JPH0741932A - 浸炭熱処理制御装置 - Google Patents

浸炭熱処理制御装置

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Publication number
JPH0741932A
JPH0741932A JP20288693A JP20288693A JPH0741932A JP H0741932 A JPH0741932 A JP H0741932A JP 20288693 A JP20288693 A JP 20288693A JP 20288693 A JP20288693 A JP 20288693A JP H0741932 A JPH0741932 A JP H0741932A
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JP
Japan
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carbon dioxide
oxygen
amount
carbon
carburizing
Prior art date
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Pending
Application number
JP20288693A
Other languages
English (en)
Inventor
Joji Hachisuga
譲二 蜂須賀
Ryuichi Uchino
龍一 内野
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0741932A publication Critical patent/JPH0741932A/ja
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適切な浸炭を可能にするとともにFe3 Cの
成長・折出を防止して、もろくて・不健全な組織の発生
を防止すること。 【構成】 浸炭熱処理装置1においてCm n 系燃料と
酸素と二酸化炭素が供給されCm n 系燃料の燃焼火炎
を被処理材Wの表面に接触させる火口2と、前記火口2
より供給される燃焼火炎中の一酸化炭素および二酸化炭
素の量を検出するガスセンサ3と、被処理材Wの浸炭処
理面の温度を検出する温度センサ4と前記ガスセンサ3
および温度センサ4が検出し一酸化炭素量と二酸化炭素
量との比である平衡炭素濃度に基づき浸炭条件に応じて
m n 系燃料、酸素および二酸化炭素の供給量を制御
するための制御信号を出力するコントローラ5と、前記
コントローラ5からの前記制御信号に基づきCm n
燃料、酸素および二酸化炭素の供給量を制御する電磁流
量制御弁6とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Cm n 系燃料の燃焼
火炎中の一酸化炭素量と二酸化炭素量の比である平衡炭
素濃度を制御して、最適な浸炭熱処理を可能にする浸炭
熱処理制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の浸炭熱処理制御装置は、図5に示
すようにCm n 系燃料と酸素を当量比以上で火口Hに
供給して燃焼させ、生成される燃焼火炎を被処理材Wの
表面に接触させて、加熱浸炭するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の浸炭熱処理制御
装置は、火口より供給される燃焼火炎中の一酸化炭素量
と二酸化炭素量の比である平衡炭素濃度が制御されてい
ないため、過剰浸炭となることがあり、Fe3 Cの成長
・折出が発生し、非常にもろい、不健全な組織になって
しまうという問題が有った。
【0004】そこで本発明者らは、Cm n 系燃料の燃
焼火炎中の一酸化炭素量と二酸化炭素量との比である平
衡炭素濃度を求めて、その時の浸炭温度および時間など
の浸炭条件に応じて平衡炭素濃度を制御するという本発
明の技術的思想に着眼して、更に研究開発を重ねた結
果、適切な浸炭を可能にして、Fe3 Cの成長・折出を
防止して、もろくて・不健全な組織の発生を防止すると
いう目的を達成する本発明に到達したものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の浸炭熱処理制御
装置は、Cm n 系燃料と酸素と二酸化炭素が供給さ
れ、Cm n 系燃料の燃焼火炎を被処理材表面に接触さ
せる火口と、前記火口より供給される燃焼火炎の一酸化
炭素および二酸化炭素の量を検出するためのセンサと、
前記センサが検出した一酸化炭素量と二酸化炭素量との
比である平衡炭素濃度に基づき浸炭条件に応じてCm
n 系燃料、酸素および二酸化炭素の供給量を制御するた
めの制御信号を出力するコントローラと、前記コントロ
ーラからの前記制御信号に基づきCm n 系燃料、酸素
および二酸化炭素の供給量を制御する流量制御装置とか
ら成るものである。前記Cm n 系燃料の燃焼に利用す
る酸素は、空気のように酸素を含むガスも勿論利用する
ことができる。
【0006】
【作用】上記構成より成る本発明の浸炭熱処理制御装置
は、センサにより燃焼火炎の一酸化炭素および二酸化炭
素の量を検出して、コントローラにより上記一酸化炭素
量と二酸化炭素量の比で決定される平衡炭素濃度に基づ
き温度条件に応じてCmn 系燃料、酸素および二酸化
炭素の供給量を制御するための制御信号を出力し、流量
制御装置により前記制御信号に基づきCm n 系燃料、
酸素および二酸化炭素の供給量を制御するものである。
【0007】
【発明の効果】上記作用を奏する本発明の浸炭熱処理制
御装置は、燃焼火炎の検出した一酸化炭素および二酸化
炭素の量の比で決まる平衡炭素濃度に基づき浸炭条件に
応じてCm n 系燃料、酸素および二酸化炭素の供給量
