JP3021458B2 - ガス浸炭熱処理方法 - Google Patents
ガス浸炭熱処理方法Info
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- JP3021458B2 JP3021458B2 JP62333936A JP33393687A JP3021458B2 JP 3021458 B2 JP3021458 B2 JP 3021458B2 JP 62333936 A JP62333936 A JP 62333936A JP 33393687 A JP33393687 A JP 33393687A JP 3021458 B2 JP3021458 B2 JP 3021458B2
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- carburizing
- carburization
- heat treatment
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- 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】
本発明は必要とする浸炭深さを、所定短時間内に確保
する能率的かつ経済的なガス浸炭熱処理方法に関する。 【従来の技術】 従来提供されているガス浸炭熱処理方法は第３図示の
ごとく、930℃前後への昇温工程（Ａ）、浸炭工程
（Ｂ）、拡散工程（Ｅ）、降温工程（Ｆ）、温度保持工
程（Ｇ）、焼入れ工程（Ｈ）からなり、浸炭深さは処理
温度を一定にして処理時間により制御されていた。 なお、浸炭深さ（CD）は次式で表わされる。 上記式において、Ｋは温度による定数、ｔは時間を示
すものである。 【発明が解決しようとする課題】 上記従来のガス浸炭熱処理方法における浸炭深さの制
御は昇温後、温度を一定にし、エンリッチガスを添加
し、処理時間で制御するものであった。 したがって、昇温時間を含めて処理に長時間を要し、
能率的とは言うことができず、さらにガス及び電気使用
量も多くなり、経済的とは言えなかった。 本発明は上記のごとき欠点を除去してなるもので、処
理温度及び炭素濃度に比例する浸炭速度の関係に着目
し、所定短時間内に必要とする浸炭深さを確保する能率
的かつ経済的なガス浸炭熱処理方法を提供しようとする
ものである。 【問題点を解決するための手段】 本発明は上記のごとき従来の欠点を除去するため、所
定短時間内に、仕様浸炭深さを得るに必要な高温浸炭温
度に制御して浸炭処理を行う方法において、昇温工程A1
変態点を超えた時点でオーステナイト領域における炭素
飽和濃度での浸炭処理を開始し、その後、昇温工程を継
続するとともに浸炭処理をも継続して行うものであり、
他の発明はその後急冷し、さらに再加熱焼入れを行うも
のである。 【作用】 本発明では処理温度及び炭素濃度を高めれば浸炭速度
が早められることに鑑み所定短時間内に実用に耐えるガ
ス浸炭熱処理を行うものである。 すなわち、まず、昇温工程のA1変態点を超えた時点で
オーステナイト領域における炭素飽和濃度での浸炭処理
を開始し、その後、昇温工程を継続するとともに浸炭処
理をも継続し、例えば、顧客からの仕様にもとづく浸炭
深さを得るに必要な高温浸炭が検討されるものである。 したがって、必然的に処理温度は従来より高温とな
り、さらに、炭素濃度を上げてもスーテイングの心配が
ないのである。 上記顧客からの仕様にもとづく浸炭深さを得る高温浸
炭温度について具体的に述べれば、 オーステナイト領域における炭素飽和濃度と温度との
関係は従来公知である。 A1変態点以後の昇温中の浸炭深さは、昇温曲線に伴う
温度変化及び昇温時間から上記（１）式で算出できる。 昇温中の浸炭深さに加えて昇温温度で所定短時間浸炭
すれば、トータルでどのくらい浸炭されるかが上記
（１）式を基本にして算出できる。 したがって、ある昇温温度で所定短時間浸炭すること
により得られる浸炭深さは一義的に決まる。 上記データをベースにして必要な浸炭深さを所定短時
間で得るには何度まで昇温すればよいかがわかり昇温曲
線上に予め表示しておくこともできる。 また、上記所定短時間は上記（１）式における効率の
よい の状態、すなわち、１時間以内、具体的には30分程度に
設定される。 そして、上記時間内に必要とする浸炭深さが得られな
