JP2543512B2 - 熱処理雰囲気の制御方法 - Google Patents
熱処理雰囲気の制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属部材のガス浸炭、ガス浸炭窒化、光輝熱
処理等の雰囲気熱処理において、カーボンポテンシャル
又は浸炭層、浸炭窒化層深さを測定し、これにより熱処
理雰囲気を制御する熱処理雰囲気の制御方法に関するも
のである。
処理等の雰囲気熱処理において、カーボンポテンシャル
又は浸炭層、浸炭窒化層深さを測定し、これにより熱処
理雰囲気を制御する熱処理雰囲気の制御方法に関するも
のである。
（従来の技術とその問題点） 従来、ガス浸炭のような雰囲気熱処理を行なう際、浸
炭用ガスの浸炭能力であるカーボンポテンシャルを測定
するため種々の方法が試みられている。
炭用ガスの浸炭能力であるカーボンポテンシャルを測定
するため種々の方法が試みられている。
その方法の一つに鋼箔法がある。この方法はガス浸炭
を行なっている雰囲気中に鋼箔を配置して浸炭を行な
い、この鋼箔を冷却してから化学分析し、鋼箔中の炭素
量からカーボンポテンシャルを測定するものである。従
って、その測定には長時間を要し、測定されたカーボン
ポテンシャルから直ちに浸炭雰囲気を制御することはで
きない。
を行なっている雰囲気中に鋼箔を配置して浸炭を行な
い、この鋼箔を冷却してから化学分析し、鋼箔中の炭素
量からカーボンポテンシャルを測定するものである。従
って、その測定には長時間を要し、測定されたカーボン
ポテンシャルから直ちに浸炭雰囲気を制御することはで
きない。
また露点法と称するカーボンポテンシャルの測定法で
は、雰囲気ガス中のH2Oの量を露点において求めた後、
化学平衡式CO＋H2Ｃ＋H2Oにおいて、COとH2とが一定
であることからＣの量を計算し、間接的にカーボンポテ
シャルを求めている。この方法は間接的にカーボンポテ
ンシャルの値を類推するに過ぎず、鋼に対する浸炭能力
を求めることはできない。
は、雰囲気ガス中のH2Oの量を露点において求めた後、
化学平衡式CO＋H2Ｃ＋H2Oにおいて、COとH2とが一定
であることからＣの量を計算し、間接的にカーボンポテ
シャルを求めている。この方法は間接的にカーボンポテ
ンシャルの値を類推するに過ぎず、鋼に対する浸炭能力
を求めることはできない。
またCO2分析法では、浸炭雰囲気ガス中のCO2の量を通
常の赤外線分析により求め、この値から2COＣ＋CO2の
化学平衡式で間接的に炭素量を求めるものである。この
方法も上記露点法と同様、間接的にカーボンポテンシャ
ルを求めるに過ぎず、直接鋼に対する浸炭能力を求める
ことはできない。
常の赤外線分析により求め、この値から2COＣ＋CO2の
化学平衡式で間接的に炭素量を求めるものである。この
方法も上記露点法と同様、間接的にカーボンポテンシャ
ルを求めるに過ぎず、直接鋼に対する浸炭能力を求める
ことはできない。
また最近では酸素濃淡電池の原理を利用する酸素セン
サによるカーボンポテンシャルの測定法も使用されてい
るがこの方法も雰囲気ガス中の酸素量からカーボンポテ
ンシャルを間接的に類推するに過ぎず、直接浸炭能力を
求めることはできない。
サによるカーボンポテンシャルの測定法も使用されてい
るがこの方法も雰囲気ガス中の酸素量からカーボンポテ
ンシャルを間接的に類推するに過ぎず、直接浸炭能力を
求めることはできない。
以上の従来の方法はいずれも面倒で時間のかかる操作
が必要であり、しかも間接的な方法によるため、正しい
カーボンポテンシャルを求めることが極めて困難であ
る。
が必要であり、しかも間接的な方法によるため、正しい
カーボンポテンシャルを求めることが極めて困難であ
る。
直接カーボンポテンシャルを求めることができる方法
が最もよいと考えられるが、その試みとして、鋼線を浸
