JPH07268601A - 浸炭処理方法 - Google Patents
浸炭処理方法Info
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- JPH07268601A JPH07268601A JP6084136A JP8413694A JPH07268601A JP H07268601 A JPH07268601 A JP H07268601A JP 6084136 A JP6084136 A JP 6084136A JP 8413694 A JP8413694 A JP 8413694A JP H07268601 A JPH07268601 A JP H07268601A
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- 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
- C23C8/06—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 using gases
- C23C8/36—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 using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
- C23C8/38—Treatment of ferrous surfaces
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
- C21D3/02—Extraction of non-metals
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 歯車等のワークのプラズマ浸炭処理におい
て、エッジ部と平坦部の浸炭層の炭素濃度を均一とする
こと、また、エッジ部において粒界に沿った網状の炭化
物の生成を抑制すること。 【構成】 真空炉内にワークを収容し該真空炉内に浸炭
性ガスを供給してグロー放電するプラズマ浸炭処理を施
し、引き続きＣＯ2等の脱炭性ガスを供給してプラズマ
脱炭処理を施す。好ましくは浸炭処理と脱炭処理を繰り
返し行うようにする。
て、エッジ部と平坦部の浸炭層の炭素濃度を均一とする
こと、また、エッジ部において粒界に沿った網状の炭化
物の生成を抑制すること。 【構成】 真空炉内にワークを収容し該真空炉内に浸炭
性ガスを供給してグロー放電するプラズマ浸炭処理を施
し、引き続きＣＯ2等の脱炭性ガスを供給してプラズマ
脱炭処理を施す。好ましくは浸炭処理と脱炭処理を繰り
返し行うようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エッジ部を備えるワー
ク（例えば歯車）の表面部に浸炭層を形成する浸炭処理
方法、特にプラズマ浸炭処理方法の改良に関する。
ク（例えば歯車）の表面部に浸炭層を形成する浸炭処理
方法、特にプラズマ浸炭処理方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ浸炭は、真空炉内にワークを収
容して８５０〜１１００℃に加熱し、炉内に反応ガスと
してＣ3Ｈ8等の炭化水素ガスを導入し、グロー放電を起
こして陰極としたワークの表面を浸炭するもの（例え
ば、特開平２−１４５７５９号公報）で、ガス浸炭によ
る場合に比べ高い浸炭能率を得ることができ、一般的に
高い炭素濃度でも表面全域に均一な濃度分布を得ること
ができるという利点を有する。プラズマ浸炭後は、取り
込まれた炭素を内部に拡散させ所定厚の浸炭層を形成す
るため、必要に応じて引続き拡散処理が施される。
容して８５０〜１１００℃に加熱し、炉内に反応ガスと
してＣ3Ｈ8等の炭化水素ガスを導入し、グロー放電を起
こして陰極としたワークの表面を浸炭するもの（例え
ば、特開平２−１４５７５９号公報）で、ガス浸炭によ
る場合に比べ高い浸炭能率を得ることができ、一般的に
高い炭素濃度でも表面全域に均一な濃度分布を得ること
ができるという利点を有する。プラズマ浸炭後は、取り
込まれた炭素を内部に拡散させ所定厚の浸炭層を形成す
るため、必要に応じて引続き拡散処理が施される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】プラズマ浸炭によりワ
