JP6101350B2 - Method for manufacturing at least one component and open-loop control and / or closed-loop control device - Google Patents

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Description

本発明は、独立請求項の前文に記載した、少なくとも1つの構成部分を製造するための方法、および開ループ制御および/または閉ループ制御装置に関する。   The invention relates to a method for manufacturing at least one component and to an open-loop control and / or a closed-loop control device as described in the preamble of the independent claim.

特許文献1には、浸炭窒化法について記載されており、この浸炭窒化法において、窒素の拡散浸透は、全プロセス中に行われるか、または元素的窒素がドナーガスとして使用される場合、好適には最後のプロセス段階においてのみ行われる。窒素ドナーとしては、特に分子的窒素、アンモニアおよびその他の窒素含有化合物が挙げられる。炭素ドナーは特に記載されていない。   Patent Document 1 describes a carbonitriding method. In this carbonitriding method, diffusion penetration of nitrogen is performed during the entire process, or preferably when elemental nitrogen is used as a donor gas. It takes place only in the last process step. Nitrogen donors include molecular nitrogen, ammonia and other nitrogen-containing compounds, among others. Carbon donors are not specifically described.

特許文献2には、低圧浸炭窒化法について記載されており、この低圧浸炭窒化法においては、鋼部分がまず浸炭処理され、次いで窒素ドナーガスによって窒化処理される。炭素ドナーとして、アセチレン、プロパンおよびエチレンが記載されている。窒素ドナーとして、アンモニアを含有するドナーガスが挙げられている。窒素ドナーに関するその他の記載はない。   Patent Document 2 describes a low-pressure carbonitriding method. In this low-pressure carbonitriding method, a steel portion is first carburized and then nitrided with a nitrogen donor gas. Acetylene, propane and ethylene are described as carbon donors. As the nitrogen donor, a donor gas containing ammonia is cited. There are no other statements about nitrogen donors.

特許文献3には、鋼部分を浸炭処理するための方法について記載されており、この方法においては、加熱段階中にも、また拡散段階中にも、窒素を発生するガスが供給される。窒素ドナーとして、アンモニアおよび笑気が挙げられ、炭素ドナーとして、アセチレン、プロパンおよびエチレンが挙げられている。   Patent Document 3 describes a method for carburizing a steel part. In this method, a gas that generates nitrogen is supplied both during the heating stage and during the diffusion stage. Nitrogen donors include ammonia and laughter, and carbon donors include acetylene, propane and ethylene.

前記特許文献2および特許文献3には、パルスモードでの低圧浸炭窒化法について記載されており、この場合、窒素化合物、例えばアンモニアまたは笑気が窒素ドナーガスとして使用され、この窒素化合物が、浸炭処理間の供給段階中に、および/または装入物の加熱時におよび/または続いて行われる炭素拡散段階時に、窒素を構成部分表面内に浸透させるために、処理室内に供給される。   Patent Document 2 and Patent Document 3 describe a low-pressure carbonitriding method in a pulse mode. In this case, a nitrogen compound such as ammonia or laughter gas is used as a nitrogen donor gas, and this nitrogen compound is subjected to carburizing treatment. Nitrogen is fed into the processing chamber to infiltrate into the component surface during the intervening feeding phase and / or during heating of the charge and / or during the subsequent carbon diffusion phase.

方法により制約されて交互に行われる炭素供給段階および窒素供給段階によって、連続的な炭素および窒素の浸透を保証することはできない。従ってプロセス時間が延長される。何故ならば、炭素供給段階と窒素供給段階との間で、次の供給段階において炭素若しくは窒素の浸透を加速させるために、拡散段階を考慮しなければならないからである。   Continuous carbon and nitrogen permeation cannot be ensured by alternating carbon and nitrogen feed stages constrained by the process. Therefore, the process time is extended. This is because, between the carbon supply stage and the nitrogen supply stage, the diffusion stage must be considered in order to accelerate the penetration of carbon or nitrogen in the next supply stage.

特許文献4には、金属の構成部分を浸炭窒化するための方法について記載されており、この場合、炭素と窒素を同時に構成部分表面に浸透させるために、アミン化合物、例えばメチルアミン、ジメチルアミンおよびジブチルアミンが、炭素ドナーおよび窒素ドナーとして使用される。この方法においては、炭素および窒素の増加した雰囲気を生成するために、アミンが高温(T=1100℃〜1200℃)で処理室内に供給される。このプロセスは雰囲気圧下で実行される。   Patent Document 4 describes a method for carbonitriding a metal component, in which case an amine compound such as methylamine, dimethylamine, and the like is used to simultaneously penetrate carbon and nitrogen into the component surface. Dibutylamine is used as a carbon donor and a nitrogen donor. In this method, the amine is fed into the process chamber at a high temperature (T = 1100 ° C. to 1200 ° C.) to produce an atmosphere of increased carbon and nitrogen. This process is performed under atmospheric pressure.

このような浸炭窒化法においては、1100℃〜1200℃の高い処理温度および雰囲気圧が問題である。このような高い温度においては、気相内および構成部分表面でのアミン化合物の反応率は、内側に位置する表面を有する複雑な構造、例えば孔または密に詰め込まれた構成部分装入物が、不均一に浸炭窒化される程度に高い。さらに、1barのプロセス圧力は、装入物内および/または内側に位置する構造部例えば盲孔内でのドナーガスの拡散を著しく困難にする。装置技術的に見て、このような温度範囲は、高いプロセス圧力と相俟って、非常に多くの整備を必要とすると評価され得る。さらに、このような温度においては、安価な金属材料は粗粒化しやすくなり、構成部分の耐疲労性に不都合な影響を及ぼし、従って、より高価な材料を使用する必要があり、および/または細粒化するための追加的な熱処理段階を実施する必要がある。   In such a carbonitriding method, a high processing temperature and atmospheric pressure of 1100 ° C. to 1200 ° C. are problematic. At such high temperatures, the reaction rate of the amine compound in the gas phase and on the surface of the component is such that complex structures having an inner surface, such as pores or closely packed component charges, High enough to be carbonitrided unevenly. Furthermore, a process pressure of 1 bar makes the diffusion of donor gas significantly difficult in structures located in and / or inside the charge, for example in blind holes. From the standpoint of equipment technology, such a temperature range, combined with high process pressure, can be assessed as requiring very much maintenance. In addition, at such temperatures, inexpensive metal materials are prone to coarsening, which adversely affects the fatigue resistance of the components, and therefore, more expensive materials need to be used and / or finer. It is necessary to carry out an additional heat treatment step to granulate.

さらに重要な観点は、以上のすべての低圧浸炭窒化法においては、炭素浸透および窒素浸透をコントロールするための閉ループ制御手段が設けられていないということである。しかしながら、表層内に浸透した炭素と窒素の比率は、結果として得られる材料特性および構成部分特性にとって決定的に重要である。   A further important aspect is that all of the above low pressure carbonitriding processes are not provided with closed loop control means for controlling carbon and nitrogen permeation. However, the ratio of carbon and nitrogen that has penetrated into the surface layer is critical to the resulting material and component properties.

ドイツ連邦共和国特許公開第19909694号明細書German Patent Publication No. 19909694 ドイツ連邦共和国特許第10118494号明細書German Patent No. 10118494 ドイツ連邦共和国特許公開第10322255号明細書German Patent Publication No. 10322255 ソビエト連邦特許第1680798号明細書Soviet Union Patent No. 1680798

これに対して、独立請求項の特徴を有する、少なくとも1つの構成部分を製造するための本発明による方法、および本発明による開ループ制御および/または閉ループ制御装置は、少なくとも1つの処理段階で、炭素を発生するガスおよび窒素を発生するガスが同時に処理室内に供給され、少なくとも1つの構成部分の表層内に浸透させようとする炭素濃度と窒素濃度の所定の比率に基づいて、処理室内に調節しようとする温度および/または圧力のための目標値が算出され、この目標値が所定の時間だけ処理室内で調整される、という利点を有している。このような形式で、連続的な炭素浸透および窒素浸透を保証することができる。炭素および窒素は同時に、およびひいては、交互の炭素供給段階および窒素供給段階の間でプロセスガス交換若しくは拡散段階を実施することなしに、供給される。これによって、プロセス時間が短縮される。さらに、低圧浸炭窒化は、密に詰め込まれた装入物または複雑な構成部分構造、例えば孔構造においても、均一な浸炭および窒化を可能にする。温度および/または圧力を閉ループ制御することによって、表層内に浸透された炭素濃度と窒素濃度の所定の比率を調節することができ、それによって、結果として得られる材料特性および構成部分特性に影響を及ぼすことができる。   In contrast, the method according to the invention for producing at least one component, and the open-loop control and / or closed-loop control device according to the invention, having the features of the independent claims, in at least one processing stage, A gas for generating carbon and a gas for generating nitrogen are simultaneously supplied into the processing chamber and adjusted in the processing chamber based on a predetermined ratio of the carbon concentration and the nitrogen concentration to be penetrated into the surface layer of at least one component. It has the advantage that a target value for the temperature and / or pressure to be calculated is calculated and this target value is adjusted in the processing chamber for a predetermined time. In this manner, continuous carbon and nitrogen penetration can be ensured. Carbon and nitrogen are supplied at the same time, and thus without performing a process gas exchange or diffusion stage between alternating carbon and nitrogen supply stages. This reduces process time. In addition, low pressure carbonitriding allows for uniform carburizing and nitriding even in densely packed charges or complex component structures such as pore structures. By controlling the temperature and / or pressure in a closed loop, it is possible to adjust the predetermined ratio of carbon concentration and nitrogen concentration permeated into the surface layer, thereby affecting the resulting material and component properties. Can affect.

