[发明专利]钢构件的氮化处理方法

说明书

技术领域

(关联申请的相互参照)

本申请基于2013年9月30日在日本提出的特愿2013-204786号特许申请主张优先权，在此援引其内容。

本发明涉及通过氮化处理在钢构件的表面形成氮化化合物层的钢构件的氮化处理方法。

背景技术

对于汽车用的变速器所使用的齿轮等钢构件，要求高的耐点蚀性和弯曲疲劳强度，为了满足这样的要求，作为使齿轮等钢构件强化的技术方法，通过渗碳处理、氮化处理对其进行高强度化。

并且，已知的是，例如像专利文献1中所记载的那样，以往，为了提高钢构件的耐点蚀性、弯曲疲劳强度，通过氮化处理在表面生成以γ’相为主成分的氮化铁化合物层是有效的。

此外，专利文献2中记载了一种氮化处理方法，这种氮化处理方法作为能够在短时间内使钢铁构件从表层到深部均匀地含氮的氮化处理方法，在加热炉内例如在100％的NH₃气氛下进行氮化处理之后，在NH₃气浓度比其低的例如50％、N₂气浓度50％的状态下进行氮化处理。

【专利文献】

专利文献1：日本特愿2012-095035号公报

专利文献2：日本特开2007-238969号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了在表层生成γ’相，必须将氮化处理时的炉内的NH₃分压降低，但是在专利文献1中所记载的方法中，为了均匀地形成氮化化合物层，有必须使炉内的氮化处理气的流速在1m/sec以上这样的限制。此外，如果是形状复杂的零件，难以使零件的各个位置都均匀地生成氮化化合物层。而且，在大量生产时，批次内的氮化化合物层的厚度偏差大，生产性上有问题。

此外，专利文献2中记载的氮化处理方法中，虽然记载了在短时间内均匀地进行氮化，但是这个方法中并未提及化合物的相变等问题。

本发明的目的是提供一种氮化钢构件的制造方法，这种制造方法没有风速的限制，即使是大量的被处理零件，也能在全部被处理零件上均匀地生成所期望的相态的氮化化合物层，成为具有高的耐点蚀性和弯曲疲劳强度的氮化钢构件。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明提供一种钢构件的氮化处理方法，该氮化处理方法的特征在于，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，在比所述第一氮化处理工序的氮势低的氮势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，所述第一氮化处理工序可以在氮势为0.6～1.51的氮化气气氛中进行，所述第二氮化处理工序可以在氮势为0.16～0.25的氮化气气氛中进行。

也可在所述第一氮化处理工序中，向进行气体氮化处理的加热室内导入NH₃气体，通过调整H₂气体的流量进行控制，使得氮势成为0.6～1.51，在所述第二氮化处理工序中，以比所述第一氮化处理工序低的流量向进行气体氮化处理的加热室内导入NH₃气体，通过调整H₂气体的流量进行控制，使得氮势成为0.16～0.25。

在所述第一氮化处理工序和所述第二氮化处理工序中，所述加热室内的温度也可以维持在520℃～610℃。

所述第一氮化处理工序和所述第二氮化处理工序中的温度差也可以在50℃以内。

所述第一氮化处理工序和所述第二氮化处理工序中的温度也可以相同。

发明的效果

根据本发明，不受风速的限制，即使是大量的被处理零件，也能在全部被处理零件上均匀地生成所期望的相态的氮化化合物层，制造出具有高耐点蚀性和弯曲疲劳强度的氮化钢构件。

附图说明

图1是表示热处理装置的构成之例的说明图。

图2是氮化处理的工序说明图。

图3是表示利用KN和温度生成的化合物的相的图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的实施方式。

本发明是通过对钢构件进行气体氮化处理，在钢构件(母材)的表面形成以γ’相为主成分的氮化铁化合物层。