JP2000178710A - 浸炭および浸炭窒化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高度のシール構造を備えた真空炉を必要とせ
ず、被処理物を温度むらなく速やかに加熱することがで
き、浸炭と窒化の同時処理をも行うことができる浸炭お
よび浸炭窒化処理方法を提供する。 【解決手段】 窒素雰囲気中でワークを所定の浸炭温度
まで加熱したのち、浸炭用ガスとして、アセチレンやエ
チレンのような鎖状不飽和炭化水素ガスを断続的に供給
することによって浸炭させる。また、窒素源としてのア
ンモニアガスを上記鎖状不飽和炭化水素ガスと共に断続
供給することによって浸炭窒化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車やシャフト，
カムなどの鋼製機械部品の表面を硬化させ、耐摩耗性や
疲労強度を向上させるのに用いられる浸炭および浸炭窒
化処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような浸炭処理方法として、真空
浸炭法は、被処理物を真空炉中で所定の浸炭温度になる
まで加熱昇温して均熱保持したのち、浸炭ガスとしてメ
タンやプロパン，ブタンなどのようなガス状の飽和炭化
水素を加熱室内に導入して、熱分解させ、発生する活性
炭素を被処理物である鋼製部品の表面に侵入させるもの
であり、従来のガス浸炭に較べて、高温短時間処理が可
能、変成炉が不要、雰囲気管理が容易、高濃度浸炭が容
易、粒界酸化がほとんどない、間欠操業が可能、などの
利点を備えている。

【０００３】一方、上記のような飽和炭化水素ガスを用
いた真空浸炭法の問題点である煤発生（スーティング）
による弊害を解消することを目的に、メタンやプロパン
などのような飽和炭化水素ガスに代えて、アセチレンや
エチレンなどの鎖状不飽和炭化水素ガスを使用する真空
浸炭方法が特開平８−３２５７０１号公報に提案されて
いる。

【０００４】すなわち、従来、アセチレンやエチレンな
どの鎖状不飽和炭化水素ガスは、飽和炭化水素ガスより
も不安定であって、浸炭反応よりも熱分解が盛んに行わ
れることから、浸炭用ガスに利用しても単に煤を発生さ
せるだけであって、浸炭用ガスには全く適さないと認識
されていたが、飽和炭化水素ガスにおいては、ワークの
表面以外の炉内空間で分解した活性炭素がそのまま煤に
なるのに対し、不飽和炭化水素ガスはワーク表面に優先
的に吸着する性質があり、しかも炭素原子数に対して水
素原子の数が少ないので、浸炭ガス分子としてワークに
接触する際の水素ガス分子による妨害が少なくなると共
に、浸炭ガス分子が不安定で化学的に活性であるため、
短時間で容易に反応、分解して原子状の炭素をワーク表
面に供給できるので、従来の認識に反して、むしろ煤の
発生が防止できるものと考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された真空浸炭方法においては、加熱室内を１
ｋＰａ以下の真空状態で加熱および浸炭を行うようにし
ているので、炉体に高度なシール構造が必要となって設
備コストがかさむと共に、炉内に雰囲気ガスの対流が生
じないので、とくにワークの装入密度が高い場合に昇温
速度が遅く、ワークが発熱体からの輻射のみによって加
熱されるため、昇温時に装入位置によって温度むらが発
生しやすいという問題点がある。また、浸炭ガスとして
の不飽和炭化水素ガスに加えて、窒素源としてのアンモ
ニアガスを供給することにより、ワークの表面に炭素と
同時に窒素を侵入させる浸炭窒化処理を行うことも不可
能ではないが、炉内の圧力が低すぎてアンモニアガスの
供給が技術的に困難であるばかりでなく、真空下では、
浸炭窒化したのち焼入温度に降温し、焼入温度に保持し
ている間に、せっかく侵入した窒素が抜けてしまうため
に、浸炭と窒化の同時処理は実用上難しいという問題点
があり、このような問題の解決が上記した不飽和炭化水
素ガスを使用する真空浸炭処理における課題となってい
た。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、アセチレンやエチレンなどの
不飽和炭化水素ガスを浸炭ガスとして使用する真空浸炭
処理における上記課題に着目してなされたものであっ
て、真空炉としての高度のシール構造を必要とせず、昇
温効率に優れ、浸炭と窒化の同時処理をも可能にする浸
炭処理および浸炭窒化処理方法を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る浸炭処理方法は、加熱室内に収納したワークを窒素雰
囲気中で所定の浸炭温度まで加熱したのち、加熱室内に
鎖状不飽和炭化水素ガスを断続的に供給して浸炭させる
構成としたことを特徴としており、浸炭処理方法におけ
るこのような構成を前述した従来の課題を解決するため
の手段としている。

