(57)【要約】【課題】被処理物に侵入する窒素量を制御するとともに、不良組織の発生を抑制することにより安定した浸炭窒化処理が可能な浸炭窒化方法を提供する。【解決手段】浸炭窒化方法は、雰囲気が制御される雰囲気制御工程と、被処理物に付与される温度履歴が制御される加熱パターン制御工程とを備えている。雰囲気制御工程は、供給されるアンモニアの供給量を調節することにより熱処理炉内の未分解アンモニア濃度を制御する未分解アンモニア濃度制御工程と、一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧を制御する分圧制御工程とを含んでいる。分圧制御工程では、アンモニアの供給量が変更された場合であって、一酸化炭素の分圧と二酸化炭素の分圧との分圧比が変化した場合に、分圧比の変化を打ち消すように、一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧が変更される。【選択図】図７
2007169723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理炉内の雰囲気が制御される雰囲気制御工程と、
前記熱処理炉内において被処理物に付与される温度履歴が制御される加熱パターン制御工程とを備え、
前記雰囲気制御工程は、
前記熱処理炉内に供給されるアンモニアの供給量を調節することにより前記熱処理炉内の未分解アンモニア濃度を制御する未分解アンモニア濃度制御工程と、
前記熱処理炉内の一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧を制御する分圧制御工程とを含み、
前記分圧制御工程では、前記未分解アンモニア濃度制御工程において前記アンモニアの供給量が変更された場合であって、前記一酸化炭素の分圧と前記二酸化炭素の分圧との比である分圧比が変化した場合に、前記アンモニアの供給量の変更前の前記分圧比から前記アンモニアの供給量が変更された後の前記分圧比への変化を打ち消すように、前記一酸化炭素および前記二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧が変更される、浸炭窒化方法。
【請求項２】
前記未分解アンモニア濃度制御工程では、前記熱処理炉内の未分解アンモニア濃度が測定され、前記未分解アンモニア濃度と前記被処理物の表層部における窒素濃度との関係に基づいて、前記熱処理炉内に供給されるアンモニアの流量を調節することにより、前記被処理物の表層部における窒素濃度が制御される、請求項１に記載の浸炭窒化方法。
【請求項３】
前記未分解アンモニア濃度制御工程における前記アンモニアの供給量の変更は、前記アンモニアの供給量の変更の直前に実施された先のアンモニア供給量の変更以降に前記熱処理炉に供給された浸炭ガスの２０℃、１．０５気圧における体積が前記熱処理炉の容積以上となった後に実施される、請求項１または２に記載の浸炭窒化方法。
【請求項４】
機械部品の概略形状に成形された鋼製部材を準備する鋼製部材準備工程と、
前記鋼製部材準備工程において準備された前記鋼製部材に対して、浸炭窒化処理を実施した後、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度へ冷却することにより、前記鋼製部材を焼入硬化する焼入硬化工程とを備え、
前記焼入硬化工程における前記浸炭窒化処理は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の浸炭窒化方法を用いて実施される、機械部品の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の機械部品の製造方法により製造された、機械部品。
【請求項６】
軸受を構成する部品として用いられる、請求項５に記載の機械部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は浸炭窒化方法、機械部品の製造方法および機械部品に関し、より特定的には、安定した浸炭窒化処理が可能な浸炭窒化方法、安定した品質を有する機械部品を製造することが可能な機械部品の製造方法、および安定した品質を有する機械部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、浸炭窒化処理、特に鋼からなる被処理物に対して実施されるガス浸炭窒化処理においては、ＲＸガスおよびアンモニア（ＮＨ３）ガスを一定の流量（単位時間あたりの供給量）で熱処理炉内に流入させるとともに、熱処理炉内のカーボンポテンシャル（ＣＰ）値を熱処理炉内の二酸化炭素（ＣＯ２）の分圧に基づいて制御することにより、当該熱処理炉内の雰囲気が制御されている。ここで、被処理物の表層部に侵入する窒素量は、浸炭窒化処理中に直接測定することは困難である。そのため、各熱処理炉に関して、アンモニアガスの流量と被処理物の表層部に侵入する窒素量との関係を過去の生産実績等から経験的に決定し、浸炭窒化処理中に直接測定することが可能なアンモニアガスの流量を調節することにより被処理物の表層部に侵入する窒素量が制御される場合が多い。
【０００３】
そして、このアンモニアガスの流量は、各熱処理炉の過去の生産実績等に基づき、被処理物の量や形状などを考慮して経験的に決定されているが、過去の生産実績が無いような量や形状の被処理物を浸炭窒化処理する必要が生じた場合、当該浸炭窒化処理における最適なアンモニアガスの流量を決定するための試行錯誤が必要となる。その結果、最適なアンモニアガスの流量が決定されるまでは被処理物の品質を安定させることが困難なだけでなく、上記試行錯誤を量産ラインにおいて実施する必要があるため、要求品質を満たさない被処理物が発生し、生産コスト上昇の要因となるおそれもある。
【０００４】
これに対し、熱処理炉の形状、被処理物の量や形状ごとに変化するアンモニアガスの流量ではなく、熱処理炉内に残留している気体アンモニアの濃度である未分解アンモニア濃度（アンモニアの残留ガス濃度）を調節することにより、被処理物に侵入する窒素量を制御する方法が提案されている（たとえば、非特許文献１および特許文献１参照）。すなわち、浸炭窒化処理中に測定が可能な未分解アンモニア濃度を測定し、熱処理炉の形状や被処理物の量および形状等に関係なく決定可能な未分解アンモニア濃度と被処理物に侵入する窒素量との関係に基づき、アンモニアガスの流量を調節する。これにより、最適なアンモニアガスの流量を試行錯誤により決定することなく、被処理物に侵入する窒素量を制御することが可能となり、被処理物の品質を安定させることができる。
