ガス窒化(ガス軟窒化も含む)と同様に、ミック処理（特殊ガス浸硫窒化）も鋼種や被処理品の用途により処理サイクルが異なります。
ミック処理（特殊ガス浸硫窒化）の基本の処理方法としては、NH3＋H2S＝窒化性ガス＋浸硫性ガスの混合雰囲気ガス内において400〜580℃の加熱によって行います。
これにより基本的には下地となる硬くて緻密な窒化化合物層(白層)や窒素拡散硬化層の上に、固体潤滑性のある浸硫層を2〜3μm形成させる窒化処理です。
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- 浸硫層の形成。
- 多種の材質に適合。
- 材質によりHmv400〜1,200と幅広い硬度が得られる。（表2に各種材質の表面硬度を示す。）
- 50μmまで拡散層が得られる。
- ガス調節により、浸硫層、化合物層、拡散層の調節ができる。
- 処理温度が低いため、歪みが小さい。
- 耐疲労性が良好。
- 耐摩耗性が良好。
- 耐食性が良好。
- 特に耐焼付性、カジリ性が良好。
- SUSの窒化が可能。
- ミック処理（特殊浸硫窒化）は窒素濃度、硫黄濃度の制御により品質、コスト、量産性も他の浸硫窒化法に勝る。
| 材質 | 表面硬度 | |||
|---|---|---|---|---|
| HmV(100g) （最表層部） |
HRC （換算） |
HS （換算） |
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| 炭素鋼 | S35C,S45C | 600〜800 | 55〜64 | 74〜88 |
| SK5 | 550〜800 | 52〜64 | 69〜88 | |
| 合金鋼 | SCM415 | 700〜900 | 60〜67 | 81〜95 |
| SCM440 | 650〜900 | 57〜674 | 77〜95 | |
| 窒化鋼 | SACM645 | 900〜1,200 | 67＜ | 95＜ |
| バネ鋼 | SUP | 650〜750 | - | - |
| ステンレス鋼 | SUS304 | 1,000〜1,300 | - | - |
| SUS420J2 | 1,000〜1,300 | - | - | |
| 熱間金型鋼 | SKD61 | 1,000〜1,200 | - | - |
| 冷間金型鋼 | SKD11,12 | 1,000〜1,200 | - | - |
| プラスチック金型鋼 | HPM,NAK | 750〜900 | - | - |
- ■耐摩耗性
- 下地になっている緻密な窒化層と表面に形成された潤滑性のある浸硫層の組み合わせが、耐摩耗性の向上に効果を発揮します。窒化層が耐摩耗性に強力な役目を果たしつつ、浸硫層が摩擦抵抗を低下させることにより耐摩耗性を向上させているため、他の処理より耐摩耗性が優れています。
- ■SUSの窒化
- ステンレス鋼の表面には強固な不動態膜(主にCr2O3)が形成されており、前処理なしではなかなか窒化されません。そこで弊社では480℃〜580℃の幅広い温度領域で処理を行い、H2Sの表面活性化作用をさらに強化。そうすることで、ステンレス鋼の不動態膜は還元・除去され窒化されるようになります。
※SUSの剥離性：ステンレス鋼を窒化すると圧縮応力の関係上、剥離する可能性があるため、弊社では剥離防止の処理も行っています。
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放電処理炉は、10−2〜10−3Torr(mmHg)まで真空ポンプで排気した後、炉内にN2、H2ガスの混合ガスを導入し、ガス圧を1〜10Torrの処理条件に合わせて設定します。
放電処理炉全体は、水冷され、これを陽極とし、処理製品を陰極とし、数百Vの直流電圧を印加し、グロー放電を発生させ窒化処理を行います。 -
- 多種の材質に適合。
- 窒素ポテンシャルが高いので、窒化層を短時間で生成できる。
- 深い硬化層が得られる。