従属請求項に記載した手段によって、独立請求項に記載した方法の好適な実施態様および改良が可能である。   By means of the dependent claims, preferred embodiments and improvements of the methods described in the independent claims are possible.

特に好適には、炭素を発生するガスとして、および窒素を発生するガスとして、同じガスが処理室内に供給される。これによって、方法が著しく簡略化される。何故ならば、1種類のガスだけを処理室内に供給すればよいからである。   Particularly preferably, the same gas is supplied into the processing chamber as the gas generating carbon and the gas generating nitrogen. This greatly simplifies the method. This is because only one kind of gas needs to be supplied into the processing chamber.

好適な形式で、ガスとして、アミン化合物、好適には脂肪族モノアミンが、第1級化合物、第2級化合物として、また第3級化合物としても選択されるか、または脂肪族ジアミンまたはこれら2つから成る混合物が選択される。   In a preferred form, as the gas, an amine compound, preferably an aliphatic monoamine, is selected as the primary compound, secondary compound and also as the tertiary compound, or an aliphatic diamine or these two A mixture consisting of is selected.

この場合、炭素および窒素を発生するガスとして、炭素と窒素の比率が3より小さいか3と同じである、炭素および窒素を発生するガスが選択される。このような形式で、炭素プロフィールおよび窒素プロフィールにおける所望の比率が調節されると共に、炉装置内でのカーボン形成が減少される。   In this case, as the gas for generating carbon and nitrogen, a gas for generating carbon and nitrogen having a ratio of carbon to nitrogen smaller than 3 or the same as 3 is selected. In this manner, the desired ratio in carbon and nitrogen profiles is adjusted and carbon formation in the furnace apparatus is reduced.

処理室内で炭素および窒素を発生させるための様々なガスを使用する場合、処理室に供給された、炭素を発生するガスの特に容積流の量、および処理室に供給された窒素を発生するガスの特に容積流の量が、前記処理室内に発生される炭素と窒素の比率が3よりも小さくなるように選択されても、同じ利点が得られる。   When various gases for generating carbon and nitrogen are used in the processing chamber, the volume of the carbon generating gas supplied to the processing chamber, particularly the volumetric flow rate, and the nitrogen generating gas supplied to the processing chamber The same advantages are obtained even if the volumetric flow rate is selected such that the ratio of carbon to nitrogen generated in the processing chamber is less than 3.

処理室内の圧力および/または温度が測定され、実際値として、算出された目標値に更新されるようになっていれば、閉ループ制御のために好適である。これによって、少なくとも1つの構成部分の表層内に浸透された炭素濃度と窒素濃度の所定の比率を、特に簡単かつ確実に閉ループ制御することができる。   If the pressure and / or temperature in the processing chamber is measured and updated to the calculated target value as an actual value, it is suitable for closed-loop control. As a result, the predetermined ratio of the carbon concentration and the nitrogen concentration permeated into the surface layer of at least one constituent part can be controlled in a closed loop particularly easily and reliably.

温度のための実際値が、処理室内の加熱装置の制御を介して温度のための目標値に更新され、この際に、温度のための実際値が温度のための目標値よりも小さいときに、加熱装置の温度が上昇され、温度のための実際値が温度のための目標値よりも大きいときに、加熱装置の温度が低下されることによっても、閉ループ制御は、特に簡単かつ楽に構成される。   The actual value for temperature is updated to the target value for temperature via the control of the heating device in the process chamber, when the actual value for temperature is smaller than the target value for temperature Closed loop control is also particularly simple and easy to configure, by reducing the temperature of the heating device when the temperature of the heating device is raised and the actual value for the temperature is greater than the target value for the temperature The

また、圧力のための実際値が、処理室から導出されたガス量、特に容積流の調節を介して、圧力のための目標値に更新され、この際に、圧力のための実際値が圧力のための目標値よりも小さいときに、導出されるガス量が減少され、また圧力ための実際値が圧力のための目標値よりも大きいときに、導出されるガス量が増加されることによって、閉ループ制御は簡単かつ楽に構成される。   In addition, the actual value for pressure is updated to the target value for pressure via adjustment of the amount of gas derived from the processing chamber, in particular the volumetric flow. By reducing the amount of gas derived when it is less than the target value for, and by increasing the amount of gas derived when the actual value for pressure is greater than the target value for pressure Closed loop control is simple and easy to configure.

処理室内の温度ための目標値が、少なくとも1回変更されるようになっていれば、好適である。これによって、表層内の様々な深さ領域内に浸透された炭素濃度と窒素濃度の様々な比率を調節することができる。   It is preferable if the target value for the temperature in the processing chamber is changed at least once. This makes it possible to adjust various ratios of carbon concentration and nitrogen concentration penetrated in various depth regions in the surface layer.

処理室内における少なくとも1回の加熱段階または少なくとも1回の冷却段階の後に続いて温度安定化段階が設けられていれば、別の利点が得られる。このような形式で、温度のための目標値を、1回の装入内ですべての構成部分のためにできるだけ精確に調整することができる。   Another advantage is obtained if a temperature stabilization step is provided following at least one heating step or at least one cooling step in the process chamber. In this way, the target value for temperature can be adjusted as accurately as possible for all components within a single charge.

処理室内における圧力のための目標値が、少なくとも1回変更されるようになっていれば、好適である。これによって、表層内の様々な深さ領域内に浸透された炭素濃度と窒素濃度の様々な比率を調節することができる。   It is preferable if the target value for the pressure in the processing chamber is changed at least once. This makes it possible to adjust various ratios of carbon concentration and nitrogen concentration penetrated in various depth regions in the surface layer.

処理室内における目標圧力が、100mbarと同じかまたはそれよりも小さく、好適には2〜30mbarであれば、別の利点が得られる。このような形式で、1回の装入内での、または内側に位置する構造部例えば袋孔内への、相応のガスの拡散過程が著しく軽減される。   Another advantage is obtained if the target pressure in the process chamber is equal to or less than 100 mbar, preferably 2 to 30 mbar. In this way, the corresponding gas diffusion process in a single charge or in the inner structure, for example in the bag hole, is significantly reduced.

さらに好適には、温度のための目標値は、650℃〜1050℃の範囲内、好適には650℃〜960℃の範囲内にある。このような形式で、密に詰め込まれた構成部分装入物の均一な浸炭窒化、または内側に位置する表面例えば孔構造を有する複雑な構造の均一な浸炭窒化が確実に得られる。   More preferably, the target value for temperature is in the range of 650 ° C. to 1050 ° C., preferably in the range of 650 ° C. to 960 ° C. In this way, a uniform carbonitriding of closely packed component charges or a uniform carbonitriding of complex structures with an inner surface, for example a pore structure, is ensured.

連続的なプロセス実施において、温度並びに発生した炭素浸透プロフィールおよび窒素浸透プロフィールに基づいて、少なくとも1つの構成部分の表層内に、カーバイド、窒化物および炭窒化物等の不都合かつ制御不能な析出が形成され得る。従って、本発明の方法において、複数の処理段階が設けられており、これらの処理段階がそれぞれ1つの拡散段階によって互いに分離されるようになっていれば、特に有利である。このような形式で、少なくとも1つの構成部分の表層内に、カーバイド、窒化物および炭窒化物等の不都合な析出が形成されることは避けられ、しかも、所望の若しくは所定の炭素浸透プロフィールおよび窒素浸透プロフィールが少なくとも1つの構成部分の表層内に調節される。   In continuous process runs, inconvenient and uncontrollable precipitates such as carbides, nitrides and carbonitrides form in the surface of at least one component based on temperature and the generated carbon and nitrogen penetration profiles Can be done. It is therefore particularly advantageous if the process according to the invention is provided with a plurality of processing stages, each of which is separated from one another by one diffusion stage. In this manner, the formation of undesired precipitates such as carbides, nitrides and carbonitrides in the surface of at least one component is avoided, and the desired or predetermined carbon penetration profile and nitrogen are avoided. The penetration profile is adjusted within the surface of at least one component.

このような炭素浸透プロフィールおよび窒素浸透プロフィールは、少なくとも1つの構成部分の表層内に浸透させようとする炭素濃度と窒素濃度の所定の比率が、少なくとも1つの構成部分の表層内の所定の炭素浸透プロフィールおよび窒素浸透プロフィールに基づいて、少なくとも2つの処理段階で別々に選定されることによって、特に簡単に製造される。   Such a carbon permeation profile and a nitrogen permeation profile are such that a predetermined ratio of carbon concentration and nitrogen concentration to be infiltrated into the surface layer of at least one component is a predetermined carbon permeation in the surface layer of at least one component. It is particularly easy to manufacture by selecting separately in at least two processing steps based on the profile and the nitrogen penetration profile.

少なくとも1つの構成部分を低圧浸炭窒化するための装置の概略図である。1 is a schematic view of an apparatus for low pressure carbonitriding of at least one component. 構成部分の表層内に調節された炭素と窒素の比率への温度の影響を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing the effect of temperature on the ratio of carbon and nitrogen adjusted in the surface layer of the constituent parts. 閉ループ制御された温度による低圧浸炭窒化のプロセスガイドの概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a process guide for low pressure carbonitriding with closed loop controlled temperature. 図3に示したプロセスガイドによって得られた、処理された構成部分表層構造を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a processed component surface structure obtained by the process guide shown in FIG. 3. プロセスガイドのために使用された開ループ制御および/または閉ループ制御装置のブロック制御回路図である。FIG. 2 is a block control circuit diagram of an open loop control and / or closed loop control device used for process guide.

本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。   Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are described in detail below.

