JP3448805B2 - 真空浸炭方法 - Google Patents
真空浸炭方法Info
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- JP3448805B2 JP3448805B2 JP2000071504A JP2000071504A JP3448805B2 JP 3448805 B2 JP3448805 B2 JP 3448805B2 JP 2000071504 A JP2000071504 A JP 2000071504A JP 2000071504 A JP2000071504 A JP 2000071504A JP 3448805 B2 JP3448805 B2 JP 3448805B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は減圧下で行う真空
浸炭方法に関する。
浸炭方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、歯車、軸受、燃料噴射ノズ
ル、等速ジョイントなどの鋼製自動車部品に減圧下で浸
炭処理を施す真空浸炭方法として、エチレンガスからな
る浸炭ガスを使用し、１〜１０ｋＰａの圧力下で行う方
法が知られている（特開平１１−３１５３６３号公報参
照）。
ル、等速ジョイントなどの鋼製自動車部品に減圧下で浸
炭処理を施す真空浸炭方法として、エチレンガスからな
る浸炭ガスを使用し、１〜１０ｋＰａの圧力下で行う方
法が知られている（特開平１１−３１５３６３号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では次のような問題が生じることが判明した。すな
わち、真空浸炭炉の加熱室内における温度均一性の保証
された有効空間に、大量の被処理品を積載したバスケッ
トを置いて真空浸炭を行った場合、バスケットへの積載
位置によって浸炭むらが生じ、積載位置の異なる被処理
品の浸炭深さや表面炭素濃度などの浸炭品質にばらつき
が発生するという問題がある。しかも、浸炭品質の制御
性や再現性も十分ではない。
方法では次のような問題が生じることが判明した。すな
わち、真空浸炭炉の加熱室内における温度均一性の保証
された有効空間に、大量の被処理品を積載したバスケッ
トを置いて真空浸炭を行った場合、バスケットへの積載
位置によって浸炭むらが生じ、積載位置の異なる被処理
品の浸炭深さや表面炭素濃度などの浸炭品質にばらつき
が発生するという問題がある。しかも、浸炭品質の制御
性や再現性も十分ではない。
【０００４】この発明の目的は、上記問題を解決し、加
熱室の有効空間内に大量の被処理品を配して浸炭を行っ
た場合にも、全ての被処理品に浸炭むらが発生するのを
防止することができる真空浸炭方法を提供することにあ
る。
熱室の有効空間内に大量の被処理品を配して浸炭を行っ
た場合にも、全ての被処理品に浸炭むらが発生するのを
防止することができる真空浸炭方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段と発明の効果】請求項１の
発明による真空浸炭方法は、長さ方向に間隔をおいてガ
ス吹き出し口が複数形成されたガス吹き出し管を、加熱
室内における有効空間よりも上方の１つの水平面内に複
数本並列状に配置するとともに、加熱室の底壁に複数の
ガス吸引管を均一に点在するように貫通状に配置してお
き、浸炭ガスとして、エチレンガスと水素ガスとの混合
ガスを用いて真空浸炭を行うことを特徴とするものであ
る。
発明による真空浸炭方法は、長さ方向に間隔をおいてガ
ス吹き出し口が複数形成されたガス吹き出し管を、加熱
室内における有効空間よりも上方の１つの水平面内に複
数本並列状に配置するとともに、加熱室の底壁に複数の
ガス吸引管を均一に点在するように貫通状に配置してお
き、浸炭ガスとして、エチレンガスと水素ガスとの混合