ーク表面に取り込まれた炭素は、浸炭処理中及び続く拡
散処理中に内部にしだいに拡散し、所定厚の浸炭層を形
成するのであるが、このようなプラズマ浸炭を歯車のよ
うにエッジ部を有するワークに適用した場合、該エッジ
部の浸炭層では平坦部に比べ相対的に炭素濃度が高くな
っている。これは、エッジ部と平坦部の形状の相違に基
づくもので、エッジ部Ａ（図８参照）は平坦部Ｂに比べ
表面積が大きい割に内部の拡散可能な領域が少なく、取
り込まれた炭素が内部に拡散しにくく表面炭素濃度が下
がりにくいためである。
ーク表面に取り込まれた炭素は、浸炭処理中及び続く拡
散処理中に内部にしだいに拡散し、所定厚の浸炭層を形
成するのであるが、このようなプラズマ浸炭を歯車のよ
うにエッジ部を有するワークに適用した場合、該エッジ
部の浸炭層では平坦部に比べ相対的に炭素濃度が高くな
っている。これは、エッジ部と平坦部の形状の相違に基
づくもので、エッジ部Ａ（図８参照）は平坦部Ｂに比べ
表面積が大きい割に内部の拡散可能な領域が少なく、取
り込まれた炭素が内部に拡散しにくく表面炭素濃度が下
がりにくいためである。
【０００４】エッジ部Ａと平坦部Ｂの表面炭素濃度の不
均一はプラズマ浸炭において顕著であり、ガス浸炭では
あまり問題にはならない。つまり、ガス浸炭であれば平
衡状態下の浸炭であるため、ワーク表面の炭素濃度は雰
囲気のカーボンポテンシャルに平衡する濃度以上には上
昇せず、またワーク表面の炭素濃度が上昇すると浸炭速
度が落ちるので、浸炭処理中にエッジ部Ａと平坦部Ｂの
表面炭素濃度は大きく違わないで推移する。しかし、プ
ラズマ浸炭は元々非平衡状態下の浸炭であり、浸炭処理
中にエッジ部Ａの表面炭素濃度が上昇しても炭素が取り
込まれる速度は平坦部Ｂと変わらないため、浸炭処理後
の表面炭素濃度の相違が大きくなりやすい。そして、炭
素濃度の不均一は拡散処理を施しても解消しない。
均一はプラズマ浸炭において顕著であり、ガス浸炭では
あまり問題にはならない。つまり、ガス浸炭であれば平
衡状態下の浸炭であるため、ワーク表面の炭素濃度は雰
囲気のカーボンポテンシャルに平衡する濃度以上には上
昇せず、またワーク表面の炭素濃度が上昇すると浸炭速
度が落ちるので、浸炭処理中にエッジ部Ａと平坦部Ｂの
表面炭素濃度は大きく違わないで推移する。しかし、プ
ラズマ浸炭は元々非平衡状態下の浸炭であり、浸炭処理
中にエッジ部Ａの表面炭素濃度が上昇しても炭素が取り
込まれる速度は平坦部Ｂと変わらないため、浸炭処理後
の表面炭素濃度の相違が大きくなりやすい。そして、炭
素濃度の不均一は拡散処理を施しても解消しない。
【０００５】従って、拡散処理を終えた段階で、平坦部
Ｂの浸炭層において共析点を越える炭素濃度の箇所がな
くなった場合でも、エッジ部Ａの浸炭層においては炭素
濃度が下がりにくいため共析点を越える炭素濃度の部分
が残る場合があり、そのときは冷却後のワークのエッジ
部Ａに粒界に沿って網状の炭化物が生成する。粒界に沿
って生成した網状の炭化物はもろく割れの起点となり
（しかもエッジ部Ａは応力が集中する部位である）、一
旦生成したものはその後の熱処理によっても容易には消
滅しない。本発明はこのような従来のプラズマ浸炭の問
題点に鑑みてなされたもので、プラズマ浸炭を利用しエ
ッジ部を備えるワーク表面に均一な炭素濃度の浸炭層を
形成すること、また、エッジ部に粒界に沿った網状の炭
化物が生成するのを抑制することを目的とする。
Ｂの浸炭層において共析点を越える炭素濃度の箇所がな
くなった場合でも、エッジ部Ａの浸炭層においては炭素
濃度が下がりにくいため共析点を越える炭素濃度の部分
が残る場合があり、そのときは冷却後のワークのエッジ
部Ａに粒界に沿って網状の炭化物が生成する。粒界に沿
って生成した網状の炭化物はもろく割れの起点となり
（しかもエッジ部Ａは応力が集中する部位である）、一
旦生成したものはその後の熱処理によっても容易には消
滅しない。本発明はこのような従来のプラズマ浸炭の問
題点に鑑みてなされたもので、プラズマ浸炭を利用しエ
ッジ部を備えるワーク表面に均一な炭素濃度の浸炭層を
形成すること、また、エッジ部に粒界に沿った網状の炭
化物が生成するのを抑制することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、エッジ部を備
えるワーク、例えば肌焼き鋼からなる歯車の表面部に浸
炭層を形成する際、真空炉内にワークを収容し該真空炉
