TWI833179B - 鋼構件之氮化處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種氮化處理方法，其於在500℃～590℃之溫度範圍內實施之氮化處理中，能夠使γ'相良好地析出於氮化化合物層，進而能夠實現較高之耐點蝕性及彎曲疲勞強度。 本發明係一種具備至少3個階段之氮化處理步驟之鋼構件之氮化處理方法，第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施。第1氮化處理步驟之第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化處理步驟之第2氮化勢高於第1氮化勢，且為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化處理步驟之第3氮化勢低於第2氮化勢，且為0.26～0.60之範圍內之值。

Description

鋼構件之氮化處理方法
本發明係關於一種具備至少3個階段之氮化處理步驟之鋼構件之氮化處理方法。
對汽車用變速機所使用之齒輪等鋼構件要求較高之耐點蝕性及彎曲疲勞強度。為響應此種要求，作為強化齒輪等鋼構件之方法，已知有滲碳處理或氮化處理。
例如，專利文獻1中揭示有：為提昇鋼構件之耐點蝕性或彎曲疲勞強度，藉由氮化處理而於鋼構件之表面生成以γ'相為主成分之鐵氮化合物層較為有效。
又，專利文獻2中揭示有一種生成較高γ'比率(0.7以上)之氮化化合物層之氮化處理方法。具體而言，記載有一種使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體於570℃～600℃之溫度下所實施之3個階段之氣體氮化處理。更具體而言，於570℃～600℃之溫度下，第1氮化處理步驟中之氮化勢採用0.1～0.25，第2氮化處理步驟中之氮化勢採用1.0～2.0，第3氮化處理步驟中之氮化勢採用0.25。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特願2012-095035號公報 [專利文獻2]日本專利第6755106號公報
[發明所欲解決之問題]
本案發明者於對專利文獻2所揭示之氮化處理方法進行反覆深入研究中發現：於500℃～590℃之溫度範圍內，使第3氮化處理步驟中之氮化勢大於0.25者使γ'相析出於氮化化合物層之效果較高。
根據本案發明者，γ'相析出於氮化化合物層之作用(反應)受氮化勢及爐內溫度兩者之影響，於500℃～590℃之溫度範圍內，若將第3氮化處理步驟中之氮化勢設為0.25以下，則有亦析出硬度低於γ'相之α相，從而耐點蝕性或彎曲疲勞強度不足之情形。
本發明係基於以上見解而發明者。本發明之目的在於提供一種氮化處理方法，其於在500℃～590℃之溫度範圍內實施之氮化處理中，能夠使γ'相良好地析出於氮化化合物層，進而能夠實現較高之耐點蝕性及彎曲疲勞強度。 [解決問題之技術手段]
本發明係一種氮化處理方法，其特徵在於： 其係具備至少3個階段之氮化處理步驟之鋼構件之氮化處理方法，具備： 第1氮化處理步驟，其係於第1氮化勢之氮化氣體氛圍中對鋼構件進行氮化處理； 第2氮化處理步驟，其係於上述第1氮化處理步驟之後，於高於上述第1氮化勢之第2氮化勢之氮化氣體氛圍中對上述鋼構件進一步進行氮化處理；及 第3氮化處理步驟，其係於上述第2氮化處理步驟之後，於低於上述第2氮化勢之第3氮化勢之氮化氣體氛圍中對上述鋼構件進一步進行氮化處理； 上述第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施， 上述第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施， 上述第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施， 上述第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值， 上述第2氮化勢為0.30～10.00之範圍內之值， 上述第3氮化勢為0.26～0.60之範圍內之值， 於上述第2氮化處理步驟中，生成γ'相、ε相、或γ'相與ε相混合存在之氮化化合物層，且 於上述第3氮化處理步驟中，γ'相析出於上述氮化化合物層。
根據本發明，於在500℃～590℃之溫度下實施之第3氮化處理步驟中，藉由將第3氮化勢設為0.26～0.60之範圍內之值，能夠抑制硬度低於γ'相之α相之析出，從而使γ'相良好地析出於氮化化合物層，能夠實現較高之耐點蝕性及彎曲疲勞強度。
於本發明中，上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟例如於同一分批型熱處理爐內按順序實施， 於上述第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢， 於上述第2氮化處理步驟中，使用NH 3氣體、AX氣體及N 2氣體這3種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變NH 3氣體及AX氣體各自之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢， 於上述第3氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
於此種控制形態中，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值，以此為特徵之本發明之有效性得到證實。
