JPS6130660A - 高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法 - Google Patents
高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法Info
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- JPS6130660A JPS6130660A JP15178384A JP15178384A JPS6130660A JP S6130660 A JPS6130660 A JP S6130660A JP 15178384 A JP15178384 A JP 15178384A JP 15178384 A JP15178384 A JP 15178384A JP S6130660 A JPS6130660 A JP S6130660A
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- Japan
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- gas
- alloy steel
- nitriding
- treatment
- gas soft
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- Pending
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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
- C23C8/08—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 only one element being applied
- C23C8/24—Nitriding
- C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法に関し、
詳しくは、予め、゛冷間加工もしくは低温時効処理され
た高合金鋼部材の冷間加工効果もしくは低温時効処理効
果を損なうことなく、上述の冷間強化処理に加えて、さ
らに、曲げ疲労強度を著しく向上させることのできる高
合金鋼部材のガス軟窒化処理方法にかかる。
詳しくは、予め、゛冷間加工もしくは低温時効処理され
た高合金鋼部材の冷間加工効果もしくは低温時効処理効
果を損なうことなく、上述の冷間強化処理に加えて、さ
らに、曲げ疲労強度を著しく向上させることのできる高
合金鋼部材のガス軟窒化処理方法にかかる。
従来、鋼や鋳鉄の疲労強度を改善するために実施されて
いるガス軟窒化処理方法は、通常、５５０〜６００℃の
高温で処理されていることから、高合金鋼部材に冷間加
工や低温時効処理等の低温強化処理を実施された高合金
鋼部材においては、その冷間加工効果が消滅してしまっ
たり、時効処理を施こされた高合金鋼部材、とりわけ、
４８０〜５１０℃の低温温度域で低温時効処理された高
合金鋼部材においては、過時効となって硬さや曲げ疲労
強度が低下してしまう。
いるガス軟窒化処理方法は、通常、５５０〜６００℃の
高温で処理されていることから、高合金鋼部材に冷間加
工や低温時効処理等の低温強化処理を実施された高合金
鋼部材においては、その冷間加工効果が消滅してしまっ
たり、時効処理を施こされた高合金鋼部材、とりわけ、
４８０〜５１０℃の低温温度域で低温時効処理された高
合金鋼部材においては、過時効となって硬さや曲げ疲労
強度が低下してしまう。
また、従来のガス軟窒化処理方法においてはその処理温
度が高いことから、ガス軟窒化処理に伴う被処理部材で
ある高合金鋼部材の変寸・変形等の歪も大きくなる′等
の問題点があった。
度が高いことから、ガス軟窒化処理に伴う被処理部材で
ある高合金鋼部材の変寸・変形等の歪も大きくなる′等
の問題点があった。
これらの従来のガス軟窒化処理における問題を発生させ
ないためには、低温（例えば、５５０℃以下）でガス軟
窒化処理することが望ましいものの、処理温度が低くな
ると窒化速度も低下するという問題点があった。
ないためには、低温（例えば、５５０℃以下）でガス軟
窒化処理することが望ましいものの、処理温度が低くな
ると窒化速度も低下するという問題点があった。
ところで、従来のガス軟窒化処理方法においても、吸熱
型ガスにアンモニヤガスを添加した雰囲気中に、微量の
空気もしくは酸素を添加することによって、低温におけ
る浸炭及び窒化反応を促進する方法〔例えば、「熱処理
」１６巻３号（昭和５１年６月）Ｐ１４０〜〕、アンモ
ニヤガス中に体積比率で０．５〜５％の空気もしくは０
．１〜１％の酸素を添加したガス軟窒化処理雰囲気中に
て、温度４５０〜６５０℃の範囲で処理するガス軟窒化
処理方法（例えば、特公昭４９−３０３３９号）、−酸
化炭素とアンモニヤガスを主成分とする混合ガスに、体
積比率で５〜１０％の空気もしくは１〜２％の酸素を添
加した浸炭窒化性ガスを使用したガス軟窒化処理方法（
