JPS6360113B2 - - Google Patents
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- JPS6360113B2 JPS6360113B2 JP16460580A JP16460580A JPS6360113B2 JP S6360113 B2 JPS6360113 B2 JP S6360113B2 JP 16460580 A JP16460580 A JP 16460580A JP 16460580 A JP16460580 A JP 16460580A JP S6360113 B2 JPS6360113 B2 JP S6360113B2
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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
- C23C8/08—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
- C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
本発明は鋼の浸炭熱処理方法、特に表面から深
さ0.5mm付近まで炭化物を生成させ表面炭素量を
２〜３％とし耐ピツチング性、耐摩耗性、耐熱性
を向上させる高炭素浸炭熱処理方法において、最
表面に多量の微細な炭化物を得る熱処理方法に関
するものである。 高炭素浸炭法には第１図ａに示す如く、全熱サ
イクルを通してＡcmを越えるカーボンポテンシヤ
ル（以下CPとする）でくり返し浸炭を行い表面
に炭化物を生成させる方法、第２図ｂに示す如
く、Ａcm以下のCPで１次浸炭した後にＡcmを越
えるCPで２次浸炭して表面に炭化物を生成させ
る方法が知られている。 前者の方法であると、全熱サイクルを通して
CP＞Ａcmなので最表面から炭化物が生成するの
で好ましいとの利点を有するが、その反面CP＞
Ａcmで繰り返し長時間の浸炭を行うので浸炭深さ
の調節が困難であり煤の発生が多いとの不具合を
有する。 また、後者の方法であると、一次浸炭がCP＜
Ａcmであり、２次浸炭時間が短かいため浸炭深さ
の調節が容易であり煤の発生が少ないとの利点を
有するが、その反面一次浸炭がCP＜Ａcmであり
粒界酸化のため２次浸炭にて最表面に炭化物が生
成しにくいとの不具合を有する。 本発明は上記の事情に鑑みなされたものであ
り、その目的は煤の発生が少ないと共に、最表面
に炭化物を生成できるようにした鋼の浸炭熱処理
方法を提供することである。 本発明者はまず、第１図ｂに示した浸炭熱処理
方法において、２次浸炭時に最表面に炭化物が生
成しにくい理由を検討した。その結果下記の理由
を見い出した。 すなわち、１次浸炭にて表面から10〜30μ（浸
炭時間が長いほど深くなる）の範囲のCrが粒界
酸化（内部酸化）により酸化物となる。 従つて１次浸炭後にガス中冷却した鋼の表面付
近（10〜30μ）は、30μよりも内部と比較してCr
含有量が著しく少い（セメンタイト＋フエライ
ト）組織となる。Cr含有量が少いセメンタイト
は、２次浸炭昇温時にオーステナイト中に溶け込
み易いために炭化物の核として残存しにくい。 従つて２次浸炭において最表面（10〜30μ）範
囲）は炭化物が生成しにくく、炭化物核が少ない
ため炭化物は粗大となる。 以上の理由から２次浸炭にて最表面に微細な炭
化物を生成させるためには、１次浸炭時の粒界酸
化層を除去すれば良いことがわかる。 粒界酸化層を除去する方法としては、研削、電
解研摩、シヨツトブラストホーニングなどが考え
られるが、研削、電解研磨、ホーニングなどは工
業的にコスト高、粒界酸化層を均一に除去できな
い、などの欠点がある。 シヨツトブラストは実用的な方法と考えられる
が、１次浸炭後にガス中冷却したものは表面硬さ
がHv350〜450であり、10〜30μの粒界酸化層を除
去するためには長時間ブラストする必要があり、
表面層を均一に除去することは困難である。 そこで、本発明においてはＡcm＞CPで１次浸
炭した処理品を下記(イ)，(ロ)の冷却方法で冷却して
粒界酸化層を完全に酸化させ、その後にシヨトブ
ラストで粒界酸化層を除去し、Ａcm＜CPで２次
浸炭するようにした。 このようにすれば、粒界酸化層をシヨツトブラ
ストで短時間に均一に除去できるから実用的な浸
炭熱処理方法となると共に、煤の発生が少なく、
最表面に炭化物を生成できる。 (イ) １次浸炭→空気中放冷→シヨツトブラスト (ロ) １次浸炭→（空気＋10％酸素）中放冷→シヨ
ツトブラスト (イ)は粒界酸化層が10〜20μ程度、(ロ)は粒界酸化
層が20〜30μ程度のものに適用する。これらの方
法によれば、１次浸炭時の粒界酸化層は完全に均
一に除去され、２次浸炭において最表面に炭化物
を生成させることができる。 次に具体例を示す。 具体例 (1) SNCM415によりブルドーザの終減速ピニオン
