JPS60177174A - 鉄系焼結部品の表面処理法 - Google Patents
鉄系焼結部品の表面処理法Info
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- JPS60177174A JPS60177174A JP3263384A JP3263384A JPS60177174A JP S60177174 A JPS60177174 A JP S60177174A JP 3263384 A JP3263384 A JP 3263384A JP 3263384 A JP3263384 A JP 3263384A JP S60177174 A JPS60177174 A JP S60177174A
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- Japan
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- iron
- parts
- nitriding
- furnace
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-
- 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
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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】
この発明は、窒化が部品の内部まで進まない。
ガス窒化法による鉄系焼結部品の表面処理法に関する。
従来、鉄系機械部品の耐摩性、耐食性を向上させるため
に、窒化処理が行われている。窒化処理は、その方法に
よシガス窒化法、塩浴窒化法、イオン窒化法に大別され
る。このうち、ガス窒化法には、設備が比較的簡単であ
る。一時に大量の部品の処理ができる。塩浴窒化のよう
にシアン化合物のような有害物を必要としない等の利点
があるので、溶製品に対しては、ガス窒化法が一般的に
行われている。そして、その際ガス窒化法は５００〜６
００℃の低温で行われるので、焼入れ等に比較すると、
きわめて変形の少ない表面硬化法である。しかしながら
、焼結部品へのガス窒化法の適用は実用化されていなか
った。これは、焼結部品はその製法に由来して多孔質な
ため、ガス窒化法を適用すると１表面と連通している連
続空孔に沿って１部品内部まで網目状に窒化され、得ら
れた部品は窒化増量による大きな歪みを有するとともに
１本体の鉄系焼結部品も脆化し、その靭性が低下し、実
用に供しないためである。
に、窒化処理が行われている。窒化処理は、その方法に
よシガス窒化法、塩浴窒化法、イオン窒化法に大別され
る。このうち、ガス窒化法には、設備が比較的簡単であ
る。一時に大量の部品の処理ができる。塩浴窒化のよう
にシアン化合物のような有害物を必要としない等の利点
があるので、溶製品に対しては、ガス窒化法が一般的に
行われている。そして、その際ガス窒化法は５００〜６
００℃の低温で行われるので、焼入れ等に比較すると、
きわめて変形の少ない表面硬化法である。しかしながら
、焼結部品へのガス窒化法の適用は実用化されていなか
った。これは、焼結部品はその製法に由来して多孔質な
ため、ガス窒化法を適用すると１表面と連通している連
続空孔に沿って１部品内部まで網目状に窒化され、得ら
れた部品は窒化増量による大きな歪みを有するとともに
１本体の鉄系焼結部品も脆化し、その靭性が低下し、実
用に供しないためである。
したがって、この発明の目的は、前記の欠点を解消し、
焼結部品に適したガス窒化法を確立しようとするもので
ある。
焼結部品に適したガス窒化法を確立しようとするもので
ある。
本発明者らは、鋭意研究の結果。
■ 鉄系焼結部品に水蒸気処理を施すと、焼結体表面の
空孔が封じられてしまうような四三酸化鉄の被膜（以下
、酸化被膜とも言う。）が部品表面に形成される（その
とき、同時に表面近傍の部品内部の連続空孔のまわシに
も酸化被膜が形成される）ことにより内部の空孔は孤立
し、その結果として水蒸気処理された部品は３０ Ｋｙ
／ｌａのガス圧の下でも気密性を保持できること、換言
すれば。
空孔が封じられてしまうような四三酸化鉄の被膜（以下
、酸化被膜とも言う。）が部品表面に形成される（その
とき、同時に表面近傍の部品内部の連続空孔のまわシに
も酸化被膜が形成される）ことにより内部の空孔は孤立
し、その結果として水蒸気処理された部品は３０ Ｋｙ
／ｌａのガス圧の下でも気密性を保持できること、換言
すれば。
次工程のアンモニアガスが部品内部へ侵入することを防
止できること、及び ■ 表面、及び表面近傍の内部の空孔のまわ９に酸化被
膜１ｋＷする前記の水蒸気処理済鉄系焼結部品を、アン
モニアガス中で加熱すると、四三酸化鉄の還元と窒化が
起こり１部品表面にのみ窒化物層を有する鉄系焼結部品
が得られることを知見した。
止できること、及び ■ 表面、及び表面近傍の内部の空孔のまわ９に酸化被
膜１ｋＷする前記の水蒸気処理済鉄系焼結部品を、アン
モニアガス中で加熱すると、四三酸化鉄の還元と窒化が
起こり１部品表面にのみ窒化物層を有する鉄系焼結部品
が得られることを知見した。
この発明は、上記知見に基いて発明されたものであり、
鉄系焼結部品の表面窒化を行う際に、まず鉄系焼結部品
