マルチナイトとは？日本テクノが特許取得したガス浸硫窒化処理の特徴・構造・適用事例を解説！

金型や摺動部品の「カジリ・焼付き」に悩み続けているにもかかわらず、通常の窒化処理を試しても思うように潤滑性が改善しない──そのような課題を抱えた設計・生産管理担当者の方に向けて、本記事では株式会社日本テクノが独自開発・特許取得したガス浸硫窒化処理技術「マルチナイト」について、処理層の構造・原理から他の窒化処理との違い、適用事例、そして上位技術「スーパーマルチナイト」まで詳しく解説します。マルチナイトが、なぜ「硬化」と「潤滑性」を1工程で両立できるのか。その答えは、3層複合構造にあります。

マルチナイトとは？

【定義】 マルチナイトとは、アンモニアガスに浸硫性ガス（硫化水素など）を添加した混合雰囲気中で処理を行う、株式会社日本テクノが独自開発・特許取得したガス浸硫窒化処理技術のことです。

表面硬化処理には窒化・浸炭・めっきなどさまざまな手法がありますが、マルチナイトはそのなかでも「硬化」と「潤滑性」という、通常は相反しがちな2つの性能を1工程で付与できる点に最大の特徴があります。

弊社は独自のガス配合技術と排ガス処理システムを自社で設計・開発することで、安全かつ量産に耐えうる浸硫窒化炉を実現しました。他の浸硫窒化法（塩浴法・プラズマ法）と比較した際の品質安定性・コスト・量産性の高さが、多くのお客様からご評価いただいている理由です。

なお、窒化処理全体の中での位置づけについては、下記のピラー記事もあわせてご覧ください。

窒化処理とは？種類からメリット・デメリットまで解説！ | 熱処理技術ナビ

3層複合構造の仕組み

マルチナイトで形成される処理層は、表層から母材にかけて以下の3層が連続する複合構造です。この3層が一体となって機能することで、単独の処理では実現できない複合特性が生まれます。

層の名称	位置	主な役割
硫化物層	最表層	比較的軟質。摩擦時の初期なじみ性を改善し、固体潤滑剤として機能。耐かじり性・耐焼付性を飛躍的に向上。
窒素化合物層	中間層	硬い層。耐摩耗性・耐ピッチング性・耐食性を向上。合金鋼では1000HV以上の硬度を実現。
窒素拡散層	深部	疲労強度の向上に寄与。特にSCM435などの合金鋼において効果が顕著。

なぜ表層に「軟質な」硫化物層が存在することが重要なのか。答えは金属接触の物理にあります。いくら下地を1000HV以上に硬化しても、摺動時に金属同士が直接接触する瞬間の「初期なじみ」がうまくいかなければカジリは発生します。硫化物層はそのクッションとして働き、金属同士の直接接触を防ぐのです。

ガス浸硫窒化処理と他の窒化処理の違い

窒化処理にはガス窒化・ガス軟窒化・ガス酸窒化・ガス浸硫窒化など複数の方法があります。弊社では、ガス浸硫窒化処理はガス軟窒化の「上位互換」として位置づけています。通常の窒化が硬度（耐摩耗性）の付与を主目的とするのに対し、ガス浸硫窒化は硬度に加えて「潤滑性」まで同時に付与できる点が本質的な差異です。ただし、すべての用途でガス浸硫窒化が最適とは限りません。深い硬化層が必要な部品や、硫黄の影響を嫌う一部の用途では、他の処理が適する場合もあります。

