JPH08285462A - 真空下で金属加工物を熱処理する装置 - Google Patents

真空下で金属加工物を熱処理する装置

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JPH08285462A
JPH08285462A JP8085955A JP8595596A JPH08285462A JP H08285462 A JPH08285462 A JP H08285462A JP 8085955 A JP8085955 A JP 8085955A JP 8595596 A JP8595596 A JP 8595596A JP H08285462 A JPH08285462 A JP H08285462A
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furnace
rotary
carburizing
charge
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JP8085955A
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Bernd Edenhofer
ベルント・エデンホファー
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Ipsen International GmbH
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浸炭条件の変化によって残りの装入物に影響
を与えることなく、異なる表面焼き入れ深さを有する種
々の装入物間で柔軟な変更を可能にする、真空下で金属
加工物を熱処理する装置を提供する。 【解決手段】 環状の回転炉床並びに装入室（２）と抽
出室（７）を備えた回転炉（５）を用いて真空下で金属
加工物を熱処理する装置であって、装入物（１）は回転
炉床によって種々の加工位置へ移動可能であり、かつ回
転炉（５）は拡散プロセスのための真空炉として形成さ
れており、回転炉（５）の周囲に沿って少なくとも装入
室（２）と抽出室（７）の間に少なくとも１つの浸炭炉
室が配置されており、その中へ浸炭処理のために装入物
（１）を挿入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、環状の回転炉床並
びに装入室と抽出室を有する回転炉を用いて真空下で金
属加工物を熱処理する装置に関するものであって、装入
物は回転炉床によって種々の作業位置へ移動することが
できる。
【０００２】
【従来の技術】処理すべき加工物を回転炉床によって種
々の作業位置へ移動させることのできるこの種の装置
は、例えばドイツ特許公報第４００５９５６号から知ら
れている。この装置においては真空チャンバ内に配置さ
れた回転炉床は仕切壁によって種々の空間に分割されて
いるので、種々の作業位置において種々の処理が可能で
ある。
【０００３】分離された空間内に配置された装入物は真
空チャンバ内で種々の作業位置へ移動され、その作業位
置において加工物は種々のプラズマ処理および／または
熱処理を受けることができる。
【０００４】この公知の装置においては、種々の加工物
に種々の処理を受けさせることはできるが、真空チャン
バ内に加工物が滞留する時間が装入物の最も長い処理時
間に依存することでこの公知の装置の柔軟性が損なわれ
ている。
【０００５】この理由は、すべての装入物は共通の回転
炉床上に配置され、従って回転炉床を新しい作業位置あ
るは抽出室へ移動させることは、個々の処理位置におけ
るすべての処理が終了した時に初めて行うことができる
からである。
【０００６】さらに例えば欧州特許公報第０１９８８７
１号からは、浸炭雰囲気内で金属加工物を処理するため
に回転炉を使用することが知られている。この公知の装
置においては、浸炭プロセスが進行する第１の回転炉に
拡散プロセスのための他の回転炉またはプッシャー炉が
接続されている。
【０００７】この装置コンセプトと上述のドイツ特許公
報第４００５９５６号に記載の装置コンセプトは大体に
おいて、連続して進行する浸炭プロセスと拡散プロセス
からなる２段階の浸炭プロセスに使用することができ
る。
【０００８】多数の浸炭プロセスと多数の拡散プロセス
が交互に連続して進行する真空プロセスまたはプラズマ
プロセスには、この公知の装置は適してはおらず、ある
いは十分に柔軟ではない。
【０００９】数分後にすでに浸炭限界に達する真空プロ
セスとプラズマプロセスにおいては物質移動速度が速い
ので、この物質移動段階に拡散段階を連続させて、それ
によって新しい物質移動段階の前に表面炭素含有率を低
下させなければならない。それぞれ所望の表面焼き入れ
深さに従って物質移動段階と拡散段階の交替を多数回連
続して繰り返さなければならない。
【００１０】ドイツ特許公報第４００５９５６号に記載
の装置においては、真空室全体を同一の雰囲気が支配し
ているので、回転炉内に配置されている他の装入物に何
等かの影響を与えることなく、個々の装入物に関して浸
