JPS6314854A - 窒素ガスベ−ス軟窒化法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、窒素ガスをベース雰囲気とする軟窒化法に
関する。

〔従来の技術〕

鋼等の表面層を高窒素状態にして硬化させるための窒化
処理法として、従来、特公昭４９−３０３３９号公報に
は、アンモニア（ＮＨ３）ガス中に０．５〜５容量％の
空気又は０．１〜１容量％の酸素を添加した雰囲気中で
、窒化処理を行うガス軟窒化法が示されている。

このガス軟窒化法は、アンモニアガス中に空気又は酸素
を添加することにより、アンモニアガスの分解を促進さ
せ、雰囲気中の窒素濃度を高め、窒化処理時間を短縮さ
せると同時に、剥離しゃすいＦｅｚＮ　の生成の防止を
計ろうとするものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の窒化法は、第５図の処理工程図に
示すように、アンモニアガスを均熱工程中のみならず、
温度の低い昇温工程の全期間中においても添加するもの
であるが、この温度の低い昇温工程中においては処理品
である鋼中における窒素の拡散速度が遅く、アンモニア
ガスの利用度は小さい、したがって、大量（９５容量％
）の高価なアンモニアガスを有効に使用しておらず、窒
化処理コストが高いという問題点がある。

また昇温工程中は、処理品よりも熱処理炉に配設されて
いるヒータの表面温度が高いため、ヒータ表面において
優先的にアンモニアが分解し、ヒータ表面へアンモニア
が激しく作用する。しだがってヒータ寿命が短くなると
いう問題点がある。

更には昇温工程においてもアンモニアガスを添加してい
るため、昇温工程中における酸素濃度が極めて低い、こ
のため窒化工程前の機械加工等の施された処理品が十分
に洗浄されていない場合には、処理品に残存し付着して
いる切削油が昇温工程中に分解・炭化し、その炭化によ
り処理品に窒化むらが発生するという問題点があった。

本発明は、従来のガス軟窒化法における上記問題点を解
決するためになされたもので、高価なアンモニアガスを
有効に使用して著しくコストの低減を計ると共に、窒化
むらの発生しない安定した窒化処理を行うことのできる
窒素ガスベース軟窒化法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記問題点を
解決するため、本発明は、安価な窒素ガスをベースガス
として、昇温工程中には空気又は酸素のみを添加して、
酸化処理を行って発生ガスをパージし、昇温動作の完了
直前又は昇温動作の完了したのちの均熱工程において、
アンモニアガスを添加して窒化処理を行うようにするも
のである。

このようにして窒化処理を行うことにより、昇温工程中
において、添加された空気又は酸素により処理品に付着
している切削油を酸化ガス化して除去することによって
、炭化を阻止することができ、それによって昇温工程完
了直前からの又は均熱工程移行後の窒化処理において、
窒化むらの発生を防止することができる。

また昇温工程完了直前から又は均熱工程においてのみア
ンモニアガスを添加して窒化処理を行うようにしている
ため、高価なアンモニアを有効に利用して消費量を少な
くし、著しくコストの低減化を計ることができる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する。第１図は、本発明に係る
窒素ガスベース軟窒化法の処理工程の一例を示す図で、
該工程図に基づいて本発明の詳細な説明する。

まず窒化処理を行う均熱工程に入る前の昇温工程におい
て、熱処理炉に窒素ガスを導入して、これをベース雰囲
気とし、これに空気０．５〜５容量％又は酸素０．１〜
１容量％を添加する。この空気又は酸素の添加により、
処理品の前工程である機械加工工程において付着した切
削油と添加酸素とが反応し、主としてＣＯガスとなって
切削油は除去される。なお、空気又は酸素の添加量は、
処理品の形状２表面積などにより処理炉内に持ち込まれ
る切削油の量や、該切削油の種類などにより適宜設定さ
れる。

このように昇温工程中において、切削油を完全にガス化
しながら、処理品の昇温処理を完了し、前記切削油と酸
素の反応により発生したＣＯガスをパージした後、次の
均熱工程に移行する。

均熱工程においては、処理品を所定温度Ｔに維持しなが
ら、窒素ガスをベースとしてアンモニアガスを添加する
。この添加されたアンモニアガスは分解して窒素を発生
し、該窒素が処理品表面に浸透及び拡散して窒化が進行
する。所定時間窒化処理を行ったのち冷却し、次の洗浄
処理等の工程が行われる。

第２図は、本発明による窒素ガスベース軟窒化法の上記
実施例で窒化処理を行った処理品の表面部の組織の４０
０倍顕微鏡写真である。この処理品は、軟鋼を１００％
アンモニアガスで５７０℃の一定温度において４時間処
理したものであり、厚さ約２０μｍの均一な化合物層が
形成されている。これにより昇温工程中における炭化が
阻止されて、窒化むらが発生していないことが明らかで
ある。

なお、第３図は本発明と対比するため、第５図に示した
従来の処理工程で窒化処理（５７０℃で４時間）を行っ
た処理品（軟鋼）の、同じ＜４００倍顕微鏡写真である
。この図から明らかなように、従来法によれば不均一な
薄い化合物層しか得られていないことがわかる。

上記実施例では、昇温工程完了後にアンモニアガスを添
加して窒化処理を行うようにしたものを示したが、第４
図に示すように、昇温工程完了直前にアンモニアガスを
添加するようにしても、先に示した実施例と同様な効果
が得られる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれば
、窒素ガスをベースガスとして昇温工程中に空気又は酸
素を添加することによって、処理品に付着している切削
油をガス化して除去し、窒化むらの原因となる切削油の
炭化を防止することができ、それにより窒化工程前の前
洗浄工程を省略することができる。

また高価なアンモニアガスを、鋼中における窒素の拡散
速度の早い高温度の昇温工程完了直前から又は均熱工程
においてのみ添加するようにしているので、アンモニア
ガスの有効利用が計れ、著しくコストの低減化を計るこ
とができる。また温度の低い昇温工程中にアンモニアガ
スが添加されないので、温度の高いヒータがアンモニア
ガスによってアタックされることはなくなり、したがっ
てヒータの寿命を延ばすことができる等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る窒素ガスベース軟窒化法の一実
施例の処理工程を示す図、第２図は、第１図に示した処
理工程による窒化法により得られた処理品の表面部の組
織を示す顕微鏡写真、第３図は、従来の窒化法により得
られた処理品の表面部の組織を示す顕微鏡写真、第４図
は、本発明の他の実施例の処理工程を示す図、第５図は
、従来の窒化法の処理工程を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒素ガスをベースガスとして、昇温工程中に０．５〜５
   容量％の空気又は０．１〜１容量％の酸素を添加した雰
   囲気中で酸化処理を行い発生ガスをパージしたのち、昇
   温工程完了直前又は均熱工程でアンモニアガスを添加し
   て窒化処理を行うことを特徴とする窒素ガスベース軟窒
   化法。