JPS641527B2 - - Google Patents
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Classifications
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- C23C8/20—Carburising
- C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
Description
（産業上の利用分野）
本発明は鉄製品の熱処理方法に関するものであ
る。特に、本発明は鉄製品を気体状炭素源と不活
性の担体ガスとを混合した混合物で処理する熱処
理制御方法に関するものである。 （従来の技術及び問題点） 米国特許第4035203号の明細書には、窒素とメ
タンとを熱処理炉内に導入し炉内のメタンのレベ
ルを測定する分析器を使用する方法が記載されて
いる。炉内のメタンのレベルは分析器に応答して
自動的に規制される。この方法では、炉内の脱炭
剤のレベルを測定したり、分析したりまたは制御
したりしない。また、この方法では炉の一酸化炭
素のレベルを制御しない。 米国特許第4049472号の明細書には、気体状混
合物が周囲温度で調製され、次いで炉に導入され
る方法が記載されている。この気体状混合物は、
窒素62−98％、メタン（天然ガス）1.5−30％、
二酸化炭素0.2−15％、およびもし浸炭窒化する
のであれば、10％以下のアンモニアから成る。 炉内の炭素のポテンシヤルはメタン対二酸化炭
素の比率に従い決められる。この特許の方法で
は、炉内の炭素のポテンシヤルを制御するのには
ある程度のレベルの二酸化炭素を必要とする。こ
れは二酸化炭素が強力な脱炭剤であるので不利で
ある。炉内の他の脱炭剤（酸素と水蒸気）のレベ
ルを制御する試みも行われてない。一酸化炭素の
レベルは測定されない。 米国特許第4049473号では浸炭に先立ち窒素を
炉の本体に清浄剤として導入することもできるこ
とを記載してあるが、窒素はこの特許の方法の実
施中に炉の前室にのみ導入される。メタンの如き
炭化水素源が担体ガスなしで炉の本体に導入され
る。炭素ポテンシヤル（すなわち、一酸化炭素や
メタンのようなすべての化合物中の炭素のレベ
ル）を電気抵抗ワイヤにより測定し、炉内への天
然ガスの導入を制御する。二酸化炭素の如き脱炭
剤に含まれる炭素も含めて、炉内に存在する炭素
の総量が測定される。従つて、この特許の方法
（Airco Process）では炉内の脱炭剤のレベルを
分析したり制御したりしない。事実、この特許の
出願の審査中に出願人が提出した宣誓供述書には
空気中に含まれた酸素の如き脱炭剤は、すすを生
じることなしに、メタンのほぼ全部を反応させる
ように「調整剤」として炉の本体に特に導入され
る必要があると述べている。 「メタルプログレス（Metal Progress）」
（1948年２月発行の第241−246頁）の文献には窒
素とメタンとを導入することにより生じた炉雰囲
気について述べており、この雰囲気では一酸化炭
素のレベルは約１％かそれ以下で、二酸化炭素の
レベルはほぼ０である（第244頁参照）。しかしな
がら、この文献は、この方法を制御するには測定
できるレベルの二酸化炭素が必要である（第244
頁と第246頁参照）と述べている。この文献は、
たとえば、炉内への空気の漏入に起因する強力な
脱炭剤のレベルを制御するために窒素の流れを利
用できることを示唆してはいない。 メタルプログレス（Metal Progress）（1977年
10月発行の第９−11頁および1978年６月発行の第
96頁）には窒素とメタンとを利用する熱処理方法
が記載されており、メタンのレベルはメタン分析
器により制御されている。この文献の編集者への
添付書簡では、炉雰囲気中における一酸化炭素の
レベルに大きな変動を与える炉雰囲気中に存在し
うる脱炭剤を制御する問題を挙げている。しかし
ながら、この問題に対する解決策も、一酸化炭素
の制御を保持するため窒素の流れを制御すること
も提案していない。 本発明は気体状炭素源と不活性担体ガスとの混
合物を含む熱処理炉内で鉄製品を熱処理する方法
に関し、特に、本発明は炉雰囲気中の一酸化炭素
の量を測定し、平衡反応の効果を最小化すること
により炭素のポテンシヤルを所望のレベルに制御
するために一酸化炭素の量に応答して炉内の不活
性担体ガスの量を制御することによつて熱処理方
法を制御する方法に関するものである。本願明細
書に記載される「炭素のポテンシヤル」とは、金
属熱処理の技術分野で広く用いられている「炭素
ポテンシヤル」と全く同じ意味であり、例えば、
1983年ASM発行のMetals Reference Bookに掲
載されるように、下記のとおり定義されるもので
ある。 『定められた条件のもとで鋼の炭素レベルを変
化させ或は維持するための「活性炭素を含有する
環境」の能力の測定値。なお、いかなる環境にお
いても、到達した炭素レベルは、温度、時間間及
び鋼の組成のようなフアクターに依存することと
なる。』 一酸化炭素の量が体積にして３％以下、好まし
いのは１％以下の場合に最良の結果が得られる。
一酸化炭素のレベルを上記のように制御すると、
有害な脱炭剤（二酸化炭素、水素および水蒸気の
如き）の効果を最低にし、また酸化および二次脱
炭反応の如き好ましくない平衡反応の効果も最低
にする。本発明の熱処理方法は、鉄製品にもたら
される炭素のポテンシヤルすなわちレベルが時間
と温度との関数となるような不平衡反応（一次脱
炭および炭化水素解離反応）により制御される。 本発明では、通常の生産用熱処理炉を使用し、
熱処理方法が一層正確に再現性があり、従つて一
つの熱処理サイクルから次の熱処理サイクルにま
で一貫性を有するように浸炭および脱炭反応を厳
密に制御する。本発明の方法はまた脱炭剤を正確
に制御し、気体状炭素源を有効に使用するのに役
立つ。本発明のその他の利点には結晶粒界酸化の
減少、炭素勾配の改良およびはだ焼の焼入れ性と
が含まれる。 多くの熱処理方法が本発明を利用できる。たと
えば、本発明は浸炭あるいは中性焼入れ方法及び
さらにアンモニアの如き入手しやすい発生期窒素
源が炉の雰囲気に加えられる浸炭窒化にも使用で
きる。焼ならしおよび焼なましも本発明により制
御できる。鉄製品は、バツチ式または連続式炉の
いずれでも処理できることは当業界では周知で説
明の必要がないことである。連続式炉あるいはバ
ツチ式炉のいずれが使用されるにせよ、気体状炭
素源と不活性担体ガスが使用されることが好まし
い。 炉の雰囲気中の気体状炭素源と一酸化炭素との
レベルは慣用のガス分析器により連続的に監視さ
れ、この分析器は炉の雰囲気中への気体状炭素源
と不活性担体ガスの流れを規制する信号を発生す
る。あるいはまた気体状炭素源と不活性担体ガス
との流量は手動で制御することもできる。 気体状炭素源および不活性担体ガスとしていく
つかの物質を使用できるが、入手しやすいことと
安価であることから、天然ガス（実質的にメタ
ン）及び窒素が好ましい。しかしながら、後述す