【非特許文献１】恒川好樹、外２名、「ガス浸炭窒化処理におけるボイドの発生と窒素の拡散挙動」、熱処理、１９８５年、２５巻、５号、ｐ.２４２−２４７
【特許文献１】特開平８−１３１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の未分解アンモニア濃度をパラメータとする浸炭窒化処理方法のように、浸炭窒化処理中に熱処理炉内に供給されるアンモニアの供給量が変化する場合、被処理物の表層部において過剰に炭素が侵入した過浸炭組織、炭素含有量が低下した脱炭組織、析出物（炭化物、炭窒化物など）の消失などの不良組織が発生する場合があり、被処理物の品質の安定を妨げるという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、浸炭窒化処理中にアンモニアの供給量を調節することにより被処理物に侵入する窒素量を制御するとともに、過浸炭組織、脱炭組織、析出物の消失などの不良組織の発生を抑制することにより安定した浸炭窒化処理が可能な浸炭窒化方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、安定した浸炭窒化処理が実施されることにより、安定した品質を有する機械部品の製造が可能な機械部品の製造方法を提供することである。また、本発明のさらに他の目的は、安定した浸炭窒化処理が実施されることにより、品質の安定した機械部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った浸炭窒化方法は、熱処理炉内の雰囲気が制御される雰囲気制御工程と、熱処理炉内において被処理物に付与される温度履歴が制御される加熱パターン制御工程とを備えている。雰囲気制御工程は、熱処理炉内に供給されるアンモニアの供給量を調節することにより熱処理炉内の未分解アンモニア濃度を制御する未分解アンモニア濃度制御工程と、熱処理炉内の一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧を制御する分圧制御工程とを含んでいる。そして、分圧制御工程では、未分解アンモニア濃度制御工程においてアンモニアの供給量が変更された場合であって、一酸化炭素の分圧と二酸化炭素の分圧との比である分圧比が変化した場合に、アンモニアの供給量の変更前の分圧比からアンモニアの供給量が変更された後の分圧比への変化を打ち消すように、一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧が変更される。
【０００８】
本発明者は、熱処理炉内の雰囲気の制御状態と、被処理物の表層部における不良組織の発生との関係について詳細に検討を行なった。その結果、熱処理炉内に供給されるアンモニアの供給量（流量）が変更された場合、これに伴って浸炭挙動に影響を与える一酸化炭素と二酸化炭素との分圧比が変化するため、これを十分に考慮した雰囲気の制御が実施されない場合、被処理物の表層部への炭素の侵入挙動が狙いどおりに制御されず、不良組織が発生する、との知見を得た。そして、浸炭窒化処理において、アンモニアの供給量が変更された場合には、一酸化炭素と二酸化炭素との分圧比の変化を直ちに打ち消すように、一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧を変更することにより、不良組織の発生を抑制することができることを見出し、本発明に想到した。
【０００９】
すなわち、本発明の浸炭窒化方法によれば、熱処理炉内の未分解アンモニア濃度をパラメータとしてアンモニア供給量が調節されて、被処理物に侵入する窒素量が調整される。そして、当該アンモニアの供給量の調節により、アンモニア供給量が変化した場合、これに伴って変化する一酸化炭素と二酸化炭素との分圧比を早期に変化前の状態に戻すことができる。その結果、当該分圧比がパラメータとなっており、被処理物の浸炭挙動に直接影響する（式（１）および式（２）参照）熱処理炉内のカーボンポテンシャル（ＣＰ）値や被処理物中の炭素の活量（ａＣ）等を精度良く制御することが可能となり、不良組織の発生を抑制して、被処理物の品質を安定させることができる。
【００１０】
ここで、ＣＰおよびａＣは、以下の式（１）および式（２）で定義される。
【００１１】
【数１】
2007169723.tif 000003
【００１２】
式（１）および式（２）において、ＡＳは温度に依存する物性値、ａｃは鋼中の炭素の活量、ＰＣＯは一酸化炭素（ＣＯ）の分圧、ＰＣＯ２は二酸化炭素（ＣＯ２）の分圧、Ｋは
＜Ｃ＞＋ＣＯ２⇔２ＣＯ
における平衡定数である。
【００１３】
また、未分解アンモニア濃度とは、熱処理炉内に供給されたアンモニアのうち、分解されることなく気体アンモニアの状態で残存しているアンモニアの熱処理炉内の雰囲気における濃度をいう。
【００１４】
上記浸炭窒化方法において好ましくは、未分解アンモニア濃度制御工程では、熱処理炉内の未分解アンモニア濃度が測定され、未分解アンモニア濃度と被処理物の表層部における窒素濃度との関係に基づいて、熱処理炉内に供給されるアンモニアの流量を調節することにより、被処理物の表層部における窒素濃度が制御される。
【００１５】
これにより、熱処理炉内における雰囲気中の未分解アンモニア濃度を精度良くコントロールし、被処理物に侵入する窒素量を精度良く制御することができる。
【００１６】
上記浸炭窒化方法において好ましくは、未分解アンモニア濃度制御工程におけるアンモニアの供給量の変更は、アンモニアの供給量の変更の直前に実施された先のアンモニア供給量の変更以降に熱処理炉に供給された浸炭ガスの２０℃、１．０５気圧における体積が熱処理炉の容積以上となった後に実施される。
【００１７】
本発明者は、一酸化炭素と二酸化炭素との分圧比の制御の精度に及ぼすアンモニア供給量の変化の影響を抑制する方策について鋭意検討を行なった。その結果、未分解アンモニア濃度の制御に通常必要な程度のアンモニア供給量の変化があった場合、これに伴って変化した一酸化炭素と二酸化炭素との分圧比をアンモニア供給量の変化前の状態に復帰させるためには、２０℃、１．０５気圧において熱処理炉の容積以上の浸炭ガスの供給が必要であることを見出した。
【００１８】
したがって、上述の条件を満たしたことが確認されたうえでアンモニア供給量の変更が行われることにより、上記分圧比が先のアンモニア供給量の変更前の状態に復帰した後、新たなアンモニア供給量の変更が行なわれることとなる。その結果、上記本発明の浸炭窒化方法において、ＣＰ、ａＣなどの制御が一層容易となり、不良組織の発生が一層抑制される。
【００１９】
