JPH0371508B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0371508B2 JPH0371508B2 JP59019458A JP1945884A JPH0371508B2 JP H0371508 B2 JPH0371508 B2 JP H0371508B2 JP 59019458 A JP59019458 A JP 59019458A JP 1945884 A JP1945884 A JP 1945884A JP H0371508 B2 JPH0371508 B2 JP H0371508B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitriding
- pressure
- nitrogen gas
- stainless steel
- furnace
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 8
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 10
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- -1 99.99% N 2 Chemical compound 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、マルテンサイト系ステンレス鋼の窒
化処理方法に関するものである。
化処理方法に関するものである。
［従来の技術］
JIS・SUS403、410などのマルテンサイト系ス
テンレス鋼は、オーステナイト系やフエライト系
ステンレス鋼と違つて焼入硬化性を持つており、
焼入により硬度および強度を上げることができ
る。このステンレス鋼の表面の硬度を更に高める
ためためには窒化処理が行われている。
テンレス鋼は、オーステナイト系やフエライト系
ステンレス鋼と違つて焼入硬化性を持つており、
焼入により硬度および強度を上げることができ
る。このステンレス鋼の表面の硬度を更に高める
ためためには窒化処理が行われている。
従来、表面窒化処理方法としては、ステンレス
鋼特有の緻密な酸化被膜を除去して活性化するた
め酸洗或いはアンモニアガスなどの雰囲気中での
放電などの予備処理を施して表面を活性化した
後、窒化処理を行つている。
鋼特有の緻密な酸化被膜を除去して活性化するた
め酸洗或いはアンモニアガスなどの雰囲気中での
放電などの予備処理を施して表面を活性化した
後、窒化処理を行つている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、これらの窒化処理はアンモニア
ガス中で行うことが通例であり、設備費及びラン
ニングコストがかなり高くなり、そのうえアンモ
ニウムガスなどの有害ガスを使用するため作業環
境が悪化する問題がある。
ガス中で行うことが通例であり、設備費及びラン
ニングコストがかなり高くなり、そのうえアンモ
ニウムガスなどの有害ガスを使用するため作業環
境が悪化する問題がある。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
マルテンサイト系ステンレス鋼の表面を簡単に窒
化処理できるステンレス鋼の窒化処理方法を提供
することを目的とする。
マルテンサイト系ステンレス鋼の表面を簡単に窒
化処理できるステンレス鋼の窒化処理方法を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、上記の目的を達成するために、マル
テンサイト系ステンレス鋼を0.05Torrより低圧
の真空中に保持しながら950〜1150℃で加熱して
表面を活性化し、続いて100Torr以上1200Torr
以下の高純度分子状窒素ガス雰囲気中で上記温度
に加熱保持しながら窒化を行い、しかる後、窒素
ガス雰囲気で強制冷却して焼入硬化を行うもので
ある。
テンサイト系ステンレス鋼を0.05Torrより低圧
の真空中に保持しながら950〜1150℃で加熱して
表面を活性化し、続いて100Torr以上1200Torr
以下の高純度分子状窒素ガス雰囲気中で上記温度
に加熱保持しながら窒化を行い、しかる後、窒素
ガス雰囲気で強制冷却して焼入硬化を行うもので
ある。
［作用］
上記の構成によれば、マルテンサイト系ステン
レス鋼の表面を窒化処理すると共に焼入硬化が行
える。
レス鋼の表面を窒化処理すると共に焼入硬化が行
える。
通常ステンレス鋼の表面には緻密な酸化被膜が
あり、窒化するためにはこの酸化被膜を取り除か
なければならない。
あり、窒化するためにはこの酸化被膜を取り除か
なければならない。
本発明においては、SUS403、410などのマル
テンサイト系ステンレス鋼を真空熱処理炉に挿入
した後、炉内圧力が0.05Torr（6.7Pa）より低い
圧力に保持し、この圧力に保つたまま950〜1150
℃に加熱し、活性化処理を行う。この際、上記圧
力条件と温度範囲にある時に被処理材の表面を脱
脂、酸化被膜の除去が行えると共にCrの蒸発を
極力おさえることができる。すなわち、Cr蒸気
圧が0.05Torrのときの温度は約1270℃であり、
またデフユージヨンポンプなどの真空ポンプを使
用しての真空度10-4Torrのときの温度は993℃で
