JPS5915964B2 - 鋼の熱処理方法 - Google Patents
鋼の熱処理方法Info
- Publication number
- JPS5915964B2 JPS5915964B2 JP52123257A JP12325777A JPS5915964B2 JP S5915964 B2 JPS5915964 B2 JP S5915964B2 JP 52123257 A JP52123257 A JP 52123257A JP 12325777 A JP12325777 A JP 12325777A JP S5915964 B2 JPS5915964 B2 JP S5915964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- furnace
- gas
- heat treatment
- steel
- carbon concentration
- 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.)
- Expired
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、鋼の熱処理方法に関し、特に、炉内のガス
雰囲気を制御形成するためにエンリツチガス成分をガス
の状態で、鋼表面の処理に積極的にかかわヤをもつこと
を旨としないキャリヤガス１０をこれを生じる有機液体
の状態で直接又は気化してから、各各炉内に送入する方
式を採用し、以つてこの種炉気制御を極めて容易且つ正
確に行なう。
雰囲気を制御形成するためにエンリツチガス成分をガス
の状態で、鋼表面の処理に積極的にかかわヤをもつこと
を旨としないキャリヤガス１０をこれを生じる有機液体
の状態で直接又は気化してから、各各炉内に送入する方
式を採用し、以つてこの種炉気制御を極めて容易且つ正
確に行なう。
従来用いられている鋼の熱処理方法には、変成炉方式と
滴注方式とがある。然し乍ら、これらの方１５式は、こ
の種の処理の難かしさや問題点の原因を代表するような
欠点を有していた。即ち、変成炉方式においては、キャ
リヤガス（通常ＲＸガス）を製造する変成炉の運転が複
雑で可成力の経験と熟練とを要し、その組成を安定に２
θ 保つことは難しいものである。
滴注方式とがある。然し乍ら、これらの方１５式は、こ
の種の処理の難かしさや問題点の原因を代表するような
欠点を有していた。即ち、変成炉方式においては、キャ
リヤガス（通常ＲＸガス）を製造する変成炉の運転が複
雑で可成力の経験と熟練とを要し、その組成を安定に２
θ 保つことは難しいものである。
また、変成炉の運転開始の際には、運転開始時からキャ
リヤガスとして安定して使用できる迄の所要時間が１０
〜２０時間を要し、経済的損失の大きいものである。そ
れは、原料例えばプロパンガスの完全変成が技２５術的
に難かしく未分解や媒の発生で変成ガスの組成を安定に
保てないことによる。それに、キャリヤガス製造に用い
られる空気の中に含まれる湿分が天候や、季節により変
動することも、原料ガスと空気の混合比の選定を更に難
かしくさせている。３０従つてまた、少しでも安定性を
上げるために、常時連続して変成炉を運転しなければな
らず、触媒の取替え、炉内の点検、保守を行うとき以外
に運転を休止することはない。
リヤガスとして安定して使用できる迄の所要時間が１０
〜２０時間を要し、経済的損失の大きいものである。そ
れは、原料例えばプロパンガスの完全変成が技２５術的
に難かしく未分解や媒の発生で変成ガスの組成を安定に
保てないことによる。それに、キャリヤガス製造に用い
られる空気の中に含まれる湿分が天候や、季節により変
動することも、原料ガスと空気の混合比の選定を更に難
かしくさせている。３０従つてまた、少しでも安定性を
上げるために、常時連続して変成炉を運転しなければな
らず、触媒の取替え、炉内の点検、保守を行うとき以外
に運転を休止することはない。
而してこの炉の休止は、１年に１〜３回程度であるので
、休止時以外は休３５日と言えど運転を続けるものであ
り、その為の管理要員と電力及び原料ガス消費の観点か
ら甚しく不経済である。次に、滴注方式について言及す
るならば、この方式は、変成炉方式に於けるキヤリヤガ
スに相当するガスを生じる有機液体を炉内に滴注しなが
ら、炉気制御装置で制御して、変成炉式のエンリツチガ
スに相当する浸炭性の他の有機液体を滴注する方法であ
