JPS5881963A - 真空浸炭方法 - Google Patents
真空浸炭方法Info
- Publication number
- JPS5881963A JPS5881963A JP17872781A JP17872781A JPS5881963A JP S5881963 A JPS5881963 A JP S5881963A JP 17872781 A JP17872781 A JP 17872781A JP 17872781 A JP17872781 A JP 17872781A JP S5881963 A JPS5881963 A JP S5881963A
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- Japan
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- carburizing
- carburization
- furnace
- period
- metal material
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-
- 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
- C23C8/08—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 only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
- C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は浸炭性ガスを用いて浸炭炉内で減圧下熱拡散に
よ多金属材料の表面を浸炭処理する方法の改良に関する
。
よ多金属材料の表面を浸炭処理する方法の改良に関する
。
金属材料である例えば鋼製品の内部を元の状態に保持し
てその表面だけを硬化し、一方では該鋼製品の靭性を維
持しつつ、他方では該鋼製品の耐摩耗性や耐疲労強度及
び耐衝撃性等を向上させる表面硬化熱処理に、浸炭法が
利用されている。かかる浸炭法は、木炭を主剤として浸
炭箱°を用いる固体浸炭法、シアン化ソーダを主剤とし
て溶融塩浴を用いる液体浸炭法、及び通常はメタンやプ
ロパン又はブタン等の炭化水素系化合物を主剤として浸
炭炉を用いるガス浸炭法に大別されるが、現在ではこの
ガス浸炭法、特に浸炭性ガスを用いて減圧雰囲気中で熱
拡散によ多金属材料の表面に炭素を浸透拡散する真空浸
炭方法が広く採用されている。
てその表面だけを硬化し、一方では該鋼製品の靭性を維
持しつつ、他方では該鋼製品の耐摩耗性や耐疲労強度及
び耐衝撃性等を向上させる表面硬化熱処理に、浸炭法が
利用されている。かかる浸炭法は、木炭を主剤として浸
炭箱°を用いる固体浸炭法、シアン化ソーダを主剤とし
て溶融塩浴を用いる液体浸炭法、及び通常はメタンやプ
ロパン又はブタン等の炭化水素系化合物を主剤として浸
炭炉を用いるガス浸炭法に大別されるが、現在ではこの
ガス浸炭法、特に浸炭性ガスを用いて減圧雰囲気中で熱
拡散によ多金属材料の表面に炭素を浸透拡散する真空浸
炭方法が広く採用されている。
従来、この種の真空浸炭方法は、浸炭炉内において減圧
雰囲気下に予め所定浸炭温度で加熱保持されている金属
材料に対し例えば前記のような炭化水素系化合物を主剤
とする浸炭性ガスを導入して、この際の主に、 ＣｎＨｍ：；台ｆｆ（Ｃ）＋ ｙｍＨ２なる化学反応
によって生じる〔Ｃ〕の熱拡散によ多金属材料表面に炭
素を所定時間浸透する浸炭期、次いで水素ガス等浸炭炉
内残存ガスを吸引排気して炭素を所定時間拡散する拡散
期を各々経て、浸次処理する方法であり、前記のような
浸炭期及び拡散期を周期的に繰り返す方法（特公昭５ｌ
−２９７０３）も提供されている。
雰囲気下に予め所定浸炭温度で加熱保持されている金属
材料に対し例えば前記のような炭化水素系化合物を主剤
とする浸炭性ガスを導入して、この際の主に、 ＣｎＨｍ：；台ｆｆ（Ｃ）＋ ｙｍＨ２なる化学反応
によって生じる〔Ｃ〕の熱拡散によ多金属材料表面に炭
素を所定時間浸透する浸炭期、次いで水素ガス等浸炭炉
内残存ガスを吸引排気して炭素を所定時間拡散する拡散
期を各々経て、浸次処理する方法であり、前記のような
浸炭期及び拡散期を周期的に繰り返す方法（特公昭５ｌ
−２９７０３）も提供されている。
ところで、金属材料表面の浸炭処理においては、清浄な
処理面を得ること及び浸炭むらを小さくすることが常に
要請される。
