[0001] 本发明的实施方式涉及制作方法、制作装置、制作系统以及存储介质。

[0002] 在生产中可能执行利用了热活化过程的热处理工序。热处理工序中的热处理条件优选更高效率的。

[0003] 现有技术文献：

[0004] 专利文献：

[0005] 专利文献1：日本特开2017‑167663号公报

[0021] 以下，参照附图，对本发明的各实施方式进行说明。在本说明书和各附图中，对与已经说明的要素相同的要素标注相同的附图标记，并适当地省略详细的说明。

[0022] 图1是示出实施方式涉及的制作方法的流程图。

[0023] 实施方式涉及的制作方法用于制作热处理条件。如图1所示，实施方式涉及的制作方法M1包括步骤S1～S7。首先，对热处理对象执行热分析(步骤S1)。在热分析中记录对象的相对于温度变化的特性。例如，作为特性，记录热重量变化率、热收缩率、弹性模量、或者热流变化等。热重量变化率能够由热重量测量装置来测量。热收缩率能够由热收缩率测量装置或热机械分析装置来测量。弹性模量能够由动态热机械分析装置来测量。热流变化能够由差示扫描热量计来测量。在相互不同的两个以上的温度曲线中执行热分析。

[0024] 温度曲线表示温度变化相对时间的条件。例如，在热分析中使用升温速度相互不同的多个温度曲线。也可以使用冷却速度相互不同的多个温度曲线。

[0025] 图2是例示热分析结果的图表。

[0026] 在图2中，横轴表示时间t。纵轴表示重量变化率w。在横轴和纵轴上标注有任意单位下的值。在图表中示出了在升温速度相互不同的三个加热条件下分别对构件进行了加热时的热分析结果。在图2的例子中，每个加热条件下相对于时间的重量变化率不同。此外，升温速度越高，相对于时间的重量变化率越大。

[0027] 使用热分析结果制作主曲线(步骤S2)。主曲线是表示反应进度与热处理条件的关系的函数。在一个实施方式中，用以下式1表达主曲线。在式1中，x是反应进度。t是时间。T是温度。Q是活化能。R是气体常数。Θ(t，T)是将时间t和温度T作为变量的函数。Θ(t，T)是对从开始热处理的时刻到任意的时间t和温度T为止的履历进行累计而成的，是对热处理条件进行了量化而成的。

[0028] 式1：

[0029]

[0030] 在式1中，m和n是根据加热时产生的现象设定的变量。例如，作为加热时可能产生的现象，例举有化学反应、原子扩散、烧结或者干燥。化学反应是化合、分解等。例如，原子扩散是渗碳、离子注入、在熔点以下的温度下接合构件的烧结等。作为另外一例，原子扩散是在合金或化合物的形成等中原子从固体表面向内部的扩散。作为产生从固体表面向内部的扩散的处理，例举有热氧化、硫化等。干燥是挥发、升华等。在制作有关化学反应或干燥的主曲线的情况下，m和n被设定为“0”。在制作有关原子扩散中的固体表面上的扩散的主曲线的情况下，m被设定为“0”，n被设定为“－1/2”。在制作有关烧结的主曲线的情况下，m被设定为“－1”，n被设定为“0”。

[0031] 主曲线可以利用公知的主烧结曲线理论来制作。概略地说，首先取得各个加热条件下的热分析结果，并对Θ(t，T)绘出特性变化。在图2所示的例子中，特性是重量变化率。针对温度曲线相互不同的绘图，计算出各绘图间距离为最小的Q值。由此得到表示Θ(t，T)与特性的关系的单一曲线。该曲线为主曲线。

[0032] 图3是例示主曲线的图表。

[0033] 在图3中，横轴表示logΘ(t，T)。纵轴表示重量变化率w。在横轴和纵轴上标注有任意单位下的值。在图表中示出了升温速度相互不同的三个加热条件下的分析结果的一部分、以及分析结果整体的平均。从图3可知，相互不同的加热条件下的特性变化收敛为单一曲线。