ここで、本発明の浸炭窒化方法において使用される浸炭ガスとしては、たとえばＲＸガスとエンリッチガスとの混合ガスを使用することができる。また、上述の一酸化炭素と二酸化炭素との分圧比の制御は、エンリッチガスとしてのプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、ブタンガス（Ｃ４Ｈ１０）などの供給量（流量）を調節することにより実施することができる。
【００２０】
本発明に従った機械部品の製造方法は、機械部品の概略形状に成形された鋼製部材を準備する鋼製部材準備工程と、鋼製部材準備工程において準備された鋼製部材に対して、浸炭窒化処理を実施した後、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度へ冷却することにより、鋼製部材を焼入硬化する焼入硬化工程とを備えている。そして、焼入硬化工程における浸炭窒化処理は、上述の本発明の浸炭窒化方法を用いて実施される。
【００２１】
ここで、Ａ１点とは鋼を加熱した場合に、鋼の組織がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度に相当する点をいう。また、Ｍｓ点とはオーステナイト化した鋼が冷却される際に、マルテンサイト化を開始する温度に相当する点をいう。
【００２２】
本発明の機械部品の製造方法によれば、安定した浸炭窒化処理が可能な上述の本発明の浸炭窒化方法が焼入硬化工程において採用されることにより、安定した品質を有する機械部品の製造が可能である。
【００２３】
上記本発明の機械部品は軸受を構成する部品として用いられてもよい。浸炭窒化が実施されることにより表面層が強化され、かつ品質の安定した本発明の機械部品は、疲労強度、耐摩耗性等が要求される機械部品である軸受を構成する部品として好適である。
【００２４】
なお、上述の機械部品を用いて、軌道輪と、軌道輪に接触し、円環状の軌道上に配置される転動体とを備えた転がり軸受を構成してもよい。すなわち、軌道輪および転動体の少なくともいずれか一方は、上述の機械部品である。浸炭窒化が実施されることにより表面層が強化され、かつ品質の安定した本発明の機械部品を備えていることにより、当該転がり軸受によれば、品質が安定しているとともに、長寿命な転がり軸受を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上の説明から明らかなように、本発明の浸炭窒化方法によれば、浸炭窒化処理中にアンモニアの供給量を調節することにより被処理物に侵入する窒素量を制御するとともに、過浸炭組織、脱炭組織、析出物の消失などの不良組織の発生を抑制することにより安定した浸炭窒化処理が可能な浸炭窒化方法を提供することができる。また、本発明の機械部品の製造方法によれば、安定した浸炭窒化処理が実施されることにより、安定した品質を有する機械部品の製造が可能な機械部品の製造方法を提供することができる。また、本発明の機械部品によれば、安定した浸炭窒化処理が実施されることにより、品質の安定した機械部品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。
【００２７】
図１は、本発明の一実施の形態である機械部品を備えた転がり軸受としての深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。図１を参照して、本発明の一実施の形態における転がり軸受としての深溝玉軸受について説明する。
【００２８】
図１を参照して、深溝玉軸受１は、環状の外輪１１と、外輪１１の内側に配置された環状の内輪１２と、外輪１１と内輪１２との間に配置され、円環状の保持器１４に保持された転動体としての複数の玉１３とを備えている。外輪１１の内周面には外輪転走面１１Ａが形成されており、内輪１２の外周面には内輪転走面１２Ａが形成されている。そして、内輪転走面１２Ａと外輪転走面１１Ａとが互いに対向するように、外輪１１と内輪１２とは配置されている。さらに、複数の玉１３は、内輪転走面１２Ａおよび外輪転走面１１Ａに接触し、かつ保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、深溝玉軸受１の外輪１１および内輪１２は、互いに相対的に回転可能となっている。
【００２９】
ここで、機械部品である外輪１１、内輪１２、玉１３および保持器１４のうち、特に、外輪１１、内輪１２および玉１３には転動疲労強度や耐摩耗性が要求される。そのため、これらのうち少なくとも１つは本発明の機械部品であることにより、深溝玉軸受１の品質を安定させるとともに、長寿命化することができる。
【００３０】
図２は、本発明の一実施の形態である機械部品を備えた転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。図２を参照して、本発明の一実施の形態における転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受について説明する。
【００３１】
図２を参照して、スラストニードルころ軸受２は、円盤状の形状を有し、互いに一方の主面が対向するように配置された転動部材としての一対の軌道輪２１と、転動部材としての複数のニードルころ２３と、円環状の保持器２４とを備えている。複数のニードルころ２３は、一対の軌道輪２１の互いに対向する主面に形成された軌道輪転走面２１Ａに接触し、かつ保持器２４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、スラストニードルころ軸受２の一対の軌道輪２１は、互いに相対的に回転可能となっている。
【００３２】
ここで、機械部品である軌道輪２１、ニードルころ２３および保持器２４のうち、特に、軌道輪２１、ニードルころ２３には転動疲労強度や耐摩耗性が要求される。そのため、これらのうち少なくとも１つは本発明の機械部品であることにより、スラストニードルころ軸受２の品質を安定させるとともに、長寿命化することができる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施の形態である機械部品を備えた等速ジョイントの構成を示す概略部分断面図である。また、図４は、図３の線分ＩＶ−ＩＶに沿う概略断面図である。また、図５は、図３の等速ジョイントが角度をなした状態を示す概略部分断面図である。なお、図３は、図４の線分ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う概略断面図に対応する。図３〜図５を参照して、本発明の一実施の形態における等速ジョイントについて説明する。
