JP2002241922A - 燃料噴射弁体およびそのガス窒化処理方法 - Google Patents
燃料噴射弁体およびそのガス窒化処理方法Info
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Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表層部の窒素濃度を確保し、表面硬さおよび
疲労強度の向上、並びに耐久性および耐圧性を向上し得
るように白層を丈夫で有効利用可能な形態にすることが
できる燃料噴射弁体およびそのガス窒化処理方法を提供
する。 【解決手段】 Ｃｒを５〜６重量％、Ｍｏを１．０〜
１．３重量％、Ｖを０．１重量％以上それぞれ含有した
高合金鋼よりなる燃料噴射弁体のガス窒化処理方法とし
て、先ず第１工程において、処理温度を５２５〜５３５
°Ｃに、残留アンモニア濃度を３５〜４５％にそれぞれ
設定し、処理時間を２〜４時間かけて窒化処理する。そ
して、この第１工程完了後に第２工程において、処理温
度を５５５〜５６５°Ｃに、残留アンモニア濃度を１５
〜２５％にそれぞれ設定し、１４〜１６時間かけて拡散
処理し、ボイド欠陥の存在しないＦｅ3Ｎ主体の丈夫で
緻密な白層と高窒化硬さを保有する窒化拡散層を燃料噴
射弁体の表面に生成層する。
疲労強度の向上、並びに耐久性および耐圧性を向上し得
るように白層を丈夫で有効利用可能な形態にすることが
できる燃料噴射弁体およびそのガス窒化処理方法を提供
する。 【解決手段】 Ｃｒを５〜６重量％、Ｍｏを１．０〜
１．３重量％、Ｖを０．１重量％以上それぞれ含有した
高合金鋼よりなる燃料噴射弁体のガス窒化処理方法とし
て、先ず第１工程において、処理温度を５２５〜５３５
°Ｃに、残留アンモニア濃度を３５〜４５％にそれぞれ
設定し、処理時間を２〜４時間かけて窒化処理する。そ
して、この第１工程完了後に第２工程において、処理温
度を５５５〜５６５°Ｃに、残留アンモニア濃度を１５
〜２５％にそれぞれ設定し、１４〜１６時間かけて拡散
処理し、ボイド欠陥の存在しないＦｅ3Ｎ主体の丈夫で
緻密な白層と高窒化硬さを保有する窒化拡散層を燃料噴
射弁体の表面に生成層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁体およ
びこれをガス窒化処理するガス窒化処理方法に関し、特
に、ガス窒化処理した際に生成される燃料噴射弁体表面
の白層を有効利用する対策に係わる。
びこれをガス窒化処理するガス窒化処理方法に関し、特
に、ガス窒化処理した際に生成される燃料噴射弁体表面
の白層を有効利用する対策に係わる。
【０００２】
【従来の技術】一般に、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブ
デン）およびＶ（バナジウム）などの窒化物形成元素を
多量に含むガス窒化（アンモニア純窒化）処理材は、ガ
ス窒化処理工程においてその処理材表面に生成される白
層が脆く剥離する危険性が高いため、研削などにより除
去して使用されている。
デン）およびＶ（バナジウム）などの窒化物形成元素を
多量に含むガス窒化（アンモニア純窒化）処理材は、ガ
ス窒化処理工程においてその処理材表面に生成される白
層が脆く剥離する危険性が高いため、研削などにより除
去して使用されている。
【０００３】特に、燃料噴射弁体などのガス窒化処理材
にあっては、ガス窒化処理工程の後に白層を熱化学的に
分解除去する熱化学的分解除去工程を追加することが行
われている。
にあっては、ガス窒化処理工程の後に白層を熱化学的に
分解除去する熱化学的分解除去工程を追加することが行
われている。
【０００４】また、燃料噴射弁体などのガス窒化処理材
では、白層を生じさせない特殊ガス窒化処理を施す特殊
窒化法も採択されている。
では、白層を生じさせない特殊ガス窒化処理を施す特殊
窒化法も採択されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年より、
ディーゼルエンジンの高出力化に伴う噴口付近の温度の
高温化、燃料の粗悪化傾向に伴う低温腐食の増大、排ガ
ス規制への対応などにより、燃料噴射弁体の耐久性の向
上が要求されている。その場合、上述の如き従来の窒化
処理工法では、以下に示すような課題が存在している。
ディーゼルエンジンの高出力化に伴う噴口付近の温度の
高温化、燃料の粗悪化傾向に伴う低温腐食の増大、排ガ
ス規制への対応などにより、燃料噴射弁体の耐久性の向
上が要求されている。その場合、上述の如き従来の窒化
処理工法では、以下に示すような課題が存在している。
【０００６】つまり、白層の熱化学的分解除去では、分
解窒素を外部へ放出する脱窒現象を伴うため、表層部の
窒素濃度が低下する。そのため、表面硬さが低下すると
ともに、表面残留応力の引張応力化によって、マイクロ
クラックを伴い、疲労強度の低下、噴口損傷（耐エロー
ジョン性）の増大、および低温腐食の増大を招き、耐久
性並びに耐圧性が阻害されることになる。
解窒素を外部へ放出する脱窒現象を伴うため、表層部の
窒素濃度が低下する。そのため、表面硬さが低下すると
ともに、表面残留応力の引張応力化によって、マイクロ
クラックを伴い、疲労強度の低下、噴口損傷（耐エロー
ジョン性）の増大、および低温腐食の増大を招き、耐久
性並びに耐圧性が阻害されることになる。
【０００７】また、白層を生じさせない特殊窒化法で
は、窒化層の窒索濃度を高めることができず、耐久性の
向上が期待できない。
は、窒化層の窒索濃度を高めることができず、耐久性の
向上が期待できない。
【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、表層部の窒素濃度を
確保し、表面硬さおよび疲労強度の向上、並びに耐久性
および耐圧性を向上し得るように白層を丈夫で有効利用
可能な形態にすることができる燃料噴射弁体およびその
ガス窒化処理方法を提供することにある。
であり、その目的とするところは、表層部の窒素濃度を
確保し、表面硬さおよび疲労強度の向上、並びに耐久性
および耐圧性を向上し得るように白層を丈夫で有効利用
可能な形態にすることができる燃料噴射弁体およびその
ガス窒化処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係わる発明が講じた解決手段は、Ｃｒを
５〜６重量％、Ｍｏを１．０〜１．３重量％、Ｖを０．
１重量％以上それぞれ含有した鋼よりなる燃料噴射弁体
をガス窒化処理するガス窒化処理方法として、燃料噴射