るように他の物質を使用することもできる。 以下、本発明の具体例を図面を参照して詳細に
説明する。 第１図を参照すると、本発明の方法は、当業界
に知られているバツチ式、あるいは連続式のいず
れでもよい大気熱処理炉１０で行うことができ
る。気体状の炭素源と不活性担体ガスとは送入ガ
スライン１２を経て炉内に導入されて所望の雰囲
気をつくる。気体状炭素源と不活性担体ガスとは
それぞれ適当な供給源１４，１６が得られ、それ
ぞれの供給ライン１８，２０と送入調整弁２２，
２４とを通り送入ガスライン１２を経て炉に供給
される。炉内に存在する雰囲気は雰囲気の少量の
試料を試料ガスイン２６から引き出すことにより
測定できる。炉ガスの試料は分析され、炉内に存
在する気体状炭素源及び一酸化炭素のレベルは分
析器２８，３０によりそれぞれ測定される。 送入ガスライン１２を経て炉内に導入された気
体状炭素源の量は気体状炭素源分析器２８が測定
する気体状炭素源レベルに応じて調整弁２２によ
り制御される。制御ライン３２は気体状炭素源分
析器２８と気体状炭素源送入調整弁２２との間の
制御リンクを略図で示すものである。同様に送入
ガスライン１２を経て炉に流入する不活性担体ガ
スは一酸化炭素分析器３０に応答して不活性担体
ガス送入調整弁２４により制御される。また、制
御ライン３３は一酸化炭素分析器３０と不活性担
体ガス送入調整弁２４との間の制御リンクを略図
で示すものである。もちろん、炉内の他の成分の
レベルを検出するため追加の分析器を使用でき
る。たとえば、二酸化炭素のレベルが監視でき
る。 本発明の方法に前記した装置を利用する場合、
炉内に起る化学反応についての知識を有していれ
ば一層良く理解できる。 高温の状態にある炉内に気体状炭素源を導入す
ると、この気体状炭素源はその構成元素に解離す
ることになる。従つて、もし気体状炭素源として
メタンがほぼ純粋な状態あるいは天然ガスとして
使用される場合には、以下の解離反応が起る： CH4→Ｃ＋2H2 この解離反応の結果、鉄製品に活性炭素を供給
して、鉄製品の表面に炭素を導入することにな
る。この反応は未反応の気体状炭素源（メタンの
如き）の分析レベルを所望のパーセントに維持す
ることにより制御され、その制御は例えば分析器
及び適当な自動制御機構による。 本発明の方法における鉄製品の表面への炭素の
導入は以下の浸炭反応により行われる。すなわち 3Fe＋Ｃ‐‐‐‐→Fe3C ↑ （気体状炭素源の解離） 一次浸炭は鉄製品の表面にまずセメンタイト
（Fe3C）の形成で始まり、これが一方向（可逆で
ない）の炭素拡散を生じる。炭素の拡散は固形状
拡散法則により支配される時間と温度との相関関
係により制御される。 本発明では酸素は積極的には炉に導入されない
が、炉内に入れることができる。酸素は現実に炉
内に入る。酸素は空気の漏入および炉内に導入さ
れた鉄製品表面上の酸化物として炉内に入ること
ができる。積極的でないが不可避的である炉内へ
の酸素の導入により次の如き酸化反応が起る、す
なわち、 2CH4＋O2‐‐‐‐→2CO＋4H2 2CH4＋4O2‐‐‐‐→2CO2＋4H2O H2O＋CO‐‐‐‐→H2＋CO2 H2O＋CH4‐‐‐‐→CO＋3H2 炉の雰囲気中の一酸化炭素、二酸化炭素及び水
蒸気は空気の漏入と表面酸化物とにより炉内に酸
素が存在することを示す。しかしながら、酸素、
二酸化炭素及び水蒸気はすべて強力な脱炭剤であ
り、そのことはもちろん不平衡浸炭反応に不利で
ある。従つて、酸素、二酸化炭素及び水蒸気はど
れも鉄製品の表面に既に形成された炭化鉄（セメ
ンタイト）と反応して鉄を形成できる化学物質で
ある。更にまた、酸素、二酸化炭素及び水蒸気は
酸化剤であり、そのうち酸素と二酸化炭素とは強
力な酸化剤である。従つて、酸素、二酸化炭素及
び水蒸気は鉄製品の表面の鉄と反応して酸化鉄を
形成できる。 一酸化炭素は弱い浸炭剤であり、一酸化炭素に
より与えられた炭素はFeと結合して鉄製品の表
面に固溶液（Fe(C)）を形成する。このような二
次浸炭反応は次のように表わすことができる： 2CO＋Fe‐‐‐‐→Fe(C)＋CO2 炉内に生じるこの反応は、通常の炉内温度と圧
力とにおいてもし二酸化炭素のレベルが体積にし
て１％未満の場合は、有害な脱炭剤（酸素、二酸
化炭素及び水蒸気）のレベルが実質的に零となる
程度のものである。一酸化炭素のレベルは１％よ
りも少ないことが好ましく、その理由は一酸化炭
素のレベルが１％を越えて増大するに従い炭素の
ポテンシヤルの制御の程度が減少するからであ
る。一酸化炭素のレベルが３％以上であると、熱
処理反応が所望の不平衡反応によつてのみ制御さ
れているものとは最早や考えられない程、平衡反
応が雰囲気の組成に重大な影響を及ぼすようにな
る。 鉄含有物質内への炭化鉄の拡散は一方向の固体
拡散法則により支配されるので、熱処理方法の初
期の段階中は最終段階中よりも高い一酸化炭素の
レベルが許容される。たとえば、本発明の方法に
よつて処理される鉄製品は一酸化炭素のレベルを
８時間以上もの間、1.6％から0.8％に下げて浸炭
処理された。１％よりも低い好ましいレベルでは
この時間の半ばまでは達しなかつたが、この熱処
理方法の後の段階においては一酸化炭素のレベル
を低いレベルに制御する必要がある。 従つて、炉内の一酸化炭素の分析レベルに応答
して炉内への窒素の流量を制御すると本発明によ
つて所望の炭素のポテンシヤルのレベルを保持す
ることになる。有害な脱炭剤（二酸化炭素、酸素
および水蒸気）のレベルは不活性担体ガスによる
間接的制御により最小化される。赤外線分析器の
如き分析器と適当な自動制御機構とを使用するこ
とによりこの不活性担体ガス流量を制御すること
ができる。 気体状炭素源は通常の炉内の温度と圧力のもと
で、体積にして５−30％となるようにして導入さ
れる。好ましいレベルは５−20％であり、多くの
商業的製品は10−18％で処理できる。不活性担体
ガスは一酸化炭素を所望のレベルに保持する流量
にした上で気体状炭素源と一緒に逆入ガスの残部
として導入される。一酸化炭素が３％以下、好ま
しくは１％以下の場合に最良の結果が得られる。
もちろん、浸炭窒化の場合には、アンモニアの如
き入手しやすい発生期窒素源も導入できる。 本発明の反応方法において考慮される唯一の他
の重要な化合物は、ある条件の下では次の反応に
おいて脱炭剤となる水素である。すなわち、 Fe3C＋2H2‐‐‐‐→3Fe＋CH4 しかしながら、この反応は水素の体積がむしろ
大きい場合にのみ意義がある。本発明の熱処理方
法に使用される温度と圧力に対しては、水素の体
積は反応を意義あらしめるには30％にしなければ
ならない。本発明の方法において生成する水素の
体積は比較的少ないので、水素の脱炭効果は取る
に足りない。 本発明に従い操業される炉内に存在する反応条
件の下では、前記した炭化水素の解離反応及び一
次浸炭反応は不平衡反応であり、これが反応の結
果を制御する。前記の酸化反応、二次浸炭反応及
び水素脱炭反応は平衡反応であるが、炉内の不活
性担体ガスのレベルが一酸化炭素のレベルを特に
体積にして３％以下、好ましくは1.0％以下に制
御するために使用されると、この平衡反応は最小
