[發(fā)明專利]氣體軟氮化方法和軸承部件的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280018454.0
• 申請(qǐng)日: 2012-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103502500A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大木力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: NTN株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C8/32
• 分類號(hào): C23C8/32;C21D1/06;C21D9/40
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 馮雅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體軟氮化方法和軸承部件的制造方法，更具體涉及可兼顧成本降低和品質(zhì)偏差降低的氣體軟氮化方法和軸承部件的制造方法。

背景技術(shù)

作為在由鋼形成的部件的表層部形成氮化物層而使該部件的耐磨損性提高的處理，已知?dú)怏w軟氮化處理。更具體來(lái)說(shuō)，氣體軟氮化處理中，在鋼的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度范圍內(nèi)，使由鋼形成的部件與例如氨氣接觸，在部件的表層部形成鐵的氮化物層。該氮化物層具有極高的硬度，因此被廣泛用作使部件的耐磨損性提高的熱處理。

上述氣體軟氮化處理通過(guò)將被處理物加入熱處理爐內(nèi)而在含氨氣的氣氛中加熱來(lái)實(shí)施。已知作為用于形成氣氛的熱處理氣體僅向熱處理爐導(dǎo)入氨氣的方法(參照例如原泰三著，《熱處理爐的設(shè)計(jì)及實(shí)用(熱処理爐の設(shè)計(jì)と実際)》，新日本鑄鍛造出版會(huì)，1998年3月，185-188頁(yè)(非專利文獻(xiàn)1))、采用將氮?dú)庾鳛榛A(chǔ)氣體并向其中添加氨氣的熱處理氣體的方法、采用將吸熱型變換氣作為基礎(chǔ)氣體并向其中添加氨氣的熱處理氣體的方法等(參照例如日本專利特開(kāi)2002-69609號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)和日本專利特開(kāi)昭58-174572號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2))。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2002-69609號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)昭58-174572號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1:原泰三著，《熱處理爐的設(shè)計(jì)及實(shí)用》，新日本鑄鍛造出版會(huì)，1998年3月，185-188頁(yè)

發(fā)明的概要

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

作為用于形成氣氛的熱處理氣體僅向熱處理爐導(dǎo)入氨氣的方法中，存在因氨氣的使用量增加而熱處理成本升高的問(wèn)題。此外，還存在因熱處理爐內(nèi)的位置而產(chǎn)生的熱處理后的被處理物的品質(zhì)偏差增大的問(wèn)題。對(duì)于該問(wèn)題，如果使用采用將氮?dú)庾鳛榛A(chǔ)氣體并向其中添加氨氣的熱處理氣體的方法，則可通過(guò)抑制氨氣的使用量來(lái)降低熱處理的成本。但是，該方法中依然存在上述的偏差問(wèn)題。另一方面，如果使用采用將吸熱型變換氣作為基礎(chǔ)氣體并向其中添加氨氣的熱處理氣體的方法，則可減少上述偏差。但是，該方法中需要用于產(chǎn)生吸熱型變換氣的變換爐的維持費(fèi)用和丙烷等原料氣體的費(fèi)用等。因此，存在難以降低熱處理成本的問(wèn)題。即，以往的氣體軟氮化方法中，存在難以兼顧成本降低和品質(zhì)偏差降低的問(wèn)題。

于是，本發(fā)明的目的在于提供可兼顧成本降低和品質(zhì)偏差降低的氣體軟氮化方法和軸承部件的制造方法。

解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案

基于本發(fā)明的第一方面的氣體軟氮化方法是通過(guò)將由鋼形成的被處理物在導(dǎo)入熱處理氣體的熱處理爐內(nèi)進(jìn)行加熱來(lái)在被處理物的表層部形成氮化物層的氣體軟氮化方法。熱處理氣體包含氨氣、和二氧化碳?xì)怏w及氫氣中的至少任一方，其余部分由雜質(zhì)形成。

此外，基于本發(fā)明的第二方面的氣體軟氮化方法是通過(guò)將由鋼形成的被處理物在導(dǎo)入熱處理氣體的熱處理爐內(nèi)進(jìn)行加熱來(lái)在被處理物的表層部形成氮化物層的氣體軟氮化方法。熱處理氣體包含氨氣、和二氧化碳?xì)怏w及氫氣中的至少任一方、和氮?dú)猓溆嗖糠钟呻s質(zhì)形成。

本發(fā)明人對(duì)可兼顧成本降低和品質(zhì)偏差降低的氣體軟氮化方法進(jìn)行了研究。結(jié)果獲得了如下的發(fā)現(xiàn)，想到了本發(fā)明。

即，氨(NH₃)在常溫、常壓下是穩(wěn)定的氣體。但是，如果暴露于高溫下，則通過(guò)示于(1)式的分解反應(yīng)而分解為氮(N₂)和氫(H₂)。

NH₃→1/2N₂+3/2H₂···(1)

在此，氮?dú)鈱?duì)于鋼呈惰性，反應(yīng)式(1)左邊的氨、即作為分解前的氨的未分解氨有助于鋼的氮化。因此，通過(guò)延緩以反應(yīng)式(1)表示的氨的分解反應(yīng)速度，可減少氨氣的使用量，抑制制造成本。

此外，熱處理后的被處理物的品質(zhì)偏差被認(rèn)為是由于熱處理爐內(nèi)上述氨的分解反應(yīng)處于非平衡狀態(tài)。即，上述分解反應(yīng)呈非平衡狀態(tài)，因此分解反應(yīng)的進(jìn)行程度根據(jù)熱處理爐內(nèi)的位置而不同，未分解氨分?jǐn)?shù)也不同。因而認(rèn)為熱處理后的被處理物的品質(zhì)根據(jù)爐內(nèi)的位置而不同。因此，通過(guò)延緩上述分解反應(yīng)速度，未分解氨分?jǐn)?shù)因熱處理爐內(nèi)的位置產(chǎn)生的差異變小，可減少熱處理后的被處理物的品質(zhì)偏差。