JP2002115043A - 浸炭処理方法および浸炭処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被処理物表面の炭素濃度むらを少なくするこ
とができる浸炭処理方法と、このような浸炭処理方法に
用いる浸炭処理装置を提供する。 【解決手段】 加熱室２内のワークを窒素雰囲気中で浸
炭温度まで加熱したのち、加熱室２内の減圧と鎖状炭化
水素ガスの供給とを交互に繰り返すことによって加熱室
２内の圧力を変動させながら浸炭処理を行うに際して、
所定容量を備えたチャージタンク２１を使用し、加熱室
２内の圧力よりも十分に高い所定圧力の鎖状炭化水素ガ
スを当該チャージタンク２１内に一旦導入したのち、加
熱室２内に放出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車やシャフト，
カムなどの鋼製機械部品の表面硬化処理に用いられ、当
該機械部品の耐摩耗性や疲労強度を向上させるのに利用
される浸炭処理方法と、このような浸炭処理に用いられ
る浸炭処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空浸炭法は、真空に減圧された加熱室
内においてワークを浸炭温度に加熱、昇温したのち、加
熱室内に浸炭ガスを連続的に導入して、熱分解させ、発
生する活性炭素をワークの表面に侵入させるものであ
り、このような真空浸炭法において浸炭むらを少なくす
る方法としては、加熱室への浸炭ガスの供給口（ガスイ
ンレット）を放射状、あるいは対角位置に多数設けるこ
とによって浸炭ガスを加熱室内に均等に導入すること
や、浸炭ガスの導入と排気とを周期的に行う方法が知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たいずれの方法においても、浸炭ガスの流量が毎分３〜
３０Ｌ程度の少量であり、しかも加熱室内のガス流れに
一定の方向性が生じるために、浸炭むらを完全に防止す
ることは難しく、特に炉内におけるワークの装入密度が
高い場合には、加熱室の中央部と外周部に位置するワー
クの間に、表面炭素濃度の差が大きくなるという問題点
があり、浸炭むらに係わるこのような問題点を解消する
ことが従来の真空浸炭処理法における課題となってい
た。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、従来の真空浸炭処理法におけ
る上記課題に着目してなされたものであって、被処理物
（ワーク）表面の炭素濃度むらを少なくすることができ
る浸炭処理方法と、このような浸炭処理方法に用いる浸
炭処理装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る浸炭処理方法は、加熱室内に収納したワークを窒素雰
囲気中で所定の浸炭温度まで加熱したのち、加熱室内の
減圧と鎖状炭化水素ガスの供給とを交互に繰り返し、加
熱室内の圧力を変動させながら浸炭させる浸炭処理方法
において、加熱室内の圧力よりも十分に高い所定圧力の
鎖状炭化水素ガスを所定容量を備えたチャージタンク内
に一旦導入したのち、加熱室内に放出する構成としたこ
とを特徴としており、浸炭処理方法におけるこのような
構成を前述した従来の課題を解決するための手段として
いる。

【０００６】本発明に係わる浸炭処理方法の実施形態と
して請求項２に係わる浸炭処理方法においては、加熱室
内を１３０Ｐａ以下に減圧したのち、前記チャージタン
クから０．０１ＭＰａ以上の圧力を有する鎖状炭化水素
ガスを供給して加熱室内の圧力を１ｋＰａを超える圧力
に所定時間保持し、再度１３０Ｐａ以下に減圧する操作
を繰り返す構成とし、同じく実施の形態として請求項３
に係わる浸炭処理方法においては、加熱室内に供給する
鎖状炭化水素ガスの量を前記チャージタンクの圧力設定
値によって定量化する構成としたことを特徴としてい
る。

