JP2998168B2 - 高温軟窒化炉及び軟窒化方法 - Google Patents
高温軟窒化炉及び軟窒化方法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、鋼材の表面を軟窒化処理する場合に使用す
る軟窒化炉に関するものである。
る軟窒化炉に関するものである。
鋼等の表面層を高窒素状態にして硬化させる窒化処理
に、従来軟窒化炉が使用されている。第３図に従来の軟
窒化処理炉を断面で示す。炉体１内の天井に隔壁11を設
けて炉体１内を予熱ゾーンＡと複数の均熱ゾーンC1〜C3
とに区画し、炉体１内には窒素（N2）ガスをベースとし
てアンモニア（NH3）ガスを導入し、各ゾーンにはファ
ン６を設けて雰囲気を均一とする。
に、従来軟窒化炉が使用されている。第３図に従来の軟
窒化処理炉を断面で示す。炉体１内の天井に隔壁11を設
けて炉体１内を予熱ゾーンＡと複数の均熱ゾーンC1〜C3
とに区画し、炉体１内には窒素（N2）ガスをベースとし
てアンモニア（NH3）ガスを導入し、各ゾーンにはファ
ン６を設けて雰囲気を均一とする。
治具に取付けたワークＷをプッシャーで搬入口９から
炉体１内に入れ、炉体１内に入れられたワークW1〜Wnは
レール７上を図において左から右に搬送されながら加熱
され、複数の均熱ゾーンC1〜C3を通過するとき、ワーク
Ｗの鉄中にアンモニアガスの窒素が拡散され軟窒化処理
が行われ、軟窒化処理が済んだワークＷは搬出口10から
次の焼入れ工程に移される。
炉体１内に入れ、炉体１内に入れられたワークW1〜Wnは
レール７上を図において左から右に搬送されながら加熱
され、複数の均熱ゾーンC1〜C3を通過するとき、ワーク
Ｗの鉄中にアンモニアガスの窒素が拡散され軟窒化処理
が行われ、軟窒化処理が済んだワークＷは搬出口10から
次の焼入れ工程に移される。
この場合、炉内の均熱ゾーンC1〜C3の温度は、第４図
に示すように、570℃の一定温度で処理するのが一般で
ある。
に示すように、570℃の一定温度で処理するのが一般で
ある。
前記従来の軟窒化処理では、ワークＷの鉄中にアンモ
ニアガスの窒素が拡散する速度が遅く、軟窒化処理に長
時間を要するので、炉内に複数の均熱ゾーンC1〜C3が設
けられている。したがって、大型の炉を必要とする上処
理能力が低い。
ニアガスの窒素が拡散する速度が遅く、軟窒化処理に長
時間を要するので、炉内に複数の均熱ゾーンC1〜C3が設
けられている。したがって、大型の炉を必要とする上処
理能力が低い。
このため、軟窒化処理の温度を上げて処理時間を短縮
することが考えられるが、これには次の問題点がある。
することが考えられるが、これには次の問題点がある。
被処理鋼材の鋼材は、590℃で共析変態を起こし、フ
ェライト相（α）とFe4N相（γ′）との混合物であった
組織が、Fe4N相（γ′）がオーステナイト相（γ）に変
り、 α＋γ′→α＋γ となる。
ェライト相（α）とFe4N相（γ′）との混合物であった
組織が、Fe4N相（γ′）がオーステナイト相（γ）に変
り、 α＋γ′→α＋γ となる。
第５図は処理温度と疲労強度の関係を示す図で、材質
をS53cNRとし、試験片形状は15mmφの丸棒を半径25mmの
円弧で最小直径9mmφに狭窄したものとした。
をS53cNRとし、試験片形状は15mmφの丸棒を半径25mmの
円弧で最小直径9mmφに狭窄したものとした。
図中のは、従来の570℃で20分処理したもので、疲
労強度は±58.0Kg/mm2である。は処理温度を585℃に
上げて16分処理した場合で、疲労強度は±57.5Kg/mm2と
なる。は処理温度を更に600℃に上げて16分処理した
場合で、疲労強度は±55.5Kg/mm2に低下する。
労強度は±58.0Kg/mm2である。は処理温度を585℃に
上げて16分処理した場合で、疲労強度は±57.5Kg/mm2と
なる。は処理温度を更に600℃に上げて16分処理した
場合で、疲労強度は±55.5Kg/mm2に低下する。
第６図にクランクシャフトの処理温度と疲労強度の関
係を示す。
係を示す。
図中のは、従来の570℃で20分処理したもので、疲
労強度は±45.0Kg/mm2である。は処理温度を585℃に
上げて16分処理した場合で、疲労強度は±40.8Kg/mm2と
大幅に低下した。
労強度は±45.0Kg/mm2である。は処理温度を585℃に
上げて16分処理した場合で、疲労強度は±40.8Kg/mm2と
大幅に低下した。
オーステナイト相（γ）が析出した材料は、一般に疲
労強度が低下するが、このオーステナイト相（γ）が析
出した材料は、焼戻し、サブゼロ処理等により、組織を
変えることができる。しかし、大幅なコスト上昇とな
る。
労強度が低下するが、このオーステナイト相（γ）が析
出した材料は、焼戻し、サブゼロ処理等により、組織を
変えることができる。しかし、大幅なコスト上昇とな
る。
本発明は前記の課題を解決し、被処理材の疲労強度を
低下させることなく、軟窒化処理の処理時間を短縮し、
生産効率の向上を図ることを目的とするものである。
低下させることなく、軟窒化処理の処理時間を短縮し、