炭後、これを炉外に出して冷却した後、常温で電気抵抗
を測定し、その電気抵抗値から鋼線に浸炭された炭素量
を求め、カーボンポテンシャルを求める方法が従来から
行なわれている。しかし、この方法は鋼線を炉外で冷却
するため、測定に時間を要し、測定結果から直ちに熱処
理雰囲気を制御することができない欠点がある。
が最もよいと考えられるが、その試みとして、鋼線を浸
炭後、これを炉外に出して冷却した後、常温で電気抵抗
を測定し、その電気抵抗値から鋼線に浸炭された炭素量
を求め、カーボンポテンシャルを求める方法が従来から
行なわれている。しかし、この方法は鋼線を炉外で冷却
するため、測定に時間を要し、測定結果から直ちに熱処
理雰囲気を制御することができない欠点がある。
以上、ガス浸炭の場合を述べたが、ガス浸炭窒化の場
合も全く同様である。
合も全く同様である。
以上のようにカーボンポテンシャルを測定して、熱処
理中の熱処理雰囲気を直ちに制御することは従来全く不
可能なことであった。また熱処理中に進行している浸炭
層又は浸炭窒化層の深さを測定して、熱処理雰囲気を制
御することも不可能なことであった。
理中の熱処理雰囲気を直ちに制御することは従来全く不
可能なことであった。また熱処理中に進行している浸炭
層又は浸炭窒化層の深さを測定して、熱処理雰囲気を制
御することも不可能なことであった。
（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため、本発明は、ガス浸炭、
ガス浸炭窒化、光輝熱処理等の雰囲気熱処理において、
熱処理雰囲気の温度を測定し、熱処理雰囲気に配置した
鉄鋼部材の電気抵抗変化を熱処理中に測定し、前記測定
した温度における電気抵抗と炭素量（浸炭層又は浸炭窒
化層の深さ）との関係のテーブルから前記熱処理雰囲気
の実際のカーボンポテンシャル（浸炭層又は浸炭窒化層
の深さ）を求め、この実際の測定カーボンポテンシャル
（浸炭層又は浸炭窒化層の深さ）を目標カーボンポテン
シャル（浸炭層又は浸炭窒化層の深さ）に達するよう雰
囲気ガスの量を制御することよりなることを特徴とす
る。
ガス浸炭窒化、光輝熱処理等の雰囲気熱処理において、
熱処理雰囲気の温度を測定し、熱処理雰囲気に配置した
鉄鋼部材の電気抵抗変化を熱処理中に測定し、前記測定
した温度における電気抵抗と炭素量（浸炭層又は浸炭窒
化層の深さ）との関係のテーブルから前記熱処理雰囲気
の実際のカーボンポテンシャル（浸炭層又は浸炭窒化層
の深さ）を求め、この実際の測定カーボンポテンシャル
（浸炭層又は浸炭窒化層の深さ）を目標カーボンポテン
シャル（浸炭層又は浸炭窒化層の深さ）に達するよう雰
囲気ガスの量を制御することよりなることを特徴とす
る。
（作 用） まず熱処理雰囲気のカーボンポテンシャルを求めて熱
処理雰囲気を制御する場合の作用を説明する。
処理雰囲気を制御する場合の作用を説明する。
例えば浸炭を行なう際のカーボンポテンシャル測定セ
ンサの断面の炭素の濃度曲線の一例を第１図に示す。こ
れから明らかなようにまず浸炭（Ｉ）が行なわれ、次に
炭素が拡散（II）により表面の炭素量は減少するが、内
部の炭素量が高くなり、浸炭層深さは深くなっている。
そのプロセスの温度と時間との関係を第２図に示す。T1
は浸炭温度、t1は浸炭時間、T2は拡散温度、t2は拡散時
間である。またこのように浸炭から拡散に移る間の電気
抵抗の変化は第３図に示すとおりである。従って熱処理
中にカーボンポテンシャル測定センサによって電気抵抗
の変化を測定すれば、浸炭中なのか、拡散中なのかもわ
かり、カーボンポテンシャルを正確に測定することがで
きる。
ンサの断面の炭素の濃度曲線の一例を第１図に示す。こ
れから明らかなようにまず浸炭（Ｉ）が行なわれ、次に
炭素が拡散（II）により表面の炭素量は減少するが、内
