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HARDENING TREATMENT METHOD OF LOW ALLOY STEEL commons

Patent code P170013612
File No. OU-0237
Posted date Jan 18, 2017
Application number P2013-147117
Publication number P2014-111821A
Patent number P6241839
Date of filing Jul 12, 2013
Date of publication of application Jun 19, 2014
Date of registration Nov 17, 2017
Priority data
  • P2012-243083 (Nov 2, 2012) JP
Inventor
  • (In Japanese)市來 龍大
  • (In Japanese)永松 寛和
  • (In Japanese)井上 貴史
  • (In Japanese)赤峰 修一
  • (In Japanese)金澤 誠司
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人大分大学
Title HARDENING TREATMENT METHOD OF LOW ALLOY STEEL commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hardening treatment method capable of surface layer hardening treatment of a low alloy steel having a small content of a rare metal or not containing a rare metal.
SOLUTION: In a hardening treatment method of a low alloy steel, the surface of the low alloy steel is irradiated with a plasma jet of nitrogen gas containing hydrogen gas added thereto under an atmospheric pressure to heat a surface layer of the low alloy steel to an austenitic transformation point temperature or higher, and to thereby diffuse nitrogen atoms onto the surface layer of the low alloy steel; and further, the low alloy steel is hardened to generate martensitic transformation of the surface layer of the low alloy steel, to thereby generate a nitrogen martensite phase.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、低合金鋼の硬化処理方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【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Fe-N系における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
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、及び
前記焼入れが、衝風冷却、液体噴霧冷却、またはそれらの組み合わせによって行われること、
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】
 
前記液体噴霧冷却の液体が、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である、請求項1~5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7】
 
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16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8】
 
表面から500μmの深さまでの表面層窒素マルテンサイト相であり400Hv以上のビッカース硬さを有する、低合金鋼。

【請求項9】
 
前記低合金鋼が、0~0.5質量%のレアメタルを含む、請求項8に記載の低合金鋼。

【請求項10】
 
前記低合金鋼が、0~0.3質量%の炭素を含む、請求項8または9に記載の低合金鋼。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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State of application right Registered
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