(57)【要約】【課題】被処理物の内部空間に面する内表面と被処理物の外表面との表面処理の条件が異なる場合でも、内表面と外表面の表面処理をそれぞれ適切に行うことができる表面処理装置を提供する。【解決手段】被処理物Ｗを収容する処理炉２と、該処理炉２へ気体を供給するガス供給口３と、処理炉２から気体を排出するガス排出口４とを備える表面処理装置１である。表面処理装置１は、被処理物Ｗの内部空間ＷＩへ挿入されるガス管路５と、ガス供給口３への気体の供給及びガス排出口４からの気体の排出と独立してガス管路５への気体の供給とガス管路５からの気体の排出とを切り替えるガス管路制御部６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を収容する処理炉と、該処理炉へ気体を供給するガス供給口と、前記処理炉から気体を排出するガス排出口とを備える表面処理装置であって、
前記被処理物の内部空間へ挿入されるガス管路と、
前記ガス供給口への気体の供給及び前記ガス排出口からの気体の排出と独立して前記ガス管路への気体の供給と前記ガス管路からの気体の排出とを切り替えるガス管路制御部と、を備えることを特徴とする表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から部品の深孔の表面硬化処理に関し、真空炉で部品の深孔の表面硬化処理を実施する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された部品の深孔の表面硬化処理方法は、真空炉などの炉内雰囲気を制御する金属表面処理装置において、所定温度に維持した炉内に表面処理の対象となる部品を配置する。
【０００３】
そして、表面処理の対象となる部品の深孔に対して処理ガスを供給し、炉内雰囲気を所定圧力に保つように排気して、深孔内に供給された処理ガスの強制対流を生じさせ、処理ガスと孔内壁との接触を所要の条件下に保持する。これにより、ガスの分解、浸透拡散処理を深孔奥部に対して均一に行っている。より具体的には、以下の手順によって深孔奥部に対して浸透拡散処理を行っている。
【０００４】
まず、部品、ガス輸送管、固定器具を洗浄、乾燥した後、真空炉内の加熱空間に入れて適当な場所に設置する。さらに、真空炉の加熱空間を減圧した後、処理温度まで加熱する。加熱空間の圧力よりやや高い圧力と適当な流量で処理ガスを輸送管で連続的に深孔に送る。真空ポンプで真空空間を設定の低圧状態に維持し、処理ガスは必然的に内孔壁から孔外に強制的に排出され、同時に分解し、孔壁に向かって浸透し、拡散する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
部品の深孔等、被処理物の内部空間に面する内表面と被処理物の外表面とは、表面処理の条件が異なる場合がある。しかし、前記特許文献１に記載された表面硬化処理方法では、輸送管から部品の深孔へ供給された処理ガスと、ガス補給口から部品の外表面へ供給された処理ガスとが、加熱空間に設けられた一つのガス排出口から排出される。そのため、表面処理の対象となる部品の深孔の表面処理と外表面の表面処理とを異なる条件で適切に行うことが困難である。