或者，於本發明中，上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟例如於同一單室型熱處理爐內按順序實施， 於上述第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢， 於上述第2氮化處理步驟中，使用NH 3氣體、AX氣體及N 2氣體這3種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變NH 3氣體及AX氣體各自之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢， 於上述第3氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
於此種控制形態中，同樣地，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值，以此為特徵之本發明之有效性得到證實。
或者，於本發明中，上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟例如於同一分批型熱處理爐內按順序實施， 於上述第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢， 於上述第2氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢， 於上述第3氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
於此種控制形態中，同樣地，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值，以此為特徵之本發明之有效性得到證實。
或者，於本發明中，上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟例如於同一單室型熱處理爐內按順序實施， 於上述第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢， 於上述第2氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢， 於上述第3氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
於此種控制形態中，同樣地，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值，以此為特徵之本發明之有效性得到證實。
或者，於本發明中，上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟例如於同一單室型熱處理爐內按順序實施， 於上述第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢， 於上述第2氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢， 於上述第3氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
於此種控制形態中，同樣地，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值，以此為特徵之本發明之有效性得到證實。
或者，於本發明中，上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟例如於同一單室型熱處理爐內按順序實施， 於上述第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將NH 3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢， 於上述第2氮化處理步驟中，使用NH 3氣體、AX氣體及N 2氣體這3種氣體，將NH 3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢， 於上述第3氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將NH 3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
於此種控制形態中，同樣地，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值，以此為特徵之本發明之有效性得到證實。
再者，所謂單室型熱處理爐係不具備如分批型熱處理爐(參照圖1)般與加熱室不同之冷卻室，僅於1室內進行加熱及冷卻之熱處理爐，一般為坑式爐(參照圖3)或橫置式爐(參照圖5)。
又，於以上各發明中，上述第3氮化處理步驟之時間較佳為60分鐘以上。根據本案發明者之見解，藉由將第3氮化處理步驟之時間設為60分鐘以上，將充分達成伴隨氮化勢之變更之爐內氣體氛圍之轉換，且不會損害提高γ'率之效果。 [發明之效果]
根據本發明，於在500℃～590℃之溫度下實施之第3氮化處理步驟中，藉由將第3氮化勢設為0.26～0.60之範圍內之值，能夠抑制硬度低於γ'相之α相之析出，從而使γ'相良好地析出於氮化化合物層，能夠實現較高之耐點蝕性及彎曲疲勞強度。
[被處理體(工件)之例] 被處理體(工件)為鋼構件。具體而言，係自動變速機所使用之齒輪等包含機械構造用碳鋼鋼材或機械構造用合金鋼鋼材之鋼構件。例如，圓筒狀環齒輪或有底圓筒狀環齒輪於搭載於複數段治具上並平放於盒體(後述)內之狀態下進行氮化處理。
