JPS585259B2 - ガス浸炭方法及び装置 - Google Patents
ガス浸炭方法及び装置Info
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- JPS585259B2 JPS585259B2 JP55053830A JP5383080A JPS585259B2 JP S585259 B2 JPS585259 B2 JP S585259B2 JP 55053830 A JP55053830 A JP 55053830A JP 5383080 A JP5383080 A JP 5383080A JP S585259 B2 JPS585259 B2 JP S585259B2
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- gas
- carburizing
- chamber
- nitrogen
- furnace
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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
- C23C8/20—Carburising
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鋼製部品の内部の靭性を保持しつつ表面を硬
化せしめる表面処理法たるガス浸炭方法及びこれを実施
するガス浸炭装置に関する。
化せしめる表面処理法たるガス浸炭方法及びこれを実施
するガス浸炭装置に関する。
更に詳細には、吸着剤を使用した窒素ガス発生装置によ
り一定割合からなる窒素と酸素の混合ガスを精製し、こ
れをキャリアーガスとして用い、このキャリアーガスに
プロパン等の炭化水素をエンリッチガスとして添加した
ものを雰囲気ガスとして用いるガス浸炭方法及びこれを
実施するための装置、具体的には浸炭炉を開閉自在な扉
で複数の室に区画し、この区画された室のうちの浸炭室
に吸着剤を使用した窒素ガス発生装置により精製される
一定割合から成る窒素と酸素の混合ガスにプロパン等を
添加したものを供給する如くしスーテイングの発生防止
及び経済性に優れた連続式ガス浸炭装置に関する。
り一定割合からなる窒素と酸素の混合ガスを精製し、こ
れをキャリアーガスとして用い、このキャリアーガスに
プロパン等の炭化水素をエンリッチガスとして添加した
ものを雰囲気ガスとして用いるガス浸炭方法及びこれを
実施するための装置、具体的には浸炭炉を開閉自在な扉
で複数の室に区画し、この区画された室のうちの浸炭室
に吸着剤を使用した窒素ガス発生装置により精製される
一定割合から成る窒素と酸素の混合ガスにプロパン等を
添加したものを供給する如くしスーテイングの発生防止
及び経済性に優れた連続式ガス浸炭装置に関する。
従来、ガス浸炭法においては処理過程における酸化等を
防止すべく吸熱型変成ガスをキャリアーガスとして用い
、更に浸炭に必要なカーボンポテンシャルを得るべくプ
ロパン等の炭化水素をエンリッチガスとしてこのキャリ
アーガスに添加し、これを850〜950℃の浸炭炉に
導入して浸炭を行なう如くしている。
防止すべく吸熱型変成ガスをキャリアーガスとして用い
、更に浸炭に必要なカーボンポテンシャルを得るべくプ
ロパン等の炭化水素をエンリッチガスとしてこのキャリ
アーガスに添加し、これを850〜950℃の浸炭炉に
導入して浸炭を行なう如くしている。
而して、この吸熱型変成ガスは変成炉内において以下の
如き反応により生成される。
如き反応により生成される。
つまりメタン(CH4)を出発原料とする場合には
2CH4+O2+3.76N2=2CO+4H2+3.
