JPH0649621A - 鋼の迅速浸炭法 - Google Patents
鋼の迅速浸炭法Info
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- JPH0649621A JPH0649621A JP23397991A JP23397991A JPH0649621A JP H0649621 A JPH0649621 A JP H0649621A JP 23397991 A JP23397991 A JP 23397991A JP 23397991 A JP23397991 A JP 23397991A JP H0649621 A JPH0649621 A JP H0649621A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 処理時間の短縮による生産性の向上と、スー
テイング防止によるメンテナンス費削減等の経済的な鋼
の迅速浸炭法を提供する。 【構成】 被処理品をオーステナイト領域温度まで加熱
し、その温度における炭素の固溶限、もしくはそれ以上
の高いカーボンポテンシャルで行う浸炭と、前記温度に
おけるスーテイング限界の低いカーボンポテンシャルで
行う拡散とを繰り返す。
テイング防止によるメンテナンス費削減等の経済的な鋼
の迅速浸炭法を提供する。 【構成】 被処理品をオーステナイト領域温度まで加熱
し、その温度における炭素の固溶限、もしくはそれ以上
の高いカーボンポテンシャルで行う浸炭と、前記温度に
おけるスーテイング限界の低いカーボンポテンシャルで
行う拡散とを繰り返す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、処理時間の短縮による
生産性の向上と、ス−テイング防止によるメンテナンス
費削減等の経済的効果を有する鋼の迅速浸炭法に関す
る。
生産性の向上と、ス−テイング防止によるメンテナンス
費削減等の経済的効果を有する鋼の迅速浸炭法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来一般の浸炭法は、変成炉で得られた
変成ガスをキャリアガスとして使用するものであるが、
近年、品質向上、処理時間の短縮及びランニングコスト
の低減等の要請から変成炉を使用せず、直接炉内に原料
ガス（炭化水素ガス）と酸化性ガス（空気、酸素、炭酸
ガス等）を導入し、炉内において変成、浸炭を行なう方
法が提案されている（特開昭５５−１２８５７７号公
報、特公平１−３８８７０号公報、特願平２−１７５９
５５号等参照）。
変成ガスをキャリアガスとして使用するものであるが、
近年、品質向上、処理時間の短縮及びランニングコスト
の低減等の要請から変成炉を使用せず、直接炉内に原料
ガス（炭化水素ガス）と酸化性ガス（空気、酸素、炭酸
ガス等）を導入し、炉内において変成、浸炭を行なう方
法が提案されている（特開昭５５−１２８５７７号公
報、特公平１−３８８７０号公報、特願平２−１７５９
５５号等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のごとき各種の浸
炭法において、さらに処理時間を短縮しようとする場合
には、ス−テイングが生じないように低めに押えている
雰囲気のカ−ボンポテンシャルを高くして浸炭処理を行
えばよい。 しかしながら、その場合にはス−テイング
が生じる等してその後の雰囲気の制御が困難となり、さ
らにス−テイングによる析出炭素が炉内耐熱部品の寿命
を縮め、短期間にメンテナンスを必要とする等の問題が
生じる。 このことは前記変成炉で得られた変成ガスを
使用する従来一般の方法においては大量のエンリッチガ
スを必要とするため未分解エンリッチガスが増加する等
して特に問題となる。
炭法において、さらに処理時間を短縮しようとする場合
には、ス−テイングが生じないように低めに押えている
雰囲気のカ−ボンポテンシャルを高くして浸炭処理を行
えばよい。 しかしながら、その場合にはス−テイング
が生じる等してその後の雰囲気の制御が困難となり、さ
らにス−テイングによる析出炭素が炉内耐熱部品の寿命
を縮め、短期間にメンテナンスを必要とする等の問題が
生じる。 このことは前記変成炉で得られた変成ガスを
使用する従来一般の方法においては大量のエンリッチガ
スを必要とするため未分解エンリッチガスが増加する等
して特に問題となる。
【０００４】また、大量のエンリッチガスはＣＯ分圧の
減少と、局部的な浸炭反応の活性原因となり、浸炭ムラ
を引き起し、被処理品の形状によっては粗大炭化物が析
出し疲労強度の低下を引き起すものであった。本発明
は、前記事情に鑑みてなされたもので、炉内雰囲気を制
御状態に維持しつつ、高いカ−ボンポテシャルで迅速浸