図1は、単数または複数の構成部分2を低圧浸炭窒化するための装置1の概略図を示す。図1には例えば5つの構成部分2が示されている。これらの構成部分2は、処理室4内で載設部3上に配置されている。構成部分2は、図面の下側に示された加熱装置5によって加熱される。所属の流量制御弁7を備えた取り入れ口6により、炭素および窒素ドナーガス8の供給が可能である。温度センサ9および圧力センサ10は、図面で処理室4の上部領域に配置されている。その上に配置された開ループ制御および/または閉ループ制御装置11は、温度センサ9および圧力センサ10からから送られる信号を受信する。処理室4の取り出し口12は、ポンプ13の入口に通じており、このポンプ13は、例えば真空ポンプとして構成されていてよい。ポンプ13の上流に、特に圧力調整のためのスロットルバルブ14が配置されている。   FIG. 1 shows a schematic view of an apparatus 1 for low-pressure carbonitriding of one or more component parts 2. FIG. 1 shows, for example, five components 2. These components 2 are arranged on the mounting portion 3 in the processing chamber 4. The component 2 is heated by a heating device 5 shown at the bottom of the drawing. A carbon and nitrogen donor gas 8 can be supplied by an intake 6 equipped with an associated flow control valve 7. The temperature sensor 9 and the pressure sensor 10 are arranged in the upper region of the processing chamber 4 in the drawing. An open loop control and / or closed loop control device 11 disposed thereon receives signals sent from the temperature sensor 9 and the pressure sensor 10. The take-out port 12 of the processing chamber 4 leads to the inlet of the pump 13, and this pump 13 may be configured as a vacuum pump, for example. A throttle valve 14 for adjusting the pressure is disposed upstream of the pump 13.

装置1の運転中、様々なプロセス段階で流量制御弁7により、炭素および窒素ドナーガス8が同時に、処理室4内に供給される。開ループ制御および/または閉ループ制御装置11は、特に温度センサ9および圧力センサ10によって、プロセス若しくは個別のプロセス段階を監視し、かつ開ループ制御または閉ループ制御する。特に、温度センサ9によって検出された、以下では処理温度とも称呼される温度が重要である。処理温度は、以下に図2および図3を用いてさらに説明されているように、処理室4の雰囲気内で得られる。ポンプ13は、スロットルバルブ14と協働して取り出し口12において弁のように作用する。処理室4内に必要な処理圧力を調節し、処理室4を部分的に排気させ、または処理室4内に存在するガスを排出または交換するために、スロットルバルブ14の開放角度が、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって、プロセスに基づいて、特に圧力センサ10によって検出された、以下では処理圧力とも称呼される圧力に基づいて、閉ループ制御される。加熱装置5は、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって、特に温度センサ9によって検出された処理温度に基づいて閉ループ制御される。流量制御弁7は、プロセスに基づいてプロセスガスの流量を閉ループ制御するために、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって制御される。   During operation of the apparatus 1, carbon and nitrogen donor gas 8 are simultaneously supplied into the processing chamber 4 by the flow control valve 7 at various process stages. The open-loop control and / or closed-loop control device 11 monitors the process or individual process steps, and controls the open-loop control or the closed-loop control, in particular by means of the temperature sensor 9 and the pressure sensor 10. In particular, the temperature detected by the temperature sensor 9 and hereinafter also referred to as a processing temperature is important. The processing temperature is obtained in the atmosphere of the processing chamber 4 as will be further described below with reference to FIGS. The pump 13 acts like a valve at the outlet 12 in cooperation with the throttle valve 14. In order to adjust the required processing pressure in the processing chamber 4 and to partially evacuate the processing chamber 4 or to exhaust or replace the gas present in the processing chamber 4, the opening angle of the throttle valve 14 is set to open loop. The control and / or the closed-loop control device 11 provides a closed-loop control based on the process, in particular on the basis of a pressure detected by the pressure sensor 10, hereinafter also referred to as process pressure. The heating device 5 is closed-loop controlled by the open-loop control and / or the closed-loop control device 11, in particular based on the processing temperature detected by the temperature sensor 9. The flow control valve 7 is controlled by the open loop control and / or the closed loop control device 11 in order to perform the closed loop control of the flow rate of the process gas based on the process.

炭素を発生するガスとも称呼される炭素ドナーガスと、窒素を発生するガスとも称呼される窒素ドナーガスとは、互いに異なっていてよい。この場合、異なるガスは、流量制御弁7の上流で図示されていない混合室内において、またはそれぞれ個別の流量制御弁によって、所望の混合比で処理室4に供給される。この場合、公知のガスが選択されてよい。炭素ドナーガスとしては、例えばアセチレン、プロパンまたはエチレンが挙げられる。窒素ドナーガスとしては、例えばアンモニアまたは笑気が挙げられる。処理室4のためのプロセスガス組成は、炭素を発生するガスおよび窒素を発生するガスのガス量を介して調節される。   The carbon donor gas, also referred to as carbon generating gas, and the nitrogen donor gas, also referred to as nitrogen generating gas, may be different from each other. In this case, different gases are supplied to the processing chamber 4 at a desired mixing ratio in a mixing chamber (not shown) upstream of the flow control valve 7 or by individual flow control valves. In this case, a known gas may be selected. Examples of the carbon donor gas include acetylene, propane, and ethylene. Examples of the nitrogen donor gas include ammonia and laughing gas. The process gas composition for the processing chamber 4 is adjusted via the gas amounts of the gas generating carbon and the gas generating nitrogen.

炭素ドナーガスおよび窒素ドナーガスのために、同じガス、例えばアミン化合物、好適には脂肪族モノアミンが、第1級化合物としても、第2級化合物としても、また第3級化合物としても選択されるか、または脂肪族ジアミンまたはこれら2つから成る混合物が選択されていれば、特に好適であることが分かった。これによってプロセスガイドが著しく軽減される。この場合、流量制御弁7の上流の混合室、または追加的な流量制御弁は必要ない。   For the carbon donor gas and the nitrogen donor gas, the same gas, for example an amine compound, preferably an aliphatic monoamine, is selected as the primary compound, as the secondary compound or as the tertiary compound, Alternatively, it has been found to be particularly suitable if an aliphatic diamine or a mixture of these two is selected. This significantly reduces the process guide. In this case, no mixing chamber upstream of the flow control valve 7 or an additional flow control valve is required.

閉ループ制御若しくは開ループ制御は、以上記載したように、温度および圧力に基づいて行う代わりに、選択的に、温度だけまたは圧力だけに基づいて行ってもよいので、2つのセンサのうちの1つが必要なだけである。温度の閉ループ制御においては、温度センサだけが必要であり、また、圧力の閉ループ制御においては圧力センサだけが必要である。   Instead of being based on temperature and pressure, as described above, closed loop control or open loop control may optionally be based on temperature alone or pressure alone, so that one of the two sensors It is only necessary. In temperature closed loop control, only a temperature sensor is required, and in pressure closed loop control, only a pressure sensor is required.

図2は、ドナーガスとしてのジメチルアミン(CNH)の調節された処理圧力10mbarで20分間だけ浸炭窒化処理した後での、構成部分表面から50μmの間隔を保つ、構成部分2の表層領域における、供給された炭素および窒素に関する処理温度の影響を示す。この場合、図2には、2つの温度800℃および850℃のための、構成部分2の表層領域に調節された炭素濃度と窒素濃度の比率に関する実験的に算出された処理温度の影響が1例を挙げて示されている。2つの温度は、浸透された炭素量と窒素量の比率の変化を明らかにするために、選択されている。800℃では、浸透された窒素量が上回っており、これに対して、同じプロセス時間および850℃の温度では、より多くの炭素が浸透する。一般的に、処理温度が上昇すると、浸透された炭素量と窒素量の比率が、より増加した炭素浸透量に移行する。浸透された炭素量と窒素量の比率に関する温度の影響を知ることによって、閉ループ制御式の温度管理を行うことができる。この閉ループ制御式の温度管理は、構成部分2の表層内に浸透させようとする炭素濃度および窒素濃度間の所定の比率に応じて、一定に閉ループ制御された温度および/または処理温度の低下若しくは上昇を必要とする。 FIG. 2 shows the surface of component 2 after carbonitriding for 20 minutes at a controlled processing pressure of 10 mbar with dimethylamine (C 2 H 6 NH) as the donor gas, with a spacing of 50 μm from the component surface Figure 6 shows the effect of processing temperature on the supplied carbon and nitrogen in the region. In this case, FIG. 2 shows the influence of the experimentally calculated treatment temperature on the ratio of the carbon concentration and the nitrogen concentration adjusted to the surface region of component 2 for two temperatures of 800 ° C. and 850 ° C. An example is given. Two temperatures have been selected to account for the change in the ratio of carbon and nitrogen permeated. At 800 ° C, the amount of permeated nitrogen is higher, whereas more carbon permeates at the same process time and temperature of 850 ° C. Generally, when the treatment temperature is increased, the ratio of the amount of carbon penetrated and the amount of nitrogen is shifted to a further increased amount of carbon penetration. By knowing the effect of temperature on the ratio of the amount of carbon penetrated and the amount of nitrogen, closed-loop control temperature management can be performed. This closed-loop control type temperature management is performed by a constant closed-loop controlled temperature and / or processing temperature decrease or / or a processing temperature depending on a predetermined ratio between the carbon concentration and the nitrogen concentration to be infiltrated into the surface layer of the component 2. Need a rise.

さらに、処理圧力を高めることによって、炭素と窒素の比率は、炭素が優勢となるように変えられることが、実験的に証明された。   Furthermore, it has been experimentally proven that by increasing the processing pressure, the ratio of carbon to nitrogen can be changed so that the carbon predominates.

