JPS616265A - 表面硬化処理法 - Google Patents
表面硬化処理法Info
- Publication number
- JPS616265A JPS616265A JP12637784A JP12637784A JPS616265A JP S616265 A JPS616265 A JP S616265A JP 12637784 A JP12637784 A JP 12637784A JP 12637784 A JP12637784 A JP 12637784A JP S616265 A JPS616265 A JP S616265A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- vessel
- reaction
- gear
- hardening treatment
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- C23C8/36—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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- 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、歯車、工具その他機様部品の表面をレーザに
よシ窒化あるいは浸炭処理を行う方法に関するものであ
る。
よシ窒化あるいは浸炭処理を行う方法に関するものであ
る。
（従来の技術）
現在、産業機械分野では、多くの歯車、工具その他機様
部品が使用され、使用環境によっては厳しい摩耗環境に
さらされている。このような部品に対しては、起硬材料
やセラミックスの高級材料、また各種の表面処理が採用
されているが、生産性、寸法ｎ度、材料特性の低下およ
びコストアップ等の問題をかかえている。
部品が使用され、使用環境によっては厳しい摩耗環境に
さらされている。このような部品に対しては、起硬材料
やセラミックスの高級材料、また各種の表面処理が採用
されているが、生産性、寸法ｎ度、材料特性の低下およ
びコストアップ等の問題をかかえている。
一般的に低コストで生産性のある表面硬化法としては、
窒化あるいは浸炭法が採用普及している。
窒化あるいは浸炭法が採用普及している。
本発明は、この窒化や浸炭を全く新しい技術で処理しよ
うとするものである。現在の窒化および浸炭は、ガス、
液体および固体粉末中に被処理材を充填し、外部より加
熱し、熱分解による反応が主である。この方法では、熱
分解を起させるため高温に加熱する必要があり、その結
果、熱歪による変形、材料強度特性の低下あるいは、処
理に長時間を必要とする等の多くの欠点がある。
うとするものである。現在の窒化および浸炭は、ガス、
液体および固体粉末中に被処理材を充填し、外部より加
熱し、熱分解による反応が主である。この方法では、熱
分解を起させるため高温に加熱する必要があり、その結
果、熱歪による変形、材料強度特性の低下あるいは、処
理に長時間を必要とする等の多くの欠点がある。
（発明の解決しようとする問題点）
本発明は上記如く、多くの問題点を解消するために研究
を行ったものである。
を行ったものである。
（問題点を解決するための手段）
すなわち、本発明は、ＮＨ３やＣＨ４等のガスを被処理
材が充填された反応容器内に流通し、このガスの一部に
レーザを照射して、光励起によりこれらガスを分解させ
て、発生期のＮやＣを被処理材と反応させて窒化あるい
は浸炭を行うものである。
材が充填された反応容器内に流通し、このガスの一部に
レーザを照射して、光励起によりこれらガスを分解させ
て、発生期のＮやＣを被処理材と反応させて窒化あるい
は浸炭を行うものである。
この時の反応容器内の温度は、熱分解に要する高温でな
く、はるかに低い温度で良い。なお、使用するレーザは
使用ガスの光分解を起こし易い波長のものを選定する必
要がある。
く、はるかに低い温度で良い。なお、使用するレーザは
使用ガスの光分解を起こし易い波長のものを選定する必
要がある。
更に、使用するレーザは気体レーザ、固体レーザあるい
は半導体レーザのいずれでも良く、特に限定するもので
はなく、使用されるガスの励起に必要なエネルギーを有
するレーザを適宜選定すれば良い。
は半導体レーザのいずれでも良く、特に限定するもので
はなく、使用されるガスの励起に必要なエネルギーを有
するレーザを適宜選定すれば良い。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
第１図は、本発明の表面硬化処理のための装置であり、
１は被処理材、２は反応容器、６は加熱ヒーター、４は
置換用ガス、５は反応ガス、６は流量計、７はレーザ光
線、８はレーザ光線を透過する材料よりなる窓、９は排
ガス処理槽を示す。
１は被処理材、２は反応容器、６は加熱ヒーター、４は
置換用ガス、５は反応ガス、６は流量計、７はレーザ光
線、８はレーザ光線を透過する材料よりなる窓、９は排
ガス処理槽を示す。
処理方法は以下の手順による。すなわち、被処理材１を
反応容器２に入れた後、置換用ガス（Ｎ２）４によｐパ
ージし、容器内の空気を除去した後、加熱ヒーターによ
り所定の温度まで列温し、反応ガス５を流量計６により
レーザ出力に合う量を流す。ひきつづき、反応ガスを励
起するに最も近いレーザ光線７を窓８を通じて容器内に
導入し、反応ガスに照射して励起、反応を起こさせる。
反応容器２に入れた後、置換用ガス（Ｎ２）４によｐパ
ージし、容器内の空気を除去した後、加熱ヒーターによ
り所定の温度まで列温し、反応ガス５を流量計６により
レーザ出力に合う量を流す。ひきつづき、反応ガスを励
起するに最も近いレーザ光線７を窓８を通じて容器内に
導入し、反応ガスに照射して励起、反応を起こさせる。
また、未励起ガスは、排カス処理槽９により吸着回収す
る。
る。
上記プロセスにより、反応ガスをＮＨ３、被処理材をＪ
ＩＳ規格軽０Ｍ６４５、温度２００℃、使用レーザＡｒ
Ｆエキシマレーザ（波長１９３０Ａ）出力３００ ｍＪ
／パルス、パルス２０ Ｈｚ 。
ＩＳ規格軽０Ｍ６４５、温度２００℃、使用レーザＡｒ
Ｆエキシマレーザ（波長１９３０Ａ）出力３００ ｍＪ
／パルス、パルス２０ Ｈｚ 。
ＮＨ３流量１６ＣＣ／ｍｉｎ、なる条件で２時間連続照
射を行い、窒化処理を実施した、。
射を行い、窒化処理を実施した、。
第二図は、窒化処理後の金属組織写真および断面カタサ
測定結果を示す図であり窒化反応が確認される。
測定結果を示す図であり窒化反応が確認される。
実施例２
実施例１と同一の装置を使用し、反応ガスをＯＨ４に切
りかえ被処理材を１２％炭素鋼とし、温度４００℃、使
用レーザＸθａｔ エキシマレーザ（波長３０８０ス）
出力２ ｇ ｏ ｍＪ／パルス、パルス２０ Ｈｚ
ＣＨ４流量５ ’ｌ ｃｃ／ｍｉｎ、なる条件で２時間
連続照射を行い浸炭処理を実施した。
りかえ被処理材を１２％炭素鋼とし、温度４００℃、使
用レーザＸθａｔ エキシマレーザ（波長３０８０ス）
出力２ ｇ ｏ ｍＪ／パルス、パルス２０ Ｈｚ
ＣＨ４流量５ ’ｌ ｃｃ／ｍｉｎ、なる条件で２時間
連続照射を行い浸炭処理を実施した。
処理後、断面の金属組織観察を行った結果、最大浸炭部
の炭素量が１．５％、有効浸炭層深さ１、５ ｍを確認
した。
の炭素量が１．５％、有効浸炭層深さ１、５ ｍを確認
した。
以上の如く本発明によれば、低温でかつ短時間で硬質の
窒化層を形成させることが可能となり、処理コストの低
減および低温処理による熱歪、変形、材料強度特性の低
下等がない等、優れた特性を有しており、工業的、技術
的価値は非常に高い。
窒化層を形成させることが可能となり、処理コストの低
減および低温処理による熱歪、変形、材料強度特性の低
下等がない等、優れた特性を有しており、工業的、技術
的価値は非常に高い。
第１図は、本発明によるレーザによる窒化反応装置図で
ある。 １：被処理材 ２：反応容器 ５−加熱ヒータ ４：置換用ガス５；反応ガス
６．流量計 ７：レーザ光線 ８．窓 ９：排ガス処理槽 第２図は、本発明により得られた窒化処理材の金属顕微
鏡組織（倍率１０００倍）および断面カタサ測定データ
を示す図である３、復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 −
ある。 １：被処理材 ２：反応容器 ５−加熱ヒータ ４：置換用ガス５；反応ガス
６．流量計 ７：レーザ光線 ８．窓 ９：排ガス処理槽 第２図は、本発明により得られた窒化処理材の金属顕微
鏡組織（倍率１０００倍）および断面カタサ測定データ
を示す図である３、復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 −
Claims (1)
- レーザにより、ＮＨ＿３、ＣＨ＿４等を励起分解させ歯
車、工具その他機械部品表面に窒化あるいは浸炭処理を
行う方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12637784A JPS616265A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 表面硬化処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12637784A JPS616265A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 表面硬化処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS616265A true JPS616265A (ja) | 1986-01-11 |
Family
ID=14933654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12637784A Pending JPS616265A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 表面硬化処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS616265A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010208A1 (en) * | 1988-04-27 | 1989-11-02 | Isi Ltd. Co. | Process for improving surface properties of material and surface-treating apparatus therefor |
| JPH0441662A (ja) * | 1990-06-07 | 1992-02-12 | Hakko:Kk | レーザー照射法を用いた純チタンの窒化チタン被膜形成方法 |
| JPH04308326A (ja) * | 1991-04-03 | 1992-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流路切換え装置 |
| JP2021155773A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 | レーザ光を用いた表面硬化処理方法および装置 |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP12637784A patent/JPS616265A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989010208A1 (en) * | 1988-04-27 | 1989-11-02 | Isi Ltd. Co. | Process for improving surface properties of material and surface-treating apparatus therefor |
| JPH0441662A (ja) * | 1990-06-07 | 1992-02-12 | Hakko:Kk | レーザー照射法を用いた純チタンの窒化チタン被膜形成方法 |
| JPH04308326A (ja) * | 1991-04-03 | 1992-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流路切換え装置 |
| JP2021155773A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 | レーザ光を用いた表面硬化処理方法および装置 |
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