JP5460263B2

JP5460263B2 - 浸炭処理方法

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Publication number: JP5460263B2
Application number: JP2009265429A
Authority: JP
Inventors: 孝古吟; 壮次郎木村; 周一郎宮田
Original assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Current assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2014-04-02
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Description

本発明は浸炭処理方法に関し、更に詳しくは、炭素供給源として液状物質（液状の炭素含有化合物）を使用する浸炭処理方法に関する。

炭素供給源に液状物質を使用する浸炭処理方法として、容器に収容された当該液状物質中に、誘導加熱手段およびワーク（被処理物）を浸漬し、誘導加熱手段によってワークの表面を加熱し、この表面に接触する液状物質の気化・熱分解によって生じる活性炭素を、ワークの表面近傍組織に拡散させる方法（以下「液中浸炭法」という）が開示されている（例えば、下記特許文献１および特許文献２参照）。
この液中浸炭法は、ガス浸炭法と比較して浸炭速度、特に、短時間の処理での浸炭速度が高い点で有利である。

特表２００２−５０９５８２号公報特開昭６１−３８７８号公報

しかしながら、液中浸炭法には、実用化の阻害要因となる下記のような問題がある。
（１）ワークの表面を液状物質中で加熱するために、ワーク表面の熱が液状物質によって奪われる。このため、ワークの表面近傍の温度を、浸炭が起こる温度にまで上昇させるためには過大な出力（エネルギーコスト）を必要とする。
また、液中浸炭法においては、加熱された液状物質の相当量が、ワークの表面近傍組織に活性炭素を拡散（浸炭）させることなく、蒸発して系外に放出されてしまう。従って、エネルギーのみでなく、炭素供給源としての液状物質についても効率的に利用することができない。
なお、液状物質の系外への放出を防ぐために、蒸気の冷却回収機構を設けることも考えられるが、その場合には、設備が大掛かりになり、運転コストも増加する。また、ワークの処理装置への設置後に処理浴の密封などの手間の掛かる作業が必要となり、極めて作業効率が悪くなるという問題が生じる。

（２）液中浸炭法においてワークの一部のみを浸炭（部分浸炭）させたい場合であっても、液状物質中に当該ワークを浸漬すると、液状物質と接触するワークの全部（全表面）が浸炭されてしまう。
このような問題を回避するためには、浸炭させたい部分（ワークの一部）のみに液状物質が接触するように、ワークの（部分）形状に合わせた液状物質の収容容器を装着したり、浸炭させたくない部分（ワークの残部）を、液状物質と接触しないよう養生したりすることが考えられる。
しかし、前者の方法では、種々の形状を有するワークに対してシール性（液状物質の密封性）を確保しながら、液状物質の収容容器を装着することはきわめて困難である。
また、浸炭させたくない部分を、液状物質を接触させないように養生する後者の方法もきわめて煩雑である。

（３）液中浸炭法において、液状物質の収容容器内に配置することが不可能である大型のワークを浸炭処理する場合には、このワークの被処理面に対して、誘導加熱手段および液状物質の収容容器を相対的に移動させて、ワークの被処理面を順次加熱（移動加熱）する必要がある。
しかしながら、種々の形状を有するワークに対して、シール性（液状物質の密封性）を確保しながら、液状物質の収容容器を移動（摺動）させることはきわめて困難である。

（４）液中浸炭法による浸炭処理後に焼入れを行う場合において、液状物質中にワークが浸漬されているために、冷却速度の制御が困難で、所期の焼入れを行うことができない。

本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の第１の目的は、液中浸炭法と同等程度の浸炭速度が得られ、エネルギーコストが低く、炭素供給源として液状物質を効率的に利用することができ、簡素な設備で作業性良く実施可能な浸炭処理方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、ワークの一部であっても容易かつ確実に浸炭することができる浸炭処理方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、大型のワークであっても容易かつ確実に浸炭することができる浸炭処理方法を提供することにある。

