JP2020196943A - Gas carburizing method and gas carburizing apparatus - Google Patents

Gas carburizing method and gas carburizing apparatus Download PDF

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康行 亀井
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Abstract

To provide a carburizing method for relaxing deviation between the measured value and actual value of cp and reducing cost required for enrichment.SOLUTION: The gas carburizing method for performing a carburizing step and a diffusion step in the state of having a material to be processed in an atmosphere comprises: changing a target carbon potential to be targetted in the carburizing step in the atmosphere from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step; promptly increasing the actual carbon potential in the atmosphere to raise the carburization ability of the atmosphere to achieve the reduction of carburization time and the uniformity of carburization depth; and reducing cost required for enrichment without wastefully consuming enrichment gas.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ガス浸炭方法および装置に関するものである。 The present invention relates to gas carburizing methods and devices.

ガス浸炭処理では一般に、浸炭性の雰囲気とした処理室に処理品を装入して加熱保持する。上記雰囲気は一般に、COガスを含む変成ガスを上記処理室に満たすことにより形成する。浸炭処理を行う場合、上記変性ガスだけでは、カーボンポテンシャル(以後「CP」という)が不足する。つまり、得られる浸炭層の炭素濃度が十分に上がらず、十分な焼入れ硬度や硬化層の深さが得られない。このため、上記変成ガスのCPを調整するために、エンリッチガスを炉内に導入する。 In the gas carburizing treatment, generally, the treated product is charged into a treatment chamber having a carburizing atmosphere and held by heating. The atmosphere is generally formed by filling the treatment chamber with a metamorphic gas containing CO gas. When carburizing, the carbon potential (hereinafter referred to as "CP") is insufficient with the modified gas alone. That is, the carbon concentration of the obtained carburized layer does not rise sufficiently, and sufficient quenching hardness and the depth of the hardened layer cannot be obtained. Therefore, in order to adjust the CP of the metamorphic gas, an enriched gas is introduced into the furnace.

エンリッチガスを使用したガス浸炭方法に関する先行技術文献として、本出願人は下記の特許文献1〜2を把握している。 The applicant has grasped the following Patent Documents 1 and 2 as prior art documents relating to a gas carburizing method using an enriched gas.

特開昭62−260013号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-26013 特開2015−129324号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-129324

上記特許文献1には、つぎの記載がある。なお、「熱処理路」は誤記であるが、そのまま引用した。
[公報第3頁左下欄第19行目〜右下欄第20行目]
この実施例においては、被処理材として、ニッケルクロム鋼(SNC 415)を素材としたものを選択し、熱処理の操業を開始した。この操業においては、添付図面に示すように、熱処理路内に、キャリアガスを生成する有機液体として工業用メタノールを2000ml/hrの流量で送給した。そして、熱処理炉内温度を920℃に保持し、保持後30分経過したところで、エンリッチガスとしてプロパンガス(100%)を3l/minの流量で熱処理炉内に送給すると同時に、スーパーエンリッチガスとして同じくプロパンガス(100%)を5l/minの流量で熱処理炉内に送給した。そこで、送給後約15分経過したところで雰囲気ガス成分濃度が所定値に到達し(カーボンセンサーで測定)たので、スーパーエンリッチガスの送給を停止するとともに、エンリッチガスの送給量を次第に減らすことによって、雰囲気ガス成分濃度が所定値に維持されるようにした。これによって、従来よりもかなり短時間のうちに炉内雰囲気を所定のガス成分濃度に設定することができると共に、当該ガス成分濃度を安定して維持することができた。
[公報第3頁右上欄第2行目〜第6行目]
ところで、上記したエンリッチガス用の有機気体としては、パラフィン系の炭化水素ガスが望ましく、これらのうちでも熱分解が容易であって比較的廉価なメタンガス,プロパンガス,ブタンガスなどが適している。
The above-mentioned Patent Document 1 has the following description. Although the "heat treatment path" is an error, it is quoted as it is.
[Gazette, page 3, lower left column, line 19 to lower right column, line 20]
In this example, a material made of nickel-chromium steel (SNC 415) was selected as the material to be treated, and the heat treatment operation was started. In this operation, as shown in the attached drawing, industrial methanol was fed into the heat treatment path at a flow rate of 2000 ml / hr as an organic liquid for generating a carrier gas. Then, the temperature inside the heat treatment furnace was maintained at 920 ° C., and 30 minutes after the holding, propane gas (100%) was supplied as an enriched gas into the heat treatment furnace at a flow rate of 3 l / min, and at the same time, as a super enriched gas. Similarly, propane gas (100%) was supplied into the heat treatment furnace at a flow rate of 5 l / min. Then, about 15 minutes after the feeding, the atmospheric gas component concentration reached a predetermined value (measured by the carbon sensor), so that the feeding of the super enriched gas was stopped and the feeding amount of the enriched gas was gradually reduced. By doing so, the atmospheric gas component concentration was maintained at a predetermined value. As a result, the atmosphere in the furnace can be set to a predetermined gas component concentration in a considerably shorter time than before, and the gas component concentration can be stably maintained.
[Gazette, page 3, upper right column, 2nd to 6th lines]
By the way, as the organic gas for the enriched gas described above, a paraffin-based hydrocarbon gas is desirable, and among these, methane gas, propane gas, butane gas, etc., which are easily thermally decomposed and are relatively inexpensive, are suitable.

上記特許文献2には、つぎの記載がある。
[0028]
エンリッチガスは、炉内10aの雰囲気ガスの炭素濃度(カーボンポテンシャル)を上げるためにキャリアガスに添加されるものである。すなわち、エンリッチガスを供給することにより、炉内10aの雰囲気ガスによる浸炭が可能となる。従来、常圧下のガス浸炭においては、エンリッチガスとして、メタン(CH)、プロパン(C)またはブタン(C10)等の鎖式飽和炭化水素が使用されてきたが、本実施形態では鎖式不飽和炭化水素であるアセチレン(C)を使用している。
The above-mentioned Patent Document 2 has the following description.
[0028]
The enriched gas is added to the carrier gas in order to increase the carbon concentration (carbon potential) of the atmospheric gas in the furnace 10a. That is, by supplying the enriched gas, carburizing with the atmospheric gas in the furnace 10a becomes possible. Conventionally, chain saturated hydrocarbons such as methane (CH 4 ), propane (C 3 H 8 ) or butane (C 4 H 10 ) have been used as enriched gases in gas carburization under normal pressure. In the embodiment, acetylene (C 2 H 2 ), which is a chain unsaturated hydrocarbon, is used.

ガス浸炭処理では一般に、浸炭工程において、相対的に高いCPの雰囲気で処理品の表面から炭素を鋼表面に浸透させ内部に拡散させる。その後の拡散工程において、相対的に低いCPの雰囲気で、浸透させた炭素を深さ方向に拡散させると同時に、鋼表面の炭素濃度を所定の濃度に調整する。上記雰囲気のCPを調整するために導入するエンリッチガスとして一般には、天然ガスやプロパン、ブタン等の飽和炭化水素ガスが使用される。 In the gas carburizing treatment, generally, in the carburizing step, carbon is permeated into the steel surface from the surface of the treated product and diffused inside in a relatively high CP atmosphere. In the subsequent diffusion step, the permeated carbon is diffused in the depth direction in a relatively low CP atmosphere, and at the same time, the carbon concentration on the steel surface is adjusted to a predetermined concentration. As the enriched gas introduced to adjust the CP of the above atmosphere, a natural gas or a saturated hydrocarbon gas such as propane or butane is generally used.

雰囲気のCPを計測するには一般に、Oセンサーにより上記雰囲気中のO濃度を測定し、上記O濃度と炉内温度からCPを算出することが行われる。両者は相関しており、O濃度が下がればCPは上昇し、O濃度が上がればCPは下降する。 In order to measure the CP of the atmosphere, generally, the O 2 concentration in the atmosphere is measured by the O 2 sensor, and the CP is calculated from the O 2 concentration and the temperature in the furnace. Two are correlated, if residual values decrease the O 2 concentration CP is raised, CP is lowered if the O 2 concentration goes up.

一方、ガス浸炭処理におけるCPの制御は、目標とする設定値を定め、O濃度から算出した計測値が上記設定値に近づくよう、エンリッチガスの導入量を制御することにより行う。CPを高い値で制御するときはエンリッチガスの導入量を増やし、CPを低い値で制御するときはエンリッチガスの導入量を減らす。 On the other hand, the CP in the gas carburizing treatment is controlled by setting a target set value and controlling the introduction amount of the enriched gas so that the measured value calculated from the O 2 concentration approaches the above set value. When the CP is controlled at a high value, the amount of enriched gas introduced is increased, and when the CP is controlled at a low value, the amount of enriched gas introduced is decreased.

ところが、上記Oセンサーは、エンリッチガスに由来するメタンの影響によって、O濃度の計測精度が不安定になる。すなわち、Oセンサーの白金電極が触媒となって、センサー近傍でメタンが分解する。この分解によりHが生成し、センサー近傍でH濃度が局所的に上昇する。そのHが周囲のOと反応し、センサー近傍だけ局所的にO濃度が低下する。 However, in the above O 2 sensor, the measurement accuracy of the O 2 concentration becomes unstable due to the influence of methane derived from the enriched gas. That is, the platinum electrode of the O 2 sensor serves as a catalyst, and methane is decomposed in the vicinity of the sensor. H 2 is generated by this decomposition, and the H 2 concentration rises locally near the sensor. The H 2 reacts with the surrounding O 2, and the O 2 concentration decreases locally only in the vicinity of the sensor.

そうすると、そのO濃度と炉内温度に基づいて算出されたCPは、雰囲気がもつ実際のCPよりも高い値になってしまう。したがって、Oセンサーを用いて制御しているCPは、センサー近傍だけの局所値となり、実際の雰囲気は設定値に到達していないことになる。 Then, the CP calculated based on the O 2 concentration and the temperature inside the furnace will be higher than the actual CP of the atmosphere. Therefore, the CP controlled by using the O 2 sensor has a local value only in the vicinity of the sensor, and the actual atmosphere does not reach the set value.

上記のようなメタンは、エンリッチガスとして使用する炭化水素ガスに由来して雰囲気中に混入する。つまり、エンリッチガスとして天然ガスを使用すれば、主成分としてメタンが含まれる。また、エンリッチガスとしてプロパンやブタンを使用すれば、それらが分解することによってメタンが生成する。 The above-mentioned methane is derived from the hydrocarbon gas used as the enriched gas and is mixed in the atmosphere. That is, if natural gas is used as the enriched gas, methane is contained as the main component. If propane or butane is used as the enriched gas, methane is produced by its decomposition.

また、一般にガス浸炭処理では、浸炭工程と拡散工程で、CPを異なる値に設定して制御する。浸炭工程では相対的に高い設定値でCPを制御し、処理品の表面に多くの炭素を浸透させ内部に拡散させる。拡散工程では相対的に低い設定値でCPを制御し、処理品の表面炭素濃度を最適にすると同時に、処理品に浸透した炭素を深さ方向に拡散させる。 Further, in general, in the gas carburizing treatment, CP is set to a different value and controlled in the carburizing step and the diffusion step. In the carburizing process, CP is controlled at a relatively high set value, and a large amount of carbon permeates the surface of the treated product and diffuses inside. In the diffusion step, CP is controlled with a relatively low set value to optimize the surface carbon concentration of the treated product, and at the same time, the carbon permeated into the treated product is diffused in the depth direction.

上述したように、雰囲気内にメタンが混入すると、O濃度に基づいて制御するCPが目標とする設定値に達しても、実際の雰囲気のCPはそれに達しない。浸炭工程において、高い設定値でCPを制御すると、エンリッチガスの導入量が多くなり、それに伴い、メタンの混入量も多くなる。メタンの混入量が多くなると、O濃度に基づいて制御するCPと、実際の雰囲気のCPとの乖離が大きくなる。 As described above, when methane is mixed in the atmosphere, even if the CP controlled based on the O 2 concentration reaches the target set value, the CP in the actual atmosphere does not reach it. If the CP is controlled at a high set value in the carburizing step, the amount of enriched gas introduced increases, and the amount of methane mixed in increases accordingly. As the amount of methane mixed in increases, the dissociation between the CP controlled based on the O 2 concentration and the CP in the actual atmosphere increases.

したがって、制御するCPと実際のCPが乖離すると、O濃度に基づいたCPの計測値に従って浸炭処理を行っても、その雰囲気がもつ浸炭能力は十分ではない。とくに浸炭工程の初期段階では、実際の雰囲気のCPが十分上昇しない段階で、計測によるCPが上昇してしまうため、そこでエンリッチの導入を制限してしまうことになる。このため、処理時間が長くなったり、浸炭深さがばらついたりする問題が生じてしまう。 Therefore, the actual CP and CP to control deviates, even if the carburizing treatment in accordance with measurements of CP based on the O 2 concentration, carburization ability of the atmosphere has is not sufficient. In particular, in the initial stage of the carburizing process, the CP by measurement rises when the CP in the actual atmosphere does not rise sufficiently, which limits the introduction of enrichment. For this reason, there arises a problem that the processing time becomes long and the carburizing depth varies.

一方、CPの計測方法として、雰囲気中のCO濃度から算出する方法もある。しかしながら、目標とする設定値にCPを制御するためのセンサーとしては、Oセンサーが適しており、用いられることが多い。COセンサーよりもOセンサーのほうが取扱いやすく、メンテナンス性や反応速度などの特性が目的に合っているからである。 On the other hand, as a CP measurement method, there is also a method of calculating from the CO 2 concentration in the atmosphere. However, the O 2 sensor is suitable as a sensor for controlling the CP to the target set value, and is often used. This is because the O 2 sensor is easier to handle than the CO 2 sensor, and its characteristics such as maintainability and reaction speed are suitable for the purpose.

