JP2753647B2 - ガス軟窒化方法 - Google Patents

ガス軟窒化方法

Info

Publication number
JP2753647B2
JP2753647B2 JP2100664A JP10066490A JP2753647B2 JP 2753647 B2 JP2753647 B2 JP 2753647B2 JP 2100664 A JP2100664 A JP 2100664A JP 10066490 A JP10066490 A JP 10066490A JP 2753647 B2 JP2753647 B2 JP 2753647B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
nitriding
chamber
charging
nitrocarburizing
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
Application number
JP2100664A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04364A (ja
Inventor
徹夫 近藤
達矢 森島
治樹 山田
好良 中谷
俊幸 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chugai Ro Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Chugai Ro Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chugai Ro Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Chugai Ro Co Ltd
Priority to JP2100664A priority Critical patent/JP2753647B2/ja
Publication of JPH04364A publication Critical patent/JPH04364A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2753647B2 publication Critical patent/JP2753647B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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、鉄鋼部品をガス軟窒化するための方法に関
する。
(従来の技術) 軟窒化処理は、主として耐摩耗性と耐疲労性との向上
を目的に行われるもので、従来一般には塩浴中で処理し
ていた。しかしながら、この塩浴は有害なシアンを含む
ために公害問題を引き起こす危険があり、そこで、最近
は窒化ガス中で処理するガス軟窒化が多用されるように
なってきている。このガス軟窒化処理には、軟窒化温度
(550〜650℃)に保持した炉内にアンモニアガス(N
H3)と吸熱型変成ガスを導入して行う方法があるが、最
近では、吸熱型変成ガスを生産するためのわずらわしさ
を避けかつ窒化時間を早めるため、窒化ガスとしてNH3
ガス、CO2ガスおよびN2ガスを直接炉内に導入して行う
方法が実用化されている(特開昭62−270761号、特開昭
63−255355号公報等)。
ところで、上記NH3、CO2、N2の混合ガスは軟窒化温度
下の炉内で以下のように反応する。
2NH32(N)+3H2 ……(1) CO2+H2CO+H2O ……(2) 2CO(C)+CO2 ……(3) すなわち、NH3は(1)式により分解して発生期の
(N)を生成し、これがワークWの表面に侵入して窒化
反応が起こる。またCO2は(1)式で生成したH2と反応
してCOとH2O(水蒸気)を生成し、このCOは、さらに
(3)式によって発生期の(C)を生成し、これがワー
ク表面に侵入していわゆる浸炭が起こる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記混合ガスを用いる軟窒化方法によ
れば、混合ガス中に含むCO2ガスおよび上記反応で生じ
たH2Oがワーク表面において酸化反応を起こし、これに
起因して窒化物層中にポーラス部が発生して、表面硬さ
や耐摩耗性の低下、あるいは摺動特性や剛性の低下を招
き、窒化部品の性能が安定しないという問題があった。
本発明は、上記従来の問題を解決することを課題とし
てなされたもので、その目的とするところは、窒化物層
のポーラス化現象を抑制し、もって性能的に安定した窒
化部品を得ることができるガス軟窒化方法を提供するこ
とにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するため、洗浄処理した鉄
鋼部品を真空または窒素雰囲気中で昇温した後、NH3、C
O2およびN2の供給雰囲気中でかつ500〜600Torrの減圧下
で軟窒化温度に所定時間加熱し、引続き強制冷却するよ
うにしたことを特徴とする。
本発明の方法を実行するには、窒化処理室に真空ポン
プを接続して室内を任意に真空排気できるようにすると
共に、窒化処理室にNH3、CO2およびN2ガスの導入口を設
けて、これらガスを所定の配合で室内に導入できるよう
にする。この場合、NH3、CO2およびN2ガスの導入口は、
ガス相互の反応に起因するガス導入口の目詰まりを防止
するため、それぞれ分離独立して設けるのが望ましい。
軟窒化処理に際しては、ワークの表面から切削油、防
錆油等の不純物を予め除去する必要があるが、本発明
は、この不純物の除去方法を限定するものでなく、有機
