JP3242060B2 - 常温浸炭処理方法 - Google Patents
常温浸炭処理方法Info
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Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素鋼又は合金
鋼、工具鋼、特殊用途鋼などの特殊鋼又はこれらの混合
体の鉄鋼材料から成る被処理成品、及びアルミニウムな
ど非鉄金属材料から成る被処理成品、特に低炭素鋼又は
低炭素量の特殊鋼から成る被処理成品の耐摩耗性などの
向上の目的で行われる浸炭処理としての金属表面処理法
に関し、被処理成品の表面に、炭化物粉体を噴射し、前
記炭化物粉体中の炭素元素を被処理成品表面に拡散さ
せ、より深い浸炭処理層を得ることのできる常温浸炭処
理方法に関する。
鋼、工具鋼、特殊用途鋼などの特殊鋼又はこれらの混合
体の鉄鋼材料から成る被処理成品、及びアルミニウムな
ど非鉄金属材料から成る被処理成品、特に低炭素鋼又は
低炭素量の特殊鋼から成る被処理成品の耐摩耗性などの
向上の目的で行われる浸炭処理としての金属表面処理法
に関し、被処理成品の表面に、炭化物粉体を噴射し、前
記炭化物粉体中の炭素元素を被処理成品表面に拡散さ
せ、より深い浸炭処理層を得ることのできる常温浸炭処
理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、鋼の耐摩耗性を向上させ
る方法として、焼入れ、窒化処理、各種メッキ法及び浸
炭処理などがある。
る方法として、焼入れ、窒化処理、各種メッキ法及び浸
炭処理などがある。
【０００３】焼入れは、鋼をオーステナイト組織に加熱
した後、冷却剤中で急冷する処理のことで、マルテンサ
イト組織を生成して硬度を高めるものである。
した後、冷却剤中で急冷する処理のことで、マルテンサ
イト組織を生成して硬度を高めるものである。
【０００４】窒化処理には、ガス窒化、液体窒化があ
り、例えばガス窒化では、アルミニウムやクロムなどの
合金鋼をアンモニアガス中で高温保持して鋼の表面層に
窒素を拡散させ、硬質の窒化層を形成させる処理であ
る。
り、例えばガス窒化では、アルミニウムやクロムなどの
合金鋼をアンモニアガス中で高温保持して鋼の表面層に
窒素を拡散させ、硬質の窒化層を形成させる処理であ
る。
【０００５】また、各種メッキ法では、溶融メッキ法、
拡散浸透メッキ法、電気メッキ法などがあり、例えば溶
融メッキ法は、溶融している金属浴に被処理成品を漬け
て、所定時間経過後、金属浴から引き上げる作業によっ
て行うメッキ法であり、溶融亜鉛メッキ、溶融錫メッキ
などがある。
拡散浸透メッキ法、電気メッキ法などがあり、例えば溶
融メッキ法は、溶融している金属浴に被処理成品を漬け
て、所定時間経過後、金属浴から引き上げる作業によっ
て行うメッキ法であり、溶融亜鉛メッキ、溶融錫メッキ
などがある。
【０００６】浸炭処理は、一般に、低炭素鋼又は低炭素
量の特殊鋼を浸炭性雰囲気中で加熱し、鋼の表面層の炭
素量を高める処理であり、浸炭性雰囲気の状態により、
固体浸炭法、ガス浸炭法、液体浸炭法に分けられるが、
このうちガス浸炭法は、表面炭素濃度の調節ができるこ
とや大量生産ができるといった長所があり、このガス浸
炭法が主流となっている。この浸炭処理後、焼入れをす
ることで表面が硬化する。
量の特殊鋼を浸炭性雰囲気中で加熱し、鋼の表面層の炭
素量を高める処理であり、浸炭性雰囲気の状態により、
固体浸炭法、ガス浸炭法、液体浸炭法に分けられるが、
このうちガス浸炭法は、表面炭素濃度の調節ができるこ
とや大量生産ができるといった長所があり、このガス浸
炭法が主流となっている。この浸炭処理後、焼入れをす
ることで表面が硬化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の鋼の表面硬化法
には、以下の問題があった。
には、以下の問題があった。
【０００８】（１）焼入れでは、例えば高炭素鋼に焼入
れした場合、全体が硬化して脆く、疲労強度が低下する
問題があった。
れした場合、全体が硬化して脆く、疲労強度が低下する
問題があった。
【０００９】また、焼入れによる急冷操作によって生じ
る熱ひずみ、変態ひずみ、変態時期のずれによるひずみ
により、被処理成品が変形し、特にプレス部品などでは
その変形の影響が大きく問題となることや、一般に焼入
れ処理の設備費が高いという問題があった。
