JPH0453926B2 - - Google Patents
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- JPH0453926B2 JPH0453926B2 JP58033428A JP3342883A JPH0453926B2 JP H0453926 B2 JPH0453926 B2 JP H0453926B2 JP 58033428 A JP58033428 A JP 58033428A JP 3342883 A JP3342883 A JP 3342883A JP H0453926 B2 JPH0453926 B2 JP H0453926B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- cold water
- hot water
- water supply
- vacuum container
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、鋼材の熱処理分野等において利用で
きる真空焼入用の熱処理装置に関するものであ
る。
きる真空焼入用の熱処理装置に関するものであ
る。
(ロ) 従来技術
ダイス鋼やハイスなどの型材の熱処理分野等に
おいては、所要温度にまで加熱したワークを真空
容器内に形成した冷却室内に配置し、この冷却室
内を流れる冷却ガスで前記ワークを冷却して焼入
処理を施すようにした方式が広く普及している。
そして、従来のものは、クーリングタワーで冷却
した冷水を前記冷却室内に設けた熱交換器に導く
ようにして、この熱交換器で前記冷却室内を循環
する冷却ガスを逐次冷して該冷却ガスの温度を略
一定の値に維持するようにしている。
おいては、所要温度にまで加熱したワークを真空
容器内に形成した冷却室内に配置し、この冷却室
内を流れる冷却ガスで前記ワークを冷却して焼入
処理を施すようにした方式が広く普及している。
そして、従来のものは、クーリングタワーで冷却
した冷水を前記冷却室内に設けた熱交換器に導く
ようにして、この熱交換器で前記冷却室内を循環
する冷却ガスを逐次冷して該冷却ガスの温度を略
一定の値に維持するようにしている。
ところが、近時、複雑で精度の高い金型等を製
作する必要の分野では、前述した従来の方式が有
している限界を越えて、さらに焼入硬度を損ねる
ことなしに焼入歪を小さくしたいという要望があ
る。
作する必要の分野では、前述した従来の方式が有
している限界を越えて、さらに焼入硬度を損ねる
ことなしに焼入歪を小さくしたいという要望があ
る。
(ハ) 目的
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、比較的簡単な手順により焼入歪を無理なく
効果的に小さくすることができるようにした熱処
理装置を提供することを目的とするものである。
ので、比較的簡単な手順により焼入歪を無理なく
効果的に小さくすることができるようにした熱処
理装置を提供することを目的とするものである。
(ニ) 構成
本発明は、かかる目的を達成するために、内部
にワークを配置するための冷却室を形成する真空
容器と、この真空容器内に封入した冷却ガスを強
制循環させる送風手段と、この送風手段から前記
ワークに向かう冷却ガスを冷水または温水と熱交
換させるための熱交換手段と、この熱交換手段に
冷水を供給するための冷水供給系路と、前記熱交
換手段に温水を供給するための温水供給系路と、
前記真空容器内の冷却ガスの一部を排気するため
の排気手段と、前記冷却室内の温度を検出しその
温度が設定値を上まわつている間は前記冷水供給
系路側から冷水を熱交換手段に供給させ前記温度
が設定値を下わまつた時に前記冷水供給系路を遮
断するとともに前記温水供給系路側から温水を熱
交換手段に供給させかつ前記排気手段を作動させ
て前記冷却室内のガス圧を低下させる制御手段と
を具備してなることを特徴とする。
にワークを配置するための冷却室を形成する真空
容器と、この真空容器内に封入した冷却ガスを強
制循環させる送風手段と、この送風手段から前記
ワークに向かう冷却ガスを冷水または温水と熱交
換させるための熱交換手段と、この熱交換手段に
冷水を供給するための冷水供給系路と、前記熱交
換手段に温水を供給するための温水供給系路と、
前記真空容器内の冷却ガスの一部を排気するため
の排気手段と、前記冷却室内の温度を検出しその
温度が設定値を上まわつている間は前記冷水供給
系路側から冷水を熱交換手段に供給させ前記温度
が設定値を下わまつた時に前記冷水供給系路を遮
断するとともに前記温水供給系路側から温水を熱
交換手段に供給させかつ前記排気手段を作動させ
て前記冷却室内のガス圧を低下させる制御手段と
を具備してなることを特徴とする。
(ホ) 実施例
