窒化処理

ガス窒化は、アンモニアガス(NH3)を利用し、鋼の表面に窒素(N)を浸み込ませて硬くする方法です。鋼にNが入ると窒化鉄を作って硬くなるので焼入れの必要はありません。

窒化はこのように化合物の硬さを利用するもので、焼入れによるマルテンサイト変態を期待するものではありません。浸炭焼入れしたマルテンサイトと比較して非常に硬くなります。

窒化の目的

  1. 窒素により表面の硬度をあげる
  2. 耐摩耗性、耐疲労性、耐食性の向上

窒化の種類

ガス窒化

浸炭焼入れと比較して低温処理のため、寸法変化が少なく変形や歪みが出にくい長所があります。ガス窒化の最も良い特性は耐熱性と耐食性が優れることです。

アンモニアガスの中で窒化用鋼を500~550℃に長時間(およそ72h)加熱し、そのまま除冷する。焼入れも焼戻しも必要としない。

塩浴窒化(ソルト)

SCM材やSACM材だけでなく、S-C材にも適用できます。

窒化用ソルト(NaCN55~65%、KCN45~35%)を使用し、550~600℃で処理する。時間はガス窒化より短く、30~60minが標準。

イオン窒化(プラズマ窒化)

従来のガス窒化よりもはるかに短時間で窒化されます。処理に使用する熱源がプラズマのため、省エネでもあります。→ 武藤工業のプラズマイオン窒化について詳しくはこちら(公式サイトへ)

真空容器中で、品物を-極、容器を+極として電圧(500V)をかけ、グロー放電(プラズマ)によって品物を加熱する。これにアンモニアガスを流入して窒化する。

ラジカル窒化

ラジカル窒化処理法は従来のイオン窒化より優れた性能を持つプラズマ窒化の一種です。 表面状態をほとんど変化させず、高速度工具鋼や合金工具鋼等の高合金鋼の処理に適しています。
また、イオン窒化処理法と比較して表面粗さが良好となり、化合物層を形成させないためPVDの下地処理として有効です。

参考) 熱処理ノート 大和久重雄 著 (日刊工業新聞社)、金属熱処理科(職業能力開発大学校 研修研究センター編)

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