專(zhuān)利名稱(chēng)：奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法、焊錫熔化槽及自動(dòng)焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為可以直接接觸無(wú)鉛焊錫等熔融金屬和熔融合金的材料(部件)使用的合適的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法、使用該奧氏體類(lèi)不銹鋼的焊錫熔化槽以及使用該焊錫熔化槽的焊接裝置。
詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法等，該方法通過(guò)在奧氏體類(lèi)不銹鋼的表面生成具有氮化改性層(nitride-reformed layer)的鈍態(tài)覆膜，抑制由無(wú)鉛焊錫導(dǎo)致的侵蝕，與以往相比，耐腐蝕性?xún)?yōu)異，并可以謀求長(zhǎng)壽命化。
背景技術(shù)：
在將多種電子部件(IC芯片、電阻、電容器等)安裝在印刷基板等上時(shí)，通常使用自動(dòng)焊接裝置。
圖1是示出該自動(dòng)焊接裝置10的一例的示意圖。該自動(dòng)焊接裝置10具有箱型的殼體(casing)12，在其上面一側(cè)安裝了傳送帶14，并使其從左到右側(cè)(箭頭a)貫通。傳送帶14上面放置了安裝有多個(gè)電子部件18的印刷基板16，以傳送帶14的傳送速度在殼體12內(nèi)行進(jìn)。
在傳送帶14的下面一側(cè)，其左側(cè)(印刷基板進(jìn)入側(cè))的殼體12內(nèi)設(shè)置了制成箱狀的焊劑涂敷器(fluxer)20，其右側(cè)設(shè)置了預(yù)加熱器22。另外，在預(yù)加熱器22的右側(cè)設(shè)置了焊錫熔化槽30。
焊錫熔化槽30由制成箱狀的焊錫浴槽31和安裝在該焊錫浴槽31的槽內(nèi)的浸漬式加熱器38構(gòu)成。
液體狀的無(wú)鉛焊錫(焊錫浴)32收納在焊錫浴槽31內(nèi)，同時(shí)，在其上面開(kāi)口側(cè)，以浸漬在焊錫浴32中的狀態(tài)，隔開(kāi)規(guī)定的距離，在本例中設(shè)置了2列管道(duct)34、34。
管道34、34的上面形成噴嘴36、36，該噴嘴36、36隔開(kāi)規(guī)定的距離設(shè)置在傳送帶14的下面，并使其與傳送方向垂直并相對(duì)。焊錫浴32中的無(wú)鉛焊錫通過(guò)該噴嘴36、36按照箭頭b方向噴出，對(duì)傳送中的印刷基板16的下面進(jìn)行安裝的電子部件的焊接。在焊錫浴槽31的槽內(nèi)，通過(guò)以浸漬在焊錫浴32內(nèi)的方式設(shè)置的浸漬式加熱器38控制焊錫浴32的溫度。
圖2是從側(cè)面觀察圖1所示的焊錫熔化槽30的圖，在制成長(zhǎng)方形的箱狀的管道34的一端設(shè)置焊錫浴32的噴流攪拌部40。該噴流攪拌部40由電動(dòng)機(jī)42、連接在該電動(dòng)機(jī)42上的軸(攪拌棒)44、和連接在其前端部噴流攪拌翼46構(gòu)成。
通過(guò)使電動(dòng)機(jī)44旋轉(zhuǎn)，噴流攪拌翼46發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使焊錫浴32強(qiáng)制流向箭頭b一側(cè)，使管道34、34內(nèi)外強(qiáng)制循環(huán)。通過(guò)強(qiáng)制循環(huán)，焊錫浴32從噴嘴36、36噴出，并噴向印刷基板16，對(duì)電子部件18自動(dòng)進(jìn)行焊接。
圖3示出浸漬式加熱器38的剖面結(jié)構(gòu)的例子。該浸漬式加熱器38是以如下的方式構(gòu)成的一對(duì)鎳鉻電熱線70位于其中心部，這些鎳鉻電熱線70被絕緣物72包覆，并且在絕緣物72的表面再包覆奧氏體類(lèi)不銹鋼74。