【０００８】本発明による浸炭処理方法の実施態様とし
て請求項２に係わる浸炭処理方法においては、昇温およ
び浸炭時の窒素雰囲気圧が１００Ｔｏｒｒ以上である構
成とし、同じく実施態様として請求項３に係わる浸炭処
理方法においては、浸炭後の拡散、焼入温度への降温お
よび均熱保持を１Ｔｏｒｒ以下の真空で行う構成とし、
さらに実施態様として請求項４に係わる浸炭処理方法に
おいては、標準状態で、加熱室容量の０．０６〜０．３
％の量の鎖状不飽和炭化水素ガスを２〜１０分間隔で断
続供給する構成としたことを特徴としている。

【０００９】本発明の請求項５に係わる浸炭窒化処理方
法は、加熱室内に収納したワークを窒素雰囲気中で所定
の浸炭窒化温度まで加熱したのち、加熱室内に鎖状不飽
和炭化水素ガスおよびアンモニアガスを断続的に供給し
て浸炭窒化させる構成としており、浸炭窒化処理方法に
おけるこのような構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としたことを特徴としている。

【００１０】本発明による浸炭窒化処理方法の実施態様
として請求項６に係わる処理方法においては、昇温およ
び浸炭窒化時の窒素雰囲気圧が１００Ｔｏｒｒ以上であ
る構成とし、同じく実施態様として請求項７に係わる浸
炭窒化処理方法においては、標準状態で、加熱室容量の
０．０６〜０．３％の量の鎖状不飽和炭化水素ガスを２
〜１０分間隔で断続供給する構成とし、さらに実施態様
として請求項８に係わる浸炭窒化処理方法においては、
標準状態で、加熱室容量の０．０６〜０．３％の量のア
ンモニアガスを２〜１０分間隔で断続供給することを特
徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係わる浸炭処理方法は、
加熱室内のワーク（被処理物）を窒素雰囲気中で所定の
浸炭温度まで加熱したのち、浸炭用ガスとして鎖状不飽
和炭化水素ガスを断続的に供給するものであって、鎖状
不飽和炭化水素ガスとしては、エチレンやプロピレン，
アセチレン，メチルアセチレンなどを使用することがで
きる。なお、上記の鎖状不飽和炭化水素ガスのうち、入
手が容易であることに加えて、３重結合を有し、より活
性で分解しやすいことから、とくにアセチレンを使用す
ることが望ましい。また、単一種類のガスのみならず、
２種以上の混合ガス、例えばエチレンとアセチレンとの
混合ガスを使用することも可能である。

【００１２】図１（ａ）は、本発明に係わる浸炭処理方
法におけるヒートパターンの一例を示すものであって、
ワークを加熱室内に装入した状態で、加熱室内の空気を
パージして窒素に置換したのち、浸炭処理温度Ｔ1 への
昇温が開始される。このときワークの加熱は窒素雰囲気
中で行われるため、窒素の対流が生じると共に、炉内フ
ァンによる雰囲気の強制撹拌も可能になることから、加
熱室内のワークの装入量が多くても速やかな昇温が可能
になり、装入位置による温度むらも解消されることにな
る。

