合金钢零件的表面改质装置、合金钢零件的表面改质方法以及合金钢零件的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供可使形状宽阔或大量的钢制零件获得深层且均匀的硬化层的合金钢零件的表面改质装置、合金钢零件的表面改质方法以及合金钢零件的制造方法。该表面改质装置(100)具备处理炉(101)，藉以对添加有铬、钼及铝等氮化物形成元素的至少1种以上元素的合金钢材制合金钢零件(90)进行表面改质处理。该表面改质装置(100)使合金钢零件(90)暴露在氨气浓度维持80％以上且温度维持620℃的氛围环境状态的处理炉(101)内至少180分钟以上，而在合金钢零件(90)表面形成化合物层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有氮化物形成元素的合金钢材制合金钢零件的表面改质装置、合金钢零件的表面改质方法以及合金钢零件的制造方法。
技术介绍
传统上，构成四轮车或两轮车等车辆的各种合金钢制机械零件中，为了达到提升机械式滑动部分的耐摩耗性的目的而实施了表面改质处理。例如，下述专利文献1中就揭示了藉由所谓离子氮化处理(也称为“电浆氮化处理”)而将钢零件表面加以改质以提升耐摩耗性或耐冲击性的热处理方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平09－125225号公报然而，上述专利文献1所记载的表面改质方法中，由于是藉离子氮化处理进行钢制零件的表面改质，所以会由于中空阴极效应或边缘效应而难以产生均匀的表面改质层(硬化层)，同时有获得表面改质的零件受到限制的问题。此处所谓中空阴极效应，是指因合金钢零件形成有小直径的孔部时，难以在该孔部内进行放电，导致表面改质层不均匀的现象。此外，所谓边缘效应，是指合金钢零件形成有由锐角、直角或钝角所构成的角部时，会因该角部而使放电集中，导致表面改质层不均致的现象。而且，离子氮化处理必须将作为处理对象的钢制零件彼此分开配置在处理炉内，而有不适于大量钢制零件进行表面改质处理的问题。本专利技术是为了解决上述问题而研创的，其目的在于提供可在形状宽阔或大量的钢制零件上获得深层且均匀的硬化层的合金钢零件的表面改质装置、合金钢零件的表面改质方法以及合金钢零件的制造方法。专利
技术实现思路
为了达成上述目的，本专利技术为用以对含有氮化物形成元素的合金钢材制合金钢零件进行表面改质的合金钢零件的表面改质装置，其特征在于具备表面改质处理手段，藉以使合金钢零件暴露在氨气浓度为80％以上且温度为610℃以上630℃以下的氛围环境中至少180分钟以上，使零件表面改质。在此情况中，所称氮化物形成元素，是指藉由氮的渗透扩散而生成硬质氮化物的元素，具体而言，是指铬、钼及铝中的至少1种元素。再者，含有氮化物形成元素的合金钢材，是指在碳钢中添加有JIS规格(日本工业规格)所规定的最少量以上前述氮化物形成元素，具体而言，为铬0.3wt％以上，钼0.08wt％以上，铝0.1wt％以上。若依据以此方式构成的本专利技术特征，合金钢零件的表面改质装置的构成包含供合金钢零件暴露在氨气浓度为80％以上且温度在610℃以上630℃以下的氛围环境中至少180分钟以上的表面改质处理手段。藉此特征，依本发明人等的实验，已确认可在合金钢零件的表面稳定形成25μm以上厚度的化合物层。亦即，若依据本专利技术所涉及的合金钢零件的表面改质方法，由于可在散发有藉氨气热分解所生成的氮气氛围环境中进行表面改质处理，故可在形状宽阔的合金钢零件上形成深层且均匀的硬化层。而且，因若依据本专利技术所涉及的合金钢零件的表面改质装置，只要将作为处理对象的合金钢零件彼此间以保持氨气得以流通程度的间隔配置在处理炉内即可，故相较于离子氮化处理，可以对大量的合金钢零件有效率地进行表面改质处理。此外，若依本专利技术人等的实验，对合金钢零件进行表面改质的处理中，以氨气浓度保持固定为优选。再者，本专利技术的另一特征为在前述合金钢零件的表面改质装置中，表面改质处理手段的前述温度为620℃。若依据以此方式构成的本专利技术另一特征，由于合金钢零件的表面改质装置使合金钢零件的暴露氛围环境的温度设定在620℃，故依本专利技术人等的实验，可以更稳定的形成硬化层。此外，若依本专利技术人等的实验，合金钢零件的暴露氛围环境的温度只要在610℃以上630℃以下即可，但615℃以上625℃以下的温度更合适，其中又以620℃最合适。而且，在这些情况中，合金钢零件的暴露氛围环境的温度以处理中保持固定较理想。再者，本专利技术的再一特征为在前述合金钢零件的表面改质装置中，合金钢零件包含尖形角部及直径8mm以下的孔部的至少一个。在此情况中，角部可作为例如以锐角、直角或钝角构成的部位或尖锤形状。若依据以此方式构成的本专利技术再一特征，在合金钢零件的构成即使包含尖形角部或直径8mm以下的孔部的情况，本专利技术合金钢零件的表面改质方法也可形成均匀的硬化层。而且，本专利技术不仅可当作合金钢零件的表面改质装置专利技术来实施，也可作为合金钢零件的表面改质方法及合金钢零件的制造方法专利技术来实施。具体而言，合金钢零件的表面改质方法，为对包含氮化物形成元素的合金钢材制合金钢零件进行表面改质的合金钢零件表面改质装置，其中只要包含表面改质处理步骤，藉以供合金钢零件暴露在氨气浓度80％以上且温度在610℃以上630℃以下的氛围环境中至少180分钟以上，使合金钢零件的表面改质即可。在此情况中，表面改质处理步骤以前述温度在615℃以上625℃以下较合适，其中又以620℃最合适。而且，在这些情况中，合金钢零件可包含尖形角部及直径8mm以下的孔部的至少一个。此外，本专利技术合金钢零件的制造方法为含有氮化物形成元素的合金钢材制合金钢零件的制造方法，其中只要包含表面改质处理步骤，藉以将合金钢零件暴露在氨气浓度80％以上且温度在610℃以上630℃以下的氛围环境中至少180分钟以上，使合金钢零件表面改质即可。附图说明图1为使用于本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法的合金钢零件表面改质装置的概略构成示意图。图2为要施以本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法的合金钢零件的概略构成剖面图。图3为藉本专利技术一实施形态所涉及的合金钢零件表面改质方法所进行的合金钢零件制造步骤流程图。图4为藉本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法而显示形成在合金钢零件表层的硬化层的硬度和深度的关系的曲线图。图5为藉本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法进行表面改质处理的试片A～E的化学成分值表。图6为藉本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法而形成在试片A～E的各表层的化合物层硬度的曲线图。图7为依本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法，依彼此互异的每个处理条件而将形成在试片B表层的化合物层厚度作相对显示的曲线图。图8为依本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法，依彼此互异的每个处理条件而将形成在试片C表层的化合物层厚度作相对显示的曲线图。图9为依本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法，依彼此互异的每个处理条件而将形成在试片D表层的化合物层厚度作相对显示的曲线图。图10为依本专利技术所涉及的合金钢零件表面改质方法，依彼此互异的每个处理条件而将形成在试片E表层的化合物层厚度作相对显示的曲线图。具体实施方式以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合金钢零件的表面改质装置，为用以对含有氮化物形成元素的合金钢材制合金钢零件进行表面改质的装置，其特征在于，具备表面改质处理手段，藉以使前述合金钢零件暴露在氨气浓度80％以上且温度610℃以上630℃以下的氛围环境中至少180分钟以上，使零件表面改质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.25 JP 2013-0926331.一种合金钢零件的表面改质装置，为用以对含有氮化物形成元素的合
金钢材制合金钢零件进行表面改质的装置，其特征在于，具备表面改质处理
手段，藉以使前述合金钢零件暴露在氨气浓度80％以上且温度610℃以上
630℃以下的氛围环境中至少180分钟以上，使零件表面改质。
2.如权利要求1所述的合金钢零件的表面改质装置，其特征在于，前述
表面改质处理手段的前述温度为620℃。
3.如权利要求1或2所述的合金钢零件的表面改质装置，其特征在于，
前述合金钢零件包含尖形角部及直径为8mm以下的孔部的至少一个。
4.一种合金钢零件的表面改质方法，为用以对含有氮化物形成元素的合
金钢材制合金钢零件进行表...

【专利技术属性】
技术研发人员：植松纪之，铃木启祐，川头谕，
申请(专利权)人：株式会社FCC，
类型：发明
国别省市：日本;JP