JPH1068061A - 金属被処理物をイオン浸炭処理するための装置及び方法 - Google Patents

金属被処理物をイオン浸炭処理するための装置及び方法

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JPH1068061A
JPH1068061A JP9205367A JP20536797A JPH1068061A JP H1068061 A JPH1068061 A JP H1068061A JP 9205367 A JP9205367 A JP 9205367A JP 20536797 A JP20536797 A JP 20536797A JP H1068061 A JPH1068061 A JP H1068061A
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chamber
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metal workpiece
ion
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ウー クウォン カン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装備の製造原価が節減され,工程及び装備の
維持補修が容易で,浸炭製品の生産敷率向上と熱定理品
質の向上を極大化できる機械要素部品のイオン浸炭定理
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 眞空装置及び浸炭化用気鐙供給源からの
配管が連結されてある前記被虚現物のイオン浸炭定理チ
ャンバと,前記チャンバの近接部に設置される冷却槽
と,前記処理物の浸炭処理の時には前記浸炭処理チャン
バの上部をかぶせて密閉させる一方,前記被処理物の直
接焼入の時には前記冷却槽の上部に位置することになる
蓋と,前記蓋の下部で連接奉によって前記蓋と一借に形
成された被処理物荷重と,前記蓋及ぴ荷重を前記浸炭処
理チャンバと冷却槽の間で水干に往復運動させることの
できるオ‐バ‐ヘッドグレ‐ンを具備することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属被処理物(me
tal workpiece)のイオン浸炭処理方法及
び装置に間するもので,もっと詳細には金属の表面硬化
(surfacehardening)のための熱処理
(heating tratment)技術であるイオ
ン浸炭(plasma carbuhzing)での直
接焼入技術(quenching techno1og
y)を改善した装置及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属被処理物の表面硬化のためのイオン
浸炭はアメリカ合衆国の特許第5383980号等に掲
載されている。一般的に,浸炭のような高温プラズマ接
散表面硬化熱処理技術ではAC3温度以上での直接焼入
工程が表面硬化のために不可欠な工程になる。したがっ
て,より簡単で工程変数の調節が容易な冷却方法が持続
的に要求されてきた。
【0003】イオン浸炭装置はアメりカ合衆国の特許第
4462577号に掲載されているように,加熱チャン
バ(heat chamber)と冷却チャンバ(co
oling chamber)を持つ真空炉を一般的に
使用している。イオン浸炭装置の一般的な構成が図lに
概略的に図示さォしている。
【0004】図lに図示された装置(10)は加熱チャ
ンバ(11)及び冷却チャンバ(12)で,2室の構造
になっている。加熱チャンバ(11)には気体供給シス
テム(13:gas supply system)か
らのマニホルド(14:manifold)が連結され
てある。
【0005】そして,補助ヒ‐タ(15:auxili
ary heater)及び真空シ入テム(16:va
cuum system)が設置されてある。一方,冷
却チャンバ(12)には眞空システム(16a),気体
冷却ファン(17),オイルヒータ(18:Oil h
eater)及びオイルサーキュレ‐タ(19:oil
circulator)が設置されてある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】現在,全世界的に量産
ラインに適用するために図1に図示されたような2室方
式のイオン浸炭装置の開講及び適用が活緩に行われてい
る。しかし,既存のこのような装備は冷却チャンバの構
成が真空状態を維持しながら被処理物を熱処理する複雑
な形態を持っている。このような複雑性のために装置の
価格が相当高価である。これは加熱チャンバも真空状態
を維持しなければならないし,また冷却油も真空状態で
使用可能なものでなければいけないのを意味する。
【0007】もう一つの問題点は不必要な多くの装置達
が装備に含まれていることである。このような不必要な
装置達は装備の価格を上昇させる。また,お互いの干
渉,騒音,電磁波等のようないろんな要因によって装備
の維持と補修にも多くの難しさがある。
【0008】したがって,熟練した専門家でない一般作
業者の作業を難しくしている。前記二つの要因以外にも
維持費用の上昇,設備設置場所の限界,冷却の時の浸炭
処理室の汚染問題,公共設備の利用過多等のような設備
上の問題貼がある。
【0009】また,工程上では浸炭処理室から熱処理焼
入室への移動の時長くかかる移送時間による熱処理品質
の低減等のようないろんな問題貼を抱えている。
【0010】したがって,本発明の目的は前記の問題貼
を解決すべくなされたもので,装備の製造原価が節減さ
れる金層被処理物のイオン浸炭処理方法及び装置を提供
することにある。
【0011】本発明の他の目的は装置の操作及び補修が
容易なイオン浸炭処理方法及び装置を提供することにあ
る。
【0012】本発明のまた他の目的は,浸炭製品の生産
効率向上と熱処理品質の向上を極大化できる金属被処理
物のイオン浸炭処理方法及び装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するために、本発明は第l側面として, 全層被処理物
をイオン浸炭処理するための装置において, プラズマ
を護士させて前記金展被処理物を浸炭させることのでき
る真空チャンバと, 前記浸炭処理された前記金慶被処
理物を焼入する冷却チャンバと, 前記眞空チャンバか
らの前記金属被処理物を常温状態に分離して前記冷却チ
ャンバに移動させる移送手段を具備することを特徴とす
る装置を提供する。
【0014】また,本発明は第2側面として,金属被処