図3には、低圧浸炭窒化時における、処理温度および、プロセスガス圧力とも称呼される処理圧力の実験的な時間経過が示されている。具体的に説明するために、例えば図1に示された装置1において用いられる、閉ループ制御された温度を有する低圧浸炭窒化のプロセスガイドが概略的に示されている。線図の横座標にプロセス継続時間tが示されていて、左側の縦座標に温度T、右側の縦座標に処理室4内の雰囲気の圧力pが示されている。低圧浸炭窒化は、加熱段階A、2つの温度安定化段階B1,B2、2つの浸炭窒化段階C1,C2、2つの拡散段階D1,D2、温度切り替え段階Eおよび冷却段階Fを有している。横座標の中断は、図示のプロセス段階がそれぞれ示された継続時間を有していなくてもよく、図3の表示とは異なっていてよい、ということを示している。   FIG. 3 shows an experimental time course of processing temperature and processing pressure, also called process gas pressure, during low-pressure carbonitriding. For illustration purposes, a process guide for low-pressure carbonitriding with a closed-loop controlled temperature, for example used in the apparatus 1 shown in FIG. 1, is schematically shown. The abscissa of the diagram shows the process duration t, the left ordinate shows the temperature T, and the right ordinate shows the pressure p of the atmosphere in the processing chamber 4. Low pressure carbonitriding has a heating stage A, two temperature stabilization stages B1, B2, two carbonitriding stages C1, C2, two diffusion stages D1, D2, a temperature switching stage E and a cooling stage F. The interruption of the abscissa indicates that each of the illustrated process steps may not have the indicated duration and may differ from the display of FIG.

図3は、加熱段階Aの間に、温度がほぼ一定の加熱率で連続的に約950℃の処理温度まで、加熱装置5によって上昇されることを示している。このために、加熱装置5は開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって相応に制御され、加熱率ΔT/Δtが調節される。   FIG. 3 shows that during the heating phase A, the temperature is raised by the heating device 5 continuously to a processing temperature of about 950 ° C. with a substantially constant heating rate. For this purpose, the heating device 5 is correspondingly controlled by the open-loop control and / or the closed-loop control device 11 to adjust the heating rate ΔT / Δt.

加熱段階Aに続く温度安定化段階B1において、処理温度は、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって、温度センサ9で測定された温度を950℃の温度である第1の目標値と比較し、加熱装置5を相応に制御することによって、約950℃の温度である第1の目標値に一定に調整される。加熱段階Aおよび第1の温度安定化段階Bの間中、炭素または窒素を発生するガスは処理室4に供給されない。   In the temperature stabilization stage B1 following the heating stage A, the processing temperature is compared with a first target value which is a temperature of 950 ° C. by the open loop control and / or the closed loop control device 11 with the temperature measured by the temperature sensor 9. Then, by controlling the heating device 5 accordingly, the temperature is adjusted to a first target value which is a temperature of about 950 ° C. During the heating stage A and the first temperature stabilization stage B, no gas that generates carbon or nitrogen is supplied to the processing chamber 4.

第1の温度安定化段階B1に続く、第1の浸炭窒化段階C1とも称呼される第1の処理段階において、処理温度はさらにその第1の目標値に調整される。さらに、炭素および窒素ドナーガスとも称呼される、炭素および窒素を発生するガス、例えばメチルアミンは、流量制御弁7を介して処理室4に供給される。この場合、プロセス圧力またはドナーガス圧力またはドナーガスの分圧とも称呼される処理圧力は、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって、圧力センサ10で測定された圧力を15mbarの圧力である第1の目標値と比較して、スロットルバルブ14の開度を相応に制御することによって、約15mbarの圧力である第1の目標値に一定に調整される。   In a first processing stage, also referred to as a first carbonitriding stage C1, following the first temperature stabilization stage B1, the processing temperature is further adjusted to its first target value. Further, a gas that generates carbon and nitrogen, for example, methylamine, also called carbon and nitrogen donor gas, is supplied to the processing chamber 4 via the flow control valve 7. In this case, the processing pressure, also referred to as process pressure or donor gas pressure or donor gas partial pressure, is the first measured by the open loop control and / or closed loop control device 11 with the pressure measured by the pressure sensor 10 being a pressure of 15 mbar. Compared with the target value, the opening of the throttle valve 14 is controlled accordingly, so that the first target value, which is a pressure of about 15 mbar, is constantly adjusted.

構成部分2の表層領域内に浸透された炭素量と窒素量の第1の所定の比率を維持するために、処理温度のための第1の目標値および処理圧力のための第1の目標値が、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11で、以上記載した実験的に算出された関係に応じて、相応にメモリーされた特性マップによって算出される。第1の浸炭窒化段階C1の選択された第1の処理継続時間Δt1によって、構成部分2内に供給された炭素および窒素の量若しくは浸透深さは、第1の所定の比率に従って決定される。これに関連して、第1の処理継続時間特性マップが開ループ制御および/または閉ループ制御装置11に記憶され、この第1の処理継続時間特性マップは、処理温度の選択された目標値、および処理圧力のための選択された目標値、並びに構成部分2の材料組成のための、処理継続時間と、構成部分2内に浸透した炭素量および/または窒素量若しくは表層内への炭素および窒素の浸入深さとの間の、実験的または計算により算出された関係を記述する。この場合、処理室内で処理されたすべての構成部分2は、同じ材料組成を有しているべきであり、それによって、供給しようとする炭素濃度および窒素濃度に関する所望の結果が得られる。   In order to maintain a first predetermined ratio of the amount of carbon and nitrogen permeated into the surface region of component 2, a first target value for the processing temperature and a first target value for the processing pressure Is calculated by the open-loop control and / or the closed-loop control device 11 according to the experimentally calculated relationship described above, using a correspondingly stored characteristic map. Depending on the selected first treatment duration Δt1 of the first carbonitriding stage C1, the amount or penetration depth of carbon and nitrogen supplied into the component part 2 is determined according to a first predetermined ratio. In this connection, a first process duration characteristic map is stored in the open loop control and / or closed loop controller 11, the first process duration characteristic map being a selected target value of the process temperature, and The selected target value for the processing pressure, and the processing duration for the material composition of the component 2 and the amount of carbon and / or nitrogen that has penetrated into the component 2 or the carbon and nitrogen into the surface layer. Describe the relationship between penetration depth, calculated experimentally or by calculation. In this case, all components 2 processed in the processing chamber should have the same material composition, thereby obtaining the desired result with respect to the carbon and nitrogen concentrations to be supplied.

図示の実施例では、第1の浸炭窒化段階C1に続いて、追加的に第1の拡散段階D1が行われ、この第1の拡散段階D1において、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によりスロットルバルブ14および流量制御弁7を相応に制御することによって、処理室4が流量制御弁7の閉鎖時にポンプ13を介して排気されるか、または不活性ガス、例えば窒素またはアルゴンによって洗浄され、次いでこの不活性ガスは炭素および窒素ドナーガスの代わりに流量制御弁7を介して処理室4に供給され、ポンプ13によって再び排出される。   In the illustrated embodiment, a first diffusion stage D1 is additionally performed following the first carbonitriding stage C1, in which the open-loop control and / or the closed-loop control device 11 performs the first diffusion stage D1. By controlling the throttle valve 14 and the flow control valve 7 accordingly, the process chamber 4 is evacuated via the pump 13 when the flow control valve 7 is closed, or cleaned with an inert gas, such as nitrogen or argon, Next, this inert gas is supplied to the processing chamber 4 through the flow control valve 7 instead of the carbon and nitrogen donor gas, and is exhausted again by the pump 13.

次いで、構成部分2の表層内に閉じ込められた、この実施例では炭素と窒素の比率を調節するために、加熱装置5を相応に制御して処理温度を約850℃の第2の目標値に切り替えるための温度切り替え段階Eが行われる。   Then, in order to adjust the carbon to nitrogen ratio, which is confined in the surface of component 2, the heating device 5 is controlled accordingly to bring the treatment temperature to a second target value of about 850 ° C. A temperature switching stage E for switching is performed.

温度切り替え段階Eに続く第2の温度安定化段階B2において、処理温度は、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって、温度センサ9で測定された温度を850℃である第2の目標値と比較して、加熱装置5を相応に制御することによって、約850℃の温度である第2の目標値に一定に調整される。温度切り替え段階Eおよび第2の温度安定化段階B2の間中、炭素または窒素を発生するガスは処理室4に供給されない。   In the second temperature stabilization stage B2 following the temperature switching stage E, the processing temperature is a second target value that is 850 ° C., the temperature measured by the temperature sensor 9 by the open loop control and / or the closed loop control device 11. In comparison with, the heating device 5 is correspondingly adjusted to a second target value which is a temperature of about 850 ° C. During the temperature switching stage E and the second temperature stabilization stage B2, no gas that generates carbon or nitrogen is supplied to the processing chamber 4.

第2の温度安定化段階B2に続く、第2の浸炭窒化段階C2とも称呼される第2の処理段階において、処理温度はさらにその第2の目標値に調整される。追加的に、炭素および窒素を発生するガス、例えばメチルアミンが、流量制御弁7を介して処理室4に供給される。この場合、処理圧力は、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって、圧力センサ10で測定された圧力を10mbarの圧力である第2の目標値と比較して、流量制御弁7を相応に制御することで、約10mbarの圧力である第2の目標値に一定に調整される。   In a second processing stage, also referred to as a second carbonitriding stage C2, following the second temperature stabilization stage B2, the processing temperature is further adjusted to its second target value. In addition, a gas that generates carbon and nitrogen, for example, methylamine, is supplied to the processing chamber 4 via the flow control valve 7. In this case, the processing pressure is determined by comparing the pressure measured by the pressure sensor 10 with the second target value, which is a pressure of 10 mbar, by the open-loop control and / or the closed-loop control device 11 and the flow control valve 7 correspondingly. By controlling, the pressure is adjusted to a second target value which is a pressure of about 10 mbar.