を制御するので、適切な浸炭を可能にするとともにFe
3 Cの成長・折出を防止して、もろくて・不健全な組織
の発生を防止するという効果を奏する。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。
【0009】(第1実施例)第1実施例の浸炭熱処理制
御装置は、図1ないし図3に示すように、浸炭熱処理装
置1においてCm n 系燃料と酸素と二酸化炭素が供給
されCm n 系燃料の燃焼火炎を被処理材Wの表面に接
触させる火口2と、前記火口2より供給される燃焼火炎
中の一酸化炭素および二酸化炭素の量を検出するガスセ
ンサ3と、被処理材Wの浸炭処理面の温度を検出する温
度センサ4と、前記ガスセンサ3および温度センサ4が
検出し一酸化炭素量と二酸化炭素量との比である平衡炭
素濃度に基づき浸炭条件に応じてCm n 系燃料、酸素
および二酸化炭素の供給量を制御するための制御信号を
出力するコントローラ5と、前記コントローラ5からの
前記制御信号に基づきCm n 系燃料、酸素および二酸
化炭素の供給量を制御する電磁流量制御弁6とから成
る。
【0010】前記浸炭熱処理装置1は、図1に示すよう
に、シーケンサにより制御される装置1Sにより炉(図
示せず)において移動制御される被処理材Wの被処理面
WSに対して一定距離離れた部位に火口2を配設するも
ので、火口2に配設された導入ダクト11が、供給通路
12を解してCm n 系燃料の一例であるアセチレンボ
ンベ13の他、酸素ボンベ14、二酸化炭素ボンベ15
に連絡している。
【0011】火口2は、中空部材で構成され、導入ダク
ト11の先端に固着され、被処理材Wの被処理面WSに
対向して配設されている。
【0012】ガスセンサ3は、ガス分析計により構成さ
れ、火口2より供給された燃焼火炎を細管31によって
取り込みガス分析して、一酸化炭素量および二酸化炭素
量を求めるとともに一酸化炭素量と二酸化炭素量との比
である平衡炭素濃度を求めてコントローラ5に出力し得
る構成より成るものである。
【0013】またアセチレンボンベ13、酸素ボンベ1
4および二酸化炭素ボンベ15に連絡した通路に配設さ
れた第1ないし第3の流量センサ33、34、35によ
り、夫々アセチレンボンベ13、酸素ボンベ14および
二酸化炭素ボンベ15からのアセチレンガス、酸素、二
酸化炭素の各供給流量を検出して、コントローラ5に出
力し得る構成より成るものである。
【0014】温度センサ4は、被処理材Wの被処理面W
Sから距離を隔てて配設された放射温度計で構成され、
被処理面WSの温度を検出して、コントローラ5に出力
するものである。
【0015】コントローラ5は、パソコンにより構成さ
れ、図2に示すフローに従いキー入力により設定された
浸炭温度、浸炭時間その他の浸炭条件に応じて、ガスセ
ンサ3から入力される現在の平衡炭素濃度、第1ないし
第3流量センサ33ないし35から入力されるアセチレ
ンガス、酸素、二酸化炭素の現在の供給流量、および温
度計4から入力される温度等の情報に基づいて最適な平
衡炭素濃度を求め、現在の平衡炭素濃度との差からアセ
チレンガス、酸素および二酸化炭素の供給量を求めコン
トロール信号をI/Oを介して夫々出力する。
【0016】電磁流量制御弁6は、アセチレンボンベ1
3に連絡した通路に配設された第1の電磁弁63と、酸
素ボンベ14に連絡した通路に配設された第2の電磁弁
64と、二酸化炭素ボンベ15に連絡した通路に配設さ
れた第3の電磁弁65とから成り、夫々コントローラ5
のI/Oに接続され、入力された制御信号に基づき火口
2に連絡した導入ダクト11に供給されるアセチレンガ
ス、酸素、二酸化炭素の流量を制御し得る構成より成
る。
【0017】上記構成より成る第1実施例の浸炭熱処理
制御装置は、アセチレンボンベ13、酸素ボンベ14、
二酸化炭素ボンベ15から導入ダクト11に供給される
アセチレンガス、酸素、二酸化炭素の量に応じて浸炭処
理装置1の火口2はアセチレンの燃焼火炎を被処理材W
の被処理面WSに接触させ浸炭処理を行うものである
が、この時のアセチレンの燃焼火炎をガスセンサ3によ
りサンプリングしてガス分析され、一酸化炭素量および
二酸化炭素量の比である現実の平衡炭素濃度を求める。
【0018】また温度センサ4が被処理材Wの被処理面
WSの温度を検出して信号を出力するとともに、第1な
いし第3流量センサ33〜35がアセチレンボンベ1
3、酸素ボンベ14、二酸化炭素ボンベ15から火口2
に現在供給されているアセチレンガス、酸素、および二
酸化炭素の各流量を検出して信号を出力するものであ
る。
【0019】コントローラ5は、設定された浸炭温度、
浸炭時間等の浸炭条件に応じて決定される目標平衡炭素
濃度と、検出した現在の平衡炭素濃度との差からアセチ
レンガス、酸素、および二酸化炭素の現在の流量を考慮
して制御信号を出力するものである。
【0020】電磁弁63、64、65がコントローラ5
からの制御信号に応じて火口2に供給するアセチレンガ
ス、酸素および二酸化炭素の供給量を温度条件に応じた
目標平衡炭素濃度を実現すべく最適に制御する。
【0021】上記作用を奏する第1実施例の浸炭熱処理
制御装置は、ガスセンサ3により検出した現実の平衡炭
素濃度と浸炭条件により定まる目標平衡炭素濃度との差
に基づき、電磁弁63〜65によりアセチレンガス、酸
素および二酸化炭素の供給量を制御するので、設定した
浸炭条件に対応した理想的な目標平衡炭素濃度における
最適な浸炭処理を可能にして均一なマルテンサイト単相
組織とすることができるとともに、Fe3 Cの成長・折
出を防止して、もろくて・不健全な組織の発生を防止す
るという効果を奏する。
【0022】また、第1実施例の浸炭熱処理制御装置
は、平衡炭素濃度CPが0.8の場合でも、被処理材W
の被処理面WSの温度の変化に応じて最適な二酸化炭素
