JPS5948862B2 - グロ−放電を用いて金属表面を硬化する装置 - Google Patents
グロ−放電を用いて金属表面を硬化する装置Info
- Publication number
- JPS5948862B2 JPS5948862B2 JP7585477A JP7585477A JPS5948862B2 JP S5948862 B2 JPS5948862 B2 JP S5948862B2 JP 7585477 A JP7585477 A JP 7585477A JP 7585477 A JP7585477 A JP 7585477A JP S5948862 B2 JPS5948862 B2 JP S5948862B2
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- JP
- Japan
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- objects
- processed
- treated
- container
- glow discharge
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Discharge Heating (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は所望ガス雰囲気中でのグロー放電によつて鉄鋼
材等の表面硬化を行うための装置に関するものである。
材等の表面硬化を行うための装置に関するものである。
近時、グロー放電を応用したイオン窒化法は優れた表面
硬化の一手法として注目され、広く利用され始めている
。
硬化の一手法として注目され、広く利用され始めている
。
所が、工業用のイオン窒化炉は実験炉と異なり、長物の
処理やチャージ当りの量が増加した場合炉内温度のバラ
ツキ、不均一性によつて窒化ムラや歪が発生し、品質の
バラツキが多いという問題を生ずる。斯る不具合を解消
するためにダミーを使用したり、治具を工夫したり、更
には処理中に電流密度の手動調整を行い炉内温度の均一
化を図るべ＜努力はしているものの特に炉体が大きくな
つたり、連続炉になつたり、被処理物体の形状が複雑化
したり長尺化した場合には、充分な炉内温度均一性は得
られず品質のバラツキは免れ得ない。第１図は従来の装
置を示す概略図で、１は気密容器を示す。
処理やチャージ当りの量が増加した場合炉内温度のバラ
ツキ、不均一性によつて窒化ムラや歪が発生し、品質の
バラツキが多いという問題を生ずる。斯る不具合を解消
するためにダミーを使用したり、治具を工夫したり、更
には処理中に電流密度の手動調整を行い炉内温度の均一
化を図るべ＜努力はしているものの特に炉体が大きくな
つたり、連続炉になつたり、被処理物体の形状が複雑化
したり長尺化した場合には、充分な炉内温度均一性は得
られず品質のバラツキは免れ得ない。第１図は従来の装
置を示す概略図で、１は気密容器を示す。
この容器内には絶縁体２により該容器から絶縁されたス
テージ３が置かれ、この上に例えば直径１０ｍｍ長さ２
４００ｍｍの被処理物体４ａ、４ｂ、４Ｃ、・・・・・
・を十数本直立、支持せしめる。この被処理物体の配置
例を第２図に示してある。前記容器にはパイプ５及び６
が接続しており、該パイプ５はバルブ７を介して図示外
の真空ポンプに連結され、容器内を排気する為に利用さ
れる。又、パイプ６はバルブ８を介して所望ガス（例え
ば水素と窒素の混合ガス）が貯蔵されたタンクに接続さ
れている。９は直流電源であり、容器１（アース電位）
と前記被処理物体４ａ、４ｂ、４ｃ、・・・・・・との
間に接続され該被処理物体を負の電位（一数百Ｖ〜千Ｖ
程度）に保持する。
テージ３が置かれ、この上に例えば直径１０ｍｍ長さ２
４００ｍｍの被処理物体４ａ、４ｂ、４Ｃ、・・・・・
・を十数本直立、支持せしめる。この被処理物体の配置
例を第２図に示してある。前記容器にはパイプ５及び６
が接続しており、該パイプ５はバルブ７を介して図示外
の真空ポンプに連結され、容器内を排気する為に利用さ
れる。又、パイプ６はバルブ８を介して所望ガス（例え
ば水素と窒素の混合ガス）が貯蔵されたタンクに接続さ
れている。９は直流電源であり、容器１（アース電位）
と前記被処理物体４ａ、４ｂ、４ｃ、・・・・・・との
間に接続され該被処理物体を負の電位（一数百Ｖ〜千Ｖ
程度）に保持する。
斯る構成において、先ず容器１内に被処理物体４ａ、４
ｂ、４ｃ、・・・・・・を配列し、バルブ７を開いて内
部の空気を排気する。
ｂ、４ｃ、・・・・・・を配列し、バルブ７を開いて内
部の空気を排気する。
次にバルブ８を開けタンクより所望のガス（水素と窒素
の混合ガス）を導入し、被処理物体と容器との間に一定
の電圧を印加すると内部にグロー放電が生ずる。このグ
ロー放電により生じた正イオンは加速され被処理物体４
ａ、４ｂ、４ｃ、・・・・・・の表面に衝突し、その表
面部分を加熱すると共に、該イオンの一部は表皮部分に