ガスを用いて真空浸炭を行うことを特徴とするものであ
る。
【０００６】上記真空浸炭方法において、被処理品を浸
炭ガスの流れの中に置いておき、全ての被処理品に浸炭
ガスが直接当たるようにするとともに、浸炭処理中には
浸炭ガスを一定流量で流すのがよい。このようにするた
めには、長さ方向に間隔をおいてガス吹き出し口が複数
形成されたガス吹き出し管を、加熱室内における有効空
間よりも上方の１つの水平面内に複数本並列状に配置す
るとともに、加熱室の底壁に複数のガス吸引管を均一に
点在するように貫通状に配置しておくのがよい。たとえ
ば、有効空間の大きさが縦６１０ｍｍ、横４６０ｍｍ、
高さ４６０ｍｍの場合、有効空間とガス吹き出し管との
間隔が１００〜１５０ｍｍ、ガス吹き出し口の口径が３
ｍｍ、ガス吹き出し口のピッチが３２〜５３ｍｍである
ことが好ましい。また、ガス吸引管の数は１０本、ガス
吸引管の管径が２０ｍｍであることが好ましい。
炭ガスの流れの中に置いておき、全ての被処理品に浸炭
ガスが直接当たるようにするとともに、浸炭処理中には
浸炭ガスを一定流量で流すのがよい。このようにするた
めには、長さ方向に間隔をおいてガス吹き出し口が複数
形成されたガス吹き出し管を、加熱室内における有効空
間よりも上方の１つの水平面内に複数本並列状に配置す
るとともに、加熱室の底壁に複数のガス吸引管を均一に
点在するように貫通状に配置しておくのがよい。たとえ
ば、有効空間の大きさが縦６１０ｍｍ、横４６０ｍｍ、
高さ４６０ｍｍの場合、有効空間とガス吹き出し管との
間隔が１００〜１５０ｍｍ、ガス吹き出し口の口径が３
ｍｍ、ガス吹き出し口のピッチが３２〜５３ｍｍである
ことが好ましい。また、ガス吸引管の数は１０本、ガス
吸引管の管径が２０ｍｍであることが好ましい。
【０００７】請求項１の発明の真空浸炭方法によれば、
エチレンガスと水素ガスとの混合ガスからなる浸炭ガス
を用いるので、加熱室の有効空間内に大量の被処理品を
配して浸炭を行った場合にも、全ての被処理品に浸炭む
らが発生するのを防止することができ、その結果全ての
被処理品の浸炭品質を均一にすることができる。ここ
で、エチレンガスと水素ガスとの混合ガスからなる浸炭
ガスを用いることにより有効空間内に配された全ての被
処理品に浸炭むらが発生するのを防止しうることは、本
発明者等が種々実験研究を重ねることにより判明した事
項であるが、その理由は次の通りであると考えられる。
すなわち、浸炭むらが多くなるのは、加熱室内のＣ２Ｈ
２の分圧が高い場合であり、Ｃ２Ｈ２の分圧が高くなる
のは、Ｃ２Ｈ４→Ｃ２Ｈ２＋Ｈ２という分解反応が活発
に起こることに起因すると考えられる。そして、浸炭ガ
ス中に水素ガスが含まれていると、このような分解反応
を抑制することができ、その結果浸炭むらが少なくな
る。
エチレンガスと水素ガスとの混合ガスからなる浸炭ガス
を用いるので、加熱室の有効空間内に大量の被処理品を
配して浸炭を行った場合にも、全ての被処理品に浸炭む
らが発生するのを防止することができ、その結果全ての
被処理品の浸炭品質を均一にすることができる。ここ
で、エチレンガスと水素ガスとの混合ガスからなる浸炭
ガスを用いることにより有効空間内に配された全ての被
処理品に浸炭むらが発生するのを防止しうることは、本
発明者等が種々実験研究を重ねることにより判明した事
項であるが、その理由は次の通りであると考えられる。
すなわち、浸炭むらが多くなるのは、加熱室内のＣ２Ｈ
２の分圧が高い場合であり、Ｃ２Ｈ２の分圧が高くなる
のは、Ｃ２Ｈ４→Ｃ２Ｈ２＋Ｈ２という分解反応が活発
に起こることに起因すると考えられる。そして、浸炭ガ
ス中に水素ガスが含まれていると、このような分解反応
を抑制することができ、その結果浸炭むらが少なくな
る。
【０００８】請求項２の発明による真空浸炭方法は、請
求項１の発明において、混合ガス中の水素ガスの混合比
率を１５〜５０％とするものである。混合ガス中の水素
ガスの混合比率が１５％未満であれば上述した浸炭むら