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、深孔等、被処理物の内部空間に面する内表面と被処理物の外表面との表面処理の条件が異なる場合でも、内表面と外表面の表面処理をそれぞれ適切に行うことができる表面処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明の表面処理装置は、被処理物を収容する処理炉と、該処理炉へ気体を供給するガス供給口と、前記処理炉から気体を排出するガス排出口とを備える表面処理装置であって、前記被処理物の内部空間へ挿入されるガス管路と、前記ガス供給口への気体の供給及び前記ガス排出口からの気体の排出と独立して前記ガス管路への気体の供給と前記ガス管路からの気体の排出とを切り替えるガス管路制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の表面処理装置は、例えば、金属部品や金型等の被処理物を処理炉に収容し、被処理物の表面に対して、Ｎ２、ＮＨ３、ＣＯ２、Ｈ２等の気体を供給し、窒化処理等の表面処理を行うための装置である。
【００１０】
例えば、鍛造用の金型は、良品を短時間で大量に生産する必要があるため、鍛造品を鍛造するためのキャビティと反対側の表面からキャビティを形成する表面の近傍まで、冷却水を導入する冷却穴が設けられることがある。金型の冷却穴は、冷却水による腐食と金型の昇温及び冷却に伴う繰り返し応力によって亀裂が生じやすい。冷却穴に亀裂が発生すると、亀裂から水漏れが発生するなどして、金型の寿命が短くなる一因になる。
【００１１】
そのため、金型の延命を目的として、金型の表面に窒化処理等の表面処理が施されるが、金型の冷却穴に面する内表面とキャビティを形成する金型の外表面とは、異なる表面処理が必要になる場合がある。具体的には、金型の外表面にヒートクラックに対する耐久性の高い表面処理を行い、金型の内表面に応力腐食割れに対する耐久性の高い表面処理を行うことが必要になる場合がある。
【００１２】
ここで、本発明の表面処理装置は、金型の外表面等、処理炉に収容した被処理物の外表面に対し、ガス供給口から表面処理に必要なガスを供給するともに、ガス排出口から処理炉内の不要なガスを排出することができる。これにより、被処理物の外表面に適した表面処理を、被処理物の内表面の表面処理と独立して行うことができる。
【００１３】
さらに、金型の冷却穴等、被処理物の内部空間にガス管路を挿入し、ガス管路制御部によって、ガス供給口とは独立して、ガス管路から被処理物の内表面の表面処理に必要なガスを適切に供給することができる。また、ガス管路制御部によって、ガスの供給と排出を切り替え、ガス排出口とは独立して、ガス管路から被処理物の内部空間の不要なガスを適切に排出することができる。これにより、被処理物の内表面に適した表面処理を、被処理物の外表面の表面処理と独立して行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の説明から理解できるように、本発明によれば、被処理物の内部空間に面する内表面と被処理物の外表面との表面処理の条件が異なる場合でも、内表面と外表面の表面処理をそれぞれ適切に行うことができる表面処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る表面処理装置の概略構成図。
【図２】図１に示す表面処理装置のガス供給経路とガス排出経路を示す斜視図。
【図３】図１に示すガス管路支持部の斜視図。
【図４】ガス供給口からのガス流量及び炉内温度と時間との関係を示すグラフ。
【図５】ガス管路からのガス流量及び炉内温度と時間との関係を示すグラフ。
【図６】被処理物の外表面からの深さと硬さとの関係を示すグラフ。
【図７】被処理物の内表面からの深さと硬さとの関係を示すグラフ。
【図８】被処理物の温度と経過時間との関係を示すグラフ。
【図９】被処理物の内表面の耐久試験を行うための装置の模式図。
【図１０】被処理物の外表面近傍の拡大断面写真。