對於鋼構件，較佳為於氮化處理之前實施用以去除污垢或油之預洗。預洗例如較佳為藉由用烴系洗淨液使油等溶解置換並蒸發來進行脫脂乾燥之真空清洗，用鹼系洗淨液進行脫脂處理之鹼洗等。
[分批型熱處理爐之構成例] 圖1係本發明之氮化處理方法所使用之分批型熱處理爐1之構成概略圖。
如圖1所示，分批型熱處理爐1具備搬入部10、加熱室11、搬送室12、及搬出輸送器13。搬入部10上放置有盒體20，該盒體20內收納有作為被處理體(工件)之鋼構件。處理重量最大總計700 kg。
加熱室11之入口側(圖1中左側)安裝有具有開閉自如之門21之入口罩22。加熱室11為蒸餾罐構造，藉由用加熱器(未圖示)加熱蒸餾罐外周部來將爐內溫度控制為特定溫度。並且，用於氮化處理之複數種氣體被以後述之方式控制並導入至加熱室11內。
又，加熱室11之天花板上安裝有風扇26，其攪拌導入至加熱室11內之氣體，使鋼構件之加熱溫度均一化。並且，加熱室11之出口側(圖1中右側)安裝有開閉自如之中間門27。
搬送室12中設置有使收納有鋼構件之盒體20升降之升降機30。搬送室12之下部設置有儲存冷卻用油31之冷卻室(油槽)32。並且，於搬送室12之出口側(圖1中右側)安裝有具有開閉自如之門35之出口罩36。
再者，可採用將加熱室11及搬送室12設為同一空間之處理室，並藉由氣體來對熱處理後之鋼構件進行氣冷之構成。又，亦可將加熱室11分為2或3個，於2或3個加熱室中進行後述3個階段之氮化處理步驟。
[分批型熱處理爐之動作例] 於如上所述之構成之熱處理爐1中，利用推進器等將收納有鋼構件之盒體20自搬入部10搬入至加熱室11內。並且，於鋼構件(收納有其之盒體20)被搬入至加熱室11內之後，向加熱室11內導入處理氣體，用加熱器將該處理氣體加熱至特定溫度，進而一面用風扇26(例如以1500 rpm旋轉)進行攪拌，一面進行搬入至加熱室11內之鋼構件之氮化處理。
圖2係使用圖1之熱處理爐1之本發明之氮化處理方法之一實施方式之步驟圖。
於圖2之例中，於裝入鋼構件(工件)之前，將加熱室11內預先加熱至550℃。又，於該加熱步驟時，以70(L/min)之固定流量導入N 2氣體，且以90(L/min)之固定流量導入NH 3氣體。總流量為70＋90＝160(L/min)。
繼而，將鋼構件(工件)裝入加熱室11內。此時，打開門21，藉此如圖2所示，加熱室11內之溫度暫時降低。其後，關閉門21，將加熱室11內之溫度再次加熱至550℃。
於此種鋼構件裝入中，於圖2之例中，以160(L/min)之固定流量導入NH 3氣體。總流量亦為160(L/min)。
其後，實施3個階段之氮化處理步驟(後述實施例1-7)。具體而言，首先，例如採用0.30(0.10～1.00)之值作為第1氮化勢，於550℃之溫度下實施第1氮化處理步驟。
已知氮化勢K N係利用NH 3氣體之分壓P(NH 3)及H 2氣體之分壓P(H 2)，以下式表示。 K N＝P(NH 3)/P(H 2) 3/2
於第1氮化處理步驟中以如下方式對處理氣體之導入量進行反饋控制：測定加熱室11內之NH 3氣體之分壓P(NH 3)或H 2氣體之分壓P(H 2)，使根據該測定值所運算之氮化勢之值處於目標之第1氮化勢之附近範圍內。
於圖2之例中，利用導熱度式H 2感測器(未圖示)測定加熱室11內之H 2氣體之分壓P(H 2)，一面線上分析該測定值(根據該測定值運算氮化勢)一面對處理氣體之導入量進行反饋控制。具體而言，對NH 3氣體及AX氣體於合計流量160(L/min)之條件下各自增減。
於圖2之例中，此種第1氮化處理步驟實施60分鐘。藉此，鋼構件表面不形成化合物層或不形成ε相主體之化合物層，故而減少不利於γ'相形成之表面碳量，另一方面，能夠使氮有效率地擴散至內部。
接著，例如採用2.00(0.30～10.00)之值作為第2氮化勢，於550℃之溫度下實施第2氮化處理步驟。
於第2氮化處理步驟中亦以如下方式對處理氣體之導入量進行反饋控制：測定加熱室11內之NH 3氣體之分壓P(NH 3)或H 2氣體之分壓P(H 2)，使根據該測定值所運算之氮化勢之值處於目標之第2氮化勢之附近範圍內。
於圖2之例中，利用導熱度式H 2感測器(未圖示)測定加熱室11內之H 2氣體之分壓P(H 2)，一面線上分析該測定值(根據該測定值運算氮化勢)一面對處理氣體之導入量進行反饋控制。具體而言，以70(L/min)之固定流量導入N 2氣體，另一方面，對NH 3氣體及AX氣體於合計流量90(L/min)之條件下各自增減。總流量維持於70＋90＝160(L/min)。
於圖2之例中，此種第2氮化處理步驟實施200分鐘。藉此，於鋼構件生成γ'相、ε相、或γ'相與ε相混合存在之氮化化合物層。
接著，例如採用0.30(0.26～0.60)之值作為第3氮化勢，於550℃之溫度下實施第3氮化處理步驟。
於第3氮化處理步驟中亦以如下方式對處理氣體之導入量進行反饋控制：測定加熱室11內之NH 3氣體之分壓P(NH 3)或H 2氣體之分壓P(H 2)，使根據該測定值所運算之氮化勢之值處於目標之第3氮化勢之附近範圍內。
於圖2之例中，利用導熱度式H 2感測器(未圖示)測定加熱室11內之H 2氣體之分壓P(H 2)，一面線上分析該測定值(根據該測定值運算氮化勢)一面對處理氣體之導入量進行反饋控制。具體而言，對NH 3氣體及AX氣體於合計流量160(L/min)之條件下各自增減。
於圖2之例中，此種第3氮化處理步驟實施60分鐘。藉此，將γ'相析出於氮化化合物層。
第3氮化處理步驟結束後，進行冷卻步驟。於圖2之例中，冷卻步驟進行15分鐘(帶攪拌機之油槽，於油中(100℃)保持15分鐘)。冷卻步驟結束後，將收納有鋼構件之盒體20搬出至搬出輸送器13。
[坑式熱處理爐之構成例] 圖3係本發明之氮化處理方法所使用之坑式熱處理爐201之構成概略圖。
如圖3所示，坑式熱處理爐201具備有底筒狀之爐壁211及爐蓋212。
