(57)【要約】【課題】耐食性に強いステンレス鋼を提案する。【解決手段】オーステナイト系ステンレス鋼の表面にクロム窒化物（CrN）の存在しない窒化改質層を含む不動態被膜を生成する。酸化クロムよりなる不動態被膜は無鉛はんだに対する保護被膜として作用する。その結果、無鉛はんだのはんだ浴に接触してもステンレス鋼の表面が侵食されにくくなり、耐食性が大幅に改善し、耐摩耗性も有する。最表面に不動態被膜が生成されたＳＵＳ３１６系ステンレス鋼の場合、直線Ｌｅに示すように侵食され始めるまでの時間が遅くなり（５００時間程度）、しかも侵食される深さも従来よりは浅くなるので（２０〜２５μｍ程度）、鉛はんだを使用したときの耐用年数と同程度の耐用年数まで改善されると予測される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属及び溶融合金に直接接触しうる部品に使用されるオーステナイト系ステンレス鋼の表面に窒化改質層と不動態被膜が生成され得る加熱温度で窒化処理して、上記ステンレス鋼の最表面に不動態被膜を生成する工程を備えた
ことを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項２】
上記窒化改質層は、クロム化合物が存在せずにクロムと窒素がそれぞれ固溶体で存在する
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項３】
上記不動態被膜は、酸化クロム被膜である
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項４】
上記窒化改質層の厚みは、５〜１５μｍである
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項５】
ＳＵＳ３１６系ステンレス鋼及びＳＵＳ３０４系ステンレス鋼である
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項６】
上記加熱温度は、３８０〜４３０℃、特に４２０℃である
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項７】
上記窒化処理時間は、１５〜２５時間、特に２０時間である
ことを特徴とする請求項１記載のオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項８】
はんだを溶融貯蔵するはんだ浴槽と、このはんだ浴槽内に設置される浸漬式ヒータとではんだ溶解槽が構成され、
このはんだ浴槽及び浸漬式ヒータは、その表面に窒化改質層と不動態被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼がそれぞれ使用される
ことを特徴とするはんだ溶解槽。
【請求項９】
上記はんだ浴槽内に収容され、はんだ浴中に設置されるノズル付きダクトは、その表面に窒化改質層と不動態被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼が使用される
ことを特徴とする請求項８記載のはんだ溶解槽。
【請求項１０】
上記はんだ浴槽内に設置される、はんだ浴の噴流攪拌用シャフト及び噴流攪拌用フィンは、その表面に窒化改質層と不動態被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼が使用される
ことを特徴とする請求項８記載のはんだ溶解槽。
【請求項１１】
上記窒化改質層は、クロム化合物が存在せずにクロムと窒素がそれぞれ固溶体で存在する
ことを特徴とする請求項８記載のはんだ溶解槽。
【請求項１２】
上記不動態被膜は、酸化クロム被膜である
ことを特徴とする請求項８記載のはんだ溶解槽。
【請求項１３】
搬送ベルト及びはんだ溶解槽を有する自動はんだ付け装置であって、
上記はんだ溶解槽は、その表面に窒化改質層と不動態被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼が使用される
ことを特徴とする自動はんだ付け装置。
【請求項１４】