（モジユール10、歯数11、歯巾100）を930℃にて
20時間浸炭（CP＝1.0％）して、下記のような４
種類の冷却方法にて冷却し、(イ)〜(ニ)の４種類の試
料を作つた。 但し、浸炭ガス組成、シヨツトブラスト条件は
下記の通りである。 浸炭ガス…プロパン変成RXガスを用い、組成は
下記の通り H2 ：30.7％ N2 ：46.1％ CO ：23.07％ CO2：0.13％ シヨツトブラストの条件 遠心投射式ブラスト加工機 インペラ径：300mmφ、回転数：2500RPM 投射材 ：スチールシヨツト0.3mmφ 投射量 ：53Kg／分 (イ) 浸炭ガス中冷却のまま (ロ) 浸炭ガス中冷却＋シヨツトブラスト（５分） (ハ) 空気中放冷 ＋シヨツトブラスト（５分） (ニ) （空気＋10％酸素）＋シヨツトブラスト（５
分） これらの試料についてＸ線マイクロアナライザ
にて表面付近のCr濃度分布を分析したところ第
２図に示す結果を得た。 第２図から、(イ)浸炭ガス中冷却のままはCr濃
度が表面から、約30μまで内部よりも減少してい
ることがわかる。(ロ)浸炭ガス中冷却＋シヨツトブ
ラストは(イ)よりもCr濃度の低い部分が若干減少
しているが、シヨツトブラストによる除去効果は
少い。 これに対して(ハ)空気中放冷＋シヨツトブラスト
ではCr濃度は表面から15μまで内部よりも減少し
ており、表面層15μが除去されていることがわか
る。(ロ)（空気＋10％酸素）中冷却＋シヨツトブラ
ストでは表面のCr濃度の低い部分がほとんど除
去されていることが判明する。 以上のことから、空冷・（空気＋10％酸素）で
空冷した後にシヨツトブラストすれば粒界酸化層
を均一に除去できることが判る。 具体例 (2) SNCM220及びSCM415により製作したブルド
ーザの終減速ピニオンを下記表１の方法にて処理
した。 但し、浸炭ガス組成、シヨツトブラスト条件は
下記のとおりである。 浸炭ガス組成 930℃（CP：1.0％）の時の浸炭ガス組成 H2 30.7％ N2 ：46.1％ CO ：23.07％ CO2：0.13％ 850℃（CP＞Ａcm）の時の浸炭ガス組成 H2 ：30.7％ N2 ：46.1％ CO ：23.15％ CO2：0.05％ シヨツトブラストの条件 遠心投射式ブラスト加工機 インペラ径：360mmφ、回転数：2500RPM 投射材 ：スチールシヨツト0.3mmφ 投射量 ：53Kg／分
さ0.5mm付近まで炭化物を生成させ表面炭素量を
２〜３％とし耐ピツチング性、耐摩耗性、耐熱性
を向上させる高炭素浸炭熱処理方法において、最
表面に多量の微細な炭化物を得る熱処理方法に関
するものである。 高炭素浸炭法には第１図ａに示す如く、全熱サ
イクルを通してＡcmを越えるカーボンポテンシヤ
ル（以下CPとする）でくり返し浸炭を行い表面
に炭化物を生成させる方法、第２図ｂに示す如
く、Ａcm以下のCPで１次浸炭した後にＡcmを越
えるCPで２次浸炭して表面に炭化物を生成させ
る方法が知られている。 前者の方法であると、全熱サイクルを通して
CP＞Ａcmなので最表面から炭化物が生成するの
で好ましいとの利点を有するが、その反面CP＞
Ａcmで繰り返し長時間の浸炭を行うので浸炭深さ
の調節が困難であり煤の発生が多いとの不具合を
有する。 また、後者の方法であると、一次浸炭がCP＜
Ａcmであり、２次浸炭時間が短かいため浸炭深さ
の調節が容易であり煤の発生が少ないとの利点を
有するが、その反面一次浸炭がCP＜Ａcmであり
粒界酸化のため２次浸炭にて最表面に炭化物が生
成しにくいとの不具合を有する。 本発明は上記の事情に鑑みなされたものであ
り、その目的は煤の発生が少ないと共に、最表面
に炭化物を生成できるようにした鋼の浸炭熱処理
方法を提供することである。 本発明者はまず、第１図ｂに示した浸炭熱処理
方法において、２次浸炭時に最表面に炭化物が生
成しにくい理由を検討した。その結果下記の理由
を見い出した。 すなわち、１次浸炭にて表面から10〜30μ（浸
炭時間が長いほど深くなる）の範囲のCrが粒界
酸化（内部酸化）により酸化物となる。 従つて１次浸炭後にガス中冷却した鋼の表面付
近（10〜30μ）は、30μよりも内部と比較してCr
含有量が著しく少い（セメンタイト＋フエライ
ト）組織となる。Cr含有量が少いセメンタイト
は、２次浸炭昇温時にオーステナイト中に溶け込
み易いために炭化物の核として残存しにくい。 従つて２次浸炭において最表面（10〜30μ）範
囲）は炭化物が生成しにくく、炭化物核が少ない
ため炭化物は粗大となる。 以上の理由から２次浸炭にて最表面に微細な炭
化物を生成させるためには、１次浸炭時の粒界酸
化層を除去すれば良いことがわかる。 粒界酸化層を除去する方法としては、研削、電
解研摩、シヨツトブラストホーニングなどが考え
られるが、研削、電解研磨、ホーニングなどは工
業的にコスト高、粒界酸化層を均一に除去できな