の供給量が図3に示すように変化するので、温度センサ
4によって検出した被処理材Wの被処理面WSの温度に
応じて電磁弁65により二酸化炭素の供給量を制御する
ので、最適な平衡炭素濃度による最適な火炎浸炭処理を
可能にするという効果を奏する。すなわちアセチレンガ
スと酸素との混合比0.9(C2 2 :O2 =1:2.
25)のとき、燃焼火炎中COが60%、H2 が23.
5%、Hが15%、アセチレン(C2 2 )、C2 H、
m (m=1、2、3)その他が1.5%となり、図3
はCOが60%の場合の温度と二酸化炭素量との関係を
示したものである。
【0023】さらに第1実施例の浸炭熱処理制御装置
は、図1および図2に示すようにコントローラ3を構成
するパソコンおよびシーケンサにより制御される装置1
Sにより被処理材Wの浸炭処理装置1内の出し入れを制
御するので、被処理材Wの自動的連続浸炭処理を可能に
するという効果を奏する。
【0024】(第2実施例)第2実施例の浸炭熱処理制
御装置は、第1実施例装置のガスセンサ3を省略して、
図4に示すように第1ないし第3の流量センサ33ない
し35によって検出されたアセチレンガス、酸素、二酸
化炭素の供給量と温度センサ4によって検出された被処
理材Wの温度のみに基づき、予め実験的に求めておいた
各種目標平衡炭素濃度と上記各ガス量および温度との関
係をマップ化してパソコンのROMに格納しておき、こ
のマップ化されたデータを利用して現実の平衡炭素濃度
を間接的に求めてそれに基づき制御するものであり、第
1実施例と同様の作用効果を奏し、ガスセンサを省略す
ることが出来るという効果を奏する。第1実施例と同一
部分には同一符号を付し説明を省略した。
【0025】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【0026】上述の第1実施例においては、平衡炭素濃
度をガスセンサ3によって求める例について述べたが、
本発明としてはそれに限定するものでは無く、ガスセン
サ3が求めた一酸化炭素量と二酸化炭素量より、コント
ローラ内において両者の比を演算し平衡炭素濃度を求め
ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例装置を示すブロック図であ
る。
【図2】第1実施例装置の制御フローを示すチャート図
である。
【図3】平衡炭素濃度0.8における被処理面の温度と
二酸化炭素量との関係を示す線図である。
【図4】本発明の第2実施例装置を示すブロック図であ
る。
【図5】従来装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 浸炭処理装置 2 火口 3 ガスセンサ 4 温度センサ 5 コントローラ 6 電磁流量制御弁 11 導入ダクト 12 供給通路 13 アセチレンボンベ 14 酸素ボンベ 15 二酸化炭素ボンベ 31 細管 33 第1の流量センサ 34 第2の流量センサ 35 第3の流量センサ 63 第1の電磁弁 64 第2の電磁弁 65 第3の電磁弁 W 被処理材 WS 被処理面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cm n 系燃料と酸素と二酸化炭素が供
    給され、Cm n 系燃料の燃焼火炎を被処理材表面に接
    触させる火口と、 前記火口より供給される燃焼火炎の一酸化炭素および二
    酸化炭素の量を検出するためのセンサと、 前記センサが検出した一酸化炭素量と二酸化炭素量との
    比である平衡炭素濃度に基づき浸炭条件に応じてCm
    n 系燃料、酸素および二酸化炭素の供給量を制御するた
    めの制御信号を出力するコントローラと、 前記コントローラからの前記制御信号に基づきCm n
    系燃料、酸素および二酸化炭素の供給量を制御する流量
    制御装置とから成ることを特徴とする浸炭熱処理制御装
    置。
JP20288693A 1993-07-23 1993-07-23 浸炭熱処理制御装置 Pending JPH0741932A (ja)

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JP20288693A JPH0741932A (ja) 1993-07-23 1993-07-23 浸炭熱処理制御装置

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JP20288693A Pending JPH0741932A (ja) 1993-07-23 1993-07-23 浸炭熱処理制御装置

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JP (1) JPH0741932A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01207901A (ja) * 1988-02-16 1989-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd テーピング用電子部品
US6498123B2 (en) 2000-03-24 2002-12-24 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Thermal transfer sheet

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01207901A (ja) * 1988-02-16 1989-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd テーピング用電子部品
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