研究開発された技術紹介

主に自動車向け部品で多用されている「RXガス浸炭」は長らく表面熱処理の主流である反面、近年の環境ならびに品質のニーズに答えられないまま今日に至っている。そこで従来技術の高度化のため、浸炭能力が極めて高い「C2H2(アセチレン)」ならびに不活性ガスの「N2(窒素)」を用いた次世代ガス浸炭技術を開発する。開発技術は表面品質向上や環境負荷低減を達成しつつも、生産性向上ならびにコスト削減を実現する

C2H2浸炭法
・プロパンやブタンだった従来の浸炭ガスに、反応性の優れたアセチレン(C2H2)を採用する事で浸炭能力向上
・キャリアガスをRXガスからN2に切り替える事で、RXガスで発生していた酸化由来の不完全焼入れ層が大幅に低減すると同時に、RXガス変成炉から出るエネルギーロスも削減。
・送入するガスに[O]が含まれないため、炉内からの排気ガスにCO2およびCOが一切無く、環境負荷低減を実現。
・N2供給は空気中からN2を抽出する窒素発生装置を選択可能にする事で、ガスコスト削減や設備の簡略化を実現
・H2センサーによる雰囲気管理手法開発により、品質の安定化、ならびに浸炭ガス量の最適化

【処理条件設定・雰囲気管理方法確立】
‐熱処理条件の最適化および条件計算式を確立し、実操業でリードタイム15%以上の削減を達成
‐H2センサーによる雰囲気管理手法の開発し、C2H2ガスの総量としては60%を実現
‐C2H2浸炭プロセスの解明を行い、RXガス浸炭品における表面酸化による悪影響が認められないことを確認
【開発技術品における機械的特性評価の課題への対応】
‐開発技術品の金属組織解析を行い、不完全焼入れ層が無い事を確認
‐耐疲労性ならびに摩擦・摩耗特性の向上について、浸窒焼入れ品並の耐摩耗性を実証
‐実製品での耐久性向上について耐久試験を実施し、既定の耐久評価基準をクリア
【量産性・品質安定性低下における課題への対応】
‐窒素発生装置の条件最適化を行い、50%以上減まで窒素ガスコストを低減
‐熱処理バラつきへの対応を行い、炉内の硬さバラつきが工程能力 Cpk≧1.33を大幅にクリア

鉄鋼協会、金属学会等の連合講演会地区大会での発表

自動車向けの歯車やシャフト、工具などの表面硬化処理に用いられるガス浸炭

R1年12月時点で、設備の概仕様と設計は完了しており、実験炉納入に向けた設備的な改良を進めている

・ガス浸炭の高度化というニーズに対応
・高Cr鋼等の酸化影響の大きな鋼種への適用可
・排気ガス内、燃焼ガスのCO2排出がゼロになり環境負荷を軽減

・既存のガス浸炭炉の国内向け出荷台数を、これまでの累積でみると約6,000台であり、これらの入替え需要が当面の市場規模と想定。
・主として販売のターゲットとなるのは当社の従来からの顧客であり、特に比重の大きな(1)自動車完成車メーカー、(2)自動車部品メーカー、(3)熱処理専業メーカーの3分野への売込みを重点的に実施。

・大別すると、コストや環境負荷等の計算、営業的な権利系・広報活動、設備的な改良。
・設備単価の優位性、操業コストの削減量、CO2の排出量低減、ならびに操業ライン全体でのエネルギー低減量などの算出。知財・権利系の整理。