付着或いは内部に拡散して窒素化合物を生成する。従つ
てこの放電状態を一定時間経続すれば所定厚さの窒化層
が形成される。所で斯る装置でイオン窒化を行つた場合
の被処理物体の温度を測定した場合、第４図に曲線ａで
示す如く中心部と端部とでは極めて大きな差を生じてい
る。又、上端と下端との間にもかなりの温度差があり温
度一様性の欠如していることが判る。そこで本発明者は
種々実験を行い検討を行つた結果、温度バラツキの主な
原因はガス圧と電流密度の関係、ガスの流れとガス濃度
及びアーク放電の発生など，であることがわかつた。そ
して、定位置にある被処理物体の各々が上記項目につい
て同一の条件を与えられるチヤンスに恵まれておらず、
更に炉体と被処理物体との間の熱輻射による影響が加わ
り温度の不均一性は非常に大きくなる。而して本発明は
、上記の問題点を解決するもので局部的なアーク放電を
断ち切ること、炉内でのガス密度を均一にし、被処理物
体表面各部が略同一の条件下にさらされるようにするも
ので、その特徴は被処理物体を炉内で澗歇的に又は連続
的に冫移動させることにある。
の混合ガス）を導入し、被処理物体と容器との間に一定
の電圧を印加すると内部にグロー放電が生ずる。このグ
ロー放電により生じた正イオンは加速され被処理物体４
ａ、４ｂ、４ｃ、・・・・・・の表面に衝突し、その表
面部分を加熱すると共に、該イオンの一部は表皮部分に
付着或いは内部に拡散して窒素化合物を生成する。従つ
てこの放電状態を一定時間経続すれば所定厚さの窒化層
が形成される。所で斯る装置でイオン窒化を行つた場合
の被処理物体の温度を測定した場合、第４図に曲線ａで
示す如く中心部と端部とでは極めて大きな差を生じてい
る。又、上端と下端との間にもかなりの温度差があり温
度一様性の欠如していることが判る。そこで本発明者は
種々実験を行い検討を行つた結果、温度バラツキの主な
原因はガス圧と電流密度の関係、ガスの流れとガス濃度
及びアーク放電の発生など，であることがわかつた。そ
して、定位置にある被処理物体の各々が上記項目につい
て同一の条件を与えられるチヤンスに恵まれておらず、
更に炉体と被処理物体との間の熱輻射による影響が加わ
り温度の不均一性は非常に大きくなる。而して本発明は
、上記の問題点を解決するもので局部的なアーク放電を
断ち切ること、炉内でのガス密度を均一にし、被処理物
体表面各部が略同一の条件下にさらされるようにするも
ので、その特徴は被処理物体を炉内で澗歇的に又は連続
的に冫移動させることにある。
以下図面に基づいて本発明を詳述する。
第３図は本発明の一実施例を示す概略図で第１図と同符
号は同様な構成物体を示してある。
号は同様な構成物体を示してある。
同図においてステージ３は導電体で形成されており、ノ
この上に被処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・・・・が
電気的に接続するように配置される。ステージ３を支え
る絶縁体２は容器１の底板を貫通して外部に取り出され
、その端部に歯車１０が固定される。この歯車はモータ
ー等の駆動装置１１に連結され．た歯車１２に噛合つて
おり、従つてモーター１１を駆動すれば歯車１２、歯車
１０、絶縁体２を介してステージ３に回転が与えられ、
被処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・・・・は絶縁体２
の軸心を中心にして回転する。一方前記絶縁体２の中心
部には前記ステージ３に接続した電極１３が埋め込まれ
ており、該電極の端部は電源９の負側に接続されている
。その結果ステージ３及び被処理物体４ａ，４ｂ，４Ｃ
，・・・・・・は容器１に対し、負の電位に保たれる。
斯る構成において、第１図と同様容器１内にグロー放電
を生ぜしめれば被処理物体の表面はイオン窒化されてい
くわけであるが、本発明ではグロー放電を生ぜしめると
同時に被処理物体４ａ，４ｂ，４Ｃ，・・・・・・を連
続的に又は間歇的に回転させるのでパイプ６から導入さ
れたガスが容器内で攪拌され、容器内ガス濃度が極めて
均一になる。
この上に被処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・・・・が
電気的に接続するように配置される。ステージ３を支え
る絶縁体２は容器１の底板を貫通して外部に取り出され
、その端部に歯車１０が固定される。この歯車はモータ
ー等の駆動装置１１に連結され．た歯車１２に噛合つて
おり、従つてモーター１１を駆動すれば歯車１２、歯車
１０、絶縁体２を介してステージ３に回転が与えられ、
被処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・・・・は絶縁体２
の軸心を中心にして回転する。一方前記絶縁体２の中心
部には前記ステージ３に接続した電極１３が埋め込まれ
ており、該電極の端部は電源９の負側に接続されている
。その結果ステージ３及び被処理物体４ａ，４ｂ，４Ｃ
，・・・・・・は容器１に対し、負の電位に保たれる。