- 窒化防止は、めっきまたは窒化防腐剤塗布などの手続きを必要とせず、軟鋼板のCaseでカバーするのみで防止することができる。
- 窒化層の最表面層の状態をコントロールすることができる。
- 350〜590℃の範囲の処理のため、ひずみ量を極めて少なくできる処理である。
- 耐摩耗性が良好。
- 耐疲労性が良好。
- 真空中での処理のため、被処理物の表面状態はまったく清浄で、加工後、後処理の工程を必要としない。
- 全く無害であり汚水も排出せず、特別の対策を講ずる必要がない。
- SUSの窒化が可能。
ガス軟窒化処理は、塩浴軟窒化の公害問題が発生した時期に、塩浴窒化の代替技術として開発されたもので、ガス窒化とは全く別の処理です。処理される材料も違い、ガス窒化は高級材料を使用しますが、低級材料の炭素鋼などを主体として処理することが多いです。
処理方法としては、急熱型変性ガス(Endo gas)あるいは有機溶剤の熱分解ガスなどの浸炭性ガスまたは窒素ガス雰囲気中にNH3ガスを30〜50%添加し、550〜600℃の温度範囲で1〜5時間加熱保持し、窒素を侵入拡散させ、表面に炭窒化物を形成させます。窒化に際して、炭素の存在が窒素の拡散を促進する役割を担っており、この点がNH3ガスのみによるガス窒化と異なります。
ガス軟窒化は耐摩耗性・耐焼付性・耐疲労性などの向上を目的とした表面硬化法です。
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- 主に低級材料を主体として処理をする。
- 耐摩耗性・耐焼付性が良好。
- 耐疲労性が良好。
- 塩浴軟窒化にくらべ、ポーラスのないきれいな表面に仕上がる。（カスがない）
- 窒化層の最表面層の状態をコントロールすることができる。
- 比較的浅い硬化層の形成を目的としている。
- 合金元素の量が少ないため、ガス窒化、プラズマ窒化（イオン窒化）より表面硬度が低い。
| 窒化法 | ガス窒化 | ガス軟窒化 |
|---|---|---|
| 材質 | 高級鋼 SACM、SKH、SKD、SCM、SUP |
低級鋼 SPC、炭素鋼、鋳鉄、STKM |
| 目的の組織 | 拡散層 Al、CrとNとの化合物層 (Fe-Al-N、Fe-Cr-N) |
化合物層 FeとNとの化合物層 (Fe3N、Fe4N) |
| 硬化層の深さ | 深い 0.1〜0.8mm |
浅い 8〜15μm |
| 表面硬度 | 高い HV700〜1,200 |
低い HV400〜700 |
| 処理時間 | 長い 25〜100h |
短い 90〜150min |
| 用途 | 単発部品 金型類、ドライブシャフト、 エジェクターピン、カム |
量産部品、OA部品、 自動車部品、ミシン部品 |
ガス窒化は500〜580℃で加熱することによって起こるNH3の分解ガスにより、25〜150h加熱処理する方法です。
分解時の窒素は鉄表面に吸着され、内部に拡散し窒化層を作ります。
NH3は窒化処理温度で次式のように解離します。
2NH3→2N(窒化)＋3H2
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- 高級鋼を対象に処理をしている。
- 深い硬化層が得られる。
- 処理温度が低いため歪みが小さい。
- 耐摩耗性が良好。
- 窒化層の最表面層の状態をコントロールすることができるが、白層がつきやすいため、後加工が必要となる。
- 耐疲労性が良好。
- 通常のガス窒化は処理時間が極めて長いが、弊社では比較的短時間で処理できる。
鋳造、溶接、塑性加工、機械加工などによって生じた残留応力の除去を目的とした熱処理です。自社の竪型応力除去焼鈍炉は製品を吊るす、または立たせて処理するため残留応力が除去され、窒化および焼き入れの際、歪み、振れを極小化にする処理ができます。
炉のサイズはφ790×4,000Lなので、長尺物の品も処理できます。また、弊社の炉はサリスタ制御機能にしており、均一に温度が上がっていくため、すべての製品に対して温度のムラがなく、品質の良い物ができることをお約束します。
