JPH076054B2 - 耐蝕鋼製品の加熱処理法 - Google Patents
耐蝕鋼製品の加熱処理法Info
- Publication number
- JPH076054B2 JPH076054B2 JP61238165A JP23816586A JPH076054B2 JP H076054 B2 JPH076054 B2 JP H076054B2 JP 61238165 A JP61238165 A JP 61238165A JP 23816586 A JP23816586 A JP 23816586A JP H076054 B2 JPH076054 B2 JP H076054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- atmosphere
- furnace
- ammonia
- nitrous oxide
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 46
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 claims description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 19
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 23
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3] WTFXARWRTYJXII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/34—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in more than one step
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は第１の工程として耐蝕鋼製品（物品）をガス状
雰囲気中で窒化して該製品の表面上にイプシロン型窒化
鉄により本質的になる基層を生成し、第２の工程として
該製品を酸化性の雰囲気に暴露して該製品の基層上に酸
化物富化最外層を形成することから成る耐蝕鋼製品の加
熱処理法に関する。
雰囲気中で窒化して該製品の表面上にイプシロン型窒化
鉄により本質的になる基層を生成し、第２の工程として
該製品を酸化性の雰囲気に暴露して該製品の基層上に酸
化物富化最外層を形成することから成る耐蝕鋼製品の加
熱処理法に関する。
窒化及びニトロ浸炭は耐疲労性、耐摩耗性、耐結合性及
び耐摩擦性を向上させるのに意図した処理方法である。
今日までイオンによる窒化、或る塩浴の処理法及び或る
ガスの処理法は良好な潤滑特性を有する窒化層を製造す
る満足な方法であると判明した。
び耐摩擦性を向上させるのに意図した処理方法である。
今日までイオンによる窒化、或る塩浴の処理法及び或る
ガスの処理法は良好な潤滑特性を有する窒化層を製造す
る満足な方法であると判明した。
前記特性を改良する最近の試みは大部分が窒化製品及び
ニトロ浸炭製品の耐蝕性向上に向けられている。クッキ
ング用成形型、ガラス製造用成形型及び機械部品を含め
て多数のかゝる製品は周囲温度より高い温度で用いら
れ、他の製品例えば弁及び継手はかなり腐蝕性の流体雰
囲気中で用いられる。
ニトロ浸炭製品の耐蝕性向上に向けられている。クッキ
ング用成形型、ガラス製造用成形型及び機械部品を含め
て多数のかゝる製品は周囲温度より高い温度で用いら
れ、他の製品例えば弁及び継手はかなり腐蝕性の流体雰
囲気中で用いられる。
欧州特許第77,627号及び第122,762号明細書は鋼製品を
窒化するか又はニトロ浸炭し、続いてガス状雰囲気中で
酸化して該製品に酸化保護被覆層を与えることからなる
方法を記載している。
窒化するか又はニトロ浸炭し、続いてガス状雰囲気中で
酸化して該製品に酸化保護被覆層を与えることからなる
方法を記載している。
酸化は窒化工程後に行われる断続工程であり、570℃程
度の温度で炉から放出する製品を酸化するのに十分な濃
度の残留空気及び／又は水蒸気を必要とする。この工程
は通常５〜120秒間持続する。この方法では適度に制御
し得るか又は再現し得る酸化を考慮してないことに注目
すべきである。
度の温度で炉から放出する製品を酸化するのに十分な濃
度の残留空気及び／又は水蒸気を必要とする。この工程
は通常５〜120秒間持続する。この方法では適度に制御
し得るか又は再現し得る酸化を考慮してないことに注目
すべきである。
米国特許第4,131,492号明細書には窒化に続いて空気酸
化により鋼製品上に酸化表面層を形成する方法が記載さ
れており、酸化層はそれが窒化層よりも容易に摩耗され
るようなものであり、かゝる摩耗特性は機械継手及びギ
