JPH02125857A - プラズマ浸炭処理方法 - Google Patents
プラズマ浸炭処理方法Info
- Publication number
- JPH02125857A JPH02125857A JP28015488A JP28015488A JPH02125857A JP H02125857 A JPH02125857 A JP H02125857A JP 28015488 A JP28015488 A JP 28015488A JP 28015488 A JP28015488 A JP 28015488A JP H02125857 A JPH02125857 A JP H02125857A
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- JP
- Japan
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- gas
- carburizing
- plasma
- supply
- manifold
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- 238000005255 carburizing Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000004071 soot Substances 0.000 abstract description 11
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はプラズマ浸炭処理方法に関する。
金属材料である例えば鋼製品の内部を元の状態に保持し
てその表面だけを硬化し、一方で該鋼製品の靭性を維持
しつつ、他方で該鋼製品の耐摩耗性や耐疲労強度及び耐
衝撃性等を向上させる表面硬化熱処理に、浸炭処理が広
く行なわれている。
てその表面だけを硬化し、一方で該鋼製品の靭性を維持
しつつ、他方で該鋼製品の耐摩耗性や耐疲労強度及び耐
衝撃性等を向上させる表面硬化熱処理に、浸炭処理が広
く行なわれている。
かかる浸炭処理には種々の方法があることは既によく知
られている通りであるが、今日では、なかでも真空浸炭
処理方法、とりわけプラズマ浸炭処理方法が注目されて
いる。
られている通りであるが、今日では、なかでも真空浸炭
処理方法、とりわけプラズマ浸炭処理方法が注目されて
いる。
本発明は、上記のようなプラズマ浸炭処理方法の改良に
関するものである。
関するものである。
〈従来の技術、その課題〉
従来、プラズマ浸炭処理方法として一般に、真空条件下
の加熱炉内で、金属材料を陰極とし、該金属材料を囲繞
する断熱材を陽極として、両極間に直流電圧をかけ、発
生するグロー放電プラズマにより、炉内へ供給した雰囲
気の浸炭性ガスをイオン化し、該イオンを金属材料の表
面に衝突させて浸炭を行ない、更に雰囲気から浸炭性ガ
スを除いた真空条件下の加熱炉内で拡散を行なう方法が
実施されている。
の加熱炉内で、金属材料を陰極とし、該金属材料を囲繞
する断熱材を陽極として、両極間に直流電圧をかけ、発
生するグロー放電プラズマにより、炉内へ供給した雰囲
気の浸炭性ガスをイオン化し、該イオンを金属材料の表
面に衝突させて浸炭を行ない、更に雰囲気から浸炭性ガ
スを除いた真空条件下の加熱炉内で拡散を行なう方法が
実施されている。
ところが、この従来法によると、浸炭から拡散へ移行す
る際に炉内への浸炭性ガスの供給を停止にするのである
が、供給停止後、陽極グローで活性度の高まった浸炭性
ガスがその供給回路から炉内へ徐々に出るため、この間
に該浸炭性ガスが分解してススとなり、該ススが浸炭性
ガスの供給回路に付着するという課題がある。ススが浸
炭性ガスの供給回路へ付着すると、例えばススがマニホ
ールド内へ付着して、該浸炭性ガスの供給が所期の通り
に行ない難くなり、場合によってはマニホルドのノズル
部を目詰まりさせてしまう。
る際に炉内への浸炭性ガスの供給を停止にするのである
が、供給停止後、陽極グローで活性度の高まった浸炭性
ガスがその供給回路から炉内へ徐々に出るため、この間
に該浸炭性ガスが分解してススとなり、該ススが浸炭性
ガスの供給回路に付着するという課題がある。ススが浸
炭性ガスの供給回路へ付着すると、例えばススがマニホ
ールド内へ付着して、該浸炭性ガスの供給が所期の通り
に行ない難くなり、場合によってはマニホルドのノズル
部を目詰まりさせてしまう。
〈発明が解決しようとする課題、その解決手段〉本発明
は叙上の如き従来の課題を解決する改良されたプラズマ
浸炭処理方法を提供するものである。