【０００７】また、本発明の請求項４に係わる浸炭処理
方法においては、加熱室内の複数箇所に設けたガス供給
口を介して複数のチャージタンクから鎖状炭化水素ガス
を供給する構成とし、請求項５に係わる浸炭処理方法に
おいては、各ガス供給口ごとに鎖状炭化水素ガスの供給
量を設定する構成とし、請求項６に係わる浸炭処理方法
においては、鎖状炭化水素ガスがアセチレン，プロピレ
ン，プロパン，ブタン，メタンから選ばれる少なくとも
１種である構成としたことを特徴としている。

【０００８】本発明の請求項７に係わる浸炭処理装置
は、ワークを収納し、減圧可能な加熱室に、第１のバル
ブを介して鎖状炭化水素ガスの供給源に接続されたチャ
ージタンクと、第２のバルブを介してチャージタンクに
接続されると共に前記加熱室内に開口するガス供給口
と、前記ガスの供給源からチャージタンク内に導入され
る鎖状炭化水素ガスの圧力を設定する圧力設定器からな
る浸炭ガス供給手段が設けてある構成とし、本発明に係
わる浸炭処理装置の実施形態として請求項８に係わる浸
炭処理装置においては、複数組の浸炭ガス供給手段を備
えている構成としたことを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係わる浸炭処理方法にお
いては、加熱室内のワーク（被処理物）を窒素雰囲気中
で所定の浸炭温度まで加熱したのち、加熱室内の減圧と
浸炭性ガスとしての鎖状炭化水素ガスの供給とを繰り返
すことによって、加熱室内の圧力を比較的短いサイクル
で変動させて、浸炭処理するに際して、上記浸炭性ガス
を加熱室内に供給するのに所定容量を備えたチャージタ
ンクを使用するようにしており、当該タンク内に一旦導
入した鎖状炭化水素ガスを加熱室内に放出するようにし
ている。このとき、タンク内の鎖状炭化水素ガスは、加
熱室内の圧力よりも十分に高く設定されているので、浸
炭性ガスが加熱室内に瞬時に供給され、加熱室内の圧力
変動が大きくなって浸炭むらが防止されることになる。
また、請求項３に記載しているように、チャージタンク
内の鎖状炭化水素ガスを所定の圧力値に設定することに
より、浸炭性ガスの供給量を一定の値に定量化すること
ができる。

【００１０】このとき浸炭性ガスとして使用する鎖状炭
化水素ガスとしては、アセチレン，エチレン，プロピレ
ン，プロパン，ブタン，メタンなどを用いることができ
る。また、これらのガスは必ずしも１種類のみに限定さ
れることはなく、２種類以上の混合ガスを使用すること
も可能である。なお、上記の鎖状炭化水素ガスのうち、
入手が容易であることに加えて、３重結合を有し、より
活性で分解しやすいことから、アセチレンを使用するこ
とが望ましい。また、後述するように窒素ガスと混合し
た状態で使用することも可能である。

【００１１】図１は、本発明に係わる浸炭処理方法にお
けるヒートパターンの一例を示すものであって、まず、
ワークを加熱室内に装入した状態で、加熱室内の空気を
窒素に置換したのち、浸炭処理温度Ｔ1 への昇温が開始
される。このときワークの加熱は大気圧（０．１０ＭＰ
ａ）の窒素雰囲気中で行われるので、雰囲気の対流や炉
内ファンによる強制撹拌の効果を十分に得ることがで
き、加熱室内のワーク装入量が多くても速やかな昇温が
可能になり、装入位置による温度むらも解消される。

【００１２】浸炭処理温度Ｔ1 については、これを高く
設定することにより浸炭時間を短くすることができる
が、一般に８３０℃から１０３０℃の範囲に設定され
る。

【００１３】炉内雰囲気温度およびワークの温度が所定
の浸炭処理温度Ｔ1 に到達すると、加熱室内の窒素を真
空排気して圧力Ｐ1 、例えば請求項２に記載しているよ
うに、１３０Ｐａ以下の圧力Ｐ1 まで減圧させる。

