JP3001949B2 - 鋼からなる構成部材の浸炭窒化法 - Google Patents

鋼からなる構成部材の浸炭窒化法

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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/52—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions more than one element being applied in one step
    • C23C8/54—Carbo-nitriding
    • C23C8/56—Carbo-nitriding of ferrous surfaces

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シアン酸塩及びシアン化物含有塩熔融物中
で560〜700℃の温度で鋼からなる構成部材を浸炭窒化す
る方法に関する。
［従来の技術］ 鉄及び鋼からなる部材を浸炭窒化するためにには、主
としてアルカリ金属シアン化物、アルカ金属シアン酸塩
及びアルカリ金属炭酸塩の混合物からなる塩熔融物が使
用され、該浸炭窒化法はたいてい560〜590℃の温度で実
施される。このような塩浴は例えば西独国特許第114903
5号明細書から公知である。しかしながら、700℃までの
高温で作業される浸炭窒化塩浴も存在する。
工作物は塩熔融物の作用に短時間さらされ、その際窒
素及び炭素が工作物中に拡散侵入しかつ表面層内に炭窒
化鉄相が形成される。これらの相は特に構成部材の耐摩
耗性及び耐食性を高める。塩熔融物の窒素及び炭素供
給、処理温度及び処理時間は、浸炭窒化相の構造、厚さ
及び品質に影響を及ぼす。
浸炭窒化処理をシアン酸塩及びシアン化物含有塩浴内
で例えば580℃で実施すると、耐摩耗性及び耐食性に関
して極めて良好な特性を有する構成部材が得られる。こ
のための理由は、単一相のξ−炭窒化鉄層の形成にあ
る。しかしながら、これらの十分な層厚さ及び品質での
形成は580℃では、一般に数時間である比較的長い時間
帯が必要である。
より高い温度、例えば630℃では、より短い時間でξ
−炭窒化鉄の相応する層厚さが生じるが、しかしながら
そうして処理された構成部材の耐摩耗性及び耐食性は、
同じ塩熔融物内で580℃で処理した構成部材よりも明ら
かに低い。
［発明が解決しようとする課題］ 従って、本発明の課題は、構成部材が出来る限り短い
処理時間で良好な耐摩耗性及び耐食性を有するような、
シアン酸塩及びシアン化物含有塩熔融物中で560〜700℃
の温度で鋼からなる構成部材を浸炭窒化する方法を見い
出すことであった。
［課題を解決するための手段］ 前記課題は、本発明により、浸炭窒化処理を第１工程
では600〜700℃でかつ第２工程では560℃〜590℃で実施
し、その際両者の工程の浸炭窒化時間は20:1〜1:15の比
で延長してもよいことにより解決される。
有利には、第１工程での処理は610〜650℃で10〜120
分間及び第２工程での処理は570〜590℃で10〜90分間実
施する。
［発明の効果］ この２工程処理によれば、比較的短時間で十分な厚さ
の化合物層が達成され、該化合物層は驚異的にも、560
〜590℃の温度での著しく長い時間帯で生じると同じ特
性を有する。それにより、浸炭窒化時間を著しく短縮す
ることが可能であり、しかも摩耗、腐食、耐久性等に関
する処理された構成部材の品質は劣化されない。
［実施例］ 第１図では、浸炭窒化処理後の円筒状試料の腐食抵抗
を比較する。総ての場合、該処理は、約15μｍの化合物
層厚さが生じるように実施した。左側の棒は580℃で90
分間浸炭窒化したピストン棒の耐食性を示す。中央の棒
は、630℃で30分間浸炭窒化した後の部材の安定性を示
しかつ右側の棒は、まず630℃で20分間、引き続き580℃
で20分間浸炭窒化した試料の安定性を示す。
摩耗特性も本発明による２工程処理によって好ましい
影響を受ける。アムスラー（Amsler）試料の結果は、第
２図に示されている。特性曲線１は材料C45からの試料
の580℃で90分間の標準処理に相当し、特性曲線２は630
℃で30分間浸炭窒化処理した試料で測定されたものであ
り、かつ特性曲線３は２工程浸炭窒化（630℃で20分間
＋580℃で20分間）の結果を示す。従って、630℃で20分
間、次いで580℃で20分間処理した構成部材の摩耗特性
は、580℃で90分間浸炭窒化した構成部材の摩耗特性に
匹敵する。従って、処理時間は本発明方法によれば半分
以下になる。
【図面の簡単な説明】
第１図はシアン化物2.8重量％及びシアン酸塩37.4重量
％を有する塩熔融物中で種々の温度で処理した後の鋼CK
45からなる試料の腐食特性をグラフで示す図及び第２図
は同試料の耐摩耗性を示す特性曲線図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シアン酸塩及びシアン化物含有塩熔融物中
    で560〜700℃の温度で鋼からなる構成部材を浸炭窒化す
    る方法において、浸炭窒化処理を第１工程では600〜700
    ℃でかつ第２工程では560℃〜590℃で実施し、その際両
    者の工程の浸炭窒化時間は20:1〜1:15の比で延長しても
    よいことを特徴とする、鋼からなる構成部材の浸炭窒化
    法。
  2. 【請求項２】第１工程での処理を610〜650℃で10〜120
    分間及び第２工程での処理を570〜590℃で10〜90分間実
    施する、請求項１記載の浸炭窒化法。
JP2265291A 1989-10-04 1990-10-04 鋼からなる構成部材の浸炭窒化法 Expired - Lifetime JP3001949B2 (ja)

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