（１）本発明の浸炭処理方法は、炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材をワークの被処理面に接触させた状態で、当該被処理面を加熱する工程を含むことを特徴とする。

（２）更に具体的には、繊維または多孔質材料から成形され、炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材をワークの被処理面に接触させた状態で、当該被処理面を加熱する工程を含むことを特徴とする。

炭素含有化合物が含浸された耐熱性部材が接触しているワークの被処理面上には、当該炭素含有化合物による層（液相）が形成され、被処理面の近傍の環境は、炭素含有化合物中にワークを浸漬したときと近似した状況となる。この状態で、ワークの被処理面を加熱すると、これに接触した炭素含有化合物の熱分解により発生した活性炭素が、当該被処理面の近傍組織に拡散し、ワークの浸炭がなされる。
ここに、ワークの被処理面の周囲には、分子密度の高い液体（耐熱性部材に含浸されている炭素含有化合物）が存在するので、液中浸炭法と同等程度の高い浸炭速度が得られる。
また、ワークの被処理面の周囲に存在している液体（耐熱性部材に含浸されている炭素含有化合物）の量は、液中浸炭法において被処理面の周囲に存在する液体（ワークを浸漬する液状物質）の量と比較して格段に少ない。従って、液中浸炭法と比較して十分に小さい出力で、同等程度の浸炭処理を行うことができる。
さらに、耐熱性部材に含浸されている炭素含有化合物は、蒸発によって系外に放出されにくいので、含浸させた炭素含有化合物の殆どを活性炭素の供給源として使用することができる。また、蒸発に伴う炭素含有化合物の損失がきわめて少ないので、例えば、耐熱性部材への炭素含有化合物の供給量を制御することにより、浸炭深さなどを調整することも可能となる。

（３）本発明の浸炭処理方法においては、繊維または多孔質材料から成形され、炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材によって被覆されているワークの被処理面を加熱する工程を含むことが好ましい。

炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材によってワークの被処理面を被覆することにより、当該被処理面上には、炭素含有化合物による層（液相）が形成され、当該被処理面の近傍の環境は、炭素含有化合物中にワークを浸漬したときと近似した状況となる。この状態で、ワークの被処理面を加熱すると、これに接触した炭素含有化合物の熱分解により発生した活性炭素が、当該被処理面の近傍組織に拡散し、ワークの浸炭がなされる。

（４）炭素含有化合物が含浸された耐熱性部材により被覆されているワークの被処理面を加熱する具体的方法としては、シート状の耐熱性部材によってワークの被処理面を被覆する工程と、ワークの被処理面を被覆した前記耐熱性部材に、液状の炭素含有化合物を含浸させるとともに、前記被処理面を加熱する工程とからなる方法を挙げることができる。

（５）前記耐熱性部材は、炭素繊維またはセラミック繊維から成形されていることが好ましい。
これらの繊維材料から成形された耐熱性部材は、浸炭処理温度（被処理面の加熱温度）に対して十分な耐熱性を有し、かつ、液状の炭素含有化合物を確実に含浸することができる。

（６）ワークの被処理面の加熱は、電磁誘導によって行うことが好ましい。
電磁誘導加熱によれば、当該被処理面を迅速に昇温することができるとともに、局所的な加熱を行うことができる。

（７）電磁誘導によって加熱する場合において、ワークの被処理面に対して誘導加熱手段を相対的に移動して加熱（移動加熱）することが好ましい。本発明の浸炭処理方法では、炭素含有化合物が耐熱性部材によって含浸保持されるので、液中浸炭法のように炭素含有化合物のシール性を考慮する必要がなく移動加熱を行うことができ、これにより、大型のワークであっても、容易かつ確実に浸炭することができる。

本発明の浸炭処理方法によれば、液中浸炭法と同等程度の浸炭速度が得られ、エネルギーコストが低く、炭素供給源として液状物質（炭素含有化合物）を効率的に利用することができる。本発明の浸炭処理方法は、簡素な設備で作業性良く実施することができる。
また、ワークの一部であっても容易かつ確実に浸炭（部分浸炭）することができる。
また、ワークの被処理面に対して加熱手段を相対的に移動させて加熱することにより、大型のワークであっても容易かつ確実に浸炭することができる。

