JPH09324255A - ガス浸炭方法 - Google Patents
ガス浸炭方法Info
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- JPH09324255A JPH09324255A JP16383796A JP16383796A JPH09324255A JP H09324255 A JPH09324255 A JP H09324255A JP 16383796 A JP16383796 A JP 16383796A JP 16383796 A JP16383796 A JP 16383796A JP H09324255 A JPH09324255 A JP H09324255A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被処理品の表面を浸炭に適した状態に改質し
て、浸炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低
減し、浸炭品質を向上させることが可能なガス浸炭方法
を提供する。 【解決手段】 被処理品を酸化性雰囲気中で２００〜７
５０°Ｃに加熱することにより、当該被処理品の表面を
酸化させて改質した後、浸炭処理を行う。上記酸化性雰
囲気中の酸素分圧を１０-20 〜１０-5ＭＰａとする。
て、浸炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低
減し、浸炭品質を向上させることが可能なガス浸炭方法
を提供する。 【解決手段】 被処理品を酸化性雰囲気中で２００〜７
５０°Ｃに加熱することにより、当該被処理品の表面を
酸化させて改質した後、浸炭処理を行う。上記酸化性雰
囲気中の酸素分圧を１０-20 〜１０-5ＭＰａとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工部品などの被
処理品の表面特性を改質するために施されるガス浸炭方
法に関する。
処理品の表面特性を改質するために施されるガス浸炭方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、ガ
ス浸炭方法を用いて被処理品を浸炭処理する場合、被処
理品の表面に切削油等の油脂類が付着していると、浸炭
処理完了後の表面炭素濃度や浸炭深さにばらつきが生じ
ることが知られている。そこで、浸炭処理に先立って、
浸炭炉内に空気等の酸化性ガスを供給し、油脂類を除去
するとともに、析出炭素を減少させ、均一な浸炭処理を
行なうことができるようにした技術が提案されている
（例えば特公平７−５１７３９号公報参照）。
ス浸炭方法を用いて被処理品を浸炭処理する場合、被処
理品の表面に切削油等の油脂類が付着していると、浸炭
処理完了後の表面炭素濃度や浸炭深さにばらつきが生じ
ることが知られている。そこで、浸炭処理に先立って、
浸炭炉内に空気等の酸化性ガスを供給し、油脂類を除去
するとともに、析出炭素を減少させ、均一な浸炭処理を
行なうことができるようにした技術が提案されている
（例えば特公平７−５１７３９号公報参照）。
【０００３】しかし、実際の浸炭においては、切削油な
どを用いない乾式切除品でも浸炭処理完了後の表面炭素
濃度や浸炭深さなどの浸炭状態にばらつきが発生する場
合がある。その原因は現状では必ずしも明らかにされて
いないが、表面がなんらかの理由により変質することに
よるものと推定されており、その対策として、被処理品
にショットブラストを施してその表面を清浄化すること
が行なわれている。
どを用いない乾式切除品でも浸炭処理完了後の表面炭素
濃度や浸炭深さなどの浸炭状態にばらつきが発生する場
合がある。その原因は現状では必ずしも明らかにされて
いないが、表面がなんらかの理由により変質することに
よるものと推定されており、その対策として、被処理品
にショットブラストを施してその表面を清浄化すること
が行なわれている。
【０００４】しかし、ショットブラストにより被処理品
の表面を清浄化するようにした場合、その効果が浸炭ば
らつきを防止するに止どまり、その他の積極的な効果が
得られないにもかかわらず、加工工程が増加してコスト
の増大を招くという問題点がある。
の表面を清浄化するようにした場合、その効果が浸炭ば
らつきを防止するに止どまり、その他の積極的な効果が
得られないにもかかわらず、加工工程が増加してコスト
の増大を招くという問題点がある。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、被処理品の表面を浸炭に適した状態に改質して、浸
炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低減して
浸炭品質を向上させることが可能なガス浸炭方法を提供
することを目的とする。
り、被処理品の表面を浸炭に適した状態に改質して、浸
炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低減して
浸炭品質を向上させることが可能なガス浸炭方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者等は、種々の実験、検討を行ない、浸炭処理
に先立って被処理品を所定の酸化性条件下で熱処理した
場合に、浸炭速度が向上するとともに、浸炭ばらつきを
抑制して良好な浸炭処理を行なうことが可能になること
を知り、さらに実験、検討を続けて本発明を完成した。
に、発明者等は、種々の実験、検討を行ない、浸炭処理
に先立って被処理品を所定の酸化性条件下で熱処理した
場合に、浸炭速度が向上するとともに、浸炭ばらつきを
抑制して良好な浸炭処理を行なうことが可能になること
を知り、さらに実験、検討を続けて本発明を完成した。
【０００７】すなわち、本発明のガス浸炭方法は、被処
理品を酸化性雰囲気中で２００〜７５０°Ｃに加熱する
ことにより、当該被処理品の表面を酸化させて改質した
後、浸炭処理を行うことを特徴としている。本発明の浸
炭方法によれば、切削油などの付着の有無にかかわら
ず、浸炭の深さや表面炭素濃度などのばらつきを低減す
ることが可能になるとともに、浸炭速度を向上させるこ
とが可能になる。これは、所定の酸化性雰囲気中で所定
の温度に加熱することにより、被処理品の表面に酸化層
が形成され、この酸化層が被処理品の浸炭性を向上さ
せ、浸炭の深さ及び表面炭素濃度のばらつきを抑制する
機能を果すことによるものと考えられる。なお、本発明
のガス浸炭方法においては、処理温度を２００〜７５０
°Ｃの範囲としているが、これは処理温度が２００℃未
満の場合、被処理品の表面に十分な酸化層が形成され
ず、浸炭性の向上、浸炭の深さ及び表面炭素濃度のばら
つきの低減などに関して所期の効果が得られないこと、
また、７５０℃を越えると、被処理品の表面に形成され
る酸化層（酸化鉄など）の厚みが大きくなり、スケール
となって剥落し、好ましくないことによる。
理品を酸化性雰囲気中で２００〜７５０°Ｃに加熱する
ことにより、当該被処理品の表面を酸化させて改質した
後、浸炭処理を行うことを特徴としている。本発明の浸
炭方法によれば、切削油などの付着の有無にかかわら
ず、浸炭の深さや表面炭素濃度などのばらつきを低減す
ることが可能になるとともに、浸炭速度を向上させるこ
とが可能になる。これは、所定の酸化性雰囲気中で所定
の温度に加熱することにより、被処理品の表面に酸化層
が形成され、この酸化層が被処理品の浸炭性を向上さ
せ、浸炭の深さ及び表面炭素濃度のばらつきを抑制する
機能を果すことによるものと考えられる。なお、本発明
のガス浸炭方法においては、処理温度を２００〜７５０
°Ｃの範囲としているが、これは処理温度が２００℃未
満の場合、被処理品の表面に十分な酸化層が形成され
ず、浸炭性の向上、浸炭の深さ及び表面炭素濃度のばら
つきの低減などに関して所期の効果が得られないこと、
また、７５０℃を越えると、被処理品の表面に形成され
る酸化層（酸化鉄など）の厚みが大きくなり、スケール
となって剥落し、好ましくないことによる。
【０００８】また、本発明のガス浸炭方法は、前記酸化
性雰囲気中の酸素分圧が１０-20 〜１０-5ＭＰａである
ことを特徴としている。酸化性雰囲気中の酸素分圧を１
０-20 〜１０-5ＭＰａとすることにより、被処理品の表
面を均一に酸化して、改質することが可能になり、効率
よく浸炭ばらつきの少ない良好な浸炭処理を行なうこと
ができるようになる。なお、酸化性雰囲気中の酸素分圧
を１０-20 〜１０-5ＭＰａの範囲としたのは、酸素分圧
が１０-20ＭＰａより低いと被処理品の表面に十分な酸
化層が形成されず、上記の所期の効果を得ることが困難
であり、また、酸素分圧が１０-5ＭＰａを越えると被処
理品の表面に強固な酸化膜が形成され、かえって浸炭反
応が阻害されることによる。
性雰囲気中の酸素分圧が１０-20 〜１０-5ＭＰａである
ことを特徴としている。酸化性雰囲気中の酸素分圧を１
０-20 〜１０-5ＭＰａとすることにより、被処理品の表