る熱ひずみ、変態ひずみ、変態時期のずれによるひずみ
により、被処理成品が変形し、特にプレス部品などでは
その変形の影響が大きく問題となることや、一般に焼入
れ処理の設備費が高いという問題があった。
【００１０】（２）窒化処理にあっては、焼入れより変
形は少ないが、用いる薬品などコストが高いほか、設備
費も高いという問題があった。
形は少ないが、用いる薬品などコストが高いほか、設備
費も高いという問題があった。
【００１１】（３）各種メッキ法では、例えば溶融メッ
キ法では、固体金属の成品を浸漬するための溶融した液
体金属が必要であるために、液体金属を常に溶融状態に
維持するための加熱設備費が高いという問題や、有害な
化学薬品を使用し、処理時に発生する有害な蒸気による
環境汚染などの公害の問題があった。
キ法では、固体金属の成品を浸漬するための溶融した液
体金属が必要であるために、液体金属を常に溶融状態に
維持するための加熱設備費が高いという問題や、有害な
化学薬品を使用し、処理時に発生する有害な蒸気による
環境汚染などの公害の問題があった。
【００１２】（４）また、浸炭処理にあっては、脱炭層
となる浸炭異常層の発生の可能性及び設備費が高いこと
に加え、処理作業に専門的な知識を必要とすることや爆
発の危険性があった。
となる浸炭異常層の発生の可能性及び設備費が高いこと
に加え、処理作業に専門的な知識を必要とすることや爆
発の危険性があった。
【００１３】本発明は、途上の問題点を解決するために
開発されたもので、比較的安価な設備でしかも常温処理
によって、炭素元素を被処理成品の表面に拡散させ、被
処理成品の耐摩耗性、疲労強度を向上させることができ
る常温浸炭処理方法を提供することを目的とする。
開発されたもので、比較的安価な設備でしかも常温処理
によって、炭素元素を被処理成品の表面に拡散させ、被
処理成品の耐摩耗性、疲労強度を向上させることができ
る常温浸炭処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の常温浸炭処理方法は、例えば炭素鋼又は特
殊鋼又はこれらの混合体から成る被処理成品の表面に、
好ましくは、該被処理成品よりも高硬度且つ高融点の、
炭化物粉体を噴射し、前記炭化物粉体中の炭素元素を被
処理成品の表面に拡散させることを特徴とする。
に、本発明の常温浸炭処理方法は、例えば炭素鋼又は特
殊鋼又はこれらの混合体から成る被処理成品の表面に、
好ましくは、該被処理成品よりも高硬度且つ高融点の、
炭化物粉体を噴射し、前記炭化物粉体中の炭素元素を被
処理成品の表面に拡散させることを特徴とする。
【００１５】また、前記炭化物粉体の噴射を、噴射速度
８０m/sec 以上又は噴射圧力０．３MPa 以上で行うこと
が好ましい。
８０m/sec 以上又は噴射圧力０．３MPa 以上で行うこと
が好ましい。
【００１６】前記被処理成品は、広く金属材料として、
鉄鋼材料、アルミニウムなど非鉄金属材料から成るもの
を含み、含有炭素量が約０．１５％以下の低炭素鋼又は
低炭素量の特殊鋼とすると、被処理成品の耐摩耗性向上
などの効果が顕著となる。さらに、既知の浸炭処理によ
る浸炭異常層の脱炭層を対象として浸炭処理が可能であ
る。
鉄鋼材料、アルミニウムなど非鉄金属材料から成るもの
を含み、含有炭素量が約０．１５％以下の低炭素鋼又は
低炭素量の特殊鋼とすると、被処理成品の耐摩耗性向上
などの効果が顕著となる。さらに、既知の浸炭処理によ
る浸炭異常層の脱炭層を対象として浸炭処理が可能であ
る。
【００１７】なお、ここで例示される炭素鋼とは、鉄と
炭素の合金で炭素含有量が通常０．０２〜約２％の鋼を
いい、少量のけい素、マンガン、りん、硫黄などを含む
ものであり、特殊鋼とは炭素鋼の中に特殊元素がはいっ
て、特殊な性質を示すようになった鋼であって、合金
鋼、工具鋼、特殊用途鋼などを含むものである。
炭素の合金で炭素含有量が通常０．０２〜約２％の鋼を
いい、少量のけい素、マンガン、りん、硫黄などを含む
ものであり、特殊鋼とは炭素鋼の中に特殊元素がはいっ
て、特殊な性質を示すようになった鋼であって、合金
鋼、工具鋼、特殊用途鋼などを含むものである。
【００１８】また、炭化物粉体とは、例えば、B4C 、Si
C 、好ましくは、SiC(α)、TiC 、VCなどの炭化物の粉
末をいい、平均粒径が８０μm 〜平均粒径が３００μm
の粉末、実施に応じて、好ましくは、平均粒径が８０μ
m 以下の微粉を用いる。
C 、好ましくは、SiC(α)、TiC 、VCなどの炭化物の粉