76N2 CH4+2O2+7.52N2=CO2+12H2O+
7.52N2 プロパン(C3H8)を出発原料とする場合には2C3
H8+3O2+3×3.76N2=6CO+8H2+1
1.28N2 C3H8+5O2+5×3.76N2=3CO2+4H
2O+18.8N2 このようにして、体積比で例えばCO2が0.26%、
COが24.5%、H2が31.2%、H2Oが0.4
%、残りがN2の如きO2を含まないキャリアーガスが
生成される。
76N2 CH4+2O2+7.52N2=CO2+12H2O+
7.52N2 プロパン(C3H8)を出発原料とする場合には2C3
H8+3O2+3×3.76N2=6CO+8H2+1
1.28N2 C3H8+5O2+5×3.76N2=3CO2+4H
2O+18.8N2 このようにして、体積比で例えばCO2が0.26%、
COが24.5%、H2が31.2%、H2Oが0.4
%、残りがN2の如きO2を含まないキャリアーガスが
生成される。
この生成には、例えばプロパンを用いる場合にはプロパ
ンと空気を混合し、1000〜1100℃に加熱したニ
ッケル触媒中を通過せしめることにより行なう。
ンと空気を混合し、1000〜1100℃に加熱したニ
ッケル触媒中を通過せしめることにより行なう。
またキャリアーガスのみでは浸炭に必要なカーボンポテ
ンシャルが得られない。
ンシャルが得られない。
例えば浸炭温度が930℃の場合のキャリアーガス中の
カーボンポテンシャルは0.4〜0.5%であり、浸炭
を行なうには低すぎる。
カーボンポテンシャルは0.4〜0.5%であり、浸炭
を行なうには低すぎる。
したがってキャリアーガスにプロパン等の炭化水素をエ
ンリッチガスとして添加するのであるが、添加した場合
の炉内反応は以下の如くである。
ンリッチガスとして添加するのであるが、添加した場合
の炉内反応は以下の如くである。
まずプロパン(C3H8)とキャリアーガス中のCO2
とが炉内で以下の如く反応する。
とが炉内で以下の如く反応する。
C3H8+C02=2CO+2CH4
CH4+C02=2CO+2H2
このようにCO2が減少し、COが増加するので以下の
如き浸炭の基本反応が進行して、鋼製品表面に侵入する
活性炭素〔C〕を生成する。
如き浸炭の基本反応が進行して、鋼製品表面に侵入する
活性炭素〔C〕を生成する。
2CO=〔C〕+CO2・・・・・・(1)ちなみに、
上記反応はその反応速度が遅いのでCOの分圧が浸炭温
度における平衡値のよいものより大きくても雰囲気ガス
全体が〔C〕を析出することなく、被処理物表面におい
てのみ当人面が触媒作用を行ない(1)式の反応が部分
的に生じる。
上記反応はその反応速度が遅いのでCOの分圧が浸炭温
度における平衡値のよいものより大きくても雰囲気ガス
全体が〔C〕を析出することなく、被処理物表面におい
てのみ当人面が触媒作用を行ない(1)式の反応が部分
的に生じる。
したがってスーテイングが発生することは少ない。
以上の如く、従来の浸炭法では変成炉が不可欠の要素で
あり、この変成炉は高温に耐え且つ大型のものが要求さ
れ、更に変成炉の運転を常時管理しなければならないと
いう問題があり、更に浸炭法を行なうには吸熱型変成ガ
スの原料及びエンリッチガスとしてプロパン等の高価な
炭化水素を多量に用いなければならないという不利があ
る。
あり、この変成炉は高温に耐え且つ大型のものが要求さ
れ、更に変成炉の運転を常時管理しなければならないと
いう問題があり、更に浸炭法を行なうには吸熱型変成ガ
スの原料及びエンリッチガスとしてプロパン等の高価な
炭化水素を多量に用いなければならないという不利があ
る。
又、従来の連続式ガス浸炭装置においては、被処理物を
連続的に処理する手段として浸炭炉の内部を被処理物で
充填し、この被処理物を載置したトレーの1つをプッシ
ャーで押圧し、被処理物を前パージ室から昇温室に搬入
せしめると共に、降温室にある被処理物を載置したトレ
ーを他のプッシャーで押圧し、この被処理物を焼入室に
搬入せしめるようにし、浸炭炉内の被処理物が連続して
順次搬送される如きトレープッシャー型装置が用いられ
ている。
連続的に処理する手段として浸炭炉の内部を被処理物で
充填し、この被処理物を載置したトレーの1つをプッシ
ャーで押圧し、被処理物を前パージ室から昇温室に搬入
せしめると共に、降温室にある被処理物を載置したトレ
ーを他のプッシャーで押圧し、この被処理物を焼入室に
搬入せしめるようにし、浸炭炉内の被処理物が連続して
順次搬送される如きトレープッシャー型装置が用いられ
ている。
このようなトレープッシャー型装置では夫々の被処理物
を載置したトレーが連接しているので、前パージ室と浸