処理面を得ること及び浸炭むらを小さくすることが常に
要請される。
しかし、前記した従来の真空浸炭方法には、斜上の要請
を充足するに欠ける欠点がある。すなわち、斜上の要請
をより良く充足するには、浸炭炉内の金属表面各部位に
おいて効率良く分解生成された清浄で且つ均一な〔Ｃ〕
雰囲気の形成されることが肝要である。ところが、前記
した従来の真空浸炭方法は、浸炭期から拡散期へ移行す
るに際して単に浸炭炉内残存ガスを吸引排気するだけで
あるため、浸炭炉内雰囲気中において例えば浸炭性ガス
の分解によって生じる水素ガスの分圧低下や該雰囲気の
浄化が充分にされ得す、またかかる水素ガス分圧が前記
可逆反応における所望の正反応促進に対して阻害要因と
なシ、更にこの単なる吸引排気では浸炭炉内雰囲気攪拌
効果も小さいため、結果的に、処理後の金属材料表面に
清浄な処理面を得ることが困難で、浸炭むらを小さくす
ることも不充分となるのである。
を充足するに欠ける欠点がある。すなわち、斜上の要請
をより良く充足するには、浸炭炉内の金属表面各部位に
おいて効率良く分解生成された清浄で且つ均一な〔Ｃ〕
雰囲気の形成されることが肝要である。ところが、前記
した従来の真空浸炭方法は、浸炭期から拡散期へ移行す
るに際して単に浸炭炉内残存ガスを吸引排気するだけで
あるため、浸炭炉内雰囲気中において例えば浸炭性ガス
の分解によって生じる水素ガスの分圧低下や該雰囲気の
浄化が充分にされ得す、またかかる水素ガス分圧が前記
可逆反応における所望の正反応促進に対して阻害要因と
なシ、更にこの単なる吸引排気では浸炭炉内雰囲気攪拌
効果も小さいため、結果的に、処理後の金属材料表面に
清浄な処理面を得ることが困難で、浸炭むらを小さくす
ることも不充分となるのである。
本発明は、このような従来欠点を解消する改良された真
空浸炭方法を提供するもので、その目的は、浸炭期から
拡散期へ移行するに際し不活性ガス、好ましくは真空浸
炭処理時の金属材料に対し完全不活性であるアルゴンガ
ス、を導入して浸炭炉内雰囲気中の水素ガス等を相対希
釈した後に吸引排気することにより、浸炭炉内雰囲気の
浄化と水素ガス分圧の低下を行って前記正反応を促進し
つつ処理後の金属材料表面に清浄な処理面を得るととも
に不活性ガス導入の際の攪拌効果によシ浸炭むらをより
小さくする点にある。
空浸炭方法を提供するもので、その目的は、浸炭期から
拡散期へ移行するに際し不活性ガス、好ましくは真空浸
炭処理時の金属材料に対し完全不活性であるアルゴンガ
ス、を導入して浸炭炉内雰囲気中の水素ガス等を相対希
釈した後に吸引排気することにより、浸炭炉内雰囲気の
浄化と水素ガス分圧の低下を行って前記正反応を促進し
つつ処理後の金属材料表面に清浄な処理面を得るととも
に不活性ガス導入の際の攪拌効果によシ浸炭むらをより
小さくする点にある。
以下、図面に基づいて本発明の構成を更に詳細に説明す
る。
る。
第１図は浸炭期と拡散期とを各１回だけ行う従来法の操
作手順を温度と減圧度との関係で例示する略視図であり
、この場合法のように処理している。被処理物である金
属材料が予め位置決めされている浸炭炉内を吸引排気１
１して該浸炭炉内雰囲気を所定減圧度、例えば１００μ
Ｈｇ程度にする。
作手順を温度と減圧度との関係で例示する略視図であり
、この場合法のように処理している。被処理物である金
属材料が予め位置決めされている浸炭炉内を吸引排気１
１して該浸炭炉内雰囲気を所定減圧度、例えば１００μ
Ｈｇ程度にする。
一方、該浸炭炉内の前記金属材料を加熱２１して所定浸
炭温度４１、例えば１０４０℃程度とし、この温度を後
述の拡散期終了まで維持している。
炭温度４１、例えば１０４０℃程度とし、この温度を後
述の拡散期終了まで維持している。
浸炭炉内が所定減圧雰囲気３１にあシ且つ金属材料が所
定浸炭温度４１にある段階で浸炭性ガス導入５１をし、
この際減圧度の低下、例えば２００鱈鴇程度に低下する
が、この状態で所定時間の浸炭期６１を経た後、浸炭炉
内の残存ガス吸引排気７１をし、次いで拡散期８１を経
て、これ以降例えば油焼入等をし、かくして浸炭処理を
行っている０ 第２図は浸炭期と拡散期とを周期的に各３回繰り返し行
う従来法の操作手順を前記第１図の場合と同様に温度と
減圧度との関係で例示する略視図である。この場合、浸
炭期６２．６３．６４と拡散期８２．８３．８４とを周
期的に各３回繰り返して行うこと及びこれらに伴って浸
炭性ガス導入５２．５３．５４と残存ガス吸引排気７２
．７３．７４とを各３回行うことを除き、その他の吸・
引排気１２、加熱２２、所定減圧雰囲気３２及び所定浸
炭温度４２等を含む操作手順については前記第１図の場