[0034] 在已有的热处理条件(第一热处理条件)中适用主曲线，计算第一热处理条件下的反应进度(步骤S3)。如上所述，主曲线表示反应进度与热处理条件的关系。在热处理条件中定义了温度T相对于时间t的变化。通过使用主曲线，能够将热处理条件转换为反应进度。反应进度表示反应相对于时间和温度的进行程度。此外，从转换后的反应进度得到表示反应进度相对于时间的变化的反应行为。

[0035] 图4(a)是例示热处理条件的图表。图4(b)是例示图4(a)的热处理条件下的反应行为的图表。

[0036] 在图4(a)中，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。在图4(b)中，横轴表示时间t，纵轴表示反应速度v。反应速度v能够根据反应进度计算出来，表示反应进度相对于时间的变化。在横轴和纵轴上标注有任意单位下的值。

[0037] 通过在图4(a)所示的热处理条件中适用主曲线，得到图4(b)所示的反应行为(第一反应行为)。在图4(b)所示的例子中出现两个反应速度v的峰值，产生了两个反应。在产生多个反应的情况下，对各个反应制作主曲线，并使用多个主曲线，将热处理条件转换为反应行为。

[0038] 从反应行为取得第一数据(步骤S4)。例如，第一数据是表示第一反应行为的评价的分数。分数S能够使用以下式2和3来计算。在式2和3中，n是在热处理条件下产生的反应的次数。Si是关于第i个反应的分数。ti是关于第i个反应的处理时间。tideal是关于第i个反应的理想条件下的处理时间。Ai是图表中的第i个反应的面积。即，Ai是关于第i个反应的、反应速度v相对于时间t的积分值。Vi是关于第i个反应的、反应速度v的最大值。

[0039] 式2：

[0040]

[0041] 式3：

[0042]

[0043] 例如，反应越有效地发生，分数越高。用户能够根据分数来掌握在第一热处理条件下以何种程度有效地发生了反应。或者，也可以根据第一反应行为计算出ti、Vi、Ai等值，作为第一数据。这些值能够在用户设定后述的制约条件或目标条件时进行利用。或者，第一数据也可以是从已有的热处理条件得到的反应行为本身。从反应行为能够确认每个时间的反应进度，能够掌握在各个时间下反应以何种程度有效地进行。作为第一数据，也可以取得分数、从ti、Vi和Ai等中选择的一个以上的数据、以及反应行为。

[0044] 设定对于热处理的目标条件(步骤S5)。目标条件表示生成反应行为时的目标，根据目标条件确定最小化、最大化或者接近于期望值的参数。作为目标条件，设定与反应进行有关的条件、与时间有关的条件等。例如，作为与反应进行有关的目标条件，设定反应速度的均等化、两个以上的反应的分离等。关于均等化，设定成为基准的反应速度。将反应速度均等化，以使相对基准的反应速度的差最小。作为与时间有关的条件，设定处理时间的最小化等。也可以设定两个以上的目标条件。

[0045] 也可以对热处理进一步设定制约条件。制约条件表示生成反应行为时的制约，根据制约条件确定参数应满足的条件。作为制约条件，设定与反应进行有关的条件、与温度有关的条件、与时间有关的条件等。例如，作为与反应进行有关的制约条件，设定反应速度的上限。作为与温度有关的制约条件，设定最高温度、升温速度等。作为与时间有关的制约条件，设定处理时间的上限等。也可以设定两个以上的制约条件。

[0046] 在设定目标条件或制约条件时，用户也可以参照从第一反应行为得到的第一数据。作为一例，第一数据包括反应速度的最大值。用户以反应速度的最大值为参考，设定将反应速度均等化时的基准值。

[0047] 使用已设定的目标条件，制作按照该目标条件的反应行为(第二反应行为)(步骤S6)。在设定制约条件的情况下，制作满足该制约条件的第二反应行为。再有，在无法制作满足制约条件的反应行为的情况下，再次输入另外的目标条件或另外的制约条件。通过在第二反应行为中适用主曲线，将第二反应行为转换为对应的热处理条件(第二热处理条件)(步骤S7)。

