JP2007162136A - 加工品表面の結合層なしのガス窒化方法及び加工品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】次の方法ステップ:加工品を処理チャンバに導入するステップであって、処理チャンバがガス雰囲気の生成及び維持のために処理チャンバに流体を供給するための、特に水及びガスを供給するための、ガス供給手段を含むステップ;窒素及び/又は酸素ガス雰囲気内で、特に窒素ガス雰囲気内で、加工品を昇温させるステップ;第1窒化段階(N1)の間に加工品を窒化するステップ;第1窒化段階(N1)の後の第2窒化段階(N2)において窒化を継続するステップ;を含み、本発明によれば、ガス雰囲気のアンモニア含量が第1窒化段階(N1)及び/又は第2窒化段階(N2)において減らされる。
【選択図】図1
Description
表1:図1による特定の実施形態での窒化段階N1、N2、N3の間のアンモニア濃度の漸減予定表
− 1μm未満の結合層
− 800HV0.5を超える表面硬度
− 0.04mmを超える窒化硬化深さ
− 600HV0.5を超える0.05mm深さでの硬度
− 最少560HV10の処理前のコア硬度
− 最少520HV10の処理後のコア硬度
2 第2処理ガス
3 第3処理ガス
4 第4処理ガス
5 第5処理ガス
6 第6処理ガス
7 第7処理ガス
A 昇温段階
G 平衡段階
A2 第2昇温段階
AP 初期窒化段階
N1 第1窒化段階
N2 第2窒化段階
N3 第3窒化段階
K 冷却段階
GT 平衡温度
NT 窒化温度
PT 処理温度
Claims (18)
- 次の方法ステップ:
加工品を処理チャンバに導入するステップであって、処理チャンバがガス雰囲気の生成及び保持のために処理チャンバに流体を供給するための、特に水及びガスを供給するための、ガス供給手段を含むステップ;
窒素及び/又は酸素ガス雰囲気内で、特に窒素ガス雰囲気内で、加工品を昇温させるステップ;
第1窒化段階(N1)の間に加工品を窒化するステップ;
第1窒化段階(N1)の後の第2窒化段階(N2)において窒化を継続するステップ;
を含み、第1窒化段階(N1)及び/又は第2窒化段階(N2)においてガス雰囲気のアンモニア含量が減らされることを特徴とする、ガス雰囲気内での加工品表面の、結合層なしのガス窒化法。 - アンモニア含量が第2窒化段階(N2)の後の第3窒化段階(N3)においてさらに減らされる請求項1に記載の方法。
- 次の方法ステップ:
加工品を処理チャンバに導入し、第1処理ガス(1)の供給によりガス雰囲気を生成させるステップ;
昇温段階(A)の間に、ガス雰囲気内で加工品を予め決められた平衡温度(GT)に昇温させるステップ;
平衡段階(G)の間、加工品を平衡温度(GT)に保つステップ;
第2昇温段階(A2)の間に、処理チャンバのガス雰囲気に第2処理ガス(2)を加えながら、特に、窒素及び/又は水素及び/又はアンモニア及び/又は別の第2処理ガス(2)を加えながら、加工品を処理温度(PT)にさらに昇温させるステップ;
初期窒化段階(AP)の間、処理温度(PT)に加工品を保つステップ;
第1窒化段階(N1)の間に、第1窒化温度(NT1)で加工品を窒化し、追加のガスを加えることによりガス雰囲気のアンモニア含量を減らすステップ;
第2窒化段階(N2)の間に、第2窒化温度(NT2)で加工品を窒化し、追加のガスに関するアンモニア成分の割合の減少によりガス雰囲気のアンモニアガス含量をさらに減らすステップ;
第3窒化段階(N3)の間に、第3窒化温度(NT3)で加工品を窒化し、追加のガスに関するアンモニア成分の割合の減少によりガス雰囲気のアンモニア含量をさらに減らすステップ;及び
冷却段階(K)の間に、窒素雰囲気下に加工品を冷却するステップ;
を含む、請求項1又は請求項2に記載の方法。 - 追加のガスが窒素、水素、二酸化炭素又は別の追加のガスである請求項1から3までのいずれか一項に記載の方法。
- 第1処理ガス(1)及び/又は第2処理ガス(2)が空気及び/又は窒素を、好ましくは30%の空気及び70%の窒素を含む請求項1から4までのいずれか一項に記載の方法。
- 第2加熱段階(A2)におけるガス雰囲気が70%の窒素、好ましくは90%の窒素、特に100%の窒素を含む請求項1から5までのいずれか一項に記載の方法。