炭条件を変更することはできない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、浸炭条件の交替によって残りの金属加工物である装
入物に影響を与えることなく、異なる表面焼き入れ深さ
を有する種々の装入物間で柔軟な交替を可能にする、真
空下で金属加工物を熱処理する装置を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によるこの課題の
技術的解決は、下記の特徴を備えた発明により解決され
る。即ち、回転炉が拡散プロセスのための真空環状炉と
して形成されており、回転炉の周囲の少なくとも装入室
と抽出室との間に少なくとも１つの別個の浸炭炉室が配
置されており、その中へ装入物が浸炭処理のために装入
可能であることを特徴としている。
【００１３】この種の本発明による実施形態の重要な利
点は、回転炉は拡散のためにだけ使用され、装入物は必
要に応じて浸炭プロセスのために環状炉に配置された個
々の浸炭室へ装入することができる。
【００１４】浸炭プロセスの終了後に装入物は拡散のた
めに回転炉へ戻され、次の浸炭段階のために新たに浸炭
炉室へ移動され、あるいはまたは浸炭プロセスの終了後
は抽出室を介して回転炉から取り出すことができる。
上記浸炭炉室は本発明による回転炉においてはプラズマ
炉または真空炉として形成することができる。
【００１５】装入物を上記回転炉に装入する前に装入室
を介して予め処理温度にすることができるようにするた
めに、本発明の好ましい実施例によれば、装入室と回転
炉の間に少なくとも１つの加熱室が接続されている。装
入物の加熱は外部から行われるので、特にソリッド（中
実）の加工物の場合には、加熱室と回転炉の間に温度の
均熱室を接続して、その中で装入物の均一な温度分布が
得られるようにする。
【００１６】本発明の他の実施形態によれば、上記抽出
室は加工物の表面をクリーニングする水素スパッタリン
グ室として形成することができる。このように水素プラ
ズマを用いて加工物表面をクリーニングすることは、特
に回転炉に配置された少なくとも１つの浸炭炉室がプラ
ズマ炉として形成されている場合に効果的である。
【００１７】また、他の実施形態においては、上記抽出
室は冷却室として形成されている。抽出室を直接冷却室
として形成することによって、特に装置の構造を場所を
とらないコンパクトなものにすることができる。本発明
の他の実施形態によれば、冷却室はガス急冷室として形
成され、あるいは急冷用液体の漕を装備することができ
る。
【００１８】浸炭炉室における浸炭温度が焼入れ温度よ
りも著しく高い装入物も処理することができるようにす
るために、回転炉と冷却室の間に焼入れ炉が接続されて
おり、その中で装入物がまず焼入れ温度に冷却されて、
それから次の冷却室で急冷される。
【００１９】加工物を回転炉から浸炭炉室へ移動させ、
ないしは浸炭炉室から回転炉へ移動させるために、各浸
炭炉室には電気的、圧縮空気または油圧によって駆動可
能な２つのプッシャーが付設されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】他の詳細と利点は、以下の添付図
面の説明から明らかであって、図面には本発明により形
成された装置の２つの実施例が概略的に図示されてい
る。図１に示す、装入物１内の金属加工物を熱処理する
装置は、装入物１の移送路の方向に、装入室２、加熱室
３、均熱室４、拡散炉としての回転炉５、２つの浸炭室
６並びに抽出室７から形成されている。
【００２１】図示しない装入物供給部から装入室２へ移
送装置８を介して処理すべき装入物が装入される。装入
室２の装填後に装入室２のドア２ａと２ｂが閉鎖され
て、図示しないポンプを介して装入室２の排気が行われ
る。というのは室３、４並びに回転炉５における以降の
処理は真空下で行われるからである。
【００２２】次にドア２ｂが開放され、装入物１がプッ
シャー２ｃによって加熱室３内へ移送され、ドア２ｂが
再び閉鎖される。２つの装入物を図示している加熱室３
内で装入物１は図示しないヒーターによって処理温度ま
で、例えば回転炉内でも支配している温度まで加熱され
る。
【００２３】加熱室３に連続して均熱室４が設けられて
おり、その場合に加熱室３と均熱室４との間にはドア３
ａが配置されており、加熱室３の内部での装入物１の移
送はプッシャー３ｃを介して、加熱室３から均熱室４内
への移送はプッシャー３ｂを介して行われる。装入物１
が加熱室３を出て均熱室４へ行くとすぐに、新しい装入
物１が装入室２を介して加熱室３内へ移動される。
【００２４】加熱室３内での装入物１の加熱はヒーター
によって外部から輻射を介して行われるので、特にソリ
ッドの加工物は、表面がすでに処理温度に達している時
にもまだ均一な温度分布を持たず、従って加工物に高す
ぎる温度で負荷を与えないためには、装入物１が加熱室
３から除去される。
【００２５】同様に図示しないヒーターが装備されてい
る均熱室４内で、加工物内の温度をバランスさせること
ができる。そのために均熱室３内の温度は、常に一定の
温度に、すなわち所望の処理温度に保たれるように制御
