JPH06184628A - 真空熱処理方法 - Google Patents
真空熱処理方法Info
- Publication number
- JPH06184628A JPH06184628A JP33580192A JP33580192A JPH06184628A JP H06184628 A JPH06184628 A JP H06184628A JP 33580192 A JP33580192 A JP 33580192A JP 33580192 A JP33580192 A JP 33580192A JP H06184628 A JPH06184628 A JP H06184628A
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- JP
- Japan
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- vacuum
- heat treatment
- cooling
- cooling gas
- treatment method
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Abstract
(57)【要約】
【目的】真空状態で金属製部品を加熱保持しその後の冷
却に際し、冷却速度を高める真空熱処理方法を提供。 【構成】被処理部材を真空熱処理炉内にて加熱保持後、
不活性ガスを１気圧を越えて加圧導入し、冷却する真空
熱処理法。 【効果】焼入れ冷却速度が大になり、熱処理した金属製
部品の機械的性質を向上する。
却に際し、冷却速度を高める真空熱処理方法を提供。 【構成】被処理部材を真空熱処理炉内にて加熱保持後、
不活性ガスを１気圧を越えて加圧導入し、冷却する真空
熱処理法。 【効果】焼入れ冷却速度が大になり、熱処理した金属製
部品の機械的性質を向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な真空熱処理方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼及び非鉄合金は熱処理によってその材
質特性を発揮するものが多い。精密形状の部品は酸化防
止のため、真空下で、溶体化処理，焼入れまたは焼き戻
しすることが一般的である。このような部品には、低合
金鋼製機械部品，高クロム耐熱鋼製蒸気タービン部品，
１８−８ステンレス製機械部品，１７−４ＰＨステンレ
ス製機械部品及びアルミニウム青銅製ポンプ，舶用部品
等の精密鋳造，精密鍛造及び機械加工部品等がある。
質特性を発揮するものが多い。精密形状の部品は酸化防
止のため、真空下で、溶体化処理，焼入れまたは焼き戻
しすることが一般的である。このような部品には、低合
金鋼製機械部品，高クロム耐熱鋼製蒸気タービン部品，
１８−８ステンレス製機械部品，１７−４ＰＨステンレ
ス製機械部品及びアルミニウム青銅製ポンプ，舶用部品
等の精密鋳造，精密鍛造及び機械加工部品等がある。
【０００３】真空熱処理炉内での冷却は水及び油が使用
できないため、通常アルゴンまたは窒素ガスを封入して
冷却する。しかし、焼入れ性の劣る材質または肉厚品は
十分な焼入れ冷却速度が得られず、要求される材料特性
が得られないと言う欠点があった。このために、精密形
状品に対しては仕上しろを付けた材料を大気または不活
性雰囲気での熱処理した後に仕上加工をする。大気での
熱処理では酸化のため仕上しろが大きくなり、不活性雰
囲気では完全には表面酸化が防止できない。
できないため、通常アルゴンまたは窒素ガスを封入して
冷却する。しかし、焼入れ性の劣る材質または肉厚品は
十分な焼入れ冷却速度が得られず、要求される材料特性
が得られないと言う欠点があった。このために、精密形
状品に対しては仕上しろを付けた材料を大気または不活
性雰囲気での熱処理した後に仕上加工をする。大気での
熱処理では酸化のため仕上しろが大きくなり、不活性雰
囲気では完全には表面酸化が防止できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、真空
熱処理時の真空炉内での冷却速度を大にし、大きな冷却
速度が必要な溶体化処理又は焼入れを容易にし、要求さ
れる材料特性が得られる真空熱処理法を提供するにあ
る。
熱処理時の真空炉内での冷却速度を大にし、大きな冷却
速度が必要な溶体化処理又は焼入れを容易にし、要求さ
れる材料特性が得られる真空熱処理法を提供するにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、被熱処理部材
を真空容器内に入れ、真空下で加熱保持した後、真空炉