末をいい、平均粒径が８０μm 〜平均粒径が３００μm
の粉末、実施に応じて、好ましくは、平均粒径が８０μ
m 以下の微粉を用いる。
【００１９】
【発明の実施の形態】金属材料から成る被処理成品の表
面に、炭化物粉体を高速で噴射すると、前記粉体の被処
理成品の表面への衝突前後の速度変化により、エネルギ
ー不変の法則を考慮すると、熱エネルギーが生じる。こ
のエネルギー変換は、前記炭化物粉体が衝突した変形部
分のみで行われるので、炭化物粉体及び被処理成品の表
面付近に局部的に温度上昇が起こる。
面に、炭化物粉体を高速で噴射すると、前記粉体の被処
理成品の表面への衝突前後の速度変化により、エネルギ
ー不変の法則を考慮すると、熱エネルギーが生じる。こ
のエネルギー変換は、前記炭化物粉体が衝突した変形部
分のみで行われるので、炭化物粉体及び被処理成品の表
面付近に局部的に温度上昇が起こる。
【００２０】また、温度上昇は炭化物粉体の衝突前の速
度に比例するので、前記炭化物粉体の速度を高速にする
と、前記炭化物粉体及び被処理成品の表面の温度を上昇
させることができる。このとき炭化物粉体が被処理成品
の表面で加熱され、さらには加熱分解し、前記炭化物粉
体を成す炭化物中の炭素元素が被処理成品の表面に活性
化吸着して拡散浸透するものと考えられる。
度に比例するので、前記炭化物粉体の速度を高速にする
と、前記炭化物粉体及び被処理成品の表面の温度を上昇
させることができる。このとき炭化物粉体が被処理成品
の表面で加熱され、さらには加熱分解し、前記炭化物粉
体を成す炭化物中の炭素元素が被処理成品の表面に活性
化吸着して拡散浸透するものと考えられる。
【００２１】したがって、本発明の常温浸炭処理方法
は、従来の表面硬化処理における浸炭処理とは異なり、
ブラスト処理により炭化物粉体を鋼である被処理成品に
衝突させたときの前記炭化物粉体の温度上昇による加熱
分解とその分解により生成した前記炭化物粉体中の炭素
元素の被処理成品表面への拡散浸透により、浸炭処理を
行うものである。
は、従来の表面硬化処理における浸炭処理とは異なり、
ブラスト処理により炭化物粉体を鋼である被処理成品に
衝突させたときの前記炭化物粉体の温度上昇による加熱
分解とその分解により生成した前記炭化物粉体中の炭素
元素の被処理成品表面への拡散浸透により、浸炭処理を
行うものである。
【００２２】なお、前記炭化物粉体が被処理成品に衝突
したときに炭化物粉体及び被処理成品が部分的に温度上
昇するとはいえ、実際は常温で処理を行うので、本発明
の浸炭処理を本明細書では「常温浸炭処理」という。
したときに炭化物粉体及び被処理成品が部分的に温度上
昇するとはいえ、実際は常温で処理を行うので、本発明
の浸炭処理を本明細書では「常温浸炭処理」という。
【００２３】より詳細に説明するために、一般に行われ
るガス浸炭処理を例に挙げると、浸炭性の雰囲気ガス
は、メタン（CH4 ）、プロパン（C3H8）又はブタン（C4
H10 ）の炭化水素系ガスと、空気を一定割合で混合した
ものを原料として使用する。この混合ガスを、加熱する
と吸熱反応により一酸化炭素（CO）、水素（H2) 、窒素
（N2）が発生するが、浸炭は主としてこのCOガスが次式
で表される熱解離をして生じた活性炭素が、鋼中のFeと
反応することで行われる。
るガス浸炭処理を例に挙げると、浸炭性の雰囲気ガス
は、メタン（CH4 ）、プロパン（C3H8）又はブタン（C4
H10 ）の炭化水素系ガスと、空気を一定割合で混合した
ものを原料として使用する。この混合ガスを、加熱する
と吸熱反応により一酸化炭素（CO）、水素（H2) 、窒素
（N2）が発生するが、浸炭は主としてこのCOガスが次式
で表される熱解離をして生じた活性炭素が、鋼中のFeと
反応することで行われる。
【００２４】2CO=C+CO2 すなわち、鋼の表面に、COガスが単に外力や加熱その他
の物理的方法によって簡単に除去できるような物理的付
着をしただけでは、鋼中のFeとCOガスが反応を起こすこ
とはできないが、さらに熱その他のエネルギーをある一
定以上与えるとCOガスはFeの表面に活性化吸着をする。
この活性化吸着をしたCOガスは、二酸化炭素と炭素に熱
解離をし、この反応により生じた活性炭素が、Feの格子
内に拡散して浸炭現象を起こすものと考えられる。
の物理的方法によって簡単に除去できるような物理的付
着をしただけでは、鋼中のFeとCOガスが反応を起こすこ
とはできないが、さらに熱その他のエネルギーをある一
