JPH0142348B2 - - Google Patents
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- JPH0142348B2 JPH0142348B2 JP11619582A JP11619582A JPH0142348B2 JP H0142348 B2 JPH0142348 B2 JP H0142348B2 JP 11619582 A JP11619582 A JP 11619582A JP 11619582 A JP11619582 A JP 11619582A JP H0142348 B2 JPH0142348 B2 JP H0142348B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鋼材の表面処理方法に係わり、特に
一定の面圧が加わる摺動面を有する機械部品、例
えばガススプリング用ロツト、シヨツカーブソー
バ用ロツト、バルブロツカーアームシヤフト、エ
ンジンシリンダー、シリンダースリーブ、カムシ
ヤフト等の機械部品の表面処理に好適な外面処理
方法に関するもので、従来、一定の面圧が加わる
摺動面を有する機械部品、例えばシヨツカーブソ
ーバ用ロツトは、その表面を硬質クロムメツキ処
理して用いている。しかしながら、硬質クロムメ
ツキを施したロツトは、その摺動面にメツキ欠陥
であるクラツクにより、シール材のゴムや樹脂に
傷をつけ、オイル洩れが発生したり、更には欠陥
部が侵食により開口して、摩耗を増大させる欠点
があつた。
一定の面圧が加わる摺動面を有する機械部品、例
えばガススプリング用ロツト、シヨツカーブソー
バ用ロツト、バルブロツカーアームシヤフト、エ
ンジンシリンダー、シリンダースリーブ、カムシ
ヤフト等の機械部品の表面処理に好適な外面処理
方法に関するもので、従来、一定の面圧が加わる
摺動面を有する機械部品、例えばシヨツカーブソ
ーバ用ロツトは、その表面を硬質クロムメツキ処
理して用いている。しかしながら、硬質クロムメ
ツキを施したロツトは、その摺動面にメツキ欠陥
であるクラツクにより、シール材のゴムや樹脂に
傷をつけ、オイル洩れが発生したり、更には欠陥
部が侵食により開口して、摩耗を増大させる欠点
があつた。
本発明は前記従来の処理方法の欠点を排除する
ためになされたもので、メツキ欠陥であるクラツ
クや発錆等の発生がなく、しかも摩耗が少ない熱
処理面を得ることができる、鋼材の表面処理方法
を提案することにある。
ためになされたもので、メツキ欠陥であるクラツ
クや発錆等の発生がなく、しかも摩耗が少ない熱
処理面を得ることができる、鋼材の表面処理方法
を提案することにある。
本発明では、鋼材の表面に高周波焼入、浸炭焼
入を施し、その後表面を仕上加工した後に、窒化
処理を施こすことにより、クロムメツキや、窒化
単独では得られない鋼材の表面処理効果を得るこ
とができる。
入を施し、その後表面を仕上加工した後に、窒化
処理を施こすことにより、クロムメツキや、窒化
単独では得られない鋼材の表面処理効果を得るこ
とができる。
即ち、本発明に係わる鋼材の表面処理方法によ
つて得られる機械部品は、耐食、耐摩耗性に優れ
た効果がある。
つて得られる機械部品は、耐食、耐摩耗性に優れ
た効果がある。
以下添付図に従つて、本発明に係わる鋼材の表
面処理方法の好ましい実施例について解説する。
第１図では４サイクルエンジンのシリンダーヘツ
ド部の断面構造が示されており、図に於いてバル
ブロツカーアーム２，２はバルブロツカーアーム
シヤフト３，３によつて摺動自在に枢支されてい
る。バルブロツカーアーム２の一端には、摺動面
が形成されていて、この摺動面は、カムシヤフ
ト１と当接している。
面処理方法の好ましい実施例について解説する。
第１図では４サイクルエンジンのシリンダーヘツ
ド部の断面構造が示されており、図に於いてバル
ブロツカーアーム２，２はバルブロツカーアーム
シヤフト３，３によつて摺動自在に枢支されてい
る。バルブロツカーアーム２の一端には、摺動面
が形成されていて、この摺動面は、カムシヤフ
ト１と当接している。
又、バルブロツカーアーム２の他端２は、バル
ブ５の上部に取付けられている。従つてバルブロ