【図１１】被処理物の内表面近傍の拡大断面写真。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の表面処理装置の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る表面処理装置１の概略構成図である。図２は、図１に示す表面処理装置１のガス供給経路とガス排出経路を示す斜視図である。図３は、図１に示すガス管路支持部７の斜視図である。
【００１８】
本実施形態の表面処理装置１は、被処理物Ｗを収容する処理炉２と、該処理炉２へ気体を供給するガス供給口３と、処理炉２から気体を排出するガス排出口４と、被処理物Ｗの内部空間ＷＩへ挿入されるガス管路５とを備えている。本実施形態の表面処理装置１は、例えば、金属部品や金型Ｄ等の被処理物Ｗを処理炉２に収容し、被処理物Ｗの表面に対して、Ｎ２、ＮＨ３、ＣＯ２、Ｈ２等の気体を供給し、窒化処理等の表面処理を行うための装置である。
【００１９】
詳細については後述するが、本実施形態の表面処理装置１は、ガス供給口３への気体の供給及びガス排出口４からの気体の排出と独立して、ガス管路５への気体の供給とガス管路５からの気体の排出とを切り替えるガス管路制御部６を備えることを最大の特徴としている。以下、本実施形態の表面処理装置１の各構成について、詳細に説明する。
【００２０】
処理炉２は、内部に収容された金属部品や金型Ｄ等の被処理物Ｗを支持する支持部２１と、天井部に設けられたガスセンサ２２と、ガス供給口３が設けられた壁面と反対側の壁面に設けられた対流ファン２３とを有している。ガスセンサ２２は、例えば、Ｎ２、ＮＨ３、ＣＯ２、Ｈ２等、処理炉２の内部に供給された気体の流量を測定する。対流ファン２３は、処理炉２の内部に供給された気体を処理炉２の内部で対流させる。
【００２１】
ガス供給口３は、処理炉２の壁面に開口し、被処理物Ｗの外表面ＯＦの表面処理を行うためのガスを供給する外表面処理用のガス供給系に、外表面処理用のガス供給管３１を介して接続されている。ガス排出口４は、処理炉２の壁面に開口し、処理炉２から排出されたガスを回収して処理するガス処理系に、排気管４１を介して接続されている。排気管４１には、所定の圧力でガスを排出する排気弁４２が設けられている。
【００２２】
ガス管路制御部６は、例えば、ガス管路５の一端に接続された切換弁６１と、切換弁６１と排気管４１とを接続する内部ガス排出管６２と、内部ガス排出管６２に設けられた吸引機６３とを有している。切換弁６１は、被処理物Ｗの内部空間ＷＩに面する内表面ＩＦの表面処理を行うためのガスを供給する内表面処理用のガス供給系に、内表面処理用のガス供給管６４を介して接続されている。吸引機６３は、所定の制御信号により駆動され、内部ガス排出管６２のガスを吸引して排気管４１へ送出する。
【００２３】
切換弁６１は、例えばモータ等によって弁体６１ａが駆動され、所定の制御信号によってガスの流れを切り換える。切換弁６１の弁体６１ａは、例えばＴ字状の流路を有し、９０°の回転により、ガス供給管６４とガス管路５とを接続し、ガス管路５と内部ガス排出管６２との間のガスの流れを遮断した状態と、ガス管路５と内部ガス排出管６２とを接続し、ガス供給管６４とガス管路５との間のガスの流れを遮断した状態とを切り換える。
【００２４】
ガス管路５は、図３に示すように、例えば、可撓性を有するフレキシブルホース５ａと、継手５ｃを介してフレキシブルホース５ａの先端に接続された金属製の直管５ｂとによって構成される。フレキシブルホース５ａは、切換弁６１に接続された基端部において複数に分岐され、フレキシブルホース５ａの複数の先端部が複数の直管５ｂに接続されている。直管５ｂは、ガス管路支持部７によって支持され、被処理物Ｗの内部空間ＷＩに挿入される。
