(57)【要約】【課題】鋳造用部材の表面に形成された窒化層を修復する際に、窒化層の厚みの増加を抑制可能な技術を提供する。【解決手段】所定の濃度のアンモニアガス雰囲気で、所定の時間、金型１のキャビティ面に対して窒化処理を行う工程を経て当該キャビティ面に形成された、窒化層１０を修復するための窒化層修復工程Ｓ１であって、複数の酸化物４０・４０・・・が表面に付着された複数の投射材３０・３０・・・を、窒化層１０に投射することによって、複数の投射材３０・３０・・・を窒化層１０に付着させるショットブラスト工程Ｓ１０と、前記所定の濃度よりも低い濃度のアンモニアガス雰囲気で、前記所定の時間よりも短い時間、窒化層１０の窒化処理を行う再窒化処理工程Ｓ２０と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の濃度のアンモニアガス雰囲気で、所定の時間、鋳造用部材の表面に対して窒化処理を行う工程を経て当該表面に形成された、窒化層を修復するための窒化層修復方法であって、
複数の酸化物が表面に付着された投射材を、前記窒化層に投射することによって、複数の前記酸化物を前記窒化層に付着させるショットブラスト工程と、
前記所定の濃度よりも低い濃度のアンモニアガス雰囲気で、前記所定の時間よりも短い時間、前記窒化層の窒化処理を行う再窒化処理工程と、を含む、
ことを特徴とする窒化層修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造用部材の表面に形成された窒化層を修復するための窒化層修復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型等の鋳造用部材においては、表面の一部（例えば、キャビティ面）に窒化処理を施して窒化層を形成することにより、耐摩耗性および離型性などの向上を図る技術が広く知られている。
【０００３】
一般的に、窒化処理が施された鋳造用部材においては、その使用に伴って窒化層の劣化が進むため、定期的に窒化処理を行って、窒化層を修復する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、窒化層を修復するための再窒化処理（二回目以降の窒化処理）は、窒化層を形成するための一回目の窒化処理と同じ条件で行われるため、鋳造用部材の深部まで窒素が拡散する。その結果、窒化層の厚みが増加し、それが鋳造用部材の寿命低下の一因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６０８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、鋳造用部材の表面に形成された窒化層を修復する際に、窒化層の厚みの増加を抑制可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る窒化層修復方法は、所定の濃度のアンモニアガス雰囲気で、所定の時間、鋳造用部材の表面に対して窒化処理を行う工程を経て当該表面に形成された、窒化層を修復するための窒化層修復方法であって、複数の酸化物が表面に付着された投射材を、前記窒化層に投射することによって、複数の前記酸化物を前記窒化層に付着させるショットブラスト工程と、前記所定の濃度よりも低い濃度のアンモニアガス雰囲気で、前記所定の時間よりも短い時間、前記窒化層の窒化処理を行う再窒化処理工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鋳造用部材の表面に形成された窒化層を修復する際に、窒化層の厚みの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る金型の一部を示す図。
【図２】本発明に係る窒化層修復工程を示すフローチャート。
【図３】ショットブラスト工程を示す図であり、（ａ）は、酸化物が付着した投射材が窒化層の表面に投射される様子を示す図、（ｂ）は、投射材の酸化物が窒化層の表面に付着する様子を示す図。
【図４】再窒化処理工程において、窒化層の表面に付着した酸化物によって、アンモニアガスの分解が促進される様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、図１〜図４を参照して、本発明に係る窒化層修復方法の一実施形態である窒化層修復工程Ｓ１について説明する。
窒化層修復工程Ｓ１は、金型１のキャビティ面に形成された窒化層１０を修復する工程である。
【００１１】
金型１は、本発明に係る鋳造用部材の一実施形態であり、ダイカスト鋳造に用いられる金型である。金型１は、所定の鋼材から構成されている。
図１に示すように、金型１のキャビティ面（図１における上面）には、窒化層１０が形成されている。
【００１２】
窒化層１０は、化合物層および拡散層を含み、金型１の耐摩耗性および離型性などの向上のために形成された層である。窒化層１０は、金型１のキャビティ面に対し、所定の濃度のアンモニアガス雰囲気において、所定の時間、所定の温度で窒化処理（以下、「初回窒化処理」と記す）を行うことによって形成される。
窒化層１０は、金型１の複数回の使用（ダイカスト鋳造）により、劣化している。
なお、金型１における窒化層１０を除いた部分が、窒化されていない未窒化部２０である。
【００１３】
図２に示すように、窒化層修復工程Ｓ１は、ショットブラスト工程Ｓ１０と、再窒化処理工程Ｓ２０とを含む。
【００１４】