このため、上述したような、メタンの混入により、CPの計測値と実際値が乖離するという問題は放置されているのが実情である。 For this reason, the problem that the measured value of CP and the actual value deviate from each other due to the mixing of methane as described above is left untouched.

上記特許文献1には、浸炭初期にエンリッチ量を一時的に一定時間増量し(スーパーエンリッチ)、CPを短時間で上昇させる技術を開示する。
しかしながら、特許文献1に記載のように、スーパーエンリッチによりプロパンガスの流量を増加させると、その分解によってメタンも大量に発生する。したがって、上述したメタンの混入によってCPの計測値と実際値が乖離する問題は、より大きくなる。
Patent Document 1 discloses a technique in which the enrichment amount is temporarily increased for a certain period of time (super enrichment) at the initial stage of carburizing to raise CP in a short time.
However, as described in Patent Document 1, when the flow rate of propane gas is increased by super enrichment, a large amount of methane is also generated by the decomposition. Therefore, the problem that the measured value of CP and the actual value deviate from each other due to the above-mentioned mixing of methane becomes greater.

上記特許文献2には、分解によるメタンの発生を抑えるエンリッチガスとしてアセチレンが使用される。
しかしながら、アセチレンガスは取扱いが難しく、また、著しくコスト高となる。ガス容器での運搬性にも難がある。したがって、汎用処理には向いておらず、普及もしていない。
In Patent Document 2, acetylene is used as an enriched gas that suppresses the generation of methane due to decomposition.
However, acetylene gas is difficult to handle and is extremely costly. There is also difficulty in transporting in a gas container. Therefore, it is not suitable for general-purpose processing and is not widely used.

本発明の目的はつぎに示すとおりであり、上記課題を解決することにある。
濃度に基づくCPの計測値と実際値の乖離を緩和するとともに、エンリッチに要するコストを節減する浸炭方法および装置を提供する。
An object of the present invention is as shown below, and an object of the present invention is to solve the above problems.
Measurements of CP based on the O 2 concentration as well as relax the divergence of the actual value, to provide a carburizing method and apparatus for saving the cost of enriched.

請求項1記載のガス浸炭方法は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行うガス浸炭方法であって、
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。
The gas carburizing method according to claim 1 employs the following configuration in order to achieve the above object.
It is a gas carburizing method in which a carburizing step and a diffusion step are performed in the presence of a processed product in the atmosphere.
During the carburizing step, the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, is changed from a relatively high first set value to a relatively low second set value.

請求項2記載のガス浸炭方法は、請求項1記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第1の設定値および第2の設定値は、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する。
The gas carburizing method according to claim 2 employs the following configuration in addition to the configuration according to claim 1.
The first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.

請求項3記載のガス浸炭方法は、請求項1または2記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第1の設定値から第2の設定値への変更は、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う。
The gas carburizing method according to claim 3 employs the following configuration in addition to the configuration according to claim 1 or 2.
In the change from the first set value to the second set value, the second calculated carbon potential calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere becomes a predetermined value relatively lower than the second set value. Do that as a trigger.

請求項4記載のガス浸炭方法は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用する。
The gas carburizing method according to claim 4 employs the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 3.
Ethylene gas is used as the enriched gas to be introduced during the carburizing step.

請求項5記載のガス浸炭方法は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。
The gas carburizing method according to claim 5 employs the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 4.
A hydrocarbon gas is used as the enriched gas to be introduced during the diffusion step.

請求項6記載のガス浸炭方法は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行うガス浸炭方法であって、
上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用し、
上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。
The gas carburizing method according to claim 6 adopts the following configuration in order to achieve the above object.
It is a gas carburizing method in which a carburizing step and a diffusion step are performed in the presence of a processed product in the atmosphere.
Ethylene gas is used as the enriched gas to be introduced during the carburizing process.
A hydrocarbon gas is used as the enriched gas to be introduced during the diffusion step.

請求項7記載のガス浸炭方法は、請求項6記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。
The gas carburizing method according to claim 7 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 6.
During the carburizing step, the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, is changed from a relatively high first set value to a relatively low second set value.

請求項8記載のガス浸炭方法は、請求項7記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第1の設定値および第2の設定値は、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する。
The gas carburizing method according to claim 8 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 7.
The first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.

請求項9記載のガス浸炭方法は、請求項7または8記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記第1の設定値から第2の設定値への変更は、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う。
The gas carburizing method according to claim 9 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 7 or 8.
In the change from the first set value to the second set value, the second calculated carbon potential calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere becomes a predetermined value relatively lower than the second set value. Do that as a trigger.

請求項10記載のガス浸炭装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う1または2以上の処理室と、
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する設定変更手段を備えた。
The gas carburizing apparatus according to claim 10 adopts the following configuration in order to achieve the above object.
One or more treatment chambers that perform carburizing and diffusion steps with the treated product present in the atmosphere.
A setting changing means for changing the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step is provided.

請求項11記載のガス浸炭装置は、請求項10記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記雰囲気中のO濃度から第1算出カーボンポテンシャルを算出する第1算出手段をさらに備え、
上記第1の設定値および第2の設定値を、上記第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する。
The gas carburizing apparatus according to claim 11 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 10.
Further provided with a first calculation means for calculating the first calculation carbon potential from the O 2 concentration in the above atmosphere.
The first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential.

請求項12記載のガス浸炭装置は、請求項10または11記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記雰囲気中のCO濃度から第2算出カーボンポテンシャルを算出する第2算出手段をさらに備え、
上記設定変更手段は、上記第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして上記設定値を変更する。
The gas carburizing apparatus according to claim 12 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 10 or 11.
Further provided with a second calculation means for calculating the second calculation carbon potential from the CO 2 concentration in the above atmosphere.
The setting changing means changes the setting value by triggering that the second calculated carbon potential becomes a predetermined value relatively lower than the second setting value.

請求項13記載のガス浸炭装置は、請求項10〜12のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記浸炭工程中のエンリッチガスとしてエチレンガスを上記処理室に導入するエチレン導入手段をさらに備えている。
The gas carburizing apparatus according to claim 13 adopts the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 10 to 12.
Further provided is an ethylene introduction means for introducing ethylene gas into the treatment chamber as the enriched gas during the carburizing step.

請求項14記載のガス浸炭装置は、請求項10〜13のいずれか一項に記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記拡散工程中のエンリッチガスとして炭化水素ガスを上記処理室に導入する炭化水素導入手段をさらに備えている。
The gas carburizing apparatus according to claim 14 employs the following configuration in addition to the configuration according to any one of claims 10 to 13.
Further provided is a hydrocarbon introduction means for introducing a hydrocarbon gas into the processing chamber as the enriched gas in the diffusion step.

請求項15記載のガス浸炭装置は、上記目的を達成するため、つぎの構成を採用した。
雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う1または2以上の処理室と、
上記浸炭工程中のエンリッチガスとしてエチレンガスを上記処理室に導入するエチレン導入手段と、
上記拡散工程中のエンリッチガスとして炭化水素ガスを上記処理室に導入する炭化水素導入手段とを備えている。
The gas carburizing apparatus according to claim 15 adopts the following configuration in order to achieve the above object.
One or more treatment chambers that perform carburizing and diffusion steps with the treated product present in the atmosphere.
Ethylene introduction means for introducing ethylene gas into the treatment chamber as the enriched gas during the carburizing process, and
It is provided with a hydrocarbon introducing means for introducing a hydrocarbon gas into the processing chamber as the enriched gas in the diffusion step.

請求項16記載のガス浸炭装置は、請求項15記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する設定変更手段をさらに備えている。
The gas carburizing apparatus according to claim 16 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 15.
Further provided with a setting changing means for changing the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step. There is.

請求項17記載のガス浸炭装置は、請求項16記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記雰囲気中のO濃度から第1カーボンポテンシャルを算出する第1算出手段をさらに備え、
上記第1の設定値および第2の設定値を、上記第1カーボンポテンシャルを基準として設定する。
The gas carburizing apparatus according to claim 17 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 16.
Further provided with a first calculation means for calculating the first carbon potential from the O 2 concentration in the above atmosphere,
The first set value and the second set value are set with reference to the first carbon potential.

請求項18記載のガス浸炭装置は、請求項16または17記載の構成に加え、つぎの構成を採用した。
上記雰囲気中のCO濃度から第2算出カーボンポテンシャルを算出する第2算出手段をさらに備え、
上記設定変更手段は、上記第2カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして上記設定値を変更する。
The gas carburizing apparatus according to claim 18 adopts the following configuration in addition to the configuration according to claim 16 or 17.
Further provided with a second calculation means for calculating the second calculation carbon potential from the CO 2 concentration in the above atmosphere.
The setting changing means changes the setting value by triggering that the second carbon potential becomes a predetermined value relatively lower than the second setting value.

請求項1記載のガス浸炭方法は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う。上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。
このように、エンリッチガスに由来するメタンの影響により、カーボンポテンシャルの計測値が上昇してしまう浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とする。これにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが上昇しないうちにエンリッチの導入を制限してしまうことが防止される。上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが速やかに上昇し、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。また、カーボンポテンシャルを速やかに上昇させる必要がある浸炭工程の初期において、第1の設定値に基づく制御でエンリッチガスの導入量が増えることになる。第2の設定値に変更してからは、エンリッチガスの導入量が絞られる。このため、エンリッチガスの無駄な消費をせず、エンリッチに要するコストを節減することができる。
In the gas carburizing method according to claim 1, the carburizing step and the diffusion step are performed in a state where the treated product is present in the atmosphere. During the carburizing step, the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, is changed from a relatively high first set value to a relatively low second set value.
As described above, in the initial stage of the carburizing process in which the measured value of the carbon potential rises due to the influence of methane derived from the enriched gas, the target carbon potential of the above atmosphere is set to a relatively high first set value. This prevents the introduction of enrichment from being restricted before the actual carbon potential of the above atmosphere rises. The actual carbon potential of the above atmosphere rises rapidly, increasing the carburizing capacity of the above atmosphere. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform. Further, in the initial stage of the carburizing process in which the carbon potential needs to be rapidly increased, the amount of enriched gas introduced is increased by the control based on the first set value. After changing to the second set value, the amount of enriched gas introduced is reduced. Therefore, the cost required for enrichment can be reduced without wasting the enrichment gas.

請求項2記載のガス浸炭方法は、上記第1の設定値および第2の設定値を、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する。
上記第1の設定値および第2の設定値は、Oセンサーで検知したO濃度に基づくことになる。このため、上記第1算出カーボンポテンシャルは、エンリッチガスに由来するメタンの影響により計測値が上昇する傾向にある。したがって、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
In the gas carburizing method according to claim 2, the first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.
The first set value and the second set value are based on the O 2 concentration detected by the O 2 sensor. Therefore, the measured value of the first calculated carbon potential tends to increase due to the influence of methane derived from the enriched gas. Therefore, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

請求項3記載のガス浸炭方法は、上記第1の設定値から第2の設定値への変更を、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う。
上記第2算出カーボンポテンシャルはCO濃度から算出するため、メタンの影響で計測値が変動せず、実際のカーボンポテンシャルを示す。したがって、実際のカーボンポテンシャルが第2の設定値に近づいたタイミングで、第1の設定値から第2の設定値に変更することにより、以後は、上昇した実際のカーボンポテンシャルを第2の設定値を目標に制御できる。したがって、雰囲気のカーボンポテンシャルを精度よく目標値に制御できる。
In the gas carburizing method according to claim 3, the change from the first set value to the second set value is changed from the CO 2 concentration in the atmosphere, and the second calculated carbon potential is the second set value. Triggered to be a relatively lower predetermined value.
Since the second calculated carbon potential is calculated from the CO 2 concentration, the measured value does not fluctuate due to the influence of methane and shows the actual carbon potential. Therefore, by changing from the first set value to the second set value at the timing when the actual carbon potential approaches the second set value, the increased actual carbon potential is changed to the second set value thereafter. Can be controlled as a target. Therefore, the carbon potential of the atmosphere can be accurately controlled to the target value.

請求項4記載のガス浸炭方法は、上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用する。
エチレンガスは、炭化水素ガスに比べて分解によるメタンの生成が少ない。このため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値が上昇する傾向も少ない。したがって、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
The gas carburizing method according to claim 4 uses ethylene gas as the enriched gas to be introduced during the carburizing step.
Ethylene gas produces less methane due to decomposition than hydrocarbon gas. Therefore, there is little tendency for the measured value of carbon potential to increase due to the influence of methane. Therefore, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

請求項5記載のガス浸炭方法は、上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。
炭化水素ガスは上記エチレンガスに比べると安価である。また、拡散工程は、エンリッチガスの導入量が少量となるため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値と実際値が乖離することのマイナスが少ない。またエチレンガスは浸炭促進剤として機能し、浸炭層の炭素濃度が必要以上に増加するおそれもある。このため、拡散工程には、拡散に適して安価なエンリッチガスを使用し、エンリッチに要するコストを節減することができる。
The gas carburizing method according to claim 5 uses a hydrocarbon gas as the enriched gas to be introduced during the diffusion step.
Hydrocarbon gas is cheaper than the above ethylene gas. Further, in the diffusion step, since the amount of enriched gas introduced is small, there is little negative effect that the measured value and the actual value of the carbon potential deviate due to the influence of methane. In addition, ethylene gas functions as a carburizing accelerator, and the carbon concentration of the carburized layer may increase more than necessary. Therefore, in the diffusion step, an inexpensive enriched gas suitable for diffusion can be used, and the cost required for enrichment can be reduced.