アーの諸成分が殆んど摩擦せずに迅速に係合する継手及
びギアーの製造を可能とする。しかしながら、この従来
法は酸化層が窒化層よりも摩耗に対して低い表面耐性を
有する点で欠点がある。この弱い表面摩耗耐性は窒化層
に対する酸化層の接着が不十分なことから生ずる。
化により鋼製品上に酸化表面層を形成する方法が記載さ
れており、酸化層はそれが窒化層よりも容易に摩耗され
るようなものであり、かゝる摩耗特性は機械継手及びギ
アーの諸成分が殆んど摩擦せずに迅速に係合する継手及
びギアーの製造を可能とする。しかしながら、この従来
法は酸化層が窒化層よりも摩耗に対して低い表面耐性を
有する点で欠点がある。この弱い表面摩耗耐性は窒化層
に対する酸化層の接着が不十分なことから生ずる。
仏国特許第2,560,892号明細書は鋼製品のイオンによる
窒化法を記載している。該方法はわずか数トルのきわめ
て低い圧力でガス状プラズマを生成し次いで鋼製品上に
窒化層を形成し、続いて酸化表面層を形成することに在
る。
窒化法を記載している。該方法はわずか数トルのきわめ
て低い圧力でガス状プラズマを生成し次いで鋼製品上に
窒化層を形成し、続いて酸化表面層を形成することに在
る。
これは窒化のきわめて特殊な方法である。その特性によ
り例えば低圧及びカソード上に製品の配置により、この
従来法は工業的応用に容易には役立たず、窒化用雰囲気
として通常アンモニアを用いない。実際上、発生するプ
ラズマは窒素分子を原子状窒素に解離させることを生起
し、該原子態窒素は窒化用雰囲気を生成する。この従来
法は、活性窒素を製造するのにアンモニアを必要とする
ガス状窒化法とは異なつて、窒化を生ずる処理室中に窒
素を装入することを単に必要とする。同じ現象は酸化に
必要とされる酸素にも応用される。更には該仏国特許に
記載される方法はその実用的な応用には有利でない特性
の緩慢な反応速度を伴なう。
り例えば低圧及びカソード上に製品の配置により、この
従来法は工業的応用に容易には役立たず、窒化用雰囲気
として通常アンモニアを用いない。実際上、発生するプ
ラズマは窒素分子を原子状窒素に解離させることを生起
し、該原子態窒素は窒化用雰囲気を生成する。この従来
法は、活性窒素を製造するのにアンモニアを必要とする
ガス状窒化法とは異なつて、窒化を生ずる処理室中に窒
素を装入することを単に必要とする。同じ現象は酸化に
必要とされる酸素にも応用される。更には該仏国特許に
記載される方法はその実用的な応用には有利でない特性
の緩慢な反応速度を伴なう。
米国特許第2,343,418号明細書は先ず非反射性の航空機
翼の部品を窒化してこれらを耐摩耗性とさせ次いで処理
炉に空気を導入して該部品を酸化することにより航空機
翼を製造する方法を記載している。
翼の部品を窒化してこれらを耐摩耗性とさせ次いで処理
炉に空気を導入して該部品を酸化することにより航空機
翼を製造する方法を記載している。
本発明の目的は大気圧に実質的に等しい圧力でガス状窒
化により、窒化鋼製品の表面上に酸化層を与えることで
あり、該酸化層は鋼製品への優れた接着を特徴とし、か
くして該製品をより耐摩耗性且つ耐蝕性とさせる。
化により、窒化鋼製品の表面上に酸化層を与えることで
あり、該酸化層は鋼製品への優れた接着を特徴とし、か
くして該製品をより耐摩耗性且つ耐蝕性とさせる。
本発明によると、第１の工程として炉に配置した耐蝕鋼
製品をガス状雰囲気中で窒化して該製品の表面上にイプ
ロン型窒化鉄より本質的になる第１の層を生成し、続い
て第２の工程として該製品を酸化性雰囲気に暴露して該
製品の表面上に別の酸化物富化層を生成することから成
る、耐蝕鋼製品の加熱処理法において、第１の工程中
は、20〜70容量％のアンモニアN3と１〜５容量％の亜酸
化窒素N2Ｏと25〜79容量％の窒素N2とを含有する雰囲気
を炉に装入し、装入した雰囲気中のアンモニアと亜酸化
窒素との濃度比〔NH3〕／〔N2Ｏ〕は５より大きいので
炉の雰囲気は酸化性ではなく、第２の工程中は０〜25容
量％のアンモニアNH3と０〜５容量％のN2Ｏと70〜100容
量％のN2とを含有する雰囲気を炉に装入し、第２の工程
で装入した雰囲気中のアンモニアと亜酸化窒素との濃度
比は０〔NH3〕／〔N2Ｏ〕５であるようなものであ
り、該雰囲気が徐々に酸化性となるように炉の雰囲気を
２〜５の割合で更新し、これによつて鋼芯部上のイプシ
ロン型窒化鉄の基層と２〜12μの厚さのオキシ窒化鉄の
中間層と１〜７μの厚さの酸化鉄の最外表面層とを有す
る鋼製品を生成することを特徴とする、耐蝕鋼製品の加
熱処理法が提供される。
製品をガス状雰囲気中で窒化して該製品の表面上にイプ
ロン型窒化鉄より本質的になる第１の層を生成し、続い
て第２の工程として該製品を酸化性雰囲気に暴露して該
製品の表面上に別の酸化物富化層を生成することから成
る、耐蝕鋼製品の加熱処理法において、第１の工程中