【００１３】浸炭処理温度Ｔ1 については、これを高く
設定することにより浸炭時間を短くすることができる
が、一般に８５０℃から１０３０℃の範囲に設定され
る。

【００１４】炉内雰囲気温度およびワークの温度が所定
の浸炭処理温度Ｔ1 に到達すると、浸炭用の鎖状不飽和
炭化水素ガスとして、例えばアセチレンガスが断続的に
供給される。このときの供給量としては、請求項４に記
載しているように、１回に加熱室容量の０．０６〜０．
３％の量のアセチレンガス（不飽和炭化水素ガス）を２
〜１０分間隔で供給することが望ましい。これは、１回
当たりの供給量が加熱室容量の０．０６％を下回った
り、供給間隔が１０分を超えたりした場合には、浸炭用
のガス量が不足して浸炭にばらつきが生じ、逆に１回当
たりの供給量が加熱室容量の０．３％を超えたり、供給
間隔が２分を割ったりした場合には、浸炭用ガスが過剰
となってスーティングが発生しやすくなる傾向があるこ
とによる。

【００１５】このとき、浸炭用ガスを断続的に供給する
のは、ワーク表面への炭素の侵入と、表面に侵入した炭
素のワーク内部への拡散が交互に繰り返されることによ
って、表面における急激な炭素濃度の富化に基づくセメ
ンタイトの析出を回避できることによる。

【００１６】浸炭時間ｔ1 については、目的とする浸炭
層深さに応じて適宜選択されるが、一般に１時間〜５時
間、とくに大きな浸炭層深さが必要な場合には１０時間
以上の処理時間が設定されることもある。また、昇温お
よび浸炭工程における窒素雰囲気の圧力Ｐ1 について
は、大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）を基本とするが、後工程
を考慮して請求項２に記載されているように１００Ｔｏ
ｒｒ以上の任意の圧力に設定することができる。これ
は、昇温および浸炭時の窒素雰囲気圧Ｐ1 が１００Ｔｏ
ｒｒ未満の場合には、対流やファンによる雰囲気の撹拌
効果が不十分となって昇温効率が低下したり、温度むら
を解消することが困難になったりする可能性があること
による。なお、大気の混入を避けるために、大気圧以上
の圧力、例えば８６０Ｔｏｒｒ程度に設定することも可
能である。

【００１７】浸炭が終了すると、拡散工程、焼入温度へ
の降温および当該温度での保持工程に移行するが、拡散
時間ｔ2 については、通常浸炭時間ｔ1 とほぼ同じ時間
か、やや短い時間に設定される。なお、目的とする浸炭
深さが浅い場合には、拡散過程を経ることなく焼入温度
に降温するようになすこともある。

【００１８】焼入温度Ｔ2 としては、ワーク素材の焼入
性を考慮して、通常８００〜９００℃の温度に設定され
る。

【００１９】浸炭が終了したのち、拡散および焼入温度
への降温，保持工程における窒素雰囲気の圧力Ｐ2 につ
いては、昇温および浸炭工程と同様に大気圧とすること
が最も簡便であるが、請求項３に記載しているように、
浸炭ののち窒素雰囲気圧Ｐ2を１Ｔｏｒｒ以下の真空状
態とすることにより、ワークの表面に付着した酸化物や
油などの異物を揮散除去することができ、表面の仕上が
り状態を良好なものとすることができる。

【００２０】焼入温度に保持されることによって、温度
が均一化されたワークは油中に焼入れられる。この焼入
時の雰囲気圧力Ｐ3 については、通常は大気圧で行われ
るが、大気圧より低い適当な圧力で焼入（減圧焼入）を
施すことにより、焼入油の冷却特性を変えることがで
き、これによって硬化層の硬度分布を調整したり、焼歪
みを軽減したりすることができる。

