JPS6040497B2 - 高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理炉 - Google Patents
高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理炉Info
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- JPS6040497B2 JPS6040497B2 JP9168980A JP9168980A JPS6040497B2 JP S6040497 B2 JPS6040497 B2 JP S6040497B2 JP 9168980 A JP9168980 A JP 9168980A JP 9168980 A JP9168980 A JP 9168980A JP S6040497 B2 JPS6040497 B2 JP S6040497B2
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Classifications
-
- 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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高情浄雰囲気を生成する機構を有する真空熱処
理炉に係り、熱処理雰囲気を高度に純化し得る真空熱処
理炉を提供するものである。
理炉に係り、熱処理雰囲気を高度に純化し得る真空熱処
理炉を提供するものである。
無酸化熱処理例えばロー薮、暁鎚等においては熱処理雰
囲気中の水分（日２０）分圧及び炭化水素系物質（Ｃｍ
Ｈｎ）分圧を一定値以下に維持することが重要であるこ
とは当業者に周知のことであり、そのために従来次の如
き手段が行われている：｛ａー 熱処理室内に導入する
不活性ガスや還元性ガスをガス純化装置で精製する。
囲気中の水分（日２０）分圧及び炭化水素系物質（Ｃｍ
Ｈｎ）分圧を一定値以下に維持することが重要であるこ
とは当業者に周知のことであり、そのために従来次の如
き手段が行われている：｛ａー 熱処理室内に導入する
不活性ガスや還元性ガスをガス純化装置で精製する。
【ｂ｝ 熱処理室内を長時間１０‐４〜１０５トール程
度に減圧排気し、真空中で加熱する。
度に減圧排気し、真空中で加熱する。
｛ｃ）真空とした熱処理室に若干の高純度不活性ガスを
吹込み、１〜１０‐３トール範囲内の高純度低密度の不
活性ガス気流中で被処理物を加熱する方法（キャリャー
ガス方法）。
吹込み、１〜１０‐３トール範囲内の高純度低密度の不
活性ガス気流中で被処理物を加熱する方法（キャリャー
ガス方法）。
しかしながら、前述の如き従来手段は以下に説明する如
き種々の欠点がある：前記｛ａ｝の方法は、熱処理室構
成部材及び被処理物等からの放出ガスにより、雰囲気ガ
ス中の比○、ＣｍＨｎの分圧を一定値以下（例えば日２
０分庄一６０００以下）に維持することが困難で、この
ため大量の高純度ガスを流して汚染ガス濃度を下げる等
の方策がとられており、このためにコスト高となり、高
純度ガスの消費量の削減が要求されている。
き種々の欠点がある：前記｛ａ｝の方法は、熱処理室構
成部材及び被処理物等からの放出ガスにより、雰囲気ガ
ス中の比○、ＣｍＨｎの分圧を一定値以下（例えば日２
０分庄一６０００以下）に維持することが困難で、この
ため大量の高純度ガスを流して汚染ガス濃度を下げる等
の方策がとられており、このためにコスト高となり、高
純度ガスの消費量の削減が要求されている。
前記【ｂーの方法は、真空排気に用いる油拡散ポンプに
使用されている油による系内の汚染や、比０に対する排
気能力が充分でなく、例えば前記油拡散ポンプで排気し
た系内の残留ガス分圧は全圧が５×１０‐４トールの時
、日２０分圧は４×１０‐４トール程度であって、例え
ばアルミニウム又はその合金の真空ろう付けには不充分
な雰囲気であり、このため更に大口径の真空ポンプを用
いて全圧を５×１０‐５トール程度に維持して汚染ガス
の分圧を下げている。
使用されている油による系内の汚染や、比０に対する排
気能力が充分でなく、例えば前記油拡散ポンプで排気し
た系内の残留ガス分圧は全圧が５×１０‐４トールの時
、日２０分圧は４×１０‐４トール程度であって、例え