を水蒸気雰囲気中で加熱処理し。
鉄系焼結部品の表面窒化を行う際に、まず鉄系焼結部品
を水蒸気雰囲気中で加熱処理し。
部品表面部に酸化被膜を形成させた後、アンモニアガス
啄囲気中で加熱し１表面窒化を行うことを特徴とするも
のである。ここで部品表面部とは。
啄囲気中で加熱し１表面窒化を行うことを特徴とするも
のである。ここで部品表面部とは。
部品の表面だけではなく表面近傍の内部の空孔壁をも指
すものとする。
すものとする。
以下、この発明の詳細な説明する。
まず、第１工程の水蒸気処理は、第２工程のアンモニア
ガスの内部への侵入を阻止する酸化被膜が生じるような
条件であれば任意の条件で行うことができるが１例えば
、５００〜・５７０ ℃の加熱炉内で、蒸気圧５〜・４
００ｇ水柱の水蒸気を３０〜９０分導入することにょシ
行われる。そして。
ガスの内部への侵入を阻止する酸化被膜が生じるような
条件であれば任意の条件で行うことができるが１例えば
、５００〜・５７０ ℃の加熱炉内で、蒸気圧５〜・４
００ｇ水柱の水蒸気を３０〜９０分導入することにょシ
行われる。そして。
第２工程のアンモニアガスの内部への侵入を阻止するた
めには、酸化被膜の平均の厚さくなお１部品表面に形成
されたものについてであり１表面近傍の内部の空孔壁に
形成されたものは含めない厚さでるる）は９例えば５μ
ｍ 以上が好ましい。
めには、酸化被膜の平均の厚さくなお１部品表面に形成
されたものについてであり１表面近傍の内部の空孔壁に
形成されたものは含めない厚さでるる）は９例えば５μ
ｍ 以上が好ましい。
次に、＠２工程の窒化処理は、第１工程の水蒸気処理を
行った加熱炉と同じ炉内で、水蒸気の導入？やめてアン
モニアガスの導入を開始することにより行ってもよいし
、あるいは、水蒸気処理を既に行った加熱炉内で部品が
冷却された後に、別の加熱炉へ導入し、アンモニアガス
を導入することにより行ってもよい。窒化処理は、酸化
被膜の還元と窒化が起こり１表面にのみ窒化物層を有す
る鉄系焼結部品が得られる条件であれば任意の条件で行
うことができるが、加熱炉内の温度は５００−６００℃
が好ましい。又、アンモニアガスの圧力は５〜・１０ｔ
）ｍ水柱が好ましい。そして、窒化処理時間は、加熱温
度及びアンモニアガスの圧力によっても異なるが、３０
−１２０分が好ましい、上記のような条件で形成される
窒化物層の平均の厚さは約５〜３０μｍ である。
行った加熱炉と同じ炉内で、水蒸気の導入？やめてアン
モニアガスの導入を開始することにより行ってもよいし
、あるいは、水蒸気処理を既に行った加熱炉内で部品が
冷却された後に、別の加熱炉へ導入し、アンモニアガス
を導入することにより行ってもよい。窒化処理は、酸化
被膜の還元と窒化が起こり１表面にのみ窒化物層を有す
る鉄系焼結部品が得られる条件であれば任意の条件で行
うことができるが、加熱炉内の温度は５００−６００℃
が好ましい。又、アンモニアガスの圧力は５〜・１０ｔ
）ｍ水柱が好ましい。そして、窒化処理時間は、加熱温
度及びアンモニアガスの圧力によっても異なるが、３０
−１２０分が好ましい、上記のような条件で形成される
窒化物層の平均の厚さは約５〜３０μｍ である。
以下、実施例及び比較例によりこの発明の構成及び効果
を詐細に説明する。
を詐細に説明する。
実施例及び比較例
下記に示す鉄系焼結リング及び鉄系焼結体を。
バッチ式水蒸気処理炉にょシ、温度５７０’Ｃ，蒸気圧
４０１１１３水柱、処理時間３０分あるいは６０分で水
蒸気処理し、そ、れぞれ平均の厚さ５μｍ あるいは８
μｍ の酸化被膜を形成の後、バッチ式９化処理炉によ
りアンモニアガス（圧力５ぬ水柱）中。
４０１１１３水柱、処理時間３０分あるいは６０分で水
蒸気処理し、そ、れぞれ平均の厚さ５μｍ あるいは８
μｍ の酸化被膜を形成の後、バッチ式９化処理炉によ
りアンモニアガス（圧力５ぬ水柱）中。
温度５７０℃０表記載の処理時間で窒化処理を行なった
。
。
又、比較のために、上記の鉄系焼結リング及び鉄系焼結
体を、水蒸気処理をしないことを除いては、上記と同様
に表面処理を行なった。
体を、水蒸気処理をしないことを除いては、上記と同様
に表面処理を行なった。
得られた表面処理済の鉄系焼結リングの真円度及び表面
処理済の鉄系焼結体の衝撃値を測定し。
処理済の鉄系焼結体の衝撃値を測定し。
その値をそれぞれ第１表及び第２表に示した。
更に１表面処理済の鉄系焼結り／グについて。
それぞれ形成された窒化物層の平均の厚さを、３係ナイ
タ一ル腐食液でエツチングした試料の光学顕微鏡による
組織写真から算出した。その結果を第３表に示す。
タ一ル腐食液でエツチングした試料の光学顕微鏡による
組織写真から算出した。その結果を第３表に示す。
鉄系焼結リング及び鉄系焼結体：共に見掛は密度が６−
４１７ｃｄでＦｅ−１，５重量％Ｃｕ−４１，５重１■
の組成ヲ有し、それぞれ外径７２ｍ、内径５５ｍ。
４１７ｃｄでＦｅ−１，５重量％Ｃｕ−４１，５重１■
の組成ヲ有し、それぞれ外径７２ｍ、内径５５ｍ。
高さ１０ｍのリング、及び１０簡×１０纂×５５勝の直
方体を共に約１１４Ｌ１℃、還元性雰囲気で焼結し、焼
結リングについては、外径を機械カロエし。
方体を共に約１１４Ｌ１℃、還元性雰囲気で焼結し、焼
結リングについては、外径を機械カロエし。
真円度（１，０２０ＷＩＬに揃えたもの第１表 表面処
理後のリング外径の真円匿（瓢）第２表 表面処理後の