部の炭素量が高くなり、浸炭層深さは深くなっている。
そのプロセスの温度と時間との関係を第２図に示す。T1
は浸炭温度、t1は浸炭時間、T2は拡散温度、t2は拡散時
間である。またこのように浸炭から拡散に移る間の電気
抵抗の変化は第３図に示すとおりである。従って熱処理
中にカーボンポテンシャル測定センサによって電気抵抗
の変化を測定すれば、浸炭中なのか、拡散中なのかもわ
かり、カーボンポテンシャルを正確に測定することがで
きる。
第４図はカーボンポテンシャル測定センサの炭素量と
電気抵抗との関係をT1〜T4の温度について示したもので
ある。例えば熱電対で測定したガス雰囲気の温度がT3℃
で、カーボンポテンシャル計で測定したカーボンポテン
シャル測定センサの電気抵抗がR1（μΩ）であればその
時のカーボンポテンシャル測定センサの炭素量はC1％で
あり、直接カーボンポテンシャルC1％を求めることがで
きる。また逆に温度T3℃においてカーボンポテンシャル
をC1％にすることを希望する場合には、第４図において
カーボンポテンシャル測定センサの浸炭前の電気抵抗を
R0とすればR1−R0＝ΔＲのΔＲを求め、第５図からT3℃
におけるカーボンポテンシャルの変化ΔCpを求め、制御
器により制御弁を制御して雰囲気ガスを制御することが
できる。
電気抵抗との関係をT1〜T4の温度について示したもので
ある。例えば熱電対で測定したガス雰囲気の温度がT3℃
で、カーボンポテンシャル計で測定したカーボンポテン
シャル測定センサの電気抵抗がR1（μΩ）であればその
時のカーボンポテンシャル測定センサの炭素量はC1％で
あり、直接カーボンポテンシャルC1％を求めることがで
きる。また逆に温度T3℃においてカーボンポテンシャル
をC1％にすることを希望する場合には、第４図において
カーボンポテンシャル測定センサの浸炭前の電気抵抗を
R0とすればR1−R0＝ΔＲのΔＲを求め、第５図からT3℃
におけるカーボンポテンシャルの変化ΔCpを求め、制御
器により制御弁を制御して雰囲気ガスを制御することが
できる。
次に、浸炭層、浸炭窒化層等の深さを求めて熱処理雰
囲気を制御する場合の作用を説明する。
囲気を制御する場合の作用を説明する。
第６図に示すようにカーボンポテンシャル測定センサ
の直径をＤ、浸炭層の深さをｈとするとＤ≫ｈである。
浸炭温度T1＞T2＞T3℃とｈとの関係は第７図に示すとお
りである。浸炭温度T2℃で電気抵抗がR1μΩのとき浸炭
層の深さはh1mmである。時間をｔとすると抵抗の変化量
ΔＲの時間的割合ΔR/tから浸炭速度Δh/tを求めること
ができる。また浸炭層の深さｈを電気抵抗の変化量ΔＲ
によって制御することができる。ガス浸炭の場合を説明
したがガス浸炭窒化の場合も同様である。
の直径をＤ、浸炭層の深さをｈとするとＤ≫ｈである。
浸炭温度T1＞T2＞T3℃とｈとの関係は第７図に示すとお
りである。浸炭温度T2℃で電気抵抗がR1μΩのとき浸炭
層の深さはh1mmである。時間をｔとすると抵抗の変化量
ΔＲの時間的割合ΔR/tから浸炭速度Δh/tを求めること
ができる。また浸炭層の深さｈを電気抵抗の変化量ΔＲ
によって制御することができる。ガス浸炭の場合を説明
したがガス浸炭窒化の場合も同様である。
以上から明らかなように、本発明では鉄鋼部材、特に
極低炭素鋼の線状、板状又はコイル状のカーボンポテン
シャル測定センサを熱処理雰囲気に配置して、カーボン
ポテンシャル測定センサの電気抵抗の変化を熱処理中に
測定することによってカーボンポテンシャル測定センサ
の炭素量を求め、直接カーボンポテンシャルを求めるこ
とができる。またこのカーボンポテンシャル測定センサ
の電気抵抗の変化から浸炭層又は浸炭窒化層の深さを求
めることができる。従って熱処理中に測定したカーボン
ポテンシャル又は浸炭層又は浸炭窒化層の深さから熱処
