JPH0480351A - グロー放電を用いた窒化と硼化の同時処理方法 - Google Patents

グロー放電を用いた窒化と硼化の同時処理方法

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JPH0480351A
JPH0480351A JP19257890A JP19257890A JPH0480351A JP H0480351 A JPH0480351 A JP H0480351A JP 19257890 A JP19257890 A JP 19257890A JP 19257890 A JP19257890 A JP 19257890A JP H0480351 A JPH0480351 A JP H0480351A
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JP
Japan
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boridation
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Application number
JP19257890A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Satake
佐竹 利彦
Takamasa Mesaki
孝昌 目崎
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Satake Engineering Co Ltd
Original Assignee
Satake Engineering Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明はグロー放電により被処理材をイオン窒化処理す
る方法に係り、イオン窒化処理だけでは得られない硼化
処理による高硬度処理をイオン窒化処理と同時に行う方
法に関する。
【従来の技術】
一般的に鉄系金属による部品を処理してその表面を硬化
させ耐久性を増大させる手段としては、浸炭、窒化、高
周波焼入れ、ポロナイジングなどが一般的に知られてい
る。とくに浸炭、窒化においてはグロー放電によるイオ
ン窒化処理方法が知られている。 これは、真空容器内において窒素や水素あるいはメタン
などを混合した処理ガスをグロー放電によりイオン化さ
せ真空容器内に置いた被処理材にこのイオン化したガス
成分を衝突させ加熱し、スパッタリング作用により窒化
を進行させるものである。 これらのイオン窒化処理方法は求める被処理材の表面硬
度や性質によりイオン化するガスの含有成分が異なる。 これらの処理温度は350℃〜600℃の温度で処理さ
れる。 また、ポロナイジングは硼化と呼ばれ高濃度のホウ素(
B)の合金層をつくる方法であり、得られる表面層の硬
さはビッカースで1400〜2000と非常に硬く、耐
摩耗性、耐焼付性、耐酸化性、耐蝕性にすぐれている。 とくに耐摩耗性においては従来のイオン窒化による表面
を硬化させる方法とは比較にならないものである。
【発明が解決しようとする課題】
鉄系素材で形成する部品に高い耐摩耗性を求める場合、
前述のようなイオン窒化処理方法で高い硬度を有するも
のとなる。 しかし、イオン窒化処理だけでは硬度はビッカースで1
200程度で、鉄系素材そのままより耐摩耗性は大きく
向上するものの、イオン窒化処理した部品の使用条件、
たとえば部品全体−様な圧力でなく部分的に高圧である
ような条件下では、高圧となる部分が早く摩耗し他の部
分はさほど摩耗していなくとも部品全体を交換するよう
になり、部品の耐用限度を低下させることになる。 したがって、更に高硬度の処理方法を求めるようになり
、硬化処理という方法が生み出されたが、硼化処理する
と高温下に部品を置くことで歪を生じる。また処理した
部品は高い硬度のため処理後の研摩など後処理は困難と
なる。 そこで高硬度を必要とする部分だけに硼化処理すること
が考えられるが、 ■ イオン窒化のように気体でホウ素をホウ化物として
供給する気体法 ■ ホウ素を含む溶融塩浴に部品を浸漬する液体法 ■ 処理材中に部品を埋めるか、ペースト状拡散剤を部
品に塗布した後加熱処理する固体法の3種の硼化処理方
法において、気体法および液体法は部品の一部分だけを
処理するには不適である。 最後の固体法によるペースト状の硼化剤を部分に塗布し
加熱処理することで一部分だけを高硬度にすることが可
能である。この時の他の部分はイオン窒化処理しである
ことは言うまでもない。 ところが、イオン窒化処理と硼化処理とては処理温度が
異なるため同時に処理することは不可能である。したが
って、二工程の処理を行うことになり、イオン窒化処理
と硼化処理のための2つの装置を必要とした。 以上のことから、全体をイオン窒化処理し、とくに摩耗
の早い部分を硼化処理するこの2つの処理を同時に行い
設備と工数の削減を本発明の技術的課題とするものであ
る。