弁体の窒化を行う第１工程での処理温度を５２５〜５３
５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃度を３５
〜４５％に設定し、そのときの処理時間を２〜４時間に
設定している。
に、請求項１に係わる発明が講じた解決手段は、Ｃｒを
５〜６重量％、Ｍｏを１．０〜１．３重量％、Ｖを０．
１重量％以上それぞれ含有した鋼よりなる燃料噴射弁体
をガス窒化処理するガス窒化処理方法として、燃料噴射
弁体の窒化を行う第１工程での処理温度を５２５〜５３
５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃度を３５
〜４５％に設定し、そのときの処理時間を２〜４時間に
設定している。
【００１０】この特定事項により、高窒化硬さを得る上
で、窒化物形成元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖなど）を総量で６
重量％以上含有する高合金鋼が必要となるため、窒化性
を考慮してＣｒを５〜６重量％含有する鋼を選定し、耐
低温腐食性の面から耐硫酸性向上元素であるＭｏを１．
０〜１．３重量％必要であると考え、これに窒化促進元
素であるＶを０．１重量％添加して、ガス窒化処理する
ようにしている。
で、窒化物形成元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖなど）を総量で６
重量％以上含有する高合金鋼が必要となるため、窒化性
を考慮してＣｒを５〜６重量％含有する鋼を選定し、耐
低温腐食性の面から耐硫酸性向上元素であるＭｏを１．
０〜１．３重量％必要であると考え、これに窒化促進元
素であるＶを０．１重量％添加して、ガス窒化処理する
ようにしている。
【００１１】このとき、白層性状の改善に必要なファク
タである第１工程での処理温度は、窒化処理温度に対す
る表面粗さの関係に基づいてカーボンフラワーの付着軽
減に有効な５２５〜５３５°Ｃに設定されている。そし
て、白層中のボイド欠陥を解消する上で、残留アンモニ
ア濃度を窒化処理温度との関係に基づいて３５〜４５％
に大幅に低濃度化させ、処理時間も２〜４時間の短時間
で行うようにしている。これにより、燃料噴射弁体の表
面に生成される白層は、ボイド欠陥の発生のない比較的
靭性に富むＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ２０％以下）の丈夫で
緻密な層にすることが可能となり、従来法の欠点である
分解窒素を外部へ放出する脱窒現象の解消によって表層
部の窒素濃度の向上、表面残留応力の圧縮化によるマイ
クロクラックの防止によって疲労強度の向上、噴口損傷
（耐エロージョン性）の向上、並びに低温腐食の低減に
よって耐久性および耐圧性の向上を図り得る燃料噴射弁
体を提供することが可能となる。しかも、白層が緻密な
層となることから、耐硫酸性能の向上を図り得る燃料噴
射弁体を提供することも可能となる。さらに、ガス窒化
処理工程の後に白層を分解除去するための熱化学的分解
除去工程が不要となり、燃料噴射弁体のガス窒化処理方
法の簡単化および処理時間の短縮化を図ることが可能と
なる。
タである第１工程での処理温度は、窒化処理温度に対す
る表面粗さの関係に基づいてカーボンフラワーの付着軽
減に有効な５２５〜５３５°Ｃに設定されている。そし
て、白層中のボイド欠陥を解消する上で、残留アンモニ
ア濃度を窒化処理温度との関係に基づいて３５〜４５％
に大幅に低濃度化させ、処理時間も２〜４時間の短時間
で行うようにしている。これにより、燃料噴射弁体の表
面に生成される白層は、ボイド欠陥の発生のない比較的
靭性に富むＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ２０％以下）の丈夫で
緻密な層にすることが可能となり、従来法の欠点である
分解窒素を外部へ放出する脱窒現象の解消によって表層
部の窒素濃度の向上、表面残留応力の圧縮化によるマイ
クロクラックの防止によって疲労強度の向上、噴口損傷
（耐エロージョン性）の向上、並びに低温腐食の低減に
よって耐久性および耐圧性の向上を図り得る燃料噴射弁
体を提供することが可能となる。しかも、白層が緻密な
層となることから、耐硫酸性能の向上を図り得る燃料噴
射弁体を提供することも可能となる。さらに、ガス窒化
処理工程の後に白層を分解除去するための熱化学的分解
除去工程が不要となり、燃料噴射弁体のガス窒化処理方
法の簡単化および処理時間の短縮化を図ることが可能と
なる。
【００１２】ここで、請求項２に記載のもののように、
第１工程完了後に燃料噴射弁体の窒素の拡散を行う第２
工程での処理温度を５５５〜５６５°Ｃに設定するとと
もに、残留アンモニア濃度を１５〜２５％に設定し、そ
のときの処理時間を１４〜１６時間に設定している場合
には、ボイド欠陥の存在しないＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ２
０％以下）の丈夫で緻密な表面窒化物層（白層）ととも
に、その窒化拡散層のビッカース硬さが十分に確保し得
る高窒化硬さとなるように燃料噴射弁体の表面層に形成
することが可能となる。
第１工程完了後に燃料噴射弁体の窒素の拡散を行う第２
工程での処理温度を５５５〜５６５°Ｃに設定するとと
もに、残留アンモニア濃度を１５〜２５％に設定し、そ
のときの処理時間を１４〜１６時間に設定している場合
には、ボイド欠陥の存在しないＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ２
０％以下）の丈夫で緻密な表面窒化物層（白層）ととも
に、その窒化拡散層のビッカース硬さが十分に確保し得
る高窒化硬さとなるように燃料噴射弁体の表面層に形成
することが可能となる。
【００１３】そして、請求項３のもののように、請求項
１または請求項２に記載の燃料噴射弁体のガス窒化処理
方法を用いて処理した燃料噴射弁体は、その表面にボイ
ド欠陥の発生がなく比較的靭性に富むＦｅ3Ｎ主体の丈
夫で緻密な白層が生成され、従来法の欠点である脱窒現
象の解消により表層部の窒素濃度の向上、マイクロクラ
ックの防止による疲労強度の向上、耐エロージョン性の
向上、低温腐食の低減による耐久性および耐圧性の向上
を図ることが可能となる。しかも、第１工程完了後に第
２工程で拡散を行うことで、燃料噴射弁体の窒化拡散層
を十分なビッカース硬さに確保し得るような高窒化硬さ
を備えた機能上必要とする窒化拡散層深さにすることが
可能となる。