面を均一に酸化して、改質することが可能になり、効率
よく浸炭ばらつきの少ない良好な浸炭処理を行なうこと
ができるようになる。なお、酸化性雰囲気中の酸素分圧
を１０-20 〜１０-5ＭＰａの範囲としたのは、酸素分圧
が１０-20ＭＰａより低いと被処理品の表面に十分な酸
化層が形成されず、上記の所期の効果を得ることが困難
であり、また、酸素分圧が１０-5ＭＰａを越えると被処
理品の表面に強固な酸化膜が形成され、かえって浸炭反
応が阻害されることによる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を示して
その特徴とするところをさらに詳しく説明する。なお、
図１は、本発明のガス浸炭方法の一実施形態にかかる浸
炭工程を示す図である。この実施形態においては、ＪＩ
Ｓ ＳＣＭ４２０鋼の圧延棒（直径１７mm）を熱準した
後、切削、切断加工を施して直径１５mm、長さ２０mmの
円柱を作製し、これを試料（被処理品）とした。
その特徴とするところをさらに詳しく説明する。なお、
図１は、本発明のガス浸炭方法の一実施形態にかかる浸
炭工程を示す図である。この実施形態においては、ＪＩ
Ｓ ＳＣＭ４２０鋼の圧延棒（直径１７mm）を熱準した
後、切削、切断加工を施して直径１５mm、長さ２０mmの
円柱を作製し、これを試料（被処理品）とした。
【００１０】それから、この被処理品をバスケットに入
れ、図１に示すような条件で浸炭、焼入れを行なった。
なお、浸炭工程においては、図１の昇温工程の点Ａから
Ｂの間で、雰囲気の温度及び雰囲気中の酸素分圧を表１
に示すような条件で変化させて前処理を行なった後、浸
炭処理を施した。
れ、図１に示すような条件で浸炭、焼入れを行なった。
なお、浸炭工程においては、図１の昇温工程の点Ａから
Ｂの間で、雰囲気の温度及び雰囲気中の酸素分圧を表１
に示すような条件で変化させて前処理を行なった後、浸
炭処理を施した。
【００１１】なお、この実施形態では昇温工程の後、９
３０℃の最高温度において、ＣＰ＝０．９７〜１．０２
で１時間，ＣＰ＝０．８９〜０．９２で０．５時間の浸
炭処理を施した後、油冷した。それから、浸炭、焼入れ
後の試料について、温度及び酸素分圧が浸炭品質に与え
る影響を調べた。
３０℃の最高温度において、ＣＰ＝０．９７〜１．０２
で１時間，ＣＰ＝０．８９〜０．９２で０．５時間の浸
炭処理を施した後、油冷した。それから、浸炭、焼入れ
後の試料について、温度及び酸素分圧が浸炭品質に与え
る影響を調べた。
【００１２】
【表１】
【００１３】なお、浸炭品質を調べるにあたっては、図
２に示すように、被処理品を入れたバスケット１の丸印
を付した９ヵ所の位置Ｐから試料を抜き取り、表面から
深さ５０μmの位置の炭素濃度と５５０Ｈｖ以上の有効
浸炭深さを調査した。表１に上述の９ヵ所の位置Ｐから
採取した９点の試料について測定した表面炭素濃度及び
有効浸炭深さの平均値と標準偏差を示す。なお、表１に
おいて、試料番号に＊印を付したものは本発明の範囲外
の比較例であり、その他は本発明の範囲内の実施例であ
る。
２に示すように、被処理品を入れたバスケット１の丸印
を付した９ヵ所の位置Ｐから試料を抜き取り、表面から
深さ５０μmの位置の炭素濃度と５５０Ｈｖ以上の有効
浸炭深さを調査した。表１に上述の９ヵ所の位置Ｐから
採取した９点の試料について測定した表面炭素濃度及び
有効浸炭深さの平均値と標準偏差を示す。なお、表１に
おいて、試料番号に＊印を付したものは本発明の範囲外
の比較例であり、その他は本発明の範囲内の実施例であ
る。
【００１４】表１に示すように、温度２００〜７５０
℃、酸素分圧１０-20〜１０-5ＭＰａの範囲を外れた条
件で加熱した後、浸炭処理を施した比較例の浸炭処理品
（試料番号７〜１０）においては、表面炭素濃度のばら
つきが大きく、しかも、浸炭速度が十分でない（すなわ
ち、有効浸炭深さの値が小さい）という結果になってい
るが、温度２００〜７５０℃、酸素分圧１０-20〜１０
-5ＭＰａの条件で加熱した後、浸炭処理を施した本発明
の実施例の浸炭処理品（試料番号１〜６）においては、
表面炭素濃度のばらつきが減少し、かつ、浸炭速度が向
上していることがわかる。
℃、酸素分圧１０-20〜１０-5ＭＰａの範囲を外れた条
件で加熱した後、浸炭処理を施した比較例の浸炭処理品
（試料番号７〜１０）においては、表面炭素濃度のばら
つきが大きく、しかも、浸炭速度が十分でない（すなわ
ち、有効浸炭深さの値が小さい）という結果になってい
るが、温度２００〜７５０℃、酸素分圧１０-20〜１０
