に実際に組み込んで使用した場合、シアンを含む異物が鉄系焼結部品の表面に吹き出し、鉄系焼結機械部品の表面に白色粉状の斑点として浸出するという問題が生じている。これらの異物の吹き出しを防止するため、特公昭６１−４２７８５では、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を２００〜３００℃の温度で加熱処理して、当該部品より侵入物を表面に強制的に吹き出させ、次にショットブラスト等の物理的手段によりこれを除去し、シアンを含む異物が鉄系焼結部品の表面に吹き出さないようにして、機械構成部に組込む方法が開示されている。しかし、この方法では焼結密度が７．０ｇ／ｃｍ３と高い鉄系焼結部品をシアン含有塩浴剤により表面熱処理したものについては、前記方法によりシアンを含む異物の吹き出しをなくする効果があるが、鉄系焼結部品の焼結密度が６．５ｇ／ｃｍ３と低いものでは異物の吹き出しが発生する。
さらに、この公報の方法では２００〜３００℃の加熱によってもシアン化合物の一部は鉄系焼結部品の空孔内部に吸着しており、該鉄系焼結部品を真空もしくは減圧中で使用した場合は、吹き出しが起こるおそれがある。
【０００４】
又、特公昭５１−３７０５９では、シアン化合物を含む塩浴剤で処理された部品を水蒸気中で２００〜６５０℃に保持して、付着しているシアンを分解する方法が開示されている。しかし、実際にこの方法を用いてシアン分解を効率的に行うには、５００℃以上という高温度領域での操業が必要なため、対象部品は限られる問題があった。又、水蒸気保持は、シアンの分解は期待できるが、４００℃を超えるあたりから鉄系焼結部品に対する酸化力が強くなり、シアン含有塩浴剤による表面熱処理で形成された表面の化合物層は酸化されて硬度低下等が生じかつ又は厚さが薄くなる。
【０００５】
前掲特公昭６１−４２７８５の方法は焼結密度が低い鉄系焼結部品からの異物吹出し防止に有効でないために、本出願人は特開２００２−１２４１号公報において、シアン含有塩浴剤を用いて熱処理された鉄系焼結部品の表面を、水蒸気洗浄することにより、焼結部品の残留シアン濃度を１ｐｐｍ未満とすることを提案した。しかしながら、この熱処理後鉄系焼結部品の表面は酸化され、酸化皮膜が派生的に形成される。
この酸化皮膜除去のために行うショットブラストは表面硬化面の応力を変更する。焼結部品の応力は、シアン含有塩浴剤処理後に最適になるように検討されているから、ショットブラストによる応力変更は望ましい方向に作用することもあり、望ましくない方向に作用することもある。又、リング状小型部品の内面にはショットブラストが有効に作用しないから、部品全体でショットブラストの作用は不均一になる。シアン含有塩浴剤による処理は耐摩耗性のみならず耐疲労性向上を目的としてなされることもあるので、物理的除去工程に依らない異物除去が望まれる。
【０００６】
このように、シアン含有塩浴剤を用いて表面熱処理された鉄系焼結部品の硬度や応力に影響を与えずに、しかも表面を酸化することなしに当該部品のあらゆる部分の空孔部に侵入した異物、又は一部吹き出した異物を除去する十分な方法は確立されていないのが現状である。
さらには、残留シアン濃度を１ｐｐｍ未満とした塩浴処理鉄系焼結部品も特開２００２−１２４１号公報で公知であるが、これは洗浄後の鉄系焼結部品の表面に酸化皮膜が存在している。この酸化皮膜を除去するショットブラストなどは焼結部品表面応力に好ましくない影響を与えることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を解決し、シアン含有塩浴剤を用いて表面熱処理された鉄系焼結部品の硬度などの表面性状に影響を与えずに当該部品の空孔部に侵入したシアンを含む異物を除去し、該鉄系焼結部品を実際に機械構成部に組み込んだ場合に、異物の吹き出しのないものを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来技術の抱える上記問題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、シアン含有塩浴剤で表面熱処理された鉄系焼結部品をアルカリ金属水酸化物の水溶液により洗浄する方法を見出し本発明を完成した。鉄系焼結部品の空孔内のシアンを含有した溶融塩は、表面熱処理効果を損なうことなく除去され、実際に機械構成部として組み込んで使用した場合、異物の吹き出しのない鉄系焼結部品も見出し本発明を完成するに至った。
【０００９】