各窒化処理（ガス窒化・軟窒化・酸窒化・浸硫窒化）の詳しい種類分けと処理方法の比較は、以下のピラー記事で網羅的に解説しています。

窒化処理とは？種類からメリット・デメリットまで解説！ | 熱処理技術ナビ

マルチナイトが必要とされる理由

【ポイント】 硬度だけでは防げないカジリ・焼付きと、従来の窒化処理では対応できなかった難窒化材の問題を解決するために、マルチナイトは開発されました。

硬度だけでは防げないカジリ・焼付きの問題

当社にご相談いただくお客様の中で多いのが、「窒化処理は既に試したが、カジリや焼付きが改善しない」というケースです。窒化処理で表面を硬化しても、摺動時の「初期なじみ」と「潤滑膜の確保」が不十分であれば、金属同士の凝着は防げません。

特に過負荷による油膜切れが起きやすい油圧ポンプ部品や、衝撃が繰り返しかかる鍛造金型では、硬さだけでなく潤滑機能を表面に「組み込む」ことが根本的な解決策になります。マルチナイトの硫化物層は後から塗布するグリースや固体潤滑剤とは異なり、処理層そのものが潤滑機能を持つため、剥離や枯渇のリスクがありません。

各種油圧ポンプ部品へのガス浸硫窒化処理 | 加工事例

ステンレス鋼や快削鋼への対応が求められる背景

通常のガス窒化処理では、オーステナイト系ステンレス鋼・耐熱鋼・快削鋼などは「難窒化材」として扱われます。ステンレス鋼の表面には強固な不動態膜（酸化クロム）が形成されており、前処理なしでは窒素が拡散しにくいからです。

マルチナイトでは、浸硫性ガス（H₂S）の強力な還元作用がこの不動態膜を除去・還元し、難窒化材への窒化を可能にします。SUS製シャフト・SUS製金型部品など、これまで窒化処理の選択肢がなかった部品にも表面硬化と潤滑性付与が実現します。

マルチナイトの4つの特徴

マルチナイトの優位性は、単一の特性ではなく、4つの特徴が組み合わさって初めて発揮されます。以下、それぞれを詳しく解説します。

1000HV以上の高硬度と硫化物層による固体潤滑性の両立

マルチナイトは窒化と浸硫の複合処理であるため、合金鋼を中心として1000HV（ビッカース硬度）以上の表面硬化層を形成します。通常の焼入れや窒化処理と比べてもショット数の向上が明らかであることは、熱間鍛造金型（SKD61）での耐久テストで実証済みです。

「1000HV以上を出しながら、最表層に軟質な硫化物層を形成する」という一見矛盾した構造こそがマルチナイトの核心です。硬い下地の上に薄い潤滑層を積み重ねることで、耐摩耗性と耐かじり性を同時に担保します。

鋼種を問わない処理の適用範囲

通常の窒化処理では合金元素が少ない鋼材や難窒化材には硬化層が形成されにくいケースがありますが、マルチナイトでは浸硫性ガスの還元作用により、以下の幅広い鋼種に対応が可能です。

• 一般構造用鋼（SS400、S45C 等）
• 合金鋼（SCM435、SKD61 等）
• オーステナイト系ステンレス鋼（SUS304、SUS316 等）
• 耐熱鋼・快削鋼

ただし、鋼種によって形成される硬化層の深さや硬度は異なります。最適な処理条件は材質と用途によって変わるため、弊社では試作・条件検討から対応しております。

400〜600℃低温処理による低変寸

マルチナイトは400〜600℃という低温帯で処理を行います。焼入れ（800℃以上）や浸炭処理（850〜1050℃）と比べて処理温度が大幅に低いため、熱による変形・寸法変化を抑えることができます。

精密部品や仕上げ加工済みの部品に熱処理を後施工するケースでは、この低変寸特性が特に重要です。弊社にご相談いただいた事例では、仕上げ加工後にマルチナイトを適用することで、追加の研磨工程なしに寸法公差内に収めることができたケースもございます。

窒素・硫黄濃度の自在制御と量産安定性

マルチナイトの最も重要な技術的特徴の一つが、窒素濃度と硫黄濃度を別々に、しかも自在に制御できる点です。これにより、以下の幅広い処理仕様に対応が可能です。

• 塩浴浸硫窒化のような厚い化合物層の形成
• 化合物層レスの処理（拡散層のみ）
• 用途に応じた中間仕様

また、浸硫性ガス（H₂S）の強力な活性化作用により、他のガス窒化処理と比較してバラツキの小さい硬化層が安定して得られます。品質・コスト・量産性のすべての面で、塩浴法やプラズマ法を上回ります。

マルチナイト（ガス浸硫窒化処理）サービスページ

マルチナイトと他の浸硫窒化法の比較

浸硫窒化処理には、ガス法・塩浴法・プラズマ法の主に3つの方法があります。弊社のマルチナイトはガス法に属しますが、一般的なガス浸硫窒化とも異なる独自技術です。以下の比較表に各手法の特徴を整理します。

比較軸	マルチナイト（ガス法）	塩浴法	プラズマ法	一般ガス窒化
品質安定性（バラツキ）	◎ 小	○ 中	○ 中	△ 大
コスト	◎ 低	△ 高（廃液処理）	△ 高（設備費）	○ 中
量産性	◎ 高	○ 中	△ 低	○ 中
難窒化材への対応	◎ 対応可	○ 可（条件付き）	○ 可	✕ 困難
潤滑性付与	◎ 硫化物層	○ あり	△ 限定的	✕ なし
環境負荷	○ 低（排ガス処理あり）	✕ 高（廃液・シアン系）	○ 低	○ 低

塩浴法はシアン系の廃液処理が環境負荷・コスト面での大きな課題となっており、近年は代替技術への移行が進んでいます。プラズマ法は設備コストと処理サイズの制約があります。マルチナイトはガス法の管理のしやすさを持ちながら、塩浴法・プラズマ法を上回る量産安定性とコスト優位性を両立しています。

窒化処理全般の種類とメリット・デメリットについては、以下のピラー記事で詳しく整理しています。

窒化処理とは？種類からメリット・デメリットまで解説！ | 熱処理技術ナビ

マルチナイトの適用事例

ここでは弊社が実際に対応した、マルチナイト処理の代表的な適用事例をご紹介します。守秘義務契約の観点から、サイト上でお見せできない事例の方が多くありますが、以下に掲載できる範囲でご紹介します。

熱間鍛造金型・転造金型への適用

各種油圧ポンプ部品への適用

バネ・ワッシャー類、エンジン部品への適用

スーパーマルチナイトへの発展

【ポイント】 スーパーマルチナイトは、マルチナイトをベースにカーボン膜（ナノカーボン）を複合させた上位技術です。より高い離型性・湯流れ性が求められるアルミダイカスト金型などに適用されています。

カーボン膜との複合化が実現すること

スーパーマルチナイトは、窒化による下地硬化層の上にアセチレンガスの分解反応を利用してカーボン膜（ナノカーボンなど）を生成・固定させる弊社独自の改良プロセスです。一種のCVD処理と位置づけられ、窒化層の上にカーボンナノチューブ・カーボンナノコイル・カーボンナノファイバーなどのナノカーボン類が生成されます。

ナノカーボン類による微細な凹凸が液体を弾いて濡れ性を下げることで、潤滑性に加えて撥液性・低摩擦化を実現します。これにより、マルチナイトだけでは対応が難しかった用途にも展開できるようになりました。

アルミダイカスト金型での活用

アルミダイカスト金型では、溶湯の流れをスムーズにする「湯流れ性」と、固化後の製品を離型しやすくする「離型性」の向上が常に課題です。スーパーマルチナイトを適用することで、溶湯の流れが改善され離型性が向上し、金型の負担軽減と製品品質の向上を同時に達成できます。

弊社での試験・事例において、スーパーマルチナイト適用後に溶損・焼付きが改善されたことを確認しています。アルミダイカスト金型の寿命延長でお悩みの方は、ぜひ一度ご相談ください。

金型への負担を軽減！ダイカスト用金型のスーパーマルチナイト処理 | 加工事例

日本テクノのマルチナイトの3つの特徴

ここまでコラムを読んでいただいているあなたのように、「カジリ・焼付きを根本から解決したい」「ステンレス鋼に窒化を試みたが対応できる業者が見つからない」と感じながら処理業者を探している方は少なくありません。弊社が選ばれる理由を、3つの特徴に絞ってご紹介します。

【特許技術】独自開発のガス浸硫窒化プロセス

マルチナイトは弊社が独自に開発し、特許を取得したガス浸硫窒化処理技術です。浸硫窒化処理には複数の手法が知られていますが、H₂Sによるガス雰囲気処理・窒素と硫黄濃度の自在制御・排ガス処理まで一体設計したシステムは弊社固有の技術です。

「特許取得＝他社が同等のプロセスを再現できない」ということでもあります。単なる受託処理ではなく、処理条件の最適化・品質の安定供給において、弊社にしかできないアプローチが存在します。

【対応力】難窒化材・小ロット試作から量産まで

弊社では共同開発・試作・小ロットからの熱処理受託加工に対応しております。「この材質にマルチナイトが使えるか確認したい」「まずは10個だけ試したい」といったご相談も歓迎です。

弊社の経験では、最初に試作で条件を詰めてから量産に移行されるお客様が多くいらっしゃいます。材質・形状・要求特性に応じた処理条件の最適化を、試作段階から弊社がサポートします。なお、難窒化材への対応は素材・形状によって効果が異なる場合もあるため、まずはご相談いただくことをお勧めします。

【一貫体制】炉設計・受託加工・耐久試験まで

株式会社日本テクノは、熱処理炉の設計・製作から熱処理の受託加工、耐久性試験、さらに表面改質コンサルティングまでをワンストップで対応できる体制を持っています。国内外で400台以上の熱処理炉を納入してきた知見が、受託加工の品質と安定性を支えています。

弊社は「炉を売るだけ」ではなく「熱処理に関するあらゆるお困りごとを解決する」ことを事業の根幹に置いています。処理後の耐久試験・分析まで一貫して対応できるため、「処理をしたが本当に効果が出ているか確認したい」という要望にもお応えできます。

いまだかつてない熱処理工場について | 熱処理技術ナビ

マルチナイトのことなら、熱処理技術ナビにお任せください

マルチナイト（ガス浸硫窒化処理）に関するご相談は、熱処理技術ナビ（株式会社日本テクノ）にお気軽にお問い合わせください。「どんな材質でも処理できますか？」「小ロットから試したい」「現在使用中の窒化処理との違いを知りたい」──どのようなご質問でも、弊社の専門スタッフが丁寧にお答えします。

お客様の用途・材質・形状・要求特性をお聞きしたうえで、最適な処理条件と費用感をご提案します。試作・共同開発から量産まで、幅広く対応しております。

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よくある質問

Q. マルチナイトは通常の窒化処理と何が違いますか？
A. 通常の窒化処理が硬度（耐摩耗性）の付与を主目的とするのに対し、マルチナイトは硬度に加えて「潤滑性」を1工程で同時に付与できる点が最大の違いです。最表層に形成される硫化物層が固体潤滑剤として機能し、耐かじり性・耐焼付性を飛躍的に向上させます。

Q. ステンレス鋼にも処理できますか？
A. はい、対応可能です。浸硫性ガス（H₂S）の強力な還元作用によってステンレス鋼の不動態膜を除去・還元するため、通常のガス窒化では処理困難なオーステナイト系ステンレス鋼・耐熱鋼・快削鋼にも適用できます。ただし材質・形状によって効果の程度は異なりますので、まずはご相談ください。

Q. 小ロットの試作から対応できますか？
A. はい、共同開発・試作・小ロットでの熱処理受託加工に対応しております。最適な処理条件の検討をお手伝いした後に、量産から熱処理設備の導入まで、ワンストップで対応いたします。