定以上与えるとCOガスはFeの表面に活性化吸着をする。
この活性化吸着をしたCOガスは、二酸化炭素と炭素に熱
解離をし、この反応により生じた活性炭素が、Feの格子
内に拡散して浸炭現象を起こすものと考えられる。
【００２５】ここで、ガス浸炭処理において問題となる
ことは、拡散させる炭素量を目標とする濃度に制御する
ために、上記主反応の他にH2、COガス、H2O などの平衡
状態を示す副反応についても理解を深め、浸炭性雰囲気
ガスの成分と濃度との関係を把握するなど、専門的知識
を必要とすることである。
ことは、拡散させる炭素量を目標とする濃度に制御する
ために、上記主反応の他にH2、COガス、H2O などの平衡
状態を示す副反応についても理解を深め、浸炭性雰囲気
ガスの成分と濃度との関係を把握するなど、専門的知識
を必要とすることである。
【００２６】上記の従来のガス浸炭処理における現象を
考慮すると、本発明の常温浸炭処理においては、以下に
示すような炭素の拡散現象が行われると考えられる。
考慮すると、本発明の常温浸炭処理においては、以下に
示すような炭素の拡散現象が行われると考えられる。
【００２７】例えば、炭素鋼から成る被処理成品の表面
に炭化物粉体を噴射し、被処理成品の表面に衝突させる
と跳ね返るが、衝突後は速度が遅くなる。衝突前と衝突
後の速度の比、すなわち反発係数は被処理成品の材質、
硬度により異なるが、失われた運動エネルギーは、エネ
ルギー不変の法則から、音以外にその大部分は熱エネル
ギーに変換される。熱エネルギーは衝突時に被処理成品
の衝突部が変形することによる内部摩擦と考えられる
が、噴射された炭化物粉体が衝突した変形部分のみで熱
交換が行われるので、部分的には高温になる。このとき
炭化物粉体が、被処理成品の表面で加熱されるために熱
分解し、炭化物粉体中の活性炭素が被処理成品に活性化
吸着し、拡散するものと考えられる。
に炭化物粉体を噴射し、被処理成品の表面に衝突させる
と跳ね返るが、衝突後は速度が遅くなる。衝突前と衝突
後の速度の比、すなわち反発係数は被処理成品の材質、
硬度により異なるが、失われた運動エネルギーは、エネ
ルギー不変の法則から、音以外にその大部分は熱エネル
ギーに変換される。熱エネルギーは衝突時に被処理成品
の衝突部が変形することによる内部摩擦と考えられる
が、噴射された炭化物粉体が衝突した変形部分のみで熱
交換が行われるので、部分的には高温になる。このとき
炭化物粉体が、被処理成品の表面で加熱されるために熱
分解し、炭化物粉体中の活性炭素が被処理成品に活性化
吸着し、拡散するものと考えられる。
【００２８】なお、本発明では被処理成品の表面を加熱
して熱処理することではなく、むしろ噴射される炭化物
粉体が加熱されて熱分解反応を起こし、生じた炭素元素
が被処理成品の表面に活性化吸着することを目的とする
ので、したがって、炭化物粉体は、被処理成品よりも高
硬度且つ高融点である必要がある。逆に、被処理成品の
表面を熱処理する場合には、被処理成品よりも高硬度か
つ高融点である粉体を用いる必要があり、例えば前記粉
体として炭化物粉体を用いた場合には、炭化物粉体が熱
分解せずに被処理成品表面内部に食い込み、分散するも
のと考えられる。
して熱処理することではなく、むしろ噴射される炭化物
粉体が加熱されて熱分解反応を起こし、生じた炭素元素
が被処理成品の表面に活性化吸着することを目的とする
ので、したがって、炭化物粉体は、被処理成品よりも高
硬度且つ高融点である必要がある。逆に、被処理成品の
表面を熱処理する場合には、被処理成品よりも高硬度か
つ高融点である粉体を用いる必要があり、例えば前記粉
体として炭化物粉体を用いた場合には、炭化物粉体が熱
分解せずに被処理成品表面内部に食い込み、分散するも
のと考えられる。
【００２９】また、本発明で用いる炭化物粉体は前述の
通り炭化物から成り、この炭化物は一般に金属に比べ密
度が低いために（例 SiC:3.2g/cm3、B4C:2.5g/cm3）被
処理成品に対して高速で噴射しても衝突時の変形は少な
いため、本発明にあっては、被処理成品全体を高温に加
熱する必要のある従来のガス浸炭処理方法などに比べ被
処理成品の変形が少なく、浸炭処理が可能である。
通り炭化物から成り、この炭化物は一般に金属に比べ密
度が低いために（例 SiC:3.2g/cm3、B4C:2.5g/cm3）被
処理成品に対して高速で噴射しても衝突時の変形は少な
いため、本発明にあっては、被処理成品全体を高温に加