１または請求項２に記載の燃料噴射弁体のガス窒化処理
方法を用いて処理した燃料噴射弁体は、その表面にボイ
ド欠陥の発生がなく比較的靭性に富むＦｅ3Ｎ主体の丈
夫で緻密な白層が生成され、従来法の欠点である脱窒現
象の解消により表層部の窒素濃度の向上、マイクロクラ
ックの防止による疲労強度の向上、耐エロージョン性の
向上、低温腐食の低減による耐久性および耐圧性の向上
を図ることが可能となる。しかも、第１工程完了後に第
２工程で拡散を行うことで、燃料噴射弁体の窒化拡散層
を十分なビッカース硬さに確保し得るような高窒化硬さ
を備えた機能上必要とする窒化拡散層深さにすることが
可能となる。
【００１４】これに対し、請求項４に係わる発明が講じ
た解決手段は、Ｃｒを４．５〜５．５重量％、Ｍｏを
０．４〜０．６重量％それぞれ含有した鋼よりなる燃料
噴射弁体をガス窒化処理するガス窒化処理方法として、
燃料噴射弁体の窒化を行う第１工程での処理温度を５１
５〜５２５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃
度を６５〜７０％に設定し、そのときの処理時間を５〜
７時間に設定する。そして、この第１工程完了後に窒素
の拡散を行う第２工程での処理温度を略５４０°Ｃに設
定している。
た解決手段は、Ｃｒを４．５〜５．５重量％、Ｍｏを
０．４〜０．６重量％それぞれ含有した鋼よりなる燃料
噴射弁体をガス窒化処理するガス窒化処理方法として、
燃料噴射弁体の窒化を行う第１工程での処理温度を５１
５〜５２５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃
度を６５〜７０％に設定し、そのときの処理時間を５〜
７時間に設定する。そして、この第１工程完了後に窒素
の拡散を行う第２工程での処理温度を略５４０°Ｃに設
定している。
【００１５】この特定事項により、靭性に富むＦｅ4Ｎ
主体の白層を得る上で、窒化物形成元素（Ｃｒ、Ｍｏな
ど）の含有量を総量で５〜６重量％に低減する必要があ
るので、高窒化硬さを確保するためには窒化硬さの低下
を考慮して少なくとも５５０°Ｃの耐熱性を有する鋼が
必要であり、このことから、Ｃｒを４．５〜５．５重量
％含有する鋼を選定し、耐低温腐食性の面から耐硫酸性
向上元素であるＭｏを０．４〜０．６重量％添加して、
ガス窒化処理するようにしている。
主体の白層を得る上で、窒化物形成元素（Ｃｒ、Ｍｏな
ど）の含有量を総量で５〜６重量％に低減する必要があ
るので、高窒化硬さを確保するためには窒化硬さの低下
を考慮して少なくとも５５０°Ｃの耐熱性を有する鋼が
必要であり、このことから、Ｃｒを４．５〜５．５重量
％含有する鋼を選定し、耐低温腐食性の面から耐硫酸性
向上元素であるＭｏを０．４〜０．６重量％添加して、
ガス窒化処理するようにしている。
【００１６】このとき、白層性状の改善に必要なファク
タである第１工程での処理温度は５１５〜５２５°Ｃに
設定され、残留アンモニア濃度を６５〜７０％に高濃度
化したままで、処理時間も５〜７時間で行うようにして
いる。そして、第２工程での処理温度を略５４０°Ｃに
設定して窒素の拡散を行っている。これにより、燃料噴
射弁体の表面に生成される白層は、第１工程において生
成されたＦｅ3Ｎ（Ｆｅ4Ｎ２０％以上）主体のものか
ら、第２工程において靭性のあるＦｅ4Ｎ（Ｆｅ 3Ｎ２０
％以下）主体の頑丈な層に転換されることになり、転換
後は十分な窒化拡散層硬さと拡散層深さとを保有するも
のとなる。このため、ガス窒化処理後に、放電、レーザ
等により噴口加工が行われても、この噴口加工時の熱衝
撃に白層が十分に絶えられ、噴口コーナー部を起点とし
た欠けやヘアラックの発生が防止され、ガス窒化処理後
の噴口加工を円滑に行うことが可能となる。しかも、噴
口加工前に白層を熱化学的に分解除去する熱化学的分解
除去が不要となり、燃料噴射弁体のガス窒化処理方法の
簡単化および処理時間の短縮化を図ることが可能とな
る。
タである第１工程での処理温度は５１５〜５２５°Ｃに
設定され、残留アンモニア濃度を６５〜７０％に高濃度
化したままで、処理時間も５〜７時間で行うようにして
いる。そして、第２工程での処理温度を略５４０°Ｃに
設定して窒素の拡散を行っている。これにより、燃料噴
射弁体の表面に生成される白層は、第１工程において生
成されたＦｅ3Ｎ（Ｆｅ4Ｎ２０％以上）主体のものか
ら、第２工程において靭性のあるＦｅ4Ｎ（Ｆｅ 3Ｎ２０
％以下）主体の頑丈な層に転換されることになり、転換
後は十分な窒化拡散層硬さと拡散層深さとを保有するも
のとなる。このため、ガス窒化処理後に、放電、レーザ
等により噴口加工が行われても、この噴口加工時の熱衝
撃に白層が十分に絶えられ、噴口コーナー部を起点とし
た欠けやヘアラックの発生が防止され、ガス窒化処理後
の噴口加工を円滑に行うことが可能となる。しかも、噴
口加工前に白層を熱化学的に分解除去する熱化学的分解
除去が不要となり、燃料噴射弁体のガス窒化処理方法の
簡単化および処理時間の短縮化を図ることが可能とな
る。
【００１７】そして、請求項５のもののように、請求項
４に記載の燃料噴射弁体のガス窒化処理方法を用いて処
理した燃料噴射弁体では、その表面に靭性に富むＦｅ4
Ｎ主体の頑丈な白層が生成される。このため、ガス窒化
処理後に、放電、レーザ等により噴口加工を行っても、
この噴口加工時の熱衝撃に白層が十分に絶えて、噴口コ
ーナー部を起点とした欠けやヘアラックの発生を防止
し、燃料の噴霧性状を円滑に保持することが可能とな
る。しかも、第１工程完了後の第２工程での処理温度を
略５４０°Ｃに設定して拡散を行うことで、燃料噴射弁
体の窒化拡散層の硬さを十分なビッカース硬さとなるよ
うな硬度（高窒化硬さ）と深さにすることが可能とな
る。
４に記載の燃料噴射弁体のガス窒化処理方法を用いて処
理した燃料噴射弁体では、その表面に靭性に富むＦｅ4
Ｎ主体の頑丈な白層が生成される。このため、ガス窒化
処理後に、放電、レーザ等により噴口加工を行っても、
この噴口加工時の熱衝撃に白層が十分に絶えて、噴口コ
ーナー部を起点とした欠けやヘアラックの発生を防止
し、燃料の噴霧性状を円滑に保持することが可能とな
る。しかも、第１工程完了後の第２工程での処理温度を
略５４０°Ｃに設定して拡散を行うことで、燃料噴射弁
体の窒化拡散層の硬さを十分なビッカース硬さとなるよ
うな硬度（高窒化硬さ）と深さにすることが可能とな
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１９】＜第１の実施の形態＞図１は本発明の第１