【００１４】そして、チャージタンク内にあらかじめ導
入された圧力Ｐｘ、例えば請求項２に記載しているよう
に０．０１ＭＰａ以上の圧力Ｐｘの浸炭用鎖状炭化水素
ガス、例えばアセチレンガスが加熱室内に瞬時（１〜３
秒）に放出される。

【００１５】チャージタンク内の圧力がＰｚまで低下す
ると、鎖状炭化水素ガスの供給が停止され、これによっ
て加熱室内の圧力がＰ2 、例えば同じく請求項２に記載
しているように１ｋＰａを超える圧力Ｐ2 に上昇する。

【００１６】当該圧力Ｐ2 に所定時間ｔ1 、例えば零秒
から１０秒程保持したのち、所定時間ｔ2 だけ再度真空
排気を行い、圧力Ｐ1 まで減圧する。この間に、次の浸
炭用ガスの供給に備えて、前記チャージタンク内に圧力
Ｐｘの浸炭用鎖状炭化水素ガスが導入される。

【００１７】このような操作を１０回ないし数十回繰り
返し、加熱室内の圧力をＰ1 とＰ2の間で変動させるこ
とによって、浸炭用ガスを迅速に、しかも充分に加熱室
内の隅々にまで行き渡らせることができ、ワークの炉内
装入密度が高い場合においてもむらのない浸炭処理が可
能になる。

【００１８】このとき、減圧時の圧力Ｐ1 を１３０Ｐａ
以下とするのは、圧力Ｐ1 が１３０Ｐａを超えた場合に
は、加熱室内の雰囲気ガス（窒素）あるいは反応生成ガ
ス（水素）が充分に排除されておらず、浸炭用ガスを供
給したときに浸炭用ガスを炉内に装入されたロットの内
部にまで充分に浸透させることができなくなる傾向があ
ることによる。

【００１９】浸炭用ガス供給後の圧力Ｐ2 は、チャージ
タンクを介して加熱室内に供給される鎖状炭化水素ガス
の量によって定まるものであるが、１ｋＰａを超え、４
ｋＰａ程度以下の値とすることが望ましい。これは、浸
炭期の圧力Ｐ2 が１ｋＰａ以下の場合には、加熱室内の
浸炭性ガスが不足すると共に、加熱室内の圧力変動幅が
小さくなって、浸炭にばらつきが生じやすくなる傾向が
あることに基づく。

【００２０】チャージタンク内に導入する鎖状炭化水素
ガスの圧力Ｐｘについては、浸炭用ガスを加熱室内に一
気に放出して、短時間のうちに大きな圧力変動を得るる
ために、加熱室内の圧力Ｐ1 よりも十分に高い圧力とす
ることが必要であり、具体的には前述のように、０．０
１ＭＰａ以上とすることが望ましい。すなわち、チャー
ジタンク内のガス圧力Ｐｘが０．０１ＭＰａに満たない
場合には、浸炭用ガスの流速が低下してガスの流れに方
向性が生じるばかりでなく、ロットの内部まで浸炭用ガ
スが十分に行き渡らず、浸炭にばらつきが生じる傾向が
ある。

【００２１】また、チャージタンクは一定の容量を備え
たものであるから、この圧力Ｐｘによって、加熱室内へ
の一回当たりの鎖状炭化水素ガス量が定まり、浸炭期の
加熱室内圧力Ｐ2 が決定される。したがって、チャージ
タンク容量と加熱室の容量とを勘案して、加熱室内が所
望の圧力Ｐ2 となるようにチャージタンク内の浸炭用ガ
スの圧力Ｐｘを設定することになる。このとき、加熱室
内の鎖状炭化水素ガス濃度をさほど高くすることなく、
加熱室内圧力Ｐ2 を高くすることが必要な場合には、窒
素ガスをあらかじめ混合した鎖状炭化水素ガスを使用す
るようにしてもよい。

