JPS6341982B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6341982B2 JPS6341982B2 JP54041456A JP4145679A JPS6341982B2 JP S6341982 B2 JPS6341982 B2 JP S6341982B2 JP 54041456 A JP54041456 A JP 54041456A JP 4145679 A JP4145679 A JP 4145679A JP S6341982 B2 JPS6341982 B2 JP S6341982B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- soft
- nitriding
- oxide film
- iron material
- 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
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は鋳鉄材の軟窒化法に関し、詳しくは
軟窒化処理の前に鋳鉄材を予備酸化し、軟窒化処
理により形成する窒化層の成長速度を迅速にして
窒化層の厚さを厚くするようにしたものである。
軟窒化処理の前に鋳鉄材を予備酸化し、軟窒化処
理により形成する窒化層の成長速度を迅速にして
窒化層の厚さを厚くするようにしたものである。
ロータリエンジンのサイドハウジング等に用い
られる耐摩性が要求される鋳鉄では、軟窒化処理
を行い、表面に軟窒化層を形成することが行われ
ている。
られる耐摩性が要求される鋳鉄では、軟窒化処理
を行い、表面に軟窒化層を形成することが行われ
ている。
従来、上記軟窒化処理は素材の表面を洗浄液で
洗浄して後に窒化炉に入れて行つているが、窒化
速度が遅く所要厚さの窒化層を得るのに長時間か
かり、多量生産に不適である欠点があつた。
洗浄して後に窒化炉に入れて行つているが、窒化
速度が遅く所要厚さの窒化層を得るのに長時間か
かり、多量生産に不適である欠点があつた。
まして鋳鉄では基地がパーライトになつており
（摺動面等の耐摩耗性を要する部位では特に）、こ
のパーライト基地上には軟窒化層が形成しにく
く、一般に鋳鉄材表面に軟窒化層を工業的、量産
的に形成することはできないと考えられていた。
（摺動面等の耐摩耗性を要する部位では特に）、こ
のパーライト基地上には軟窒化層が形成しにく
く、一般に鋳鉄材表面に軟窒化層を工業的、量産
的に形成することはできないと考えられていた。
本発明者達は上記欠点を解消するために種々の
実験を行つたところ、鋳鉄材を防錆洗浄液で洗浄
後、窒化炉に入れる前に鋳鉄材を加熱して表面に
Fe2O3を主成分とする酸化被膜を形成すると同時
に、その基地表面のパーライトをフエライト化し
ておくことにより、その後、窒化炉に入れると窒
化速度が速くなり、従来と同じ窒化炉で同一時間
窒化した場合、かなり厚い（約30％程度厚い）窒
化層が得られることを知見した。
実験を行つたところ、鋳鉄材を防錆洗浄液で洗浄
後、窒化炉に入れる前に鋳鉄材を加熱して表面に
Fe2O3を主成分とする酸化被膜を形成すると同時
に、その基地表面のパーライトをフエライト化し
ておくことにより、その後、窒化炉に入れると窒
化速度が速くなり、従来と同じ窒化炉で同一時間
窒化した場合、かなり厚い（約30％程度厚い）窒
化層が得られることを知見した。
この発明は上記結果に基いてなされたものであ
り、鋳鉄材の表面を、防錆洗浄液で洗浄した後
に、該鋳鉄材を400〜500℃に加熱して表面に鉄の
酸化被膜を形成すると共に、基地表面のバーライ
トを分解し、フエライト化しておき、かつ該加熱
処理前あるいは加熱処理中に該洗浄液を取り除
き、その後に該鋳鉄材を軟窒化処理して表面に軟
窒化層を形成することを特徴とする鋳鉄材の軟窒
化法を提供せんとするものである。
り、鋳鉄材の表面を、防錆洗浄液で洗浄した後
に、該鋳鉄材を400〜500℃に加熱して表面に鉄の
酸化被膜を形成すると共に、基地表面のバーライ
トを分解し、フエライト化しておき、かつ該加熱
処理前あるいは加熱処理中に該洗浄液を取り除
き、その後に該鋳鉄材を軟窒化処理して表面に軟
窒化層を形成することを特徴とする鋳鉄材の軟窒
化法を提供せんとするものである。
さらに、この発明は、上記防錆洗浄液として鉱