さらに、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を次亜塩素酸等の塩素含有酸化剤を含有するアルカリ性水溶液により洗浄することによって、該鉄系焼結部品の空孔内のシアンを含有溶融塩を除去すると同時に前記アルカリ性水溶液に溶出してきたシアンを酸化分解する方法をも同時に見出した。
【００１０】
さらに、シアン含有塩溶剤により表面熱処理された鉄系焼結部品をアルカリ金属水酸化物の水溶液又は塩素含有酸化剤を含有するアルカリ性水溶液により洗浄した後、ショットブラストを行うことにより、該鉄系焼結部品の表面に付着した前記アルカリ成分及び該鉄系焼結部品の酸化スケールを除去することにより該鉄系焼結部品の表面を清浄化する方法も同時に見出した。
【００１１】
すなわち、本発明の第１の方法とは、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を、水酸基を含有するアルカリ性水溶液に接触させて洗浄することを特徴とするものである。
【００１２】
前記アルカリ性水溶液はアルカリ金属水酸化物の水溶液であることが好ましい。
【００１３】
さらに、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品をアルカリ性水溶液に接触させて該鉄系焼結部品の洗浄を行った後、ショットブラストを行うことにより該鉄系焼結部品の表面を清浄化することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明の第２の方法とは、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸から選ばれる１種以上の酸化剤を含有するアルカリ性水溶液に接触させることにより洗浄することを特徴とするものである。
【００１５】
又、前記アルカリ性水溶液に含有される次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸の濃度は酸化還元電位により管理することが好ましい。
【００１６】
さらに、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸から選ばれる１種以上の酸化剤を含有するアルカリ性水溶液に接触させて該鉄系焼結部品の洗浄を行った後、ショットブラストを行うことにより、該鉄系焼結部品の表面を清浄化することを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を、第１の工程としてアルカリ性水溶液に接触させて該鉄系部品の洗浄を行った後、第２の工程として次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸等の酸化剤を含有するアルカリ性水溶液に接触させて洗浄を行うことにより、すなわち本発明の第１および第２の方法を組み合わせて使うことにより、最大の効果が得られる。
【００１８】
加えて本発明に係る鉄系燒結部品は、シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品において、前記シアン含有塩浴剤による処理表面に厚さが１ｍｍ以上の軽元素の化合物層が形成されているか、あるいは前記シアン含有塩浴剤による処理表面に軽元素の化合物層が形成されていず軽元素の拡散層が形成されており、その硬度はＨｖ１０００以上であるとともに、該鉄系焼結部品の表面に連通する連続空孔に残存するシアン含有処理剤の残存量が下記シアン溶出試験法で測定して２ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
シアン溶出試験法：３Ｌの脱イオン水に６．６ｇのＮａＯＨを溶解し、測定試料を浸漬し、８０℃で２０時間保持した後、測定質量当りのシアン量を測定する。
【００１９】
以下に本発明の内容を詳しく説明する。
本発明が対象とする鉄系焼結部品の材質は、鉄系焼結部品に一般適用されているものであれば、種類は特に限定されない。材質は例えば、Ｆｅ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ系、ＪＰＭＡおよびＪＡＳＯ規格品であれば良い。また、焼結とは圧粉体の焼結であるが、焼結後に密度を高めるために１０％程度の軽度の鍛造などを施してもよい。
【００２０】
一方、本発明で使用するシアン含有塩浴剤の成分も、鉄系焼結部品に一般に適用されているものであれば特に限定されない。一般的にはシアン化ナトリウム、シアン酸ナトリウム、シアン化カリウム、シアン酸カリウム、チオシアンナトリウムを主剤とし、補助剤として炭酸ソーダ、炭酸カリウム、塩化ナトリウム、塩化バリウム等が用いられる。