る。
、休止時以外は休３５日と言えど運転を続けるものであ
り、その為の管理要員と電力及び原料ガス消費の観点か
ら甚しく不経済である。次に、滴注方式について言及す
るならば、この方式は、変成炉方式に於けるキヤリヤガ
スに相当するガスを生じる有機液体を炉内に滴注しなが
ら、炉気制御装置で制御して、変成炉式のエンリツチガ
スに相当する浸炭性の他の有機液体を滴注する方法であ
る。
この方法に於いては、キヤリヤガスに相当する有機液剤
は炉の大きさにより６００〜４０００ＣＣ／Ｈ，で炉内
に滴注され、エンリツチガスに相当する浸炭性の有機液
体はその１０〜３０％程度が炉内に滴注される。そして
これらの有機液体は、文字通ジ共に液体の状態で炉内に
いわゆる滴注され、炉内に至りはじめて気化し分解して
、液体容積の数千倍の体積となるものである。従つて特
にエンリツチガスに相当する浸炭性の有機液体の微少量
を高い精度で制御することが必要である。然し乍らこの
制御は、技術的に非常に難かしい。また更に、これらの
有機液体は、有機質の溶解性が高く、通常の弁構造、材
質では使用できないので、前記微少量制御精度と合せて
、多くの装置費用を要するものである。特に、エンリツ
チガスに相当する浸炭性の有機液体は分子式で炭素数が
二以上の物質であるので、分解が速やかでなく炉内への
供給が多過すぎると媒を生じ、鋼の熱処理に悪影響を及
ぼすものである。この発明は、上述の種種問題を解決す
る為になされたものである。
は炉の大きさにより６００〜４０００ＣＣ／Ｈ，で炉内
に滴注され、エンリツチガスに相当する浸炭性の有機液
体はその１０〜３０％程度が炉内に滴注される。そして
これらの有機液体は、文字通ジ共に液体の状態で炉内に
いわゆる滴注され、炉内に至りはじめて気化し分解して
、液体容積の数千倍の体積となるものである。従つて特
にエンリツチガスに相当する浸炭性の有機液体の微少量
を高い精度で制御することが必要である。然し乍らこの
制御は、技術的に非常に難かしい。また更に、これらの
有機液体は、有機質の溶解性が高く、通常の弁構造、材
質では使用できないので、前記微少量制御精度と合せて
、多くの装置費用を要するものである。特に、エンリツ
チガスに相当する浸炭性の有機液体は分子式で炭素数が
二以上の物質であるので、分解が速やかでなく炉内への
供給が多過すぎると媒を生じ、鋼の熱処理に悪影響を及
ぼすものである。この発明は、上述の種種問題を解決す
る為になされたものである。
即ち、この発明の目的は、鋼の熱処理のための炉気制御
を容易且つ正確にすることにあり、またこの発明の目的
は、微妙な炉気制御のできる鋼の熱処理方法を提供する
にあり、またこの発明の目的は、鋼の熱処理を省力的に
且つ経済的に行なう方法を提供するにあシ、更にこの発
明の目的は、炉気の安定が短時間に得られ能率的に鋼の
熱処理ができる方法を提供するにある。
を容易且つ正確にすることにあり、またこの発明の目的
は、微妙な炉気制御のできる鋼の熱処理方法を提供する
にあり、またこの発明の目的は、鋼の熱処理を省力的に
且つ経済的に行なう方法を提供するにあシ、更にこの発
明の目的は、炉気の安定が短時間に得られ能率的に鋼の
熱処理ができる方法を提供するにある。
而してこの発明は、鋼を雰囲気熱処理するために、熱処
理炉内にキヤリヤガスとエンリツチガスとの均一な混合
雰囲気を形成し、鋼の表面炭素濃度に相当する前記雰囲
気のガス成分の値と目的の鋼表面炭素濃度とを比較して
自動制御する鋼の熱処理方法において、前記熱処理炉内
でキヤリヤガスを生じる成分管理された有機液体又はこ
の有機液体に水を添加した液体を炉内に直接又は気化し
てから供給し、エンリツチ用のガスとして一般式ｎ≦４
のパラフイン系炭化水素ガスを炉内に送入し、炉内のガ
ス中のＣＯ２，Ｈ２Ｏ，Ｏ２のうちいずれか一つの濃度
を測定し、その測定値と当該熱処理で要求される鋼表面
炭素濃度に相当する前記ＣＯ２，Ｈ２Ｏ，Ｏ２のうちい
ずれかの値とを比較して前記パラフイン系炭化水素ガス
の炉内送入を自動制御し炉気を制御する方法に係る。こ
の発明は、鋼に対し積極的な影響を与えないキヤリヤガ
スを成分管理された液体の状態で直接又は気化してから
炉内に供給し、ガスの状態で供給量の調整がし易いパラ
フイン系炭化水素を、ガスの状態で炉内に送入するよう
にしたことによつて前述した従来の問題を全べて解決し
た。
理炉内にキヤリヤガスとエンリツチガスとの均一な混合