ばアルミニウム又はその合金の真空ろう付けには不充分
な雰囲気であり、このため更に大口径の真空ポンプを用
いて全圧を５×１０‐５トール程度に維持して汚染ガス
の分圧を下げている。
従って排気コストは高くなり又保守管理が煩雑であって
、これらの改善が望まれている。前記｛ｃーの方法では
、日２０分圧を１０‐６トール程度に維持できるが彼処
理物から放出される油分によりＣｍＨｎ分圧は１０‐２
トール程度になる場合があり、このため熱処理室内が油
分により汚染されたり、被処理物表面に炭素が附着し製
品の光輝性を阻害したり、アルミニウム又はその合金の
ろう付け等においてはロー材の流動性が悪くなってろう
付けが不可能となる場合が生ずる。これらの理由から油
分による汚染防止に対する効果的な対策が強く望まれて
いる現状である。本発明者は前記従釆手段の諸欠点を排
除するため種々研究の結果、本発明の開発に成功したも
のであり、本発明の要旨とするところは前記特許請求の
範囲各項に明記したとおりであり、本発明における雰囲
気純化の原理は、同一空間内の日２０分圧、ＣｍＨｎ分
圧が平衡状態においては該空間内の最低低温度で決定さ
れる、即ち、極低温表面の温度における凝縮固化した日
２０、ＣｍＨｎの平衡蒸気圧が、熱処理室内の日２０分
圧、ＣｍＨｎ分圧を決定することの知見に基づくもので
ある。
、これらの改善が望まれている。前記｛ｃーの方法では
、日２０分圧を１０‐６トール程度に維持できるが彼処
理物から放出される油分によりＣｍＨｎ分圧は１０‐２
トール程度になる場合があり、このため熱処理室内が油
分により汚染されたり、被処理物表面に炭素が附着し製
品の光輝性を阻害したり、アルミニウム又はその合金の
ろう付け等においてはロー材の流動性が悪くなってろう
付けが不可能となる場合が生ずる。これらの理由から油
分による汚染防止に対する効果的な対策が強く望まれて
いる現状である。本発明者は前記従釆手段の諸欠点を排
除するため種々研究の結果、本発明の開発に成功したも
のであり、本発明の要旨とするところは前記特許請求の
範囲各項に明記したとおりであり、本発明における雰囲
気純化の原理は、同一空間内の日２０分圧、ＣｍＨｎ分
圧が平衡状態においては該空間内の最低低温度で決定さ
れる、即ち、極低温表面の温度における凝縮固化した日
２０、ＣｍＨｎの平衡蒸気圧が、熱処理室内の日２０分
圧、ＣｍＨｎ分圧を決定することの知見に基づくもので
ある。
日２０の平衡蒸気圧表を次の表１に示す：表１ ４０の
平衡蒸気圧 温度（ｏＫ） 圧 力（トール） １７０ ８．６×１０‐６１
８０ ４×１０‐５１９０
２．４×１０‐４２００
１．２５×１０‐３２１０
５．２×１０‐３２２０
１．９５×１０‐１２３０
６．９ｘｌｏ‐２クラィオ
パネルの比○、ＣｍＨｎに対する排気速度は、クラィオ
パネルの温度が充分に低い時には一旦凝縮したこれらの
ガスは殆んど再蒸発しないので、理論的な排気速度Ｓ比
は気体分子の運動論から容易に導き得る：帥：３肌。
平衡蒸気圧 温度（ｏＫ） 圧 力（トール） １７０ ８．６×１０‐６１
８０ ４×１０‐５１９０
２．４×１０‐４２００
１．２５×１０‐３２１０
５．２×１０‐３２２０
１．９５×１０‐１２３０
６．９ｘｌｏ‐２クラィオ
パネルの比○、ＣｍＨｎに対する排気速度は、クラィオ
パネルの温度が充分に低い時には一旦凝縮したこれらの
ガスは殆んど再蒸発しないので、理論的な排気速度Ｓ比
は気体分子の運動論から容易に導き得る：帥：３肌。
Ａ婦，／秒上式において、Ｑは凝縮係数でガス体がクラ
ィオパネルに衝突して捕捉される確率であり、実験によ
り０．６〜０．８である。
ィオパネルに衝突して捕捉される確率であり、実験によ
り０．６〜０．８である。
Ａはクライオパネルの表面積（地）、Ｔは比０、ＣｍＨ
ｎの温度、Ｍは比○、ＣｍＨｎの分子量である。第１図
はクラィオパネル表面積が１あの場合のり０に対するク
ラィオパネルの理論排気速度とクラィオパネル表面温度
との関係を示すグラフであり、同一口径面積のＰＦＬ−
２２型油拡散ポンプの排気速度（曲線ＰＦＬ）に比べて
約２．２倍であることが明らかである。本発明を添附図
面に示す具体例に基いて説明する。しかし乍ら、本発明
を以下説明する具体例に限定するものでなく、本発明に
要旨内における変更、改変は本発明に包含されるもので
ある。第２図は熱処理室にバイパスを介して蓮適する空
間１′にクライオパネル４を配設した例を示す断面略図