【００３４】
図３〜図５を参照して、等速ジョイント３は、軸３５に連結されたインナーレース３１と、インナーレース３１の外周側を囲むように配置され、軸３６に連結されたアウターレース３２と、インナーレース３１とアウターレース３２との間に配置されたトルク伝達用のボール３３と、ボール３３を保持するケージ３４とを備えている。ボール３３は、インナーレース３１の外周面に形成されたインナーレースボール溝３１Ａと、アウターレース３２の内周面に形成されたアウターレースボール溝３２Ａとに接触して配置され、脱落しないようにケージ３４によって保持されている。
【００３５】
インナーレース３１の外周面およびアウターレース３２の内周面のそれぞれに形成されたインナーレースボール溝３１Ａとアウターレースボール溝３２Ａとは、図３に示すように、軸３５および軸３６の中央を通る軸が一直線上にある状態において、それぞれ当該軸上のジョイント中心Ｏから当該軸上の左右に等距離離れた点Ａおよび点Ｂを曲率中心とする曲線（円弧）状に形成されている。すなわち、インナーレースボール溝３１Ａおよびアウターレースボール溝３２Ａに接触して転動するボール３３の中心Ｐの軌跡が、点Ａ（インナーレース中心Ａ）および点Ｂ（アウターレース中心Ｂ）に曲率中心を有する曲線（円弧）となるように、インナーレースボール溝３１Ａおよびアウターレースボール溝３２Ａのそれぞれは形成されている。これにより、等速ジョイントが角度をなした場合（軸３５および軸３６の中央を通る軸が交差するように等速ジョイントが動作した場合）においても、ボール３３は、常に軸３５および軸３６の中央を通る軸のなす角（∠ＡＯＢ）の２等分線上に位置する。
【００３６】
次に、等速ジョイント３の動作について説明する。図３および図４を参照して、等速ジョイント３においては、軸３５、３６の一方に軸まわりの回転が伝達されると、インナーレースボール溝３１Ａおよびアウターレースボール溝３２Ａに嵌め込まれたボール３３を介して、軸３５、３６の他方の軸に当該回転が伝達される。
【００３７】
ここで、図５に示すように軸３５、３６が角度θをなした場合、ボール３３は、前述のインナーレース中心Ａおよびアウターレース中心Ｂに曲率中心を有するインナーレースボール溝３１Ａおよびアウターレースボール溝３２Ａに案内されて、中心Ｐが∠ＡＯＢの二等分線上となる位置に保持される。また、ジョイント中心Ｏからインナーレース中心Ａまでの距離と、アウターレース中心Ｂまでの距離とが等しくなるように、インナーレースボール溝３１Ａおよびアウターレースボール溝３２Ａが形成されているため、ボール３３の中心Ｐからインナーレース中心Ａおよびアウターレース中心Ｂまでの距離はそれぞれ等しく、△ＯＡＰと△ＯＢＰとは合同である。その結果、ボール３３の中心Ｐから軸３５、３６までの距離Ｌは互いに等しくなり、軸３５、３６の一方が軸まわりに回転した場合、他方も等速で回転する。このように、等速ジョイント３は、軸３５、３６が角度をなした場合でも、等速性を確保することができる。なお、ケージ３４は、軸３５、３６が回転した場合に、インナーレースボール溝３１Ａおよびアウターレースボール溝３２Ａからボール３３が飛び出すことをインナーレースボール溝３１Ａおよびアウターレースボール溝３２Ａとともに防止すると同時に、等速ジョイント３のジョイント中心Ｏを決定する機能を果たしている。
【００３８】
ここで、機械部品であるインナーレース３１、アウターレース３２、ボール３３およびケージ３４のうち、特に、インナーレース３１、アウターレース３２およびボール３３には疲労強度や耐摩耗性が要求される。そのため、これらのうち少なくとも１つは本発明の機械部品であることにより、等速ジョイント３の品質を安定させるとともに、長寿命化することができる。
【００３９】
次に、本発明の機械部品の製造方法における一実施の形態である上記機械部品、および上記機械部品を備えた転がり軸受、等速ジョイントなどの機械要素の製造方法について説明する。図６は、本発明の一実施の形態における機械部品および当該機械部品を備えた機械要素の製造方法の概略を示す図である。図６を参照して、まず、機械部品の概略形状に成形された鋼製部材を準備する鋼製部材準備工程が実施される。具体的には、たとえば、棒鋼を素材とし、当該棒鋼に対して切断、鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、機械部品としての外輪１１、軌道輪２１、インナーレース３１などの機械部品の概略形状に成形された鋼製部材が準備される。
【００４０】
次に、鋼製部材準備工程において準備された上述の鋼製部材に対して、浸炭窒化処理を実施した後、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度へ冷却することにより、鋼製部材を焼入硬化する焼入硬化工程が実施される。この焼入硬化工程の詳細については後述する。
【００４１】
次に、焼入硬化工程が実施された鋼製部材に対して、Ａ１点以下の温度に加熱することにより、焼入硬化された鋼製部材の靭性等を向上させる焼戻工程が実施される。具体的には、焼入硬化された鋼製部材がＡ１点以下の温度である１５０℃以上３５０℃以下の温度、たとえば１８０℃に加熱され、３０分間以上２４０分間以下の時間、たとえば１２０分間保持されて、その後室温の空気中で冷却される（空冷）。
【００４２】
さらに、焼戻工程が実施された鋼製部材に対して、仕上げ加工などが施される仕上げ工程が実施される。具体的には、たとえば、焼戻工程が実施された鋼製部材の内輪転走面１２Ａ、軌道輪転走面２１Ａ、アウターレースボール溝３２Ａなどに対する研削加工が実施される。これにより、本発明の一実施の形態における機械部品は完成し、本発明の一実施の形態における機械部品の製造方法は完了する。さらに、完成した機械部品が組み合わされて機械要素が組み立てられる組立て工程が実施される。具体的には、上述の工程により製造された本発明の機械部品である、たとえば外輪１１、内輪１２、玉１３と保持器１４とが組み合わされて、深溝玉軸受１が組み立てられる。これにより、本発明の機械部品を備えた機械要素が製造される。
【００４３】
次に、上述の焼入硬化工程の詳細について説明する。図７は、本発明の一実施の形態における機械部品の製造方法に含まれる焼入硬化工程の詳細を説明するための図である。また、図８は、図７の浸炭窒化工程が備えている分圧制御工程に含まれる一酸化炭素と二酸化炭素との分圧の比の制御方法の一例を示す図である。また、図９は、図７の浸炭窒化工程に含まれる加熱パターン制御工程における加熱パターン（被処理物に与えられる温度履歴）の一例を示す図である。図９において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図９において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。図７〜図９を参照して、本実施の形態における機械部品の製造方法に含まれる焼入硬化工程の詳細について説明する。
