JPH059508A

JPH059508A - 焼結合金

Info

Publication number: JPH059508A
Application number: JP3166834A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kobayashi; 和也小林; Kiyokatsu Tsuno; 清勝津野
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】浸炭処理において、焼結合金の表面層のみを
硬化させる。硬化層の深さを容易に制御する。焼結合金
の衝撃強度を大きくする。浸炭処理に伴う寸法変化量を
小さくする。【構成】金属を主成分とする原料粉末を成形するとと
もに焼結してなる焼結品にプラズマ浸炭処理を施す。【効果】焼結合金の表面層のみが硬化層７となること
により、浸炭処理後の鍛造などによるサイジングが行い
やすくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浸炭処理を施した焼結
合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、スクロールコンプレッサー部
品、自動車のマニュアルトランスミッションのクラッチ
ハブ、ギヤ等の物品は、金属を主成分とする原料粉末を
成形するとともに焼結して得られる焼結合金からなって
いる。この種の焼結合金において、内部の強靭性と耐衝
撃性を保ちながら、表面層を硬化させて耐摩耗性などを
高めることを目的として、窒化処理浸炭焼入処理などを
施すものがある。そして、従来、焼結品の浸炭焼入処理
は、例えばガス浸炭の場合、焼結品を炉内で高温に加熱
するとともに、この炉内に浸炭ガスを通すことにより行
っている。また、処理後の後加工は、研磨などにより行
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の浸炭焼入処
理では、粉末原料を固めた焼結品内部に無数の微細な孔
があり、これらの微細な孔に浸炭ガスが浸透していくた
め、硬化層の深さの制御が難しいとともに、図４に破線
のグラフで示すように、焼結合金の表面層のみならず、
焼結合金の内部のかなりの深さの部分まで硬くなってし
まう。そのため、浸炭焼入処理後はサイジング（再圧
縮）等の寸法矯正は困難である。また、浸炭焼入処理に
伴う寸法変化量も大きいという問題点もあった。本発明
は、このような問題点を解決しようとするもので、硬化
層の深さの制御が容易であるとともに、表面層のみが硬
化層になり、浸炭処理後のサイジングが行いやすく、浸
炭焼入処理を行ったにもかかわらず寸法ばらつきが小さ
い焼結合金を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の焼結合金は、金属を主成分とする原料粉末
を成形するとともに焼結してなる焼結品に、この焼結品
を浸炭剤のプラズマ中に置くことによるプラズマ浸炭焼
入処理を施した後サイジングを行うものである。

【０００５】

【作用】前記構成により、焼結合金の表面層のみが硬化
するとともに、硬化層の深さの制御が容易になる。そし
て、焼結合金の表面層のみが硬化することにより、浸炭
処理後に行われるサイジングが容易になるとともに、耐
衝撃強度が低下することなく、また、浸炭処理に伴う寸
法ばらつきが小さい。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図を用いて詳細
に説明する。図１ないし図３は、本発明の一実施例を示
すもので、図１および図２において、１は金属を主成分
とする原料粉末を成形するとともに焼結してなる焼結品
に炭素や窒素を浸炭剤とするプラズマ浸炭処理を施した
焼結合金からなるクラッチハブで、このハブ１は、外筒
２と内筒３とを連結部４により同軸的に連結した形状に
なっており、外筒２の外周面に外側スプライン５が形成
されているとともに、内筒３の内周側に内側スプライン
６が形成されている。そして、前記ハブ１の表面層は、
プラズマ浸炭処理による硬化層７になっている。

【０００７】また、図３は、プラズマ浸炭処理のための
炉11を示しており、この炉11は、炉殻12の内面に、陽極
を兼ねる断熱材13が設けられている。そして、前記炉殻
12内には真空ポンプ14が吸気管15を介して下方から接続
されている。一方、前記炉殻12内の上部にはガスマニホ
ールド16が設けられており、このガスマニホールド16は
ガス供給管17を介してガス供給源（図示していない）に
連通接続されている。また、前記ガスマニホールド16の
下方位置にはヒーター18が設けられており、このヒータ
ー18には加熱電源19が電気的に接続されている。さら
に、前記炉殻12内の下部には、導電体からなる炉床20が
設けられており、この炉床20は、炉殻12の下面部に設け
られた陰極21に電気的に接続されている。そして、この
陰極21と前記断熱材13との間にプラズマ電源22が電気的
に接続されている。

