JPH05279836A - 鋼材表面へのプラズマ浸炭方法 - Google Patents
鋼材表面へのプラズマ浸炭方法Info
- Publication number
- JPH05279836A JPH05279836A JP7687892A JP7687892A JPH05279836A JP H05279836 A JPH05279836 A JP H05279836A JP 7687892 A JP7687892 A JP 7687892A JP 7687892 A JP7687892 A JP 7687892A JP H05279836 A JPH05279836 A JP H05279836A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- steel material
- temperature
- temp
- plasma carburizing
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 浸炭層中に厚い炭化物析出層を短時間で鋼材
表面に形成するプラズマ浸炭方法を提供する。 【構成】 このプラズマ浸炭方法は、８５０〜１０５０
℃の温度域で鋼材の表面にプラズマ浸炭処理を施して前
記鋼材の表面に炭化物の析出層を形成する工程；９５０
〜１１００℃の温度域でかつ１０-1〜１０-3Torrの減圧
下、または、９５０〜１１００℃の温度域でかつ0.１〜
１０TorrのＡｒ，Ｈ2 もしくはＮ2 の群から選ばれる少
なくとも１種の雰囲気下において前記鋼材表面に拡散処
理を施すことにより、前記析出層の炭化物を再固溶させ
て炭素を前記鋼材の心部に拡散させると同時に粒径２μ
ｍ以下に微細化するか、または完全に再固溶する工程；
前記鋼材の表面温度を前記鋼材のＡ1 変態点以下の温度
にまで降温して少なくとも３０分間その温度で保持する
工程；ならびに、前記鋼材の表面温度を前記Ａ1 変態点
以上の温度にまで昇温する工程；を必須の工程として備
えていることを特徴とする。
表面に形成するプラズマ浸炭方法を提供する。 【構成】 このプラズマ浸炭方法は、８５０〜１０５０
℃の温度域で鋼材の表面にプラズマ浸炭処理を施して前
記鋼材の表面に炭化物の析出層を形成する工程；９５０
〜１１００℃の温度域でかつ１０-1〜１０-3Torrの減圧
下、または、９５０〜１１００℃の温度域でかつ0.１〜
１０TorrのＡｒ，Ｈ2 もしくはＮ2 の群から選ばれる少
なくとも１種の雰囲気下において前記鋼材表面に拡散処
理を施すことにより、前記析出層の炭化物を再固溶させ
て炭素を前記鋼材の心部に拡散させると同時に粒径２μ
ｍ以下に微細化するか、または完全に再固溶する工程；
前記鋼材の表面温度を前記鋼材のＡ1 変態点以下の温度
にまで降温して少なくとも３０分間その温度で保持する
工程；ならびに、前記鋼材の表面温度を前記Ａ1 変態点
以上の温度にまで昇温する工程；を必須の工程として備
えていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼材表面へのプラズマ浸
炭方法に関し、更に詳しくは、鋼材の表面に厚い炭化物
析出層を比較的短時間に形成することができる鋼材表面
へのプラズマ浸炭方法に関する。
炭方法に関し、更に詳しくは、鋼材の表面に厚い炭化物
析出層を比較的短時間に形成することができる鋼材表面
へのプラズマ浸炭方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】歯車やベアリングなど、高い面圧が要求
される鋼材部品に対しては、その表面を硬化するため
に、鋼材表面の炭素濃度を高めることを目的として浸炭
法を適用することが多い。浸炭法としては、最近、例え
ばガス浸炭法やプラズマ浸炭法が採用されているが、こ
のうち、プラズマ浸炭法は鋼材表面の炭素濃度がガス浸
炭法に比べて高くなり、炭化物を析出させることにより
鋼材部品の曲げ疲れや面疲れ特性を向上させるという利
点を備えている。
される鋼材部品に対しては、その表面を硬化するため
に、鋼材表面の炭素濃度を高めることを目的として浸炭
法を適用することが多い。浸炭法としては、最近、例え
ばガス浸炭法やプラズマ浸炭法が採用されているが、こ
のうち、プラズマ浸炭法は鋼材表面の炭素濃度がガス浸
炭法に比べて高くなり、炭化物を析出させることにより
鋼材部品の曲げ疲れや面疲れ特性を向上させるという利