炭炉との境界部を開閉扉で区切ることができない。
を載置したトレーが連接しているので、前パージ室と浸
炭炉との境界部を開閉扉で区切ることができない。
したがって空気と吸熱型変成ガスとが混合した場合の爆
発の危険を回避すべく、前パージ室のガス置換に少くと
もパージ室容積の5倍、通常7〜8倍の多量のガスを必
要とする。
発の危険を回避すべく、前パージ室のガス置換に少くと
もパージ室容積の5倍、通常7〜8倍の多量のガスを必
要とする。
また前記した構造では昇温、浸炭及び降温の各ゾーン間
に中間扉を設けることも出来ない。
に中間扉を設けることも出来ない。
したがって昇温ゾーン或は降温ゾーンでスーテイングが
発生する れがある。
発生する れがある。
更に被処理物を連続的に搬送するので、浸炭深さ等の処
理条件の変更が困難である等の不利がある。
理条件の変更が困難である等の不利がある。
本発明者等は上述した問題点に鑑み、これを有効に解決
すべく本発明を成したものである。
すべく本発明を成したものである。
本発明の目的はキャリアーガス生成の為の変成炉を必要
とせず、昇温ゾーン及び降温ゾーンにおけるスーテイン
グを防止でき、浸炭の処理条件を容易に変更し得るとと
もにプロパン等の炭化水素の使用量が最小で済む経済的
に有利な浸炭方法及びその装置を提供するにある。
とせず、昇温ゾーン及び降温ゾーンにおけるスーテイン
グを防止でき、浸炭の処理条件を容易に変更し得るとと
もにプロパン等の炭化水素の使用量が最小で済む経済的
に有利な浸炭方法及びその装置を提供するにある。
斯る目的を達成すべく、本発明は吸着剤を使用して大気
中から窒素ガスを分離精製する窒素ガス発生装置により
窒素と酸素との混合ガスを精製し、これをキャリアーガ
スとして用い、このキャリアーガスにプロパン等の炭化
水素を添加したものを雰囲気ガスとして使用することを
特徴とし、又浸炭炉内に複数の開閉扉を設け、この開閉
扉によって浸炭炉を真空パージ室、昇温室、浸炭室及び
降温室に区画し、少くとも浸炭室を上記雰囲気ガスで充
填する如き構成としたことを特徴としている。
中から窒素ガスを分離精製する窒素ガス発生装置により
窒素と酸素との混合ガスを精製し、これをキャリアーガ
スとして用い、このキャリアーガスにプロパン等の炭化
水素を添加したものを雰囲気ガスとして使用することを
特徴とし、又浸炭炉内に複数の開閉扉を設け、この開閉
扉によって浸炭炉を真空パージ室、昇温室、浸炭室及び
降温室に区画し、少くとも浸炭室を上記雰囲気ガスで充
填する如き構成としたことを特徴としている。
以下に本発明の好適一実施例について詳述する。
先ず浸炭方法の発明について説明すると、吸着剤を用い
た窒素ガス発生方式によれば常に少量の酸素が残留する
ので、容易に窒素と酸素との混合ガスを得ることができ
る。
た窒素ガス発生方式によれば常に少量の酸素が残留する
ので、容易に窒素と酸素との混合ガスを得ることができ
る。
したがって体積比で窒素95〜99%、酸素1〜5%の
キャリアーガスを精製するには、吸着剤を使用して大気
中から窒素ガスを分離精製する窒素ガス発生装置を用い
る3このようにキャリアーガスに酸素を含有せしめるの
は以下の理由による。
キャリアーガスを精製するには、吸着剤を使用して大気
中から窒素ガスを分離精製する窒素ガス発生装置を用い
る3このようにキャリアーガスに酸素を含有せしめるの
は以下の理由による。
つまり浸炭の基本反応は前記(1)式の如く2C=〔C
〕+CO2で示され、浸炭が十分性なわれるには活性炭
素〔C〕の量、換言すればカーボンポテンシャルの値が
一定以上でなければならない。
〕+CO2で示され、浸炭が十分性なわれるには活性炭
素〔C〕の量、換言すればカーボンポテンシャルの値が
一定以上でなければならない。
したがって前記(1)式の反応を進ませる必要があるが
、これには炉内のCO濃度を増せば良い。
、これには炉内のCO濃度を増せば良い。
而るに、C3H8とO2との反応は非常に速く以下の如
きである。
きである。
2C3H8+3O2=6CO+8H2・・・・・・(2
)このようにして、キャリアーガスにO2を含有せしめ
れば、プロパン(C3H8)と酸素(O2)とが炉内で
速やかに反応し、炉内のCO濃度が増加し、カーボンポ
テンシャルが上昇して浸炭が十分性なわれる。
)このようにして、キャリアーガスにO2を含有せしめ
れば、プロパン(C3H8)と酸素(O2)とが炉内で
速やかに反応し、炉内のCO濃度が増加し、カーボンポ
テンシャルが上昇して浸炭が十分性なわれる。
ちなみに、キャリアーガス中にO2を全く含まずN2の
みの場合には下記の如き反応となる。