爐蓋212之下側(內側)設置有風扇213，該風扇213之旋轉軸貫通爐蓋212，與設置於爐蓋212之上側(外側)之風扇馬達214連接。
爐壁211之內側設置有蒸餾罐221，該蒸餾罐221之更內側設置有氣體引導筒222。藉由用加熱器(未圖示)加熱蒸餾罐221之外周部來將爐內(蒸餾罐221內)之溫度控制為特定溫度。並且，氣體引導筒222內放置有盒體20，該盒體20內收納有作為被處理體(工件)之鋼構件。處理重量最大總計700 kg。
又，用於氮化處理之複數種氣體一面被以後述之方式控制一面導入至蒸餾罐221內。進而，蒸餾罐221之外周部亦具有利用鼓風機(未圖示)進行冷卻之功能，冷卻時，藉由降低蒸餾罐221本身之溫度來冷卻爐內之工件(爐內冷卻)。
[坑式熱處理爐之動作例] 於如上所述之構成之熱處理爐201中，打開爐蓋212，將收納有鋼構件之盒體20搬入至氣體引導筒222內。並且，於鋼構件(收納有其之盒體20)被搬入至氣體引導筒222內之後，向蒸餾罐221內導入處理氣體，用加熱器將該處理氣體加熱至特定溫度，進而一面用風扇213(例如以1500 rpm旋轉)進行攪拌，一面進行搬入至氣體引導筒222內之鋼構件之氮化處理。
圖4係使用圖3之熱處理爐201之本發明之氮化處理方法之一實施方式之步驟圖。
於圖4之例中，於將鋼構件(工件)裝入氣體引導筒222內之後，將蒸餾罐221內加熱至550℃。於該加熱步驟之前半程，以40(L/min)之固定流量導入N 2氣體，於該加熱步驟之後半程，以40(L/min)之固定流量導入NH 3氣體。
其後，實施3個階段之氮化處理步驟(後述實施例5-7)。具體而言，首先，例如採用0.30(0.10～1.00)之值作為第1氮化勢，於550℃之溫度下實施第1氮化處理步驟。
如上所述，已知氮化勢K N係利用NH 3氣體之分壓P(NH 3)及H 2氣體之分壓P(H 2)，以下式表示。 K N＝P(NH 3)/P(H 2) 3/2
於第1氮化處理步驟中以如下方式對處理氣體之導入量進行反饋控制：測定氣體引導筒222內之NH 3氣體之分壓P(NH 3)或H 2氣體之分壓P(H 2)(亦可測定排氣內之NH 3氣體之分壓P(NH 3)或H 2氣體之分壓P(H 2))，使根據該測定值所運算之氮化勢之值處於目標之第1氮化勢之附近範圍內。
於圖4之例中，利用導熱度式H 2感測器(未圖示)測定氣體引導筒222內之H 2氣體之分壓P(H 2)，一面線上分析該測定值(根據該測定值運算氮化勢)一面對處理氣體之導入量進行反饋控制。具體而言，以50(L/min)之固定流量導入AX氣體，另一方面，增減NH 3氣體。總流量亦會發生變動。
於圖4之例中，此種第1氮化處理步驟實施60分鐘。藉此，鋼構件表面不形成化合物層或不形成ε相主體之化合物層，故而減少不利於γ'相形成之表面碳量，另一方面，能夠使氮有效率地擴散至內部。
接著，例如採用0.50(0.30～10.00)之值作為第2氮化勢，於550℃之溫度下實施第2氮化處理步驟。
於第2氮化處理步驟中亦以如下方式對處理氣體之導入量進行反饋控制：測定氣體引導筒222內之NH 3氣體之分壓P(NH 3)或H 2氣體之分壓P(H 2)，使根據該測定值所運算之氮化勢之值處於目標之第2氮化勢之附近範圍內。
於圖4之例中，利用導熱度式H 2感測器(未圖示)測定氣體引導筒222內之H 2氣體之分壓P(H 2)，一面線上分析該測定值(根據該測定值運算氮化勢)一面對處理氣體之導入量進行反饋控制。具體而言，以50(L/min)之固定流量導入AX氣體，另一方面，增減NH 3氣體。總流量亦會發生變動。
於圖4之例中，此種第2氮化處理步驟實施200分鐘。藉此，於鋼構件生成γ'相、ε相、或γ'相與ε相混合存在之氮化化合物層。
接著，例如採用0.30(0.26～0.60)之值作為第3氮化勢，於550℃之溫度下實施第3氮化處理步驟。
於第3氮化處理步驟中亦以如下方式對處理氣體之導入量進行反饋控制：測定加熱室11內之NH 3氣體之分壓P(NH 3)或H 2氣體之分壓P(H 2)，使根據該測定值所運算之氮化勢之值處於目標之第3氮化勢之附近範圍內。
於圖4之例中，利用導熱度式H 2感測器(未圖示)測定氣體引導筒222內之H 2氣體之分壓P(H 2)，一面線上分析該測定值(根據該測定值運算氮化勢)一面對處理氣體之導入量進行反饋控制。具體而言，以50(L/min)之固定流量導入AX氣體，另一方面，增減NH 3氣體。總流量亦會發生變動。
於圖4之例中，此種第3氮化處理步驟實施60分鐘。藉此，將γ'相析出於氮化化合物層。
第3氮化處理步驟結束後，進行冷卻步驟。於圖4之例中，冷卻步驟之前半程(至400℃左右為止)進行與第3氮化處理步驟同樣之處理氣體導入量之控制。即，以50(L/min)之固定流量導入AX氣體，另一方面，增減NH 3氣體。於冷卻步驟之後半程(400℃～100℃左右)，以20(L/min)之固定流量導入N 2氣體。冷卻步驟結束後，打開爐蓋212，將收納有鋼構件之盒體20自氣體引導筒222搬出。
[橫置式熱處理爐之構成例] 圖5係本發明之氮化處理方法所使用之橫置式熱處理爐之構成概略圖。
橫置式熱處理爐基本上係將坑式熱處理爐橫置而成之爐，但亦可採用如下構成：如圖5所示，將風扇213及風扇馬達214設置於與爐蓋212相對向之爐壁211之壁面上，而非爐蓋212上。
橫置式熱處理爐之其他之構成與使用圖3所說明之坑式熱處理爐之構成大致相同。
[橫置式熱處理爐之動作例] 於橫置式熱處理爐中亦打開爐蓋212，將收納有鋼構件之盒體20搬入至氣體引導筒222內。並且，於鋼構件(收納有其之盒體20)被搬入至氣體引導筒222內之後，向蒸餾罐211內導入處理氣體，用加熱器將該處理氣體加熱至特定溫度，進而一面用風扇213(例如以1500 rpm旋轉)進行攪拌，一面進行搬入至氣體引導筒222內之鋼構件之氮化處理。