【００２１】すなわち、本発明に係わる浸炭処理方法に
おける雰囲気圧力については、昇温から浸炭、焼入に至
るまで、すべて大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）で行うのが最
も簡便であり、基本的なものであるが、必ずしも大気圧
のみに限定されず、これより低い雰囲気圧力、あるいは
若干高い雰囲気圧力で行うようにしても何ら支障はな
い。また、上記のような減圧焼入を行う場合には、昇温
から焼入に至るまでの雰囲気圧力Ｐ1 およびＰ2 をすべ
て焼入圧力Ｐ3 に一致させることもでき、これによっ
て、ワークを加熱室から焼入室に移動させる際に、両室
雰囲気の圧力調整を行う必要がなくなる。さらに、昇温
から焼入に至るまで同じ圧力下で処理する必要もなく、
例えば拡散および降温，保持工程における窒素雰囲気の
圧力Ｐ2 のみを真空とすることによって、ワークの付着
物を揮散除去することができるようになる。

【００２２】本発明に係わる浸炭窒化処理方法は、その
ヒートパターンの一例を図１（ｂ）に示すように、浸炭
用の鎖状不飽和炭化水素ガスとしてのアセチレンガスに
加えて、窒素源としてのアンモニアガスを断続的に供給
することを除いて、図１に示した浸炭処理方法と本質的
に変わるところはない。

【００２３】すなわち、浸炭窒化温度Ｔ3 としては、浸
炭温度Ｔ1 よりやや低い８００℃から９５０℃の範囲に
通常設定され、焼入温度Ｔ4 としては、浸炭処理と同じ
く、７５０℃から９００℃の温度が選択される。

【００２４】ワークを加熱室内に装入し、加熱室内の空
気を窒素に置換したのち、浸炭窒化温度Ｔ3 への昇温が
同様に開始される。

【００２５】炉内雰囲気温度およびワークの温度が所定
の浸炭窒化処理温度Ｔ3 に到達すると、浸炭用の鎖状不
飽和炭化水素ガスとしての例えばアセチレンガスと、窒
素源としてのアンモニアガスが断続的に供給される。こ
のときの浸炭用ガスの供給量としては、請求項７に記載
しているように、浸炭処理の場合と変わりはない。ま
た、アンモニアガスの供給量としては、請求項８に記載
しているように、浸炭用ガスと同じく、加熱室容量の
０．０６％〜０．３％の量を２〜１０分間隔で供給する
ことが望ましい。これは、１回当たりのアンモニアガス
供給量が加熱室容量の０．０６％を下回ったり、供給間
隔が１０分を超えたりしたときには、窒素量が不足して
窒化量にばらつきが生じ、１回当たりの供給量が加熱室
容量の０．３％を超えたり、供給間隔が２分を割った場
合には、窒化量が過剰となってボイドが生成しやすくな
ることによる。なお、アンモニアガスを断続的に供給す
るのは、同一量のアンモニアガスを連続供給する場合に
較べて、アンモニア濃度が供給時に一時的に高くなるこ
とによって、窒化速度が向上し、そのばらつきが少なく
なることによる。また、アンモニアガスの断続供給に際
しては、必ずしも浸炭用ガスの供給量や供給タイミング
と一致させなくてもよい。

【００２６】浸炭窒化時間ｔ4 は、通常１時間〜５時間
に設定される。また、昇温および浸炭窒化工程における
窒素雰囲気の圧力Ｐ4 については、浸炭処理と同様に、
大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）を基本とするが、請求項６に
記載されているように１００Ｔｏｒｒ以上の任意の圧力
に設定することができる。このように、浸炭窒化時の窒
素雰囲気圧Ｐ4 が比較的高いので、アンモニアガスを加
熱室内に容易に供給できると共に、ワーク表面に侵入し
た窒素が抜けてしまうようなこともない。

【００２７】浸炭窒化が終了すると、焼入温度に降温さ
れ、ワークの温度むらを解消するために当該温度に保持
されるが、ワークに侵入した窒素が抜けてしまわないよ
うに、この間もアンモニアガスを断続供給することが望
ましい。