みの場合には下記の如き反応となる。
C3H8→C2H4+CH4→〔C〕+2CH4→3〔
C〕+4H2 上記のプロパン(C3H8)の熱分解反応はその反応速
度が極めて速く、被処理分に接触する以前に活性炭素〔
C〕が生成されスーテイングが発生する。
C〕+4H2 上記のプロパン(C3H8)の熱分解反応はその反応速
度が極めて速く、被処理分に接触する以前に活性炭素〔
C〕が生成されスーテイングが発生する。
したがってキャリアーガス成分をN2単独とするのは不
適当である。
適当である。
また、キャリアーガス中のO2量を増大し、この増大し
た当量分に応じてC3H8も増量すると、炉内残留O2
量が増加し被処理物に結晶粒界酸化を生じる虞れがあり
、更に浸炭に必要なCO量の増加も限界に達し、残留メ
タン量が増加してスーテイング発生の虞れもある。
た当量分に応じてC3H8も増量すると、炉内残留O2
量が増加し被処理物に結晶粒界酸化を生じる虞れがあり
、更に浸炭に必要なCO量の増加も限界に達し、残留メ
タン量が増加してスーテイング発生の虞れもある。
したがって、キャリアーガス中のO2量は5%以内に留
めるのが良い。
めるのが良い。
逆に含有O2量をあまり少なくすると、前記したN2単
独の場合の不利つまりC3H8の熱分解によるスーテイ
ングの問題が生じたり、或はスーテイングを防止すべく
O2の減少に応じてC3H8の添加量を少なくすると、
浸炭に必要なCO量の絶対濃度が不足して浸炭バラツキ
を生じる。
独の場合の不利つまりC3H8の熱分解によるスーテイ
ングの問題が生じたり、或はスーテイングを防止すべく
O2の減少に応じてC3H8の添加量を少なくすると、
浸炭に必要なCO量の絶対濃度が不足して浸炭バラツキ
を生じる。
したがって含有酸素量は1%以上とするのが適当である
。
。
以上から、窒素ガス発生装置により精製せしめるキャリ
アーガスの成分割合は体積比で窒素95〜99%、酸素
1〜5%とするのが好ましい。
アーガスの成分割合は体積比で窒素95〜99%、酸素
1〜5%とするのが好ましい。
更に、このキャリアーガスに添加するプロパンガスの量
はキャリアーガスに含まれるO2量に規制され、通常は
C3H8を2〜6%添加するのが適当である。
はキャリアーガスに含まれるO2量に規制され、通常は
C3H8を2〜6%添加するのが適当である。
以上の如くして構成された炉内雰囲気ガスは例えば93
0℃においては、COが4〜6%、N2が10〜12%
、CO2が0.05〜0.1%、H2Oが0.05〜0
.1%残りがN2となる。
0℃においては、COが4〜6%、N2が10〜12%
、CO2が0.05〜0.1%、H2Oが0.05〜0
.1%残りがN2となる。
そしてこのような雰囲気ガス中に一定時間被処理物を放
置することにより被処理物表面に浸炭がなされる。
置することにより被処理物表面に浸炭がなされる。
以下に本発明の浸炭方法を具体的装置について適用した
場合を添付図面に従って詳述する。
場合を添付図面に従って詳述する。
第1図は連続式ガス浸炭装置の概略縦断面を示し、第2
図は各処理工程ゾーンと被処理物の温度との関%を経時
的に説明したグラフである。
図は各処理工程ゾーンと被処理物の温度との関%を経時
的に説明したグラフである。
1は浸炭炉であり、この浸炭炉1の上流には開閉自在な
扉2を介して前記浸炭炉1の入口と連通し、且つ気密に
区画される如く前部パージ室3が隣接されている。
扉2を介して前記浸炭炉1の入口と連通し、且つ気密に
区画される如く前部パージ室3が隣接されている。
この前部パージ室3の入口は開閉自在な扉4を介して図
示しない前処理工程エリアと連通している。
示しない前処理工程エリアと連通している。
前記浸炭炉1内には上下方向に開閉自在な断熱扉4a、
4b、4c、4dが設けられ、この断熱扉4a、4b、
4c、4dによって浸炭炉1は上流から順に被処理物を
加熱せしめる昇温室5、浸炭処理を行なう浸炭室6及び
焼入保持のための降温室7に区画される。
4b、4c、4dが設けられ、この断熱扉4a、4b、
4c、4dによって浸炭炉1は上流から順に被処理物を
加熱せしめる昇温室5、浸炭処理を行なう浸炭室6及び
焼入保持のための降温室7に区画される。
また、これら昇温室5、浸炭室6及び降温室7の夫々の
天井には炉内の雰囲気ガスを撹拌するためのファン8・
・・が取付けられている。
天井には炉内の雰囲気ガスを撹拌するためのファン8・
・・が取付けられている。
前記降温室7の下流には開閉自在な扉9を介して焼入室
10が隣設されている。
10が隣設されている。
この焼入室10の下部には冷却して焼入を行なう為の油
槽12が設けられている。