は叙上の如き従来の課題を解決する改良されたプラズマ
浸炭処理方法を提供するものである。
しかして本発明は、
金属材料のプラズマ浸炭処理において、浸炭性ガスの供
給停止後、該浸炭性ガスの供給回路へ非浸炭性ガスを送
気することを特徴とするプラズマ浸炭処理方法に係る。
給停止後、該浸炭性ガスの供給回路へ非浸炭性ガスを送
気することを特徴とするプラズマ浸炭処理方法に係る。
本発明において肝要な点は、プラズマ浸炭処理において
、浸炭から拡散へ移行する際、炉内への浸炭性ガスの供
給停止後、該浸炭性ガスの供給回路へ非浸炭性ガスを送
気し、該非浸炭性ガスにより供給回路内の陽極グローで
活性度の高まった浸炭性ガスを炉内へ追い出して、該浸
炭性ガスに起因する供給回路へのススの付着を防止する
処にある。
、浸炭から拡散へ移行する際、炉内への浸炭性ガスの供
給停止後、該浸炭性ガスの供給回路へ非浸炭性ガスを送
気し、該非浸炭性ガスにより供給回路内の陽極グローで
活性度の高まった浸炭性ガスを炉内へ追い出して、該浸
炭性ガスに起因する供給回路へのススの付着を防止する
処にある。
以下、図面に基いて本発明の構成を更に詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の実施に使用され得るプラズマ浸炭処理
装置を例示する断面図（一部省略）である。真空プンプ
１１へと接続された炉殻１２内に断熱材１３で囲繞され
た処理室１４が形成されている。処理室１４内の炉床１
５には金属材料Ａが載置されており、炉床１５及び金属
材料Ａはプラズマ電源１６の陰極へと接続され、また炉
殻１２及び断熱材１３はプラズマ電源１６の陽極へと接
続されている。そして、処理室１４内には加熱電源１７
へと接続されたヒータ１８が装備され、該処理室１４内
へガスの供給回路２１が導入されている。供給回路２１
は、処理室１４内へ装備されたマニホールド２２及び、
マニホールド２２と炉外の図示しない三つのガス供給源
とを接続する配管２３等からなり、配管２３は炉外で三
方に枝管されていて、該枝管はそれぞれバルブを介して
上記三つのガス供給源へと接続されている。この場合の
ガス供給源は、クリーニングガス供給源（例えば、Ａｒ
＋８２） 、浸炭性ガス供給源（例えば、ｃ３Ｈ８）、
及び非浸炭性ガス供給源（例えば、Ｎ２、Ｈ２Ａｔ又は
これらの混合ガス）であるが、処理目的との関係で、ク
リーニングガス供給源と非浸炭性ガス供給源とを共用す
ることもできる。
装置を例示する断面図（一部省略）である。真空プンプ
１１へと接続された炉殻１２内に断熱材１３で囲繞され
た処理室１４が形成されている。処理室１４内の炉床１
５には金属材料Ａが載置されており、炉床１５及び金属
材料Ａはプラズマ電源１６の陰極へと接続され、また炉
殻１２及び断熱材１３はプラズマ電源１６の陽極へと接
続されている。そして、処理室１４内には加熱電源１７
へと接続されたヒータ１８が装備され、該処理室１４内
へガスの供給回路２１が導入されている。供給回路２１
は、処理室１４内へ装備されたマニホールド２２及び、
マニホールド２２と炉外の図示しない三つのガス供給源
とを接続する配管２３等からなり、配管２３は炉外で三
方に枝管されていて、該枝管はそれぞれバルブを介して
上記三つのガス供給源へと接続されている。この場合の
ガス供給源は、クリーニングガス供給源（例えば、Ａｒ
＋８２） 、浸炭性ガス供給源（例えば、ｃ３Ｈ８）、
及び非浸炭性ガス供給源（例えば、Ｎ２、Ｈ２Ａｔ又は
これらの混合ガス）であるが、処理目的との関係で、ク
リーニングガス供給源と非浸炭性ガス供給源とを共用す
ることもできる。
第２図は第１図のプラズマ浸炭処理装置を用いて行なっ
た本発明の一実施状態を示すグラフである。図中、縦軸
は温度（℃、実線）又は炉内圧力（Ｔｏｒｒ 、点線）
であり、横軸は処理時間（分）を示している。この−実
施状態では先ず、真空ポンプ１１及び加熱電源１７並び
にヒータ１８による真空加熱条件下、クリーニングガス
であるＡｒ＋Ｈ２の混合ガスを供給回路２１を介して処
理室１４内へ供給し、該クリーニングガス雰囲気で金属
材料Ａのクリーニングを行ない、その表面酸化膜を除去
している（図中、Ｃ区間）。次に、同真空加熱条件下、
浸炭性ガスであるＣ３ Ｈ８を供給回路１４を介して処
理室１４内へ供給し、該浸炭性ガス雰囲気でプラズマ電
源１６により金属材料Ａのプラズマ浸炭を行なっている
（図中、ｂ区間）。この浸炭終了時、浸炭性ガスの供給
を停止してそのまま後述するような拡散へ移行すると、
供給回路２１内の浸炭性ガスが処理室１４内へ徐々に出
るため、この間に該浸炭性ガスが分解してススとなり、
該ススが供給回路２１内、特にマニホールド２２内へ付