油系エマルジヨンタイプのものを用い、予備酸化
加熱時に、上記洗浄液を燃焼して除去することも
できるようにしたものである。
油系エマルジヨンタイプのものを用い、予備酸化
加熱時に、上記洗浄液を燃焼して除去することも
できるようにしたものである。
以下に、この発明を詳述すると、まず、鋳鉄材
の表面を、パークレンやトリクレン等の洗浄液で
洗浄し、表面の防錆洗浄液を完全に取り除くか、
あるいは、防錆洗浄液として鉱油系エマルジヨン
タイプのものを用いる。該鉱油系エマルジヨンタ
イプのものを用いると次の加熱工程で完全に燃焼
させることができるので、パークレンやトリクレ
ン等で洗浄しなくてもよい。
の表面を、パークレンやトリクレン等の洗浄液で
洗浄し、表面の防錆洗浄液を完全に取り除くか、
あるいは、防錆洗浄液として鉱油系エマルジヨン
タイプのものを用いる。該鉱油系エマルジヨンタ
イプのものを用いると次の加熱工程で完全に燃焼
させることができるので、パークレンやトリクレ
ン等で洗浄しなくてもよい。
上記鋳鉄材の表面を洗浄後、該鋳鉄材を400℃
〜500℃で１〜２分間加熱し、鋳鉄材の表面に
Fe2O3を主成分とする鉄の酸化被膜を形成する。
この加熱時に、洗浄液として鉱油系エマルジヨン
タイプのものを用いた場合、酸化被膜形成前に洗
浄液は完全に燃焼し、除去される。
〜500℃で１〜２分間加熱し、鋳鉄材の表面に
Fe2O3を主成分とする鉄の酸化被膜を形成する。
この加熱時に、洗浄液として鉱油系エマルジヨン
タイプのものを用いた場合、酸化被膜形成前に洗
浄液は完全に燃焼し、除去される。
上記加熱温度を400℃〜500℃とするのは、400
℃未満ではパーライト基地のフエライト化がすみ
やかに行われず、また第２図の表にも示すように
酸化膜の形成も不十分となる。
℃未満ではパーライト基地のフエライト化がすみ
やかに行われず、また第２図の表にも示すように
酸化膜の形成も不十分となる。
一方500℃を越えると鋳鉄表面の黒鉛組織と基
地との境界部で軟窒化層の形成能力の差が極端に
現われ、鋳鉄材の表面が荒れると共に、変形が生
ずる。この加熱処理は１〜２分で加熱を中止して
放冷してもよい。なお、長時間処理温度で保持す
ると酸化膜の膜厚や厚くなりすぎ表面に荒れ及び
変形が生ずるので好ましくない。なおこの時間
は、材料の成分や大きさにより適切な値を選定す
る。
地との境界部で軟窒化層の形成能力の差が極端に
現われ、鋳鉄材の表面が荒れると共に、変形が生
ずる。この加熱処理は１〜２分で加熱を中止して
放冷してもよい。なお、長時間処理温度で保持す
ると酸化膜の膜厚や厚くなりすぎ表面に荒れ及び
変形が生ずるので好ましくない。なおこの時間
は、材料の成分や大きさにより適切な値を選定す
る。
上記した酸化被膜を形成後、鋳鉄材をガス軟窒
化炉内に装入する。その際、上記加熱後に直ちに
炉に装入しても一度冷却してから炉内に装入して
も酸化膜による効果は同等である。ただ前者のほ
うが窒化前の加熱処理の効果が顕著になる点で有
利である。また、鉄の酸化膜を形成して窒化する
と窒化速度が速くなる理由としては次の点が考え
られる。ガス軟窒化炉内では、鉄の酸化物が再び
鉄と酸素とに分解されて新鮮な鉄ができ、新鮮な
鉄が準備されるため、炉内で、この鉄がＣやＮと
結合しやすい状態となつており、その結果、Fe
―Ｃ―Ｎ層（軟窒化層）が速く形成されることと
なるものと思われ、該軟窒化層の被形成性が向上
することになる。尚、軟窒化法は上記ガス軟窒化
法に限らず、塩溶窒化法で行つても同様の効果が
得られる。
化炉内に装入する。その際、上記加熱後に直ちに
炉に装入しても一度冷却してから炉内に装入して
も酸化膜による効果は同等である。ただ前者のほ
うが窒化前の加熱処理の効果が顕著になる点で有
利である。また、鉄の酸化膜を形成して窒化する
と窒化速度が速くなる理由としては次の点が考え
られる。ガス軟窒化炉内では、鉄の酸化物が再び
鉄と酸素とに分解されて新鮮な鉄ができ、新鮮な
鉄が準備されるため、炉内で、この鉄がＣやＮと
結合しやすい状態となつており、その結果、Fe
―Ｃ―Ｎ層（軟窒化層）が速く形成されることと
なるものと思われ、該軟窒化層の被形成性が向上
することになる。尚、軟窒化法は上記ガス軟窒化
法に限らず、塩溶窒化法で行つても同様の効果が
得られる。
（） 80mm×60mm×５mmのテストピースを鋳鉄
材FC30で鋳造し、該テストピースを鉱油系エ