【００２８】焼入温度に保持されることによって、温度
が均一になったワークは油中に焼入れられる。この焼入
時の雰囲気圧力Ｐ5 については、浸炭処理の場合と同様
に、大気圧より低い圧力での減圧焼入を行うこともで
き、この場合には、昇温から焼入保持までの雰囲気圧力
Ｐ4 を減圧焼入圧力Ｐ5 に一致させるようにしてもよ
い。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。 実施例１ 図３は、本発明に係わる浸炭および浸炭窒化処理方法の
実施例に用いた炉の構造を示すものであって、図に示す
浸炭窒化炉１は、炉本体を形成する加熱室２と焼入用の
油槽４を備えた前室３から構成されており、前室３には
トレーに載置したワークを前室３と加熱室２の間で移動
させる炉内搬送装置５と、浸炭あるいは浸炭窒化を終え
たワークを油槽４中の焼入油に浸漬するための昇降装置
６を備えている。さらに、前室３には、油槽４中の焼入
油を加熱するためのチューブヒータ７と、焼入油を循環
させるための撹拌ファン８が設けてあると共に、図外に
は焼入油を冷却するための水冷装置と、焼入油の温度を
検出する熱電対などを備えている。

【００３０】一方、加熱室２は、この実施例では３ｍ³
の容量を有し、耐火物９によって内張された加熱室２の
内部に加熱源としてのラジアントチューブヒータ１０
と、炉内温度を検出するための熱電対１１と、炉内の雰
囲気（窒素）を強制撹拌するためのファン１２を備えて
おり、炉内の温度むらをなくしてワークの昇温を速やか
なものとすることができるようになっている。

【００３１】さらに、加熱室２および前室３は、図外に
それぞれ真空排気装置を備え、それぞれ独立して気圧制
御ができるようになっていると共に、図示しないガス制
御装置を介して、同じく図外の窒素源，アセチレン源お
よびアンモニア源に連結されている。

【００３２】このような構造を備えた浸炭窒化炉１を用
いて、ＪＩＳ Ｇ ４１０５に規定されるクロムモリブ
デン鋼ＳＣＭ４１５からなる径１５ｍｍ，高さ２０ｍｍ
の円柱形試験片に浸炭処理を施し、その性能を調査し
た。

【００３３】まず、前室３の入口側真空扉３ａを開放
し、前記円柱形試験片をトレーに載置した状態で前室３
内に入れ、真空扉３ａを閉じ、真空排気装置を作動させ
て前室３および加熱室２内の空気をパージしたのち、図
示しないガス制御装置を介して窒素ガスを導入して大気
圧（Ｐ1 ＝７６０Ｔｏｒｒ）に復圧し、前室３および加
熱室２内を窒素ガスに置換した。なお、連続操業の場合
には、加熱室２はすでに窒素ガスに置換されているの
で、前室３を置換するだけでよい。

【００３４】次に、入口側真空扉３ａを閉じた状態で、
前室３の内側真空扉３ｂおよび加熱室２の耐熱扉２ａを
開放すると共に、炉内搬送装置５を作動させて前記円柱
形試験片をトレーと共に押し出し、加熱室２内に装入し
たのち、真空扉３ｂおよび耐熱扉２ａを閉じ、撹拌用の
ファン１２を回転させながら、加熱室２のラジアントチ
ューブヒータ１０に通電して昇温を開始した。

【００３５】加熱室２の温度が、この実施例における浸
炭温度９３０℃（Ｔ1 ）に到達した時点で、ガス制御装
置から浸炭用ガスとして６ＮＬのアセチレンガスを供給
し、これを５分ごとに都合１２回繰り返した（浸炭時間
ｔ1 ＝６０分）。そして、雰囲気圧力Ｐ1 を変えること
なく（Ｐ2 ＝７６０Ｔｏｒｒ）、試験片をさらに前記浸
炭温度９３０℃に５０分間（ｔ2 ）保持したのち、この
実施例における焼入温度８５０℃（Ｔ2 ）に降温し、こ
の温度に２０分間（ｔ3 ）保持して試験片の温度が均一
になるのを待った。

【００３６】そして、内側真空扉３ｂおよび耐熱扉２ａ
を開放した状態で、炉内搬送装置５を作動させて前記試
験片をトレーと共に加熱室２から引き出し、昇降装置６
のを下降作動によって前記試験片を油槽４内に焼入れた
（Ｐ3 ＝７６０Ｔｏｒｒ）。

