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1.オーステナイト系ステンレスの低温窒化

オーステナイト系ステンレス鋼は高耐食性,非磁性,高靭性等の優れた特性を有しているが、軟らかくカジリに弱いという欠点があり、機能部品に使用する際の制約になっている。この欠点を改善するために浸炭や窒化で表面を硬化させると、折角の高耐食性や非磁性の特性が損なわれてしまう。
オーステナイト系ステンレス鋼の高耐食性や非磁性の特性を損なうことなく表面を硬化する方法が求められ、その1つが450℃以下の低温で窒化し、拡張オーステナイト(S相)を生成する処理法である。残念ながら従来の低温窒化法はハロゲン化物による表面活性化が必要で、設備の耐久性の問題,環境の問題,安全の問題がネックになっている。そこで、マルチナイト(ガス浸硫窒化)の技術をもとに設備,環境,安全の問題のない低温窒化法の開発を行った。

1-2.内容

図−1はピット型設備のシステム構成図で、設備本体は減圧CVDと同様に真空気密構造になっており、被処理品の搬入・搬出時に付帯する真空ポンプでレトルト内を1Pa以下まで排気し、その後N2ガスで大気圧まで復圧する真空パージ方式を採用している。また処理中に有毒なH2SやNH3が絶対に漏れないように、炉体はもとより配管や機器類を含めシステム全体が加圧にも真空にも対応できるようになっている。ステンレス鋼の低温窒化におけるキーポイントは、処理中の表面の不動態膜を処理前の状態に維持し、厚くしないことである。S-コート(N)では、レトルト内から物理的及び化学的にO2,H2Oを排除し、表面酸化を抑えることにより低温窒化が可能になった。写真−1はSUS304,SUS316の低温窒化(430℃×5時間)の断面組織である。

図−1 ピット型設備のシステム構成図

写真−1 S-コート(N)断面組織
(処理条件:430℃×5時間)

1-3.特徴/応用

<特 徴>
(1)耐摩擦性、耐摩耗性
(2)耐食性、非腐食性
(3)非磁性
(4)良好な仕上肌
(5)高硬度


<応 用>
食品機械部品、半導体製造装置部品、エンジン部品、原子力発電部品、医療機器部品等


写真−2 モーターシャフト(SUS303)外観    写真−3 ローラーチェンのブッシュ外観


2.オーステナイト系ステンレス鋼の低温浸炭


オーステナイト系ステンレス鋼は高耐食性,非磁性,高靭性等の優れた特性を有しているが、軟らかくカジリに弱いという欠点があり、機能部品に使用する際の制約になっている。この欠点を改善するために浸炭や窒化で表面を硬化させると、折角の高耐食性や非磁性の特性が損なわれてしまう。
オーステナイト系ステンレス鋼の高耐食性や非磁性の特性を損なうことなく表面を硬化する方法が求められ、その1つが550℃以下の低温で浸炭し、拡張オーステナイト(S相)を生成する処理法である。残念ながら従来の低温法はハロゲン化物による表面活性化が必要で、設備の耐久性の問題,環境の問題,安全の問題がネックになっている。そこでスーパーマルチナイト(カーボン膜複合窒化)の技術をもとに、設備,環境,安全の問題のない低温浸炭法の開発を行った。

2-2.内容


写真−1はピット型設備の外観で、設備本体は減圧CVDと同様に真空気密構造になっており、被処理品の搬入・搬出時に付帯する真空ポンプでレトルト内を1Pa以下まで排気し、その後N2ガスで大気圧まで復圧する真空パージ方式を採用している。また、処理中外気の混入を防ぐために、炉体はもとより配管や機器類を含めシステム全体が加圧にも真空にも対応できるようになっている。ステンレス鋼の低温浸炭におけるキーポイントは、処理中表面の不動態膜を処理前の状態に維持し、厚くしないことである。S-コート(C)では、レトルト内から物理的及び化学的にO2,H2Oを排除し、表面酸化を抑えることにより低温浸炭が可能になった。写真−2は、SUS304,SUS316の低温浸炭(540℃×12時間)の断面組織である。

写真−1 装置の外観

写真−2 S-コート(C)断面組織
(処理条件:540℃×12時間)

2-3.特徴/応用


<特 徴>
(1)耐摩擦性、耐摩耗性
(2)耐食性、非腐食性
(3)非磁性
(4)高硬度(HV1000)


<応 用>
食品機械部品、半導体製造装置部品、エンジン部品、原子力発電部品、医療機器部品等

写真−3 処理部品外観

 

3.金属組織:マーブル腐食液使用


(1) SUS304 (X 625)




(1) SUS303 (X 625)

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