であり、図において、１は被処理物であり、真空ポンプ
Ｐで排気される真空熱処理室２内に周知の手段で配設す
る。３はヒ−ターを示す。
ｎの温度、Ｍは比○、ＣｍＨｎの分子量である。第１図
はクラィオパネル表面積が１あの場合のり０に対するク
ラィオパネルの理論排気速度とクラィオパネル表面温度
との関係を示すグラフであり、同一口径面積のＰＦＬ−
２２型油拡散ポンプの排気速度（曲線ＰＦＬ）に比べて
約２．２倍であることが明らかである。本発明を添附図
面に示す具体例に基いて説明する。しかし乍ら、本発明
を以下説明する具体例に限定するものでなく、本発明に
要旨内における変更、改変は本発明に包含されるもので
ある。第２図は熱処理室にバイパスを介して蓮適する空
間１′にクライオパネル４を配設した例を示す断面略図
であり、図において、１は被処理物であり、真空ポンプ
Ｐで排気される真空熱処理室２内に周知の手段で配設す
る。３はヒ−ターを示す。
４はクラィオパネルであり、極低温冷凍機（図示せず）
により１７３０Ｋ〜２１４ｏＫの低温に冷却される。
により１７３０Ｋ〜２１４ｏＫの低温に冷却される。
５は麓梓ファン、６はガス冷却器を夫々示し、熱処理中
雰囲気の一部を渡洋ファン５で吸引し、ガス冷却機６を
経由し、クラィオパネル４に導き、ガスの純化を行い、
そのガスを循環する。
雰囲気の一部を渡洋ファン５で吸引し、ガス冷却機６を
経由し、クラィオパネル４に導き、ガスの純化を行い、
そのガスを循環する。
第２図に示す真空熱処理炉の操作は、アルゴンガス又は
窒素ガスにより炉内圧力を１〜７６０トールの範囲内で
運転し、クラィオパネル４の表面温度を１７３ｏ Ｋ〜
１２１４ｏ Ｋの範囲に調整することにより、炉内雰囲
気中のり○分圧及びＣｍＨｎ分圧を炉内分圧の如何に拘
らず１×１０‐５トール（露点１７３ｏＫに相当）〜１
×１０‐２トール（霧点２１４ｏＫに相当）の範囲内に
容易に調整できるので、大量の高純度不活性ガス又は還
元性ガスを流さないでも、又大口径の油拡散ポンプを使
用して炉内雰囲気の全圧を５×１０‐５トールに下げる
ことなく、無酸化熱処理操作に必要な雰囲気を容易に得
ることができ、従来工業的には歩留りが悪く実施するこ
とができなかった数１０トールの不活性ガス中でのアル
ミニウム又はそれらの合金のろう付け操作が容易に実施
し得た。又、第２図に示す構造の減圧雰囲気熱処理炉の
他の応用例として、アルゴンガス又は窒素ガスを徴量導
入し（Ｇより）炉内全圧力を１〜１０‐２ト−ル程度に
維持して使用する系（キャリャーガス法併用）において
は、炉内雰囲気中の日２０十ＣｍＨｎの分圧を１０‐６
トール（霧点１６００Ｋに相当）に維持することができ
る。
窒素ガスにより炉内圧力を１〜７６０トールの範囲内で
運転し、クラィオパネル４の表面温度を１７３ｏ Ｋ〜
１２１４ｏ Ｋの範囲に調整することにより、炉内雰囲
気中のり○分圧及びＣｍＨｎ分圧を炉内分圧の如何に拘
らず１×１０‐５トール（露点１７３ｏＫに相当）〜１
×１０‐２トール（霧点２１４ｏＫに相当）の範囲内に
容易に調整できるので、大量の高純度不活性ガス又は還
元性ガスを流さないでも、又大口径の油拡散ポンプを使
用して炉内雰囲気の全圧を５×１０‐５トールに下げる
ことなく、無酸化熱処理操作に必要な雰囲気を容易に得
ることができ、従来工業的には歩留りが悪く実施するこ
とができなかった数１０トールの不活性ガス中でのアル
ミニウム又はそれらの合金のろう付け操作が容易に実施
し得た。又、第２図に示す構造の減圧雰囲気熱処理炉の
他の応用例として、アルゴンガス又は窒素ガスを徴量導
入し（Ｇより）炉内全圧力を１〜１０‐２ト−ル程度に
維持して使用する系（キャリャーガス法併用）において
は、炉内雰囲気中の日２０十ＣｍＨｎの分圧を１０‐６
トール（霧点１６００Ｋに相当）に維持することができ
る。
第３図は真空排気系とクラィオパネルとを組合せて使用
する減圧雰囲気熱処理炉の断面略図を示し、バイパスに
開閉弁７を設けて真空熱処理室Ｉとクラィオパネル４を
配設した空間１′とを遮断し得るように構成してある。
する減圧雰囲気熱処理炉の断面略図を示し、バイパスに
開閉弁７を設けて真空熱処理室Ｉとクラィオパネル４を
配設した空間１′とを遮断し得るように構成してある。
この炉では第１図で説明したクラィオパネルのり０に対
する大容量排気特性を利用し、大気圧から排気する場合
