複数種類の反応性ガスを炉内に供給して、前記複数種類の反応性ガスにより前記炉内に配置された鉄系金属材を表面処理する鉄系金属材の表面処理方法であって、前記複数種類の反応性ガスを前記炉内に供給する際に、前記複数種類の反応性ガスの噴流を互いに衝突させる、鉄系金属材の表面処理方法。前記複数種類の反応性ガスを、前記炉に連通された混合室を通じて前記炉内に供給し、前記複数種類の反応性ガスの噴流を前記混合室内で互いに衝突させると共に、前記複数種類の反応性ガスの噴流により前記混合室内を攪拌する、請求項1に記載の鉄系金属材の表面処理方法。前記複数種類の反応性ガスには、第一反応性ガスと第二反応性ガスとが含まれ、前記第一反応性ガスと第二反応性ガスとは、前記第一反応性ガスの噴流の軸と前記第二反応性ガスの噴流の軸とが平行な状態で、前記第一反応性ガスの噴流と前記第二反応性ガスの噴流とが対向して衝突するように供給される、請求項1又は請求項2に記載の鉄系金属材の表面処理方法。前記第一反応性ガスと第二反応性ガスとは、前記第一反応性ガス又は第二反応性ガスの噴流幅の1/2の距離だけ、前記第一反応性ガスの噴流の軸と前記第二反応性ガスの噴流の軸とが離間した状態で供給される、請求項3に記載の鉄系金属材の表面処理方法。前記複数種類の反応性ガスを前記炉内に供給する際に、前記複数種類の反応性ガスのうちの少なくとも一種類の反応性ガスに超音波を付与する、請求項1~4のいずれか一項に記載の鉄系金属材の表面処理方法。複数種類の反応性ガスを炉内に供給して、前記複数種類の反応性ガスにより前記炉内に配置された鉄系金属材を表面処理する鉄系金属材の表面処理装置であって、前記炉に接続され、互いに種類の異なる反応性ガスを噴出する複数の噴出部を備え、前記各噴出部により前記反応性ガスを前記炉内に供給する際に、前記各噴出部から噴出された各反応性ガスの噴流が互いに衝突するように前記各噴出部を配置する、鉄系金属材の表面処理装置。本発明は、炉内に供給する反応性ガスの量を低減でき、鉄系金属材の表面処理にかかる時間を短縮することが可能な鉄系金属材の表面処理方法及び鉄系金属材の表面処理装置を提供する。請求項1に記載の鉄系金属材の表面処理方法は、複数種類の反応性ガスを炉内に供給して、前記複数種類の反応性ガスにより前記炉内に配置された鉄系金属材を表面処理する鉄系金属材の表面処理方法であって、前記複数種類の反応性ガスを前記炉内に供給する際に、前記複数種類の反応性ガスの噴流を互いに衝突させる。請求項2に記載の鉄系金属材の表面処理方法は、前記複数種類の反応性ガスを、前記炉に連通された混合室を通じて前記炉内に供給し、前記複数種類の反応性ガスの噴流を前記混合室内で互いに衝突させると共に、前記複数種類の反応性ガスの噴流により前記混合室内を攪拌する。請求項3に記載の鉄系金属材の表面処理方法においては、前記複数種類の反応性ガスには、第一反応性ガスと第二反応性ガスとが含まれ、前記第一反応性ガスと第二反応性ガスとは、前記第一反応性ガスの噴流の軸と前記第二反応性ガスの噴流の軸とが平行な状態で、前記第一反応性ガスの噴流と前記第二反応性ガスの噴流とが対向して衝突するように供給される。請求項4に記載の鉄系金属材の表面処理方法においては、前記第一反応性ガスと第二反応性ガスとは、前記第一反応性ガス又は第二反応性ガスの噴流幅の1/2の距離だけ、前記第一反応性ガスの噴流の軸と前記第二反応性ガスの噴流の軸とが離間した状態で供給される。請求項5に記載の鉄系金属材の表面処理方法は、前記複数種類の反応性ガスを前記炉内に供給する際に、前記複数種類の反応性ガスのうちの少なくとも一種類の反応性ガスに超音波を付与する。請求項6に記載の鉄系金属材の表面処理装置は、複数種類の反応性ガスを炉内に供給して、前記複数種類の反応性ガスにより前記炉内に配置された鉄系金属材を表面処理する鉄系金属材の表面処理装置であって、前記炉に接続され、互いに種類の異なる反応性ガスを噴出する複数の噴出部を備え、前記各噴出部により前記反応性ガスを前記炉内に供給する際に、前記各噴出部から噴出された各反応性ガスの噴流が互いに衝突するように前記各噴出部を配置する。本発明によれば、炉内に供給する反応性ガスの量を低減でき、鉄系金属材の表面処理にかかる時間を短縮することが可能である。以下では、本発明の一実施形態である鉄系金属材1の表面処理方法について説明する。鉄系金属材1の表面処理方法は、鉄系金属材1の表面処理を行う表面処理装置10を用いて実施される。鉄系金属材1は、例えば、SKD61等の合金工具鋼鋼材JISG4404からなる金型である。図1に示すように、鉄系金属材1は、炉2内に配置されている。鉄系金属材1の表面処理装置10は、混合室12と、混合室12及び炉2を連通する連通手段ノズル11と、混合室12を介して炉2に接続される第一ノズル13、第二ノズル14及び第三ノズル不図示と、を備えている。炉2は、ノズル11を介して混合室12と連通されている。混合室12には、第一ノズル13と第二ノズル14と前記第三ノズルとが貫入されている。