JPH0835054A - 肉薄の構造部分を熱化学的に処理する方法 - Google Patents
肉薄の構造部分を熱化学的に処理する方法Info
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- JPH0835054A JPH0835054A JP7054714A JP5471495A JPH0835054A JP H0835054 A JPH0835054 A JP H0835054A JP 7054714 A JP7054714 A JP 7054714A JP 5471495 A JP5471495 A JP 5471495A JP H0835054 A JPH0835054 A JP H0835054A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 肉薄の構造部分の縁部帯域に窒素および炭素
を富化し、引続き冷却して行う、深絞り鋼、浸炭鋼、熱
処理鋼およびころ軸受鋼から成るころ軸受ケージ、ブッ
シュ、円板或いはスリーブのような薄肉の構造部分を熱
化学的に処理する方法を提供する 【構成】 ５９０〜７００℃の温度にあって縁部帯域の
窒化を、拡散帯域２内に、１〜３重量％の窒素および最
大０，８重量％の炭素を含んでおりかつ５０〜１００℃
／分の速度で保護ガスの下に室温に冷却した際結合層１
と基礎組織４間に在していて窒素オーステナイトおよび
／またはブラウナイトから成る相を形成している中間層
３が生成するように行う
を富化し、引続き冷却して行う、深絞り鋼、浸炭鋼、熱
処理鋼およびころ軸受鋼から成るころ軸受ケージ、ブッ
シュ、円板或いはスリーブのような薄肉の構造部分を熱
化学的に処理する方法を提供する 【構成】 ５９０〜７００℃の温度にあって縁部帯域の
窒化を、拡散帯域２内に、１〜３重量％の窒素および最
大０，８重量％の炭素を含んでおりかつ５０〜１００℃
／分の速度で保護ガスの下に室温に冷却した際結合層１
と基礎組織４間に在していて窒素オーステナイトおよび
／またはブラウナイトから成る相を形成している中間層
３が生成するように行う
Description
【０００１】
【産業上の技術分野】本発明は、肉薄の構造部分の縁部
帯域に窒素および炭素を富化し、引続き冷却して行う、
深絞り鋼、浸炭鋼、熱処理鋼およびころ軸受鋼から成る
ころ軸受ケージ、ブッシュ、円板或いはスリーブのよう
な薄肉の構造部分を熱化学的に処理する方法に関する。
帯域に窒素および炭素を富化し、引続き冷却して行う、
深絞り鋼、浸炭鋼、熱処理鋼およびころ軸受鋼から成る
ころ軸受ケージ、ブッシュ、円板或いはスリーブのよう
な薄肉の構造部分を熱化学的に処理する方法に関する。
【０００２】耐摩耗性を高めるためのこのような方法は
浸炭窒化処理である。この方法は、結合層の形成の下
で、工作材料の縁部帯域に窒素および炭素を富化するた
めの熱化学的な方法であり、この場合結合層の下方には
特に窒素が富化された拡散帯域が形成される（鋼材料使
用のための相談所発行 ４４７ 窒化と浸炭窒化 第２
版 １９８３年参照）。
浸炭窒化処理である。この方法は、結合層の形成の下
で、工作材料の縁部帯域に窒素および炭素を富化するた
めの熱化学的な方法であり、この場合結合層の下方には
特に窒素が富化された拡散帯域が形成される（鋼材料使
用のための相談所発行 ４４７ 窒化と浸炭窒化 第２
版 １９８３年参照）。
【０００３】従来の技術により、浸炭窒化は５９０℃の
いわゆる共析温度以下の温度でも、また以上の温度でも
行われてきた。第一の場合の欠点は、温度が比較的低い
ことにより窒素オーステナイトのブラウナイトへの共析
分解は行われないが、しかし比較的長い処理時間を必要
とすることである。第二の場合はブラウナイト形成が迅
速な冷却／急冷により妨げられる。しかし、この際生じ
るオーステナイト組織もしくはマルテンサイト組織は、
この組織が脆性を回避するために次の処理段階で焼き戻
ししなければならないと言う欠点を有している（ドイツ
連邦共和国特許第３２ ２５ ６８６号公報参照）。更
に、マルテンサイト状に焼入れされた部分が寸法の歪み
を生じ、従って形状精度が要求されている際機械的な再
加工を必要とし、この再加工の際耐摩耗性の外表面層が
少なくとも部分的に再び削がれてしまう。また、このマ
ルテンサイト状に焼入れされた部分を付加的に洗浄しな
ければならない。何故ならこれらの部分は油浴中で急冷