斯る構成において、第１図と同様容器１内にグロー放電
を生ぜしめれば被処理物体の表面はイオン窒化されてい
くわけであるが、本発明ではグロー放電を生ぜしめると
同時に被処理物体４ａ，４ｂ，４Ｃ，・・・・・・を連
続的に又は間歇的に回転させるのでパイプ６から導入さ
れたガスが容器内で攪拌され、容器内ガス濃度が極めて
均一になる。
しかも局部的にアーク放電が生じた場合、従来はこれを
防止できなかつたわけであるが、本発明ではアーク放電
が生じそうになつても容器と被処理物体とが相対的に移
動するため、アーク放電の原因が断ちきられるので、ア
ーク放電の発生を極めて少くできる。この様なことから
、容器１内のグロー放電は極めて均質となり、従つて被
処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・・・・の温度は第４
図ｂに示す如く極めて均一となる。又、アーク放電への
移行が防止され且つガス濃度を均一にできるため、従来
に比し、被処理物体を密に配置することが可能であり、
従つて作業能率が著じるしく改善される。第５図は本発
明の他の実施例を示すもので、ステージ部の平面図であ
る。この実施例においてはステージ３上に小ステージ３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを載せ、この小ステージ上に被処
理物体４ａ，４ｂ，４Ｃ，４ｄ・・・・・・を保持して
いる。ステージ３は矢印Ａの方向に、又小ステージ３ａ
，３ｂ，３Ｃ，３ｄは矢印Ｂの方向に、そして被処理物
体４ａ，４ｂ，４ｃ・・・・・・は矢印Ｃの方向に回転
される。即ち、小ステージの回転は被処理物体４ａ，４
ｂ，４Ｃ，・・・・・・を群として回転させており、又
、被処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ・・・・・・の回転は自
転である。この様な回転の組合せを行えば極めて均一度
の高いグロー放電が実現できる。第６図の実施例は連続
炉に関するものであり、１４は放電室、］５は被処理物
体の予熱や放電室１４との圧力平衡を保つための前処理
室、１６は放電室１４との圧力平衡を保ち、又加熱され
た被処理物体の焼入等を行う後処理室を示してある。１
７ａ，１７ｂ，１７Ｃ，１７ｄ及び１７ｅはステージで
あり、このステージは前処理室１５から放電室へそして
後処理室へと間歇的に直線移動せられる。
防止できなかつたわけであるが、本発明ではアーク放電
が生じそうになつても容器と被処理物体とが相対的に移
動するため、アーク放電の原因が断ちきられるので、ア
ーク放電の発生を極めて少くできる。この様なことから
、容器１内のグロー放電は極めて均質となり、従つて被
処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・・・・の温度は第４
図ｂに示す如く極めて均一となる。又、アーク放電への
移行が防止され且つガス濃度を均一にできるため、従来
に比し、被処理物体を密に配置することが可能であり、
従つて作業能率が著じるしく改善される。第５図は本発
明の他の実施例を示すもので、ステージ部の平面図であ
る。この実施例においてはステージ３上に小ステージ３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを載せ、この小ステージ上に被処
理物体４ａ，４ｂ，４Ｃ，４ｄ・・・・・・を保持して
いる。ステージ３は矢印Ａの方向に、又小ステージ３ａ
，３ｂ，３Ｃ，３ｄは矢印Ｂの方向に、そして被処理物
体４ａ，４ｂ，４ｃ・・・・・・は矢印Ｃの方向に回転
される。即ち、小ステージの回転は被処理物体４ａ，４
ｂ，４Ｃ，・・・・・・を群として回転させており、又
、被処理物体４ａ，４ｂ，４ｃ・・・・・・の回転は自
転である。この様な回転の組合せを行えば極めて均一度
の高いグロー放電が実現できる。第６図の実施例は連続
炉に関するものであり、１４は放電室、］５は被処理物
体の予熱や放電室１４との圧力平衡を保つための前処理
室、１６は放電室１４との圧力平衡を保ち、又加熱され
た被処理物体の焼入等を行う後処理室を示してある。１
７ａ，１７ｂ，１７Ｃ，１７ｄ及び１７ｅはステージで
あり、このステージは前処理室１５から放電室へそして
後処理室へと間歇的に直線移動せられる。
各ステージには複数個の被処理物体１８が群として保持
されている。該ステージは放電室１４内で回転され、又
必要に応じ被処理物体１８を自転せしめる。この様な構
成では、連続炉にありがちな品質のバラツキが極めて少
くなる。以上詳述した如き構成となせば被処理物体表面
の温度の不均一を略完全に解決でき、又局部的なアーク
放電への移行も殆んど生じないので、ア一ク放電の痕跡
のない良質の製品を得ることができる。
されている。該ステージは放電室１４内で回転され、又
必要に応じ被処理物体１８を自転せしめる。この様な構
成では、連続炉にありがちな品質のバラツキが極めて少
くなる。以上詳述した如き構成となせば被処理物体表面