槽12が設けられている。
前記焼入室10の下流には後部パージ室14が開閉自在
な扉15を介して焼入室10と連通し、且つ気密に区画
される如く隣設されている。
な扉15を介して焼入室10と連通し、且つ気密に区画
される如く隣設されている。
そしてこの後部パージ室14の出口は開閉自在な扉16
を介して図示しない後処理工程エリアに連通している。
を介して図示しない後処理工程エリアに連通している。
以上の前部パージ室3、昇温室5、浸炭室6、降温室7
、焼入室10及び後部パージ室14内には被処理物11
を載置したトレーを搬送するための自走ハースローラ1
7・・・がその軸を被処理物の搬送方向と直角になる如
く夫々平行に且つ同一平面上に配置されている。
、焼入室10及び後部パージ室14内には被処理物11
を載置したトレーを搬送するための自走ハースローラ1
7・・・がその軸を被処理物の搬送方向と直角になる如
く夫々平行に且つ同一平面上に配置されている。
そしてこのハースローラ17・・・は図示しない駆動手
段により回動せしめられる。
段により回動せしめられる。
次に連続式ガス浸炭炉による浸炭焼入作業について述べ
る。
る。
まず洗浄工程を終えた被処理物を前部パージ室3の扉4
を開けて前部パージ室3内に搬入すると同時に該扉4を
閉じ、前部パージ室3と前処理工程エリアとを絶縁する
。
を開けて前部パージ室3内に搬入すると同時に該扉4を
閉じ、前部パージ室3と前処理工程エリアとを絶縁する
。
次いで真空ポンプにより前部パージ室内を減圧(0,1
〜2.0Torr)せしめた後、窒素ガス発生装置で精
製された体積比で99〜99.99%の窒素ガスをガス
供給回路を通じて前部パージ室3内に導入充填する。
〜2.0Torr)せしめた後、窒素ガス発生装置で精
製された体積比で99〜99.99%の窒素ガスをガス
供給回路を通じて前部パージ室3内に導入充填する。
この操作により被処理物11の搬入と同時に前部パージ
室に持ち込まれた空気は完全に窒素ガスによって置換さ
れる。
室に持ち込まれた空気は完全に窒素ガスによって置換さ
れる。
尚、前部パージ室における滞留時間と被処理物の温度と
の関係は第2図の線分aで表わされる。
の関係は第2図の線分aで表わされる。
次いで扉2と断熱扉4aを開け、前部パージ室3と昇温
室5とを連通せしめ、トレー上に載置された被処理物1
1をハースローラ17・・・の回動により昇温室5に搬
入し前記扉2及び断熱扉4aを閉じ、昇温室5と前部パ
ージ室3及び浸炭炉6とを絶縁する。
室5とを連通せしめ、トレー上に載置された被処理物1
1をハースローラ17・・・の回動により昇温室5に搬
入し前記扉2及び断熱扉4aを閉じ、昇温室5と前部パ
ージ室3及び浸炭炉6とを絶縁する。
ここにおいて、昇温室5は前記窒素ガス発生装置で精製
された体積比で99〜99.99%の窒素ガスに微量の
プロパン等の炭化水素を添加したもので充填する如くし
ているので昇温室5内における被処理物11の酸化、脱
炭及びスーテイングが防止される。
された体積比で99〜99.99%の窒素ガスに微量の
プロパン等の炭化水素を添加したもので充填する如くし
ているので昇温室5内における被処理物11の酸化、脱
炭及びスーテイングが防止される。
昇温室5内における被処理物11の滞留時間と温度との
関%は第2図の線分すに示す如くである。
関%は第2図の線分すに示す如くである。
次いで一定時間経過後昇温室5と浸炭室6とを区切る断
熱扉4bを開け、昇温室5で加熱した被処理物11をハ
ースローラ1γの回動により浸炭室に搬入し、同時に断
熱扉4bを閉じ浸炭室6と昇温室5及び降温室7とを絶
縁する。
熱扉4bを開け、昇温室5で加熱した被処理物11をハ
ースローラ1γの回動により浸炭室に搬入し、同時に断
熱扉4bを閉じ浸炭室6と昇温室5及び降温室7とを絶
縁する。
そしてこの密閉された浸炭室6に前記窒素ガス発生装置
で精製された体積比で窒素95〜99%、酸素1〜5%
の混合ガスに体積比で2〜6%プロパンガスを添加した
ガスを充填し、前記(2)式の反応を浸炭室内で進行せ
しめ、浸炭を行なう。
で精製された体積比で窒素95〜99%、酸素1〜5%
の混合ガスに体積比で2〜6%プロパンガスを添加した
ガスを充填し、前記(2)式の反応を浸炭室内で進行せ
しめ、浸炭を行なう。
この浸炭時間と被処理物の温度との関%は第2図の線分
cに示す如きである。
cに示す如きである。
浸炭処理を行なった後断熱扉4cを開はハースローラ1
7を回動せしめて被処理物11を降温室7に搬入し、同
時に前記断熱扉4cを閉じ、降温室7と浸炭室6及び焼
入室10とを絶縁する。
7を回動せしめて被処理物11を降温室7に搬入し、同