上記窒化改質層は、クロム化合物が存在せずにクロムと窒素がそれぞれ固溶体で存在する
ことを特徴とする請求項１３記載の自動はんだ付け装置。
【請求項１５】
上記不動態被膜は、酸化クロム被膜である
ことを特徴とする請求項１３記載の自動はんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は無鉛はんだなどのような溶融金属及び溶融合金に直接接触し得る部品として使用するところに適用して好適なオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法、このオーステナイト系ステンレス鋼を使用したはんだ溶解槽及びこのはんだ溶解槽を使用したはんだ付け装置に関する。
【０００２】
詳しくは、オーステナイト系ステンレス鋼の表面に、窒化改質層を有する不動態被膜を生成することによって、無鉛はんだによる侵食を抑制して、従来よりも耐食性に優れ、長寿命化を図れるオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００３】
プリント基板などに多種類の電子部品（ＩＣチップ、抵抗、コンデンサなど）を実装する場合には、通常自動はんだ付け装置が使用される。
【０００４】
図１はこの自動はんだ付け装置１０の一例を示す概念図である。この自動はんだ付け装置１０は箱型の筐体１２を有し、その上面側には左から右側（矢印ａ）に向かって搬送ベルト１４が貫通するように取り付けられる。搬送ベルト１４の上面には複数の電子部品１８を実装したプリント基板１６が載置され、搬送ベルト１４の搬送スピードで、筐体１２内を進行する。
【０００５】
搬送ベルト１４の下面側であって、その左側（プリント基板搬入側）の筐体１２内には箱状をなすフラックサー２０が、その右側にはプリヒータ２２が、それぞれ並置される。さらにプリヒータ２２の右側にははんだ溶解槽３０が設けられる。
【０００６】
はんだ溶解槽３０は箱状をなすはんだ浴槽３１と、このはんだ浴槽３１の槽内に取り付けられた浸漬式ヒータ３８とで構成される。
【０００７】
はんだ浴槽３１内には液体状の無鉛はんだ（はんだ浴）３２が収容されると共に、その上面開口側であって、はんだ浴３２中に浸った状態で、所定の距離を隔てて、この例では２連のダクト３４，３４が設けられている。
【０００８】
ダクト３４，３４の上面はノズル３６，３６となされ、このノズル３６，３６は搬送ベルト１４の下面に所定の距離を隔てて搬送方向と直交して対峙するように設けられている。はんだ浴３２中の無鉛はんだはこのノズル３６，３６を介して矢印ｂのように噴出して搬送中のプリント基板１６の下面に当たり、実装された電子部品のはんだ付けが行われる。はんだ浴槽３１の槽内であって、はんだ浴３２内に浸漬されるように設けられた浸漬式ヒータ３８によってはんだ浴３２の温度が管理されている。
【０００９】
図２ははんだ溶解槽３０を搬送ベルト１４側から見た側面図であって、横長の箱状をなすダクト３４の一端部にははんだ浴３２の噴流攪拌部４０が設けられている。この噴流攪拌部４０はモータ４２と、このモータ４２に連結されたシャフト（攪拌棒）４４と、その先端部に連結された噴流攪拌フィン４６とで構成される。
【００１０】
モータ４４を回転させることで、噴流攪拌フィン４６が回転してはんだ浴３２を矢印ｂ側に強制流下させて、ダクト３４，３４の内外を強制循環させる。この強制循環によってはんだ浴３２がノズル３６，３６から噴流してプリント基板１６に当たり、電子部品１８に対するはんだ付けが自動的に行われる。
【００１１】
図３は浸漬式ヒータ３８の断面構造の例を示す。この浸漬式ヒータ３８は、その中心部に一対のニクロム線５０が位置し、これらニクロム線５０が絶縁物５２によって被覆されたもので、絶縁物５２の表面にオーステナイト系ステンレス鋼５４がさらに被覆されて構成されたものである。
【００１２】
さて、図２に示すようなはんだ溶解槽３０を有する、図１に示すフロー自動はんだ付け装置１０を使用して、一般的なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだや、Ｓｎ−Ａｇ−Ｚｎ系の鉛フリーはんだ（無鉛はんだ）を溶解し、溶解したはんだ浴３２を用いて、プリント基板１６に実装された各種電子部品１８をはんだ付けする場合、使用時間の経過に伴って自動はんだ付け装置１０を構成する部材、特にはんだ浴３２と直接接触するはんだ溶解槽３０の構成部材が腐食される現象が発生した。
