JPS61159567A - ガス浸炭方法 - Google Patents
ガス浸炭方法Info
- Publication number
- JPS61159567A JPS61159567A JP28149984A JP28149984A JPS61159567A JP S61159567 A JPS61159567 A JP S61159567A JP 28149984 A JP28149984 A JP 28149984A JP 28149984 A JP28149984 A JP 28149984A JP S61159567 A JPS61159567 A JP S61159567A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carburization
- gas
- furnace
- carburizing
- pure oxygen
- 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.)
- Granted
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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
Landscapes
- 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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は鋼部品のガス浸炭方法に関するもので、特に粒
界酸化及び被処理物の形状による浸炭むらが少く、しか
も変成炉が不要で極めて経済的なガス浸炭方法に関する
。
界酸化及び被処理物の形状による浸炭むらが少く、しか
も変成炉が不要で極めて経済的なガス浸炭方法に関する
。
Ｃ従来の技術〕
従来、ガス浸炭方法として種々の方法が提供されている
が、そのほとんどが変成炉で変成された浸炭性ガスを使
用しており、いずれも成分中には直接浸炭に関与しない
Ｎ、２ （及びＨＪ ）が含まれている。
が、そのほとんどが変成炉で変成された浸炭性ガスを使
用しており、いずれも成分中には直接浸炭に関与しない
Ｎ、２ （及びＨＪ ）が含まれている。
浸炭の基本ガス反応は下記の通りである。
２ＣＯ→［０］ ＋ Ｃｏｘ −−−−−−−ｆ２
１すなわち、浸炭に直接関与するガスはＣＯのみであり
、ＣＯの分圧が大きいほど浸炭は活発に行われ、ヘルツ
応力の発生する深さに於ける硬さが太き（なり、さらに
ピッ千ングに強い硬度を得ることができ、さらにまた、
被処理品の形状による浸炭むら（例えば、被処理品が歯
車である場合、歯面と歯元との浸炭塵の相違）が少くす
ることができる。
１すなわち、浸炭に直接関与するガスはＣＯのみであり
、ＣＯの分圧が大きいほど浸炭は活発に行われ、ヘルツ
応力の発生する深さに於ける硬さが太き（なり、さらに
ピッ千ングに強い硬度を得ることができ、さらにまた、
被処理品の形状による浸炭むら（例えば、被処理品が歯
車である場合、歯面と歯元との浸炭塵の相違）が少くす
ることができる。
他方１粒界酸化は自由エネルデー変化の温度依存性（Δ
Ｇ）表によりＣＯ／ＣＯａ 、 Ｈ２／Ｈ２０の値によ
り決定される。
Ｇ）表によりＣＯ／ＣＯａ 、 Ｈ２／Ｈ２０の値によ
り決定される。
そこで、最適のガス組成はＣＯの分圧が大きく、ｃｏ７
ｃｏコの値が大きいことと言える。
ｃｏコの値が大きいことと言える。
さらに、従来、変成炉を不要とした経済的な浸炭方法も
提供されている（例えば、特公昭５８−５２５９号公報
）。
提供されている（例えば、特公昭５８−５２５９号公報
）。
それら、変成炉を不要とした浸炭方法においても、その
成分中には浸炭に直接関与１−ないＮｓ （及びＨｘ
）が含まれている。また、Ｎ２をキャリアガスとして使
用するのではなく、むしろベスチブルパージガスとして
用ｂ、浸炭炉内には炭化水素ガスと酸化性ガスとしての
ＨｘＯあるいは空気を送入し、炉内でＲＸ類似ガスを発
生させる方法（ＡＩＲＣＯ法）も提供されている（雑誌
、工業加熱矛２０巻牙５号、１９８３年９月、矛１０ペ
ージ）。
成分中には浸炭に直接関与１−ないＮｓ （及びＨｘ
）が含まれている。また、Ｎ２をキャリアガスとして使
用するのではなく、むしろベスチブルパージガスとして
用ｂ、浸炭炉内には炭化水素ガスと酸化性ガスとしての
ＨｘＯあるいは空気を送入し、炉内でＲＸ類似ガスを発
生させる方法（ＡＩＲＣＯ法）も提供されている（雑誌
、工業加熱矛２０巻牙５号、１９８３年９月、矛１０ペ
ージ）。
上記のごときＮ２を含むガスを使用した浸炭方法はＮ−
によりＧＯ，Ｈ−等がうすめられ、雰囲気中におけるＣ