を小さくする効果が得られなくなるとともに加熱室内で
多くの煤が発生し、５０％を越えると表面硬さ、有効硬
化層深さ、表面炭素濃度などの浸炭品質が要求される条
件を満たさないおそれがある。
求項１の発明において、混合ガス中の水素ガスの混合比
率を１５〜５０％とするものである。混合ガス中の水素
ガスの混合比率が１５％未満であれば上述した浸炭むら
を小さくする効果が得られなくなるとともに加熱室内で
多くの煤が発生し、５０％を越えると表面硬さ、有効硬
化層深さ、表面炭素濃度などの浸炭品質が要求される条
件を満たさないおそれがある。
【０００９】請求項３の発明による真空浸炭方法は、請
求項１または２の発明において、４０〜６５Torr（５．
３３〜８．６７kPa）の圧力下で行うものである。加熱
室内の圧力が４０Torr未満では浸炭むらが発生し浸炭品
質が不均一になり、６５Torrを越えると遊離炭素の発生
量が多くなって加熱室内で多くの煤が発生する。
求項１または２の発明において、４０〜６５Torr（５．
３３〜８．６７kPa）の圧力下で行うものである。加熱
室内の圧力が４０Torr未満では浸炭むらが発生し浸炭品
質が不均一になり、６５Torrを越えると遊離炭素の発生
量が多くなって加熱室内で多くの煤が発生する。
【００１０】請求項４の発明による真空浸炭方法は、端
面から有底穴が形成されている被処理品に浸炭処理を施
す真空浸炭方法であって、浸炭ガスとして、エチレンガ
スと水素ガスとの混合ガスを用い、８７０〜８８０℃の
温度でかつ２５〜３５Torr（３．３３〜４．６７kPa）
の圧力下で行うことを特徴とするものである。
面から有底穴が形成されている被処理品に浸炭処理を施
す真空浸炭方法であって、浸炭ガスとして、エチレンガ
スと水素ガスとの混合ガスを用い、８７０〜８８０℃の
温度でかつ２５〜３５Torr（３．３３〜４．６７kPa）
の圧力下で行うことを特徴とするものである。
【００１１】請求項４の発明の真空浸炭方法によれば、
請求項１の発明と同様な効果を奏する。しかも、被処理
品における各部の浸炭品質を均一にすることができる。
特に、有底穴内周面の底部近傍部分の浸炭品質も良好な
ものにすることができる。しかしながら、浸炭温度が８
７０℃未満では浸炭時間が長くなるとともに、煤の発生
量が多くなり、しかも、炭素の鋼中への拡散が遅くなっ
て表面炭素濃度の制御が困難になる。一方、８８０℃を
越えるとエチレンガスの分解や炭素の鋼中への拡散が速
くなり、有底穴の入口付近で消費されるエチレンガスの
量が増えて有底穴の底部近傍では炭素が不足し、所要の
浸炭品質とはならない。さらに、加熱室内の圧力が２５
Torr未満では浸炭品質のばらつきが多くなって不均一に
なり、３５Torrを越えると加熱室内での煤の発生量が多
くなる。
請求項１の発明と同様な効果を奏する。しかも、被処理
品における各部の浸炭品質を均一にすることができる。
特に、有底穴内周面の底部近傍部分の浸炭品質も良好な
ものにすることができる。しかしながら、浸炭温度が８
７０℃未満では浸炭時間が長くなるとともに、煤の発生
量が多くなり、しかも、炭素の鋼中への拡散が遅くなっ
て表面炭素濃度の制御が困難になる。一方、８８０℃を
越えるとエチレンガスの分解や炭素の鋼中への拡散が速
くなり、有底穴の入口付近で消費されるエチレンガスの
量が増えて有底穴の底部近傍では炭素が不足し、所要の
浸炭品質とはならない。さらに、加熱室内の圧力が２５
Torr未満では浸炭品質のばらつきが多くなって不均一に
なり、３５Torrを越えると加熱室内での煤の発生量が多
くなる。
【００１２】請求項５の発明による真空浸炭方法は、請
求項４の発明において、混合ガス中の水素ガスの混合比
率を３０〜５０％とするものである。混合ガス中の水素
ガスの混合比率が３０％未満であれば請求項１の発明の
ところで述べた浸炭むらを小さくする効果が得られない
とともに加熱室内で多くの煤が発生し、５０％を越える