雰囲気を形成し、鋼の表面炭素濃度に相当する前記雰囲
気のガス成分の値と目的の鋼表面炭素濃度とを比較して
自動制御する鋼の熱処理方法において、前記熱処理炉内
でキヤリヤガスを生じる成分管理された有機液体又はこ
の有機液体に水を添加した液体を炉内に直接又は気化し
てから供給し、エンリツチ用のガスとして一般式ｎ≦４
のパラフイン系炭化水素ガスを炉内に送入し、炉内のガ
ス中のＣＯ２，Ｈ２Ｏ，Ｏ２のうちいずれか一つの濃度
を測定し、その測定値と当該熱処理で要求される鋼表面
炭素濃度に相当する前記ＣＯ２，Ｈ２Ｏ，Ｏ２のうちい
ずれかの値とを比較して前記パラフイン系炭化水素ガス
の炉内送入を自動制御し炉気を制御する方法に係る。こ
の発明は、鋼に対し積極的な影響を与えないキヤリヤガ
スを成分管理された液体の状態で直接又は気化してから
炉内に供給し、ガスの状態で供給量の調整がし易いパラ
フイン系炭化水素を、ガスの状態で炉内に送入するよう
にしたことによつて前述した従来の問題を全べて解決し
た。
ここに用いられるキヤリヤガスを生じる有機液体は、炉
内に供給されて高温で分解しやすいメタノールが主に選
定されるが、メタノール単体では、分解後の雰囲気炭素
濃度が高く良好な炉気匍卿が困難になる場合が生じるこ
ともある。
内に供給されて高温で分解しやすいメタノールが主に選
定されるが、メタノール単体では、分解後の雰囲気炭素
濃度が高く良好な炉気匍卿が困難になる場合が生じるこ
ともある。
それは、制御の目標値と接近し雰囲気炭素濃度を下げる
のに長時間を要して実作業に向かなくなる場合である。
そのために、メタノールに水を数拾％程度まで添加して
雰囲気炭素濃度を下げ、制御の目標値よシ充分低い値に
調節することが種種の制御の目標値に対応できて良好で
ある。そして、エンリツチ用としてパラフイン系炭化水
素ガスのうち分解しやすくまた入手しやすいプロパンガ
スまたはブタンガスが経済的であり良好なものである。
次に、この発明の実施の一例について第１図、第２図、
第３図（写真）に従つて説明する。
のに長時間を要して実作業に向かなくなる場合である。
そのために、メタノールに水を数拾％程度まで添加して
雰囲気炭素濃度を下げ、制御の目標値よシ充分低い値に
調節することが種種の制御の目標値に対応できて良好で
ある。そして、エンリツチ用としてパラフイン系炭化水
素ガスのうち分解しやすくまた入手しやすいプロパンガ
スまたはブタンガスが経済的であり良好なものである。
次に、この発明の実施の一例について第１図、第２図、
第３図（写真）に従つて説明する。
第１図は、被熱処理部分の熱処理の温度、有機液体とし
てメタノールに水を５％添加した液体及びパラフイン系
炭化水素ガスとしてプロパンガスの炉内への供給状態、
熱処理時の赤外線ガス分析装置によるＣＯ２濃度を示し
ている。このときの被熱処理部品の材質は、ＳＣＭ−２
１であ）、油焼入後に１８０℃で１２０分焼戻しした後
硬度分布を測定した結果を第２図に、被熱処理部品を切
断しその顕微鏡写真を第３図の写真（エツチング液：ナ
イタル３％、倍率：４００倍）に示す。これはきれいな
マルテンサイト組織を示して処理結果が良好であること
を示している。これに対する測定結果から、有効浸炭層
０．６５１１で表面炭素濃度０．８５％と良好な表面焼
入組織が得られた。そしてＣＯ２分析制御開始後ＣＯ２
の目標設定値に達つするのに従来３０分程を要していた
時間を１０分間で達成でき、熱処理時間を大幅に短縮で
きた。更に、上述したこの発明により次の様な効果が得
られた。
てメタノールに水を５％添加した液体及びパラフイン系
炭化水素ガスとしてプロパンガスの炉内への供給状態、
熱処理時の赤外線ガス分析装置によるＣＯ２濃度を示し
ている。このときの被熱処理部品の材質は、ＳＣＭ−２
１であ）、油焼入後に１８０℃で１２０分焼戻しした後
硬度分布を測定した結果を第２図に、被熱処理部品を切
断しその顕微鏡写真を第３図の写真（エツチング液：ナ
イタル３％、倍率：４００倍）に示す。これはきれいな
マルテンサイト組織を示して処理結果が良好であること
を示している。これに対する測定結果から、有効浸炭層
０．６５１１で表面炭素濃度０．８５％と良好な表面焼
入組織が得られた。そしてＣＯ２分析制御開始後ＣＯ２
の目標設定値に達つするのに従来３０分程を要していた
時間を１０分間で達成でき、熱処理時間を大幅に短縮で
きた。更に、上述したこの発明により次の様な効果が得
られた。