本発明の一の実施形態（棒状ワークの周面浸炭処理）を模式に示す説明図である。本発明の他の実施形態（棒状ワークの周面浸炭処理）を模式に示す説明図である。本発明の他の実施形態（管状ワークの内周面浸炭処理）を模式に示す説明図である。本発明の他の実施形態（管状ワークの内周面浸炭処理）を模式に示す説明図である。本発明の他の実施形態（冷却工程を含む応用例）を模式に示す説明図である。実施例で使用した浸炭処理装置の概略を示す説明図である。参考例で使用した浸炭処理装置の概略を示す説明図である。実施例１〜２および参考例１において、３０分間処理したワークについての深さと硬さの関係曲線を示す説明図である。実施例３〜４および参考例２において、６０秒間処理したワークについての深さと硬さの関係曲線を示す説明図である。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の浸炭処理方法は、炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材を、ワークの被処理面に接触させた状態で、当該被処理面を加熱する工程を含む。
本発明の方法によって処理される「ワーク」としては、従来公知の方法により浸炭処理されている低炭素鋼などの金属を挙げることができる。

ワークの「被処理面」は、ワークのすべての表面であってもよいが、本発明の浸炭処理方法は、ワークの一部を浸炭（部分浸炭）する場合に特に好適である。

本発明の浸炭処理方法では、炭素供給源として液状の炭素含有化合物を使用する。
本発明で使用可能な「炭素含有化合物」としては、分子中に炭素原子を含み、使用温度（例えば０〜５０℃、特に１０〜４０℃）で液体であれば特に限定されるものではなく、炭素、水素、酸素原子などからなる液状の有機化合物を使用することができる。
炭素含有化合物の具体例としては、容易に入手できることなどの観点から、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール、ガソリン、軽油、重油などの原油精製品、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサンなどの石油化学製品などを例示することができる。

本発明の浸炭処理方法で使用する「耐熱性部材」は、浸炭処理温度で使用可能な耐熱性（例えば、耐熱温度が７００℃以上）を有し、液体を含浸して保持することができる繊維または多孔質材料の成形品から構成される。

耐熱性部材を構成する「繊維材料」としては、炭素繊維、セラミック繊維、アラミド繊維などを挙げることができ、これらの繊維から成形された不織布（フェルト）が好ましい。
耐熱性部材を構成する「多孔質材料」としては、炭素多孔質体およびセラミック多孔質体などを挙げることができる。

耐熱性部材の形状は特に限定されるものではないが、ワークの被処理面を被覆するような場合にはシート状であることが好ましい。

耐熱性部材として好適な市販材料としては、「カーボンフェルト」〔トラスコ中山（株）製の耐炎糸不織布〕、「イソウール（登録商標）」〔イソライト工業（株）製のセラミック繊維から成形されたブランケット〕を挙げることができる。

本発明の浸炭処理方法では、炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材をワークの被処理面に接触させた状態で、当該被処理面を加熱する。
耐熱性部材をワークの被処理面に接触させる好適な態様としては、当該耐熱性部材によって被処理面を被覆する態様を挙げることができる。

耐熱性部材が接触しているワークの被処理面を加熱する方法としては、特に限定されるものではないが、局所的な加熱が可能で昇温速度が高いことから、電磁誘導によって行うことが好ましい。
被処理面の加熱温度としては、通常７００〜１１００℃とされ、好ましくは８００〜１１００℃、更に好ましくは９００〜１１００℃とされる。

本発明の好ましい浸炭処理方法として、シート状の耐熱性部材によりワークの被処理面を被覆する工程と、ワークの被処理面を被覆した前記耐熱性部材に、液状の炭素含有化合物を含浸させるとともに、前記被処理面を加熱する工程とからなる方法を挙げることができる。
炭素含有化合物を耐熱性部材に含浸させる方法としては、定量ポンプを用いて炭素含有化合物を滴下したり、スプレー塗布したりする方法を挙げることができる。

