JPS63118060A - 加工品の熱化学処理方法およびその装置 - Google Patents

加工品の熱化学処理方法およびその装置

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JPS63118060A
JPS63118060A JP62274621A JP27462187A JPS63118060A JP S63118060 A JPS63118060 A JP S63118060A JP 62274621 A JP62274621 A JP 62274621A JP 27462187 A JP27462187 A JP 27462187A JP S63118060 A JPS63118060 A JP S63118060A
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JP
Japan
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workpiece
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gas
thermochemical
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JP62274621A
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English (en)
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アモス クリストファー デックスター
マイクル アイアン リーズ
バリー ジョン ティラー
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Electricity Council
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Electricity Council
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C8/00Solid 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
    • C23C8/06Solid 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
    • C23C8/36Solid 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 using ionised gases, e.g. ionitriding

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、熱化学処理方法および装置に関し、さらに詳
しくは加工品の肌焼きに関する熱化学処理方法およ、び
装置に関する。
先行技術の説明 種々の肌焼き材料が知られている。例えば、処理表面は
、浸炭、窒化、浸炭窒化または二]へ口浸炭でき、この
表面処理は十分な機械的性質を有する加工品の製造に必
須であろう。同様に、多数の表面処理の適用方法が知ら
れている。通常、プラズマ増進表面処理が用いられ、加
工品は、例えば窒化用の窒素またはアンモニアまたは浸
炭用炭化水素を含む気体雰囲気に浸される。気体雰囲気
は、表面処理反応が非常に徐々にのみ進行するような1
1度および温度にある。しかしながら気体雰囲気がプラ
ズマを含む場合は、反応速度の増進が可能であり、次い
で加工品表面のイオン衝撃はプラズマからの入)1イオ
ンの運動エネルギーの変換によって起こり、表面処理反
応を完了させるに十分なエネルギーを与える。一般に、
加工品は、独立に加熱され、全プロセスは、例えば電気
炉において起こり、加工品が必要な機械的性質に要する
相転移を確実に行うように予め決められた処理温度、一
般に窒化について550℃〜600℃および浸炭につい
ては850〜1050℃が必要である。
別法として、衝撃イオンはそれ自体加工品を必要な温度
に昇温させるに十分なエネルギーを有し得る。このよう
なプラズマは、通常「熱」プラズマと記載される。なぜ
ならば、著しい量の熱エネルギーがプラズマから加工品
に移動するからである。
一般に、プラズマ増進表面処理は、加工品を包む連続プ
ラズマを発生する高電圧放電によっている。通常、加工
品は、それ自体発光放電が当たるカソードを含んでもよ
く、カソードおよびアノードは連続電流を供給する高電
圧り、C,電源に接続される。連続プラズマの非常に一
般的な使用の他に、「熱」プラズマを脈動させて、プラ
ズマから供給される熱を、加工品が必要な処理温度に単
に保たれるようになる水準まで低下させることが知られ
ている(例えば米国特許第4181541号明細占を参
照されたい)。このような技術の目的は、加工品の温度
を正確に維持し、しがも均一にすることであるが、後の
米国特許第4490190号明iiaは1米国特許第4
181541号明細書のアプローチによってこれがうま
く達成しないことを認めている。この必要条件を、書き
変えれば、米国特許第4490190号明IlI書は、
独立に加熱されている加工品の囲りに連続「冷」プラズ
マを発生さ往る一連の不連続高圧放電パルスの印加を教
示している。
既知の配列についての問題は、狭いくぼみまたは微細孔
のような加工品の凹角部分によって不十分な表面処理に
なり得ることである。ある部分、例えば盲孔の最遠端で
は、プラズマ成分の非常に迅速な消耗が起こり、不十分
な程度のイオン衝撃によって、−1fl徂fには不適当
であり得る、非常に不均一な表面処理が生じる。
発明の記載 本発明に従えば、加工品の気体中における熱化学処理方
法は、工程の持続時間およびこれらの工程の間の間隔が
、処理の間に加工品の全処理面上に実質に均一な気体分
布を与えるように選ばれる、所望の表面処理を与えるた
めのイオン衝撃の繰り返し工程を特徴とする。
従って、選ばれた時間間隔によって分離された不連続工
程において起こるイオン!fi撃の配置によって、表面
の均一処理ができ、プラズマ消耗と組み合さった問題が
完全に除かれる。しかしながら、明らかにイオン衝撃の
工程の持続時間は、著しく望ましくないプラズマ消耗が
任意の与えられた工程の持続時間にわたって起こる程長
くなるように選ばれてはならない。
本発明の他の面によれば、前記工程の各持続時間の間に
、気体は高電圧放電によって発生したプラズマを含む。
ざらに、逐次工程の間の間隔の気体の分布機構は拡散に
よるであろう。
本発明のこれ以上の面によれば、加工品の熱化学処理装
置は、加工品を予め決められた温度に加熱する手段、加
工品の囲りに気体を提供する手段および所望の表面処理
を与えるためのイオンWJ撃の繰り返し工程を誘発する
手段を含み、しかも前記誘発手段は、処理中加工品の処
理されるべき全表面上に実質的に均一な気体分布を可能
にするように選ばれた前記工程及びこれらの工程間の間
隔を与えるように配列されている。
一連のプラズマパルスの使用はN FCプラズマ配列に
比べて一層の利点を有する。例えば、エネルギー人力は
減少し、しかも多数の加工品が処理される場合に温度の
均一性が増加する。
ざらにまた望ましくないアークまたは中空カソード形成
の可能性も減少する。なぜならば圧力増加のようなこの
ようなプロセスに組み合わさった局部的現象は任意の1
個のプラズマパルスの間に発生する時間が不十分だから
である。従って、−帝高い電流を使用して、アークまた
は中空カソード形成の低い感受性を保ちながら、大きい
反応速度および均一性を達成できる。
図面の簡単な記載 本発明の例は、熱化学処理用装置の略図を示す添付図面
を参照して説明される。
詳細な記載 図面を参照して、電力供給ライン3を有し、加工品(図
示せず)を予め決められた温度に加熱する電気加熱手段
2を囲む気密容器または炉1を示す。加工品の周囲に気
体を与える手段は、気密容器1に接続された気体弁10
を含む気体供給ライン9を含む。別個のアノード電極は
容器1内に配置されることができ、そして電極はこの容
器1に接続できるが、−態様において容器はアノード電
極として働く。HVパルスはアノード?lfiおよびh
ソード電極の間に印加されて、供給ライン9上に供給さ
れた気体の成分によって加工品(図示せず)のイオン衝
撃を誘起し、熱化学処理を行う。
−緒に処理される工作台5および加工品(図示せず)は
カソードを含み、加工品は、工作台5上に載置され、そ
して工作台5は電気絶縁支持体11によって容器内に支
持される。−組の電力供給ライン6は、カソードを含む
工作台5に接続され、−5他の組の電力供給うイン4は
容器1に接続される。高圧電カニニット7は、電力供給
ライン4および6の両方の組に接続され、そして外部電
源(図示せず)への接続8を有する。高圧゛眉カニニッ
ト7は高電圧パルスの供給に適し、イオン衝撃の繰り返
し工程を誘起し、工程および工程間の間隔は、処理され
る加工品(図示せず)の熱化学処理の間に加工品(図示
せず)の処理されるべき全表面上に実質的に均一な気体
分布を与えるように選ばれる。
加工品の浸炭の使用には、加工品温度約900℃と一緒
に圧力30oPa〜1000Paの水素的9 。
5%およびメタン5%の雰囲気が適している。直径2t
tmおよび良さ20m+の円筒形孔には、拡散支配領域
が、真空状態からメタンの均一な分布を、孔の端までを
含めて加工品の囲りに確立するのに約1Q+nsを要す
る。従って、イオン衝撃の逐次工程間の時間間隔は10
m5である。イオン衝撃は、加工品の囲りに炭素および
炭化水素イオンのプラズマを発生する高電圧O,C,放
電を印加することによって誘起される。従って、逐次放
電間の間隔はそれ自体的10m5である。放電が維持さ
れなければならない時間の持続はとりわけ、加工品表面
上のプラズマの輸送性によってまた決定され、約5ms
の持続時間の高電圧放電によって誘起されたイオンW撃
が適切であることが分かった。
適切な時間、特にイオン衝撃の逐次工程間の間隔につい
ては、加工品の形状寸法、気体状雰囲気の組成、111
度、湿度および圧力および支配輸送領域が分かりさえす
れば、一般に容易に決定できることが認識されよう。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、熱化学処理用装置の略図を示す。 1:気密容器または炉 2:電気加熱手段 3:電力供給ライン 4:電ツノ供給ライン 5:工作台 6:電力供給ライン 7:高圧電カニニット 8:接続 9:気体供給ライン 10:気体弁 11:電気絶縁支持体