生産効率の向上を図ることを目的とするものである。
本発明の高温軟窒化炉は、窒化用ガスを導入する炉体
内を予熱ゾーンに連なる高温ゾーンと均熱ゾーンとに区
画し、前記高温ゾーンでは被処理鋼材の共析変態温度よ
り高い温度に加熱し、前記均熱ゾーンでは前記被処理鋼
材の共析変態温度より低い温度に均熱保持するように構
成した。
内を予熱ゾーンに連なる高温ゾーンと均熱ゾーンとに区
画し、前記高温ゾーンでは被処理鋼材の共析変態温度よ
り高い温度に加熱し、前記均熱ゾーンでは前記被処理鋼
材の共析変態温度より低い温度に均熱保持するように構
成した。
軟窒化炉の高温ゾーンで被処理鋼材はその共析変態温
度より高い温度に加熱されるため、被処理鋼材の鉄中に
窒化用ガスの窒化が迅速に拡散されて軟窒化処理が短時
間で行われる。
度より高い温度に加熱されるため、被処理鋼材の鉄中に
窒化用ガスの窒化が迅速に拡散されて軟窒化処理が短時
間で行われる。
高温ゾーンでの軟窒化処理が済んだ被処理鋼材は、区
画された均熱ゾーンに移送され、この均熱ゾーンは、被
処理鋼材の共析変態温度より低い温度としてあるので、
高温ゾーンで共析変態を起して析出したオーステナイト
相（γ）がFe4N相（γ′）へ戻り、従来の焼入れ前と同
一の組織となるので疲労強度の低下が防止される。
画された均熱ゾーンに移送され、この均熱ゾーンは、被
処理鋼材の共析変態温度より低い温度としてあるので、
高温ゾーンで共析変態を起して析出したオーステナイト
相（γ）がFe4N相（γ′）へ戻り、従来の焼入れ前と同
一の組織となるので疲労強度の低下が防止される。
本発明の軟窒化方法では、被処理鋼材をその共析変態
温度より10℃以内高い温度に一旦加熱し、次いで被処理
鋼材の共析変態温度より略20℃低い温度に下げて均熱保
持するのが好適である。
温度より10℃以内高い温度に一旦加熱し、次いで被処理
鋼材の共析変態温度より略20℃低い温度に下げて均熱保
持するのが好適である。
本発明の実施例を図面について説明する。
第１図は自動車用エンジンのクランクシャフトの軟窒
化処理炉を断面で示す。炉体１内の天井を傾斜天井５と
して炉体１内を予熱ゾーンＡ、高温ゾーンＢ及び均熱ゾ
ーンＣに区画し、高温ゾーンＢと均熱ゾーンＣと間に
は、巻上げ装置３とシリンダ４で作動される遮断扉２を
配設し、炉体１内を高温炉1aと均熱炉1bが連続して設置
された構成とし、炉体１内には窒素（N2）ガスをベース
としてアンモニア（NH3）ガスを導入する。炉体１内に
は搬入口９から高温ゾーンＢにかけてワークＷの移動案
内用のレール７を設置し、それ以降搬出口10までの間に
は搬送ローラー８を設置し、各ゾーンの天井にはファン
６が設けてある。
化処理炉を断面で示す。炉体１内の天井を傾斜天井５と
して炉体１内を予熱ゾーンＡ、高温ゾーンＢ及び均熱ゾ
ーンＣに区画し、高温ゾーンＢと均熱ゾーンＣと間に
は、巻上げ装置３とシリンダ４で作動される遮断扉２を
配設し、炉体１内を高温炉1aと均熱炉1bが連続して設置
された構成とし、炉体１内には窒素（N2）ガスをベース
としてアンモニア（NH3）ガスを導入する。炉体１内に
は搬入口９から高温ゾーンＢにかけてワークＷの移動案
内用のレール７を設置し、それ以降搬出口10までの間に
は搬送ローラー８を設置し、各ゾーンの天井にはファン
６が設けてある。
治具に取付けたクランクシャフトをワークＷとしてプ
ッシャーで搬入口９から炉体１内に入れ、炉体１内に入
れられたワークW1〜Wnはレール７上を図において左から
右に搬送されながら加熱され、高温ゾーンＢでは第２図
に示すように、590〜600℃の高温に加熱される。このた
め、ワークＷの鉄中にアンモニアガスの窒素が迅速に拡
散されて軟窒化処理が短時間で行われる。高温ゾーンＢ
での軟窒化処理が済んだワークＷは、遮断扉２を上昇さ
せて搬送ローラー８で均熱ゾーンＣに移送する。均熱ゾ
ーンＣは、ワークＷの最適の均熱温度570℃としてある
ので、高温ゾーンＢで高温に加熱されて共析変態を起し
て析出したオーステナイト相（γ）がFe4N相（γ′）へ
変り、搬出口10から次の焼入れ工程に移されるときに
は、従来の焼入れ前と同一の組織となり、疲労強度の低
下が防止できる。
ッシャーで搬入口９から炉体１内に入れ、炉体１内に入
れられたワークW1〜Wnはレール７上を図において左から
右に搬送されながら加熱され、高温ゾーンＢでは第２図
に示すように、590〜600℃の高温に加熱される。このた
め、ワークＷの鉄中にアンモニアガスの窒素が迅速に拡
散されて軟窒化処理が短時間で行われる。高温ゾーンＢ
での軟窒化処理が済んだワークＷは、遮断扉２を上昇さ
せて搬送ローラー８で均熱ゾーンＣに移送する。均熱ゾ
ーンＣは、ワークＷの最適の均熱温度570℃としてある
ので、高温ゾーンＢで高温に加熱されて共析変態を起し
て析出したオーステナイト相（γ）がFe4N相（γ′）へ
変り、搬出口10から次の焼入れ工程に移されるときに
は、従来の焼入れ前と同一の組織となり、疲労強度の低
下が防止できる。
以上の実施例では、従来の同サイズ軟窒化炉に比べて
疲労強度を低下させずに約30％処理能力が向上した。
疲労強度を低下させずに約30％処理能力が向上した。