時に前記断熱扉4cを閉じ、降温室7と浸炭室6及び焼
入室10とを絶縁する。
この昇温室7の温度をある程度、例えば870℃まで温
度を下げることによって焼入保持室の役目を果たすこと
になる。
度を下げることによって焼入保持室の役目を果たすこと
になる。
更にこの降温室7に前記した昇温室5の場合と同様に窒
素ガス発生装置で精製された体積比で窒素99〜99.
99%のガスに微量のプロパンを添加したガスを充填す
る。
素ガス発生装置で精製された体積比で窒素99〜99.
99%のガスに微量のプロパンを添加したガスを充填す
る。
この操作により降温室7内での被処理物11の酸化、脱
炭、浸炭及びスーテイングが防止される。
炭、浸炭及びスーテイングが防止される。
尚、降温室7内での滞留時間と被処理物の温度との関%
は第2図の線分dで示す如くである。
は第2図の線分dで示す如くである。
次いで前記と同様な操作により被処理物を焼入室10に
搬入し、焼入室10と降温室7及び後部パージ室14と
を絶縁する。
搬入し、焼入室10と降温室7及び後部パージ室14と
を絶縁する。
次いで被処理物11をエレベータ−等で油槽12に下降
浸漬して油冷する。
浸漬して油冷する。
更に焼入室10内を前記した昇温室5と同様に体積比で
99〜99.99%の窒素ガスで充填し爆発の危険を回
避する。
99〜99.99%の窒素ガスで充填し爆発の危険を回
避する。
この焼入室10内での滞留時間と被処理物11の温度と
の関%は第2図の線分eで示す通りである。
の関%は第2図の線分eで示す通りである。
前記油槽12に一定時間浸漬した後、被処理物11を上
昇せしめ油切りを行ない、次いで扉15を開きハースロ
ーラを回動して被処理物11を後部パージ室14に搬入
し、扉15を閉じて後部パージ室14を気密にする。
昇せしめ油切りを行ない、次いで扉15を開きハースロ
ーラを回動して被処理物11を後部パージ室14に搬入
し、扉15を閉じて後部パージ室14を気密にする。
次いで真空ポンプを作動して後部パージ室14内の圧を
0.1〜2.0Torrまで減圧し、この後前記窒素ガ
ス発生装置で精製された体積比で99〜99.99%の
窒素ガスを導入し、焼入室10から持ち込まれたガスを
完全に置換すると共に圧を大気圧まで戻す。
0.1〜2.0Torrまで減圧し、この後前記窒素ガ
ス発生装置で精製された体積比で99〜99.99%の
窒素ガスを導入し、焼入室10から持ち込まれたガスを
完全に置換すると共に圧を大気圧まで戻す。
尚、窒素ガスの代りに空気を導入して圧を戻してもよい
。
。
以上の如くガス浸炭炉により表面硬化処理された被処理
物を後工程へ搬出する。
物を後工程へ搬出する。
以下に本発明の更に具体的な実施例を述べる。
まず浸炭炉を前もって920℃に昇温し、この浸炭炉に
窒素ガス発生装置で精製された窒素97.5%、酸素2
.5%の混合ガスにプロパンガス1%を添加したものを
導入して、浸炭炉内を無酸化雰囲気に調整した。
窒素ガス発生装置で精製された窒素97.5%、酸素2
.5%の混合ガスにプロパンガス1%を添加したものを
導入して、浸炭炉内を無酸化雰囲気に調整した。
次いでこの浸炭炉に被処理物であるSCM22材からな
る部品を投入し、これを920℃に加熱した後プロパン
ガスを3%に増加し、2時間浸炭処理を行なった。
る部品を投入し、これを920℃に加熱した後プロパン
ガスを3%に増加し、2時間浸炭処理を行なった。
この後プロパンガス濃度を1%に下げ30分間拡散処理
を実施し、次いで濾温を830℃まで降下させた。
を実施し、次いで濾温を830℃まで降下させた。
更にその後被処理物を油槽に浸漬し焼入れを行なった。
上記の処理によって得られた製品の浸炭深さは0.95
mm、表面硬度はHRC64を得た。
mm、表面硬度はHRC64を得た。
これは従来の浸炭処理を施した場合と全く同じである。
以上の説明から明らかな如く本発明によれば吸着剤を使
用した窒素ガス発生装置を用いて窒素と酸素との混合ガ
スを精製し、これをキャリアーガスとして用い、更にこ
のキャリアーガスにプロパン等の炭化水素を添加する如
くしたので、従来の如く炭化水素から吸熱型変成ガスを
生成する工程及び変成炉を省略することができ、更には
プロパン或はメタン等の炭化水素の使用量を大幅に減少
せしめることができるので、処理工程の簡単化、製品コ
ストの低減更には省資源の面においても顕著な効果を奏
する。
用した窒素ガス発生装置を用いて窒素と酸素との混合ガ
スを精製し、これをキャリアーガスとして用い、更にこ
のキャリアーガスにプロパン等の炭化水素を添加する如
くしたので、従来の如く炭化水素から吸熱型変成ガスを