例えば、特公昭４９−４６４６２号）等の、ガス軟窒化
処理温度を低温化する方法が試みられている。
型ガスにアンモニヤガスを添加した雰囲気中に、微量の
空気もしくは酸素を添加することによって、低温におけ
る浸炭及び窒化反応を促進する方法〔例えば、「熱処理
」１６巻３号（昭和５１年６月）Ｐ１４０〜〕、アンモ
ニヤガス中に体積比率で０．５〜５％の空気もしくは０
．１〜１％の酸素を添加したガス軟窒化処理雰囲気中に
て、温度４５０〜６５０℃の範囲で処理するガス軟窒化
処理方法（例えば、特公昭４９−３０３３９号）、−酸
化炭素とアンモニヤガスを主成分とする混合ガスに、体
積比率で５〜１０％の空気もしくは１〜２％の酸素を添
加した浸炭窒化性ガスを使用したガス軟窒化処理方法（
例えば、特公昭４９−４６４６２号）等の、ガス軟窒化
処理温度を低温化する方法が試みられている。
しかし、上述のような酸素を添加して軟窒化反応を促進
するガス軟窒化処理方法においては、いずれも、体積比
率で４．０％を越える空気の添加を許容している。
するガス軟窒化処理方法においては、いずれも、体積比
率で４．０％を越える空気の添加を許容している。
また、被処理部材として高合金鋼部材、とりわけ、マル
エージング鋼のような高合金鋼部材に適合した処理条件
を明らかにしているガス軟窒化処理方法は未だ発表され
ていない。
エージング鋼のような高合金鋼部材に適合した処理条件
を明らかにしているガス軟窒化処理方法は未だ発表され
ていない。
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、高合金鋼部材に適合した処理条件
であって、しかも、従来のガス軟窒化処理より低温（５
５０℃以下）においてガス軟窒化処理することにより、
ガス軟窒化処理前に施された冷間加工や低温時効処理の
低温強化処理効果を損なうことなく、冷間加工や低温時
効処理の低温強化処理効果にガス軟窒化処理の効果を付
加させることによって、高合金鋼部材の曲げ疲労強度を
著しく向上させることのできる高合金鋼部材のガス軟窒
化処理方法を提供することを目的としている。
めになされたもので、高合金鋼部材に適合した処理条件
であって、しかも、従来のガス軟窒化処理より低温（５
５０℃以下）においてガス軟窒化処理することにより、
ガス軟窒化処理前に施された冷間加工や低温時効処理の
低温強化処理効果を損なうことなく、冷間加工や低温時
効処理の低温強化処理効果にガス軟窒化処理の効果を付
加させることによって、高合金鋼部材の曲げ疲労強度を
著しく向上させることのできる高合金鋼部材のガス軟窒
化処理方法を提供することを目的としている。
このような目的は、本発明によれば、予め、冷間加工も
しくは低温時効処理された高合金鋼部材を、ガス軟窒化
処理することによって曲げ疲労強度を改善する高合金鋼
部材のガス軟窒化処理方法であって、 前記高合金鋼部材を冷間加工もしくは低温時効処理され
た高合金鋼部材とし、ガス軟窒化処理雰囲気を吸熱型ガ
スとアンモニアガスの混合ガス中に、空気を体積比率で
０．１〜４．０％添加した雰囲気として、４００〜５５
０℃においてガス軟窒化処理することを特徴とする高合
金鋼部材のガス軟窒化処理方法によって達成される。
しくは低温時効処理された高合金鋼部材を、ガス軟窒化
処理することによって曲げ疲労強度を改善する高合金鋼
部材のガス軟窒化処理方法であって、 前記高合金鋼部材を冷間加工もしくは低温時効処理され
た高合金鋼部材とし、ガス軟窒化処理雰囲気を吸熱型ガ
スとアンモニアガスの混合ガス中に、空気を体積比率で
０．１〜４．０％添加した雰囲気として、４００〜５５
０℃においてガス軟窒化処理することを特徴とする高合
金鋼部材のガス軟窒化処理方法によって達成される。
以下、本発明の作用について説明する。
本発明法において、被処理部材として高合金鋼部材とし
ているのは、冷間加工及び低温時効処理等の低温強化処
理効果を最大限に発揮させるためである。
ているのは、冷間加工及び低温時効処理等の低温強化処
理効果を最大限に発揮させるためである。
また、本発明法においてガス軟窒化処理のための雰囲気
を、吸熱型ガスとアンモニアガスの混合ガス中に、空気
を体積比率で０．１〜４．０％添加した雰囲気としてい
るのは、吸熱型ガスとアンモニアガスの混合ガスは、ガ
ス軟窒化処理中における被処理部材である高合金鋼部材
への炭素及び窒素を侵入拡散を容易とするためと、被処
理部材である高合金鋼部材の酸化を防止するためであり
、また、空気を体積比率で０．１〜４．０％添加してい
るのは、第１図に示すように、０．１％未満では添加に
よる軟窒化反応促進の効果が充分でなく、４．０％を越
えるとガス軟窒化処理により形成される化合物層厚さが
それに見合って増加しないばかりでなく、ガス軟窒化処
理中において被処理部材である高合金綱部材の酸化を生
じ易くなるからである。
を、吸熱型ガスとアンモニアガスの混合ガス中に、空気
を体積比率で０．１〜４．０％添加した雰囲気としてい
るのは、吸熱型ガスとアンモニアガスの混合ガスは、ガ
ス軟窒化処理中における被処理部材である高合金鋼部材
への炭素及び窒素を侵入拡散を容易とするためと、被処
理部材である高合金鋼部材の酸化を防止するためであり
