JP3486506B2 - ガス浸炭方法 - Google Patents
ガス浸炭方法Info
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Description
処理品の表面特性を改質するために施されるガス浸炭方
法に関する。 【0002】 【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、ガ
ス浸炭方法を用いて被処理品を浸炭処理する場合、被処
理品の表面に切削油等の油脂類が付着していると、浸炭
処理完了後の表面炭素濃度や浸炭深さにばらつきが生じ
ることが知られている。そこで、浸炭処理に先立って、
浸炭炉内に空気等の酸化性ガスを供給し、油脂類を除去
するとともに、析出炭素を減少させ、均一な浸炭処理を
行なうことができるようにした技術が提案されている
(例えば特公平7−51739号公報参照)。 【0003】しかし、実際の浸炭においては、切削油な
どを用いない乾式切除品でも浸炭処理完了後の表面炭素
濃度や浸炭深さなどの浸炭状態にばらつきが発生する場
合がある。その原因は現状では必ずしも明らかにされて
いないが、表面がなんらかの理由により変質することに
よるものと推定されており、その対策として、被処理品
にショットブラストを施してその表面を清浄化すること
が行なわれている。 【0004】しかし、ショットブラストにより被処理品
の表面を清浄化するようにした場合、その効果が浸炭ば
らつきを防止するに止どまり、その他の積極的な効果が
得られないにもかかわらず、加工工程が増加してコスト
の増大を招くという問題点がある。 【0005】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、被処理品の表面を浸炭に適した状態に改質して、浸
炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低減して
浸炭品質を向上させることが可能なガス浸炭方法を提供
することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明者等は、種々の実験、検討を行ない、浸炭処理
に先立って被処理品を所定の酸化性条件下で熱処理した
場合に、浸炭速度が向上するとともに、浸炭ばらつきを
抑制して良好な浸炭処理を行なうことが可能になること
を知り、さらに実験、検討を続けて本発明を完成した。 【0007】 すなわち、本発明のガス浸炭方法は、被
処理品を、酸素分圧が10 -20 〜10 -5 MPaである酸
化性雰囲気中で200〜750℃に加熱することによ
り、当該被処理品の表面を酸化させて改質した後、浸炭
処理を行うことを特徴としている。本発明の浸炭方法に
よれば、切削油などの付着の有無にかかわらず、浸炭の
深さや表面炭素濃度などのばらつきを低減することが可
能になるとともに、浸炭速度を向上させることが可能に
なる。これは、所定の酸化性雰囲気中で所定の温度に加
熱することにより、被処理品の表面に酸化層が形成さ
れ、この酸化層が被処理品の浸炭性を向上させ、浸炭の
深さ及び表面炭素濃度のばらつきを抑制する機能を果た
すことによるものと考えられる。なお、本発明のガス浸
炭方法においては、処理温度を200〜750℃の範囲
としているが、これは処理温度が200℃未満の場合、
被処理品の表面に十分な酸化層が形成されず、浸炭性の
向上、浸炭の深さ及び表面炭素濃度のばらつきの低減な
どに関して所期の効果が得られないこと、また、750
℃を超えると、被処理品の表面に形成される酸化層(酸
化鉄など)の厚みが大きくなり、スケールとなって剥落
し、好ましくないことによる。 【0008】 さらに、酸化性雰囲気中の酸素分圧を1
0-20〜10-5MPaとしているので、被処理品の表面
を均一に酸化して、改質することが可能になり、効率よ
く浸炭ばらつきの少ない良好な浸炭処理を行なうことが
できるようになる。なお、酸化性雰囲気中の酸素分圧を
10-20〜10-5MPaの範囲としたのは、酸素分圧が
10-20MPaより低いと被処理品の表面に十分な酸化
層が形成されず、上記の所期の効果を得ることが困難で
あり、また、酸素分圧が10-5MPaを超えると被処理
品の表面に強固な酸化膜が形成され、かえって浸炭反応
が阻害されることによる。 【0009】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を示して
その特徴とするところをさらに詳しく説明する。なお、
図1は、本発明のガス浸炭方法の一実施形態にかかる浸
炭工程を示す図である。この実施形態においては、JI
S SCM420鋼の圧延棒(直径17mm)を熱準した
後、切削、切断加工を施して直径15mm、長さ20mmの
円柱を作製し、これを試料(被処理品)とした。 【0010】それから、この被処理品をバスケットに入
れ、図1に示すような条件で浸炭、焼入れを行なった。
なお、浸炭工程においては、図1の昇温工程の点Aから
Bの間で、雰囲気の温度及び雰囲気中の酸素分圧を表1
に示すような条件で変化させて前処理を行なった後、浸
炭処理を施した。 【0011】なお、この実施形態では昇温工程の後、9
30℃の最高温度において、CP=0.97〜1.02
で1時間,CP=0.89〜0.92で0.5時間の浸
炭処理を施した後、油冷した。それから、浸炭、焼入れ
後の試料について、温度及び酸素分圧が浸炭品質に与え
る影響を調べた。 【0012】 【表1】【0013】なお、浸炭品質を調べるにあたっては、図
2に示すように、被処理品を入れたバスケット1の丸印