の実施形態に係わる燃料噴射弁体のガス窒化処理方法を
用いて処理される燃料噴射弁体を示している。
の実施形態に係わる燃料噴射弁体のガス窒化処理方法を
用いて処理される燃料噴射弁体を示している。
【００２０】図１において、燃料噴射弁体１は、図示し
ない芯弁が軸線方向へ往復動自在に挿通される挿通穴
（芯弁穴）１１を備え、この挿通穴１１の底部（図１で
は下端部）に芯弁を着座させる弁シート部１２が設けら
れている。この弁シート部１２よりも上側（図１では上
部側）には、挿通穴１１内に燃料を供給する燃料供給孔
１３が設けられている。また、弁シート部１２よりも底
部側（図１では下部側）には、芯弁の非着座時に燃料供
給孔１３から供給された燃料を噴射する噴口１４，…が
設けられている。この燃料供給孔１３は、芯弁が往復動
する挿通穴１１の軸線方向に対し若干の傾斜角度を存し
て斜め方向から鋭角（たとえば１０°未満）に挿通穴１
１に連通するようになっている。この場合、挿通穴１１
に対し燃料供給孔１３が連通する付近の肉厚（図１に○
で囲む）は、この両者（挿通穴１１および燃料供給孔１
３）が鋭角に交わるものであるが故に、燃料噴射弁体１
の高圧部中最小の厚さの薄肉部がＡに形成されている。
ない芯弁が軸線方向へ往復動自在に挿通される挿通穴
（芯弁穴）１１を備え、この挿通穴１１の底部（図１で
は下端部）に芯弁を着座させる弁シート部１２が設けら
れている。この弁シート部１２よりも上側（図１では上
部側）には、挿通穴１１内に燃料を供給する燃料供給孔
１３が設けられている。また、弁シート部１２よりも底
部側（図１では下部側）には、芯弁の非着座時に燃料供
給孔１３から供給された燃料を噴射する噴口１４，…が
設けられている。この燃料供給孔１３は、芯弁が往復動
する挿通穴１１の軸線方向に対し若干の傾斜角度を存し
て斜め方向から鋭角（たとえば１０°未満）に挿通穴１
１に連通するようになっている。この場合、挿通穴１１
に対し燃料供給孔１３が連通する付近の肉厚（図１に○
で囲む）は、この両者（挿通穴１１および燃料供給孔１
３）が鋭角に交わるものであるが故に、燃料噴射弁体１
の高圧部中最小の厚さの薄肉部がＡに形成されている。
【００２１】ここで、燃料噴射弁体１のガス窒化処理
（アンモニア純窒化）方法の一例を図２に基づいて説明
する。
（アンモニア純窒化）方法の一例を図２に基づいて説明
する。
【００２２】燃料噴射弁体１としては、高窒化硬さ（ビ
ッカース硬さ９５０ＨＶ以上）を得る上で、窒化物形成
元素としてのＣｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｖ
（バナジウム）等を総量として６重量％以上含有する高
合金鋼を適用している。
ッカース硬さ９５０ＨＶ以上）を得る上で、窒化物形成
元素としてのＣｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｖ
（バナジウム）等を総量として６重量％以上含有する高
合金鋼を適用している。
【００２３】まず、窒化物形成元素Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖのそ
れぞれの分量（重量％）について説明する。
れぞれの分量（重量％）について説明する。
【００２４】Ｃｒの含有量は、窒化性の面から４．５重
量％以上を必要とするが、ビッカース硬さ９５０ＨＶ以
上を得るためには５重量％以上が必要となる。しかし、
６．０重量％を超えると、材質が脆化するため、５〜６
重量％の範囲としている。
量％以上を必要とするが、ビッカース硬さ９５０ＨＶ以
上を得るためには５重量％以上が必要となる。しかし、
６．０重量％を超えると、材質が脆化するため、５〜６
重量％の範囲としている。
【００２５】Ｍｏの含有量は、Ｍｏ自体が耐硫酸性向上
元素であることから、図３および図４に示すように、耐
低温腐食性の面から１．０重量％以上が必要で、１．３
重量％を超えると、材質が脆くなって好ましくないた
め、１．０〜１．３重量％の範囲としている。
元素であることから、図３および図４に示すように、耐
低温腐食性の面から１．０重量％以上が必要で、１．３
重量％を超えると、材質が脆くなって好ましくないた
め、１．０〜１．３重量％の範囲としている。
【００２６】Ｖの含有量は、Ｖ自体が窒化促進元素であ
ることから、短時間窒化（１８時間）する上で、０．１
重量％以上の添加が必要である。
ることから、短時間窒化（１８時間）する上で、０．１
重量％以上の添加が必要である。
【００２７】次に、上述の如く、Ｃｒを５〜６重量％、
Ｍｏを１．０〜１．３重量％、Ｖを０．１重量％以上そ
れぞれ含有した高合金鋼（燃料噴射弁体１）をガス窒化
処理するガス窒化処理方法について説明する。
Ｍｏを１．０〜１．３重量％、Ｖを０．１重量％以上そ
れぞれ含有した高合金鋼（燃料噴射弁体１）をガス窒化
処理するガス窒化処理方法について説明する。
【００２８】まず、図２に示すように、燃料噴射弁体１
の窒化を行う第１工程での処理温度を５２５〜５３５°
Ｃに設定している。これは、図５に示すように、処理温
度が５３５°Ｃを超えると、表面粗さが増加し、カーボ
ンフラワーの剥離性および噴口１４内での燃料のスムー
ズな流れを阻害するからであり、一方、処理温度が５２
５°Ｃ未満では、短時間処理（２〜４時間）を行った場
合に窒化硬さが低下するからである。
の窒化を行う第１工程での処理温度を５２５〜５３５°
Ｃに設定している。これは、図５に示すように、処理温
度が５３５°Ｃを超えると、表面粗さが増加し、カーボ
ンフラワーの剥離性および噴口１４内での燃料のスムー
ズな流れを阻害するからであり、一方、処理温度が５２
５°Ｃ未満では、短時間処理（２〜４時間）を行った場
合に窒化硬さが低下するからである。
【００２９】さらに、第１工程での残留アンモニア濃度
（ＮＨ3濃度）を３５〜４５％に設定している。これ
は、図６に示すように、残留アンモニア濃度が４５％を
超えると、窒素の濃縮によりボイド欠陥が白層に生成さ
れるからであり、一方、残留アンモニア濃度が３５％未
満では、十分な厚さの白層が得られず、又薄肉部Ａ（挿
通穴１１と燃料供給孔１３との交差部）、弁シート部１
２や噴口１４付近に要求される窒化硬さ（ビッカース硬
さ９５０ＨＶ以上）も得られないからである。
（ＮＨ3濃度）を３５〜４５％に設定している。これ
は、図６に示すように、残留アンモニア濃度が４５％を
超えると、窒素の濃縮によりボイド欠陥が白層に生成さ
れるからであり、一方、残留アンモニア濃度が３５％未
満では、十分な厚さの白層が得られず、又薄肉部Ａ（挿
通穴１１と燃料供給孔１３との交差部）、弁シート部１
