JPS6238430B2 - - Google Patents
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- JPS6238430B2 JPS6238430B2 JP13696281A JP13696281A JPS6238430B2 JP S6238430 B2 JPS6238430 B2 JP S6238430B2 JP 13696281 A JP13696281 A JP 13696281A JP 13696281 A JP13696281 A JP 13696281A JP S6238430 B2 JPS6238430 B2 JP S6238430B2
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- Japan
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- pipe
- fuel injection
- case
- injection pipe
- hardening
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/04—Treatment of selected surface areas, e.g. using masks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
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- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高圧配管用炭素鋼鋼管製の高圧燃料
噴射管の表面硬化方法と、その方法に適用される
窒化装置に関する。
噴射管の表面硬化方法と、その方法に適用される
窒化装置に関する。
一般に、デイーゼル内燃機関の燃料供給路に用
いられている噴射管は高圧配管用炭素鋼鋼管を冷
間加工により製品化している。
いられている噴射管は高圧配管用炭素鋼鋼管を冷
間加工により製品化している。
強度向上方法として、半焼鈍、ガス軟窒化及び
浸炭処理などが施されているが、半焼鈍処理の強
度は冷間加工品の約1.5倍であり、又ガス軟窒化
処理及び浸炭処理品の強度は冷間加工品の約1.5
〜1.8倍である。
浸炭処理などが施されているが、半焼鈍処理の強
度は冷間加工品の約1.5倍であり、又ガス軟窒化
処理及び浸炭処理品の強度は冷間加工品の約1.5
〜1.8倍である。
ガス軟窒化処理は窒化によつて化合物層を内側
表面に形成させて強度向上を計るものであるが、
化合物層は曲げ変形に弱く、３度以上の曲げ加工
で亀裂が発生し、かつ硬化深さも10μ程度と浅
い。又燃料噴射管は長尺で複雑形状品が多く、内
径も２〜2.4mmと小さいので、一般的なガス軟窒
化炉又はガス浸炭炉ではガスの廻りが悪く、噴射
管の内径中央部まで硬化されず、内表面の硬さは
Ｈv100〜120と冷間加工のままと同程度で硬化処
理の効果が認められないのが現状である。
表面に形成させて強度向上を計るものであるが、
化合物層は曲げ変形に弱く、３度以上の曲げ加工
で亀裂が発生し、かつ硬化深さも10μ程度と浅
い。又燃料噴射管は長尺で複雑形状品が多く、内
径も２〜2.4mmと小さいので、一般的なガス軟窒
化炉又はガス浸炭炉ではガスの廻りが悪く、噴射
管の内径中央部まで硬化されず、内表面の硬さは
Ｈv100〜120と冷間加工のままと同程度で硬化処
理の効果が認められないのが現状である。
エンジン及び車両などの性能向上に伴い、高い
流圧に耐える高圧鋼管が望まれている。燃料噴射
管など細径管は製造上の制約から材料変更による
強度向上は不可能であり、何んらかの表面硬化法
により内径部の強度向上を計る必要がある。
流圧に耐える高圧鋼管が望まれている。燃料噴射
管など細径管は製造上の制約から材料変更による
強度向上は不可能であり、何んらかの表面硬化法
により内径部の強度向上を計る必要がある。
本発明者等は、この必要に応えるべく鋭意検討
の結果、鋼には窒素を拡散させると焼入性が向上
し変態点を下げる性質があり、一方燃料噴射管の
材質はSTS35（高圧配管用炭素鋼鋼管）が主体で
あり、Ｃ量が0.15％以下と少なくそのまま焼入を
行なつても効果が少ない点に着目し、燃料噴射管
などの細径管内面に先ず窒素ガスを均一に拡散さ
せ、次いで焼入処理を行なうことにより強度向上
を計り得るとの結論に達した。
の結果、鋼には窒素を拡散させると焼入性が向上
し変態点を下げる性質があり、一方燃料噴射管の
材質はSTS35（高圧配管用炭素鋼鋼管）が主体で
あり、Ｃ量が0.15％以下と少なくそのまま焼入を
行なつても効果が少ない点に着目し、燃料噴射管
などの細径管内面に先ず窒素ガスを均一に拡散さ
せ、次いで焼入処理を行なうことにより強度向上
を計り得るとの結論に達した。
しかし、燃料噴射管などの細径管の場合、従来
の炉内撹拌では内面管中央部まで均一な窒化層を
得ることはできない。
の炉内撹拌では内面管中央部まで均一な窒化層を
得ることはできない。
そこで本発明者等は、生ガス（窒素ガス）が炉
内に入る直前で例えば高周波加熱等により該ガス
の加熱を行ない適切な窒化温度まで上昇させ、パ
イプ、特に好ましくはテーパ付パイプで該窒素ガ
の流量を調節しながら各々の継手より噴射管内面
に強制的に窒素ガスを送る装置を開発した。該装
置により強制的に拡散された窒素は管内面中央部
まで均一に進入して焼入性を向上させる。しかる
後、高圧配管用炭素鋼の焼入温度で一定時間保持
し、急速冷却するという焼入処理を施せば、管内
表面に拡散された窒素化合物層が焼入温度に保持
されて母材心部に拡散進入すると共に、内表面の
フエライト粒界の脆化をも防止することができ、
また急速冷却により脆い窒置化合物層はマルテン
サイト組織となり靭性が上がり曲げ加工性を向上
することができる。更に、靭性を向上させたい場
合には低温焼戻し処理を行えばよい。
内に入る直前で例えば高周波加熱等により該ガス
の加熱を行ない適切な窒化温度まで上昇させ、パ
イプ、特に好ましくはテーパ付パイプで該窒素ガ
の流量を調節しながら各々の継手より噴射管内面
に強制的に窒素ガスを送る装置を開発した。該装
置により強制的に拡散された窒素は管内面中央部
まで均一に進入して焼入性を向上させる。しかる
後、高圧配管用炭素鋼の焼入温度で一定時間保持
し、急速冷却するという焼入処理を施せば、管内
表面に拡散された窒素化合物層が焼入温度に保持
されて母材心部に拡散進入すると共に、内表面の
フエライト粒界の脆化をも防止することができ、
また急速冷却により脆い窒置化合物層はマルテン
サイト組織となり靭性が上がり曲げ加工性を向上
することができる。更に、靭性を向上させたい場
合には低温焼戻し処理を行えばよい。
すなわち本発明、
(1) 高圧配管用炭素鋼製高圧燃料噴射管の内面の
窒化処理温度まで昇温させた窒素ガスを強制的
に送入して該内面を窒化処理し、次いで焼入処
理することを特徴とする高圧燃料噴射管の表面
硬化方法。
窒化処理温度まで昇温させた窒素ガスを強制的
に送入して該内面を窒化処理し、次いで焼入処
理することを特徴とする高圧燃料噴射管の表面
硬化方法。
と、上記方法のうち窒化処理を行なうのに適した
装置として、 (2) 装置本体中央部に設置され内部を窒素ガスが
流過するパイプ、該パイプを囲繞するケー
ス、、該パイプの下部周辺に配設され該パイプ
内の窒素ガスが加熱するための加熱装置、該パ
イプに取付けた高圧燃料噴射管接続用継手、前
記囲繞ケースに取付けた高圧噴射管接続用継
手、前記パイプ内と前記ケース内を連通するた
めの連通管からなることを特徴とする高圧燃料
噴射管の表面硬化用窒化装置。
装置として、 (2) 装置本体中央部に設置され内部を窒素ガスが
流過するパイプ、該パイプを囲繞するケー
ス、、該パイプの下部周辺に配設され該パイプ
内の窒素ガスが加熱するための加熱装置、該パ
イプに取付けた高圧燃料噴射管接続用継手、前
記囲繞ケースに取付けた高圧噴射管接続用継
手、前記パイプ内と前記ケース内を連通するた
めの連通管からなることを特徴とする高圧燃料
噴射管の表面硬化用窒化装置。
とに関するものである。
以下、添付図面を参照して本発明の方法と装置
をより詳細に説明する。
をより詳細に説明する。
第１図は、本発明装置の一実施態様例を示す縦
断面図、第２図は処理すべき燃料噴射管の取付方
法の一例を上半分断面で示す状態図である。
断面図、第２図は処理すべき燃料噴射管の取付方
法の一例を上半分断面で示す状態図である。
第１，２図において、１は装置（窒化炉）本
体、２は窒化炉本体組壁、３はガス送り用パイ
プ、４は該パイプ３を囲繞するケース、５は高周
波加熱装置、６は蓋、７はフアンである。
体、２は窒化炉本体組壁、３はガス送り用パイ
プ、４は該パイプ３を囲繞するケース、５は高周
波加熱装置、６は蓋、７はフアンである。
パイプ３は、図示するように先細りテーパ状に
形成されたもの、または平行パイプを使用し先端
は遮閉されて窒化炉本体２の中央部に設置され
る。
形成されたもの、または平行パイプを使用し先端
は遮閉されて窒化炉本体２の中央部に設置され
る。
８は継手であり、内側下方から外側上方に傾斜
させてパイプ３に固着される。９は連通管であ
り、外側下方から内側上方に傾斜させてパイプ３
に固着される。これらの継手８と連通管９は、中
空に形成されており、パイプ３の内側と外側とを
連通させる。
させてパイプ３に固着される。９は連通管であ
り、外側下方から内側上方に傾斜させてパイプ３
に固着される。これらの継手８と連通管９は、中
空に形成されており、パイプ３の内側と外側とを
連通させる。
ケース４は、水平に配設するプレート１１、プ
レート１１の外周面に固着した筒体１２、プレー
ト１１の上面に固着した筒体１３、筒体１２に取
付けたカバー１４、筒体１３に取付けたカバー１
５とから構成する。プレート１１はパイプ３に固
着される。
レート１１の外周面に固着した筒体１２、プレー
ト１１の上面に固着した筒体１３、筒体１２に取
付けたカバー１４、筒体１３に取付けたカバー１
５とから構成する。プレート１１はパイプ３に固
着される。
上記筒体１３には複数個の継手１６が固着され
る。該継手１６は中空に形成されており、筒体１
３の内側と外側とを連通させている。
る。該継手１６は中空に形成されており、筒体１
３の内側と外側とを連通させている。
１７はプレート１１よりも下方で筒体１２に設
けた連通孔、１８はカバー１４に設けた連通孔で
ある。
けた連通孔、１８はカバー１４に設けた連通孔で
ある。
２１は処理すべき燃料噴射管であり、使用形状
に合せて成形した後、適当な位置の継手８，１６
に接続される。第２図はその接続方法を示す一例
であり、管２１の先端に溶接等により固着した継
手部２２、スリーブ２３、ナツト２４により接続
している。燃料噴射管２１の接続において、継手
８，１６は任意の位置に多数配設されているので
適当に選択することにより無理なく接続すること
ができる。また使用しない継手８，１６は、プラ
グ２５，２６にて遮閉する。
に合せて成形した後、適当な位置の継手８，１６
に接続される。第２図はその接続方法を示す一例
であり、管２１の先端に溶接等により固着した継
手部２２、スリーブ２３、ナツト２４により接続
している。燃料噴射管２１の接続において、継手
８，１６は任意の位置に多数配設されているので
適当に選択することにより無理なく接続すること
ができる。また使用しない継手８，１６は、プラ
グ２５，２６にて遮閉する。
第３図は本発明装置の他の実施態様例を示す縦
断面図である。
断面図である。
第１図の場合は、ケース４を構成するプレート
１１と筒体１２とは固着していたが、第３図では
筒体３１をかぶせてプレート１１と密着させる構
造としている。
１１と筒体１２とは固着していたが、第３図では
筒体３１をかぶせてプレート１１と密着させる構
造としている。
以上のように構成される本発明装置の作用態様
は次の通りである。
は次の通りである。
パイプ３の下方から送られてきた生ガス（窒素
ガス）は、高周波加熱装置５にて窒化処理温度ま
で上昇され、継手８から強制的に燃料噴射管２１
の内部に送り込まれる。
ガス）は、高周波加熱装置５にて窒化処理温度ま
で上昇され、継手８から強制的に燃料噴射管２１
の内部に送り込まれる。
燃料噴射管２１内を通過したガスは、継手１６
から外部に排出され、フアン７によつて連通孔１
８からケース４の外側に吸い上げられ、連通孔１
７を通つて連通管９に戻され、再びパイプ３に供
給される。
から外部に排出され、フアン７によつて連通孔１
８からケース４の外側に吸い上げられ、連通孔１
７を通つて連通管９に戻され、再びパイプ３に供
給される。
上記過程において、パイプ３として先細りテー
パ状のものを使用すれば、パイプ３の上下位置の
継手８間に供給されるガス量はほぼ同量となり、
窒化処理条件をより均一にする上で好ましい。
パ状のものを使用すれば、パイプ３の上下位置の
継手８間に供給されるガス量はほぼ同量となり、
窒化処理条件をより均一にする上で好ましい。
このようにして燃料噴射管２１内面に窒素を拡
散させた後、外して通常の焼入処理を行う。すな
わち、焼入温度800〜900℃で30〜60分間保持した
後、、急速冷却を行なう。
散させた後、外して通常の焼入処理を行う。すな
わち、焼入温度800〜900℃で30〜60分間保持した
後、、急速冷却を行なう。
処理後の内表面硬さはＨMv500以上となる。
曲げ加工角度45度以上必要な場合は、更に180
〜230℃で低温焼戻しを行なえばよい。
〜230℃で低温焼戻しを行なえばよい。
なお、噴射管の素材によつては焼入時外周面に
微細な亀裂が結晶粒界にそつて発生する場合があ
るので、このような場合は脱炭防止処理および外
周面に若干窒素拡散処理すればよい。
微細な亀裂が結晶粒界にそつて発生する場合があ
るので、このような場合は脱炭防止処理および外
周面に若干窒素拡散処理すればよい。
第４図は本発明の効果を示すための図で、図中
Ａは無処理の場合、Ｂは従来のガス軟窒化の場
合、Ｃは本発明硬化熱処理の場合の硬さを示す。
該図より表面硬さ、硬化深さ及び心部硬さとも本
発明の場合大幅に向上していることが判る。
Ａは無処理の場合、Ｂは従来のガス軟窒化の場
合、Ｃは本発明硬化熱処理の場合の硬さを示す。
該図より表面硬さ、硬化深さ及び心部硬さとも本
発明の場合大幅に向上していることが判る。
なお、第４図中のＡ，Ｂ，ＣはSTS35（高圧配
管用炭素鋼鋼管）製の燃料噴射管（内径2.2mm
φ、外径6.2mmφ、長さ600mm）を使用したもので
あり、Ｃの本発明の硬化熱処理の場合は第３図に
示す態様の装置（装置各部の寸法は第５図に示す
通り（単位はmm）であり、継手８と継手１６は
各々放射状に45゜の角度ピツチで取付け、パイプ
３、プレート１１、筒体１３、カバー１５、筒体
３１の肉厚は10mmとした）で530℃の窒素ガスを
均熱時の供給速度1.5m3／Hrで供給し20時間窒化
処理した後、上記装置から取出し、電気炉（図示
省略）にて830℃×30分・水冷の焼入処理を行つ
たものであり、Ｂの従来のガス軟窒化の場合は
570℃×６時間で処理したものである。
管用炭素鋼鋼管）製の燃料噴射管（内径2.2mm
φ、外径6.2mmφ、長さ600mm）を使用したもので
あり、Ｃの本発明の硬化熱処理の場合は第３図に
示す態様の装置（装置各部の寸法は第５図に示す
通り（単位はmm）であり、継手８と継手１６は
各々放射状に45゜の角度ピツチで取付け、パイプ
３、プレート１１、筒体１３、カバー１５、筒体
３１の肉厚は10mmとした）で530℃の窒素ガスを
均熱時の供給速度1.5m3／Hrで供給し20時間窒化
処理した後、上記装置から取出し、電気炉（図示
省略）にて830℃×30分・水冷の焼入処理を行つ
たものであり、Ｂの従来のガス軟窒化の場合は
570℃×６時間で処理したものである。
また引張強さは、無処理品35〜38Kgrf／mm2、従
来のガス軟窒化処理及び浸炭処理50〜60Kgｆ／mm2
に対し、本発明硬化処理によるガス窒化のままで
は45〜55Kgｆ／mm2であり、焼入処理を施すことに
より120〜120Kgｆ／mm2と大幅に強度が向上するこ
とを確認している。
来のガス軟窒化処理及び浸炭処理50〜60Kgｆ／mm2
に対し、本発明硬化処理によるガス窒化のままで
は45〜55Kgｆ／mm2であり、焼入処理を施すことに
より120〜120Kgｆ／mm2と大幅に強度が向上するこ
とを確認している。
第１図は本発明装置の一実施態様例を示す図、
第２図は第１図の一部分の詳細図、第３図は本発
明装置の他の実施態様例を示す図、第４図は本発
明の効果を示すための図表、第５図は第４図の本
発明の硬さＣを得るために行つた実施例に使用し
た装置（第３図の態様のもの）の寸法を示す図で
ある。
第２図は第１図の一部分の詳細図、第３図は本発
明装置の他の実施態様例を示す図、第４図は本発
明の効果を示すための図表、第５図は第４図の本
発明の硬さＣを得るために行つた実施例に使用し
た装置（第３図の態様のもの）の寸法を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高圧配管用炭素鋼製高圧燃料噴射管の内面に
窒化処理温度まで昇温させた窒素ガスを強制的に
送入して該内面を窒化処理し、次いで焼入処理す
ることを特徴とする高圧燃料噴射管の表面硬化方
法。 ２ 装置本体中央部に設置され内部を窒素ガスが
流過するパイプ、該パイプを囲繞するケース、該
パイプの下部周辺に配設され該パイプ内の窒素ガ
スを加熱するための加熱装置、該パイプに取付け
た高圧燃料噴射管接続用継手、前記囲繞ケースに
取付けた高圧噴射管接続用継手、前記パイプ内と
前記ケース内を連通するための連通管からなるこ
とを特徴とする高圧燃料噴射管の表面硬化用窒化
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13696281A JPS5839775A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 高圧燃料噴射管の表面硬化方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13696281A JPS5839775A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 高圧燃料噴射管の表面硬化方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839775A JPS5839775A (ja) | 1983-03-08 |
| JPS6238430B2 true JPS6238430B2 (ja) | 1987-08-18 |
Family
ID=15187553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13696281A Granted JPS5839775A (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | 高圧燃料噴射管の表面硬化方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839775A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015232375A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 配管接続構造 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2626567B1 (fr) * | 1988-01-29 | 1991-09-27 | Atochem | Chlorosulfate basique d'aluminium, son procede de fabrication, son utilisation comme agent floculant |
| CA2441276C (en) * | 2001-03-21 | 2009-10-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Steel material and method for preparation thereof |
| JP3745971B2 (ja) | 2001-03-21 | 2006-02-15 | 本田技研工業株式会社 | 鋼材料 |
| GB2497354B (en) * | 2011-12-07 | 2014-09-24 | Solaris Holdings Ltd | Method of improvement of mechanical properties of products made of metals and alloys |
-
1981
- 1981-09-02 JP JP13696281A patent/JPS5839775A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015232375A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 配管接続構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5839775A (ja) | 1983-03-08 |
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