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第1図は、本発明に係る熱処理装置1の概略正
断面図であり、第2図は同装置1の概略側断面図
を含むシステム説明図である。これらの図面に示
されているように、本熱処理装置1は中央部にワ
ークAを配置するための冷却室2を形成した円筒
体状の真空容器3と、この真空容器3の内周壁面
に沿つて設けられ終端4aを前記ワークAの下面
部に臨ませた波線形の通風路4と、この通風路4
に関連させて設けた熱交換手段5と、前記真空容
器3内に封入したN2ガス等の冷却ガスを前記通
風路4を通して強制循環させる送風手段6とを具
備している。また、前記熱交換手段5に冷水を供
給するための冷水供給系路7と、前記熱交換手段
5に温水を供給するための温水供給系路8と、前
記真空容器3内のガスを排気するための排気手段
9とを設け、これら両系路7,8および排気手段
9を制御手段11によつて制御するようにしてい
る。
断面図であり、第2図は同装置1の概略側断面図
を含むシステム説明図である。これらの図面に示
されているように、本熱処理装置1は中央部にワ
ークAを配置するための冷却室2を形成した円筒
体状の真空容器3と、この真空容器3の内周壁面
に沿つて設けられ終端4aを前記ワークAの下面
部に臨ませた波線形の通風路4と、この通風路4
に関連させて設けた熱交換手段5と、前記真空容
器3内に封入したN2ガス等の冷却ガスを前記通
風路4を通して強制循環させる送風手段6とを具
備している。また、前記熱交換手段5に冷水を供
給するための冷水供給系路7と、前記熱交換手段
5に温水を供給するための温水供給系路8と、前
記真空容器3内のガスを排気するための排気手段
9とを設け、これら両系路7,8および排気手段
9を制御手段11によつて制御するようにしてい
る。
具体的に説明すれば、真空容器3は、一側壁に
密閉扉12を有するとともに他側壁に中間扉13
を有してなる円筒体状のもので、その内部に設け
た2枚の鉛直壁14間に前記冷却室2が形成され
ている。また、前記通風路4は、前記鉛直壁14
と前記真空容器3の周壁15との間に形成された
通路で、半円弧状にわん曲させた終端4aの近傍
部の開路幅を他の部位の開路幅よりも小さく設定
している。また、熱交換手段5は、前記通風路4
の開路幅の広い部位に配設した熱交換器16と、
前記真空容器3の周壁15内に形成され内部を冷
却用流体、つまり、前記冷水または温水が流れる
ジヤケツト17とからなる。また、前記送風手段
6は、前記真空容器3内の天井部に設けたターボ
形の送風機であり、前記冷却室2から吸引した冷
却ガスを逐次前記通風路4の始端4bに送り込む
ようになつている。また、冷水供給系路7は、前
記熱交換器16の蛇行配置形フイン付パイプ16
aの一端および前記ジヤケツト17の上端部から
取り出した水をチリングユニツト(冷凍機)18
により所定の低温度にまで冷却し、それによつて
得た冷水を前記パイプ16aの他端および前記ジ
ヤケツト17の下端部に供給し得るように構成し
たもので、その途中に電磁弁19,21が介設し
てある。また、温水供給系路8は、前記パイプ1
6aの一端および前記ジヤケツト17の上端部か
ら取り出した水をサブタンク22内に導入し、こ
のサブタンク22内でヒータ23等により所定の
温度に調整した温水を前記パイプ16aの他端お
よび前記ジヤケツト13の下端部に供給し得るよ
うに構成したもので、その途中に電磁弁24,2
5が介設してある。なお、要すれば、前記真空容
器3に隣接する加熱炉26の炉壁27内の温水
(約40℃)を前記サブタンク22内に導くように
してもよい。また、排気手段9は真空ポンプ等を
内蔵した通常のもので、その入力端子に作動指令
信号が入力された場合に作動するようになつてい
る。また、制御手段11は、前記真空容器3内の
温度を検出する温度センサ28および該真空容器
3内の圧力を検出する圧力センサ29等から入力
信号を受け、前記電磁弁19,21,24,25
および前記排気手段19等に向けて後述するよう
な手順で指令信号を出力し得るようにプログラム
されている。
密閉扉12を有するとともに他側壁に中間扉13
を有してなる円筒体状のもので、その内部に設け
た2枚の鉛直壁14間に前記冷却室2が形成され
ている。また、前記通風路4は、前記鉛直壁14
と前記真空容器3の周壁15との間に形成された
通路で、半円弧状にわん曲させた終端4aの近傍
部の開路幅を他の部位の開路幅よりも小さく設定
している。また、熱交換手段5は、前記通風路4
の開路幅の広い部位に配設した熱交換器16と、
前記真空容器3の周壁15内に形成され内部を冷
却用流体、つまり、前記冷水または温水が流れる
ジヤケツト17とからなる。また、前記送風手段
6は、前記真空容器3内の天井部に設けたターボ
形の送風機であり、前記冷却室2から吸引した冷
却ガスを逐次前記通風路4の始端4bに送り込む
ようになつている。また、冷水供給系路7は、前