内に浸炭性ガスを供給してグロー放電するプラズマ浸炭
処理を施したのち引き続き脱炭処理を施し、該ワーク表
面に均一な炭素濃度の浸炭層を形成するというものであ
る。プラズマ浸炭は従来通り８５０〜１１００℃の温度
範囲内で行えば良く、浸炭性ガスとしては、周知のＣＨ
4、Ｃ3Ｈ8等の炭化水素ガスを使用することができる。
一方、脱炭処理の温度は、プラズマ浸炭と同温度範囲で
よいが、フェライトの析出を防止する意味で９１０℃以
上とするのが好ましい。
えるワーク、例えば肌焼き鋼からなる歯車の表面部に浸
炭層を形成する際、真空炉内にワークを収容し該真空炉
内に浸炭性ガスを供給してグロー放電するプラズマ浸炭
処理を施したのち引き続き脱炭処理を施し、該ワーク表
面に均一な炭素濃度の浸炭層を形成するというものであ
る。プラズマ浸炭は従来通り８５０〜１１００℃の温度
範囲内で行えば良く、浸炭性ガスとしては、周知のＣＨ
4、Ｃ3Ｈ8等の炭化水素ガスを使用することができる。
一方、脱炭処理の温度は、プラズマ浸炭と同温度範囲で
よいが、フェライトの析出を防止する意味で９１０℃以
上とするのが好ましい。
【０００７】本発明の好適な態様としては、プラズマ浸
炭処理と脱炭処理を交互に繰り返し行うことが挙げら
れ、また、本発明における好適な脱炭処理手段として
は、上記真空炉内にＣＯ2、Ｈ2０、Ｈ2、Ｏ2、ＮＯX等
の脱炭性ガスを供給しグロー放電するプラズマ脱炭が挙
げられる。さらに、プラズマ浸炭処理後又は脱炭処理後
に適宜拡散処理を施すこともできる。
炭処理と脱炭処理を交互に繰り返し行うことが挙げら
れ、また、本発明における好適な脱炭処理手段として
は、上記真空炉内にＣＯ2、Ｈ2０、Ｈ2、Ｏ2、ＮＯX等
の脱炭性ガスを供給しグロー放電するプラズマ脱炭が挙
げられる。さらに、プラズマ浸炭処理後又は脱炭処理後
に適宜拡散処理を施すこともできる。
【０００８】
【作用】プラズマ浸炭処理の間にワーク表面に取り込ま
れた炭素は、プラズマ浸炭処理の間もワーク内部に向け
拡散しているが、エッジ部においては拡散が起こりにく
いためプラズマ浸炭処理後の表面炭素濃度は平坦部に比
べ高くなっている。続く脱炭処理においては、内部に向
かう拡散と表面からの脱炭の双方により浸炭層の炭素濃
度は下がるとともに浸炭層の厚みが増していく。このと
き、プラズマ浸炭時にエッジ部に優先的に浸炭されるこ
とと原理的には同じ形状効果（エッジ部の表面積が相対
的に大きい）が働いてエッジ部において脱炭速度が大き
くなり、エッジ部表面の炭素を平坦部以上に速く抜くこ
とができる。すなわち、脱炭処理の間エッジ部表面から
優先的に脱炭されるため、エッジ部と平坦部の浸炭層の
炭素濃度が均一化される。
れた炭素は、プラズマ浸炭処理の間もワーク内部に向け
拡散しているが、エッジ部においては拡散が起こりにく
いためプラズマ浸炭処理後の表面炭素濃度は平坦部に比
べ高くなっている。続く脱炭処理においては、内部に向
かう拡散と表面からの脱炭の双方により浸炭層の炭素濃
度は下がるとともに浸炭層の厚みが増していく。このと
き、プラズマ浸炭時にエッジ部に優先的に浸炭されるこ
とと原理的には同じ形状効果（エッジ部の表面積が相対
的に大きい）が働いてエッジ部において脱炭速度が大き
くなり、エッジ部表面の炭素を平坦部以上に速く抜くこ
とができる。すなわち、脱炭処理の間エッジ部表面から
優先的に脱炭されるため、エッジ部と平坦部の浸炭層の
炭素濃度が均一化される。
【０００９】また、従来は拡散処理を終えてもエッジ部
浸炭層の炭素濃度が十分下がらず冷却時に網状炭化物が
析出する場合があったが、プラズマ浸炭処理ののち脱炭
処理を施すことにより、拡散と脱炭の双方の効果でエッ
ジ部浸炭層の炭素濃度が平坦部と同様に下がり、ここに
網状炭化物が析出するのを防止することができる。
浸炭層の炭素濃度が十分下がらず冷却時に網状炭化物が
析出する場合があったが、プラズマ浸炭処理ののち脱炭
処理を施すことにより、拡散と脱炭の双方の効果でエッ
ジ部浸炭層の炭素濃度が平坦部と同様に下がり、ここに
網状炭化物が析出するのを防止することができる。
【００１０】ところで、プラズマ浸炭では一般に内部へ
の拡散速度より浸炭速度の方がはるかに大きいため、プ
ラズマ浸炭をある程度長時間継続していると、表面層の
炭素濃度がプラズマ浸炭温度における共析限界（Ａｃ
ｍ）を越えて上昇し、そこに網状炭化物が生成するおそ
れが出てくる。網状炭化物は先に述べたようにいったん