される。通常の処理温度は８００℃から１０００℃であ
る。
【００２６】処理温度に達した後に装入物１はドア４ａ
の開放後にプッシャー４ｂによって回転炉５内へ移送さ
れ、ドア４ｂが再度閉鎖される。回転炉５の環状の回転
炉床によって装入物１は直接浸炭炉室６へ移送される。
【００２７】この室６は装入物１の装入前に図示しない
ポンプによって排気されている。その後炉室ドア６ａが
開放されて、回転炉の内側に配置されたプッシャー６ｂ
によって装入物１が浸炭炉室６内へ装入されて、炉室ド
ア６ａが再度閉鎖される。
【００２８】プラズマ炉として、あるいは真空炉として
設計されている浸炭炉室内で本来の浸炭プロセスが実施
される。所定の浸炭時間の終了後に浸炭炉が停止され
て、場合によっては浸炭炉室６からプロセスガスが除去
される。
【００２９】浸炭炉室６を改めて排気した後に炉室ドア
６ａがまた開放されて、装入物１がプッシャー６ｂに対
向して配置されているプッシャー６ｃによってまた回転
炉５へ戻される。
【００３０】回転炉５内では真空下の浸炭プロセスに続
いて温度を一定に保って拡散段階が行われ、その際に表
面の炭素含有量が再び低下する。それぞれ所望の表面焼
き入れ深さに従って上述の浸炭プロセスと拡散段階が多
数回繰り返される。拡散段階のための回転炉５と本来の
浸炭プロセスのための外側にある浸炭炉室を有する装置
の構成によって、装置を最適に利用することが保証され
る。
【００３１】といのはすでに浸炭炉室６内で処理された
装入物１が拡散段階のための回転炉５内に滞留している
間に、場合によっては他の浸炭条件を有する他の装入物
１を浸炭炉室６内へ装入することができるからである。
それぞれいくつの浸炭炉室６が回転炉５の周囲に配置さ
れているかに従って、この装置の柔軟性を増大させ、処
理期間を短縮することができる。
【００３２】回転炉５内の最後の拡散プロセスが終了す
るとすぐに、装入物１は抽出室７のドアの前へ移送され
る。次に抽出室７が排気されて、ドア７ａが開放され、
装入物１がプッシャー７ｂによって抽出室７内へ移送さ
れる。ドア７ａの閉鎖後に、冷却室として形成されてい
る抽出室７内で装入物１をガスによって、または浴槽内
で急冷することができる。
【００３３】装置の図２に示す第２の実施形態は、抽出
室７の領域までは図１に示す装置と同一に形成されてい
る。この異なった実施形態においては、回転炉５と冷却
室として形成された抽出室７との間に焼入れ炉９が接続
されている。
【００３４】この種の焼入れ炉９は、浸炭炉室６内の浸
炭温度が装入物１の焼入れ温度よりずっと高く、装入物
１を浸炭プロセスの後に急冷前に焼入れ温度まで冷却し
なければならない場合に、必要である。そのために装入
物１は回転炉５内の最後の拡散プロセスの後にまず焼入
れ炉９を通過して、それによってその後抽出室７の冷却
室内で急冷される。
【００３５】従ってこのように形成された金属加工物を
熱処理する装置によれば、様々な焼入れ条件を有する装
入物を１つの装置を用いて同時に処理できることが保証
され、採用すべき異なる焼入れ条件が他の装入物に影響
を与えることはない。
【００３６】上述の装置の高い柔軟性の他に、回転炉５
に接続されている個々の浸炭炉室６を有する純粋な拡散
炉として使用することによって、装置を最適に利用する
ことが可能となり、他の装入物との相互作用を考慮して
個々の作業位置を空けておく必要はない。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る回転炉は拡散プロセスのための真空環状炉として
形成されており、回転炉の周囲の少なくとも装入室と抽
出室との間に少なくとも１つの別個の浸炭炉室が配置さ
れており、その中へ装入物が浸炭処理のために装入可能
であることを特徴としている。従って、浸炭条件が異な
っても、残りの装入物に影響を与えることなく、異なる
表面焼き入れ深さを有する種々の装入物間で柔軟な変更
を可能にし、真空下で金属加工物を熱処理する装置が提
供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】フレキシブルな環状の真空炉の第１の実施形態
の概略を示す説明図である。
【図２】フレキシブルなリング真空炉の第２の実施形態
の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 装入物 ２ 装入室 ２ａ ドア ２ｂ ドア ２ｃ プッシャー ３ 加熱室 ３ａ ドア ３ｂ プッシャー ３ｃ プッシャー ４ 均熱室 ４ａ ドア ４ｂ プッシャー ５ 回転炉 ６ 浸炭炉室 ６ａ 炉室ドア ６ｂ プッシャー ６ｃ プッシャー ７ 抽出室 ７ａ ドア ７ｂ プッシャー ８ 移動装置 ９ 焼入れ炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２７Ｂ 9/02 Ｆ２７Ｂ 9/02 9/04 9/04

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 環状の回転炉床と装入室（２）と抽出室