- 初期窒化段階(AP)におけるガス雰囲気がアンモニア及び窒素を、好ましくは60%から90%のアンモニア及び/又は10%から40%の窒素を、特に80%のアンモニア及び20%の窒素を含む請求項1から6までのいずれか一項に記載の方法。
- 平衡温度(GT)が250℃と400℃の間、特に300℃と380℃の間、殊に350℃である請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法。
- 第1窒化温度(NT1)が第2窒化温度と同じであり、且つ/或いは、第2窒化温度(NT2)が第3窒化温度(NT3)と同じであり、且つ/或いは、第1窒化温度(NT1)及び/又は第2窒化温度(NT2)及び/又は第3窒化温度(NT3)が処理温度(PT)と同じである、請求項1から8までのいずれか一項に記載の方法。
- 第1窒化温度(NT1)及び/又は第2窒化温度(NT2)及び/又は第3窒化温度(NT3)及び/又は処理温度(PT)が300℃と600℃、特に400℃と500℃の間、殊に440℃である請求項1から9までのいずれか一項に記載の方法。
- 第1窒化段階(N1)の継続時間が第2窒化段階(N2)の継続時間を超え、且つ/又は、第2窒化段階(N2)の継続時間が第3窒化段階(N3)の継続時間を超える、請求項1から10までのいずれか一項に記載の方法。
- 第1窒化段階(N1)の継続時間が200分と500分の間、好ましくは300分と400分の間、特に360分であり、且つ/又は、第1窒化段階(N1)におけるアンモニアの割合が70%と95%の間、好ましくは85%であり、且つ/又は、第1窒化段階(N1)における窒素の割合が5%と15%の間、好ましくは9%であり、且つ/又は、第1窒化段階(N1)における二酸化炭素の割合が5%未満、好ましくは1%であり、且つ/又は、水素の割合が0%と10%の間、好ましくは5%である、請求項1から11までのいずれか一項に記載の方法。
- 第2窒化段階(N2)の継続時間が100分と400分の間、好ましくは200分と300分の間、殊に240分であり、且つ/又は、第2窒化段階(N2)におけるアンモニアの割合が30%と75%の間、好ましくは50%であり、且つ/又は、第2窒化段階(N2)における窒素の割合が20%と60%の間、好ましくは44.5%であり、且つ/又は、第2窒化段階(N2)における二酸化炭素の割合が3%未満、好ましくは0.5%であり、且つ/又は、水素の割合が0%と10%の間、好ましくは5%である、請求項1から12までのいずれか一項に記載の方法。
- 第3窒化段階(N3)の継続時間が10分と100分の間、好ましくは20分と60分の間、特に30分であり、且つ/又は、第3窒化段階(N3)におけるアンモニアの割合が20%と60%の間、好ましくは40%であり、且つ/又は、第3窒化段階(N3)における窒素の割合が30%と70%の間、好ましくは55%であり、且つ/又は、第3窒化段階(N3)における二酸化炭素の割合が2%未満、好ましくは0%であり、且つ/又は、水素の割合が0%と10%の間、好ましくは5%である、請求項1から13までのいずれか一項に記載の方法。
- ガス窒化の後、PVD法により、加工品に表面層が付けられる請求項1から14までのいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から15までのいずれか一項に記載の方法によりガス窒化された、加工品、特に、スプリング、シャフト、鍛造ダイ、好ましくはSiCrV合金加工品、殊に、0.5%から1.5%、殊に0.5%から5.5%のクロムを含むバルブスプリング鋼からなるバルブスプリングである、加工品。
- 厚さが3μm未満、好ましくは1μm未満である結合層、及び/又は、0.04mmを超える窒化硬化深さを有する請求項16に記載の加工品。
- 600HV0.5を超え、好ましくは800HV0.5を超える表面硬度、及び/又は、400HV0.5を超え、好ましくは600HV0.5を超える0.05mmの深さでの硬度、及び/又は、少なくとも400HV10、好ましくは少なくとも520HV10のガス窒化後のコア硬度を有する請求項16又は請求項17に記載の加工品。
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