と各被処理品における各部分の浸炭深さが不均一になる
おそれがある。混合ガス中の水素ガスの混合比率は３３
〜４０％であることが好ましい。
求項４の発明において、混合ガス中の水素ガスの混合比
率を３０〜５０％とするものである。混合ガス中の水素
ガスの混合比率が３０％未満であれば請求項１の発明の
ところで述べた浸炭むらを小さくする効果が得られない
とともに加熱室内で多くの煤が発生し、５０％を越える
と各被処理品における各部分の浸炭深さが不均一になる
おそれがある。混合ガス中の水素ガスの混合比率は３３
〜４０％であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施形態】以下、この発明の具体的実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１４】実施例１
浸炭炉の加熱室内における有効空間内に、JISＳＣＭ４
２０のＨ２材からなる多数の自動車用等速ジョイントが
最大積載重量の９２．３％積載されたバスケットを配置
した。自動車用等速ジョイントの重量は１９０kgであ
り、これにバスケットとトレイを加えた総重量は２４０
kgである。
２０のＨ２材からなる多数の自動車用等速ジョイントが
最大積載重量の９２．３％積載されたバスケットを配置
した。自動車用等速ジョイントの重量は１９０kgであ
り、これにバスケットとトレイを加えた総重量は２４０
kgである。
【００１５】ついで、自動車用等速ジョイントに、次の
ような条件で真空浸炭を施した。すなわち、加熱室内を
１Torr（１３３．３Pa）以下まで減圧した後９５０℃で
１００分間加熱保持する予熱処理を行い、予熱処理に引
き続いて加熱室内にエチレンガスと水素ガスとを導入し
て５０Torr（６．６７kPa）の圧力下で９５０℃で７０
分間加熱保持する浸炭処理を行った。このときのエチレ
ンガスの流量を１０Ｌ/min、水素ガスの流量を５Ｌ/min
とし、これらの流量が浸炭処理中一定量となるように制
御した。浸炭処理に引き続いて加熱室内を１Torr（１３
３．３Pa）以下まで減圧し、９５０℃で５０分間加熱保
持する拡散処理を行い、さらに拡散処理に引き続いて８
５０℃に３０分間加熱保持する均熱処理を行った後、６
００Torr（８０．０kPa）の圧力下で焼入処理を行っ
た。最後に後処理として、１６０℃に９０分間加熱保持
する焼戻し処理を行った。
ような条件で真空浸炭を施した。すなわち、加熱室内を
１Torr（１３３．３Pa）以下まで減圧した後９５０℃で
１００分間加熱保持する予熱処理を行い、予熱処理に引
き続いて加熱室内にエチレンガスと水素ガスとを導入し
て５０Torr（６．６７kPa）の圧力下で９５０℃で７０
分間加熱保持する浸炭処理を行った。このときのエチレ
ンガスの流量を１０Ｌ/min、水素ガスの流量を５Ｌ/min
とし、これらの流量が浸炭処理中一定量となるように制
御した。浸炭処理に引き続いて加熱室内を１Torr（１３
３．３Pa）以下まで減圧し、９５０℃で５０分間加熱保
持する拡散処理を行い、さらに拡散処理に引き続いて８
５０℃に３０分間加熱保持する均熱処理を行った後、６
００Torr（８０．０kPa）の圧力下で焼入処理を行っ
た。最後に後処理として、１６０℃に９０分間加熱保持
する焼戻し処理を行った。
【００１６】そして、高さおよび加熱室の奥行き方向に
ついて異なる位置に積載されていた５つの自動車用等速
ジョイントの有効硬化層深さ（ＨＶ５１３の硬度を有す
る部分の最大深さ）、表面炭素濃度および表面硬さを測
定した。その結果を図１に示す。図１から明らかなよう
に、５つの自動車用等速ジョイントの有効硬化層深さ、
表面浸炭濃度および表面硬さのばらつきは少なく均一に
なっている。
ついて異なる位置に積載されていた５つの自動車用等速
ジョイントの有効硬化層深さ（ＨＶ５１３の硬度を有す
る部分の最大深さ）、表面炭素濃度および表面硬さを測
定した。その結果を図１に示す。図１から明らかなよう