炭を可能とし、処理時間の短縮による生産性の向上と、
ス−テイングを防止してメンテナンス費削減等の経済効
率のすぐれた浸炭法を提供することを目的とする。
減少と、局部的な浸炭反応の活性原因となり、浸炭ムラ
を引き起し、被処理品の形状によっては粗大炭化物が析
出し疲労強度の低下を引き起すものであった。本発明
は、前記事情に鑑みてなされたもので、炉内雰囲気を制
御状態に維持しつつ、高いカ−ボンポテシャルで迅速浸
炭を可能とし、処理時間の短縮による生産性の向上と、
ス−テイングを防止してメンテナンス費削減等の経済効
率のすぐれた浸炭法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、被処理品をオ−ステナイト領域温度まで加熱
してその温度における炭素の固溶限、もしくはそれ以上
の高いカ−ボンポテンシャルで行なう浸炭と、前記温度
におけるス−テイング限界の低いカ−ボンポテンシャル
で行なう拡散とを繰返すことを特徴とするものであり、
さらに、前記拡散時におけるス−テイング限界の低いカ
−ボンポテンシャルへの移行制御を炉内への浸炭性ガス
の導入停止、あるいは酸化性ガスの導入により行なうも
のである。
本発明は、被処理品をオ−ステナイト領域温度まで加熱
してその温度における炭素の固溶限、もしくはそれ以上
の高いカ−ボンポテンシャルで行なう浸炭と、前記温度
におけるス−テイング限界の低いカ−ボンポテンシャル
で行なう拡散とを繰返すことを特徴とするものであり、
さらに、前記拡散時におけるス−テイング限界の低いカ
−ボンポテンシャルへの移行制御を炉内への浸炭性ガス
の導入停止、あるいは酸化性ガスの導入により行なうも
のである。
【０００６】
【作用】本発明では、被処理品をオ−ステナイト領域温
度まで加熱後、炉内雰囲気がその温度における炭素の固
溶限、もしくはそれ以上の高いカ−ボンポテンシャルに
制御される。 しかしながら、その状態が継続すると当
然ながらス−テイングが生じる。 そこで、本発明では
適時に炉内への浸炭性ガスの導入が停止され、あるいは
炉内に空気、酸素、炭酸ガス等の酸化性ガスが導入され
てカ−ボンポテンシャルがス−テイングが生じない低い
値に制御される。
度まで加熱後、炉内雰囲気がその温度における炭素の固
溶限、もしくはそれ以上の高いカ−ボンポテンシャルに
制御される。 しかしながら、その状態が継続すると当
然ながらス−テイングが生じる。 そこで、本発明では
適時に炉内への浸炭性ガスの導入が停止され、あるいは
炉内に空気、酸素、炭酸ガス等の酸化性ガスが導入され
てカ−ボンポテンシャルがス−テイングが生じない低い
値に制御される。
【０００７】前記作業を繰返した後、さらに従来と同様
に適当時間の拡散を行なうことによって表面炭素濃度を
調整することができる。 前記本発明における処理時間
の短縮は、従来一般の浸炭法より高いカ−ボンポテンシ
ャルで浸炭を施し、なおかつス−テイングを生ぜしめな
いように雰囲気を制御することに基づく。すなわち、図
２に示されているように平均のカ−ボンポテンシャル値
線Ｄがステイング限界線Ｅよりかなり高い状態となるた
めである。
に適当時間の拡散を行なうことによって表面炭素濃度を
調整することができる。 前記本発明における処理時間
の短縮は、従来一般の浸炭法より高いカ−ボンポテンシ
ャルで浸炭を施し、なおかつス−テイングを生ぜしめな
いように雰囲気を制御することに基づく。すなわち、図
２に示されているように平均のカ−ボンポテンシャル値
線Ｄがステイング限界線Ｅよりかなり高い状態となるた
めである。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。図３に
は、前記従来一般の浸炭法における加熱温度曲線１とカ
−ボンポテンシャルの制御曲線２の一例が示されてい
る。 すなわち、炉内がオ−ステナイト領域温度、例え
ば９３０度に昇温保持され、炉内に装入された被処理品
に７時間半の浸炭処理および２時間の拡散処理が施さ
れ、その後８４０度の焼入れ温度に降温して２０〜３０
分間保持したのち焼入れを行っている。 前記従来一般
の浸炭処理におけるカ−ボンポテンシャルはス−テイン
グが生じないス−テイング限界である０．８パ−セント
程度に制御され、さらに浸炭処理および拡散処理工程内
において特に変動がないものであった。
は、前記従来一般の浸炭法における加熱温度曲線１とカ
−ボンポテンシャルの制御曲線２の一例が示されてい
る。 すなわち、炉内がオ−ステナイト領域温度、例え
ば９３０度に昇温保持され、炉内に装入された被処理品
に７時間半の浸炭処理および２時間の拡散処理が施さ
れ、その後８４０度の焼入れ温度に降温して２０〜３０
分間保持したのち焼入れを行っている。 前記従来一般