【００２２】浸炭用ガスの供給停止時の圧力Ｐｚについ
ては、６ｋＰａ以上として、加熱室雰囲気のチャージタ
ンク内への流入を防止するようになすことが望ましい。

【００２３】また、本発明に係わる浸炭処理方法におい
ては、加熱室内に浸炭用ガスを供給するに際して、加熱
室内の隅々にまでガスを均等に行き渡らせ、装入された
ワークのすべてに均一な浸炭処理を施すためには、浸炭
性ガスを１か所から集中的に供給するよりも、請求項４
に記載しているように、それぞれに接続された複数のチ
ャージタンクを介して複数のガス供給口から数箇所に分
けて供給することが望ましい。さらには、加熱室内のワ
ークの装入密度が高い部位に向けて多量のガスを供給す
ることも浸炭むらを少なくする観点から望ましい。これ
には、請求項５に記載しているように、複数のガス供給
口ごとに浸炭用ガスの供給量を設定すること、すなわち
ガス供給口のそれぞれに設けたチャージタンクの圧力値
を個々に設定するようになすことが好ましい。

【００２４】なお、ガス供給口は、ワークの投影面積が
４００ｍｍ×４００ｍｍ当たりに１か所以上設けること
が望ましい。

【００２５】浸炭時間ｔ3 については、目的とする浸炭
層深さに応じて適宜選択されるが、一般に０．５時間〜
３時間、とくに大きな浸炭層深さが必要な場合には５時
間以上の処理時間が設定されることもある。

【００２６】浸炭が終了すると、拡散工程、焼入温度へ
の降温および当該温度での温度保持工程に移行するが、
拡散工程における圧力Ｐ3 は、例えば、浸炭工程に引き
続いて圧力Ｐ1 （１３０Ｐａ以下）と同程度の圧力下で
行われる。拡散時間ｔ4 については、通常浸炭時間ｔ3
と同程度の時間に設定されるが、目的とする浸炭深さが
浅い場合には、拡散工程を経ることなく焼入温度に降温
させることもある。

【００２７】焼入温度Ｔ2 としては、ワーク素材の焼入
性を考慮して、通常８００〜９００℃の温度に設定され
る。

【００２８】浸炭、拡散が終了したのち、焼入温度への
降温、温度保持工程においては、昇温工程と同様、大気
圧の窒素雰囲気下で行われる。なお、拡散工程から大気
圧の窒素雰囲気に復圧することもある。

【００２９】焼入温度に保持されることによって、温度
が均一化されたワークは油中に焼入れられる。この焼入
時の雰囲気圧力Ｐ4 については、通常は大気圧で行われ
るが、大気圧より低い適当な圧力で焼入（減圧焼入）す
ることもある。

【００３０】このような浸炭処理には、請求項７に記載
しているように、ワークを収納する減圧可能な加熱室
に、浸炭ガス供給手段、すなわち第１のバルブを介して
鎖状炭化水素ガスの供給源に接続されたチャージタンク
と、第２のバルブを介してチャージタンクに接続され
て、加熱室内に開口するガス供給口と、チャージタンク
内に導入される鎖状炭化水素ガスの圧力を設定する圧力
設定器からなる浸炭ガス供給手段を設けた処理装置を使
用することができる。このとき、圧力設定器によって、
チャージタンク内のガス圧力がＰｘに達した時に第１の
バルブが閉じ、チャージタンク内のガス圧力がＰｚに低
下した時に第２のバルブが閉じるように設定されること
になる。

【００３１】このような浸炭処理装置においては、請求
項８に記載しているように、上記の浸炭ガス供給手段を
複数組設置することにより、請求項４あるいは請求項５
に記載の浸炭処理に適用することができるようになり、
さらにばらつきの少ない浸炭処理が行われる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。