溶剤やアルカリ溶剤による洗浄、直火バーナの燃焼生成
ガスによる加熱気化、あるいは間接加熱による加熱気化
洗浄を採用することができるが、ワーク表面に薄い酸化
膜を形成することが軟窒化処理の促進に有効なことか
ら、間接加熱による加熱気化洗浄を採用するのが望まし
い。また軟窒化処理に際しては、安定な窒化物層を得る
ため、窒化処理後にワークを強制冷却する必要がある
が、本発明は、この冷却の方法も限定するものでなく、
ガス冷却または液中冷却をすることができる。
(作用) 上記構成のガス軟窒化方法においては、500〜600Torr
の減圧下で窒化することにより、CO2、H2O等の酸化性ガ
スによる酸化反応が抑制され、窒化物層のポーラス化現
象が抑えられる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
第1、2図は、本発明にかゝるガス軟窒化方法を実行
するためのガス軟窒化処理装置を示したものである。こ
れらの図において、ガス軟窒化処理装置1は、断熱材を
内張りした窒化処理室2と水冷ジャケット構造の装入兼
冷却室3を備え、両室を直列に配置している。窒化処理
室2は、装入兼冷却室3に対面する側にワークが通過す
る開口7を設けている。また装入兼冷却室3は、その
前、後にワークが通過する開口9,10を設けている。窒化
処理室2の開口7および装入兼冷却室3の開口9,10には
装入扉11,12,13がそれぞれ付設されており、各室2,3は
密閉室と区画されている。
窒化処理室2の扉11と装入兼冷却室3の扉13とは、連
結体14を介して一体化されて中間扉15を構成している。
また窒化処理室2と装入兼冷却室3との間には扉フード
16が配設され、両室2,3は密閉状態で連接している。扉
フード16の上端にはシリンダ17が固定されており、シリ
ンダ17の出力軸17aには前記連結体14が連結されてい
る。すなわち、中間扉15はシリンダ17の作動により上下
動するようになっている。一方、装入兼冷却室3の扉12
は支持フレーム18に固定したシリンダ19の出力軸19aに
連結されており、該扉12はシリンダ19の作動により上下
動し、開口12を開閉する。
窒化処理室2にはヒータ20とフアン21とが配設され、
また装入兼冷却室3にはフアン23が配設されている。ま
た窒化処理室2内および装入兼冷却室3内にはワークW
を搬送するローラコンベア25が配設されている。ローラ
コンベア25を構成する各ローラ26は、第2図に示すよう
に、その両端部が窒化処理室2(装入兼冷却室3につい
ても同じ)の側壁を貫通して水平方向へ引き出されてい
る。各ローラ26が引き出された窒化処理室2の外壁部分
には、該ローラ26を気密下に挿通させて内部へのエアの
流入を規制するシール箱27が固設されている。なお、ロ
ーラコンベア25は、各ローラ26の一端部に固定したスプ
ロケット28に掛けたチェーン(図示略)によって回転駆
動されるようになっている。
しかして、窒化処理室2の天井にはNH3ガス導入口30
およびCO2ガス導入口31が設けられ、NH3ガス導入口30に
はNH3ガスの発生源(図示略)に通じる配管32の一端
が、CO2ガス導入口31にはCO2ガスの発生源(図示略)に
通じる配管33の一端がそれぞれ接続されている(第2
図)。また上記シール箱27には、N2ガスの発生源(図示
略)に通じる配管34の一端が接続されており、該配管34
を給送されたN2ガスがローラ26の挿通隙間から窒化処理
室2内に導入されるようになっている。さらに、窒化処
理室2の側壁には排気口35が設けられ、この排気口35に
は真空ポンプ36に通じる配管37の一端が接続されてい
る。
なお、上記配管類にはバルブ(電磁バルブ)38,38…
が介装されており、これらバルブの操作により窒化処理
室2に対するガスの流出入が制御されるようになってい
る。また装入兼冷却室3にはN2ガス導入口39と排気口
(図示略)とが設けられ、N2ガス導入口39にはN2ガス発
生源に通じる配管(図示略)の一端が接続されると共
に、前記排気口には真空ポンプに通じる配管(図示略)
の一端が接続されている。さらに装入兼冷却室3の前方
には、その開口9に臨んでローラ41を有する装入テーブ
ル40が配置されている。
以下、上記のように構成したガス軟窒化処理装置を用
いて行うガス軟窒化方法について、第3図も参照して説
明する。なお、第3図は処理中におけるワークの熱サイ
クルとガス軟窒化処理装置の圧力サイクルとを示したも
のである。
窒化処理に際しては、予め窒化処理室2と装入兼冷却
室3との間の中間扉15を閉め、ヒータ20に通電して窒化
処理室2を軟窒化温度(550〜650℃)に保持しておくと
共に、真空ポンプ36を運転して窒化処理室2内を0.5Tor
r以下に排気しておく。そして先ず、シリンダ19の作動
により装入兼冷却室3の扉12を開け、装入テーブル40上
の、洗浄を終えたワークWを開口9から装入兼冷却室3
内に装入し、続いてシリンダ19の再作動により扉12を閉
じる。次に、真空ポンプ(図示略)を運転して装入兼冷
却室3内を0.5Torr以下まで排気し、装入兼冷却室3内
が前記窒化処理室2と同圧になった時点で、シリンダ17
の作動により中間扉15を開け、ローラコンベア25によっ
てワークWを窒化処理室2へ搬入する。
そして、上記窒化処理室2へのワークWの搬入後、中
間扉15を閉じると共にN2ガス発生源に通じる配管34のバ
ルブ38(第2図)を開いてN2ガスを650〜700Torrになる
まで導入しフアン23を回転する。ワークWはフアン23の
回転によりN2雰囲気中で対流加熱され、速やかに窒化温
度(550〜650℃)まで加熱される。ワークWが前記窒化
温度まで昇温したら、次に、再び真空ポンプ36を運転し