されるからである。同様にすべての方法にとって共通な
ことは、これらの部分の耐摩耗性がどんな使用ケースに
とっても、例えば内燃機関の弁作動における皿形タペッ
トのような、トリボリックに高い負荷を受ける構造部分
への使用ケースであっても適応し得ないと言うこきであ
る。種々の欠点を伴う浸炭窒化は、従来の技術では内実
な部分および肉薄の部分に適用されてきた。
いわゆる共析温度以下の温度でも、また以上の温度でも
行われてきた。第一の場合の欠点は、温度が比較的低い
ことにより窒素オーステナイトのブラウナイトへの共析
分解は行われないが、しかし比較的長い処理時間を必要
とすることである。第二の場合はブラウナイト形成が迅
速な冷却／急冷により妨げられる。しかし、この際生じ
るオーステナイト組織もしくはマルテンサイト組織は、
この組織が脆性を回避するために次の処理段階で焼き戻
ししなければならないと言う欠点を有している（ドイツ
連邦共和国特許第３２ ２５ ６８６号公報参照）。更
に、マルテンサイト状に焼入れされた部分が寸法の歪み
を生じ、従って形状精度が要求されている際機械的な再
加工を必要とし、この再加工の際耐摩耗性の外表面層が
少なくとも部分的に再び削がれてしまう。また、このマ
ルテンサイト状に焼入れされた部分を付加的に洗浄しな
ければならない。何故ならこれらの部分は油浴中で急冷
されるからである。同様にすべての方法にとって共通な
ことは、これらの部分の耐摩耗性がどんな使用ケースに
とっても、例えば内燃機関の弁作動における皿形タペッ
トのような、トリボリックに高い負荷を受ける構造部分
への使用ケースであっても適応し得ないと言うこきであ
る。種々の欠点を伴う浸炭窒化は、従来の技術では内実
な部分および肉薄の部分に適用されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】こう言ったことから、
本発明にあっては、一方においてトリボリックに高い負
荷を受ける構造部分にあって、十分な耐摩耗性および構
造部分強度が保証され、他方経済的な条件の下に行い得
る、薄肉の構造部分のための熱化学的な処理方法を提供
することを根本的な課題としている。
本発明にあっては、一方においてトリボリックに高い負
荷を受ける構造部分にあって、十分な耐摩耗性および構
造部分強度が保証され、他方経済的な条件の下に行い得
る、薄肉の構造部分のための熱化学的な処理方法を提供
することを根本的な課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、５９０〜７００℃の温度にあって、縁部帯域の窒化
を、拡散帯域内に、１〜３重量％の窒素および最大０，
８重量％の炭素を含んでおりかつ５０〜１００℃／分の
速度で保護ガスの下に室温に冷却した際結合層と基礎組
織間に在していて窒素オーステナイトおよび／またはブ
ラウナイトから成る相を形成している中間層が生成する
ように行うことによって解決される。
り、５９０〜７００℃の温度にあって、縁部帯域の窒化
を、拡散帯域内に、１〜３重量％の窒素および最大０，
８重量％の炭素を含んでおりかつ５０〜１００℃／分の
速度で保護ガスの下に室温に冷却した際結合層と基礎組
織間に在していて窒素オーステナイトおよび／またはブ
ラウナイトから成る相を形成している中間層が生成する
ように行うことによって解決される。
【０００６】結合層の少なくとも３０％の厚みを有する
窒素オーステナイトおよび／またはブラウナイトから成
るこの中間層の作用は、肉薄の構造部分にあっては、こ
の中間層に比して残余断面が僅かであるので抑制される
ことがなく、また力学的なかつ静的な強度を増大させる
のに、従来の技術による公知の方法に比して、後処理を
必要としない。換言すれば、公知方法と異なり、肉厚の
構造部分にあって、中間層の強度を増大させる作用は、
残余断面割合がの不釣り合いに大きいことによって殺が
れる。
窒素オーステナイトおよび／またはブラウナイトから成
るこの中間層の作用は、肉薄の構造部分にあっては、こ
の中間層に比して残余断面が僅かであるので抑制される
ことがなく、また力学的なかつ静的な強度を増大させる
のに、従来の技術による公知の方法に比して、後処理を
必要としない。換言すれば、公知方法と異なり、肉厚の
構造部分にあって、中間層の強度を増大させる作用は、
残余断面割合がの不釣り合いに大きいことによって殺が
れる。