【００３７】このような処理が施された試験片につい
て、マイクロビッカース硬度計を用いて０．３ｋｇ荷重
で硬度分布を測定した結果、図３に示すように、０．８
ｍｍの有効硬化層深さ（Ｈｖ５５０以上）を備えた浸炭
層が形成されていることが判明した。 実施例２ 図３に示した浸炭窒化炉１を用いて、ＪＩＳ Ｇ ４１
０５にＳＣＭ４１５として規定されるクロムモリブデン
鋼からなる径１６ｍｍ，高さ３０ｍｍの円柱形試験片に
浸炭窒化処理を施し、同様にその硬度分布を測定した。

【００３８】浸炭窒化炉１の操作手順としては、上記実
施例１と基本的に同じであり、浸炭窒化温度Ｔ3 として
８７０℃、浸炭窒化時間ｔ4 として２時間、焼入温度Ｔ
4 としては浸炭窒化温度Ｔ3 と同じく８７０℃とし、浸
炭窒化時間ｔ4 の終了後６０℃の油中に焼入れた。な
お、昇温から焼入保持までの窒素雰囲気圧力Ｐ4 につい
ては大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）とし、焼入時の雰囲気圧
力Ｐ5 ＝２００Ｔｏｒｒの減圧焼入とした。

【００３９】そして、加熱室２の雰囲気温度が浸炭窒化
温度Ｔ3 である８７０℃に到達した後、当該温度に３０
分間保持した上で、上記実施例１と同様に、ガス制御装
置から１回につき６ＮＬのアセチレンガスを浸炭用ガス
として５分ごとに２４回断続的に供給すると共に、窒素
源として１回につき５ＮＬのアンモニアガスを５分ごと
に断続供給した。なお、アンモニアガスの断続供給につ
いては焼入の直前まで続けるようにした。

【００４０】図４は、このような処理を施すことによっ
て得られた試験片の硬度分布を同様の方法によって測定
した結果を示すものであって、０．３５ｍｍの有効硬化
層深さ（Ｈｖ５５０以上）を備えた浸炭窒化層が形成さ
れていることが確認された。

【００４１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる浸炭処理方法
においては、ワークを窒素雰囲気中で所定の浸炭温度ま
で加熱するようにしているので、高度なシール構造を備
えた真空炉を使用する必要がなくなると共に、雰囲気窒
素の対流および撹拌によってワークの昇温速度を速やか
なものとし、ワークの炉内装入密度が高い場合でもワー
クの温度むらを解消することができ、浸炭用ガスとし
て、アセチレンやエチレンガスのような鎖状不飽和炭化
水素ガスを断続的に供給するようにしているので、浸炭
と拡散とが交互に繰り返され、浸炭量が一時的に高くな
ることによるセメンタイトの析出を有効に防止すること
ができるという極めて優れた効果がもたらされる。な
お、不飽和炭化水素ガスは活性であり、ワークに優先的
に吸着してワーク表面において速やかに分解して反応す
ることから、煤の発生が少ないものとなる。

【００４２】本発明による浸炭処理方法の実施態様とし
て請求項２に係わる浸炭処理方法においては、昇温およ
び浸炭時の窒素雰囲気圧を１００Ｔｏｒｒ以上としてい
るので、ワークの昇温速度の向上および温度むらの解消
の効果を確実なものとすることができ、同じく実施態様
として請求項３に係わる浸炭処理方法においては、浸炭
後の拡散、焼入温度への降温および均熱保持を１Ｔｏｒ
ｒ以下の真空で行うようにしているので、ワークに付着
した油などの汚れを揮散させて仕上げ表面状態を良好な
ものとすることができ、さらに実施態様として請求項４
に係わる浸炭処理方法においては、標準状態で、加熱室
容量の０．０６〜０．３％の量の鎖状不飽和炭化水素ガ
スを２〜１０分間隔で断続供給するようにしているので
浸炭むらやスーティングを発生させることなく浸炭処理
を行うことができるというさらに優れた効果がもたらさ
れる。

