[发明专利]真空渗碳处理方法和真空渗碳处理装置

说明书

本发明申请是申请号为200810083406.5、申请日为2008年3月5日发明名称为“真空渗碳处理方法和真空渗碳处理装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明要求基于2007年3月9日在日本申请的特愿2007-060498号的优先权，在本说明书中引用其内容。

本发明涉及真空渗碳处理方法和真空渗碳处理装置。

背景技术

真空渗碳处理是通过在金属制的被处理物的表层部进行渗碳并淬火，来提高表层部的硬度的渗碳处理的一种。真空渗碳处理有例如在特开平8-325701号公报(下面简称为专利文献1)和特开2004-115893号公报(下面简称为专利文献2)中所公开的。

在专利文献1中公开的真空渗碳处理是在加热室中，在极低压力状态下，将被处理物加热至规定温度，将乙炔等渗碳性气体装入加热室内，对被处理物进行渗碳。之后，停止供给渗碳性气体，通过再次使加热室内呈极低压力状态，使被处理物表面附近的碳向内部扩散，降温至淬火温度后，进行油冷却。

对于专利文献2中公开的真空渗碳处理，为了改善被处理物的表面(特别是角部)的过剩的渗碳，在如专利文献1的真空渗碳处理中的扩散的初期，将脱碳性气体引入炉(等同于专利文献1的加热室)内，减少或除去被处理物的表面的渗碳体。

图12、13是表示在以往的真空渗碳处理中，处理汽车用内齿轮(リングギア)时各工序的处理时间和温度、气氛条件及装置形式实例的说明图。该处理条件为：以所谓母材碳浓度为0.2％的SCr420的钢材为处理对象材料，使表面碳浓度目标为0.8％，图12中的有效渗碳深度为0.8mm，图13中的有效渗碳深度为1.5mm，使该有效渗碳深度的碳浓度目标为0.35％。

在如上所述的以往的真空渗碳处理中，如图12、13所示，在扩散工序之后，在降温工序中，降温至淬火温度后，转移到淬火前的保持工序。此时，通常在使渗碳处理的处理温度X℃为930℃左右进行，但处理温度越高，渗碳和扩散进行得越迅速，因此可以缩短真空渗碳处理所需的时间。

然而，在处理温度X℃例如约1050℃进行真空渗碳处理时，不能将因高温处理而肥大化的被处理物W的结晶颗粒微细化，因此存在不能获得具有规定的物性值的被处理物W这样的问题。另外还存在在被处理物的表面和内部之间产生温度偏差从而结晶颗粒变得不均匀的问题。

本发明是鉴于上述事实而提出的，目的在于即使在通过提高处理温度迅速进行渗碳和扩散来缩短处理时间的场合，在谋求通过高温处理的被处理物的表面和内部之间的温度均匀化的同时，改善结晶颗粒肥大化，也可以得到具有规定的物性值的被处理物。

发明内容

为了解决上述课题，本申请的第1方面是真空渗碳处理方法，该方法在预热工序中，使加热室内的被处理物的温度为第1温度，在渗碳工序中，将上述加热室内减压至极低气压状态，由该状态将渗碳性气体提供至上述加热室内，对上述被处理物渗碳。之后，在扩散工序中，停止提供上述渗透性气体，使碳从上述被处理物的表面向内部扩散，在淬火工序中，使上述被处理物的温度为第2温度，由该状态进行急冷，其中在上述扩散工序和上述淬火工序之间进行如下工序：正火工序，即对上述被处理物的温度交替多次重复进行从上述第1温度至规定温度的降温处理和保温处理的逐步冷却，以使温度履历满足规定条件；正火后保持工序，即上述正火工序之后，通过在规定时间保温以使上述被处理物整体达到上述规定温度，使上述被处理物的结晶颗粒微细化；和再加热工序，即在上述正火后保持工序之后，使上述被处理物的温度上升至上述第2温度。

对于本申请的第2方面，在上述第1发明的真空渗碳处理方法中，对于上述正火工序中的各降温处理，也可以分别均等地设定降温温度。

对于本申请的第3方面，在上述第1或第2方面的真空渗碳处理方法中，也可以在上述加热室内进行上述渗碳工序、上述扩散工序、上述正火工序和上述再加热工序。

对于本申请的第4方面，在上述1至3的方面的真空渗碳处理方法中，也可以在与上述加热室分开设置并冷却上述被处理物的冷却室中进行上述淬火工序。

对于本申请的第5方面，在上述1至4的方面的真空渗碳处理方法中，也可以在将上述加热室内减压至极低气压状态或将惰性气体装入上述加热室内的状态下进行上述预热工序、上述扩散工序和上述再加热工序。