【０００７】５０℃／分以上の冷却速度にあっては、窒
素オーステナイトは、室温にあっても、拡散帯域の窒素
に富んだ、表面に近い領域内に、この組織モデイフイケ
ーションが存在する程度に、即ち結合層と基礎組織間に
窒素オーステナイトおよび／またはブラウナイトから成
るこの中間層が生成する程度に著しく過冷却される。
素オーステナイトは、室温にあっても、拡散帯域の窒素
に富んだ、表面に近い領域内に、この組織モデイフイケ
ーションが存在する程度に、即ち結合層と基礎組織間に
窒素オーステナイトおよび／またはブラウナイトから成
るこの中間層が生成する程度に著しく過冷却される。
【０００８】この本発明による方法の他の利点は、通常
のように数時間にわたる熱処理の持続時間を一時間以下
の値に短縮すことが可能であることである。また、この
ように熱化学的に処理さた部分は洗浄することも、寸法
不変を維持するために、引続いて機械的な仕上げ処理を
施す必要もない。
のように数時間にわたる熱処理の持続時間を一時間以下
の値に短縮すことが可能であることである。また、この
ように熱化学的に処理さた部分は洗浄することも、寸法
不変を維持するために、引続いて機械的な仕上げ処理を
施す必要もない。
【０００９】本発明の特許請求の範囲の請求項２および
３による他の構成にあっては、窒化はガス、プラズマ内
で或いは塩溶融液内で行われ、その際ガス浸炭窒化をア
ンモニア、二酸化炭素、窒素および吸熱型或いはガス発
熱型ガスから成る混合物中で行われる。
３による他の構成にあっては、窒化はガス、プラズマ内
で或いは塩溶融液内で行われ、その際ガス浸炭窒化をア
ンモニア、二酸化炭素、窒素および吸熱型或いはガス発
熱型ガスから成る混合物中で行われる。
【００１０】以下に添付した図面に図示した実施例に基
づき本発明による方法を詳細に説明する。
づき本発明による方法を詳細に説明する。
【００１１】
【実施例】ころ軸受用の鋼種類Ｓｔ３から造られたケー
ジを色々と熱化学的に処理し、引続き強度を確かめるた
めの試験を行った。その際、ウエッブにケージ周方向で
中央において曲げ応力を加えた。先ず、比較試料として
ケージを５８０℃で浸炭窒化処理し、引続き冷却した。
この比較試料の縁部帯域の層構造を図１に概略示した。
ε−窒化物、γ−窒化物、炭化物および浸炭窒化物とか
ら成る外方に存在している結合層１に、窒化物、炭化
物、浸炭窒化物およびフエライトとから成る拡散層２が
連なっている。その際、結合層１と拡散層２間の大きさ
の比率は、結合層の厚みが２０μｍ以下であり、他方拡
散層は数十分の一ミリメートルの厚みを有している程で
ある。この拡散層２には原材料４が連なっている。
ジを色々と熱化学的に処理し、引続き強度を確かめるた
めの試験を行った。その際、ウエッブにケージ周方向で
中央において曲げ応力を加えた。先ず、比較試料として
ケージを５８０℃で浸炭窒化処理し、引続き冷却した。
この比較試料の縁部帯域の層構造を図１に概略示した。
ε−窒化物、γ−窒化物、炭化物および浸炭窒化物とか
ら成る外方に存在している結合層１に、窒化物、炭化
物、浸炭窒化物およびフエライトとから成る拡散層２が
連なっている。その際、結合層１と拡散層２間の大きさ
の比率は、結合層の厚みが２０μｍ以下であり、他方拡
散層は数十分の一ミリメートルの厚みを有している程で
ある。この拡散層２には原材料４が連なっている。
【００１２】二つの他のケージを３６０℃で浸炭窒化処
理し、引続き保護ガスの下で色々と迅速に、しかも比較
ケージの処理の場合よりも明白に迅速に冷却した。相応
して、図２に概略示した縁部帯域の層構造が得られた。
結合層１と原材料層４間に、冷却条件に応じて窒素オー
ステナイトおよび／またはブラウナイト層である中間層
３が生成した。結合層１は１２〜１５μｍの範囲の厚み
を有しており、他方窒素オーステナイトおよび／または
ブラウナイトから成る中間層３は約７μｍの厚みを有し
ている。
理し、引続き保護ガスの下で色々と迅速に、しかも比較
ケージの処理の場合よりも明白に迅速に冷却した。相応
して、図２に概略示した縁部帯域の層構造が得られた。
結合層１と原材料層４間に、冷却条件に応じて窒素オー
ステナイトおよび／またはブラウナイト層である中間層
３が生成した。結合層１は１２〜１５μｍの範囲の厚み
を有しており、他方窒素オーステナイトおよび／または
ブラウナイトから成る中間層３は約７μｍの厚みを有し
ている。