は、20〜70容量％のアンモニアN3と１〜５容量％の亜酸
化窒素N2Ｏと25〜79容量％の窒素N2とを含有する雰囲気
を炉に装入し、装入した雰囲気中のアンモニアと亜酸化
窒素との濃度比〔NH3〕／〔N2Ｏ〕は５より大きいので
炉の雰囲気は酸化性ではなく、第２の工程中は０〜25容
量％のアンモニアNH3と０〜５容量％のN2Ｏと70〜100容
量％のN2とを含有する雰囲気を炉に装入し、第２の工程
で装入した雰囲気中のアンモニアと亜酸化窒素との濃度
比は０〔NH3〕／〔N2Ｏ〕５であるようなものであ
り、該雰囲気が徐々に酸化性となるように炉の雰囲気を
２〜５の割合で更新し、これによつて鋼芯部上のイプシ
ロン型窒化鉄の基層と２〜12μの厚さのオキシ窒化鉄の
中間層と１〜７μの厚さの酸化鉄の最外表面層とを有す
る鋼製品を生成することを特徴とする、耐蝕鋼製品の加
熱処理法が提供される。
この要領により、処理した鋼製品が得られ、該製品はイ
プシロン型窒化鉄の基層で被覆した芯部と２〜12μの厚
みのオキシ窒化鉄の中間層とを１〜７μの厚みの酸化鉄
の最外表面層とを有してなる。
プシロン型窒化鉄の基層で被覆した芯部と２〜12μの厚
みのオキシ窒化鉄の中間層とを１〜７μの厚みの酸化鉄
の最外表面層とを有してなる。
かくして本発明の方法は連続的な窒化処理とオキシ窒化
処理と酸化処理とを伴なう。オキシ窒化鉄層（以下では
その灰色に与えられた「灰色層」と記載し、これは黒色
の酸化鉄層及び白色のイプロン型窒化鉄層とは異なる）
の生成に基因するオキシ窒化工程は非酸化雰囲気が酸化
雰囲気に徐々に変化することから行われる。このオキシ
窒化工程が所望の作用即ち約２〜12μの厚さの灰色層の
形成を達成し得るには該変化が十分緩慢でなければなら
ず即ち炉雰囲気の更新率が十分低くなければならない。
それ故当業者は特にかゝる型式の処理法について他の周
知のパラメーター（例えば温度）の関数として各型式の
雰囲気について更新率を決定するであろう。炉雰囲気の
更新率ｎは雰囲気が１時間当りｎ回更新されたことを意
味する。
処理と酸化処理とを伴なう。オキシ窒化鉄層（以下では
その灰色に与えられた「灰色層」と記載し、これは黒色
の酸化鉄層及び白色のイプロン型窒化鉄層とは異なる）
の生成に基因するオキシ窒化工程は非酸化雰囲気が酸化
雰囲気に徐々に変化することから行われる。このオキシ
窒化工程が所望の作用即ち約２〜12μの厚さの灰色層の
形成を達成し得るには該変化が十分緩慢でなければなら
ず即ち炉雰囲気の更新率が十分低くなければならない。
それ故当業者は特にかゝる型式の処理法について他の周
知のパラメーター（例えば温度）の関数として各型式の
雰囲気について更新率を決定するであろう。炉雰囲気の
更新率ｎは雰囲気が１時間当りｎ回更新されたことを意
味する。
一般に厚さ５〜25μの窒化物の層及び酸化物の層が、窒
化性雰囲気から酸化性雰囲気に徐々に変化することによ
り形成されるにつれて、かゝる層は鋼製品の表面に窒素
拡散層から窒化物、オキシ窒化物及び酸化物の連続的な
構造上の発生によつて特徴づけられる。即ち酸化層は優
れた接触力のみならずオキシ窒化物即ち灰色層の存在に
より実質的な堅牢性及び表面硬度もまた特徴として有す
る。この事実により大幅に向上した耐摩耗性及び耐蝕性
を生起する。
化性雰囲気から酸化性雰囲気に徐々に変化することによ
り形成されるにつれて、かゝる層は鋼製品の表面に窒素
拡散層から窒化物、オキシ窒化物及び酸化物の連続的な
構造上の発生によつて特徴づけられる。即ち酸化層は優
れた接触力のみならずオキシ窒化物即ち灰色層の存在に
より実質的な堅牢性及び表面硬度もまた特徴として有す
る。この事実により大幅に向上した耐摩耗性及び耐蝕性
を生起する。
本出願人の出願に係る米国特許第4,531,984号明細書は
金属製品上の亜酸化窒素の接触分解により亜酸化窒素は
アンモニアを窒素及び水素に分解させるに有効な触媒と
して役立つ方法を記載している。しかしながら、本法の
第２の工程では、他の既知反応剤に反して亜酸化窒素は
次の２つの役割を演ずることが見出された： （１） 接触分解〔N2Ｏ→N2＋Ｏ〕により放出された酸
素は窒化を生起するアンモニアともはや反応せずにNH3
の熱分解によつて生成した水素と反応して水蒸気を形成
する。即ちNH3含量の減少によりpH2O/pH2比が雰囲気を
酸化性とさせるのに十分な程に水素含量は低い。
金属製品上の亜酸化窒素の接触分解により亜酸化窒素は
アンモニアを窒素及び水素に分解させるに有効な触媒と
して役立つ方法を記載している。しかしながら、本法の
第２の工程では、他の既知反応剤に反して亜酸化窒素は
次の２つの役割を演ずることが見出された： （１） 接触分解〔N2Ｏ→N2＋Ｏ〕により放出された酸
素は窒化を生起するアンモニアともはや反応せずにNH3
の熱分解によつて生成した水素と反応して水蒸気を形成
する。即ちNH3含量の減少によりpH2O/pH2比が雰囲気を