【００３３】実施例１ 図２は、本発明に係わる浸炭処理方法の実施例に用いた
炉の構造を示すものであって、図に示す浸炭処理装置１
は、炉本体となる加熱室２と、焼入用の油槽４を備えた
前室３から主に構成されており、前室３にはトレーに載
置したワークを前室３と加熱室２の間で移動させるため
の炉内搬送装置５と、浸炭を終えたワークを油槽４中の
焼入油に浸漬するための昇降装置６を備えている。さら
に、前室３には、油槽４中の焼入油を加熱するためのチ
ューブヒータ７と、焼入油を循環させるための撹拌ファ
ン８が設けてあると共に、図外には焼入油を冷却するた
めの水冷装置と、焼入油の温度を検出する熱電対などを
備えている。

【００３４】一方、加熱室２は、この実施例では５ｍ3
の容量を有し、耐火物９によって内張された加熱室２の
内部に加熱源としてのラジアントチューブヒータ１０
と、炉内温度を検出するための熱電対１１と、炉内の雰
囲気（窒素）を強制撹拌するためのファン１２を備えて
おり、炉内の温度を均一にしてワークの昇温を速やかな
ものとすることができるようになっている。

【００３５】また、加熱室２の外部には、所定量の鎖状
炭化水素ガス、この実施例ではアセチレンガスを一時的
に蓄えるためのチャージタンク２１が設置してあり、ガ
ス供給バルブ２２（第２のバルブ：電磁弁）を介して加
熱室２内に開口するガス供給口２３に配管によってガス
供給バルブ２２に接続されている。このチャージタンク
２１は、元バルブ２５（第１のバルブ：電磁弁）を介し
て図外のアセチレン源（アセチレンガスボンベ）に連結
され、ガス供給バルブ２２の開放によって、圧力設定器
２５によって設定された圧力を有するチャージタンク２
１内のアセチレンガスを加熱室２内に瞬時に供給できる
ようになっており、これらチャージタンク２１、ガス供
給口２２、バルブ２３，２４、および圧力設定器２５に
よって浸炭ガス供給手段２０が構成されている。

【００３６】なお、この実施例においては、加熱室２に
対して上記の浸炭ガス供給手段２０が都合１１基配設さ
れており、ガス供給口２３を加熱室２内にバランスよく
開口させることによってアセチレンガスが加熱室２の隅
々まで均等に行き渡るようにしてある。また、チャージ
タンク２１は、それぞれ約２５Ｌの容量を備えていると
共に、圧力設定器２５によってチャージタンク２１内の
アセチレンガス圧力がゲージ圧力で０．１０ＭＰａ（Ｐ
ｘ：絶対圧力では０．２０ＭＰａ）となった時に元バル
ブ２４が閉じ、同じくゲージ圧力で０．０ＭＰａ（Ｐ
ｚ：絶対圧力では０．１０ＭＰａ）となった時にガス供
給バルブ２２が閉じるように設定されている。

【００３７】さらに、加熱室２および前室３は、図外に
それぞれ真空排気装置を備え、それぞれ独立して気圧制
御ができるようになっていると共に、図示しないガス制
御装置を介して図外の窒素源（窒素ボンベ）に連結され
ている。

【００３８】このような構造を備えた浸炭処理装置１を
用いて、ＪＩＳ Ｇ ４１０５に規定されるクロムモリ
ブデン鋼ＳＣＭ４１５からなる径１６ｍｍ，高さ３０ｍ
ｍの円柱形試験片に浸炭処理を施し、その浸炭状態を調
査した。

【００３９】まず、前室３の入口側真空扉３ａを開放
し、前記鋼製ワークをトレーに載置した状態で前室３内
に入れ、真空扉３ａを閉じ、真空排気装置を作動させて
前室３および加熱室２内の空気をパージしたのち、図外
のガス制御装置を介して窒素ガスを導入して大気圧（１
０１ｋＰａ）に復圧し、前室３および加熱室２内を窒素
ガスに置換した。