【００４３】本発明の請求項５に係わる浸炭窒化処理方
法においては、窒素雰囲気中でワークを浸炭窒化温度ま
で加熱したのち、加熱室内に鎖状不飽和炭化水素ガスと
共に、アンモニアガスを断続的に供給するようにしてい
るので、アンモニアガスを加熱室内に容易に供給するこ
とができると共に、ワーク内にいったん侵入した窒素が
焼入温度に降温，保持している間に抜けてしまうような
ことがなく、浸炭処理と窒化処理とを同時に行うことが
できるという極めて優れた効果がもたらされる。

【００４４】本発明による浸炭窒化処理方法の実施態様
として請求項６に係わる処理方法においては、浸炭窒化
時の窒素雰囲気圧を１００Ｔｏｒｒ以上としているの
で、ワークの昇温効率が確実に向上すると共に、アンモ
ニアガスの供給性改善および窒素の離脱防止効果がより
確実なものとなり、同じく実施態様として請求項７に係
わる浸炭窒化処理方法においては、標準状態で、加熱室
容量の０．０６〜０．３％の量の鎖状不飽和炭化水素ガ
スを２〜１０分間隔で断続供給するようにしており、請
求項８に係わる浸炭窒化処理方法においては、標準状態
で、加熱室容量の０．０６〜０．３％の量のアンモニア
ガスを２〜１０分間隔で断続供給するようにしているの
で、浸炭むらや窒化むら、さらにはスーティングや窒化
物の発生を未然に防止することができるという優れた効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 本発明に係わる浸炭処理方法における
ヒートパターンの一例を示す説明図である。（ｂ） 本
発明に係わる浸炭窒化処理方法におけるヒートパターン
の一例を示す説明図である。

【図２】（ａ）本発明に係わる浸炭および浸炭窒化処理
方法の実施例に用いた炉の構造を示す正面図である。
（ｂ）図２（ａ）に示した炉の側断面図である。

【図３】 本発明に係わる浸炭処理を施した試験片の表
面近傍部における硬度分布を示すグラフである。

【図４】 本発明に係わる浸炭窒化処理を施した試験片
の表面近傍部における硬度分布を示すグラフである、

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室内に収納したワークを窒素雰囲気
   中で所定の浸炭温度まで加熱したのち、加熱室内に鎖状
   不飽和炭化水素ガスを断続的に供給して浸炭させること
   を特徴とする浸炭処理方法。
2. 【請求項２】 昇温および浸炭時の窒素雰囲気圧が１０
   ０Ｔｏｒｒ以上であることを特徴とする請求項１記載の
   浸炭処理方法。
3. 【請求項３】 浸炭後の拡散、焼入温度への降温および
   均熱保持を１Ｔｏｒｒ以下の真空で行うことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の浸炭処理方法。
4. 【請求項４】 標準状態で、加熱室容量の０．０６〜
   ０．３％の量の鎖状不飽和炭化水素ガスを２〜１０分間
   隔で断続供給することを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれかに記載の浸炭処理方法。
5. 【請求項５】 加熱室内に収納したワークを窒素雰囲気
   中で所定の浸炭窒化温度まで加熱したのち、加熱室内に
   鎖状不飽和炭化水素ガスおよびアンモニアガスを断続的
   に供給して浸炭窒化させることを特徴とする浸炭窒化処
   理方法。
6. 【請求項６】 昇温および浸炭窒化時の窒素雰囲気圧が
   １００Ｔｏｒｒ以上であることを特徴とする請求項５記
   載の浸炭窒化処理方法。
7. 【請求項７】 標準状態で、加熱室容量の０．０６〜
   ０．３％の量の鎖状不飽和炭化水素ガスを２〜１０分間
   隔で断続供給することを特徴とする請求項５または請求
   項６のいずれかに記載の浸炭窒化処理方法。
8. 【請求項８】 標準状態で、加熱室容量の０．０６〜
   ０．３％の量のアンモニアガスを２〜１０分間隔で断続
   供給することを特徴とする請求項５ないし請求項７のい
   ずれかに記載の浸炭窒化処理方法。