酸化性とさせるのに十分な程に水素含量は低い。
（２） 雰囲気の水素含量が低く与えられるならば亜酸
化窒素の分解は自動的に物品の酸化を生起する。
化窒素の分解は自動的に物品の酸化を生起する。
かくして他の既知の酸化剤及び同等な他の全ての物質と
比較する亜酸化窒素は同等な厚さの窒化層、オキシ窒化
層及び酸化層を有する製品の処理期間を短縮することが
見出された。例えば、亜酸化窒素を用いると二酸化炭素
を用いて同じ処理に要する時間と比較すると少なくとも
30％だけ処理期間が短縮される。
比較する亜酸化窒素は同等な厚さの窒化層、オキシ窒化
層及び酸化層を有する製品の処理期間を短縮することが
見出された。例えば、亜酸化窒素を用いると二酸化炭素
を用いて同じ処理に要する時間と比較すると少なくとも
30％だけ処理期間が短縮される。
第２工程中に装入した雰囲気のアンモニア含量は第１工
程におけるアンモニア含量よりも少ないか又はこれと同
じであるのが好ましく、然るに第２工程中の雰囲気の亜
酸化窒素含量は第１工程における亜酸化窒素含量よりも
多いか又はこれと同じであるのが好ましい。
程におけるアンモニア含量よりも少ないか又はこれと同
じであるのが好ましく、然るに第２工程中の雰囲気の亜
酸化窒素含量は第１工程における亜酸化窒素含量よりも
多いか又はこれと同じであるのが好ましい。
亜酸化窒素及び／又はアンモニア濃度の変化は雰囲気の
窒素含量の対応の変化によつて相殺されるのが好まし
い。
窒素含量の対応の変化によつて相殺されるのが好まし
い。
前記の第１工程は適当量の亜酸化窒素を用いながら窒化
法及びニトロ浸炭法の既知特徴を有する（米国特許第4,
531,984号明細書参照）。
法及びニトロ浸炭法の既知特徴を有する（米国特許第4,
531,984号明細書参照）。
第２工程については次の２つの好ましい具体例がある： ｉ） 第２工程は、第１工程の温度と実質的に等しい温
度で大体15〜60分間の期間で実施する： ii） 第２工程は第１工程の温度から開始して300℃〜4
50℃の温度まで低下する温度で実施する。
度で大体15〜60分間の期間で実施する： ii） 第２工程は第１工程の温度から開始して300℃〜4
50℃の温度まで低下する温度で実施する。
一般的に、第２工程は第１工程の終了後直ちに開始す
る。しかしながら１つの炉で窒化層を形成し次いで別の
炉で数日後にオキシ窒化層及び酸化層を形成できる。
る。しかしながら１つの炉で窒化層を形成し次いで別の
炉で数日後にオキシ窒化層及び酸化層を形成できる。
本発明の別の好ましい具体例によると、炉にアンモニア
を装入するのは第２工程の開始時に全て抑制し、同様に
酸化用ガスの装入も停止するのが好ましい。この場合に
は所望の製品は炉雰囲気を徐々に更新することにより簡
単に製造される。
を装入するのは第２工程の開始時に全て抑制し、同様に
酸化用ガスの装入も停止するのが好ましい。この場合に
は所望の製品は炉雰囲気を徐々に更新することにより簡
単に製造される。
本発明の方法は同じ要領で迅速窒化（560°〜590℃）及
び緩慢窒化（490°〜550℃に適用できる。
び緩慢窒化（490°〜550℃に適用できる。
本発明を次の実施例により説明するがこれに限定される
ものではない。
ものではない。
実施例１ 35CD鋼製の物品を30％NH3,3％N2Ｏ及び67％N2の混合物
中で530℃で窒化した。
中で530℃で窒化した。
窒化工程の終了時（530℃で15時間）に、アンモニアの
装入を停止し、その時に温度は降下し始めた。温度が48
0℃に達した時に20分の工程を行ない、炉に装入した雰
囲気は窒素及び亜酸化窒素より専らなる。この工程の終
了時に、N2Ｏの装入を停止し、冷却を窒素のみの雰囲気
下で続行した（更新率＝３）。
装入を停止し、その時に温度は降下し始めた。温度が48
0℃に達した時に20分の工程を行ない、炉に装入した雰
囲気は窒素及び亜酸化窒素より専らなる。この工程の終
了時に、N2Ｏの装入を停止し、冷却を窒素のみの雰囲気
下で続行した（更新率＝３）。
得られた結果は次の如くである：処理した鋼は窒素拡散
鋼を特徴として有し、その厚さは530℃で窒化の期間と
共に変化する。この層は厚さ16μの窒化層（白色層）を
担持し、この窒化層は次いで厚さが４μのオキシ窒化層
を担持し、このオキシ窒化層は処理物品の全表面に亘つ
て６μの均一な厚さの酸化物Fe3O4の高度に接着性の層
で被覆されている。
鋼を特徴として有し、その厚さは530℃で窒化の期間と
共に変化する。この層は厚さ16μの窒化層（白色層）を
担持し、この窒化層は次いで厚さが４μのオキシ窒化層
を担持し、このオキシ窒化層は処理物品の全表面に亘つ
て６μの均一な厚さの酸化物Fe3O4の高度に接着性の層
で被覆されている。
実施例２ 30CDVに鋼製の物品を35％NH3,3％N2Ｏ及び62％N2の混合
物中で490℃で窒化した。窒化工程の終了時にアンモニ