【００４４】
図７を参照して、本発明の一実施の形態における機械部品の製造方法の焼入硬化工程においては、本発明の一実施の形態における浸炭窒化方法が用いられて浸炭窒化工程が実施される。本発明の一実施の形態における浸炭窒化方法では、まず、被処理物としての鋼製部材が浸炭窒化される浸炭窒化工程が実施される。その後、鋼製部材がＡ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却される冷却工程が実施される。
【００４５】
浸炭窒化工程は、熱処理炉内の雰囲気が制御される雰囲気制御工程と、熱処理炉内において被処理物に付与される温度履歴が制御される加熱パターン制御工程とを備えている。この雰囲気制御工程と加熱パターン制御工程とは、独立に、かつ並行して実施することができる。そして、雰囲気制御工程は、熱処理炉内の未分解アンモニア濃度を制御する未分解アンモニア濃度制御工程と、熱処理炉内の一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧を制御する分圧制御工程とを含んでいる。
【００４６】
具体的には、未分解アンモニア濃度制御工程では、まず、熱処理炉内の未分解アンモニア濃度を測定する未分解アンモニア濃度測定工程が実施される。未分解アンモニア濃度の測定は、たとえばガスクロマトグラフを用いて実施することができる。そして、未分解アンモニア濃度測定工程において測定された未分解アンモニア濃度に基づいて熱処理炉へのアンモニアガスの供給量を増減させるアンモニア供給量調節工程の実施の要否を判断する未分解アンモニア濃度判断工程が実施される。当該判断は、たとえば予め実験的に求められた未分解アンモニア濃度と被処理物の表層部における窒素濃度との関係に基づいて実施される。
【００４７】
ここで、被処理物の表層部とは、被処理物の表面付近の領域をいい、たとえば仕上げ加工等が実施され、被処理物が製品となった状態における表面からの距離が０．１ｍｍ以下の領域となるべき領域をいう。つまり、被処理物の表層部とは、被処理物が加工等されて製造される製品に対する要求特性に鑑み、被処理物が製品となった状態において、窒素濃度を制御すべき領域であって、製品ごとに適宜決定することができる。
【００４８】
図１１は、浸炭窒化処理時間９０００秒、ａＣ値１．０の条件の下で浸炭窒化処理を実施した場合における、熱処理炉内の未分解アンモニア量と被処理物への窒素侵入量（被処理物の単位表面積から被処理物の内部に侵入した窒素の質量）との関係を示す図である。図１１を参照して、未分解アンモニア濃度判断工程の実施の一態様について説明する。
【００４９】
図１１を参照して、ａＣ値１．０、浸炭窒化処理の実施時間が９０００秒間の条件の下で、被処理物への窒素侵入量をある値としたい場合、図１１の関係から目標の未分解アンモニア濃度を決定することができる。したがって、未分解アンモニア濃度判断工程においては、未分解アンモニア濃度測定工程において測定されたアンモニア濃度が当該目標の未分解アンモニア濃度となっているか否かによりアンモニア供給量調節工程の実施の要否を判断することができる。なお、目標の未分解アンモニア濃度を決定するための関係は、上述のような未分解アンモニア濃度と窒素侵入量との関係に限られず、たとえば未分解アンモニア濃度と被処理物の表面から所定の深さの位置における窒素濃度との関係などであってもよい。
【００５０】
未分解アンモニア濃度が目標の未分解アンモニア濃度になっていない場合には、熱処理炉内の未分解アンモニア濃度を増減させるためのアンモニア供給量調節工程が実施された後、未分解アンモニア濃度測定工程が再度実施される。アンモニア供給量調節工程は、たとえば、熱処理炉に配管を介して連結されたアンモニアガスボンベから単位時間に熱処理炉に流入するアンモニアの量（アンモニアガスの流量）を当該配管に取り付けられたマスフローコントローラなどを備えた流量制御装置により調節することにより実施することができる。すなわち、測定された未分解アンモニア濃度が目標の未分解アンモニア濃度よりも高い場合、上記流量を低下させ、低い場合、上記流量を増加させることにより、アンモニア供給量調節工程を実施することができる。このアンモニア供給量調節工程において、測定された未分解アンモニア濃度と目標の未分解アンモニア濃度との間に所定の差がある場合、どの程度流量を増減させるかについては、予め実験的に決定したアンモニアガスの流量の増減と未分解アンモニア濃度の増減との関係に基づいて決定することができる。
【００５１】
一方、未分解アンモニア濃度が目標の未分解アンモニア濃度になっている場合には、アンモニア供給量調節工程が実施されることなく、未分解アンモニア濃度測定工程が再度実施される。
【００５２】
分圧制御工程では、エンリッチガスとしてのプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、ブタンガス（Ｃ４Ｈ１０）などの供給量が調節されることにより、ＣＯおよびＣＯ２の分圧の少なくともいずれか一方の分圧が制御されて、ａＣ値やＣＰ値などが調整される。具体的には、たとえば、赤外線ガス濃度測定装置を用いて雰囲気中の一酸化炭素の分圧ＰＣＯおよび二酸化炭素の分圧ＰＣＯ２が測定される。そして、当該測定値に基づいて、ａＣ値やＣＰ値などが目標の値となるように、エンリッチガスとしてのプロパン（Ｃ３Ｈ８）ガス、ブタンガス（Ｃ４Ｈ１０）などの供給量が調節される。
【００５３】
ここで、分圧制御工程では、未分解アンモニア濃度制御工程においてアンモニアの供給量が変更された場合であって、一酸化炭素の分圧と二酸化炭素の分圧との比である分圧比が変化した場合に、アンモニアの供給量の変更前の分圧比からアンモニアの供給量が変更された後の分圧比への変化を打ち消すように、一酸化炭素および二酸化炭素の少なくともいずれか一方の分圧が変更される。
【００５４】
具体的には、図８に示すように、まず、所定時間内にアンモニアの供給量が変更されたかどうかが判断される供給量変更判断工程が実施される。前述のように、アンモニアの供給量が変更された場合、これに伴って、たとえば一酸化炭素の分圧が変化する。熱処理炉の容量等に基づいてアンモニアの供給量の変更から一酸化炭素の分圧に影響が出るまでの時間を考慮して、上記所定時間を予め決定しておき、当該所定時間内にアンモニアの供給量が変更されたか否かにより、後述する一酸化炭素および二酸化炭素の分圧の測定の要否が判断される。