[0048] 图5(a)是例示使用目标条件和制约条件制作的反应行为的图表。图5(b)是例示与图5(a)的反应行为相对应的热处理条件的图表。

[0049] 图5(a)是已制作的反应行为的一例。图5(b)是在图5(a)所示的反应行为中适用主曲线而得到的热处理条件的一例。在图5(a)中，横轴表示时间t，纵轴表示反应速度v。在图5(b)中，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。在横轴和纵轴上标注有任意单位下的值。此外，在图5(a)中，用虚线示出了图4(b)所示的反应行为。在图5(b)中，用虚线示出了图4(a)所示的热处理条件。

[0050] 从图5(b)可知，在新制作的第二热处理条件中，与已有的第一热处理条件相比，整个的处理时间被缩短了时间t1。此外，从图5(a)可知，在第二热处理条件中，与第一热处理条件相比，反应速度的最大值降低了值v1。处理时间的缩短表示反应的效率化，关系到生产率的提高。反应速度的最大值的下降关系到对产品的负荷降低、或者对伴随着热处理而产生的废气进行处理的附属设备的负荷降低。

[0051] 对实施方式的优点进行说明。

[0052] 在生产中可能执行利用了热活化过程的热处理工序。热活化过程是化学反应、原子扩散、烧结和干燥等。以前，热处理工序中的时间与温度的关系是根据经验和反复的实验结果等设定的。在以往的方法中，即使热处理条件有浪费也不容易发现。此外，在变更了热处理条件时，对反应行为的影响难以预测，热处理条件的优化困难。

[0053] 关于这个问题，在实施方式中，在热处理条件的制作中使用主曲线。主曲线表示反应进度与热处理条件的关系。通过制作主曲线，能够掌握在成为对象的构件中正在如何地进行反应。使用所制作的主曲线和对热处理的目标条件，能够制作更高效率的热处理条件。此外，通过在已有的热处理条件中适用主曲线，能够将与已有的热处理条件有关的浪费具体化，或者能够得到在制作新的热处理条件时有用的数据。根据实施方式，可以得到与已有的热处理条件有关的数据，并且可以制作更高效率的热处理条件。

[0054] 在主曲线中使用式1。根据该式1，通过按照现象设定参数，能够对应于化学反应、原子扩散、烧结和干燥这四个现象。因此，实施方式涉及的方法可以对应于更广范围的热活化过程。

[0055] 此外，在实施方式涉及的方法中，即使在热处理中对象构件中发生多个反应的情况下，也可以通过对各个反应计算活化能并制作主曲线，来制作适当的热处理条件。

[0056] 再有，在上述制作方法中，为了得到对已有的第一热处理条件的评价、能够利用在目标条件或制约条件的设定中的数据等，在第一热处理条件中适用了主曲线。在不需要评价或不需要可利用的数据等的情况下，可以省略第一热处理条件对主曲线的适用。

[0057] 实施方式涉及的方法可以由人来执行，也可以由装置来执行方法的至少一部分。

[0058] 图6是示出实施方式涉及的制作系统的模式图。

[0059] 制作系统10使用于热处理条件的制作，如图6所示，包括制作装置1、分析装置2、存储装置3、输入装置4和输出装置5。

[0060] 制作装置1执行与热处理条件的制作有关的各种处理。分析装置2执行与对象构件有关的热分析。存储装置3适当存储使用在热处理条件的制作中的数据、以及由制作装置1的处理得到的数据。输入装置4用于用户向制作装置1输入数据。输出装置5将从制作装置1发送的数据输出到外部。

[0061] 首先，分析装置2执行热分析。分析装置2也可以按照从制作装置1发送的指令自动地执行热分析。执行热分析时的条件由用户预先设定。制作装置1取得分析装置2的热分析结果。例如，制作装置1从分析装置2接收热分析结果。也可以将热分析结果保存在存储介质中，制作装置1从该存储介质取得热分析结果。也可以由用户将热分析结果从分析装置2转移到制作装置1。

[0062] 制作装置1使用热分析结果制作主曲线。此外，制作装置1受理已有的第一热处理条件的输入。第一热处理条件可以使用输入装置4输入，也可以保存在存储装置3中。制作装置1使用第一热处理条件和主曲线来制作第一数据，并使第一数据输出到输出装置5。