埋物をイオン浸炭処理する方法において,真空チャンバ
の中でプラズマを発生させて前記金属被処理物を浸炭さ
せる第1過程と,前記真空チャンバからの前記被処理物
を常温状態に分離する第2過程と,前記被定理物を冷却
槽で焼入させる第3過程から構成されることを特徴とす
る方法を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下,本発明の一實施例を添附図
面を参照して詳細に説明する。
【0016】添附図面図2は本発明の一實施例による金
属被処理物のイオン浸炭装置の構成を示す概略図であ
る。
【0017】図2で本発明の浸炭装置が図面符號30と
して図示されている。浸炭装置(30)は機械要素部品
である被処理物(31:work piece)を浸炭
処理するための浸炭チャンバ(32:carburiz
ing chamber)を具備し,浸炭チャンバ(3
2)には浸炭ガス及び圧力増強用の不活性ガスを供給す
るための配管(未図示)が連結されている。
【0018】また,浸炭チャンバ(32)の近接部には
冷却チャンバが提供されてある。そして,前記二つのチ
ャンバの上部面から離れた高さの位置には水平送り片
(34:forked feed bar)が支持片
(35:support bar)によって支持された
まま設置されている。水平送り片(34)の下部面には
これについて往復運動のできるオーバーヘッドクレ−ン
(36:overheadcrane)が設置されてあ
る。オーバーヘッドクレ−ン(36)の下部面には垂直
に上下移動の可能なシャフト(37)が設置されてあ
る。シャフト(37)の末端部には被処理物(31)の
浸炭の時,浸炭チャンバ(32)の上部にかぶせること
になり冷却の時には冷却チャンバ(33)の上部に位置
することになる蓋(38)の上部面が連結されてある。
また,蓋(38)の下部には被処理物(31)を積載す
るための荷台(39:1oading deck)が連
接棒(40:connechng rod)によって一
体に形成されてある。したがって,蓋(38)及び荷台
(39)はシャフト(37)の作動によって一体的に上
下往復運動をする。
【0019】まず,被処理物(31)を浸炭させようと
する場合には荷台(39)に被処理物(31)を積載し
た後,これをオバヘッドクレーン(36)を利用して浸
炭処埋チャンバ(32)の上部に位置させる。その後,
荷台(39)及び蓋(38)が一置的に連結されてある
シャフト(37)を蓋(38)が浸炭処理チャンバ(3
2)の上部を覆って密閉させるまで下向移動させて被処
理物(31)が積載された荷台(39)を浸炭チャンバ
(32)の内部に位置させる。
【0020】続いて,浸炭処理チャンバ(32)を真空
状態に維持して被処理物(31)の化学成分による適合
な工程変敷によって適正温度及び時間で被処理物(3
1)をイオン浸炭処理した後,高温が維持された状態か
らアルゴンガス(argongas)を浸炭処理チャン
バ(32)の中に注入してその内部の圧力を1気圧に上
昇させる。
【0021】そして,シャフト(37)を上向移動させ
ると,ここに連結された蓋(38)及び荷台(39)に
積載された浸炭処理された被処理物(31)がチャンバ
(32)より排出されることになる。
【0022】その後,オーバーヘッドクレ−ン(36)
を水平送り片(34)について移動させて被処理物(3
1)が積載された荷台(39)を冷却チャンバ(33)
の上部位置までに移送した後,オーバーヘッドクレ−ン
(36)のシャフト(37)を下向移動させて荷台(3
9)を冷却チャンバ(33)の内部に導入して荷台(3
9)に積載された被処理物(31)を直接焼入一処理す
ることになる。
【0023】しかし,この時重要なことは被処理物(3
1)が大気に露出される時間かどのくらいになるかであ
る。これは熱処理品質を確保するにいたって重要な要素
として作用する。
【0024】被処理物(31)の表面温度がAC3温度
の以下に落ちないようにすると直接焼入の時勢処理品質
に影響を与えずにむしろ全体的な熱処理変形量を滅らす
ことができる。これは移送時間による被処理物の温度変
化を示したグラフである図3から確認できる。図3での
ように,全置的に移送時間が約2分以内,好ましくは約
1.5分以内の場合には表面温度はAC3温度以下に下
がらない。
【0025】また,大気露出によって心配された表面盾
の酸化膜形成はガス浸炭の時と比べて心配するほどでな
かった。
【0026】前記のような過程は既存の2室イオン浸炭
炉に比べて簡単な移送装置及び被処理物の荷台を利用す
ることによってより優秀な熱処理方式であるイオン熱処
理技術を各種の機械部品の表面硬化に利用できる土壌を
提供する。
【0027】このような一連の工程は簡単なS/Vによ
って調節が可能であり,いろんな工程変敷である処理温
度,処理時間,冷却条件等を入力してスタートボタンを
押すと全ての過程が自動的に順次進行され表面硬化熱処
理が完了された状態の被処理物を得ることができるので
工程費用に含まれた人件費の比率を減らすことができ,
簡単な冷却システムの構成によってたやすい維持補修が
可能なシステムを構成することができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によるイオ
ン浸炭処理装置は浸炭の処理後,直接焼入方式の改善を
提供することによって,装備の製造原価節減,工程の容
易性,たやすい維持補修等のようないろんな特性を確保
できる。また,高品質のイオン浸炭設備を比較的安い価
格で供給できるようにし,特に浸炭製品の生産効率向上
と熱処理品質の向上を極大化できる。
【0029】特に本発明による装置は動力傅達用機械部
品の熱処理の時に処理時間の短縮を通して工程費用を節
減することができる。また,耐磨耗性及び耐疲劣性の極
大化を通して軽量設計の可能性を提供できる。
【0030】また,本発明は前記の実施例による限定さ
れるのではなく,その要旨を逸脱しない範囲で多様に変
更して実施できる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のイオン浸炭装置の一般的な構成を示した
概略図である。
【図2】本発明の一実施例による浸炭装置の構成を示し
た概略図である。
【図3】本発明の一実施例において金属被処理物の移送
時間による温度の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
30 浸炭装置 31 被処理物 32 浸炭チャンバ 33 冷却チャンバ 34 水平送り片 35 支持片 36 オ‐バーヘッドクレーン 37 シャフト 38 蓋 39 荷台 40 連接棒

