JPH076053B2 - 加圧下での鋼製工作物の窒化法 - Google Patents

加圧下での鋼製工作物の窒化法

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JPH076053B2
JPH076053B2 JP29545091A JP29545091A JPH076053B2 JP H076053 B2 JPH076053 B2 JP H076053B2 JP 29545091 A JP29545091 A JP 29545091A JP 29545091 A JP29545091 A JP 29545091A JP H076053 B2 JPH076053 B2 JP H076053B2
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nitriding
pressure
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steel
ammonia
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プライサー フリードリッヒ
ザイフ ルードルフ
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デグーサ・アクチエンゲゼルシヤフト
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    • 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
    • C23C8/06—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
    • C23C8/08—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 only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子窒素を含有するガ
ス雰囲気内で、４２５℃より高い温度及び０．２ＭＰａ
より高い圧力で鋼製工作物を窒化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化層は公知技術水準によれば、鋼合金
製工作物上に塩浴中で、ガス窒化又はプラズマ窒化によ
り製造される。該層は鋼の耐食性、耐摩耗性及び耐振性
を改良する。該層は、一般的には窒素拡散層の上の、上
記方法により１００時間程度の処理時間で生じる数ミク
ロンの厚さのいわゆる化合物層からなる。
【０００３】ここ数年、特にガス窒化は大きく進歩し、
そこでは鋼成形品は窒素放出ガスの雰囲気内で、有利に
はアンモニア雰囲気内で加熱される。
【０００４】米国特許第２７７９６９７号明細書から、
ガス状のアンモニア中、加圧下で鋼を窒化する方法は公
知である。
【０００５】該方法では、耐圧容器に一定量のアンモニ
アを充填し、４２５℃〜６４０℃（８００〜１２００
Ｆ）の温度に加熱し、それにより数バールのアンモニア
圧が耐圧容器内に生じる。その際、アンモニアの量、圧
力及び温度に依存して２０〜４０μｍの窒化層が約１５
時間以内で得られる。該方法は実際にはもちろん実現す
ることができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、短時間に厚さ５０μｍ以下の気孔不含の化合物層
を、合金されていない又は合金された鋼上に特殊な前処
理なしで製造することができる、原子窒素を含有するガ
ス雰囲気内で、４２５℃より高い温度及び０．２ＭＰａ
より高い圧力で鋼製工作物を窒化する方法を開発するこ
とであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
り、ガス雰囲気がアンモニア５〜９５容量％及び分子窒
素９５〜５容量％からなり、かつ窒化を一定の加圧下で
行うことにより解決される。
【０００８】原子窒素を放出するガスとしては、高温で
水素と窒素に解離するアンモニアを使用する。分子窒素
を配合せずに純粋なアンモニアを使用すると、明らかに
悪い化合物層が形成される。該方法では、４〜５時間で
５０μｍ以下の窒化層が得られる。
【０００９】該化合物層はほとんど気孔不含である。
γ′相のε相に対する比は、処理パラメータにより調整
可能であり、最も好ましい場合にはγ′層は１００％で
ある。オーステナイト及び高クロム含有の鋼は、それぞ
れ化学的前処理をせずに窒化することができる。該方法
は、工作物を形状的に制限することなくかつ任意の数で
処理するのに適している。該数は専ら利用できる炉の大
きさによって決まる。室炉は典型的な方法には、０．２
〜１０ＭＰａの絶対内圧で１２００℃以下の温度に加熱
することができる。処理パラメータ、すなわち温度、時
間、絶対圧及び窒素放出ガスの分圧は、それぞれの工作
物に最適な処理条件をもたらすように調整することがで
きる。その際、窒化温度は５００〜９００℃の値が有利
であることが立証された。更に、窒化は全窒化時間にわ
たって一定の加圧で行うことが重要である。圧力変動は
化合物層の良好な特性及び再現性を劣化する。処理時間
は、鋼の種類と所望の層厚により決まる。
【００１０】
【実施例】次に本発明を以下の実施例につき詳細に説明
する。
【００１１】１．組成Ｃ４５の鋼を、耐圧性室炉中７０
０℃で、アンモニア３０容量％と窒素７０容量％のガス
混合物で２ＭＰａ過圧で窒化した。１時間後、厚さ４０
μｍの、ほとんど気孔不含の化合物層が形成された。
【００１２】２．高速度鋼においては、アンモニア８０
容量％と窒素２０容量％のガス雰囲気中５８０℃、１Ｍ
Ｐａ、４時間で厚さ１００μｍの拡散帯域が得られた。
【００１３】３．組成１６ＭｎＣｒ５の鋼上に、アンモ
ニア７０容量％と窒素３０容量％のガス雰囲気中５５０
℃、８ＭＰａの加圧下、２時間で厚さ５０μｍのほとん
ど気孔不含の化合物層が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−91047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−145343（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原子窒素を含有するガス雰囲気内で、４
    ２５℃より高い温度及び０．２ＭＰａより高い圧力で鋼
    製工作物を窒化する方法において、ガス雰囲気がアンモ
    ニア５〜９５容量％及び分子窒素９５〜５容量％からな
    り、かつ窒化を一定の圧力で行うことを特徴とする、加
    圧下で鋼製工作物を窒化する方法。
JP29545091A 1990-11-15 1991-11-12 加圧下での鋼製工作物の窒化法 Expired - Fee Related JPH076053B2 (ja)

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