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、イオン窒化処理す
る被処理材の高硬度を必要とする部分に硼化剤を塗布す
ると共に、イオン窒化処理炉内において前記被処理材の
硼化剤塗布部分を硼化処理可能な温度に加熱する補助電
梅を設け、被処理材全体をイオン窒化処理する手段を講
じた。
【作 用】
まずイオン窒化処理についてその作用を説明する。 イオン窒化処理は従来行われている処理であり、密閉し
た容器内を(1,1〜l0Tor+の窒素混合ガスの雰
囲気とし、容器を陽極、被処理材を陰極にして数百ボル
トの直流電圧を印加する。 炉内はグロー放電を生じ、イオン化された窒素イオンは
陰極の被処理材に衝突して加熱すると共に被処理材表面
の窒化を行う。 このとき被処理材の硼化剤塗布部分は補助電極によって
更に加速された窒素イオンの衝突により他の被処理材の
部分より更に高温となる。 この補助電極による硼化剤塗布部分の温度上昇は、補助
電極と被処理材との間隔により変化させることができる
。 このように硼化剤塗布部分以外の被処理材は通常のイオ
ン窒化処理によりイオン窒化処理の特性を有するものと
なり、一方硼化剤塗布部分は補助電極による高温処理で
局部的に高硬度を得ることが可能となる。 また、炉内は巨視的にはイオン窒化処理であるから歪み
の少ない低温処理となる。 更に1つのイオン窒化処理装置により同時に窒化物と硼
化物とが得られることがら新用途への拡大が期待される
【実施例] 本実施例は、被処理材を穀物精白装置の主要部品である
撹拌ロールを例として以下の説明を行うが、被処理材は
これに限定されるものではない。 まず、穀物精白装置について説明する。第1図は竪軸型
精穀機の側断面図、第2図は摩擦精穀転子の正面図、第
3図は摩擦精穀転子の平面図である。 符号1は竪軸型精穀機であり、立設した多孔壁除糠精白
筒2内に回転自在に設けた主軸3の底部に螺旋転子4を
、上部に摩擦精穀転子5をそれぞれ軸装する。摩擦精穀
転子5には撹拌突起34を形成する。 多孔壁除糠精白筒2と摩擦精穀転子5とて精穀室6を形
成し、精穀室6の下部を穀粒供給部7に、精穀室6の上
部を穀粒排出部8にそれぞれ連絡する。 主電動機9のモータープーリー10と主軸3のプーリー
11とをVベルト12により連結する。 穀粒排出部8には、穀粒排出部8から吐出する穀粒を規
制する自動抵抗調節装置13に連結した抵抗板14を設
ける。抵抗板14はレバー15を介して両軸16に連結
し、両軸16は正逆回転電動機17に連動連結しである
。 供給ホッパー21を穀粒供給装置22に連結し、また穀
粒供給装置22は穀粒供給部7に連絡している。 次に上記構成における作用を説明する。穀粒は供給ホッ
パー21を介して穀粒供給装置22へ送られ、主電動機
9を駆動させると、穀粒は螺旋転子4へ供給され、螺旋
転子4により精穀室6へ揚送され、摩擦精穀転子5の回
転によって生じる搗精作用を受けて搗精される。 このように作用する摩擦精穀転子5は鋳鉄により形成さ
れその表面は硬化処理がなされているが、長期の使用に
より比較的圧力の高いA部とB部の突起部分がはやく摩
耗する。したがって、A部とB部に本発明を適用した実
施例を以下に示す。 第4図に示すものはイオン窒化処理炉の一実施例である
。 イオン窒化炉40と該イオン窒化炉40に窒化ガスを供
給するガス供給源41と同じくイオン窒化炉40内を真
空にするコンプレッサ(図示せず)を接続した排気管4
2を接続しである。 イオン窒化炉40内にはワークテーブル43を設け、表
面硬化処理を行う摩擦精穀転子5を載置しである。 この摩擦精穀転子5には硼化剤としてたとえば、 −B4C+Na5AeF6−1−エチルシリケート・フ
ェロボロン+Na5AeFB+水ガラス・フェロボロン
(+促進剤) ・金属ボロン(+促進剤) ・B4C十促進剤 などペースト状にしたものを塗布しである。またここで
いう促進剤とは、NH4Ce、Na0CN、Na2B4
O7,KBF4などがある。 ペースト状硼化剤は第2図の、/M  B−に示す個所
に塗布してあり乾燥済とする。 一方、摩擦精穀転子5の前記A′部分の外周には補助電
極44と前記B′部分の外側に補助電極45とを設けで
ある。またこの補助電極44.45による加熱状態を監
視する温度センサー46.47をそれぞれ設ける。 グロー放電を発生する直流電源48の正極をイオン窒化
炉40に接続し、負極をワークテーブル43および補助
電極44.45に接続しである。 これらの直流電源48と、ガス供給源41と、温度セン
サー46及び47はそれぞれ操作制御盤50に接続しで
ある。 以上の構成における作用を説明する。まず、第4図、第
5図のように表面処理する摩擦精穀転子5をワークテー
ブル43上に載置する。この摩擦精穀転子5には前述し
た通り硼化剤を塗布しである。 硼化剤を塗布した部分/M、B−に対向して補助電極4
3.44を設ける。 次に炉40内から排気管42を通してIOForr以下
に減圧後、ガス供給源41から窒素水素ガス(必要によ