表層領域内の、構成部分2のための炭素量と窒素量の第2の所定の比率を得るために、処理温度のための第2の目標値および処理圧力のための第2の目標値が、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11内で、前記実験的に算出された関係に基づいて、記憶された相応の特性マップを用いて算出される。第2の浸炭窒化段階C2の選択された第2の処理継続時間Δt2によって、構成部分2内に浸透された炭素および窒素の量若しくは浸透深さが、第2の所定の比率に従って決定される。これに関連して、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11内に記憶された第2の処理継続時間特性マップが使用され、この第2の処理継続時間特性マップは、処理温度の選択された目標値および処理圧力並びに構成部分2の材料組成のための選択された目標値に基づいて、実験的または計算により算出された、構成部分2内に追加的に供給された炭素量および/または窒素量と処理継続時間との関係、若しくは第1の浸炭窒化段階C1において得られた浸透深さを前提として実現可能な、表層内への炭素および窒素の浸透深さを記述する。第2の浸炭窒化段階の処理圧力および処理温度が、第1の浸炭窒化段階に応じて選択されている場合、第2の処理継続時間特性マップの代わりに、第1の処理継続時間特性マップを使用してもよい。   To obtain a second predetermined ratio of carbon to nitrogen for component 2 in the surface region, a second target value for process temperature and a second target value for process pressure are In the open-loop control and / or the closed-loop control device 11, it is calculated using the corresponding characteristic map stored on the basis of the experimentally calculated relationship. Depending on the selected second treatment duration Δt2 of the second carbonitriding stage C2, the amount or depth of carbon and nitrogen that has penetrated into the component 2 is determined according to a second predetermined ratio. In this connection, a second process duration characteristic map stored in the open-loop control and / or closed-loop controller 11 is used, which is selected for the process temperature. The amount of carbon and / or nitrogen additionally supplied in component 2 calculated experimentally or by calculation based on the target value and the processing pressure and the selected target value for the material composition of component 2 Describe the penetration depth of carbon and nitrogen into the surface layer, which can be realized on the premise of the relationship between the amount and the treatment duration, or the penetration depth obtained in the first carbonitriding stage C1. When the process pressure and process temperature of the second carbonitriding stage are selected according to the first carbonitriding stage, the first process duration characteristic map is used instead of the second process duration characteristic map. May be used.

図示の実施例では、第1の浸炭窒化段階C1と比較して低下された、第2の浸炭窒化段階C2における処理温度のための第2の目標値によって、処理室は、構成部分2内に浸透された窒素比率がより大きく、構成部分2内に浸透された炭素比率がより小さい温度に調整される。   In the illustrated embodiment, the process chamber is placed in the component 2 by means of a second target value for the process temperature in the second carbonitriding stage C2, which is reduced compared to the first carbonitriding stage C1. The permeated nitrogen ratio is adjusted to a higher temperature and the carbon ratio permeated into the component 2 is adjusted to a lower temperature.

図示の実施例において、第1の浸炭窒化段階C1と比較して第2の浸炭窒化段階C2における処理圧力がより低いことによって、低下された処理温度によるのと同様に、構成部分2内に浸透された炭素量と窒素量の比率は、窒素量が優勢となるように変えられる。   In the embodiment shown, the process pressure in the second carbonitriding stage C2 is lower compared to the first carbonitriding stage C1, so that it penetrates into the component 2 as well as due to the reduced process temperature. The ratio of the carbon content to the nitrogen content is changed so that the nitrogen content becomes dominant.

第2の浸炭窒化段階C2は、選択的に、第2の温度安定化段階B2なしに、温度切り替え段階Eに直接続いていてもよい。   The second carbonitriding stage C2 may optionally follow directly the temperature switching stage E without the second temperature stabilization stage B2.

第1の浸炭窒化段階C1で浸透された炭素量および窒素量は、第2の浸炭窒化段階C2中に浸透された炭素量および窒素量の位置よりも、さらに構成部分2の表面からの距離が大きい、表層125の第2の領域110内に位置しており、第2の浸炭窒化段階C2中に浸透された炭素量および窒素量は、図4に示されているように、一方側が第2の領域110に隣接し、かつ他方側が各構成部分2の表面100によって閉鎖されている、表層125の第1の領域105内に位置している。   The amount of carbon and nitrogen permeated in the first carbonitriding stage C1 is further away from the surface of the component 2 than the position of carbon and nitrogen permeated in the second carbonitriding stage C2. Large, located in the second region 110 of the surface layer 125, the amount of carbon and nitrogen penetrated during the second carbonitriding stage C2, as shown in FIG. Is located in the first region 105 of the surface layer 125, which is adjacent to the region 110 and is closed on the other side by the surface 100 of each component 2.

これによって、構成部分2の表層125内に浸透された炭素濃度および窒素濃度の相応の浸透プロフィールが生じる。この実施例では、第2の処理継続時間Δt2は、第1の処理継続時間Δt1よりも短く選択されている。従って、構成部分2の表層125内の第2の領域110は、第1の領域105よりも厚く構成されている。この場合、第1の領域105は、第2の領域110の第2の厚さd2よりも小さい第1の厚さd1を有している。次いで第1の領域105とは反対側で、第2の領域110に、各構成部分のコア115が続いており、このコア115内には、処理によって炭素または窒素は浸透されていない。この場合、2つの領域105、110間の移行は、図4に理想的な形式で飛躍的な形で記載されているが、実際には、隣接し合う領域間の対応する炭素濃度および窒素濃度の比率の移行は、滑らかな形に調節される。   This produces a corresponding permeation profile of carbon and nitrogen concentrations that have penetrated into the surface layer 125 of the component 2. In this embodiment, the second processing duration Δt2 is selected to be shorter than the first processing duration Δt1. Therefore, the second region 110 in the surface layer 125 of the component 2 is configured to be thicker than the first region 105. In this case, the first region 105 has a first thickness d1 that is smaller than the second thickness d2 of the second region 110. Then, on the side opposite to the first region 105, the second region 110 is followed by the core 115 of each component, and carbon or nitrogen is not permeated into the core 115 by the processing. In this case, the transition between the two regions 105, 110 is described in a dramatic manner in the ideal form in FIG. 4, but in practice the corresponding carbon and nitrogen concentrations between adjacent regions The transition of the ratio is adjusted to a smooth shape.

続いて別の拡散段階D2が行われ、この拡散段階において、処理室4は排気されるか、または不活性ガス、例えば窒素またはアルゴンにより洗浄される。次いで、冷却段階Fが行われる。   Subsequently, another diffusion stage D2 is performed, in which the process chamber 4 is evacuated or cleaned with an inert gas, for example nitrogen or argon. A cooling stage F is then performed.

このような形式で浸炭窒化を行うための多くの方法が可能であり、本発明は、2つの温度安定化段階B1,B2、2つの浸炭窒化段階C1,C2、2つの拡散段階D1,D2、1つの温度切り替え段階E並びに冷却段階Fの前記連続および数に限定されないことは、明らかである。   Many methods for carbonitriding in this manner are possible, and the present invention provides two temperature stabilization stages B1, B2, two carbonitriding stages C1, C2, two diffusion stages D1, D2, It is clear that the temperature switching stage E and the cooling stage F are not limited to the above sequence and number.

所望の材料および構成部分特性、例えば耐摩耗性および耐熱性、および構成部分2のための使用された鉄材料に応じて、炭素および窒素の最大表層濃度は、合計1.5質量パーセントに維持されるべきである。望ましい形式で、表層窒素濃度が0.2〜0.7質量パーセントである場合に、表層炭素濃度は0.5〜0.8質量パーセントである。   Depending on the desired material and component properties, such as wear and heat resistance, and the iron material used for component 2, the maximum surface concentration of carbon and nitrogen is maintained at a total of 1.5 weight percent. Should be. In a desirable format, the surface carbon concentration is 0.5 to 0.8 weight percent when the surface nitrogen concentration is 0.2 to 0.7 weight percent.

カーバイド、窒化物および炭窒化物の不都合な析出を避けるために、および/または前述のように構成部分2の表層内に所定の炭素浸透プロフィールおよび窒素浸透プロフィールを生ぜしめるために、個別の浸炭窒化段階の間に、追加的に単数または複数の拡散段階が挿入されてよい。この場合、所定の炭素浸透プロフィールおよび窒素浸透プロフィールは、構成部分の表層内に浸透させようとする炭素濃度および窒素濃度をどの位の比率で、構成部分の表層内で構成部分の表面からどの位の距離を保って配置させるべきかを定める。次いで、炭素濃度および窒素濃度の個別に与えられた比率を有する、表層のこれらの各領域のために、相応の浸炭窒化段階が前述のように行われる。   Individual carbonitriding to avoid undesired precipitation of carbides, nitrides and carbonitrides and / or to produce a predetermined carbon and nitrogen penetration profile in the surface of component 2 as described above In addition, one or more diffusion steps may be inserted between the steps. In this case, the predetermined carbon permeation profile and nitrogen permeation profile are determined by the ratio of the carbon concentration and the nitrogen concentration to be permeated into the surface layer of the component part, and from the surface of the component part within the surface layer of the component part Decide whether to keep the distance. A corresponding carbonitriding step is then performed as described above for each of these regions of the surface layer having individually given ratios of carbon concentration and nitrogen concentration.