生成すると消滅させることは難しいため、その生成を抑
えようとすれば１回のプラズマ浸炭を短時間で切り上げ
る必要がある。
の拡散速度より浸炭速度の方がはるかに大きいため、プ
ラズマ浸炭をある程度長時間継続していると、表面層の
炭素濃度がプラズマ浸炭温度における共析限界（Ａｃ
ｍ）を越えて上昇し、そこに網状炭化物が生成するおそ
れが出てくる。網状炭化物は先に述べたようにいったん
生成すると消滅させることは難しいため、その生成を抑
えようとすれば１回のプラズマ浸炭を短時間で切り上げ
る必要がある。
【００１１】１回のプラズマ浸炭で網状炭化物を生成さ
せることなく必要量の炭素を取り込み、所定深さの浸炭
層と浸炭濃度を得ることができるときはよいが、それが
不可能な場合、間に脱炭処理を挟んで複数回のプラズマ
浸炭を施すようにする。これにより、ワーク表面に一度
に過剰の炭素が取り込まれず網状炭化物の生成が抑えら
れ、また、プラズマ浸炭後の脱炭処理による炭素濃度の
均一化と内部への拡散がその都度行われ、大きい浸炭深
さと浸炭層における必要な炭素濃度を得ることが容易と
なる。
せることなく必要量の炭素を取り込み、所定深さの浸炭
層と浸炭濃度を得ることができるときはよいが、それが
不可能な場合、間に脱炭処理を挟んで複数回のプラズマ
浸炭を施すようにする。これにより、ワーク表面に一度
に過剰の炭素が取り込まれず網状炭化物の生成が抑えら
れ、また、プラズマ浸炭後の脱炭処理による炭素濃度の
均一化と内部への拡散がその都度行われ、大きい浸炭深
さと浸炭層における必要な炭素濃度を得ることが容易と
なる。
【００１２】本発明においては、プラズマ浸炭処理と脱
炭処理を同一の真空炉内で続けて行ってもよいし、また
両工程を切り離し各々別々に行ってもよいが、網状炭化
物が析出するのを防止するため、プラズマ浸炭のあとは
冷却せず引き続き脱炭処理に入るものとする。特に、プ
ラズマ脱炭処理を行うときは、同じ真空炉内で反応ガス
を入れ替え、グロー放電条件を適宜調整するのみで直ち
に実施でき好都合である。
炭処理を同一の真空炉内で続けて行ってもよいし、また
両工程を切り離し各々別々に行ってもよいが、網状炭化
物が析出するのを防止するため、プラズマ浸炭のあとは
冷却せず引き続き脱炭処理に入るものとする。特に、プ
ラズマ脱炭処理を行うときは、同じ真空炉内で反応ガス
を入れ替え、グロー放電条件を適宜調整するのみで直ち
に実施でき好都合である。
【００１３】プラズマ浸炭処理の温度は、高い方が浸炭
速度及び拡散速度が上がり浸炭効率が高くなり、一方、
余り高温ではエネルギー効率が悪くワークの歪みも大き
くなるので、従来通り８５０〜１１００℃程度に保持し
て行うとよい。また、プラズマ脱炭処理の温度は、ワー
ク表面が局部的にでも過剰に脱炭されそこがフェライト
化するのを防止するため９１０℃以上とするのが望まし
い。なお、フェライト中では拡散速度が遅いため、いっ
たんフェライトが生成するとなかなか解消しない。
速度及び拡散速度が上がり浸炭効率が高くなり、一方、
余り高温ではエネルギー効率が悪くワークの歪みも大き
くなるので、従来通り８５０〜１１００℃程度に保持し
て行うとよい。また、プラズマ脱炭処理の温度は、ワー
ク表面が局部的にでも過剰に脱炭されそこがフェライト
化するのを防止するため９１０℃以上とするのが望まし
い。なお、フェライト中では拡散速度が遅いため、いっ
たんフェライトが生成するとなかなか解消しない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。肌焼き鋼素材として、Ｃ：０．１８％、Ｓｉ：
０．０９％、Ｍｎ：０．６９％、Ｐ：０．００６％、
Ｓ：０．０２１％、Ｃｒ：１．０２％、Ｍｏ：０．３９
％、Ａｌ：０．３５％、Ｎｂ：０．０３５％、残部Ｆｅ
からなるディファレンシャルギヤのピニオンギヤを、以
下の条件にて浸炭処理した。
する。肌焼き鋼素材として、Ｃ：０．１８％、Ｓｉ：
０．０９％、Ｍｎ：０．６９％、Ｐ：０．００６％、
Ｓ：０．０２１％、Ｃｒ：１．０２％、Ｍｏ：０．３９
％、Ａｌ：０．３５％、Ｎｂ：０．０３５％、残部Ｆｅ
からなるディファレンシャルギヤのピニオンギヤを、以
下の条件にて浸炭処理した。
【００１５】ー実施例（図１参照）ー 真空炉内へワークを収容し、真空中で１０００℃、１
０分間の均熱処理、真空炉内へＨ2ガスを導入して炉
内圧を３Ｔｏｒｒに調整し、３５０Ｖ、２Ａの条件でグ