衝撃値（Ｋ９／ ｍ ）第３表 形成された窒化物層の
平均の厚さくμｍ）以上の結果から１次のことがわかる
。
理後のリング外径の真円匿（瓢）第２表 表面処理後の
衝撃値（Ｋ９／ ｍ ）第３表 形成された窒化物層の
平均の厚さくμｍ）以上の結果から１次のことがわかる
。
水蒸気処理しないで、そのまま窒化処理すると第３表記
載のように部品内部まで窒化物層が形成されるため、第
１表から明きらかなように、Ｔ４ｅ円度の悪化が著しい
。これに対して、窒化処理の前に水蒸気処理する本発明
の方法によれば、窒化が部品内部まで進まない（第３表
参照）ので、焼結部品でも変形ケおさえることができる
（第１表参照）。同様に、衝撃値の低下に対しでも、第
２表記載のように、これを大いに防止する効果がある。
載のように部品内部まで窒化物層が形成されるため、第
１表から明きらかなように、Ｔ４ｅ円度の悪化が著しい
。これに対して、窒化処理の前に水蒸気処理する本発明
の方法によれば、窒化が部品内部まで進まない（第３表
参照）ので、焼結部品でも変形ケおさえることができる
（第１表参照）。同様に、衝撃値の低下に対しでも、第
２表記載のように、これを大いに防止する効果がある。
このように、この発明によって焼結部品のガス９化処理
が可能となった点で、この発明の工業的意義は太きい。
が可能となった点で、この発明の工業的意義は太きい。
出願人 三菱金穐株式会社
代理人 富 １）和 夫外１名
Claims (1)
- 鉄系焼結部品の表面窒化を行う際に、まず鉄系焼結部品
を水蒸気雰囲気中で加熱処理し１部品表面部に酸化被膜
を形成させた後、アンモニアガス雰囲気中で加熱し０表
面窒化を行うことを特徴とする鉄系焼結部品の表面処理
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263384A JPS60177174A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 鉄系焼結部品の表面処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263384A JPS60177174A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 鉄系焼結部品の表面処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177174A true JPS60177174A (ja) | 1985-09-11 |
Family
ID=12364252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263384A Pending JPS60177174A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 鉄系焼結部品の表面処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177174A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5228929A (en) * | 1990-05-15 | 1993-07-20 | Wladyslaw Panasiuk | Thermochemical treatment of machinery components for improved corrosion resistance |
| JP2013533379A (ja) * | 2010-06-04 | 2013-08-22 | ホガナス アクチボラグ （パブル） | 窒化焼結鋼 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5312735A (en) * | 1976-07-22 | 1978-02-04 | Midland Ross Corp | Surface hardening of metallic sintered compacts |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP3263384A patent/JPS60177174A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5312735A (en) * | 1976-07-22 | 1978-02-04 | Midland Ross Corp | Surface hardening of metallic sintered compacts |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5228929A (en) * | 1990-05-15 | 1993-07-20 | Wladyslaw Panasiuk | Thermochemical treatment of machinery components for improved corrosion resistance |
| JP2013533379A (ja) * | 2010-06-04 | 2013-08-22 | ホガナス アクチボラグ （パブル） | 窒化焼結鋼 |
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