に、５つの自動車用等速ジョイントの有効硬化層深さ、
表面浸炭濃度および表面硬さのばらつきは少なく均一に
なっている。
【００１７】また、高さおよび加熱室の奥行き方向の中
央部に配された自動車用等速ジョイントの断面硬度分布
曲線を作成したところ、最表面付近にも硬度低下は見ら
れず、特に焼戻し処理後の場合には滑らかな断面硬度分
布曲線となっていた。さらに、同じ自動車用等速ジョイ
ントの焼戻し処理後の表面付近の断面組織を観察したと
ころ、粒界酸化は全く認められず、微細な粒状セメンタ
イトが分散した微細マルテンサイト組織となっていた。
央部に配された自動車用等速ジョイントの断面硬度分布
曲線を作成したところ、最表面付近にも硬度低下は見ら
れず、特に焼戻し処理後の場合には滑らかな断面硬度分
布曲線となっていた。さらに、同じ自動車用等速ジョイ
ントの焼戻し処理後の表面付近の断面組織を観察したと
ころ、粒界酸化は全く認められず、微細な粒状セメンタ
イトが分散した微細マルテンサイト組織となっていた。
【００１８】実施例２
JISＳＣＭ４１５材からなり、かつ図２に示すような有
底穴(2)を有する棒状の自動車用燃料噴射ノズル(1)を作
製した。図２に示すように、燃料噴射ノズル(1)の長さ
ａ＝５２．１ｍｍ、大径部(1a)の外径ｂ＝１６．９ｍ
ｍ、大径部(1a)の長さｃ＝２５ｍｍ、小径部(1b)の外径
ｄ＝８．４ｍｍ、有底穴(2)の内径ｅ＝６．０ｍｍ、有
底穴(2)の深さｆ＝５０ｍｍである。
底穴(2)を有する棒状の自動車用燃料噴射ノズル(1)を作
製した。図２に示すように、燃料噴射ノズル(1)の長さ
ａ＝５２．１ｍｍ、大径部(1a)の外径ｂ＝１６．９ｍ
ｍ、大径部(1a)の長さｃ＝２５ｍｍ、小径部(1b)の外径
ｄ＝８．４ｍｍ、有底穴(2)の内径ｅ＝６．０ｍｍ、有
底穴(2)の深さｆ＝５０ｍｍである。
【００１９】そして、この燃料噴射ノズル(1)を有底穴
(2)の開口端が下方を向いた姿勢で、ダミー１０ｋｇと
ともにバスケットに積載し、このバスケットを浸炭炉の
加熱室内の有効空間内に配置した。
(2)の開口端が下方を向いた姿勢で、ダミー１０ｋｇと
ともにバスケットに積載し、このバスケットを浸炭炉の
加熱室内の有効空間内に配置した。
【００２０】ついで、加熱室内を１Torr（１３３．３P
a）以下まで減圧した後８７０℃で４０分間加熱保持す
る予熱処理を行い、予熱処理に引き続いて加熱室内にエ
チレンガスと水素ガスとを導入して３０〜３５Torr
（４．０〜４．６７kPa）の圧力下で８７０℃でtc分間
加熱保持する浸炭処理を行った。このときのエチレンガ
スの流量を１０Ｌ/min、水素ガスの流量を５Ｌ/minと
し、これらの流量が浸炭処理中一定量となるように制御
した。浸炭処理に引き続いて加熱室内を１Torr（１３
３．３Pa）以下まで減圧し、８７０℃でtd分間加熱保持
する拡散処理を行い、さらに拡散処理に引き続いて８５
０℃に３０分間加熱保持する均熱処理を行った後、６０
０Torrの圧力下で焼入処理を行った。さらに、後処理と
して、−７９℃で１２０分間保持するサブゼロ処理およ
び２００℃に１２０分間加熱保持する焼戻し処理を行っ
た。上記において、tc＝１２０、td＝６０の場合（ケー
ス１）と、tc＝１１２、td＝６８の場合（ケース２）の
２通り行った。
a）以下まで減圧した後８７０℃で４０分間加熱保持す
る予熱処理を行い、予熱処理に引き続いて加熱室内にエ
チレンガスと水素ガスとを導入して３０〜３５Torr
（４．０〜４．６７kPa）の圧力下で８７０℃でtc分間
加熱保持する浸炭処理を行った。このときのエチレンガ
スの流量を１０Ｌ/min、水素ガスの流量を５Ｌ/minと
し、これらの流量が浸炭処理中一定量となるように制御
した。浸炭処理に引き続いて加熱室内を１Torr（１３
３．３Pa）以下まで減圧し、８７０℃でtd分間加熱保持
する拡散処理を行い、さらに拡散処理に引き続いて８５