構成部分2の表層内の所望の炭素濃度分布および窒素濃度分布は、低圧浸炭窒化中において閉ループ制御された温度管理および/またはドナーガス圧力の閉ループ制御によって、および浸炭窒化段階の処理継続時間および時点を適当に選択することによって、調節される。このために、処理室4に炭素ドナーガスおよび窒素ドナーガスが供給される浸炭窒化段階において、構成部分の処理温度は、好適には+/−15℃の最大偏差内で、望ましくは+/−8℃の最大偏差内で閉ループ制御される。   The desired carbon and nitrogen concentration distribution in the surface of component 2 can be determined by closed loop controlled temperature management and / or closed loop control of donor gas pressure during low pressure carbonitriding, and the duration and time of the carbonitriding stage. It is adjusted by selecting it appropriately. For this purpose, in the carbonitriding stage in which the process chamber 4 is supplied with a carbon donor gas and a nitrogen donor gas, the process temperature of the components is preferably within a maximum deviation of +/− 15 ° C., preferably +/− 8 ° C. Closed loop control within the maximum deviation of.

さらに、本発明による方法の利点は、このプロセスが、100mbarと同じかまたはこれよりも小さい、好適には2mbar〜30mbarの低い圧力で実施され、従って、炭素および窒素を受容するための細孔構造のアクセス可能性が増大する、という点にある。このために、炭素ドナーガスおよび窒素ドナーガスのプロセスガス圧力は、好適には+/−8mbarの偏差内、さらに好適には+/−3mbarの偏差内で閉ループ制御される。1050℃より小さいかまたはこれと同じ、好適には960℃より小さいかまたはこれと同じであり、また650℃より大きいかまたはこれと同じである低い温度によって、密な構成部分装入物の均一な浸炭窒化、または複雑な構造例えば細孔構造を有する構成部分の均一な浸炭窒化を実施することができる。   Furthermore, the advantage of the method according to the invention is that the process is carried out at a pressure as low as 2 mbar to 30 mbar, preferably less than or equal to 100 mbar, and thus a pore structure for receiving carbon and nitrogen The accessibility is increased. For this purpose, the process gas pressures of the carbon and nitrogen donor gases are preferably closed-loop controlled within a deviation of +/− 8 mbar, more preferably within a deviation of +/− 3 mbar. Uniformity of a dense component charge due to a low temperature less than or equal to 1050 ° C., preferably less than or equal to 960 ° C. and greater than or equal to 650 ° C. Carbonitriding, or uniform carbonitriding of components having complex structures such as pore structures can be performed.

以上記載した特性マップは、時間、温度、圧力および材料組成に依存して窒素および炭素の拡散を演算するシミュレーションモデルから開発されている。   The characteristic map described above has been developed from a simulation model that calculates the diffusion of nitrogen and carbon depending on time, temperature, pressure and material composition.

図5は、流量制御弁7の制御、スロットルバルブ14の開度の制御および浸炭窒化段階を調節するための加熱装置5の制御のために設けられた構成要素を有する開ループ制御および/または閉ループ制御装置11のブロック制御回路図を示す。この場合、浸炭窒化段階中に、真空ポンプ13の作動時におけるスロットルバルブ14の開度が、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11によって調節されるので、処理室4内の処理圧力はその都度の目標値に調整される。処理圧力の調整は、スロットルバルブ14の開度を相応に調節することによって、ポンプ13の上流で処理室4からのガス出口において行われる。圧力センサ10によって測定された処理圧力の実際値が、処理圧力のための所定の目標値を上回ると、スロットルバルブ14は、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11の側から相応に制御することによってさらに開放され、それによってポンプ13は、処理室4からより多量の容積流を取り出すことができ、処理圧力のための実際値は低下される。圧力センサ10によって測定された処理圧力の実際値が、処理圧力のための所定の目標値を下回ると、スロットルバルブ14は、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11の側から相応に制御することによってさらに閉鎖され、それによって、ポンプ13が処理室4から取り出す容積流が減少され、処理室4内の処理圧力のための実際値の上昇が得られる。   FIG. 5 shows an open loop control and / or a closed loop with components provided for the control of the flow control valve 7, the opening of the throttle valve 14 and the control of the heating device 5 for adjusting the carbonitriding stage. The block control circuit diagram of the control apparatus 11 is shown. In this case, during the carbonitriding stage, the opening degree of the throttle valve 14 when the vacuum pump 13 is operated is adjusted by the open loop control and / or the closed loop control device 11, so that the processing pressure in the processing chamber 4 is adjusted each time. Is adjusted to the target value. The processing pressure is adjusted at the gas outlet from the processing chamber 4 upstream of the pump 13 by adjusting the opening of the throttle valve 14 accordingly. When the actual value of the processing pressure measured by the pressure sensor 10 exceeds a predetermined target value for the processing pressure, the throttle valve 14 is controlled accordingly from the open-loop control and / or closed-loop control device 11 side. By means of which the pump 13 can withdraw a larger volume flow from the process chamber 4 and the actual value for the process pressure is reduced. When the actual value of the processing pressure measured by the pressure sensor 10 falls below a predetermined target value for the processing pressure, the throttle valve 14 is correspondingly controlled from the open-loop control and / or closed-loop control device 11 side. Is further closed, thereby reducing the volumetric flow that the pump 13 draws from the process chamber 4 and increasing the actual value for the process pressure in the process chamber 4.

開ループ制御および/または閉ループ制御装置11のその他の構成要素、例えば加熱段階Aまたは拡散段階D1,D2を調節するために必要とされる構成要素は、図面を見易くするために図示されていないが、当業者に公知の形式で構成され得る。   Other components of the open loop control and / or closed loop control device 11, such as those required to adjust the heating stage A or the diffusion stages D1, D2, are not shown for the sake of clarity of the drawing. Can be configured in a manner known to those skilled in the art.

使用者は、処理室4内において構成部分2を所望に処理するための複数のパラメータを、開ループ制御および/または閉ループ制御装置11の入力ユニット200に入力することができる。従って使用者は、構成部分2の表層125内に浸透させようとする炭素濃度と窒素濃度との間の単数または複数の比率を相応の入力によって設定することができる。このような形式で設定された第1の比率は、図5に第1の比率データレコード205として示されており、n個の設定された比率において、nは1よりも大きいかまたは1と同じに選定されていてよく、n個の設定された比率は、n個の比率データレコード215として示されている。n=1であれば、これは、第1の比率データレコード205に相当する所定の比率のための1つの比率データレコードだけを提供する。1つの比率よりも多い比率が設定されると、相応する数の比率データレコードが提供される。設定されたすべての比率データレコードの全体は符号220で示されている。この場合、表層125内の所定の比率を実行するには、各比率データレコードのために、それぞれ1つの割り当てられた浸炭窒化段階が調節されなければならない。1つの比率データレコードだけを設定する場合、表層125の1つの領域にだけ、相応に設定された比率が与えられ、複数の比率データレコードにおいては、各比率データレコードのためにそれぞれ1つの浸炭窒化段階の入力若しくは番号設定の時間的な連続が調節される。この場合、各比率データレコードのために、およびひいては各浸炭窒化段階のために、表層125内の炭素濃度と窒素濃度の相応の比率を有する領域が形成され、その際に、複数の領域が、割り当てられた所定の比率の入力の時間的な連続に従って、およびひいては番号設定の連続で、各構成部分2の表面100に向かって形成される。この場合、第1の比率データレコードは、各構成部分2の表面100に対して最大の距離を保って炭素濃度および窒素濃度を調節し、最後に使用されたデータレコードは表面に最も近い炭素濃度および窒素濃度を調節する。2つのこのような領域、およびひいてはこのように設定された2つの比率を有する実施例が、図4を用いて記載されている。この場合、厚さd2を有する第2の領域110が、第1の比率データレコードによって構成部分2の表層に調節され、厚さd1を有する第1の領域105が第2の比率データレコードによって調節される。   The user can input a plurality of parameters for processing the component 2 as desired in the processing chamber 4 to the input unit 200 of the open loop control and / or the closed loop control device 11. Therefore, the user can set the ratio or ratios between the carbon concentration and the nitrogen concentration to be permeated into the surface layer 125 of the component 2 by corresponding inputs. The first ratio set in such a format is shown in FIG. 5 as the first ratio data record 205, where n is greater than or equal to 1 in the n set ratios. The n set ratios are shown as n ratio data records 215. If n = 1, this provides only one ratio data record for a given ratio corresponding to the first ratio data record 205. If more than one ratio is set, a corresponding number of ratio data records are provided. All of the set ratio data records are indicated at 220. In this case, one assigned carbonitriding stage must be adjusted for each ratio data record in order to execute a predetermined ratio in the surface layer 125. When only one ratio data record is set, a correspondingly set ratio is given to only one region of the surface layer 125. In a plurality of ratio data records, one carbonitriding is performed for each ratio data record. The time sequence of stage entry or number setting is adjusted. In this case, for each ratio data record, and thus for each carbonitriding stage, a region having a corresponding ratio of carbon concentration and nitrogen concentration in the surface layer 125 is formed, wherein a plurality of regions are It is formed towards the surface 100 of each component 2 in accordance with the time sequence of inputs of the assigned predetermined ratio and thus in numbering sequence. In this case, the first ratio data record maintains the maximum distance to the surface 100 of each component 2 to adjust the carbon concentration and nitrogen concentration, and the last used data record is the carbon concentration closest to the surface. And adjust the nitrogen concentration. An example with two such regions and thus two ratios set in this way is described with reference to FIG. In this case, the second area 110 having the thickness d2 is adjusted to the surface layer of the component part 2 by the first ratio data record, and the first area 105 having the thickness d1 is adjusted by the second ratio data record. Is done.