ア及びN2Ｏの装入を抑制しその時に冷却を開始した。こ
の時点では、炉の雰囲気はN2Ｏから解離した酸素とNH3
からの水素との間の反応により早くから生成した十分な
水蒸気を含有して490℃から350℃に冷却中に鋼表面を酸
化した。得られた結果は約４μの厚さのオキシ窒化層と
約３μの厚さの酸化物Fe3O4の層とである（第２工程中
の雰囲気更新率３）。
物中で490℃で窒化した。窒化工程の終了時にアンモニ
ア及びN2Ｏの装入を抑制しその時に冷却を開始した。こ
の時点では、炉の雰囲気はN2Ｏから解離した酸素とNH3
からの水素との間の反応により早くから生成した十分な
水蒸気を含有して490℃から350℃に冷却中に鋼表面を酸
化した。得られた結果は約４μの厚さのオキシ窒化層と
約３μの厚さの酸化物Fe3O4の層とである（第２工程中
の雰囲気更新率３）。
実施例３ 炉に30％NH3,3％N2Ｏ及び67％N2の混合物を装入するこ
とにより35CD4鋼製の物品を530℃で窒化した。３時間の
窒化工程の終了時に、５％NH3,3％N2Ｏ及び92％N2の混
合物を炉に装入した。30分の工程を530℃の温度で行な
つた。得られる物品は15μの窒化層と10μのオキシ窒化
層と６μの酸化層とを有した〔更新率＝３〕。
とにより35CD4鋼製の物品を530℃で窒化した。３時間の
窒化工程の終了時に、５％NH3,3％N2Ｏ及び92％N2の混
合物を炉に装入した。30分の工程を530℃の温度で行な
つた。得られる物品は15μの窒化層と10μのオキシ窒化
層と６μの酸化層とを有した〔更新率＝３〕。
Claims (10)
- 【請求項１】第１の工程として炉に配置した耐蝕鋼製品
をガス状雰囲気中で窒化して該製品の表面上にイプシロ
ン型窒化鉄より本質的になる第１の層を生成し、続いて
第２の工程として該製品を酸化性雰囲気に暴露して該製
品の表面上に別の酸化物富化層を生成することから成
る、耐蝕鋼製品の加熱処理法において、第１の工程中
は、20〜70容量％のアンモニアNH3と１〜５容量％の亜
酸化窒素N2Ｏと25〜79容量％の窒素N2とを含有する雰囲
気を炉に装入し、装入した雰囲気中のアンモニアと亜酸
化窒素との濃度比〔NH3〕／〔N2Ｏ〕は５より大きいの
で炉の雰囲気は酸化性ではなく、第２の工程中は０〜25
容量％のアンモニアNH3と０〜５容量％のN2Ｏと70〜100
容量％のN2とを含有する雰囲気を炉に装入し、第２の工
程で装入した雰囲気中のアンモニアと亜酸化窒素との濃
度比は０〔NH3〕／〔N2Ｏ〕５であるようなもので
あり、該雰囲気が徐々に酸化性となるように炉の雰囲気
を２〜５の割合で更新し、これによつて鋼芯部上のイプ
シロン型窒化鉄の基層と２〜12μの厚さのオキシ窒化鉄
の中間層と１〜７μの厚さの酸化鉄の最外表面層とを有
する鋼製品を生成することを特徴とする、耐蝕鋼製品の
加熱処理法。 - 【請求項２】第２の工程中で装入した雰囲気のアンモニ
ア含量は第１の工程中に装入した雰囲気のアンモニア含
量よりも少ないか又はこれに等しい特許請求の範囲第１
項記載の方法。 - 【請求項３】第２の工程中で装入した雰囲気の亜酸化窒
素含量は第１の工程中に装入した雰囲気の亜酸化窒素含
量よりも多いか又はこれに等しい特許請求の範囲第１項
記載の方法。 - 【請求項４】亜酸化窒素及び／又はアンモニア含量の変
化は雰囲気の窒素含量の対応の変化によつて相殺する特
許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項５】第２の工程は第１の工程の温度に実質的に
等しい温度で大体15〜60分の期間に亘つて行なう特許請
求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項６】第２の工程は、第１の工程の温度から開始
して200℃〜450℃の温度にまで低下する温度で行なう特
許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項７】第２の工程は第１の工程が終了する時に開
始する特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項８】炉へのアンモニアの装入は第２の工程の開
始時に全て抑制する特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項９】炉への亜酸化窒素の装入は第２の工程の開
始時に全て抑制する特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項１０】第１の工程における炉の雰囲気はまた鋼
製品をニトロ浸炭するのに必要な成分を含有する特許請
求の範囲第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8514849 | 1985-10-08 | ||
