JPH0611886B2 - 金属部品のガス雰囲気熱処理法 - Google Patents
金属部品のガス雰囲気熱処理法Info
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- JPH0611886B2 JPH0611886B2 JP58235779A JP23577983A JPH0611886B2 JP H0611886 B2 JPH0611886 B2 JP H0611886B2 JP 58235779 A JP58235779 A JP 58235779A JP 23577983 A JP23577983 A JP 23577983A JP H0611886 B2 JPH0611886 B2 JP H0611886B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）技術分野 本発明は、鋼をガス雰囲気下で焼入れする場合などの金
属部品のガス雰囲気熱処理法に関するものである。
属部品のガス雰囲気熱処理法に関するものである。
（ロ）発明の背景と開示 炭素ボックスを使用する高炭素，高クローム鋼などを中
性加熱処理する炉は従来から知られるところである。
性加熱処理する炉は従来から知られるところである。
かかる従来より市販されていた炭素ボックス炉は、熱処
理部品を炭素ボックス内に装着し、炭素の蓋をした後で
昇温するもので、ボックス内は空気である。そして、昇
温により空気中のＯ2は炭素ボックスの内面と反応して
消耗する。
理部品を炭素ボックス内に装着し、炭素の蓋をした後で
昇温するもので、ボックス内は空気である。そして、昇
温により空気中のＯ2は炭素ボックスの内面と反応して
消耗する。
従って、炭素ボックスを使用する空気封入処理法では、
熱処理品の炭素濃度を調整する必要があり、このためＣ
Ｏ，ＣＯ2量を逐次測定し、この量をコントロールしな
ければならない。
熱処理品の炭素濃度を調整する必要があり、このためＣ
Ｏ，ＣＯ2量を逐次測定し、この量をコントロールしな
ければならない。
本発明は、空気の代りにＮ2又はＡｒを雰囲気として使
用するものである。Ｎ2又はＡｒ中の水蒸気（Ｈ2Ｏ）の
量は露点−６６℃のとき１０ppm，またＯ2量も２ppm以
下と非常に微量であるので、空気を使った空気封入処理
法のようなコントロールの必要がない。しかし、このよ
うな微量のＮ2中の水蒸気と酸素でも、熱処理中で活性
化されている金属部品の表面に直接かつ連続して当たる
と、金属部品の鋼の酸化・脱炭を招来することがある。
本発明はこのような不利，不都合を解決するものであ
る。
用するものである。Ｎ2又はＡｒ中の水蒸気（Ｈ2Ｏ）の
量は露点−６６℃のとき１０ppm，またＯ2量も２ppm以
下と非常に微量であるので、空気を使った空気封入処理
法のようなコントロールの必要がない。しかし、このよ
うな微量のＮ2中の水蒸気と酸素でも、熱処理中で活性
化されている金属部品の表面に直接かつ連続して当たる
と、金属部品の鋼の酸化・脱炭を招来することがある。
本発明はこのような不利，不都合を解決するものであ
る。
以下に、Ｎ2を使用した鋼の焼入れ炉を実施例として、
本発明を更に詳述する。
本発明を更に詳述する。
（ハ）実施例と効果 添付図面に示す如く、マッフルケースとしてグラファイ
トチューブ２を使用し、加熱炉体１に設置した。入口に
はパージ室５を、また出口に冷却室８を設け、それぞれ
の区切りに扉４，６，７，９を取付けた。Ｎ2ガスの送
入は雰囲気ガス供給源につながる弁１０を介してパージ
室５，マッフルケース２の扉６の内方入口部，加熱炉体
内へ行ない、それぞれの量は更に個別の弁で調整できる
ようにした。また、マッフルケースに設けた端子１２に
は加熱電源トランスを接続した。３は熱処理される金属
部品であり、１１は雰囲気ガス出口を示すものである。
トチューブ２を使用し、加熱炉体１に設置した。入口に
はパージ室５を、また出口に冷却室８を設け、それぞれ
の区切りに扉４，６，７，９を取付けた。Ｎ2ガスの送
入は雰囲気ガス供給源につながる弁１０を介してパージ
室５，マッフルケース２の扉６の内方入口部，加熱炉体
内へ行ない、それぞれの量は更に個別の弁で調整できる
ようにした。また、マッフルケースに設けた端子１２に
は加熱電源トランスを接続した。３は熱処理される金属
部品であり、１１は雰囲気ガス出口を示すものである。
上記のような構成になる炉体１のマッフルケース２内の
空気をパージ室５，扉６の内方入口部，加熱炉体内へそ
れぞれ開口するＮ2ガス送入弁を開いてＮ2ガスを送るこ
とにより、Ｎ2で置換した後に昇温した。送入したＮ2量
は置換時の内容積の１０倍／時で２０分間、以後はパー
ジ室５と扉６の内方入口部へ開口するＮ2ガス送入弁を
絞って、主に加熱炉体１内へ開口する送入弁によりＮ2
ガスを送って、Ｎ2ガスの炉内圧が水柱１０mmを保持す
るように調整し、この量は平均１m3／時であった。
空気をパージ室５，扉６の内方入口部，加熱炉体内へそ
れぞれ開口するＮ2ガス送入弁を開いてＮ2ガスを送るこ
とにより、Ｎ2で置換した後に昇温した。送入したＮ2量
は置換時の内容積の１０倍／時で２０分間、以後はパー
ジ室５と扉６の内方入口部へ開口するＮ2ガス送入弁を
絞って、主に加熱炉体１内へ開口する送入弁によりＮ2
ガスを送って、Ｎ2ガスの炉内圧が水柱１０mmを保持す