て窒化処理室2内を高真空になるまで排気し、今度は、
前記N2ガス発生源に通じる配管34に加え、NH3ガス発生
源に通じる配管32およびCO2ガス発生源に通じる配管33
のバルブ38(第2図)も開き、窒化処理室2内にNH3
ス、CO2ガス、N2ガスを所定の比率で連続的に導入す
る。この時、真空ポンプ36に通じるバルブ38を開閉して
窒化処理室2内の圧力を500〜600Torrに調整する。
上記混合ガスは、窒化処理室2内で前記(1)〜
(3)式のように反応し、これによってワークWの表面
には窒化と浸炭とが同時に起こる。これと同時に、窒化
室2内に導入したCO2ガス、前記反応で生じたH2Oおよび
残留O2は、ワーク表面において酸化反応を起こして窒化
物層にポーラス部を生じさせようとする。しかしながら
本発明においては500〜600Torrという減圧下で軟窒化を
行っているので、室2内の酸素分圧が低くなり、前記酸
化反応が抑制されてポーラス部の生成が抑制される。
上記窒化処理完了後、NH3、CO2およびN2ガスの導入経
路を閉じ、真空ポンプ36の運転により窒化処理室2内を
0.5Torr以下まで排気し、その後、直ちにシリンダ17の
作動により中間扉15を開け、ローラコンベア25によりワ
ークWを装入兼冷却室3内へ搬入する。この時、装入兼
冷却室3は窒化処理室2と同圧状態となっている。そし
て、中間扉15を閉じると同時にN2ガス発生源に通じる配
管のバルブを開け、N2ガス流入口39を通じて装入兼冷却
室3内にN2ガスを導入し、真空ポンプに通じるバルブを
開閉して装入兼冷却室3内の圧力を650〜700Torrに調整
すると共に、フアン23を回転する。ワークWはN2ガス雰
囲気下で強制ガス冷却されて窒化物層は安定となる。冷
却終了後は、装入兼冷却室3を大気に戻し、その装入扉
12を開けてワークWを装入テーブル40上に搬出し、これ
にて一連の表面処理は完了する。
しかして、上記のように軟窒化処理を施したワーク
(処理品)Wの表層部には、第4図に示すように、表面
B下に緻密な窒化物層Aが形成される。これに対して、
従来のように、減圧することなく、単にガス軟窒化を施
したものでは、第5図に示すように、窒化物層A内にポ
ーラス部Cが形成される。
なお、上記実施例において、窒化処理室2内にNH3、C
O2およびN2の混合ガスを連続的に導入して窒化を行うよ
うにしたが、本発明は、この窒化中、第6図に示すよう
に、窒化処理室2内を繰返し排気して断続的に混合ガス
を供給するようにしても良い。この場合は、酸化性ガス
による酸化反応をより確実に抑えることができ、窒化物
層のポーラス化現象をより確実に防止することができ
る。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明にかゝるガス軟
窒化方法によれば、酸化反応に起因する窒化物層のポー
ラス化現象を抑えて、表面硬さや耐摩耗性の低下、ある
いは摺動特性や剛性の低下を未然に防止することがで
き、軟窒化処理品の性能向上に大きく寄与する効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかゝるガス軟窒化を行うためのガス
軟窒化処理装置の構造を示す断面図、第2図は、第1図
のII−II矢視線に沿う断面図、第3図と第6図は、本方
法における熱サイクルおよび圧力サイクルを示す線図、
第4図は、本方法によって得た処理品の表層部の金属組
織を示す顕微鏡写真、第5図は、従来のガス軟窒化処理
品の表層部の金属組織を示す顕微鏡写真である。 2……窒化処理室、3……装入兼冷却室 11,12,13……扉、15……中間扉 20……ヒータ、21……フアン 25……ローラコンベア、30……N2ガス導入口 31……CO2ガス導入口、36……真空ポンプ W……ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 治樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 中谷 好良 大阪府大阪市西区京町堀2―4―7 中 外炉工業株式会社内 (72)発明者 松浦 俊幸 大阪府大阪市西区京町堀2―4―7 中 外炉工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−255355(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】洗浄処理した鉄鋼部品を真空または窒素雰
    囲気中で昇温した後、NH3、CO2およびN2の供給雰囲気中
    でかつ500〜600Torrの減圧下で軟窒化温度に所定時間加
    熱し、引続き強制冷却することを特徴とするガス軟窒化
    方法。
JP2100664A 1990-04-17 1990-04-17 ガス軟窒化方法 Expired - Lifetime JP2753647B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2100664A JP2753647B2 (ja) 1990-04-17 1990-04-17 ガス軟窒化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2100664A JP2753647B2 (ja) 1990-04-17 1990-04-17 ガス軟窒化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04364A JPH04364A (ja) 1992-01-06
JP2753647B2 true JP2753647B2 (ja) 1998-05-20