合とほぼ同様である。
定浸炭温度４１にある段階で浸炭性ガス導入５１をし、
この際減圧度の低下、例えば２００鱈鴇程度に低下する
が、この状態で所定時間の浸炭期６１を経た後、浸炭炉
内の残存ガス吸引排気７１をし、次いで拡散期８１を経
て、これ以降例えば油焼入等をし、かくして浸炭処理を
行っている０ 第２図は浸炭期と拡散期とを周期的に各３回繰り返し行
う従来法の操作手順を前記第１図の場合と同様に温度と
減圧度との関係で例示する略視図である。この場合、浸
炭期６２．６３．６４と拡散期８２．８３．８４とを周
期的に各３回繰り返して行うこと及びこれらに伴って浸
炭性ガス導入５２．５３．５４と残存ガス吸引排気７２
．７３．７４とを各３回行うことを除き、その他の吸・
引排気１２、加熱２２、所定減圧雰囲気３２及び所定浸
炭温度４２等を含む操作手順については前記第１図の場
合とほぼ同様である。
しかし、浸炭期から拡散期へ移行するに際して単に残存
ガス吸引排気だけをする、かかる従来の真空浸炭方法に
各種の欠点があることは前記した通シである。
ガス吸引排気だけをする、かかる従来の真空浸炭方法に
各種の欠点があることは前記した通シである。
本発明は、前記第１図の場合に対応する一実施例につき
同じく操作手順の略視図である第３図に示すように、浸
炭期６５から拡散期８５へ移行するに際し、浸炭期６５
の末期において不活性ガス導入９１をするものであり、
本実施例の場合、次のように処理している。被処理物で
ある金属材料が予め位置決めされている浸炭炉内を吸引
排気１３して該浸炭炉内雰囲気を所定減圧度、例えば１
００μ馬程度にする。一方、該浸炭炉内の前記金属材料
を加熱２３して所定浸炭温度４３、例えば１０４０℃程
度とし、この温度を後述の拡散期終了まで維持している
。浸炭炉内が所定減圧雰囲気３３にあシ且つ金属材料が
所定浸炭温度４３にある段階で浸°炭性ガス導入５５を
し、この際減圧度の低下、例えば２００ ｓａｇＨｇ程
度に低下するが、この状態で所定時間の浸炭期６５を経
た後、その浸炭末期において不活性ガス導入９１をする
。この際更に減圧度の低下、例えば６００１ＥＩＨｇ程
度に低下するが、かかる不活性ガス導入９１に引き続い
て浸炭炉内の残存ガス吸引排気７５をし、次いで拡散期
８５を経て、これ以降例えば油焼入等をし、かくして浸
炭処理を行っている。この除用いる不活性ガスは、真空
浸炭処理時の金属材料に対して完全不活性であるアルゴ
ンガスが好ましいが、このようにして、浸炭末期におけ
る不活性ガス導入で浸炭炉内雰囲気中の水素ガス等が相
対希釈された後に引き続いての残存ガス吸引排気をする
ことにより、浸炭炉内雰囲気の浄化と水素ガス分圧の低
下を行って前記正反応を促進しつつ処理後の金属材料表
面に清浄な処理面を得ることができ、併せて不活性ガス
導入の際の攪拌効果によシ浸炭むらをも小さくすること
ができるのである。
同じく操作手順の略視図である第３図に示すように、浸
炭期６５から拡散期８５へ移行するに際し、浸炭期６５
の末期において不活性ガス導入９１をするものであり、
本実施例の場合、次のように処理している。被処理物で
ある金属材料が予め位置決めされている浸炭炉内を吸引
排気１３して該浸炭炉内雰囲気を所定減圧度、例えば１
００μ馬程度にする。一方、該浸炭炉内の前記金属材料
を加熱２３して所定浸炭温度４３、例えば１０４０℃程
度とし、この温度を後述の拡散期終了まで維持している
。浸炭炉内が所定減圧雰囲気３３にあシ且つ金属材料が
所定浸炭温度４３にある段階で浸°炭性ガス導入５５を
し、この際減圧度の低下、例えば２００ ｓａｇＨｇ程
度に低下するが、この状態で所定時間の浸炭期６５を経
た後、その浸炭末期において不活性ガス導入９１をする
。この際更に減圧度の低下、例えば６００１ＥＩＨｇ程
度に低下するが、かかる不活性ガス導入９１に引き続い
て浸炭炉内の残存ガス吸引排気７５をし、次いで拡散期
８５を経て、これ以降例えば油焼入等をし、かくして浸
炭処理を行っている。この除用いる不活性ガスは、真空
浸炭処理時の金属材料に対して完全不活性であるアルゴ
ンガスが好ましいが、このようにして、浸炭末期におけ
る不活性ガス導入で浸炭炉内雰囲気中の水素ガス等が相
対希釈された後に引き続いての残存ガス吸引排気をする
ことにより、浸炭炉内雰囲気の浄化と水素ガス分圧の低
下を行って前記正反応を促進しつつ処理後の金属材料表
面に清浄な処理面を得ることができ、併せて不活性ガス
導入の際の攪拌効果によシ浸炭むらをも小さくすること
ができるのである。
第４図は前記第２図の場合に対応する本発明の他の一実