第一ノズル13、第二ノズル14、及び前記第三ノズルは、混合室12内に、互いに種類の異なる反応性ガスを噴出する。第一ノズル13が噴出する反応性ガスは、炭素源ガスアセチレンC2H2ガスである。第二ノズル14が噴出する反応性ガスは、窒化用ガスアンモニアNH3ガスである。前記第三ノズルが噴出する反応性ガスは、浸流用ガス硫化水素H2Sガスである。各ノズル第一ノズル13、第二ノズル14及び前記第三ノズルは、混合室12を介して炉2に接続されており、混合室12を通じて炉2内に各反応性ガスを供給する。前記反応性ガスは、鉄系金属材1と反応して、鉄系金属材1の表面に化合物を形成する特性を有するガスであり、鉄系金属材1の表面に化合物を形成することにより、鉄系金属材1の耐食性を向上させる、摩擦係数を低減させる、耐摩耗性を向上させる等、鉄系金属材1の持つ性能を向上させることができるガスである。以下では、表面処理装置10を用いて鉄系金属材1の表面処理浸流窒化処理を行うときの手順について説明する。まず、鉄系金属材1を炉2内に配置し、真空ポンプで炉2内を減圧して炉2内の空気をパージした後に窒素ガスN2を炉2内に流通させ、N2雰囲気とする。次に、図2に示すタイムチャートに従って、アセチレンガス、アンモニアガス、及び硫化水素ガスを炉2内に流通させながら、炉2内を0.5hで480°Cまで昇温する。なお、アセチレンガスは、第一ノズル13から混合室12内に噴出された後、ノズル11を通じて炉2内に供給される。アンモニアガスは、第二ノズル14から混合室12内に噴出された後、ノズル11を通じて炉2内に供給される。硫化水素ガスは、前記第三ノズルから混合室12内に噴出された後、ノズル11を通じて炉2内に供給される。昇温開始時からアセチレンガス、アンモニアガス、及び硫化水素ガスを炉2内に供給し、昇温開始から0.5h経過して炉2内の温度が480°Cに到達した時点で硫化水素ガスの供給を停止し、さらに0.5h後にアセチレンガスの供給を停止する。アセチレンガスの供給を停止後、さらに4.5hの間、アンモニアガスの流通下で炉2内を480°Cに保持する。その後、アンモニアガスの供給を停止するとともに、炉2内への窒素ガスの供給を開始し、同時に炉2内の温度を降温させる。これにより、鉄系金属材1の表面にカーボン層が形成され、鉄系金属材1とカーボン層との間に窒化層及び浸硫層が形成される。以下では、第一ノズル13及び第二ノズル14の位置と、カーボン層の生成量との関係について説明する。図3~図6に示すように、本願発明者は、混合室12に配置されたノズル1314の位置等を適宜変更して、鉄系金属材1の表面処理を行った。そして、このときの鉄系金属材1の表面に形成されるカーボン層の生成量を、従来図7参照と比較する実験を行った。なお、今回の実験環境では、従来のようにアセチレンガス及びアンモニアガスが接続配管101内で成り行きで混合されて供給された場合に図7参照、アンモニアガスの方がアセチレンガスよりも炉2内の鉄系金属材1に先に到達し、カーボン層の方が窒化層に比べて生成されにくかった。すなわち、窒化層の膜厚が目標値に到達した時点では、カーボン層の生成量が不十分であり、カーボン層の膜厚が目標値よりも薄い部分が存在していた。そこで、今回の実験では、カーボン層の生成量を、従来と比較することとした。図3及び図4に示すように、本願発明者は、鉄系金属材1の表面処理を行うときに、混合室12内で、第一ノズル13の軸アセチレンガスの噴流の軸と、第二ノズル14の軸アンモニアガスの噴流の軸とが交わるように、第一ノズル13及び第二ノズル14を配置した。すなわち、本願発明者は、第一ノズル13からアセチレンガスが噴出され、かつ、第二ノズル14からアンモニアガスが噴出されるときに、混合室12内でアセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とが衝突するように、第一ノズル13及び第二ノズル14を配置した。その際、第一ノズル13及び第二ノズル14の位置を適宜変更した。その結果、第一ノズル13及び第二ノズル14の位置と、カーボン層の生成量との関係に関して、以下の表1に示すデータを得た。表1におけるノズル位置は、第一ノズル13の軸アセチレンガスの噴流の軸と第二ノズル14の軸アンモニアガスの噴流の軸とが同一の水平面上に存在し、かつ、水平方向に延在する場合における、第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸とのなす角度である。表1におけるノズル角度は、第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸とが鉛直軸15に対して対称に配置された場合における、第一ノズル13の軸及び第二ノズル14の軸と水平軸16とのなす鋭角側の角度である。表1及び図3に示すように、ノズル位置が90°のとき、従来図7参照と比較して、カーボン層の生成量が約1.2倍になった。