【００１３】
上述した装置構成部材である、はんだ浴槽３１、ダクト３４、ダクト３４に形成されたノズル３６、浸漬式ヒータ３８、噴流攪拌フィン４６及び攪拌棒（モータシャフト）４４、さらにはダクト３４に設けられた整流板３５などは何れもＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼材が使用されている。
【００１４】
これらのステンレス鋼材は何れもはんだ浴３２と常に接触する部材（部品）であるが、このステンレス鋼材はクロムＣｒ、ニッケルＮｉ、マンガンＭｎ及び鉄Ｆｅが主成分である。
【００１５】
このステンレス鋼は長期間使用すると、無鉛はんだと接触している部分が無鉛はんだによって侵食され、腐食が進むとやがては使用できなくなってしまうことが判明した。
【００１６】
例えば、ＳＵＳ３０４系ステンレス鋼の場合、図４直線Ｌａで示すように１００時間（１００Ｈ）当たりで侵食が始まり、４００時間で侵食された部分が拡大すると共に、侵食個所も多数発生することが確認された。さらに５００時間程度経過すると侵食は更に拡大し、新たな侵食も発見された。したがって耐用年数が、鉛入りはんだを使用したときの数分の１まで低下してしまうことが判った。
【００１７】
この無鉛はんだによる侵食対策（耐腐食（耐食）対策）としては、特許文献１に示されるような技術を応用して、はんだ浴槽３１などをメッキ処理をすることが考えられるが、ステンレス鋼には馴染まない処理であると共に、期待通りの耐食性が得られるかどうかも疑問である。
【００１８】
そこで、以下のような手段が考えられる。
（１）ＳＵＳ３０４系ステンレス鋼の代わりに、同じオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６系ステンレス鋼を使用する。
（２）ＳＵＳ３０４系ステンレス鋼の代わりに耐食性に優れたチタン材を使用する。
なお、チタン材を使用することに関しては特許文献２に開示されている。
（３）真空窒化処理を施したＳＵＳ３０４などを使用する。
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−１８５１１８号公報
【００２０】
【特許文献２】特開２００２−１１３５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところで、上述した代替案（１）は、ＳＵＳ３０４系ステンレス鋼よりも耐食性に優れたＳＵＳ３１６系ステンレス鋼を使用するものであるから、侵食され始めるまでの時間がＳＵＳ３０４系ステンレス鋼よりも遅くなる。例えば、図４直線Ｌｂに示すように、侵食が認められるまでの装置稼働時間が４００時間程度まで伸びる。
【００２２】
しかし、４００時間程度まで稼働すると、クレータ状の侵食兆候が現れ、５００時間程度になると完全にステンレス鋼が侵食され、腐食されてしまう。したがって、ステンレス鋼の寿命は従来装置のほぼ半分以下となってしまうものと予測できる。
【００２３】
代替案（２）は、これも耐食性に優れたチタン材を使用するものである。チタン材を使用することに関しては、上述した特許文献２に記載されている。チタン材を使用すると、図４直線Ｌｃで示すように侵食が始まる稼働時間が５００時間程度まで伸びる。そのため、侵食対策としては良好である。
【００２４】
しかし、チタン材は周知のように高価であるため、材料費が高く、これがため製品単価の上昇をきたしてしまう。さらには、大気中でのチタン材の加工や溶接が難しいといった問題があり、自動はんだ付け装置への導入は不向きであると考えられる。
【００２５】
代替案（３）は、既存のステンレス鋼材に真空窒化処理を施して使用するものである。この真空窒化処理を施すと、極めて硬度の高い硬質層がステンレス鋼の表面に形成される。因みに、図５曲線ＬｍはＳＵＳ３０４系ステンレス鋼に真空窒化処理を施したときの硬度推移曲線であり、曲線ＬｎはＳＵＳ３１６系ステンレス鋼に同じ真空窒化処理を施したときの硬度推移曲線である。