ある。従つて、950〜1150℃の温度範囲で活性化
処理を行うことで、被処理材の表面を活性化でき
る。この際、950℃以下では活性化が不十分とな
り、また1150℃以上ではCrの蒸発量が多くなつ
て焼入硬化性が悪くなり好ましくない。
テンサイト系ステンレス鋼を真空熱処理炉に挿入
した後、炉内圧力が0.05Torr（6.7Pa）より低い
圧力に保持し、この圧力に保つたまま950〜1150
℃に加熱し、活性化処理を行う。この際、上記圧
力条件と温度範囲にある時に被処理材の表面を脱
脂、酸化被膜の除去が行えると共にCrの蒸発を
極力おさえることができる。すなわち、Cr蒸気
圧が0.05Torrのときの温度は約1270℃であり、
またデフユージヨンポンプなどの真空ポンプを使
用しての真空度10-4Torrのときの温度は993℃で
ある。従つて、950〜1150℃の温度範囲で活性化
処理を行うことで、被処理材の表面を活性化でき
る。この際、950℃以下では活性化が不十分とな
り、また1150℃以上ではCrの蒸発量が多くなつ
て焼入硬化性が悪くなり好ましくない。
続いて炉内に高純度の窒素ガスを通入して
100Torr以上に圧力を上げて上記の温度範囲に加
熱保持して窒化処理を行う。この際、通入する窒
素ガスは純度の高い例えば99.99％N2のものを使
用することが望ましく、純度の低い窒素ガスを使
用した場合には、酸化着色又は窒化不十分のよう
な問題を生じるおそれがある。炉内圧力は
100Torr以上とし、これより低いと窒化不十分と
なるおそれがある。炉内圧力は高いほど反応性は
良くなるが、作業性を考慮して1200Torr以下と
し、装置の構造或いは作業性からみて大気圧と同
等な760Torr前後とするのが好ましい。
100Torr以上に圧力を上げて上記の温度範囲に加
熱保持して窒化処理を行う。この際、通入する窒
素ガスは純度の高い例えば99.99％N2のものを使
用することが望ましく、純度の低い窒素ガスを使
用した場合には、酸化着色又は窒化不十分のよう
な問題を生じるおそれがある。炉内圧力は
100Torr以上とし、これより低いと窒化不十分と
なるおそれがある。炉内圧力は高いほど反応性は
良くなるが、作業性を考慮して1200Torr以下と
し、装置の構造或いは作業性からみて大気圧と同
等な760Torr前後とするのが好ましい。
また加熱保持温度が950℃よりも低いと活性化
不足で窒化不十分となり、一方1150℃以上高くな
ると前述のCrの蒸発力が多くなりすぎると共に
金属組織の結晶粒が粗大化し機械的性質を低下さ
せるようになるので好ましくない。
不足で窒化不十分となり、一方1150℃以上高くな
ると前述のCrの蒸発力が多くなりすぎると共に
金属組織の結晶粒が粗大化し機械的性質を低下さ
せるようになるので好ましくない。
窒素ガス雰囲気中に保持する時間は窒素ガスの
純度や圧力、温度にもよるが、材質SUS410の場
合、1050℃、30分でおよそ0.2mmの深さまで窒化
する。
純度や圧力、温度にもよるが、材質SUS410の場
合、1050℃、30分でおよそ0.2mmの深さまで窒化
する。
このように窒化処理を行つた後、窒素ガス雰囲
気中で強制冷却して焼入れを行うことで、非処理
材全体をマルテンサイト化し、しかも表層には窒
化処理された層を形成することが可能となる。
気中で強制冷却して焼入れを行うことで、非処理
材全体をマルテンサイト化し、しかも表層には窒
化処理された層を形成することが可能となる。
［実施例］
以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
JIS、SUS410ステンレス鋼のタツピングスク
リユー第１図に示す温度・時間及び圧力・時間ダ
イヤグラムによつて処理した。すなわち真空熱処
理炉（一室型の真空ガスクエンチ炉）に被処理材
を入れ、炉内圧力が0.05Torrより低くなるまで
真空に引いて1050℃に20分間加熱保持した後、そ
のまま炉内に純度99.999％の窒素ガスを通入し
700Torrまで上げて30分間保持したのち、炉内窒
素ガスを熱交換器を通して温度を下げて炉内圧
700Torrで強制循環し、およそ20分間で60℃まで
強制冷却し、その後炉内圧力を大気圧まで上げて
蓋を開け、被処理材を炉外に取出した。
リユー第１図に示す温度・時間及び圧力・時間ダ
イヤグラムによつて処理した。すなわち真空熱処
理炉（一室型の真空ガスクエンチ炉）に被処理材
を入れ、炉内圧力が0.05Torrより低くなるまで
真空に引いて1050℃に20分間加熱保持した後、そ
のまま炉内に純度99.999％の窒素ガスを通入し
700Torrまで上げて30分間保持したのち、炉内窒
素ガスを熱交換器を通して温度を下げて炉内圧
700Torrで強制循環し、およそ20分間で60℃まで
強制冷却し、その後炉内圧力を大気圧まで上げて
蓋を開け、被処理材を炉外に取出した。
このようにして得られた被処理材を切断し、断
面の硬さを測定した結果の一例を第２図に示す。
表面から深さ約0.1mmまでマイクロビツカース硬
さ550以上の窒化層が得られたことが分かる。ま
た第３図は同じく本発明で処理したタツピングス
クリユーのネジ部断面の顕微鏡写真（100倍）で
ある。この顕微鏡写真から分かるように全体に笹
の葉状のマルテンサイト組織がみられ、かつネジ
部の表層には約0.1mm深さ窒化層が形成されてい
るのが認められる。
面の硬さを測定した結果の一例を第２図に示す。