生成する工程及び変成炉を省略することができ、更には
プロパン或はメタン等の炭化水素の使用量を大幅に減少
せしめることができるので、処理工程の簡単化、製品コ
ストの低減更には省資源の面においても顕著な効果を奏
する。
更に浸炭炉内部を断熱扉によって複数の室に区画する如
き構成としたので各室の雰囲気ガス及び温度を個別的且
つ正確に制御することが可能となりスーテイング、浸炭
バラツキ或は炭素濃度の異常上昇を有効に防止できると
共に、自走のハースローラを使用したのでトレーへの荷
重を軽減することができトレー自体を軽量化せしめ得る
等の効果をも奏する。
き構成としたので各室の雰囲気ガス及び温度を個別的且
つ正確に制御することが可能となりスーテイング、浸炭
バラツキ或は炭素濃度の異常上昇を有効に防止できると
共に、自走のハースローラを使用したのでトレーへの荷
重を軽減することができトレー自体を軽量化せしめ得る
等の効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の好適一実施例を示すものであり、第1図
は本発明に%る連続式ガス浸炭装置の概略縦断側面図、
第2図は各処理ゾーンと被処理物の温度との関%を経時
的に説明したグラフである。 尚、図面中1は浸炭炉、2,4,9,15゜16は扉、
3は前部パージ室、4a、4b、4c、4dは断熱扉、
5は昇温室、6は浸炭室、7は降温室、10は焼入室、
14は後部パージ室、17はハースローラである。
は本発明に%る連続式ガス浸炭装置の概略縦断側面図、
第2図は各処理ゾーンと被処理物の温度との関%を経時
的に説明したグラフである。 尚、図面中1は浸炭炉、2,4,9,15゜16は扉、
3は前部パージ室、4a、4b、4c、4dは断熱扉、
5は昇温室、6は浸炭室、7は降温室、10は焼入室、
14は後部パージ室、17はハースローラである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 吸着剤を使用して大気中から窒素ガスを分離精製す
る窒素ガス発生装置から精製される体積比で窒素95〜
99%、酸素1〜5%の成分からなるガスを浸炭炉に導
入し、これにプロパンガス等の炭化水素系ガスを体積比
で2〜6%添加してガス浸炭を行うようにしたことを特
徴とするガス浸炭方法。 2 前記ガス浸炭後に焼入工程を付加したことを特徴と
する特許 浸炭方法。 3 浸炭炉を前後に開閉扉を備えて各室が区画され且つ
扉の開放で連通する真空パージ室、昇温室、浸炭室、降
温室で構成し、少くとも浸炭室に吸着剤を使用して大気
中から窒素ガスを分離精製する窒素ガス発生装置から精
製される体積比で窒素95〜99%、酸素1〜5%の成
分からなるガスとプロパンガス等の炭化水素系ガスを体
積比で2〜6%添加するようにしたことを特徴とするガ
ス浸炭装置。 4 前記降温室に開閉扉を介して連通する焼入室を設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のガス浸
炭装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55053830A JPS585259B2 (ja) | 1980-04-22 | 1980-04-22 | ガス浸炭方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55053830A JPS585259B2 (ja) | 1980-04-22 | 1980-04-22 | ガス浸炭方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56150182A JPS56150182A (en) | 1981-11-20 |
JPS585259B2 true JPS585259B2 (ja) | 1983-01-29 |
Family
ID=12953699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55053830A Expired JPS585259B2 (ja) | 1980-04-22 | 1980-04-22 | ガス浸炭方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS585259B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60114565A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-21 | Daihatsu Motor Co Ltd | ガス浸炭方法 |