【００５５】
所定時間内にアンモニアの供給量が変更されていない場合、通常どおりの分圧制御工程である通常時分圧制御工程、たとえば一定時間ごとに雰囲気中の一酸化炭素の分圧ＰＣＯおよび／または二酸化炭素の分圧ＰＣＯ２が測定されて、ａＣ値やＣＰ値などが目標の値となるように、エンリッチガスの供給量が調節される工程、が実施される。あるいは、後述する図８のＣＯ，ＣＯ２の分圧測定を実施する工程から判断変数が基準値になるようにＣＯ，ＣＯ２の分圧を制御する工程までの工程と同様の工程を、一定時間ごとに実施してもよい。そして、再度、供給量変更判断工程が実施される。
【００５６】
一方、所定時間内にアンモニアの供給量が変更された場合、一酸化炭素の分圧ＰＣＯおよび／または二酸化炭素の分圧ＰＣＯ２が測定される分圧測定工程が実施され、分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２、ａＣ値、ＣＰ値などの判断変数が算出される判断変数算出工程が実施される。そして、当該判断変数が予め決定された基準値になっているかどうかを判断する判断変数判断工程が実施される。判断変数が基準値となっている場合、たとえば判断変数としてのＣＰ値が基準値である１．０となっている場合、あるいは所定の許容範囲内（たとえば０．９５以上１．０５以下）となっている場合、アンモニアの供給量の変更に対応した本工程をそのまま終了する。判断変数が基準値となっていない場合、判断変数が基準値になるようにＣＯ，ＣＯ２の分圧を制御する工程が実施される。たとえばＰＣＯが低下し、判断変数としての分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２が基準値よりも小さくなっている場合、判断変数が基準値となるように、たとえばＰＣＯ２を低下させて分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２を基準値に戻すようにエンリッチガスの流量が変更される。
【００５７】
一方、加熱パターン制御工程では、被処理物としての鋼製部材に付与される加熱履歴が制御される。具体的には、図９に示すように、鋼製部材が上述の雰囲気制御工程によって制御された雰囲気中で、Ａ１点以上の温度である８００℃以上１０００℃以下の温度、たとえば８５０℃に加熱され、６０分間以上３００分間以下の時間、たとえば１５０分間保持される。当該保持時間が経過するとともに加熱パターン制御工程は終了し、同時に雰囲気制御工程も終了する。
【００５８】
その後、鋼製部材が油中に浸漬（油冷）されることにより、Ａ１点以上の温度からＭＳ点以下の温度に冷却される冷却工程が実施される。以上の工程により、鋼製部材は表層部が浸炭窒化されるとともに焼入硬化される。これにより、本実施の形態の焼入硬化工程は完了する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態の浸炭窒化方法によれば、通常は、たとえば一定時間ごとに雰囲気中の一酸化炭素の分圧ＰＣＯおよび／または二酸化炭素の分圧ＰＣＯ２が測定されて、ａＣ値やＣＰ値などが目標の値となるように、エンリッチガスの供給量が調節される工程が実施される一方で、アンモニアの供給量が変更された場合には、これに応じて分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２の調整の必要性が判断されて、ａＣ値やＣＰ値などが目標の値となるようにＰＣＯおよびＰＣＯ２の少なくともいずれか一方の分圧が変更される。すなわち、ＰＣＯおよびＰＣＯ２の一方の分圧が上昇した場合、その上昇分だけ当該分圧を下げる、あるいは当該分圧が下がった場合、その下降分だけ当該分圧を上げることにより、分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２の変化を打ち消すことができる。また、一方の分圧がアンモニアの供給量の変更前における分圧のｘ％だけ上昇した場合、他方の分圧もアンモニアの供給量の変更前における分圧のｘ％だけ上昇させ、一方の分圧がアンモニアの供給量の変更前における分圧のｘ％だけ下降した場合、他方の分圧もアンモニアの供給量の変更前における分圧のｘ％だけ下降させることにより、分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２の変化を打ち消してもよい。その結果、被処理物の浸炭挙動に直接影響する熱処理炉内のＣＰ値やａＣ値を精度良く制御することが可能となり、不良組織の発生を抑制して、被処理物の品質を安定させることができる。
【００６０】
さらに、本実施の形態の浸炭窒化方法によれば、未分解アンモニア濃度は、熱処理炉内の未分解アンモニア濃度の測定値に基づいて、未分解アンモニア濃度が目標の濃度になるように制御されている。そのため、熱処理炉内における雰囲気中の未分解アンモニア濃度を精度良くコントロールし、被処理物に侵入する窒素量を精度良く制御することが容易となっている。
【００６１】
さらに、本実施の形態の浸炭窒化方法においては、未分解アンモニア濃度制御工程におけるアンモニアの供給量の変更は、アンモニアの供給量の変更の直前に実施された先のアンモニア供給量の変更以降に熱処理炉に供給された浸炭ガスの２０℃、１．０５気圧における体積が熱処理炉の容積以上となった後に実施されることが好ましい。
【００６２】
具体的には、たとえば未分解アンモニア濃度制御工程のアンモニア供給量調節工程において、以下のような制御が実施されることが好ましい。図１０は、図７の浸炭窒化工程が備えている未分解アンモニア濃度制御工程のアンモニア供給量調節工程に含まれるアンモニアの供給量の制御方法の一例を示す図である。図７および図１０を参照して、図７のアンモニア供給量調節工程において、図１０に示すように、まず、先に実施されたアンモニアの供給量の変更以降に、所定体積、たとえば熱処理炉の容積以上の浸炭ガスが供給されたか否かを判断する浸炭ガス供給量判断工程が実施される。
【００６３】
先に実施されたアンモニアの供給量の変更から、たとえば熱処理炉の容積以上の浸炭ガスが供給されている場合、アンモニアの供給量が変更されることにより、アンモニア供給量調節工程は終了する。一方、未だ熱処理炉の容積以上の浸炭ガスが供給されていない場合、アンモニアの供給量の変更は実施されず、再度浸炭ガス供給量判断工程が実施される。所定体積以上の浸炭ガスが供給されたか否かの判断は、浸炭ガスの流量が一定の場合、所定体積の浸炭ガスが導入されるために要する時間によって判断することができる。また、浸炭ガスの流量が変化する場合、流入した浸炭ガスの体積を積算することにより判断することができる。