、また、空気を体積比率で０．１〜４．０％添加してい
るのは、第１図に示すように、０．１％未満では添加に
よる軟窒化反応促進の効果が充分でなく、４．０％を越
えるとガス軟窒化処理により形成される化合物層厚さが
それに見合って増加しないばかりでなく、ガス軟窒化処
理中において被処理部材である高合金綱部材の酸化を生
じ易くなるからである。
〔実施例〕
以下、添付図面に基づいて、本発明の１実施例を説明す
る。
る。
この実施例においては、下表に示すような組成を有する
２種類のマルエージング鋼製無段変速機用無端金属フー
プの試験片を用いて、後述のような処理条件として低温
時効処理とガス軟窒化処理を実施した。
２種類のマルエージング鋼製無段変速機用無端金属フー
プの試験片を用いて、後述のような処理条件として低温
時効処理とガス軟窒化処理を実施した。
表
注）なお、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｂ、Ｚｒ、Ｃａは、試
料■及び試料■において、いずれも等しい含有量であり
、それぞれ、５ｉＢ０．１０％２Ｍｎ ； ０．１０％
、ＰｉＯ，０１０％、Ｓｉ０．０１０％。
料■及び試料■において、いずれも等しい含有量であり
、それぞれ、５ｉＢ０．１０％２Ｍｎ ； ０．１０％
、ＰｉＯ，０１０％、Ｓｉ０．０１０％。
Ｂ；０．００３％、ＺｒＨｏ、０２％、Ｃａ；０．０５
％である。
％である。
この実施例においては、まず、試料■及び試料■をとも
に４８０〜ｂ 時効処理を実施した。
に４８０〜ｂ 時効処理を実施した。
その後、上記における試料■に対しては、吸熱型ガス；
７．５１ ／ｍｉｎ 、アンモニヤガス；８．７５１
／ １ｎ ＋ 空気；０，３１／ｌｌ１ｉｎのガス軟
窒化処理雰囲気にて、４９０°ｃｘ１５分のガス軟窒化
処理を施し、ついで、上記雰囲気中にて３００℃まで冷
却した後、アルゴンガスに切り換えて１００℃まで冷却
した。
７．５１ ／ｍｉｎ 、アンモニヤガス；８．７５１
／ １ｎ ＋ 空気；０，３１／ｌｌ１ｉｎのガス軟
窒化処理雰囲気にて、４９０°ｃｘ１５分のガス軟窒化
処理を施し、ついで、上記雰囲気中にて３００℃まで冷
却した後、アルゴンガスに切り換えて１００℃まで冷却
した。
ちなみに、本発明法における上述のような処理条件によ
りガス軟窒化処理された高合金鋼部材の金属組織を示す
顕微鏡写真を第２図に示す。
りガス軟窒化処理された高合金鋼部材の金属組織を示す
顕微鏡写真を第２図に示す。
第２図から明らかなように、本発明法によりガス軟窒化
処理された高合金鋼部材に形成される化合物層厚さは１
６〜１７μとなっている。
処理された高合金鋼部材に形成される化合物層厚さは１
６〜１７μとなっている。
また、上記における試料■に対しても、上述の低温時効
処理後、試料■と同様の吸熱型ガス；７゜５１／＋ｗｉ
ｎ、アンモニヤガス；８．７５１／ａ＋ｉｎ。
処理後、試料■と同様の吸熱型ガス；７゜５１／＋ｗｉ
ｎ、アンモニヤガス；８．７５１／ａ＋ｉｎ。
空気ｉ０．３１／ｓｉｎのガス軟窒化処理雰囲気にて、
４２０℃×６０分のガス軟窒化処理を施し、ついで、試
料■と同様に、上記雰囲気中にて３００℃まで冷却した
後、アルゴンガスに切り換えて１００℃まで冷却した。
４２０℃×６０分のガス軟窒化処理を施し、ついで、試
料■と同様に、上記雰囲気中にて３００℃まで冷却した
後、アルゴンガスに切り換えて１００℃まで冷却した。
次に、上述のように低温時効処理した後ガス軟窒化処理
を実施した、試料■及び試料■、並びに、従来の高温ガ
ス軟窒化処理した試料を用いて、引張応力；σｔ ＝
３０ Ｋｇ／ｍａｄ” 、曲げ応力；σＢ＝１３５ Ｋ
ｇ／ｍｍ２の試験条件のもとで曲げ疲労強度試験を実施
した。
を実施した、試料■及び試料■、並びに、従来の高温ガ
ス軟窒化処理した試料を用いて、引張応力；σｔ ＝
３０ Ｋｇ／ｍａｄ” 、曲げ応力；σＢ＝１３５ Ｋ
ｇ／ｍｍ２の試験条件のもとで曲げ疲労強度試験を実施
した。
この試験結果を第３図に示す。
この試験結果から明らかなように、従来法によりガス軟
窒化処理した無端金属フープ試験片は、２．０Ｘ１０’
回の繰り返し数で破断したのに対し、本発明法によりガ
ス軟窒化処理した無端金属フープ試験片は、５．２Ｘ１
０’回の繰り返し数においても破断することなく、曲げ
疲労強度寿命が２５倍以上に改善されていることが理解
される。
窒化処理した無端金属フープ試験片は、２．０Ｘ１０’
回の繰り返し数で破断したのに対し、本発明法によりガ
ス軟窒化処理した無端金属フープ試験片は、５．２Ｘ１
０’回の繰り返し数においても破断することなく、曲げ
疲労強度寿命が２５倍以上に改善されていることが理解
される。
以上により明らかなように、本発明にかかる高合金鋼部
材のガス軟窒化処理方法によれば、高合金鋼部材に適合
した処理条件であって、しかも、従来のガス軟窒化処理
より低温（５５０℃以下）においてガス軟窒化処理する
ことにより、ガス軟窒化処理前に施された冷間加工や低
温時効処理の低温強化処理効果を損なうことなく、冷間
加工や低温時効処理の効果にガス軟窒化処理の効果を付
加させることによって、高合金鋼部材の曲げ疲労強度を