を付した9ヵ所の位置Pから試料を抜き取り、表面から
深さ50μmの位置の炭素濃度と550Hv以上の有効
浸炭深さを調査した。表1に上述の9ヵ所の位置Pから
採取した9点の試料について測定した表面炭素濃度及び
有効浸炭深さの平均値と標準偏差を示す。なお、表1に
おいて、試料番号に*印を付したものは本発明の範囲外
の比較例であり、その他は本発明の範囲内の実施例であ
る。 【0014】表1に示すように、温度200〜750
℃、酸素分圧10-20〜10-5MPaの範囲を外れた条
件で加熱した後、浸炭処理を施した比較例の浸炭処理品
(試料番号7〜10)においては、表面炭素濃度のばら
つきが大きく、しかも、浸炭速度が十分でない(すなわ
ち、有効浸炭深さの値が小さい)という結果になってい
るが、温度200〜750℃、酸素分圧10-20〜10
-5MPaの条件で加熱した後、浸炭処理を施した本発明
の実施例の浸炭処理品(試料番号1〜6)においては、
表面炭素濃度のばらつきが減少し、かつ、浸炭速度が向
上していることがわかる。 【0015】一般に、浸炭被処理品は、前工程として切
削加工が施されているため、加工面が組成変化を生じて
母材と異なる組成となったり、不働態層を生じたりし
て、浸炭処理を施すのには不適切な状態になっているこ
とが多いが、上述のように、温度200〜750℃、酸
素分圧10-20〜10-5MPaの条件で加熱した後、浸
炭処理を施す本発明の方法によれば、その表面の状態を
改質(酸化膜形成)して効率よく良好な浸炭処理を施す
ことが可能になる。 【0016】なお、上記実施形態では、930℃の最高
温度において、CP=0.97〜1.02で1時間,C
P=0.89〜0.92で0.5時間の浸炭処理を施し
た後、油冷するようにした場合を例にとって説明した
が、浸炭工程の具体的条件は上記実施例に限定されるも
のではない。 【0017】また、上記実施形態では、被処理品がJI
S SCM420鋼の圧延棒を加工してなるものである
場合について説明したが、被処理品の構成材料はこれに
限られるものではなく、種々の材料からなる被処理品に
浸炭、焼入れ処理を施す場合に本発明を適用することが
可能である。 【0018】本発明はさらにその他の点においても上記
実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲
内において、種々の応用や設計変更を加えることが可能
である。 【0019】 【発明の効果】以上のように、本発明のガス浸炭方法に
よれば、被処理品を酸化性雰囲気中で200〜750°
Cに加熱することにより、当該被処理品の表面を酸化さ
せて改質した後、浸炭処理を行うようにしているので、
切削油などの付着の有無にかかわらず、被処理品の表面
をばらつきのない均一な状態に改質することが可能にな
り、浸炭速度を向上させるとともに、浸炭ばらつきを低
減して浸炭品質を向上させることができる。 【0020】また、酸化性雰囲気中の酸素分圧を10
-20 〜10-5MPaとすることにより、被処理品の表面
を均一に酸化して改質することが可能になり、さらに効
率よく浸炭品質のばらつきの少ない浸炭処理を行なうこ
とができるようになる。
炭工程を示す図である。 【図2】本発明の実施形態における被処理品のサンプリ
ング方法を示す図である。 【符号の説明】 1 バスケット P サンプリング位置
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】被処理品を、酸素分圧が10 -20 〜10 -5
MPaである酸化性雰囲気中で200〜750℃に加熱
することにより、当該被処理品の表面を酸化させて改質
した後、浸炭処理を行うことを特徴とするガス浸炭方
法。
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JP16383796A JP3486506B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | ガス浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16383796A JP3486506B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | ガス浸炭方法 |
Publications (2)
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JPH09324255A JPH09324255A (ja) | 1997-12-16 |
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Family
ID=15781697
Family Applications (1)
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JP16383796A Expired - Fee Related JP3486506B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | ガス浸炭方法 |
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- 1996-06-03 JP JP16383796A patent/JP3486506B2/ja not_active Expired - Fee Related
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