１０‐１〜１０‐３トールの圧力範囲の排気時間を短縮
することができた。第４図に排気時間の比較を示し、Ａ
はクラィオパネルと油拡散ポンプとを併用した排気系を
示し、Ｂは油拡散ポンプ排気系を示し、縦軸は圧力〔左
側：トール、右側：パスカル（Ｓａ）〕を示し、横歓は
排気時間（分）を示す。又この構成によれば１０−５ト
ール程度で炉内雰囲気中のＣｍＨｎ分圧を１０−７トー
ル以下にすることができた。第５図〜第７図はクラィオ
パネルを熱遮蔽体及び大口蓬パルプを介して熱処理室と
同一空間に配設した具体例を示す断面略図である。第５
図はクラィオパネル４とヒーター３の間に熱遮蔽体９及
び大口径パルプ１０を配設して、クラィオパネル４への
ヒータ−３からの熱影響を防止し、又クラィオパネル背
面に油拡散ポンプ８を設けた例を示す。
する大容量排気特性を利用し、大気圧から排気する場合
１０‐１〜１０‐３トールの圧力範囲の排気時間を短縮
することができた。第４図に排気時間の比較を示し、Ａ
はクラィオパネルと油拡散ポンプとを併用した排気系を
示し、Ｂは油拡散ポンプ排気系を示し、縦軸は圧力〔左
側：トール、右側：パスカル（Ｓａ）〕を示し、横歓は
排気時間（分）を示す。又この構成によれば１０−５ト
ール程度で炉内雰囲気中のＣｍＨｎ分圧を１０−７トー
ル以下にすることができた。第５図〜第７図はクラィオ
パネルを熱遮蔽体及び大口蓬パルプを介して熱処理室と
同一空間に配設した具体例を示す断面略図である。第５
図はクラィオパネル４とヒーター３の間に熱遮蔽体９及
び大口径パルプ１０を配設して、クラィオパネル４への
ヒータ−３からの熱影響を防止し、又クラィオパネル背
面に油拡散ポンプ８を設けた例を示す。
この熱処理炉は前記した｛ｂ）の減圧排気、真空熱処理
法、‘ｃ）のキャリャーガス法及び本発明のクラィオパ
ネルを用いる方法の３つの方法を単独で又は細合せて行
うことができる熱処理炉である。第６図はクラィオパネ
ル４と油拡散ポンプ８とを有し、熱遮蔽体９及び大口径
バルブ１０を介して熱処理室内にヒーター３を配設した
具体例を示す熱処理炉であり、前記｛ｂ’の方法とクラ
ィオパネルを併用した装置である。
法、‘ｃ）のキャリャーガス法及び本発明のクラィオパ
ネルを用いる方法の３つの方法を単独で又は細合せて行
うことができる熱処理炉である。第６図はクラィオパネ
ル４と油拡散ポンプ８とを有し、熱遮蔽体９及び大口径
バルブ１０を介して熱処理室内にヒーター３を配設した
具体例を示す熱処理炉であり、前記｛ｂ’の方法とクラ
ィオパネルを併用した装置である。
第７図は熱遮蔽体９及び大口径バルブ１０を介して同一
空間内にクライオパネル４を配設した具体例であり、キ
ャリャーガス法とクラィオパネルを併用した装置を示す
。
空間内にクライオパネル４を配設した具体例であり、キ
ャリャーガス法とクラィオパネルを併用した装置を示す
。
以上詳述した通り、本発明によれば高清浄度の雰囲気の
真空熱処理炉が得られ、特にアルミニウム又はアルミニ
ウム合金等のロー薮、蛾鈍等の無酸化熱処理に有効な真
空熱処理炉を提供するものである。
真空熱処理炉が得られ、特にアルミニウム又はアルミニ
ウム合金等のロー薮、蛾鈍等の無酸化熱処理に有効な真
空熱処理炉を提供するものである。
第１図はクラィオパネル表面積１あの場合のＱＯに対す
るクラィオパネルの排気速度と表面温度との関係を示す
グラフ、第２図は本発明の好適な具体例を示す断面略図
、第３図、第５図〜第７図は他の具体例を示す断面略図
、第４図はクラィオパネルと油拡散ポンプとを併用した
排気系Ａと油拡散ポンプ排気系Ｂの排気時間を比較した
グラフであり、図中、１は被処理物、２は真空熱処理室
、３はヒーター、４はクライオパネル、５は蝿洋用ファ
ン、６はガス冷却器、７は開閉弁、８は油拡散ポンプ、
９は熱遮蔽体、１０は大口径バルブを夫々示す。 鯖ｌ図 精２図 第３図 第４図 籍５図 第６図 溝フ図
るクラィオパネルの排気速度と表面温度との関係を示す
グラフ、第２図は本発明の好適な具体例を示す断面略図
、第３図、第５図〜第７図は他の具体例を示す断面略図
、第４図はクラィオパネルと油拡散ポンプとを併用した
排気系Ａと油拡散ポンプ排気系Ｂの排気時間を比較した
グラフであり、図中、１は被処理物、２は真空熱処理室
、３はヒーター、４はクライオパネル、５は蝿洋用ファ
ン、６はガス冷却器、７は開閉弁、８は油拡散ポンプ、