これらの主剤が焼結品内部空孔に残存しているがアルカリ性水溶液と接触し、遊離シアンとしてアルカリ性水溶液中に移行する。
【００２１】
炭素および窒素を拡散浸透させ最表面に窒化鉄の化合物層が形成される、いわゆる軟窒化処理では、例えば、シアン化ナトリウム（４０〜５０％）、シアン酸カリウム（４０〜５０％）からなる温度５７０℃程度の溶融塩浴中に鉄系焼結部品を所定時間浸漬する。
窒素及び硫黄を拡散させるいわゆる塩溶浸硫法ではチオ硫酸ナトリウム−シアン酸浴にて約５００℃鉄系焼結部品を所定時間浸漬する。
【００２２】
鉄系焼結部品の前記表面熱処理後の冷却は焼き割れを考慮して、通常は冷却油にて冷却される。冷却油にて鉄系焼結部品が冷却されると、鉄系焼結部品の空孔内に冷却油が入るが、空孔内に残留した冷却油が、前記表面熱処理後の水洗、湯洗による鉄系焼結部品の空孔内の残留処理塩を除去することを困難とする。
【００２３】
本発明の第１の方法は、このような溶融塩の付着を洗浄する洗浄水を、水酸基の添加により強アルカリ性としておくことにより、該鉄系焼結部品の空孔内に残留している冷却油をけん化して除去するとともに、シアンを含んだ異物を除去するものである。なお、前記アルカリ金属水酸化物の種類は特に限定されないが、例えばＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨなどがあげられ、これらの中の一種でも良いし、複数が混在していても構わない。ただし、十分な残留シアンの除去効果を得るためには、その濃度は水酸基として０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上飽和濃度以下であることが好ましい。
【００２４】
又、洗浄に使用するアルカリ性水溶液の液温は高ければ高い程該シアン含有塩浴剤で表面熱処理された鉄系焼結部品の空孔内の異物除去性能が高められる。又、シアン含有塩浴剤で表面熱処理された鉄系焼結部品を前記アルカリ性水溶液に接触させる時間が長ければ長い程該鉄系焼結部品の空孔内の異物除去性能が高められる。
そのため、前記アルカリ性水溶液の液温は６０℃以上として５分以上にて該鉄系焼結部品の洗浄を行うことが好ましい。ただし、前記アルカリ性水溶液の液温が８０℃を超えると、該鉄系焼結部品の表面の酸化が生じるので、前記アルカリ性水溶液の液温が８０℃を超える場合の該鉄系焼結部品の洗浄時間は５〜３０分が好ましい。洗浄は通常浸漬で行うが、スプレーで行ってもよい。
【００２５】
シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品を，水酸基含有アルカリ性水溶液に接触させて洗浄すると、鉄系焼結部品の表面の一部に変色が発生することがある。これを防止するために、該鉄系焼結部品をアルカリ性水溶液で洗浄した後、ショットブラストを行うことにより、該鉄系焼結部品の表面に付着した前記アルカリ分と酸化皮膜を除去して、該鉄系焼結部品の表面を清浄化することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の方法は、溶融塩の付着を洗浄する洗浄水を塩素含有酸化剤含有アルカリ性水溶液としておくことにより、該鉄系焼結部品の空孔内に残留している冷却油をけん化して除去するとともにシアンを含んだ異物も除去し、溶出したシアン成分を酸化分解するものである。ここで、使用する塩素系酸化剤には、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸及び過塩素酸などがあげられ、これらのアルカリ金属塩で添加することが好ましい。又、洗浄液をアルカリ性とするためには、前記第１の方法と同様ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨなどを添加すればよい。
【００２７】
シアン含有塩浴剤により表面熱処理された鉄系焼結部品に付着するシアン分として、遊離シアンやフェロシアンがあるので、酸化剤としてＮａＯＣｌ（次亜塩素酸ナトリウム）を使用し、アルカリ成分としてＫＯＨを使用する場合の遊離シアンの分解反応を（１）式、（２）式に、フェロシアンの分解反応を（３）式、（４）式に示す。遊離シアン、フェロシアンの分解は、シアンからシアン酸、シアン酸から炭酸ガスと窒素との２段階で進行する。
【００２８】
１）遊離シアン
ＫＣＮ＋ＮａＯＣｌ→ＫＣＮＯ＋ＮａＣｌ　　（１）