い被処理品等にかぎって例外的に処理時間延長等により
カバーするものである。 第１の発明は従来の昇温工程から浸炭工程初期までの
処理により必要とする浸炭の深さを確保するものであ
る。すなわち、従来の拡散工程、降温工程、温度保持工
程、焼入れ工程が不要である。さらに浸炭工程も従来の
ごとく長時間を要しないものである。 すなわち、昇温工程のA1変態点（723℃）を超えた時
点でオーステナイト領域における炭素飽和濃度での浸炭
処理が開始され、その後昇温工程を継続するとともに浸
炭処理が行われ、必要とする浸炭深さを所定短時間に得
ることができるものである。 また、第２の発明に係る急冷は結晶粒の細粒化と炭化
物の粒状化及び粒界酸化の粒状化を図るものであり、ま
たその後の再加熱焼入れは炭化物の固容を防止するもの
である。 上記本発明によれば、A1変態点を超えた時点から浸炭
が開始されており、従来のごとくA1変態点より浸炭工程
までの時間その他のロスを省くことができるものであ
る。 【実施例】 図面は本発明の一実施例を示すもので、その詳細を以
下に説明する。 【実施例１】 第１図には変成炉を使用せずに直接熱処理炉内に原料
ガス、アンモニアガス及び少量の空気（C4H10,NH3,Ai
r）を供給して自動車用歯車（SCM201）のテストピース
（15φ）、18本を処理した例が示されている。 すなわち、従来のごとく変成ガスを使用せず、直接熱
処理炉内に原料ガス、アンモニアガス及び少量の空気を
供給する方式であり、昇温と同時に酸化防止のために非
酸化性雰囲気をつくる必要があるため昇温開始と同時に
上記原料ガス、アンモニアガスと少量の空気を供給し、
A1変態点を超えた時点でオーステナイト領域における炭
素飽和濃度で浸炭処理を開始し、その後、所定高温、具
体的には1000℃まで昇温し、所定短時間、具体的には30
分処理したものであり、その後急冷したものである。 上記処理においてはA1変態点（723℃）以上より炉内
雰囲気の炭素濃度が従来（0.75〜0.8％）より上げられ
た状態（約1.4％）とされ、オーステナイト領域におけ
る炭素飽和濃度で浸炭処理されるものであり、すでにA1
変態点から浸炭が開始されているものである。 また、上記高温での処理時間は効率のよいの状態、すなわち、１時間以内、具体的には30分に設定
され、該時間内に例えば、顧客からの仕様にもとづく仕
様浸炭深さ（0.5m/m）を得るに必要な温度（1000℃）に
炉内が制御されたものである。 上記テストピースの浸炭状況を日本工業規格（JIS）
で定められている炉内９地点、すなわち、炉内有効ゾー
ンの８つのコーナーと炉内中央部（実公昭52−21689号
公報参照）で測定した結果は 浸炭深さ Ｘ（平均値） ＝0.52m/m Ｒ（バラツキ巾）＝0.05m/m σ（標準偏差） ＝0.025 であり、従来とわからない数値が得られたものである。 【実施例２】 第２図は上記実施例１と同様のテストピースを原料ガ
スとアンモニアガスで処理し、さらに再加熱焼入れした
例が示されている。 すなわち、上記実施例１と同様に変成ガスを使用せず
直接熱処理炉内に上記原料ガスとアンモニアガスを供給
し、A1変態点を超えた時点でオーステナイト領域におけ
る炭素飽和濃度で浸炭処理を開始し、1050℃まで昇温し
てすぐに急冷し、その後別炉、浸炭雰囲気で860℃に加
熱し、20分程度で820℃に降温させ焼入れを行ったもの
である。 上記急冷時点における炉内９地点の浸炭状況を測定し
た結果は 浸炭深さ Ｘ（平均値） ＝0.58m/m Ｒ（バラツキ巾）＝0.05m/m σ（標準偏差） ＝0.024 であり、上記実施例１とほぼ同等となったものである。 上記急冷は結晶粒の細粒化、炭化物の粒状化及び粒界
酸化の粒状化を図るものである。 すなわち、高温処理においては結晶粒粗大化による脆
化の問題が生じるため炉内を避けて気化潜熱等を利用し
て急冷したものである。 また、上記その後の再加熱焼入れは炭化物の固容を防
止するためであり、上記工程で得られたテストピースの
表面から硬さ測定結果は0.3m/mまでは700HmV以上、0.6m
/mまでは500HmV以上であり、十分に実用可能数値が得ら
れたものである。 【発明の効果】 本発明によれば、A1変態点を超えた時点からオーステ
ナイト領域における炭素飽和濃度での浸炭処理が開始さ