ツカーアーム２がバルブロツカーアームシヤフト
３を中心に揺動することによつて、バルブ５は開
閉操作を行う。バルブは図上右側の弁が燃料吸入
弁を形成し、左側の弁が燃焼ガスの排気弁を形成
している。バルブ５は、いずれも二重構造のスプ
リングによつて、バルブ５はバルブガイド４に沿
つて、上方に付勢されている。従つて、バルブロ
ツカーアーム２はバルブ５とその端部によつて連
結されているため、バルブロツカーアーム２の摺
動面は、カムシヤフト１に対して、大きな面圧
で当接することになる。この結果カムシヤフト１
を回動することによつて、バルブロツカーアーム
２を揺動させると、その摺動面には、スカツフ
が発生したり、またその摩耗量も不均一となる。
ブ５の上部に取付けられている。従つてバルブロ
ツカーアーム２がバルブロツカーアームシヤフト
３を中心に揺動することによつて、バルブ５は開
閉操作を行う。バルブは図上右側の弁が燃料吸入
弁を形成し、左側の弁が燃焼ガスの排気弁を形成
している。バルブ５は、いずれも二重構造のスプ
リングによつて、バルブ５はバルブガイド４に沿
つて、上方に付勢されている。従つて、バルブロ
ツカーアーム２はバルブ５とその端部によつて連
結されているため、バルブロツカーアーム２の摺
動面は、カムシヤフト１に対して、大きな面圧
で当接することになる。この結果カムシヤフト１
を回動することによつて、バルブロツカーアーム
２を揺動させると、その摺動面には、スカツフ
が発生したり、またその摩耗量も不均一となる。
このような苛酷な条件で用いられる。バルブロ
ツカーアーム２とカムシヤフト１のカムリフト
面、即ち摺動面に対する表面処理は、次の如く
行なう。
ツカーアーム２とカムシヤフト１のカムリフト
面、即ち摺動面に対する表面処理は、次の如く
行なう。
先ず第１実施例について説明すると、カムシヤ
フト１の材料は、普通鋳鉄（FC−30）でカム面
をチル硬化された材料から構成される。カム面の
チル硬度は、HRC40−50゜で歪取焼鈍を600℃〜
630℃で１〜３時間程度施したものを仕上加し、
タフトライド処理（軟窒化処理）を行なう。タフ
トライド処理は処理温度を580℃〜610℃で40分〜
180分保持後、中間冷却塩浴、350〜500℃の熱浴
中に冷却し、10分〜30分保持後、空冷、水冷す
る。このようにして、カムシヤフト１のカム面即
ち、摺動面は、チル硬化表面にタフトライド処
理し熱浴冷却処理した状態を示すのが、第２図で
拡大断面図である第２図によれば、摺動面のチ
ル硬化面に10μ以上の化合物層がタフトライド処
理により形成され、熱浴中に冷却処理するこの方
法によつて、最表面に四三酸化鉄が形成される。
フト１の材料は、普通鋳鉄（FC−30）でカム面
をチル硬化された材料から構成される。カム面の
チル硬度は、HRC40−50゜で歪取焼鈍を600℃〜
630℃で１〜３時間程度施したものを仕上加し、
タフトライド処理（軟窒化処理）を行なう。タフ
トライド処理は処理温度を580℃〜610℃で40分〜
180分保持後、中間冷却塩浴、350〜500℃の熱浴
中に冷却し、10分〜30分保持後、空冷、水冷す
る。このようにして、カムシヤフト１のカム面即
ち、摺動面は、チル硬化表面にタフトライド処
理し熱浴冷却処理した状態を示すのが、第２図で
拡大断面図である第２図によれば、摺動面のチ
ル硬化面に10μ以上の化合物層がタフトライド処
理により形成され、熱浴中に冷却処理するこの方
法によつて、最表面に四三酸化鉄が形成される。
断面の化合物層の層構成は、最表面に四三酸化
鉄（Fe304）が１〜3μ、その下に酸素の拡散層5μ
位、そして、窒素化合物であるε−Fe2NFe3N
が5μでチル硬化層と成る層構成ができる。第３
図は摩耗量と硬度分布を示し、カムシヤフト側と
ロツカーアーム側との相対摩耗を棒グラフに示し
た。ロツカーアーム側はチル硬化したものを用
い、チルカムとの組合せのものを摩耗量100％と
した場合、チルカムに窒化処理（タフトライド）
したものは50％、また、チルカムに窒化処理＋酸
化皮膜処理（タフトライド処理＋ソルト冷却）を
施したものは25％となり、本発明の耐摩耗性が優
れている。硬度はタフトライド処理のみと同等で
あるが、HV750゜−850゜であり、ガソリンエンジ