施例につき同じく操作手順を示す略視図である。この場
合、浸炭期６６．６７．６８と拡散期８６．８７．８８
とを周期的に各３回行うこと、更にこれらに伴って不活
性ガス導入９２．９３．９４を各浸炭末期に行うことを
除き、その他の吸引排気１４、加熱２４、所定減圧雰囲
気３４及び所定浸炭温度４４等を含む操作手順について
は前記第３図の場合とほぼ同様である。この実施例の場
合、各浸炭期６６．６７．６８の末期において不活性ガ
ス導入９２．９３．９４を全て行っているが、かかる不
活性ガス導入は場合に応じて適宜に成し得る性質を有す
るから、例えば前２回の不活性ガス導入９２．９３を行
って、最終の不活性ガス導入９４を省略することもでき
る。
施例につき同じく操作手順を示す略視図である。この場
合、浸炭期６６．６７．６８と拡散期８６．８７．８８
とを周期的に各３回行うこと、更にこれらに伴って不活
性ガス導入９２．９３．９４を各浸炭末期に行うことを
除き、その他の吸引排気１４、加熱２４、所定減圧雰囲
気３４及び所定浸炭温度４４等を含む操作手順について
は前記第３図の場合とほぼ同様である。この実施例の場
合、各浸炭期６６．６７．６８の末期において不活性ガ
ス導入９２．９３．９４を全て行っているが、かかる不
活性ガス導入は場合に応じて適宜に成し得る性質を有す
るから、例えば前２回の不活性ガス導入９２．９３を行
って、最終の不活性ガス導入９４を省略することもでき
る。
次に、一連の真空浸炭処理時において、前記第３図（実
施例１）又は第４図（実施例２）の操作手順による本発
明の具体的結果を前記第１図（比較例１）又は第２図（
比較例２）の操作手順による従来法の結果とともに、第
１表に例示する。処理対象金属材料は、いずれも、その
平面図である第５図及び第５図のＡ−Ａ線断面図である
第６図に示すような鋼製部品（ＪＩＳ−８ＣＭ４２０
）で、外周に８個の矩形状かみ合い突起片１を有し且つ
中心軸部に狭小な貫通孔２を有するギヤである。そして
第１表中表面炭素量と浸炭深さは図中ａ、ｂＸ ｃの３
箇所で測定した。
施例１）又は第４図（実施例２）の操作手順による本発
明の具体的結果を前記第１図（比較例１）又は第２図（
比較例２）の操作手順による従来法の結果とともに、第
１表に例示する。処理対象金属材料は、いずれも、その
平面図である第５図及び第５図のＡ−Ａ線断面図である
第６図に示すような鋼製部品（ＪＩＳ−８ＣＭ４２０
）で、外周に８個の矩形状かみ合い突起片１を有し且つ
中心軸部に狭小な貫通孔２を有するギヤである。そして
第１表中表面炭素量と浸炭深さは図中ａ、ｂＸ ｃの３
箇所で測定した。
第１表
第１表の結果からも、本発明によれば、従来法に比して
、表面性状が優れ、表面炭素量や浸炭深さの各部位にお
けるバラツキが少く且つ充分に浸炭処理されていること
が明らかである。
、表面性状が優れ、表面炭素量や浸炭深さの各部位にお
けるバラツキが少く且つ充分に浸炭処理されていること
が明らかである。
第１図と第２図は従来の各別の真空浸炭方法における操
作手順を例示する略視図、第３図と第４図は本発明の各
別の実施例における操作手順を示す略視図、第５図は第
１表の試験に用いたギヤの平面図、第６図は第５図のＡ
−Ａ線断面図である。 １１．１２．１３．１４・・・・吸引排気、２１．２２
．２３．２４・・・・加熱、３１．３２．３３．３４・
・・・所定減圧雰囲気、４１．４２．４３．４４・・・
・所定浸炭温度、５１．５２、・−・、５８・・・・浸
炭性ガス導入、６１．６２、・−・、６８・・・・浸炭
期、７１．７２、・φ・、７８・・・・残存ガス吸引排
気、８１．８２、・・・、８８・・・・拡散期、９１．
９２．９３．９４・・・・不活性ガス導入、特許出願人
大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 入 山 宏 正 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
作手順を例示する略視図、第３図と第４図は本発明の各
別の実施例における操作手順を示す略視図、第５図は第
１表の試験に用いたギヤの平面図、第６図は第５図のＡ
−Ａ線断面図である。 １１．１２．１３．１４・・・・吸引排気、２１．２２
．２３．２４・・・・加熱、３１．３２．３３．３４・
・・・所定減圧雰囲気、４１．４２．４３．４４・・・
・所定浸炭温度、５１．５２、・−・、５８・・・・浸
炭性ガス導入、６１．６２、・−・、６８・・・・浸炭
期、７１．７２、・φ・、７８・・・・残存ガス吸引排
気、８１．８２、・・・、８８・・・・拡散期、９１．