表面から深さ約0.1mmまでマイクロビツカース硬
さ550以上の窒化層が得られたことが分かる。ま
た第３図は同じく本発明で処理したタツピングス
クリユーのネジ部断面の顕微鏡写真（100倍）で
ある。この顕微鏡写真から分かるように全体に笹
の葉状のマルテンサイト組織がみられ、かつネジ
部の表層には約0.1mm深さ窒化層が形成されてい
るのが認められる。
［発明の効果］
以上説明したことから明らかなように本発明に
よれば次のごとき優れた効果を発揮する。
よれば次のごとき優れた効果を発揮する。
(1) 被処理材を0.05Torrより低い圧力の真空中
に保持し、この圧力に保つたまま950〜1150℃
に加熱し、活性化処理を行うことで、Crを蒸
発させることなく被処理材の表面を脱脂、酸化
被膜の除去、脱元素化等の活性化処理が行え
る。
に保持し、この圧力に保つたまま950〜1150℃
に加熱し、活性化処理を行うことで、Crを蒸
発させることなく被処理材の表面を脱脂、酸化
被膜の除去、脱元素化等の活性化処理が行え
る。
(2) 活性化処理後、上記温度を保つたまま窒化処
理した後、窒素ガスで強制冷却して焼入硬化さ
せることでマルテンサイト組織の表面に強固な
窒化層を形成できる。
理した後、窒素ガスで強制冷却して焼入硬化さ
せることでマルテンサイト組織の表面に強固な
窒化層を形成できる。
(3) 窒化用ガスに窒化ガスを使用しているので、
従来のようにアンモニアガスを使用するのとは
異なり無害で、しかも真空熱処理炉を使用する
ので作業環境が良く、無公害であり、その上ラ
ンニングコストが安いなど実用上の効果がきわ
めて大きい。
従来のようにアンモニアガスを使用するのとは
異なり無害で、しかも真空熱処理炉を使用する
ので作業環境が良く、無公害であり、その上ラ
ンニングコストが安いなど実用上の効果がきわ
めて大きい。
第１図は本発明の窒化処理ダイアグラムの一例
を示す図、第２図は本発明の方法による窒化層の
硬さ測定結果を示し、表面からの深さに対する硬
度変化を示す図、第３図は同じく窒化層断面の顕
微鏡写真である。
を示す図、第２図は本発明の方法による窒化層の
硬さ測定結果を示し、表面からの深さに対する硬
度変化を示す図、第３図は同じく窒化層断面の顕
微鏡写真である。
Claims (1)
- １ マルテンサイト系ステンレス鋼を0.05Torr
より低圧の真空中に保持しながら950〜1150℃で
加熱して表面を活性化し、続いて100Torr以上
1200Torr以下の高純度分子状窒素ガス雰囲気中
で上記温度に加熱保持しながら窒化を行い、しか
る後、窒素ガス雰囲気で強制冷却して焼入硬化を
行うことを特徴とするステンレス鋼の窒化処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1945884A JPS60165370A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | ステンレス鋼の窒化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1945884A JPS60165370A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | ステンレス鋼の窒化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165370A JPS60165370A (ja) | 1985-08-28 |
| JPH0371508B2 true JPH0371508B2 (ja) | 1991-11-13 |
Family
ID=11999868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1945884A Granted JPS60165370A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | ステンレス鋼の窒化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165370A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5186764A (en) * | 1990-02-13 | 1993-02-16 | Viscodrive Gmbh | Method and apparatus for treating plates with gas |
| KR100298847B1 (ko) * | 1998-11-02 | 2001-11-22 | 정수진 | 진공질소고용화처리방법 |
| JP5358875B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2013-12-04 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 鋼部材の冷却方法 |
| RU2374335C1 (ru) * | 2005-09-26 | 2009-11-27 | Аисин Ав Ко., Лтд. | Стальной элемент, способ его термической обработки и способ его получения |
