JP2535820B2 - 金属材料の浸炭処理方法 - Google Patents
金属材料の浸炭処理方法Info
- Publication number
- JP2535820B2 JP2535820B2 JP61031613A JP3161386A JP2535820B2 JP 2535820 B2 JP2535820 B2 JP 2535820B2 JP 61031613 A JP61031613 A JP 61031613A JP 3161386 A JP3161386 A JP 3161386A JP 2535820 B2 JP2535820 B2 JP 2535820B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- furnace
- carburizing
- metal material
- carrier gas
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は金属材料の浸炭処理方法に関する。
金属材料である例えば鋼製品の内部を元の状態に保持
してその表面だけを硬化し、該鋼製品の靱性を維持しつ
つ、該鋼製品の耐摩耗性や耐疲労強度性及び耐衝撃性等
を向上させる表面硬化熱処理に、浸炭炉が使用される。
浸炭炉では、メタノールの如きキャリアーガスを炉内に
導入し、その熱分解によって発生する一酸化炭素そして
究極的には炭素それ自体を利用して、これを鋼製品表面
へ浸透拡散することにより浸炭処理する。
してその表面だけを硬化し、該鋼製品の靱性を維持しつ
つ、該鋼製品の耐摩耗性や耐疲労強度性及び耐衝撃性等
を向上させる表面硬化熱処理に、浸炭炉が使用される。
浸炭炉では、メタノールの如きキャリアーガスを炉内に
導入し、その熱分解によって発生する一酸化炭素そして
究極的には炭素それ自体を利用して、これを鋼製品表面
へ浸透拡散することにより浸炭処理する。
本発明はは上記のような浸炭処理方法の改良に関する
ものである。
ものである。
＜従来の技術及びその問題点＞ ところで、前述した浸炭処理では、キャリアーガスと
してメタノール中の炭素は、次式１）〜３）で鋼製品の
鉄と結合する。
してメタノール中の炭素は、次式１）〜３）で鋼製品の
鉄と結合する。
１） CH3OH→CO＋2H2 ２） 2CO→Ｃ＋CO2 ３） Ｃ＋3Fe→Fe3C 浸炭炉内の雰囲気ガスにおいて、鋼製品の表面を浸炭
処理する［Ｃ］は式２）によって支配されるが、式２）
は平衡関係を有するため、式２）の３成分のうちの一つ
である［CO2］を制御すれば、浸炭処理を制御すること
ができることになる。
処理する［Ｃ］は式２）によって支配されるが、式２）
は平衡関係を有するため、式２）の３成分のうちの一つ
である［CO2］を制御すれば、浸炭処理を制御すること
ができることになる。
そこで従来は、炉内へ一定量のキャリアーガスを導入
する一方で、炉内の［CO2］を検出し、その検出値に基
づいて別にエンリッチガスを炉内へ導入することにより
炉内の［CO2］を制御するという浸炭処理方法が行なわ
れている。
する一方で、炉内の［CO2］を検出し、その検出値に基
づいて別にエンリッチガスを炉内へ導入することにより
炉内の［CO2］を制御するという浸炭処理方法が行なわ
れている。
ところが実際には、上記のような従来法によると、処
理品の品質バラツキが大きいという問題点がある。例え
ば所定のビッカーズ硬度を有する処理品を得るのに、有
効浸炭深さのバラツキが大き過ぎるのである。
理品の品質バラツキが大きいという問題点がある。例え
ば所定のビッカーズ硬度を有する処理品を得るのに、有
効浸炭深さのバラツキが大き過ぎるのである。
＜発明が解決しようとする問題点及びその解決手段＞ 本発明は叙上の如き従来の問題点を解決する改良され
た浸炭処理方法を提供するものである。
た浸炭処理方法を提供するものである。
しかして本発明者らは、上記観点で研究した結果、浸
炭処理において、従来のように被処理品の形態と無関係
に一定量のキャリアーガスを炉内へ導入する方法では、
炉内の［CO2］を検出し、そして制御することによる不
備を補えず、そのために処理品の品質バラツキが大きく
なってしまうが、被処理品の形態、特にその表面積に相
応してキャリアーガスの導入量を制御すれば、上記不備
を補ってその処理品の品質バラツキが著しく小さくなる
ことを見出した。すなわち、前記の式２）及び３）は次
式４）で表わされるが、 ４） 2CO＋3Fe→CO2＋Fe3C 式４）のCO2は炭素が例えば鋼製品の鉄へ取り込まれる
際に該鋼製品の表面で主に発生し、そのため該鋼製品の
表面ではCO2濃度が炉内の他の個所よりも高くなってし
まう。ところが、炉内のある個所を検出点とする炉内CO
2の検出とその制御では上記のようなCO2の状態を充分に
補うことができないので、そこに不備が生じる。そして
このような不備は、被処理品である鋼製品の如き金属材
料の形態、特にその表面積が大きい程に助長されるので
ある。
炭処理において、従来のように被処理品の形態と無関係
に一定量のキャリアーガスを炉内へ導入する方法では、
炉内の［CO2］を検出し、そして制御することによる不
備を補えず、そのために処理品の品質バラツキが大きく
なってしまうが、被処理品の形態、特にその表面積に相
応してキャリアーガスの導入量を制御すれば、上記不備
を補ってその処理品の品質バラツキが著しく小さくなる
ことを見出した。すなわち、前記の式２）及び３）は次
式４）で表わされるが、 ４） 2CO＋3Fe→CO2＋Fe3C 式４）のCO2は炭素が例えば鋼製品の鉄へ取り込まれる
際に該鋼製品の表面で主に発生し、そのため該鋼製品の
表面ではCO2濃度が炉内の他の個所よりも高くなってし
まう。ところが、炉内のある個所を検出点とする炉内CO
2の検出とその制御では上記のようなCO2の状態を充分に
補うことができないので、そこに不備が生じる。そして
このような不備は、被処理品である鋼製品の如き金属材
料の形態、特にその表面積が大きい程に助長されるので
ある。
したがって本発明は、炉内へキャリアーガス及びエン