請求項6記載のガス浸炭方法は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う。上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用し、上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。
上記エチレンガスは、炭化水素ガスに比べて分解によるメタンの生成が少ない。このため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値が上昇する傾向も少ない。したがって、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させ、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。
また、炭化水素ガスは上記エチレンガスに比べると安価である。また、拡散工程は、エンリッチガスの導入量が少量となるため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値と実際値が乖離することのマイナスが少ない。またエチレンガスは浸炭促進剤として機能し、浸炭層の炭素濃度が必要以上に増加するおそれもある。このため、拡散工程には、拡散に適して安価なエンリッチガスを使用し、エンリッチに要するコストを節減することができる。
In the gas carburizing method according to claim 6, the carburizing step and the diffusion step are performed in a state where the treated product is present in the atmosphere. Ethylene gas is used as the enriched gas introduced during the carburizing step, and hydrocarbon gas is used as the enriched gas introduced during the diffusion step.
The above ethylene gas produces less methane due to decomposition than the hydrocarbon gas. Therefore, there is little tendency for the measured value of carbon potential to increase due to the influence of methane. Therefore, the actual carbon potential of the above atmosphere is rapidly increased, and the carburizing capacity of the above atmosphere is increased. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform.
Further, the hydrocarbon gas is cheaper than the above ethylene gas. Further, in the diffusion step, since the amount of enriched gas introduced is small, there is little negative effect that the measured value and the actual value of the carbon potential deviate due to the influence of methane. In addition, ethylene gas functions as a carburizing accelerator, and the carbon concentration of the carburized layer may increase more than necessary. Therefore, in the diffusion step, an inexpensive enriched gas suitable for diffusion can be used, and the cost required for enrichment can be reduced.

請求項7記載のガス浸炭方法は、上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。
このように、エンリッチガスに由来するメタンの影響により、カーボンポテンシャルの計測値が上昇してしまう浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とする。これにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが上昇しないうちにエンリッチの導入を制限してしまうことが防止される。上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが速やかに上昇し、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。また、カーボンポテンシャルを速やかに上昇させる必要がある浸炭工程の初期において、第1の設定値に基づく制御でエンリッチガスの導入量が増えることになる。第2の設定値に変更してからは、エンリッチガスの導入量が絞られる。このため、エンリッチガスの無駄な消費をせず、エンリッチに要するコストを節減することができる。
The gas carburizing method according to claim 7 sets the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step. Change to.
As described above, in the initial stage of the carburizing process in which the measured value of the carbon potential rises due to the influence of methane derived from the enriched gas, the target carbon potential of the above atmosphere is set to a relatively high first set value. This prevents the introduction of enrichment from being restricted before the actual carbon potential of the above atmosphere rises. The actual carbon potential of the above atmosphere rises rapidly, increasing the carburizing capacity of the above atmosphere. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform. Further, in the initial stage of the carburizing process in which the carbon potential needs to be rapidly increased, the amount of enriched gas introduced is increased by the control based on the first set value. After changing to the second set value, the amount of enriched gas introduced is reduced. Therefore, the cost required for enrichment can be reduced without wasting the enrichment gas.

請求項8記載のガス浸炭方法は、上記第1の設定値および第2の設定値を、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する。
上記第1の設定値および第2の設定値は、Oセンサーで検知したO濃度に基づくことになる。このため、上記第1算出カーボンポテンシャルは、エンリッチガスに由来するメタンの影響により計測値が上昇する傾向にある。したがって、浸炭工程のエンリッチガスとしてエチレンガスを用いることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。また、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
In the gas carburizing method according to claim 8, the first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.
The first set value and the second set value are based on the O 2 concentration detected by the O 2 sensor. Therefore, the measured value of the first calculated carbon potential tends to increase due to the influence of methane derived from the enriched gas. Therefore, by using ethylene gas as the enrichment gas in the carburizing step, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the above atmosphere can be remarkably obtained. Further, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

請求項9記載のガス浸炭方法は、上記第1の設定値から第2の設定値への変更は、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う。
上記第2算出カーボンポテンシャルはCO濃度から算出するため、メタンの影響で計測値が変動せず、実際のカーボンポテンシャルを示す。したがって、実際のカーボンポテンシャルが第2の設定値に近づいたタイミングで、第1の設定値から第2の設定値に変更することにより、以後は、上昇した実際のカーボンポテンシャルを第2の設定値を目標に制御できる。したがって、雰囲気のカーボンポテンシャルを精度よく目標値に制御できる。
In the gas carburizing method according to claim 9, when changing from the first set value to the second set value, the second calculated carbon potential calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere is the second set value. Triggered to be a relatively lower predetermined value.
Since the second calculated carbon potential is calculated from the CO 2 concentration, the measured value does not fluctuate due to the influence of methane and shows the actual carbon potential. Therefore, by changing from the first set value to the second set value at the timing when the actual carbon potential approaches the second set value, the increased actual carbon potential is subsequently changed to the second set value. Can be controlled as a target. Therefore, the carbon potential of the atmosphere can be accurately controlled to the target value.

請求項10記載のガス浸炭装置は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う1または2以上の処理室を備える。また、設定変更手段が、上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。
このように、エンリッチガスに由来するメタンの影響により、カーボンポテンシャルの計測値が上昇してしまう浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とする。これにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが上昇しないうちにエンリッチの導入を制限してしまうことが防止される。上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが速やかに上昇し、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。また、カーボンポテンシャルを速やかに上昇させる必要がある浸炭工程の初期において、第1の設定値に基づく制御でエンリッチガスの導入量が増えることになる。第2の設定値に変更してからは、エンリッチガスの導入量が絞られる。このため、エンリッチガスの無駄な消費をせず、エンリッチに要するコストを節減することができる。
The gas carburizing apparatus according to claim 10 includes one or more treatment chambers for performing a carburizing step and a diffusion step in a state where the treated product is present in the atmosphere. Further, the setting changing means changes the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, from a relatively high first setting value to a relatively low second setting value during the carburizing step. ..
As described above, in the initial stage of the carburizing process in which the measured value of the carbon potential rises due to the influence of methane derived from the enriched gas, the target carbon potential of the above atmosphere is set to a relatively high first set value. This prevents the introduction of enrichment from being restricted before the actual carbon potential of the above atmosphere rises. The actual carbon potential of the above atmosphere rises rapidly, increasing the carburizing capacity of the above atmosphere. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform. Further, in the initial stage of the carburizing process in which the carbon potential needs to be rapidly increased, the amount of enriched gas introduced is increased by the control based on the first set value. After changing to the second set value, the amount of enriched gas introduced is reduced. Therefore, the cost required for enrichment can be reduced without wasting the enrichment gas.

請求項11記載のガス浸炭装置は、上記雰囲気中のO濃度から第1算出カーボンポテンシャルを算出する第1算出手段を備える。上記第1の設定値および第2の設定値を、上記第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する。
上記第1の設定値および第2の設定値は、Oセンサーで検知したO濃度に基づくことになる。このため、上記第1算出カーボンポテンシャルは、エンリッチガスに由来するメタンの影響により計測値が上昇する傾向にある。したがって、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
The gas carburizing apparatus according to claim 11 includes a first calculation means for calculating the first calculated carbon potential from the O 2 concentration in the above atmosphere. The first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential.
The first set value and the second set value are based on the O 2 concentration detected by the O 2 sensor. Therefore, the measured value of the first calculated carbon potential tends to increase due to the influence of methane derived from the enriched gas. Therefore, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

請求項12記載のガス浸炭装置は、上記雰囲気中のCO濃度から第2算出カーボンポテンシャルを算出する第2算出手段を備える。上記設定変更手段は、上記第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして上記設定値を変更する。
上記第2算出カーボンポテンシャルはCO濃度から算出するため、メタンの影響で計測値が変動せず、実際のカーボンポテンシャルを示す。したがって、実際のカーボンポテンシャルが第2の設定値に近づいたタイミングで、第1の設定値から第2の設定値に変更することにより、以後は、上昇した実際のカーボンポテンシャルを第2の設定値を目標に制御できる。したがって、雰囲気のカーボンポテンシャルを精度よく目標値に制御できる。
The gas carburizing apparatus according to claim 12 includes a second calculation means for calculating the second calculated carbon potential from the CO 2 concentration in the atmosphere. The setting changing means changes the setting value by triggering that the second calculated carbon potential becomes a predetermined value relatively lower than the second setting value.
Since the second calculated carbon potential is calculated from the CO 2 concentration, the measured value does not fluctuate due to the influence of methane and shows the actual carbon potential. Therefore, by changing from the first set value to the second set value at the timing when the actual carbon potential approaches the second set value, the increased actual carbon potential is subsequently changed to the second set value. Can be controlled as a target. Therefore, the carbon potential of the atmosphere can be accurately controlled to the target value.

請求項13記載のガス浸炭装置は、上記浸炭工程中のエンリッチガスとしてエチレンガスを上記処理室に導入するエチレン導入手段を備える。
エチレンガスは、炭化水素ガスに比べて分解によるメタンの生成が少ない。このため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値が上昇する傾向も少ない。したがって、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
The gas carburizing apparatus according to claim 13 includes an ethylene introducing means for introducing ethylene gas into the processing chamber as an enriched gas during the carburizing step.
Ethylene gas produces less methane due to decomposition than hydrocarbon gas. Therefore, there is little tendency for the measured value of carbon potential to increase due to the influence of methane. Therefore, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

請求項14記載のガス浸炭装置は、上記拡散工程中のエンリッチガスとして炭化水素ガスを上記処理室に導入する炭化水素導入手段を備える。
炭化水素ガスは上記エチレンガスに比べると安価である。また、拡散工程は、エンリッチガスの導入量が少量となるため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値と実際値が乖離することのマイナスが少ない。またエチレンガスは浸炭促進剤として機能し、浸炭層の炭素濃度が必要以上に増加するおそれもある。このため、拡散工程には、拡散に適して安価なエンリッチガスを使用し、エンリッチに要するコストを節減することができる。
The gas carburizing device according to claim 14 includes a hydrocarbon introducing means for introducing a hydrocarbon gas into the processing chamber as an enriched gas during the diffusion step.
Hydrocarbon gas is cheaper than the above ethylene gas. Further, in the diffusion step, since the amount of enriched gas introduced is small, there is little negative effect that the measured value and the actual value of the carbon potential deviate due to the influence of methane. In addition, ethylene gas functions as a carburizing accelerator, and the carbon concentration of the carburized layer may increase more than necessary. Therefore, in the diffusion step, an inexpensive enriched gas suitable for diffusion can be used, and the cost required for enrichment can be reduced.

請求項15記載のガス浸炭装置は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う1または2以上の処理室を備える。エチレン導入手段が、上記浸炭工程中のエンリッチガスとしてエチレンガスを上記処理室に導入する。炭化水素導入手段が、上記拡散工程中のエンリッチガスとして炭化水素ガスを上記処理室に導入する。
上記エチレンガスは、炭化水素ガスに比べて分解によるメタンの生成が少ない。このため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値が上昇する傾向も少ない。したがって、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させ、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。
また、炭化水素ガスは上記エチレンガスに比べると安価である。また、拡散工程は、エンリッチガスの導入量が少量となるため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値と実際値が乖離することのマイナスが少ない。またエチレンガスは浸炭促進剤として機能し、浸炭層の炭素濃度が必要以上に増加するおそれもある。このため、拡散工程には、拡散に適して安価なエンリッチガスを使用し、エンリッチに要するコストを節減することができる。
The gas carburizing apparatus according to claim 15 includes one or more treatment chambers for performing a carburizing step and a diffusion step in a state where the treated product is present in the atmosphere. The ethylene introducing means introduces ethylene gas into the processing chamber as the enriched gas during the carburizing step. The hydrocarbon introducing means introduces the hydrocarbon gas into the processing chamber as the enriched gas in the diffusion step.
The above ethylene gas produces less methane due to decomposition than the hydrocarbon gas. Therefore, there is little tendency for the measured value of carbon potential to increase due to the influence of methane. Therefore, the actual carbon potential of the above atmosphere is rapidly increased, and the carburizing capacity of the above atmosphere is increased. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform.
Further, the hydrocarbon gas is cheaper than the above ethylene gas. Further, in the diffusion step, since the amount of enriched gas introduced is small, there is little negative effect that the measured value and the actual value of the carbon potential deviate due to the influence of methane. In addition, ethylene gas functions as a carburizing accelerator, and the carbon concentration of the carburized layer may increase more than necessary. Therefore, in the diffusion step, an inexpensive enriched gas suitable for diffusion can be used, and the cost required for enrichment can be reduced.

請求項16記載のガス浸炭装置は、上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する設定変更手段を備える。
このように、エンリッチガスに由来するメタンの影響により、カーボンポテンシャルの計測値が上昇してしまう浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とする。これにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが上昇しないうちにエンリッチの導入を制限してしまうことが防止される。上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが速やかに上昇し、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。また、カーボンポテンシャルを速やかに上昇させる必要がある浸炭工程の初期において、第1の設定値に基づく制御でエンリッチガスの導入量が増えることになる。第2の設定値に変更してからは、エンリッチガスの導入量が絞られる。このため、エンリッチガスの無駄な消費をせず、エンリッチに要するコストを節減することができる。
The gas carburizing apparatus according to claim 16 sets a target carbon potential of the atmosphere, which is a target in the carburizing step, from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step. It is provided with a setting changing means for changing to.
As described above, in the initial stage of the carburizing process in which the measured value of the carbon potential rises due to the influence of methane derived from the enriched gas, the target carbon potential of the above atmosphere is set to a relatively high first set value. This prevents the introduction of enrichment from being restricted before the actual carbon potential of the above atmosphere rises. The actual carbon potential of the above atmosphere rises rapidly, increasing the carburizing capacity of the above atmosphere. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform. Further, in the initial stage of the carburizing process in which the carbon potential needs to be rapidly increased, the amount of enriched gas introduced is increased by the control based on the first set value. After changing to the second set value, the amount of enriched gas introduced is reduced. Therefore, the cost required for enrichment can be reduced without wasting the enrichment gas.