の浸炭処理におけるカ−ボンポテンシャルはス−テイン
グが生じないス−テイング限界である０．８パ−セント
程度に制御され、さらに浸炭処理および拡散処理工程内
において特に変動がないものであった。
【０００９】図１および図２には、本発明における加熱
温度曲線１とカ−ボンポテンシャルの制御曲線２の一例
が示されている。 すなわち、本発明では加熱温度曲線
１は前記従来一般の浸炭法と同じであるが、カ−ボンポ
テンシャルの制御曲線２が前記従来一般の浸炭法と全く
異なるものとされる。 詳細に述べると、本発明では前
記オ−ステナイト領域において、その温度における炭素
の固溶限、もしくはそれ以上の高いカ−ボンポテンシャ
ル、例えば１．１パ−セント及びその前後の値で行なう
迅速浸炭Ａと、前記温度におけるス−テイング限界の低
いカ−ボンポテンシャル、例えば０．８パ−セント及び
その前後で行なう拡散Ｂとを繰返すものである。
温度曲線１とカ−ボンポテンシャルの制御曲線２の一例
が示されている。 すなわち、本発明では加熱温度曲線
１は前記従来一般の浸炭法と同じであるが、カ−ボンポ
テンシャルの制御曲線２が前記従来一般の浸炭法と全く
異なるものとされる。 詳細に述べると、本発明では前
記オ−ステナイト領域において、その温度における炭素
の固溶限、もしくはそれ以上の高いカ−ボンポテンシャ
ル、例えば１．１パ−セント及びその前後の値で行なう
迅速浸炭Ａと、前記温度におけるス−テイング限界の低
いカ−ボンポテンシャル、例えば０．８パ−セント及び
その前後で行なう拡散Ｂとを繰返すものである。
【００１０】このカ−ボンポテンシャルの高、低の繰返
しサイクルは、前記高いカ−ボンポテンシャル時間をス
−テイングが生じない短時間として行なわれ、実際には
炉内に原料ガスと酸化性ガスとして炭酸ガスを導入する
ガス浸炭法（本件特許出願人が提案した前記特願平２−
１７５９５５号）により図２に示されているように約５
０分間隔として行なわれた。
しサイクルは、前記高いカ−ボンポテンシャル時間をス
−テイングが生じない短時間として行なわれ、実際には
炉内に原料ガスと酸化性ガスとして炭酸ガスを導入する
ガス浸炭法（本件特許出願人が提案した前記特願平２−
１７５９５５号）により図２に示されているように約５
０分間隔として行なわれた。
【００１１】また、前記拡散時におけるス−テイング限
界の低いカ−ボンポテンシャルへの移行制御は浸炭性ガ
スの炉内への導入を一時的に停止することにより、ある
いは酸化性ガスを導入することにより行なうものである
が実際には炭酸ガスの炉内への導入バルブの開度調整に
より行なわれた。 さらに、その後適当時間の拡散Ｃが
行なわれる。
界の低いカ−ボンポテンシャルへの移行制御は浸炭性ガ
スの炉内への導入を一時的に停止することにより、ある
いは酸化性ガスを導入することにより行なうものである
が実際には炭酸ガスの炉内への導入バルブの開度調整に
より行なわれた。 さらに、その後適当時間の拡散Ｃが
行なわれる。
【００１２】前記のごとく、本発明では炉内雰囲気が高
いカ−ボンポテンシャルと低いカ−ボンポテンシャルに
繰返し制御されるため、雰囲気の感応性が重要となる。
その点から考えると、前記従来一般の変成ガスを使用す
る浸炭法より、全体の使用ガス量の少ない方法、すなわ
ち、直接炉内に原料ガスと酸化性ガスを導入する方法が
適している。 さらには、カ−ボンポテンシャルを上げ
やすい方法、すなわち、酸化性ガスとして炭酸ガスを使
用する前記本件出願人が提案したガス浸炭法が最適であ
る。
いカ−ボンポテンシャルと低いカ−ボンポテンシャルに
繰返し制御されるため、雰囲気の感応性が重要となる。
その点から考えると、前記従来一般の変成ガスを使用す
る浸炭法より、全体の使用ガス量の少ない方法、すなわ
ち、直接炉内に原料ガスと酸化性ガスを導入する方法が
適している。 さらには、カ−ボンポテンシャルを上げ
やすい方法、すなわち、酸化性ガスとして炭酸ガスを使
用する前記本件出願人が提案したガス浸炭法が最適であ
る。
【００１３】前記図３は、バッチ型浸炭炉を用い前記従
来一般の浸炭法で被処理品のＳＣＭ４２０Ｈからなるピ
ストン（ボ−ル部外径８０ｍｍ，内径３０ｍｍ）を前記
条件で処理し、有効浸炭深さの目標を１．００〜１．４
０ｍｍ（Ｈｖ５１３のポイント）とした場合の処理時間
を含むパタ−ンであり、図１は本発明により、同じ被処
理品で同じ有効浸炭深さの目標（Ｈｖ５１３ポイント）
とした場合の処理時間を表わすパタ−ンである。図１お
よび図３から明らかのように総処理時間において、本発
明の方法によれば２時間３０分の時間短縮が可能となっ
た。
来一般の浸炭法で被処理品のＳＣＭ４２０Ｈからなるピ
ストン（ボ−ル部外径８０ｍｍ，内径３０ｍｍ）を前記
条件で処理し、有効浸炭深さの目標を１．００〜１．４