２や噴口１４付近に要求される窒化硬さ（ビッカース硬
さ９５０ＨＶ以上）も得られないからである。
【００３０】そして、第１工程での処理時間を２〜４時
間に設定している。これは、処理時間が４時間を超える
と、噴口１４付近に適合するような比較的靭性に富んだ
Ｆｅ 3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ２０％以下）の丈夫で緻密な表面
窒化物層（白層）を得ることができないからであり、一
方、処理時間が２時間未満では、白層の生成が不完全な
ものとなり、噴口１４の耐エロージョン性および耐硫酸
性が阻害されるからである。
間に設定している。これは、処理時間が４時間を超える
と、噴口１４付近に適合するような比較的靭性に富んだ
Ｆｅ 3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ２０％以下）の丈夫で緻密な表面
窒化物層（白層）を得ることができないからであり、一
方、処理時間が２時間未満では、白層の生成が不完全な
ものとなり、噴口１４の耐エロージョン性および耐硫酸
性が阻害されるからである。
【００３１】次いで、第１工程完了後に第２工程におい
て燃料噴射弁体１の拡散を行う。
て燃料噴射弁体１の拡散を行う。
【００３２】この第２工程では、処理温度を５５５〜５
６５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃度を１
５〜２５重量％に設定し、そのときの処理時間を１４〜
１６時間に設定している。
６５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃度を１
５〜２５重量％に設定し、そのときの処理時間を１４〜
１６時間に設定している。
【００３３】このように、白層性状の改善に必要なファ
クタである第１工程での処理温度を、窒化処理温度に対
する表面粗さの関係に基づいてカーボンフラワーの付着
軽減と健全な白層形成に有効な５２５〜５３５°Ｃに設
定し、そして、白層中のボイド欠陥を解消する上で、残
留アンモニア濃度を窒化処理温度との関係に基づいて３
５〜４５重量％に大幅に低濃度化させ、処理時間も２〜
４時間の短時間で行うことによりＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ
２０％以下）の健全な白層を得、第２工程で処理温度を
５５５〜５６５°Ｃと高め、残留アンモニア濃度を１５
〜２５重量％に設定し、１４〜１６時間かけて窒素の拡
散処理を行うことにより、図７に示すように、燃料噴射
弁体１に表面窒化物層（白層）と、その表面から約０．
０７ｍｍの深さまでの間でのビッカース硬さが９５０Ｈ
Ｖ以上となる窒化拡散層とが形成されることになる。
クタである第１工程での処理温度を、窒化処理温度に対
する表面粗さの関係に基づいてカーボンフラワーの付着
軽減と健全な白層形成に有効な５２５〜５３５°Ｃに設
定し、そして、白層中のボイド欠陥を解消する上で、残
留アンモニア濃度を窒化処理温度との関係に基づいて３
５〜４５重量％に大幅に低濃度化させ、処理時間も２〜
４時間の短時間で行うことによりＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎ
２０％以下）の健全な白層を得、第２工程で処理温度を
５５５〜５６５°Ｃと高め、残留アンモニア濃度を１５
〜２５重量％に設定し、１４〜１６時間かけて窒素の拡
散処理を行うことにより、図７に示すように、燃料噴射
弁体１に表面窒化物層（白層）と、その表面から約０．
０７ｍｍの深さまでの間でのビッカース硬さが９５０Ｈ
Ｖ以上となる窒化拡散層とが形成されることになる。
【００３４】このような燃料噴射弁体１のガス窒化処理
により、分解窒素を外部へ放出する脱窒現象を防止して
表層部の窒素濃度を向上させることができ、表面残留応
力の圧縮化によるマイクロクラックの防止と、表面硬さ
の向上とによって疲労強度を向上させることができ、又
白層利用により噴口損傷（耐エロージョン性）を向上さ
せることができ、さらに低温腐食を低減させて、耐久性
および耐圧性の向上を図ることができる。特に、上記白
層を利用することにより噴口１４内での耐エロージョン
性（損傷限界深さ０．０１ｍｍ）が向上し、図８に示す
ように、従来品（ガス窒化処理工程の後に熱化学的分解
除去工程を追加するもの）に比して、噴口１４付近の耐
久寿命が約１．３５倍向上させることができる。
により、分解窒素を外部へ放出する脱窒現象を防止して
表層部の窒素濃度を向上させることができ、表面残留応
力の圧縮化によるマイクロクラックの防止と、表面硬さ
の向上とによって疲労強度を向上させることができ、又
白層利用により噴口損傷（耐エロージョン性）を向上さ
せることができ、さらに低温腐食を低減させて、耐久性
および耐圧性の向上を図ることができる。特に、上記白
層を利用することにより噴口１４内での耐エロージョン
性（損傷限界深さ０．０１ｍｍ）が向上し、図８に示す
ように、従来品（ガス窒化処理工程の後に熱化学的分解
除去工程を追加するもの）に比して、噴口１４付近の耐
久寿命が約１．３５倍向上させることができる。
【００３５】しかも、白層が緻密な層となることから、
図９に示すように、耐硫酸性能および耐低温腐食性を、
従来品に比して、約２倍向上させることができる。
図９に示すように、耐硫酸性能および耐低温腐食性を、
従来品に比して、約２倍向上させることができる。
【００３６】さらに、ガス窒化処理工程（第２工程）の
後に、白層を分解除去するための熱化学的分解除去工程
が不要となり、燃料噴射弁体１のガス窒化処理方法の簡
単化および処理時間の短縮化を図ることができる。
後に、白層を分解除去するための熱化学的分解除去工程
が不要となり、燃料噴射弁体１のガス窒化処理方法の簡
単化および処理時間の短縮化を図ることができる。
【００３７】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施形態を図１０に基づいて説明する。
の実施形態を図１０に基づいて説明する。
【００３８】本実施形態では、噴口１４の加工をガス窒
化処理後に行うようにしている。
化処理後に行うようにしている。
【００３９】燃料噴射弁体１としては、高窒化硬さ（ビ
ッカース硬さ９５０ＨＶ以上）を得る上で、窒化物形成
元素としてのＣｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）等を
総量で５〜６重量％含有する高合金鋼を適用している。