キヤリヤガスを安定で成分管理された有機液剤に求める
ことで、常に安定したキヤリヤガスが得られる。
ことで、常に安定したキヤリヤガスが得られる。
そして有機液体を高温に昇温（浸炭処理などの処理温度
）された炉内に直接または気化してから供給することで
、変成炉方式の場合における変成炉が不要になわ、無要
な管理要員も不要である。また、従来この方法では、キ
ヤリヤガスが不安定であるために、炉内ガスの自動制御
が実用的にできなかつたことが解決できた。滴注式方式
に於いては、エンリツチガスに相当する浸炭性の有機液
体の炉内への供給技術、その装置に多くの費用を要し、
また媒発生の問題があるが、この実施例では、有機液体
を用いずパラフイン系炭化水素ガス、特に、分解しやす
いプロバンガスまたはブタンガスを用いることでこれら
の問題は解決される。
）された炉内に直接または気化してから供給することで
、変成炉方式の場合における変成炉が不要になわ、無要
な管理要員も不要である。また、従来この方法では、キ
ヤリヤガスが不安定であるために、炉内ガスの自動制御
が実用的にできなかつたことが解決できた。滴注式方式
に於いては、エンリツチガスに相当する浸炭性の有機液
体の炉内への供給技術、その装置に多くの費用を要し、
また媒発生の問題があるが、この実施例では、有機液体
を用いずパラフイン系炭化水素ガス、特に、分解しやす
いプロバンガスまたはブタンガスを用いることでこれら
の問題は解決される。
即ち、液体でなく気体を用いることで、液体では微量で
あるが気体では多くの量となう、通常の弁構造、材質で
、通常の技術で、炉内ガスの自動制御が経済的に実現で
きるのである。例えば、弁は、価格の安い通常材質の電
磁弁でも使用できるのである。またこのプロパンガスま
たはブタンガスは、普遍的に入手しやすく一般的に取扱
いも確立され経済的でもある。上記は、この発明の一つ
の実施例について説明したものであるが、それに限定さ
れるものではない。
あるが気体では多くの量となう、通常の弁構造、材質で
、通常の技術で、炉内ガスの自動制御が経済的に実現で
きるのである。例えば、弁は、価格の安い通常材質の電
磁弁でも使用できるのである。またこのプロパンガスま
たはブタンガスは、普遍的に入手しやすく一般的に取扱
いも確立され経済的でもある。上記は、この発明の一つ
の実施例について説明したものであるが、それに限定さ
れるものではない。
即ち、炉内ガスの成分のうちＣＯ２ガスを測定制御する
のみでなく、被熱処理部品の表面炭素濃度を決定する炉
内ガスの雰囲気炭素濃度と一定の関係を持つ他の成分つ
まｌ！）Ｈ２Ｏや０２を露点計や酸素濃淡電池で計測し
て制御してもよいのである。
のみでなく、被熱処理部品の表面炭素濃度を決定する炉
内ガスの雰囲気炭素濃度と一定の関係を持つ他の成分つ
まｌ！）Ｈ２Ｏや０２を露点計や酸素濃淡電池で計測し
て制御してもよいのである。
第１図は、この発明の実施例タイムチヤート、第２図は
、浸炭処理結果を示す硬度分布図、第３図は、この発明
によつて熱処理された鋼の切断面顕微鏡写真である。
、浸炭処理結果を示す硬度分布図、第３図は、この発明
によつて熱処理された鋼の切断面顕微鏡写真である。
Claims (1)
- １ 鋼を雰囲気熱処理するために、熱処理炉内にキャリ
ヤガスとエンリツチガスとの均一な混合雰囲気を形成し
、鋼の表面炭素濃度に相当する前記雰囲気のガス成分の
値と目的の鋼表面炭素濃度とを比較して自動制御する鋼
の熱処理方法において、前記熱処理炉内でキャリヤガス
を生じる成分管理された有機液体又はこの有機液体に水
を添加した液体を炉内に直接又は気化して供給し、エン
リツチ用のガスとして一般式ｎ≦４のパラフィン系炭化
水素ガスを炉内に送入し、炉内のガス中のＣＯ＿２、Ｈ
＿２Ｏ、Ｏ＿２のうちいずれか一つの濃度を測定し、そ
の測定値と当該熱処理で要求される鋼表面炭素濃度に相
当するＣＯ＿２、Ｈ＿２Ｏ、Ｏ＿２のうちいずれかの値
とを比較して前記パラフィン系炭化水素ガスの炉内送入
を自動制御し炉気を制御する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52123257A JPS5915964B2 (ja) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | 鋼の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52123257A JPS5915964B2 (ja) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | 鋼の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5456907A JPS5456907A (en) | 1979-05-08 |