点を備えている。
【０００３】このプラズマ浸炭法は、一般に、次のよう
にして行われる。すなわち、プラス極に結線した浸炭炉
中に処理すべき鋼材をマイナス極に結線して配置し、そ
の鋼材を所定の温度に加熱した状態で、炉内をＣＨ4 や
Ｃ3 Ｈ8 などの炭素水素で0.２〜３０Torr程度の減圧に
して、両極間に所定値の電圧を印加することにより、炉
内に炭素プラズマを生成し、この炭素プラズマを前記鋼
材の表面に浸透させることにより、鋼材表面に炭化物を
所望の厚みで析出させて浸炭層とする方法である。
にして行われる。すなわち、プラス極に結線した浸炭炉
中に処理すべき鋼材をマイナス極に結線して配置し、そ
の鋼材を所定の温度に加熱した状態で、炉内をＣＨ4 や
Ｃ3 Ｈ8 などの炭素水素で0.２〜３０Torr程度の減圧に
して、両極間に所定値の電圧を印加することにより、炉
内に炭素プラズマを生成し、この炭素プラズマを前記鋼
材の表面に浸透させることにより、鋼材表面に炭化物を
所望の厚みで析出させて浸炭層とする方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、浸炭処理さ
れた鋼材は、出荷の前に、表面の一部を研削することに
より、浸炭処理時に蓄積された歪みが除去される。した
がって、研削後にあっても、なお表面に炭化物析出層が
残る鋼材部品であるためには、炭化物析出層の厚みは上
記研削代よりも厚くなっていることが必要となる。
れた鋼材は、出荷の前に、表面の一部を研削することに
より、浸炭処理時に蓄積された歪みが除去される。した
がって、研削後にあっても、なお表面に炭化物析出層が
残る鋼材部品であるためには、炭化物析出層の厚みは上
記研削代よりも厚くなっていることが必要となる。
【０００５】そのため、最近では、炭化物析出層を２０
０μｍ以上の厚みとすることが求められているが、その
ような厚い炭化物析出層をプラズマ浸炭法で形成しよう
とすると、浸炭処理時における原料ガス濃度やプラズマ
生成条件などにもよるが、一般に、多大の時間を必要と
し、極めて生産性が低くなるという問題が生ずる。本発
明は上記した従来技術の問題を解決し、短時間の処理で
浸炭層中に厚い炭化物析出層を形成することができる鋼
材表面へのプラズマ浸炭方法の提供を目的とする。
０μｍ以上の厚みとすることが求められているが、その
ような厚い炭化物析出層をプラズマ浸炭法で形成しよう
とすると、浸炭処理時における原料ガス濃度やプラズマ
生成条件などにもよるが、一般に、多大の時間を必要と
し、極めて生産性が低くなるという問題が生ずる。本発
明は上記した従来技術の問題を解決し、短時間の処理で
浸炭層中に厚い炭化物析出層を形成することができる鋼
材表面へのプラズマ浸炭方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した問題を解決する
ために、本発明においては、８５０〜１０５０℃の温度
域で鋼材の表面にプラズマ浸炭処理を施して前記鋼材の
表面に炭化物の析出層を形成する工程（以下、第１工程
という）；９５０〜１１００℃の温度域でかつ１０-1〜
１０-3Torrの減圧下、または、９５０〜１１００℃の温
度域でかつ0.１〜１０TorrのＡｒ，Ｈ2 もしくはＮ2 の
群から選ばれる少なくとも１種の雰囲気下において前記
鋼材表面に拡散処理を施すことにより、前記析出層の炭
化物を再固溶させて炭素を前記鋼材の心部に拡散させる
と同時に粒径２μｍ以下に微細化するか、または完全に
再固溶する工程（以下、第２工程という）；前記鋼材の
表面温度を前記鋼材のＡ1 変態点以下の温度にまで降温
して少なくとも３０分間その温度で保持する工程（以
下、第３工程という）；ならびに、前記鋼材の表面温度
を前記Ａ1 変態点以上の温度にまで昇温する工程（以
下、第４工程という）；を必須の工程として備えている
ことを特徴とする鋼材表面へのプラズマ浸炭方法が提供
される。
ために、本発明においては、８５０〜１０５０℃の温度
域で鋼材の表面にプラズマ浸炭処理を施して前記鋼材の
表面に炭化物の析出層を形成する工程（以下、第１工程
という）；９５０〜１１００℃の温度域でかつ１０-1〜
１０-3Torrの減圧下、または、９５０〜１１００℃の温
度域でかつ0.１〜１０TorrのＡｒ，Ｈ2 もしくはＮ2 の
群から選ばれる少なくとも１種の雰囲気下において前記
鋼材表面に拡散処理を施すことにより、前記析出層の炭
