[發明專利]表面處理方法和表面處理裝置

有效

• 申請號: 201710456690.5
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107523783B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 井上弘之;山西一臣;平松真一;山本出
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C23C8/26
• 分類號: C23C8/26;C23C8/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;李德山

提供了表面處理方法和表面處理裝置。在所述方法中，使處理氣體(G2)與由鋼制成的被加熱的處理對象(P)接觸，處理氣體(G2)中的元素被固溶，因此對處理對象(P)進行表面處理。通過對其中設置有處理對象(P)的空氣進行加熱，將處理對象(P)加熱到進行表面處理的處理溫度(T3)附近的加熱溫度(T1)。通過在將被加熱的處理對象(P)直接加熱到處理溫度(T3)的時候使處理氣體與處理對象(P)的表面接觸來進行表面處理。

技術領域

本發明涉及表面處理方法和表面處理裝置，通過該表面處理方法和表面處理裝置，使處理氣體與由鋼制成的被加熱的處理對象接觸，并且包含在處理氣體中的元素被固溶(solid-solutionized)，以對處理對象進行表面處理。

背景技術

當由鋼制成的處理對象經受表面處理時，處理對象被加熱，使處理氣體與處理對象接觸，并且包含在處理氣體中的元素在處理對象的表面被固溶。作為這樣的技術，例如，日本專利申請公開第2004-217958號(JP 2004-217958 A)提出了以下表面處理方法。在該表面處理方法中，通過感應加熱、激光發射加熱或紅外輻射加熱對處理對象進行加熱，使諸如氮化處理氣體的處理氣體與被加熱的處理對象的表面接觸，并且因此對處理對象進行表面處理。

此外，日本專利申請公開第2014-118606號(JP 2014-118606 A)提出了以下表面處理方法。在該表面處理方法中，首先，在升溫單元中通過高頻感應加熱對處理對象進行加熱。接下來，將處理對象傳送到滲碳(carburizing)處理單元并且處于滲碳處理氣體的空氣(atmosphere)之下，對該空氣進行加熱，并且因此對處理對象進行滲碳處理。接下來，將經滲碳處理的對象傳送到氮化處理單元，并且使用滲碳處理中的處理對象的殘余熱量使氨氣與處理對象接觸以進行氮化處理。

發明內容

在根據JP 2004-217958 A的表面處理方法中，由于直接加熱處理對象而沒有加熱處理對象周圍的空氣，因而處理氣體在處理對象的加熱的表面上分解或反應，并且因此表面處理可以進行。

然而，例如，當處理對象被感應加熱時，由于難以在處理對象的整個處理表面和感應加熱線圈之間保持恒定的間隙，所以難以均勻地加熱處理對象。另一方面，當通過發射諸如激光束或紅外輻射的光來加熱處理對象時，難以向處理對象的整個處理表面均勻地發光。特別地，當對具有復雜形狀的處理對象進行表面處理時，難以均勻地加熱處理對象的表面。因此，認為難以對處理對象的表面均勻地進行處理。

考慮到這一點，如JP 2014-118606 A中所公開的，當處理對象周圍的空氣被加熱時，可以均勻地加熱處理對象的表面。然而，在這種情況下，在處理氣體到達處理對象的表面之前，存在著處理氣體分解或反應的可能性，并且存在著不能有效進行表面處理的可能性。此外，當其表面被均勻加熱的處理對象的殘余熱量用于使處理氣體與處理對象接觸時，由于處理對象的表面溫度隨著時間的流逝而降低，所以不可能有效地進行表面處理。

本發明提供了一種表面處理方法和表面處理裝置，通過該表面處理方法和表面處理裝置，可以在處理對象的表面被更均勻地加熱的時候有效地進行表面處理。

鑒于上述問題，本發明人進行了廣泛的研究，結果發現，在處理對象經受使用處理氣體的表面處理之前，當其中設置有處理對象的空氣被加熱時，可以預先均勻地加熱處理對象的表面。接下來，據推測，在均勻加熱的處理對象被直接加熱的時候，如果使處理氣體與處理對象接觸，則處理對象的表面保持基本上均勻的溫度，并且包含在處理氣體中的元素可以在處理對象的表面均勻地固溶。

本發明的第一方面是一種表面處理方法，在該表面處理方法中，使作為處理氣體的氨氣與被加熱的由鋼制成的處理對象接觸，包含在氨氣中的氮被固溶，因此對處理對象進行作為表面處理的氮化處理，其包括：通過對其中設置有處理對象的惰性氣體的空氣進行加熱，將處理對象加熱到進行氮化處理的氮化處理溫度附近的加熱溫度；以及通過在將被加熱的處理對象直接加熱到氮化處理溫度的時候使氨氣與處理對象的表面接觸來進行氮化處理。