JPH01230762A - プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 - Google Patents
プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法Info
- Publication number
- JPH01230762A JPH01230762A JP5560988A JP5560988A JPH01230762A JP H01230762 A JPH01230762 A JP H01230762A JP 5560988 A JP5560988 A JP 5560988A JP 5560988 A JP5560988 A JP 5560988A JP H01230762 A JPH01230762 A JP H01230762A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- anode
- plasma
- cathode
- heating chamber
- Prior art date
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- 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〕
この発明は処理物の表面にプラズマを利用して浸炭処理
を施すようにしたプラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭
方法に関する。
を施すようにしたプラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭
方法に関する。
従来のプラズマ浸炭装置としては、炉殻又は断熱材を陽
極とし処理物を陰極としてそれらの間に直流電圧を印加
するようにしたものがある。
極とし処理物を陰極としてそれらの間に直流電圧を印加
するようにしたものがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来のプラズマ浸炭装置では、通常の太きさの処理
物に対しては良質なプラズマ浸炭ができる。しかし処理
物の形状が小型のものであってその表面積が小さいと、
そのインピーダンスが高くなって放電の電流値が低下し
、適正なプラズマが得られなくなってプラズマ浸炭の質
が低下する問題点がある。上記電流値の低下は上記直流
電圧を高めることによって回避できるが、そのようにす
ると陰極と陽極相互を絶縁する絶縁物の近傍において異
常アークが飛ぶようになる不具合が生ずる問題点がある
。
物に対しては良質なプラズマ浸炭ができる。しかし処理
物の形状が小型のものであってその表面積が小さいと、
そのインピーダンスが高くなって放電の電流値が低下し
、適正なプラズマが得られなくなってプラズマ浸炭の質
が低下する問題点がある。上記電流値の低下は上記直流
電圧を高めることによって回避できるが、そのようにす
ると陰極と陽極相互を絶縁する絶縁物の近傍において異
常アークが飛ぶようになる不具合が生ずる問題点がある
。
本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、前記従来と同様に炉殻又は断熱材
を陽極としてプラズマ浸炭ができ、しかも処理物の形状
が小型のものであってインピーダンスが高い場合におい
ても、上記陰極、陽極間の電圧を高めることなくしてプ
ラズマ形成の為の適正な電流値を得ることができて、上
記小型の処理物に対しても良質のプラズマ浸炭を施すこ
とができるようにしたプラズマ浸炭装置およびプラズマ
浸炭方法を提供することである。
目的とするところは、前記従来と同様に炉殻又は断熱材
を陽極としてプラズマ浸炭ができ、しかも処理物の形状
が小型のものであってインピーダンスが高い場合におい
ても、上記陰極、陽極間の電圧を高めることなくしてプ
ラズマ形成の為の適正な電流値を得ることができて、上
記小型の処理物に対しても良質のプラズマ浸炭を施すこ
とができるようにしたプラズマ浸炭装置およびプラズマ
浸炭方法を提供することである。
上記目的を達成する為に、本願発明は前記請求の範囲記
載の通りの手段を講したものであって、その作用は次の
通りである。
載の通りの手段を講したものであって、その作用は次の
通りである。
処理物が充分な表面積を有していてプラズマ発生の為の
直流ｔ′ａに対するインピーダンスが高くない場合、陽
極と陰極との間に加える直流電圧によってプラズマを発
生させプラズマ浸炭が行なわれる。一方、処理物の表面
積が小さくて上記インピーダンスが高い場合、陽極に対
し室内電極の電圧を高める。これによりプラズマ発生の
為の適正な電流値が得られ適正なプラズマ浸炭が行なわ
れる。
直流ｔ′ａに対するインピーダンスが高くない場合、陽
極と陰極との間に加える直流電圧によってプラズマを発
生させプラズマ浸炭が行なわれる。一方、処理物の表面
積が小さくて上記インピーダンスが高い場合、陽極に対
し室内電極の電圧を高める。これによりプラズマ発生の
為の適正な電流値が得られ適正なプラズマ浸炭が行なわ