化される。 不平衡反応により制御される本発明の方法で
は、鉄製品上にもたらされる炭素のポテンシヤ
ル、すなわちレベルは時間と温度との関係であ
る。すなわち、製品が炉内にとどまる時間が長い
程、より多くの炭素が製品内に拡散される。平衡
反応により制御される従来技術の方法では、ひと
たび平衡が達成されると、炉内にある時間が増大
しても同じ条件の下では、製品の炭素のポテンシ
ヤルあるいはレベルをそれ以上増やすことができ
ない。 不平衡反応による本発明の制御方法を第２図と
第３図に示す。第２図と第３図は鉄製品を炉内に
長く保持するほど炭素のポテンシヤルが高くなる
こと及び炉内の炭素のレベルを増加しても炭素の
ポテンシヤルが高くなることを示している。第２
図には約0.064mm（0.0025インチ）〔（すなわち、
最初0.0127mm（0.005インチ）の半分）〕で炭素分
析値％対927℃（1700〓）における４時間及び８
時間の場合の炉内のメタン分析値％がグラフで示
してある。第３図は0.0127mm（0.005インチ）の
浸炭硬化部分（shim）における炭素％を示す同
様なグラフである。 以上説明した制御方法は種々の熱処理方法に利
用することができる。たとえば、本発明の方法は
浸炭窒化、浸炭、中性焼入れ、焼ならしおよび焼
なましに利用できる。もちろん、浸炭では鉄製品
の表面に炭素が導入される。浸炭窒化とは鉄製品
の表面に利用しうる窒素と炭素を導入する方法で
ある。本発明を利用して浸炭窒化方法を制御する
には炉に導入される気体状混合物にアンモニアが
加えられる。アンモニアを一定あるいは可変の流
速づ炉に導入し炉内の雰囲気のアンモニア含有量
を０−10％とすることができる。このような方法
においては、一酸化炭素は炉内への窒素の流量を
制御することにより３％以下、好ましくは１％以
下の所望のレベルに保持される。 本発明の制御方法は中性焼入れにも利用でき
る。中性焼入れは炭素が鉄製品の表面に加えられ
もしないしそれから除去されもしないように炉の
雰囲気を選択する熱処理方法である。また、本発
明の制御方法は、一酸化炭素を所望のレベルに保
持するため利用され、炉内に導入される鉄製品の
炭素のレベルを保持するのに十分な利用できる炭
素を気体状炭素源が生成するように監視する。 炉に導入される種々のガスに対する送入量の制
御は検出されたレベルに応答して自動的に行うと
説明したが、この流量を検出されるレベルに応じ
て手動で変えることもできるということは明かに
理解できることと思う。制御方法のサイクル全般
にわたり手動制御を続けることもできるが、所望
の一酸化炭素濃度を得るため、不活性担体ガスを
最初に調節したり変えたりした後は不活性ガスの
流れをそれ以上調節したり変えたりする必要はな
い。前にも述べたように、バツチ式または連続式
の炉を利用することもできる。 気体状炭素源は炉内に必要な炭素のレベルを供
給するものであればどのような物質でも良い。気
体状の炭化水素源が好ましい。天然ガス（実質的
にメタン）、メタンおよびプロパンが好ましく、
特に天然ガスがその価格と入手しやすい点で好ま
しい。しかしながら、エタン、ブタン、アセチレ
ン、エチレンおよび気化した炭化水素燃料の如き
他の気体状炭化水素源を使用することもできる。 不活性担体ガスは反応体物質用の不活性担体ガ
スとして作用できる任意の気体状物質で良い。入
手しやすいことと価格の点で窒素が好ましいがヘ
リウム、ネオン、アルゴン等の如き他の不活性担
体ガスも利用できる。 鉄含有物質の熱処理に利用される温度は良く知
られていて一般には約788℃（1450〓）ないし約
1066℃（1950〓）の範囲内である。浸炭の場合に
は、炉内温度は一般に約899℃（1650〓）ないし
約941℃（1725〓）、特に約927℃（1700〓）であ
る。浸炭窒化の場合には、温度は約788℃（1450
〓）ないし約871℃（1600〓）の範囲である。炉
の圧力は従来通りであり、すなわち、空気の漏入
を極減するため大気圧より僅かに高い。 浸炭に利用した場合、本発明の方法は以下の４
段階に分割できる。すなわち、(1)装入以前に炉の
前処理、(2)炉に装入し作業温度に戻す、(3)浸炭、
(4)急冷以前に炉の温度を下げ次いで装入物を急冷
する。 ラツク・ピニオン、歯車シヤフトおよびウオー
ムねじの如き種々の鉄製品を浸炭するため本発明
の方法が以下のようにして利用された。装入前に
炉を作業温度にし、そして一酸化炭素のレベルが
１％以下になるまで窒素と少量の炭化水素を炉に
導入することにより炉を作業を行える状態にし
た。炉圧を正圧に保つため十分な大気流を使用し
た。装入直前に炭化水素の添加を中止した。次に
炉に装入して炉の温度を作業温度にした。この期
間中、炉の雰囲気に窒素のみを加え、また一酸化
炭素のレベルを約１％以下に保持した。作業温度
に達したら、炭化水素の十分な流量を炉に導入
し、炭化水素の分析値を所望のレベルに保持し、
一酸化炭素のレベルを約１％以下に保持するため
窒素の流量を維持した。所望のはだを所用の厚味
にして浸炭時間を一定に保持した。炭素のポテン
シヤルは(a)総浸炭時間にわたり炭化水素の分析値
（％）を一定にし、(b)一酸化炭素の分析レベルを
１％以下に保持する窒素の流量、および(c)浸炭硬
化部分の金属組織学的特性を所望のものにするの
に必要な拡散時間、により制御された。浸炭サイ
クルが終了した時、炉の温度は845℃（1550〓）
に降下せしめられた。このサイクル中、炭化水素
の添加は中止され、窒素の流量は一酸化炭素のレ
ベルを約１％以下に保つように保持された。炉の
雰囲気を分析する計器は、一酸佳炭素用にはイン
フラレツド・インダストリM7035−026分析器、
メタン用にはインフラレツド・インダストリ
M702060分析器であつた。 （実施例） ラツクピニオンおよび歯車シヤフトの混合装入
物100個を浸炭するために本発明の方法が以下の
ように使用された。 (1) 前調整 窒素（N2）の流量を11.33m3／時（400立方フ
イート／時）、またメタン（CH4）の流量を2.83
m3（100立方フイート／時）にして２ 1/2時間に
わたり927℃（1700〓）に炉を調整した。２ 1/2
時間後、雰囲気の分析値は一酸化炭素（CO）0.4
％、メタン（CH4）1.5.6％および二酸化炭素
（CO2）0.033％であつた。 (2) 装入 炉に装填された。雰囲気の流れは窒素（N2）：
28.31m3（1000立方フイート）／時、メタン
（CH4）：０m3／時であつた。 (3) 浸炭―拡散 炉装入物は927℃（1700〓）で６時間浸炭され
た。ガス流量は窒素（N2）：10.19m3（360立方フ
イート）／時、メタン（CH4）：2.41m3（85立方
フイート）／時であつた。雰囲気分析値は一酸化
炭素（CO）：0.4％、メタン（CH4）：15％および
二酸化炭素（CO2）：0.024％であつた。 炉装入物は927℃（1700〓）で２時間拡散され
た。ガス流量は窒素（N2）10.19（360立方フイー
ト）／時、メタン（CH4）：０m3／時であつた。
雰囲気中の一酸化炭素（CO）は0.1％、メタン