るように調整し、この量は平均１m3／時であった。
前述した通り、Ｎ2中の水蒸気（Ｈ2Ｏ）量は露点−６６
℃のとき１０ppm、またＯ2量も２ppm以下であるが、そ
れでもこれらが熱処理中で活性化されている金属部品の
表面に直接かつ連続して当ると、金属部品の鋼の酸化・
脱炭を招く。
℃のとき１０ppm、またＯ2量も２ppm以下であるが、そ
れでもこれらが熱処理中で活性化されている金属部品の
表面に直接かつ連続して当ると、金属部品の鋼の酸化・
脱炭を招く。
ところが、本発明の方法にあっては、加熱炉体１内へ開
口する送入弁から送られたＮ2ガスは、金属部品に当る
前に、加熱したマッフルケース２の外周に当って変成さ
れる。このガス中のＨ2ＯとＯ2はマッフルケース２の炭
素と反応する。Ｈ2Ｏは、 と反応し、 と反応する。
口する送入弁から送られたＮ2ガスは、金属部品に当る
前に、加熱したマッフルケース２の外周に当って変成さ
れる。このガス中のＨ2ＯとＯ2はマッフルケース２の炭
素と反応する。Ｈ2Ｏは、 と反応し、 と反応する。
従って、マッフルケースと反応した後のＮ2ガス中に
は、微量のＣＯとＨ2ならびに超微量のＯ2とＨ2Ｏが生
成されるが、いずれもきわめて少量で、マッフルケース
２自体の酸化，脱炭は工業的に無視し得るものであり、
しかも該ガスと金属部品の鋼中の炭素との反応を未然に
防ぐことができる。これが、本発明の優れた特徴であり
効果である。
は、微量のＣＯとＨ2ならびに超微量のＯ2とＨ2Ｏが生
成されるが、いずれもきわめて少量で、マッフルケース
２自体の酸化，脱炭は工業的に無視し得るものであり、
しかも該ガスと金属部品の鋼中の炭素との反応を未然に
防ぐことができる。これが、本発明の優れた特徴であり
効果である。
これらの反応を定量的に調べるためには、ＣＯ，Ｃ
Ｏ2，Ｈ2，Ｈ2Ｏの量が余りにも少なく、通常のガス測
定では精度が悪く確定できなかった。
Ｏ2，Ｈ2，Ｈ2Ｏの量が余りにも少なく、通常のガス測
定では精度が悪く確定できなかった。
そこで、処理雰囲気中のＯ2分圧を測定することにより
調べることとし、ジルコニア酸素計を用いて雰囲気ガス
出口１１でＯ2分圧を測定した。これは、雰囲気中のＯ2
分圧が低ければ上記した反応がなされたことが確かめら
れるからで、このときのＯ2分圧は１０-22atmであっ
た。このようにＯ2分圧が低いので、上記した反応がな
されたことが確認できた。
調べることとし、ジルコニア酸素計を用いて雰囲気ガス
出口１１でＯ2分圧を測定した。これは、雰囲気中のＯ2
分圧が低ければ上記した反応がなされたことが確かめら
れるからで、このときのＯ2分圧は１０-22atmであっ
た。このようにＯ2分圧が低いので、上記した反応がな
されたことが確認できた。
また、Ｏ2分圧が１０-21atm以下の雰囲気中では、金属
部品を無酸化で熱処理できること、Ｏ2分圧が１０-18at
m以下では金属部品中の炭素の脱炭を生じないで熱処理
できることが知られているので、Ｏ2分圧が１０-22atm
のＮ2ガスは無酸化，無脱炭性ガスといえる。
部品を無酸化で熱処理できること、Ｏ2分圧が１０-18at
m以下では金属部品中の炭素の脱炭を生じないで熱処理
できることが知られているので、Ｏ2分圧が１０-22atm
のＮ2ガスは無酸化，無脱炭性ガスといえる。
ＳＫＤ１１を１０５０℃で加熱し、空冷焼入れしたとき
の硬度はＨＲＣ６１であった。またＳＫＨ６を１２４０
℃で加熱後空冷して硬度ＨＲＣ６２を得た。これらの硬
度は、これらの金属材料を空気焼入れした時に得られる
最高の硬度であって、加熱時に脱炭があればこのような
硬度は得られない。従って、無脱炭性雰囲気中で熱処理
が行なえたことが確かめられた。
の硬度はＨＲＣ６１であった。またＳＫＨ６を１２４０
℃で加熱後空冷して硬度ＨＲＣ６２を得た。これらの硬
度は、これらの金属材料を空気焼入れした時に得られる
最高の硬度であって、加熱時に脱炭があればこのような
硬度は得られない。従って、無脱炭性雰囲気中で熱処理
が行なえたことが確かめられた。
更に確認のために、このガス雰囲気熱処理した材料を切
断して、その組織を顕微鏡で調べたところ、脱炭は認め
られなかった。材料の表面には酸化スケールは全くな
く、無酸化で材料がガス雰囲気熱処理されたことも確認
された。
断して、その組織を顕微鏡で調べたところ、脱炭は認め
られなかった。材料の表面には酸化スケールは全くな
く、無酸化で材料がガス雰囲気熱処理されたことも確認
された。
以上の実施例から明らかな通り、本発明法によれば、加
熱された炭素又はグラファイトのマッフルケース中でＮ
2又はＡｒガスを雰囲気として金属部品をガス雰囲気熱
処理するものであるが、金属部品によって炉外から雰囲
気中にもたらされる酸化性又は脱炭性の不純物成分はマ
ッフルケースの内壁と反応して無酸化、無脱炭性に変成
され、しかもマッフルケース中へ送られる雰囲気はマッ
フルケース中で金属部品に当る前にマッフルケースの外
壁とこれまた反応して雰囲気自体に含まれる不純物成分
も事前に変成される顕著な特徴がある。
熱された炭素又はグラファイトのマッフルケース中でＮ
2又はＡｒガスを雰囲気として金属部品をガス雰囲気熱
処理するものであるが、金属部品によって炉外から雰囲
気中にもたらされる酸化性又は脱炭性の不純物成分はマ
ッフルケースの内壁と反応して無酸化、無脱炭性に変成
され、しかもマッフルケース中へ送られる雰囲気はマッ