【００２５】
本実施形態の表面処理装置１では、処理炉２内に収容される被処理物Ｗとして、鍛造用の金型Ｄを例示しているが、その他にも種々の金属部品や工具等を被処理物Ｗとして表面処理を行うことができる。図示の例において、金型Ｄは、鍛造品を鍛造するためのキャビティを形成する凹状の外表面ＯＦと、キャビティの反対側の外表面ＯＦからキャビティを形成する外表面ＯＦの近傍まで設けられた複数の冷却穴ＣＣとを有している。
【００２６】
冷却穴ＣＣは、金型Ｄによって短時間に大量に良品を鍛造するために、冷却水を導入して金型Ｄを冷却するための深穴であり、被処理物Ｗである金型Ｄに内部空間ＷＩを形成している。すなわち、本実施形態の表面処理装置１において、被処理物Ｗの内部空間ＷＩに面する内表面ＩＦは、金型Ｄの冷却穴ＣＣの表面であり、被処理物Ｗの外表面ＯＦは、金型Ｄのキャビティを形成する金型Ｄの外表面ＯＦである。
【００２７】
ガス管路支持部７は、処理炉２内で金型Ｄの冷却穴ＣＣに挿入されたガス管路５の先端の直管５ｂを支持する。ガス管路支持部７は、ガス管路５の先端の直管５ｂを載置する載置台７１と、載置台７１を上下に移動可能に支持するレール部７２と、載置台７１にガス管路５の先端の直管５ｂを固定するクランプ部７３とを備えている。
【００２８】
以下、本実施形態の表面処理装置１の作用について説明する。
【００２９】
表面処理装置１の被処理物Ｗとして、例えば、金型Ｄの表面処理を行うには、まず、処理炉２に金型Ｄを収容して支持部２１によって支持する。次に、ガス管路５の先端の直管５ｂを金型Ｄの冷却穴ＣＣに挿入してガス管路支持部７によって支持する。
【００３０】
例えば、まず、直管５ｂを載置した載置台７１をレール部７２に沿って上下に移動させ、直管５ｂと冷却穴ＣＣの上下方向の位置合わせを行って、載置台７１をレール部７２に固定する。次に、載置台７１に載置されたガス管路５の先端の直管５ｂと金型Ｄの冷却穴ＣＣとの横方向の位置合わせを行って、直管５ｂを冷却穴ＣＣに挿入し、クランプ部７３によって直管５ｂを載置台７１に固定する。次に、外表面処理用のガス供給系から、ガス供給管３１及びガス供給口３を介して、処理炉２内へガスを供給するとともに、ガス排出口４及び排気管４１を介して処理炉２内のガスを排出する。
【００３１】
また、ガス管路制御部６の切換弁６１を切り換えてガス供給管６４とガス管路５とを接続し、ガス管路５と内部ガス排出管６２との間のガスの流れを遮断した状態にする。そして、内表面処理用のガス供給系から、ガス供給管６４、切換弁６１、及びガス管路５を介して、金型Ｄの冷却穴ＣＣの内部にガスを供給する。或いは、ガス管路制御部６の切換弁６１を切換えて、ガス管路５と内部ガス排出管６２とを接続し、ガス供給管６４とガス管路５との間のガスの流れを遮断した状態にする。そして、吸引機６３を駆動させ、ガス管路５、切換弁６１、及び内部ガス排出管６２を介して、金型Ｄの冷却穴ＣＣの内部のガスを排気管４１へ排出する。
【００３２】
図４は、ガス供給口３を介して処理炉２内へ供給されるガスの流量及び処理炉２内の温度と、時間との関係を示すグラフである。図５は、ガス管路５を介して金型Ｄの冷却穴ＣＣに供給されるガスの流量及び処理炉２内の温度と時間との関係を示すグラフである。
【００３３】
