窒化とは、金属に窒素を浸み込ませ、表面を硬化する処理です。金属の耐摩耗性と疲労強度を向上させます。約600℃近くの温度でも軟化することがなく、耐食性も比較的良好な処理です。高周波焼入れや浸炭焼入れと違い、熱による歪みが少ない処理です。硬化層の硬度は炭素鋼でHV600程度、SKDなどの合金鋼でHV1000程度になります。
窒化の種類
ガス窒化
アンモニアガス中で500～600℃に熱して行われる窒化です。深い硬化層を形成できますが、処理時間が長いのが難点です。
- 窒化層の深さ
0.1～0.3mm程度の深い硬化層を形成します。 - 処理時間
10～数十時間程度かかります - 窒化処理に向いた鋼材
SKDやSKHなどの合金鋼
ガス軟窒化
アンモニアガスに加え、浸炭性ガスを混合させることによって、窒素と同時に炭素も拡散浸透させる窒化です。耐摩耗性と疲労強度を向上させます。
- 窒化層の深さ
0.02mm～0.008mm程度の浅い硬化層を形成します。 - 処理時間
1～3時間と短時間で処理ができます。 - ガス軟窒化処理に向いた鋼材
炭素鋼、合金鋼などに向いております。ステンレスには処理不可です。
塩浴軟窒化(タフトライド・イソナイト)
塩浴中にて窒素を浸み込ませる処理です。耐摩耗性、耐かじり性を向上させる非常に歪の少ない処理です。
タフトライドはドイツのデグザ社の商標ですが、塩浴軟窒化の一般的な処理名として浸透しており、タフトライド＝塩浴軟窒化と捉えて問題ありません。また、イソナイトは特許の関係でタフトライドと名前が違うだけで中身は同じ処理です。
- 窒化層の深さ
0.03～0.01mm程度 - 処理時間
1～3時間と短時間で処理ができます。 - 塩浴軟窒化処理に向いた鋼材
炭素鋼、合金鋼などに向いており、ステンレスにも処理が可能です。
プラズマ窒化(イオン窒化)
窒化イオン、水素イオンの衝突作用を用いた窒化です。部分的な窒化防止が容易であり、耐摩耗性、疲労強度、耐食性が向上します。
- 窒化層の深さ
0.01mm程度 - 処理時間
1～30時間 - 塩浴軟窒化処理に向いた鋼材
SKDやSKHなどの合金鋼などに向いており、ステンレスにも処理が可能です。