【００６４】
前述のように、未分解アンモニア濃度の制御に通常必要な程度のアンモニア供給量の変化があった場合、これに伴って変化した一酸化炭素と二酸化炭素との分圧比をアンモニア供給量の変化前の状態に復帰させるためには、２０℃、１．０５気圧において熱処理炉の容積以上の浸炭ガスの供給が必要である。したがって、上述のようにアンモニア供給量調節工程が実施されることにより、分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２が先のアンモニア供給量の変更前の状態に復帰した後、新たなアンモニア供給量の変更が行なわれることとなるため、ＣＰ値、ａＣ値などの制御が一層容易となり、不良組織の発生が一層抑制される。
【００６５】
なお、ＣＰ値、ａＣ値などの制御を一層容易化する観点からは、熱処理炉の容積の２倍以上の浸炭ガスが供給された後アンモニア供給量の変更が実施されることが好ましく、さらに安定させるためには３倍以上の浸炭ガスが供給された後、アンモニア供給量の変更が実施されることが好ましい。一方、残留アンモニア濃度の制御を十分に行なうためには、熱処理炉の容積の４倍以下、好ましくは３倍以下の浸炭ガスが供給された後、アンモニア供給量の変更が実施されることが好ましい。
【００６６】
また、上述の本実施の形態における機械部品の製造方法によれば、安定した浸炭窒化処理が実施されることにより、安定した品質を有する機械部品を製造することができる。また、本実施の形態の機械部品は、安定した浸炭窒化処理が実施されることにより、品質の安定した機械部品となっている。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、本発明の機械部品の一例として、深溝玉軸受、スラストニードルころ軸受、等速ジョイントについて説明したが、本発明の機械部品はこれに限られず、表層部の疲労強度、耐摩耗性が要求される機械部品、たとえばハブ、ギア、シャフト等であってもよい。
【実施例１】
【００６８】
以下、本発明の実施例について説明する。ＣＰ値の安定性及ぼすアンモニア供給量の変更頻度の影響を調査する実験を行なった。実験の手順は以下のとおりである。
【００６９】
実験に用いた熱処理炉の容量は１２０Ｌ（リットル）である。被処理物はＪＩＳ  ＳＵＪ２（炭素含有量１質量％）製の外径φ３８ｍｍ、内径φ３０ｍｍ、幅１０ｍｍのリングとし、熱処理炉以内に約１０１ｇ挿入した。加熱パタ−ンは図９と同様のパターンを採用して浸炭窒化の保持温度は８５０℃とした。そして、浸炭ガス（ＲＸガスおよびエンリッチガスの混合ガス）を一定流量で熱処理炉に供給しつつ、アンモニアガスの供給流量を時間ｔ２ごとに変更した。そして、アンモニアガスの供給流量の変更にともなう一酸化炭素の分圧ＰＣＯの変化に合わせて、エンリッチガスの流量を調節することにより二酸化炭素の分圧ＰＣＯ２を変化させて分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２を一定に保つとともに、ＣＰ値を一定に保つ制御を行なった。ここで、浸炭ガスは２０℃、１．０５気圧において、時間ｔ１で熱処理炉の容量である１２０Ｌ熱処理炉内に供給される。そして、ｔ２を３水準に変化させ、熱処理炉内の一酸化炭素の分圧ＰＣＯおよび二酸化炭素の分圧ＰＣＯ２を測定し、式（１）および（２）によりＣＰ値を算出して、ＣＰ値の安定性を調査した。
【００７０】
図１２は、ｔ２をｔ１の１／２とした場合のＣＰ値の安定性を示す図である。また、図１３はｔ２をｔ１と等しくした場合のＣＰ値の安定性を示す図である。また、図１４は、ｔ２をｔ１の２倍とした場合のＣＰ値の安定性を示す図である。図１２〜図１４において、横軸は浸炭窒化処理の経過時間（処理時間）を示しており、右に進むほど処理時間が経過していることを示している。また、図１２〜図１４において、縦軸は一酸化炭素（ＣＯ）の分圧、二酸化炭素（ＣＯ２）の分圧、アンモニアガス供給流量およびＣＰ値を示しており、それぞれ上に進むほど値が大きいことを示している。なお、図１２〜図１４において、実線は一酸化炭素の分圧、破線は二酸化炭素の分圧、一点鎖線はアンモニアガス供給流量、二点鎖線はＣＰ値を示している。図１２〜図１４を参照して、本実施例の実験結果について説明する。
【００７１】
図１２を参照して、本発明の範囲外の浸炭窒化方法の場合であるｔ２をｔ１の１／２とした場合、目標の値に保持されていたＣＰ値は、時刻ｍ０においてアンモニアガス供給流量が増加すると一酸化炭素の分圧が低下することにより低下している。これに対し、エンリッチガスの流量を調節して二酸化炭素の分圧を下げてＣＰ値の変化（分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２の変化）を打ち消そうとしているが、時刻ｍ０から時間ｔ２が経過した時刻ｍ１において、さらにアンモニアガス供給流量が増加している。その結果、ＣＰ値は目標の値（ｍ０における値）まで復帰することなく、さらに低下している。
【００７２】
すなわち、図１２の浸炭窒化方法では、先のアンモニア供給流量の変更以降に熱処理炉に供給された浸炭ガスの２０℃、１．０５気圧における体積が熱処理炉の容積以上となる前に、アンモニアの供給流量の変更が実施されているため、ＣＰ値が目標の値に復帰することなく、アンモニアガス供給流量がさらに変化している。そのため、ＣＰ値の制御が困難となり、ＣＰ値を目標の値に保持することができなくなっている。
【００７３】
一方、図１３を参照して、本発明の浸炭窒化方法の場合であるｔ２をｔ１と等しくした場合においても、目標の値に保持されていたＣＰ値は、時刻ｍ０においてアンモニアガス供給流量が増加すると一酸化炭素の分圧が低下することにより低下している。そして、これに対し、エンリッチガスの流量を調節して二酸化炭素の分圧を下げてＣＰ値の変化（分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２の変化）を打ち消すことにより、時刻ｍ０から時間ｔ２が経過した時刻ｍ１において、ＣＰ値は目標の値（ｍ０における値）まで復帰している。
【００７４】
すなわち、図１３の浸炭窒化方法では、先のアンモニア供給流量の変更以降に熱処理炉に供給された浸炭ガスの２０℃、１．０５気圧における体積が熱処理炉の容積以上になるのと同時に、アンモニアの供給流量の変更が実施されているため、ＣＰ値が目標の値に復帰し、その後、アンモニアガス供給流量がさらに変化している。そのため、ＣＰ値の制御の容易性が向上し、図１２の場合に比べてＣＰ値が安定した状態で浸炭窒化処理が実施されている。