ッカース硬さ９５０ＨＶ以上）を得る上で、窒化物形成
元素としてのＣｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）等を
総量で５〜６重量％含有する高合金鋼を適用している。
【００４０】まず、Ｃｒの含有量は、窒化性の面から
４．５重量％以上を必要とするが、６．０重量％を超え
ると材質が脆化するため、４．５〜５．５重量％の範囲
としている。
４．５重量％以上を必要とするが、６．０重量％を超え
ると材質が脆化するため、４．５〜５．５重量％の範囲
としている。
【００４１】Ｍｏの含有量は、燃料噴射弁体１のガス窒
化処理後に噴口１４加工が施される関係上、図１１に示
すように、ガス窒化処理に伴う脆化低減効果が十分に発
揮される０．４〜０．６重量％の範囲としている。これ
は、この範囲を超えると、脆化低減効果が減少するから
である。
化処理後に噴口１４加工が施される関係上、図１１に示
すように、ガス窒化処理に伴う脆化低減効果が十分に発
揮される０．４〜０．６重量％の範囲としている。これ
は、この範囲を超えると、脆化低減効果が減少するから
である。
【００４２】次に、上述の如く、Ｃｒを４．５〜５．５
重量％、Ｍｏを０．４〜０．６重量％以上それぞれ含有
した高合金鋼（燃料噴射弁体１）をガス窒化処理するガ
ス窒化処理方法について説明する。
重量％、Ｍｏを０．４〜０．６重量％以上それぞれ含有
した高合金鋼（燃料噴射弁体１）をガス窒化処理するガ
ス窒化処理方法について説明する。
【００４３】まず、図１２に示すように、燃料噴射弁体
１の窒化を行う第１工程での処理温度を、ビッカース硬
さ９５０ＨＶ以上の高窒化硬さを得、かつボイド欠陥の
ない健全なＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎは２０％以上）の白層
を６〜７時間で得る上で、５１５〜５２５°Ｃの範囲に
設定している。これは、処理温度が５２５°Ｃを超える
と、ボイド欠陥の発生が解消されるものの、高窒化硬さ
が得られないからであり、一方、処理温度が５１５°Ｃ
未満では、ボイド欠陥が発生するからである。
１の窒化を行う第１工程での処理温度を、ビッカース硬
さ９５０ＨＶ以上の高窒化硬さを得、かつボイド欠陥の
ない健全なＦｅ3Ｎ主体（Ｆｅ4Ｎは２０％以上）の白層
を６〜７時間で得る上で、５１５〜５２５°Ｃの範囲に
設定している。これは、処理温度が５２５°Ｃを超える
と、ボイド欠陥の発生が解消されるものの、高窒化硬さ
が得られないからであり、一方、処理温度が５１５°Ｃ
未満では、ボイド欠陥が発生するからである。
【００４４】更に、第１工程での残留アンモニア濃度
を、ビッカース硬さ９５０ＨＶ以上の高窒化硬さを得る
上で、６５〜７０％に設定している。
を、ビッカース硬さ９５０ＨＶ以上の高窒化硬さを得る
上で、６５〜７０％に設定している。
【００４５】そして、第１工程での処理時間を６〜７時
間に設定している。
間に設定している。
【００４６】次いで、第１工程完了後に第２工程におい
て燃料噴射弁体１の拡散を行う。
て燃料噴射弁体１の拡散を行う。
【００４７】この第２工程では、白層形態をＦｅ3Ｎ主
体からＦｅ4Ｎ主体に転換する上で、窒素の拡散を高め
る必要があるため、処理温度を略５４０°Ｃに設定して
いる。これは、処理温度が５４０度を大きく超えると、
Ｆｅ4Ｎ主体の白層が得られても高窒化硬さが得られな
いからであり、一方、５４０°Ｃを大きく下回ると、Ｆ
ｅ4Ｎ主体の白層への転換が不可能となるからである。
体からＦｅ4Ｎ主体に転換する上で、窒素の拡散を高め
る必要があるため、処理温度を略５４０°Ｃに設定して
いる。これは、処理温度が５４０度を大きく超えると、
Ｆｅ4Ｎ主体の白層が得られても高窒化硬さが得られな
いからであり、一方、５４０°Ｃを大きく下回ると、Ｆ
ｅ4Ｎ主体の白層への転換が不可能となるからである。
【００４８】また、第２工程では、残留アンモニア濃度
を１５〜２５重量％に設定し、そのときの処理時間を１
１〜１３時間に設定している。
を１５〜２５重量％に設定し、そのときの処理時間を１
１〜１３時間に設定している。
【００４９】このように、靭性に富むＦｅ4Ｎ（Ｆｅ3Ｎ
２０％以下）の白層を得る上で、窒化物形成元素（Ｃ
ｒ、Ｍｏなど）の含有量を総量で５〜６重量％に低減す
る必要があるので、高窒化硬さを確保するためには、窒
化硬さの低下を考慮して少なくとも５５０°Ｃの耐熱性
を有する鋼が必要であり、このことから、Ｃｒを４．５
〜５．５重量％含有する高合金鋼を選定し、耐低温腐食
性の面から耐硫酸性向上元素であるＭｏを０．４〜０．
６重量％添加して、第１工程での燃料噴射弁体１の窒化
を行った後、第２工程において、燃料噴射弁体１の白層
形態を、処理温度を略５４０°Ｃに設定して窒素の拡散
を高めることで、Ｆｅ3Ｎ主体からＦｅ4Ｎ主体となるよ
うに転換させている。
２０％以下）の白層を得る上で、窒化物形成元素（Ｃ
ｒ、Ｍｏなど）の含有量を総量で５〜６重量％に低減す
る必要があるので、高窒化硬さを確保するためには、窒
化硬さの低下を考慮して少なくとも５５０°Ｃの耐熱性
を有する鋼が必要であり、このことから、Ｃｒを４．５
〜５．５重量％含有する高合金鋼を選定し、耐低温腐食
性の面から耐硫酸性向上元素であるＭｏを０．４〜０．
６重量％添加して、第１工程での燃料噴射弁体１の窒化
を行った後、第２工程において、燃料噴射弁体１の白層
形態を、処理温度を略５４０°Ｃに設定して窒素の拡散
を高めることで、Ｆｅ3Ｎ主体からＦｅ4Ｎ主体となるよ
うに転換させている。
【００５０】このような燃料噴射弁体１のガス窒化処理
により、燃料噴射弁体１の表面に生成される白層は、第
１工程において生成されたＦｅ3Ｎ（Ｆｅ4Ｎ２０％以
上）主体のものから、第２工程において靭性のあるＦｅ
4Ｎ（Ｆｅ3Ｎ２０％以下）主体の靭性に富む層に転換さ
れ、この転換後においては、図１３に示すように、燃料
噴射弁体１の表面窒化物層（白層）の硬さ並びにその窒
化拡散層のビッカース硬さが表面から約０．１ｍｍの深
さまでの間で９５０ＨＶ以上となるような高窒化硬さに
することができる。このため、ガス窒化処理後に、放
電、レーザ等により噴口加工が行われても、この噴口１
４加工時の熱衝撃に白層が十分に絶えられ、噴口１４コ
ーナー部を起点とした欠けやヘアラックの発生が防止さ
れ、ガス窒化処理後の噴口加工を円滑に行うことができ
ることになる。
により、燃料噴射弁体１の表面に生成される白層は、第
１工程において生成されたＦｅ3Ｎ（Ｆｅ4Ｎ２０％以
上）主体のものから、第２工程において靭性のあるＦｅ