理雰囲気を制御することができる。
極低炭素鋼の線状、板状又はコイル状のカーボンポテン
シャル測定センサを熱処理雰囲気に配置して、カーボン
ポテンシャル測定センサの電気抵抗の変化を熱処理中に
測定することによってカーボンポテンシャル測定センサ
の炭素量を求め、直接カーボンポテンシャルを求めるこ
とができる。またこのカーボンポテンシャル測定センサ
の電気抵抗の変化から浸炭層又は浸炭窒化層の深さを求
めることができる。従って熱処理中に測定したカーボン
ポテンシャル又は浸炭層又は浸炭窒化層の深さから熱処
理雰囲気を制御することができる。
（実施例） 本発明の好適な実施例を説明する。第８図に本発明方
法を実施するガス浸炭炉２とその付属装置を示す。この
ガス浸炭炉２はファン４の他に例えばキャリヤーガス、
エンリッチガス及びアンモニヤをガス浸炭炉に導入する
ためのガス導入管6,8,10を具え、それぞれ制御弁12,14,
16を有する雰囲気ガス源18,20,22からガスをガス浸炭炉
２に供給する。
法を実施するガス浸炭炉２とその付属装置を示す。この
ガス浸炭炉２はファン４の他に例えばキャリヤーガス、
エンリッチガス及びアンモニヤをガス浸炭炉に導入する
ためのガス導入管6,8,10を具え、それぞれ制御弁12,14,
16を有する雰囲気ガス源18,20,22からガスをガス浸炭炉
２に供給する。
本発明方法を実施するための装置はガス浸炭炉２の炉
壁を通じてカーボンポテンシャル測定センサ24を炉内に
突出するカーボンポテンシャル測定具26と、電気抵抗測
定器を含むカーボンポテンシャル計28と、このカーボン
ポテンシャル計28からの信号に基づいて制御弁12,14,16
を制御する制御器30とを具える。
壁を通じてカーボンポテンシャル測定センサ24を炉内に
突出するカーボンポテンシャル測定具26と、電気抵抗測
定器を含むカーボンポテンシャル計28と、このカーボン
ポテンシャル計28からの信号に基づいて制御弁12,14,16
を制御する制御器30とを具える。
第９図にカーボンポテンシャル測定具26の詳細を断面
図で示す。カーボンポテンシャル測定センサ24を極低炭
素鋼線で構成する。抵抗測定用導線32の一部を33のよう
に太くし、電気抵抗を小さくし、抵抗測定用導線32が熱
による影響を受けないようにする。この抵抗測定用導線
32を保護管34内に配置する。また温度測定のための熱電
対36を設けてもよい。このような極低炭素鋼線をカーボ
ンポテンシャル測定センサとして使用する時は、第４図
に示すように、例えば熱電対36で測定したガス雰囲気の
温度がT3℃で、カーボンポテンシャル計28で測定したカ
ーボンポテンシャル測定センサ24の電気抵抗がR1μΩで
あればその時のカーボンポテンシャル測定センサ24の炭
素量はC1％であることは（作用）の項で説明したとおり
であり、直接カーボンポテンシャルC1％を求めることが
できる。また逆に温度T3℃において、カーボンポテンシ
ャルをC1％にすることを希望する場合には第４図のΔＲ
を求め、第５図から雰囲気温度T3℃におけるカーボンポ
テンシャルの変化ΔCpを求め、制御器30により制御弁1
2,14,16のいずれか又は全部を制御して雰囲気ガスを制
御することができる。
図で示す。カーボンポテンシャル測定センサ24を極低炭
素鋼線で構成する。抵抗測定用導線32の一部を33のよう
に太くし、電気抵抗を小さくし、抵抗測定用導線32が熱
による影響を受けないようにする。この抵抗測定用導線
32を保護管34内に配置する。また温度測定のための熱電
対36を設けてもよい。このような極低炭素鋼線をカーボ
ンポテンシャル測定センサとして使用する時は、第４図
に示すように、例えば熱電対36で測定したガス雰囲気の
温度がT3℃で、カーボンポテンシャル計28で測定したカ
ーボンポテンシャル測定センサ24の電気抵抗がR1μΩで