圖4之步驟圖於使用橫置式熱處理爐之情形時亦有效。具體而言，可進行加熱步驟(於前半程與後半程中氣體導入之形態不同)、第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟、第3氮化處理步驟、及冷卻步驟(於前半段與後半階段中氣體導入之形態不同)。冷卻步驟結束後，打開爐蓋212，將收納有鋼構件之盒體20自氣體引導筒222搬出。
[效果之總結] 根據如上所述之本發明之實施方式，使用分批型熱處理爐或使用單室型熱處理爐，均能夠獲得於表面具有以γ'相為主成分之氮化鐵化合物層之氮化鋼構件。
藉由各實施方式而獲得之鋼構件由於在內部形成有氮擴散層及氮化物而得到強化，並且於表面形成有富γ'相之氮化鐵化合物層，故而能夠實現充分之耐點蝕性及彎曲疲勞強度。
又，與滲碳或滲碳氮化處理相比較，本發明之氮化處理係於奧氏體變態溫度以下之處理，故而應變量較小。又，由於可省略於滲碳或滲碳氮化處理中為必須步驟之淬火步驟，故而應變不均量亦較小。其結果，能夠獲得高強度且低應變之氮化鋼構件。
[對本發明之溫度範圍之補充] 於本發明中，各氮化處理步驟之溫度設為500℃～590℃。據說於氮化處理中溫度較高者生產性較佳。但是，根據本案發明者之檢證，若高於590℃，則硬化量減少，且於表面形成奧氏體層，故而將590℃設為上限為佳。另一方面，根據本案發明者之檢證，若氮化處理溫度低於500℃，則氮化化合物層之形成速度變慢，於成本方面不佳，故而將500℃設為下限為佳。
又，第2氮化處理步驟之溫度與第3氮化處理步驟之溫度之差較小者能夠減小鋼構件(工件)之溫度不均，從而能夠抑制鋼構件(工件)之氮化品質不均。具體而言，兩氮化處理步驟之溫度差較佳為控制於50℃以內，進而較佳為控制於30℃以內。
[實施例1-1～1-14、比較例1-1～1-8] 對於複數個圓筒狀環齒輪(鋼種可不同)，使用分批型熱處理爐1，按照作為圖6示出之表1中之條件實施3個階段之氮化處理。
於實施例1-1～1-14、比較例1-1～1-8中，第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟係於同一分批型熱處理爐1內按順序實施。
又，於實施例1-1～1-14、比較例1-1～1-8之第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例1-1～1-14、比較例1-1～1-8之第2氮化處理步驟中，使用NH 3氣體、AX氣體及N 2氣體這3種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變NH 3氣體及AX氣體各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例1-1～1-14、比較例1-1～1-8之第3氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第2氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第2氮化勢(K N)。
於實施例1-1～1-14、比較例1-1～1-8中，於第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟前後實施使用圖2所說明之各步驟。
於表1中，相之鑑定方法係基於X射線繞射圖樣而進行，該X射線繞射圖樣係自鋼材表面起進行利用2θ-θ掃描法之X射線繞射測定(Rigaku製造之MiniFlex600，Cu管，40 kV-15 mA)而得。
又，於表1中，化合物層厚度係將經氮化處理之鋼材於深度方向上切斷，根據剖面之組織觀察結果測定表面化合物層之厚度。富γ'相之化合物層厚度較佳為2～20 μm。若未達2 μm，則過薄從而疲勞強度之提昇不足，另一方面，若超過20 μm，則作為疲勞裂痕起點之化合物層之多孔層變厚從而疲勞強度下降。
根據表1所示之結果可知，藉由實施例1-1～1-14，本發明之有效性得到證實，本發明之特徵在於：於在分批爐中使用上述3種氣體之控制形態中，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值。
另一方面，藉由比較例1-1～1-8證實了：於500℃～590℃之溫度範圍內，若將第3氮化處理步驟中之氮化勢設為0.25以下，則亦析出硬度低於γ'相之α相，從而耐點蝕性或彎曲疲勞強度不足。
[實施例2-1～2-14、比較例2-1～2-8] 對於複數個圓筒狀環齒輪(鋼種可不同)，使用坑式熱處理爐201，按照作為圖7示出之表2中之條件實施3個階段之氮化處理。
於實施例2-1～2-14、比較例2-1～2-8中，第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟係於同一坑式熱處理爐201內按順序實施。
又，於實施例2-1～2-14、比較例2-1～2-8之第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例2-1～2-14、比較例2-1～2-8之第2氮化處理步驟中，使用NH 3氣體、AX氣體及N 2氣體這3種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變NH 3氣體及AX氣體各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例2-1～2-14、比較例2-1～2-8之第3氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第2氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第2氮化勢(K N)。