本発明の浸炭処理方法により大型のワークを浸炭処理する場合などにおいて、ワークの被処理面に対して誘導加熱手段を相対的に移動させることにより、面積の広い被処理面を連続的に加熱すること（移動加熱）が好ましい。移動加熱を行うことにより、出力の小さい電源で処理することができる。
耐熱性部材によって炭素含有化合物を含浸保持する本発明の浸炭処理方法では、液中浸炭法のように炭素含有化合物のシール性（収容容器の液密性）を考慮する必要がなく移動加熱を行うことができ、これにより、大型のワークであっても、容易かつ確実に浸炭することができる。
以下、本発明の浸炭処理方法の移動加熱による実施形態について図面を用いて説明する。

＜第１の実施形態＞
図１（１）〜（３）は、棒状ワークの周面を移動加熱により浸炭処理する一形態を模式的に示している。同図において、Ｗはワーク（被処理物）、Ｓは被処理面、１１は、電磁誘導加熱装置を構成し、被処理面Ｓを局所的に加熱するリング状のコイル、２１は、シート状の耐熱性部材（炭素繊維またはセラミック繊維から成形された不織布）、３１は、耐熱性部材２１に炭素含有化合物を供給するためのノズルである。

この実施形態では、先ず、ワークＷの被処理面Ｓ（浸炭させたい領域）を耐熱性部材２１で被覆する。
次いで、図１（１）に示すように、ワークＷの被処理面Ｓを被覆している耐熱性部材２１に対して、ノズル３１から炭素含有化合物をスプレー塗布する。これにより、耐熱性部材２１（コイル１１に囲まれている部分）に炭素含有化合物が含浸され、この状態で、被処理面Ｓ（コイル１１に囲まれている領域）を電磁誘導により加熱する。
ノズル３１からの炭素含有化合物の塗布量としては、耐熱性部材２１の含浸容量、浸炭に伴う炭素含有化合物の消費量などに応じて適宜調整することができる。

図１（１）〜（３）に示すように、この実施形態では、コイル１１およびノズル３１に対してワークＷが下方に移動する。これにより、ワークＷの被処理面Ｓを被覆している耐熱性部材２１は、下側から上側に向かって、順次、炭素含有化合物を含浸し、この耐熱性部材２１に被覆されているワークＷの被処理面Ｓは、下側から上側に向かって、順次誘導加熱されることになる。
なお、加熱時において、耐熱性部材２１に含浸された炭素含有化合物は、被処理面Ｓに到達せずに、耐熱性部材２１の外表面側に遍在していてもよい。

この実施形態において、炭素含有化合物が含浸された耐熱性部材２１が接触しているワークＷの被処理面Ｓ上には、当該炭素含有化合物による層（液相）が形成され、被処理面Ｓの近傍の環境は、液中浸炭法において炭素含有化合物中にワークを浸漬したときと近似した状況となっている。この状態で、ワークＷの被処理面Ｓを誘導加熱すると、この被処理面Ｓに接触した炭素含有化合物（液体または気体）の熱分解により発生した活性炭素が、被処理面Ｓの近傍組織に拡散し、ワークＷの浸炭がなされる。