記熱交換器16の蛇行配置形フイン付パイプ16
aの一端および前記ジヤケツト17の上端部から
取り出した水をチリングユニツト(冷凍機)18
により所定の低温度にまで冷却し、それによつて
得た冷水を前記パイプ16aの他端および前記ジ
ヤケツト17の下端部に供給し得るように構成し
たもので、その途中に電磁弁19,21が介設し
てある。また、温水供給系路8は、前記パイプ1
6aの一端および前記ジヤケツト17の上端部か
ら取り出した水をサブタンク22内に導入し、こ
のサブタンク22内でヒータ23等により所定の
温度に調整した温水を前記パイプ16aの他端お
よび前記ジヤケツト13の下端部に供給し得るよ
うに構成したもので、その途中に電磁弁24,2
5が介設してある。なお、要すれば、前記真空容
器3に隣接する加熱炉26の炉壁27内の温水
(約40℃)を前記サブタンク22内に導くように
してもよい。また、排気手段9は真空ポンプ等を
内蔵した通常のもので、その入力端子に作動指令
信号が入力された場合に作動するようになつてい
る。また、制御手段11は、前記真空容器3内の
温度を検出する温度センサ28および該真空容器
3内の圧力を検出する圧力センサ29等から入力
信号を受け、前記電磁弁19,21,24,25
および前記排気手段19等に向けて後述するよう
な手順で指令信号を出力し得るようにプログラム
されている。
なお、31は給気系路32を介して前記真空容
器3に接続した冷却ガス補給用のサージタンク3
3は前記給気系路32に介設した電磁弁である。
また、34は、前記ワークAを冷却室2の所要高
さ位置に保持するエレベータである。
器3に接続した冷却ガス補給用のサージタンク3
3は前記給気系路32に介設した電磁弁である。
また、34は、前記ワークAを冷却室2の所要高
さ位置に保持するエレベータである。
次いで、本発明に係る熱処理装置1を使用して
真空焼入を行う手順を説明する。
真空焼入を行う手順を説明する。
まず、型材等のワークAを加熱路26内で所定
の温度(例えば、1050℃程度)にまで加熱する。
しかる後、このワークAを中間扉13を開けて真
空容器3内に移行させ、エレベータ34により保
持して冷却室2内の所要高さ位置に配置する。そ
して、排気手段9により真空容器3内を排気した
後、電磁弁33を開いてサージタンク31から冷
却ガスを前記真空容器3内に所要量供給して該真
空容器3内の圧力を、例えば、1.4atmに保つ。
この状態で冷水供給系路7の電磁弁19,21を
開くとともに送風手段6を作動させる。その結果
チリングユニツト18により冷却された冷水が通
風路4中に設けた熱交換器16と真空容器8の周
壁15内に設けたジヤケツト17に逐次供給され
るとともに、前記真空容器3内の冷却ガスが前記
通風路4および冷却室2を通して循環することに
なる。このとき、送風手段6から通風路4に順次
送り込まれる冷却ガスは、この通風路4内を流れ
る間に前記熱交換器16内および前記ジヤケツト
17内を流通する冷水と熱交換して冷却され、温
度の低くなつた冷却ガスが前記冷却室2内に配置
したワークAに吹き付けられる。そのため、この
ワークAが第3図に示すように急速に冷却され
る。そして、このワークAが所定の中間温度
(MS点の近傍)にまで冷却された時点、換言す
れば、温度センサ28により検出される通風路4
の始端近傍部における冷却ガスの温度が設定値に
達した場合には、この時点を境にしてワークAの
冷却条件を変更する。すなわち、前記冷却ガスの
温度が設定値よりも低くなると、冷水供給系路7
の電磁弁19,21を閉成状態に切り換えるとと
もに、温度供給系路8の電磁弁24,25を開
く。また、排気手段9を作動させて前記真空容器
3内の圧力を、例えば、650Torr程度にまで低下
させる。その結果、前記熱交換器16およびジヤ
ケツト17内に温水が供給されるとともに、通風
路4および冷却室2を密度の低い希薄な冷却ガス
が循環することになる。そのため、ワークAが、
各部の温度が比較的均一な状態でゆつくりと冷却
されることになる。
の温度(例えば、1050℃程度)にまで加熱する。
しかる後、このワークAを中間扉13を開けて真
空容器3内に移行させ、エレベータ34により保
持して冷却室2内の所要高さ位置に配置する。そ
して、排気手段9により真空容器3内を排気した
後、電磁弁33を開いてサージタンク31から冷
却ガスを前記真空容器3内に所要量供給して該真
空容器3内の圧力を、例えば、1.4atmに保つ。
この状態で冷水供給系路7の電磁弁19,21を
開くとともに送風手段6を作動させる。その結果
チリングユニツト18により冷却された冷水が通
風路4中に設けた熱交換器16と真空容器8の周
壁15内に設けたジヤケツト17に逐次供給され
るとともに、前記真空容器3内の冷却ガスが前記
通風路4および冷却室2を通して循環することに
なる。このとき、送風手段6から通風路4に順次
送り込まれる冷却ガスは、この通風路4内を流れ
る間に前記熱交換器16内および前記ジヤケツト
17内を流通する冷水と熱交換して冷却され、温
度の低くなつた冷却ガスが前記冷却室2内に配置
したワークAに吹き付けられる。そのため、この
ワークAが第3図に示すように急速に冷却され
る。そして、このワークAが所定の中間温度
(MS点の近傍)にまで冷却された時点、換言す
れば、温度センサ28により検出される通風路4
の始端近傍部における冷却ガスの温度が設定値に
達した場合には、この時点を境にしてワークAの
冷却条件を変更する。すなわち、前記冷却ガスの
温度が設定値よりも低くなると、冷水供給系路7
の電磁弁19,21を閉成状態に切り換えるとと
もに、温度供給系路8の電磁弁24,25を開
く。また、排気手段9を作動させて前記真空容器
3内の圧力を、例えば、650Torr程度にまで低下
させる。その結果、前記熱交換器16およびジヤ
ケツト17内に温水が供給されるとともに、通風
路4および冷却室2を密度の低い希薄な冷却ガス
が循環することになる。そのため、ワークAが、
各部の温度が比較的均一な状態でゆつくりと冷却
されることになる。
このように、本装置を上述した態様で用いる
と、冷却を開始してからワークAがMS点の近傍
に設定した中間温度T1に達するまでの前段領域
では、前記ワークAを急速に冷却し、一方、前
記ワークAの温度が前記中間温度T1を下まわる
ことになる後段領域では、密度が低く温度が比
較的高い冷却ガスをワークAに供給することによ
つて該ワークAの各部の温度を可及的に均一に保
持しつつゆつくりとした速度で冷却を進めること
ができる。そのため、MS点を通過する時点が各
部でまちまちとなる従来の方式に比べて、焼入歪
を大幅に小さくすることができる。
と、冷却を開始してからワークAがMS点の近傍
に設定した中間温度T1に達するまでの前段領域
では、前記ワークAを急速に冷却し、一方、前
記ワークAの温度が前記中間温度T1を下まわる
ことになる後段領域では、密度が低く温度が比
較的高い冷却ガスをワークAに供給することによ
つて該ワークAの各部の温度を可及的に均一に保
持しつつゆつくりとした速度で冷却を進めること
ができる。そのため、MS点を通過する時点が各
部でまちまちとなる従来の方式に比べて、焼入歪
を大幅に小さくすることができる。
しかも、本装置は、上述した焼入れに関する独
特の冷却条件(冷却ガスの温度、圧力)に係る制
御を、熱交換用の冷水および温水の切換操作、並
びに冷却ガスの圧力制御のみによつて簡略に行う
ようにしているので、熟練を要さずとも、簡単か
つ確実に良質の最終製品を得ることができる。
特の冷却条件(冷却ガスの温度、圧力)に係る制
御を、熱交換用の冷水および温水の切換操作、並
びに冷却ガスの圧力制御のみによつて簡略に行う
ようにしているので、熟練を要さずとも、簡単か
つ確実に良質の最終製品を得ることができる。
(ヘ) 効果
本発明の熱処理装置は、冷却ガスの密度および
温度を変更することによつて焼入条件を設定温度
の前後で異ならせ、設定温度以下の領域における
ワークの冷却を均一かつ緩慢なものにしているの
で、硬度を損ねることなしに焼入歪を無理なく小
さなものにすることができる。そのため、高精度
を要求される複雑な型材の焼入処理等に適用した
場合にきわめて良好な結果を得ることができる優
れた効果がある。
温度を変更することによつて焼入条件を設定温度
の前後で異ならせ、設定温度以下の領域における
ワークの冷却を均一かつ緩慢なものにしているの
で、硬度を損ねることなしに焼入歪を無理なく小
さなものにすることができる。そのため、高精度
を要求される複雑な型材の焼入処理等に適用した
場合にきわめて良好な結果を得ることができる優
れた効果がある。
しかも、そのための構成が、真空容器に設けた
熱交換手段に冷水供給系路と温水供給系路とを接
続しておき、前記真空容器内の温度に応じてこれ
らの系路を選択的に使用するとともに、前記真空
容器に接続した排気系路の作動を制御し得るよう
にしたものであるため、温度の検出や電磁弁の切
換えなど、熟成された技術のみを用いて焼入条件
を速かに切換えることができる。したがつて、簡
単かつ確実に最適焼入条件を満たす手順を実施す
ることができる熱処理装置を提供できるものであ
る。
熱交換手段に冷水供給系路と温水供給系路とを接
続しておき、前記真空容器内の温度に応じてこれ
らの系路を選択的に使用するとともに、前記真空
容器に接続した排気系路の作動を制御し得るよう
にしたものであるため、温度の検出や電磁弁の切
換えなど、熟成された技術のみを用いて焼入条件
を速かに切換えることができる。したがつて、簡
単かつ確実に最適焼入条件を満たす手順を実施す
ることができる熱処理装置を提供できるものであ
る。
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は概略
正断面図、第2図はシステム説明図、第3図は焼
入条件を説明するための説明図である。 1……熱処理装置、2……冷却室、3……真空
容器、4……通風路、5……熱交換手段、6……
送風手段、7……冷水供給系路、8……温水供給
系路、9……排気手段、11……制御手段、A…
…ワーク、……前段領域、……後段領域。
正断面図、第2図はシステム説明図、第3図は焼
入条件を説明するための説明図である。 1……熱処理装置、2……冷却室、3……真空
容器、4……通風路、5……熱交換手段、6……
送風手段、7……冷水供給系路、8……温水供給
系路、9……排気手段、11……制御手段、A…
…ワーク、……前段領域、……後段領域。
Claims (1)
- 1 内部にワークを配置するための冷却室を形成
する真空容器と、この真空容器内に封入した冷却
ガスを強制循環させる送風手段と、この送風手段
から前記ワークに向かう冷却ガスを冷水または温
水と熱交換させるための熱交換手段と、この熱交
換手段に冷水を供給するための冷水供給系路と、
前記熱交換手段に温水を供給するための温水供給
系路と、前記真空容器内の冷却ガスの一部を排気
するための排気手段と、前記冷却室内の温度を検
出しその温度が設定値を上まわつている間は前記
冷水供給系路側から冷水を熱交換手段に供給させ
前記温度が設定値を下わまつた時に前記冷水供給
系路を遮断するとともに前記温水供給系路側から
温水を熱交換手段に供給させかつ前記排気手段を
作動させて前記冷却室内のガス圧を低下させる制
御手段とを具備してなることを特徴とする熱処理
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3342883A JPS59159926A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3342883A JPS59159926A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 熱処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159926A JPS59159926A (ja) | 1984-09-10 |
| JPH0453926B2 true JPH0453926B2 (ja) | 1992-08-28 |
Family
ID=12386276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3342883A Granted JPS59159926A (ja) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | 熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159926A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149313A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-22 | Daido Steel Co Ltd | ガス焼入炉 |
| WO2005123970A1 (en) * | 2004-06-15 | 2005-12-29 | Narasimhan Gopinath | A process and device for hardening metal parts |
| ES2524702T3 (es) * | 2008-07-24 | 2014-12-11 | Ipsen International Gmbh | Horno de retorta para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas |
| JP5912670B2 (ja) * | 2012-03-02 | 2016-04-27 | Dowaサーモテック株式会社 | ワークのガス冷却装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827324B2 (ja) * | 1979-11-28 | 1983-06-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱処理装置 |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP3342883A patent/JPS59159926A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59159926A (ja) | 1984-09-10 |
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