あればその時のカーボンポテンシャル測定センサ24の炭
素量はC1％であることは（作用）の項で説明したとおり
であり、直接カーボンポテンシャルC1％を求めることが
できる。また逆に温度T3℃において、カーボンポテンシ
ャルをC1％にすることを希望する場合には第４図のΔＲ
を求め、第５図から雰囲気温度T3℃におけるカーボンポ
テンシャルの変化ΔCpを求め、制御器30により制御弁1
2,14,16のいずれか又は全部を制御して雰囲気ガスを制
御することができる。
実施例１ ガス浸炭炉２でブタンの吸熱型変成ガスを使用し、ブ
タンのエンリッチガスを使用した。カーボンポテンシャ
ル測定センサとして炭素量0.02％の低炭素鋼の直径0.2m
mの鋼線を用いた。
タンのエンリッチガスを使用した。カーボンポテンシャ
ル測定センサとして炭素量0.02％の低炭素鋼の直径0.2m
mの鋼線を用いた。
浸炭中、930℃で電気抵抗率115μΩ・cmに対応する炭
素量即ちカーボンポテンシャルは0.81％Ｃであった。
素量即ちカーボンポテンシャルは0.81％Ｃであった。
また抵抗変化率ΔＲは４μΩ・cmであった。このΔＲ
からカーボンポテンシャルの変化ΔCpを求め、雰囲気ガ
スのエンリッチ量を変化させてガス浸炭雰囲気を制御し
た。
からカーボンポテンシャルの変化ΔCpを求め、雰囲気ガ
スのエンリッチ量を変化させてガス浸炭雰囲気を制御し
た。
実施例２ ブタン吸熱型変成ガス、ブタンエンリッチガス及びア
ンモニヤガスを使用し、アンモニヤガスによるガス浸炭
窒化を行なった。実施例１と同様にカーボンポテンシャ
ルを電気抵抗から求めることができた。
ンモニヤガスを使用し、アンモニヤガスによるガス浸炭
窒化を行なった。実施例１と同様にカーボンポテンシャ
ルを電気抵抗から求めることができた。
実施例３ カーボンポテンシャル測定センサとして極低炭素鋼線
で比較的直径の大きいものを使用した。第６図につき
（作用）の項で説明したように、この鋼線の直径をＤ、
浸炭層の深さをｈとするとＤ≫ｈである。
で比較的直径の大きいものを使用した。第６図につき
（作用）の項で説明したように、この鋼線の直径をＤ、
浸炭層の深さをｈとするとＤ≫ｈである。
また第７図につき（作用）の項で説明したように浸炭
温度T2℃で電気抵抗がR1μΩのとき浸炭層の深さはh1mm
であった。時間をｔとすると抵抗の変化量ΔＲの時間的
割合ΔR/tから浸炭速度Δh/tを求めることができた。ま
た浸炭層の深さｈを電気抵抗の変化量ΔＲによって制御
することができた。ガス浸炭窒化についても実施したが
ガス浸炭の場合と同様有利に制御することができた。
温度T2℃で電気抵抗がR1μΩのとき浸炭層の深さはh1mm
であった。時間をｔとすると抵抗の変化量ΔＲの時間的
割合ΔR/tから浸炭速度Δh/tを求めることができた。ま
た浸炭層の深さｈを電気抵抗の変化量ΔＲによって制御
することができた。ガス浸炭窒化についても実施したが
ガス浸炭の場合と同様有利に制御することができた。
上記の実施例1,2及び３においてカーボンポテンシャ
ル測定センサとして熱処理する部品と同一の鋼種のセン
サを使用すれば、さらにカーボンポテンシャルC1％また
は浸炭層の深さｈは精度高く測定することができる。例
えばクロムモリブデン鋼SCM420の歯車のガス浸炭におい
てSCM420の鋼線をセンサとして使用し、好結果を得た。
ル測定センサとして熱処理する部品と同一の鋼種のセン
サを使用すれば、さらにカーボンポテンシャルC1％また
は浸炭層の深さｈは精度高く測定することができる。例
えばクロムモリブデン鋼SCM420の歯車のガス浸炭におい
てSCM420の鋼線をセンサとして使用し、好結果を得た。
実施例４ 鋼の光輝焼なまし、光輝焼ならし、光輝固溶化処理等
の光輝熱処理を実施した。
の光輝熱処理を実施した。