【００７５】
さらに、図１４を参照して、本発明の浸炭窒化方法の場合であるｔ２をｔ１の２倍とした場合においても、目標の値に保持されていたＣＰ値は、時刻ｍ０においてアンモニアガス供給流量が増加すると一酸化炭素の分圧が低下することにより低下している。そして、これに対し、エンリッチガスの流量を調節して二酸化炭素の分圧を下げてＣＰ値の変化（分圧比ＰＣＯ／ＰＣＯ２の変化）を打ち消すことにより、時刻ｍ０から時間ｔ１が経過した時点でＣＰ値は目標の値（ｍ０における値）まで復帰している。そして、時間２×ｔ１が経過した時刻ｍ１までの時間ｔ２のうち約５０％の時間において、ＣＰ値は目標の値に保持されている。
【００７６】
すなわち、図１４の浸炭窒化方法では、先のアンモニア供給流量の変更以降に熱処理炉に供給された浸炭ガスの２０℃、１．０５気圧における体積が熱処理炉の容積の２倍以上になるのと同時に、アンモニアの供給流量の変更が実施されているため、ＣＰ値が目標の値に復帰した後、目標値に保持されている。その後、アンモニアガス供給流量がさらに変化するため、ＣＰ値の制御の容易性がさらに向上し、一層ＣＰ値が安定した状態で浸炭窒化処理が実施されている。
【００７７】
図１５は、熱処理炉の容量と同体積（２０℃、１．０５気圧）の浸炭ガスが熱処理炉に供給されるのに要する時間ｔ１に対するアンモニアガス供給流量が変更されるまでの時間ｔ２の比率Ｔが、浸炭窒化処理時間に対するＣＰ値が目標値に保持されている時間の割合であるＣＰ値安定時間比率に及ぼす影響を示す図である。図１５において、横軸はＴ（＝ｔ２／ｔ１）、縦軸は浸炭窒化処理時間のうちＣＰ値が目標値に保持されている時間の割合であるＣＰ値安定時間比率である。図１５を参照して、ＴがＣＰ値安定時間比率に及ぼす影響について説明する。
【００７８】
図１５を参照して、Ｔが１未満では、ＣＰ値が目標値に保持されている時間は０であり、ＣＰ値安定時間比率は０となっている。したがって、Ｔが１未満では、浸炭窒化処理におけるＣＰ値の制御が事実上困難となっている。そして、Ｔが大きくなるにつれてＣＰ値安定時間比率は大きくなり、ＣＰ値の制御が容易となる。図１５に示すように、適切なＣＰ値の制御を実施するためには、Ｔは少なくとも１以上必要であり、ＣＰ値安定時間比率が０．５を超える（すなわち浸炭窒化処理時間のうち５０％以上の時間において、ＣＰ値が目標値に保持されている）２以上とすることが好ましい。さらに、Ｔを３以上とすることにより、ＣＰ値安定時間比率が０．６５を超え、浸炭窒化処理時間全体の２／３の時間において、ＣＰ値を目標値に保持することができることがわかる。
【００７９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の浸炭窒化方法および機械部品の製造方法は、転動疲労強度や耐摩耗性が要求される部材の浸炭窒化方法および転動疲労強度や耐摩耗性が要求される機械部品の製造方法に特に有利に適用され得る。また、本発明の機械部品は、転動疲労強度や耐摩耗性が要求される機械部品に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施の形態である機械部品を備えた転がり軸受としての深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である機械部品を備えた転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態である機械部品を備えた等速ジョイントの構成を示す概略部分断面図である。
【図４】図３の線分ＩＶ−ＩＶに沿う概略断面図である。
【図５】図３の等速ジョイントが角度をなした状態を示す概略部分断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における機械部品および当該機械部品を備えた機械要素の製造方法の概略を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態における機械部品の製造方法に含まれる焼入硬化工程の詳細を説明するための図である。
【図８】図７の浸炭窒化工程が備えている分圧制御工程に含まれる一酸化炭素と二酸化炭素との分圧の比の制御方法の一例を示す図である。
【図９】図７の浸炭窒化工程に含まれる加熱パターン制御工程における加熱パターン（被処理物に与えられる温度履歴）の一例を示す図である。
【図１０】図７の浸炭窒化工程が備えている未分解アンモニア濃度制御工程のアンモニア供給量調節工程に含まれるアンモニアの供給量の制御方法の一例を示す図である。
【図１１】浸炭窒化処理時間９０００秒、ａＣ値１．０の条件の下で浸炭窒化処理を実施した場合における、熱処理炉内の未分解アンモニア量と被処理物への窒素侵入量（被処理物の単位表面積から被処理物の内部に侵入した窒素の質量）との関係を示す図である。
【図１２】アンモニアガス供給流量が変更されるまでの時間ｔ２を熱処理炉の容量と同体積（２０℃、１．０５気圧）の浸炭ガスが熱処理炉に供給されるのに要する時間ｔ１の１／２とした場合のＣＰ値の安定性を示す図である。
【図１３】ｔ２をｔ１と等しくした場合のＣＰ値の安定性を示す図である。
【図１４】ｔ２をｔ１の２倍とした場合のＣＰ値の安定性を示す図である。
【図１５】熱処理炉の容量と同体積（２０℃、１．０５気圧）の浸炭ガスが熱処理炉に供給されるのに要する時間ｔ１に対するアンモニアガス供給流量が変更されるまでの時間ｔ２の比率Ｔが、浸炭窒化処理時間に対するＣＰ値が目標値に保持されている時間の割合であるＣＰ値安定時間比率に及ぼす影響を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  深溝玉軸受、２  スラストニードルころ軸受、３  等速ジョイント、１１  外輪、１１Ａ  外輪転走面、１２  内輪、１２Ａ  内輪転走面、１３  玉、１４  保持器、２１  軌道輪、２１Ａ  軌道輪転走面、２３  ニードルころ、２４  保持器、３１  インナーレース、３１Ａ  インナーレースボール溝、３２  アウターレース、３２Ａ  アウターレースボール溝、３３  ボール、３４  ケージ、３５，３６  軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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