表面処理装置１は、まず、処理炉２内及び金型Ｄの冷却穴ＣＣ内に残留する大気を排出する前処理を行う。具体的には、表面処理の開始後に処理炉２内の温度を約５８０℃まで昇温させ、約４５分間に亘って約５８０℃に保持する。その間、ガス供給口３を介して処理炉２内に毎分約２５Ｌの流量でＮ２ガスを供給するとともに、ガス排出口４を介して処理炉２内のガスを排出する。同時に、ガス管路５を介して金型Ｄの冷却穴ＣＣの内部に毎分約２５Ｌの流量でＮ２ガスを供給するか、又は、ガス管路５を介して金型Ｄの冷却穴ＣＣの内部のガスを排出する。
【００３４】
次に、処理炉２内の温度を約３００分間に亘って約５６０℃に保持する。その間、ガス供給口３を介して処理炉２内に、金型Ｄの外表面ＯＦの処理用のガスを供給する。例えば、ＮＨ３ガスを毎分約２０Ｌ程度の流量で供給し、Ｈ２ガスを毎分５Ｌから１０Ｌ程度の流量で供給し、Ｎ２ガスを毎分２Ｌから３Ｌ程度の流量で供給し、ＣＯ２ガスを毎分１Ｌ以下の流量で供給する。また、ガス排出口４を介して処理炉２内のガスを所定の流量で排出する。
【００３５】
同時に、ガス管路５を介して、金型Ｄの冷却穴ＣＣの内部に、金型Ｄの内表面ＩＦの処理用のガスを供給する。例えば、ＮＨ３ガスを毎分約２０Ｌの流量で供給し、Ｈ２ガスを毎分約７Ｌの流量で供給し、Ｎ２ガスを毎分約２Ｌの流量で供給し、ＣＯ２ガスを毎分１Ｌ以下の流量で供給する。
【００３６】
なお、ガス管路５を介して金型Ｄの冷却穴ＣＣの内部に供給する金型Ｄの内表面ＩＦの処理用のガスは、供給を開始してから約１８０分後に供給を停止し、その後、ガス管路制御部６の切換弁６１を切り換え、吸引機６３を駆動させて、ガス管路５を介して金型Ｄの冷却穴ＣＣの内部のガスを排出する。一方、ガス供給口３を介して処理炉２内に供給する金型Ｄの外表面ＯＦの処理用のガスは、供給開始から約３００分間に亘って供給を継続する。その後、ガス供給口３からのＮ２ガスの供給を毎分約５０Ｌに増加させるとともに、Ｎ２以外のガスの供給を停止し、処理炉２内の温度を低下させる。
【００３７】
図６は、表面処理後の金型Ｄの外表面ＯＦからの深さと金型Ｄの硬さとの関係を示すグラフである。表面処理後の金型Ｄは、外表面ＯＦから概ね１００μｍから１２０μｍ程度の深さまでの部分の硬度が、それよりも深い部分の硬度よりも高くなっている。したがって、金型Ｄは、外表面ＯＦの表面処理によって硬度が上昇した部分の厚さ、すなわち外表面ＯＦの表面処理深さが、概ね１００μｍから１２０μｍ程度になっている。
【００３８】
図７は、表面処理後の金型Ｄの内表面ＩＦからの深さと金型Ｄの硬さとの関係を示すグラフである。表面処理後の金型Ｄは、内表面ＩＦから概ね６０μｍから８０μｍ程度の深さまでの部分の硬度が、それよりも深い部分の硬度よりも高くなっている。したがって、金型Ｄは、内表面ＩＦの表面処理によって硬度が上昇した部分の厚さ、すなわち内表面ＩＦの表面処理深さが、概ね６０μｍから８０μｍ程度になっている。
【００３９】
次に、金型Ｄの外表面ＯＦと内表面ＩＦの表面処理の効果を評価するために、耐久試験を行った。
【００４０】
図８は、金型Ｄの外表面ＯＦの耐久試験における経過時間と金型Ｄの温度を示すグラフである。耐久試験の開始から約２．５秒かけて金型Ｄを加熱誘導コイルの下方に移動させ、その後、加熱誘導コイルによって金型Ｄを加熱し、金型Ｄの温度を約４．０秒間で約６００℃まで昇温させた。その後、約３．５秒かけて金型Ｄを加熱誘導コイルの下方から水冷ノズルの下方に移動させ、水冷ノズルから冷却水を供給して金型Ｄを冷却し、金型Ｄの温度を３．０秒間で約２０℃まで低下させた。この金型Ｄの昇温と冷却のサイクルを、６０００サイクルに亘って繰り返した。
【００４１】
比較のために、上述の表面処理条件と異なる条件で金型Ｄの外表面ＯＦの表面処理を行って、外表面ＯＦの表面処理深さが、６０μｍ以上かつ８０μｍ以下である金型Ｄと、外表面ＯＦの表面処理深さが、８０μｍを超えかつ１００μｍ未満である金型Ｄを用意した。そして、これらの金型Ｄに同様の耐久試験を行った。