【００４０】次に、入口側真空扉３ａを閉じた状態で、
前室３の内側真空扉３ｂおよび加熱室２の耐熱扉２ａを
開放すると共に、炉内搬送装置５を作動させて前記ワー
クをトレーと共に押し出し、加熱室２内に装入したの
ち、真空扉３ｂおよび耐熱扉２ａを閉じ、撹拌用のファ
ン１２を回転させながら、加熱室２のラジアントチュー
ブヒータ１０に通電して昇温を開始した。

【００４１】加熱室２内の温度が、この実施例における
浸炭温度９２０℃（Ｔ1 ）に到達し、所定時間均熱され
た時点で、加熱室２内の窒素雰囲気を真空排気し、この
実施例では６５Ｐａ（Ｐ1 ）まで減圧したのち、各浸炭
ガス供給手段２０のガス供給バルブ２２を同時に開くこ
とによって、チャージタンク２１内にあらかじめ導入し
ておいたアセチレンガス（Ｐｘ＝０．２０ＭＰａ）をそ
れぞれの供給口２３から加熱室２内に導入した。

【００４２】バルブ２２の開放によってアセチレンガス
の供給が開始された後、圧力設定器２５によって、チャ
ージタンク２１内のガス圧力がゲージ圧力で０．０ＭＰ
ａ（Ｐｚ＝０．１０ＭＰａ）に低下した時点で供給バル
ブ２２が閉じ、ガス供給が停止されたのち、次回のアセ
チレンガス供給に備えて、元バルブ２４が開かれ、チャ
ージタンク２１内の圧力がゲージ圧で０．１０ＭＰａ
（Ｐｘ＝０．２０ＭＰａ）となるまで、ボンベ内のアセ
チレンガスがチャージタンク２１内に導入される。この
とき、加熱室２内とチャージタンク２１内には極めて大
きな圧力差があるので、チャージタンク２１からのアセ
チレンガスの供給は、瞬時（３秒）に終了する。

【００４３】ガス供給バルブ２２の開放によって、３基
のチャージタンク２１から、それぞれ０．２０ＭＰａの
アセチレンガスが２５Ｌ（合計７５Ｌ、標準状態で１５
０Ｌ）が供給されることになり、加熱室２内の圧力Ｐ2
が約１．７ｋＰａに上昇する。

【００４４】この圧力に１０秒間（ｔ1 ）保持したの
ち、真空排気を４分間（ｔ2 ）行い、加熱室２内を６５
Ｐａ（Ｐ1 ）まで減圧し、ガス供給バルブ２２を開くこ
とによって、再度チャージタンク２１からアセチレンガ
スを供給するという操作を都合２０回繰り返した（浸炭
時間ｔ3 ＝約８４分）。

【００４５】次いで、さらに真空排気を行って、加熱室
２内の圧力Ｐ3 を６５ＭＰａとすると共に、加熱室内を
前記温度９２０℃（Ｔ1 ）に９０分間（ｔ4 ）保持し
て、炭素を拡散させたのち、加熱室２内に窒素ガスを導
入して雰囲気圧力を大気圧に復圧し、焼き入れ温度８５
０℃（Ｔ2 ）に降温し、この温度に２０分間（ｔ5 ）保
持してワークの温度が均一になるのを待った。

【００４６】そして、内側真空扉３ｂおよび耐熱扉２ａ
を開放した状態で、炉内搬送装置５を作動させて前記鋼
製ワークをトレーと共に加熱室２から引き出し、昇降装
置６の下降作動によって当該ワークを油槽４内に焼入れ
た。

【００４７】このような処理が施された鋼製ワークにつ
いて、マイクロビッカース硬度計を用いて０．３ｋｇ荷
重で硬度分布を測定した結果、０．９ｍｍの有効硬化層
深さ（Ｈｖ５５０以上）を備えた浸炭層が形成されてい
ることが確認された。