れており、そこで得られた浸炭深さに加えて所定短時間
に必要とする浸炭深さが得られるものであり、極めて能
率的で経済的なガス浸炭熱処理を行うことができる。
する能率的かつ経済的なガス浸炭熱処理方法に関する。 【従来の技術】 従来提供されているガス浸炭熱処理方法は第３図示の
ごとく、930℃前後への昇温工程（Ａ）、浸炭工程
（Ｂ）、拡散工程（Ｅ）、降温工程（Ｆ）、温度保持工
程（Ｇ）、焼入れ工程（Ｈ）からなり、浸炭深さは処理
温度を一定にして処理時間により制御されていた。 なお、浸炭深さ（CD）は次式で表わされる。 上記式において、Ｋは温度による定数、ｔは時間を示
すものである。 【発明が解決しようとする課題】 上記従来のガス浸炭熱処理方法における浸炭深さの制
御は昇温後、温度を一定にし、エンリッチガスを添加
し、処理時間で制御するものであった。 したがって、昇温時間を含めて処理に長時間を要し、
能率的とは言うことができず、さらにガス及び電気使用
量も多くなり、経済的とは言えなかった。 本発明は上記のごとき欠点を除去してなるもので、処
理温度及び炭素濃度に比例する浸炭速度の関係に着目
し、所定短時間内に必要とする浸炭深さを確保する能率
的かつ経済的なガス浸炭熱処理方法を提供しようとする
ものである。 【問題点を解決するための手段】 本発明は上記のごとき従来の欠点を除去するため、所
定短時間内に、仕様浸炭深さを得るに必要な高温浸炭温
度に制御して浸炭処理を行う方法において、昇温工程A1
変態点を超えた時点でオーステナイト領域における炭素
飽和濃度での浸炭処理を開始し、その後、昇温工程を継
続するとともに浸炭処理をも継続して行うものであり、
他の発明はその後急冷し、さらに再加熱焼入れを行うも
のである。 【作用】 本発明では処理温度及び炭素濃度を高めれば浸炭速度
が早められることに鑑み所定短時間内に実用に耐えるガ
ス浸炭熱処理を行うものである。 すなわち、まず、昇温工程のA1変態点を超えた時点で
オーステナイト領域における炭素飽和濃度での浸炭処理
を開始し、その後、昇温工程を継続するとともに浸炭処
理をも継続し、例えば、顧客からの仕様にもとづく浸炭
深さを得るに必要な高温浸炭が検討されるものである。 したがって、必然的に処理温度は従来より高温とな
り、さらに、炭素濃度を上げてもスーテイングの心配が
ないのである。 上記顧客からの仕様にもとづく浸炭深さを得る高温浸
炭温度について具体的に述べれば、 オーステナイト領域における炭素飽和濃度と温度との
関係は従来公知である。 A1変態点以後の昇温中の浸炭深さは、昇温曲線に伴う
温度変化及び昇温時間から上記（１）式で算出できる。 昇温中の浸炭深さに加えて昇温温度で所定短時間浸炭
すれば、トータルでどのくらい浸炭されるかが上記
（１）式を基本にして算出できる。 したがって、ある昇温温度で所定短時間浸炭すること
により得られる浸炭深さは一義的に決まる。 上記データをベースにして必要な浸炭深さを所定短時
間で得るには何度まで昇温すればよいかがわかり昇温曲
線上に予め表示しておくこともできる。 また、上記所定短時間は上記（１）式における効率の
よい の状態、すなわち、１時間以内、具体的には30分程度に
設定される。 そして、上記時間内に必要とする浸炭深さが得られな
い被処理品等にかぎって例外的に処理時間延長等により
カバーするものである。 第１の発明は従来の昇温工程から浸炭工程初期までの
処理により必要とする浸炭の深さを確保するものであ
る。すなわち、従来の拡散工程、降温工程、温度保持工
程、焼入れ工程が不要である。さらに浸炭工程も従来の
ごとく長時間を要しないものである。 すなわち、昇温工程のA1変態点（723℃）を超えた時
点でオーステナイト領域における炭素飽和濃度での浸炭
処理が開始され、その後昇温工程を継続するとともに浸
炭処理が行われ、必要とする浸炭深さを所定短時間に得
ることができるものである。 また、第２の発明に係る急冷は結晶粒の細粒化と炭化
物の粒状化及び粒界酸化の粒状化を図るものであり、ま
たその後の再加熱焼入れは炭化物の固容を防止するもの
である。 上記本発明によれば、A1変態点を超えた時点から浸炭
が開始されており、従来のごとくA1変態点より浸炭工程
までの時間その他のロスを省くことができるものであ
る。 【実施例】 図面は本発明の一実施例を示すもので、その詳細を以