化物を再固溶させて炭素を前記鋼材の心部に拡散させる
と同時に粒径２μｍ以下に微細化するか、または完全に
再固溶する工程（以下、第２工程という）；前記鋼材の
表面温度を前記鋼材のＡ1 変態点以下の温度にまで降温
して少なくとも３０分間その温度で保持する工程（以
下、第３工程という）；ならびに、前記鋼材の表面温度
を前記Ａ1 変態点以上の温度にまで昇温する工程（以
下、第４工程という）；を必須の工程として備えている
ことを特徴とする鋼材表面へのプラズマ浸炭方法が提供
される。
【０００７】以下の、本発明の浸炭方法における各工程
を、図１に示した処理パターンに則して詳細に説明す
る。まず、第１工程は、鋼材表面に高温のプラズマ浸炭
処理を施して、炭化物の析出層を形成する工程である。
このときに、鋼材表面の温度Ｔ1 は、８５０〜１０５０
℃の温度域に設定される。温度Ｔ1 が８５０℃未満の場
合には、鋼材表面における炭化物の生成量が少なくな
り、次段の第２工程において、鋼材の心部に向かって拡
散していく炭化物の絶対量が不足し、結果として厚い浸
炭層を形成することが困難になる。また、温度Ｔ1 を１
０５０℃より高い温度に設定すると、鋼材表面の結晶粒
界に析出する炭化物が粗大となって機械的強度の劣化を
招くとともに、次段の第２工程において、炭化物の微細
化や再固溶に長大な処理時間が必要となり、本発明にお
ける短時間での浸炭層の形成という目的を阻害する結果
を招く。
を、図１に示した処理パターンに則して詳細に説明す
る。まず、第１工程は、鋼材表面に高温のプラズマ浸炭
処理を施して、炭化物の析出層を形成する工程である。
このときに、鋼材表面の温度Ｔ1 は、８５０〜１０５０
℃の温度域に設定される。温度Ｔ1 が８５０℃未満の場
合には、鋼材表面における炭化物の生成量が少なくな
り、次段の第２工程において、鋼材の心部に向かって拡
散していく炭化物の絶対量が不足し、結果として厚い浸
炭層を形成することが困難になる。また、温度Ｔ1 を１
０５０℃より高い温度に設定すると、鋼材表面の結晶粒
界に析出する炭化物が粗大となって機械的強度の劣化を
招くとともに、次段の第２工程において、炭化物の微細
化や再固溶に長大な処理時間が必要となり、本発明にお
ける短時間での浸炭層の形成という目的を阻害する結果
を招く。
【０００８】また、第１工程における処理時間は、プラ
ズマ処理条件や鋼材表面に形成すべき浸炭層の厚みとの
関係で適宜に設定されるが、浸炭層の深さが1.５〜３mm
であることを目的とする場合には、概ね、0.５〜５時間
程度であればよい。第２工程は、第１工程で形成された
厚い浸炭層の炭化物を鋼材の心部方向に所定の深さまで
拡散させ、同時に炭化物を粒径が２μｍ以下に微細化す
るかまたは基地に完全に再固溶させる工程である。
ズマ処理条件や鋼材表面に形成すべき浸炭層の厚みとの
関係で適宜に設定されるが、浸炭層の深さが1.５〜３mm
であることを目的とする場合には、概ね、0.５〜５時間
程度であればよい。第２工程は、第１工程で形成された
厚い浸炭層の炭化物を鋼材の心部方向に所定の深さまで
拡散させ、同時に炭化物を粒径が２μｍ以下に微細化す
るかまたは基地に完全に再固溶させる工程である。
【０００９】この場合、炭化物を鋼材の基地組織に完全
に再固溶させることが好ましいが、完全に再固溶するこ
となく、一部が炭化物の状態で残存していてもよい。し
かしながら、そのとき、残存する炭化物の粒径が２μｍ
より大きい場合には、次段の第３工程において、それが
炭化物生成の核として作用しはじめ、結果として粗大な
炭化物の形成を促進するようになるので、炭化物の粒径
は２μｍ以下に制限することが必要である。
に再固溶させることが好ましいが、完全に再固溶するこ
となく、一部が炭化物の状態で残存していてもよい。し
かしながら、そのとき、残存する炭化物の粒径が２μｍ
より大きい場合には、次段の第３工程において、それが
炭化物生成の核として作用しはじめ、結果として粗大な
炭化物の形成を促進するようになるので、炭化物の粒径
は２μｍ以下に制限することが必要である。
【００１０】この第２工程においては、鋼材表面の温度
Ｔ2 は９５０〜１１００℃の温度域に設定される。温度
Ｔ2 が９５０℃未満の場合には、炭化物の鋼材心部への
拡散や粒径２μｍ以下への微細化または再固溶に長大な
時間を必要として不都合である。また、温度Ｔ2 を１１
００℃より高い温度にすると、９５０℃未満の場合のよ