本発明は、被処理鋼材の疲労強度を低下させることな
く、軟窒化処理の処理時間を短縮し、生産効率を向上す
る効果が有る。
く、軟窒化処理の処理時間を短縮し、生産効率を向上す
る効果が有る。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は炉内温度を
示す図、第３図は従来の軟窒化炉の断面図、第４図は炉
内温度を示す図、第５図は丸棒試験片の処理温度と疲労
強度の関係を示す図、第６図はクランクシャフトの処理
温度と疲労強度の関係を示す図である。 1:炉体、1a:高温炉 1b:均熱炉、2:遮断扉 3:巻上げ機、4:シリンダ 5:傾斜天井、6:ファン 7:レール、8:搬送ローラー A:予熱ゾーン、B:高温ゾーン C:均熱ゾーン
示す図、第３図は従来の軟窒化炉の断面図、第４図は炉
内温度を示す図、第５図は丸棒試験片の処理温度と疲労
強度の関係を示す図、第６図はクランクシャフトの処理
温度と疲労強度の関係を示す図である。 1:炉体、1a:高温炉 1b:均熱炉、2:遮断扉 3:巻上げ機、4:シリンダ 5:傾斜天井、6:ファン 7:レール、8:搬送ローラー A:予熱ゾーン、B:高温ゾーン C:均熱ゾーン
Claims (3)
- 【請求項１】窒化用ガスを導入する炉体内を予熱ゾーン
に連なる高温ゾーンと均熱ゾーンとに区画し、前記高温
ゾーンでは被処理鋼材の共析変態温度より高い温度に加
熱し、前記均熱ゾーンでは前記被処理鋼材の共析変態温
度より低い温度に均熱保持するように構成したことを特
徴とする高温軟窒化炉。 - 【請求項２】窒化用ガス雰囲気内において、被処理鋼材
をその共析変態温度より高い温度に一旦加熱し、次いで
前記被処理鋼材の共析変態温度より低い温度に下げて均
熱保持することを特徴とする軟窒化方法。 - 【請求項３】被処理鋼材をその共析変態温度より10℃以
内高い温度に一旦加熱し、次いで前記被処理鋼材の共析
変態温度より略20℃低い温度に均熱する請求項２記載の
軟窒化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8150890A JP2998168B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 高温軟窒化炉及び軟窒化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8150890A JP2998168B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 高温軟窒化炉及び軟窒化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281771A JPH03281771A (ja) | 1991-12-12 |
| JP2998168B2 true JP2998168B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=13748299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8150890A Expired - Fee Related JP2998168B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 高温軟窒化炉及び軟窒化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998168B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100869424B1 (ko) * | 2002-02-12 | 2008-11-21 | 도와 홀딩스 가부시키가이샤 | 열처리로 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4934828B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-05-23 | Ｄｏｗａホールディングス株式会社 | 窒化炉および窒化処理方法 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP8150890A patent/JP2998168B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR100869424B1 (ko) * | 2002-02-12 | 2008-11-21 | 도와 홀딩스 가부시키가이샤 | 열처리로 |
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|---|---|
| JPH03281771A (ja) | 1991-12-12 |
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Legal Events
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