【００４２】
図９は、金型Ｄの内表面ＩＦの耐久試験を行うための装置の模式図である。まず、金型Ｄと同じ材質で同じ寸法の冷却穴ＣＣを有する筒状の試験片ＴＰを用意し、金型Ｄの冷却穴ＣＣと同じ条件で試験片ＴＰの冷却穴ＣＣの内表面ＩＦの表面処理を行って、内表面ＩＦの表面処理深さが概ね６０μｍから８０μｍ程度の試験片ＴＰを用意した。また、比較のために、上述の表面処理条件と異なる条件で試験片ＴＰの内表面ＩＦの表面処理を行って、内表面ＩＦの表面処理深さが、８０μｍを超えかつ１００μｍ未満である試験片ＴＰと、１００μｍ以上かつ１２０μｍ以下の試験片ＴＰとを用意した。
【００４３】
次に、冷却装置ＣＬと、エアブロー装置ＡＢと、誘導加熱コイルＨＴを用意した。そして、各試験片ＴＰの先端部を、先端から約８０ｍｍ程度の長さで誘導加熱コイルＨＴに挿入して高周波誘導で加熱し、試験片ＴＰの温度を約６００℃まで昇温させた。その後、試験片ＴＰを移動させ、試験片ＴＰの冷却穴ＣＣの内部に冷却装置ＣＬの冷却パイプＣＰを挿入し、冷却パイプＣＰに冷却水ＣＷを流すとともに、エアブロー装置ＡＢからエアーＡを吹き付けて試験片ＴＰの温度を１００℃まで低下させた。この試験片ＴＰの昇温と冷却のサイクルを、６０００サイクルに亘って繰り返した。
【００４４】
図１０は、金型Ｄの外表面ＯＦ近傍の拡大断面写真の一例である。図１１は、試験片ＴＰの内表面ＩＦ近傍の拡大断面写真の一例である。所定の評価長さにおいて、発生した亀裂の長さＬをすべて足し合わせた総亀裂長さを算出し、金型Ｄの外表面ＯＦの表面処理の効果を評価した。評価結果を、以下の表１に示す。
【００４５】
【表１】
2017106062.tif 000003
【００４６】
金型Ｄの外表面ＯＦと試験片ＴＰの内表面ＩＦの総亀裂長さに基づき、鍛造用の金型Ｄとして１２万ショット以上の耐久性を有すると判断された表面処理深さｄを良好（表１の○印）と判断した。また、鍛造用の金型Ｄとして６万ショット以下の耐久性しか有しないと判断された表面処理深さｄを不良（表１の×印）と判断し、良好と不良との間の耐久性を有すると判断された表面処理深さｄを中間（表１の△印）と判断した。
【００４７】
より詳細には、金型Ｄの外表面ＯＦの表面処理深さｄが６０μｍ以上かつ８０μｍ以下の場合には、亀裂が多く発生し、総亀裂長さが、例えば４．２ｍｍ程度であった。一方、金型Ｄの外表面ＯＦの表面処理深さｄが１００μｍ以上かつ１２０μｍの場合には、亀裂の発生が抑制され、総亀裂長さが概ね６割程度減少し、総亀裂長さが例えば１．８ｍｍ程度に留まった。
【００４８】
また、金型Ｄの内表面ＩＦに対応する試験片ＴＰの冷却穴ＣＣの内表面ＩＦの表面処理深さｄが１００μｍ以上かつ１２０μｍの場合には、亀裂が多く発生し、総亀裂長さが、例えば２３．１ｍｍ程度であった。一方、金型Ｄの内表面ＩＦに対応する試験片ＴＰの冷却穴ＣＣの内表面ＩＦの表面処理深さｄが６０μｍ以上かつ８０μｍ以下の場合には、亀裂の発生が抑制され、総亀裂長さが８割以上減少し、総亀裂長さが例えば３．９ｍｍ程度に留まった。
【００４９】
以上の評価結果から、金型Ｄの外表面ＯＦの表面処理深さｄは、概ね１００μｍ以上かつ１２０μｍ以下が最適であり、金型Ｄの内表面ＩＦの表面処理深さは、概ね６０μｍ以上かつ８０μｍ以下が最適であることが分かった。このように、金型Ｄの内表面ＩＦと外表面ＯＦとで最適な表面処理が異なる理由は、以下のとおりである。
【００５０】