フルケース中で金属部品に当る前にマッフルケースの外
壁とこれまた反応して雰囲気自体に含まれる不純物成分
も事前に変成される顕著な特徴がある。
この結果、雰囲気は無酸化・無脱炭の不活性下に終始保
たれ、金属部品を無酸化・無脱炭で雰囲気熱処理できる
優れた効果がもたらされるのである。
たれ、金属部品を無酸化・無脱炭で雰囲気熱処理できる
優れた効果がもたらされるのである。
添付図面は本発明法に使用する雰囲気熱処理炉の説明的
な断面図である。 符号説明 １…加熱炉体、２…マッフルケース ３…熱処理部品、４…入口扉、５…パージ室 ６…入口仕切り扉、７…出口仕切り扉 ８…冷却室、９…出口扉 １０…雰囲気ガス入口弁、１１…雰囲気ガス出口 １２…加熱電流端子
な断面図である。 符号説明 １…加熱炉体、２…マッフルケース ３…熱処理部品、４…入口扉、５…パージ室 ６…入口仕切り扉、７…出口仕切り扉 ８…冷却室、９…出口扉 １０…雰囲気ガス入口弁、１１…雰囲気ガス出口 １２…加熱電流端子
Claims (1)
- 【請求項１】加熱炉体内に設けられた炭素又はグラファ
イト製のマッフルケースに通電してその電気抵抗により
該炭素又はグラファイトを加熱し、上記マッフルケース
中でＮ2又はＡｒガスを雰囲気として金属部品をガス雰
囲気熱処理する方法において、 上記加熱炉体内に導かれるＮ2又はＡｒガスを上記した
加熱炉体とマッフルケースの外壁との間の空間にまず導
き、この空間において該ガス中に含まれるＨ2Ｏ，Ｏ2な
どの不純物成分をマッフルケース外壁の加熱された炭素
又はグラファイトと反応させて該ガスを無酸化，無脱炭
性とした後、このガスをマッフルケース中に導くことを
特徴とする金属部品のガス雰囲気熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235779A JPH0611886B2 (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 金属部品のガス雰囲気熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235779A JPH0611886B2 (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 金属部品のガス雰囲気熱処理法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24023593A Division JPH0760063B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | 金属部品のガス雰囲気熱処理炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60128208A JPS60128208A (ja) | 1985-07-09 |
| JPH0611886B2 true JPH0611886B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=16991111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58235779A Expired - Lifetime JPH0611886B2 (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 金属部品のガス雰囲気熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611886B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190514A (ja) * | 1984-03-13 | 1985-09-28 | Kiyoichi Ogawa | 中性雰囲気中におけるカ−ボンマツフルを発熱体とした鋼の熱処理法 |
| DE10032411A1 (de) * | 2000-07-07 | 2002-01-17 | Rainer Gorris | Kennzahl zur Charakterisierung des Reduktions- oder Oxidationspotentials von Gasatmosphären in Bezug auf Metall-Metalloxide |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52144310A (en) * | 1976-05-27 | 1977-12-01 | Daido Steel Co Ltd | Automatic furnace for continuous heat treatment without any oxidation |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58235779A patent/JPH0611886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60128208A (ja) | 1985-07-09 |
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