０ｍｍ（Ｈｖ５１３のポイント）とした場合の処理時間
を含むパタ−ンであり、図１は本発明により、同じ被処
理品で同じ有効浸炭深さの目標（Ｈｖ５１３ポイント）
とした場合の処理時間を表わすパタ−ンである。図１お
よび図３から明らかのように総処理時間において、本発
明の方法によれば２時間３０分の時間短縮が可能となっ
た。
【００１４】また、トレイプッシャ型連続炉にて、前記
従来一般の浸炭法および本発明の方法でＳＣＭ４２０Ｈ
のアウタ−リング（外径７５ｍｍ，内径５７ｍｍ）を浸
炭処理した場合の比較が下記表１に示されている。
従来一般の浸炭法および本発明の方法でＳＣＭ４２０Ｈ
のアウタ−リング（外径７５ｍｍ，内径５７ｍｍ）を浸
炭処理した場合の比較が下記表１に示されている。
【００１５】
【表１】 なお、この処理条件は浸炭、拡散温度を９３０度、有効
浸炭深さの目標は１．４５〜１．９０ｍｍ（Ｈｖ５１３
のポイント）である。前記表１から明らかのように連続
炉の場合は総処理時間において２０５分の時間短縮が可
能とであった。前記のごとく、本発明によれば、バッチ
型浸炭炉の場合は約３５パ−セント、トレイプッシャ型
連続炉の場合は約５０パ−セント生産性の向上が図られ
ることが確認されたものである。
浸炭深さの目標は１．４５〜１．９０ｍｍ（Ｈｖ５１３
のポイント）である。前記表１から明らかのように連続
炉の場合は総処理時間において２０５分の時間短縮が可
能とであった。前記のごとく、本発明によれば、バッチ
型浸炭炉の場合は約３５パ−セント、トレイプッシャ型
連続炉の場合は約５０パ−セント生産性の向上が図られ
ることが確認されたものである。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、処理時間の短縮による
生産性の向上と、ス−テイング防止によるメンテナンス
費削減等の経済的効果を得ることができる。
生産性の向上と、ス−テイング防止によるメンテナンス
費削減等の経済的効果を得ることができる。
【図１】本発明の処理工程を示す説明図である。
【図２】本発明の処理工程の要部拡大説明図である。
【図３】従来一般の処理工程を示す説明図である。
１ 加熱温度曲線 ２ カ−ボンポテンシャルの制御曲線 Ａ 迅速浸炭 Ｂ 拡散 Ｃ 拡散
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 雅彦 神奈川県横浜市港北区箕輪町２丁目６番26 号 同和鉱業株式会社横浜工場内 (72)発明者 四方 秀樹 神奈川県横浜市港北区箕輪町２丁目６番26 号 同和鉱業株式会社横浜工場内 (72)発明者 川村 敏行 神奈川県横浜市港北区箕輪町２丁目６番26 号 同和鉱業株式会社横浜工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 被処理品をオ−ステナイト領域温度まで
加熱しその温度における炭素の固溶限、もしくはそれ以
上の高いカ−ボンポテンシャルで行なう浸炭と、前記温
度におけるス−テイング限界の低いカ−ボンポテンシャ
ルで行なう拡散とを繰返すことを特徴とする鋼の迅速浸
炭法。 - 【請求項２】 拡散時におけるス−テイング限界の低い
カ−ボンポテンシャルへの移行制御を炉内への浸炭性ガ
スの導入停止により行なうことを特徴とする請求項１記
載の鋼の迅速浸炭法。 - 【請求項３】 拡散時におけるス−テイング限界の低い
カ−ボンポテンシャルへの移行制御を炉内への酸化性ガ
スの導入により行なうことを特徴とする請求項１記載の
鋼の迅速浸炭法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23397991A JP2919654B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 鋼の迅速浸炭法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23397991A JP2919654B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 鋼の迅速浸炭法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0649621A true JPH0649621A (ja) | 1994-02-22 |