請求項17記載のガス浸炭装置は、上記雰囲気中のO濃度から第1カーボンポテンシャルを算出する第1算出手段を備える。上記第1の設定値および第2の設定値を、上記第1カーボンポテンシャルを基準として設定する。
上記第1の設定値および第2の設定値は、Oセンサーで検知したO濃度に基づくことになる。このため、上記第1算出カーボンポテンシャルは、エンリッチガスに由来するメタンの影響により計測値が上昇する傾向にある。したがって、浸炭工程のエンリッチガスとしてエチレンガスを用いることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。また、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
The gas carburizing apparatus according to claim 17 includes a first calculation means for calculating the first carbon potential from the O 2 concentration in the above atmosphere. The first set value and the second set value are set with reference to the first carbon potential.
The first set value and the second set value are based on the O 2 concentration detected by the O 2 sensor. Therefore, the measured value of the first calculated carbon potential tends to increase due to the influence of methane derived from the enriched gas. Therefore, by using ethylene gas as the enrichment gas in the carburizing step, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the above atmosphere can be remarkably obtained. Further, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

請求項18記載のガス浸炭装置は、上記雰囲気中のCO濃度から第2算出カーボンポテンシャルを算出する第2算出手段を備える。上記設定変更手段は、上記第2カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして上記設定値を変更する。
上記第2算出カーボンポテンシャルはCO濃度から算出するため、メタンの影響で計測値が変動せず、実際のカーボンポテンシャルを示す。したがって、実際のカーボンポテンシャルが第2の設定値に近づいたタイミングで、第1の設定値から第2の設定値に変更することにより、以後は、上昇した実際のカーボンポテンシャルを第2の設定値を目標に制御できる。したがって、雰囲気のカーボンポテンシャルを精度よく目標値に制御できる。
The gas carburizing apparatus according to claim 18 includes a second calculation means for calculating a second calculated carbon potential from the CO 2 concentration in the above atmosphere. The setting changing means changes the setting value by triggering that the second carbon potential becomes a predetermined value relatively lower than the second setting value.
Since the second calculated carbon potential is calculated from the CO 2 concentration, the measured value does not fluctuate due to the influence of methane and shows the actual carbon potential. Therefore, by changing from the first set value to the second set value at the timing when the actual carbon potential approaches the second set value, the increased actual carbon potential is changed to the second set value thereafter. Can be controlled as a target. Therefore, the carbon potential of the atmosphere can be accurately controlled to the target value.

本発明が適用された一実施形態のガス浸炭装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the gas carburizing apparatus of one Embodiment to which this invention was applied. 比較例1のCP挙動を示す線図である。It is a diagram which shows the CP behavior of the comparative example 1. FIG. 比較例2のCP挙動を示す線図である。It is a diagram which shows the CP behavior of the comparative example 2. 実施例のCP挙動を示す線図である。It is a diagram which shows the CP behavior of an Example.

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described.

◆ガス浸炭方法
本実施形態のガス浸炭方法は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う。
◆ Gas carburizing method In the gas carburizing method of the present embodiment, the carburizing step and the diffusion step are performed in a state where the treated product is present in the atmosphere.

〔処理品〕
本実施形態のガス浸炭方法が対象とする処理品は鋼である。一般的に低炭素鋼または中炭素鋼が対象となり、JIS G 4051に記載されている機械構造用炭素鋼材や、JIS G 4052,4053に記載されている機械構造用合金鋼材、JIS G 4805に記載されている高炭素クロム軸受鋼材、JIS G 4401等に記載されている工具鋼等を使用することができる。具体的には、たとえばS09C,S15C,S20C等をあげることができる。また、合金鋼としてSMn,SCr,SCM材などの合金鋼を用いることができる。
[Processed product]
The processed product targeted by the gas carburizing method of the present embodiment is steel. Generally, low carbon steel or medium carbon steel is targeted, and the carbon steel material for machine structure described in JIS G 4051, the alloy steel material for machine structure described in JIS G 4052, 4053, and the alloy steel material for machine structure described in JIS G 4805. High carbon chrome bearing steel materials, tool steels described in JIS G 4401 and the like can be used. Specifically, for example, S09C, S15C, S20C and the like can be mentioned. Further, as the alloy steel, alloy steels such as SMN, SCr and SCM materials can be used.

〔浸炭装置〕
本実施形態のガス浸炭方法は、雰囲気と温度の制御が可能な浸炭装置を用いて実施することができる。上記浸炭装置は、キャリアガスやエンリッチガス、酸化性ガスの導入口を有する処理室を有する。上記処理室には、処理品の装入や取出しを行うための開閉扉やコンベヤ装置等の搬入搬出手段を有している。上記浸炭装置には、必要に応じて焼入槽を付設することができる。
本発明の実施形態としての浸炭装置の詳細については後述する。
[Carburizing device]
The gas carburizing method of the present embodiment can be carried out by using a carburizing device capable of controlling the atmosphere and temperature. The carburizing device has a processing chamber having an inlet for a carrier gas, an enriched gas, and an oxidizing gas. The processing chamber is provided with loading / unloading means such as an opening / closing door and a conveyor device for loading and unloading processed products. A quenching tank can be attached to the carburizing device as needed.
Details of the carburizing device as an embodiment of the present invention will be described later.

〔工程概略〕
上述したように、浸炭工程とその後の拡散工程を行う。上記浸炭工程に先立って、ガス置換工程や昇温工程を行うことができる。上記昇温工程が終了して浸炭工程を行うまえに、必要に応じて前均熱工程を行うことができる。上記拡散工程のあとに、必要に応じて後均熱工程を行うことができる。また、上記拡散工程もしくは後均熱工程のあとに、必要に応じて焼入工程を行うことができる。
[Process outline]
As described above, the carburizing step and the subsequent diffusion step are performed. Prior to the carburizing step, a gas replacement step and a temperature raising step can be performed. Before the heating step is completed and the carburizing step is performed, a pre-heating step can be performed if necessary. After the diffusion step, a post-heating step can be performed if necessary. Further, after the diffusion step or the post-equilibrium step, a quenching step can be performed if necessary.

上記ガス置換工程,昇温工程,前均熱工程,浸炭工程,拡散工程,後均熱工程は、所定の雰囲気で満たした処理室内に、処理品を装入して行う。上記雰囲気は、必要な雰囲気形成用のガスを処理室内に導入して大気圧以上に保つことにより、形成することができる。 The gas replacement step, the temperature raising step, the preheat soaking step, the carburizing step, the diffusion step, and the post soaking step are performed by charging the treated product into a treatment chamber filled with a predetermined atmosphere. The above atmosphere can be formed by introducing a necessary gas for forming an atmosphere into the treatment chamber and keeping the pressure above atmospheric pressure.

〔雰囲気用のガス〕
上記雰囲気形成用のガスとしては、処理室内にCOガスを含んだ浸炭性の変成ガス,置換や希釈を行うためのNガス,カーボンポテンシャル(以下「CP」という)を制御するためのエンリッチガスや酸化性ガス等が用いられる。
[Gas for atmosphere]
The gas for the atmosphere forming, metamorphic inclusive carburizing CO gas into the processing chamber gas, substituted or N 2 gas for performing dilution, carbon potential (hereinafter referred to as "CP") enriched gas to control the Or oxidizing gas is used.

上記変成ガスは、たとえば、通称RXガスと呼ばれる吸熱型変性ガスを用いることができる。上記吸熱型変性ガスは、プロパンなどの炭化水素ガスと空気を、1050℃に加熱したニッケル触媒に通過させて反応生成したガスである。上記吸熱型変性ガスの組成は、たとえば、CO:20.9〜23.9%+CO:0.18%+H:30.4〜38.9%+残部Nである。 As the modified gas, for example, an endothermic modified gas commonly known as RX gas can be used. The endothermic modified gas is a gas produced by a reaction in which a hydrocarbon gas such as propane and air are passed through a nickel catalyst heated to 1050 ° C. The composition of the endothermic modified gas is, for example, CO: 20.9 to 23.9% + CO 2 : 0.18% + H 2 : 30.4 to 38.9% + balance N 2 .

上記エンリッチガスは、本実施形態では、特に浸炭工程においてエチレンガスを用いることができる。上記浸炭工程のエンリッチガスとして、上記エチレンガスと炭化水素ガスを併用することもできる。また、拡散工程では、エンリッチガスとして炭化水素ガスを用いることができる。上記炭化水素ガスとしては、たとえば、メタン,エタン,プロパン,ブタン等を用いることができる。上記エンリッチガスを導入することにより、炉内雰囲気の酸化性ガスであるCOやHOを減少させてCPを上げることができる。 As the enriched gas, ethylene gas can be used in the present embodiment, particularly in the carburizing step. As the enrichment gas in the carburizing step, the ethylene gas and the hydrocarbon gas can be used in combination. Further, in the diffusion step, a hydrocarbon gas can be used as the enriched gas. As the hydrocarbon gas, for example, methane, ethane, propane, butane and the like can be used. By introducing the enriched gas, CO 2 and H 2 O, which are oxidizing gases in the furnace atmosphere, can be reduced and CP can be increased.

上記酸化性ガスは、炉内雰囲気内の酸化性ガスを増やしてCPを下げることができる。たとえば、浸炭工程で長時間にわたって高CPを保持すると、つぎの拡散工程においてエンリッチガスの導入を停止しても炉内雰囲気のCPが所望の値まで下がらないことがある。このようなときに、酸化性ガスを炉内に少量供給してCPを速やかに所望の値まで下げることができる。上記酸化性ガスとしては、たとえば、CO,空気,水中でバブリングして水分を含ませた窒素ガス等を用いることができる。 The oxidizing gas can increase the oxidizing gas in the atmosphere in the furnace and lower the CP. For example, if a high CP is maintained for a long time in the carburizing step, the CP in the furnace atmosphere may not drop to a desired value even if the introduction of the enriched gas is stopped in the next diffusion step. In such a case, a small amount of oxidizing gas can be supplied into the furnace to quickly reduce the CP to a desired value. As the oxidizing gas, for example, CO 2 , air, nitrogen gas bubbling in water and containing water can be used.

〔各工程の説明〕
上記ガス置換工程は、開閉扉を開放して処理室に処理品を装入することにより、処理室内に大量に侵入した大気を排出して雰囲気ガスと置換する。具体的には、処理室内にCOガスを含んだ浸炭性の変成ガスを導入して大気圧以上に保ち、大気を排出することが行われる。また、上記変成ガスの代わりに、Nガスで置換することもできる。
[Explanation of each process]
In the gas replacement step, the opening / closing door is opened and the processed product is charged into the processing chamber, so that a large amount of air that has entered the processing chamber is discharged and replaced with atmospheric gas. Specifically, a carburizing metamorphic gas containing CO gas is introduced into the treatment chamber to maintain the pressure above atmospheric pressure and discharge the atmosphere. Further, instead of the above-mentioned metamorphic gas, it can be replaced with N 2 gas.

上記昇温工程は、処理品を装入することにより冷却された処理室内の温度が、所定の浸炭温度に達するまで、所定の時間で昇温させる工程である。上記昇温工程の雰囲気は、上記変成ガスをキャリアガスとして導入し、必要に応じてエンリッチガスや酸化性ガスを導入してCPを制御することができる。 The temperature raising step is a step of raising the temperature in a predetermined time until the temperature in the processing chamber cooled by charging the treated product reaches a predetermined carburizing temperature. In the atmosphere of the temperature raising step, CP can be controlled by introducing the modified gas as a carrier gas and, if necessary, introducing an enriched gas or an oxidizing gas.

上記前均熱工程は、上記処理室内が所定の浸炭温度まで昇温したのち、装入された処理品の全体が均一に上記浸炭温度に達するまでの時間、上記処理室内を上記浸炭温度に維持する工程である。上記前均熱工程の雰囲気は、上記変成ガスをキャリアガスとして導入し、必要に応じてエンリッチガスや酸化性ガスを導入してCPを制御することができる。 In the preheating step, after the temperature of the treatment chamber is raised to a predetermined carburizing temperature, the treatment chamber is maintained at the carburizing temperature for a period of time until the entire charged processed product uniformly reaches the carburizing temperature. It is a process to do. In the atmosphere of the preheating step, the modified gas can be introduced as a carrier gas, and an enriched gas or an oxidizing gas can be introduced as needed to control the CP.

上記浸炭工程は、上記処理品の全体が均一に上記浸炭温度に達したのち、浸炭性の雰囲気下の処理室内に所定時間保持し、処理品の表面から炭素を浸透、拡散させる。上記浸炭工程の雰囲気は、上記変成ガスをキャリアガスとして導入し、必要に応じてエンリッチガスや酸化性ガスを導入してCPを制御することができる。
上記浸炭工程中のエンリッチとCP制御については、後に詳述する。
In the carburizing step, after the whole of the treated product reaches the carburizing temperature uniformly, the product is kept in a treatment chamber in a carburizing atmosphere for a predetermined time to permeate and diffuse carbon from the surface of the treated product. In the atmosphere of the carburizing step, the modified gas can be introduced as a carrier gas, and an enriched gas or an oxidizing gas can be introduced as needed to control the CP.
Enrichment and CP control during the carburizing process will be described in detail later.