９２．９３．９４・・・・不活性ガス導入、特許出願人
大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 入 山 宏 正 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 浸炭性ガスを用いて浸炭炉内で減圧下熱拡散によ多
金属材料の表面を浸炭処理するに当シ、適宜に、浸炭期
から拡散期へ移行するに際し浸炭炉内へ不活性ガスを導
入して浸炭炉内雰囲気中の水素ガス等を相対希釈した後
に吸引排気することを特徴とする真空浸炭方法。 ２ 不活性ガスがアルゴンガスである特許請求の範囲第
１項記載の真空浸炭方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17872781A JPS5881963A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 真空浸炭方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17872781A JPS5881963A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 真空浸炭方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5881963A true JPS5881963A (ja) | 1983-05-17 |
Family
ID=16053512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17872781A Pending JPS5881963A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 真空浸炭方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5881963A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2678287A1 (fr) * | 1991-06-26 | 1992-12-31 | Etudes Const Mecaniques | Procede et four de cementation a basse pression. |
| FR2847591A1 (fr) * | 2002-11-25 | 2004-05-28 | Bosch Gmbh Robert | Procede de cementation de pieces en acier pour travail a chaud par carburation en depression |
| WO2018216615A1 (ja) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | 中外炉工業株式会社 | 浸炭処理装置及び浸炭処理方法 |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP17872781A patent/JPS5881963A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2678287A1 (fr) * | 1991-06-26 | 1992-12-31 | Etudes Const Mecaniques | Procede et four de cementation a basse pression. |
| FR2847591A1 (fr) * | 2002-11-25 | 2004-05-28 | Bosch Gmbh Robert | Procede de cementation de pieces en acier pour travail a chaud par carburation en depression |
| WO2018216615A1 (ja) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | 中外炉工業株式会社 | 浸炭処理装置及び浸炭処理方法 |
| JP2018199845A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | 中外炉工業株式会社 | 浸炭処理装置及び浸炭処理方法 |
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