第10図に示すように、炭素量C0′％のカーボンポテン
シャル測定センサを使用し、吸熱型変成ガスを使用した
雰囲気熱処理炉内にこのカーボンポテンシャル測定セン
サを入れて加熱した時に、もしカーボンポテンシャルが
低下したとすると、電気抵抗も低下し、電気抵抗はR0′
からR1′になるから、R1′に対応する炭素量はC1′とな
る。C1′＜C0′であるから明らかに脱炭現象を呈するこ
とになる。そこで常に電気抵抗がR0′になるようにガス
雰囲気を制御したところ、脱炭を防止し、好結果が得ら
れた。
シャル測定センサを使用し、吸熱型変成ガスを使用した
雰囲気熱処理炉内にこのカーボンポテンシャル測定セン
サを入れて加熱した時に、もしカーボンポテンシャルが
低下したとすると、電気抵抗も低下し、電気抵抗はR0′
からR1′になるから、R1′に対応する炭素量はC1′とな
る。C1′＜C0′であるから明らかに脱炭現象を呈するこ
とになる。そこで常に電気抵抗がR0′になるようにガス
雰囲気を制御したところ、脱炭を防止し、好結果が得ら
れた。
実施例５ 第９図のカーボンポテンシャル測定具26はカーボンポ
テンシャル測定センサと、温度計としての熱電対とを組
合せたものである。実施例５では第11図（ａ）に示すよ
うにカーボンポテンシャル測定センサ38は極低炭素鋼、
又は熱処理すべき部品と同一の鋼種であって浸炭できる
材料から成る測定センサであり、非浸炭性金属から成る
温度補正線42を具えたカーボンポテンシャル測定具44を
使用した。抵抗測定用導線40の一部を41のよにに太くし
たことは第９図の場合と同様である。46は保護管であ
る。カーボンポテンシャル測定センサ38と温度補正線42
とによって第11図（ｂ）のようにホイートストンブリッ
ジ回路を構成した。このような温度補正回路は既知のも
のなのでこれ以上の説明は省略する。カーボンポテンシ
ャル測定センサの電気抵抗を温度補正しながら測定し
た。
テンシャル測定センサと、温度計としての熱電対とを組
合せたものである。実施例５では第11図（ａ）に示すよ
うにカーボンポテンシャル測定センサ38は極低炭素鋼、
又は熱処理すべき部品と同一の鋼種であって浸炭できる
材料から成る測定センサであり、非浸炭性金属から成る
温度補正線42を具えたカーボンポテンシャル測定具44を
使用した。抵抗測定用導線40の一部を41のよにに太くし
たことは第９図の場合と同様である。46は保護管であ
る。カーボンポテンシャル測定センサ38と温度補正線42
とによって第11図（ｂ）のようにホイートストンブリッ
ジ回路を構成した。このような温度補正回路は既知のも
のなのでこれ以上の説明は省略する。カーボンポテンシ
ャル測定センサの電気抵抗を温度補正しながら測定し
た。
以上の実施例ではいずれも線状のカーボンポテンシャ
ル測定センサを使用したが、板状の測定センサでもよ
い。板状の測定センサは表面積が広いため抵抗値が大き
く変るから測定精度を高くすることができる。また測定
センサはコイル状でもよい。この場合は長さが長くなる
ため抵抗値の変化が大きいので測定精度を高くすること
ができる。
ル測定センサを使用したが、板状の測定センサでもよ
い。板状の測定センサは表面積が広いため抵抗値が大き
く変るから測定精度を高くすることができる。また測定
センサはコイル状でもよい。この場合は長さが長くなる
ため抵抗値の変化が大きいので測定精度を高くすること
ができる。
（効 果） 本発明はガス浸炭、ガス浸炭窒化、光輝熱処理等の熱
処理中に、熱処理雰囲気中に配置したカーボンポテンシ
ャル測定センサによって、刻々その電気抵抗の変化を測
定することにより、熱処理雰囲気のカーボンポテンシャ
ルを求めることができ、同時に熱処理部品内の浸炭層深
さ、浸炭窒化層深さを測定することができるので、熱処
理操業中に熱処理雰囲気を適正に制御することができ