上記拡散工程は、上記浸炭工程の終了後、所定時間処理品を加熱保持して処理品の表層に侵入した炭素の濃度を所定濃度に調整し、また、内部へ拡散させる。上記拡散工程の雰囲気は、上記変成ガスをキャリアガスとして導入し、必要に応じてエンリッチガスや酸化性ガスを導入してCPを制御することができる。
上記拡散工程のエンリッチとCP制御については、後に詳述する。
In the diffusion step, after the completion of the carburizing step, the treated product is heated and held for a predetermined time to adjust the concentration of carbon that has penetrated into the surface layer of the treated product to a predetermined concentration, and is diffused inward. In the atmosphere of the diffusion step, the modified gas can be introduced as a carrier gas, and an enriched gas or an oxidizing gas can be introduced as needed to control the CP.
The enrichment and CP control of the diffusion step will be described in detail later.

上記後均熱工程は、上記拡散工程の終了後、たとえば焼入れを行う前に、処理品の全体が均一に、所定の焼入れ温度になるまでの時間、保持する。上記後均熱工程の雰囲気は、キャリアガスおよびエンリッチガスや酸化性ガスの供給を停止し、処理室内の雰囲気を不活性ガスに置換する。 In the post-heating step, after the completion of the diffusion step, for example, before quenching, the entire treated product is uniformly held for a time until a predetermined quenching temperature is reached. In the atmosphere of the post-heating step, the supply of the carrier gas, the enriched gas and the oxidizing gas is stopped, and the atmosphere in the treatment chamber is replaced with the inert gas.

上記焼入れ工程は、所定の焼入れ温度に保った処理品を焼入れ油中に投入して急冷し、マルテンサイト変態を起こさせる。 In the above quenching step, a processed product maintained at a predetermined quenching temperature is put into quenching oil and rapidly cooled to cause martensitic transformation.

〔浸炭工程のエンリッチとCP制御〕
上記浸炭工程では上述したように、上記変成ガスをキャリアガスとして導入し、必要に応じてエンリッチガスや酸化性ガスを導入することにより、浸炭性の雰囲気を形成する。
[Enrichment of carburizing process and CP control]
In the carburizing step, as described above, the modified gas is introduced as a carrier gas, and if necessary, an enriched gas or an oxidizing gas is introduced to form a carburizing atmosphere.

上記雰囲気のCPの制御は、エンリッチガスの導入量を増減することにより行うことができる。つまり、エンリッチガスの導入量を増やせばCPが高くなり、エンリッチガスの導入量を減らせばCPが低くなる。さらにCPを低くする場合は、酸化性ガスを導入する。 The CP of the above atmosphere can be controlled by increasing or decreasing the amount of the enriched gas introduced. That is, if the amount of enriched gas introduced is increased, the CP becomes high, and if the amount of enriched gas introduced is decreased, the CP becomes low. To further lower the CP, an oxidizing gas is introduced.

ここで、CPとは、所定の浸炭性の雰囲気で浸炭処理を行ったときの、処理品表面の平衡炭素濃度をいう。CPが1%雰囲気とは、その雰囲気で平衡に達するまで浸炭したときの処理品表面の炭素濃度が1重量%ということである。 Here, CP refers to the equilibrium carbon concentration on the surface of the treated product when the carburizing treatment is performed in a predetermined carburizing atmosphere. An atmosphere with a CP of 1% means that the carbon concentration on the surface of the treated product when carburized in that atmosphere until equilibrium is reached is 1% by weight.

上記CPの制御は、目標とするCPの設定値と、雰囲気のCPを計測した計測値との差に基づいて、エンリッチガスの導入量を増減することにより行う。上記設定値は、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを設定した値である。上記計測値は、上記雰囲気中のO濃度から算出した計測値を用いる。 The CP is controlled by increasing or decreasing the amount of enriched gas introduced based on the difference between the set value of the target CP and the measured value obtained by measuring the CP of the atmosphere. The above-mentioned set value is a value at which the target carbon potential of the above-mentioned atmosphere is set. As the measured value, the measured value calculated from the O 2 concentration in the atmosphere is used.

したがって、上記計測値が上記設定値より低ければ、エンリッチガスの導入量を増やしてCPを上げる。上記計測値が上記設定値より高ければ、エンリッチガスの導入量を減らしてCPを下げる。さらにCPを低くする場合は、酸化性ガスを導入する。 Therefore, if the measured value is lower than the set value, the amount of enriched gas introduced is increased to raise the CP. If the measured value is higher than the set value, the amount of enriched gas introduced is reduced to lower the CP. To further lower the CP, an oxidizing gas is introduced.

本実施形態では、上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標CPを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。とくに上記第2の設定値は、上記浸炭工程において照準とする表面炭素濃度とすることができる。したがって、上記第1の設定値は、上記浸炭工程において照準とする表面炭素濃度よりも高い値とすることができる。たとえば一例として、上記第1の設定値を1.5%とし、上記第2の設定を1.1%とすることができる。 In the present embodiment, the target CP of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, is changed from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step. In particular, the second set value can be the surface carbon concentration to be aimed at in the carburizing step. Therefore, the first set value can be a value higher than the surface carbon concentration aimed at in the carburizing step. For example, the first setting value can be set to 1.5% and the second setting can be set to 1.1%.

本実施形態では、上記第1の設定値および第2の設定値は、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出CPを基準として設定する。上記O濃度の計測には、ジルコニア式Oセンサーが用いられる。これらのOセンサーは、炉内の酸素分圧と炉外の大気中の酸素分圧の違いにより発生する起電力を利用し、上記雰囲気中のO濃度を計測する。上記雰囲気中のO濃度とCPは相関し、O濃度が下がればCPは上昇し、O濃度が上がればCPは下降する。 In the present embodiment, the first set value and the second set value are set based on the first calculated CP calculated from the O 2 concentration in the atmosphere. A zirconia type O 2 sensor is used for measuring the O 2 concentration. These O 2 sensors measure the O 2 concentration in the above atmosphere by utilizing the electromotive force generated by the difference between the oxygen partial pressure in the furnace and the oxygen partial pressure in the atmosphere outside the furnace. The O 2 concentration in the above atmosphere correlates with the CP, and when the O 2 concentration decreases, the CP increases, and when the O 2 concentration increases, the CP decreases.

上述したように、上記Oセンサーは、エンリッチガスに由来するメタンの影響によってO濃度の計測精度が悪くなる。その結果、第1算出CPの計測値が、実際のCPよりも高い値をとってしまう。したがって、CPの設定値が、浸炭工程で照準とする表面炭素濃度と同等であれば、実際のCPが設定値よりも低いにもかかわらず、設定値まで上がったとみなしてエンリッチガスの導入量を減らすような誤制御をしてしまう。 As described above, the O 2 sensor deteriorates the measurement accuracy of the O 2 concentration due to the influence of methane derived from the enriched gas. As a result, the measured value of the first calculated CP takes a higher value than the actual CP. Therefore, if the CP set value is equivalent to the surface carbon concentration aimed at in the carburizing process, the amount of enriched gas introduced is considered to have risen to the set value even though the actual CP is lower than the set value. Miscontrol that reduces it.

本実施形態では、上記浸炭工程の初期を、第2の設定値よりも高い第1の設定値にすることで、上述したようなエンリッチガス導入量の誤制御をまねかず、エンリッチガスの導入量を適正に制御できる。上記浸炭工程の初期を、第2の設定値よりも高い第1の設定値とし、その後の所定のタイミングで、第1の設定値を第2の設定値に変更する。 In the present embodiment, by setting the initial stage of the carburizing step to the first set value higher than the second set value, the enriched gas introduction amount does not lead to the above-mentioned erroneous control of the enrich gas introduction amount. Can be controlled properly. The initial stage of the carburizing step is set to a first set value higher than the second set value, and the first set value is changed to the second set value at a predetermined timing thereafter.

上記第1の設定値から第2の設定値への変更は、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出CPが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う。たとえば一例として、上記第1の設定値を1.5%とし、上記第2の設定を1.1%とした場合、上記トリガーとする所定値を1%とすることができる。 The change from the first set value to the second set value is that the second calculated CP calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere becomes a predetermined value relatively lower than the second set value. Is used as a trigger. For example, when the first setting value is 1.5% and the second setting is 1.1%, the predetermined value as the trigger can be 1%.

上記CO濃度は、たとえば、NDIR方式の赤外線CO分析計により測定することができる。また、上記CO濃度は、赤外線CO/CO分析計により測定することもできる。上記雰囲気中のCO濃度とCPは相関し、CO濃度が下がればCPは上昇し、CO濃度が上がればCPは下降する。上記CO濃度に基づいて計測した第2算出CPは、第1算出CPのように、メタンの影響で精度が悪化することはない。 The CO 2 concentration can be measured by, for example, an infrared CO 2 analyzer of the NDIR method. The CO 2 concentration can also be measured with an infrared CO / CO 2 analyzer. The CO 2 concentration in the above atmosphere correlates with CP, and when the CO 2 concentration decreases, the CP increases, and when the CO 2 concentration increases, the CP decreases. Unlike the first calculated CP, the accuracy of the second calculated CP measured based on the CO 2 concentration does not deteriorate due to the influence of methane.

本実施形態では、上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用する。エチレンガスは、炭化水素ガスに比べて分解によるメタンの生成が少ない。このため、メタンの影響でCPの計測値が上昇する傾向も少ない。したがって、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標CPを上記第1の設定値とし、実際のCPを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
In this embodiment, ethylene gas is used as the enriched gas to be introduced during the carburizing step. Ethylene gas produces less methane due to decomposition than hydrocarbon gas. Therefore, there is little tendency for the measured value of CP to increase due to the influence of methane. Therefore, in the initial stage of the carburizing step, the target CP of the atmosphere is set to the first set value, and the effect of rapidly increasing the actual CP can be remarkably obtained.

〔拡散工程のエンリッチとCP制御〕
本実施形態では、上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。つまり、上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用し、上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。
[Enrichment of diffusion process and CP control]
In this embodiment, a hydrocarbon gas is used as the enriched gas to be introduced during the diffusion step. That is, ethylene gas is used as the enriched gas introduced during the carburizing step, and hydrocarbon gas is used as the enriched gas introduced during the diffusion step.

上記拡散工程のCP制御は、たとえば、上記第2の設定値よりも低い第3の設定値を目標CPとして行うことができる。例えば一例として、上記浸炭工程において上記第1の設定値を1.5%とし、上記第2の設定を1.1%とした場合、拡散工程の目標CPを0.8%とすることができる。 The CP control of the diffusion step can be performed, for example, with a third set value lower than the second set value as the target CP. For example, when the first set value is 1.5% and the second setting is 1.1% in the carburizing step, the target CP of the diffusion step can be set to 0.8%. ..

上記拡散工程のCP制御における上記第3の設定値は、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出CPを基準として設定する。 The third set value in the CP control of the diffusion step is set with reference to the first calculated CP calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.

◆ガス浸炭装置
図1は、本発明を適用したガス浸炭装置の一実施形態を示す。このガス浸炭装置は、上述したガス浸炭方法を実現するものである。
◆ Gas carburizing device FIG. 1 shows an embodiment of a gas carburizing device to which the present invention is applied. This gas carburizing device realizes the above-mentioned gas carburizing method.

本実施形態のガス浸炭装置は、処理室1、第1算出手段10、第2算出手段20、設定変更手段30、エチレン導入手段40、炭化水素導入手段50、キャリアガス導入手段60、エンリッチ制御手段70、酸化性ガス導入手段80を備えている。この例では、上記酸化性ガスとして空気を導入している。 The gas carburizing apparatus of the present embodiment includes a processing chamber 1, a first calculation means 10, a second calculation means 20, a setting change means 30, an ethylene introduction means 40, a hydrocarbon introduction means 50, a carrier gas introduction means 60, and an enrichment control means. 70, the oxidizing gas introduction means 80 is provided. In this example, air is introduced as the oxidizing gas.

上記処理室1は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う。図示したものは、1つの処理室1で浸炭工程と拡散工程を行うものを例示している。たとえば浸炭工程と拡散工程を別々の処理室1で行うなど、2以上の処理室1を設けることもできる。上記処理室1は、雰囲気を攪拌するための攪拌装置2、内部の装入空間を加熱する加熱装置(図示していない)を備えている。 The processing chamber 1 performs a carburizing step and a diffusion step in a state where the treated product is present in the atmosphere. The illustrated one illustrates a carburizing step and a diffusion step performed in one processing chamber 1. For example, two or more treatment chambers 1 may be provided, for example, the carburizing step and the diffusion step are performed in separate treatment chambers 1. The processing chamber 1 is provided with a stirring device 2 for stirring the atmosphere and a heating device (not shown) for heating the internal charging space.

上記第1算出手段10は、上記雰囲気中のO濃度と温度からCP(第1算出CPである)を算出する。上記O濃度は、Oセンサー11によって検知する。上記Oセンサー11としては、上述したようにジルコニア式センサーを用いることができる。浸炭工程中のCP制御の目標値として用いる上記第1の設定値および第2の設定値は、上記第1算出CPを基準として設定する。 The first calculation means 10 calculates CP (which is the first calculation CP) from the O 2 concentration and temperature in the atmosphere. The O 2 concentration is detected by the O 2 sensor 11. As the O 2 sensor 11, a zirconia type sensor can be used as described above. The first set value and the second set value used as the target value of CP control during the carburizing step are set based on the first calculated CP.

上記第2算出手段20は、上記雰囲気中のCO濃度から第2算出CPを算出する。上記CO濃度は、CO分析計21により検知することができる。上記第2算出手段20は、上記CO分析計21で検知したCO濃度と、温度計22で検知した炉温に基づいて、処理室1内のCP(上記第2算出CPである)を算出する。 The second calculation means 20 calculates the second calculation CP from the CO 2 concentration in the atmosphere. The CO 2 concentration can be detected by the CO 2 analyzer 21. The second calculation means 20 calculates the CP (the second calculation CP) in the processing chamber 1 based on the CO 2 concentration detected by the CO 2 analyzer 21 and the furnace temperature detected by the thermometer 22. calculate.