Ｏのみかけの分圧が下げられるため、大量のガスが必要
となり、さらにはエンリッチを必要とし、炉内滞留時間
の短縮等により反応時間が不足し、炉内で平衡状態が得
られず、浸炭むらが生ずる場合があった。
によりＧＯ，Ｈ−等がうすめられ、雰囲気中におけるＣ
Ｏのみかけの分圧が下げられるため、大量のガスが必要
となり、さらにはエンリッチを必要とし、炉内滞留時間
の短縮等により反応時間が不足し、炉内で平衡状態が得
られず、浸炭むらが生ずる場合があった。
それらはキャリアーガスとしてＨｘガスを使用しない前
記ＡＩＲＣＯ法において空気を使用した場合も、空気の
主成分が窒素であるため同様であった。
記ＡＩＲＣＯ法において空気を使用した場合も、空気の
主成分が窒素であるため同様であった。
また、上記Ａ工ＲＣＯ法においてＮ２０あるいはＣＯ，
２を使用した場合にはＨａＯあるいはＯＯａが分子とし
て安定しているため、反応系の分圧◇中に完全に組込ま
れることがなく、残り、遊離された状態で出てきて粒界
酸化の原因となるものであった。
２を使用した場合にはＨａＯあるいはＯＯａが分子とし
て安定しているため、反応系の分圧◇中に完全に組込ま
れることがなく、残り、遊離された状態で出てきて粒界
酸化の原因となるものであった。
本発明は特にＮ−を排除し、浸炭に直接関与するガスの
みを炉内に導入して浸炭処理を行うものであり、したが
って、雰囲気中のｃｏが一定となるようにコントロール
することも容易で、あり、直接浸炭に関与しないガスに
より雰囲気中におけるＣＯのみかけの分圧が下げられる
こともなく浸炭むらが防止され、しかも粒界酸化を防止
することができる。しかも導入ガス量を少くしないと平
衡しないため、導入ガス量を節約することができ、変成
炉が不要であるため、極めて経済的であるものである。
みを炉内に導入して浸炭処理を行うものであり、したが
って、雰囲気中のｃｏが一定となるようにコントロール
することも容易で、あり、直接浸炭に関与しないガスに
より雰囲気中におけるＣＯのみかけの分圧が下げられる
こともなく浸炭むらが防止され、しかも粒界酸化を防止
することができる。しかも導入ガス量を少くしないと平
衡しないため、導入ガス量を節約することができ、変成
炉が不要であるため、極めて経済的であるものである。
本発明はＨａを排除し、浸炭に必要なガスだけを所定温
度以上に保った炉内に供給して浸炭を行うものであり、
Ｈａも減少させ、ＣＯの分圧を大とするものであり、炉
内には炭化水素ガスと少量の純酸素のみを導入するもの
である。
度以上に保った炉内に供給して浸炭を行うものであり、
Ｈａも減少させ、ＣＯの分圧を大とするものであり、炉
内には炭化水素ガスと少量の純酸素のみを導入するもの
である。
本発明では炭化水素ガスと純酸素を所定温度に保った炉
内に導入することにより、浸炭に必要な雰囲気を生成さ
せて浸炭を行うものである。
内に導入することにより、浸炭に必要な雰囲気を生成さ
せて浸炭を行うものである。
すなわち、炭化水素ガスと純酸素が下記のごとく反応し
てＣＯが生じ、とのＣＯが被処理品表面で分解して生じ
た活性炭素〔Ｃ〕が被処理品の表面に浸透拡散するもの
である。
てＣＯが生じ、とのＣＯが被処理品表面で分解して生じ
た活性炭素〔Ｃ〕が被処理品の表面に浸透拡散するもの
である。
ＣＯ＊ 実測値
ｆ３１２ＣＨ＜ｚ＋ｏ−→２ＧＯ＋４Ｈ２２倍 ３
３．３ ２９４（４１２Ｇ、、？Ｈｆｆ＋３０！−
＋６ＧＯ＋８Ｈ２２，８倍 ４２．２ −ｆ５
１ ＣｑＨｌｏ＋２０２→４ｃＯ＋ｓＨｘ ３倍
４４．３ ３８憾（註、完全にＣＯとして反応するとす
る。）したがって、従来のごとく、直接浸炭に関与しな
いＮ２により００分圧が変動させられることもなく、浸
炭むらを少くすることができるものである。
３．３ ２９４（４１２Ｇ、、？Ｈｆｆ＋３０！−
＋６ＧＯ＋８Ｈ２２，８倍 ４２．２ −ｆ５
１ ＣｑＨｌｏ＋２０２→４ｃＯ＋ｓＨｘ ３倍
４４．３ ３８憾（註、完全にＣＯとして反応するとす
る。）したがって、従来のごとく、直接浸炭に関与しな
いＮ２により００分圧が変動させられることもなく、浸
炭むらを少くすることができるものである。
また、ＨａＯ、ＯＯａ等を使用せず、炉内を７３０℃以
上に保って純酸素を導入するため、粒界酸化も生ずるこ
とがないものである。
上に保って純酸素を導入するため、粒界酸化も生ずるこ
とがないものである。
被処理品は歯！（モジュール２）で、
ＳＣ１”４２０Ｈからなり、牙１図示のごとく、必然的
に歯面（１）及び歯元（２）が構成されている。
に歯面（１）及び歯元（２）が構成されている。
（Ａ）本発明実施例
処理温度 ９３０℃
処理時間 ２時間
導入ガス ＣＨＩＩ＋０２
（３１Ａｒｉｎ） （０５１７勧）
上記処理後、最適焼入れ温度８５０℃まで自然冷却し、