【００２６】
このように真空窒化処理を施すことによって、高硬度の硬質層を形成できるため、無鉛はんだによる侵食を受けにくくすることができる。実験によると、４００時間の稼働時間では表面全体がまだら状に剥離するだけである。しかし、５００時間程度となるとやはり侵食が始まってしまう。
【００２７】
そのため、真空窒化処理を施したＳＵＳ３１６系ステンレス鋼は、図４直線Ｌｄのような耐食特性となるが、これはＳＵＳ３１６系ステンレス鋼そのものよりは侵食されにくくなるも、チタン材（直線Ｌｃ）よりは侵食されやすい欠点がある。
【００２８】
因みに、直線Ｌｃに示すようにチタン材は５００時間程度で約５０μｍの深さまで侵食を受けるのに対して、真空窒化処理を施したＳＵＳ３１６系ステンレス鋼の場合には、直線Ｌｄのように侵食の深さが７０〜８０μｍまで進んでしまうことが確認された。それに伴って、チタン材よりも寿命が落ちることが予測できる。
【００２９】
なお、ここに言う真空窒化処理とは、真空下で比較的高温加熱下（５００〜５５０℃）で、比較的長い処理時間（４０〜５０時間）を費やして行われる窒化処理のことを言う。
【００３０】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、ＳＵＳ３１６などのオーステナイト系ステンレス鋼であって、その表面に窒化改質層を含む不動態被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法、このオーステナイト系ステンレス鋼を使用したはんだ溶解槽並びに当該ステンレス鋼を使用した自動はんだ付け装置を提案するもので、当該ステンレス鋼を無鉛はんだ対応部材とすることで耐食性を著しく向上させたものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載したこの発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法は、溶融金属及び溶融合金に直接接触しうる部品に使用されるオーステナイト系ステンレス鋼の表面に窒化改質層と不動態被膜が生成され得る加熱温度で窒化処理して、上記ステンレス鋼の最表面に不動態被膜を生成する工程を備えたことを特徴とする。
【００３２】
また、請求項８に記載したこの発明に係るはんだ溶解槽は、はんだを溶融貯蔵するはんだ浴槽と、このはんだ浴槽内に設置される浸漬式ヒータとではんだ溶解槽が構成され、このはんだ浴槽及び浸漬式ヒータは、その表面に窒化改質層と不動態被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼がそれぞれ使用されることを特徴とするものである。
【００３３】
さらに、請求項１３に記載したこの発明に係る自動はんだ付け装置は、搬送ベルト及びはんだ溶解槽を有する自動はんだ付け装置であって、はんだ溶解槽は、その表面に窒化改質層と不動態被膜を有するオーステナイト系ステンレス鋼が使用されることを特徴とする。
【００３４】
この発明では、溶融金属又は溶融合金である無鉛はんだ（溶解無鉛はんだ）に直接接触しうる部品の部材がオーステナイト系ステンレス鋼であって、その表面に窒化改質層を有するステンレス鋼が使用される。ステンレス鋼の最表面には不動態被膜が生成される。
【００３５】
窒化改質層は、クロム窒化物（ＣｒＮ）の存在しないクロムＣｒと、窒素Ｎの固溶体である。不動態被膜は酸化クロム被膜である。この不動態被膜は、耐食性に優れているので、電子部品を実装するときに使用するはんだが無鉛はんだであっても、この無鉛はんだによるオーステナイト系ステンレス鋼への侵食を食い止めることができる。
【００３６】
無鉛はんだとしては、上述したように電子部品を実装するときに使用されるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだや、Ｓｎ−Ａｇ−Ｚｎ系の鉛フリーはんだが使用される。
【００３７】