りArガス)を導入し、1〜20Fortの圧力にする
。 直流電源48を作動させグロー放電を開始する。類40
内の窒素・水素ガスはイオン化して、負極に衝突を始め
。この放電により類40内は温度上昇するが、あらかじ
め決めた処理温度、たとえば550℃まで加熱制御する
。 補助電極44.45の温度制御は温度センサ46.47
たとえば赤外線温度計で測定し制御盤50により制御す
る。この制御は補助電極44.45と摩擦精穀転子5と
の距離により経験的に設定してもよいが、前記温度セン
サー46゜47の値で制御盤50により補助電極44と
摩擦精穀転子5との間隔を自動制御するようにするとよ
い。 このときの硼化処理の温度はたとえば900℃程度とす
る。 このようにして得られた精白ロールは、硼化剤を塗布し
た硼化処理部分はビッカース1400以上、イオン窒化
部分はビッカース900〜1200程度に表面処理され
る。 ところで硼化剤塗布部分へのNの侵入は、硼化剤を1m
m〜5mm程度としておけば表面で反応があったとして
も影響はないものと考えられる。 【効 果】 以上のように本発明による局部的に高い硬度(Hマ14
00〜2000)が得られ、他の部分ではイオン窒化処
理の硬度(Hv 600〜+200)による耐摩耗性と
靭性が得られる。 また、処理温度は可視的に見ると窒化処理の条件である
から歪みの発生が少ない。このように本発明によると窒
化物と硼化物が同時に得られる処理方法であるから、耐
摩耗性と耐靭性を必要とする用途の拡大に貢献できるよ
うになった。またその外に、硼化処理の効果として、化
合物層の組成が自由にコントロール可能、大型部品、表
尺物の処理が容易となり耐焼付性の向上を図ることが可
能で、マスキング処理が容易となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した部分品を使用するる竪軸型精
穀機の側断面図、第2図は摩擦精穀転子の正断面図、第
3図は摩擦精穀転子の平面図、第4図は本発明の実施例
を示すイオン窒化炉の事例図、第5図は補助電極を示す
図である。 1・・・竪軸型精穀機、2・・・多孔壁除糠精白筒、3
・・・主軸、4・・・螺旋転子、5・・・摩擦精穀転子
、6・・・精穀室、7・・・穀粒供給部、8・・・穀粒
排出部、9・・・主電動機、10・・・モータプーリー
、11・・・プーリー、12・・・Vベルト、13・・
・自動抵抗調節装置、14・・・抵抗板、15・・・レ
バー、16・・・横軸、17・・・正逆回転電動機、1
8・・・抵抗板軸、21・・・供給ホッパー、22・・
・穀粒供給装置、34・・・撹拌突起、40・・・イオ
ン窒化炉、41・・・ガス供給源、42・・・排気管、
43・・・ワークテーブル、44・・・補助電極、45
・・・補助電極、46・・・温度センサー、47・・・
温度センサー、48・・・直流電源、50・・・制御盤
。 特許出願人 株式会社佐竹製作所 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  イオン窒化処理する被処理材の高硬度を必要とする部
    分に硼化剤を塗布すると共に、イオン窒化処理炉内にお
    いて前記被処理材の硼化剤塗布部分を硼化処理可能な温
    度に加熱する補助電極を設け、被処理材全体をイオン窒
    化処理するグロー放電を用いた窒化と硼化の同時処理方
    法。
JP19257890A 1990-07-19 1990-07-19 グロー放電を用いた窒化と硼化の同時処理方法 Pending JPH0480351A (ja)

Priority Applications (1)

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JP19257890A JPH0480351A (ja) 1990-07-19 1990-07-19 グロー放電を用いた窒化と硼化の同時処理方法

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JP19257890A Pending JPH0480351A (ja) 1990-07-19 1990-07-19 グロー放電を用いた窒化と硼化の同時処理方法

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JP (1) JPH0480351A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007302962A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Honda Motor Co Ltd 皮膜形成方法
JP2009512778A (ja) * 2005-09-22 2009-03-26 スカフコ エンジニアリング アンド マニュファクチャリング, インコーポレイテッド プラズマホウ化方法

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