ロー放電し、２０分間のクリーンアップ処理、Ｈ2ガ
スを抜きＣ3Ｈ8ガスを導入して炉内圧を３．５Ｔｏｒｒ
に調整し、４００Ｖ、２Ａの条件でグロー放電し、１０
分間のプラズマ浸炭処理、Ｃ3Ｈ8ガスを抜きＣＯ2ガ
スを導入して炉内圧を３Ｔｏｒｒに調整し、１０分間の
プラズマ脱炭処理、１０分間のプラズマ浸炭処理（
と同条件）、１０分間のプラズマ脱炭処理（と同条
件）、１０分間のプラズマ浸炭処理（と同条件）、
７０分間のプラズマ脱炭処理（と同条件）、炉内
を真空とし、５分間の拡散処理、その後、８５０℃まで
徐冷し、焼入れ、又はそのまま徐冷。
０分間の均熱処理、真空炉内へＨ2ガスを導入して炉
内圧を３Ｔｏｒｒに調整し、３５０Ｖ、２Ａの条件でグ
ロー放電し、２０分間のクリーンアップ処理、Ｈ2ガ
スを抜きＣ3Ｈ8ガスを導入して炉内圧を３．５Ｔｏｒｒ
に調整し、４００Ｖ、２Ａの条件でグロー放電し、１０
分間のプラズマ浸炭処理、Ｃ3Ｈ8ガスを抜きＣＯ2ガ
スを導入して炉内圧を３Ｔｏｒｒに調整し、１０分間の
プラズマ脱炭処理、１０分間のプラズマ浸炭処理（
と同条件）、１０分間のプラズマ脱炭処理（と同条
件）、１０分間のプラズマ浸炭処理（と同条件）、
７０分間のプラズマ脱炭処理（と同条件）、炉内
を真空とし、５分間の拡散処理、その後、８５０℃まで
徐冷し、焼入れ、又はそのまま徐冷。
【００１６】ー従来例（図２参照）ー 真空炉内へワークを収容し、真空中で１０００℃、１
０分間の均熱処理、真空炉内へＨ2ガスを導入して炉
内圧を３Ｔｏｒｒに調整し、３５０Ｖ、２Ａの条件でグ
ロー放電し、２０分間のクリーンアップ処理、Ｈ2ガ
スを抜きＣ3Ｈ8ガスを導入して炉内圧を３．５Ｔｏｒｒ
に調整し、４００Ｖ、２Ａの条件でグロー放電し、５０
分間のプラズマ浸炭処理、炉内を真空とし、７２分間
の拡散処理、８５０℃まで徐冷し、焼入れ、又はその
まま徐冷。
０分間の均熱処理、真空炉内へＨ2ガスを導入して炉
内圧を３Ｔｏｒｒに調整し、３５０Ｖ、２Ａの条件でグ
ロー放電し、２０分間のクリーンアップ処理、Ｈ2ガ
スを抜きＣ3Ｈ8ガスを導入して炉内圧を３．５Ｔｏｒｒ
に調整し、４００Ｖ、２Ａの条件でグロー放電し、５０
分間のプラズマ浸炭処理、炉内を真空とし、７２分間
の拡散処理、８５０℃まで徐冷し、焼入れ、又はその
まま徐冷。
【００１７】このように浸炭処理後徐冷又は焼入れした
試料のエッジ部及び平坦部（それぞれ図８のＡ又はＢに
相当）の金属組織顕微鏡写真を図３〜図５に示す。図３
は、浸炭処理後徐冷したワークのエッジ部の金属組織顕
微鏡写真であり、従来例（ｂ）の方はパーライト組織の
中に粒界に沿って炭化物が析出（白く網状にみえる部
分）しているが、実施例（ａ）の方には炭化物の析出は
みられない。
試料のエッジ部及び平坦部（それぞれ図８のＡ又はＢに
相当）の金属組織顕微鏡写真を図３〜図５に示す。図３
は、浸炭処理後徐冷したワークのエッジ部の金属組織顕
微鏡写真であり、従来例（ｂ）の方はパーライト組織の
中に粒界に沿って炭化物が析出（白く網状にみえる部
分）しているが、実施例（ａ）の方には炭化物の析出は
みられない。
【００１８】図４及び図５は、それぞれ従来例及び実施
例の浸炭後焼入れしたワークのエッジ部と平坦部の金属
組織顕微鏡写真であり、図４の従来例においては、平坦
部（ａ）ではマルテンサイト組織（黒くみえる部分）と
残留オーステナイト組織（白くみえる部分）からなり炭
化物がみあたらないが、エッジ部（ｂ）では炭化物が網
状に析出している。しかし、図５の実施例においては、
平坦部（ａ）及びエッジ部（ｂ）とも炭化物は析出して
いない。
例の浸炭後焼入れしたワークのエッジ部と平坦部の金属
組織顕微鏡写真であり、図４の従来例においては、平坦
部（ａ）ではマルテンサイト組織（黒くみえる部分）と
残留オーステナイト組織（白くみえる部分）からなり炭
化物がみあたらないが、エッジ部（ｂ）では炭化物が網
状に析出している。しかし、図５の実施例においては、
平坦部（ａ）及びエッジ部（ｂ）とも炭化物は析出して
いない。
【００１９】図６は浸炭後焼入れ処理を施した実施例、
図７は同じく従来例の平坦部における表面からの距離と
硬度（ビッカース硬度）の関係を示すものである。実施
例では脱炭処理を施したにも関わらず、従来例とほぼ同
等の表面硬度が得られており、また有効硬化層深さ（５
５０Ｈｖ以上の硬度が得られる深さ）についても従来例
が１．３１ｍｍに対し１．２２ｍｍと、遜色ない。
図７は同じく従来例の平坦部における表面からの距離と
硬度（ビッカース硬度）の関係を示すものである。実施
例では脱炭処理を施したにも関わらず、従来例とほぼ同
等の表面硬度が得られており、また有効硬化層深さ（５
５０Ｈｖ以上の硬度が得られる深さ）についても従来例
が１．３１ｍｍに対し１．２２ｍｍと、遜色ない。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、エッジ部を備えるワー
クの表面に均一な炭素濃度の浸炭層を形成することがで
き、また、冷却時にエッジ部に網状の炭化物が生成する
のを抑制することができる。
クの表面に均一な炭素濃度の浸炭層を形成することがで
き、また、冷却時にエッジ部に網状の炭化物が生成する
のを抑制することができる。
【図１】実施例のプラズマ浸炭処理のパターンを示す図
である。
である。
【図２】従来例のプラズマ浸炭処理のパターンを示す図
である。
である。
【図３】浸炭処理後徐冷したワークのエッジ部の金属組
織顕微鏡写真であり、（ａ）は実施例、（ｂ）は従来例
である。
織顕微鏡写真であり、（ａ）は実施例、（ｂ）は従来例
である。
【図４】浸炭処理後焼入れ（従来例）したワークの平坦
部（ａ）及びエッジ部（ｂ）の金属組織顕微鏡写真であ
る。
部（ａ）及びエッジ部（ｂ）の金属組織顕微鏡写真であ
る。
【図５】浸炭処理後焼入れ（実施例）したワークの平坦
部（ａ）及びエッジ部（ｂ）の金属組織顕微鏡写真であ
る。
部（ａ）及びエッジ部（ｂ）の金属組織顕微鏡写真であ
る。
【図６】浸炭処理後焼入れ（実施例）したワークの平坦
部におけるビッカース硬度と表面からの距離の関係を示
すグラフである。
部におけるビッカース硬度と表面からの距離の関係を示
すグラフである。
【図７】浸炭処理後焼入れ（従来例）したワークの平坦
部におけるビッカース硬度と表面からの距離の関係を示
すグラフである。
部におけるビッカース硬度と表面からの距離の関係を示
すグラフである。
【図８】エッジ部と平坦部を説明する図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 エッジ部を備えるワークの表面部に浸炭
層を形成する際、真空炉内にワークを収容し該真空炉内
に浸炭性ガスを供給してグロー放電するプラズマ浸炭処
理を施したのち引き続き脱炭処理を施すことを特徴とす
る浸炭処理方法。 - 【請求項２】 プラズマ浸炭処理と脱炭処理を交互に繰
り返し行うことを特徴とする請求項１に記載された浸炭
処理方法。 - 【請求項３】 脱炭処理は、ワークを収容した真空炉内
に脱炭性ガスを供給してグロー放電するプラズマ脱炭処
理であることを特徴とする請求項１又は２に記載された
浸炭処理方法。 - 【請求項４】 脱炭性ガスがＣＯ2ガスであることを特
徴とする請求項３に記載された浸炭処理方法。 - 【請求項５】 プラズマ浸炭処理又は脱炭処理のあとで
拡散処理を施すことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載された浸炭処理方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP08413694A JP3301857B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 浸炭処理方法 |
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| US08/413,073 US5605580A (en) | 1994-03-29 | 1995-03-29 | Carburization process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08413694A JP3301857B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 浸炭処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07268601A true JPH07268601A (ja) | 1995-10-17 |