うな問題は解消するが、しかしながら、一方では、鋼材
基地の結晶粒が著しく粗大化し、後述する第３工程，第
４工程の経過後にあっても依然としてその粗大な結晶粒
が残存し、その粒界に炭化物が析出することにより鋼材
の機械的強度の劣化を招くようになる。
Ｔ2 は９５０〜１１００℃の温度域に設定される。温度
Ｔ2 が９５０℃未満の場合には、炭化物の鋼材心部への
拡散や粒径２μｍ以下への微細化または再固溶に長大な
時間を必要として不都合である。また、温度Ｔ2 を１１
００℃より高い温度にすると、９５０℃未満の場合のよ
うな問題は解消するが、しかしながら、一方では、鋼材
基地の結晶粒が著しく粗大化し、後述する第３工程，第
４工程の経過後にあっても依然としてその粗大な結晶粒
が残存し、その粒界に炭化物が析出することにより鋼材
の機械的強度の劣化を招くようになる。
【００１１】この第２工程は、１０-1〜１０-2Torrの減
圧下，または0.１〜１０TorrのＡｒ，Ｈ2 もしくはＮ2
のうち１種以上を含む雰囲気下で進められる。このよう
な減圧または雰囲気が保持されない場合は、第１工程の
浸炭処理で形成された浸炭層および、第２工程の拡散処
理で形成されていく浸炭層の脱炭が進行するからであ
る。
圧下，または0.１〜１０TorrのＡｒ，Ｈ2 もしくはＮ2
のうち１種以上を含む雰囲気下で進められる。このよう
な減圧または雰囲気が保持されない場合は、第１工程の
浸炭処理で形成された浸炭層および、第２工程の拡散処
理で形成されていく浸炭層の脱炭が進行するからであ
る。
【００１２】この工程における処理時間は、第１工程で
形成された浸炭層の厚みや炭化物の粒径などによっても
変わるが、概ね１〜８時間程度であれば、拡散後の浸炭
層の厚みを1.５〜３mm程度まで深くすることができる。
第３工程は鋼材表面の温度をＡ1 変態点以下の温度Ｔ3
にまで降温して基地のオーステナイト組織を微細結晶粒
のパーライト組織に変態させるともに、その粒界に、第
２工程で再固溶させた炭化物を球状析出させる、または
微細化している炭化物を核にして球状炭化物を析出成長
させる工程である。
形成された浸炭層の厚みや炭化物の粒径などによっても
変わるが、概ね１〜８時間程度であれば、拡散後の浸炭
層の厚みを1.５〜３mm程度まで深くすることができる。
第３工程は鋼材表面の温度をＡ1 変態点以下の温度Ｔ3
にまで降温して基地のオーステナイト組織を微細結晶粒
のパーライト組織に変態させるともに、その粒界に、第
２工程で再固溶させた炭化物を球状析出させる、または
微細化している炭化物を核にして球状炭化物を析出成長
させる工程である。
【００１３】このときの温度Ｔ3 は対象とする鋼種によ
って変化するが、必ず、Ａ1 変態点以下の温度であるこ
とが必要である。温度Ｔ3 がＡ1 変態点より高い温度で
ある場合には、球状炭化物の析出量が少なくなり、しか
も基地組織の結晶粒が微細化しないためその粗大なオー
ステナイト粒界に炭化物が網目状に析出してしまい、析
出炭化物の分布が均一化しなくなるからである。
って変化するが、必ず、Ａ1 変態点以下の温度であるこ
とが必要である。温度Ｔ3 がＡ1 変態点より高い温度で
ある場合には、球状炭化物の析出量が少なくなり、しか
も基地組織の結晶粒が微細化しないためその粗大なオー
ステナイト粒界に炭化物が網目状に析出してしまい、析
出炭化物の分布が均一化しなくなるからである。
【００１４】この第３工程では、上記温度Ｔ3 における
処理時間は３０分以上に設定される。処理時間が３０分
より短い場合は、球状炭化物の析出量も少ないと同時に
その粒径も小さすぎて、次段の第４工程における昇温工
程で、この析出炭化物が基地内に再固溶してしまう。第
４工程は鋼材表面の温度をＡ1 変態点以上の温度Ｔ4 に
まで昇温して焼入れをし、既に析出している微細な球状
炭化物を成長させることにより、その成長炭化物が均一
に分散している状態を実現し、浸炭層を硬化させる工程
である。
処理時間は３０分以上に設定される。処理時間が３０分
より短い場合は、球状炭化物の析出量も少ないと同時に
その粒径も小さすぎて、次段の第４工程における昇温工
程で、この析出炭化物が基地内に再固溶してしまう。第
４工程は鋼材表面の温度をＡ1 変態点以上の温度Ｔ4 に
まで昇温して焼入れをし、既に析出している微細な球状
炭化物を成長させることにより、その成長炭化物が均一
に分散している状態を実現し、浸炭層を硬化させる工程
である。