い、などの欠点がある。 シヨツトブラストは実用的な方法と考えられる
が、１次浸炭後にガス中冷却したものは表面硬さ
がHv350〜450であり、10〜30μの粒界酸化層を除
去するためには長時間ブラストする必要があり、
表面層を均一に除去することは困難である。 そこで、本発明においてはＡcm＞CPで１次浸
炭した処理品を下記(イ)，(ロ)の冷却方法で冷却して
粒界酸化層を完全に酸化させ、その後にシヨトブ
ラストで粒界酸化層を除去し、Ａcm＜CPで２次
浸炭するようにした。 このようにすれば、粒界酸化層をシヨツトブラ
ストで短時間に均一に除去できるから実用的な浸
炭熱処理方法となると共に、煤の発生が少なく、
最表面に炭化物を生成できる。 (イ) １次浸炭→空気中放冷→シヨツトブラスト (ロ) １次浸炭→（空気＋10％酸素）中放冷→シヨ
ツトブラスト (イ)は粒界酸化層が10〜20μ程度、(ロ)は粒界酸化
層が20〜30μ程度のものに適用する。これらの方
法によれば、１次浸炭時の粒界酸化層は完全に均
一に除去され、２次浸炭において最表面に炭化物
を生成させることができる。 次に具体例を示す。 具体例 (1) SNCM415によりブルドーザの終減速ピニオン
（モジユール10、歯数11、歯巾100）を930℃にて
20時間浸炭（CP＝1.0％）して、下記のような４
種類の冷却方法にて冷却し、(イ)〜(ニ)の４種類の試
料を作つた。 但し、浸炭ガス組成、シヨツトブラスト条件は
下記の通りである。 浸炭ガス…プロパン変成RXガスを用い、組成は
下記の通り H2 ：30.7％ N2 ：46.1％ CO ：23.07％ CO2：0.13％ シヨツトブラストの条件 遠心投射式ブラスト加工機 インペラ径：300mmφ、回転数：2500RPM 投射材 ：スチールシヨツト0.3mmφ 投射量 ：53Kg／分 (イ) 浸炭ガス中冷却のまま (ロ) 浸炭ガス中冷却＋シヨツトブラスト（５分） (ハ) 空気中放冷 ＋シヨツトブラスト（５分） (ニ) （空気＋10％酸素）＋シヨツトブラスト（５
分） これらの試料についてＸ線マイクロアナライザ
にて表面付近のCr濃度分布を分析したところ第
２図に示す結果を得た。 第２図から、(イ)浸炭ガス中冷却のままはCr濃
度が表面から、約30μまで内部よりも減少してい
ることがわかる。(ロ)浸炭ガス中冷却＋シヨツトブ
ラストは(イ)よりもCr濃度の低い部分が若干減少
しているが、シヨツトブラストによる除去効果は
少い。 これに対して(ハ)空気中放冷＋シヨツトブラスト
ではCr濃度は表面から15μまで内部よりも減少し
ており、表面層15μが除去されていることがわか
る。(ロ)（空気＋10％酸素）中冷却＋シヨツトブラ
ストでは表面のCr濃度の低い部分がほとんど除
去されていることが判明する。 以上のことから、空冷・（空気＋10％酸素）で
空冷した後にシヨツトブラストすれば粒界酸化層
を均一に除去できることが判る。 具体例 (2) SNCM220及びSCM415により製作したブルド
ーザの終減速ピニオンを下記表１の方法にて処理
した。 但し、浸炭ガス組成、シヨツトブラスト条件は
下記のとおりである。 浸炭ガス組成 930℃（CP：1.0％）の時の浸炭ガス組成 H2 30.7％ N2 ：46.1％ CO ：23.07％ CO2：0.13％ 850℃（CP＞Ａcm）の時の浸炭ガス組成 H2 ：30.7％ N2 ：46.1％ CO ：23.15％ CO2：0.05％ シヨツトブラストの条件 遠心投射式ブラスト加工機 インペラ径：360mmφ、回転数：2500RPM 投射材 ：スチールシヨツト0.3mmφ 投射量 ：53Kg／分
【表】
次に、各方法により処理したものの表面付近の
顕微鏡写真を第３図ａ，ｂ及び第４図ａ，ｂに示
す。 第３図ｂ・第４図ｂが本発明方法で処理した
SNCM220.SCM415の写真、第３図ａ・第４図ｂ
が従来方法で処理したSNCM220.SCM415の写真
である。 以上の写真から、本発明方法で処理したもの
は、従来方法で処理したものと比較して最表面の
炭化物が微細で炭化物量が多いことが判る。 本発明は以上の様であるから、煤の発生が少な
いと共に、最表面に多量の微細な炭化物を生成で
きる鋼の浸炭熱処理方法となる。 また、Ａcm＞CPで１次浸炭処理した後に、そ
の処理品を浸炭温度から空気中にて冷却して処理
品の最表面の粒界酸化層を酸化させ、その後にシ
ヨツトブラスト処理により酸化した粒界酸化層を
除去するので、ただ単にシヨツトブラスト処理し
て粒界酸化層を除去する場合と比べて短時間に均
一に除去できるから実用的な鋼の浸炭熱処理方法
となる。
顕微鏡写真を第３図ａ，ｂ及び第４図ａ，ｂに示
す。 第３図ｂ・第４図ｂが本発明方法で処理した
SNCM220.SCM415の写真、第３図ａ・第４図ｂ
が従来方法で処理したSNCM220.SCM415の写真
である。 以上の写真から、本発明方法で処理したもの
は、従来方法で処理したものと比較して最表面の