上記キャリアガス導入手段60は、キャリアガス流量計61およびキャリアガス開閉弁62により、所定の導入流量で上記処理室1に対してキャリアガスを導入する。 The carrier gas introducing means 60 introduces the carrier gas into the processing chamber 1 at a predetermined introduction flow rate by the carrier gas flow meter 61 and the carrier gas on-off valve 62.

上記エチレン導入手段40は、エチレン開閉弁41およびエチレン導入路42を通して、上記浸炭工程中のエンリッチガスとしてエチレンガスを上記処理室1に導入する。 The ethylene introduction means 40 introduces ethylene gas into the processing chamber 1 as an enriched gas during the carburizing step through the ethylene on-off valve 41 and the ethylene introduction path 42.

上記炭化水素導入手段50は、炭化水素開閉弁51および炭化水素導入路52を通して、上記拡散工程中のエンリッチガスとして炭化水素ガスを上記処理室1に導入する。 The hydrocarbon introducing means 50 introduces a hydrocarbon gas into the processing chamber 1 as an enriched gas during the diffusion step through the hydrocarbon on-off valve 51 and the hydrocarbon introduction path 52.

上記エンリッチ制御手段70は、エンリッチガス流量計71、エンリッチガス開閉弁72、エンリッチガス調節弁73を含んで構成される。上記エンリッチガス調節弁73の弁を開閉調整することにより、処理室1へのエンリッチガスの導入量を制御する。 The enrichment control means 70 includes an enrichment gas flow meter 71, an enrichment gas on-off valve 72, and an enrichment gas control valve 73. By adjusting the opening and closing of the enrichment gas control valve 73, the amount of the enrichment gas introduced into the processing chamber 1 is controlled.

上記酸化性ガス導入手段80は、酸化性ガス流量計81、酸化性ガス開閉弁83、酸化性ガス調節弁82を含んで構成される。上記酸化性ガス開閉弁83を開閉調整することにより、処理室1への酸化性ガスの導入量を制御する。 The oxidizing gas introducing means 80 includes an oxidizing gas flow meter 81, an oxidizing gas on-off valve 83, and an oxidizing gas regulating valve 82. By adjusting the opening and closing of the oxidizing gas on-off valve 83, the amount of the oxidizing gas introduced into the processing chamber 1 is controlled.

上記設定変更手段30は、上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標CPを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。上述したように、上記設定変更手段30は、上記第1の設定値および第2の設定値を、上記第1算出CPを基準として設定する。また、上記設定変更手段30は、上記第2算出CPが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして上記設定値を変更する。設定値の変更は、具体的にはたとえば、エンリッチ制御手段70の上記エンリッチガス開閉弁73に弁開度信号を送信し、処理室1へのエンリッチガスの導入量を制御することにより行う。また、必要に応じて、酸化性ガス導入手段80に弁開度信号を送信し、処理室1への酸化性ガスの導入量を制御することにより設定値の変更を行う。 The setting changing means 30 changes the target CP of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, from a relatively high first setting value to a relatively low second setting value during the carburizing step. As described above, the setting changing means 30 sets the first set value and the second set value with reference to the first calculated CP. Further, the setting changing means 30 changes the setting value by triggering that the second calculation CP becomes a predetermined value relatively lower than the second setting value. Specifically, the set value is changed by, for example, transmitting a valve opening signal to the enrich gas on-off valve 73 of the enrich control means 70 to control the amount of the enrich gas introduced into the processing chamber 1. Further, if necessary, a valve opening signal is transmitted to the oxidizing gas introducing means 80, and the set value is changed by controlling the amount of the oxidizing gas introduced into the processing chamber 1.

また、上記設定変更手段30は、エチレン開閉弁41および炭化水素開閉弁51に対してエンリッチ切換信号を送信する、これにより、上記浸炭工程中にはエンリッチガスとして上記処理室1にエチレンガスを導入し、上記拡散工程中にはエンリッチガスとして上記処理室1に炭化水素ガスを導入する。 Further, the setting changing means 30 transmits an enrichment switching signal to the ethylene on-off valve 41 and the hydrocarbon on-off valve 51, whereby ethylene gas is introduced into the processing chamber 1 as an enriched gas during the carburizing step. Then, during the diffusion step, a hydrocarbon gas is introduced into the processing chamber 1 as an enriched gas.

本実施形態のガス浸炭装置は、以上の構成により、上述したガス浸炭方法を実現することができる。 The gas carburizing device of the present embodiment can realize the above-mentioned gas carburizing method by the above configuration.

◆実施形態の効果
本実施形態のガス浸炭方法は、つぎの効果を奏する。本実施形態のガス浸炭装置も同様の効果を奏する。
◆ Effect of the embodiment The gas carburizing method of the present embodiment has the following effects. The gas carburizing device of the present embodiment also has the same effect.

本実施形態は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う。上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する。
このように、エンリッチガスに由来するメタンの影響により、カーボンポテンシャルの計測値が上昇してしまう浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とする。これにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが上昇しないうちにエンリッチの導入を制限してしまうことが防止される。上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルが速やかに上昇し、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。また、カーボンポテンシャルを速やかに上昇させる必要がある浸炭工程の初期において、第1の設定値に基づく制御でエンリッチガスの導入量が増えることになる。第2の設定値に変更してからは、エンリッチガスの導入量が絞られる。このため、エンリッチガスの無駄な消費をせず、エンリッチに要するコストを節減することができる。
In this embodiment, the carburizing step and the diffusion step are performed in a state where the treated product is present in the atmosphere. During the carburizing step, the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, is changed from a relatively high first set value to a relatively low second set value.
As described above, in the initial stage of the carburizing process in which the measured value of the carbon potential rises due to the influence of methane derived from the enriched gas, the target carbon potential of the above atmosphere is set to a relatively high first set value. This prevents the introduction of enrichment from being restricted before the actual carbon potential of the above atmosphere rises. The actual carbon potential of the above atmosphere rises rapidly, increasing the carburizing capacity of the above atmosphere. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform. Further, in the initial stage of the carburizing process in which the carbon potential needs to be rapidly increased, the amount of enriched gas introduced is increased by the control based on the first set value. After changing to the second set value, the amount of enriched gas introduced is reduced. Therefore, the cost required for enrichment can be reduced without wasting the enrichment gas.

本実施形態は、上記第1の設定値および第2の設定値を、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する。
上記第1の設定値および第2の設定値は、Oセンサーで検知したO濃度に基づくことになる。このため、上記第1算出カーボンポテンシャルは、エンリッチガスに由来するメタンの影響により計測値が上昇する傾向にある。したがって、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
In this embodiment, the first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.
The first set value and the second set value are based on the O 2 concentration detected by the O 2 sensor. Therefore, the measured value of the first calculated carbon potential tends to increase due to the influence of methane derived from the enriched gas. Therefore, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

本実施形態は、上記第1の設定値から第2の設定値への変更を、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う。
上記第2算出カーボンポテンシャルはCO濃度から算出するため、メタンの影響で計測値が変動せず、実際のカーボンポテンシャルを示す。したがって、実際のカーボンポテンシャルが第2の設定値に近づいたタイミングで、第1の設定値から第2の設定値に変更することにより、以後は、上昇した実際のカーボンポテンシャルを第2の設定値を目標に制御できる。したがって、雰囲気のカーボンポテンシャルを精度よく目標値に制御できる。
In the present embodiment, the second calculated carbon potential calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere for changing from the first set value to the second set value is relatively lower than the second set value. Triggered to reach a predetermined value.
Since the second calculated carbon potential is calculated from the CO 2 concentration, the measured value does not fluctuate due to the influence of methane and shows the actual carbon potential. Therefore, by changing from the first set value to the second set value at the timing when the actual carbon potential approaches the second set value, the increased actual carbon potential is subsequently changed to the second set value. Can be controlled as a target. Therefore, the carbon potential of the atmosphere can be accurately controlled to the target value.

本実施形態は、上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用する。
エチレンガスは、炭化水素ガスに比べて分解によるメタンの生成が少ない。このため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値が上昇する傾向も少ない。したがって、浸炭工程の初期段階において、上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを相対的に高い第1の設定値とすることにより、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させる効果を、顕著に得ることができる。
In this embodiment, ethylene gas is used as the enriched gas to be introduced during the carburizing step.
Ethylene gas produces less methane due to decomposition than hydrocarbon gas. Therefore, there is little tendency for the measured value of carbon potential to increase due to the influence of methane. Therefore, in the initial stage of the carburizing step, by setting the target carbon potential of the atmosphere to a relatively high first set value, the effect of rapidly increasing the actual carbon potential of the atmosphere can be remarkably obtained. it can.

本実施形態は、上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。
炭化水素ガスは上記エチレンガスに比べると安価である。また、拡散工程は、エンリッチガスの導入量が少量となるため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値と実際値が乖離することのマイナスが少ない。またエチレンガスは浸炭促進剤として機能し、浸炭層の炭素濃度が必要以上に増加するおそれもある。このため、拡散工程には、拡散に適して安価なエンリッチガスを使用し、エンリッチに要するコストを節減することができる。
In this embodiment, a hydrocarbon gas is used as the enriched gas to be introduced during the diffusion step.
Hydrocarbon gas is cheaper than the above ethylene gas. Further, in the diffusion step, since the amount of enriched gas introduced is small, there is little negative effect that the measured value and the actual value of the carbon potential deviate due to the influence of methane. In addition, ethylene gas functions as a carburizing accelerator, and the carbon concentration of the carburized layer may increase more than necessary. Therefore, in the diffusion step, an inexpensive enriched gas suitable for diffusion can be used, and the cost required for enrichment can be reduced.

本実施形態は、雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う。上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用し、上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。
上記エチレンガスは、炭化水素ガスに比べて分解によるメタンの生成が少ない。このため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値が上昇する傾向も少ない。したがって、上記雰囲気の実際のカーボンポテンシャルを速やかに上昇させ、上記雰囲気の浸炭能力を引き上げる。したがって、浸炭処理時間の短縮や、浸炭深さの均一化を実現できる。
また、炭化水素ガスは上記エチレンガスに比べると安価である。また、拡散工程は、エンリッチガスの導入量が少量となるため、メタンの影響でカーボンポテンシャルの計測値と実際値が乖離することのマイナスが少ない。またエチレンガスは浸炭促進剤として機能し、浸炭層の炭素濃度が必要以上に増加するおそれもある。このため、拡散工程には、拡散に適して安価なエンリッチガスを使用し、エンリッチに要するコストを節減することができる。
In this embodiment, the carburizing step and the diffusion step are performed in a state where the treated product is present in the atmosphere. Ethylene gas is used as the enriched gas introduced during the carburizing step, and hydrocarbon gas is used as the enriched gas introduced during the diffusion step.
The above ethylene gas produces less methane due to decomposition than the hydrocarbon gas. Therefore, there is little tendency for the measured value of carbon potential to increase due to the influence of methane. Therefore, the actual carbon potential of the above atmosphere is rapidly increased, and the carburizing capacity of the above atmosphere is increased. Therefore, the carburizing treatment time can be shortened and the carburizing depth can be made uniform.
Further, the hydrocarbon gas is cheaper than the above ethylene gas. Further, in the diffusion step, since the amount of enriched gas introduced is small, there is little negative effect that the measured value and the actual value of the carbon potential deviate due to the influence of methane. In addition, ethylene gas functions as a carburizing accelerator, and the carbon concentration of the carburized layer may increase more than necessary. Therefore, in the diffusion step, an inexpensive enriched gas suitable for diffusion can be used, and the cost required for enrichment can be reduced.

つぎに、比較例と併せて実施例を説明する。 Next, an embodiment will be described together with a comparative example.

図1に示すガス浸炭装置を使用し、つぎの処理条件でガス浸炭を行った。
〔処理条件〕
キャリアガス :炭素源としてCOを含む浸炭性ガス(流量:10L/分)
処理品 :SCM415H 丸棒
エンリッチガス:エチレンガス、プロパンガス(最大流量は3%)
CP制御 :Oプローブセンサー使用、
エアー、エンリッチON−OFF制御
雰囲気分析計 :富士電機製ZSV
CO%、CO%、メタン%を検知
CPを演算(第2算出CP)
処理パターン :前均熱 930℃×20分(CP設定値は0.3%)
浸炭 930℃×90分
(比較例;CP設定値1.1%)
(実施例;第1の設定値1.5%→第2の設定値1.1%)
拡散 930℃×120分(CP設定値は0.8%)
焼入れ 830℃×30分(油温100℃)
Using the gas carburizing device shown in FIG. 1, gas carburizing was performed under the following treatment conditions.
[Processing conditions]
Carrier gas: Carburizing gas containing CO as a carbon source (flow rate: 10 L / min)
Processed product: SCM415H Round bar Enriched gas: Ethylene gas, propane gas (maximum flow rate is 3%)
CP control: O 2 probe sensor used,
Air, enriched ON-OFF control Atmosphere analyzer: Fuji Electric ZSV
Detects CO%, CO 2 %, and methane%
Calculate CP (second calculation CP)
Treatment pattern: Pre-uniform heat 930 ° C x 20 minutes (CP set value is 0.3%)
Carburizing 930 ° C x 90 minutes
(Comparative example; CP set value 1.1%)
(Example; first set value 1.5% → second set value 1.1%)
Diffusion 930 ° C x 120 minutes (CP set value is 0.8%)
Quenching 830 ° C x 30 minutes (oil temperature 100 ° C)

〔比較例1〕
図2は、比較例1におけるCPの挙動を示す。横軸が経過時間、縦軸がCPである。
エンリッチガスは、浸炭工程と拡散工程を通じてプロパンガスを使用した。
浸炭工程のCP設定値は1.1%、拡散工程のCP設定値は0.8%である。
[Comparative Example 1]
FIG. 2 shows the behavior of CP in Comparative Example 1. The horizontal axis is the elapsed time and the vertical axis is CP.
As the enriched gas, propane gas was used through the carburizing step and the diffusion step.
The CP set value of the carburizing step is 1.1%, and the CP set value of the diffusion step is 0.8%.