下に説明する。 【実施例１】 第１図には変成炉を使用せずに直接熱処理炉内に原料
ガス、アンモニアガス及び少量の空気（C4H10,NH3,Ai
r）を供給して自動車用歯車（SCM201）のテストピース
（15φ）、18本を処理した例が示されている。 すなわち、従来のごとく変成ガスを使用せず、直接熱
処理炉内に原料ガス、アンモニアガス及び少量の空気を
供給する方式であり、昇温と同時に酸化防止のために非
酸化性雰囲気をつくる必要があるため昇温開始と同時に
上記原料ガス、アンモニアガスと少量の空気を供給し、
A1変態点を超えた時点でオーステナイト領域における炭
素飽和濃度で浸炭処理を開始し、その後、所定高温、具
体的には1000℃まで昇温し、所定短時間、具体的には30
分処理したものであり、その後急冷したものである。 上記処理においてはA1変態点（723℃）以上より炉内
雰囲気の炭素濃度が従来（0.75〜0.8％）より上げられ
た状態（約1.4％）とされ、オーステナイト領域におけ
る炭素飽和濃度で浸炭処理されるものであり、すでにA1
変態点から浸炭が開始されているものである。 また、上記高温での処理時間は効率のよいの状態、すなわち、１時間以内、具体的には30分に設定
され、該時間内に例えば、顧客からの仕様にもとづく仕
様浸炭深さ（0.5m/m）を得るに必要な温度（1000℃）に
炉内が制御されたものである。 上記テストピースの浸炭状況を日本工業規格（JIS）
で定められている炉内９地点、すなわち、炉内有効ゾー
ンの８つのコーナーと炉内中央部（実公昭52−21689号
公報参照）で測定した結果は 浸炭深さ Ｘ（平均値） ＝0.52m/m Ｒ（バラツキ巾）＝0.05m/m σ（標準偏差） ＝0.025 であり、従来とわからない数値が得られたものである。 【実施例２】 第２図は上記実施例１と同様のテストピースを原料ガ
スとアンモニアガスで処理し、さらに再加熱焼入れした
例が示されている。 すなわち、上記実施例１と同様に変成ガスを使用せず
直接熱処理炉内に上記原料ガスとアンモニアガスを供給
し、A1変態点を超えた時点でオーステナイト領域におけ
る炭素飽和濃度で浸炭処理を開始し、1050℃まで昇温し
てすぐに急冷し、その後別炉、浸炭雰囲気で860℃に加
熱し、20分程度で820℃に降温させ焼入れを行ったもの
である。 上記急冷時点における炉内９地点の浸炭状況を測定し
た結果は 浸炭深さ Ｘ（平均値） ＝0.58m/m Ｒ（バラツキ巾）＝0.05m/m σ（標準偏差） ＝0.024 であり、上記実施例１とほぼ同等となったものである。 上記急冷は結晶粒の細粒化、炭化物の粒状化及び粒界
酸化の粒状化を図るものである。 すなわち、高温処理においては結晶粒粗大化による脆
化の問題が生じるため炉内を避けて気化潜熱等を利用し
て急冷したものである。 また、上記その後の再加熱焼入れは炭化物の固容を防
止するためであり、上記工程で得られたテストピースの
表面から硬さ測定結果は0.3m/mまでは700HmV以上、0.6m
/mまでは500HmV以上であり、十分に実用可能数値が得ら
れたものである。 【発明の効果】 本発明によれば、A1変態点を超えた時点からオーステ
ナイト領域における炭素飽和濃度での浸炭処理が開始さ
れており、そこで得られた浸炭深さに加えて所定短時間
に必要とする浸炭深さが得られるものであり、極めて能
率的で経済的なガス浸炭熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はその処
理工程図、第２図は他の実施例を示す処理工程図、第３
図は従来の処理工程図である。
理工程図、第２図は他の実施例を示す処理工程図、第３
図は従来の処理工程図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 五井 均
神奈川県横浜市港北区箕輪町字舟下785
番地 東京熱処理工業株式会社内
(72)発明者 藤田 一良
神奈川県横浜市港北区箕輪町字舟下785
番地 東京熱処理工業株式会社内
(72)発明者 北本 健一
神奈川県横浜市港北区箕輪町字舟下785
番地 東京熱処理工業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭60−197864（ＪＰ，Ａ)
「浸炭焼入れの実際」内藤武志著（昭