| FR8514849A FR2588281B1 (fr) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Procede de traitement thermique pour la realisation de pieces en acier resistant a la corrosion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293363A JPS6293363A (ja) | 1987-04-28 |
| JPH076054B2 true JPH076054B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=9323605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61238165A Expired - Lifetime JPH076054B2 (ja) | 1985-10-08 | 1986-10-08 | 耐蝕鋼製品の加熱処理法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4702779A (ja) |
| JP (1) | JPH076054B2 (ja) |
| AU (1) | AU577024B2 (ja) |
| BE (1) | BE905567A (ja) |
| CA (1) | CA1259551A (ja) |
| CH (1) | CH668084A5 (ja) |
| ES (1) | ES2002205A6 (ja) |
| FR (1) | FR2588281B1 (ja) |
| IT (1) | IT1197493B (ja) |
| ZA (1) | ZA867618B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2208658B (en) * | 1987-07-17 | 1992-02-19 | Lucas Ind Plc | Manufacture of corrosion resistant steel components |
| JP3670277B2 (ja) | 1991-05-17 | 2005-07-13 | ラム リサーチ コーポレーション | 低い固有応力および／または低い水素含有率をもつＳｉＯ▲Ｘ▼フィルムの堆積法 |
| US5244375A (en) * | 1991-12-19 | 1993-09-14 | Formica Technology, Inc. | Plasma ion nitrided stainless steel press plates and applications for same |
| DE69937081T2 (de) * | 1998-04-01 | 2008-06-12 | Jtekt Corp. | Kupplungsscheibe |
| DE10062431A1 (de) * | 2000-12-18 | 2002-06-20 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Hydraulischer Kolben sowie Verfahren zu seiner Oberflächenbehandlung |
| GB2383800A (en) * | 2001-07-25 | 2003-07-09 | Nsk Europ Technology Co Ltd | Performance enhancement of steel auxiliary bearing components |
| JP2003129213A (ja) * | 2001-10-16 | 2003-05-08 | Honda Motor Co Ltd | 窒化処理鋼の製造方法 |
| US7556699B2 (en) * | 2004-06-17 | 2009-07-07 | Cooper Clark Vantine | Method of plasma nitriding of metals via nitrogen charging |
| JP2007258468A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 可視光透過半導体素子およびその製造方法 |
| US7622197B2 (en) * | 2006-11-20 | 2009-11-24 | Ferroxy-Aled, Llc | Seasoned ferrous cookware |
| ITMI20110366A1 (it) * | 2011-03-10 | 2012-09-11 | Sol Spa | Procedimento per il trattamento di acciai. |