そして油冷（１００℃）した。
そして油冷（１００℃）した。
上記処理後の歯車の歯面（１１及び歯元（２）の硬度及
び浸炭深さの測定結果は牙２図示のごとくである。
び浸炭深さの測定結果は牙２図示のごとくである。
すなわち１表面の硬さはＨｍＶ７６２．浸炭深さは歯面
（１）で０．７４ ｊｌｍ 、歯元（２）で０．６６
ｍｌであった。
（１）で０．７４ ｊｌｍ 、歯元（２）で０．６６
ｍｌであった。
また、粒界酸化の状態を観察してみると、矛３図示のご
とく、黒っぽい部分、線などの粒界酸化はほとんどみら
れなかった。
とく、黒っぽい部分、線などの粒界酸化はほとんどみら
れなかった。
なオ、 Ｃｏ／ＣｊＯａ（Ｄ値ハ２９．０１０．０７
＝ ４１４であった。
＝ ４１４であった。
（Ｂ）比較実施例（イ）ＡＩＲＣＯ法。
被処理品の材質、処理温度、処理時間。
処理後の焼入条件を上記本発明実施例と同じくして、導
入ガスのみを ＣＨＩＩ十Ａムｒ に変更した。
入ガスのみを ＣＨＩＩ十Ａムｒ に変更した。
（３１ｙ４ｎｉｓ） （３１／蝕）
すなわち、純酸素にかえて、約８０１の蟹素を含む空気
を導入した。
を導入した。
上記処理における歯車の歯面（１）及び歯元（２）の硬
度及び浸炭深さの測定結果は牙４図示のごとくである。
度及び浸炭深さの測定結果は牙４図示のごとくである。
すなわち、表面の硬さばＨＩＩＩＶ７６２．浸炭深さは
歯面ｆｌ）’ｔ’０．７２ａｍ 、 歯元＋２１ テ０
．４４であった。
歯面ｆｌ）’ｔ’０．７２ａｍ 、 歯元＋２１ テ０
．４４であった。
また、粒界酸化の状態を観察してみると、矛５図示のご
とく、部分的に黒っぽい部分、線などの粒界酸化が見ら
れた。
とく、部分的に黒っぽい部分、線などの粒界酸化が見ら
れた。
なお、ＣＯ／ＣＯ２の値ハ２０．５１０．０３９ ＝
５２６であった。
５２６であった。
（Ｏ比較実施例Ｃ口） 従来のＲＸガス使用法。
被処理品の材質、処理温度、処理時間。
処理後の焼入条件を上記本発明実施例と同じくして、導
入ガスをＲＸガス（ｃｏ２ｏ憾Ｈｒ ａｏ＊ Ｈａ
４０％ ）に変更した。
入ガスをＲＸガス（ｃｏ２ｏ憾Ｈｒ ａｏ＊ Ｈａ
４０％ ）に変更した。
すなわち、約４０％のＮ−が含まれている。
上記処理における歯車の歯面ｒｌｌ及び歯元（２）の硬
度及び浸炭深さの測定結果は矛６図示のごとくである。
度及び浸炭深さの測定結果は矛６図示のごとくである。
すなわち、表面の硬さはＨｍＶ ４４６ 、浸炭深さは
歯面【１）で０．７０ ｍｍ 、歯元＋２１ テ０．３
６ ＋ｎであった。
歯面【１）で０．７０ ｍｍ 、歯元＋２１ テ０．３
６ ＋ｎであった。
また、粒界酸化の状態を観察してみると、矛７図示のご
とく、比較的均等化された粒界酸化が見られた。
とく、比較的均等化された粒界酸化が見られた。
なお＋ ｃｏ／ｃｏコの値は２４．２１０．ｌ ｊ（＝
１ ：（４であった。
１ ：（４であった。
本発明によれば炉内には直接浸炭に必要なガスだけが導
入される。
入される。
したがって、直接浸炭に関与しないガスが存在しないた
め、雰囲気中のＣＯのコントロールも容易であり、被処
理物の形状による浸炭むらを少くすることができる。
め、雰囲気中のＣＯのコントロールも容易であり、被処
理物の形状による浸炭むらを少くすることができる。
さらに、導入されたガスは反応系の中に完全に姻込まれ
、９化を主じさせる余分な成分が存在しないため粒界酸
化も少くすることができるものである。
、９化を主じさせる余分な成分が存在しないため粒界酸
化も少くすることができるものである。
さｌ；）ｉ’こでた、ザス使用量も少くてすみ変成炉を
必要としないため経済的である効果が得られるものであ
る。
必要としないため経済的である効果が得られるものであ
る。
図面は本発明の一実施例を示すもので、矛１図は被処理
品の歯車の一部正面図、牙２図は表面からの深さと硬さ
の関係を示す線図、牙３図は粒界酸化状態を示す顕微鏡
写真（鵠ｔｏｏｏ倍）、牙４図、牙５図は比較実施例を
示すもので、矛４図は表面からの深さと硬さの関係を示
す線図、矛偽図は粒界酸化状態を示す顕微鏡写真（倍率
１０００倍）、矛６図、牙７図はネらに也の比較実施例
を示し、矛６図は表面からの深さと硬さの関係を示す線
図、矛７図は粒界酸化の状態を示す顕微鏡写真（倍率１
０００倍）である。 （１１・・・（歯車の）歯面、（２）・・・（歯車の）
歯元。
品の歯車の一部正面図、牙２図は表面からの深さと硬さ
の関係を示す線図、牙３図は粒界酸化状態を示す顕微鏡
写真（鵠ｔｏｏｏ倍）、牙４図、牙５図は比較実施例を
示すもので、矛４図は表面からの深さと硬さの関係を示
す線図、矛偽図は粒界酸化状態を示す顕微鏡写真（倍率
１０００倍）、矛６図、牙７図はネらに也の比較実施例