内での冷却過程で、窒素，アルゴン等の不活性ガスを大
気圧より大きい１気圧を越えて導入することにより冷却
速度を大にしたものである。加圧の圧力は２〜１０kg／
cm2が好ましく、特に３〜７kg／cm2が好ましい。
を真空容器内に入れ、真空下で加熱保持した後、真空炉
内での冷却過程で、窒素，アルゴン等の不活性ガスを大
気圧より大きい１気圧を越えて導入することにより冷却
速度を大にしたものである。加圧の圧力は２〜１０kg／
cm2が好ましく、特に３〜７kg／cm2が好ましい。
【０００６】
【作用】Ｃｕ合金，Ｎｉ基合金，フェライト系，オース
テナイト系ステンレス等の精密鋳造品，加工品，鍛造品
等の溶体化処理は、冷却速度が小さいと機械的性質が低
下し、著しいときは結晶粒界に炭化物を析出して耐食性
を劣化する。また、マルテンサイト及びベーナイト変態
を示す材料は焼入れ冷却速度が小さいとこれらの変態組
織にならないため、十分な硬さが得られない。特に３０
０〜７５０℃の温度範囲が重要である。
テナイト系ステンレス等の精密鋳造品，加工品，鍛造品
等の溶体化処理は、冷却速度が小さいと機械的性質が低
下し、著しいときは結晶粒界に炭化物を析出して耐食性
を劣化する。また、マルテンサイト及びベーナイト変態
を示す材料は焼入れ冷却速度が小さいとこれらの変態組
織にならないため、十分な硬さが得られない。特に３０
０〜７５０℃の温度範囲が重要である。
【０００７】高温の真空炉内に圧縮されたガスを導入す
ると、断熱膨張によりガス温度が低下し、ガスの冷却効
果が生じる。温度の低下にともなってガスの圧力が低下
するのでガスを補給するが、従来の真空熱処理炉は耐圧
を１気圧にしているから、１気圧以下のガス圧までしか
上げられない。このため、４００〜７５０℃の温度範囲
は輻射によるよりも熱伝導及び対流による熱移動が主流
になるから、１気圧以下では、ガスの密度が低いため冷
却効果は大きくならない。この温度範囲の熱伝導を向上
するためには、耐圧の高い真空炉でガス圧を高め、ガス
の密度を大きくすることが、冷却効果を大きくする上で
重要である。この間の冷却に当ってはガス圧力を段階的
に高めることにより冷却速度を調整することが好まし
い。ガス冷却の仕方は材質とその肉厚によってその冷却
速度が異なるので、それらに応じて圧力のかけ方及びガ
スの導入速度を調整することが好ましい。急速な冷却に
は急速な導入と加圧とを行うようにする。焼入れ及び溶
体化処理としての冷却速度は通常８０００℃／ｈ以上と
なるようにするのが好ましい。
ると、断熱膨張によりガス温度が低下し、ガスの冷却効
果が生じる。温度の低下にともなってガスの圧力が低下
するのでガスを補給するが、従来の真空熱処理炉は耐圧
を１気圧にしているから、１気圧以下のガス圧までしか
上げられない。このため、４００〜７５０℃の温度範囲
は輻射によるよりも熱伝導及び対流による熱移動が主流
になるから、１気圧以下では、ガスの密度が低いため冷
却効果は大きくならない。この温度範囲の熱伝導を向上
するためには、耐圧の高い真空炉でガス圧を高め、ガス
の密度を大きくすることが、冷却効果を大きくする上で
重要である。この間の冷却に当ってはガス圧力を段階的
に高めることにより冷却速度を調整することが好まし
い。ガス冷却の仕方は材質とその肉厚によってその冷却
速度が異なるので、それらに応じて圧力のかけ方及びガ
スの導入速度を調整することが好ましい。急速な冷却に
は急速な導入と加圧とを行うようにする。焼入れ及び溶
体化処理としての冷却速度は通常８０００℃／ｈ以上と
なるようにするのが好ましい。
【０００８】真空中の加熱は材質によってＡｌ，Ｔｉ等
の酸化し易い元素を含有するもの、光輝熱処理を行うも
のについては１０-3torr以上の高真空下で行い、それ以
外はそれ以下の真空下で行うのが好ましい。特に、前者
は１０-3〜１０-5torr、後者は０.１ 〜１０torrが好ま
しい。
の酸化し易い元素を含有するもの、光輝熱処理を行うも
のについては１０-3torr以上の高真空下で行い、それ以
外はそれ以下の真空下で行うのが好ましい。特に、前者
は１０-3〜１０-5torr、後者は０.１ 〜１０torrが好ま
しい。
【０００９】冷却ガス導入に当っては冷却ガスをファン
で撹拌することが好ましい。
で撹拌することが好ましい。
【００１０】本発明を適用する製品の例として、１２％
Ｃｒ鋼よりなる蒸気タービンの高圧タービンの初段ノズ
ル、１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼よりなる電子顕微鏡用ネック、
原子炉内部材、１７−４ＰＨステンレス鋼よりなる都市
ガス用流量計のクロージャー，アルミニウム青銅よりな