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)工程の持続時間および工程間の間隔が、処理の間
    加工品の全処理表面上に実質的に均一な気体分布を与え
    るように選ばれる、所望の表面処理を与えるためのイオ
    ン衝撃の繰り返し工程による気体中における加工品の熱
    化学処理方法。
  2. (2)各々の前記工程の間において、気体が高電圧放電
    によつて発生したプラズマを含む、特許請求の範囲第1
    項に記載の熱化学処理方法。
  3. (3)気体が拡散によつて前記間隔の間に分布される、
    特許請求の範囲第1項に記載の熱化学処理方法。
  4. (4)各工程の持続時間は、少なくとも5ミリ秒であり
    、そして逐次工程間の間隔の持続時間は少なくとも10
    ミリ秒である、特許請求の範囲第3項に記載の熱化学処
    理方法。
  5. (5)加工品を予め決められた温度に加熱する手段、加
    工品の囲りに気体を提供する手段および望まれる表面処
    理を与えるイオン衝撃の繰り返し工程を誘発するように
    操作可能の手段を含み、しかも前記誘発手段は、処理中
    加工品の処理されるべき全表面上に実質的に均一な気体
    分布を可能にするように選ばれた前記工程及びこれらの
    工程間の間隔を与えるように配列されていることを特徴
    とする、加工品の熱化学処理装置。
  6. (6)イオン衝撃を誘発するように操作可能の手段が、
    加工品の囲りにプラズマを発生する高電圧放電手段を含
    む、特許請求の範囲第5項に記載の装置。
JP62274621A 1986-10-29 1987-10-29 加工品の熱化学処理方法およびその装置 Pending JPS63118060A (ja)