マルジヨンタイプの防錆洗浄液で洗浄し、次
に、常温より500℃になる迄30分間加熱して酸
化被膜を形成し、500℃に上昇後直ちに常温ま
で放冷し、その後、ガス軟窒化炉（NH3ガ
ス：Rxガス＝60：40）で軟窒化処理した。こ
の軟窒化処理時間と形成される軟窒化層の厚さ
の相関関系は、第１図のａに示す通りである。
材FC30で鋳造し、該テストピースを鉱油系エ
マルジヨンタイプの防錆洗浄液で洗浄し、次
に、常温より500℃になる迄30分間加熱して酸
化被膜を形成し、500℃に上昇後直ちに常温ま
で放冷し、その後、ガス軟窒化炉（NH3ガ
ス：Rxガス＝60：40）で軟窒化処理した。こ
の軟窒化処理時間と形成される軟窒化層の厚さ
の相関関系は、第１図のａに示す通りである。
上記したテストピースを上記防錆洗浄液で洗
浄後、加熱せずにガス軟窒化炉に入れて軟窒化
処理した。この場合の軟窒化処理時間と軟窒化
層の厚さの相関関系は第１図のｂに示す通りで
ある。
浄後、加熱せずにガス軟窒化炉に入れて軟窒化
処理した。この場合の軟窒化処理時間と軟窒化
層の厚さの相関関系は第１図のｂに示す通りで
ある。
上記ａとｂの関係から明らかなように、軟窒
化処理前に加熱して酸化被膜を形成しておく
と、酸化被膜を形成しない場合に比較して同一
の軟窒化処理時間では60％程度、軟窒化層の厚
さが厚くなつてる。よつて、従来と同一の軟窒
化処理時間をかけると厚い軟窒化層が得られ、
鋳鉄材の表面の耐摩耗性が大巾に向上し、一
方、従来と同一厚さの軟窒化層を得る場合には
軟窒化処理に要する時間を大巾に短縮できる。
化処理前に加熱して酸化被膜を形成しておく
と、酸化被膜を形成しない場合に比較して同一
の軟窒化処理時間では60％程度、軟窒化層の厚
さが厚くなつてる。よつて、従来と同一の軟窒
化処理時間をかけると厚い軟窒化層が得られ、
鋳鉄材の表面の耐摩耗性が大巾に向上し、一
方、従来と同一厚さの軟窒化層を得る場合には
軟窒化処理に要する時間を大巾に短縮できる。
（） 上記（）と同一の鋳鉄材テストピース
を鋳造し、鉱油系エマルジヨンタイプの防錆洗
浄液で洗浄し、ついで、第２図のグラフの横軸
に示す如く、加熱温度を変えて酸化処理し、そ
の後常温まで温度の下つたテストピースをガス
軟窒化炉（NH3ガス：Rxガス＝60：40）で、
570℃で４時間軟窒化処理した。その時の軟窒
化層の厚さは第２図中の（）で示す如くであ
つた。即ち、400℃以下の加熱では軟窒化層の
厚さ増大効果は得られず、加熱なしの場合と殆
んど変らない。400℃を越えると軟窒化層の厚
さ増大効果が急激に大きくなつていることがわ
かる。しかし、500℃を越えると、鋳鉄材では
前述した通り、基地と黒鉛との境界部で表面の
荒れが著しくなり、仕上加工の困軟性も増大し
実用的でなくなる。第２図中の（）は加熱処
理後に冷却せずに装入した場合を示し、加熱処
理後冷却した場合に比較して軟窒化層の厚みは
大となつている。
を鋳造し、鉱油系エマルジヨンタイプの防錆洗
浄液で洗浄し、ついで、第２図のグラフの横軸
に示す如く、加熱温度を変えて酸化処理し、そ
の後常温まで温度の下つたテストピースをガス
軟窒化炉（NH3ガス：Rxガス＝60：40）で、
570℃で４時間軟窒化処理した。その時の軟窒
化層の厚さは第２図中の（）で示す如くであ
つた。即ち、400℃以下の加熱では軟窒化層の
厚さ増大効果は得られず、加熱なしの場合と殆
んど変らない。400℃を越えると軟窒化層の厚
さ増大効果が急激に大きくなつていることがわ
かる。しかし、500℃を越えると、鋳鉄材では
前述した通り、基地と黒鉛との境界部で表面の
荒れが著しくなり、仕上加工の困軟性も増大し
実用的でなくなる。第２図中の（）は加熱処
理後に冷却せずに装入した場合を示し、加熱処
理後冷却した場合に比較して軟窒化層の厚みは
大となつている。
以上の説明より明らかなように、この発明に係
る軟窒化法によれば、軟窒化処理前に予備酸化処
理を行つているため、同一の軟窒化処理時間で従
来と比較して30％程度軟窒化層の厚さが大とな
り、品質が向上し、又、大巾な処理時間の短縮が
図れ、コストダウンができる利点を有する。
る軟窒化法によれば、軟窒化処理前に予備酸化処
理を行つているため、同一の軟窒化処理時間で従
来と比較して30％程度軟窒化層の厚さが大とな
り、品質が向上し、又、大巾な処理時間の短縮が
図れ、コストダウンができる利点を有する。