表1及び図3に示すように、ノズル位置が180°のとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約1.5倍になった。表1及び図4に示すように、ノズル角度が0°のとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約1.5倍になった。表1及び図4に示すように、ノズル角度が30°のとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約1.5倍になった。表1及び図4に示すように、ノズル角度が60°のとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約1.2倍になった。図5に示すように、本願発明者は、鉄系金属材1の表面処理を行うときに、第一ノズル13の軸アセチレンガスの噴流の軸と、第二ノズル14の軸アンモニアガスの噴流の軸とが平行な状態で、アセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とが対向して衝突するように、第一ノズル13及び第二ノズル14を配置した。なお、平行には、第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸とが一直線上に存在する場合も含まれる。その際、第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸との距離オフセット量を適宜変更した。その結果、第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸とのオフセット量と、カーボン層の生成量との関係に関して、以下の表2に示すデータを得た。表2及び図5aに示すように、オフセット量が0のとき、すなわち第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸とが一直線上に存在するとき、従来図7参照と比較して、カーボン層の生成量が約1.2倍になった。表2及び図5bに示すように、オフセット量が1/2Lのとき、すなわち第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸との距離が1/2Lのとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約2倍になった。噴流幅Lは、噴出された反応性ガスが噴出直後の角度で広がる範囲定常状態の範囲における、幅方向反応性ガスの噴流の軸方向に直交する方向の最大寸法である。本実施形態では、第一ノズル13から噴出されたアセチレンガスの噴流幅、及び第二ノズル14から噴出されたアンモニアガスの噴流幅はLである。表2及び図5cに示すように、オフセット量がLのとき、すなわち第一ノズル13の軸と第二ノズル14の軸との距離がLのとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約1.2倍になった。図6a及び図6bに示すように、本願発明者は、上記ノズル位置が180°の状態第一ノズル13の軸及び第二ノズル14の軸が共に水平方向に向いており、第一ノズル13の噴出方向及び第二ノズル14の噴出方向が互いに対向している状態で、超音波発生装置17を用いて、第一ノズル13から噴出されるアセチレンガス及び第二ノズル14から噴出されるアンモニアガスに超音波を付与した。その結果、超音波と、カーボン層の生成量との関係に関して、以下の表3に示すデータを得た。表3の超音波振動数の欄には、超音波が超音波発生装置17により、第一ノズル13を介してアセチレンガスに付与されると共に、第二ノズル14を介してアンモニアガスに付与された場合における、超音波の振動数と、カーボン層の生成量との関係を示している。表3及び図6aに示すように、アセチレンガス及びアンモニアガスに付与された超音波の振動数が10kHzのとき、従来0kHz、すなわちアセチレンガス及びアンモニアガスに超音波が付与されない場合と比較して、カーボン層の生成量が約2倍になった。アセチレンガス及びアンモニアガスに付与された超音波の振動数が100kHzのとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約1.5倍になった。表3の超音波タイミングの欄には、アセチレンガス及びアンモニアガスに10kHzの超音波が付与されたタイミングと、カーボン層の生成量との関係を示している。表3及び図6aに示すように、超音波タイミングがガス衝突前のとき、すなわち超音波が超音波発生装置17により、第一ノズル13を介してアセチレンガスに付与されると共に、第二ノズル14を介してアンモニアガスに付与されたとき、従来0kHzと比較して、カーボン層の生成量が約2倍になった。