[0063] 用户使用输入装置4输入目标条件或制约条件。或者，制作装置1也可以按预先设定的规则并基于第一数据，自动地设定目标条件或制约条件。制作装置1使用主曲线、目标条件和制约条件制作反应行为。制作装置1使用主曲线，将反应行为转换为热处理条件。制作装置1使转换后的热处理条件输出到输出装置5，并且保存在存储装置3中。

[0064] 图7和图8是示出实施方式涉及的制作装置的用户界面的模式图。

[0065] 例如，输出装置5是监视器。如图7所示，制作装置1显示用户界面(UI)100。为了提高用户的便利性，优选的是，制作装置1使UI 100上显示已有条件、第一热处理条件的分数以及新条件。已有条件是已有的第一热处理条件、以及从与该第一热处理条件相对应的第一反应行为中选择的一个或两个。新条件是新制作的第二反应行为、以及从与该第二反应行为相对应的第二热处理条件中选择的一个或两个。例如，制作装置1对应于热分析结果、第一热处理条件和目标条件的输入，使UI 100上显示已有条件、分数以及新条件。

[0066] 在图7的例子中，在UI 100上显示第一热处理条件101、第一反应行为102、第二热处理条件103、第二反应行为104、第一热处理条件的分数105和第二热处理条件的分数106。根据这些显示，用户能够容易地掌握第一热处理条件为何种程度的效率、第二热处理条件相对于第一热处理条件被何种程度地效率化等。

[0067] 也可以通过向UI上描绘反应行为来输入目标条件和制约条件。例如，如图8所示，制作装置1使UI 100上显示描绘区域110。用户使用输入装置4操作指针111，在描绘区域110描绘反应行为。制作装置1受理已描绘出的反应行为。制作装置1从输入的反应行为计算出目标条件和制约条件。例如，制作装置1从输入的反应行为计算出处理时间和最大反应速度，并基于这些值设定目标条件和制约条件。

[0068] 在描绘反应行为时，优选如图7所示地显示已有条件。由此，即使是经验或者知识少的用户，通过参照已有条件，也能够容易地描绘出反应行为。

[0069] 在已知热处理中发生的现象的情况下，在制作主曲线时能够设定式1中的参数m和n。在不清楚发生的现象的情况下，也可以由制作装置1自动地设定最适合热分析结果的参数m和n。例如，制作装置1在参数m和n中分别代入上述三个组合的值。制作装置1决定能够最好地表现热分析结果的值的组合，并使用该值的组合制作主曲线。

[0070] 图9是示出硬件结构的模式图。

[0071] 制作装置1例如包括图9所示的计算机90的结构。计算机90包括CPU 91、ROM 92、RAM 93、存储装置94、输入接口95、输出接口96和通信接口97。

[0072] ROM 92贮存控制计算机90的动作的程序。在ROM 92中贮存有为了使计算机90实现上述各处理而必需的程序。RAM 93作为供贮存在ROM 92中的程序展开的存储区域而发挥作用。

[0073] CPU 91包括处理电路。CPU 91将RAM 93作为工作存储器，执行在ROM 92或存储装置94的至少任一个中所存储的程序。在程序的执行中，CPU 91经由系统总线98控制各结构，执行各种各样的处理。

[0074] 存储装置94存储程序的执行所需的数据或由程序的执行而得到的数据。

[0075] 输入接口(I/F)95连接计算机90和输入装置95a。输入I/F 95例如是USB等串行总线接口。CPU 91能够经由输入I/F 95从输入装置95a读入各种数据。

[0076] 输出接口(I/F)96连接计算机90和输出装置96a。输出I/F 96例如是Digital Visual Interface(DVI：数字视频接口)或High‑Definition Multimedia Interface(HDMI(注册商标)：高清多介质接口)等视频输出接口。CPU 91能够经由输出I/F 96向输出装置96a发送数据，并在输出装置96a上显示图像。

[0077] 通信接口(I/F)97连接计算机90外部的服务器97a和计算机90。通信I/F 97例如是LAN卡等网络卡。CPU 91能够经由通信I/F 97从服务器97a读入各种数据。