の温度の不均一を略完全に解決でき、又局部的なアーク
放電への移行も殆んど生じないので、ア一ク放電の痕跡
のない良質の製品を得ることができる。
更にアーク放電もなく、均質な処理が可能であるので、
従来に比し、被処理物体を炉内に密に配置でき、従つて
作業能率の向上が期待できる。尚、上記はイオン窒化を
例に説明したが、イオン浸炭にも同様に利用できる。
従来に比し、被処理物体を炉内に密に配置でき、従つて
作業能率の向上が期待できる。尚、上記はイオン窒化を
例に説明したが、イオン浸炭にも同様に利用できる。
第１図は従来の装置を示す概略図、第２図はその一部平
面図、第３図は本発明の一実施例を示す概略図、第４図
は従来と本発明とによる温度分布の比較を示す図、第５
図及び第６図は夫々本発明の他の実施例を示す図である
。 １は気密容器、２は絶縁体、３はステージ、４ａ，４ｂ
，４ｃ，・・・・・・は被処理物体、５及び６はパイプ
、７及び８はバルブ、９は電源、１０及び１２は歯車、
１１はモーターである。
面図、第３図は本発明の一実施例を示す概略図、第４図
は従来と本発明とによる温度分布の比較を示す図、第５
図及び第６図は夫々本発明の他の実施例を示す図である
。 １は気密容器、２は絶縁体、３はステージ、４ａ，４ｂ
，４ｃ，・・・・・・は被処理物体、５及び６はパイプ
、７及び８はバルブ、９は電源、１０及び１２は歯車、
１１はモーターである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の被処理物体を収納し得る容器、該容器内を所
望ガスの雰囲気にする手段及び前記被処理物体と容器と
の間にグロー放電を生ずるに適した電圧を印加する電源
を備え、該グロー放電により生じたイオンの衝撃を利用
して金属表面を硬化する装置において、前記複数の被処
理物体を容器に対しグロー放電中連続的又は間歇的に移
動する如く構成したことを特徴とする装置。 ２ 前記被処理物体の移動は直線的である特許請求の範
囲１に記載の金属表面を硬化する装置。 ３ 前記被処理物体の移動はある点を号心にした回転運
動である特許請求の範囲１に記載の金属表面を硬化する
装置。 ４ 前記被処理物体の移動は複数の被処理物体を群にし
て行うようにした特許請求の範囲１〜３のいずれかに記
載の金属表面を硬化する装置。 ５ 前記被処理物体の移動は該被処理物体の自転又は自
転を含む特許請求の範囲１〜４のいずれかに記載の金属
表面を硬化する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7585477A JPS5948862B2 (ja) | 1977-06-25 | 1977-06-25 | グロ−放電を用いて金属表面を硬化する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7585477A JPS5948862B2 (ja) | 1977-06-25 | 1977-06-25 | グロ−放電を用いて金属表面を硬化する装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5410240A JPS5410240A (en) | 1979-01-25 |
| JPS5948862B2 true JPS5948862B2 (ja) | 1984-11-29 |
Family
ID=13588218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7585477A Expired JPS5948862B2 (ja) | 1977-06-25 | 1977-06-25 | グロ−放電を用いて金属表面を硬化する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948862B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58174569A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-13 | Toshiba Corp | 金属化合物被膜の形成方法 |
| JPS5984680U (ja) * | 1982-11-29 | 1984-06-07 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 自動販売機 |
| JPH03115655U (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-29 |
-
1977
- 1977-06-25 JP JP7585477A patent/JPS5948862B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5410240A (en) | 1979-01-25 |
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