熱する必要のある従来のガス浸炭処理方法などに比べ被
処理成品の変形が少なく、浸炭処理が可能である。
【００３０】〔ブラスト装置〕ブラスト装置はエア式で
あれば直圧式、吸込式の重力式、あるいは他のブラスト
装置でも良いが、ここでは、直圧式のブラスト装置につ
いて説明する。
あれば直圧式、吸込式の重力式、あるいは他のブラスト
装置でも良いが、ここでは、直圧式のブラスト装置につ
いて説明する。
【００３１】図１及び図２において、５１はブラスト装
置５０のキャビネットで、被処理成品を投入する投入口
５３を備え、この投入口５３から投入した被処理成品に
研磨材を噴射する噴射ノズル５２をキャビネット５１内
に設けている。
置５０のキャビネットで、被処理成品を投入する投入口
５３を備え、この投入口５３から投入した被処理成品に
研磨材を噴射する噴射ノズル５２をキャビネット５１内
に設けている。
【００３２】また、前記キャビネット５１の下部にはホ
ッパ５８が設けられ、ホッパ５８の最下端は導管５５を
介してキャビネット５１の近くに設置された研磨材回収
用の回収タンク４０の上部に連通する。
ッパ５８が設けられ、ホッパ５８の最下端は導管５５を
介してキャビネット５１の近くに設置された研磨材回収
用の回収タンク４０の上部に連通する。
【００３３】回収タンク４０はいわゆるサイクロンで、
粉塵を研磨材から分離する装置であり、図１に示すよう
に、上部に円筒形状を成す円筒部４１と、下部に下方に
向けて徐々に狭くなる円錐形状を成す円錐部４２とから
成るタンクで、回収タンク４０の円筒部４１の上部の側
壁に流入口４３を設け、この流入口４３に連通管４５を
介して導管５５を連結する。なお、前記連通管４５の軸
線方向は円筒部４１の横断面円形を成す内壁面の接線方
向に位置しているので、連通管４５を経て回収タンク４
０内に流入した気流は円筒部４１の内壁に沿って回りな
がら降下してゆくのである。
粉塵を研磨材から分離する装置であり、図１に示すよう
に、上部に円筒形状を成す円筒部４１と、下部に下方に
向けて徐々に狭くなる円錐形状を成す円錐部４２とから
成るタンクで、回収タンク４０の円筒部４１の上部の側
壁に流入口４３を設け、この流入口４３に連通管４５を
介して導管５５を連結する。なお、前記連通管４５の軸
線方向は円筒部４１の横断面円形を成す内壁面の接線方
向に位置しているので、連通管４５を経て回収タンク４
０内に流入した気流は円筒部４１の内壁に沿って回りな
がら降下してゆくのである。
【００３４】また、回収タンク４０の円錐部４２の下端
は、ダンプバルブ４６を介して研磨材圧送用のタンク４
７に開閉自在に連通しており、このタンク４７の下端に
は噴射ノズル５２から噴射する研磨材の噴射量を調整す
る研磨材調整器４８を備え、該研磨材調整器４８から管
５４を介して前記噴射ノズル５２に連通している。
は、ダンプバルブ４６を介して研磨材圧送用のタンク４
７に開閉自在に連通しており、このタンク４７の下端に
は噴射ノズル５２から噴射する研磨材の噴射量を調整す
る研磨材調整器４８を備え、該研磨材調整器４８から管
５４を介して前記噴射ノズル５２に連通している。
【００３５】直圧式ブラスト装置の特徴は、前記タンク
４７内に圧縮空気を送り込むと、タンク４７の下部の研
磨材調整器４８より前記圧縮空気によって研磨材が圧縮
空気と共に圧送され、管５４内を噴射ノズル５２の方向
に向けて送給され、噴射ノズル５２から研磨材が圧縮空
気と共にキャビネット５１内の被処理成品へ噴射され
る。
４７内に圧縮空気を送り込むと、タンク４７の下部の研
磨材調整器４８より前記圧縮空気によって研磨材が圧縮
空気と共に圧送され、管５４内を噴射ノズル５２の方向
に向けて送給され、噴射ノズル５２から研磨材が圧縮空
気と共にキャビネット５１内の被処理成品へ噴射され
る。
【００３６】前記ダンプバルブ４６は、図示せざるフッ
トスイッチ又はマイクロスイッチに連動する電磁弁の作
動により上下動し、このダンプバルブ４６の上下動によ
り回収タンク４０とタンク４７間を開閉するよう構成し
ている。前記フットスイッチ又はマイクロスイッチを作
動すると、前記ダンプバルブ４６が上がり、回収タンク
４０とタンク４７間を遮断すると同時にタンク４７内に
圧縮空気が充満し、タンク４７内の研摩材が圧縮空気に
押圧されて研磨材調整器４８内に流入し、この研磨材調
整器４８内で圧縮空気と研磨材とが適当に混合され研磨
材供給口４９を経て図示せざる管を介して噴射ノズル５
２から噴射される。