著しく向上させることができる利点がある。
材のガス軟窒化処理方法によれば、高合金鋼部材に適合
した処理条件であって、しかも、従来のガス軟窒化処理
より低温（５５０℃以下）においてガス軟窒化処理する
ことにより、ガス軟窒化処理前に施された冷間加工や低
温時効処理の低温強化処理効果を損なうことなく、冷間
加工や低温時効処理の効果にガス軟窒化処理の効果を付
加させることによって、高合金鋼部材の曲げ疲労強度を
著しく向上させることができる利点がある。
第１図は、本発明法によるガス軟窒化処理における空気
添加量と化合物層厚さの関係を示すグラフ。 第２図は、本発明法によりガス軟窒化処理した高合金鋼
部材の金属組織を示す顕微鏡写真。 第３図は、従来法と本発明法によりガス軟窒化処理した
無端金属フープ試験片による曲げ疲労強度試験結果を示
すグラフである。 ａ−−−−−・化合物層。 Ａ−−・−被処理部材の酸化領域。
添加量と化合物層厚さの関係を示すグラフ。 第２図は、本発明法によりガス軟窒化処理した高合金鋼
部材の金属組織を示す顕微鏡写真。 第３図は、従来法と本発明法によりガス軟窒化処理した
無端金属フープ試験片による曲げ疲労強度試験結果を示
すグラフである。 ａ−−−−−・化合物層。 Ａ−−・−被処理部材の酸化領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、予め、冷間加工もしくは低温時効処理された高合金
鋼部材を、ガス軟窒化処理することによって曲げ疲労強
度を改善する高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法であっ
て、 前記高合金鋼部材を冷間加工もしくは低温時効処理され
た高合金鋼部材とし、ガス軟窒化処理雰囲気を吸熱型ガ
スとアンモニアガスの混合ガス中に、空気を体積比率で
０．１〜４．０％添加した雰囲気として、４００〜５５
０℃においてガス軟窒化処理することを特徴とする高合
金鋼部材のガス軟窒化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15178384A JPS6130660A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15178384A JPS6130660A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130660A true JPS6130660A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15526200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15178384A Pending JPS6130660A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 高合金鋼部材のガス軟窒化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130660A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62192528A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 耐摩耗性および疲労強度に優れたマルエ−ジング鋼製部材の製造方法 |
| JPS63176430A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-20 | Honda Motor Co Ltd | コイルスプリングの製造方法 |
| JP2007168832A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Fuji Seal International Inc | 電子レンジ加熱用包装体 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP15178384A patent/JPS6130660A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62192528A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 耐摩耗性および疲労強度に優れたマルエ−ジング鋼製部材の製造方法 |
| JPS63176430A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-20 | Honda Motor Co Ltd | コイルスプリングの製造方法 |
| JP2007168832A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Fuji Seal International Inc | 電子レンジ加熱用包装体 |
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