JP2007113045A - 真空浸炭の品質管理方法及び真空浸炭炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理品に要求される浸炭深さと表面炭素濃度に応じて、被処理品内部への炭素の拡散に基づいて、浸炭処理に必要な浸炭ガスの理論流量の時間変化を求め、該理論流量の時間変化に基づいて、この理論流量における浸炭反応により生じる水素の処理室内の全圧力に対する分圧比を理論水素分圧比とし、この理論水素分圧比の時間変化を求め、この理論水素分圧比の時間変化と、実際の浸炭処理時における処理室内の全圧力に対する水素分圧比の時間変化とを比較し、その近似度合に基づいて、同一操業バッチ内における浸炭品質のバラつき度合を判定する。
【選択図】図2
Description
このように、従来技術では、浸炭品質のバラつき度合の判定が煩雑であるという問題があった。また、浸炭処理の雰囲気の制御を行っていなかったため、浸炭品質の再現性が悪いという問題があった。
理論流量V/実流量VR・・・・(3)
理論流量V=理論水素量VTH・・・・(4)
理論水素量VTH/実流量VR・・・・(5)
(1)被処理品が均一に浸炭されている場合(図3Aの場合)
表層付近の炭素濃度の位置による差はなく、炭素流入にも差は無い。
(2)被処理品に不均一な浸炭が発生している場合(図3Bの場合)
表層の炭素濃度に位置による差が生じていることになり、炭素濃度が高い箇所は炭素流入量が少なくなるが、低濃度の箇所では、炭素流入量が高濃度の箇所よりも大きくなる。
(3)以上の2つの状態において、水素分圧比の時間変化(低下率)は、均一な浸炭では理想状態に近づく(図2のb、c)のに対し、不均一な場合(バラつきがある場合)では炭素流入が継続するため、理想状態より遅れる(図2のa)ことになる。
(1)実際の浸炭処理時における処理室内の水素分圧比の時間変化が、理論水素分圧比の時間変化に近似するほど、浸炭品質のバラつき度合が少ない。これを利用し、理論水素分圧比の時間変化と、実際の浸炭処理時における処理室内の水素分圧比の時間変化とを比較し、その近似度合に基づいて、同一操業バッチ内における浸炭品質のバラつき度合を判定する。
(2)浸炭処理時における処理室内の水素分圧比の時間変化と、浸炭品質とに相関関係があるという上記(1)の知見から、水素分圧比の時間変化が同じであれば、浸炭品質も同じであると推定できる。これを利用し、各操業バッチでの浸炭処理時の水素分圧比の時間変化を比較し、その近似度合いに基づいて、各操業バッチ間の浸炭品質のバラつき度合を判定する。
10 真空浸炭炉
12 炉体
14 断熱壁
16 炉壁
17 被処理室
20 ガス導入ライン
22 ガス排気ライン
24 真空ポンプ
26 ガス流量調節弁
30 水素センサ
32 真空計
34 演算処理装置
36 ディスプレー
38 プリンター
40 キーボード
42 マウス
Claims (6)
- 炭化水素からなる浸炭ガスにより減圧及び加熱状態で被処理品に浸炭処理を行う真空浸炭の品質管理方法であって、
被処理品に要求される有効硬化層深さ(浸炭深さ)と表面炭素濃度に応じて、被処理品内部への炭素の拡散に基づいて、浸炭処理に必要な浸炭ガスの理論流量の時間変化を求め、
該理論流量の時間変化に基づいて、該理論流量における浸炭反応により生じる水素の処理室内の全圧力に対する分圧比を理論水素分圧比とし、この理論水素分圧比の時間変化を求め、
該理論水素分圧比の時間変化と、実際の浸炭処理時における処理室内の全圧力に対する水素分圧比の時間変化とを比較し、その近似度合に基づいて、同一操業バッチ内における浸炭品質のバラつき度合を判定する、
ことを特徴とする真空浸炭の品質管理方法。 - 炭化水素からなる浸炭ガスにより減圧及び加熱状態で被処理品に浸炭処理を行う真空浸炭の品質管理方法であって、
浸炭処理時における処理室内の全圧力に対する水素分圧比の時間変化と、それ以前の浸炭処理時における処理室内の全圧力に対する水素分圧比の時間変化とを比較し、その近似度合に基づいて、各操業バッチ間の浸炭品質のバラつき度合を判定する、
ことを特徴とする真空浸炭の品質管理方法。 - 被処理品を収容し減圧及び加熱状態で前記被処理品を浸炭処理する処理室を有する炉体と、該処理室に炭化水素からなる浸炭ガスを導入する浸炭ガス導入手段と、前記処理室内のガスを排気し所定の減圧状態に保持するガス排気手段とを備えた真空浸炭炉において、
浸炭処理時における前記処理室内の全圧力に対する水素分圧比を検知する水素分圧比検知手段と、
被処理品に要求される浸炭深さと表面炭素濃度に応じて、材料の内部拡散に基づいて、浸炭処理に必要な浸炭ガスの理論流量の時間変化を求める処理と、該理論流量の時間変化に基づいて、該理論流量における浸炭反応により生じる水素の処理室内における全圧力に対する分圧比を理論水素分圧比とし、この理論水素分圧比の時間変化を求める処理と、を行う演算処理手段と、
前記理論水素分圧比の時間変化と、前記水素分圧比検知手段により検知した水素分圧比の時間変化を表示する出力手段と、を備える、
ことを特徴とする真空浸炭炉。 - 前記浸炭ガス導入手段による浸炭ガスの導入量を調節するガス導入量調節手段と、
前記演算処理手段により求めた理論水素分圧比の時間変化と、前記水素分圧比検知手段により検知した水素分圧比の時間変化とを比較し、その近似度合に基づいて前記ガス導入量調節手段を制御する制御手段と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の真空浸炭炉。 - 被処理品を収容し減圧及び加熱状態で前記被処理品を浸炭処理する処理室を有する炉体と、該処理室に炭化水素からなる浸炭ガスを導入する浸炭ガス導入手段と、前記処理室内のガスを排気し所定の減圧状態に保持するガス排気手段とを備えた真空浸炭炉において、
浸炭処理時における前記処理室内の全圧力に対する水素分圧比を検知する水素分圧比検知手段と、
該水素分圧比検知手段により検知した水素分圧比の時間変化を表示する出力手段と、を備える、
ことを特徴とする真空浸炭炉。 - 前記浸炭ガス導入手段による浸炭ガスの導入量を調節するガス導入量調節手段と、
前記水素分圧検知手段により検知した水素分圧比の時間変化と、それ以前の浸炭処理時における水素分圧比の時間変化とを比較し、その近似度合に基づいて前記ガス導入量調節手段を制御する制御手段と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項5に記載の真空浸炭炉。
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