０℃に３０分間加熱保持する均熱処理を行った後、６０
０Torrの圧力下で焼入処理を行った。さらに、後処理と
して、−７９℃で１２０分間保持するサブゼロ処理およ
び２００℃に１２０分間加熱保持する焼戻し処理を行っ
た。上記において、tc＝１２０、td＝６０の場合（ケー
ス１）と、tc＝１１２、td＝６８の場合（ケース２）の
２通り行った。
【００２１】そして、ケース１および２のそれぞれの燃
料噴射ノズル(1)について、図２に示す小径部(1b)の外
周面の点P1、有底穴(2)の内周面の点P2および有底穴(2)
の底面（シート部）(2a)の点P3における最表面を基準に
して０．０５〜１．０ｍｍの深さの部分の硬度を測定
し、断面硬度分布曲線を求めた。ケース１の場合を図３
に、ケース２の場合を図４にそれぞれ示す。なお、点P1
およびP2のシート部(2a)からの距離ｇ＝１０ｍｍであ
る。
料噴射ノズル(1)について、図２に示す小径部(1b)の外
周面の点P1、有底穴(2)の内周面の点P2および有底穴(2)
の底面（シート部）(2a)の点P3における最表面を基準に
して０．０５〜１．０ｍｍの深さの部分の硬度を測定
し、断面硬度分布曲線を求めた。ケース１の場合を図３
に、ケース２の場合を図４にそれぞれ示す。なお、点P1
およびP2のシート部(2a)からの距離ｇ＝１０ｍｍであ
る。
【００２２】ところで、この種燃料噴射ノズルは使用環
境が高温であるため、真空浸炭後に−７９℃で１２０分
間保持するサブゼロ処理および２００℃に１２０分間保
持する焼戻し処理からなる後処理が施されるが、後処理
の後には次のような表面品質が要求される。すなわち、
この断面硬度分布曲線が、最表面を基準にして０．１５
〜０．３ｍｍの深さでＨＶ６９０〜７８０、０．４〜
０．６ｍｍの深さでＨＶ５５０以上、０．６ｍｍ以上の
深さでＨＶ３５０〜４５０の範囲を通ることが要求され
る。
境が高温であるため、真空浸炭後に−７９℃で１２０分
間保持するサブゼロ処理および２００℃に１２０分間保
持する焼戻し処理からなる後処理が施されるが、後処理
の後には次のような表面品質が要求される。すなわち、
この断面硬度分布曲線が、最表面を基準にして０．１５
〜０．３ｍｍの深さでＨＶ６９０〜７８０、０．４〜
０．６ｍｍの深さでＨＶ５５０以上、０．６ｍｍ以上の
深さでＨＶ３５０〜４５０の範囲を通ることが要求され
る。
【００２３】図３および図４から明らかなように、ケー
ス１および２のいずれの場合にも、断面硬度分布曲線
は、上記要求範囲を通っていることが分かる。なお、上
記要求範囲を図３および図４に鎖線で示す。
ス１および２のいずれの場合にも、断面硬度分布曲線
は、上記要求範囲を通っていることが分かる。なお、上
記要求範囲を図３および図４に鎖線で示す。
【００２４】実施例３
ＳＡＥ５１２０材からなる軸受用軌道輪（１９１．５
ｇ）を２４０個を満載したバスケットを浸炭炉の加熱室
内における有効空間内に配置した。
ｇ）を２４０個を満載したバスケットを浸炭炉の加熱室
内における有効空間内に配置した。
【００２５】ついで、軸受用軌道輪に、次のような条件
で真空浸炭を施した。すなわち、加熱室内を１Torr（１
３３．３Pa）以下まで減圧した後９５０℃で１００分間
加熱保持する予熱処理を行い、予熱処理に引き続いて加
熱室内にエチレンガスと水素ガスとを導入して５０Torr
（６．６７kPa）の圧力下で９５０℃で２００分間加熱
保持する浸炭処理を行った。このときのエチレンガスの
流量を１０Ｌ/min、水素ガスの流量を５Ｌ/minとし、こ
れらの流量が浸炭処理中一定量となるように制御した。
浸炭処理に引き続いて加熱室内を１Torr（１３３．３P
a）以下まで減圧し、９５０℃で１０分間加熱保持する
拡散処理を行い、さらに拡散処理に引き続いて８５０℃
に３０分間加熱保持する均熱処理を行った後、６００To
rr（８０．０kPa）の圧力下で焼入処理を行った。さら
に、後処理として、１８０℃に９０分間加熱保持する１