炭化物が微細で炭化物量が多いことが判る。 本発明は以上の様であるから、煤の発生が少な
いと共に、最表面に多量の微細な炭化物を生成で
きる鋼の浸炭熱処理方法となる。 また、Ａcm＞CPで１次浸炭処理した後に、そ
の処理品を浸炭温度から空気中にて冷却して処理
品の最表面の粒界酸化層を酸化させ、その後にシ
ヨツトブラスト処理により酸化した粒界酸化層を
除去するので、ただ単にシヨツトブラスト処理し
て粒界酸化層を除去する場合と比べて短時間に均
一に除去できるから実用的な鋼の浸炭熱処理方法
となる。
第１図ａ，ｂは従来例の説明図、第２図はＸ線
マイクロアナライザによる表面付近のCr分析表
図、第３図、第４図は熱処理品の表面顕微鏡写真
である。
マイクロアナライザによる表面付近のCr分析表
図、第３図、第４図は熱処理品の表面顕微鏡写真
である。
Claims (1)
- １ Ａcm＞CPの条件で１次浸炭処理した後に、
その処理品を浸炭温度から空気中にて冷却して処
理品の最表面の粒界酸化層を酸化させ、その後に
シヨツトブラスト処理により酸化させた粒界酸化
層を除去し、さらに処理品をＡcm＜CPの条件で
２次浸炭処理することを特徴とする鋼の浸炭処理
熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16460580A JPS5789471A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Carburizing heat treatment for steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16460580A JPS5789471A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Carburizing heat treatment for steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5789471A JPS5789471A (en) | 1982-06-03 |
| JPS6360113B2 true JPS6360113B2 (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=15796349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16460580A Granted JPS5789471A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Carburizing heat treatment for steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5789471A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4767080A (en) * | 1986-08-21 | 1988-08-30 | Ryobi, Ltd. | Angle adjustment mechanism for fishline guide roller of a spinning reel |
| JPH0234767A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Mazda Motor Corp | 浸炭焼入方法 |
| JP2000313949A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-14 | Yamaha Motor Co Ltd | 鉄合金部品の表面硬化処理方法 |
| KR100427381B1 (ko) * | 2002-05-27 | 2004-04-14 | 현대자동차주식회사 | 변속기용 디퍼런셜 피니언 샤프트 및 그 제조 방법 |
| US7178751B1 (en) | 2004-12-07 | 2007-02-20 | Gregory D. Isaacs | Fishing reel |
| AT513429B1 (de) * | 2012-09-20 | 2014-07-15 | Miba Sinter Austria Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Sinterbauteilbaugruppe |
-
1980
- 1980-11-25 JP JP16460580A patent/JPS5789471A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5789471A (en) | 1982-06-03 |
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