図３（ａ）に示すように、ショットブラスト工程Ｓ１０は、複数の酸化物４０・４０・・・が表面に付着した複数の投射材３０・３０・・・を窒化層１０の表面全域に向けて投射する工程である。
ここで、投射材３０は、ショットブラスト用の投射装置によって投射される既存の投射材である。投射材３０の表面には、複数の酸化物４０・４０・・・が静電気によって付着されている。
酸化物４０は、酸化鉄などの酸化物の小片である。酸化物４０としては、例えば、鉄系またはクロム系の金属の酸化物を採用可能である。
【００１５】
図３（ｂ）に示すように、ショットブラスト工程Ｓ１０においては、複数の投射材３０・３０・・・が窒化層１０の表面に衝突した際、投射材３０の表面に付着していた複数の酸化物４０・４０・・・のうちのいくつかが窒化層１０の表面に付着する。
こうして、ショットブラスト工程Ｓ１０後には、複数の酸化物４０・４０・・・が窒化層１０の表面全域に付着した状態となる。
なお、ショットブラスト工程Ｓ１０は、金型１の温度（厳密には、窒化層１０の温度）を常温以上に保持しつつ行うことが好ましい。
これは、複数の酸化物４０・４０・・・を窒化層１０の表面に付着させ易くするためである。
【００１６】
再窒化処理工程Ｓ２０は、窒化層１０の窒化処理を行う工程である。
再窒化処理工程Ｓ２０においては、金型１のキャビティ面に窒化層１０を形成するための初回窒化処理と略同様に、劣化した窒化層１０を修復するための窒化処理が行われる。ただし、再窒化処理工程Ｓ２０におけるアンモニア（ＮＨ３）ガスの濃度は、初回窒化処理におけるアンモニア（ＮＨ３）ガスの濃度よりも低く、再窒化処理工程Ｓ２０における処理時間は、初回窒化処理における処理時間よりも短い。なお、再窒化処理工程Ｓ２０における処理温度は、初回窒化処理における処理温度と同一である。
【００１７】
図４に示すように、ショットブラスト工程Ｓ１０を経て、窒化層１０の表面全域には、複数の酸化物４０・４０・・・が付着している。再窒化処理工程Ｓ２０において、窒化層１０の窒化処置のために供給されたアンモニア（ＮＨ３）ガスは、熱、および複数の酸化物４０・４０・・・の触媒作用により分解される。アンモニア（ＮＨ３）ガスが分解されて生じた窒素は、窒化層１０の内部へ拡散し、その結果、劣化した窒化層１０が修復されることとなる。
【００１８】
このように、再窒化処理工程Ｓ２０においては、ショットブラスト工程Ｓ１０にて窒化層１０の表面全域に付着された複数の酸化物４０・４０・・・の触媒作用によって、アンモニア（ＮＨ３）ガスの分解が促進される。
そのため、再窒化処理工程Ｓ２０におけるアンモニア（ＮＨ３）ガスの濃度を、初回窒化処理におけるアンモニア（ＮＨ３）ガスの濃度よりも低くし、さらに再窒化処理工程Ｓ２０における処理時間を、初回窒化処理における処理時間よりも短くしても、良好に窒化層１０の窒化処理を行うことができる。
また、再窒化処理工程Ｓ２０におけるアンモニア（ＮＨ３）ガスの濃度は、初回窒化処理におけるアンモニア（ＮＨ３）ガスの濃度よりも低く、再窒化処理工程Ｓ２０における処理時間は、初回窒化処理における処理時間よりも短いため、窒素が金型１の内部へ拡散することを抑制できる。
したがって、窒化層１０が初期の厚みよりも大きくなること、つまり、金型１の未窒化部２０にまで窒化層１０が拡大することを抑制できるため、金型１の寿命低下を抑制することができる。
また、酸素の供給を行うことなく、窒化層１０の表面に付着された複数の酸化物４０・４０・・・の触媒作用によって、アンモニア（ＮＨ３）ガスの分解を促進するため、窒化処理炉内の酸素を追い出すパージ作業を行うことなく、酸素とアンモニア（ＮＨ３）ガスとの混合による爆発を防止することができる。
【００１９】
なお、本実施形態においては、ショットブラスト工程Ｓ１０にて、複数の酸化物４０・４０・・・が窒化層１０の表面全域に付着するように複数の投射材３０・３０・・・を投射しているが、窒化層１０における特定の部分のみに複数の投射材３０・３０・・・を投射して、当該特定の部分のみに複数の酸化物４０・４０・・・を付着させることも可能である。
これにより、再窒化処理工程Ｓ２０にて、窒化層１０における特定の部分のみに窒化処理が施されることとなり、窒化層１０における特定の部分のみを局部的に修復することができる。
【００２０】
また、本実施形態においては、投射材３０の表面に、複数の酸化物４０・４０・・・を静電気によって付着させている。しかしながら、複数の酸化物４０・４０・・・を投射材３０の表面に付着させる方法は、これに限定するものではなく、複数の投射材３０・３０・・・が窒化層１０の表面に衝突した際に、所定数の酸化物４０・４０・・・が窒化層１０の表面に付着すればよい。
【００２１】
また、酸化物４０としては、黒錆（Ｆｅ３Ｏ４）を採用することが好ましい。
これは、黒錆（Ｆｅ３Ｏ４）は比較的容易に用意することができると共に、アンモニア（ＮＨ３）ガスを分解するための触媒作用が比較的大きいためである。
【００２２】
なお、本発明に係る鋳造用部材としては、キャビティ面に窒化層１０が形成された金型１の他に、摺動面に窒化層が形成された、プランジャチップ等の摺動部材を採用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１    金型（鋳造用部材）
１０  窒化層
２０  未窒化部
３０  投射材
４０  酸化物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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