次焼戻し処理と、１８０℃で１２０分間加熱保持する２
次焼戻し処理とを行った。
で真空浸炭を施した。すなわち、加熱室内を１Torr（１
３３．３Pa）以下まで減圧した後９５０℃で１００分間
加熱保持する予熱処理を行い、予熱処理に引き続いて加
熱室内にエチレンガスと水素ガスとを導入して５０Torr
（６．６７kPa）の圧力下で９５０℃で２００分間加熱
保持する浸炭処理を行った。このときのエチレンガスの
流量を１０Ｌ/min、水素ガスの流量を５Ｌ/minとし、こ
れらの流量が浸炭処理中一定量となるように制御した。
浸炭処理に引き続いて加熱室内を１Torr（１３３．３P
a）以下まで減圧し、９５０℃で１０分間加熱保持する
拡散処理を行い、さらに拡散処理に引き続いて８５０℃
に３０分間加熱保持する均熱処理を行った後、６００To
rr（８０．０kPa）の圧力下で焼入処理を行った。さら
に、後処理として、１８０℃に９０分間加熱保持する１
次焼戻し処理と、１８０℃で１２０分間加熱保持する２
次焼戻し処理とを行った。
【００２６】そして、高さおよび加熱室の奥行き方向に
ついて異なる位置に積載されていた１５個の軌道輪の表
面硬さ（ＨＲＣ）および有効硬化層深さ（ＨＶ５５０の
硬度を有する部分の最大深さ）を測定した。その結果を
図５に示す。図５から明らかなように、１５個の軌道輪
の表面硬さおよび有効硬化層深さのばらつきは少なく均
一になっている。また、これら１５個の軌道輪の断面硬
度分布曲線を求めたところ、最表面付近にも硬度低下は
見られず、滑らかな断面硬度分布曲線となっていた。
ついて異なる位置に積載されていた１５個の軌道輪の表
面硬さ（ＨＲＣ）および有効硬化層深さ（ＨＶ５５０の
硬度を有する部分の最大深さ）を測定した。その結果を
図５に示す。図５から明らかなように、１５個の軌道輪
の表面硬さおよび有効硬化層深さのばらつきは少なく均
一になっている。また、これら１５個の軌道輪の断面硬
度分布曲線を求めたところ、最表面付近にも硬度低下は
見られず、滑らかな断面硬度分布曲線となっていた。
【００２７】また、高さおよび加熱室の奥行き方向につ
いて異なる位置に積載されていた５個の軌道輪の表面炭
素濃度および０．３％Ｃ浸炭深さを測定した。なお、
０．３％Ｃ浸炭深さとは、炭素濃度が０．３％となって
いる部分の最表面からの距離である。その結果を図６に
示す。図６から明らかなように、５個の軌道輪の表面炭
素濃度および０．３％Ｃ浸炭深さのばらつきは少なく均
一になっている。
いて異なる位置に積載されていた５個の軌道輪の表面炭
素濃度および０．３％Ｃ浸炭深さを測定した。なお、
０．３％Ｃ浸炭深さとは、炭素濃度が０．３％となって
いる部分の最表面からの距離である。その結果を図６に
示す。図６から明らかなように、５個の軌道輪の表面炭
素濃度および０．３％Ｃ浸炭深さのばらつきは少なく均
一になっている。
【００２８】図５および図６に示す結果から、全ての軌
道輪が浸炭むらなく均一に浸炭されていることがわか
る。
道輪が浸炭むらなく均一に浸炭されていることがわか
る。
【図１】実施例１の結果を示すグラフである。
【図２】実施例２に用いた燃料噴射ノズルを示す縦断面
図である。
図である。
【図３】実施例２のケース１の結果を示すグラフであ
る。
る。
【図４】実施例２のケース２の結果を示すグラフであ
る。
る。
【図５】実施例３の結果を示すグラフである。
【図６】同じく実施例３の他の結果を示すグラフであ
る。
る。
(1)：燃料噴射ノズル（被処理品）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松原 周
奈良県天理市嘉幡町229番地 光洋サー
モシステム株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−325701（ＪＰ，Ａ)
特開2000−336469（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 8/20