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5244375A (en) * 1991-12-19 1993-09-14 Formica Technology, Inc. Plasma ion nitrided stainless steel press plates and applications for same
DE4238993C1 (ja) * 1992-01-20 1993-07-01 Leybold Durferrit Gmbh, 5000 Koeln, De
US5868878A (en) * 1993-08-27 1999-02-09 Hughes Electronics Corporation Heat treatment by plasma electron heating and solid/gas jet cooling
JP2909361B2 (ja) * 1993-09-21 1999-06-23 大阪府 チタン金属の表面処理方法
JP3301857B2 (ja) * 1994-03-29 2002-07-15 マツダ株式会社 浸炭処理方法
US6306225B1 (en) * 1996-01-25 2001-10-23 Bor Tec Gmbh Process for producing wear-resistant boride layers on metallic material surfaces
ES2210480T3 (es) * 1997-04-18 2004-07-01 Plasma Metal S.A. Proceso de nitruracion y horno de nitruracion para su realizacion.
GB2336603A (en) * 1998-04-23 1999-10-27 Metaltech Limited A method and apparatus for plasma boronising
IT1309928B1 (it) * 1999-12-01 2002-02-05 Bundy S P A Tubo per impianti di alimentazione di fluidi a pressione, inparticolare per l'alimentazione di carburante nei motori diesel,
US7350890B2 (en) * 2004-08-26 2008-04-01 The Boeing Company Apparatus and methods for applying images to a surface
US7743899B2 (en) * 2005-08-11 2010-06-29 American Axle & Manufacturing, Inc. Electrohydraulic torque transfer device and control system
KR20110057645A (ko) * 2009-11-24 2011-06-01 삼성전자주식회사 절연막 형성 방법 및 이를 포함하는 트랜지스터 형성 방법
DE102013006589A1 (de) * 2013-04-17 2014-10-23 Ald Vacuum Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung für das thermochemische Härten von Werkstücken

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57210971A (en) * 1981-03-13 1982-12-24 Vide & Traitement Sa Thermochemical treatment of metal by ion bombardment

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE601847C (de) * 1933-04-01 1934-08-25 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Verfahren zum Einbringen eines Stoffes in ein Metall
NL163085B (nl) * 1950-08-03 Siemens Ag Schakelinrichting voor het overdragen van berichten over een uit verscheidene parallel geschakelde lijnen bestaande overdrachtsweg.
CH342980A (de) * 1950-11-09 1959-12-15 Berghaus Elektrophysik Anst Verfahren zur Diffusionsbehandlung von Rohren aus Eisen und Stahl oder deren Legierungen
GB744753A (en) * 1951-04-11 1956-02-15 Bernhard Berghaus Improvements in or relating to gun-barrels
US3228809A (en) * 1953-12-09 1966-01-11 Berghaus Elektrophysik Anst Method of regulating an electric glow discharge and discharge vessel therefor
NL249741A (ja) * 1959-03-23
NL284499A (ja) * 1961-10-27
GB1255321A (en) * 1968-03-11 1971-12-01 Lucas Industries Ltd Surface diffusion processes using electrical glow discharges
CH545859A (ja) * 1970-09-08 1974-02-15
CH551496A (de) * 1970-09-21 1974-07-15 Berghaus Bernhard Elektrophysi Verfahren zur verfestigung der oberflaeche von werkstuecken aus eisen und stahl.
FR2379615A1 (fr) * 1977-02-08 1978-09-01 Vide & Traitement Sa Procede de traitement thermochimique de metaux
JPS5514839A (en) * 1978-07-14 1980-02-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd Treating method for ion nitriding
US4310743A (en) * 1979-09-24 1982-01-12 Hughes Aircraft Company Ion beam lithography process and apparatus using step-and-repeat exposure
DE3322341A1 (de) * 1983-06-22 1985-01-03 Siegfried Dr.-Ing. 5135 Selfkant Strämke Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenbehandlung von werkstuecken durch glimmentladung
GB8404173D0 (en) * 1984-02-17 1984-03-21 Ti Group Services Ltd Controlling current density

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57210971A (en) * 1981-03-13 1982-12-24 Vide & Traitement Sa Thermochemical treatment of metal by ion bombardment

Also Published As

Publication number Publication date
GB8625912D0 (en) 1986-12-03
EP0269251A1 (en) 1988-06-01
US4900371A (en) 1990-02-13
GB2196993A (en) 1988-05-11
GB8724749D0 (en) 1987-11-25
GB2196993B (en) 1991-04-03

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