於實施例2-1～2-14、比較例2-1～2-8中，於第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟前後實施使用圖4所說明之各步驟。
表2中之相之鑑定方法及化合物層厚度以與表1中之該等相同之方式判定。
根據表2所示之結果可知，藉由實施例2-1～2-14，本發明之有效性得到證實，本發明之特徵在於：於在坑式爐中使用上述3種氣體之控制形態中，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值。
另一方面，藉由比較例2-1～2-8證實了：於500℃～590℃之溫度範圍內，若將第2氮化處理步驟中之氮化勢設為0.25以下，則亦析出硬度低於γ'相之α相，從而耐點蝕性或彎曲疲勞強度不足。
[實施例3-1～3-14、比較例3-1～3-8] 對於複數個圓筒狀環齒輪(鋼種可不同)，使用分批型熱處理爐1，按照作為圖8示出之表3中之條件實施3個階段之氮化處理。
於實施例3-1～3-14、比較例3-1～3-8中，第1氮化處理步驟及第2氮化處理步驟係於同一分批型熱處理爐1內按順序實施。
又，於實施例3-1～3-14、比較例3-1～3-8之第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例3-1～3-14、比較例3-1～3-8之第2氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例3-1～3-14、比較例3-1～3-8之第3氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第2氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第2氮化勢(K N)。
於實施例3-1～3-14、比較例3-1～3-8中，於第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟前後實施使用圖2所說明之各步驟。
表3中之相之鑑定方法及化合物層厚度以與表1及表2中之該等相同之方式判定。
根據表3所示之結果可知，藉由實施例3-1～3-14，本發明之有效性得到證實，本發明之特徵在於：於在分批爐中使用上述兩種氣體之控制形態中，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值。
另一方面，藉由比較例3-1～3-8證實了：於500℃～590℃之溫度範圍內，若將第2氮化處理步驟中之氮化勢設為0.25以下，則亦析出硬度低於γ'相之α相，從而耐點蝕性或彎曲疲勞強度不足。
[實施例4-1～4-14、比較例4-1～4-8] 對於複數個圓筒狀環齒輪(鋼種可不同)，使用坑式熱處理爐201，按照作為圖9示出之表4中之條件實施3個階段之氮化處理。
於實施例4-1～4-14、比較例4-1～4-8中，第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟係於同一坑式熱處理爐201內按順序實施。
又，於實施例4-1～4-14、比較例4-1～4-8之第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例4-1～4-14、比較例4-1～4-8之第2氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例4-1～4-14、比較例4-1～4-8之第3氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使第2氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第2氮化勢(K N)。
於實施例4-1～4-14、比較例4-1～4-8中，於第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟前後實施使用圖4所說明之各步驟。
表4中之相之鑑定方法及化合物層厚度以與表1至表3中之該等相同之方式判定。
根據表4所示之結果可知，藉由實施例4-1～4-14，本發明之有效性得到證實，本發明之特徵在於：於在坑式爐中使用上述兩種氣體之控制形態中，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值。
另一方面，藉由比較例4-1～4-8證實了：於500℃～590℃之溫度範圍內，若將第2氮化處理步驟中之氮化勢設為0.25以下，則亦析出硬度低於γ'相之α相，從而耐點蝕性或彎曲疲勞強度不足。
[實施例5-1～5-14、比較例5-1～5-8] 對於複數個圓筒狀環齒輪(鋼種可不同)，使用坑式熱處理爐201，按照作為圖10示出之表5中之條件實施3個階段之氮化處理。
於實施例5-1～5-14、比較例5-1～5-8中，第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟係於同一坑式熱處理爐201內按順序實施。
又，於實施例5-1～5-14、比較例5-1～5-8之第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例5-1～5-14、比較例5-1～5-8之第2氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例5-1～5-14、比較例5-1～5-8之第3氮化處理步驟中，亦使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使第2氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第2氮化勢(K N)。