另外，使用具有圖2所示的焊錫熔化槽30的圖1所示的流動(dòng)自動(dòng)焊接裝置10，熔化通常的Sn-Ag-Cu類(lèi)無(wú)鉛焊錫、或Sn-Ag-Zn類(lèi)無(wú)鉛焊錫(無(wú)鉛焊錫)，使用熔化的焊錫浴32，焊接安裝在印刷基板16上的各種電子部件18時(shí)，隨著使用時(shí)間的推移，構(gòu)成自動(dòng)焊接裝置10的部件、特別是直接與焊錫浴32接觸的熔化槽30的構(gòu)成部件發(fā)生被腐蝕的現(xiàn)象。
作為上述裝置構(gòu)成部件的焊錫浴槽31、管道34、在管道34上形成的噴嘴36、浸漬式加熱器38、噴流攪拌翼46以及攪拌棒(電動(dòng)機(jī)軸)44以及設(shè)置在管道34上的整流板35等均使用SUS304等奧氏體類(lèi)不銹鋼材料。
這些不銹鋼材料都是經(jīng)常與焊錫浴接觸的材料(部件)，該不銹鋼材料的主要成分是鉻Cr、鎳Ni、錳Mn和鐵Fe。
已經(jīng)判定，該不銹鋼在長(zhǎng)期使用時(shí)，與無(wú)鉛焊錫接觸的部分會(huì)被無(wú)鉛焊錫侵蝕，并發(fā)生腐蝕，不久便不能使用。
例如，在SUS304類(lèi)不銹鋼的情況下，如圖4直線La所示，在100小時(shí)(100H)左右開(kāi)始侵蝕，在400小時(shí)侵蝕的部分?jǐn)U大，同時(shí)，也產(chǎn)生多處侵蝕場(chǎng)所。再有，經(jīng)過(guò)500小時(shí)左右時(shí)，侵蝕進(jìn)一步擴(kuò)大，還發(fā)現(xiàn)了新的侵蝕。因此，判定其耐用年數(shù)下降到使用含鉛焊錫時(shí)的幾分之一。
作為該無(wú)鉛焊錫導(dǎo)致的侵蝕的對(duì)策(耐腐蝕(耐蝕)對(duì)策)，可以考慮應(yīng)用專(zhuān)利文獻(xiàn)1“特開(kāi)2002-185118號(hào)公報(bào)”所示的技術(shù)，對(duì)焊錫浴槽31進(jìn)行鍍覆處理，但這是對(duì)不銹鋼的不常用的處理，同時(shí)，能否得到如期待的那樣的耐腐蝕性也是疑問(wèn)。
因此，考慮以下方法。
(1)使用同樣的奧氏體類(lèi)不銹鋼SUS316類(lèi)不銹鋼來(lái)代替SUS304類(lèi)不銹鋼。
(2)使用耐腐蝕性?xún)?yōu)異的鈦材料來(lái)代替SUS304類(lèi)不銹鋼。
另外，關(guān)于使用鈦材料，已經(jīng)在專(zhuān)利文獻(xiàn)2“特開(kāi)2002-113570號(hào)公報(bào)”中公開(kāi)。
(3)使用實(shí)施了真空氮化處理的SUS304等。
但是，在上述代替方案(1)中，由于使用了耐腐蝕性比SUS304類(lèi)不銹鋼優(yōu)異的SUS316類(lèi)不銹鋼，因此，到達(dá)開(kāi)始侵蝕的時(shí)間比SUS304類(lèi)不銹鋼晚。例如，如圖4直線Lb所示，到發(fā)現(xiàn)侵蝕的裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)到400小時(shí)左右。
但是，運(yùn)轉(zhuǎn)到400小時(shí)左右時(shí)，出現(xiàn)凹陷(crater)狀的侵蝕前兆，達(dá)到500小時(shí)左右時(shí)，不銹鋼完全被侵蝕，并被腐蝕。因此，可以預(yù)測(cè)，不銹鋼的壽命是現(xiàn)有裝置的大致一半以下。
代替方案(2)使用耐腐蝕性?xún)?yōu)異的鈦材料。關(guān)于使用鈦材料，記載于上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2中。使用鈦材料時(shí)，如圖4直線Lc所示，開(kāi)始侵蝕的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)到500小時(shí)左右，因此，作為侵蝕對(duì)策是良好的。
但是，眾所周知，由于鈦材料價(jià)格昂貴，因此，材料費(fèi)用高，由此導(dǎo)致產(chǎn)品的單價(jià)上升。再者，存在難以在大氣中進(jìn)行鈦材料的加工或焊接的問(wèn)題，因此認(rèn)為不適合導(dǎo)入到自動(dòng)焊接裝置中。