    （７）とを備えた回転炉（５）を用いて真空下で金属加
    工物を熱処理する装置であって、装入物（１）が回転炉
    床によって種々の処理位置へ移動可能である装置におい
    て、 前記回転炉（５）が拡散プロセスのための真空炉として
    形成されており、該回転炉（５）の周囲に沿って、少な
    くとも前記装入室（２）と前記抽出室（７）との間に少
    なくとも１つの浸炭炉室（６）が配置されており、その
    中へ装入物（１）が浸炭処理のために装入可能であるこ
    とを特徴とする金属加工物を処理する装置。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの浸炭炉室（６）が
    プラズマ炉として形成されていることを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記少なくとも１つの浸炭炉室（６）が
    真空炉として形成されていることを特徴とする請求項１
    に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記装入室（２）と前記回転炉（５）と
    の間に少なくとも１つの加熱室（３）が接続されている
    ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に
    記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記少なくとも１つの加熱室（３）と前
    記回転炉（５）の間に少なくとも１つの均熱室（４）が
    接続されていることを特徴とする請求項４に記載の装
    置。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１つの均熱室（４）が装
    入物（１）の表面をクリーニングする水素スパッタリン
    グ室として形成されていることを特徴とする請求項５に
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記抽出室（７）が冷却室として形成さ
    れていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記冷却室がガス急冷室として形成され
    ていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記冷却室に液体用の槽が装備されてい
    ることを特徴とする請求項７に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記冷却室として形成された前記抽出
    室（７）と前記回転炉（５）の間に焼入れ炉（９）が接
    続されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記各浸炭炉室（６）に、前記装入物
    （１）を前記回転炉（５）から前記浸炭炉室（６）へ、
    ないしは前記浸炭炉室（６）から前記回転炉（５）へ戻
    るように移動させるための電気的、圧縮空気または油圧
    で駆動される２つのプッシャー（６ｂ、６ｃ）が付設さ
    れていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
JP8085955A 1995-03-31 1996-03-15 真空下で金属加工物を熱処理する装置 Pending JPH08285462A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29505496.4 1995-03-31
DE29505496U DE29505496U1 (de) 1995-03-31 1995-03-31 Vorrichtung zur Wärmebehandlung metallischer Werkstücke unter Vakuum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08285462A true JPH08285462A (ja) 1996-11-01

Family

ID=8006191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8085955A Pending JPH08285462A (ja) 1995-03-31 1996-03-15 真空下で金属加工物を熱処理する装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5722825A (ja)
EP (1) EP0735149B1 (ja)
JP (1) JPH08285462A (ja)
AT (1) ATE187985T1 (ja)
CA (1) CA2173058A1 (ja)
DE (2) DE29505496U1 (ja)
ES (1) ES2141401T3 (ja)

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