Family

ID=14280061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2100664A Expired - Lifetime JP2753647B2 (ja) 1990-04-17 1990-04-17 ガス軟窒化方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2753647B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9212416B2 (en) 2009-08-07 2015-12-15 Swagelok Company Low temperature carburization under soft vacuum
US10246766B2 (en) 2012-01-20 2019-04-02 Swagelok Company Concurrent flow of activating gas in low temperature carburization

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4655528B2 (ja) * 2004-07-12 2011-03-23 日産自動車株式会社 高強度機械構造用部品の製造方法、および高強度機械構造用部品
JP4881577B2 (ja) * 2005-05-18 2012-02-22 株式会社神戸製鋼所 真空浸炭処理部品およびその製法
KR100980645B1 (ko) * 2008-03-14 2010-09-07 주식회사 화영 피스톤의 후가공 방법
CN108677133A (zh) * 2018-07-04 2018-10-19 盐城丰东特种炉业有限公司 一种可抽真空的氮化炉后室及其密封冷却方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63255355A (ja) * 1987-04-13 1988-10-21 Nichiei Kozai Kk ガス複合浸透改質方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9212416B2 (en) 2009-08-07 2015-12-15 Swagelok Company Low temperature carburization under soft vacuum
US10156006B2 (en) 2009-08-07 2018-12-18 Swagelok Company Low temperature carburization under soft vacuum
US10934611B2 (en) 2009-08-07 2021-03-02 Swagelok Company Low temperature carburization under soft vacuum
US10246766B2 (en) 2012-01-20 2019-04-02 Swagelok Company Concurrent flow of activating gas in low temperature carburization
US11035032B2 (en) 2012-01-20 2021-06-15 Swagelok Company Concurrent flow of activating gas in low temperature carburization

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04364A (ja) 1992-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2753647B2 (ja) ガス軟窒化方法
JP3839615B2 (ja) 真空浸炭方法
JPWO2005068679A1 (ja) 金属部材表面の活性化方法
JP2000178710A (ja) 浸炭および浸炭窒化処理方法
JP2000129418A (ja) 鋼部品の減圧浸炭方法及び装置
JPH05195193A (ja) ニッケル合金の窒化方法
JP2816488B2 (ja) 軟窒化表面への酸化皮膜形成方法
JP2913316B2 (ja) 連続表面処理炉
KR101414257B1 (ko) 진공 질화 열처리로
JP3428936B2 (ja) 金属表面のガス硬化処理方法
US5133813A (en) Gas-carburizing process and apparatus
JP2002167658A (ja) 鋼材部品の真空浸炭方法
US5225144A (en) Gas-carburizing process and apparatus
JP3450426B2 (ja) ガス浸硫窒化処理方法
JP2009091632A (ja) 熱処理装置及び熱処理方法
KR101414253B1 (ko) 진공 질화 열처리 방법
JP3310797B2 (ja) ガス軟窒化法
JPH0651904B2 (ja) ガス浸炭方法
JP2954728B2 (ja) 窒化装置
JP2005325371A (ja) 真空浸炭炉
JP2009046700A (ja) 熱処理方法及び熱処理設備
JP3986995B2 (ja) 金属リングの窒化処理装置
JP2019026875A (ja) ワークの製造方法
JP4499886B2 (ja) 2室型ガス浸硫窒化処理炉
TWI809714B (zh) 鋼構件之氮化處理方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090306

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100306

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100306

Year of fee payment: 12

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110306

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110306

Year of fee payment: 13