代替方案(3)是對(duì)已有的不銹鋼材料實(shí)施真空氮化處理來(lái)使用的方法。實(shí)施該真空氮化處理時(shí)，在不銹鋼表面形成硬度極高的硬質(zhì)層。順便提及，圖5曲線Lm是對(duì)SUS304類(lèi)不銹鋼實(shí)施了真空氮化處理時(shí)的硬度變化曲線，曲線Ln是對(duì)SUS316類(lèi)不銹鋼同樣實(shí)施真空氮化處理的硬度變化曲線。
這樣，由于通過(guò)實(shí)施真空氮化處理可以形成高硬度的硬質(zhì)層，因此，可以不易受到無(wú)鉛焊錫引起的侵蝕。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在400小時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間下，表面全體僅剝離為斑點(diǎn)狀。但是，達(dá)到500小時(shí)左右時(shí)，侵蝕仍然開(kāi)始。
因此，實(shí)施了真空氮化處理的SUS316類(lèi)不銹鋼達(dá)到圖4直線Ld那樣的耐蝕特性，其與SUS316類(lèi)不銹鋼本身相比，雖然變得不易侵蝕，但仍存在比鈦材料(直線Lc)容易侵蝕的缺點(diǎn)。
順便提及，可以確認(rèn)，如直線Lc所示，鈦材料在500小時(shí)左右時(shí)受到深度約為50μm的侵蝕，與此相對(duì)，實(shí)施了真空氮化處理的SUS316類(lèi)不銹鋼的情況下，如直線Ld所示，侵蝕的深度發(fā)展到70～80μm。由此，可以預(yù)測(cè)，與鈦材料相比，壽命下降。
另外，這里所說(shuō)的真空氮化處理，是指在真空下，且在溫度比較高的加熱下(500～550℃)，耗費(fèi)比較長(zhǎng)的處理時(shí)間(40～50時(shí)間)進(jìn)行的氮化處理。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明解決了這些以往的課題，并提出了一種奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，該不銹鋼是SUS316等奧氏體類(lèi)不銹鋼，并且，在其表面具有包含氮化改性層的鈍態(tài)覆膜，以及使用該奧氏體類(lèi)不銹鋼的焊錫熔化槽及使用該不銹鋼的自動(dòng)焊接裝置。通過(guò)將該不銹鋼作為無(wú)鉛焊錫的對(duì)應(yīng)部件，可以顯著提高耐腐蝕性。
為了解決上述課題，權(quán)利要求1所述的該發(fā)明涉及的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法具有以下工序?qū)κ褂糜谀軌蛑苯优c熔融金屬以及熔融合金接觸的部件的不銹鋼表面，在能夠生成氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的加熱溫度下進(jìn)行氮化處理，在上述不銹鋼的最表面生成鈍態(tài)覆膜。
另外，權(quán)利要求8所述的本發(fā)明涉及的焊錫熔化槽的特征是，由熔融貯存焊錫的焊錫浴槽和設(shè)置在該焊錫浴槽內(nèi)的浸漬式加熱器構(gòu)成焊錫熔化槽，該焊錫浴槽以及浸漬式加熱器分別使用在其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
另外，權(quán)利要求13所述的本發(fā)明涉及的自動(dòng)焊接裝置是具有傳送帶和焊錫熔化槽的自動(dòng)焊接裝置，其中，焊錫熔化槽使用在其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
在本發(fā)明中，可以直接接觸熔融金屬或熔融合金的無(wú)鉛焊錫(熔化無(wú)鉛焊錫)的部件的材料是奧氏體類(lèi)不銹鋼，并使用其表面具有氮化改性層的不銹鋼。在不銹鋼的最表面生成鈍態(tài)膜。
氮化改性層是不存在鉻氮化物(CrN)的鉻Cr和氮N的固溶體。鈍態(tài)覆膜為氧化鉻覆膜。該鈍態(tài)覆膜耐腐蝕性?xún)?yōu)異，即使安裝電子部件時(shí)使用的焊錫為無(wú)鉛焊錫，也可以防止該無(wú)鉛焊錫對(duì)奧氏體類(lèi)不銹鋼的侵蝕。