| FR3001231B1 (fr) * | 2013-01-24 | 2016-05-06 | Renault Sa | Procede de traitement thermochimique de diffusion pour un element mecanique, et element mecanique correspondant |
| CN109695014B (zh) * | 2019-03-13 | 2021-03-16 | 海盐精斌五金制品有限公司 | 牙板表面氮化处理工艺 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2343418A (en) * | 1941-01-02 | 1944-03-07 | Aviat Corp | Method of making propeller blades |
| DE1521607A1 (de) * | 1966-01-15 | 1969-07-10 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Verfahren zur Nitrierung von Eisen und Eisenlegierungen in gasfoermigen stickstoffabgebenden Medien |
| JPS52138027A (en) * | 1976-04-08 | 1977-11-17 | Nissan Motor | Ferrous member superior in initial fitting and wear resisting property and production process therefor |
| JPS5323835A (en) * | 1976-08-19 | 1978-03-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Ionitriding |
| SU624938A1 (ru) * | 1976-09-30 | 1978-08-09 | Московский Трижды Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Автомобильный Завод Имени И.А. Лихачева | Способ обработки стальных изделий |
| JPS5658963A (en) * | 1979-10-20 | 1981-05-22 | Kiyoichi Ogawa | Method and device for nitrified-layer stabilizing vapor coating processing |
| US4496401A (en) * | 1981-10-15 | 1985-01-29 | Lucas Industries | Corrosion resistant steel components and method of manufacture thereof |
| GB8310102D0 (en) * | 1983-04-14 | 1983-05-18 | Lucas Ind Plc | Corrosion resistant steel components |
| FR2560892B1 (fr) * | 1984-03-12 | 1986-10-31 | Peugeot | Procede de traitement superficiel de pieces en acier ou en fonte par bombardement ionique |
-
1985
- 1985-10-08 FR FR8514849A patent/FR2588281B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-10-03 AU AU63477/86A patent/AU577024B2/en not_active Ceased
- 1986-10-06 CH CH3992/86A patent/CH668084A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1986-10-06 ZA ZA867618A patent/ZA867618B/xx unknown
- 1986-10-06 ES ES8602436A patent/ES2002205A6/es not_active Expired
- 1986-10-07 US US06/916,186 patent/US4702779A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-10-07 BE BE0/217266A patent/BE905567A/fr not_active IP Right Cessation