ここに、ワークＷの被処理面Ｓの周囲には、分子密度の高い液体（炭素含有化合物）が存在するので、液中浸炭法と同等程度の高い浸炭速度が得られる。すなわち、処理時間が同じであれば、液中浸炭法と同等程度の浸炭状態（深さ−硬さの関係曲線）が得られる。しかも、ワークＷの被処理面Ｓの周囲に存在している液体（耐熱性部材に含浸保持されている炭素含有化合物）の量は、液中浸炭法において被処理面の周囲に存在する液体（ワークが浸漬される液状物質）の量と比較して格段に少ない。従って、この実施形態の浸炭処理方法によれば、液中浸炭法と比較して十分に小さい出力で、液中浸炭法と同等程度の浸炭処理を行うことができる。
さらに、耐熱性部材２１に含浸保持されている炭素含有化合物は、蒸発によって系外に放出されにくいので、含浸させた炭素含有化合物の殆どを活性炭素の供給源として効率的に使用することができる。
また、蒸発に伴う炭素含有化合物の損失がきわめて少ないことから、例えば、耐熱性部材への炭素含有化合物の供給量（ノズル３１からの塗布量）を制御することにより、浸炭深さなどを調整することも可能となる。

＜第２の実施形態＞
図２（１）〜（２）は、棒状ワークの周面を移動加熱により浸炭処理する他の形態を模式的に示している。同図において、１２は、電磁誘導加熱装置を構成するリング状のコイル、２２はリング状の耐熱性部材（炭素繊維またはセラミック繊維から成形された不織布）、３２は、耐熱性部材２２に炭素含有化合物を供給するノズルである。
図２（１）において、コイル１２の内周面には、耐熱性部材２２の外周面が固着されている。また、耐熱性部材２２の内周面は、ワークＷの被処理面Ｓに当接している。

図２（１）〜（２）に示すように、この実施形態では、被処理面Ｓを局所的に加熱するためのコイル１２と、コイル１２の内周に固着されている耐熱性部材２２と、耐熱性部材２２に炭素含有化合物を供給するためのノズル３２とが、ワークＷ（被処理面Ｓ）に対して一体的に下方に移動する。
これにより、ワークＷの被処理面Ｓは、上側から下側に向かって、耐熱性部材が接触されている状態で誘導加熱され、この結果、上側から下側に向かって、順次、浸炭処理がなされる。

＜第３の実施形態＞
図３（１）〜（２）は、管状ワークの内周面を移動加熱により浸炭処理する一形態を模式的に示している。同図において、１３は、電磁誘導加熱装置を構成し、被処理面Ｓを局所的に加熱するコイル、２３は、シート状の耐熱性部材（炭素繊維またはセラミック繊維から成形された不織布）、３３は、耐熱性部材２３に炭素含有化合物を供給するためのノズルである。

この実施形態では、先ず、ワークＷの被処理面Ｓ（浸炭させたい内周面の領域）を耐熱性部材２３で覆う。
次いで、図３（１）に示すように、ワークＷの被処理面Ｓを被覆している耐熱性部材２３に対して、ノズル３３から炭素含有化合物をスプレー塗布する。これにより、耐熱性部材２３（コイル１３の周囲にある部分）に炭素含有化合物が含浸され、この状態で、被処理面Ｓ（コイル１３の周囲にある領域）を電磁誘導により加熱する。

図３（１）〜（２）に示すように、この実施形態では、被処理面Ｓを局所的に加熱するためのコイル１３と、コイル１３の周囲における耐熱性部材２３に炭素含有化合物を供給するためのノズル３３とが、ワークＷ（被処理面Ｓ）に対して一体的に下方に移動する。これにより、ワークＷの被処理面Ｓを被覆している耐熱性部材２３は、上側から下側に向かって、順次、炭素含有化合物を含浸し、この耐熱性部材２３に被覆されているワークＷの被処理面Ｓは、上側から下側に向かって、順次、誘導加熱されて浸炭処理がなされることになる。

＜第４の実施形態＞
図４（１）〜（２）は、管状ワークの内周面を移動加熱により浸炭処理する他の形態を模式的に示している。同図において、１４は、電磁誘導加熱装置を構成し、被処理面Ｓを局所的に加熱するコイル、２４はリング状の耐熱性部材（炭素繊維またはセラミック繊維から成形された不織布）、３４は、耐熱性部材２４に炭素含有化合物を供給するノズルである。

