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低合金鋼の硬化処理方法 コモンズ

国内特許コード P170013612
整理番号 OU-0237
掲載日 2017年1月18日
出願番号 特願2013-147117
公開番号 特開2014-111821
出願日 平成25年7月12日(2013.7.12)
公開日 平成26年6月19日(2014.6.19)
優先権データ
  • 特願2012-243083 (2012.11.2) JP
発明者
  • 市來 龍大
  • 永松 寛和
  • 井上 貴史
  • 赤峰 修一
  • 金澤 誠司
出願人
  • 国立大学法人 大分大学
発明の名称 低合金鋼の硬化処理方法 コモンズ
発明の概要 【課題】レアメタルの含有量が少ないかまたはレアメタルを含まない低合金鋼の表層硬化処理が可能な硬化処理方法を提供する。
【解決手段】低合金鋼の表面に、水素ガスを加えた窒素ガスのプラズマジェットを大気圧下で照射して、前記低合金鋼の表面層をオーステナイト変態点温度以上に加熱して、前記低合金鋼の表面層に窒素原子を拡散させること、並びに
前記低合金鋼を焼入れして、前記低合金鋼の表面層をマルテンサイト変態させて窒素マルテンサイト相を生成すること、を含む、低合金鋼の硬化処理方法。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来から、炭素鋼等の鉄鋼材料は、他の金属に比べて汎用性が高いことから、工業的に広い分野で利用されている。



このような鉄鋼材料は、その表層について硬化処理が施されて長寿命化が図られており、例えば、自動車産業において、自動車のピストンリング、クランクシャフト、各種歯車、カム、金型の鍛造品、プレス成型品、ダイカスト押し出し成型品、射出成型品、切削工具のドリル、タップ、リーマ等に用いられている。



表層の硬化処理方法としては、窒素ガスによりシールドされたFe、Ti、Al、Si、Zr等の金属材料表面に、窒素ガスのプラズマを照射して窒化する表面処理法が開示されている(特許文献1)。



また、プラズマトーチ内で発生させたプラズマアークに窒素含有ガスを供給し、プラズマトーチの外ノズルから窒素のプラズマジェットを余熱した被処理材表面に照射する際に、外ノズルの中心軸線に対して対称な2箇所以上からプラズマジェットの方向に余熱した窒素ガスを噴出させて、プラズマジェットを広幅化させ、被処理材表面を窒化処理することを特徴とするプラズマジェットによる窒化方法が開示されている(特許文献2)。



また、窒素を少なくとも含む原料ガスを用いて発生させた大気圧プラズマジェットを材料に照射することにより、その材料の表面を窒化させることを特徴とする窒化処理法が開示されている(特許文献3)。

産業上の利用分野


本発明は、低合金鋼の硬化処理方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
低合金鋼の表面に、水素ガスを加えた窒素ガスのプラズマジェットを大気圧下で照射して、前記低合金鋼の表面層をオーステナイト変態点温度以上に加熱して、前記低合金鋼の表面層に窒素原子を拡散させること、並びに
前記低合金鋼を焼入れして、前記低合金鋼の表面層をマルテンサイト変態させて窒素マルテンサイト相を生成すること、
を含む、低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項2】
前記低合金鋼が、0~0.5質量%のレアメタルを含む、請求項1に記載の低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項3】
前記低合金鋼が、0~0.3質量%の炭素を含む、請求項1または2に記載の低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項4】
前記窒素ガスに対する前記水素ガスの割合が、0.1~10体積%である、請求項1~3のいずれか一項に記載の低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項5】
前記焼入れが、衝風冷却、液体冷却、またはそれらの組み合わせで行う、請求項1~4のいずれか一項に記載の低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項6】
前記衝風冷却が、窒素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、またはそれらの組み合わせを用いて行われる、請求項5に記載の低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項7】
前記液体冷却が、水、液体窒素、油、ポリマー焼き入れ剤、またはそれらの組み合わせを用いて行われる、請求項5に記載の低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項8】
前記焼入れが、前記低合金鋼の表面層を、100~600℃/秒の冷却速度で550℃以下に冷却することを含む、請求項5~7のいずれか一項に記載の低合金鋼の硬化処理方法。

【請求項9】
表面層に窒素マルテンサイト相を含む低合金鋼。

【請求項10】
前記低合金鋼が、0~0.5質量%のレアメタルを含む、請求項9に記載の低合金鋼。

【請求項11】
前記低合金鋼が、0~0.3質量%の炭素を含む、請求項9または10に記載の低合金鋼。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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