- 1986-10-07 CA CA000520012A patent/CA1259551A/fr not_active Expired
- 1986-10-08 IT IT21937/86A patent/IT1197493B/it active
- 1986-10-08 JP JP61238165A patent/JPH076054B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2588281A1 (fr) | 1987-04-10 |
| IT1197493B (it) | 1988-11-30 |
| AU577024B2 (en) | 1988-09-08 |
| JPS6293363A (ja) | 1987-04-28 |
| CA1259551A (fr) | 1989-09-19 |
| CH668084A5 (fr) | 1988-11-30 |
| BE905567A (fr) | 1987-04-07 |
| US4702779A (en) | 1987-10-27 |
| ES2002205A6 (es) | 1988-07-16 |
| FR2588281B1 (fr) | 1991-08-16 |
| AU6347786A (en) | 1987-04-09 |
| ZA867618B (en) | 1987-05-27 |
| IT8621937A0 (it) | 1986-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH076054B2 (ja) | 耐蝕鋼製品の加熱処理法 | |
| EP0122762B1 (en) | Corrosion resistant steel components and method of manufacture thereof | |
| CN102191452B (zh) | 高耐蚀性和高硬度的彩色奥氏体不锈钢材及其制造方法 | |
| US4881983A (en) | Manufacture of corrosion resistant components | |
| US4131492A (en) | Steel article having a nitrided and partly oxidized surface and method for producing same | |
| JPH089766B2 (ja) | 鋼の窒化方法 | |
| ES8402361A1 (es) | Procedimiento de endurecimiento superficial de piezas metalicas. | |
| JP4861703B2 (ja) | 金属部材表面の活性化方法 | |
| JPH05263214A (ja) | 鉄金属製物品の耐食性を改良する方法 | |
| US4776901A (en) | Nitrocarburizing and nitriding process for hardening ferrous surfaces | |
| JP3388510B2 (ja) | 耐食、耐摩耗鋼及びその製造方法 | |
| KR20000059685A (ko) | 내식 및 내마모용 강부품의 산질화법 | |
| JPH0649924B2 (ja) | チタン及びチタン合金からなる部材に窒化物層を施す方法 | |
| JPS61117268A (ja) | 鋼材部品の真空浸炭方法 | |
| JP3685322B2 (ja) | マルエージング鋼の窒化処理方法 | |
| RU2052536C1 (ru) | Способ химико-термической обработки стальных изделий | |
| KR100317730B1 (ko) | 산화피막 형성방법 | |
| JP2873334B2 (ja) | 耐摩耗性歯車の製造方法 | |
| GB2328953A (en) | A process for hardening high alloy steels | |
| KR101613304B1 (ko) | 금속 표면 개질 방법 및 이에 의하여 제조된 질화 처리된 비철 금속 복합체 | |
| JP3396336B2 (ja) | 鋼材の窒化方法 | |
| RU1780340C (ru) | Способ химико-термической обработки стальных деталей | |
| JP3742912B2 (ja) | アルミ押出し用ダイスの表面改質方法 | |
| JPS6233755A (ja) | クロム含有鋼部材の浸炭窒化処理方法 | |
| KR100950899B1 (ko) | 고내식 강재의 제조방법 |