作為無(wú)鉛焊錫，可以使用上述安裝電子部件時(shí)使用的Sn-Ag-Cu類(lèi)無(wú)鉛焊錫、或Sn-Ag-Zn類(lèi)無(wú)鉛焊錫。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為500小時(shí)左右時(shí)，侵蝕開(kāi)始，但侵蝕的深度為20～30μm，因此，與以往的SUS304類(lèi)不銹鋼、SUS316類(lèi)不銹鋼或?qū)嵤┝苏婵盏幚淼腟US316類(lèi)不銹鋼、甚至是鈦材料相比，耐腐蝕性得到改善。其結(jié)果，確認(rèn)了不銹鋼耐受無(wú)鉛焊錫的壽命延長(zhǎng)。
因此，通過(guò)使用該不銹鋼，可以提供耐腐蝕性?xún)?yōu)異的焊錫熔化槽以及具有該焊錫熔化槽的自動(dòng)焊接裝置。
在本發(fā)明中，通過(guò)制成在其表面形成了氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼，該鈍態(tài)覆膜可以防止來(lái)自作為熔融金屬或熔融合金的無(wú)鉛焊錫的侵蝕，從而可以提供具有高耐腐蝕性的不銹鋼。
另外，在本發(fā)明中，通過(guò)對(duì)奧氏體類(lèi)不銹鋼實(shí)施特殊的氮化處理，可以得到在其表面上形成了氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
由此，可以通過(guò)鈍態(tài)覆膜防止來(lái)自無(wú)鉛焊錫的侵蝕，可以耐受長(zhǎng)時(shí)間的使用。
由于該特殊的氮化處理可以在比以往的氮化處理更低的溫度下，并且比以往更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)氮化處理，因此，可以使得不銹鋼的制造單價(jià)比以往降低。
另外，本發(fā)明由于使用在其表面形成了氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼作為焊錫熔化槽和焊接裝置的材料，因此，可以提供耐腐蝕性?xún)?yōu)異、長(zhǎng)壽命的焊錫熔化槽以及自動(dòng)焊接裝置。作為其結(jié)果，可以提供有助于抑制產(chǎn)品單價(jià)的焊錫熔化槽和自動(dòng)焊接裝置。


是自動(dòng)焊接裝置的剖面圖。
焊錫熔化槽的側(cè)面圖。
是焊錫熔化槽中使用的浸漬式加熱器的剖面圖。
是示出本發(fā)明涉及的奧氏體類(lèi)不銹鋼的耐腐蝕特性的特性圖。
是示出維氏硬度的特性圖。
是本發(fā)明涉及的奧氏體類(lèi)不銹鋼的模式的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
接著，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明涉及的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法、使用該奧氏體類(lèi)不銹鋼的焊錫熔化槽以及自動(dòng)焊接裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明涉及的自動(dòng)焊接裝置在適用于圖1所示的自動(dòng)焊接裝置10的情況下，其結(jié)構(gòu)與圖1的結(jié)構(gòu)完全相同。對(duì)于焊錫熔化槽30或浸漬式加熱器38，也可以采用與圖2和圖3相同的結(jié)構(gòu)，因此，省略其說(shuō)明。不同的是，與焊錫浴直接接觸的構(gòu)成該自動(dòng)焊接裝置10的各個(gè)材料。
在本發(fā)明中，可以使用奧氏體類(lèi)不銹鋼作為該材料。特別是，可以使用在其表面形成了氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼作為與焊錫浴接觸的奧氏體類(lèi)不銹鋼。因此，至少焊錫浴槽31、管道34、噴嘴36以及作為噴流攪拌裝置40的軸44、噴流攪拌翼46或整流板35、浸漬加熱器38等均使用在其表面形成了氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