（CH4）は０％、二酸化炭素（CO2）は0.001％で
あつた。 (4) 温度降下―急冷 炉装入物の温度を843℃（1550〓）に下げ均等
化するために１時間放置した。次いで炉装入物は
急冷された。ガス流量は窒素（N2）：11.33m3
（400立方フイート）／時、メタン（CH4）：０
m3／時、雰囲気分析結果は一酸化炭素（CO）0.1
％、メタン（CH4）０％、二酸化炭素（CO2）
0.03％であつた。 炉の状態は次の装入物に対していつでも調整工
程に移行できる状態であつた。 処理された製品はロツクウエルＣ硬度60/61の
表面硬度、全硬化層深さ：1.78mm（0.070インチ）
および約1.6mm（0.063インチ）の有効硬化層深さ
（ロツクウエルＣ硬度50まで）を有していること
が判つた。次の如き硬度と炭素含量とが測定され
た。
る。特に、本発明は鉄製品を気体状炭素源と不活
性の担体ガスとを混合した混合物で処理する熱処
理制御方法に関するものである。 （従来の技術及び問題点） 米国特許第4035203号の明細書には、窒素とメ
タンとを熱処理炉内に導入し炉内のメタンのレベ
ルを測定する分析器を使用する方法が記載されて
いる。炉内のメタンのレベルは分析器に応答して
自動的に規制される。この方法では、炉内の脱炭
剤のレベルを測定したり、分析したりまたは制御
したりしない。また、この方法では炉の一酸化炭
素のレベルを制御しない。 米国特許第4049472号の明細書には、気体状混
合物が周囲温度で調製され、次いで炉に導入され
る方法が記載されている。この気体状混合物は、
窒素62−98％、メタン（天然ガス）1.5−30％、
二酸化炭素0.2−15％、およびもし浸炭窒化する
のであれば、10％以下のアンモニアから成る。 炉内の炭素のポテンシヤルはメタン対二酸化炭
素の比率に従い決められる。この特許の方法で
は、炉内の炭素のポテンシヤルを制御するのには
ある程度のレベルの二酸化炭素を必要とする。こ
れは二酸化炭素が強力な脱炭剤であるので不利で
ある。炉内の他の脱炭剤（酸素と水蒸気）のレベ
ルを制御する試みも行われてない。一酸化炭素の
レベルは測定されない。 米国特許第4049473号では浸炭に先立ち窒素を
炉の本体に清浄剤として導入することもできるこ
とを記載してあるが、窒素はこの特許の方法の実
施中に炉の前室にのみ導入される。メタンの如き
炭化水素源が担体ガスなしで炉の本体に導入され
る。炭素ポテンシヤル（すなわち、一酸化炭素や
メタンのようなすべての化合物中の炭素のレベ
ル）を電気抵抗ワイヤにより測定し、炉内への天
然ガスの導入を制御する。二酸化炭素の如き脱炭
剤に含まれる炭素も含めて、炉内に存在する炭素
の総量が測定される。従つて、この特許の方法
（Airco Process）では炉内の脱炭剤のレベルを
分析したり制御したりしない。事実、この特許の
出願の審査中に出願人が提出した宣誓供述書には
空気中に含まれた酸素の如き脱炭剤は、すすを生
じることなしに、メタンのほぼ全部を反応させる
ように「調整剤」として炉の本体に特に導入され
る必要があると述べている。 「メタルプログレス（Metal Progress）」
（1948年２月発行の第241−246頁）の文献には窒
素とメタンとを導入することにより生じた炉雰囲
気について述べており、この雰囲気では一酸化炭
素のレベルは約１％かそれ以下で、二酸化炭素の
レベルはほぼ０である（第244頁参照）。しかしな
がら、この文献は、この方法を制御するには測定
できるレベルの二酸化炭素が必要である（第244
頁と第246頁参照）と述べている。この文献は、
たとえば、炉内への空気の漏入に起因する強力な
脱炭剤のレベルを制御するために窒素の流れを利
用できることを示唆してはいない。 メタルプログレス（Metal Progress）（1977年
10月発行の第９−11頁および1978年６月発行の第
96頁）には窒素とメタンとを利用する熱処理方法
が記載されており、メタンのレベルはメタン分析
器により制御されている。この文献の編集者への
添付書簡では、炉雰囲気中における一酸化炭素の
レベルに大きな変動を与える炉雰囲気中に存在し
うる脱炭剤を制御する問題を挙げている。しかし
ながら、この問題に対する解決策も、一酸化炭素
の制御を保持するため窒素の流れを制御すること
も提案していない。 本発明は気体状炭素源と不活性担体ガスとの混
合物を含む熱処理炉内で鉄製品を熱処理する方法
に関し、特に、本発明は炉雰囲気中の一酸化炭素
の量を測定し、平衡反応の効果を最小化すること
により炭素のポテンシヤルを所望のレベルに制御
するために一酸化炭素の量に応答して炉内の不活
性担体ガスの量を制御することによつて熱処理方
法を制御する方法に関するものである。本願明細
書に記載される「炭素のポテンシヤル」とは、金
属熱処理の技術分野で広く用いられている「炭素
ポテンシヤル」と全く同じ意味であり、例えば、
1983年ASM発行のMetals Reference Bookに掲
載されるように、下記のとおり定義されるもので
ある。 『定められた条件のもとで鋼の炭素レベルを変
化させ或は維持するための「活性炭素を含有する
環境」の能力の測定値。なお、いかなる環境にお
いても、到達した炭素レベルは、温度、時間間及
び鋼の組成のようなフアクターに依存することと
なる。』 一酸化炭素の量が体積にして３％以下、好まし
いのは１％以下の場合に最良の結果が得られる。
一酸化炭素のレベルを上記のように制御すると、
有害な脱炭剤（二酸化炭素、水素および水蒸気の
如き）の効果を最低にし、また酸化および二次脱
炭反応の如き好ましくない平衡反応の効果も最低
にする。本発明の熱処理方法は、鉄製品にもたら
される炭素のポテンシヤルすなわちレベルが時間
と温度との関数となるような不平衡反応（一次脱
炭および炭化水素解離反応）により制御される。 本発明では、通常の生産用熱処理炉を使用し、
熱処理方法が一層正確に再現性があり、従つて一
つの熱処理サイクルから次の熱処理サイクルにま
で一貫性を有するように浸炭および脱炭反応を厳
密に制御する。本発明の方法はまた脱炭剤を正確
に制御し、気体状炭素源を有効に使用するのに役
立つ。本発明のその他の利点には結晶粒界酸化の
減少、炭素勾配の改良およびはだ焼の焼入れ性と
が含まれる。 多くの熱処理方法が本発明を利用できる。たと
えば、本発明は浸炭あるいは中性焼入れ方法及び
さらにアンモニアの如き入手しやすい発生期窒素
源が炉の雰囲気に加えられる浸炭窒化にも使用で
きる。焼ならしおよび焼なましも本発明により制
御できる。鉄製品は、バツチ式または連続式炉の
いずれでも処理できることは当業界では周知で説
明の必要がないことである。連続式炉あるいはバ
ツチ式炉のいずれが使用されるにせよ、気体状炭
素源と不活性担体ガスが使用されることが好まし
い。 炉の雰囲気中の気体状炭素源と一酸化炭素との
レベルは慣用のガス分析器により連続的に監視さ
れ、この分析器は炉の雰囲気中への気体状炭素源
と不活性担体ガスの流れを規制する信号を発生す
る。あるいはまた気体状炭素源と不活性担体ガス
との流量は手動で制御することもできる。 気体状炭素源および不活性担体ガスとしていく