着してしまう。そこでこの−実施状態では、更に同真空
加熱条件下、浸炭終了時において浸炭性ガスの供給を停
止した直後に引き続いて非浸炭性ガスであるＮ２を供給
回路２１へ送気し、供給回路２１内に残存する浸炭性ガ
スを追い出している（図中、Ｃ区間）。そして、同真空
加熱条件下、浸炭性ガス及び非浸炭性ガスの供給を停止
した状態で、拡散を行なっている（図中、ｄ区間）。
た本発明の一実施状態を示すグラフである。図中、縦軸
は温度（℃、実線）又は炉内圧力（Ｔｏｒｒ 、点線）
であり、横軸は処理時間（分）を示している。この−実
施状態では先ず、真空ポンプ１１及び加熱電源１７並び
にヒータ１８による真空加熱条件下、クリーニングガス
であるＡｒ＋Ｈ２の混合ガスを供給回路２１を介して処
理室１４内へ供給し、該クリーニングガス雰囲気で金属
材料Ａのクリーニングを行ない、その表面酸化膜を除去
している（図中、Ｃ区間）。次に、同真空加熱条件下、
浸炭性ガスであるＣ３ Ｈ８を供給回路１４を介して処
理室１４内へ供給し、該浸炭性ガス雰囲気でプラズマ電
源１６により金属材料Ａのプラズマ浸炭を行なっている
（図中、ｂ区間）。この浸炭終了時、浸炭性ガスの供給
を停止してそのまま後述するような拡散へ移行すると、
供給回路２１内の浸炭性ガスが処理室１４内へ徐々に出
るため、この間に該浸炭性ガスが分解してススとなり、
該ススが供給回路２１内、特にマニホールド２２内へ付
着してしまう。そこでこの−実施状態では、更に同真空
加熱条件下、浸炭終了時において浸炭性ガスの供給を停
止した直後に引き続いて非浸炭性ガスであるＮ２を供給
回路２１へ送気し、供給回路２１内に残存する浸炭性ガ
スを追い出している（図中、Ｃ区間）。そして、同真空
加熱条件下、浸炭性ガス及び非浸炭性ガスの供給を停止
した状態で、拡散を行なっている（図中、ｄ区間）。
拡散終了後、金属材料Ａの冷却を行なっているがこれは
従来の場合と同様であるので、説明を省略する。
従来の場合と同様であるので、説明を省略する。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明では、プラズ
マ浸炭を最終段階まで一度に行なわないで、浸炭と拡散
とを繰返して行なう場合、各浸炭終了時のその都度、浸
炭性ガスの供給回路へ非浸炭性ガスを送気するのが有効
である。
マ浸炭を最終段階まで一度に行なわないで、浸炭と拡散
とを繰返して行なう場合、各浸炭終了時のその都度、浸
炭性ガスの供給回路へ非浸炭性ガスを送気するのが有効
である。
〈実施例等〉
第２図に示した実施状態下で金属材料のプラズマ浸炭処
理を行なった。
理を行なった。
金属材料：肌焼鋼
加熱：最高温度＝８７０°Ｃ
クリーニング：供給ガス＝Ａｒ＋Ｈ２の混合カス処理時
間＝２０分 浸炭：供給ガス＝０３Ｈ８ 処理時間２３０分 浸炭直後の非浸炭性ガスの送気：送気ガス＝Ｎ２送気時
間−５分 拡散：処理時間＝４０分 冷却：最終温度−５０°Ｃ 上記の条件で半年間、プラズマ浸炭処理を行なったとこ
ろ、マニホールド内のスス厚は０．０５■であった。対
して、浸炭直後の非浸炭性ガスの送気を行なわないこと
以外は全て同一の条件で半年間、プラズマ浸炭処理を行
なったところ（従来のプラズマ浸炭処理方法）、マニホ
ールド内のスス厚は０．４ｍｍになっていた。
間＝２０分 浸炭：供給ガス＝０３Ｈ８ 処理時間２３０分 浸炭直後の非浸炭性ガスの送気：送気ガス＝Ｎ２送気時
間−５分 拡散：処理時間＝４０分 冷却：最終温度−５０°Ｃ 上記の条件で半年間、プラズマ浸炭処理を行なったとこ
ろ、マニホールド内のスス厚は０．０５■であった。対
して、浸炭直後の非浸炭性ガスの送気を行なわないこと
以外は全て同一の条件で半年間、プラズマ浸炭処理を行
なったところ（従来のプラズマ浸炭処理方法）、マニホ
ールド内のスス厚は０．４ｍｍになっていた。
〈発明の効果〉
既に明らかなように、以上説明した本発明には、浸炭性
ガスの供給回路へのススの付着、特にマニホールド内へ
のススの付着を防止することができるという効果がある
。
ガスの供給回路へのススの付着、特にマニホールド内へ
のススの付着を防止することができるという効果がある
。
第１図は本発明の実施に使用され得るプラズマ浸炭処理
装置を例示する断面図（一部省略）、第２図は第１図の
プラズマ浸炭処理装置を用いて行なった本発明の一実施
状態を示すグラフである。 １１・・・・真空ポンプ、１２・・・・炉殻１３・・・
・断熱材、１４・・・・処理室１５・・・・炉床、１６
・・・・プラズマ電源１７・・・・加熱電源、１８・・
・・ヒータ２１・・・・供給回路、２２・・・・マニホ
ールドＡ・・・・金属材料 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 入 山 宏 正 珪 驚 家