所定の各比率のために、所望の量または浸透深さ、言い換えれば割り当てられた領域の所属の厚さも、選択可能でなければならない。これに対応して、図5には、第1の所定の厚さデータレコードが符号225で示され、n個の所定の厚さデータレコードが符号235で示されている。厚さデータレコードの全体は符号240で示されている。時間的な入力の連続に従って、それぞれ必要な浸炭窒化段階のために、相応の比率データレコードが温度圧力特性マップ250に入力値として供給され、所属の厚さデータレコードが処理継続時間特性マップ255に入力値として供給される。この場合、温度圧力特性マップは、実験的に算出され、それぞれその入力部において設定された、構成部分2の表層125内に浸透させようとする炭素濃度と窒素濃度の比率のために、所属の処理温度の目標値STおよび所属の処理圧力の目標値SDを、その出力部において提供する。図2により、例えば、処理温度および処理圧力のための、このような実験的な評価の結果が示されている。処理温度のための目標値ST、および処理圧力のための目標値SDが、入力値として、同様に処理継続時間特性マップ255に供給される。さらに、処理温度のための目標値STは、入力値として第1の比較器265に供給される。さらに、処理圧力のための目標値SDは、入力値として第2の比較器260に供給される。   For each given ratio, the desired amount or penetration depth, in other words the thickness of the assigned region, must also be selectable. Correspondingly, in FIG. 5, the first predetermined thickness data record is indicated by reference numeral 225, and the n predetermined thickness data records are indicated by reference numeral 235. The entire thickness data record is indicated at 240. In accordance with the time input sequence, for each necessary carbonitriding step, a corresponding ratio data record is supplied as an input value to the temperature-pressure characteristic map 250, and the associated thickness data record is input to the process duration characteristic map 255. Supplied as an input value. In this case, the temperature-pressure characteristic map is experimentally calculated and set at the input part thereof, because of the ratio of the carbon concentration and the nitrogen concentration to be infiltrated into the surface layer 125 of the component part 2. The processing temperature target value ST and the target processing pressure target value SD are provided at the output section. FIG. 2 shows the results of such an experimental evaluation, for example for process temperature and process pressure. A target value ST for the processing temperature and a target value SD for the processing pressure are similarly supplied to the processing duration characteristic map 255 as input values. Further, the target value ST for the processing temperature is supplied to the first comparator 265 as an input value. Furthermore, the target value SD for the processing pressure is supplied to the second comparator 260 as an input value.

入力ユニット200においてさらに、構成部分2の材料組成の特性を成す、提案された量より成る材料組成、例えば肌焼鋼20MnCr5が選択される。この場合、材料組成データレコード245が生成され、この材料組成データレコード245はやはり、入力値として処理継続時間特性マップ255に供給される。この場合、処理継続時間特性マップ255は、やはり実験的に算出されており、処理温度のための所定の目標値STおよび処理圧力のための所定の目標値SDで選択された材料組成の構成部分において、それぞれの構成部分2の表層125内に、炭素濃度と窒素濃度の所定の比率に従って浸透された炭素および窒素を有する所定の厚さの領域を形成するために、どの程度の継続時間が必要であるかを選択する。このように算出された処理継続時間が処理継続時間特性マップ255の出力部において、相応の開放信号が流量制御弁7に送信され、それによって流量制御弁7は、所属の浸炭窒化段階のための算出された処理継続時間中、開放されている。算出された処理継続時間外では流量制御弁7は閉鎖されているか、若しくは不活性ガス例えば窒素またはアルゴンによる洗浄のために、場合によっては設けられている拡散段階の間だけ、当業者に公知の形式で開放される。   In addition, in the input unit 200, a material composition consisting of the proposed quantities that characterize the material composition of the component 2 is selected, for example, case-hardened steel 20MnCr5. In this case, a material composition data record 245 is generated, and this material composition data record 245 is also supplied to the processing duration characteristic map 255 as an input value. In this case, the processing duration characteristic map 255 is also calculated experimentally and is a component of the material composition selected with the predetermined target value ST for the processing temperature and the predetermined target value SD for the processing pressure. In the surface layer 125 of each component 2, how long it takes to form a region of a predetermined thickness having carbon and nitrogen permeated according to a predetermined ratio of carbon concentration and nitrogen concentration Select whether or not. A corresponding opening signal is transmitted to the flow control valve 7 at the output of the processing duration characteristic map 255, so that the flow control valve 7 is connected to the associated carbonitriding stage. Open during the calculated processing duration. Outside the calculated processing duration, the flow control valve 7 is closed or known to the person skilled in the art only during the diffusion stage which is possibly provided for cleaning with an inert gas such as nitrogen or argon. Freed in form.

その他の入力値として、第1の比較器265に、温度センサ9によって算出された、処理温度のための実際値ITが供給される。調整差を最小にし、処理温度の実際値ITを処理温度の目標値STに更新するために、第1の比較器265は、処理温度の目標値STを処理温度の実際値ITと比較し、処理温度の目標値STと処理温度の実際値ITとの間の差に基づいて制御信号を加熱装置5に供給する。   As other input values, the actual value IT for the processing temperature calculated by the temperature sensor 9 is supplied to the first comparator 265. In order to minimize the adjustment difference and update the processing temperature actual value IT to the processing temperature target value ST, the first comparator 265 compares the processing temperature target value ST with the processing temperature actual value IT, A control signal is supplied to the heating device 5 based on the difference between the target value ST of the processing temperature and the actual value IT of the processing temperature.

別の入力値として、圧力センサ10によって算出される、処理圧力のための実際値IDが第2の比較器260に供給される。調整差を最小にし、処理圧力の実際値IDを処理圧力の目標値SDに更新するために、第2の比較器260は、処理圧力の目標値SDを処理圧力の実際値IDと比較し、処理圧力の目標値SDと処理圧力の実際値IDとの間の差に基づいて制御信号をスロットルバルブ14に提供する。   As another input value, the actual value ID for the processing pressure calculated by the pressure sensor 10 is supplied to the second comparator 260. In order to minimize the adjustment difference and update the processing pressure actual value ID to the processing pressure target value SD, the second comparator 260 compares the processing pressure target value SD with the processing pressure actual value ID; A control signal is provided to the throttle valve 14 based on the difference between the target value SD of the processing pressure and the actual value ID of the processing pressure.

このような形式で、算出された処理継続時間のために、対応する領域内での所望の厚さ内における、それぞれの構成部分2の表層125内の炭素濃度と窒素濃度のそれぞれ所定の比率が調節される。複数のこのような比率を設定する際に、割り当てられ、かつ追加的にそれぞれの拡散段階によって互いに分離された複数の浸炭窒化段階によって、比率データレコード205,…,215および厚さデータレコード225,…,235によって設定された、表層125内の所定の窒素浸透プロフィールおよび炭素浸透プロフィールが調節される。   In such a format, the predetermined ratio of the carbon concentration and the nitrogen concentration in the surface layer 125 of each component part 2 within the desired thickness in the corresponding region is calculated for the calculated processing duration. Adjusted. In setting a plurality of such ratios, ratio data records 205,..., 215 and thickness data records 225 are assigned by a plurality of carbonitriding stages that are assigned and additionally separated from each other by respective diffusion stages. ..., 235, the predetermined nitrogen and carbon penetration profiles in the surface layer 125 are adjusted.

1 低圧浸炭窒化するための装置
2 構成部分
3 載設部
4 処理室
5 加熱装置
6 取り入れ口
7 流量制御弁
8 炭素および窒素ドナーガス
9 温度センサ
10 圧力センサ
11 開ループ制御および/または閉ループ制御装置
12 取り出し口
13 ポンプ
14 スロットルバルブ
100 表面
105 第1の領域
110 第2の領域
115 コア
125 表層
200 入力ユニット
205 第1の比率データレコード
215 n個の比率データレコード
220 すべての比率データレコード
225 第1の所定の厚さデータレコード
235 n個の所定の厚さデータレコード
240 厚さデータレコードの全体
245 材料組成データレコード
250 温度圧力特性マップ
255 処理継続時間特性マップ
260 第2の比較器
265 第1の比較器
A 加熱段階
B1,B2 温度安定化段階
C1,C2 浸炭窒化段階
d1 第1の厚さ
d2 第2の厚さ
D1,D2 拡散段階
E 温度切り替え段階
F 冷却段階
SD 処理圧力の目標値
ST 処理温度の目標値
T 温度
t プロセス継続時間
Δt1 第1の処理継続時間
Δt2 第2の処理継続時間
p 雰囲気の圧力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus for low-pressure carbonitriding 2 Component part 3 Mounting part 4 Processing chamber 5 Heating apparatus 6 Intake port 7 Flow control valve 8 Carbon and nitrogen donor gas 9 Temperature sensor 10 Pressure sensor 11 Open loop control and / or closed loop control apparatus 12 Outlet 13 Pump 14 Throttle valve 100 Surface 105 First region 110 Second region 115 Core 125 Surface layer 200 Input unit 205 First ratio data record 215 n ratio data record 220 All ratio data record 225 First Predetermined thickness data record 235 n predetermined thickness data records 240 total thickness data record 245 material composition data record 250 temperature pressure characteristic map 255 process duration characteristic map 260 second comparator 265 first comparison A Stage B1, B2 Temperature stabilization stage C1, C2 Carbonitriding stage d1 First thickness d2 Second thickness D1, D2 Diffusion stage E Temperature switching stage F Cooling stage SD Target value of processing pressure ST Target value of processing temperature T temperature t process duration Δt1 first treatment duration Δt2 second treatment duration p pressure of atmosphere

Claims (22)