るポンプの羽根等の精密鋳造品がある。
Ｃｒ鋼よりなる蒸気タービンの高圧タービンの初段ノズ
ル、１８Ｃｒ−８Ｎｉ鋼よりなる電子顕微鏡用ネック、
原子炉内部材、１７−４ＰＨステンレス鋼よりなる都市
ガス用流量計のクロージャー，アルミニウム青銅よりな
るポンプの羽根等の精密鋳造品がある。
【００１１】
（実施例１）オーステナイト系ステンレス鋼製精密鋳造
品の熱処理を表１に示す条件で実施した。
品の熱処理を表１に示す条件で実施した。
【００１２】表１に用いた材料の化学組成（重量％）を
示す。
示す。
【００１３】表１のＮo.１成分で表２のＮo.１のＡとＢ
の熱処理条件で比較した。その結果を表３に示す。表３
のＮo.１Ａと１Ｂの機械的性質より分かるように１Ｂの
機械的性質は伸び率が低く規格値を満足しなかった。
の熱処理条件で比較した。その結果を表３に示す。表３
のＮo.１Ａと１Ｂの機械的性質より分かるように１Ｂの
機械的性質は伸び率が低く規格値を満足しなかった。
【００１４】尚、Ｎo.１〜３のいずれの製品も１０-1to
rr以下の真空中で加熱保持した後、製品の冷却速度を製
品の各部署で同等になるように調整するため冷却ガスを
３段階に分けて導入加圧し、最終圧力まで加圧すること
により冷却したもので、焼戻しも同様の加熱を行い、冷
却はガス加圧をせずに行ったものである。
rr以下の真空中で加熱保持した後、製品の冷却速度を製
品の各部署で同等になるように調整するため冷却ガスを
３段階に分けて導入加圧し、最終圧力まで加圧すること
により冷却したもので、焼戻しも同様の加熱を行い、冷
却はガス加圧をせずに行ったものである。
【００１５】（実施例２）１１％Ｃｒ耐熱鋼製精密鋳造
品の熱処理を表２に示す条件で実施した。表１のＮo.２
成分についてＡとＢの熱処理条件で比較した。その結
果、表３のＮo.２Ａと２Ｂの機械的性質から分かるよう
に２Ｂの機械的性質は引張強さの規格値が満足しなかっ
た。
品の熱処理を表２に示す条件で実施した。表１のＮo.２
成分についてＡとＢの熱処理条件で比較した。その結
果、表３のＮo.２Ａと２Ｂの機械的性質から分かるよう
に２Ｂの機械的性質は引張強さの規格値が満足しなかっ
た。
【００１６】（実施例３）１７−４ＰＨ鋼製精密鋳造品
の熱処理を表２に示す条件で実施した。表１のＮo.３成
分についてＡとＢの熱処理条件で比較した。その結果、
表３のＮo.３Ａと３Ｂの機械的性質から分かるように、
３Ｂの機械的性質は引張強さの規格値が満足しなかっ
た。
の熱処理を表２に示す条件で実施した。表１のＮo.３成
分についてＡとＢの熱処理条件で比較した。その結果、
表３のＮo.３Ａと３Ｂの機械的性質から分かるように、
３Ｂの機械的性質は引張強さの規格値が満足しなかっ
た。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】（実施例４）表４に示すＡ１ＢＣ３製精密
鋳造品の熱処理を表５に示す条件で実施した。
鋳造品の熱処理を表５に示す条件で実施した。
【００２１】９５０℃及び５５０℃の加熱は１０-3torr
の真空下で行った。表４のＮo.４成分について表５に示
すＡとＢの熱処理条件で比較した。その結果、表６のＮ
o.４Ａと４Ｂの機械的性質から分かるように４Ｂの機械
的性質は引張強さの規格値が満足しなかった。冷却にお
けるガス導入の仕方は実施例１と同じである。
の真空下で行った。表４のＮo.４成分について表５に示
すＡとＢの熱処理条件で比較した。その結果、表６のＮ
o.４Ａと４Ｂの機械的性質から分かるように４Ｂの機械
的性質は引張強さの規格値が満足しなかった。冷却にお
けるガス導入の仕方は実施例１と同じである。
【００２２】
【表４】
【００２３】
【表５】
【００２４】
【表６】
【００２５】
【発明の効果】真空熱処理において、高圧冷却ガスを適
用し、焼入れ冷却速度を大にすることによって強さ及び
延性を確保し、要求規格値を満足できる。
用し、焼入れ冷却速度を大にすることによって強さ及び
延性を確保し、要求規格値を満足できる。
Claims (5)
- 【請求項１】被熱処理部材を真空容器内に入れて真空下
で加熱し、所定の温度で保持した後、冷却用ガスを前記
真空容器内に導入するとともに、該冷却用ガスを大気圧
を越えて加圧導入することを特徴とする真空熱処理法。 - 【請求項２】精密鋳造品を真空容器内に入れて真空下で
加熱し、所定の温度で保持した後、冷却用ガスを前記真
空容器内に導入するとともに、該冷却用ガスを１気圧を
越えて加圧導入し冷却することを特徴とする精密鋳造品
の真空熱処理方法。 - 【請求項３】精密鍛造品を真空容器内に入れて真空下で
加熱し、所定の温度で保持した後、冷却用ガスを前記真