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属被処理物をイオン浸炭処理するため
    の装置において,プラズマを発生させて前記金属被処理
    物を浸炭させることのできる浸炭チャンバと,前記浸炭
    処理された前記金属被処理物を焼入する冷却チャンバ
    と,前記浸炭チャンバからの前記金属被処理物を常温状
    態に分離して前記冷却チャンバに前記金属被処理物を移
    動させる移送手段を具備することを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 前記浸炭チャンバは前記金属被処理物を
    積載するための荷台と,前記浸炭チャンバを開閉する蓋
    を具備して,前記荷台と前記蓋は一体に形成されること
    を特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記荷台と前記蓋は一体に前記冷却チャ
    ンパに移送され前記蓋は前記冷却チャンバを開閉させる
    ことを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記移送手段を前記金属被処理物を上下
    に移動させるためのシャフトと前記金属被処理物を水平
    に移送させるためのオ‐バ‐ヘッドクレ‐ンを具備した
    水平送り片から構成されることを特徴とする請求項1に
    記載の装置。
  5. 【請求項5】 金属被処理物をイオン浸炭処理する方法
    において,眞空チャンバ内でプラズマを発生させ前記金
    属被処理物を浸炭させる第1過程と,前記真空チャンバ
    からの前記被処理物を常温状態に分離する第2過程と,
    前記被処理物を冷却槽で焼入させる第3過程から構成さ
    れることを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】 浸炭処理された前記被処理物の前記眞空
    チャンバからの前記冷却チャンバヘの移動時間は約2分
    以下であることを特徴とする方法。
JP9205367A 1996-07-23 1997-07-15 金属被処理物をイオン浸炭処理するための装置及び方法 Pending JPH1068061A (ja)

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KR96-29841 1996-07-23

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