つかの物質を使用できるが、入手しやすいことと
安価であることから、天然ガス（実質的にメタ
ン）及び窒素が好ましい。しかしながら、後述す
るように他の物質を使用することもできる。 以下、本発明の具体例を図面を参照して詳細に
説明する。 第１図を参照すると、本発明の方法は、当業界
に知られているバツチ式、あるいは連続式のいず
れでもよい大気熱処理炉１０で行うことができ
る。気体状の炭素源と不活性担体ガスとは送入ガ
スライン１２を経て炉内に導入されて所望の雰囲
気をつくる。気体状炭素源と不活性担体ガスとは
それぞれ適当な供給源１４，１６が得られ、それ
ぞれの供給ライン１８，２０と送入調整弁２２，
２４とを通り送入ガスライン１２を経て炉に供給
される。炉内に存在する雰囲気は雰囲気の少量の
試料を試料ガスイン２６から引き出すことにより
測定できる。炉ガスの試料は分析され、炉内に存
在する気体状炭素源及び一酸化炭素のレベルは分
析器２８，３０によりそれぞれ測定される。 送入ガスライン１２を経て炉内に導入された気
体状炭素源の量は気体状炭素源分析器２８が測定
する気体状炭素源レベルに応じて調整弁２２によ
り制御される。制御ライン３２は気体状炭素源分
析器２８と気体状炭素源送入調整弁２２との間の
制御リンクを略図で示すものである。同様に送入
ガスライン１２を経て炉に流入する不活性担体ガ
スは一酸化炭素分析器３０に応答して不活性担体
ガス送入調整弁２４により制御される。また、制
御ライン３３は一酸化炭素分析器３０と不活性担
体ガス送入調整弁２４との間の制御リンクを略図
で示すものである。もちろん、炉内の他の成分の
レベルを検出するため追加の分析器を使用でき
る。たとえば、二酸化炭素のレベルが監視でき
る。 本発明の方法に前記した装置を利用する場合、
炉内に起る化学反応についての知識を有していれ
ば一層良く理解できる。 高温の状態にある炉内に気体状炭素源を導入す
ると、この気体状炭素源はその構成元素に解離す
ることになる。従つて、もし気体状炭素源として
メタンがほぼ純粋な状態あるいは天然ガスとして
使用される場合には、以下の解離反応が起る： CH4→Ｃ＋2H2 この解離反応の結果、鉄製品に活性炭素を供給
して、鉄製品の表面に炭素を導入することにな
る。この反応は未反応の気体状炭素源（メタンの
如き）の分析レベルを所望のパーセントに維持す
ることにより制御され、その制御は例えば分析器
及び適当な自動制御機構による。 本発明の方法における鉄製品の表面への炭素の
導入は以下の浸炭反応により行われる。すなわち 3Fe＋Ｃ‐‐‐‐→Fe3C ↑ （気体状炭素源の解離） 一次浸炭は鉄製品の表面にまずセメンタイト
（Fe3C）の形成で始まり、これが一方向（可逆で
ない）の炭素拡散を生じる。炭素の拡散は固形状
拡散法則により支配される時間と温度との相関関
係により制御される。 本発明では酸素は積極的には炉に導入されない
が、炉内に入れることができる。酸素は現実に炉
内に入る。酸素は空気の漏入および炉内に導入さ
れた鉄製品表面上の酸化物として炉内に入ること
ができる。積極的でないが不可避的である炉内へ
の酸素の導入により次の如き酸化反応が起る、す
なわち、 2CH4＋O2‐‐‐‐→2CO＋4H2 2CH4＋4O2‐‐‐‐→2CO2＋4H2O H2O＋CO‐‐‐‐→H2＋CO2 H2O＋CH4‐‐‐‐→CO＋3H2 炉の雰囲気中の一酸化炭素、二酸化炭素及び水
蒸気は空気の漏入と表面酸化物とにより炉内に酸
素が存在することを示す。しかしながら、酸素、
二酸化炭素及び水蒸気はすべて強力な脱炭剤であ
り、そのことはもちろん不平衡浸炭反応に不利で
ある。従つて、酸素、二酸化炭素及び水蒸気はど
れも鉄製品の表面に既に形成された炭化鉄（セメ
ンタイト）と反応して鉄を形成できる化学物質で
ある。更にまた、酸素、二酸化炭素及び水蒸気は
酸化剤であり、そのうち酸素と二酸化炭素とは強
力な酸化剤である。従つて、酸素、二酸化炭素及
び水蒸気は鉄製品の表面の鉄と反応して酸化鉄を
形成できる。 一酸化炭素は弱い浸炭剤であり、一酸化炭素に
より与えられた炭素はFeと結合して鉄製品の表
面に固溶液（Fe(C)）を形成する。このような二
次浸炭反応は次のように表わすことができる： 2CO＋Fe‐‐‐‐→Fe(C)＋CO2 炉内に生じるこの反応は、通常の炉内温度と圧
力とにおいてもし二酸化炭素のレベルが体積にし
て１％未満の場合は、有害な脱炭剤（酸素、二酸
化炭素及び水蒸気）のレベルが実質的に零となる
程度のものである。一酸化炭素のレベルは１％よ
りも少ないことが好ましく、その理由は一酸化炭
素のレベルが１％を越えて増大するに従い炭素の
ポテンシヤルの制御の程度が減少するからであ
る。一酸化炭素のレベルが３％以上であると、熱
処理反応が所望の不平衡反応によつてのみ制御さ
れているものとは最早や考えられない程、平衡反
応が雰囲気の組成に重大な影響を及ぼすようにな
る。 鉄含有物質内への炭化鉄の拡散は一方向の固体
拡散法則により支配されるので、熱処理方法の初
期の段階中は最終段階中よりも高い一酸化炭素の
レベルが許容される。たとえば、本発明の方法に
よつて処理される鉄製品は一酸化炭素のレベルを
８時間以上もの間、1.6％から0.8％に下げて浸炭
処理された。１％よりも低い好ましいレベルでは
この時間の半ばまでは達しなかつたが、この熱処
理方法の後の段階においては一酸化炭素のレベル
を低いレベルに制御する必要がある。 従つて、炉内の一酸化炭素の分析レベルに応答
して炉内への窒素の流量を制御すると本発明によ
つて所望の炭素のポテンシヤルのレベルを保持す
ることになる。有害な脱炭剤（二酸化炭素、酸素
および水蒸気）のレベルは不活性担体ガスによる
間接的制御により最小化される。赤外線分析器の
如き分析器と適当な自動制御機構とを使用するこ
とによりこの不活性担体ガス流量を制御すること
ができる。 気体状炭素源は通常の炉内の温度と圧力のもと
で、体積にして５−30％となるようにして導入さ
れる。好ましいレベルは５−20％であり、多くの
商業的製品は10−18％で処理できる。不活性担体
ガスは一酸化炭素を所望のレベルに保持する流量
にした上で気体状炭素源と一緒に逆入ガスの残部
として導入される。一酸化炭素が３％以下、好ま
しくは１％以下の場合に最良の結果が得られる。
もちろん、浸炭窒化の場合には、アンモニアの如
き入手しやすい発生期窒素源も導入できる。 本発明の反応方法において考慮される唯一の他
の重要な化合物は、ある条件の下では次の反応に
おいて脱炭剤となる水素である。すなわち、 Fe3C＋2H2‐‐‐‐→3Fe＋CH4 しかしながら、この反応は水素の体積がむしろ
大きい場合にのみ意義がある。本発明の熱処理方
法に使用される温度と圧力に対しては、水素の体
積は反応を意義あらしめるには30％にしなければ
ならない。本発明の方法において生成する水素の
体積は比較的少ないので、水素の脱炭効果は取る
に足りない。 本発明に従い操業される炉内に存在する反応条
件の下では、前記した炭化水素の解離反応及び一
次浸炭反応は不平衡反応であり、これが反応の結
果を制御する。前記の酸化反応、二次浸炭反応及