空容器内に導入するとともに、該冷却用ガスを１気圧を
越えて加圧導入し冷却することを特徴とする精密鍛造品
の真空熱処理方法。 - 【請求項４】精密加工品を真空容器内に入れて真空下で
加熱し、所定の温度で保持した後、冷却用ガスを前記真
空容器内に導入するとともに、該冷却用ガスを１気圧を
越えて加圧導入し冷却することを特徴とする精密加工品
の真空熱処理方法。 - 【請求項５】被熱処理部材を真空容器内に入れて真空下
で加熱し、所定の温度で保持した後、冷却用ガスを前記
真空容器導入するとともに、該冷却用ガスとして窒素或
いはアルゴン及びその混合ガスを１気圧を越えて加圧導
入し、冷却することを特徴とする真空熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33580192A JPH06184628A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 真空熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33580192A JPH06184628A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 真空熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06184628A true JPH06184628A (ja) | 1994-07-05 |
Family
ID=18292584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33580192A Pending JPH06184628A (ja) | 1992-12-16 | 1992-12-16 | 真空熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06184628A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100289143B1 (ko) * | 1997-03-26 | 2001-05-02 | 니시히라 순지 | 스테인레스표면의 처리방법 및 처리장치와 진공장치 |
| KR100657560B1 (ko) * | 2005-09-09 | 2006-12-14 | 한국생산기술연구원 | 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법 |
| EP1619266A4 (en) * | 2003-03-12 | 2008-07-23 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | METHOD AND APPARATUS FOR TREATING PLASTIC CONTAINER WITH PLASMA CHEMICAL |
| JP2008237953A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Sapporo Breweries Ltd | ステンレス鋼製部品の汚れ除去方法及び汚れ除去装置 |
-
1992
- 1992-12-16 JP JP33580192A patent/JPH06184628A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100289143B1 (ko) * | 1997-03-26 | 2001-05-02 | 니시히라 순지 | 스테인레스표면의 처리방법 및 처리장치와 진공장치 |
| EP1619266A4 (en) * | 2003-03-12 | 2008-07-23 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | METHOD AND APPARATUS FOR TREATING PLASTIC CONTAINER WITH PLASMA CHEMICAL |
| KR100657560B1 (ko) * | 2005-09-09 | 2006-12-14 | 한국생산기술연구원 | 산업용 블레이드의 유면압 제어 열처리 방법 |
| JP2008237953A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Sapporo Breweries Ltd | ステンレス鋼製部品の汚れ除去方法及び汚れ除去装置 |
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