実験によると、５００時間程度の稼働時間で侵食が始まるが、侵食の深さは２０〜３０μｍであるので、従来のＳＵＳ３０４系ステンレス鋼、ＳＵＳ３１６系ステンレス鋼や真空窒化処理を施したＳＵＳ３１６系ステンレス鋼、さらにはチタン材よりも耐食性が改善される。その結果、ステンレス鋼の無鉛はんだに対する寿命が伸びることが確認された。
【００３８】
したがって当該ステンレス鋼を使用することによって、耐食性に優れたはんだ溶解槽及びこのはんだ溶解槽を備えた自動はんだ付け装置を提供できる。
【発明の効果】
【００３９】
この発明では、その表面に窒化改質層と不動態被膜が形成されたオーステナイト系ステンレス鋼とすることで、この不動態被膜が溶融金属又は溶融合金である無鉛はんだからの耐食を防ぎ、高耐食性をもったステンレス鋼を提供できる。
【００４０】
また、この発明ではオーステナイト系ステンレス鋼に特殊な窒化処理を施すことで、その表面に窒化改質層と不動態被膜が形成されたオーステナイト系ステンレス鋼を得るようにしたものである。
【００４１】
これによれば、不動態被膜によって無鉛はんだからの侵食が防止され、長時間に亘る使用に耐えることができる。
【００４２】
この特殊な窒化処理は、従来の窒化処理よりも低温下で、しかも従来よりも短い時間で窒化処理を実現できるから、ステンレス鋼の製造単価を従来よりも下げることが可能になる。
【００４３】
また、この発明はその表面に窒化改質層と不動態被膜が形成されたオーステナイト系ステンレス鋼をはんだ溶解槽及びはんだ付け装置の部材として使用したので、耐食性に優れた、長寿命のはんだ溶解槽及び自動はんだ付け装置を提供できる。その結果として、製品単価抑制に寄与するはんだ溶解槽及び自動はんだ付け装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
続いて、この発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法、当該オーステナイト系ステンレス鋼を使用したはんだ溶解槽及び自動はんだ付け装置の好ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
この発明に係る自動はんだ付け装置は、図１で示した自動はんだ付け装置１０に適用する場合には、その構成は図１と全く同じ構成である。はんだ溶解槽３０や浸漬式ヒータ３８についても図２及び図３と同様な構成を採り得るので、その説明も割愛する。相違するのは、はんだ浴と直接接触する当該自動はんだ付け装置１０を構成するそれぞれの部材である。
【００４６】
この発明では当該部材としてオーステナイト系ステンレス鋼が使用される。特にはんだ浴と接触するオーステナイト系ステンレス鋼としてその表面に窒化改質層と不動態被膜が生成されたオーステナイト系ステンレス鋼が使用される。したがって、少なくともはんだ浴槽３１、ダクト３４，ノズル３６及び噴流攪拌手段４０であるシャフト４４、噴流攪拌フィン４６や整流板３５、浸漬ヒータ３８などは何れも、その表面に窒化改質層と不動態被膜が形成されたＳＵＳ３１６系ステンレス鋼が使用されることになる。
【００４７】
このステンレス鋼とは、図６にその模式的断面図を示すように、ステンレス鋼本体５０の表面に窒化改質層５２が生成され、さらにその最表面には不動態被膜５４が生成されたものである。窒化改質層５２は、クロムＣｒが固溶体状態にある。ステンレス鋼５０の最表面に生成されるこの不動態被膜５４は、後述するように酸化クロムの不動態被膜である。この不動態被膜は耐食性に優れているため、無鉛はんだに対する保護被膜として機能する。窒化改質層５２の厚みは５〜１５μｍである。不動態被膜５４の厚みは１０-8ｃｍ位となる。
【００４８】
続いて、この発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法について以下に説明する。
【実施例１】
【００４９】
試料として、ＳＵＳ３１６のオーステナイト系ステンレス鋼を使用する。当該試料に対してその表面に生成されている酸化クロム層の除去を行う。この例では、微粒の粒状体を高速噴射させて酸化クロム層を除去する表面活性化処理を行ったのち窒化処理を行う。
【００５０】