【００４８】また、加熱室２内における装入位置が異な
る数個のワークについて同様に硬度分布を測定したとこ
ろ、各ワークの浸炭層深さの差は０．１ｍｍ以下であ
り、むらのない均一な浸炭処理が可能であることが確め
られた。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の請求項
１に係わる浸炭処理方法においては、昇温後、加熱室内
を減圧したのち、浸炭用ガスとして鎖状炭化水素ガスを
断続的に供給して、加熱室内の圧力を変動させるに際し
て、チャージタンクを使用し、加熱室内の圧力よりも十
分に高い所定圧力の鎖状炭化水素ガスを当該タンク内に
一旦導入したのち、加熱室内に放出するようにしている
ことから、浸炭用ガスが加熱室内に瞬時に供給され、加
熱室内の圧力変動を大きくすることができ、ワークの炉
内装入密度が高い場合（例えば、ワークの表面積が３０
ｍ２ を超える量）でも、ワーク表面に浸炭用の鎖
状炭化水素ガスを充分に供給することができ、浸炭むら
の防止が可能になるという極めて優れた効果がもたらさ
れる。

【００５０】本発明に係わる浸炭処理方法の一実施形態
として請求項２に係わる浸炭処理方法においては、好適
な処理条件として、加熱室内を１３０Ｐａ以下に減圧し
たのち、チャージタンクから０．０１ＭＰａ以上の圧力
を有する鎖状炭化水素ガスを供給して加熱室内の圧力を
１ｋＰａを超える圧力に所定時間保持し、再度１３０Ｐ
ａ以下に減圧する操作を繰り返すようにしているので、
加熱室内の圧力変動を大きなものとして、浸炭むらを確
実に防止することができ、請求項３に係わる浸炭処理方
法においては、チャージタンクの圧力を所定の値に設定
することによって加熱室内に供給する鎖状炭化水素ガス
の量を定量化するようにしているので、理論的に必要な
浸炭用ガスを過不足なく供給することができ、過剰ガス
の熱分解による炉内のスーティング発生や、ガス不足に
よる浸炭むらを確実に防止することができる。

【００５１】また、本発明の請求項４に係わる浸炭処理
方法においては、加熱室内の複数箇所に設けたガス供給
口を介して複数のチャージタンクから鎖状炭化水素ガス
を供給するようにしているので、浸炭用ガスを加熱室内
の隅々にまで均等に行き渡らせることができ、請求項５
に係わる浸炭処理方法においては、各ガス供給口ごとに
鎖状炭化水素ガスの供給量を設定するようにしているの
で、ワークの装入密度の高い部分に浸炭用ガスを重点的
に供給することができ、装入位置や装入密度の差による
浸炭のばらつきを解消することができ、請求項６に係わ
る浸炭処理方法においては、鎖状炭化水素ガスとしてア
セチレン，エチレン，プロピレン，プロパン，ブタン，
メタンを使用するようにしているので、浸炭用ガスの使
用量を低減でき、入手の容易さと相俟って操業時のコス
ト改善に優れた効果がもたらされる。

【００５２】さらに、本発明の請求項７に係わる浸炭処
理装置は、第１のバルブを介して鎖状炭化水素ガスの供
給源に接続されたチャージタンクと、第２のバルブを介
してチャージタンクに接続されると共に加熱室内に開口
するガス供給口と、チャージタンク内に導入される鎖状
炭化水素ガスの圧力を設定する圧力設定器からなる浸炭
ガス供給手段を備えたものであるから、上記浸炭処理を
容易かつ着実に実施することができ、請求項８に係わる
浸炭処理装置においては、上記浸炭ガス供給手段が複数
組配設されたものであるから、浸炭用ガスを加熱室内に
均等に供給したり、ワーク装入密度の高い部分に浸炭用
ガスを重点的に供給したりすることができ、装入位置や
装入密度による浸炭のばらつきを解消することができる
という極めて優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる浸炭処理方法におけるヒートパ
ターンおよび浸炭用ガスの供給のタイミングの一例を示
す説明図である。

