[发明专利]氟化处理方法和氟化处理装置以及氟化处理装置的使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及对作为与氟具有反应性的金属材料的被处理物进行氟化处理的氟化处理方法和氟化处理装置、以及氟化处理装置的使用方法。

背景技术

在各种金属材料的表面至少存在自然氧化被膜。例如，为了提高钢材的耐磨损性、耐久性而实施氮化处理之时，由于其氧化被膜的存在，阻碍N、C向表面部的侵入。因此，特别是在气体氮化处理和气体软氮化处理之前，需要用来除去其氧化被膜的工序，作为其方法提出了各种方法。其中，作为生产率高的方法，公开并实施了使用卤素和/或卤化物加热除去氧化被膜的方法(例如，下述的专利文献1、2、3、4)。

通过实施这些处理，即使被处理物例如为不锈钢等的具有牢固的氧化被膜的难氮化材料，在随后实施的气体氮化或气体软氮化(ガス軟窒化)中也可以形成均匀的氮化层。

其中，使用氟和/或氟化合物实施的氟化处理，由于形成比氧化物更稳定的氟化物，因此上述氧化被膜被氟化被膜所取代。上述氟化被膜在还原性气氛中可以容易地还原除去，因此特别是对于作为气体氮化处理和气体软氮化处理的前处理而言，是极其合适的处理。

另外，上述氟化处理可以与氮化处理在同一炉内实施，但是也公开了使用另外的炉实施，通过减少因炉壁消耗的F量，由此削减使用的氟化源气体量的方法；通过分离氟化处理室和氮化处理室，不只削减氟化源气体量，还公开了可以提高生产率的连续炉(例如，下述的专利文献5、6、7)。

特许文献1日本特许第2881111号

特许文献2日本特开平6-299317

特许文献3日本特开平9-13122

特许文献4日本特许第3643882号

特许文献5日本特公平7-91628

特许文献6日本特开平9-157830

特许文献7日本特开2004-315868

发明内容

发明欲解决的课题

在上述的氟化处理中，为了在之后实施的氮化处理中形成均匀的氮化层，在被处理物表面形成目标厚度的氟化层是必不可少的。然而，利用上述各专利文献中公开的方法和处理炉，即使氟化处理条件为相同时，若被处理物的材质、数量发生变化，则不能形成目标的氟化层，因此不能持续地得到稳定的氮化品质。另外，即使氟化处理条件按照处理品的材质、数量来决定，由于在该炉中之前刚刚实施的氟化处理的条件，有时也不能得到目标的氟化品质。还已知，由于对连续炉而言更重视量产性，因此各处理室中的处理时间倾向于缩短，容易产生如上所述的不良。

这样，为了对被处理物稳定地形成目标的氟化层，至少在进行氟化处理的热处理或伴随氟化处理室的连续热处理中，需要清楚地研究可以在短时间内维持更有效且稳定的生产处理的热处理炉和热处理方法。

本发明是为了解决上述课题而研发的，目的在于提供能够维持稳定的处理品质的氟化处理方法和氟化处理装置以及氟化处理装置的使用方法。

解决课题的方法

本发明人对上述的情况进行了详细地调查研究，结果查明，上述问题不仅源于被处理物的材质、数量的变化等原因，还受到被处理物进行氟化处理的时刻的炉壁等的状态的影响，从而完成了本发明。

为了实现上述目的，本发明的氟化处理方法是在规定的氟化气氛的氟化处理空间内对被处理物进行加热保持来进行氟化处理的氟化处理方法，其中，使与氟具有反应性的空间内结构物露出于上述氟化处理空间内，并以在露出于上述氟化处理空间内的空间内结构物的表面预先形成有氟化层的状态下进行上述氟化处理。

为了实现上述目的，本发明的氟化处理装置是将被处理物在规定的氟化气氛的氟化处理空间内加热保持来进行氟化处理的氟化处理装置，其特征在于，其是以将与氟具有反应性的空间内结构物露出于所述氟化处理空间内且以在露出于所述氟化处理空间内的空间内结构物的表面预先形成有氟化层的状态进行所述氟化处理的方式构成的。

为了实现上述目的，本发明的氟化处理装置的使用方法是在规定的氟化气氛的氟化处理空间内对被处理物进行加热保持来进行氟化处理的氟化处理装置的使用方法，其中，上述氟化处理装置中，使与氟具有反应性的空间内结构物露出于上述氟化处理空间内，并且以在露出于上述氟化处理空间内的空间内结构物的表面预先形成有氟化层的状态进行上述氟化处理，预先形成于上述空间内结构物的表面的氟化层的氟量为规定量以下时，在氟化处理空间内不存在被处理物的状态下以规定的氟化气氛进行保持加热的预氟化处理，恢复上述氟化层。

发明的效果