リッチガスを導入して所定雰囲気ガス下に該炉内で金属
材料を浸炭処理するに当たり、金属材料の表面積に相応
してキャリアーガスの導入量を制御し、その一方で検出
される炉内の炭酸ガス濃度によってエンリッチガスの導
入量を制御することを特徴とする金属材料の浸炭処理方
法に係る。
リッチガスを導入して所定雰囲気ガス下に該炉内で金属
材料を浸炭処理するに当たり、金属材料の表面積に相応
してキャリアーガスの導入量を制御し、その一方で検出
される炉内の炭酸ガス濃度によってエンリッチガスの導
入量を制御することを特徴とする金属材料の浸炭処理方
法に係る。
本発明において肝要な点は、所定雰囲気ガス下に金属
材料を浸炭処理するに当たり、該金属材料の表面積に相
応してキャリアーガスの導入量を制御し、その一方で検
出される炉内の炭酸ガス濃度によってエンリッチガスの
導入量を制御するところにある。
材料を浸炭処理するに当たり、該金属材料の表面積に相
応してキャリアーガスの導入量を制御し、その一方で検
出される炉内の炭酸ガス濃度によってエンリッチガスの
導入量を制御するところにある。
以下、図面に基づいて本発明の構成を更に詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施系統を示す全体略視図であ
る。浸炭炉１内に所定の浸炭処理を施す被処理品である
金属材料Ａが位置決めされ、浸炭炉１へそれぞれ自動バ
ルブ2,3を介してキャリアーガスとエンリッチガスが導
入されるようになっている。キャリアーガス用の自動バ
ルブ２は設定器４で制御され、設定器４には金属材料Ａ
の表面積に相応するキャリアーガスの導入量が予め設定
されている。例えば、金属材料Ａが多数の個体からな
り、その表面積の総和が5m2の場合にはキャリアーガス
の導入量が1m3/時、10m2の場合には2m3/時、15m2の場合
には3m3/時というが如くである。一方、エンリッチガス
用の自動バルブ３は調節計５で制御され、調節計５には
CO2分析計６が入力されていて、CO2分析計６の検出端は
浸炭炉１内へと挿入されている。
る。浸炭炉１内に所定の浸炭処理を施す被処理品である
金属材料Ａが位置決めされ、浸炭炉１へそれぞれ自動バ
ルブ2,3を介してキャリアーガスとエンリッチガスが導
入されるようになっている。キャリアーガス用の自動バ
ルブ２は設定器４で制御され、設定器４には金属材料Ａ
の表面積に相応するキャリアーガスの導入量が予め設定
されている。例えば、金属材料Ａが多数の個体からな
り、その表面積の総和が5m2の場合にはキャリアーガス
の導入量が1m3/時、10m2の場合には2m3/時、15m2の場合
には3m3/時というが如くである。一方、エンリッチガス
用の自動バルブ３は調節計５で制御され、調節計５には
CO2分析計６が入力されていて、CO2分析計６の検出端は
浸炭炉１内へと挿入されている。
所望通りの浸炭処理を施す金属材料Ａを浸炭炉１内へ
位置決めし、金属材料Ａの表面積に相応して設定器４を
介し自動バルブ２を作動せしめることにより制御された
量のキャリアーガスを浸炭炉１内へ導入しつつ、その一
方で、浸炭炉１内の炭酸ガス分圧（炭酸ガス濃度）に相
応してCO2分析計６から入力される信号に応じて調節計
５から出力される信号で自動バルブ３を作動せしめるこ
とにより制御された量のエンリッチガスを浸炭炉１内へ
導入し、この間に金属材料Ａを、所定雰囲気ガス下、所
定温度で所定時間、浸炭処理するのである。
位置決めし、金属材料Ａの表面積に相応して設定器４を
介し自動バルブ２を作動せしめることにより制御された
量のキャリアーガスを浸炭炉１内へ導入しつつ、その一
方で、浸炭炉１内の炭酸ガス分圧（炭酸ガス濃度）に相
応してCO2分析計６から入力される信号に応じて調節計
５から出力される信号で自動バルブ３を作動せしめるこ
とにより制御された量のエンリッチガスを浸炭炉１内へ
導入し、この間に金属材料Ａを、所定雰囲気ガス下、所
定温度で所定時間、浸炭処理するのである。
＜実施例＞ 前述した第１図の実施系統にしたがって、次の条件下
で浸炭処理をした。
で浸炭処理をした。
金属材料:SCM415、表面積総和15m2、 キャリアーガス:CH3OH、導入量3m3/時、 エンリッチガス:C3H8、導入量0.15m3/時、 浸炭時間:1時間、 浸炭温度:90℃、 かくして浸炭処理された、ビッカース硬度650の処理
品は、有効浸炭深さ0.27〜0.30mmであった。
品は、有効浸炭深さ0.27〜0.30mmであった。
比較として、その他の条件は同一にし、キャリアーガ
スの導入量を制御することなく1.5m3/時で一定量導入し
た場合、ビッカース硬度650の処理品は、有効浸炭深さ
0.15〜0.30mmのバラツキを有していた。
スの導入量を制御することなく1.5m3/時で一定量導入し
た場合、ビッカース硬度650の処理品は、有効浸炭深さ
0.15〜0.30mmのバラツキを有していた。
＜発明の効果＞ 以上説明した通りであるから、被処理品である金属材
料の表面積に相応してキャリアーガスを導入する本発明
には、その処理品の品質バラツキを著しく減少させるこ
とができるという効果がある。
料の表面積に相応してキャリアーガスを導入する本発明
には、その処理品の品質バラツキを著しく減少させるこ
とができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施系統を示す全体略視図である。 １……浸炭炉、2,3……自動バルブ ４……設定器、５……調節計、６……CO2分析計
Claims (1)
- 【請求項１】炉内へキャリアーガス及びエンリッチガス
を導入して所定雰囲気ガス下に該炉内で金属材料を浸炭
処理するに当たり、金属材料の表面積に相応してキャリ
アーガスの導入量を制御し、その一方で検出される炉内
の炭酸ガス濃度によってエンリッチガスの導入量を制御
