イオン窒化にて、同じ部品を炉内３段で処理して大丈…

質問

イオン窒化にて、同じ部品を炉内３段で処理して大丈夫ですか？

温度は５３０℃に設定してます。まったく同じ部品を３段にて各段同じロット数で、温度公差０－３０℃で処理した場合。窒化層はどうなりますか？材質はDACで焼きいれ焼き戻し後、窒化炉搬入の流れです。どなたか教えて下さい。

回答No.3

noname#230359

DACについてご教示いただきありがとうございます。
SKD61であれば焼入れ、窒化とも問題ない鋼ですね。

三段積みでムラなく窒化出来るかどうかということですが、
炉は満載しても温度ムラがない炉であると考えてよいですね？
活性種の力を借りるとは言っても最も重要なのは温度です。
これが昔のプラズマ窒化のようでは話になりませんので・・・

さて、１段積みで達成できたからといって3段も可能かどうかは
全く保証がありません。試作するしかないのですが、
その理由として
☆ガス流量
☆プラズマパワー
があげられます。

仮にガス流量を倍に増やしたときに圧力を同等に保てるか、
というようなテストをしてみてください。
（ポンプ性能の問題）
ガス流量（圧力ではない）は1段の時よりも多いほうが良いはずです。
組成をいじる必要はありません。
もちろん変化させてもかまいませんが・・・

次にプラズマパワーの問題ですが圧力、電圧を一定にした場合、
カソード面積が増えればそれだけ電流値が増えてしまいます。
この電流量増加に電源がついてこれるかどうかが心配です。
電流量が頭打ちになれば電流密度（あるいは電力密度）は
落ちてしまうので窒化不良の原因になります。
電流が頭打ちになってしまったら、電圧を落とすか、
電圧はそのままで圧力を低くすることも考えられます。
ただし当然電流密度が低い分ラジカルの作用は少なくなる
と思ってください。

あとはアルカリや溶剤などで脱脂をしっかり行うことと
アルゴン/水素洗浄をしっかり行うことでしょうか。
1段で試作したときと同様の焼戻し組織のものを窒化することも
重要ですね。

お礼

本当にありがとうございます。早速テストします。また困ったことがあったら質問させて下さい。宜しくお願いします。

回答No.2

noname#230359

VICKS様　早速のご返答ありがとうございます。勉強不足なのは私の方です。質問も不明確なもので大変申し訳ございません。
再度質問させていただきます。３段の温度をそれぞれ５００～５３０℃の間として４０時間処理した場合。各段のワークの表面からのチッカ層ムラはおこりますか？チッカ層の図面指示は０．２mm以上です。１段で同様の温度・時間処理した時、この指示はクリアしております。
材質DACとは日立の素材で、JISのSKD61と一緒だそうです。
よろしくお願いいたします。

回答No.1

noname#230359

ご質問は±15℃で制御できるかどうかということでしょうか？

公差の問題であればマイクロパルスプラズマ電源を
使用すれば問題ありません。
ホローカソードが出ないようにすることと、ONパルスを短めに
OFFパルスを長めに設定すれば±15はクリアするはずです。
その分ヒーターを強くしてください。
更新間近の旧型炉だとどうでしょうか。厳しいかもしれませんね。

窒化層組織に関する疑問であれば、
焼き戻ししながら窒化することと同じですから
マルテンサイト+フェライト素地中に
窒化物と炭化物を析出した拡散層の上に化合物層
ということになるのではないでしょうか？

質問を取り違えていますか？
もう少し情報をもらえるとありがたいです。

ところでご教示いただきたいのですが、DACとはどのような組成の
鋼なのでしょうか。不勉強で申し訳ありません。