-5ＭＰａの条件で加熱した後、浸炭処理を施した本発明
の実施例の浸炭処理品（試料番号１〜６）においては、
表面炭素濃度のばらつきが減少し、かつ、浸炭速度が向
上していることがわかる。
【００１５】一般に、浸炭被処理品は、前工程として切
削加工が施されているため、加工面が組成変化を生じて
母材と異なる組成となったり、不働態層を生じたりし
て、浸炭処理を施すのには不適切な状態になっているこ
とが多いが、上述のように、温度２００〜７５０℃、酸
素分圧１０-20〜１０-5ＭＰａの条件で加熱した後、浸
炭処理を施す本発明の方法によれば、その表面の状態を
改質（酸化膜形成）して効率よく良好な浸炭処理を施す
ことが可能になる。
削加工が施されているため、加工面が組成変化を生じて
母材と異なる組成となったり、不働態層を生じたりし
て、浸炭処理を施すのには不適切な状態になっているこ
とが多いが、上述のように、温度２００〜７５０℃、酸
素分圧１０-20〜１０-5ＭＰａの条件で加熱した後、浸
炭処理を施す本発明の方法によれば、その表面の状態を
改質（酸化膜形成）して効率よく良好な浸炭処理を施す
ことが可能になる。
【００１６】なお、上記実施形態では、９３０℃の最高
温度において、ＣＰ＝０．９７〜１．０２で１時間，Ｃ
Ｐ＝０．８９〜０．９２で０．５時間の浸炭処理を施し
た後、油冷するようにした場合を例にとって説明した
が、浸炭工程の具体的条件は上記実施例に限定されるも
のではない。
温度において、ＣＰ＝０．９７〜１．０２で１時間，Ｃ
Ｐ＝０．８９〜０．９２で０．５時間の浸炭処理を施し
た後、油冷するようにした場合を例にとって説明した
が、浸炭工程の具体的条件は上記実施例に限定されるも
のではない。
【００１７】また、上記実施形態では、被処理品がＪＩ
Ｓ ＳＣＭ４２０鋼の圧延棒を加工してなるものである
場合について説明したが、被処理品の構成材料はこれに
限られるものではなく、種々の材料からなる被処理品に
浸炭、焼入れ処理を施す場合に本発明を適用することが
可能である。
Ｓ ＳＣＭ４２０鋼の圧延棒を加工してなるものである
場合について説明したが、被処理品の構成材料はこれに
限られるものではなく、種々の材料からなる被処理品に
浸炭、焼入れ処理を施す場合に本発明を適用することが
可能である。
【００１８】本発明はさらにその他の点においても上記
実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲
内において、種々の応用や設計変更を加えることが可能
である。
実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲
内において、種々の応用や設計変更を加えることが可能
である。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明のガス浸炭方法に
よれば、被処理品を酸化性雰囲気中で２００〜７５０°
Ｃに加熱することにより、当該被処理品の表面を酸化さ
せて改質した後、浸炭処理を行うようにしているので、
切削油などの付着の有無にかかわらず、被処理品の表面
をばらつきのない均一な状態に改質することが可能にな
り、浸炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低
減して浸炭品質を向上させることができる。
よれば、被処理品を酸化性雰囲気中で２００〜７５０°
Ｃに加熱することにより、当該被処理品の表面を酸化さ
せて改質した後、浸炭処理を行うようにしているので、
切削油などの付着の有無にかかわらず、被処理品の表面
をばらつきのない均一な状態に改質することが可能にな
り、浸炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低
減して浸炭品質を向上させることができる。
【００２０】また、酸化性雰囲気中の酸素分圧を１０
-20 〜１０-5ＭＰａとすることにより、被処理品の表面
を均一に酸化して改質することが可能になり、さらに効
率よく浸炭品質のばらつきの少ない浸炭処理を行なうこ
とができるようになる。
-20 〜１０-5ＭＰａとすることにより、被処理品の表面
を均一に酸化して改質することが可能になり、さらに効
率よく浸炭品質のばらつきの少ない浸炭処理を行なうこ
とができるようになる。
【図１】本発明のガス浸炭方法の一実施形態にかかる浸
炭工程を示す図である。
炭工程を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における被処理品のサンプリ