トスイッチ又はマイクロスイッチに連動する電磁弁の作
動により上下動し、このダンプバルブ４６の上下動によ
り回収タンク４０とタンク４７間を開閉するよう構成し
ている。前記フットスイッチ又はマイクロスイッチを作
動すると、前記ダンプバルブ４６が上がり、回収タンク
４０とタンク４７間を遮断すると同時にタンク４７内に
圧縮空気が充満し、タンク４７内の研摩材が圧縮空気に
押圧されて研磨材調整器４８内に流入し、この研磨材調
整器４８内で圧縮空気と研磨材とが適当に混合され研磨
材供給口４９を経て図示せざる管を介して噴射ノズル５
２から噴射される。
【００３７】次に、前記スイッチを元に戻すと、ダンプ
バルブ４６が下がり回収タンク４０とタンク４７間を開
放しタンク４７内の圧縮空気が回収タンク４０内に逃げ
出しタンク４７内の圧力が大気圧になる。タンク４７内
が大気圧になる直前に、ダンプバルブ４６が下がると直
ちに噴射ノズル５２から研摩材の噴射が止まり、同時に
回収タンク４０の底部に集積されている研磨材が一気に
タンク４７内へ落下する。
バルブ４６が下がり回収タンク４０とタンク４７間を開
放しタンク４７内の圧縮空気が回収タンク４０内に逃げ
出しタンク４７内の圧力が大気圧になる。タンク４７内
が大気圧になる直前に、ダンプバルブ４６が下がると直
ちに噴射ノズル５２から研摩材の噴射が止まり、同時に
回収タンク４０の底部に集積されている研磨材が一気に
タンク４７内へ落下する。
【００３８】一方、回収タンク４０の上端壁面の略中央
には連結管４４が設けられ、この連結管４４は排出管５
７を介してダストコレクタ５６に連通している。
には連結管４４が設けられ、この連結管４４は排出管５
７を介してダストコレクタ５６に連通している。
【００３９】ダストコレクタ５６は排風機５９を回転し
ダストコレクタ５６内の空気を外気へ放出している。こ
の排風機５９によりブラスト装置５０のキャビネット５
１、導管５５、回収タンク４０内がそれぞれ負圧にな
り、また図示せざる圧縮機から供給された圧縮空気が研
磨材と共に噴射ノズル５２から噴射されるので、キャビ
ネット５１から順に導管５５、回収タンク４０、ダスト
コレクタ５６へ気流が流れる。
ダストコレクタ５６内の空気を外気へ放出している。こ
の排風機５９によりブラスト装置５０のキャビネット５
１、導管５５、回収タンク４０内がそれぞれ負圧にな
り、また図示せざる圧縮機から供給された圧縮空気が研
磨材と共に噴射ノズル５２から噴射されるので、キャビ
ネット５１から順に導管５５、回収タンク４０、ダスト
コレクタ５６へ気流が流れる。
【００４０】〔実施例１〕上記のブラスト装置５０を用
いて、被処理成品として炭素含有量が０．１２％以下の
低炭素鋼であるＳＰＣＣを投入口５３からキャビネット
５１内のバレル６４へ投入し、研磨材として炭化物であ
るSiC から成る炭化物粉体を用いて、表１に示す加工条
件で、前記研摩材を噴射ノズル５２より前記被処理成品
の表面へ噴射してブラスト加工を行った。
いて、被処理成品として炭素含有量が０．１２％以下の
低炭素鋼であるＳＰＣＣを投入口５３からキャビネット
５１内のバレル６４へ投入し、研磨材として炭化物であ
るSiC から成る炭化物粉体を用いて、表１に示す加工条
件で、前記研摩材を噴射ノズル５２より前記被処理成品
の表面へ噴射してブラスト加工を行った。
【００４１】
【表１】
【００４２】また、上記実施例１の比較例１として、前
述の本出願人による「金属成品の表面加工熱処理法」を
用いて、被処理成品としてＳＰＣＣを表２に示す加工条
件でブラスト加工した。
述の本出願人による「金属成品の表面加工熱処理法」を
用いて、被処理成品としてＳＰＣＣを表２に示す加工条
件でブラスト加工した。
【００４３】
【表２】
【００４４】さらに、上記実施例１の処理後さらに比較
例１の処理工程を経たものを比較例２とした。
例１の処理工程を経たものを比較例２とした。
【００４５】上記実施例１、比較例２及び比較例２によ
り処理した被処理成品の表面硬度を測定した結果を表３
に示す。
り処理した被処理成品の表面硬度を測定した結果を表３
に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】表３の結果より、本発明の常温浸炭処理方
法で処理した実施例１では、被処理成品の表面に炭素が
拡散し浸炭しており、表面硬度が増加していることがわ
かる。よって、被処理成品自体の耐摩耗性、疲労強度が
増加していると考えられる。