る。測定には、直接カーボンポテンシャルを測定するこ
とができ、時間を要せず、安価な測定器によって容易に
測定を行なうことができるので、熱処理操業費も安価と
なり、適切に熱処理された熱処理部品を安価に生産する
ことができ、生産性の向上と品質の向上とに貢献すると
ころ極めて大である。
処理中に、熱処理雰囲気中に配置したカーボンポテンシ
ャル測定センサによって、刻々その電気抵抗の変化を測
定することにより、熱処理雰囲気のカーボンポテンシャ
ルを求めることができ、同時に熱処理部品内の浸炭層深
さ、浸炭窒化層深さを測定することができるので、熱処
理操業中に熱処理雰囲気を適正に制御することができ
る。測定には、直接カーボンポテンシャルを測定するこ
とができ、時間を要せず、安価な測定器によって容易に
測定を行なうことができるので、熱処理操業費も安価と
なり、適切に熱処理された熱処理部品を安価に生産する
ことができ、生産性の向上と品質の向上とに貢献すると
ころ極めて大である。
第１図はカーボンポテンシャル測定センサの浸炭と拡散
とによる炭素量と表面からの距離との関係を示すグラ
フ、 第２図は浸炭と拡散とのプロセスを時間と温度との関係
で示す線図、 第３図は浸炭と拡散とが行なわれる間の電気抵抗の変化
を示すグラフ、 第４図はカーボンポテンシャル測定センサの電気抵抗と
炭素量との関係を示すグラス、 第５図は電気抵抗変化量と、カーボンポテンシャルの変
化との関係を示すグラフ、 第６図はカーボンポテンシャル測定センサの直径と浸炭
深さとの関係を示す断面図、 第７図はカーボンポテンシャル測定センサの浸炭層深さ
と電気抵抗との関係を示すグラフ、 第８図は本発明方法を実施するガス浸炭炉とその付属装
置の配置図、 第９図は本発明方法の実施に使用するカーボンポシンシ
ャル測定具の断面図、 第10図はカーボンポテンシャル測定センサの炭素量と電
気抵抗との関係を示すグラフ、 第11図（ａ）は温度補正線を具えた本発明方法に使用す
るカーボンポテンシャル測定具の断面図及び第11図
（ｂ）はホイートストンブリッジ回路を示す図である。 ２……ガス浸炭炉、４……フアン 6,8,10……ガス導入管 12,14,16……制御弁 18,20,22……雰囲気ガス源 24……カーボンポテンシャル測定センサ 26……カーボンポテンシャル測定具 28……カーボンポテンシャル計 30……制御器、32……抵抗測定用導線 33……導線32の太い部分、34……保護管 36……熱電対 38……カーボンポテンシャル測定センサ 40……抵抗測定用導線、40……導線40の太い部分 42……温度補正線 44……カーボンポテンシャル測定具 46……保護管
とによる炭素量と表面からの距離との関係を示すグラ
フ、 第２図は浸炭と拡散とのプロセスを時間と温度との関係
で示す線図、 第３図は浸炭と拡散とが行なわれる間の電気抵抗の変化
を示すグラフ、 第４図はカーボンポテンシャル測定センサの電気抵抗と
炭素量との関係を示すグラス、 第５図は電気抵抗変化量と、カーボンポテンシャルの変
化との関係を示すグラフ、 第６図はカーボンポテンシャル測定センサの直径と浸炭
深さとの関係を示す断面図、 第７図はカーボンポテンシャル測定センサの浸炭層深さ
と電気抵抗との関係を示すグラフ、 第８図は本発明方法を実施するガス浸炭炉とその付属装
置の配置図、 第９図は本発明方法の実施に使用するカーボンポシンシ
ャル測定具の断面図、 第10図はカーボンポテンシャル測定センサの炭素量と電
気抵抗との関係を示すグラフ、 第11図（ａ）は温度補正線を具えた本発明方法に使用す
るカーボンポテンシャル測定具の断面図及び第11図
