表面硬化

表面処理

表面処理の基礎:熱反応析出拡散法

熱反応析出拡散法は、鉄鋼材料の表面に、極めて硬度の高い炭化物や窒化物、あるいは炭窒化物の層を形成させる表面改質技術です。一般的にはTRD法やTDプロセスという名称で知られており、特に金型や機械部品の耐摩耗性、耐焼付き性を飛躍的に向上させる手段として、現代の製造業において不可欠な地位を確立しています。この技術の本質は、外部からコーティング材を単に付着させる物理蒸着や化学蒸着とは異なり、母材に含まれる炭素原子と、外部から供給される炭化物形成元素とを、高温下で化学反応させ、表面に化合物を析出および成長させる点にあります。つまり、母材の一部をセラミックスへと変質させるプロセスと言えます。
表面処理

表面処理の基礎:窒化処理

窒化処理は、鉄鋼材料の表面から内部へ窒素原子を拡散浸透させることで、表面層を硬化させる熱処理技術です。古くからある焼入れという手法が、鋼を赤熱させてから急冷することで組織を変態させて硬くするのに対し、窒化処理は変態点以下の温度域で化学的に表面組成を変化させるという点で、根本的に異なる物理現象を利用しています。焼入れが日本刀の鍛錬に代表されるような相変態による組織制御であるならば、窒化処理は原子レベルで隙間を埋めて強化する化学的な表面改質と言えます。この技術の最大の特徴は、焼入れ処理に伴う寸法の歪みや変形が極めて少ないことです。そのため、精密歯車やクランクシャフト、金型といった、高い寸法精度と耐摩耗性が同時に求められる部品において、最終仕上げ工程として不可欠なプロセスとなっています。
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