実線が、O濃度に基づいた第1算出CPの挙動である。上述した設定値に従って推移している。 The solid line is the behavior of the first calculated CP based on the O 2 concentration. It is changing according to the above-mentioned set value.

点線は、雰囲気中のメタン濃度の挙動である。浸炭の開始初期に大きく濃度があがり(約1.6%)、以下浸炭中に順次減少し、拡散工程では横ばいである。 The dotted line is the behavior of the methane concentration in the atmosphere. The concentration increased significantly at the beginning of carburizing (about 1.6%), then gradually decreased during carburizing, and remained unchanged in the diffusion process.

一点鎖線が、CO濃度に基づいた第2算出CPの挙動である。メタン濃度の高い浸炭の開始初期には、第2算出CP(雰囲気の実際のCPである)が十分に上昇しておらず、上記第1算出CPとの乖離がおおきい。メタン濃度が下がるに従い、徐々に第2算出CPは上昇するが、浸炭工程中には目標値である1.1%には到達していない。拡散工程では、CPの設定値がさがるためにエンリッチ量が減少し、それに伴いメタン濃度も減少し、第2算出CPと第1算出CPの乖離は極めて少なくなっている。 The alternate long and short dash line is the behavior of the second calculated CP based on the CO 2 concentration. At the initial stage of carburizing with a high methane concentration, the second calculated CP (the actual CP of the atmosphere) did not rise sufficiently, and the deviation from the first calculated CP was large. As the methane concentration decreases, the second calculated CP gradually increases, but the target value of 1.1% has not been reached during the carburizing process. In the diffusion step, the enrichment amount decreases because the set value of CP decreases, and the methane concentration also decreases accordingly, so that the difference between the second calculated CP and the first calculated CP is extremely small.

〔比較例2〕
図3は、比較例2におけるCPの挙動を示す。横軸が経過時間、縦軸がCPである。
エンリッチガスは、浸炭工程と拡散工程を通じてエチレンガスを使用した。
浸炭工程のCP設定値は1.1%、拡散工程のCP設定値は0.8%である。
[Comparative Example 2]
FIG. 3 shows the behavior of CP in Comparative Example 2. The horizontal axis is the elapsed time and the vertical axis is CP.
As the enriched gas, ethylene gas was used through the carburizing process and the diffusion process.
The CP set value of the carburizing step is 1.1%, and the CP set value of the diffusion step is 0.8%.

実線が、O濃度に基づいた第1算出CPの挙動である。上述した設定値に従って推移している。 The solid line is the behavior of the first calculated CP based on the O 2 concentration. It is changing according to the above-mentioned set value.

点線は、雰囲気中のメタン濃度の挙動である。浸炭の開始初期に濃度があがり(約0.5%)、以下浸炭中に順次減少し、拡散工程では横ばいである。 The dotted line is the behavior of the methane concentration in the atmosphere. The concentration increased at the initial stage of carburizing (about 0.5%), then gradually decreased during carburizing, and remained unchanged in the diffusion step.

一点鎖線が、CO濃度に基づいた第2算出CPの挙動である。メタン濃度の高い浸炭の開始初期には、第2算出CP(雰囲気の実際のCPである)が十分に上昇しておらず、上記第1算出CPとの乖離がおおきい。メタン濃度が下がるに従い、徐々に第2算出CPは上昇し、浸炭工程の終了間際にようやく目標値である1.1%に到達する。拡散工程では、CPの設定値がさがるためにエンリッチ量が減少し、それに伴いメタン濃度も減少し、第2算出CPと第1算出CPの乖離は極めて少ない。 The alternate long and short dash line is the behavior of the second calculated CP based on the CO 2 concentration. At the initial stage of carburizing with a high methane concentration, the second calculated CP (the actual CP of the atmosphere) did not rise sufficiently, and the deviation from the first calculated CP was large. As the methane concentration decreases, the second calculated CP gradually increases and finally reaches the target value of 1.1% just before the end of the carburizing process. In the diffusion step, the enrichment amount decreases because the set value of CP decreases, and the methane concentration also decreases accordingly, so that the difference between the second calculated CP and the first calculated CP is extremely small.

〔実施例〕
図4は、実施例におけるCPの挙動を示す。横軸が経過時間、縦軸がCPである。
浸炭工程はエチレンガスでエンリッチを行った。浸炭初期の第1の設定値をCP1.5%とし、3500秒後に第2の設定値であるCP1.1%に変更した。
拡散工程はプロパンガスでエンリッチを行った。拡散工程CP設定値は0.8%である。
〔Example〕
FIG. 4 shows the behavior of CP in the examples. The horizontal axis is the elapsed time and the vertical axis is CP.
The carburizing process was enriched with ethylene gas. The first set value at the initial stage of carburizing was set to CP 1.5%, and after 3500 seconds, it was changed to the second set value of CP 1.1%.
The diffusion step was enriched with propane gas. The diffusion step CP set value is 0.8%.

実線が、O濃度に基づいた第1算出CPの挙動である。浸炭工程中に第1の設定値1.5%から第2の設定値CP1.1%に変更され、拡散工程において0.8%に設定されたことを示している。 The solid line is the behavior of the first calculated CP based on the O 2 concentration. It shows that the first set value of 1.5% was changed to the second set value of CP 1.1% during the carburizing step and was set to 0.8% in the diffusion step.

点線は、雰囲気中のメタン濃度の挙動である。浸炭の開始初期に発生するメタンの濃度は約0.8%程度に抑えられ、上記第1の設定値1.5%で制御するあいだに順次減少する。上記第2の設定値1.1%で制御するあいだと拡散工程では、ほぼ横ばいである。エンリッチガスの導入量が増加することにより、メタンは0.8%程度まで上昇するものの、プロパンよりもはるかに少ない。 The dotted line is the behavior of the methane concentration in the atmosphere. The concentration of methane generated at the initial stage of carburizing is suppressed to about 0.8%, and gradually decreases while being controlled at the first set value of 1.5%. While controlling with the second set value of 1.1%, the diffusion step is almost flat. As the amount of enriched gas introduced increases, methane rises to about 0.8%, but it is much less than propane.

一点鎖線が、CO濃度に基づいた第2算出CPの挙動である。エチレンガスをエンリッチに使用して第1の設定値を1.5%と高くしていることから、メタン濃度が高い浸炭の開始初期にも第2算出CPが上昇し、メタン濃度が下降しはじめると、本来に目標値とすべき1.1%近くまで上昇する。その後第2の設定値である1.1%に変更したのちは、1.1%近辺を維持している。拡散工程では、エンリッチガスをプロパンに切換え、第2算出CPと第1算出CPの乖離は極めて少ない。 The alternate long and short dash line is the behavior of the second calculated CP based on the CO 2 concentration. Since ethylene gas is used for enrichment and the first set value is raised to 1.5%, the second calculated CP rises even at the beginning of carburizing with a high methane concentration, and the methane concentration begins to fall. Then, it rises to nearly 1.1%, which should be the target value. After that, after changing to the second set value of 1.1%, it remains around 1.1%. In the diffusion step, the enriched gas is switched to propane, and the discrepancy between the second calculated CP and the first calculated CP is extremely small.

浸炭初期の雰囲気のCPが比較例より高くなることにより、浸炭効率が向上する。エチレンガスからのメタンの生成が少ないことから、浸炭工程の初期に第1設定値として高いCPを目標値として制御しても、そのあいだにスーチングが生じることもなかった。
The CP of the atmosphere at the initial stage of carburizing is higher than that of the comparative example, so that the carburizing efficiency is improved. Since the amount of methane produced from ethylene gas is small, even if a high CP is controlled as the target value at the initial stage of the carburizing process, sooting does not occur during that period.

〔浸炭深さ〕
処理品の断面硬度より有効浸炭深さを測定した。表面からの深さ方向の硬度分布を測定し、Hv550以上となる深さを有効浸炭深さとした。その結果はつぎのとおりである。
実施例 :0.747mm
比較例1:0.661mm
比較例2:0.683mm
[Carburizing depth]
The effective carburizing depth was measured from the cross-sectional hardness of the treated product. The hardness distribution in the depth direction from the surface was measured, and the depth at which Hv550 or more was defined as the effective carburizing depth. The results are as follows.
Example: 0.747 mm
Comparative Example 1: 0.661 mm
Comparative Example 2: 0.683 mm

実施例が、比較例1および2に比べて深い有効浸炭深さが得られた。上記の有効浸炭深さを浸炭時間の相違に換算すると、比較例1に比べて実施例は、約20%程度の浸炭時間の短縮が見込める。 In Examples, a deeper effective carburizing depth was obtained as compared with Comparative Examples 1 and 2. When the above effective carburizing depth is converted into the difference in carburizing time, the carburizing time can be expected to be shortened by about 20% in Examples as compared with Comparative Example 1.

◆まとめ
本実施例は、浸炭工程のエンリッチガスにエチレンガスを使用し、拡散工程のエンリッチガスにプロパンガスを使用した。また、浸炭工程において、CO分析計のフィードバック制御を利用し、O濃度に基づくCPの設定値を1.5%⇒1.1%へ、切り替え制御を行った。これにより、O濃度に基づくCPと、実際の雰囲気のCPとの乖離が少なくなり、正確にCPを制御でき、浸炭効率が向上する。
◆ Summary In this example, ethylene gas was used as the enriched gas in the carburizing process, and propane gas was used as the enriched gas in the diffusion process. Further, in the carburizing step, the feedback control of the CO 2 analyzer was used to control the setting value of CP based on the O 2 concentration from 1.5% to 1.1%. As a result, the discrepancy between the CP based on the O 2 concentration and the CP in the actual atmosphere is reduced, the CP can be controlled accurately, and the carburizing efficiency is improved.

本実施例は、浸炭工程のエンリッチガスとして高価なアセチレンガスを使用しない。また、拡散工程では安価な炭化水素ガスをエンリッチガスに使用した。このような浸炭雰囲気の制御を向上することにより、表面炭素濃度の安定した浸炭品質と、安価なコストを実現した。 In this embodiment, expensive acetylene gas is not used as the enrichment gas in the carburizing process. Moreover, in the diffusion step, an inexpensive hydrocarbon gas was used as the enriched gas. By improving the control of such carburizing atmosphere, stable carburizing quality of surface carbon concentration and low cost have been realized.

拡散工程では、エンリッチガスとして、エチレンガスでなく炭化水素ガスを使用する。エチレンガスは、メタンの発生は抑制されるが、浸炭促進剤として機能する(真空浸炭では浸炭性ガスとして使用される)。このため、拡散工程でエンリッチに使用すると、鋼の表面炭素濃度が必要以上に増加するおそれがある。したがって、本実施例では、拡散工程においてエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する。拡散工程では浸炭工程よりもCPの設定値が低いため、エンリッチガスの導入量が少なく、メタンの生成に起因するCPの設定値と実際値の乖離は少ない。 In the diffusion step, a hydrocarbon gas is used as the enriched gas instead of the ethylene gas. Ethylene gas suppresses the generation of methane, but functions as a carburizing accelerator (used as a carburizing gas in vacuum carburizing). Therefore, when it is used enriched in the diffusion step, the surface carbon concentration of the steel may increase more than necessary. Therefore, in this embodiment, a hydrocarbon gas is used as the enriched gas in the diffusion step. Since the CP set value is lower in the diffusion step than in the carburizing step, the amount of enriched gas introduced is small, and the difference between the CP set value and the actual value due to the production of methane is small.

最後に、冒頭であげた特許文献1および2と本実施例の相違について説明する。 Finally, the differences between Patent Documents 1 and 2 mentioned at the beginning and the present embodiment will be described.

〔特許文献1と本実施例の相違〕
特許文献1において、炉内雰囲気のCPを早く上昇させるために、エンリッチの制御をスーパーエンリッチと通常エンリッチに分けて、浸炭初期にはスーパーと通常でプロパンエンリッチを供給している。CP計測にはカーボンセンサー(Oセンサー)を使用している。このため、浸炭初期にはメタンの影響を受け、O濃度に基づくCP値と炉内雰囲気のCP値は、大きく乖離しているはずである。
[Differences between Patent Document 1 and this example]
In Patent Document 1, in order to raise the CP of the atmosphere in the furnace quickly, the control of enrichment is divided into super enrichment and normal enrichment, and super enrichment and normal propane enrichment are supplied at the initial stage of carburizing. A carbon sensor (O 2 sensor) is used for CP measurement. Therefore, the CP value based on the O 2 concentration and the CP value of the atmosphere inside the furnace should be significantly different from each other due to the influence of methane in the initial stage of carburizing.