図４（１）〜（２）に示すように、この実施形態では、被処理面Ｓを局所的に加熱するためのコイル１４と、コイル１４の外周面に固着されている耐熱性部材２４と、耐熱性部材２４に炭素含有化合物を供給するためのノズル３４とが、ワークＷ（被処理面Ｓ）に対して一体的に下方に移動する。
これにより、ワークＷの被処理面Ｓは、上側から下側に向かって、耐熱性部材が接触されている状態で誘導加熱され、この結果、上側から下側に向かって、順次、浸炭処理がなされる。

＜第５の実施形態＞
図５は、棒状ワークの周面を移動加熱により浸炭処理した後に冷却処理する形態を模式的に示している。同図において、４１は、ワークＷを被覆している耐熱性部材２１を剥離するために用いるスクレーパ、４２は、浸炭処理後の被処理面Ｓを冷却（焼入）するために冷水を塗布する冷却ノズルである。なお、同図において、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を用いている。

この実施形態では、第１の実施形態と同様に、コイル１１およびノズル３１に対して、ワークＷが下方に移動するので、耐熱性部材２１に被覆されているワークＷの被処理面Ｓは、下側から上側に向かって、順次、浸炭処理がなされる。
そして、ワークＷが下方に移動することに伴い、浸炭処理された被処理面Ｓにおいては、これを被覆していた耐熱性部材２１がスクレーパ４１によって順次剥離された後、冷却ノズル４２から冷水が吹き付けられて順次冷却（焼入）される。
この実施形態によれば、浸炭処理後の被処理面Ｓを直ちに冷却することができるので、冷却速度の制御が容易で、所期の焼入れを確実に行うことができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１＞
直径２２ｍｍ、長さ２０ｍｍのクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４１５）の表面をベルトサンダー（♯６０）で研削したものをワークとして用い、図６に示すように、このワークＷの全表面を、厚さ２．８ｍｍの耐炎糸不織布「カーボンフェルト２８ＣＦ」〔トラスコ中山（株）製〕からなる耐熱性部材２６で被覆し、定量ポンプ３６により、エタノールを滴下しながら（滴下量：１０ｍＬ／ｍｉｎ）、リング状のコイル１６を用いた電磁誘導により３０分間加熱する浸炭処理を実施した。加熱温度は、ワークの上面（図６のＰで示す位置）にＫ熱電対を取り付け、この位置での温度が１０５０℃を維持するように制御した。この実施例の浸炭処理において、消費電力は３．５ｋＷであった。３０分間の加熱後、耐熱性部材２６を取り去り、ワークＷを水中に浸漬することによって焼入処理した。焼入処理後、ワークＷを、上下面が半円状になるよう長さ方向に切断し、Ｋ熱電対を取り付けた位置Ｐにおいて、深さ（上面からの距離）と硬さ（マイクロビッカース硬度）との関係を測定した。結果を下記表１および図８に示す。

＜実施例２＞
耐熱性部材として、セラミック繊維を成形してなる厚さ６ｍｍのブランケット「イソウール（登録商標）１４００ブランケット」〔イソライト工業（株）製〕を使用したこと以外は実施例１と同様にして加熱（浸炭処理）および焼入処理を行った。この実施例の浸炭処理において、消費電力は３．５ｋＷであった。焼入処理後、ワークＷを半円状に切断し、Ｋ熱電対を取り付けた位置において、深さ（上面からの距離）と硬さとの関係を測定した。結果を下記表１および図８に示す。

＜参考例１＞
直径２２ｍｍ、長さ２０ｍｍのクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４１５）の表面をベルトサンダー（♯６０）で研削したものをワークとして用い、図７に示すように、このワークＷおよびリング状のコイル１７を、ガラス容器２７内に収容されているエタノールＬ（１リットル）中に浸漬し、コイル１７を用いた電磁誘導により３０分間加熱する浸炭処理を実施した。加熱温度は、図７に示すシース熱電対Ｑで測定される温度が１０５０℃を維持するように制御した。
なお、発生するエタノール蒸気は、図示は省略している収集・冷却機構にて液化回収し、ガラス容器２７内に戻した。
この参考例の浸炭処理において、消費電力は７．２ｋＷであった。３０分間の加熱後、エタノール中にワークＷを浸漬したままの状態で３０℃まで冷却後、ワークＷを取り出し、別途用意した誘導加熱装置により加熱し、１０５０℃で６０秒間維持した後、水中に浸漬することによって焼入処理した。焼入処理後、ワークＷを、上下面が半円状になるよう長さ方向に切断し、深さ（上面からの距離）と硬さとの関係を測定した。結果を下記表１および図８に示す。