少なくとも1つの構成部分(2)を、低圧浸炭窒化法により、少なくとも1つの処理室(4)内で製造するための方法において、
複数の処理段階を設け、これらの処理段階をそれぞれ1つの拡散段階によって互いに分離し、
少なくとも1つの処理段階で、炭素を発生するガスおよび窒素を発生するガス(8)を同時に前記処理室(4)内に供給し、少なくとも1つの前記構成部分(2)の表層内に浸透させようとする炭素濃度と窒素濃度の所定の比率に基づいて、前記処理室内に調節しようとする温度および/または圧力のための目標値を算出し、この目標値を所定の時間だけ前記処理室内で調整することを特徴とする、少なくとも1つの構成部分を製造するための方法。
In a method for producing at least one component (2) in at least one processing chamber (4) by low pressure carbonitriding,
Providing a plurality of processing stages, each of which is separated from one another by one diffusion stage;
In at least one processing stage, a gas for generating carbon and a gas (8) for generating nitrogen are simultaneously supplied into the processing chamber (4) so as to penetrate into the surface layer of at least one of the component parts (2). A target value for the temperature and / or pressure to be adjusted in the processing chamber is calculated based on a predetermined ratio between the carbon concentration and the nitrogen concentration, and the target value is adjusted in the processing chamber for a predetermined time. A method for manufacturing at least one component.
炭素を発生するガスとして、および窒素を発生するガスとして、同じガスを前記処理室内に供給する、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the same gas is supplied into the processing chamber as a gas for generating carbon and a gas for generating nitrogen. ガスとして、アミン化合物を、第1級化合物、第2級化合物として、また第3級化合物としても選択するか、または脂肪族ジアミンまたはこれら2つから成る混合物を選択することを特徴とする、請求項2に記載の方法。   As the gas, an amine compound is selected as a primary compound, a secondary compound and also as a tertiary compound, or an aliphatic diamine or a mixture of these two is selected. Item 3. The method according to Item 2. ガスとして、脂肪族モノアミンを、第1級化合物、第2級化合物として、また第3級化合物としても選択するか、または脂肪族ジアミンまたはこれら2つから成る混合物を選択することを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。   As the gas, an aliphatic monoamine is selected as a primary compound, a secondary compound and also as a tertiary compound, or an aliphatic diamine or a mixture of these two is selected, The method according to claim 2 or 3. 炭素および窒素を発生するガスとして、炭素と窒素の比率である炭素/窒素が3より小さいかまたは3と同じである、炭素および窒素を発生するガスを選択することを特徴とする、請求項2から4のいずれか1項に記載の方法。   The gas for generating carbon and nitrogen is selected such that carbon / nitrogen, which is a ratio of carbon to nitrogen, is less than or equal to 3, as a ratio of carbon to nitrogen. 5. The method according to any one of items 1 to 4. 前記処理室に供給された、炭素を発生するガスの容積流の量、および前記処理室に供給された、窒素を発生するガスの容積流の量を、前記処理室内に発生される炭素と窒素の比率が3よりも小さくなるように、選択することを特徴とする、請求項1に記載の方法。   Carbon and nitrogen generated in the processing chamber are expressed in terms of the volume flow of the gas generating carbon supplied to the processing chamber and the volume flow of the gas generating nitrogen supplied to the processing chamber. The method according to claim 1, wherein the ratio is selected to be smaller than 3. 前記処理室(4)内の圧力および/または温度を測定し、実際値として、前記算出された目標値に更新することを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the pressure and / or temperature in the processing chamber (4) is measured and updated to the calculated target value as an actual value. . 温度のための前記実際値を、前記処理室(4)内の加熱装置(5)の制御を介して温度のための前記目標値に更新し、この際に、温度のための前記実際値が温度のための前記目標値よりも小さいときに、前記加熱装置(5)の温度を上昇させ、温度のための前記実際値が温度のための前記目標値よりも大きいときに、前記加熱装置(5)の温度を低下させることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。   The actual value for temperature is updated to the target value for temperature via control of the heating device (5) in the processing chamber (4), where the actual value for temperature is When the temperature of the heating device (5) is smaller than the target value for temperature, the heating device (5) is increased when the actual value for temperature is larger than the target value for temperature. The method according to claim 1, wherein the temperature of 5) is lowered. 圧力のための前記実際値を、前記処理室(4)から導出されたガスの容積流の量の調節を介して、圧力のための目標値に更新し、この際に、圧力のための前記実際値が圧力のための前記目標値よりも小さいときに、導出されるガス量を減少させ、また圧力のための前記実際値が圧力のための前記目標値よりも大きいときに、導出されるガス量を増加させることを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。   The actual value for pressure is updated to a target value for pressure via adjustment of the amount of volumetric flow of gas derived from the process chamber (4), wherein the pressure for pressure Derived when the actual value is less than the target value for pressure, reducing the amount of gas derived, and when the actual value for pressure is greater than the target value for pressure The method according to claim 1, wherein the amount of gas is increased. 前記処理室(4)内の温度のための前記目標値を、少なくとも1回変更することを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。   10. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the target value for the temperature in the processing chamber (4) is changed at least once. 前記処理室(4)内における少なくとも1回の加熱段階または少なくとも1回の冷却段階の後に続いて温度安定化段階を設けることを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。   11. The temperature stabilization stage according to claim 1, further comprising a temperature stabilization stage subsequent to at least one heating stage or at least one cooling stage in the processing chamber (4). Method. 前記処理室(4)内における圧力のための前記目標値を、少なくとも1回変更することを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。   12. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the target value for pressure in the processing chamber (4) is changed at least once. 前記処理室(4)内における前記目標圧力を、100mbarと同じかまたはそれよりも小さくすることを特徴とする、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。   13. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the target pressure in the processing chamber (4) is equal to or less than 100 mbar. 前記処理室(4)内における前記目標圧力を、2〜30mbarとすることを特徴とする、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。   14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the target pressure in the processing chamber (4) is 2 to 30 mbar. 温度のための前記目標値を、650℃〜1050℃の範囲内とすることを特徴とする、請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。   15. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the target value for temperature is in the range of 650 <0> C to 1050 <0> C. 温度のための前記目標値を、650℃〜960℃の範囲内とすることを特徴とする、請求項1から15のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the target value for temperature is in the range of 650C to 960C. 少なくとも1つの前記構成部分(2)の表層内に浸透させようとする炭素濃度と窒素濃度の所定の比率を、少なくとも1つの前記構成部分(2)の表層内の所定の炭素浸透プロフィールおよび窒素浸透プロフィールに基づいて、少なくとも2つの処理段階で別々に選定することを特徴とする、請求項1から16のいずれか1項に記載の方法。 A predetermined ratio of carbon concentration and nitrogen concentration to be permeated into the surface layer of at least one of the component parts (2) is determined according to a predetermined carbon permeation profile and nitrogen permeation in the surface layer of the at least one component part (2). 17. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that selection is made separately in at least two processing steps based on the profile. 少なくとも1つ前記構成部分(2)は、シリンダヘッド、高圧噴射ポンプのノズル体、ディーゼルインジェクションエンジンの構成要素、またはバルブディスクであることを特徴とする、請求項1から17のいずれか1項に記載の方法。 18. At least one component (2) is a cylinder head, a nozzle body of a high-pressure injection pump, a component of a diesel injection engine, or a valve disk, according to any one of claims 1 to 17 The method described. 少なくとも1つの前記処理室(4)は、排気可能な処理室であることを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載の方法。 At least one of the processing chamber (4) The method according to any one of claims 1 18, characterized in that the evacuatable processing chamber. 少なくとも1つの構成部分(2)を、低圧浸炭窒化法により、少なくとも1つの処理室(4)内で製造するための開ループ制御および/または閉ループ制御を行う装置において、
それぞれ一つの拡散段階で互いに分離された複数の処理段階を実行するための制御手段が設けられており、
少なくとも1つの処理段階で、前記処理室(4)内に同時に供給された炭素を発生するガスおよび窒素を発生するガス(8)の、少なくとも1つの前記構成部分(2)の表層内に浸透させようとする炭素濃度と窒素濃度の所定の比率に基づいて、前記処理室内(4)の温度および/または圧力のための目標値を算出するための手段(250)が設けられており、少なくとも1つの処理段階で前記処理室(4)内に調節しようとする、温度および/または圧力のための目標値を、所定の時間だけ前記処理室(4)内で調整する、閉ループ制御するための手段(255,260,265)が設けられていることを特徴とする、少なくとも1つの構成部分を製造するための開ループ制御および/または閉ループ制御を行う装置。
In an apparatus for performing open-loop control and / or closed-loop control for producing at least one component (2) in at least one processing chamber (4) by low-pressure carbonitriding,
A control means is provided for executing a plurality of processing stages separated from each other in one diffusion stage,
In at least one processing step, a gas generating carbon and a gas generating nitrogen (8) supplied simultaneously into the processing chamber (4) are permeated into the surface layer of at least one component (2). Means (250) are provided for calculating a target value for the temperature and / or pressure of the processing chamber (4) based on a predetermined ratio between the carbon concentration and the nitrogen concentration to be obtained, and at least 1 Means for closed-loop control, wherein target values for temperature and / or pressure to be adjusted in the processing chamber (4) in one processing stage are adjusted in the processing chamber (4) for a predetermined time (255, 260, 265) characterized in that an apparatus for performing open-loop control and / or closed-loop control for producing at least one component is provided.
少なくとも1つ前記構成部分(2)は、シリンダヘッド、高圧噴射ポンプのノズル体、ディーゼルインジェクションエンジンの構成要素、またはバルブディスクであることを特徴とする、請求項20に記載の開ループ制御および/または閉ループ制御を行う装置。 21. Open loop control and / or according to claim 20 , characterized in that at least one said component (2) is a cylinder head, a nozzle body of a high-pressure injection pump, a component of a diesel injection engine, or a valve disc. Or a device that performs closed-loop control. 少なくとも1つの前記処理室(4)は、排気可能な処理室であることを特徴とする請求項20または21に記載の開ループ制御および/または閉ループ制御を行う装置。
Device for performing open-loop control and / or closed-loop control according to claim 20 or 21 , characterized in that at least one of the process chambers (4) is an exhaustable process chamber.
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