２ＫＣＮＯ＋３ＮａＯＣｌ＋Ｈ２Ｏ→２ＣＯ２＋Ｎ２＋２ＫＯＨ＋３ＮａＣｌ（２）
２）フェロシアン
２Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６＋１３ＮａＯＣｌ＋Ｈ２Ｏ＋４ＫＯＨ
→２Ｆｅ（ＯＨ）３＋１２ＫＣＮＯ＋１３ＮａＣｌ　（３）
２ＫＣＮＯ＋３ＮａＯＣｌ＋Ｈ２Ｏ→２ＣＯ２＋Ｎ２＋２ＫＯＨ＋３ＮａＣｌ（４）
【００２９】
ここで、（１）、（３）式の反応が起これば本発明の第２の方法の目的が達成されるが、（３）式の酸化反応が十分進行するために前記アルカリ性水溶液のｐＨは１０以上が好ましい。
【００３０】
又、前記アルカリ性水溶液の液温は高ければ高い程シアン含有塩浴剤で表面熱処理された鉄系焼結部品の空孔内に存在する異物の除去性能が高められる。又、該鉄系焼結部品を前記アルカリ性水溶液と接触させる時間が長い程、前記異物除去性能が高められる。
そのため、前記アルカリ性水溶液の液温は６０℃以上として５分以上該鉄系焼結部品の洗浄を行うことが好ましい。ただし、前記アルカリ性水溶液に酸化剤を含有する場合は前記アルカリ性水溶液の液温が９０℃を超えると該鉄系焼結部品の洗浄時間１０分程度で変色が始まり、該鉄系焼結部品の表面の酸化が生じるので、前記アルカリ性水溶液の液温が９０℃を超える場合の該鉄系焼結部品の洗浄時間は５〜３０分が好ましい。
【００３１】
シアンの酸化処理を行うに当り、薬剤添加量が不充分な場合は目的有害成分が除去できずに、過剰に添加すると次亜塩素酸ナトリウムの場合、残留塩素を生ずる。従って、シアンの分解処理に必要な次亜塩素酸ナトリウムの添加量を添加しなければならない。次亜塩素酸ナトリウム溶液の使用量はＯＲＰ電位の変化によって制御することができる。
【００３２】
遊離シアン、フェロシアンの試薬をアルカリ性、液温９５℃の条件下で次亜塩素酸ナトリウムを投入した場合、第１表に示すようなＯＲＰ電位にて大幅な電位変化が認められることによりＯＲＰ電位で次亜塩素酸ナトリウム投入量を制御することができる。
【００３３】
【表１】
2004027342.tif 000002
【００３４】
表１の電位変化において、遊離シアンの第１変曲点では（１）式の反応が起こり、第２変曲点では（２）式の反応が起きる。又、フェロシアンの第１変曲点では（３）式の反応が起こり、第２変曲点では（４）式の反応が起きる。
【００３５】
即ち、次亜塩素酸ナトリウムの添加量を制御する場合、第１変曲点を超えるＯＲＰ電位の設定をすれば、遊離シアン、フェロシアンを酸化分解することができる。
次亜塩素酸ナトリウム以外の塩素酸塩の場合も同様に二つの変曲点が観察される。
【００３６】
さらに、塩素含有酸化剤を含有したアルカリ性水溶液で該鉄系焼結部品を洗浄した後、ショットブラストを行うことにより該鉄系焼結部品の表面に付着した前記アルカリ分と酸化皮膜を除去して、該鉄系焼結部品の表面を清浄化することができる。ショットブラストは鉄グリッド、砂、カットワイヤなどを投射して行うことができる。
【００３７】
本発明の方法を実際に工業化する場合は、前記第１の方法と第２の方法を組み合わせて使うことが好ましい。すなわち、第１の方法で洗浄後水切りを行ない水洗は行わずに、該鉄系焼結部品の空孔内の大部分の異物を除去した後に、さらに第２の方法で空孔内に僅かに残留した異物を除去するとともにアルカリ性洗浄水に溶出してきたシアン成分を酸化分解する。第１の方法だけであると、空孔内の異物は除去されるが、付着したアルカリ性洗浄水をさらに洗浄するために大量の清浄水を必要とする。一方、第２の方法だけだと、大量の残留シアン成分を全て酸化分解するために、大量の酸化剤添加が必要になる。従って、二つの方法を併用することによる経済効果は極めて大きい。
【００３８】
本発明の鉄系焼結部品は所定のシアン溶出試験法により測定されるシアン含有剤の含有量が２ｐｐｍ
以下であるので大気中のみならず真空中で鉄系焼結部品を使用する際の吹き出しがない。さらに、シアン含有塩浴剤による処理効果が洗浄処理された鉄系焼結部品の表面に維持されている。
【００３９】
浸炭、窒化などにより鉄系材料の表面に鉄窒化物、鉄炭化物、鉄炭窒化物のみからなる化合物層が形成される場合はその厚さが１ｍｍ以上である。従来法により、洗浄のために大気中もしくは水蒸気中での加表面熱処理を行うと、化合物層は酸化され薄くなるが、本発明法の洗浄処理では化合物層は薄くならず、シアン含有塩浴剤による処理表面が鉄系焼結部品の表面になる。又、塩素含有酸化剤を併用する場合鉄系部品の表面に形成される酸化皮膜は主として（３）式により形成されるＦｅ（ＯＨ）３であり、これは焼結空孔内に残存するＫ４Ｆｅ（ＣＮ）６が焼結部品表面に移動して酸化されたものである。