（ｂ）はホイートストンブリッジ回路を示す図である。 ２……ガス浸炭炉、４……フアン 6,8,10……ガス導入管 12,14,16……制御弁 18,20,22……雰囲気ガス源 24……カーボンポテンシャル測定センサ 26……カーボンポテンシャル測定具 28……カーボンポテンシャル計 30……制御器、32……抵抗測定用導線 33……導線32の太い部分、34……保護管 36……熱電対 38……カーボンポテンシャル測定センサ 40……抵抗測定用導線、40……導線40の太い部分 42……温度補正線 44……カーボンポテンシャル測定具 46……保護管
Claims (2)
- 【請求項１】ガス浸炭、ガス浸炭窒化、光輝熱処理等の
雰囲気熱処理において、 熱処理雰囲気の温度を測定し、 熱処理雰囲気に配置した鉄鋼部材の電気抵抗変化を熱処
理中に測定し、 前記測定した温度における電気抵抗と炭素量との関係の
テーブルから前記熱処理雰囲気の実際のカーボンポテン
シャルを求め、 この実際の測定カーボンポテンシャルを目標カーボンポ
テンシャルに達するよう雰囲気ガスの量を制御すること よりなることを特徴とする熱処理雰囲気の制御方法。 - 【請求項２】ガス浸炭、ガス浸炭窒化、光輝熱処理等の
雰囲気熱処理において、 熱処理雰囲気の温度を測定し、 熱処理雰囲気に配置した鉄鋼部材の電気抵抗変化を熱処
理中に測定し、 前記測定した温度における電気抵抗と浸炭層又は浸炭窒
化層の深さとの関係のテーブルから前記熱処理雰囲気の
実際の浸炭層又は浸炭窒化層の深さを求め、 この実際の測定浸炭層又は浸炭窒化層の深さを目標浸炭
層又は浸炭窒化層の深さに達するよう雰囲気ガスの量を
制御すること よりなることを特徴とする熱処理雰囲気の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001131A JP2543512B2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 熱処理雰囲気の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001131A JP2543512B2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 熱処理雰囲気の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171864A JPS63171864A (ja) | 1988-07-15 |
| JP2543512B2 true JP2543512B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=11492890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62001131A Expired - Fee Related JP2543512B2 (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 熱処理雰囲気の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543512B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5139584A (en) * | 1989-07-13 | 1992-08-18 | Solo Fours Industriels Sa | Carburization process |
-
1987
- 1987-01-08 JP JP62001131A patent/JP2543512B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63171864A (ja) | 1988-07-15 |
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