於實施例5-1～5-14、比較例5-1～5-8中，於第1氮化處理步驟及第2氮化處理步驟前後實施用使圖4所說明之各步驟。
表5中之相之鑑定方法及化合物層厚度以與表1至表4中之該等相同之方式判定。
根據表5所示之結果可知，藉由實施例5-1～5-14，本發明之有效性得到證實，本發明之特徵在於：於在坑式爐中使用上述兩種氣體之控制形態中，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值。
另一方面，藉由比較例5-1～5-8證實了：於500℃～590℃之溫度範圍內，若將第2氮化處理步驟中之氮化勢設為0.25以下，則亦析出硬度低於γ'相之α相，從而耐點蝕性或彎曲疲勞強度不足。
[實施例6-1～6-14、比較例6-1～6-8] 對於複數個圓筒狀環齒輪(鋼種可不同)，使用坑式熱處理爐201，按照作為圖11示出之表6中之條件實施2個階段之氮化處理。
於實施例6-1～6-14、比較例6-1～6-8中，第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟係於同一坑式熱處理爐201內按順序實施。
又，於實施例6-1～6-14、比較例6-1～6-8之第1氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將NH 3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
又，於實施例6-1～6-14、比較例6-1～6-8之第2氮化處理步驟中，使用NH 3氣體、AX氣體及N 2氣體這3種氣體，將NH 3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使第2氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第2氮化勢(K N)。
又，於實施例6-1～6-14、比較例6-1～6-8之第3氮化處理步驟中，使用NH 3氣體及AX氣體這兩種氣體，將NH 3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使第1氮化處理步驟中之氮化勢成為目標之第1氮化勢(K N)。
於實施例6-1～6-14、比較例6-1～6-8中，於第1氮化處理步驟至第3氮化處理步驟前後實施使用圖4所說明之各步驟。
表6中之相之鑑定方法及化合物層厚度以與表1至表5中之該等相同之方式判定。
根據表6所示之結果可知，藉由實施例6-1～6-14，本發明之有效性得到證實，本發明之特徵在於：於在坑式爐中使用上述3種氣體之控制形態中，第1氮化處理步驟於500℃～590℃之溫度下實施，第2氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第3氮化處理步驟亦於500℃～590℃之溫度下實施，第1氮化勢為0.10～1.00之範圍內之值，第2氮化勢高於第1氮化勢，為0.30～10.00之範圍內之值，第3氮化勢低於第2氮化勢，為0.26～0.60之範圍內之值。
另一方面，藉由比較例6-1～6-8證實了：於500℃～590℃之溫度範圍內，若將第2氮化處理步驟中之氮化勢設為0.25以下，則亦析出硬度低於γ'相之α相，從而耐點蝕性或彎曲疲勞強度不足。
1:熱處理爐 10:搬入部 11:加熱室 12:搬送室 13:搬出輸送器 20:盒體 21:門 22:入口罩 26:風扇 27:中間門 30:升降機 31:冷卻室(油槽) 35:門 36:出口罩 201:熱處理爐 211:爐壁 212:爐蓋 213:風扇 214:風扇馬達 221:蒸餾罐 222:氣體引導筒
圖1係本發明之氮化處理方法所使用之分批型熱處理爐之構成概略圖。 圖2係使用圖1之熱處理爐之本發明之氮化處理方法之一實施方式之步驟圖。 圖3係本發明之氮化處理方法所使用之坑式(單室型)熱處理爐之構成概略圖。 圖4係使用圖3之熱處理爐之本發明之氮化處理方法之一實施方式之步驟圖。 圖5係本發明之氮化處理方法所使用之橫置式(單室型)熱處理爐之構成概略圖。 圖6係表示本發明之實施例及比較例之氮化條件及處理結果之表。 圖7係表示本發明之實施例及比較例之氮化條件及處理結果之表。 圖8係表示本發明之實施例及比較例之氮化條件及處理結果之表。 圖9係表示本發明之實施例及比較例之氮化條件及處理結果之表。 圖10係表示本發明之實施例及比較例之氮化條件及處理結果之表。 圖11係表示本發明之實施例及比較例之氮化條件及處理結果之表。

Claims (8)

  1. 一種氮化處理方法，其特徵在於：其係具備至少3個階段之氮化處理步驟之鋼構件之氮化處理方法，具備：第1氮化處理步驟，其係於第1氮化勢之氮化氣體氛圍中對鋼構件進行氮化處理；第2氮化處理步驟，其係於上述第1氮化處理步驟之後，於高於上述第1氮化勢之第2氮化勢之氮化氣體氛圍中對上述鋼構件進一步進行氮化處理；及第3氮化處理步驟，其係於上述第2氮化處理步驟之後，於低於上述第2氮化勢之第3氮化勢之氮化氣體氛圍中對上述鋼構件進一步進行氮化處理；上述第1氮化處理步驟於500℃~590℃之溫度下實施，上述第2氮化處理步驟亦於500℃~590℃之溫度下實施，上述第3氮化處理步驟亦於500℃~590℃之溫度下實施，上述第1氮化勢為0.10~1.00之範圍內之值，上述第2氮化勢為0.30~10.00之範圍內之值，上述第3氮化勢為0.26~0.60之範圍內之值(其中，上述第3氮化勢為0.30之情形除外)，於上述第2氮化處理步驟中，生成γ'相、ε相、或γ'相與ε相混合存在之氮化化合物層，且於上述第3氮化處理步驟中，γ'相析出於上述氮化化合物層。