如圖6的其模式剖面圖所示，所說(shuō)的該不銹鋼，在不銹鋼主體50的表面生成氮化改性層52，再在其最表面生成鈍態(tài)覆膜54。氮化改性層52中，鉻Cr處于固溶體的狀態(tài)。如后面所述，在不銹鋼50的最表面生成的該鈍態(tài)覆膜54是氧化鉻的鈍態(tài)覆膜。由于該鈍態(tài)覆膜耐腐蝕性?xún)?yōu)異，因此可以作為對(duì)無(wú)鉛焊錫的保護(hù)覆膜而發(fā)揮作用。氮化改性層52的厚度為5～15μm。鈍態(tài)覆膜54的厚度為10-8cm級(jí)。
接著，下面對(duì)本發(fā)明涉及的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1使用SUS316的奧氏體類(lèi)不銹鋼作為試樣。對(duì)該試樣進(jìn)行其表面生成的氧化鉻層的除去。在本例中，高速?lài)娚湮⒘５牧铙w進(jìn)行除去氧化鉻層的表面活化處理后，進(jìn)行氮化處理。
作為氮化處理?xiàng)l件的處理溫度使用比較低的溫度區(qū)域。所謂低溫區(qū)域是指380～430℃左右的溫度范圍。處理時(shí)間為15～25小時(shí)。
在實(shí)施例1中，使用420℃的低溫區(qū)域作為處理溫度，在氨氣(NH3)氛圍中，對(duì)SUS316類(lèi)不銹鋼進(jìn)行20小時(shí)氮化處理。氮化處理后的生成覆膜(氮化改性膜)的厚度為15μm。
確認(rèn)了氮化改性層52的鉻Cr和氮N以固溶體狀態(tài)存在。該氮化改性層52中，由于鉻Cr和氮N分別處于固溶狀態(tài)，因此，成為不含有鉻氮化物的狀態(tài)(無(wú)鉻氮化物狀態(tài))。
在氮化改性層52的表面生成的鈍態(tài)覆膜54是耐腐蝕性?xún)?yōu)異的氧化鉻的覆膜。氮化改性層52中的無(wú)鉻氮化物狀態(tài)被認(rèn)為有助于該鈍態(tài)覆膜的形成。
這里，氮化改性層52的厚度為5～15μm，鈍態(tài)覆膜54的厚度認(rèn)為是10-8cm左右。
如圖5曲線Lo所示，氮化改性層52的硬度在距不銹鋼表面的厚度直到15μm(0.015mm)左右，可以得到大約800維氏硬度(Hv)。該維氏硬度雖然沒(méi)有達(dá)到真空氮化處理時(shí)的維氏硬度(1100～1200Hv)，但對(duì)于作為其用途的用作連接自動(dòng)焊接裝置10等中使用的焊錫浴32的材料，可以說(shuō)是充分的硬度。
這里，使用以往的溫度比較高的區(qū)域(500～550℃)經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間(40～50小時(shí))進(jìn)行真空氮化處理時(shí)，已知在不銹鋼表面生成鉻氮化物層(作為鉻氮化物的CrN)。
即，在這樣的高溫區(qū)域、長(zhǎng)時(shí)間的氮化處理時(shí)，生成鉻氮化物層，而與此相反，像本發(fā)明這樣，在低溫區(qū)域以及比較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行氮化處理時(shí)，不會(huì)生成鉻氮化物層，而是生成鉻Cr和氮N分別以固溶體存在的氮化改性層52。
這與步進(jìn)規(guī)則(step rule)有關(guān)，該規(guī)則是根據(jù)自由能序列析出化學(xué)理論比不同的鉻氮化物(CrN、Cr2N等的析出物)時(shí)，從自由能高者依次析出，最后析出最低者(最終穩(wěn)定相)，并達(dá)到平衡。
在加熱溫度為380～430℃附近的低溫區(qū)域中，驗(yàn)證了雖然Cr2N的自由能比CrN的自由能大，但Cr2N在該溫度區(qū)域卻不易析出。
其結(jié)果可以認(rèn)為，在該低溫區(qū)域，由于成為受到Cr2N阻礙CrN也難以析出的狀態(tài)，因此，不生成鉻氮化物層而是鉻Cr和氮N分別以固溶體存在，由以固溶體存在的鉻Cr生成氧化鉻的鈍態(tài)覆膜54。
推測(cè)在430℃附近，即不足430℃時(shí)，Cr2N的自由能和CrN的自由能大致均衡，并且Cr2N的自由能稍微發(fā)揮優(yōu)勢(shì)作用，特別是，推測(cè)在420℃下，其關(guān)系更為明確。并且，由于在超過(guò)430℃的溫度區(qū)域中CrN的自由能比Cr2N高，因此，CrN析出，在不銹鋼的最表面生成鉻氮化物。