JPS62118167U (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-27 | ||
JP5209921B2 (ja) * | 2007-09-13 | 2013-06-12 | Dowaサーモテック株式会社 | 熱処理方法及び熱処理設備 |
JP5317709B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2013-10-16 | 光洋サーモシステム株式会社 | 焼入れ方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4834289A (ja) * | 1971-09-07 | 1973-05-17 | ||
JPS49105736A (ja) * | 1973-02-13 | 1974-10-07 | ||
JPS5083211A (ja) * | 1973-10-26 | 1975-07-05 | ||
JPS50130609A (ja) * | 1974-04-01 | 1975-10-16 | ||
JPS51555A (en) * | 1974-06-24 | 1976-01-06 | Showa Highpolymer | Fuaibaaboodono seizoho |
JPS52109441A (en) * | 1976-03-11 | 1977-09-13 | Airco Inc | Improved carburizing of steel articles |
JPS5328356A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-16 | Hitachi Metals Ltd | Circulator |
JPS5417595A (en) * | 1977-07-09 | 1979-02-08 | Bando Kiko Co | Grinding and polishing machine for plate glass |
JPS55128577A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-04 | Taiyo Sanso Kk | Manufacture of carburizing-nitriding atmosphere gas |
-
1980
- 1980-04-22 JP JP55053830A patent/JPS585259B2/ja not_active Expired
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4834289A (ja) * | 1971-09-07 | 1973-05-17 | ||
JPS49105736A (ja) * | 1973-02-13 | 1974-10-07 | ||
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JPS50130609A (ja) * | 1974-04-01 | 1975-10-16 | ||
JPS51555A (en) * | 1974-06-24 | 1976-01-06 | Showa Highpolymer | Fuaibaaboodono seizoho |
JPS52109441A (en) * | 1976-03-11 | 1977-09-13 | Airco Inc | Improved carburizing of steel articles |
JPS5328356A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-16 | Hitachi Metals Ltd | Circulator |
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JPS55128577A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-04 | Taiyo Sanso Kk | Manufacture of carburizing-nitriding atmosphere gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56150182A (en) | 1981-11-20 |
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