【図２】（ａ）本発明に係わる浸炭処理方法の実施例に
用いた炉の構造を示す正面図である。 （ｂ）図２（ａ）に示した炉の側断面図である。

【符号の説明】

１ 浸炭処理装置 ２ 加熱室 ２０ 浸炭ガス供給手段 ２１ チャージタンク ２２ ガス供給バルブ（第２のバルブ） ２３ ガス供給口 ２４ 元バルブ（第１のバルブ） ２５ 圧力設定器

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１０月１０日（２０００．１０．
１０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】なお、この実施例においては、加熱室２に
対して上記の浸炭ガス供給手段２０が都合３基配設され
ており、ガス供給口２３を加熱室２内にバランスよく開
口させることによってアセチレンガスが加熱室２の隅々
まで均等に行き渡るようにしてある。また、チャージタ
ンク２１は、それぞれ約２５Ｌの容量を備えていると共
に、圧力設定器２５によってチャージタンク２１内のア
セチレンガス圧力がゲージ圧力で０．１０ＭＰａ（Ｐ
ｘ：絶対圧力では０．２０ＭＰａ）となった時に元バル
ブ２４が閉じ、同じくゲージ圧力で０．０ＭＰａ（Ｐ
ｚ：絶対圧力では０．１０ＭＰａ）となった時にガス供
給バルブ２２が閉じるように設定されている。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱室内に収納したワークを窒素雰囲気
   中で所定の浸炭温度まで加熱したのち、加熱室内の減圧
   と鎖状炭化水素ガスの供給とを交互に繰り返し、加熱室
   内の圧力を変動させながら浸炭させる浸炭処理方法にお
   いて、加熱室内の圧力よりも十分に高い所定圧力の鎖状
   炭化水素ガスを所定容量を備えたチャージタンク内に一
   旦導入したのち、加熱室内に放出することを特徴とする
   浸炭処理方法。
2. 【請求項２】 加熱室内を１３０Ｐａ以下に減圧したの
   ち、前記チャージタンクから０．０１ＭＰａ以上の圧力
   を有する鎖状炭化水素ガスを供給して加熱室内の圧力を
   １ｋＰａを超える圧力に所定時間保持し、再度１３０Ｐ
   ａ以下に減圧する操作を繰り返すことを特徴とする請求
   項１記載の浸炭処理方法。
3. 【請求項３】 加熱室内に供給する鎖状炭化水素ガスの
   量を前記チャージタンクの圧力設定値によって定量化す
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の浸炭
   処理方法。
4. 【請求項４】 加熱室内の複数箇所に設けたガス供給口
   を介して複数のチャージタンクから鎖状炭化水素ガスを
   供給することをを特徴とする請求項１ないし請求項３の
   いずれかに記載の浸炭処理方法。
5. 【請求項５】 各ガス供給口ごとに鎖状炭化水素ガスの
   供給量を設定することを特徴とする請求項４記載の浸炭
   処理方法。
6. 【請求項６】 鎖状炭化水素ガスがアセチレン，プロピ
   レン，プロパン，ブタン，メタンから選ばれる少なくと
   も１種であることを特徴とする請求項１ないし請求項５
   のいずれかに記載の浸炭処理方法。
7. 【請求項７】 ワークを収納し、減圧可能な加熱室に、
   第１のバルブを介して鎖状炭化水素ガスの供給源に接続
   されたチャージタンクと、第２のバルブを介してチャー
   ジタンクに接続されると共に前記加熱室内に開口するガ
   ス供給口と、前記ガスの供給源からチャージタンク内に
   導入される鎖状炭化水素ガスの圧力を設定する圧力設定
   器からなる浸炭ガス供給手段が設けてあることを特徴と
   する浸炭処理装置。
8. 【請求項８】 複数組の浸炭ガス供給手段を備えている
   ことを特徴とする請求項７記載の浸炭処理装置。