【００１５】このときの温度Ｔ4 は鋼種によって変化す
るが、必ず、Ａ1 変態点よりも高い温度であることが必
要である。温度Ｔ4 がＡ1 変態点以下の場合には、充分
に焼入れが進まず、高硬度の浸炭層が形成できなくな
る。このときの処理時間は格別限定されるものではな
く、概ね、0.１〜２時間程度であればよい。本発明のプ
ラズマ浸炭方法は、以上の工程を必須として構成される
が、この工程に更に各種の処理工程を付加することがで
きる。
るが、必ず、Ａ1 変態点よりも高い温度であることが必
要である。温度Ｔ4 がＡ1 変態点以下の場合には、充分
に焼入れが進まず、高硬度の浸炭層が形成できなくな
る。このときの処理時間は格別限定されるものではな
く、概ね、0.１〜２時間程度であればよい。本発明のプ
ラズマ浸炭方法は、以上の工程を必須として構成される
が、この工程に更に各種の処理工程を付加することがで
きる。
【００１６】例えば、第２工程と第３工程の途中に、再
度、プラズマ浸炭処理工程を挿入することもできる。こ
の挿入工程は、第１工程で析出した炭化物が第２工程に
よって鋼材の心部方向に拡散することにより鋼材表面近
傍の炭素濃度が低下するので、鋼材表面における炭素濃
度をＡcm変態程度の濃度にまで高めるために行われる。
また、第２工程で終了後、基地内に粒径２μｍ以下の炭
化物が存在する場合、その成長を最大で５μｍ以下に抑
制するために行われる。この挿入工程は、８５０〜９５
０℃の温度域で0.２〜３時間程度行えばよい。
度、プラズマ浸炭処理工程を挿入することもできる。こ
の挿入工程は、第１工程で析出した炭化物が第２工程に
よって鋼材の心部方向に拡散することにより鋼材表面近
傍の炭素濃度が低下するので、鋼材表面における炭素濃
度をＡcm変態程度の濃度にまで高めるために行われる。
また、第２工程で終了後、基地内に粒径２μｍ以下の炭
化物が存在する場合、その成長を最大で５μｍ以下に抑
制するために行われる。この挿入工程は、８５０〜９５
０℃の温度域で0.２〜３時間程度行えばよい。
【００１７】また、第３工程と第４工程の途中に、再
度、少なくとも１回のプラズマ浸炭処理工程を挿入して
もよい。この再浸炭処理工程は、第３工程終了後の鋼材
の表面近傍における炭素濃度を高めるとともに、鋼材の
心部方向に析出している炭化物の粒径を大きくすること
により、浸炭層全体の硬度を確保するために行われる。
度、少なくとも１回のプラズマ浸炭処理工程を挿入して
もよい。この再浸炭処理工程は、第３工程終了後の鋼材
の表面近傍における炭素濃度を高めるとともに、鋼材の
心部方向に析出している炭化物の粒径を大きくすること
により、浸炭層全体の硬度を確保するために行われる。
【００１８】この工程は、高めるべき炭素濃度にもよる
がＡ3 変態点以上の温度で通常0.５〜５時間程度行えば
よい。このプラズマ浸炭処理工程を第３工程と第４工程
の途中に挿入する場合は、この処理工程の終了後、鋼材
表面に対し、再び前記した第３工程を適用することが望
ましい。これは、浸炭処理時の温度がＡ3 変態点以上の
温度であるため、第３工程で結晶粒の微細化を図った基
地組織に再びオーステナイトが成長して浸炭層の硬度が
確保されないことがあるからである。
がＡ3 変態点以上の温度で通常0.５〜５時間程度行えば
よい。このプラズマ浸炭処理工程を第３工程と第４工程
の途中に挿入する場合は、この処理工程の終了後、鋼材
表面に対し、再び前記した第３工程を適用することが望
ましい。これは、浸炭処理時の温度がＡ3 変態点以上の
温度であるため、第３工程で結晶粒の微細化を図った基
地組織に再びオーステナイトが成長して浸炭層の硬度が
確保されないことがあるからである。
【００１９】
【発明の実施例】表１に示した成分組成の各種鋼材を用
意した。
意した。
【００２０】
【表１】 上記した各鋼材に関し、鋼材１には図２で示した処理パ
ターンＩと図７で示した処理パターンＶＩ、鋼材２には
図３で示した処理パターンIIと図７で示した処理パター
ンＶＩ、鋼材３には図４で示した処理パターンIII と図
７で示した処理パターンＶＩ、鋼材４には図５で示した
処理パターンＩＶと図７で示した処理パターンＶＩ、鋼
材５には図６で示した処理パターンＶと図７で示した処
理パターンＶＩでプラズマ浸炭処理を行った。最後の冷
却はいずれの場合も油冷とした。
ターンＩと図７で示した処理パターンＶＩ、鋼材２には
図３で示した処理パターンIIと図７で示した処理パター