法で処理した実施例１では、被処理成品の表面に炭素が
拡散し浸炭しており、表面硬度が増加していることがわ
かる。よって、被処理成品自体の耐摩耗性、疲労強度が
増加していると考えられる。
【００４８】〔実施例２〕次いで、被処理成品として炭
素含有量が０．１０％以下の低炭素鋼であるＳＰＨＥを
用いて、表４に示す加工条件にてブラスト加工を行っ
た。
素含有量が０．１０％以下の低炭素鋼であるＳＰＨＥを
用いて、表４に示す加工条件にてブラスト加工を行っ
た。
【００４９】
【表４】
【００５０】また、上記実施例２の比較例３として、比
較例２と同様に「金属成品の表面熱処理法」により、表
５に示す加工条件によりＳＰＨＥをブラスト加工した。
較例２と同様に「金属成品の表面熱処理法」により、表
５に示す加工条件によりＳＰＨＥをブラスト加工した。
【００５１】
【表５】
【００５２】以上の実施例２及び比較例３にて処理した
被処理成品表面の硬度及び含有炭素量を測定した結果を
表６に示す。
被処理成品表面の硬度及び含有炭素量を測定した結果を
表６に示す。
【００５３】
【表６】
【００５４】表６の結果より、実施例２及び比較例３共
に表面硬度は増加してるが、本発明の常温浸炭処理方法
による実施例２では、SiC 中の炭素がＳＰＨＥの表面に
拡散し、浸炭処理が行われているので含有炭素量も増加
し、その分硬度も増加していることがわかる。
に表面硬度は増加してるが、本発明の常温浸炭処理方法
による実施例２では、SiC 中の炭素がＳＰＨＥの表面に
拡散し、浸炭処理が行われているので含有炭素量も増加
し、その分硬度も増加していることがわかる。
【００５５】
【発明の効果】（１）比較的安価でしかも公害の発生の
可能性が低いブラスト加工により、短時間で浸炭処理を
行え、鋼成品の耐摩耗性及び疲労強度の増加を可能にし
た。
可能性が低いブラスト加工により、短時間で浸炭処理を
行え、鋼成品の耐摩耗性及び疲労強度の増加を可能にし
た。
【００５６】（２）被処理成品全体を加熱する必要がな
く常温で処理でき、また、使用する炭化物粉体も比較的
低密度な炭化物であるので、被処理成品の変形が少な
く、不良率の低下及び品質が向上した。
く常温で処理でき、また、使用する炭化物粉体も比較的
低密度な炭化物であるので、被処理成品の変形が少な
く、不良率の低下及び品質が向上した。
【００５７】（３）また、２次処理として従来の熱処理
法を行うことにより、より一層の効果を高めることがで
きた。
法を行うことにより、より一層の効果を高めることがで
きた。
【図ｌ】本発明の実施例に用いるブラスト装置を示す正
面図である。
面図である。
【図２】本発明の実施例に用いるブラスト装置を示す平
面図である。
面図である。
４０ 回収タンク ４１ 円筒部 ４２ 円錐部 ４３ 流入口 ４４ 連結管 ４５ 連通管 ４６ ダンプバルブ ４７ タンク ４８ 研磨材調整器 ５０ ブラスト装置 ５１ キャビネット ５２ 噴射ノズル ５３ 投入口 ５４ 管 ５５ 導管 ５６ ダストコレクタ ５７ 排出管 ５８ ホッパ ５９ 排風機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 24/00 C23C 26/00
Claims (4)
- 【請求項１】金属材料から成る被処理成品の表面に、炭
化物粉体を噴射し、前記炭化物粉体中の炭素元素を被処
理成品の表面に拡散させることを特徴とする常温浸炭処
理方法。 - 【請求項２】前記炭化物粉体の噴射を、噴射速度８０m/
sec 以上又は噴射圧力０．３MPa 以上で行うことを特徴
とする請求項１記載の常温浸炭処理方法。 - 【請求項３】前記被処理成品を、含有炭素量が約０．１
５％以下の低炭素鋼又は低炭素量の特殊鋼とし、前記炭
化物粉体を前記被処理成品よりも高硬度且つ高融点とす
る請求項１又は２記載の常温浸炭処理方法。 - 【請求項４】前記炭化物粉体は、SiC好ましくはSiC(α)
とする請求項１〜３いづれか１記載の常温浸炭処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11360198A JP3242060B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 常温浸炭処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11360198A JP3242060B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 常温浸炭処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11302826A JPH11302826A (ja) | 1999-11-02 |