れる。
以下本願の実施例を示す図面について説明する。
第１図において、１は加熱室で、炉とも呼ばれ中空に形
成しである。２は加熱室内部において処理物を存置する
為の存置空間を示す、上記加熱室１には上記存置空間に
処理物を出し入れする為の出入口が周知の如く設けであ
る。上記加熱室ｌにおいて、３は炉殻で、金属材料を用
いて気密的に形成しである。４は断熱材で、耐熱性と導
電性を有する材料例えばカーボンで形成しである。次に
５は加熱室ｌ内に備えられた炉床で、耐熱性及び導電性
を有する材料で構成しである。６゛はその支持体を示す
。７は支持体６と炉殻３及び断熱材４との間の絶縁部材
を示す、８は存置空間２において炉床５の上に置かれた
処理物を示す。この処理物としては大きなものはそのま
ま炉床５の上に、小さなものはバスケット内に段積みし
た状態で炉床５の上に置かれる。向上記処理物８として
は自動車用のギア部品等がある。９はヒータで、例えば
電熱ヒータである。１０はヒータ電極、１１は電極１゜
と炉殻３及び断熱材４との間の絶縁部材を示す。
成しである。２は加熱室内部において処理物を存置する
為の存置空間を示す、上記加熱室１には上記存置空間に
処理物を出し入れする為の出入口が周知の如く設けであ
る。上記加熱室ｌにおいて、３は炉殻で、金属材料を用
いて気密的に形成しである。４は断熱材で、耐熱性と導
電性を有する材料例えばカーボンで形成しである。次に
５は加熱室ｌ内に備えられた炉床で、耐熱性及び導電性
を有する材料で構成しである。６゛はその支持体を示す
。７は支持体６と炉殻３及び断熱材４との間の絶縁部材
を示す、８は存置空間２において炉床５の上に置かれた
処理物を示す。この処理物としては大きなものはそのま
ま炉床５の上に、小さなものはバスケット内に段積みし
た状態で炉床５の上に置かれる。向上記処理物８として
は自動車用のギア部品等がある。９はヒータで、例えば
電熱ヒータである。１０はヒータ電極、１１は電極１゜
と炉殻３及び断熱材４との間の絶縁部材を示す。
１２はヒータ電源で、例えば商用交流電源である。
次にプラズマ発生の為の電気的系統について説明する。
１６は陽極を示し、本例では前記断熱材４が陽極とな
っている。この陽極としては炉殻３又は炉殻３と断熱材
４両方が利用される場合もある。
っている。この陽極としては炉殻３又は炉殻３と断熱材
４両方が利用される場合もある。
これらを本件明細書中では炉殻の側と総称する。
１７は陰極を示し、前記炉床５上に置かれた処理物８が
陰極となるようにしである。 １８は加熱室内に備えた
室内電極で、上記陰極１７との間でプラズマ浸炭用のプ
ラズマを発生させる為のものであり、上記ヒータ９が利
用しである。１９は直流電源で、商用交流を電源として
直流を出力するようにしである。該直流量ｆ１１９は上
記陰極１７に流れる電流をコントロール源として、その
電流が所定値（例えば８Ａ）となるように出力電圧が可
変となっている。
陰極となるようにしである。 １８は加熱室内に備えた
室内電極で、上記陰極１７との間でプラズマ浸炭用のプ
ラズマを発生させる為のものであり、上記ヒータ９が利
用しである。１９は直流電源で、商用交流を電源として
直流を出力するようにしである。該直流量ｆ１１９は上
記陰極１７に流れる電流をコントロール源として、その
電流が所定値（例えば８Ａ）となるように出力電圧が可
変となっている。
向その最大電圧値は例えば４４０ｖである。２０は第２
直流電源で、例えば前記直流ｉｉ源１９と同様のものが
用いられる。２１は切替手段で、相互に連動する開閉ス
イッチ２２と切替スイッチ２３が用いである。
直流電源で、例えば前記直流ｉｉ源１９と同様のものが
用いられる。２１は切替手段で、相互に連動する開閉ス
イッチ２２と切替スイッチ２３が用いである。
該切替手段は、電線の繋ぎ替え操作によって行なう構造
のものでもよい。
のものでもよい。
上記構成のプラズマ浸炭装置による処理物の浸炭操作に
ついて説明する。先ず処理物８を存置空間２に装入する
０次に炉殻３に接続されている周知の真空装置により加
熱室Ｉの内部を真空引すると共に、図示外の周知のガス
送入手段により加熱室１内に作動ガスを供給する。又、
ヒータ９を作動させて内部空間の加熱を行う。上記作動
ガスとしては例えばメタンやプロパンが用いられ、加熱
室ｌ内の圧力が２〜３ Ｔｏｒｒにされる。又ヒータに
よる加熱は例えば８７０ ℃程度にされる。上記のよう
な操作と共に直流電源１９又は直流ｔｉｆｌ１９と第２
直流電源２０から、陽極１６、陰極１７、室内電極１８
に電圧を印加する。
ついて説明する。先ず処理物８を存置空間２に装入する
０次に炉殻３に接続されている周知の真空装置により加
熱室Ｉの内部を真空引すると共に、図示外の周知のガス
送入手段により加熱室１内に作動ガスを供給する。又、
ヒータ９を作動させて内部空間の加熱を行う。上記作動
ガスとしては例えばメタンやプロパンが用いられ、加熱
室ｌ内の圧力が２〜３ Ｔｏｒｒにされる。又ヒータに
よる加熱は例えば８７０ ℃程度にされる。上記のよう
な操作と共に直流電源１９又は直流ｔｉｆｌ１９と第２
直流電源２０から、陽極１６、陰極１７、室内電極１８