＜実施例３＞
１０５０℃での加熱（浸炭処理）時間を６０秒間に変更したこと以外は実施例１と同様にして加熱（浸炭処理）および焼入処理を行った。この実施例の浸炭処理において、消費電力は３．５ｋＷであった。焼入処理後、ワークＷを半円状に切断し、Ｋ熱電対を取り付けた位置において、深さ（上面からの距離）と硬さとの関係を測定した。結果を下記表２および図９に示す。

＜実施例４＞
１０５０℃での加熱（浸炭処理）時間を６０秒間に変更したこと以外は実施例２と同様にして加熱（浸炭処理）および焼入処理を行った。この実施例の浸炭処理において、消費電力は３．５ｋＷであった。焼入処理後、ワークＷを半円状に切断し、Ｋ熱電対を取り付けた位置において、深さ（上面からの距離）と硬さとの関係を測定した。結果を下記表２および図９に示す。

＜参考例２＞
１０５０℃での加熱（浸炭処理）時間を６０秒間に変更したこと以外は参考例１と同様にして加熱（浸炭処理）および冷却を行った。この参考例の浸炭処理において、消費電力は７．２ｋＷであった。冷却後、ワークＷを半円状に切断し、Ｋ熱電対を取り付けた位置において、深さ（上面からの距離）と硬さとの関係を測定した。結果を下記表２および図９に示す。

図８（表１）および図９（表２）に示したように、本発明の方法により浸炭処理されたワーク（実施例１〜２／実施例３〜４）についての深さと硬さとの関係曲線は、液中浸炭法で同じ時間（３０分間／６０秒間）浸炭処理されたワーク（参考例１／参考例２）についての関係曲線ときわめて近似している。従って、本発明の浸炭処理方法によれば、液中浸炭法と同等程度の浸炭速度（同じ処理時間であれば同等程度の浸炭状態）が得られる。また、実施例１〜４における消費電力は３．５ｋＷと、参考例１〜２における消費電力（７．２ｋＷ）の半分以下であった。

１１、１２、１３、１４、１６コイル
２１、２２、２３、２４、２６耐熱性部材
３１、３２、３３、３４ノズル
３６定量ポンプ
４１スクレーパ
４２冷却ノズル
Ｗワーク
Ｓ被処理面

Claims

炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材をワークの被処理面に接触させた状態で、当該被処理面を加熱する工程を含むことを特徴とする浸炭処理方法。
繊維または多孔質材料から成形され、炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材をワークの被処理面に接触させた状態で、当該被処理面を加熱する工程を含むことを特徴とする浸炭処理方法。
繊維または多孔質材料から成形され、炭素含有化合物が含浸されている耐熱性部材によって被覆されているワークの被処理面を加熱する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の浸炭処理方法。
繊維または多孔質材料から成形されたシート状の耐熱性部材によってワークの被処理面を被覆する工程と、
ワークの被処理面を被覆した前記耐熱性部材に、液状の炭素含有化合物を含浸させるとともに、前記被処理面を加熱する工程とを含むことを特徴とする請求項３に記載の浸炭処理方法。
前記耐熱性部材は、炭素繊維またはセラミック繊維から成形されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の浸炭処理方法。
ワークの被処理面を電磁誘導により加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の浸炭処理方法。
ワークの被処理面に対して誘導加熱手段を相対的に移動して加熱することを特徴とする請求項６に記載の浸炭処理方法。