因此，加熱溫度優(yōu)選380℃～430℃，特別是，420℃附近是最為優(yōu)選的加熱溫度。這是因?yàn)椋?80℃以下時(shí)，反應(yīng)緩慢，430℃以上時(shí)，如上所述，CrN的自由能顯著比Cr2N的自由能高。
處理時(shí)間優(yōu)選15～25小時(shí)，特別是，最為優(yōu)選20小時(shí)附近。這是因?yàn)?，?5小時(shí)以下時(shí)，不能說(shuō)是充分的處理反應(yīng)時(shí)間，而達(dá)到25小時(shí)以上時(shí)，氮化改性層52變得容易剝離。
如上所述，由于存在鉻Cr處于固溶狀態(tài)的氮化改性層52，通過(guò)在最表面生成的氧化鉻的鈍態(tài)覆膜54，對(duì)無(wú)鉛焊錫的耐腐蝕性增加，得到圖4直線Le所示的耐腐蝕特性。
順便提及，此時(shí)的侵蝕開(kāi)始時(shí)間大約為500小時(shí)，此時(shí)的侵蝕深度大約為20～25μm。由于侵蝕的開(kāi)始時(shí)間變晚，當(dāng)然可以預(yù)測(cè)耐用壽命變長(zhǎng)。可以預(yù)測(cè)，能得到10年以上的耐用年數(shù)。
這樣，含有在不銹鋼50的表面生成的氮化改性層52的鈍態(tài)覆膜54，發(fā)揮對(duì)無(wú)鉛焊錫的保護(hù)覆膜功能，因此，不銹鋼50不易被無(wú)鉛焊錫侵蝕，耐腐蝕性和耐磨損特性都得到改善。
實(shí)施例2使用SUS304的奧氏體類(lèi)不銹鋼作為試樣。進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的表面活化處理后，進(jìn)行氮化處理。作為氮化處理?xiàng)l件的處理溫度為比較低的溫度區(qū)域的380～430℃左右，處理時(shí)間為15～25小時(shí)。
在實(shí)施例2中，利用420℃的低溫區(qū)域作為處理溫度，在氨氣(NH3)氛圍中，對(duì)SUS304進(jìn)行20小時(shí)氮化處理。
通過(guò)實(shí)施該氮化處理，在不銹鋼50的表面生成較硬的氮化改性層52，同時(shí)，氮化改性層52的鉻Cr與氧反應(yīng)，在氮化改性層52的表面生成鈍態(tài)覆膜54。氮化改性層52的厚度為5～15μm。鈍態(tài)覆膜54的厚度為10-8cm級(jí)。此時(shí)的硬度(維氏硬度)如圖5曲線Lp所示，約為800Hv。
與實(shí)施例1同樣，由于存在鉻Cr處于固溶狀態(tài)的氮化改性層52，通過(guò)在其最表面生成的鈍態(tài)覆膜54使得對(duì)無(wú)鉛焊錫的耐腐蝕性增加，因此判定，與實(shí)施例1的SUS316類(lèi)不銹鋼同樣，實(shí)施例2的不銹鋼也可以適用于浸漬式加熱器38、焊錫熔化槽30以及具有該焊錫熔化槽30的自動(dòng)焊接裝置10的耐腐蝕材料。耐腐蝕性和耐磨損特性同時(shí)得到改善。
因此，通過(guò)使用SUS304的奧氏體類(lèi)不銹鋼作為與焊錫浴32接觸的材料，可以提供長(zhǎng)壽命的浸漬式加熱器、焊錫熔化槽以及自動(dòng)焊接裝置10。
在實(shí)施例1和實(shí)施例2中，作為奧氏體類(lèi)不銹鋼，在上述例子中，列舉了SUS316類(lèi)不銹鋼或SUS304類(lèi)不銹鋼，但本發(fā)明也可以適用于其他奧氏體類(lèi)不銹鋼，可以使用這樣的奧氏體類(lèi)不銹鋼構(gòu)成焊錫熔化槽或自動(dòng)焊接裝置，這一點(diǎn)是容易理解的。焊接的對(duì)象是對(duì)安裝部件進(jìn)行焊接，因此，并不限定于向印刷基板上安裝的部件。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明中的奧氏體類(lèi)不銹鋼優(yōu)選作為用于經(jīng)常與無(wú)鉛焊錫接觸的焊錫熔化槽和自動(dòng)焊接裝置的材料使用。