窒化処理条件である処理温度は比較的低温域が使用される。低温域とは３８０〜４３０℃程度の温度範囲を指す。処理時間は１５〜２５時間である。
【００５１】
実施例１では処理温度として４２０℃の低温度域を利用し、アンモニアガス（ＮＨ３）雰囲気中で、２０時間かけてＳＵＳ３１６系ステンレス鋼を窒化処理した。窒化処理後の生成被膜（窒化改質層）の厚みは１５μｍであった。
【００５２】
窒化改質層５２はクロムＣｒと窒素Ｎが固溶体の状態で存在していることが確認された。この窒化改質層５２はクロムＣｒ及び窒素Ｎがそれぞれ固溶状態にあるため、Ｃｒ窒化物が含まれていない状態（Ｃｒ窒化物フリーな状態）となっている。
【００５３】
窒化改質層５２の表面に生成される不動態被膜５４は耐食性に優れた酸化クロムの被膜である。窒化改質層５２におけるＣｒ窒化物フリーの状態がこの不動態被膜の形成に寄与しているものと考えられる。
【００５４】
ここで、窒化改質層５２の厚みは５〜１５μｍであり、不動態被膜５４の厚みは１０-8ｃｍ程度と考えられる。
【００５５】
窒化改質層５２の硬度は、図５曲線Ｌｏで示すように、ステンレス鋼表面からの厚みが１５μｍ（０．０１５ｍｍ）程度まではほぼ８００ビッカース硬度（Ｈｖ）が得られた。このビッカース硬度は真空窒化処理したときのビッカース硬度（１１００〜１２００Ｈｖ）には及ばないが、用途として自動はんだ付け装置１０などで使用されるはんだ浴３２が接する部材として用いるには充分な硬度であると言える。
【００５６】
ここで、従来のような比較的高温域（５００〜５５０℃）を使用して、比較的長時間（４０〜５０時間）かけて真空窒化処理する場合には、ステンレス鋼の表面にクロム窒化物層（クロム窒化物であるＣｒＮ）が生成されることが知られている。
【００５７】
つまり、このような高温域、長時間の窒化処理ではクロム窒化物層が生成されるのに対して、この発明のように低温域及び比較的短い時間での窒化処理を行うと、クロム窒化物層ではなく、クロムＣｒと窒素Ｎがそれぞれ固溶体として存在する窒化改質層５２が生成される。
【００５８】
これは、自由エネルギー序列により化学量論比の異なるクロム窒化物（ＣｒＮ，Ｃｒ2Ｎなどの析出物）が析出される場合は、自由エネルギーの高いものから順番に析出し、最後に最も低いもの（最終安定相）が析出して平衡するというステップ則が関係する。
【００５９】
加熱温度が３８０〜４３０℃付近の低温域では、Ｃｒ2Ｎの自由エネルギーがＣｒＮのそれよりも大きいが、Ｃｒ2Ｎは当該温度域では析出しにくいことが検証されている。
【００６０】
その結果、当該低温域ではＣｒ2Ｎに阻害されてＣｒＮも析出しにくい状態となっているため、クロム窒化物層が生成されずにクロムＣｒと窒素Ｎとがそれぞれ固溶体として存在し、固溶体として存在するクロムＣｒによって酸化クロムの不動態被膜５４が生成されるものと考えられる。
【００６１】
４３０℃付近、つまり４３０℃未満では、Ｃｒ2Ｎの自由エネルギーとＣｒＮのそれとがほぼ均衡するも、ややＣｒ2Ｎの自由エネルギーの方が優位に働くものと推定され、特に４２０℃ではその関係がよりはっきりするものと推定される。そして４３０℃を超える温度域ではＣｒＮの自由エネルギーがＣｒ2Ｎより高くなるため、ＣｒＮが析出して、ステンレス鋼の最表面にクロム窒化物が生成されるものと考えられる。
【００６２】
したがって加熱温度は、３８０℃〜４３０℃が好ましく、特に４２０℃付近が最も好ましい加熱温度である。３８０℃以下では反応が遅く、４３０℃以上であると、上述したようにＣｒ2Ｎの自由エネルギーよりＣｒＮの自由エネルギーの方が高くなるのが顕著となるからである。
【００６３】
処理時間は１５〜２５時間が好ましく、特に２０時間付近が最も好ましい。１５時間以下では充分な処理反応時間とは言い難く、２５時間以上になると窒化改質層５２が剥離しやすくなるからである。
【００６４】
上述したように、クロムＣｒが固溶状態にある窒化改質層５２が存在するため、最表面に生成される酸化クロムの不動態被膜５４によって、無鉛はんだに対する耐食性が増し、図４直線Ｌｅに示すような耐食特性が得られた。
【００６５】