例えば、鍛造用の金型Ｄにおいて、キャビティを形成する金型Ｄの外表面ＯＦは、ヒートクラック、すなわち熱衝撃に強い処理が必要となるため、金型Ｄの外表面ＯＦの硬度が高い部分の厚さである表面処理深さｄを、所定の深さで確保する必要がある。一方、冷却穴ＣＣの内部の金型Ｄの内表面ＩＦは、冷却水の腐食割れに強い処理が必要となるため、金型Ｄの内表面ＩＦの硬度が高い部分の厚さである表面処理深さｄが必要以上に深くなると、亀裂が発生しやすくなる。したがって、金型Ｄの内表面ＩＦと外表面ＯＦに異なる表面処理が必要になる。
【００５１】
ここで、本実施形態の表面処理装置１は、金型Ｄの外表面ＯＦ等、処理炉２に収容した被処理物Ｗの外表面ＯＦに対し、ガス供給口３から表面処理に必要なガスを供給するともに、ガス排出口４から処理炉２内の不要なガスを排出することができる。これにより、被処理物Ｗの外表面ＯＦに適した表面処理を、被処理物Ｗの内表面ＩＦの表面処理と独立して行うことができる。
【００５２】
さらに、金型Ｄの冷却穴ＣＣ等、被処理物Ｗの内部空間ＷＩにガス管路５を挿入し、ガス管路制御部６によって、ガス供給口３とは独立して、ガス管路５から被処理物Ｗの内表面ＩＦの表面処理に必要なガスを適切に供給することができる。また、ガス管路制御部６によって、ガスの供給と排出を切り替え、ガス排出口４とは独立して、ガス管路５から被処理物Ｗの内部空間ＷＩの不要なガスを適切に排出することができる。これにより、被処理物Ｗの内表面ＩＦに適した表面処理を、被処理物Ｗの外表面ＯＦの表面処理と独立して行うことができる。
【００５３】
したがって、本実施形態の表面処理装置１によれば、被処理物Ｗの内部空間ＷＩに面する内表面ＩＦと被処理物Ｗの外表面ＯＦとの表面処理の条件が異なる場合でも、内表面ＩＦと外表面ＯＦの表面処理をそれぞれ適切に行うことができる。これにより、例えば、鍛造用の金型Ｄの外表面ＯＦの表面処理深さを概ね１００μｍ以上かつ１２０μｍ以下とし、内表面ＩＦの表面処理深さを概ね６０μｍ以上かつ８０μｍ以下とすることができ、従来よりも金型Ｄの寿命を延命することが可能になる。
【００５４】
一方、従来の表面処理方法や表面処理装置では、金型の内表面と外表面にそれぞれ最適な表面処理を行うことは困難である。例えば、表１に示すように、金型の外表面に最適な表面処理を行うと、内表面に亀裂が発生しやすくなり、金型の内表面に最適な表面処理を行うと、外表面に亀裂が発生しやすくなる。したがって、従来の表面処理方法や表面処理装置１では、金型の寿命を延命することが困難になる。
【００５５】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１    表面処理装置
２    処理炉
３    ガス供給口
４    ガス排出口
５    ガス管路
６    ガス管路制御部
Ｗ    被処理物
ＷＩ  内部空間
【図１】
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【図２】
2017106062.tif 000005
【図３】
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【図４】
2017106062.tif 000007
【図５】
2017106062.tif 000008
【図６】
2017106062.tif 000009
【図７】
2017106062.tif 000010
【図８】
2017106062.tif 000011
【図９】
2017106062.tif 000012
【図１０】
2017106062.tif 000013
【図１１】
2017106062.tif 000014