和54−８−30）日刊工業，ｐ．97〜106
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．所定短時間内に、仕様浸炭深さを得るに必要な高温
浸炭温度に制御して浸炭処理を行う方法において、昇温
工程のA1変態点を超えた時点でオーステナイト領域にお
ける炭素飽和濃度での浸炭処理を開始し、その後昇温工
程を継続するとともに浸炭処理をも継続して行うことを
特徴とするガス浸炭熱処理方法。 ２．所定短時間内に、仕様浸炭深さを得るに必要な高温
浸炭温度に制御して浸炭処理を行う方法において、昇温
工程のA1変態点を超えた時点でオーステナイト領域にお
ける炭素飽和濃度での浸炭処理を開始し、その後昇温工
程を継続するとともに浸炭処理をも継続して行い、その
後急冷し、さらに再加熱焼入れを行うことを特徴とする
ガス浸炭熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333936A JP3021458B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | ガス浸炭熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333936A JP3021458B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | ガス浸炭熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176065A JPH01176065A (ja) | 1989-07-12 |
| JP3021458B2 true JP3021458B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18271629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62333936A Expired - Lifetime JP3021458B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | ガス浸炭熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021458B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0626467B1 (en) * | 1992-10-15 | 1997-05-21 | Kawasaki Steel Corporation | Method of continuously carburizing steel strip |
| US6074493A (en) * | 1994-06-15 | 2000-06-13 | Kawasaki Steel Corporation | Method of continuously carburizing metal strip |
| KR100208151B1 (ko) * | 1996-11-14 | 1999-07-15 | 정몽규 | 강의 열처리 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60197864A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-07 | Komatsu Ltd | 流動層による熱処理方法 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP62333936A patent/JP3021458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「浸炭焼入れの実際」内藤武志著（昭和５４−８−３０）日刊工業，ｐ．９７〜１０６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01176065A (ja) | 1989-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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