则有引起被处理构件软化、应变增大等的可 能性。如果低于52(TC，则氮化铁化合物层的形成速度变缓在成本上不甚令人满意。此外，第 一氮化处理工序和第二氮化处理工序的处理溫度的差小的话，能够极力减小被处理构件间 的溫度偏差进行氮化处理，能够抑制被处理构件的氮化品质偏差。两处理工序的溫度差优 选控制在50°C W内，进一步优选在30°C W内，更加优选为同一溫度。
[0036] 第二氮化处理工序结束后，进行冷却工序。图2表示进行气体冷却情况的一个例 子，冷却用的化气被供给到处理室内。该气体冷却进行例如60分钟。然后，冷却结束后，收纳 有钢构件的箱体20被搬出到搬出输送机13上。运样一来，氮化处理结束。另外，冷却工序中 的冷却方法，除了气体冷却、图1所示的油冷W外，还可W用空冷、水冷等方法进行。
[0037] 图3表示利用氮势KN与处理溫度形成的氮化化合物层的相态，画有剖面线的范围 是丫 '相及ε相的氮化化合物层生成区域。在氮化处理工序中，例如在第一氮化处理中，将溫 度及KN值控制在图3的A点而使得在氮化初期生成ε+丫'相，在第二氮化处理中，如图3的B点 所示，通过将溫度保持在固定溫度下降低KN值，能够在氮化后期相变为丫'相。由此，能够抑 制钢构件内、批次内的氮化化合物的生长偏差，得到例如40% W上的丫'相。如果溫度、KN值 低于图3所示的氮化化合物层生成区域，则不能形成所期望的相的氮化化合物层，如果溫 度、KN值过高，则不能生成丫 '相。
[0038] 此外，例如，也可W是，在第一氮化处理工序中，像图3的C点那样，在低溫下提高氮 势KN使得在氮化初期生成ε+丫'相，在第二氮化处理工序中如图3的B点所示使溫度上升且 ΚΝ降低，在氮化后期相变为丫'相。也可W在第一氮化处理工序中生成丫'相或者ε相中的任 意一者。
[0039] 通过W运样的条件进行氮化处理，能够得到表面具有W 丫'相为主成分的氮化铁 化合物层的氮化钢构件。如此得到的钢构件，内部形成有氮扩散层及氮化物而被强化，并且 表面形成有富含γ '相的氮化铁化合物层，具有充分的耐点蚀性和弯曲疲劳强度。
[0040] 本发明不像W往的氮化处理方法那样在长时间或者控制着风速的条件下进行畑3 分压比低的氮化处理，通过在氮化处理的初期使Ν出分压比高，来促进氮化化合物层的初期 生成，其后通过进行Ν出分压比低的氮化处理，来控制氮化化合物的形态。由此，能够使所期 望的相态的化合物层在被处理零件的各个位置都均匀，此外能够大量、不受风速限制地进 行生产。
[0041] 此外，与渗碳、碳氮共渗处理相比较，由于本发明的氮化处理是在奥氏体相变溫度 W下的处理，所W应变量小。此外，由于可W省去作为渗碳与碳氮共渗处理中所必须的工序 的泽火工序，所W应变偏差量也小。其结果是，能够得到高强度且低应变的氮化钢构件。
[0042] W上关于本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于运样的例 子。很显然，在权利要求书所记载的技术思想范畴内，本领域技术人员能够想到各种变更例 或者修正例，运些应当被理解为当然属于本发明的技术范围。
[0043] 【实施例】
[0044] 将作为钢构件的圆筒状的环形齿轮及有底圆筒状的环形齿轮作为被处理物，进行 了氮化处理。
[0045] 实施例1及比较例1针对圆筒状的环形齿轮进行了氮化处理。分别在8段的夹具上 W平置姿势载放了数量为320的构件。实施例1中，作为第一氮化处理工序，在ΚΝ= 1.03的气 氛中进行了 10分钟的氮化处理，作为第二氮化处理工序，在ΚΝ = 0.24的气氛中进行了 110分 钟的氮化处理。比较例1在ΚΝ = 0.25的气氛中进行了 120分钟的氮化处理。氮化处理的条件 及结果示于表1。另外，溫度条件按图2所示进行了设定。
[0046] 【表1】
[0047]
[0048] 优选的是，采用本发明进行了氮化处理的钢构件中所生成的富含丫 '相的氮化化 合物层的厚度为4μπι~16μπι。若小于4μπι，则过薄，疲劳强度的提升不充分。另一方面，如果超 过16μπι，则由于丫'相的氮扩散速度迟缓，丫'相中的氮浓度变高，ε相的比例增加，氮化化合 物层整体变脆，所W容易发生剥离，不能期待疲劳强度的提升。将运个4WI1~16WI1的优选的 范围作为上限制及下限值而计算出的、实施例1的工艺能力指数Cp(6〇)为3.45,运与比较例 1相比是极高的结果。工艺能力指数是将工艺能力进行了数值化而得到的，是用6σ(σ:标准 偏差)除规格宽度所得的值。只要Cp含1.33即有充分的工艺能力，制品的99.9% W上将落入 规格内。
[0049]实施例2~8、比较例2针对有底圆筒状的环形齿轮进行了氮化处理。分别在8段的 夹具上W底朝下的姿势载放了数量为320的构件。在实施例2~8中，在第一氮化处理工序及 第二氮化处理工序中分别将N曲气的流量设定为12化/min、6化/min,通过调整出气的流量， 在第一氮化处理工序中将KN控制在了0.60~1.51的范围，在第二氮化处理工序中将KN控制 在了0.16~0.25的范围。实施例2~8的第一及第二氮化处理工序各自分别进行了60分钟。 比较例2与比较例1同样地，在KN=0.25的气氛中进行了 120分钟的氮化处理。氮化处理的条 件及结果示于表2。另外，溫度条件按图2所示进行了设定。
[00加]【表2】
[0化1 ]
[0化2]实施例2~8均能得到40% W上的丫 '相，工艺能力指数Cp(6〇)落在了1.57~2.82 的范围。另一方面，比较例2的化合物层厚度在批次内的偏差的方面超出了规格，在工业上 是不通过的。此外，由于比较例1是简单形状的圆环，炉内风速也是健全的，是本发明的实施 例进一步增加了工业上的可靠性。
[0053]像W上那样，根据本发明的实施例，能够得到运样的的氮化钢构件:在内部形成氮 扩散层及氮化物而被强化，并且在表面形成富含γ '相的氮化铁化合物层，具有足够的耐点 蚀性和弯曲疲劳强度。此外，由于是在奥氏体相变溫度w下的氮化处理，应变量小，而且由 于能够省去泽火工序，所W应变的偏差量也小。因此，通过实施本发明，能够获得了高强度 且低应变的氮化钢构件。
[0054] 产业上的可利用性
[0055] 本发明对于钢的氮化技术是有用的。
[0化引附图标记说明
[0化7] 1 热处理装置
[005引10搬入部
[0059] 11加热室
[0060] 12 冷却室
[0061] 13搬出输送机
[0062] 20 箱体
[0063] 21 口
[0064] 22 入口罩
[00化]26 风扇
[0066] 30升降机
[0067] 31 油
[006引 32 油槽
[0069] 35 口
[0070] 36 出口罩
【主权项】
1. 一种钢构件的氮化处理方法，其特征在于， 进行第一氮化处理工序，在该第一氮化处理工序中，在可生成γ '相或者ε相的氮化化 合物层的氮势的氮化气气氛中对所述钢构件进行氮化处理，之后，进行第二氮化处理工序， 在该第二氮化处理工序中，在氮势比所述第一氮化处理工序的氮势低的氮化气气氛中对所 述钢构件进行氮化处理，由此，使所述氮化化合物层析出γ '相。2. 根据权利要求1中记载的钢构件的氮化处理方法，其特征在于， 所述第一氮化处理工序在氮势为0.6~1.51的氮化气气氛中进行，所述第二氮化处理 工序在氮势为〇. 16~0.25的氮化气气氛中进行。
【专利摘要】进行第一氮化处理工序，在该第一氮化处理工序中，在可生成γ’相或者ε相的氮化化合物层的氮势的氮化气气氛中对钢构件进行氮化处理，其后，进行第二氮化处理工序，在该第二氮化处理工序中，在氮势比第一氮化处理工序的氮势低的氮化气气氛中对钢构件进行氮化处理，由此，使氮化化合物层中析出γ’相。能够在被处理零件整体上均匀地生成所期望的相态的氮化化合物层，制造出具有高的耐点蚀性和弯曲疲劳强度的氮化钢构件。
【IPC分类】C21D1/06, C21D9/32, C23C8/26
【公开号】CN105593394
【申请号】CN201480053979
【发明人】清水雄一郎, 前田晋, 小林厚
【申请人】同和热处理技术株式会社, 本田技研工业株式会社
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年9月30日
【公告号】WO2015046593A1