ンや、デイゼルエンジンの負荷荷重の高いものに
実施され、スカツフや摩擦摩耗に効果を発揮して
いる。
鉄（Fe304）が１〜3μ、その下に酸素の拡散層5μ
位、そして、窒素化合物であるε−Fe2NFe3N
が5μでチル硬化層と成る層構成ができる。第３
図は摩耗量と硬度分布を示し、カムシヤフト側と
ロツカーアーム側との相対摩耗を棒グラフに示し
た。ロツカーアーム側はチル硬化したものを用
い、チルカムとの組合せのものを摩耗量100％と
した場合、チルカムに窒化処理（タフトライド）
したものは50％、また、チルカムに窒化処理＋酸
化皮膜処理（タフトライド処理＋ソルト冷却）を
施したものは25％となり、本発明の耐摩耗性が優
れている。硬度はタフトライド処理のみと同等で
あるが、HV750゜−850゜であり、ガソリンエンジ
ンや、デイゼルエンジンの負荷荷重の高いものに
実施され、スカツフや摩擦摩耗に効果を発揮して
いる。
第２実施例では、ガススプリング用ロツド、又
は、シヨツカーブソーバ用ロツトで、材料は
S20C〜S50Cの機械構造用炭素鋼が用いられてお
り、前処理のないものが殆んどであるが高周波焼
入しているものもある。従来はこのような前処理
後硬質クロームメツキが施されている。メツキ欠
陥であるクラツクの影響を軽減させるため、メツ
キ条件を変えたクロームの二重メツキや、銅、ニ
ツケル、クロームの三層メツキ等が施されてい
る。第４図にシヨツカーブソーバーの断面構造図
が示されており、図から、ロツトは１でシール材
２とロツトの外径面が摺動する。シール材２は耐
熱、耐油性のゴム、又は樹脂系のものが用いられ
ている。ロツト１の外径面は軟質のシール材と摺
動するため、メツキ欠陥によるクラツクから発錆
が発生すると、微小クラツクは開口し、素地が錆
びるため凸状となり、軟質のシール材２を削り取
る結果、中に封入してある緩衝オイル、或はガス
が洩れ緩衝器の役割をはたさなくなる。
は、シヨツカーブソーバ用ロツトで、材料は
S20C〜S50Cの機械構造用炭素鋼が用いられてお
り、前処理のないものが殆んどであるが高周波焼
入しているものもある。従来はこのような前処理
後硬質クロームメツキが施されている。メツキ欠
陥であるクラツクの影響を軽減させるため、メツ
キ条件を変えたクロームの二重メツキや、銅、ニ
ツケル、クロームの三層メツキ等が施されてい
る。第４図にシヨツカーブソーバーの断面構造図
が示されており、図から、ロツトは１でシール材
２とロツトの外径面が摺動する。シール材２は耐
熱、耐油性のゴム、又は樹脂系のものが用いられ
ている。ロツト１の外径面は軟質のシール材と摺
動するため、メツキ欠陥によるクラツクから発錆
が発生すると、微小クラツクは開口し、素地が錆
びるため凸状となり、軟質のシール材２を削り取
る結果、中に封入してある緩衝オイル、或はガス
が洩れ緩衝器の役割をはたさなくなる。
実施例１と同様にロツトの外径を高周波焼入硬
化し、その後所定の面粗度に加工したものを、タ
フトライド処理を行なう。タフトライド処理は、
処理温度を580℃±10℃で30分〜120分保持後、中
間冷却塩浴の350℃〜400℃の温度の熱浴中に10分
保持し、水冷する。又はロツト径が小さく長いも
のは、更に180〜200℃の熱浴に二段冷却し、曲り
の発生を極度に制御する冷却方法も実施されてい
る。
化し、その後所定の面粗度に加工したものを、タ
フトライド処理を行なう。タフトライド処理は、
処理温度を580℃±10℃で30分〜120分保持後、中
間冷却塩浴の350℃〜400℃の温度の熱浴中に10分
保持し、水冷する。又はロツト径が小さく長いも
のは、更に180〜200℃の熱浴に二段冷却し、曲り
の発生を極度に制御する冷却方法も実施されてい
る。
第５図に高周波焼入硬化したロツトと前処理と
して、焼入硬化していないロツトを各々タフトラ
イド処理を施し、JIS.Z−2371の塩水噴霧試験に
よる腐蝕状態の比較表を示した。高周波焼入硬化
後、仕上加工し、そしてタフトライド処理を施し
たものは発錆状況が違い、前処理に焼入硬化して
いないものは発錆ケ所が多発するのに比し高周波
焼入硬化したものは、発錆進行がない。
して、焼入硬化していないロツトを各々タフトラ