Claims (5)
- 【請求項１】 長さ方向に間隔をおいてガス吹き出し口
が複数形成されたガス吹き出し管を、加熱室内における
有効空間よりも上方の１つの水平面内に複数本並列状に
配置するとともに、加熱室の底壁に複数のガス吸引管を
均一に点在するように貫通状に配置しておき、浸炭ガス
として、エチレンガスと水素ガスとの混合ガスを用いて
真空浸炭を行うことを特徴とする真空浸炭方法。 - 【請求項２】 混合ガス中の水素ガスの混合比率を１５
〜５０％とする請求項１の真空浸炭方法。 - 【請求項３】 ４０〜６５Torrの圧力下で行う請求項１
または２の真空浸炭方法。 - 【請求項４】 端面から有底穴が形成されている被処理
品に浸炭処理を施す真空浸炭方法であって、浸炭ガスと
して、エチレンガスと水素ガスとの混合ガスを用い、８
７０〜８８０℃の温度でかつ２５〜３５Torrの圧力下で
行うことを特徴とする真空浸炭方法。 - 【請求項５】 混合ガス中の水素ガスの混合比率を３０
〜５０％とする請求項４の真空浸炭方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071504A JP3448805B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 真空浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000071504A JP3448805B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 真空浸炭方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001262313A JP2001262313A (ja) | 2001-09-26 |
| JP3448805B2 true JP3448805B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=18590084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000071504A Expired - Lifetime JP3448805B2 (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 真空浸炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3448805B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2002218508A1 (en) | 2001-11-30 | 2003-06-17 | Koyo Thermo Systems Co., Ltd. | Method and apparatus for vacuum heat treatment |
| EP1454998B1 (en) * | 2001-12-13 | 2010-02-10 | Koyo Thermo Systems Co., Ltd. | Vacuum carbo-nitriding method |
| JP5233131B2 (ja) | 2007-02-23 | 2013-07-10 | 株式会社Ｉｈｉ | 浸炭装置及び浸炭方法 |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000071504A patent/JP3448805B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001262313A (ja) | 2001-09-26 |
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