び水素脱炭反応は平衡反応であるが、炉内の不活
性担体ガスのレベルが一酸化炭素のレベルを特に
体積にして３％以下、好ましくは1.0％以下に制
御するために使用されると、この平衡反応は最小
化される。 不平衡反応により制御される本発明の方法で
は、鉄製品上にもたらされる炭素のポテンシヤ
ル、すなわちレベルは時間と温度との関係であ
る。すなわち、製品が炉内にとどまる時間が長い
程、より多くの炭素が製品内に拡散される。平衡
反応により制御される従来技術の方法では、ひと
たび平衡が達成されると、炉内にある時間が増大
しても同じ条件の下では、製品の炭素のポテンシ
ヤルあるいはレベルをそれ以上増やすことができ
ない。 不平衡反応による本発明の制御方法を第２図と
第３図に示す。第２図と第３図は鉄製品を炉内に
長く保持するほど炭素のポテンシヤルが高くなる
こと及び炉内の炭素のレベルを増加しても炭素の
ポテンシヤルが高くなることを示している。第２
図には約0.064mm（0.0025インチ）〔（すなわち、
最初0.0127mm（0.005インチ）の半分）〕で炭素分
析値％対927℃（1700〓）における４時間及び８
時間の場合の炉内のメタン分析値％がグラフで示
してある。第３図は0.0127mm（0.005インチ）の
浸炭硬化部分（shim）における炭素％を示す同
様なグラフである。 以上説明した制御方法は種々の熱処理方法に利
用することができる。たとえば、本発明の方法は
浸炭窒化、浸炭、中性焼入れ、焼ならしおよび焼
なましに利用できる。もちろん、浸炭では鉄製品
の表面に炭素が導入される。浸炭窒化とは鉄製品
の表面に利用しうる窒素と炭素を導入する方法で
ある。本発明を利用して浸炭窒化方法を制御する
には炉に導入される気体状混合物にアンモニアが
加えられる。アンモニアを一定あるいは可変の流
速づ炉に導入し炉内の雰囲気のアンモニア含有量
を０−10％とすることができる。このような方法
においては、一酸化炭素は炉内への窒素の流量を
制御することにより３％以下、好ましくは１％以
下の所望のレベルに保持される。 本発明の制御方法は中性焼入れにも利用でき
る。中性焼入れは炭素が鉄製品の表面に加えられ
もしないしそれから除去されもしないように炉の
雰囲気を選択する熱処理方法である。また、本発
明の制御方法は、一酸化炭素を所望のレベルに保
持するため利用され、炉内に導入される鉄製品の
炭素のレベルを保持するのに十分な利用できる炭
素を気体状炭素源が生成するように監視する。 炉に導入される種々のガスに対する送入量の制
御は検出されたレベルに応答して自動的に行うと
説明したが、この流量を検出されるレベルに応じ
て手動で変えることもできるということは明かに
理解できることと思う。制御方法のサイクル全般
にわたり手動制御を続けることもできるが、所望
の一酸化炭素濃度を得るため、不活性担体ガスを
最初に調節したり変えたりした後は不活性ガスの
流れをそれ以上調節したり変えたりする必要はな
い。前にも述べたように、バツチ式または連続式
の炉を利用することもできる。 気体状炭素源は炉内に必要な炭素のレベルを供
給するものであればどのような物質でも良い。気
体状の炭化水素源が好ましい。天然ガス（実質的
にメタン）、メタンおよびプロパンが好ましく、
特に天然ガスがその価格と入手しやすい点で好ま
しい。しかしながら、エタン、ブタン、アセチレ
ン、エチレンおよび気化した炭化水素燃料の如き
他の気体状炭化水素源を使用することもできる。 不活性担体ガスは反応体物質用の不活性担体ガ
スとして作用できる任意の気体状物質で良い。入
手しやすいことと価格の点で窒素が好ましいがヘ
リウム、ネオン、アルゴン等の如き他の不活性担
体ガスも利用できる。 鉄含有物質の熱処理に利用される温度は良く知
られていて一般には約788℃（1450〓）ないし約
1066℃（1950〓）の範囲内である。浸炭の場合に
は、炉内温度は一般に約899℃（1650〓）ないし
約941℃（1725〓）、特に約927℃（1700〓）であ
る。浸炭窒化の場合には、温度は約788℃（1450
〓）ないし約871℃（1600〓）の範囲である。炉
の圧力は従来通りであり、すなわち、空気の漏入
を極減するため大気圧より僅かに高い。 浸炭に利用した場合、本発明の方法は以下の４
段階に分割できる。すなわち、(1)装入以前に炉の
前処理、(2)炉に装入し作業温度に戻す、(3)浸炭、
(4)急冷以前に炉の温度を下げ次いで装入物を急冷
する。 ラツク・ピニオン、歯車シヤフトおよびウオー
ムねじの如き種々の鉄製品を浸炭するため本発明
の方法が以下のようにして利用された。装入前に
炉を作業温度にし、そして一酸化炭素のレベルが
１％以下になるまで窒素と少量の炭化水素を炉に
導入することにより炉を作業を行える状態にし
た。炉圧を正圧に保つため十分な大気流を使用し
た。装入直前に炭化水素の添加を中止した。次に
炉に装入して炉の温度を作業温度にした。この期
間中、炉の雰囲気に窒素のみを加え、また一酸化
炭素のレベルを約１％以下に保持した。作業温度
に達したら、炭化水素の十分な流量を炉に導入
し、炭化水素の分析値を所望のレベルに保持し、
一酸化炭素のレベルを約１％以下に保持するため
窒素の流量を維持した。所望のはだを所用の厚味
にして浸炭時間を一定に保持した。炭素のポテン
シヤルは(a)総浸炭時間にわたり炭化水素の分析値
（％）を一定にし、(b)一酸化炭素の分析レベルを
１％以下に保持する窒素の流量、および(c)浸炭硬
化部分の金属組織学的特性を所望のものにするの
に必要な拡散時間、により制御された。浸炭サイ
クルが終了した時、炉の温度は845℃（1550〓）
に降下せしめられた。このサイクル中、炭化水素
の添加は中止され、窒素の流量は一酸化炭素のレ
ベルを約１％以下に保つように保持された。炉の
雰囲気を分析する計器は、一酸佳炭素用にはイン
フラレツド・インダストリM7035−026分析器、
メタン用にはインフラレツド・インダストリ
M702060分析器であつた。 （実施例） ラツクピニオンおよび歯車シヤフトの混合装入
物100個を浸炭するために本発明の方法が以下の
ように使用された。 (1) 前調整 窒素（N2）の流量を11.33m3／時（400立方フ
イート／時）、またメタン（CH4）の流量を2.83
m3（100立方フイート／時）にして２ 1/2時間に
わたり927℃（1700〓）に炉を調整した。２ 1/2
時間後、雰囲気の分析値は一酸化炭素（CO）0.4
％、メタン（CH4）1.5.6％および二酸化炭素
（CO2）0.033％であつた。 (2) 装入 炉に装填された。雰囲気の流れは窒素（N2）：
28.31m3（1000立方フイート）／時、メタン
（CH4）：０m3／時であつた。 (3) 浸炭―拡散 炉装入物は927℃（1700〓）で６時間浸炭され
た。ガス流量は窒素（N2）：10.19m3（360立方フ
イート）／時、メタン（CH4）：2.41m3（85立方
フイート）／時であつた。雰囲気分析値は一酸化
炭素（CO）：0.4％、メタン（CH4）：15％および
二酸化炭素（CO2）：0.024％であつた。 炉装入物は927℃（1700〓）で２時間拡散され