装置を例示する断面図（一部省略）、第２図は第１図の
プラズマ浸炭処理装置を用いて行なった本発明の一実施
状態を示すグラフである。 １１・・・・真空ポンプ、１２・・・・炉殻１３・・・
・断熱材、１４・・・・処理室１５・・・・炉床、１６
・・・・プラズマ電源１７・・・・加熱電源、１８・・
・・ヒータ２１・・・・供給回路、２２・・・・マニホ
ールドＡ・・・・金属材料 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 入 山 宏 正 珪 驚 家
Claims (1)
- １、金属材料のプラズマ浸炭処理において、浸炭性ガス
の供給停止後、該浸炭性ガスの供給回路へ非浸炭性ガス
を送気することを特徴とするプラズマ浸炭処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280154A JP2890422B2 (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | プラズマ浸炭処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280154A JP2890422B2 (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | プラズマ浸炭処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02125857A true JPH02125857A (ja) | 1990-05-14 |
| JP2890422B2 JP2890422B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17621071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280154A Expired - Fee Related JP2890422B2 (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | プラズマ浸炭処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2890422B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008195223A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Toyota Motor Corp | 車体骨格構造 |
| JP2020158865A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 高砂工業株式会社 | 浸炭ガスノズルおよび真空浸炭炉 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231157A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-15 | Toyota Motor Corp | 連続ガス浸炭炉の操業中断における浸炭熱処理方法 |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP63280154A patent/JP2890422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231157A (ja) * | 1985-04-02 | 1986-10-15 | Toyota Motor Corp | 連続ガス浸炭炉の操業中断における浸炭熱処理方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008195223A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Toyota Motor Corp | 車体骨格構造 |
| JP2020158865A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 高砂工業株式会社 | 浸炭ガスノズルおよび真空浸炭炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2890422B2 (ja) | 1999-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |