(57)【要約】本発明は、鋼製部品、特に、自動車の製造で用いられる部品の低圧浸炭窒化方法に関する。該低圧浸炭窒化方法は、加熱工程と、一定温度で交互に行う浸炭工程（Ｃ１−Ｃｎ）及び窒化工程（Ｎ１−Ｎｎ）とを備える。加熱工程は単純な加熱段階（Ｍ）を有し、単純な加熱段階（Ｍ）の後に、７００℃から７５０℃の間の温度から、８６０℃から１０００℃の間の温度への初期窒化段階（Ｎｉ）が続く。初期窒化段階（Ｎｉ）は、単純な加熱段階と比べて小さい温度勾配を用いて実行される。焼入れ工程（Ｔ）の直前の最後の窒化工程は温度の低下を伴う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製部品、特に、自動車を製造するために用いられる部品の低圧浸炭窒化方法において、
加熱工程の後であって焼入れ工程（Ｔ）の前に、交互に行う浸炭工程（Ｃ１−Ｃｎ）及び窒化工程（Ｎ２−Ｎｎ）を備え、
前記加熱工程は単純な加熱段階（Ｍ）を有し、
該単純な加熱段階（Ｍ）の後に、加熱が継続される初期窒化段階（Ｎｉ）が続き、
該初期窒化段階（Ｎｉ）は、７００℃から７５０℃までの範囲内の温度から、８６０℃から１，０００℃までの範囲内の温度まで実行されること
を特徴とする低圧浸炭窒化方法。
【請求項２】
前記初期窒化段階の直後に最初の浸炭工程が続くこと
を特徴とする請求項１に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項３】
前記初期窒化段階（Ｎｉ）の間、前記加熱は、前記単純な加熱段階と比べて小さい温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項１に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項４】
前記初期窒化段階（Ｎｉ）の間、前記加熱は、３．５℃／分から１６℃／分までの範囲内の温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項３に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項５】
前記単純な加熱段階（Ｍ）は、８℃／分から７０℃／分までの範囲内の温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項３に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項６】
前記初期窒化段階（Ｎｉ）は、ある温度のステージ（Ｎｉ２−Ｎｉ３）を有すること
を特徴とする請求項３に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項７】
前記焼入れ（Ｔ）の直前に行われ、冷却を伴う最後の窒化工程（Ｎｎ）を備えること
を特徴とする請求項１に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項８】
前記冷却は、９００℃から８００℃の間の温度に低下するまで実行されること
を特徴とする請求項７に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項９】
前記冷却は、１０℃／分から１℃／分の間の温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項７に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項１０】
前記最後の窒化工程は、ある温度のステージ（Ｎｎ１）を有すること
を特徴とする請求項７に記載の低圧浸炭窒化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製部品、特に、限定はされないが、自動車の製造で用いられる部品の低圧浸炭窒化方法に関する。具体的には、本発明は、農業機械、工作機械、又は、航空分野の部品の製造で用いられる部品にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
一定温度で交互に行う浸炭工程及び窒化工程を備える鋼製部品の低圧浸炭窒化方法は欧州特許第１８８５９０４号明細書から知られている。交互に行う浸炭工程及び窒化工程は、加熱工程及び温度均等化工程の後であって、焼入れ工程の前に行われる。変形例として、加熱工程の間、及び／又は、温度均等化工程の間に温度８００℃から窒化ガスを注入することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第１８８５９０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述の欧州特許第１８８５９０４号明細書の方法を改善すること、即ち、好ましくは、処置時間の短縮と共に、取得する部品の品質を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明は、鋼製部品、特に、自動車の製造で用いられる部品の低圧浸炭窒化方法を提供する。該低圧浸炭窒化方法は、加熱工程の後であって焼入れ前に、一定温度で交互に行う浸炭工程及び窒化工程を備える。加熱工程は単純な加熱段階を有し、単純な加熱段階の後に、加熱が継続される初期窒化段階が続く。初期窒化段階は、７００℃から７５０℃までの範囲内の温度から、８６０℃から１，０００℃までの範囲内の温度まで実行される。
【０００６】
従って、加熱工程の継続時間を増加させることなく、良好な窒化を推進する状態で行われる窒素濃縮が高まる。これにより、後続の窒化工程の１つを短くするか又は取り除くことが可能となり、総処置時間を減らすことが可能となる。
【０００７】
本発明の有益なバージョンによれば、初期窒化段階の直後に第１浸炭工程が続く。従って、温度均等化段階を全てなくすことにより、窒化に最適な温度範囲内の初期窒化段階を長くすることができる。
【０００８】
本発明の他の有益な態様によれば、初期窒化工程の間、加熱は、単純な加熱段階と比べて小さい温度勾配で実行される。従って、窒化に最適な温度範囲での処置時間は更に増加する。
【０００９】
本発明の更に他の有益な態様によれば、本方法は、焼入れ直前に行われて冷却を伴う最後の窒化工程を備える。従って、最後の窒化工程もまた、最適な温度範囲で実行されるので、処置の品質が改善される。
【００１０】
前述の目的、特徴及び利点と、他の目的、特徴及び利点とは、本発明に係る低圧浸炭窒化方法の種々の具体的な限定されない実施の形態についての下記説明を読むことで明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る本発明の低圧浸炭窒化方法の様々な工程を示す簡略図である。
【図２】他の実施の形態に係る本発明の低圧浸炭窒化方法の様々な工程を示す簡略図である。
【図３】更に他の実施の形態に係る本発明の低圧浸炭窒化方法の様々な工程を示す簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、本発明に係る低圧浸炭窒化方法は、周囲温度から、図中Ｎｉ１で示される温度７００℃の点までの連続した直線によって示される最初の単純な加熱段階Ｍを有する最初の加熱工程を備える。処置されるべき鋼鉄の組成によれば、単純な加熱段階を、７００℃から７５０℃までの範囲内の温度に到達するまで実行してもよい。単純な加熱段階は、１０分から９０分までの範囲内の継続時間を有する。即ち、単純な加熱は８℃／分から７５℃／分までの範囲内の温度勾配で実行される。
【００１３】
そして、本方法は初期窒化段階Ｎｉを備え、初期窒化段階Ｎｉの間、加熱が、図示された例では、温度９４０℃まで継続される。実際には、温度９４０℃は、より良質の処置を達成することが可能な温度８６０℃から、より速い処置を行うことが可能な温度１，０００℃の間の妥協点に相当する。
【００１４】
初期窒化段階の第１実施の形態に対応する図１の実施の形態では、加熱は、規則的にではあるが、単純な加熱の間の温度勾配よりも小さい３．５℃／分から１６℃／分までの範囲内の温度勾配で継続する。初期窒化段階の継続時間は、この初期工程で固着することが望まれる窒素の量と、処置されるべき鋼鉄の組成とに応じた１５分から４５分までの範囲内である。
【００１５】
周知であるように、初期窒化段階は、拡散段階と交互に行われる窒化ガス、例えばアンモニアの注入段階を有する。
【００１６】
図２に示される初期窒化段階の第２実施の形態によれば、単純な加熱の間と同じ温度勾配で、加熱が、７５０℃から８５０℃までの範囲内の温度の点まで継続する。ここで、７５０℃から８５０℃までの範囲内の温度の点は、８００℃であり、図２中でＮｉ２と示されている。そして、温度は図２中でＮｉ３と示される時間まで、ある温度のステージに維持される。Ｎｉ３で示される時間から浸炭温度への到達が、強い加熱によって実現される。ステージの温度は、処置されるべき部品の組成を考慮した最適状態で初期窒化段階を行うために、周知の方法で選択される。なお、この点では、このステージを考慮して、部品に、受け入れることができない圧力を与えることがないように、最後の加熱を非常に速く、例えば、８０℃／分から１００℃／分で実行してもよい。
【００１７】
図３によって示される初期窒化段階の第３実施の形態によれば、加熱は、点Ｎｉ１から、第１実施の形態での温度勾配よりも小さい温度勾配、好ましくは、２℃／分から８℃／分までの範囲内の温度勾配で、Ｎｉ４で示される時間まで継続する。ここで、Ｎｉ４で示される時間は温度８５０℃に対応する。強い加熱によって、温度８５０℃から浸炭温度への到達が、第２実施の形態の温度勾配と同様の温度勾配に従って実現される。
【００１８】
初期窒化段階で用いられる如何なる実施の形態でも、本方法は、窒化段階と交互に行うｎ回の浸炭段階を備える。周知のように、浸炭工程及び窒化工程は、拡散段階と交互に行う図示しない処置ガスの注入段階を有する。図中には、線図が窒化工程Ｎ１と最後の浸炭工程Ｃｎとの間に挿入されている。この最後の浸炭工程Ｃｎの終わりに、本方法は、焼入れＴの直前に行われて冷却を伴う最後の窒化工程Ｎｎを備える。
【００１９】
図中の破線によって示される最後の窒化工程Ｎｎの第１実施の形態によれば、冷却によって、窒化に最適な温度範囲内にある温度への連続的な低下が実現される。一方で、この温度は、効果的な焼入れが可能である程、十分に高い。図示された例では、焼入れ前の最後の温度は８４０℃である。実際には、９００℃から８００℃までの範囲内における焼入れ前の最後の温度で、申し分のない結果が得られる。このように制限された温度の低下によって、焼入れの間の部品への圧力が下がることが観測されている。
【００２０】
最後の窒化工程は、好ましくは１５分から６０分の間の継続時間を有する。これは、１０℃／分から１℃／分までの範囲内の温度勾配に対応する。初期窒化段階と同様に、最後の窒化工程は、好ましくは、拡散段階と交互に行う窒化ガスの注入段階を有する。
【００２１】
図２中の破線によって示される最後の窒化工程Ｎｎの第２実施の形態によれば、冷却は、最初、強く、鋼鉄に過度な圧力を引き起こさない、可能な限り大きな温度勾配で、処置されている鋼鉄に最適な窒化温度まで下げる。処置されている鋼鉄に最適な窒化温度は、図中Ｎｎ１で示され、ここでは８４０℃である。冷却の後、温度は焼入れの開始まで、ある温度のステージに維持される。
【００２２】
実際には、初期窒化段階の任意の実施の形態を、最後の窒化段階の任意の実施の形態と組み合わせることで本発明に係る低圧浸炭窒化方法を実施することができる。または、たとえ従来通りに、処置サイクルを終わらせても、即ち、初期窒化段階の任意の実施の形態を、浸炭温度から直接に行われる焼入れと組み合わせても、本発明に係る低圧浸炭窒化方法を実施することができる。
【００２３】
なお、本発明に係る窒化段階の増加された効率に起因して、２つの浸炭工程間に含まれる少なくとも１つの窒化工程を、単純な拡散工程に置き換えることが可能となる。この工程は、窒化工程よりも短いので、処置の総継続時間は短くなる。
【００２４】
当然のことながら、本発明は前述した実施の形態に限定されず、例えば、特許請求の範囲で定義される本発明の枠組みから逸脱しない別の実施の形態に本発明を適用してもよい。具体的には、図中の破線で示すように、一定の勾配に従って初期加熱を実行してもよい。この場合、注目すべきは、図中の縞の点線で示されるように、窒化段階の継続時間が短縮されることである。
【００２５】
初期窒化段階の間の小さな温度勾配に起因して、処置されるべき部品の温度が均等になる時間を有するので、前述の欧州特許第１８８５９０４号明細書で提供された均等化工程を削除することが可能であることが認められている。しかしながら、必要であれば、例えば、処置されるべき部品の具体的な構成に起因して、短い温度均等化工程を、初期窒化段階と、最初の浸炭段階との間に設けてもよい。
【００２６】
本発明は、２０１１年１０月３１日に出願されて、その内容（本文、図面及び特許請求の範囲）が参照によって本明細書に組み込まれる仏国特許出願第１１／５９８７５号明細書の優先権を主張する。
【図１】
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【図２】
2014532808.tif 000004
【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月2日(2014.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そして、本方法は初期窒化段階Ｎ１を備え、初期窒化段階Ｎ１の間、加熱が、図示された例では、温度９４０℃まで継続される。実際には、温度９４０℃は、より良質の処置を達成することが可能な温度８６０℃から、より速い処置を行うことが可能な温度１，０００℃の間の妥協点に相当する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製部品、特に、自動車を製造するために用いられる部品の低圧浸炭窒化方法において、
加熱工程の後であって焼入れ工程の前に、交互に行う浸炭工程及び窒化工程を備え、
前記加熱工程は単純な加熱段階を有し、
該単純な加熱段階の後に、加熱が継続される初期窒化段階が続き、
該初期窒化段階は、７００℃から７５０℃までの範囲内の温度から、８６０℃から１，０００℃までの範囲内の温度まで実行されること
を特徴とする低圧浸炭窒化方法。
【請求項２】
前記初期窒化段階の直後に最初の浸炭工程が続くこと
を特徴とする請求項１に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項３】
前記初期窒化段階の間、前記加熱は、前記単純な加熱段階と比べて小さい温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項１に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項４】
前記初期窒化段階の間、前記加熱は、３．５℃／分から１６℃／分までの範囲内の温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項３に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項５】
前記単純な加熱段階は、８℃／分から７０℃／分までの範囲内の温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項３に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項６】
前記初期窒化段階は、ある温度のステージを有すること
を特徴とする請求項３に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項７】
前記焼入れの直前に行われ、冷却を伴う最後の窒化工程を備えること
を特徴とする請求項１に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項８】
前記冷却は、９００℃から８００℃の間の温度に低下するまで実行されること
を特徴とする請求項７に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項９】
前記冷却は、１０℃／分から１℃／分の間の温度勾配で実行されること
を特徴とする請求項７に記載の低圧浸炭窒化方法。
【請求項１０】
前記最後の窒化工程は、ある温度のステージを有すること
を特徴とする請求項７に記載の低圧浸炭窒化方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2014532808.tif 000007
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【国際調査報告】
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