た。ガス流量は窒素（N2）10.19（360立方フイー
ト）／時、メタン（CH4）：０m3／時であつた。
雰囲気中の一酸化炭素（CO）は0.1％、メタン
（CH4）は０％、二酸化炭素（CO2）は0.001％で
あつた。 (4) 温度降下―急冷 炉装入物の温度を843℃（1550〓）に下げ均等
化するために１時間放置した。次いで炉装入物は
急冷された。ガス流量は窒素（N2）：11.33m3
（400立方フイート）／時、メタン（CH4）：０
m3／時、雰囲気分析結果は一酸化炭素（CO）0.1
％、メタン（CH4）０％、二酸化炭素（CO2）
0.03％であつた。 炉の状態は次の装入物に対していつでも調整工
程に移行できる状態であつた。 処理された製品はロツクウエルＣ硬度60/61の
表面硬度、全硬化層深さ：1.78mm（0.070インチ）
および約1.6mm（0.063インチ）の有効硬化層深さ
（ロツクウエルＣ硬度50まで）を有していること
が判つた。次の如き硬度と炭素含量とが測定され
た。
【表】
（発明の効果）
本発明によれば、一酸化炭素量を３％以下に保
持したことによつて炉内を不平衡応にすることが
でき、従つて炭素のポテンシヤルは、炉内の温度
および／又は鉄製品が炉内に残つている時間を制
御することによつて容易に制御することができ、
このため従来技術の平衡反応のように時間の経過
に従つて炭素ポテンシヤルが増加しないという欠
点がなくなつた。
持したことによつて炉内を不平衡応にすることが
でき、従つて炭素のポテンシヤルは、炉内の温度
および／又は鉄製品が炉内に残つている時間を制
御することによつて容易に制御することができ、
このため従来技術の平衡反応のように時間の経過
に従つて炭素ポテンシヤルが増加しないという欠
点がなくなつた。
第１図は本発明の制御方法を実施する装置の例
示的線図、第２図は本発明方法により浸炭された
製品表面の炭素の重量％と浸炭時間の関係を示す
グラフ、第３図は本発明の方法において浸炭され
た約0.127mm（0.005インチ）深さの浸炭硬化部分
が吸収した炭素（％）と浸炭時間の関係を示すグ
ラフである。 １０…炉、１４，１６…ガス供給源、２８，３
０…分析器。
示的線図、第２図は本発明方法により浸炭された
製品表面の炭素の重量％と浸炭時間の関係を示す
グラフ、第３図は本発明の方法において浸炭され
た約0.127mm（0.005インチ）深さの浸炭硬化部分
が吸収した炭素（％）と浸炭時間の関係を示すグ
ラフである。 １０…炉、１４，１６…ガス供給源、２８，３
０…分析器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一酸化炭素を含む炉雰囲気内で熱処理される
鉄製品を収容した熱処理炉内に気体状炭素源と不
活性担体ガスとを導入する鉄製品の熱処理方法に
おいて、炉雰囲気中の一酸化炭素のみの量を測定
し、炭素のポテンシヤルを所望のレベルに制御し
て平衡反応の効果を最小にするため炉雰囲気中の
一酸化炭素の量を体積にして３％以下に維持する
ように一酸化炭素の量に応じて炉内の不活性担体
ガスの流量を制御することを特徴とする、鉄製品
の熱処理方法。 ２ 上記一酸化炭素の量が体積にして１％以下に
保持されている、特許請求の範囲第１項に記載の
方法。 ３ 炉雰囲気中の気体状炭素源の量を測定する工
程及び炉内の気体状炭素源の量を制御して気体状
炭素源を所定の量に維持する工程を含む、特許請
求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 上記気体状炭素源が、天然ガス、メタンおよ
びプロパンから成る群から選択される、特許請求
の範囲第１項に記載の方法。 ５ 気体状炭素源が天然ガスである、特許請求の
範囲第４項に記載の方法。 ６ 上記不活性担体ガスが、窒素、ヘリウム、ネ
オンおよびアルゴンから成る群から選択される、
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７ 不活性担体ガスが窒素である、特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 ８ 行われる熱処理方法が浸炭窒化、浸炭、中性
焼入れ、焼ならしおよび焼なましから成る群から
選択される、特許請求の範囲第１項に記載の方
法。 ９ 行われる熱処理方法が浸炭である、特許請求
の範囲第８項に記載の方法。 １０ 気体状炭素源と不活性担体ガスとが炉内に
連続的に導入される、特許請求の範囲第１項に記
載の方法。 １１ 炉雰囲気中の一酸化炭素の量を表わす制御
信号を発生する工程及び該制御信号に応答して炉
内に導入される不活性担体ガスの量を制御し、一
酸化炭素の量を３％以下に保持する工程を含んで
いる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １２ 炉雰囲気中の気体状炭素源の量を表わす制
御信号を発生すること及び気体状炭素源を所定量
に保持するため制御信号に応答して気体状炭素源
の量を制御することを含む特許請求の範囲第１項
に記載の方法。 １３ 炉雰囲気が788℃（1450〓）ないし1066℃
（1950〓）の範囲内の温度にあり、また気体状炭
素源が炉雰囲気の体積にして５ないし30％である
特許請求の範囲第１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/952,657 US4175986A (en) | 1978-10-19 | 1978-10-19 | Inert carrier gas heat treating control process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5558326A JPS5558326A (en) | 1980-05-01 |
| JPS641527B2 true JPS641527B2 (ja) | 1989-01-11 |
Family
ID=25493111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13349079A Granted JPS5558326A (en) | 1978-10-19 | 1979-10-16 | Method of heat treating iron member |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4175986A (ja) |
| JP (1) | JPS5558326A (ja) |
| AU (1) | AU522104B2 (ja) |
| BR (1) | BR7906295A (ja) |
| CA (1) | CA1125011A (ja) |
| DE (1) | DE2934930A1 (ja) |
| ES (1) | ES484588A1 (ja) |
| FR (1) | FR2439241A1 (ja) |