に電圧を印加する。
以上のような操作により陽極１６と陰極１７との間には
周知の如く放電が生じ、その放電により上記作動ガスが
分解されてプラズマが形成される。そして分解した作動
ガスの内の炭素イオンが処理物８の表面に打込み乃至は
吸着され、その処理物８の浸炭処理が遂行される。この
処理は上記のような条件で例えば１時間程度継続される
。
周知の如く放電が生じ、その放電により上記作動ガスが
分解されてプラズマが形成される。そして分解した作動
ガスの内の炭素イオンが処理物８の表面に打込み乃至は
吸着され、その処理物８の浸炭処理が遂行される。この
処理は上記のような条件で例えば１時間程度継続される
。
次に、上記の如きプラズマ浸炭処理の場合における電圧
印加の種々の例を示せば次の第１表の通りである。尚、
処理物の表面積のｆ通とは例えば８．３ｒｄ、小とは例
えば１．２６ボである。
印加の種々の例を示せば次の第１表の通りである。尚、
処理物の表面積のｆ通とは例えば８．３ｒｄ、小とは例
えば１．２６ボである。
第１表
上記各側において、陽極１６は、施設の周囲の事 。
情によりゼロＶでなく、安全が保てる範囲内でプラス又
はマイナスの電圧がかかっていてもよい。
はマイナスの電圧がかかっていてもよい。
上記（３）、（５）の例においては陰極電圧と室内電極
電圧との算術平均電圧が陽極電圧と等しくなっているが
、それらはほぼ等しければ良い。
電圧との算術平均電圧が陽極電圧と等しくなっているが
、それらはほぼ等しければ良い。
次に、上記陽極、陰極及び室内電極に電圧を加える為の
手段としては、プラス端子とマイナス端子と中間端子と
を備え、かつ中間端子に対してプラス端子がプラスの電
圧を持ち、中間端子に対してマイナス端子がマイナスの
電圧を持っている通常知られている直流電源装置を用い
てもよい。そして本件明細書においては、上記中間端子
とマイナス端子との間を直流電源と呼び、上記中間端子
とプラス端子との間を第２直流ｉｆ！Ｘと称している。
手段としては、プラス端子とマイナス端子と中間端子と
を備え、かつ中間端子に対してプラス端子がプラスの電
圧を持ち、中間端子に対してマイナス端子がマイナスの
電圧を持っている通常知られている直流電源装置を用い
てもよい。そして本件明細書においては、上記中間端子
とマイナス端子との間を直流電源と呼び、上記中間端子
とプラス端子との間を第２直流ｉｆ！Ｘと称している。
次に第２図は本願の異なる実施例を示すもので、室内電
極としてサセプタ２５を用いた例を示すものである。尚
２６は絶縁部材である。このようにサセプタ２５を用い
るとヒータ用の回路とプラズマ用の回路が独立する為、
制御が容易となる。
極としてサセプタ２５を用いた例を示すものである。尚
２６は絶縁部材である。このようにサセプタ２５を用い
るとヒータ用の回路とプラズマ用の回路が独立する為、
制御が容易となる。
なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と考えられ
る部分には、前回と同一の符号にアルファベントのｅを
付して重複する説明を省略した。
る部分には、前回と同一の符号にアルファベントのｅを
付して重複する説明を省略した。
以上のように本発明にあっては、加熱室ｌ内の処理物８
に対してプラズマ浸炭をする場合、上記処理物８の全周
を包囲する炉殻の側（３又は４）を陽極として処理物８
の全周に対して均一にプラズマを発生させるものである
から、処理物８の周囲の浸炭は均一化し、良質の浸炭処
理のできる効果がある。
に対してプラズマ浸炭をする場合、上記処理物８の全周
を包囲する炉殻の側（３又は４）を陽極として処理物８
の全周に対して均一にプラズマを発生させるものである
から、処理物８の周囲の浸炭は均一化し、良質の浸炭処
理のできる効果がある。
その上、上記処理物８の形状が小型のものであって、’
ＪＡ 極１６と陰極１７との間のプラズマのインピーダ
ンスが大きくて充分な電流値が得られない状態になって
も、陽極１６に対して室内電極１８の電圧を高めること
により（陰極１７、陽極１６間の電圧差を高めることな
くして）陰極１７に対するプラズマ電圧く陰ｉと室内電
極間電圧）を高めて適正な電流値を得ることができ、こ
れにより上記小型の処理物８に対しても良質のプラズマ
浸炭を施し得る有用性がある。
ＪＡ 極１６と陰極１７との間のプラズマのインピーダ
ンスが大きくて充分な電流値が得られない状態になって
も、陽極１６に対して室内電極１８の電圧を高めること
により（陰極１７、陽極１６間の電圧差を高めることな
くして）陰極１７に対するプラズマ電圧く陰ｉと室内電
極間電圧）を高めて適正な電流値を得ることができ、こ
れにより上記小型の処理物８に対しても良質のプラズマ
浸炭を施し得る有用性がある。
図面は本願の実施例を示すもので、第１図はプラズマ浸
炭装置の縦断面略示図、第２図は異なる実施例を示す第
１図と同様の図。 ｌ・・・加熱室、２・・・存置空間、８・・・処理物、
１６・・・陽極、１７・・・陰極、１日・・・室内！極
、１９・・・直Ｚｉｉ電源、２０・・・第２直流１ｉ電
源。 第１図 第２図
炭装置の縦断面略示図、第２図は異なる実施例を示す第