表3及び図6bに示すように、超音波タイミングがガス衝突後のとき、すなわち超音波が超音波発生装置17により、混合室12を介して混合室12内に噴出されたアセチレンガス及びアンモニアガスに付与されたとき、従来と比較して、カーボン層の生成量が約2倍になった。表1及び表2に示すように、混合室12内でアセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とを衝突させることにより、カーボン層の生成量が従来よりも増加した。これは、アセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流との衝突により衝突エネルギーが発生して、アセチレンガスの反応性が向上し、カーボン層の生成が促進されるからである。また、表2及び図5bに示すように、オフセット量が1/2Lのとき、カーボン層の生成量が約2倍になり、カーボン層の生成量が最も多かった。これは、アセチレンガスの噴流及びアンモニアガスの噴流の衝突と、アセチレンガスの噴流及びアンモニアガスの噴流による混合室12内の攪拌がバランスよく行われたからである。アセチレンガスの噴流及びアンモニアガスの噴流により混合室12内が攪拌されることで、アセチレンガス及びアンモニアガスの濃度分布の偏りが抑制され、従来の状況、すなわち、アンモニアガスの方がアセチレンガスよりも炉2内の鉄系金属材1に先に到達し、カーボン層の方が窒化層に比べて生成されにくい状況が改善される。また、表3に示すように、アセチレンガス及びアンモニアガスに超音波を付与することにより、カーボン層の生成量が従来よりも増加した。これは、超音波によりガス分子が微細化、イオン化され、カーボン層の生成が促進されるからである。以上のように、本実施形態の鉄系金属材1の表面処理方法は、反応性ガスであるアセチレンガスとアンモニアガスとを炉2内に供給する際に、アセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とを混合室12内で衝突させるものである。これにより、衝突エネルギーが発生して、反応性ガスアセチレンガス及びアンモニアガスの反応性が向上し、化合物カーボン層及び窒化層の生成が促進される。その結果、少ない前記反応性ガスの量で従来と同量の化合物を生成することができる。従って、炉2内に供給する反応性ガスの量を低減でき、鉄系金属材1の表面処理にかかる時間を短縮することができる。また、前記反応性ガスは、前記衝突エネルギーにより反応性活性化度が向上した状態で炉2内に供給されるので、炉2内に存在する前記反応性ガスの活性化度のばらつきが抑制され、これにより前記化合物の膜厚のばらつきが抑制される。従って、炉2内に供給する反応性ガスの量を低減でき、鉄系金属材1の表面処理にかかる時間を短縮することができる。なお、反応性ガスアセチレンガス及びアンモニアガスの反応性を向上させる方法として、ガス流路例えば、図7に示す接続配管101に前記反応性ガスが供給される前に前記ガス流路を予め温めておき、前記反応性ガスが前記ガス流路に供給されたときに、前記反応性ガスを前記ガス流路の余熱で温める方法が考えられる。しかし、本実施形態のように、アセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とを衝突させることで、前記反応性ガスの反応性を向上させるように構成するほうが、前記ガス流路を温める工程が不要となる点で有利である。また、本実施形態の鉄系金属材1の表面処理方法は、アセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とを混合室12内で衝突させると共に、アセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とにより混合室12内を攪拌するものである。これにより、前記衝突エネルギーにより反応性ガスアセチレンガス及びアンモニアガスの反応性が向上して、化合物カーボン層及び窒化層の生成が促進されると共に、炉2内に存在する前記反応性ガスの活性化度のばらつきが抑制され、前記化合物の膜厚のばらつきが抑制される。さらに、混合室12内が攪拌されることで、前記反応性ガスの分散性が向上するので、前記化合物の膜厚のばらつきが抑制される。従って、炉2内に供給する反応性ガスの量を低減でき、前記鉄系金属材1の表面処理にかかる時間を短縮することができる。また、本実施形態の鉄系金属材1の表面処理方法は、超音波発生装置17により反応性ガスアセチレンガス及びアンモニアガスに超音波を付与する。これにより、ガス分子が微細化、イオン化され、前記化合物の生成が促進される。従って、炉2内に供給する前記反応性ガスの量を低減でき、鉄系金属材1の表面処理にかかる時間を短縮することができる。なお、本実施形態では、アセチレンガスの噴流とアンモニアガスの噴流とを衝突させたが、硫化水素ガスの噴流をアセチレンガスの噴流及び/又はアンモニアガスの噴流と衝突させるように構成してもよい。これにより、浸硫層の生成が促進されると共に、浸硫層の膜厚のばらつきが抑制される。