することを特徴とする金属材料の浸炭処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031613A JP2535820B2 (ja) | 1986-02-15 | 1986-02-15 | 金属材料の浸炭処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031613A JP2535820B2 (ja) | 1986-02-15 | 1986-02-15 | 金属材料の浸炭処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188770A JPS62188770A (ja) | 1987-08-18 |
| JP2535820B2 true JP2535820B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=12336057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61031613A Expired - Lifetime JP2535820B2 (ja) | 1986-02-15 | 1986-02-15 | 金属材料の浸炭処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535820B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3411605C2 (de) * | 1984-03-29 | 1986-07-17 | Joachim Dr.-Ing. 7250 Leonberg Wünning | Verfahren und Einrichtung zur Gasaufkohlung von Stahl |
-
1986
- 1986-02-15 JP JP61031613A patent/JP2535820B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「浸炭焼入れの実際」（昭５４−８−３０）日刊工業新聞社Ｐ．５６，Ｐ．６３−６７，Ｐ．７８−７９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62188770A (ja) | 1987-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4547228A (en) | Surface treatment of metals | |
| JP2789258B2 (ja) | 鋼材工作物の熱化学処理方法 | |
| US4671496A (en) | Fluidized bed apparatus for treating metals | |
| US4175986A (en) | Inert carrier gas heat treating control process | |
| US5498299A (en) | Process for avoiding surface oxidation in the carburization of steels | |
| DE3361023D1 (en) | Method of heat treating metallic parts by carburization | |
| US4152177A (en) | Method of gas carburizing | |
| US4445945A (en) | Method of controlling furnace atmospheres | |
| US4208224A (en) | Heat treatment processes utilizing H2 O additions | |
| JP2535820B2 (ja) | 金属材料の浸炭処理方法 | |
| EP0626467A4 (en) | PROCESS FOR CONTINUOUS CEMENTING A STRIP. | |
| JP2919654B2 (ja) | 鋼の迅速浸炭法 | |
| US3892597A (en) | Method of nitriding | |
| EP0859067A1 (en) | Method and apparatus for controlling the atmosphere in a heat treatment furnace | |
| CZ326294A3 (en) | Heat treatment process of workpieces under working gas | |
| JPH0138870B2 (ja) | ||
| JPS5582729A (en) | Heat treating method for steel material | |
| SU620512A1 (ru) | Способ цементации стальных деталей | |
| DE50211994D1 (de) | Tallteilen | |
| Nakagawa et al. | Method of continuously carburizing metal strip | |
| SU840196A1 (ru) | Способ нитроцементации деталей изТЕплОпРОчНыХ СТАлЕй | |
| JPS5713169A (en) | Method for controlling concentration of carbon in carburizing atmosphere | |
| ATE188513T1 (de) | Verfahren zum nitrieren und/oder nitrocarburieren metallischer werkstücke | |
| SU1062307A1 (ru) | Способ газовой цементации стальных изделий в проходных печах | |
| Weber | Vacuum Carburizing and Carbonitriding of Powder Metallurgy Ferrous Alloys |