4Ｎ（Ｆｅ3Ｎ２０％以下）主体の靭性に富む層に転換さ
れ、この転換後においては、図１３に示すように、燃料
噴射弁体１の表面窒化物層（白層）の硬さ並びにその窒
化拡散層のビッカース硬さが表面から約０．１ｍｍの深
さまでの間で９５０ＨＶ以上となるような高窒化硬さに
することができる。このため、ガス窒化処理後に、放
電、レーザ等により噴口加工が行われても、この噴口１
４加工時の熱衝撃に白層が十分に絶えられ、噴口１４コ
ーナー部を起点とした欠けやヘアラックの発生が防止さ
れ、ガス窒化処理後の噴口加工を円滑に行うことができ
ることになる。
【００５１】しかも、噴口１４加工前に白層を熱化学的
に分解除去する熱化学的分解除去が不要となり、燃料噴
射弁体１のガス窒化処理方法の簡単化および処理時間の
短縮化を図ることができる。
に分解除去する熱化学的分解除去が不要となり、燃料噴
射弁体１のガス窒化処理方法の簡単化および処理時間の
短縮化を図ることができる。
【００５２】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１におけ
る燃料噴射弁体のガス窒化処理方法によれば、Ｃｒを５
〜６重量％、Ｍｏを１．０〜１．３重量％、Ｖを０．１
重量％以上それぞれ含有した鋼よりなる燃料噴射弁体
を、第１工程において５２５〜５３５°Ｃの処理温度
で、３５〜４５％の残留アンモニア濃度で、２〜４時間
の処理時間で、ガス窒化処理することで、燃料噴射弁体
の白層を、ボイド欠陥のない比較的靭性に富んだＦｅ3
Ｎ主体の丈夫で緻密な層にすることができ、脱窒現象の
防止による表層部の窒素濃度の向上（硬さ向上）、マイ
クロクラックの防止、表面残留応力の圧縮化による疲労
強度の向上、白層利用による噴口内の耐エロージョン性
の向上、並びに低温腐食の低減によって耐久性および耐
圧性の向上を図り得る燃料噴射弁体を提供することがで
きる。しかも、緻密な白層によって、耐硫酸性能の向上
を図り得る燃料噴射弁体を提供することもできる。さら
に、ガス窒化処理工程後の熱化学的分解除去工程を不要
とし、燃料噴射弁体のガス窒化処理方法の簡単化および
処理時間の短縮化を図ることができる。
る燃料噴射弁体のガス窒化処理方法によれば、Ｃｒを５
〜６重量％、Ｍｏを１．０〜１．３重量％、Ｖを０．１
重量％以上それぞれ含有した鋼よりなる燃料噴射弁体
を、第１工程において５２５〜５３５°Ｃの処理温度
で、３５〜４５％の残留アンモニア濃度で、２〜４時間
の処理時間で、ガス窒化処理することで、燃料噴射弁体
の白層を、ボイド欠陥のない比較的靭性に富んだＦｅ3
Ｎ主体の丈夫で緻密な層にすることができ、脱窒現象の
防止による表層部の窒素濃度の向上（硬さ向上）、マイ
クロクラックの防止、表面残留応力の圧縮化による疲労
強度の向上、白層利用による噴口内の耐エロージョン性
の向上、並びに低温腐食の低減によって耐久性および耐
圧性の向上を図り得る燃料噴射弁体を提供することがで
きる。しかも、緻密な白層によって、耐硫酸性能の向上
を図り得る燃料噴射弁体を提供することもできる。さら
に、ガス窒化処理工程後の熱化学的分解除去工程を不要
とし、燃料噴射弁体のガス窒化処理方法の簡単化および
処理時間の短縮化を図ることができる。
【００５３】また、本発明の請求項２における燃料噴射
弁体のガス窒化処理方法によれば、第１工程完了後の第
２工程において５５５〜５６５°Ｃの処理温度で、１５
〜２５％の残留アンモニア濃度で、１４〜１６時間の処
理時間で引き続きガス窒化処理を行うことで、ボイド欠
陥の存在しないＦｅ3Ｎ主体の丈夫で緻密な白層ととも
に窒化拡散層のビッカース硬さを十分に確保し得る高窒
化硬さとなるように燃料噴射弁体の表面層に形成するこ
とができる。
弁体のガス窒化処理方法によれば、第１工程完了後の第
２工程において５５５〜５６５°Ｃの処理温度で、１５
〜２５％の残留アンモニア濃度で、１４〜１６時間の処
理時間で引き続きガス窒化処理を行うことで、ボイド欠
陥の存在しないＦｅ3Ｎ主体の丈夫で緻密な白層ととも
に窒化拡散層のビッカース硬さを十分に確保し得る高窒
化硬さとなるように燃料噴射弁体の表面層に形成するこ
とができる。
【００５４】そして、本発明の請求項１又は請求項２に
記載の燃料噴射弁体のガス窒化処理方法を用いて燃料噴
射弁体を処理することで、燃料噴射弁体の表面にボイド
欠陥の発生のない比較的靭性に富むＦｅ3Ｎ主体の丈夫
で緻密な白層が生成し、表層部の窒素濃度の向上、疲労
強度の向上、耐エロージョン性の向上、低温腐食の低減
による耐久性および耐圧性の向上、並びに耐硫酸性能の
向上を図ることができる。しかも、第１工程完了後に第
２工程で拡散を行えば、燃料噴射弁体の窒化拡散層を十
分なビッカース硬さに確保し得るような高窒化硬さにす
ることができる。
記載の燃料噴射弁体のガス窒化処理方法を用いて燃料噴
射弁体を処理することで、燃料噴射弁体の表面にボイド
欠陥の発生のない比較的靭性に富むＦｅ3Ｎ主体の丈夫
で緻密な白層が生成し、表層部の窒素濃度の向上、疲労
強度の向上、耐エロージョン性の向上、低温腐食の低減
による耐久性および耐圧性の向上、並びに耐硫酸性能の
向上を図ることができる。しかも、第１工程完了後に第
２工程で拡散を行えば、燃料噴射弁体の窒化拡散層を十
分なビッカース硬さに確保し得るような高窒化硬さにす
ることができる。
【００５５】これに対し、本発明の請求項４における燃
料噴射弁体のガス窒化処理方法によれば、Ｃｒを４．５
〜５．５重量％、Ｍｏを０．４〜０．６重量％それぞれ
含有した鋼よりなる燃料噴射弁体を、第１工程において
５１５〜５２５°Ｃの処理温度で、６５〜７０％の残留
アンモニア濃度で、５〜７時間の処理時間で窒化し、こ
の第１工程完了後に略５４０°Ｃの処理温度で拡散を行
うことで、第１工程で生成したＦｅ3Ｎ主体の燃料噴射
弁体の白層を、第２工程で靭性のあるＦｅ4Ｎ主体の頑
丈な層に転換しているため、ガス窒化処理後の放電、レ
ーザ等による噴口加工時の熱衝撃に十分に絶えることが
でき、噴口コーナー部を起点とした欠けやヘアラックの
発生を防止してガス窒化処理後の噴口加工を円滑に行う
ことができる。しかも、噴口加工前の熱化学的分解除去
を不要とし、燃料噴射弁体のガス窒化処理方法の簡単化
および処理時間の短縮化を図ることができる。
料噴射弁体のガス窒化処理方法によれば、Ｃｒを４．５
〜５．５重量％、Ｍｏを０．４〜０．６重量％それぞれ
含有した鋼よりなる燃料噴射弁体を、第１工程において
５１５〜５２５°Ｃの処理温度で、６５〜７０％の残留
アンモニア濃度で、５〜７時間の処理時間で窒化し、こ