【０００８】つぎに、前記ハブ１の製造方法について説
明する。まず、金属やカーボンからなる原料粉末を金型
により圧縮成形してハブ１の形状をした成形品を作った
後、この成形品を炉内で焼結雰囲気ガスにより焼結して
焼結品を作る。ついで、この焼結品に、矯正、加工、還
元脱油炉による脱脂などの処理を施した後、プラズマ浸
炭処理を施す。このプラズマ浸炭処理においては、まず
図３に示す炉11内に焼結品のカム１を搬入して、炉床20
上に載せた後、真空ポンプ14により炉殻12内から空気を
抜く。ついで、ヒーター18により炉11内を例えば 870℃
程度にまで加熱する。そして、ガスマニホールド16によ
り炉11内に作動ガスを流しながら、陽極を兼ねる断熱材
13と陰極21との間に直流電圧を印加する。これにより、
陰極となったハブ１と断熱材13との間にグロー放電プラ
ズマが発生する。このとき、最初の20分間程度は、
Ｈ₂，Ａｒなどのガスを流してスパッタリングを行う。
また、次の40分間程度は、ＣＨ₄，Ｃ₃Ｈ₈，Ｎ₂，ＮＨ₃
などのガスを流す。このとき発生したＣ⁺イオンまたは
Ｎ⁺イオンがハブ１に衝突して、窒化などの浸炭が行わ
れ、ハブ１の表面層に例えば深さ0.4mm程度の硬化層７
が形成される。その後、ハブ１は、油槽に漬けて冷却す
る。このようなプラズマ浸炭処理の後、ハブ１に対し
て、サイジングなどの後加工を施す。

【０００９】以上のように、前記実施例においては、浸
炭処理をプラズマ浸炭処理としたので、ガス浸炭などに
比べ、浸炭処理時間を短くできるとともに、低圧かつ低
温で均一な浸炭を行える。そして、特に焼結合金からな
るハブ１に対する効果としては、プラズマを発生させる
時間を変えることなどにより、硬化層７の深さの制御が
容易になるとともに、図４に実線で示すように、ハブ１
の表面層のみが硬化することがある。そして、このよう
にハブ１の表面層のみが硬化し、ハブ１の内部は軟らか
いままであることにより、浸炭処理後に行われるサイジ
ングが容易になる。また、プラズマ浸炭処理に伴う寸法
ばらつきは小さく、精度が向上する。

【００１０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、自動車のマニュアルトランスミッショ
ンのクラッチハブ１を例に採って説明したが、焼結合金
からなるスクロールコンプレッサー部品、ギヤ、カム、
トロコイドローター、タイミングプーリー等の各種物品
に本発明を適用できる。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、金属を主成分とする原料粉末
を成形するとともに焼結してなる焼結品に、この焼結品
を浸炭剤のプラズマ中に置くことによるプラズマ浸炭処
理を施すので、硬化層の深さの制御が容易になるととも
に、焼結合金の表面層のみを硬化させることができ、そ
の結果、浸炭処理後に行われるサイジングが容易になる
とともに、衝撃強度を低下させることなく、また、浸炭
処理に伴う寸法ばらつきを小さくでき、精度が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すクラッチハブの断面図
である。

【図２】本発明の一実施例を示すクラッチハブの斜視図
である。

【図３】本発明の一実施例を示すプラズマ浸炭に用いる
炉の断面図である。

【図４】焼結合金の表面からの深さと硬度との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１クラッチハブ（焼結合金）

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】金属を主成分とする原料粉末を成形する
とともに焼結してなる焼結品に、この焼結品を浸炭剤の
プラズマ中に置くことによるプラズマ浸炭焼入処理を施
した後サイジングを行うことを特徴とする焼結合金。