ンＶＩ、鋼材３には図４で示した処理パターンIII と図
７で示した処理パターンＶＩ、鋼材４には図５で示した
処理パターンＩＶと図７で示した処理パターンＶＩ、鋼
材５には図６で示した処理パターンＶと図７で示した処
理パターンＶＩでプラズマ浸炭処理を行った。最後の冷
却はいずれの場合も油冷とした。
【００２１】得られた各鋼材につき、表面の硬さ（Ｈ
ｖ），有効硬化層の厚み（mm），粒径が２μｍ以上の炭
化物層の厚み（μｍ）を測定した。また、各場合に、プ
ラズマ浸炭処理の開始時点から油冷終了の時点までの所
望時間を測定し、処理パターンＶＩの場合の所要時間を
１としたときの各処理パターンの所要時間の相対値を算
出した。以上の結果を表２に示した。
ｖ），有効硬化層の厚み（mm），粒径が２μｍ以上の炭
化物層の厚み（μｍ）を測定した。また、各場合に、プ
ラズマ浸炭処理の開始時点から油冷終了の時点までの所
望時間を測定し、処理パターンＶＩの場合の所要時間を
１としたときの各処理パターンの所要時間の相対値を算
出した。以上の結果を表２に示した。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
プラズマ浸炭方法は、短時間で、厚い浸炭層を形成する
ことができる。これは、第１工程で一気に大量の炭化物
を鋼材表面に析出させ、ついで、第２工程でその炭化物
を鋼材の心部方向に拡散させたのち、Ａ1 変態点以下の
温度に一旦降温したのち再び焼入れを行うことがもたら
す効果である。
プラズマ浸炭方法は、短時間で、厚い浸炭層を形成する
ことができる。これは、第１工程で一気に大量の炭化物
を鋼材表面に析出させ、ついで、第２工程でその炭化物
を鋼材の心部方向に拡散させたのち、Ａ1 変態点以下の
温度に一旦降温したのち再び焼入れを行うことがもたら
す効果である。
【００２４】本発明方法によれば、耐摩耗性が要求され
る歯車やベアリングの表面硬化を短時間で行うことがで
き、その工業的価値は大である。
る歯車やベアリングの表面硬化を短時間で行うことがで
き、その工業的価値は大である。
【図１】本発明方法で適用する処理パターンの基本を示
すパターン図である。
すパターン図である。
【図２】実施例の処理パターンＩを示すパターン図であ
る。
る。
【図３】実施例の他の処理パターンIIを示すパターン図
である。
である。
【図４】実施例の別の処理パターンIII を示すパターン
図である。
図である。
【図５】実施例の更に別の処理パターンＩＶを示すパタ
ーン図である。
ーン図である。
【図６】実施例の更に他の処理パターンＶを示すパター
ン図である。
ン図である。
【図７】比較のために用いた処理パターンＶＩ示すパタ
ーン図である。
ーン図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 ８５０〜１０５０℃の温度域で鋼材の表
面にプラズマ浸炭処理を施して前記鋼材の表面に炭化物
の析出層を形成する工程；９５０〜１１００℃の温度域
でかつ１０-1〜１０-3Torrの減圧下、または、９５０〜
１１００℃の温度域で、かつ0.１〜１０TorrのＡｒ，Ｈ
2 もしくはＮ2 の群から選ばれる少なくとも１種の雰囲
気下において前記鋼材表面に拡散処理を施すことによ
り、前記析出層の炭化物を再固溶させて炭素を前記鋼材
の心部に拡散させると同時に粒径２μｍ以下に微細化す
るか、または完全に再固溶する工程；前記鋼材の表面温
度を前記鋼材のＡ1 変態点以下の温度にまで降温して少
なくとも３０分間その温度で保持する工程；ならびに、
前記鋼材の表面温度を前記Ａ1 変態点以上の温度にまで
昇温する工程；を必須の工程として備えていることを特
徴とする鋼材表面へのプラズマ浸炭方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076878A JP3072537B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 鋼材表面へのプラズマ浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076878A JP3072537B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 鋼材表面へのプラズマ浸炭方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279836A true JPH05279836A (ja) | 1993-10-26 |