１図と同様の図。 ｌ・・・加熱室、２・・・存置空間、８・・・処理物、
１６・・・陽極、１７・・・陰極、１日・・・室内！極
、１９・・・直Ｚｉｉ電源、２０・・・第２直流１ｉ電
源。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内部に処理物を存置する為の存置空間を備えている
加熱室と、上記加熱室の炉殻の側を陽極とし上記存置空
間に置かれる処理物を陰極としてその間にプラズマ浸炭
の為のプラズマを発生させるように上記両極に対して接
続される直流電源とを備えるプラズマ浸炭装置において
、上記加熱室内には、上記陰極との間においてプラズマ
浸炭用のプラズマを発生させる為の室内電極を配置する
と共に、この室内電極と上記陽極に対しては第２直流電
源を接続する一方、上記陽極に対する陰極の電圧はマイ
ナス電圧に、また陽極に対する室内電極の電圧はプラス
電圧に夫々設定したプラズマ浸炭装置。 ２、内部に処理物を存置する為の存置空間を備えている
加熱室と、上記加熱室の炉殻の側を陽極とし上記存置空
間に置かれる処理物を陰極としてその間にプラズマ浸炭
の為のプラズマを発生させるように上記両極に対して接
続される直流電源とを備えるプラズマ浸炭装置において
、上記加熱室内には、上記陰極との間においてプラズマ
浸炭用のプラズマを発生させる為の室内電極を配置する
と共に、この室内電極と上記陽極に対しては第２直流電
源を接続する一方、上記陽極に対する陰極の電圧はマイ
ナス電圧に、また陽極に対する室内電極の電圧はプラス
電圧に夫々設定し、プラズマ浸炭に当っては陰極電圧と
室内電極電圧との算術平均電圧がほぼ陽極電圧と等しく
なるように調節して行うプラズマ浸炭方法。３、内部に
処理物を存置する為の存置空間を備えている加熱室と、
上記加熱室の炉殻の側を陽極とし上記存置空間に置かれ
る処理物を陰極としてその間にプラズマ浸炭の為のプラ
ズマを発生させるように上記両極に対して接続される直
流電源とを備えるプラズマ浸炭装置において、上記加熱
室内には、上記陰極との間においてプラズマ浸炭用のプ
ラズマを発生させる為の室内電極を配置すると共に、こ
の室内電極と上記直流電源の陽極側に対しては第２直流
電源を接続する一方、上記第２直流電源と室内電極との
間、及び上記直流電源と陽極との間には、陰極、陽極間
に直流電源電圧を又は陰極、室内電極間に直流電源と第
２直流電源の和の電圧の印加を選択可能に切替手段を介
設し、上記陽極に対する陰極の電圧はマイナス電圧に、
また陽極に対する室内電極の電圧はプラス電圧に夫々設
定したプラズマ浸炭装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5560988A JPH01230762A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5560988A JPH01230762A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01230762A true JPH01230762A (ja) | 1989-09-14 |
Family
ID=13003509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5560988A Pending JPH01230762A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | プラズマ浸炭装置およびプラズマ浸炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01230762A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006109540A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-19 | Honda Motor Co., Ltd. | エンジンバルブの表面改質処理用治具及びそれを用いた表面改質処理方法 |
-
1988
- 1988-03-09 JP JP5560988A patent/JPH01230762A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006109540A1 (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-19 | Honda Motor Co., Ltd. | エンジンバルブの表面改質処理用治具及びそれを用いた表面改質処理方法 |
| US7892364B2 (en) | 2005-03-30 | 2011-02-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Surface modifying jig of engine valve and surface modifying method employing it |
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