  2. 如請求項1之氮化處理方法，其中上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟係於同一分批型熱處理爐內按順序實施，於上述第1氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢，於上述第2氮化處理步驟中，使用NH3氣體、AX氣體及N2氣體這3種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變NH3氣體及AX氣體各自之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢，於上述第3氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
  3. 如請求項1之氮化處理方法，其中上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟係於同一單室型熱處理爐內按順序實施，於上述第1氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢，於上述第2氮化處理步驟中，使用NH3氣體、AX氣體及N2氣體這3種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變NH3氣體及AX氣體各自之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢， 於上述第3氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
  4. 如請求項1之氮化處理方法，其中上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟係於同一分批型熱處理爐內按順序實施，於上述第1氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢，於上述第2氮化處理步驟中，亦使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢，於上述第3氮化處理步驟中，亦使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
  5. 如請求項1之氮化處理方法，其中上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟係於同一單室型熱處理爐內按順序實施，於上述第1氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢，於上述第2氮化處理步驟中，亦使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控 制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢，於上述第3氮化處理步驟中，亦使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之總流量設為固定並一面改變其等各自之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
  6. 如請求項1之氮化處理方法，其中上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟係於同一單室型熱處理爐內按順序實施，於上述第1氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢，於上述第2氮化處理步驟中，亦使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢，於上述第3氮化處理步驟中，亦使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將其等之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
  7. 如請求項1之氮化處理方法，其中上述第1氮化處理步驟、第2氮化處理步驟及上述第3氮化處理步驟係於同一單室型熱處理爐內按順序實施，於上述第1氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將NH3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第1氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第1氮化勢， 於上述第2氮化處理步驟中，使用NH3氣體、AX氣體及N2氣體這3種氣體，將NH3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第2氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第2氮化勢，於上述第3氮化處理步驟中，使用NH3氣體及AX氣體這兩種氣體，將NH3氣體及AX氣體之一之導入量設為固定並一面改變另一者之導入量，藉此進行控制以使該第3氮化處理步驟中之氮化勢成為上述第3氮化勢。
  8. 如請求項1至7中任1項之氮化處理方法，其中上述第3氮化處理步驟之時間為60分鐘以上。
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