９は熱遮蔽体、１０は大口径バルブを夫々示す。 鯖ｌ図 精２図 第３図 第４図 籍５図 第６図 溝フ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 極低温冷媒により冷却されるパネルを熱処理室と同
一又は連通する空間に設けてなる高清浄雰囲気生成機構
を有する真空熱処理炉。 ２ 極低温に冷却されるパネルを熱遮蔽体を介して熱処
理室と同一空間内に配設してなる特許請求の範囲第１項
記載の高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理炉。 ３ 極低温に冷却されるパネルを真空バルブを介して熱
処理室の少なくとも２個所に連通する空間に配設すると
共にフアンを設けたことよりなる特許請求の範囲第１項
記載の高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理炉。 ４ 極低温が約２３０°Ｋ（−４３°＾ｃ）から１３０
°Ｋ（−１４３°＾ｃ）の範囲内である特許請求の範囲
第１項記載の高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168980A JPS6040497B2 (ja) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | 高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168980A JPS6040497B2 (ja) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | 高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5719319A JPS5719319A (en) | 1982-02-01 |
| JPS6040497B2 true JPS6040497B2 (ja) | 1985-09-11 |
Family
ID=14033466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9168980A Expired JPS6040497B2 (ja) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | 高清浄雰囲気生成機構を有する真空熱処理炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040497B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01221581A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-09-05 | Yoshinobu Miyata | 除電性パイル織物 |
| JPH0280674A (ja) * | 1988-09-17 | 1990-03-20 | Toyota Motor Corp | 帯電防止モケット |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057186A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-02 | 日本真空技術株式会社 | 真空溶解炉 |
-
1980
- 1980-07-07 JP JP9168980A patent/JPS6040497B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01221581A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-09-05 | Yoshinobu Miyata | 除電性パイル織物 |
| JPH0280674A (ja) * | 1988-09-17 | 1990-03-20 | Toyota Motor Corp | 帯電防止モケット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5719319A (en) | 1982-02-01 |
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