| JP3301857B2 JP3301857B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=13822088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08413694A Expired - Fee Related JP3301857B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 浸炭処理方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3301857B2 (ja) |
| KR (1) | KR100333199B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003171756A (ja) * | 2001-12-06 | 2003-06-20 | Chugai Ro Co Ltd | 鋼材部品の真空浸炭方法 |
| JP2006028541A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | 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 |
| JP2009138207A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Aisin Seiki Co Ltd | 炭素濃度制御された鋼表面を有する鋼材の製造方法及び製造装置 |
| JP2011117027A (ja) * | 2009-12-02 | 2011-06-16 | Parker Netsu Shori Kogyo Kk | エッジ部を有するワークの浸炭方法 |
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| KR101622306B1 (ko) * | 2009-10-29 | 2016-05-19 | 삼성전자주식회사 | 그라펜 시트, 이를 포함하는 그라펜 기재 및 그의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| CH632013A5 (de) * | 1977-09-22 | 1982-09-15 | Ipsen Ind Int Gmbh | Verfahren zur gasaufkohlung von werkstuecken aus stahl. |
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| GB8625912D0 (en) * | 1986-10-29 | 1986-12-03 | Electricity Council | Thermochemical treatment |
| JP2808621B2 (ja) * | 1988-11-28 | 1998-10-08 | 大同特殊鋼株式会社 | 鋼の浸炭処理方法 |
| JPH03247749A (ja) * | 1990-02-24 | 1991-11-05 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | プラズマ熱処理方法 |
| JP3182957B2 (ja) * | 1993-01-14 | 2001-07-03 | 日産自動車株式会社 | 歯車の浸炭処理法 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP08413694A patent/JP3301857B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-03-29 KR KR1019950006832A patent/KR100333199B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-03-29 US US08/413,073 patent/US5605580A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JP3301857B2 (ja) | 2002-07-15 |
| KR100333199B1 (ko) | 2002-11-16 |
| KR950032696A (ko) | 1995-12-22 |
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