| JP3072537B2 JP3072537B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=13617892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076878A Expired - Lifetime JP3072537B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 鋼材表面へのプラズマ浸炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3072537B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995029274A1 (de) * | 1994-04-26 | 1995-11-02 | Igenwert Gmbh | Verfahren zur beaufschlagung und beeinflussung einer festkörperoberfläche, insbesondere einer werkstoffoberfläche |
| JP2006291339A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Jtekt Corp | 軸受軌道輪の熱処理用の金型及び軸受軌道輪の製造方法 |
| JP2011190498A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Oriental Engineering Co Ltd | 表面改質方法 |
| US8152935B2 (en) * | 2007-03-09 | 2012-04-10 | Ihi Corporation | Vacuum carburization method and vacuum carburization apparatus |
| US8465598B2 (en) | 2006-09-27 | 2013-06-18 | Ihi Corporation | Vacuum carburization processing method and vacuum carburization processing apparatus |
| EP3517640A1 (en) | 2018-01-25 | 2019-07-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing steel member |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3765425B2 (ja) | 2004-01-26 | 2006-04-12 | 日立工機株式会社 | 携帯用電動切断機 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076878A patent/JP3072537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995029274A1 (de) * | 1994-04-26 | 1995-11-02 | Igenwert Gmbh | Verfahren zur beaufschlagung und beeinflussung einer festkörperoberfläche, insbesondere einer werkstoffoberfläche |
| JP2006291339A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Jtekt Corp | 軸受軌道輪の熱処理用の金型及び軸受軌道輪の製造方法 |
| US8465598B2 (en) | 2006-09-27 | 2013-06-18 | Ihi Corporation | Vacuum carburization processing method and vacuum carburization processing apparatus |