| GB (1) | GB2032464B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| FR2446322A2 (fr) * | 1979-01-15 | 1980-08-08 | Air Liquide | Procede de traitement thermique de l'acier et de controle dudit traitement |
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| FR2586258B1 (fr) * | 1985-08-14 | 1987-10-30 | Air Liquide | Procede pour la cementation rapide et homogene d'une charge dans un four |
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| DE10221605A1 (de) * | 2002-05-15 | 2003-12-04 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke |
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| EP2087955A1 (en) * | 2008-01-08 | 2009-08-12 | Linde Aktiengesellschaft | Sintering of steel in an atmosphere comprising nitrogen and carbon monoxide |
| US9109277B2 (en) * | 2011-01-10 | 2015-08-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for heat treating a metal |
| EP3168314A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-17 | Air Liquide Deutschland GmbH | Method for heat treating metallic work pieces |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2271295A1 (en) * | 1973-12-21 | 1975-12-12 | Air Liquide | Gas mixtures for heat treating steel - esp. for controlled carburisation |
| DE2402266A1 (de) * | 1974-01-18 | 1975-08-07 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zur erzeugung und speicherung eines schutzgases zum gluehen von stahl und anderen metallen |
| US4108693A (en) * | 1974-12-19 | 1978-08-22 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method for the heat-treatment of steel and for the control of said treatment |
| JPS51149135A (en) * | 1975-06-18 | 1976-12-21 | Komatsu Mfg Co Ltd | Method of controlling carburizing furnace |
| JPS5214539A (en) * | 1975-07-25 | 1977-02-03 | Komatsu Mfg Co Ltd | Method of controlling carburizing atmosphere |
| US4049472A (en) * | 1975-12-22 | 1977-09-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Atmosphere compositions and methods of using same for surface treating ferrous metals |
| US4049473A (en) * | 1976-03-11 | 1977-09-20 | Airco, Inc. | Methods for carburizing steel parts |
-
1978
- 1978-10-19 US US05/952,657 patent/US4175986A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-08-28 CA CA334,548A patent/CA1125011A/en not_active Expired
- 1979-08-28 AU AU50357/79A patent/AU522104B2/en not_active Ceased
- 1979-08-29 DE DE19792934930 patent/DE2934930A1/de active Granted
- 1979-08-30 GB GB7930052A patent/GB2032464B/en not_active Expired
- 1979-09-03 IT IT25439/79A patent/IT1193319B/it active
- 1979-09-28 ES ES484588A patent/ES484588A1/es not_active Expired
- 1979-10-01 BR BR7906295A patent/BR7906295A/pt unknown
- 1979-10-16 JP JP13349079A patent/JPS5558326A/ja active Granted
- 1979-10-16 FR FR7925682A patent/FR2439241A1/fr active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB2032464A (en) | 1980-05-08 |
| IT7925439A0 (it) | 1979-09-03 |
| GB2032464B (en) | 1982-11-03 |
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| FR2439241B1 (ja) | 1983-05-27 |
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| JPS5558326A (en) | 1980-05-01 |
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