【００１３】等しいウエッブ断面に統一した疲れ強さの
比較より、この疲れ強さは公知技術により浸炭窒化処理
したケージにあっては８，４Ｎであり、他方この疲れ強
さは本発明により処理されたケージにあっては、ブラウ
ナイト層を有する浸炭窒化処理されたケージでは１４，
０Ｎで、窒素オーステナイト層を有する浸炭窒化処理さ
れたケージでは１４，２Ｎであることが確かめられた。
比較より、この疲れ強さは公知技術により浸炭窒化処理
したケージにあっては８，４Ｎであり、他方この疲れ強
さは本発明により処理されたケージにあっては、ブラウ
ナイト層を有する浸炭窒化処理されたケージでは１４，
０Ｎで、窒素オーステナイト層を有する浸炭窒化処理さ
れたケージでは１４，２Ｎであることが確かめられた。
【００１４】
【発明の効果】本発明による方法により熱化学的に処理
された構造部分は、トリボリックに高い負荷を受けた場
合にあっても十分な耐摩耗性および強度が保証され、し
かもこの方法は経済的な条件の下に行うことができる。
された構造部分は、トリボリックに高い負荷を受けた場
合にあっても十分な耐摩耗性および強度が保証され、し
かもこの方法は経済的な条件の下に行うことができる。
【図１】公知技術により浸炭窒化処理した工作材料の層
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図２】本発明による方法により浸炭窒化処理した工作
材料の層構造を示す図である。
材料の層構造を示す図である。
１ 結合層 ２ 拡散帯域 ３ 中間層 ４ 原材料
Claims (3)
- 【請求項１】 肉薄の構造部分の縁部帯域に窒素および
炭素を富化し、引続き冷却して行う、深絞り鋼、浸炭
鋼、熱処理鋼およびころ軸受鋼から成るころ軸受ケー
ジ、ブッシュ、円板或いはスリーブのような薄肉の構造
部分を熱化学的に処理する方法において、５９０〜７０
０℃の温度にあって、縁部帯域の窒化を、拡散帯域
（２）内に、１〜３重量％の窒素および最大０，８重量
％の炭素を含んでおりかつ５０〜１００℃／分の速度で
保護ガスの下に室温に冷却した際結合層（１）と基礎組
織（４）間に在していて窒素オーステナイトおよび／ま
たはブラウナイトから成る相を形成している中間層
（３）が生成するように行うことを特徴とする肉薄の構
造部分を熱化学的に処理する方法。 - 【請求項２】 窒化をガス、プラズマ内で或いは塩溶融
液内で行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 ガス浸炭窒化をアンモニア、二酸化炭
素、窒素および吸熱型ガス或いは発熱型ガスから成る混
合物中で行うことを特徴とする請求項１或いは２に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4408866 | 1994-03-16 | ||
| DE4408866:3 | 1994-03-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835054A true JPH0835054A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=6512909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7054714A Withdrawn JPH0835054A (ja) | 1994-03-16 | 1995-03-14 | 肉薄の構造部分を熱化学的に処理する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5571341A (ja) |
| JP (1) | JPH0835054A (ja) |
| KR (1) | KR950032695A (ja) |
| DE (1) | DE19500576C2 (ja) |
| FR (1) | FR2717502A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012517872A (ja) * | 2009-02-18 | 2012-08-09 | アシュ．エー．エフ | 調理器具用部品の処理法 |
Families Citing this family (16)
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