よって、酸化膜をショットブラストで除去することは極めて容易であり、除去後の鉄系焼結部品の表面はシアン含有塩浴剤による処理表面が鉄系部品の表面になる。このように本発明において行うことがあるショットブラスト処理は洗浄の際に発生する酸化膜を除去するものであり、歪の発生は少ない。一方、特開平２００２−１２４１号では採用されたショットブラスト処理は、酸化されていない下地化合物層と強固に結合している上層酸化膜を除去するものであるから、除去後の表面は下地化合物層となり、さらに下地化合物層内に大きな歪が発生する。
【００４０】
次に、化合物層が形成されず軽元素の拡散層が形成されている本発明の鉄系焼結部品も、シアン含有塩浴処理剤による処理表面が当該部品の表面となっており、酸化膜を除去する場合も歪の発生が少ない。さらに、洗浄のために高温で表面熱処理を行うと拡散層中の軽元素がさらに内部に拡散しさらに拡散層が焼鈍される結果、軟化する。これに対して、本発明方法ではＨｖ１１００以上の表面硬度を保つことができる。
【００４１】
【作用】
本出願人は前掲特公昭６１−４２７８５の出願以前より焼結部品の洗浄作用について研究している。これらの知見及び本発明による知見をまとめると次のようになる。
（イ）超音波洗浄及び水置き換え性防錆剤による洗浄では洗浄液が毛管現象により空孔内にもどってしまうために、効果が極めて限定される。
（ロ）特公昭６１−４２７８５の方法は加熱処理を利用するために（イ）の欠点はないが、焼結密度７．０ｇ／ｃｍ３より低密度側では吹き出しが起こり易い。これは低密度側ではシアン含有塩浴剤の焼結空孔内への侵入が顕著になるからである。
（ハ）ｐＨ７の水にフェロシアンが付着している焼結部品を浸漬しても焼結部品からフェロシアンは水中に殆んど溶解しない。
（ニ）これに対して、アルカリ性水溶液は、焼結密度に関係なく、焼結空孔内のシアン化合物を極めて効率よく洗浄することができる。
これには次の理由が考えられる。（ａ）段落００２３で説明したけん化による焼結室孔内油分除去に伴い、空孔内残存塩と水の接触面積が広がり塩の水への溶解が促進される。その後（３）式の反応が起こる。（ｂ）水酸基とフェロシアンの親和性が高いために、（３）式の反応は焼結材の広義表面、すなわち空孔壁面でも起こる。この際（３）式の反応では水が関与するために（ａ）で述べたように水との接触面積が広がることは、フェロシアンの除去に効果的である。
（ホ）アルカリ性水溶液及び場合による併用する塩素含有酸化剤によるシアン化合物の除去に伴い焼結部品の表面では歪は本質的に発生せず、又鉄系焼結部品自体の溶解は酸による洗浄の場合と比較して無視しうる程度である。よってシアン含有塩浴剤による鉄系焼結部品の表面状態が維持される。
【００４２】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例をあげて本発明をより具体的に説明する。
実施例１
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを、ＮａＯＨとして０．１ｍｏｌ／Ｌ加えたアルカリ性水溶液に浸漬し、液温８０℃にて３０分間洗浄を行った。
【００４３】
実施例２
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを、ＮａＯＨとして０．１ｍｏｌ／Ｌ加えたアルカリ性水溶液に浸漬し、液温７５℃にて３０分間洗浄した。その洗浄後、乾燥させ、ショットブラストを行った。
【００４４】
実施例３
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを、ｐＨ１１．０のアルカリ性水溶液に浸漬し、次亜塩素酸ナトリウム水溶液（有効塩素１０％）を１０ｍＬ添加して、液温７５℃にて３０分間洗浄を行った。
【００４５】
実施例４
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを、ｐＨ１１．３のアルカリ性水溶液に浸漬し、次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素１０％）を第１変曲点を超えるＯＲＰ電位（２８０ｍＶ）まで添加して、液温９５℃にて１０分間洗浄を行った。
【００４６】
実施例５