| JPS5915964B2 true JPS5915964B2 (ja) | 1984-04-12 |
Family
ID=14856083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52123257A Expired JPS5915964B2 (ja) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | 鋼の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5915964B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10584408B2 (en) | 2015-05-19 | 2020-03-10 | National University Corporation Yokohama National University | Carburization device and carburization method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2527641A1 (fr) * | 1982-05-28 | 1983-12-02 | Air Liquide | Procede de traitement thermique de pieces metalliques par carburation |
| JPS63199859A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-18 | Nippon Denso Co Ltd | 鋼の自動熱処理装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5041730A (ja) * | 1973-08-17 | 1975-04-16 | ||
| JPS5266838A (en) * | 1975-12-01 | 1977-06-02 | Komatsu Mfg Co Ltd | Carburizing of steel |
| JPS52109441A (en) * | 1976-03-11 | 1977-09-13 | Airco Inc | Improved carburizing of steel articles |
-
1977
- 1977-10-14 JP JP52123257A patent/JPS5915964B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5041730A (ja) * | 1973-08-17 | 1975-04-16 | ||
| JPS5266838A (en) * | 1975-12-01 | 1977-06-02 | Komatsu Mfg Co Ltd | Carburizing of steel |
| JPS52109441A (en) * | 1976-03-11 | 1977-09-13 | Airco Inc | Improved carburizing of steel articles |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10584408B2 (en) | 2015-05-19 | 2020-03-10 | National University Corporation Yokohama National University | Carburization device and carburization method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5456907A (en) | 1979-05-08 |
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