第１図は窒化処理時間と軟窒化層の相関関係を
示すグラフ、第２図は窒化前加熱温度と軟窒化層
の相関関係を示すグラフである。
示すグラフ、第２図は窒化前加熱温度と軟窒化層
の相関関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鋳鉄材の表面を防錆洗浄液で洗浄し、次に該
鋳鉄材を400〜500℃に加熱して表面にFe2O3を主
成分とする鉄の酸化被膜を形成し、しかる後にそ
の鋳鉄材を軟窒化処理して表面に軟窒化層を形成
することを特徴とする鋳鉄材の軟窒化法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の防錆洗浄液が、
酸化被膜を形成するための加熱時に燃焼する鉱油
系エマルジヨンタイプの洗浄液であることを特徴
とする鋳鉄材の軟窒化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145679A JPS55134172A (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Soft-nitriding method for iron base material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145679A JPS55134172A (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Soft-nitriding method for iron base material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55134172A JPS55134172A (en) | 1980-10-18 |
| JPS6341982B2 true JPS6341982B2 (ja) | 1988-08-19 |
Family
ID=12608867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4145679A Granted JPS55134172A (en) | 1979-04-04 | 1979-04-04 | Soft-nitriding method for iron base material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55134172A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL132768B3 (en) * | 1980-07-04 | 1985-04-30 | Inst Mech Precyz | Method of thermochemical treatment of cutting tools and tools for plastic working |
| JPH0784639B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1995-09-13 | 日栄鋼材株式会社 | ガス複合浸透改質方法 |
| JP5731107B2 (ja) * | 2009-07-01 | 2015-06-10 | 本田技研工業株式会社 | 窒化部材およびその製造方法 |
| KR101542447B1 (ko) * | 2012-10-30 | 2015-08-06 | 니탄 밸브 가부시키가이샤 | 엔진 밸브 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5544516A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-28 | Honda Motor Co Ltd | Soft-nitriding method with gas |
-
1979
- 1979-04-04 JP JP4145679A patent/JPS55134172A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55134172A (en) | 1980-10-18 |
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