テクニカルブック 「窒化とは？」

窒化処理とは、表面硬化熱処理の化学的表面硬化法で、様々な金属元素と化合し、硬い窒化物を形成して表面を硬くする処理です。
窒化処理の目的は、耐磨耗性、耐疲労性、耐腐食性、耐熱性の向上です。
窒化しやすい特殊鋼で一番ポピュラーなのはAl、Cr、Moを含むSACM645（通称窒化鋼）です。
他にはクロムモリブデン鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼などが窒化に適しています。

【掲載内容】
○ガス窒化とは？
○窒化の歴史
○表面硬化処理としての窒化処理･ガス窒化処理の特徴
○窒化鋼について
○処理時間・処理温度と硬さとの関係

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窒化処理とは熱処理における表面硬化法の一つとして分類されます。
鋼の表面から拡散侵入した窒素が様々な金属 元素と化合し、硬い窒化物を
形成して鋼の表面を硬くする処理です。

窒化処理の目的は、耐磨耗性、耐疲労性、耐腐食性、耐熱性の向上です。
表面硬化処理としての窒化処理・ガス窒化処理の特徴を紹介いたします。

【各表面硬化処理法の特徴（抜粋）】
■窒化法
硬化層深さ○/硬さ○/耐疲労性○/変形性○/耐摩耗性◎/耐剥離性◎/耐熱性○/耐腐食性○
■浸炭法
硬化層深さ◎/硬さ○/耐疲労性○/変形性△/耐摩耗性○/耐剥離性○/耐熱性△/耐腐食性△
■シリコナイジング
硬化層深さ○/硬さ○/耐疲労性△/変形性△/耐摩耗性○/耐剥離性○/耐熱性◎/耐腐食性◎
■火炎焼き入れ
硬化層深さ△/硬さ△/耐疲労性△/変形性△/耐摩耗性○/耐剥離性○/耐熱性△/耐腐食性△

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ガス窒化処理、焼鈍処理などを行っている株式会社極東窒化研究所が
「窒化処理時間・処理温度と硬さとの関係（窒化鋼）」を解説いたします。

窒化処理の温度による硬さ分布を図に示しています。
温度が高くなると表面硬さは低下します。

「窒化処理（SACM645）処理時間30h」を表にまとめたものと、
「窒化鋼（SACM645）硬さ推移曲線」を曲線グラフに表して解説しています。

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SP処理は、オーステナイト系ステンレス鋼に有効な処理で鉛フリーによるはんだ付け装置のはんだ槽や部品の侵食防止に有効な処理です。

従来、ステンレス鋼への窒化処理は通常、耐摩耗性が向上する反面耐食性が劣化する問題があります。
しかし、SP処理は耐食性を劣化させることなく耐摩耗性を向上させることが可能です。

【ＳＰ処理の特徴】
SP処理は窒化処理の一種で、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304, 310,316など)に有効な処理。 不働態被膜(酸化被膜)を有したままで、特殊窒化層=SP層が形成される。 この層は通常の窒化化合物層とは異なる組織の特殊窒化層である。 耐摩耗性、耐食性いずれにも優れ、以下の様な特徴があります。

・ HV1000 以上の硬化層を有します。
・ 耐腐食性が低下しません(30 日の塩水噴霧試験でも、発錆しません。)
・窒化処理よりも低い温度(450℃以下) で処理するため、さらに変形が少なくなっています。

現在【窒化とは】という窒化処理についての技術資料を無料でダウンロードできます。

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実はよくわからない？設計担当者の悩みを解決！産業・分野別、部品名別、材質別、窒化処理の適用事例。
3つに分類・整理された実績一覧表から、どんな場合にガス窒化処理を選んだらいいのかが早分かり。

ガス窒化処理、ガス軟窒化処理、浸炭処理、高周波焼き入れ、溶射、コーティング、硬質クロムメッキ。
数ある表面硬化処理の中でも、そのバランスの良さから長年選ばれ続けているのがガス窒化処理です。

どんな分野／部品／材質で選ばれているのか、高いリピート率を誇るガス窒化処理の実績を一覧表としてまとめました。


【選ばれ続ける理由】
・他の表面硬化処理と比べ処理温度が低いため、変形が少ない。矯正（曲がりなおし）の後工程を省ける可能性がある。
・コーティングやメッキのような付着させる方法ではないため、組織的に硬化され剥離する恐れが少ない。
・浸炭処理、高周波焼入れのように高温環境下（200℃前後）でなまされる（軟化する）ことがない。
・ガス雰囲気中で処理するため、物理的な硬化方法と比較してムラが少なく、内径深くまで硬化することができる。

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株式会社極東窒化研究所は、“窒化処理”を専門に50年以上にわたり、機械部品、航空機部品等の金属表面硬化･熱処理を行ってまいりました。
精密機械メーカーを前身とする私たちならではの視点と、厳しい製造過程で培ったノウハウを活かし、私たちにしかできない技術･システムを研究開発しています。
今後ますます複雑化し、高精度化が求められるさまざまな機械部品分野において、どんな難関にも真摯に取り組む企業として広く社会に貢献していきたいと考えています。

【事業内容】
○ガス窒化処理（普通窒化、SP処理、UN処理）
　SP：SP処理（ステンレスの特殊窒化処理）
　UN：ウルナイト（窒化層を厚くする長時間処理）
○ガス軟窒化処理（窒素ベース）
○歪取焼鈍処理
○無酸化焼鈍処理

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