權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)1.一種奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其包括以下工序?qū)梢灾苯优c熔融金屬和熔融合金接觸的部件中使用的奧氏體類(lèi)不銹鋼的表面高速?lài)娚湮⒘５牧钗?，進(jìn)行上述不銹鋼表面的氧化鉻層的除去后，對(duì)除去了氧化鉻層的上述不銹鋼的表面，在能夠生成氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的加熱溫度下進(jìn)行氮化處理，在上述不銹鋼表面生成氮化改性層，同時(shí)在上述不銹鋼的最表面生成鈍態(tài)覆膜。
2.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述氮化改性層不存在鉻化合物，而是鉻和氮分別以固溶體存在。
3.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述鈍態(tài)覆膜是氧化鉻覆膜。
4.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述氮化改性層的厚度為5～15μm。
5.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，不銹鋼為SUS316類(lèi)不銹鋼和SUS304類(lèi)不銹鋼。
6.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述加熱溫度為380～430℃，特別是420℃。
7.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述氮化處理時(shí)間為15～25小時(shí)，特別是20小時(shí)。
8.一種焊錫熔化槽，該焊錫熔化槽包括熔融、貯存焊錫的焊錫浴槽和設(shè)置在該焊錫浴槽內(nèi)的浸漬式加熱器，該焊錫浴槽和浸漬式加熱器分別使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼，并且，上述氮化改性層不存在鉻化合物，而是鉻和氮分別以固溶體存在。
9.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，收納在上述焊錫浴槽內(nèi)并設(shè)置在焊錫浴中的帶噴嘴的管道使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
10.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，設(shè)置在上述焊錫浴槽內(nèi)的用于焊錫浴的噴流攪拌軸和用于噴流攪拌翼使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
11.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，上述氮化改性層的厚度為5～15μm。
12.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，上述鈍態(tài)覆膜是氧化鉻覆膜。
13.一種自動(dòng)焊接裝置，該焊接裝置包括傳送帶和焊錫熔化槽，其中，上述焊錫熔化槽使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼，并且，上述氮化改性層不存在鉻化合物，而是鉻和氮分別以固溶體存在。
14.權(quán)利要求13所述的自動(dòng)焊接裝置，其中，上述鈍態(tài)覆膜是氧化鉻覆膜。
權(quán)利要求
1.一種奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其包括以下工序?qū)梢灾苯优c熔融金屬和熔融合金接觸的部件中使用的奧氏體類(lèi)不銹鋼的表面，在能夠生成氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的加熱溫度下進(jìn)行氮化處理，并在上述不銹鋼的最表面生成鈍態(tài)覆膜。