を示し、矛６図は表面からの深さと硬さの関係を示す線
図、矛７図は粒界酸化の状態を示す顕微鏡写真（倍率１
０００倍）である。 （１１・・・（歯車の）歯面、（２）・・・（歯車の）
歯元。
Claims (1)
- ７３０℃以上に保つた炉内に炭化水素ガスと少量の純酸
素を導入し、窒素ガスを排除して浸炭処理することを特
徴とするガス浸炭方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28149984A JPS61159567A (ja) | 1984-12-31 | 1984-12-31 | ガス浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28149984A JPS61159567A (ja) | 1984-12-31 | 1984-12-31 | ガス浸炭方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61159567A true JPS61159567A (ja) | 1986-07-19 |
| JPH0138870B2 JPH0138870B2 (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=17640033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28149984A Granted JPS61159567A (ja) | 1984-12-31 | 1984-12-31 | ガス浸炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61159567A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0825274A2 (en) * | 1990-07-03 | 1998-02-25 | Dowa Mining Co., Ltd. | Gas-carburizing process and apparatus |
| JPH11131209A (ja) * | 1997-10-29 | 1999-05-18 | Daihatsu Motor Co Ltd | ガス浸炭方法 |
| JP2014522971A (ja) * | 2011-07-04 | 2014-09-08 | ジーエー アヴィオ エッセ．エッレ．エッレ． | 鋼部材、特に歯車の肌焼又は窒化の有効深さを求める装置及び方法 |
| JP2015078416A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 日本パワーファスニング株式会社 | 鋼製品の熱処理方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3378974B2 (ja) | 1995-12-28 | 2003-02-17 | 同和鉱業株式会社 | 金属の熱処理装置 |
-
1984
- 1984-12-31 JP JP28149984A patent/JPS61159567A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0825274A2 (en) * | 1990-07-03 | 1998-02-25 | Dowa Mining Co., Ltd. | Gas-carburizing process and apparatus |
| EP0825274A3 (en) * | 1990-07-03 | 1998-05-13 | Dowa Mining Co., Ltd. | Gas-carburizing process and apparatus |
| JPH11131209A (ja) * | 1997-10-29 | 1999-05-18 | Daihatsu Motor Co Ltd | ガス浸炭方法 |
| JP2014522971A (ja) * | 2011-07-04 | 2014-09-08 | ジーエー アヴィオ エッセ．エッレ．エッレ． | 鋼部材、特に歯車の肌焼又は窒化の有効深さを求める装置及び方法 |
| JP2015078416A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 日本パワーファスニング株式会社 | 鋼製品の熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0138870B2 (ja) | 1989-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |