JPS62112771A - 高窒素含有クロムの製造方法 - Google Patents
高窒素含有クロムの製造方法Info
- Publication number
- JPS62112771A JPS62112771A JP25286385A JP25286385A JPS62112771A JP S62112771 A JPS62112771 A JP S62112771A JP 25286385 A JP25286385 A JP 25286385A JP 25286385 A JP25286385 A JP 25286385A JP S62112771 A JPS62112771 A JP S62112771A
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- JP
- Japan
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- chromium
- nitrogen
- nitrogen content
- high nitrogen
- temperature
- 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.)
- Pending
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- 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〕
この発明は高窒素含有クロムの製造方法に関し、窒素成
分１０〜２０％を含有するクロムを製造することを目的
とする。
分１０〜２０％を含有するクロムを製造することを目的
とする。
バネ鋼や軸受鋼等高窒素成分を要求される鋼種を製造す
る場合、窒素添加剤が用いられる。この窒素添加剤とし
て窒化フェロクロム、ｆｆｌ化フェロマンガン、窒化フ
ェロシリコン等がある。この中で窒化フェロシリコン、
窒化フェロマンガンは、製造される鋼種の大部分が８１
０Ｍｎ成分共に１４未満と規定されており、窒素添加剤
としての使用量に限界がある。
る場合、窒素添加剤が用いられる。この窒素添加剤とし
て窒化フェロクロム、ｆｆｌ化フェロマンガン、窒化フ
ェロシリコン等がある。この中で窒化フェロシリコン、
窒化フェロマンガンは、製造される鋼種の大部分が８１
０Ｍｎ成分共に１４未満と規定されており、窒素添加剤
としての使用量に限界がある。
窒化フェロクロムでは従来品は４〜９係程度の窒素含有
量しかなく、近年増加傾向にある２ ０００ ｐｐｍ程
度の高窒素鋼を製造する場合、−回の溶解に添加する窒
化フェロクロムは４ｗｔチ 程度までになり、溶湯温度
が４０〜５０℃も低下し、合金鋼の製造上問題となり、
甚だしい場合には製造不能となる＠種もあった。
量しかなく、近年増加傾向にある２ ０００ ｐｐｍ程
度の高窒素鋼を製造する場合、−回の溶解に添加する窒
化フェロクロムは４ｗｔチ 程度までになり、溶湯温度
が４０〜５０℃も低下し、合金鋼の製造上問題となり、
甚だしい場合には製造不能となる＠種もあった。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、窒素成分１０〜２０係を含有する高窒
素含有クロムを製造する方法を提供しようとするもので
ある。このような高窒素含有クロムとした場合、添加量
を大巾に減少でき溶湯温度の低下を抑制することが可能
となる。
なされたもので、窒素成分１０〜２０係を含有する高窒
素含有クロムを製造する方法を提供しようとするもので
ある。このような高窒素含有クロムとした場合、添加量
を大巾に減少でき溶湯温度の低下を抑制することが可能
となる。
まず本発明を説明するｌこあたり、窒化クロムについて
説明する。
説明する。
窒化クロムは結晶構造上ＣｒＮ型とＣｒ、 Ｎ型の２つ
が知られている。Ｃｒ、Ｎ は六方晶系ｌこ属し、密度
６．５１ ｆ／ａｎ” 、 Ｎ ： １１．９ ％ で
あり、ＣｒＮは立方晶、密度６．１８９７ｃｍ” 、
Ｎ ： ２１．７ ’１であるが、一般番こＣｒ、Ｎが
高温観、ＣｒＮが低温型と考えられている。しかしなが
ら、この２相の分解点や相変態点及び個々の相の合成方
法などについては不明確な点が多い。例えば、Ｏｒ、
Ｔｎｇ ＨＡＮＮＡ ＺＡＫ等の文献には、固体のクロ
ムの窒化反応は以下のように示されている。
が知られている。Ｃｒ、Ｎ は六方晶系ｌこ属し、密度
６．５１ ｆ／ａｎ” 、 Ｎ ： １１．９ ％ で
あり、ＣｒＮは立方晶、密度６．１８９７ｃｍ” 、
Ｎ ： ２１．７ ’１であるが、一般番こＣｒ、Ｎが
高温観、ＣｒＮが低温型と考えられている。しかしなが
ら、この２相の分解点や相変態点及び個々の相の合成方
法などについては不明確な点が多い。例えば、Ｏｒ、
Ｔｎｇ ＨＡＮＮＡ ＺＡＫ等の文献には、固体のクロ
ムの窒化反応は以下のように示されている。
■反応は約４１０’０以上で２ Ｃｒ （Ｓ ） ＋２
Ｎ＊ →Ｃｒ、Ｈの反応によって起こる。
Ｎ＊ →Ｃｒ、Ｈの反応によって起こる。
■４００〜１０３２℃の範囲では、最初にＣｒ、Ｎが、
次にＣｒＮ が生成する。
次にＣｒＮ が生成する。
■１０３２℃以上ではＣｒＮは解離し、１４７７℃まで
（ＰＮ、 ＝ １ ａｔｍ） Ｃｒ、Ｎ半固溶体となる
。
（ＰＮ、 ＝ １ ａｔｍ） Ｃｒ、Ｎ半固溶体となる
。
■１４７７℃１４７７℃． ＝ １ ａｔｍのときＣｒ
、Ｎは解離する。クロム中窒素の固溶は安定であり、１
６００“０で約６幅固溶する。
、Ｎは解離する。クロム中窒素の固溶は安定であり、１
６００“０で約６幅固溶する。
しかしながら、これら事項はミクロ的物理現象について
の記述にとどまり、具体的な事項は省略されている。特
に固体クロム粒度と窒素含有量についての検討範囲が狭
く、高窒素含有クロム（特ｌこ１０４以上）を得る方法
や工業的に生産する方法薔こついては何ら規定していな
い。
の記述にとどまり、具体的な事項は省略されている。特
に固体クロム粒度と窒素含有量についての検討範囲が狭
く、高窒素含有クロム（特ｌこ１０４以上）を得る方法
や工業的に生産する方法薔こついては何ら規定していな
い。
本発明者らは、この点についての研究を重ね、従来はＣ
ｒ１Ｎ主本の鉱物を合成していたのに対し、ＣｒＮを主
体とする製品を合成する方法を開発した。
ｒ１Ｎ主本の鉱物を合成していたのに対し、ＣｒＮを主
体とする製品を合成する方法を開発した。
そして高蓋素、特にＣｒＮｍの合成方法としては、次の
塩化法が知られている。
塩化法が知られている。
Ｃｒ、Ｏ，＋ ３ＣＣ１，＝ ２ＣｒＣＬ、＋ ３ＣＯ
ＣＬｔＣｒＣ２，＋ ４Ｎ）（、＝ ＣｒＮ ＋ ３Ｎ
Ｈ，ＣＬしかしながら、この方法では経済的に高窒素ク
ロムを得ることはできず、本用途のように多量に使用さ
れるものには不向きである。
ＣＬｔＣｒＣ２，＋ ４Ｎ）（、＝ ＣｒＮ ＋ ３Ｎ
Ｈ，ＣＬしかしながら、この方法では経済的に高窒素ク
ロムを得ることはできず、本用途のように多量に使用さ
れるものには不向きである。
ところで従来型の固体クロムから窒化クロムを合成する
方法ｌこついて以下に示す。
方法ｌこついて以下に示す。
従来までの窒化クロムは、原料クロム合金の粉砕性・製
造方法などの制約から３〜５ｍ以上の板ないし粒状の金
属クロム及び鉄−クロム合金が真空窒化炉に装入され１
２００〜１３００℃程度の高温にて窒化処理されていた
。従ってこの場合には第４図に示すようにその原料粒径
が大きいことからクロムへの窒素浸入深さに限界があり
、窒素含有ｔ４〜９釜までの製品しか得られなかった。
造方法などの制約から３〜５ｍ以上の板ないし粒状の金
属クロム及び鉄−クロム合金が真空窒化炉に装入され１
２００〜１３００℃程度の高温にて窒化処理されていた
。従ってこの場合には第４図に示すようにその原料粒径
が大きいことからクロムへの窒素浸入深さに限界があり
、窒素含有ｔ４〜９釜までの製品しか得られなかった。
この窒素はＸ線回析によればＣｒ２Ｎ型であり、窒素の
浸入深さは温度と時間の関数であることは知られている
が、１２００°Ｃ以上の温度ではクロム成分の蒸発が起
こり、実際の工場生産には不向きでもあり、市販の窒化
クロムは４〜９係の窒素含有量であった。
浸入深さは温度と時間の関数であることは知られている
が、１２００°Ｃ以上の温度ではクロム成分の蒸発が起
こり、実際の工場生産には不向きでもあり、市販の窒化
クロムは４〜９係の窒素含有量であった。
本発明は上記知見に基づいてなされたもので、金属クロ
ム、フェロクロム等のクロム金属を粒度０．２〜０．０
４４■ｌこ主体をおくように粉砕分級処理し、次いで真
空窒化炉において窒素成分１０〜２０係となるように窒
化処理することを基本的な特徴とするものである。
ム、フェロクロム等のクロム金属を粒度０．２〜０．０
４４■ｌこ主体をおくように粉砕分級処理し、次いで真
空窒化炉において窒素成分１０〜２０係となるように窒
化処理することを基本的な特徴とするものである。
以下本発明につき詳細に説明する。
まず原料粒径と吸収窒素ｆｉｌこついて、広い粒径範囲
で検討した結果の要約を第１表に示す０粒径が細かくな
るほど窒素吸収量が増加するとともに、８００℃などの
低温の方が最終到達窒素量は高くなることがわかる。特
に第１表１こ示されるように一２００Ｍｅａｈの原料で
は窒素１７壬にもなり、この窒素はＸ＠回析の結果Ｃｒ
、ＮとＣｒＮ型の２つの型で存在することがわかった。
で検討した結果の要約を第１表に示す０粒径が細かくな
るほど窒素吸収量が増加するとともに、８００℃などの
低温の方が最終到達窒素量は高くなることがわかる。特
に第１表１こ示されるように一２００Ｍｅａｈの原料で
は窒素１７壬にもなり、この窒素はＸ＠回析の結果Ｃｒ
、ＮとＣｒＮ型の２つの型で存在することがわかった。
また下掲表から合成温度も吸収窒素量に大きく影響する
ことがわかった。
ことがわかった。
第１表 粒径と窒素吸収量
次ｌこ原料中に含有するクロム成分が吸収窒素量に与え
る影響についてＣｒ−Ｆｅ系合金に関して調査したのが
第１図である。この結果は１１００℃の温度で３０時間
窒化させたもので、粒径０．２ｆｌ穆度から急激に吸収
する窒素量が増加することがわかる。第１図においてＣ
ｉ科（Ｃｒ６２％）の粒径０．０５ｍにおいて吸収窒素
量が低下する原因については、窒化処理中の異常発熱に
より高温型のＣｒ、 Ｎが生成したことによる。ところ
でこれら製品ｔこついて化学成分を分析したところ、０
．０４４ｍ以下（−３２５Ｍ以下）の粒度については第
２表に示すように酸素が０．５％以上と高く、本用途の
鋼中添加剤としては不向きであることが判明した。
る影響についてＣｒ−Ｆｅ系合金に関して調査したのが
第１図である。この結果は１１００℃の温度で３０時間
窒化させたもので、粒径０．２ｆｌ穆度から急激に吸収
する窒素量が増加することがわかる。第１図においてＣ
ｉ科（Ｃｒ６２％）の粒径０．０５ｍにおいて吸収窒素
量が低下する原因については、窒化処理中の異常発熱に
より高温型のＣｒ、 Ｎが生成したことによる。ところ
でこれら製品ｔこついて化学成分を分析したところ、０
．０４４ｍ以下（−３２５Ｍ以下）の粒度については第
２表に示すように酸素が０．５％以上と高く、本用途の
鋼中添加剤としては不向きであることが判明した。
第２表
以上の理由ｌこより、本発明法では原料であるクロム合
金を粒径Ｑ、２〜０．０４４ｍ、 好ましくは０．１
５ｍから０．０４４ ｗｍ ｌこ調整するものとする。
金を粒径Ｑ、２〜０．０４４ｍ、 好ましくは０．１
５ｍから０．０４４ ｗｍ ｌこ調整するものとする。
これは必ずしも全粒子が上記粒径とならなくても良く、
大部分の粒子が上記範囲内にあり、上記範囲に主体をお
くように粉砕分級処理すれば良い。
大部分の粒子が上記範囲内にあり、上記範囲に主体をお
くように粉砕分級処理すれば良い。
また粉砕分級処理後、窒化処理する際には、７００〜１
１００°Ｃとするのが好ましく、更に８００〜１０００
℃ とすればより好ましい。
１００°Ｃとするのが好ましく、更に８００〜１０００
℃ とすればより好ましい。
なお、窒化時の装入厚みについて検討した結果、厚さ１
００＝以上で異常発熱が発生し、高温型のＣｒ、Ｎが生
成し、結果的に窒素量が低下し易いことが明らかとなっ
た。そこで層厚は５０〜１ｏｏＩＩｍ（ｌ！：するのが
望ましい。
００＝以上で異常発熱が発生し、高温型のＣｒ、Ｎが生
成し、結果的に窒素量が低下し易いことが明らかとなっ
た。そこで層厚は５０〜１ｏｏＩＩｍ（ｌ！：するのが
望ましい。
以上の方法によって得られる窒化ダ□ロムは窒素１０〜
２０％となり、従来の高温型窒化 （クロムＣｒ、Ｎと
は異なり、低温型ＣｒＮ主体の結晶構造となる。この低
温型ＣｒＮを主体とした２化クロムは、従来型の鋼中添
加剤Ｃｒ、Ｎよりは分解温度は多少低いが、溶鋼中に添
加した場合、従来型の添加剤と大差ない窒素歩留を得る
ことができるため、添加剤使用量の削減及び溶湯温度の
低下を防止することができ、工業上有益である。
′なお、第２図に本発明方法で得られた製品の光学
顕微鏡写真、第３図に従来型と本発明方法によ□る製品
、のＸ線回析結果を示す。
２０％となり、従来の高温型窒化 （クロムＣｒ、Ｎと
は異なり、低温型ＣｒＮ主体の結晶構造となる。この低
温型ＣｒＮを主体とした２化クロムは、従来型の鋼中添
加剤Ｃｒ、Ｎよりは分解温度は多少低いが、溶鋼中に添
加した場合、従来型の添加剤と大差ない窒素歩留を得る
ことができるため、添加剤使用量の削減及び溶湯温度の
低下を防止することができ、工業上有益である。
′なお、第２図に本発明方法で得られた製品の光学
顕微鏡写真、第３図に従来型と本発明方法によ□る製品
、のＸ線回析結果を示す。
〔発明の効果〕 □
以上説明したように、本発明法によれば窒素成分１０〜
２０％の高窒素含有クロムを得ることができろ、そのた
め合金ｇＡ製造時に使用される添加量を削減でき、また
このことによって従来型添加剤によって発生する溶湯温
度の低下を押え、良好な鋼の生産を可能とする効果があ
る。
２０％の高窒素含有クロムを得ることができろ、そのた
め合金ｇＡ製造時に使用される添加量を削減でき、また
このことによって従来型添加剤によって発生する溶湯温
度の低下を押え、良好な鋼の生産を可能とする効果があ
る。
第１図は粒径とｆｆｌ、Ａとの関係を示すり１ラフ、第
２図は本発明法ｌこよって得られた：窒化クロムの結晶
構造を示す顕微鏡写真、第３図は本発明法ｌこより得ら
れた窒化クロムと従来法ｌこより得らｊ、た窒化クロム
のＸ線回折結果を示す回折角度と強度のオシロ波形、第
４図は従来法による窒化クロムの結晶構造を示す顕微鏡
写真である。
２図は本発明法ｌこよって得られた：窒化クロムの結晶
構造を示す顕微鏡写真、第３図は本発明法ｌこより得ら
れた窒化クロムと従来法ｌこより得らｊ、た窒化クロム
のＸ線回折結果を示す回折角度と強度のオシロ波形、第
４図は従来法による窒化クロムの結晶構造を示す顕微鏡
写真である。
特許出願人 日本鋼管株式会社
発 明 者 亀 井 博 思量
佐 賀 淳 −同
加 藤 晶 憲代理人
弁理士 吉 原 省 玉量 同
高 橋 清同 升材
士 吉 原 弘 子窒素 （％） ズ面の ニー″τ−二二−′二了ニー：ｌ）第 ２ 区 第 ４ 図 ・持、τ１庁静１； 殿）
３ 補正をする者 特 許事１！１と
の関係 出願人（４１２） 日本ｍ管株
式会社 ４、代理人 ５ 補正命令の目付 昭和６１手７ 月８日６、ぞ山
王のχ１ｇＡ
佐 賀 淳 −同
加 藤 晶 憲代理人
弁理士 吉 原 省 玉量 同
高 橋 清同 升材
士 吉 原 弘 子窒素 （％） ズ面の ニー″τ−二二−′二了ニー：ｌ）第 ２ 区 第 ４ 図 ・持、τ１庁静１； 殿）
３ 補正をする者 特 許事１！１と
の関係 出願人（４１２） 日本ｍ管株
式会社 ４、代理人 ５ 補正命令の目付 昭和６１手７ 月８日６、ぞ山
王のχ１ｇＡ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属クロム、フェロクロム等のクロム 合金を粒径０．２〜０．０４４ｍｍに主体をおくように
粉砕・分級処理し、次いで真空 窒化炉において窒化処理することにより 窒素成分１０〜２０％とすることを特徴 とする高窒素含有クロムの製造方法。 ２、真空窒化炉において７００〜１１００℃で窒化処理
する特許請求の範囲第１項に 記載の高窒素含有クロムの製造方法。 ３、層厚５０〜１００ｍｍで窒化処理する特許請求の範
囲第１項に記載の高窒素含有 クロムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25286385A JPS62112771A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 高窒素含有クロムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25286385A JPS62112771A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 高窒素含有クロムの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62112771A true JPS62112771A (ja) | 1987-05-23 |
Family
ID=17243211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25286385A Pending JPS62112771A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 高窒素含有クロムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62112771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083737A (ja) * | 1994-06-20 | 1996-01-09 | Tosoh Corp | 窒化クロムスパッタリングターゲット |
| JPH08225933A (ja) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Tosoh Corp | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP25286385A patent/JPS62112771A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083737A (ja) * | 1994-06-20 | 1996-01-09 | Tosoh Corp | 窒化クロムスパッタリングターゲット |
| JPH08225933A (ja) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Tosoh Corp | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
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