イド処理を施し、JIS.Z−2371の塩水噴霧試験に
よる腐蝕状態の比較表を示した。高周波焼入硬化
後、仕上加工し、そしてタフトライド処理を施し
たものは発錆状況が違い、前処理に焼入硬化して
いないものは発錆ケ所が多発するのに比し高周波
焼入硬化したものは、発錆進行がない。
第６図に、断面の層構成を示した。高周波焼入
硬化したものは、窒化層が均一に形成している
が、焼入硬化しない無処理のものは、窒化層が不
均一であることから、耐食低抗が弱い、又、摺動
面に繰返し広力が作用しても、摺動面が沈下せ
ず、ロツト摺動面の耐食・耐摩擦摩耗性が向上す
る。
硬化したものは、窒化層が均一に形成している
が、焼入硬化しない無処理のものは、窒化層が不
均一であることから、耐食低抗が弱い、又、摺動
面に繰返し広力が作用しても、摺動面が沈下せ
ず、ロツト摺動面の耐食・耐摩擦摩耗性が向上す
る。
前記第１・第２の実施例の材料に、チル鋳物、
機械構造用炭素鋼（S20C〜S50C）を用いたが、
これに限定されたものではなく、チル硬化、熔射
皮膜、高周波焼入、浸炭焼入等の表面硬化した後
に、タフトライド処理を施こすことができる材料
であればよい。
機械構造用炭素鋼（S20C〜S50C）を用いたが、
これに限定されたものではなく、チル硬化、熔射
皮膜、高周波焼入、浸炭焼入等の表面硬化した後
に、タフトライド処理を施こすことができる材料
であればよい。
以上説明したように、本発明に係る鋼材の表面
硬化と表面処理方法によれば、鋼の表面に四三酸
化鉄と窒化鉄の層を形成し、その層下に表面硬化
した層を持つた。層構成の複合処理は、カム機構
に於いて、スカツフの発生しない耐摩耗面を得る
ことができる。又、緩衝器（シヨツカーブソー
バ）のロツトでは、耐食、耐摩耗性の摺動面を得
ることができる。
硬化と表面処理方法によれば、鋼の表面に四三酸
化鉄と窒化鉄の層を形成し、その層下に表面硬化
した層を持つた。層構成の複合処理は、カム機構
に於いて、スカツフの発生しない耐摩耗面を得る
ことができる。又、緩衝器（シヨツカーブソー
バ）のロツトでは、耐食、耐摩耗性の摺動面を得
ることができる。
第１図は４サイクルエンジンのシリンダーヘツ
ト部の構造を示す断面図、第２図は本発明に係る
第１実施例で、処理したカムシヤフトのカム部
とジヤーナル部の金属組織である。第３図は硬
度分布を示す図、第４図は緩衝器（シヨツカーブ
ソーバ）のロツトとシール部の構造断面図、第５
図は第２実施例で処理した高周波焼入硬化したロ
ツトの塩水噴霧試験の説明図、第６図は第２実施
例で処理した処理層の金属組織で高周波焼入硬
化のもの非高周波焼入のものである。
ト部の構造を示す断面図、第２図は本発明に係る
第１実施例で、処理したカムシヤフトのカム部
とジヤーナル部の金属組織である。第３図は硬
度分布を示す図、第４図は緩衝器（シヨツカーブ
ソーバ）のロツトとシール部の構造断面図、第５
図は第２実施例で処理した高周波焼入硬化したロ
ツトの塩水噴霧試験の説明図、第６図は第２実施
例で処理した処理層の金属組織で高周波焼入硬
化のもの非高周波焼入のものである。
Claims (1)
- １ 鋼材の表面に表面硬化（チル硬化、熔射、盛
金高周波焼入、浸炭焼入）を施し、その硬化面に
窒化処理と酸化皮膜処理を施すことを特徴とする
鋼材の窒化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11619582A JPS599166A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 鋼材の表面硬化と窒化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11619582A JPS599166A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 鋼材の表面硬化と窒化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599166A JPS599166A (ja) | 1984-01-18 |
| JPH0142348B2 true JPH0142348B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=14681184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11619582A Granted JPS599166A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 鋼材の表面硬化と窒化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599166A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506762A (ja) * | 2007-12-13 | 2011-03-03 | ドゥルフェリット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ニトロ化又はニトロ浸炭化された鋼製部材の耐蝕性表面の製造方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8310102D0 (en) * | 1983-04-14 | 1983-05-18 | Lucas Ind Plc | Corrosion resistant steel components |
| DE19510302C2 (de) * | 1995-03-22 | 1997-04-24 | Bilstein August Gmbh Co Kg | Oberflächenbehandelte Kolbenstange und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| KR100440876B1 (ko) * | 1998-12-29 | 2004-11-03 | 한국델파이주식회사 | 자동차용미끄럼작동부재의표면처리방법 |
| KR100467112B1 (ko) * | 1999-10-29 | 2005-01-24 | 닛폰 피스톤 린구 가부시키가이샤 | 내연기관의 실린더 라이너와 피스톤 링의 조합 |
| FR2812888B1 (fr) * | 2000-08-14 | 2003-09-05 | Stephanois Rech Mec | Procede de traitement superficiel de pieces mecaniques soumise a la fois a l'usure et a la corrosion |
| KR20040013706A (ko) * | 2002-08-08 | 2004-02-14 | 원학규 | 가스 스프링용 피스톤로드의 표면처리 방법 |
| KR20040013708A (ko) * | 2002-08-08 | 2004-02-14 | 원학규 | 가스 스프링의 표면처리 방법 |
| KR20040013707A (ko) * | 2002-08-08 | 2004-02-14 | 원학규 | 가스 스프링용 스핀들의 표면처리 방법 |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP11619582A patent/JPS599166A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506762A (ja) * | 2007-12-13 | 2011-03-03 | ドゥルフェリット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ニトロ化又はニトロ浸炭化された鋼製部材の耐蝕性表面の製造方法 |
| JP2014077204A (ja) * | 2007-12-13 | 2014-05-01 | Durferrit Gmbh | 窒化又は浸炭窒化された鋼製部材の耐蝕性表面の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS599166A (ja) | 1984-01-18 |
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