[0078] 存储装置94包括从Hard Disk Drive(HDD：硬盘驱动器)和Solid State Drive(SSD：固态硬盘)中选择的一个以上。输入装置95a包括从鼠标、键盘、麦克风(声音输入)和触摸板中选择的一个以上。输出装置96a包括从监视器和投影仪中选择的一个以上。也可以如触摸板那样地使用具备输入装置95a和输出装置96a两个功能的设备。存储装置94、输入装置95a和输出装置96a能够分别用作存储装置3、输入装置4和输出装置5。

[0079] 制作装置1的功能也可以由多个计算机的协作来实现。上述各种数据的处理也可以作为能使计算机执行的程序而记录在磁盘(软盘和硬盘等)、光盘(CD‑ROM、CD‑R、CD‑RW、DVD‑ROM、DVD±R、DVD±RW等)、半导体存储器、或者其他非暂时性的计算机可读取的记录介质(non‑transitory computer‑readable storage medium)中。

[0080] 例如，记录在记录介质中的信息可由计算机(或嵌入系统)读出。在记录介质中，记录形式(存储形式)是任意的。例如，计算机从记录介质读出程序，并由CPU基于该程序执行程序中描述的指示。在计算机中，也可以通过网络进行程序的取得(或者读出)。

[0081] 根据以上说明的制作方法、制作装置和制作系统，可以制作更高效率的热处理条件。通过在计算机中使用执行制作方法的程序，能够得到同样的效果。

[0082] 实施方式包括以下特征。

[0083] (特征1)

[0084] 一种制作方法，其中，

[0085] 使用构件的热分析结果，制作表示反应进度与热处理条件的关系的主曲线，[0086] 使用表示时间与温度的关系的第一热处理条件和所述主曲线，制作与所述第一热处理条件有关的第一数据，

[0087] 使用所述主曲线和对热处理的目标条件，计算表示时间与温度的关系的第二热处理条件。

[0088] (特征2)

[0089] 在特征1所述的制作方法中，进一步使用对所述热处理的制约条件，计算所述第二热处理条件。

[0090] (特征3)

[0091] 在特征1或2所述的制作方法中，

[0092] 使用所述主曲线，将所述第一热处理条件转换为表示反应进度相对于时间的变化的第一反应行为，

[0093] 作为所述第一数据，计算表示所述第一反应行为的评价的分数。

[0094] (特征4)

[0095] 在特征1～3的任一项所述的制作方法中，

[0096] 所述主曲线包括与热处理时可能发生的多个现象中的至少任一个相对应的参数，[0097] 在选择了一个所述现象的情况下，将与所选择的所述一个现象相对应的值设定为所述参数，制作所述第二热处理条件。

[0098] (特征5)

[0099] 在特征1～4的任一项所述的制作方法中，

[0100] 在热处理时发生多个反应的情况下，对所述多个反应分别制作所述主曲线，[0101] 使用多个所述主曲线和所述目标条件，制作所述第二热处理条件。

[0102] (特征6)

[0103] 一种制作装置，其中，执行特征1～5的任一项所述的制作方法。

[0104] (特征7)

[0105] 一种制作装置，其中，

[0106] 对应于表示时间与温度的关系的第一热处理条件、表示反应进度与热处理条件的关系的主曲线以及对热处理的目标条件的输入，输出与所述第一热处理条件有关的分数，并且输出表示时间与温度的关系的第二热处理条件。

[0107] (特征8)

[0108] 一种制作系统，其中，具备：

[0109] 特征6或7所述的制作装置；和

[0110] 输出装置，

[0111] 所述制作装置使所述输出装置显示所述第一热处理条件、使用所述主曲线将所述第一热处理条件转换而得的第一反应行为、所述第二热处理条件、与所述第二热处理条件相对应的第二反应行为、以及与所述第一热处理条件有关的第一数据中的至少任一个。

[0112] (特征9)

[0113] 一种程序，其中，使计算机执行特征1～5的任一项所述的制作方法。

[0114] (特征10)

[0115] 一种存储介质，其中，存储有使计算机执行特征1～5的任一项所述的制作方法的程序。

[0116] 以上例示了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不是想限定发明范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的方式实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更等。这些实施方式或其变形包含在发明范围或主旨内，并且也包含在权利要求记载的发明及其等同范围内。此外，上述各实施方式可以相互组合实施。