ング方法を示す図である。
ング方法を示す図である。
１ バスケット Ｐ サンプリング位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 芳郎 奈良県天理市嘉幡町229 光洋リンドバー グ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】被処理品を酸化性雰囲気中で２００〜７５
０°Ｃに加熱することにより、当該被処理品の表面を酸
化させて改質した後、浸炭処理を行うことを特徴とする
ガス浸炭方法。 - 【請求項２】前記酸化性雰囲気中の酸素分圧が１０-20
〜１０-5ＭＰａであることを特徴とする請求項１記載の
ガス浸炭方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16383796A JP3486506B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | ガス浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16383796A JP3486506B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | ガス浸炭方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09324255A true JPH09324255A (ja) | 1997-12-16 |
| JP3486506B2 JP3486506B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=15781697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16383796A Expired - Fee Related JP3486506B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | ガス浸炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486506B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008231563A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Honda Motor Co Ltd | 浸炭部品の製造方法 |
| WO2014046001A1 (ja) * | 2012-09-19 | 2014-03-27 | Ntn株式会社 | 機械部品の製造方法 |
| KR101413866B1 (ko) * | 2011-11-16 | 2014-07-09 | 김상진 | 풍력발전용 증속기어 침탄열처리 방법 |
| JP2015010258A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 愛知製鋼株式会社 | 高Ｓｉ浸炭用鋼の浸炭方法 |
| JP2015113509A (ja) * | 2013-12-12 | 2015-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 鉄系金属部品の製造方法 |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP16383796A patent/JP3486506B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008231563A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Honda Motor Co Ltd | 浸炭部品の製造方法 |
| US7811390B2 (en) | 2007-03-23 | 2010-10-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for producing carburized parts |
| KR101413866B1 (ko) * | 2011-11-16 | 2014-07-09 | 김상진 | 풍력발전용 증속기어 침탄열처리 방법 |
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