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ガス窒化処理
ガス窒化処理法は1923年ドイツ・クルップ社のアドルフ・フリー博士によって発見されたもので 鋼の表面がアンモニアガス中で、α−Fe界域の低温(500℃付近)処理により極めて硬度の高い硬化層が得られます。 その後大戦を通じてその優秀性が認められ、現在広く応用されるようになりました。
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[硬さ=高] [耐磨耗性=大]
硬さは鋼種により異なりますが最大HV1300になる物も有り浸炭焼入れ、¥高周波焼入れではHV830程度ですが、窒化用鋼専用銅(SACM645)ではHV1000〜1100にもなり、窒化層の深さは最大で0.7mm以上にもなります。
耐磨耗性、耐焼付性、耐ハジリ性にも強い効果を示します。肌焼鋼(RC-60)の磨耗係数34、ステライト(RC-56)の45に対し、窒化鋼(RC-56)は3.4と優れています。
[変形=小] [耐熱性=優]
処理温度が500〜560℃とAI変態点より低いため組織の変化による変形が発生しにくいため、仕上げ代を少なくすることができます。 窒化層はFe3N、などの窒化物から成り耐熱性に優れます。
[耐食性=優]  
窒化層の表面に生成する白層(ε層)は対アルカリ性を示します。  

ガス窒化の表面硬さと窒化層深さ
ガス窒化の表面の硬さと窒化層の深さ
窒化による寸法変化
ライナースリーブの円径
内径 肉厚 長さ 材質 縮み 広がり
180 5 590 SACM-645 0.04〜0.05
115 19 455 SACM-645 <0.02〜0.05
100 25 320 SACM-645 0.03〜0.04
120 55< 350 SKD-61 0.010〜0.015
100 100 1260 SACM-645 0.020〜0.025
スピンドルの外径
寸法(径×長さ) 膨張 寸法(径×長さ) 膨張
50×500 0.02〜0.025 100×1000 0.03〜0.04
50×1000 0.02〜0.025 130×2500 0.035〜0.045
60×700 0.02〜0.03 150×4500 0.04〜0.05
注)上記2表は510℃60Hrの窒化による実測値で、単位はmmです。
内径変化は肉厚の厚薄により影響されます。


窒化処理後の諸性質
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使用鋼種:SACM-645
化学分析表
C Al Cr Mo Si Mn P S
0.35 1.06 1.69 0.40 0.35 0.43 0.026 0.003

使用鋼種
SACM-645
950℃ 油焼入
700℃ 油焼戻
510℃ 60H 窒化
SKD61
1050℃ 油焼入
550℃ 空冷焼戻
SKD61
左記熱処理の物を520℃ 50H 窒化
最高硬度と窒化層の厚さ   窒化層の耐熱性
窒化前と窒化後の機械的性質
窒化鋼(SACM-645)の機械的性質
条件/区分 抵抗力
kg/mu
降伏点
kg/mu


シャルピー
kg・m/cu
打撃回数
松村式
硬度
V.P.H
熱処理
焼入 焼戻
熱処理のまま 94.9 79.5 24 67.5 15.6 4,829 280〜300 950℃,OIL 700℃,OIL
窒化心部 93.2 78.4 24 59.5 15.4 4,233 280〜300 処理後500℃に100Hr
窒化したもの 101.0 83.8 7.6 6.6 7.3 17,605 *1100〜1200 "
*表面より0.05m/m深さの硬度
SACM-645処理時間と窒化深さの関係 ステンレス鋼のガス窒化処理
SACM-645処理時間と窒化深さの関係 ステンレス鋼のガス窒化処理
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