| JP2919654B2 JP2919654B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=16963636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23397991A Expired - Fee Related JP2919654B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 鋼の迅速浸炭法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919654B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781858A1 (en) | 1995-12-28 | 1997-07-02 | Dowa Mining Co., Ltd. | Cementation method of metals |
| EP0781855A1 (en) | 1995-12-28 | 1997-07-02 | Dowa Mining Co., Ltd. | Heat treatment apparatus |
| JP2000178710A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-27 | Nippon Techno:Kk | 浸炭および浸炭窒化処理方法 |
| JP2000303160A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-10-31 | Nippon Techno:Kk | 浸炭処理方法 |
| JP2002363727A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Dowa Mining Co Ltd | 浸炭処理方法及びその装置 |
| JP2010024535A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Aisin Seiki Co Ltd | 鋼の浸炭処理方法 |
| JP2018188691A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 光洋サーモシステム株式会社 | 鋼材部品の製造方法、および、浸炭炉 |
-
1991
- 1991-08-21 JP JP23397991A patent/JP2919654B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781858A1 (en) | 1995-12-28 | 1997-07-02 | Dowa Mining Co., Ltd. | Cementation method of metals |
| EP0781855A1 (en) | 1995-12-28 | 1997-07-02 | Dowa Mining Co., Ltd. | Heat treatment apparatus |
| JPH09184057A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Dowa Mining Co Ltd | 金属の浸炭方法 |
| US5795406A (en) * | 1995-12-28 | 1998-08-18 | Dowa Mining Co., Ltd. | Cementation method of metals |
| KR100432956B1 (ko) * | 1995-12-28 | 2004-11-03 | 도와 고교 가부시키가이샤 | 금속침탄방법 |
| JP2000178710A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-27 | Nippon Techno:Kk | 浸炭および浸炭窒化処理方法 |
| JP2000303160A (ja) * | 1999-04-19 | 2000-10-31 | Nippon Techno:Kk | 浸炭処理方法 |
| JP2002363727A (ja) * | 2001-06-05 | 2002-12-18 | Dowa Mining Co Ltd | 浸炭処理方法及びその装置 |
| JP2010024535A (ja) * | 2008-07-24 | 2010-02-04 | Aisin Seiki Co Ltd | 鋼の浸炭処理方法 |
| JP2018188691A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 光洋サーモシステム株式会社 | 鋼材部品の製造方法、および、浸炭炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2919654B2 (ja) | 1999-07-12 |
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