| US8152935B2 (en) * | 2007-03-09 | 2012-04-10 | Ihi Corporation | Vacuum carburization method and vacuum carburization apparatus |
| US8741061B2 (en) | 2007-03-09 | 2014-06-03 | Ihi Corporation | Vacuum carburization method and vacuum carburization apparatus |
| JP2011190498A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Oriental Engineering Co Ltd | 表面改質方法 |
| EP3517640A1 (en) | 2018-01-25 | 2019-07-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing steel member |
| JP2019127623A (ja) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | トヨタ自動車株式会社 | 鋼部材の製造方法 |
| RU2700632C1 (ru) * | 2018-01-25 | 2019-09-19 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ изготовления стального элемента |
| US10894992B2 (en) | 2018-01-25 | 2021-01-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing steel member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3072537B2 (ja) | 2000-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4971751B2 (ja) | 高濃度浸炭鋼の製造方法 | |
| JP4022607B2 (ja) | 耐高面圧部材の製造方法 | |
| JP2779170B2 (ja) | 浸炭焼入方法 | |
| JP3387427B2 (ja) | 鋼の熱処理方法 | |
| CN109082628B (zh) | 一种齿轮渗碳工艺及其应用 | |
| JP4655528B2 (ja) | 高強度機械構造用部品の製造方法、および高強度機械構造用部品 | |
| JP2006200003A (ja) | 熱処理品および熱処理方法 | |
| JP3072537B2 (ja) | 鋼材表面へのプラズマ浸炭方法 | |
| JP2002339054A (ja) | 耐高面圧部材およびその製造方法 | |
| JPH06108226A (ja) | 鋼製部品の浸炭熱処理方法 | |
| JPH04254574A (ja) | 耐摩耗性の優れた鋼部材およびその製造方法 | |
| JP2808621B2 (ja) | 鋼の浸炭処理方法 | |
| JPH032944B2 (ja) | ||
| JP3301857B2 (ja) | 浸炭処理方法 | |
| JP2002348615A (ja) | 耐高面圧部材およびその製造方法 | |
| JP3196304B2 (ja) | クロム含有鋼部材の浸炭焼入れ方法 | |
| JPH05140726A (ja) | 疲労強度の高い駆動系機械部品の製造方法 | |
| JP2002356738A (ja) | 耐高面圧部材およびその製造方法 | |
| JP2787455B2 (ja) | 浸炭焼入れ方法 | |
| JPH0559527A (ja) | 耐摩耗性及び転動疲労性に優れた鋼の製造法 | |
| JPH0754050A (ja) | 歯元曲げ疲労強度および歯面耐ピッチング性に優れた高強度歯車並びにその製造方法 | |
| JPH0452247A (ja) | 履帯用ピンおよびその製造方法 | |
| JP4149576B2 (ja) | 高温浸炭用鋼の製造方法および該方法により得られる高温浸炭用鋼材 | |
| JPH03126858A (ja) | 高炭素クロム軸受鋼の浸炭・熱処理方法 | |
| JP3185044B2 (ja) | 軸受部品の製造方法 |