| JP3242060B2 true JP3242060B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=14616358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11360198A Expired - Lifetime JP3242060B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 常温浸炭処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3242060B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017186616A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 株式会社不二機販 | 金型の表面処理方法 |
| EP3689544A1 (en) | 2019-02-01 | 2020-08-05 | Fuji Kihan Co., Ltd | Method of surface treatment for gear for strain wave reduction gear mechanism |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297650A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Fuji Kihan:Kk | ホウ化法 |
| US9701539B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-11 | West Virginia University Research Corporation | Process for pure carbon production |
| US9909222B2 (en) | 2014-10-21 | 2018-03-06 | West Virginia University Research Corporation | Methods and apparatuses for production of carbon, carbide electrodes, and carbon compositions |
| CN109312479B (zh) | 2016-04-20 | 2021-07-13 | 西弗吉尼亚大学研究公司 | 用纳米结构化的碳化物化合物进行碳化物-至-碳转化的方法、设备及电极 |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP11360198A patent/JP3242060B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017186616A (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 株式会社不二機販 | 金型の表面処理方法 |
| EP3689544A1 (en) | 2019-02-01 | 2020-08-05 | Fuji Kihan Co., Ltd | Method of surface treatment for gear for strain wave reduction gear mechanism |
| US11124868B2 (en) | 2019-02-01 | 2021-09-21 | Fuji Kihan Co. Ltd. | Method of surface treatment for gear for strain wave reduction gear mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11302826A (ja) | 1999-11-02 |
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