因みに、この場合の侵食開始時間はほぼ５００時間であり、そのときの侵食される深さは大凡２０〜２５μｍである。侵食の開始時間が遅くなることで、当然ながら使用に耐えうる寿命が長くなると予測できる。１０年以上の耐用年数が得られると予測できる。
【００６６】
このようにステンレス鋼５０の表面に生成された窒化改質層５２を含む不動態被膜５４は、無鉛はんだに対する保護被膜機能として働くため、ステンレス鋼５０が無鉛はんだによって侵食されにくくなり、耐食性と共に耐摩耗特性も改善される。
【実施例２】
【００６７】
試料として、ＳＵＳ３０４のオーステナイト系ステンレス鋼を使用する。（実施例１）と同様に表面活性化処理を行った後に窒化処理を行う。窒化処理条件である処理温度は比較的低温域である、３８０〜４３０℃程度であり、処理時間は１５〜２５時間である。
【００６８】
（実施例２）では処理温度として４２０℃の低温度域を利用し、アンモニアガス（ＮＨ３）雰囲気中で、２０時間かけてＳＵＳ３０４を窒化処理した。
【００６９】
この窒化処理を施すことで、ステンレス鋼５０の表面に比較的硬い窒化改質層５２が生成されると共に、窒化改質層５２のクロムＣｒが酸素と反応して窒化改質層５２の表面に不動態被膜５４が生成された。窒化改質層５２の厚みは５〜１５μｍであり、不動態被膜５４の厚みは１０-8ｃｍ位と考えられる。そのときの硬度（ビッカース硬度）は図５曲線Ｌｐで示すようにほぼ８００Ｈｖである。
【００７０】
（実施例１）と同様に、クロムＣｒが固溶状態にある窒化改質層５２の存在で、その最表面に生成される不動態被膜５４によって無鉛はんだに対する耐食性が増すことから、（実施例１）のＳＵＳ３１６系ステンレス鋼と同様に、（実施例２）のステンレス鋼も、浸漬式ヒータ３８、はんだ溶解槽３０及びこのはんだ溶解槽３０を備えた自動はんだ付け装置１０の耐食部材に適用して好適であることが判る。耐食性と共に耐摩耗特性も改善される。
【００７１】
したがってはんだ浴３２と接触する部材としてＳＵＳ３０４のオーステナイト系ステンレス鋼を使用することで、長寿命の浸漬式ヒータ、はんだ溶解槽及び自動はんだ付け装置１０を提供することができる。
【００７２】
実施例１及び実施例２において、オーステナイト系ステンレス鋼として上述した例ではＳＵＳ３１６系ステンレス鋼やＳＵＳ３０４系ステンレス鋼を例示したが、この他のオーステナイト系ステンレス鋼にもこの発明を適用でき、そのようなオーステナイト系ステンレス鋼を使用してはんだ溶解槽や自動はんだ付け装置を構成することができることは容易に理解できる。はんだ付けの対象は実装部品に対するはんだ付けであるため、プリント基板への実装部品に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
この発明は、無鉛はんだに常時接触するはんだ溶解槽及び自動はんだ付け装置用の部材として使用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】自動はんだ付け装置の断面図である。
【図２】はんだ溶解槽の側面図である。
【図３】はんだ溶解槽に使用される浸漬式ヒータの断面図である。
【図４】この発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼の耐食特性を示す特性図である。
【図５】ビッカース硬度を示す特性図である。
【図６】この発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０・・・自動はんだ付け装置、３０・・・はんだ溶解槽、３１・・・はんだ浴槽、３２・・・はんだ浴、３４・・・ダクト、３６・・・ノズル、３８・・・浸漬式ヒータ、４０・・・噴流攪拌手段、４４・・・シャフト、４６・・・噴流攪拌フィン、１４・・・搬送ベルト、１６・・・プリント基板、１８・・・電子部品、５０・・・ステンレス鋼、５２・・・窒化改質層、５４・・・不動態被膜
【図１】
2005281731.tif 000003
【図２】
2005281731.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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