2.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述氮化改性層不存在鉻化合物，而是鉻和氮分別以固溶體存在。
3.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述鈍態(tài)覆膜是氧化鉻覆膜。
4.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述氮化改性層的厚度為5～15μm。
5.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，不銹鋼為SUS316類(lèi)不銹鋼和SUS304類(lèi)不銹鋼。
6.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述加熱溫度為380～430℃，特別是420℃。
7.權(quán)利要求1所述的奧氏體類(lèi)不銹鋼的制造方法，其中，上述氮化處理時(shí)間為15～25小時(shí)，特別是20小時(shí)。
8.一種焊錫熔化槽，該焊錫熔化槽包括熔融、貯存焊錫的焊錫浴槽和設(shè)置在該焊錫浴槽內(nèi)的浸漬式加熱器，該焊錫浴槽和浸漬式加熱器分別使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
9.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，收納在上述焊錫浴槽內(nèi)并設(shè)置在焊錫浴中的帶噴嘴的管道使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
10.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，設(shè)置在上述焊錫浴槽內(nèi)的用于焊錫浴的噴流攪拌軸和用于噴流攪拌翼使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
11.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，上述氮化改性層不存在鉻化合物，而是鉻和氮分別以固溶體存在。
12.權(quán)利要求8所述的焊錫熔化槽，其中，上述鈍態(tài)覆膜是氧化鉻覆膜。
13.一種自動(dòng)焊接裝置，該焊接裝置包括傳送帶和焊錫熔化槽，其中，上述焊錫熔化槽使用其表面具有氮化改性層和鈍態(tài)覆膜的奧氏體類(lèi)不銹鋼。
14.權(quán)利要求13所述的自動(dòng)焊接裝置，其中，上述氮化改性層不存在鉻化合物，而是鉻和氮分別以固溶體存在。
15.權(quán)利要求13所述的自動(dòng)焊接裝置，其中，上述鈍態(tài)覆膜是氧化鉻覆膜。
全文摘要
在奧氏體類(lèi)不銹鋼的表面上生成不存在鉻氮化物(CrN)而含有的氮化改性層的鈍態(tài)覆膜。由氧化鉻構(gòu)成的鈍態(tài)覆膜作為針對(duì)無(wú)鉛焊錫的保護(hù)覆膜而發(fā)揮作用。其結(jié)果是，即使是與無(wú)鉛焊錫的焊錫浴接觸，不銹鋼的表面也難以被侵蝕，耐腐蝕性大幅度改善，并具有耐磨損性。在最表面生成鈍態(tài)覆膜的SUS316類(lèi)不銹鋼的情況下，如圖4直線Le所示，到達(dá)開(kāi)始侵蝕的時(shí)間變長(zhǎng)(500小時(shí)左右)，并且，侵蝕的深度也比以往的淺(20～25μm左右)，因此，可以預(yù)測(cè)，可以改善耐用年數(shù)到與使用鉛焊錫時(shí)的耐用年數(shù)同等程度，并得到耐腐蝕性?xún)?yōu)異的不銹鋼。
文檔編號(hào)C21D1/06GK1938443SQ20058000984
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者齋藤隆, 水村薰, 岡野輝男, 毛塚康造, 飯島正貴, 吉田俊一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社, 株式會(huì)社田村制作所, 株式會(huì)社田村Fa系統(tǒng), 株式會(huì)社極東窒化研究所