| KR100809029B1 (ko) | 2007-06-05 | 2008-03-03 | 이정걸 | 스테인레스강의 무산화 열처리 방법 |
| DE102009002985A1 (de) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Carbonitrierung |
| JP6071365B2 (ja) * | 2012-09-19 | 2017-02-01 | Ntn株式会社 | 機械部品の製造方法 |
| CN111575637B (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-14 | 青岛丰东热处理有限公司 | 一种奥氏体不锈钢表面低温氮碳共渗的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5265712A (en) * | 1975-11-27 | 1977-05-31 | Kubota Ltd | Two phases stainless steel with inproved corrosion resistance and impr oving method of the corrosion resistance |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP1945884A patent/JPS60165370A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5265712A (en) * | 1975-11-27 | 1977-05-31 | Kubota Ltd | Two phases stainless steel with inproved corrosion resistance and impr oving method of the corrosion resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60165370A (ja) | 1985-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH089766B2 (ja) | 鋼の窒化方法 | |
| GB1431747A (en) | Process for carburizing high alloy steels | |
| JPS59140372A (ja) | 周期的系の第４，第５又は第６の副群の要素より成る構成部分の中に硬い層を形成するための方法 | |
| KR870010211A (ko) | 개량된 표면 마모품질의 금속성분의 처리방법 | |
| JPH0371508B2 (ja) | ||
| CN101851736A (zh) | 一种环保型富氮层快速渗氮方法 | |
| JP3064938B2 (ja) | オーステナイト系ステンレスに対する浸炭処理方法およびそれによって得られたオーステナイト系ステンレス製品 | |
| US5372655A (en) | Method for the treatment of alloy steels and refractory metals | |
| WO2005075705A1 (ja) | 金属材の表面処理方法 | |
| JPS6035989B2 (ja) | ガスによる鋼のクロマイジング方法に関する改良 | |
| CN101238236B (zh) | 离子渗氮方法 | |
| GB2261227A (en) | Surface treatment of metals at low pressure | |
| CN111575637A (zh) | 一种奥氏体不锈钢表面低温氮碳共渗的方法 | |
| RU2291227C1 (ru) | Способ упрочнения поверхностного слоя деталей из конструкционных сталей | |
| Cho et al. | The effects of carbon on ion-nitriding | |
| JP3193320B2 (ja) | 機械部品の熱処理方法 | |
| JP2885061B2 (ja) | 疲労特性に優れた窒化鋼部材の製造方法 | |
| JP2686001B2 (ja) | オーステナイト系ステンレス製硬質ねじ | |
| CN85107162A (zh) | 深层可控离子渗氮法 | |
| KR100594998B1 (ko) | 티타늄계 금속의 질화 방법 | |
| FR2332336A1 (fr) | Procede et four pour la realisation de traitements de metaux par bombardement ionique | |
| JP2004052023A (ja) | 窒化処理方法 | |
| JP2971456B1 (ja) | 鋼材の表面硬化処理方法 | |
| JPS5993870A (ja) | 回転圧縮機用ベ−ンの製造方法 | |
| SU1097687A1 (ru) | Способ оксидировани стальных изделий |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |