[发明专利]气体软氮化方法和轴承部件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体软氮化方法和轴承部件的制造方法，更具体涉及可兼顾成本降低和品质偏差降低的气体软氮化方法和轴承部件的制造方法。

背景技术

作为在由钢形成的部件的表层部形成氮化物层而使该部件的耐磨损性提高的处理，已知气体软氮化处理。更具体来说，气体软氮化处理中，在钢的奥氏体转变温度以下的温度范围内，使由钢形成的部件与例如氨气接触，在部件的表层部形成铁的氮化物层。该氮化物层具有极高的硬度，因此被广泛用作使部件的耐磨损性提高的热处理。

上述气体软氮化处理通过将被处理物加入热处理炉内而在含氨气的气氛中加热来实施。已知作为用于形成气氛的热处理气体仅向热处理炉导入氨气的方法(参照例如原泰三著，《热处理炉的设计及实用(熱処理炉の設計と実際)》，新日本铸锻造出版会，1998年3月，185-188页(非专利文献1))、采用将氮气作为基础气体并向其中添加氨气的热处理气体的方法、采用将吸热型变换气作为基础气体并向其中添加氨气的热处理气体的方法等(参照例如日本专利特开2002-69609号公报(专利文献1)和日本专利特开昭58-174572号公报(专利文献2))。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2002-69609号公报

专利文献2:日本专利特开昭58-174572号公报

非专利文献

非专利文献1:原泰三著，《热处理炉的设计及实用》，新日本铸锻造出版会，1998年3月，185-188页

发明的概要

发明所要解决的技术问题

作为用于形成气氛的热处理气体仅向热处理炉导入氨气的方法中，存在因氨气的使用量增加而热处理成本升高的问题。此外，还存在因热处理炉内的位置而产生的热处理后的被处理物的品质偏差增大的问题。对于该问题，如果使用采用将氮气作为基础气体并向其中添加氨气的热处理气体的方法，则可通过抑制氨气的使用量来降低热处理的成本。但是，该方法中依然存在上述的偏差问题。另一方面，如果使用采用将吸热型变换气作为基础气体并向其中添加氨气的热处理气体的方法，则可减少上述偏差。但是，该方法中需要用于产生吸热型变换气的变换炉的维持费用和丙烷等原料气体的费用等。因此，存在难以降低热处理成本的问题。即，以往的气体软氮化方法中，存在难以兼顾成本降低和品质偏差降低的问题。

于是，本发明的目的在于提供可兼顾成本降低和品质偏差降低的气体软氮化方法和轴承部件的制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

基于本发明的第一方面的气体软氮化方法是通过将由钢形成的被处理物在导入热处理气体的热处理炉内进行加热来在被处理物的表层部形成氮化物层的气体软氮化方法。热处理气体包含氨气、和二氧化碳气体及氢气中的至少任一方，其余部分由杂质形成。

此外，基于本发明的第二方面的气体软氮化方法是通过将由钢形成的被处理物在导入热处理气体的热处理炉内进行加热来在被处理物的表层部形成氮化物层的气体软氮化方法。热处理气体包含氨气、和二氧化碳气体及氢气中的至少任一方、和氮气，其余部分由杂质形成。

本发明人对可兼顾成本降低和品质偏差降低的气体软氮化方法进行了研究。结果获得了如下的发现，想到了本发明。

即，氨(NH₃)在常温、常压下是稳定的气体。但是，如果暴露于高温下，则通过示于(1)式的分解反应而分解为氮(N₂)和氢(H₂)。

NH₃→1/2N₂+3/2H₂···(1)

在此，氮气对于钢呈惰性，反应式(1)左边的氨、即作为分解前的氨的未分解氨有助于钢的氮化。因此，通过延缓以反应式(1)表示的氨的分解反应速度，可减少氨气的使用量，抑制制造成本。

此外，热处理后的被处理物的品质偏差被认为是由于热处理炉内上述氨的分解反应处于非平衡状态。即，上述分解反应呈非平衡状态，因此分解反应的进行程度根据热处理炉内的位置而不同，未分解氨分数也不同。因而认为热处理后的被处理物的品质根据炉内的位置而不同。因此，通过延缓上述分解反应速度，未分解氨分数因热处理炉内的位置产生的差异变小，可减少热处理后的被处理物的品质偏差。