これに対し本実施例は、メタンの影響を受けにくいCO/CO分析に基づくCPの演算を並行して実施し、エンリッチガスの導入量を増加させて浸炭初期の炉内雰囲気のCP値を早く上昇させるため、O濃度に基づくCPの設定値を1.5%程度に設定した。炉内雰囲気のCP値(CO/CO分析でのCP演算値)が1.0%に達したことをトリガーとして、O濃度に基づくCP設定値を1.1%に変更した(CO/CO分析の替わりに、一定時間を経過することをトリガーとしてもよい)。また、浸炭工程のエンリッチガスをエチレンガスとしたことでメタンの発生が少ないため、O濃度に基づくCPの計測値と実際の雰囲気のCPとの乖離は少ない。 On the other hand, in this embodiment, CP calculation based on CO / CO 2 analysis, which is not easily affected by methane, is performed in parallel, and the amount of enriched gas introduced is increased to obtain the CP value of the furnace atmosphere at the initial stage of carburizing. The CP setting value based on the O 2 concentration was set to about 1.5% in order to raise the value quickly. The CP setting value based on the O 2 concentration was changed to 1.1% (CO /) triggered by the fact that the CP value of the atmosphere inside the furnace (CP calculation value in CO / CO 2 analysis) reached 1.0%. Instead of CO 2 analysis, a certain period of time may be used as a trigger). In addition, since the enriched gas in the carburizing process is ethylene gas, less methane is generated, so there is little discrepancy between the measured CP based on the O 2 concentration and the CP in the actual atmosphere.

また、特許文献1においては、エンリッチガスの種類を多くあげているが、浸炭工程と拡散工程でエンリッチガスを変更することは開示していない。 Further, although Patent Document 1 lists many types of enriched gas, it does not disclose that the enriched gas is changed in the carburizing step and the diffusion step.

〔特許文献2と本実施例の相違〕
特許文献2においても、炉内雰囲気のCPを早く上昇させるため、エンリッチの制御をスーパーエンリッチと通常エンリッチに分けて、浸炭初期にはスーパーと通常でアセチレンエンリッチや、エチレンエンリッチを供給している。特許文献2[0042]CP計測にはカーボンセンサー(Oセンサー)を使用している。
[Differences between Patent Document 2 and this example]
Also in Patent Document 2, in order to raise the CP of the atmosphere in the furnace quickly, the control of enrichment is divided into super enrichment and normal enrichment, and acetylene enrichment and ethylene enrichment are normally supplied to super enrichment at the initial stage of carburizing. Patent Document 2 [0042] A carbon sensor (O 2 sensor) is used for CP measurement.

特許文献2では、浸炭時のCP設定は1点のみ(実施例ではCP=0.9%)としている。つまり、スーパーエンリッチと通常エンリッチでエンリッチ流量を増加させても、目標がCP=0.9%程度では、浸炭初期の炉内雰囲気CP値はゆっくりとした上昇となるはずである。 In Patent Document 2, only one CP is set at the time of carburizing (CP = 0.9% in the example). That is, even if the enrichment flow rate is increased by super enrichment and normal enrichment, if the target is about CP = 0.9%, the CP value in the furnace atmosphere at the initial stage of carburizing should rise slowly.

これに対し本実施例は、メタンの影響を受けにくいCO/CO分析での演算を並行して実施し、浸炭初期の炉内雰囲気のCPを早く上昇させるためにエンリッチ導入量を増加させる。つまり、O濃度に基づくCP設定値を1.5%に設定し、CO/CO分析でのCP演算値が1.0%に達したことをトリガーとして、O濃度に基づくCP設定値を1.1%に変更する。なお、CO/CO分析の替わりに、一定時間が経過することをトリガーとすることもできる。浸炭工程のエンリッチガスはエチレンガスとする。メタンの発生が少ないため、O濃度に基づくCP値と雰囲気の実際のCPの乖離が少ない。 On the other hand, in this embodiment, the calculation in the CO / CO 2 analysis, which is not easily affected by methane, is performed in parallel, and the amount of enriched material introduced is increased in order to quickly raise the CP of the atmosphere in the furnace at the initial stage of carburizing. That is, the CP setting value based on the O 2 concentration is set to 1.5%, and the CP calculation value in the CO / CO 2 analysis reaches 1.0% as a trigger, and the CP setting value based on the O 2 concentration is set. Is changed to 1.1%. Instead of CO / CO 2 analysis, it is also possible to use the elapse of a certain period of time as a trigger. The enriched gas in the carburizing process is ethylene gas. Since the amount of methane generated is small, the difference between the CP value based on the O 2 concentration and the actual CP of the atmosphere is small.

特許文献2においては、エンリッチガスの種類はアセチレンやエチレンを例に上げているが、浸炭工程と拡散工程でエンリッチガスを変更することは開示していない。
本実施例では、浸炭時はエンリッチガスとしてメタンの発生が抑えられるエチレンガスを使用し、拡散(CP=0.8%設定)時は、一般的に使用されているプロパンガスに切替える。
In Patent Document 2, the type of enriched gas is acetylene or ethylene as an example, but it is not disclosed that the enriched gas is changed in the carburizing step and the diffusion step.
In this embodiment, ethylene gas, which suppresses the generation of methane, is used as the enriched gas during carburizing, and is switched to the commonly used propane gas during diffusion (CP = 0.8% setting).

◆変形例
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
◆ Modifications Although the particularly preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments shown, and can be modified into various embodiments, and the present invention is various modifications. The purpose is to include an example.

たとえば、浸炭工程において、エンリッチガスとしてエチレンガスとプロパンガスの混合ガスを使用してもよい。 For example, in the carburizing step, a mixed gas of ethylene gas and propane gas may be used as the enriched gas.

上記実施形態では、第1の設定値から第2の設定値への変更を、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出CPが所定値になったことをトリガーとして行うようにしたが、所定時間の経過をトリガーとして行うようにすることもできる。
In the above embodiment, the change from the first set value to the second set value is performed with the trigger that the second calculated CP calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere reaches a predetermined value. , It is also possible to use the elapse of a predetermined time as a trigger.

1:処理室
2:攪拌装置
10:第1算出手段
11:Oセンサー
20:第2算出手段
21:CO分析計
22:温度計
30:設定変更手段
40:エチレン導入手段
41:エチレン開閉弁
42:エチレン導入路
50:炭化水素導入手段
51:炭化水素開閉弁
52:炭化水素導入路
60:キャリアガス導入手段
61:キャリアガス流量計
62:キャリアガス開閉弁
70:エンリッチ制御手段
71:エンリッチガス流量計
72:エンリッチガス開閉弁
73:エンリッチガス調節弁
80:酸化性ガス導入手段
81:酸化性ガス流量計
82:酸化性ガス調節弁
83:酸化性ガス開閉弁
1: Processing chamber 2: Stirrer 10: First calculation means 11: O 2 sensor 20: Second calculation means 21: CO 2 analyzer 22: Thermometer 30: Setting change means 40: Ethylene introduction means 41: Ethylene on-off valve 42: Ethylene introduction path 50: Hydrocarbon introduction means 51: Hydrocarbon on-off valve 52: Hydrocarbon introduction path 60: Carrier gas introduction means 61: Carrier gas flow meter 62: Carrier gas on-off valve 70: Enrich control means 71: Enrich gas Flow meter 72: Enrich gas on-off valve 73: Enrich gas control valve 80: Oxidizing gas introduction means 81: Oxidizing gas flow meter 82: Oxidizing gas control valve 83: Oxidizing gas on-off valve

Claims (18)

雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行うガス浸炭方法であって、
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する
ことを特徴とするガス浸炭方法。
It is a gas carburizing method in which a carburizing step and a diffusion step are performed in the presence of a processed product in the atmosphere.
The target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, is changed from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step. Method.
上記第1の設定値および第2の設定値は、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する
請求項1記載のガス浸炭方法。
The gas carburizing method according to claim 1, wherein the first set value and the second set value are set based on the first calculated carbon potential calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.
上記第1の設定値から第2の設定値への変更は、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う
請求項1または2記載のガス浸炭方法。
In the change from the first set value to the second set value, the second calculated carbon potential calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere becomes a predetermined value relatively lower than the second set value. The gas carburizing method according to claim 1 or 2, wherein this is performed as a trigger.
上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用する
請求項1〜3のいずれか一項に記載のガス浸炭方法。
The gas carburizing method according to any one of claims 1 to 3, wherein ethylene gas is used as the enriched gas to be introduced during the carburizing step.
上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する
請求項1〜4のいずれか一項に記載のガス浸炭方法。
The gas carburizing method according to any one of claims 1 to 4, wherein a hydrocarbon gas is used as the enriched gas to be introduced during the diffusion step.
雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行うガス浸炭方法であって、
上記浸炭工程中に導入するエンリッチガスとしてエチレンガスを使用し、
上記拡散工程中に導入するエンリッチガスとして炭化水素ガスを使用する
ことを特徴とするガス浸炭方法。
It is a gas carburizing method in which a carburizing step and a diffusion step are performed in the presence of a processed product in the atmosphere.
Ethylene gas is used as the enriched gas to be introduced during the carburizing process.
A gas carburizing method characterized in that a hydrocarbon gas is used as the enriched gas to be introduced during the diffusion step.
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する
請求項6記載のガス浸炭方法。
The gas carburizing according to claim 6, wherein the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, is changed from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step. Method.
上記第1の設定値および第2の設定値は、上記雰囲気中のO濃度から算出した第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する
請求項7記載のガス浸炭方法。
The gas carburizing method according to claim 7, wherein the first set value and the second set value are set based on the first calculated carbon potential calculated from the O 2 concentration in the atmosphere.
上記第1の設定値から第2の設定値への変更は、上記雰囲気中のCO濃度から算出した第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして行う
請求項7または8記載のガス浸炭方法。
In the change from the first set value to the second set value, the second calculated carbon potential calculated from the CO 2 concentration in the atmosphere becomes a predetermined value relatively lower than the second set value. The gas carburizing method according to claim 7 or 8, wherein this is performed as a trigger.
雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う1または2以上の処理室と、
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する設定変更手段を備えた
ことを特徴とするガス浸炭装置。
One or more treatment chambers that perform carburizing and diffusion steps with the treated product present in the atmosphere.
A setting changing means for changing the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step is provided. A gas carburizing device characterized by.
上記雰囲気中のO濃度から第1算出カーボンポテンシャルを算出する第1算出手段をさらに備え、
上記第1の設定値および第2の設定値を、上記第1算出カーボンポテンシャルを基準として設定する
請求項10記載のガス浸炭装置。
Further provided with a first calculation means for calculating the first calculation carbon potential from the O 2 concentration in the above atmosphere.
The gas carburizing apparatus according to claim 10, wherein the first set value and the second set value are set with reference to the first calculated carbon potential.
上記雰囲気中のCO濃度から第2算出カーボンポテンシャルを算出する第2算出手段をさらに備え、
上記設定変更手段は、上記第2算出カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして上記設定値を変更する
請求項10または11記載のガス浸炭装置。
Further provided with a second calculation means for calculating the second calculation carbon potential from the CO 2 concentration in the above atmosphere.
The gas carburizing apparatus according to claim 10 or 11, wherein the setting changing means changes the set value by triggering that the second calculated carbon potential becomes a predetermined value relatively lower than the second set value. ..
上記浸炭工程中のエンリッチガスとしてエチレンガスを上記処理室に導入するエチレン導入手段をさらに備えている
請求項10〜12のいずれか一項に記載のガス浸炭装置。
The gas carburizing apparatus according to any one of claims 10 to 12, further comprising an ethylene introducing means for introducing ethylene gas into the processing chamber as the enriched gas in the carburizing step.
上記拡散工程中のエンリッチガスとして炭化水素ガスを上記処理室に導入する炭化水素導入手段をさらに備えている
請求項10〜13のいずれか一項に記載のガス浸炭装置。
The gas carburizing apparatus according to any one of claims 10 to 13, further comprising a hydrocarbon introducing means for introducing a hydrocarbon gas into the processing chamber as the enriched gas in the diffusion step.
雰囲気中に処理品を存在させた状態で浸炭工程と拡散工程を行う1または2以上の処理室と、
上記浸炭工程中のエンリッチガスとしてエチレンガスを上記処理室に導入するエチレン導入手段と、
上記拡散工程中のエンリッチガスとして炭化水素ガスを上記処理室に導入する炭化水素導入手段とを備えている
ことを特徴とするガス浸炭装置。
One or more treatment chambers that perform carburizing and diffusion steps with the treated product present in the atmosphere.
Ethylene introduction means for introducing ethylene gas into the treatment chamber as the enriched gas during the carburizing process, and
A gas carburizing apparatus including a hydrocarbon introducing means for introducing a hydrocarbon gas into the processing chamber as an enriched gas in the diffusion step.
上記浸炭工程において目標とする上記雰囲気の目標カーボンポテンシャルを、上記浸炭工程中に、相対的に高い第1の設定値から相対的に低い第2の設定値に変更する設定変更手段をさらに備えている
請求項15記載のガス浸炭装置。
Further provided with a setting changing means for changing the target carbon potential of the atmosphere, which is the target in the carburizing step, from a relatively high first set value to a relatively low second set value during the carburizing step. The gas carburizing apparatus according to claim 15.
上記雰囲気中のO濃度から第1カーボンポテンシャルを算出する第1算出手段をさらに備え、
上記第1の設定値および第2の設定値を、上記第1カーボンポテンシャルを基準として設定する
請求項16記載のガス浸炭装置。
Further provided with a first calculation means for calculating the first carbon potential from the O 2 concentration in the above atmosphere,
The gas carburizing apparatus according to claim 16, wherein the first set value and the second set value are set with reference to the first carbon potential.
上記雰囲気中のCO濃度から第2算出カーボンポテンシャルを算出する第2算出手段をさらに備え、
上記設定変更手段は、上記第2カーボンポテンシャルが、上記第2の設定値より相対的に低い所定値になったことをトリガーとして上記設定値を変更する
請求項16または17記載のガス浸炭装置。
Further provided with a second calculation means for calculating the second calculation carbon potential from the CO 2 concentration in the above atmosphere.
The gas carburizing device according to claim 16 or 17, wherein the setting changing means changes the set value by triggering that the second carbon potential becomes a predetermined value relatively lower than the second set value.
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