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを、ｐＨ１１．３のアルカリ性水溶液に浸漬し、次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素１０％）を第１変曲点を超えるＯＲＰ電位（２１０ｍＶ）まで添加して、液温８０℃にて２０分間洗浄を行った。その洗浄後、乾燥させ、ショットブラストを行った。
【００４７】
実施例６
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを、ＮａＯＨとして０．０５ｍｏｌ／Ｌ加えたアルカリ性水溶液に浸漬し、液温７５℃にて１０分間洗浄を行った。その後、ｐＨ１１．０のアルカリ性水溶液に浸漬し、次亜塩素酸ナトリウム（有効塩素１０％）を第１変曲点を超えるＯＲＰ電位（２００ｍＶ）まで添加して、液温７５℃にて２０分間洗浄したものを、乾燥させ、ショットブラストを行った。
【００４８】
比較例１
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを、乾燥させ、ショットブラストを行った。
【００４９】
比較例２
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを２５０℃にて１時間大気中に保持し、水冷した。
【００５０】
比較例３
鉄系焼結部品（焼結密度６．８ｇ／ｃｍ３）２．４ｋｇを、浴組成ＮａＣＮ（４０％）、ＫＣＮＯ（４５％）のシアン含有塩浴剤を用いて、塩浴軟窒化処理（５７０℃、６０分処理）後、水洗したものを５００℃にて１時間水蒸気中で保持して洗浄を行った。
【００５１】
上記処理条件で行った鉄系焼結部品の洗浄性を確認するために、シアン溶出試験を行い、溶出液のシアン濃度を求め、その結果を表２に示す。又、表面硬さ及び化合物層厚さを測定した結果を表３に、外観を表４に示す。なお、シアン溶出試験、表面硬さ及び外観の試験方法は下記の通りである。
【００５２】
〔シアン溶出試験〕
３Ｌの脱イオン水に６．６ｇのＮａＯＨを溶解し、測定試料（２．４ｋｇ重）を浸漬する。それを８０℃に保持したオーブンに２０時間入れた後、測定試料を取り出し、水溶液の全シアン濃度を硝酸銀法にて測定した。
【００５３】
〔表面硬さ試験〕
測定試料の表面をエメリーペーパ＃２０００で研摩し、マイクロビッカース（株）明石製作所（ＭＶＫ−Ｅ）を用いて、表面硬さを測定した。測定荷重は、５０ｇに設定した。
【００５４】
〔外観〕
測定試料の洗浄が終了してから３日間、室内に放置し、測定試料表面の異物の吹き出しの有無を目視にて確認した。
【００５５】
［化合物層厚さ］
４００倍の光学顕微鏡で測定した。
【００５６】
【表２】
2004027342.tif 000003
【００５７】
【表３】
2004027342.tif 000004
【００５８】
【表４】
2004027342.tif 000005
【００５９】
実施例にて示されたように、本発明の方法では、シアン溶出液のシアン濃度は１ｐｐｍ以下であり、表面硬さの低下が生じておらず、鉄系焼結部品の表面に異物の吹き出しは認められなかった。一方、比較例１、比較例２とも、表面硬さの低下がないものの、シアン溶出液のシアン濃度は５ｐｐｍ以上であり、鉄系焼結部品の表面に異物の吹き出しも確認された。又、比較例３では、シアン溶出液のシアン濃度は１ｐｐｍ以下であり、鉄系焼結部品の表面に異物の吹き出しは認められないものの、表面硬さは実施例に比較して、Ｈｖで５０以上低下しており、著しい外観変色も発生し酸化スケールが付着していた。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、シアン含有塩浴剤を用いて表面熱処理した鉄系焼結部品の表面硬さに影響を与えずに当該部品を短時間に表面洗浄するとともに、空孔部に侵入した異物も除去することができ、実際に鉄系焼結部品を使用中に異物の吹き出しのないものを提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月3日(2002.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
１）遊離シアン
ＫＣＮ＋ＮａＯＣｌ→ＫＣＮＯ＋ＮａＣｌ　　　　（１）
２ＫＣＮＯ＋３ＮａＯＣｌ＋Ｈ２Ｏ→２ＣＯ２＋Ｎ２＋２ＫＯＨ＋３ＮａＣｌ　　　　（２）
２）フェロシアン
２Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６＋１３ＮａＯＣｌ＋Ｈ２Ｏ＋４ＫＯＨ→２Ｆｅ（ＯＨ）３＋１２ＫＣＮＯ＋１３ＮａＣｌ　　（３）
２ＫＣＮＯ＋３ＮａＯＣｌ＋Ｈ２Ｏ→２ＣＯ２＋Ｎ２＋２ＫＯＨ＋３ＮａＣｌ　　　　（４）