の第１工程完了後に略５４０°Ｃの処理温度で拡散を行
うことで、第１工程で生成したＦｅ3Ｎ主体の燃料噴射
弁体の白層を、第２工程で靭性のあるＦｅ4Ｎ主体の頑
丈な層に転換しているため、ガス窒化処理後の放電、レ
ーザ等による噴口加工時の熱衝撃に十分に絶えることが
でき、噴口コーナー部を起点とした欠けやヘアラックの
発生を防止してガス窒化処理後の噴口加工を円滑に行う
ことができる。しかも、噴口加工前の熱化学的分解除去
を不要とし、燃料噴射弁体のガス窒化処理方法の簡単化
および処理時間の短縮化を図ることができる。
【００５６】そして、本発明の請求項５における燃料噴
射弁体のガス窒化処理方法を用いて燃料噴射弁体を処理
することで、燃料噴射弁体の表面に靭性に富むＦｅ4Ｎ
主体の頑丈な白層を生成し、ガス窒化処理後の放電、レ
ーザ等による噴口加工時の熱衝撃に十分に絶えることが
でき、噴口コーナー部を起点とした欠けやヘアラックの
発生を防止して燃料の噴霧性状を円滑に保持することが
できる。しかも、第１工程完了後の第２工程での処理温
度を略５４０°Ｃに設定して拡散を行うことで、燃料噴
射弁体の窒化拡散層の硬さを十分なビッカース硬さとな
るような高窒化硬さにすることができる。
射弁体のガス窒化処理方法を用いて燃料噴射弁体を処理
することで、燃料噴射弁体の表面に靭性に富むＦｅ4Ｎ
主体の頑丈な白層を生成し、ガス窒化処理後の放電、レ
ーザ等による噴口加工時の熱衝撃に十分に絶えることが
でき、噴口コーナー部を起点とした欠けやヘアラックの
発生を防止して燃料の噴霧性状を円滑に保持することが
できる。しかも、第１工程完了後の第２工程での処理温
度を略５４０°Ｃに設定して拡散を行うことで、燃料噴
射弁体の窒化拡散層の硬さを十分なビッカース硬さとな
るような高窒化硬さにすることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる燃料噴射弁体
のガス窒化処理方法により処理される燃料噴射弁体の断
面図である。
のガス窒化処理方法により処理される燃料噴射弁体の断
面図である。
【図２】同じく燃料噴射弁体のガス窒化処理方法の第１
および第２工程での条件を説明する説明図である。
および第２工程での条件を説明する説明図である。
【図３】同じくモリブデン添加量に対する脆化度の特性
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図４】同じくモリブデン添加量に対する腐食速度比の
特性を示す特性図である。
特性を示す特性図である。
【図５】同じく窒化処理温度に対する表面粗さの特性を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図６】同じく残留アンモニア濃度に対する処理温度の
特性を示す特性図である。
特性を示す特性図である。
【図７】同じく白層表面からの距離に対するビッカース
硬さの特性を示す特性図である。
硬さの特性を示す特性図である。
【図８】同じく従来品、本発明品および浸炭品の耐久寿
命比を比較する比較図である。
命比を比較する比較図である。
【図９】同じく従来品、本発明品および浸炭品の腐食速
度比を比較する比較図である。
度比を比較する比較図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係わる燃料噴射弁
体のガス窒化処理方法の第１および第２工程での条件を
説明する説明図である。
体のガス窒化処理方法の第１および第２工程での条件を
説明する説明図である。
【図１１】同じくモリブデン添加量に対する脆化度の特
性を示す特性図である。
性を示す特性図である。
【図１２】同じく残留アンモニア濃度に対する窒化温度
の特性を示す特性図である。
の特性を示す特性図である。
【図１３】同じく白層表面からの距離に対するビッカー
ス硬さの特性を示す特性図である。
ス硬さの特性を示す特性図である。
１ 燃料噴射弁体
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｃｒを５〜６重量％、Ｍｏを１．０〜
１．３重量％、Ｖを０．１重量％以上それぞれ含有した
鋼よりなる燃料噴射弁体をガス窒化処理するガス窒化処
理方法において、 燃料噴射弁体の窒化を行う第１工程での処理温度を５２
５〜５３５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃
度を３５〜４５％に設定し、そのときの処理時間を２〜
４時間に設定していることを特徴とする燃料噴射弁体の
ガス窒化処理方法。 - 【請求項２】 上記請求項１に記載の燃料噴射弁体のガ
ス窒化処理方法において、 第１工程完了後に燃料噴射弁体の窒素の拡散を行う第２
工程での処理温度を５５５〜５６５°Ｃに設定するとと
もに、残留アンモニア濃度を１５〜２５％に設定し、そ
のときの処理時間を１４〜１６時間に設定していること
を特徴とする燃料噴射弁体のガス窒化処理方法。 - 【請求項３】 上記請求項１または請求項２に記載の燃
料噴射弁体のガス窒化処理方法を用いて処理されること
を特徴とする燃料噴射弁体。 - 【請求項４】 Ｃｒを４．５〜５．５重量％、Ｍｏを
０．４〜０．６重量％それぞれ含有した鋼よりなる燃料
噴射弁体をガス窒化処理するガス窒化処理方法におい
て、 燃料噴射弁体の窒化を行う第１工程での処理温度を５１
５〜５２５°Ｃに設定するとともに、残留アンモニア濃
度を６５〜７０％に設定し、そのときの処理時間を５〜
７時間に設定しており、 この第１工程完了後に窒素の拡散を行う第２工程での処
理温度を略５４０°Ｃに設定していることを特徴とする
燃料噴射弁体のガス窒化処理方法。 - 【請求項５】 上記請求項４に記載の燃料噴射弁体のガ
ス窒化処理方法を用いて処理されることを特徴とする燃
料噴射弁体。
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| JP2001044619A JP4510309B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 燃料噴射弁体およびそのガス窒化処理方法 |
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-
2001
- 2001-02-21 JP JP2001044619A patent/JP4510309B2/ja not_active Expired - Lifetime
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